JP6006441B1 - 自転車用クランク - Google Patents

Abstract

【課題】従来のクランクの場合は,クランクのサイズは固定されており、走行時膝が曲がり過ぎ走行し難い場合は、サドルの位置で調整していた。【解決手段】部材と部材１Ｅより構成されるクランクであり、部材上部には、クランク軸の取り付け用の開口部７と、内側には、左右側面に圧縮コイルバネ９を設けるための凹部と、さらに部材の下部にペダルを取付ける開口部７Ｂが設けられている部材１Ｅを設けるための空間部８を設けて、圧縮コイルバネ９の作用によりペダルに一定の荷重を超えた時、部材１Ｅが部材の内側を上下移動可能なクランクとしたことを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発名は、上下移動可能な自転車用クランクに関する。

従来のクランクの場合は、上下移動可能な自転車用クランクはなかった。

勿論個人差は有るが、自転車走行中膝が曲がり過ぎると、走行し難く、そのためサドルの位置を高くするしか手段はなかった。

また、サドルの位置を高くすると、体の重心が高くなることにより、走行中や一時停止時及び停車した場合等、安定性が悪く安全性に問題が有った。

背の高い人ほど、身長に対するか脚長の割合が大きく、胴長の割合が少ない。言い換えると、背の高い人と低い人を比べると脚長差は胴長差よりかなり大きい。従って、脚長の代わりに、身長によってクランク長を決めることは適切ではないのである。

電動補助自転車等を含むが、特に、シティサイクル、軽快車又は俗称ママチャリとも呼ばれ、主に短距離の買物、通学、通勤及びポタリングなどに使われる実用車に限定するものではないが、走行中膝が曲がり過ぎると走行し難く、停止時つま先が地表に着く範囲で、サドルの位置を高くするしか手段はなかった。

急な停止時は勿論のこと、特に一時停止や停止時の場合は、道路につま先よりも、足裏全体で停止することが好ましく、特に電動補助自転車等の場合は、良く子供と二人乗りの場合が多く走行中サドルの位置を高くすると、体の重心が高くなり急停止は勿論のこと、停止時でも危険が伴う場合がたたあった。

上記で述べたように、サドルの位置が高くすることにより、走行中及び停止時安定性が悪く、多少でもサドルの位置が低い方が、安定性があり、安全性も向上する。

上記に述べたように、本発明は従来の自転車のクランクの構成が有していた問題点を、圧縮コイルバネを用いて解決しようとするものである。

上記問題点を解決するために、本発明の上下移動可能な自転車用クランクに付いて説明する。

部材１Ｃと部材１Ｄより構成されている部材１Ｅと、さらに、部材１と部材１Ａより構成されている部材１Ｂで、一対のクランク２に構成されており、前記部材の１Ｂの内側には空間部７を設けて、前記記載の部材１Ｅを圧縮コイルバネ９の作用により、ペダル１３，１３Ａに一定の荷重を超えた時、上下移動可能な一対のクランク２に設けられていることを特徴とする、上下移動可能な自転車用クランク２である。

上記記載の部材１Ｂの上部には、クランク軸３取付け用の開口部７と、内側には、下部にペダル１３，１３Ａを取付けるための開口部７Ｂと、さらに、圧縮コイルバネ９を設けた部材１Ｅの空間部７と、また、長手方向上部表面に、上記記載の部材１Ａを挿入するための凹部５のガイド講１４と、さらに、下部には圧縮コイルバネ９脱落防止用の凸部６を設けてられていることを特徴とする上下移動可能な自転車用クランク２である。

上記記載の部材１Ｂの内側に設けられる部材１Ｃと部材１Ｄを、円柱ピン１１で取り付けて構成されている部材１Ｅの、長手方向左右側面に圧縮コイルバネ９を設けるための半球状又は、この字状の凹部５Ａ，５Ｃを設けていることを特徴とする上下移動可能な自転車用クランク２である。

上記記載のクランク２の圧縮コイルバネ９が破損したときに部材を、クランク軸３より取外し、さらに、部材１Ｂ構成している部材１Ａを上部方向より取外し、そして、部材１Ｅを構成している部材１Ｃと部材１Ｄの円柱ピン１１を取外して、Ｈ-Ｈ’方向に引く抜くことにより前記記載の圧縮コイルバネ９を交換可能な、上下移動可能な自転車用クランクであろ。

上記記載の自転車用のクランク２を用いることにより下記に述べている従来のクランクの問題点は解消されるのである。

現在自転車による交通事故が多発しているが、勿論走行車者の不注意や交通違反による事例が多く問題であるが、サドルの位置を高くして走行することにより体の重心部が高くなり、その結果、一時停止や停止した場合、一方だけの、つま先部分だけで体を支える状態になり安定性が悪く、その結果怪我や事故に繋がり易く成る。

勿論個人差はあるが、現在一般的に使用されている大多数の実用車は、殆ど２６−２７インチのタイヤサイズであり、身長の高い人の場合、走行中膝が曲がり過ぎて、走行し難く、サドルの位置を高くして使用する人が、ほとんどである。

そのため、停止時つま先が道路面に着く範囲でサドルの位置を高くしており、走行中膝が曲がり過ぎないようにして使用している場合が多い。

しかし、サドルの位置が高くなる程に、体の重心が高くなることにより走行中や、特に停止時に安定性が悪く成り、その結果安全性に問題があつた。

例えば、従来と同様なクランクのサイズで有っても、上下移動可能なクランクの場合、圧縮コイルバネの作用により走行時踏み込んだ下部のべダルの位置は従来と同様な位置であるが、もう一方の上部のペダルの位置は、圧縮コイルバネの作用により、従来より短縮されることにより低い位置にあり、短縮された結果、サドル位置を低い位置にしても、従来と同様に走行可能であり、その結果走行中や停止時等、体の重心部が低く成ったことにより安定性や安全性が向上する。

また、クランク内側左右に設けられている圧縮コイルバネにおいては、滑に上下移動可能であれば良く個数やサイズを限定するものではない。

上記のように走行中上部位置のクランクのサイズが短縮されることにより、サドルの位置を下げることが可能と成り、走行中や停止時の体の重心が低く成ることにより、安定性や安全性が向上する。

さらに、使用される材料等に関しても、フレームの素材に用いられているスチール、アルミ、チタン及びカーボンや、強化プラスチックが好ましいがクランクとして強度が保持可能で有れば良く限定されるもではないことは、述べるまでもない。

以下に述べられている従来のクランクが有していた問題点を解消できるのである。

また、上下移動可能なクランクを用いることにより、最上部の位置からペダル踏み込み時、膝の曲がる角度が少なくなることにより、ペダルを踏み込み易く加速も付き易くなる。

市場占有率で圧倒的に多く使用されている自転車のタイヤサイズで２６〜２７インチであるが、自転車走行時膝が曲がり過ぎると、踏み込み時膝への負担がかかり走行しし難く、殆どの人の場合は、サドル位置を高くしているが、走行中は勿論、一時停止の時点でも、体の重心が高くなることにより不安定になり、事故等に繋がり易くなる。

また、先端部に籠を備えた自転車で、籠に重い荷物を入れて走行した場合、個人差は有るが通常の走行時で、一時停止時又は停止時で、左右の、つま先の一方又は双方の場合で有ってもハンドル操作が困難に成る場合が、多々あったが、サドルの位置が従来の走行時の位置より低く設定でき、安定性及び安全性が向上することにより、ハンドル操作が容易可能になる。

圧縮コイルバネを設けた上下移動可能なクランクの場合は、製作工程も安易であることにより、製造原価も安価である。

従来主要なタイヤサイズが、２６及び２７インチが大半であるが、更に大型サイズの、例えば、２９，３０，３１であれば、当然クランクのサイズも長くなるが、走行時の膝の曲がりは過ぎには変化なく、サドルの位置がさらに高くなるが、本発明の上下移動可能なクランクを用いることにより、従来と異なりペダルが短縮された結果体の重心を下げることが可能であり、その結果、走行中は勿論のこと、一時停止時点の場合等で、安全性が向上するため、事故等の減少にも貢献可能な上下移動可能な自転車用クランクである。

また、一般的な実用車も含まれるが、他の娯楽用や小型車等の場合でも、走行時膝の曲がりが少ない程、踏み込み力は軽減され、踏み込み易くなる。また、サドルの位置を高くして前屈みの姿勢で走行する人が多いが、踏み込み時クランクが短縮されことにより、サドルの位置を下げた場合でも、下げた位置と同様にハンドルの位置を下げることにより、従来と同じ姿勢で走行可能で、かつ、安定性と安全性が向上する結果、怪我や事故等の削減に大いに貢献可能なクランクである。

実施例に係る実施形態について図１から図１８を参照して、さらに、詳細に説明する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲のものであって以下実施形態に限定されないことはいうまでもない。
以下本発明の実施例１の形態を図１から図１８に基づき説明する。

図１は、部材１と部材１Ａでクランク２の部材１Ｂを構成する部材１の内側の平面図であり、７は、クランク軸３取付け用の開口部であり、８は、図３の部材１Ｅと、圧縮コイルバネ９を設けるための空間部８であり、さらに、長手方向上部左右表面には、図２の内側長手方向表面に設けられている凸部６のガイド１５を、上部方向より挿入可能な凹部５のガイド講１４を設けられている部材１であり、双方のガイド６とガイド講１４は、外れないよう末広がりの形状に設けることが好ましが、他の手段も限定するものではない。
図２は、図１で説明した、図１の部材１の上部方向から挿入して、部材１Ｂを構成する部材１Ａの内側を示す平面図であり、７Ａは、クランク軸３取付け用の開口部であり、６は、ガイド１５に設けられている凸部である。

図３は、部材１Ｃと部材１Ｄより構成されている部材１Ｅを示す平面図であり、図解されていないが、長手方向左右側面には、図４に示されている通り、圧縮コイルバネ９を設けるための凹部５Ａ，５Ｃを設けられており、７Ｂはペダル１３取付ける開口部であり、５Ｂは、部材１Ｃの凸部６Ａを取付け用の凹部５Ｂであり、そして、双方の部材１Ｃ，１Ｄに設けられている穴１０Ａと１０Ｂに、穴１０を設けられている円柱ピン１1で取付けており、もし、前記記載の圧縮コイルバネ９の効果が激減した場合、図２で説明した部材１Ａを上部方向に抜き取り、そして、前記円柱ピン１１の穴１０に治具を用いて取外し可能に設けられている部材１Ｅである。

図４は、図面３に示されているＡ-Ａ’方向の側面図である。部材１Ｅは、部材１Ｃと部材１Ｄより構成されており、また、５Ａは、図７に示されている部材１Ｂの内側を、上下移動可能にするための圧縮コイルバネ９を設けるための半円形状又は、この字状の凹部５Ａ、５Ｃである。

図５は、部材１Ｂを構成する部材１の内側の空間部８に圧縮コイルバネ９と、部材１Ｅを下部方向からの挿入状態時を示す平面図である。７は、クランク軸３取り付け用の開口部であり、１Ｃは、部材１Ｅを構成する部材であり、８は、空間部であり、９は、圧縮コイルバネ、５は、ガイド講１４に設けられている
いる凹部、さらに、６Ａは、部材１Ｃの凸部であり、５Ｂは、部材１Ｄの凸部を取付ける凹部、１０Ａと１０Ｂは、円柱ピン取付け用の穴であり、そして、７Ｂは、ペダル軸４取り付用の開口部である。

図６は、部材１の空間部８に部材１Ｅを挿入して設けた平面図である。１は、部材１であり、１Ｃは、１Ｄの凹部５Ｂに取付ける凸部６Ａを設けられている部材であり、１Ｄは、部材１Ｃの凸部を取付け用の凹部５Ｂを設けられている部材であり、５は、凹部５形状のガイド講１４であり、１１は、部材１Ｃと部材１Ｄの凹凸部５Ｂと６Ａを円柱ピン１１取付けている部材１Ｅであり、部材１Ｅは，部材１Ｃと部材１Ｄを円柱ピン１１で取付けられており、圧縮コイルバネ９を交換する場合は円柱ピン１１を外して、部材１Ｄを、Ｈ−Ｈ‘方向に引き抜けば可能と成る。

図７は、部材１Ｂと部材１Ｅで一対に設けたクランク２を示す平面図である。
７は、クランク軸３取付け用の開口部であり、７Ｂは，ペダル１３取付け用の開口部であり、そして、部材１Ｂと部材１Ｅより構成された一対のクランク２の平面図である。

図８は、図７のＥ−Ｅ‘方向のクランク２を示す側面図である。部材１と部材１Ａより構成されている部材１Ｂと、部材１Ｃと部材１Ｄより構成された部材１Ｅである。そして、部材１Ｂの内側を圧縮コイルバネ９の作用により、前記記載の内側を上下移動可能な部材１Ｅとで構成された一対のクランク２の側面図である。

図９は、上部をクランク軸２に、下部にペダル軸４を介してペダル１３を、双方ともにボルト１２，１２Ａで取付けたクランク２の平面図である。１２は、クランク軸３取付け用のボルト、さらに、１Ｂは部材であり、４はペダル軸であり、１２Ａはペダル取付け用のボルトである。

図１０は、図９のＦ-Ｆ’方向を示すクランク２の側面図である。部材１Ｂと部材１Ｅより構成されているクランク２であり、３はクランク軸、１３は、ペダル軸４に取付けたペダルである。

図１１は、図９のＧ-Ｇ’方向のクランク２を示す側面図である。３は、クランク軸３、部材１Ｃと１Ｄで構成されている部材１Ｅ，部材１と１Ａで構成されている部材１Ｂ、９は、図面４に示されている半円形状又は、この字状の凹部５Ａ，５Ｃに圧縮コイルバネ９を設けており、さらにペダル軸４を介してペダル１３、１３Ａを取り付けており、ペダル１３に荷重が掛かっていない状態を示している。

図１２は、図１１のペダル１３に一定以上の荷重が超えた状態を示す図である。
部材１Ｂの内側の空間部８に、設けられている圧縮コイルバネ９は、部材１Ｅの下部のペダル１３に一定以上の荷重が加わると、圧縮コイルバネ９の作用により、圧縮されることにより、図１１に示されている荷重が掛かっていない状態と異なり、部材１Ｂと部材１Ｅより構成されている一対のクランク２の部材１Ｂの、内側に設けられている部材１Ｅのペダル１３Ａに、一定以上の荷重を超え伸びた状態を示しているクランク２である。

図１３は、図６のＢ-Ｂ’方向を示すクランク２の拡大断面図である。５は、凹部のガイド講１４であり、１Ｄには、圧縮コイルバネ９を設ける半球状の凹部５Ａを左右側面に設けられており、また、コの字状の部材１の底部の左右側面には、圧縮コイルバネ９脱落防止用の凸部６Ｂを設けられており、５Ｂは，１Ｄの凹部であり、そして、１は、部材である。

図１４は、図６のＣ−Ｃ‘方向を示すクランク２拡大断面図である。１と１Ｃは部材であり、６Ａは部材１Ｃの凸部断面である。

図１５は、図６のＤ−Ｄ’方向を示すクランク２の拡大断面図である。１Ｄは部材であり、５Ａは、図４に示されている圧縮コイルバネを設けるための半球状の凹部５Ａであり、１の部材の左右側面に凹部５のガイド講１４と、底部には、圧縮コイルバネ９脱落防止用の凸部６Ｂを設けられている。

図１６は、クランク２をクランク軸に取付けた状態を示す側面図である。クランク２をクランク軸３にボルト１２で取り付けており、ペダル軸４にべダル１３をボルト１２、１２Ａで取り受けられており、１６は、チエーンホイルであり、１Ｂと１Ｅから構成されているクランク２の下部のべダル１３Ａには、走行時踏み込んで一定以上荷重が加わり、クランク２が圧縮コイルバネ９の作用により、圧縮した状態を示しており、上部のペダル１３には、荷重が加わっていない状態を示している側面図である。

図１７は、クランク２をクランク軸３に取付けた状態を示す正面図である。３のクランク軸３に１Ｂと１Ｅから構成されているクランク２を、ボルト１２で取付けており、また、ペダル軸４にボルト１２、１２Ａで、ペダル１３、１３Ａを取付けている。走行時踏み込んだペダル１３Ａに一定以上の荷重が加わった時に、部材１Ｂの内側に設けられている部材１Ｅが、圧縮コイルバネ９の作用により、下部方向に伸びた状態と、かつ、上部のペダル１３のように、荷重が掛からない時は、圧縮コイルバネ９の作用により、部材１Ｅは内側に戻り短縮された状態を示している。
図１８は、図１５の半球状の凹部をコの字状に示す図。図４の側面に示されている圧縮コイルバネ９を設けるための凹部５Ａの形状は、半球状であるが、図１８の凹部５Ｃは、部材１Ｅが上下移動時圧縮コイルバネ９との摩擦抵抗を多少なりとも削減するために凹部５Ｃを、この字形状に設けられている。

現在一般大衆車の場合のタイヤサイズは２６〜２７インチであるが、この企画以上のサイズの場合は、従来と同様なクランク比率でクランクを設けた場合は、さらに、走行中や,一時停止や、停止時点での体の重心が高く成り不安定要素が増すが、上下動可能なフランクを用いることにより、不安定要素は削減可能と成る。
大型化の自転車を開発することにより、当然走行速度が速くなり、通勤や通学等の時間が短縮可能になり需要の増加が期待できる。
近年一般的に身長の高い人が多く、今後２８，２９，３０等々の大型サイズの自転車開発の意欲向上に貢献可能となる。

１と１Ａで、部材１Ｂを構成する部材１の内側を示す平面図。 １と１Ａで部材１Ｂを構成する部材１Ａの内側を示す平面図。 １Ｃと１Ｄで構成する部材１Ｅを示す平面図。 図３の部材１Ｅの、Ａ−Ａ’方向を示す側面図。 部材１の内側に,部材１Ｅを設けるときの,挿入時を示す平面図。 部材１の内側に部材１Ｅを挿入して設けた平面図。 部材１Ｂと,部材１Ｅで一対に設けたクランクを示す平面図。 図７のＥ−Ｅ’方向のクランクを示す側面図。 上部をクランク軸に、下部にぺダルを設けたクランクを示す平面図。 図９のＦ-Ｆ‘方向を示すクランクの側面図。 図９のＧ-Ｇ’方向を示すクランクの側面図。 図１１のペダルに一定以上の荷重が超えた状態を示す図。 図６のＢ-Ｂ’方向を示すクランクの拡大断面図。 図６のＣ-Ｃ’方向を示すクランクの拡大断面図。 図６のＤ-Ｄ‘方向を示すクランクの拡大断面図。 クランクをクランク軸に取付けた状態を示す側面図。 クランクをクランク軸に取付けた状態を示す正面図。 図１５の半球状凹部をコの字状に設けたことを示す平面図。

部 材 １、１Ａ、１Ｂ，１Ｃ、１Ｄ，１Ｅ
クランク ２
クランク軸 ３
ペダル軸 ４
凹 部 ５、５Ａ，５Ｂ、５Ｂ
凸 部 ６，６Ａ、６Ｂ
開 口 部 ７，７Ａ、７Ｂ
空 間 部 ８
圧縮コイルバネ ９
穴 １０、１０Ａ，１０Ｂ
円柱ピン １１
ボルト １２，１２Ａ
ペダル １３、１３Ａ
ガイド講 １４
ガイド １５
チェーンホイル １６
タイヤ １７
方向 Ａ-Ａ’,Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’,Ｄ−Ｄ’，Ｅ−Ｅ’,Ｆ−Ｆ’,Ｇ−Ｇ’
Ｈ-Ｈ’

Claims (3)

1. 部材１C及び部材１Dより構成されている部材１Eと、部材1及び部材１Ａより構成された部材１Ｂとを有し、そして、前記部材１Ｂの内側に前記部材１Ｅが設けられており、前記部材１Eが上下移動可能に構成された一対の自転車用クランク２において、前記部材１Cは、前記部材１Cの下部に設けられた凸部６Ａと、前記凸部６Ａに設けられた円柱ピン１１用の穴１０Ａとを有しており、そして、前記部材１Ｄは、前記部材１Ｄの左右両側面に設けられた圧縮コイルバネ９用の半円形状の凹部５Ａ及び凹部５Ｃと，前記部材１Ｄの上部に設けられた凹部５Ｂと、前記凹部５Ｂに設けられた円柱ピン１１用の穴１０Ｂとを有しており、前記部材１Ｂの長手方向垂直断面は長方形であり、前記部材１Ａは、前記部材１Ａの上部に設けられたクランク軸３取付け用の開口部７Ａと，前記部材１Ａの左右両側に設けられた凸部６のガイド１５とを有し，前記部材１の長手方向垂直断面はコの字状に設けられており、また、前記部材１は、前記部材１の上部に設けられたクランク軸３取り付け用の開口部７と、前記コの字状に設けられた二ヶ所の左右先端面に設けられ、前記凸部６の前記ガイド１５が挿入される凹部５のガイド溝１４と、前記コの字状の左右両内側面に設けられた圧縮コイルバネ９脱落防止用の凸部６Ｂとを有しており、そして、前記部材１の内側両側面部にそれぞれ圧縮コイルバネ９が設けられ、さらに、前記部材１の内側に部材１Ｃを設けており、前記部材１Ｄを、前記凸部６Ｂ方向から前記部材１に挿入して、前記部材１Ｄの前記凹部５Ａ及び凹部５Ｃに二本の圧縮コイルバネ９を設け、前記円柱ピン１１用の穴１０Ａと前記円柱ピン１１用の穴１０Ｂの双方の穴１０Ａ及び穴１０Ｂに円柱ピン１１が挿入されて取付けられており、そして、前記ガイド溝１４に前記ガイド１５が、前記開口部７側より挿入され、さらに、前記部材１Ｄの前記開口部７Ｂには、ペダルが取付けられたペダル軸４が前記開口部７Ｂに取り付けられていることを特徴とする、上下動可能な自転車用クランク。
2. 一対の前記クランク２の前記開口部７及び前記開口部７Ａを前記自転車の前記クランク軸３に取付けて、前記自転車の走行時において、前記ペダルに一定以上の荷重が加わった時、前記部材１Ｄの前記凹部５Ａ及び凹部５Ｃの二ヶ所に設けられている圧縮コイルバネ９の作用により、前記部材１Ｂの内側を前記部材１Ｅが上下動可能に構成としたことを特徴とする、請求項１記載の上下動可能な自転車用クランク。
3. 前記部材１の前記開口部７は、前記クランク軸３にボルト又はナットで取り外し可能に取付けられており、前記圧縮コイルバネ９が破損した場合でも前記クランク軸３から取外して、分解可能に構成されていることにより、前記圧縮コイルバネ９の交換が容易に可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の上下動可能な自転車用クランク。

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