JP3209492U - フィットネスバイク或は自転車用の伝動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】故障率を減らすことができるフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置を提供する。【解決手段】主軸１０と、二本のペダル用クランク２０と、ケーブル制御モジュールと、二つのクラッチ制御セット４０と、からなる。主軸は、スプライン１０１によりスプロケットセット１１に連接され、連動する。二本のクランクにおける主軸にはめる両端の接触面には単方向軸受２２が設けられ、二本のクランクを前方向に回転させると伝動し、後方向に回転させると空転する。二つのクラッチ制御セット４０は、二つのクラッチ制御セットと二本のクランクが分離したり噛み合ったりするように、挟み部本体３１を備えるケーブル制御モジュールによって制御され、２本のクランクは相互の角度の差が１８０度だけでかみ合う。【選択図】図２

Description

本考案はペダルの技術領域に関し、特にフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置に関する。
台湾特許第８０２００３７３号「多機能自転車の伝動メカニズム」は、フレームの主軸カバー管内に自由に回転できる主軸を設け、主軸の両側にスプロケット固定盤と固定螺合盤をそれぞれ固定し、さらに、その両側に単方向軸受のクランクを設けて結合して固定し、左右二本のクランクの接続部内側端に、自由に回転する交替円盤を設け、その内径上に、複数の軸向半円凹溝をもつスライド螺合盤を設け、スライド螺合盤はクランク接続部の外径上の半円凹溝に対応し、ボールはクランク上を横向きにしか移動できず回転できない。スライドピン盤の横移動により、交替円盤と一体結合、或は、固定螺合盤と固定、或は、スプロケット固定盤と一体に結合できる。フレームの主軸カバー管の下方には、副軸カバー管を設け、その内部には副軸を設け、副軸の両端にはスプロケットを固定する。また、長さを計算された二本のチェーンの一端を、スプロケットの上に固定し、他端をクランク上の交替円盤頂端に固定する。そして、側面から見ると、上述した二本のチェーンはＸ型の連結形態を呈する。交替円盤の一つが下向きに回転する時、もう一つは上向き回転で交替して運転する。副軸カバー管の上方向の両側には、横支持フレームを設け、制御アームをそれぞれ枢接し、且つ、その各枢軸にはバネを設け、それにより上述の二つの制御アームは、内側に縮む力を有する。また、二つの制御アームの頂端は、前記スライド螺合盤にそれぞれはめ込まれ、制御アーム尾端は、ワイヤーによって制御レバーに連結する。そして、ワイヤーを引いたり緩めたりして制御レバーを調整することで、制御アームをスライド螺合盤で左右に横移動させることができる。上述の構造を組み合わせると、制御レバーを調整することで、自転車は上下交替のレバー式運動、或は、一般のクランク回転式運動、或は、左右両辺のクランクを独立して作用させ主軸を単一方向に回転させる、といった選択をすることができる。
上述した従来の多機能自転車の伝動メカニズムは構造がかなり複雑であり、その構成部材は正確な位置に配置しなければならないものが多く、少し歪んだりすると伝動がスムーズにいかなかったり、壊れるなどの問題が起こったりする。従って、組み立てがかなり煩雑で難しく、その構成部材も金属が多いため重量が増えてしまい、その組み立てに溶接などの工程があるために製作も難しく、改善の余地があると言える。
台湾特許第８０２００３７３号明細書
本考案は、故障率を減らすことができるフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本考案は、主軸と、二本のクランクペダルと、ケーブル制御モジュールと、二つのクラッチ制御セットと、からなる。前記主軸は、スプラインによりスプロケットセットに連接されることで、連動する。前記二本のクランクペダルにおける主軸にはめる両端の接触面には単方向軸受が設けられ、それにより、二本のクランクペダルを後方向に回転させると空転し、前方向に回転させると伝動する。前記二つのクラッチ制御セットは、二つのクラッチ制御セットと二本のクランクペダルが分離したり噛み合ったりするように、ケーブル制御モジュール控制によって制御される。また、二つのクラッチ制御セットは、相互の角度の差が１８０度の二本のクランクペダルしかかみ合わず、それにより、二本のクランクペダルは一般自転車のペダル方式にすることができる。また、二つのクラッチ制御セットと二本のクランクペダルが分離し、二本のクランクのペダルをそれぞれ独立させることで、片方だけペダルをこぐこともできるし両方平行にペダルを踏むこともできるなど、運動方法の選択を提供することができる。
本考案のケーブル制御モジュール挟み部は、二つの半分の部品を分離するという設計になっていることで組み立てがしやすい。しかも、関連構造の部品は、プラスチックから形成させることができ、その部品は従来の自転車と同じ規格を採用しており、凹凸の差込を利用しているため、中心に対してより正確に一直線に組み立てることができる。また、左右クランクが異なる回転方向のナットを使っているため緩み外れることを防止することができ、部品の設計を更に簡素化して方向を正確にしているため、故障する確率を大幅に減らすことができる。
本考案の一実施例の立体図である。 本考案の一実施例の立体分解図である。 本考案の一実施例における二つのクラッチ制御セットと二本のクランクペダルをかみ合わせて形成させた一般の自転車ペダル方式の動作を示した平面透視図である。 本考案の一実施例の二つのクラッチ制御セットを二本のクランクペダルから外し、二本のクランクペダルをそれぞれ独立させる或は同じ側を同時に踏む方式の動作を示した平明透視図である。 本考案の一実施例をフレームの五又分岐管に取り付け、ケーブル制御切替紐を制御する状態を示した側面図である。 本考案の一実施例をフレームの五又分岐管に取り付けた状態を示した俯瞰図である。 本考案の一実施例のケーブル制御モジュールの立体図である。 本考案の一実施例のケーブル制御モジュールの立体分解図である。 本考案の一実施例のケーブル制御モジュールの作動前の状態を示した図である。 本考案の一実施例のケーブル制御モジュールの作動後の状態を示した図である。 本考案のスライドブロックの立体分解図である。 本考案のスライドブロックを組み合わせた状態の断面図である。 本考案の一実施例の組み立てポカヨケ構造を示した図である。 本考案の別の実施例のフィットネスバイクのベルトプーリの透視図である。 本考案の主軸をフレームに取り付けた状態を示した立体図である。 本考案のクランクペダルとクラッチの立体分解図である。
図１から図６を参照する。本考案は、主軸１０と、二本のクランク２０と、ケーブル制御モジュール３０と、二つのクラッチ制御セット４０とからなる。前記主軸１０は、スプライン１０１によってスプロケットセット１１と連接され、それにより、連動させることできる。前記主軸１０の両端には、軸カバー１２がそれぞれはめ込まれる。二本のクランク２０にはペダル２０１が設けられ、前記二本のクランク２０のペダル２０１の作用端クランプホール２１内には、単方向軸受２２が設けられ、前記二本のクランク２０ペダル２０１は、単方向軸受２２によって前記軸カバー１２外周面に連結される。前記二本のクランク２０ペダル２０１における前記主軸１０方向の表面にはクラッチ歯形２３が設けられる。ケーブル制御モジュール３０は、上挟み部３１１と下挟み部３１２からなる挟み部本体３１を備え、前記挟み部本体３１は、ケーブル３２によってケーブル制御切替紐３３に連結され、前記ケーブル３２の他端は、スプリング３４によって二組のトグル機構鉤構造３５に連結される。前記ケーブル３２を引っ張ることによって、トグル機構鉤構造３５を内側へ動かすことができ、前記ケーブル３２を緩めることでスプリング３４がトグル機構鉤構造３５を元の位置へ戻す。二つのクラッチ制御セット４０は、それぞれ、スライドブロック４１及び中リング４２及びクラッチ４３とからなり、その一側のクラッチ制御セット４０の中リング４２は中リングスプロケットセット４２ａにすることができ、前記スライドブロック４１、中リング４２或は中リングスプロケットセット４２ａ及びクラッチ４３の間は、三つのバネネジ４４によって連結することができる。前記スライドブロック４１にはバネ当接バー４１１が設けられ、前記挟み部本体３１側面の凹孔３１３に当接する。スライドブロック４１両側には四角溝ピンロッド４１２が設けられ、それにより、前記トグル機構鉤構造３５が係止される。前記トグル機構鉤構造３５によって前記スライドブロック４１が引っ張られることで、前記クラッチ４３が連動して前記クランク２０ペダル２０１のクラッチ歯形２３から外れる。前記トグル機構鉤構造３５の位置がもとに戻ると、バネネジ４４が前記クラッチ４３を前記クランク２０ペダル２０１のクラッチ歯形２３にかみ合わせる。前記右クランク２０ペダル２０１は左回転ナット２４で螺合し、前記左クランク２０ペダル２０１は右回転ナット２５で螺合することで、交替で操作するときに、緩んでしまうのを防ぐことができる。前記主軸１０の側面には凹部１０２が設けられ、前記凹部１０２は、側面が凸形状を呈する前記軸カバー１２に差し込まれるとともに、主軸１０の軸心に対して正確に一直線になる。前記上挟み部３１１と前記下挟み部３１２は、プラスチックで成形することができる。
本考案は、主軸１０と、二本のクランク２０と ケーブル制御モジュール３０と、二つのクラッチ制御セット４０とからなる。前記主軸１０は、フィットネスバイク或は自転車のフレーム５０五又分岐管５１内に非常に簡単に取り付けることができ、前記主軸１０は、スプライン１０１によってスプロケットセット１１に連結させ、それにより連動させることができる。前記二本のクランク２０ペダル２０１における主軸１０にはめる両端の接触面は単方向軸受２２を形成し、それにより、二本のクランク２０ペダル２０１を後方向に回転させると伝動し、前方向に回転させると空転する。前記二つのクラッチ制御セット４０は、ケーブル制御モジュール３０によって制御されることで、二つのクラッチ制御セット４０と二本のクランク２０ペダル２０１が分離したり噛み合ったりする。尚且つ、二つのクラッチ制御セット４０は、角度の相互の差が１８０度の二本のクランク２０ペダル２０１にしかかみ合わず、それにより、二本のクランク２０ペダル２０１は、一般自転車のペダル方式にすることができる。二つのクラッチ制御セット４０と二本のクランク２０ペダルが分離し、二本のクランク２０のペダル２０１をそれぞれ独立させることで、片方だけペダルをこぐこともできるし両方平行にペダルを踏むこともできるなど、運動方法の選択を提供することができる。また、ケーブル制御モジュール３０挟み部本体３１が、二つの半分の部品を併せるという設計になっていることで組み立てがしやすい。しかも、関連構造の部品は、プラスチックから形成させることができ、その部品は従来の自転車と同じ規格を採用しており、凹凸の差込を利用しているため、中心に対してより正確に一直線に組み立てることができる。また、左右クランク２０ペダル２０１が異なる回転方向のナットを使っているため緩み外れることを防止することができ、部品の設計を更に簡素化して方向を正確にしているため、故障する確率を大幅に減らすことができる。
図７から図１０を参照する。ケーブル制御モジュール３０は枢軸３６を備え、前記枢軸３６には四つの第一枢接点３６１及び四つの第二枢接点３６２が設けられ、第一枢接点３６１は挟み部本体３１に枢接され（図２に図示）、四つの第二枢接点３６２は二つのコネクター３５２の一端及び四つの鉤端３５１枢接側に枢接され、スプリング３４の一端は挟み部本体３１（図３に図示）に当接し、スプリング３４の他端は枢接台座３７当接し、枢接台座３７内には圧縮バネ３８が設けられ、圧縮バネ３８は、ケーブル固定セット３９の間に取り付けられる。ケーブル固定セット３９は、スプリングホルダー３９１とフィックスボルト３９３とを備え、スプリングホルダー３９１は、枢接台座３７、圧縮バネ３８を貫通してケーブル固定台座３９２に螺合され、フィックスボルト３９３はケーブル３２の一端を巻き付け、ケーブル固定台座３９２に螺合される。以上により、ケーブル３２は枢接台座３７を直接引っ張ることはなく、圧縮バネ３８によって枢接台座３７が押されて動くことになる。従って、圧縮バネ３８の緩衝により、一側のクランク２０ペダル２０１が動かなくなった状態の時でも、ケーブル３２が無理に引っ張られることがない。圧縮バネ３８の緩衝によって、動かなくなった状態を解除することができ、ケーブル制御モジュールの寿命も伸ばすことができる。従来は、圧縮バネ３８がなかったため、ケーブル３２を引っ張って枢接台座３７を直接動かすしかなく、クランク２０ペダル２０１が動かなくなったときは、ケーブル３２が無理に引っ張られるため、従来のケーブル制御モジュール３０が壊れるのは避けられなかった。
図１１、図１２を参照する。スライドブロック４１は、回転しないスライドブロック部材４１３と、媒介の軸受４１４と、回転する回転盤４１５とを結合してなるとともに、そのトグル機構の鉤構造３５の鉤端３５１は、回転しないスライドブロック部材４１３の四角溝ピンロッド４１２に引っ掛けられ、回転する回転盤４１５は、三つのネジ孔４１５１を備え、三つのバネネジ４４がクラッチ４３と中リング４２を貫通して回転盤４１５のネジ孔４１５１に螺合される。このため、クラッチ４３、中リング４２と回転盤４１５は、螺合されて一緒に回転する（図１に図示）。また、三つの螺合接続点は、クラッチ４３と中リング４２と回転盤４１５環状面の中間に位置し、従来のように軸心と外側に近くない。従って、さらに優れた引っ張りの制御効果が生じ、動作がより機敏になり、よりスムーズになる。傾いたり、そり上がったり、動かなくなったり、損壊したり、寿命が短くなったりしない。
図１３に示すように、本考案は、二本のクランクの相互の差が１８０度の状態で組み立てのポカヨケ構造を設計している。即ち、その主軸１０の右側のスプライン１０１に上向きの短歯１０１１を設け、中リングスプロケットセット４２ａに上向きの短歯溝４２１を設けることで、中リングスプロケットセット４２ａを主軸１０右側のスプライン１０１に取り付けるための唯一正確な位置（Ｓ１）を確保することができる。また、中リングスプロケットセット４２ａは、六つの凸歯４２２を三つの穿孔４２３の位置に合わせることにより、クラッチ４３を取り付けられる唯一正確な位置を確保することができる。また、主軸１０左側のスプライン１０１に、下向きの短歯１０１２を設け、中リング４２に下向きの短歯溝４２４を設け、それにより、中リング４２を主軸１０左側のスプライン１０１まで取り付けるための唯一正確な位置（Ｓ２）を確保することができ、中リング４２は、六つの凸歯４２５を三つの穿孔４２６の位置に合わせることにより、クラッチ４３を取り付けるための唯一正確な位置を確保することができる。
図１４に示すように、本考案の伝動装置は、フィットネスバイクと自転車の構造のどちらに使用してもほぼ完全に同じであるが、唯一の異なる点は、自転車はスプロケットセット１２を使用し（図２を参照）、フィットネスバイクは必ずベルトプーリ１３を使用する点である。従って、自転車とフィットネスバイク等の異なる方式でも、スプロケットセット１２やベルトプーリ１３に変えるだけでよい。
図１５に示すように、従来の挟み部は一体の設計であるため、取り付けにくいだけでなく補強できない問題もある。従来は取り付けるためには組み立ての過程で適度に変形させる必要があったが、本考案ではこの問題は生じない。本考案の挟み部本体３１は、上挟み部３１１と下挟み部３１２とからなるため、組み立ての過程で変形させる必要がなく、従って、上挟み部３１１自体と下挟み部３１２自体を完全に補強することができ、補強が完全に組み立てに影響しない。上挟み部３１１と下挟み部３１２の方式は、フレーム５０にも非常に簡単に取り付けることができる。
図１６に示すように、前述したフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置は、前記クランク２０ペダル２０１のクラッチ歯形２３とクラッチ４３のクラッチ歯形４３１が、相互にかみ合う形状にすることができ、且つその形状は、凸字型２３１或はＬ字型２３２の異なる形状にすることができる。凸字型２３１やＬ字型２３２の尖端は、従来の溝歯の幅が大きくクリアランスが大きいという欠点を大幅に減らし、尖端の幅を極小且つクリアランスを小さくすることができる。
上述の説明から分かるように、本考案のケーブル制御モジュール挟み部は、二つの半分の部品を併せるという設計になっていることで組み立てがしやすい。しかも、関連構造の部品は、プラスチックから形成させることができ、その部品は従来の自転車と同じ規格を採用しており、凹凸の差込を利用しているため、中心に対してより正確に一直線に組み立てることができる。また、左右クランクが異なる回転方向のナットを使っているため緩み外れることを防止することができ、部品の設計を更に簡素化して方向を正確にしているため、故障する確率を大幅に減らすことができる。従って、優れた産業利用性を有している。
１０ 主軸
１０１ スプライン
１０１１ 上向きの短歯
１０１２ 下向きの短歯
１０２ 凹部
１１ スプロケットセット
１２ 軸カバー
１３ ベルトプーリ
２０ クランク
２０１ ペダル
２１ クランプホール
２２ 単方向軸受
２３ クラッチ歯形
２３１ 凸字型
２３２ Ｌ字型
２４ 左回転ナット
２５ 右回転ナット
３０ ケーブル制御モジュール
３１ 挟み部本体
３１１ 上挟み部
３１２ 下挟み部
３１３ 凹孔
３２ ケーブル
３３ ケーブル制御切替紐
３４ スプリング
３５ トグル機構鉤構造
３５１ 鉤端
３５２ コネクター
３６ 枢軸
３６１ 第一枢接点
３６２ 第二枢接点
３７ 枢接台座
３８ 圧縮バネ
３９ ケーブル固定セット
３９１ スプリングホルダー
３９２ ケーブル固定台座
３９３ フィックスボルト
４０ クラッチ制御セット
４１ スライドブロック
４１１ バネ当接バー
４１２ 四角溝ピンロッド
４１３ スライドブロック部材
４１４ 軸受
４１５ 回転盤
４１５１ ネジ孔
４２ 中リング
４２ａ 中リングスプロケットセット
４２１ 短歯溝
４２２ 凸歯
４２３ 穿孔
４２４ 短歯溝
４２５ 凸歯
４２６ 穿孔
４３ クラッチ
４３１ クラッチ歯形
４４ バネネジ
５０ フレーム
５１ 五又分岐管
Ｓ１ 正確な位置
Ｓ２ 正確な位置

Claims (9)

  1. 主軸と、二本のクランクペダルと、ケーブル制御モジュールと、二つのクラッチ制御セットとからなるフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置であって、
    前記主軸は、スプラインによってスプロケットセットと連結されて連動し、前記主軸両端にはそれぞれ軸カバーがかぶせられ、
    二本のクランクペダルは、右クランクペダルと左クランクペダルを有し、前記二本のクランクペダルの作用端軸孔内には単方向軸受が設けられ、前記二本のクランクペダルは、前記単方向軸受によって前記軸カバー外周面に取り付けられ、前記二本のクランクペダルにおける前記主軸方向の表面にはクラッチ歯形が設けられ、
    ケーブル制御モジュールは、上挟み部と下挟み部からなる挟み部本体を備え、前記挟み部本体は、ケーブルによってケーブル制御切替紐に連結され、前記ケーブルの他端は、弾性部材によって二組のトグル機構鉤構造に連結され、
    二つのクラッチ制御セットは、それぞれ、スライドブロックと、中リングと、クラッチとからなり、その片側のクラッチ制御セットの中リングは、前記スプロケットセットからなる中リングスプロケットセットを含み、前記スライドブロックと、中リング或は中リングスプロケットセットと、クラッチとの間は三つのバネネジで連結され、前記スライドブロックにはバネ当接バーが設けられ、前記バネ当接バーは前記挟み部本体側面の凹孔に当接し、スライドブロック両側には四角溝ピンロッドが設けられ、前記四角溝ピンロッドは前記トグル機構鉤構造に引っかけられることを特徴とする、フィットネスバイク或は自転車用の伝動装置。
  2. 交替で操作する時に緩んで動いてしまう状況が生じるのを避けるために、前記右クランクペダルは左回転ナットを使用して螺合し、前記左クランクペダルは右回転ナットを使用して螺合することを特徴とする、請求項１に記載のフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置。
  3. 前記主軸の側面には凹部が設けられ、前記凹部は、側面が凸形状を呈する前記軸カバーに差し込まれるとともに、主軸の軸心に対して正確に一直線になることを特徴とする、請求項１に記載のフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置。
  4. 前記上挟み部と前記下挟み部はプラスチックで成型されることを特徴とする、請求項１に記載のフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置。
  5. 前記クランクペダルのクラッチ歯形と、前記クラッチの前記クラッチ歯形は、相互にかみ合う形状であり、その形状は、凸字型或はＬ字型の異なる形状であり、前記凸字型或はＬ字型の尖端の幅は極めて小さく且つクリアランスが小さいことを特徴とする請求項１に記載のフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置。
  6. 前記ケーブル制御モジュールは枢軸を備え、前記枢軸には、四つの第一枢接点と四つの第二枢接点が設けられ、前記四つの第一枢接点は前記挟み部本体に枢接され、前記四つの第二枢接点は、二つのトグル機構の一端及び四つの鉤端の枢接側に枢接され、前記弾性部材の一端は前記挟み部本体に当接し、前記弾性部材の他端は枢接台座に当接し、前記枢接台座内には圧縮バネが設けられ、圧縮バネはケーブル固定セットの間に取り付けられ、前記ケーブル固定セットは、横向ネジと縦向ネジとを備え、前記横向ネジは、前記枢接台座と前記圧縮バネを貫通して前記ケーブル固定台座に螺合され、前記縦向ネジは前記ケーブルの一端を巻き付け前記ケーブル固定台座に螺合されることを特徴とする、請求項１に記載のフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置。
  7. 前記スライドブロックは、回転しないスライドブロック部材と、媒介の軸受と、回転する回転盤とを結合してなり、前記トグル機構鉤構造の鉤端は回転しない前記スライドブロック部材の前記四角溝ピンロッドに引っ掛けられ、回転する前記回転盤は三つのネジ孔を備え、前記三つのバネネジは前記クラッチと前記中リングを貫通して前記回転盤ネジ孔に螺合され、前記三つのバネネジは、前記クラッチと前記中リングと前記回転盤の環状面の中間に位置することを特徴とする、請求項１に記載のフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置。
  8. 前記伝動装置には、前記二本のクランクペダルの相互の差が１８０度であることに基づいて組み立てのポカヨケ構造が設けられ、前記ポカヨケ構造は、
    前記主軸の右側のスプラインに上向きの短歯を設け、前記中リングスプロケットセットに上向きの短歯溝を設けることにより、前記中リングスプロケットセットを前記主軸の右側のスプラインに取りつけるための唯一正確な位置が確保され、
    前記中リングスプロケットセットは、前記クラッチを取り付けるために六つの凸歯を三つの穿孔の位置に合わせ、
    前記主軸の左側のスプラインに下向きの短歯を設け、前記中リングに下向きの短歯溝を設けることで、唯一正確な位置が確保され、
    前記中リングを前記主軸の左側のスプラインに設け、前記中リングは、前記クラッチを取りつけるために六つの凸歯を三つの穿孔の位置に合わせ、
    との構造からなることを特徴とする、請求項１に記載のフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置。
  9. 前記スプロケットセットは、自転車に用いられ、フィットネスバイクに使用するときは前記スプロケットセットがベルトプーリに替えられることを特徴とする、請求項１に記載のフィットネスバイク或は自転車用の伝動装置。
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