JP6014899B2 - 自伝者のペダルクランク機構 - Google Patents

Description

本発明は、従来のクランクアーム先端部が円形運動軌跡図を描いているのを、楕円運動軌跡図に変換するクランクアームの改良方法に関するものである。

従来、クランクアーム先端部の運動軌跡図は円形であった。これは、クランクアームの長さが一定であったためである。従って、クランクアーム先端部に加える力に変化がなければトルクも一定であった。しかし、クランクアーム先端部が楕円運動軌跡図を描くようにすると、クランクアーム長は楕円短径半径から楕円長径半径に変化することになる。このようにクランクアーム長が変化に対応できるように改良すると、クランクアーム先端部に加える力に変化がなくともトルクはクランクアーム長が変化した率だけ大きくなる。

クランクアーム先端部が楕円運動軌跡図を描くようにするには、クランクアーム長が楕円短径半径から楕円長径半径に変化することに対応できなければならない。

楕円形成レ−ル取り付け板は駆動軸軸受部にその中心点が互いに一致するように固定して設けられ、楕円形成レ−ルは中心点が駆動軸中心点と一致するようにして楕円形成レ−ル取り付け板に固定接合して設けられ、クランクア−ムは、これを２本組み合わせて組み合わせた長さが楕円長径半径以上となるように設定され、根元側クランクア−ムは先端側クランクア−ム根元部と接合され、根元側クランクア−ムは根元を駆動軸に固定接合され他方端は先端側クランクア−ム根元部とピン構造で結合されクランクア−ムの伸縮自在を可能にされ、先端側クランクア−ムの先端部には推力作用軸が固定結合され、この推力作用軸の推力作用点と結合している先端側クランクア−ムを挟んだ他方端には推力作用軸を自由に回転する誘導ロ−ラ取り付け盤が装着され、楕円形成レ−ルの断面形状は、楕円形成レ−ルの腹部両面に設けてある半円凹状の溝により突出した断面形状とし楕円形成レ−ル取り付け板に固定接合され、クランクア−ム先端部誘導ロ−ラは楕円形成レ−ルの外側と内側を走行するようにして２個誘導ロ−ラ取り付けピンで誘導ロ−ラ取り付け盤に取り付けられ、楕円形成レ−ルとクランクア−ム先端部誘導ロ−ラの接触面は凹凸形状にして互いにかみ合うようにされ楕円形成レ−ルからの離脱防止を強化できる、以上のような構造で構成したクランクア−ム。

楕円短径半径は従来のクランクアーム長と同じとし、楕円長径半径を楕円短径半径の５０％増とすると、改良クランクアームの最大駆動トルクは（クランクアーム先端部に加える力）乗（楕円の長径半径）であるので、クランクアーム先端部に加える力が改良前改良後同じであっても、駆動トルクは最大で５０％改良前より大きくなる。

本発明の正面図 本発明クランクアームの楕円回転図 （ａ）は回転角度：０度 （ｂ）は回転角度：４５度 （ｃ）は回転角度：９０度 本発明の断面図

以下、本発明の実施の形態について説明する。
（イ）駆動軸軸受部（３）に楕円形成レール取り付け板（４）を中心点が軸受部中心部と一致するようにして固定接合する。
（ロ）楕円形成レール（５）を楕円形成レール取り付け板（４）に楕円形成レールの中心点が駆動軸（２）の中心と一致するようにして固定接合する。
（ハ）クランクアーム（１）は、クランクアーム：Ａ（６）とクランクアーム：Ｂ（７）を、クランクアーム連結ピン（８）で組み合わせたものである。
（ニ）クランクアーム：Ａ（６）は、従来のクランクアームと同じ長さとして根元を駆動軸（２）に固定接合し、もう一方の端はクランクアーム連結ピン（８）で先端側クランクアーム：Ｂ（７）の根元部と回転自由となるように連結する。
（ホ）クランクアーム：Ｂ（７）は、クランクアーム：Ａ（６）と組み合わせた長さが楕円長径半径以上となるようにして、根元部をクランクアーム連結ピン（８）で根元側クランクアーム：Ａ（６）先端部と回転自由となるように連結し、先端部には推力作用軸（９）を固定接合する。
（ヘ）誘導ローラ取り付け盤（１０）は、推力作用軸（９）に固定して設けてある先端側クランクアーム：Ｂ（７）と隣接して回転自由となるように取り付ける。
（ト）外側のクランクアーム先端部誘導ローラ（１１）は、誘導ローラ取り付けピン（１２）で誘導ローラ取り付け盤（１０）に楕円形成レール（５）の外側を走行するように取り付ける。内側のクランクアーム先端部誘導ローラ（１１）も外側と同様に楕円形成レール（５）の内側を走行するようにして取り付ける。尚、クランクアーム先端部誘導ローラ（１１）と楕円形成レール（５）との接触面においては互いに凹凸形状にしてかみ合うようにすれば、レールからの離脱防止を強化できる。
（チ）推力作用軸（９）は、先端側クランクアーム：：Ｂ（７）の先端部に固定して取り付ける
本発明は以上のような構造で構成される。このクランクアームを実際に利用した場合には、推力作用軸に加える作用力が従来のクランクアームに働く作用力よりも小さくすることができるので、自転車等で利用すれば従来の自転車より漕ぐ力が小さくなり快適な運転が可能になる。

１ クランクアーム
２ 駆動軸
３ 駆動軸軸受部
４ 楕円形成レール取り付け板
５ 楕円形成レール
６ クランクアーム：Ａ
７ クランクアーム：Ｂ
８ クランクアーム連結ピン
９ 推力作用軸
１０ 誘導ローラ取り付け盤
１１ クランクアーム先端部誘導ローラ
１２ 誘導ローラ取り付けピン

Claims (1)

1. 楕円形成レ−ル取り付け板は駆動軸軸受部にその中心点が互いに一致するように固定して設けられ、楕円形成レ−ルは中心点が駆動軸中心点と一致するようにして楕円形成レ−ル取り付け板に固定接合して設けられ、クランクア−ムは、これを２本組み合わせて組み合わせた長さが楕円長径半径以上となるように設定され、根元側クランクア−ムは先端側クランクア−ム根元部と接合され、根元側クランクア−ムは根元を駆動軸に固定接合され他方端は先端側クランクア−ム根元部とピン構造で結合されクランクア−ムの伸縮自在を可能にされ、先端側クランクア−ムの先端部には推力作用軸が固定結合され、この推力作用軸の推力作用点と結合している先端側クランクア−ムを挟んだ他方端には推力作用軸を自由に回転する誘導ロ−ラ取り付け盤が装着され、楕円形成レ−ルの断面形状は、楕円形成レ−ルの腹部両面に設けてある半円凹状の溝により突出した断面形状とし楕円形成レ−ル取り付け板に固定接合され、クランクア−ム先端部誘導ロ−ラは楕円形成レ−ルの外側と内側を走行するようにして２個誘導ロ−ラ取り付けピンで誘導ロ−ラ取り付け盤に取り付けられ、楕円形成レ−ルとクランクア−ム先端部誘導ロ−ラの接触面は凹凸形状にして互いにかみ合うようにされ楕円形成レ−ルからの離脱防止を強化できる、以上のような構造で構成したクランクア−ム。

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