JP3143170B2 - 連動杆 - Google Patents

連動杆

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JP3143170B2
JP3143170B2 JP03281815A JP28181591A JP3143170B2 JP 3143170 B2 JP3143170 B2 JP 3143170B2 JP 03281815 A JP03281815 A JP 03281815A JP 28181591 A JP28181591 A JP 28181591A JP 3143170 B2 JP3143170 B2 JP 3143170B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自転車用クランク等、
連結対象部材取付け用の取付け孔を有するボス部を両端
側に備える連動杆に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば実開昭60−137691
号公報に示されるように、中空のクランク本体の両端側
にボス部形成部材を溶接することにより、両端側に所定
の取付け孔付ボス部を備えさせ、かつ、中空による軽量
化を図ることが可能になった自転車用クランクがあっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】連動杆本体としてのク
ランク本体と、ボス部とが溶接であることにより、連動
杆本体とボス部の連結不良が発生して強度不足が生じる
場合があるとか、連結が強固になるように、溶接精度を
よくする必要が生じて、製作能率が悪くなっていた。本
発明の目的は、軽量に、しかも、強度面でも製作面でも
有利に得られる連動杆を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明による連動杆にあ
っては、目的達成のために、全長にわたって組織的に連
続する一体部品に形成された連動杆素材(12)の一端
側に、第1ボス部(B1)を備えると共に、前記連動杆
素材(12)の他端側に、第2ボス部(B2)を備え、
前記第1ボス部(B1)において、前記連動杆素材(1
2)の軸芯(X)と直交またはほぼ直交する方向に前記
連動杆素材(12)に孔あけして成る連結対象軸挿入孔
部(7a)を、前記第1ボス部(B1)に備え、前記第
2ボス部(B2)において、前記連動杆素材軸芯(X)
と直交またはほぼ直交する方向に前記連動杆素材(1
2)に孔あけして成る取付け孔(10)を、前記第2ボ
ス部(B2)に備え、第2ボス部(B2)が位置する側
の前記連動杆素材端から前記連動杆素材軸芯(X)に沿
う方向に押拡げ式孔あけ具(13)を押込み作用させて
形成され、かつ、前記連結対象軸挿入孔部(7a)に対
しては非連通である軸芯方向孔(1)を、前記連動杆素
材(12)に備えてある連動杆。
【0005】
【作用】連動杆本体としてのボス部間部分が軸芯方向孔
のために中空状態になり、中実状態に比して軽くなる。
第1ボス部、第2ボス部およびボス部間部分が単一部品
の連動杆素材で成って、第1ボス部および第2ボス部の
いずれもがボス部間部分に組織的な連続によって連結す
ることにより、さらには、軸芯方向孔が連結対象軸挿入
孔部に対して非連通であって、連通するに比して連結軸
との連結強度が低下することを防止でき、第1ボス部お
よび第2ボス部の夫々とボス部間部分とは、従来の溶接
の如き特別な連結手間を掛けなくとも、組織的な連続
と、軸芯方向孔の非連通との両面から強固に連結する。
軸芯方向孔は、連動杆素材に押拡げ式孔あけ具を押し込
み作用させることによって形成されたものだから、連動
杆素材の組織を孔あけ具によって加圧された状態にしな
がら連動杆を中空状態にする。
【0006】
【発明の効果】軸芯方向孔による中空化によって軽量化
が可能になり、第1ボス部、第2ボス部およびボス部間
部分の組織的な連続と、軸芯方向孔の非連通とによる連
結強化によって強度アップおよび製作手間の低減が可能
になり、その上、連動杆は素材の組織が加圧されたもの
になっていて優れた強度を発揮するのであり、軽くて強
力に連動できるように、しかも、比較的生産性よく得ら
れるようにできた。
【0007】
【実施例】図1および図2に示すように、中空部1を有
するクランク本体の一端側に第1ボス部B1を、かつ、
他端側に第2ボス部B2を夫々備えて、自転車用の左ク
ランク2を構成してある。図3に示すように、中空部1
を有するクランク本体の一端側に、ギヤ取付け金具3お
よび第1ボス部B1を備えさせると共に、他端側に第2
ボス部B2を備えて、自転車用の右クランク4を構成し
てある。これらクランク2,4は、図4に示すように、
車体フレームのボトムブラケット部5が支持するクラン
ク軸Sに止めねじ6によって外止めされるように構成し
て取付けると共に、ペダルPとクランクギヤGの一方ま
たは両方を備えて、自転車用の駆動装置を構成するもの
であり、詳しくはつぎの如く構成してある。すなわち、
第1ボス部B1に、クランク2または4の軸芯Xと直交
またはほぼ直交する方向のクランク軸取付け孔7を備え
てある。このクランク軸取付け孔7には、クランク軸S
が入り込むクランク軸挿入孔部7aと、前記止めねじ6
の頭部が入り込む止めねじ取付け孔部8とを備えてあ
る。左クランク2のクランク軸挿入孔部7aには、第1
ボス部B1に対する補強金具9を内嵌し、右クランク4
のクランク軸挿入孔部7aには、ギヤ取付け金具3の第
1ボス部B1に対する取付け部3aを内嵌すると共に、
補強金具9および取付け部3aは、クランク軸Sのクラ
ンク取付け端部に外嵌するように、図6または図7に示
す如き筒状に形成してある。取付け部3aは、第1ボス
部B1に対する補強をするように形成してある。つま
り、左クランク2は、第1ボス部B1の補強金具9を介
してのクランク軸Sへの外嵌によって、クランク軸Sへ
の取付けをし、右クランク4は、第1ボス部B1の補強
部材に兼用の取付け部3aを介してのクランク軸Sへの
外嵌によって、クランク軸Sへの取付けをするようにし
てある。補強金具9および取付け部3aが非円形形状の
ために第1ボス部B1およびクランク軸Sのクランク取
付け端部に一体回動可能に係合することにより、クラン
ク2および4のクランク軸Sとの一体回動が可能になる
ようにしてある。第2ボス部B2に、クランク2または
4の軸芯Xと直交またはほぼ直交する方向のペダル取付
け孔10を備えてあると共に、ペダル取付け孔10は、
ペダル支軸11が螺合するねじ孔に形成してある。すな
わち、第2ボス部B2にペダル支軸11の螺着によって
ペダルPを取付けるようにしてある。ギヤ取付け金具3
には、図7に示す如く前記取付け部3aから放射状に延
出する複数本のギヤ支持アーム部3bを備えてある。ギ
ヤ支持アーム部3bの延出端部にクランクギヤGをねじ
止めすることにより、右クランク4へのクランクギヤG
の取付けができるようにしてある。クランクギヤGとギ
ヤ支持アーム部3bのねじ連結と、取付け部3aのクラ
ンク軸Sおよび右クランク4に対する係合とのために、
クランクギヤGのクランク2および4による回動駆動が
可能になるようにしてある。補強金具9と取付け部3a
の外径や外周形状および内径や内周形状を同一に形成し
てある。すなわち、第1ボス部B1と補強金具9の間に
おける取付け仕様と、第1ボス部B1と取付け部3aの
間における取付け仕様とを同一に形成すると共に、補強
金具9とクランク軸Sの間における取付け仕様と、取付
け部3aとクランク軸Sの間における取付け仕様とを同
一に形成し、この仕様同一化により、左クランク1の補
強金具9以外の部分と、右クランク2のギヤ取付け金具
3以外の部分とは、同一構造になって、左クランク用と
右クランク用とのいずれにも使用できるように配慮して
ある。
【0008】クランク2および4は、後述の製造方法で
作成することにより、軽量化用の中空部1を備え、か
つ、中空部1がクランク軸取付け孔7のうちのクランク
挿入孔部7aに対しては非連通であると共に、第1ボス
部B1および第2ボス部B2と、クランク本体としての
ボス部間部分とが組織的に連続する連結状態で連結して
おり、軽量でありながら、ボス部B1およびB2の強度
やボス部間部分に対する連結強度の面からクランク強度
が大であるように構成してある。すなわち、所要量のア
ルミ合金線材を所要の形状および大きさの単一部品に変
形すると共に固まるようにプレス加工して、図8に示す
如く全長にわたって中実で丸棒状のアルミ合金製クラン
ク素材12を作成する。素材全体の鍛造作成のために、
クランク素材12の金属組織は素材全長にわたって連続
する。クランク素材12の一端側から孔あけ具13をク
ランク素材12の軸芯Xに沿う方向に押込み作用させ、
かつ、素材全体の形状成形をするところのプレス加工に
より、図9に示すように、クランク素材12の一端側を
丸棒軸部12aに、かつ、他端側を球状頭部12bにそ
れぞれ成形すると共に、前記中空部1となるところの軸
芯方向孔を形成する。この時、後にクランク軸挿入孔部
7aを形成しても、クランク軸挿入孔部7aと軸芯方向
孔1が接続しなくて、軸芯方向孔1がクランク軸挿入孔
部7aに対する非連通状態になるところの箇所を設定終
端箇所として予め設定しておき、軸芯方向孔1の奥端1
aが前記設定終端箇所で止まるように孔あけ加工をす
る。孔あけ具13として押拡げ式孔あけ具を採用してい
る。これにより、孔あけ具13による加圧作用によって
クランク素材12の金属組織を加圧し、クランク素材1
2の強度向上を図りながら孔あけができる。尚、軸芯方
向孔1としては、孔1の奥端部が奥端1a側ほど細くな
る先細りになる状態に形成すれば、奥端1aをクランク
軸挿入孔部7aに極力接近する長い孔に形成でき、しか
も、先細り奥端部が、クランク太さが第1ボス部B1か
らクランク本体にかけて次第に細く変化するクランク箇
所に位置して、クランク強度を太さ変化にかかわらず低
下させない状態に形成でき、全体として、軽量化面で
も、強度面でも有利なクランク形成ができる。この孔形
成の後、図10に示すように、クランク素材12の丸棒
軸部12aの球状頭部12bとは反対側の端部に、クラ
ンク素材12と同一の材質で成る芯部材14を挿入す
る。この時、芯部材14の最大外径を軸芯方向孔1の内
径より若干大に形成しておき、この径差により、芯部材
14がクランク素材12に圧入して位置ずれしないよう
に、かつ、接着し易いように密着するようにする。芯部
材14としては、丸棒軸部12aへの挿入時にその開口
側に位置する端部14aが先端側ほど細くなる先細り端
部になり、かつ、この先細り端部とは反対側の端部に凹
入部14bが存在する芯部材を採用する。尚、芯部材1
4としては、クランク素材12より硬質である等、クラ
ンク素材12とは異なる素材で成るものを採用したり、
クランク素材12との接触面積が大になるように表面が
凹凸面でなるものを採用してもよい。芯部材挿入の後、
クランク素材12の全体に対する加圧成形により、球状
頭部12bが第1ボス部B1になり、丸棒軸部12aの
芯部材14の存在する箇所が第2ボス部B2になり、ボ
ス部B1,B2およびボス部間部分が図5、図11およ
び図12に示す形状になるように成形する。この時、芯
部材14の第1ボス部B1側端部が前記凹入部14bの
ために芯部材14中心側に比して容易に変形し、クラン
ク素材12の芯部材14端部に接する箇所に、プレス加
工に起因する応力集中が発生しにくくなるのである。ま
た図11および図12に明示するように、クランク素材
12の端部分12cがクランク素材12の内側に屈曲し
て芯部材14の先端部14aに接当するように成形す
る。すなわち、クランク素材12の端部分12cが芯部
材14に対する抱持部になって、芯部材14を位置ずれ
しないように、かつ、外部から見えにくいとか見ないよ
うに包込むようする。この時、先細り端部14aの芯部
材14を採用してあることにより、端部分12cの包込
み状態への屈曲成形がし易くなる。加圧成形を終える
と、図13に示すように、第1ボス部B1および第2ボ
ス部B2に所定太さの孔あけ具15または16を作用さ
せて、第1ボス部B1にクランク軸挿入孔部7aを形成
し、第2ボス部B2に予備穴17を形成する。この時、
予備穴17を形成する孔あけ具15として押拡げ式孔あ
け具を採用し、図13に明示するように、クランク素材
12の一部分12dがクランク素材12の内側に突入し
て芯部材14の孔内に入込むようにする。クランク軸挿
入孔部7aおよび予備穴17の形成が終わると、クラン
ク素材12の全体に対する熱処理を行い、この後、ボス
部B1およびB2に切削による孔あけ加工とねじ切り加
工を行って、第1ボス部B1に止めねじ取付け孔部8を
形成し、第2ボス部B2にねじ式のペダル取付け孔10
を完成する。この時、図14に示す如く、予備穴形成時
に芯部材14の孔内に入込んだ素材部分12dが残存す
るように、予備穴17とペダル取付け孔10の径差設定
を適切にしてペダル取付け孔10を完成し、素材部分1
2dが芯部材14に対する抱持部になって、芯部材14
を位置ずれしないように内側から抱持するようにする。
ペダル取付け孔10が完成すると、図1に示すように、
補強金具9を装着して、左クランク2を完成し、図3に
示すように、ギヤ取付け金具3を装着して、右クランク
4を完成する。
【0009】〔別実施例〕図15は右クランク4の別実
施構造を示し、複数本のギヤ支持アーム部3bを第1ボ
ス部B1から直接に延出する状態で備えてある。すなわ
ち、クランク素材12に、図3のクランク4に対するも
のより大型の球状部12bを備え、この球状部12bを
ボス部B1とギヤ支持アーム部3bのいずれもを形成す
るようにプレス成形することにより、第1ボス部B1お
よびギヤ支持アーム部3bを作成してある。
【0010】図16は別実施クランクの第1ボス部B1
側構造を示し、軸芯方向孔1が第1ボス部B1側で第2
ボス部B2側より細くなると共に止めねじ取付け孔部8
に連通している。すなわち、軸芯方向孔1が止めねじ取
付け孔部8には連通しても、クランク軸挿入孔部7aに
連通しないように構成することにより、クランクとクラ
ンク軸との連結強度を比較的所望どおりに確保できるの
である。
【0011】上記実施例に示すごとく、芯部材14を備
えると、ペダルPの取付けが強固にできて有利である
が、芯部材14を省略して実施してもよい。本発明は、
自転車用クランクの他、操作レバーやエンジンのコンロ
ッド等、各種の動力伝達杆にも適用できる。したがっ
て、これらを連動杆と総称し、クランク軸挿入孔部7a
を連結対象軸挿入孔部7aと呼称し、ペダル取付け孔1
0を単に取付け孔10と呼称し、クランク素材12を連
動杆素材12と呼称する。
【0012】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】自転車用左クランクの断面図
【図2】自転車用左クランクの平面図
【図3】自転車用右クランクの断面図
【図4】自転車用クランクの組付け状態の断面図
【図5】自転車用クランク中空部での断面図
【図6】左クランク用の補強金具
【図7】右クランク用ギヤ取付け金具の斜視図
【図8】クランク素材の断面図
【図9】クランク素材の孔開け工程での断面図
【図10】クランク素材の芯部材挿入工程での断面図
【図11】クランク素材の加圧成形工程での縦断平面図
【図12】クランク素材の加圧成形工程での縦断側面図
【図13】クランク素材の孔開け工程での断面図
【図14】クランク素材のねじ孔加工工程での断面図
【図15】別実施自転車用右クランクの断面図
【図16】別実施クランクの一部の断面図
【符号の説明】
7a 連結対象軸挿入孔部 10 取付け孔 12 連動杆素材 B1 第1ボス部 B2 第2ボス部 X 軸芯

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全長にわたって組織的に連続する一体部
    品に形成された連動杆素材(12)の一端側に、第1ボ
    ス部(B1)を備えると共に、前記連動杆素材(12)
    の他端側に、第2ボス部(B2)を備え、 前記第1 ボス部(B1)において、前記連動杆素材(1
    2)の軸芯(X)と直交またはほぼ直交する方向に前記
    連動杆素材(12)に孔あけして成る連結対象軸挿入孔
    部(7a)を、前記第1ボス部(B1)に備え、 前記第2ボス部(B2)において、前記連動杆素材軸芯
    (X)と直交またはほぼ直交する方向に前記連動杆素材
    (12)に孔あけして成る取付け孔(10)を、前記第
    2ボス部(B2)に備え、 第2ボス部(B2)が位置する側の前記連動杆素材端か
    ら前記連動杆素材軸芯(X)に沿う方向に押拡げ式孔あ
    け具(13)を押込み作用させて形成され、かつ、前記
    連結対象軸挿入孔部(7a)に対しては非連通である軸
    芯方向孔(1)を、前記連動杆素材(12)に備えてあ
    る連動杆。
  2. 【請求項2】 前記軸芯方向孔(1)の前記第2ボス部
    (B2)領域において、前記連動杆素材(12)とは別
    体の芯部材(14)が挿入されている請求項1に記載の
    連動杆。
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