JP4762370B1 - 自動伸縮クランク - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構造を必要とすることなく、かつ、一切の操作をも必要とせず、上り坂や強い向かい風の場合などペダルにかかる負荷が大きくなったときの対応も可能なクランクを提供すること。
【解決手段】一方の端部近傍に位置するペダル側スプロケット接合部１０１と、中央部付近に位置し中央部に貫通孔を有する第一ネジ１０２とを有する第一クランク１０と、一方の端部近傍に位置するペダル接合部１１１と、他方の端部に位置し前記第一ネジ１０２の貫通孔を貫通する棒状体１１３と、前記棒状体１１３の周囲に設置するバネ１１４と、前記棒状体１１３に螺合設置し前記バネ１１４を前記第一ネジ１０２と共に挟持する第二ネジ１１２とを有する第二クランク１１とからなり、ペダル２にかかる負荷の大小に対応して、前記第一クランク１０に嵌挿した前記第二クランク１１が自動で移動（伸縮）することを特徴とする自動伸縮クランク１を提供する。
【選択図】図４

Description

本願発明は、ペダルに加わる加重を利用して人力のみで移動する自転車等に利用する自動伸縮クランクに関するものである。

自転車の移動は、主に人の足でペダルを踏み込むことによって、クランク、スプロケット、チェーン、後輪などを動作させて、自転車の車体を前進させている。

また、自転車のクランクは、ほとんどが一定の長さで固定されている。そのため上り坂や強い向かい風の場合などペダルにかかる負荷が大きくなったときには、ペダルの踏み込みが重くなる。

上記のようにペダルにかかる負荷が大きくなったときの対応策として、スプロケット（クランク歯車）や後輪の多段歯車の大きさを変更する方法がある。

また、トルクを全自動で調整するためにクランクアームの端で弾性体を挟み、互いを結ぶ軸を支点にクランクアームが、駆動側の負荷に比例して屈伸する全自動トルク可変クランクの発明もされている（特許文献１、特許文献２）。

特開２００１−１２２１７８号公報 特開２００５−２７１９０１号公報

上述したように、上り坂や強い向かい風の場合などペダルにかかる負荷が大きくなったときの対応として、後輪の内装歯車や外装多段式歯車と多段式クランクの歯車等で、負荷と速度を調整（コントロール）したりしている。

しかし、多段式クランク歯車を設けた場合、クランク歯車側にも変速用リレーラーが必要になり、歯車の枚数も増えて複雑で重量も増すことになる。

また、特許文献１及び特許文献２の様なクランクアームの場合には、構造が複雑になってしまう他、クランクの外観も変わってしまう。

そこで、本願発明が解決しようとする課題は、簡易・シンプルな構造で外観も変えることなく、かつ、何らの操作を行うことなく、ペダルにかかる負荷が大きくなったときにも対応できる構造のクランクを提供することである。

上記の課題を解決するために、ペダルに加わる加重を利用して人力のみで移動する自転車等に利用するクランクであって、一方の端部近傍に位置しペダル側スプロケットとの接合部であるペダル側スプロケット接合部と、中央部付近に位置し中央部に貫通孔を有する弾性体第一挟持部材とを有する第一クランクと、一方の端部近傍に位置しペダルとの接合部であるペダル接合部と、他方の端部に位置し前記弾性体第一挟持部材の貫通孔を貫通する棒状体と、中央部付近に位置し前記棒状体の周囲に設置する弾性体と、中央部付近に位置し前記棒状体に結合設置し前記弾性体を前記弾性体第一挟持部材と共に挟持する弾性体第二挟持部材とを有する第二クランクとからなり、ペダルにかかる負荷の大小に対応して、前記第一クランクに嵌挿した前記第二クランクが自動で移動することを特徴とする自動伸縮クランクを提供する。

また、上記の課題を解決するために、ペダルに加わる加重を利用して人力のみで移動する自転車等に利用するクランクであって、一方の端部近傍に位置しペダル側スプロケットとの接合部であるペダル側スプロケット接合部と、中央部付近に位置し中央部に貫通孔を有する弾性体第一挟持部材とを有する第一クランクと、一方の端部近傍に位置しペダルとの接合部であるペダル接合部と、他方の端部に位置し前記弾性体第一挟持部材の貫通孔を貫通する棒状体と、中央部付近に位置し前記棒状体の周囲に設置する弾性体と、中央部付近に位置し前記棒状体に結合設置し前記弾性体を前記弾性体第一挟持部材と共に挟持する弾性体第二挟持部材とを有する第二クランクとからなり、ペダルにかかる負荷の大小に対応して、前記第一クランクに嵌挿した前記第二クランクが自動で移動することを特徴とし、さらに前記弾性体第二挟持部材が、内周部にネジ溝を有する第二ネジである自動伸縮クランクを提供する。

また、上記の課題を解決するために、ペダルに加わる加重を利用して人力のみで移動する自転車等に利用するクランクであって、一方の端部近傍に位置しペダル側スプロケットとの接合部であるペダル側スプロケット接合部と、中央部付近に位置し中央部に貫通孔を有する弾性体第一挟持部材とを有する第一クランクと、一方の端部近傍に位置しペダルとの接合部であるペダル接合部と、他方の端部に位置し前記弾性体第一挟持部材の貫通孔を貫通する棒状体と、中央部付近に位置し前記棒状体の周囲に設置する弾性体と、中央部付近に位置し前記棒状体に結合設置し前記弾性体を前記弾性体第一挟持部材と共に挟持する弾性体第二挟持部材とを有する第二クランクとからなり、ペダルにかかる負荷の大小に対応して、前記第一クランクに嵌挿した前記第二クランクが自動で移動することを特徴とし、さらに前記弾性体第一挟持部材が、外周部にネジ溝を有する第一ネジである自動伸縮クランクを提供する。

また、上記の課題を解決するために、ペダルに加わる加重を利用して人力のみで移動する自転車等に利用するクランクであって、一方の端部近傍に位置しペダル側スプロケットとの接合部であるペダル側スプロケット接合部と、中央部付近に位置し中央部に貫通孔を有する弾性体第一挟持部材とを有する第一クランクと、一方の端部近傍に位置しペダルとの接合部であるペダル接合部と、他方の端部に位置し前記弾性体第一挟持部材の貫通孔を貫通する棒状体と、中央部付近に位置し前記棒状体の周囲に設置する弾性体と、中央部付近に位置し前記棒状体に結合設置し前記弾性体を前記弾性体第一挟持部材と共に挟持する弾性体第二挟持部材とを有する第二クランクとからなり、ペダルにかかる負荷の大小に対応して、前記第一クランクに嵌挿した前記第二クランクが自動で移動することを特徴とし、さらに前記第一クランクの車体外部側面に、前記弾性体第二挟持部材を操作する操作窓を設けた自動伸縮クランクを提供する。

本願発明の自動伸縮クランクを利用すれば、クランク歯車が１つであっても、何らの操作を行うことなく、ペダルにかかる負荷が大きくなったときにも対応できる。

また、本願発明の自動伸縮クランクを利用すれば、外観が変わることなく、ペダルにかかる負荷が大きくなったときにも対応できる。

また、本願発明の自動伸縮クランクを利用すれば、任意に自動伸縮クランクの伸縮長さ（伸びしろ（第一クランクと第二クランクとの合計長さ））及び伸縮開始強度を調整することができる。

また、本願発明の自動伸縮クランクを利用すれば、車体外部側からも自動伸縮クランクの伸縮長さ（伸びしろ）及び伸縮開始強度を調整をすることができる。

図１は実施例１の自動伸縮クランクの正面図（車体外部側）である（縮んでいる状態）。 図２は実施例１の自動伸縮クランクの背面図（車体内部側）である（縮んでいる状態）。 図３は実施例１の自動伸縮クランクの背面図（車体内部側）である（伸びている状態）。 図４は実施例１の自動伸縮クランクを自転車に装備したイメージ図である（縮んでいる状態）。 図５は実施例２の自動伸縮クランクの正面図（車体外部側）である（縮んでいる状態）。

本願発明にかかる自動伸縮クランクを一般的な自転車に利用する。

実施例１は、一般的な自転車のペダル部に自動伸縮クランクを利用したものであり、図１〜図４に従いその構成を説明する。

自動伸縮クランク（１）は、ペダル側のスプロケット（図示せず）との接合部であるペダル側スプロケット接合部（１０１）を有する第一クランク（１０）と、ペダル（２）との接合部であるペダル接合部（１１１）を有する第二クランク（１１）とからなる。

前記第一クランク（１０）は、図示左端側に位置するペダル側スプロケット接合部（１０１）及び蓋（１０７）と、図示中央部付近に位置し、中央部に貫通孔を有し、外周部にネジ溝を有する第一ネジ（１０２）と、前記第一ネジ（１０２）の外周部と螺合する第一ネジ螺合部（１０３）と、図示右端側に位置する第二クランク抜け止め防止部材（１０６）とからなる。

なお、前記第一ネジ螺合部（１０３）のネジ溝施工方法については、前記第一クランク（１０）の半月状の内周面に沿ってネジ溝を施しているが、前記第一ネジ（１０２）を螺合することができれば良く、当該第一クランク（１０）の素材や保守性、強度などの諸条件を考慮しながら随時設計変更し得る。

前記第二クランク（１１）は、図示右端側に位置するペダル接合部（１１１）と、図示左端側に位置し、前記第一ネジ（１０２）の貫通孔を貫通する棒状体（１１３）と、図示中央部付近に位置し、前記棒状体（１１３）の周囲に設置するバネ（１１４）と、図示中央部付近に位置し、前記棒状体（１１３）に螺合結合し、前記バネ（１１４）を前記第一ネジ（１０２）と共に挟持する第二ネジ（１１２）と、前記第二クランク抜け止め防止部材（１０６）と接触し当該第二クランク（１１）の抜け止めを防止する第二クランク抜け止め防止突出部（１１６）とからなる。

なお、前記第一ネジ（１０２）の貫通孔の形状及び大きさは、当該第一ネジ（１０２）の中心部を通る円形状で前記棒状体（１１３）の直径よりも数ｍｍ程度大きいものであるが、前記棒状体（１１３）が貫通し、かつ、前記バネ（１１４）及び前記第二ネジ（１１２）が通り抜けなければ良く、随時設計変更し得る。

なお、前記棒状体（１１３）と前記第二ネジ（１１２）との結合手段については、前記バネ（１１４）を前記第一ネジ（１０２）と共に挟持することができ、かつ、前記棒状体（１１３）と共に一体化して移動することができれば良く、一般的な結合手段を用いることができる。好ましくは、前記第二ネジ（１１２）を回転移動することにより、伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）及び伸縮開始強度を調整することができる螺合結合である。

なお、伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）及び伸縮開始強度の調整は、前記第一ネジ（１０２）を回転移動することによっても調整することができる

前記伸縮開始強度とは、ペダルにどのくらいの大きさの力が加われば、前記バネ（１１４）及び前記伸縮クランク（１）が縮み始めるかという概念である。

なお、前記棒状体（１１３）の直径（太さ）は、前記棒状体（１１３）を含む前記第二クランク（１１）の図示左端側が前記第一クランク（１０）の右端側から左端側に向かって嵌挿されることを考慮すると、前記第一クランク（１０）の幅よりも細ければ良く、当該棒状体（１１３）の素材や保守性、強度などの諸条件を考慮しながら随時設計変更し得る。

なお、前記棒状体（１１３）の外周縁部形状については、接触する部分（車体部品や操作をする者の指など）のことを考慮に入れ、左端の一部にネジ溝をなくしているが、諸条件を考慮しながら随時設計変更し得る。

なお、前記バネ（１１４）の形状（大きさ、太さ、巻き数など）、強度については、諸条件を考慮しながら随時設計変更し得る。

なお、当該自動伸縮クランク（１）に、前記バネ（１１４）が元の状態に戻ろうとする伸び動作を遮るバネ伸び動作遮断機構を付加することにより、一時的に自動伸縮クランク（１）を任意の長さで固定することも可能である。

なお、前記バネ伸び動作遮断機構とは、前記棒状体（１１３）及び前記棒状体（１１３）と共に一体化して移動する前記第二ネジ（１１２）に対する、ペダル側スプロケット接合部方向（図示左方向）へはたらく力を遮る機構であり、一般的なバネ伸び動作を遮る構造を用いることができる。

次に、自動伸縮クランク（１）の伸縮動作を図２〜図４に従い説明する。

ペダル（２）にかかる負荷が大きくなるとペダルを強く踏み込むことになるので、ペダル接合部（１１１）に図示右側方向の力が加重される。

前記ペダル接合部（１１１）に図示右側方向の力が加重されることにより、前記ペダル接合部（１１１）と接合されている棒状体（１１３）及び前記棒状体（１１３）に螺合結合し、前記バネ（１１４）を前記第一ネジ（１０２）と共に挟持する第二ネジ（１１２）にも図示右側方向の力がはたらく。

前記棒状体（１１３）及び前記棒状体（１１３）に螺合結合し、前記バネ（１１４）を前記第一ネジ（１０２）と共に挟持する第二ネジ（１１２）に図示右側方向の力がはたらくことにより、前記第二ネジ（１１２）が前記バネ（１１４）を押し縮めながら前記棒状体（１１３）と共に一体化して移動する（図示右方向に引っ張られる）。つまり、前記第二クランク（１１）が図示右方向に移動する。

前記第二クランク（１１）が図示右方向に移動することにより、自動伸縮クランク（１）の長さ（前記第一クランク（１０）と前記第二クランク（１１）との合計長さ）は、伸びる。

なお、長さが伸びている状態の自動伸縮クランク（図３の状態）を踏み込むということは、長さが伸びていない状態の自動伸縮クランク（図２の状態）を踏み込むのに比べて、ペダル側スプロケットを介してチェーン及び後輪側スプロケットへ、より大きな力を伝達することなる。

また、前記ペダル（２）にかかる負荷が小さくなったり又はなくなったりすると、前記バネ（１１４）が元の状態に戻ろうとして伸び動作を始める。前記バネ（１１４）の伸び動作により、前記第二ネジ（１１２）は図示左方向に押される。つまり、前記第二クランク（１１）は図示左方向に移動する。

前記移動クランク（１１）が図示左方向に移動することにより、自動伸縮クランク（１）の長さは、縮む。

次に、自動伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）及び伸縮開始強度の調整動作について、図２に従い説明する。

自動伸縮クランク（１）の車体内部側に手又は指を挿入し、前記第二ネジ（１１２）を反時計回りに回転し図示右側に移動すると、自動伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）が減少する。また、伸縮開始強度は強くなる。

また、前記第二ネジ（１１２）を時計回りに回転し図示左側に移動すると、自動伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）が増加する。また、伸縮開始強度は弱くなる。

自動伸縮クランク（１）と車体内部側に手又は指を挿入し、前記第一ネジ（１０２）を時計回りに回転し図示左側に移動すると、自動伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）が減少する。また、伸縮開始強度は強くなる。

また、前記第一ネジ（１０２）を反時計回りに回転し図示右側に移動すると、自動伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）が増加する。また、伸縮開始強度は弱くなる。

実施例２の自動伸縮クランク（１）は、車体内部側に手又は指が挿入し難い場合を想定した自動伸縮クランク（１）である。図５に従いその構成を実施例１との変更点についてのみ説明する。

自動伸縮クランク（１）は、ペダル側のスプロケット（図示せず）との接合部を有する第一クランク（１０）と、ペダルとの接合部を有する第二クランク（１１）とからなる。

前記第一クランク（１０）は、図示左端側に位置するペダル側スプロケット接合部と、図示中央部付近に位置し、中央部に貫通孔を有し、外周部にネジ溝を有する第一ネジと、前記第一ネジの外周部と螺合する第一ネジ螺合部と、図示右端側に位置する第二クランク抜け止め防止部材Ａと、前記第一クランク（１０）の車体外部側の側面に位置し、前記第二ネジ（１１２）を操作する操作窓（１０５）とからなる。

なお、前記操作窓（１０５）の形状は、長方形であるが、前記第二ネジ（１１２）を車体外部側から操作することが出来れば良く、長方形に限られない。

なお、自動伸縮クランク（１）は、車体と分離独立しているものの他、車体と一体型になっているものにも対応し得る。

その他の構成については、実施例１と同様であるので省略する。

次に、実施例２の自動伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）及び伸縮開始強度の調整動作について、図５に従い説明する。

前記操作窓（１０５）から露出した前記第二ネジ（１１２）を反時計回りに回転し図示右側に移動すると、自動伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）が減少する。また、伸縮開始強度は強くなる。

また、前記操作窓（１０５）から露出した前記第二ネジ（１１２）を時計回りに回転し図示左側に移動すると、自動伸縮クランク（１）の伸縮長さ（伸びしろ）が増加する。また、伸縮開始強度が弱くなる。

その他の動作については、実施例１と同様であるので省略する。

本願発明による自動伸縮クランクは、簡易な構成でありながら、利便性及び保守性が飛躍的に向上するクランクであるので、産業上の利用性を有する。

１ 自動伸縮クランク
１０ 第一クランク
１０１ ペダル側スプロケット接合部
１０２ 第一ネジ（弾性体第一挟持部材）
１０３ 第一ネジ螺合部
１０５ 操作窓
１０６ 第二クランク抜け止め防止部材
１０７ 蓋
１１ 第二クランク
１１１ ペダル接合部
１１２ 第二ネジ（弾性体第二挟持部材）
１１３ 棒状体
１１４ バネ（弾性体）
１１６ 第二クランク抜け止め防止突出部
２ ペダル

Claims (2)

1. ペダルに加わる加重を利用して人力のみで移動する自転車に利用するクランクであって、
   一方の端部近傍に位置しペダル側スプロケットとの接合部であるペダル側スプロケット接合部（１０１）と、中央部付近に位置し中央部に貫通孔を有し、かつ、外周部にネジ溝を有する弾性体第一挟持部材（１０２）と、前記弾性体第一挟持部材の外周部と螺合する螺合部（１０３）と、を有する第一クランク（１０）と、
   一方の端部近傍に位置しペダルとの接合部であるペダル接合部（１１１）と、他方の端部に位置し前記弾性体第一挟持部材の貫通孔を貫通する棒状体（１１３）と、中央部付近に位置し前記棒状体の周囲に設置する弾性体（１１４）と、中央部付近に位置し前記棒状体に結合設置し前記弾性体を前記弾性体第一挟持部材と共に挟持する弾性体第二挟持部材（１１２）と、を有する第二クランク（１１）と、
   からなり、
   ペダルにかかる負荷の大小に対応して、前記第一クランクに嵌挿した前記第二クランクが自動で移動することを特徴とする自動伸縮クランク。
2. 前記第一クランクの車体外部側面に、前記弾性体第二挟持部材を操作する操作窓（１０５）を設けた、請求項１の自動伸縮クランク。