JPH01278893A - 自転車用駆動ギヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自転車に使用する駆動ギヤに関する。

（従来の技術） 従来、自転車において、踏込み開始時の駆動力による衝
撃を緩和するものは、昭和６年実用新案出願公告第１０
８０５号公報に見られるように既に公知である。

この従来のものは、クランク軸と１対のクランクアーム
とから成るクランクに、複数本の放射状腕をもった支持
体を取付けると共に、外周に多数の歯を備えた円形ギヤ
本体を前記クランクに相対回転自由に支持して、これら
支持体とギヤ本体との間に動力伝達用弾性体を設け、前
記クランクの駆動力を、前記支持体から弾性体を介して
ギヤ本体に伝え、踏込み開始時の駆動力による衝撃を緩
和するようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） 所が、この従来のものは、クランクの駆動力をギヤ本体
に伝達する動力伝達部位に弾性体を設けて、前記動力を
、弾性体を介してギヤ本体に伝達するものであるから、
換言すると、前記動力を直接ギヤ本体に伝達するもので
ないから、前記動力が常に弾性体に作用して、該弾性体
が非常に疲労し易い問題があった。

又、前記ギヤ本体は、支持体に対し半径方向には移動で
きないように構成されているため、前記円形ギヤ本体に
代えて、長軸と短軸とを備えた楕円形のギヤ本体を使用
した場合、駆動時におけるチェ７などの伝動環の従動側
環部分におけるテンションが大きく変化する問題がある
。即ち、楕円形ギヤ本体の長軸が横方向に向ったときの
伝動環の張り具合が最適となるようにすると、ギヤ本体
の長軸が上下方向に向うとき、伝動環のギヤ本体への噛
合開始側と噛合離脱側との間の上下距離が長くなって、
従動側環部分のテンションが大きくなりすぎて、伝動環
に過大の力が作用する問題があり、又、ギヤ本体の長軸
が上下方向に向ったときの伝動環の張り具合が最適とな
るようにすると、ギヤ本体の長軸が横方向に向うとき、
伝動環の従動側環部分がたるみ過ぎる問題があった。

本発明は、以上の如き問題点に鑑み発明したもので、目
的は、踏込み開始時の駆動力による衝撃を緩和すること
ができながら、しかも、この衝７を緩和するための弾性
体の疲労を小さくでき、該弾性体の耐久性を向上でき、
更に、楕円形のギヤ本体を使用した構造でありながら、
駆動時における伝動環のテンションの変化を小さくでき
るようにするものである。

（課題を解決するための手段） しかして、本発明は、長軸と短軸とを備え、外周に多数
の歯（２１）を設けた楕円形ギヤ本体（２）と、該ギヤ
本体（２）を支持する支持体（３）とから成り、これら
ギヤ本体（２）と支持体（３）との間に、これらギヤ本
体（２）と前記支持体（３）との一方から他方に動力を
伝える動力伝達部（４）を設けて、この動力伝達部（４
）に、前記ギヤ本体（２）と前記支持体（３）とを所定
角度相対回転可能とする第１隙間（Ｋ１）と、前記ギヤ
本体（２）の長軸が上下方向に向うとき、前記ギヤ本体
（２）が支持体（３）に対し自転車の前後方向に変位可
能とする第２隙間（Ｋ２）とを設けると共に、前記動力
伝達部（４）と異なる部位に、前記隙間（Ｋ１）を保持
し、かつ、前記ギヤ本体（２）と支持体（３）との相対
回転時弾性変形して、前記第１隙間（Ｋ１）を吸収し、
前記動力伝達部（４）からの動力伝達を可能とする弾性
体（５）を設けたものである。

（作用） クランクの踏込み開始時、その駆動力により弾性体（５
）が前記第１隙間（Ｋ１）相当量弾性変形して駆動力に
よる衝撃を緩和することができるので、踏込感が良いの
であり、又、前記弾性体（５）が弾性変形し、前記第１
隙間（Ｋ１）を吸収してギヤ本体（２）と支持体（３）
との一方から他方に動力を直接伝達できるので、前記弾
性体（５）の疲労を非常に小さくできるのである。

又、ギヤ本体（２）の長軸が横方向に向ったときの伝動
環の張り具合が最適となるようにすると、前記ギヤ本体
（２）の長軸が　　　　　“寥＝二上下方向に向うとき
、前記ギヤ本体（２）が支持体（３）に対し自転車の前
後方向＃専に第２隙間（Ｋ２）相当量変位して、前記伝
動環のテンションは殆ど変化しないのである。

（実施例） 図面に示した実施例の駆動ギヤは、軸端外周にテーパ状
の嵌合部（ｌｌａ）をもったクランク軸（１１）と該ク
ランク軸（１１）の前記嵌合部（ｌｌａ）に挿脱可能に
嵌合するクランクアーム（１２）とから成るクランク（
１）の前記嵌合部（ｌｌａ）に装若する駆動ギヤであっ
て、長軸（Ｘ）と短軸（Ｙ）とを備え、外周に多数の歯
（２１）を設けると共に、中心側に貫通孔を設けた楕円
形ギヤ本体（２）と、前記貫通孔に挿入してギヤ本体（
２）を支持し、かつ中心側に前記嵌合部（ｌｌａ）に嵌
合する取付孔（３ａ）をもった円板状の支持体（３）と
から成り、これらギヤ本体（２）の貫通孔内面と支持体
（３）の外周面との間に、支持体（３）からギヤ本体（
２）に前記クランク（１）の駆動力を伝達する動力伝達
部（４）を設けて、この動力伝達部（４）に、前記ギヤ
本体（２）と支持体（３）とを所定角度相対回転可能と
する第１隙間（Ｋ１）と、前記ギヤ本体（２）の長軸（
Ｘ）が上下方向に向うとき前記ギヤ本体（２）が支持体
（３）に対し自転車の前後方向専念に変位可能とする第
２隙間（Ｋ２）とを設けると共に、前記動力伝達部（４
）と異なる部位に、前記第１隙間（Ｋ１）を保持し、か
つ、前記ギヤ本体（２）と支持体（３）との相対回転時
、弾性変形して前記第１隙間（Ｋ１）を吸収し、前記動
力伝達部（４）からの動力伝達を可能とするリング状の
弾性体（５）を設けたのである。

以上の構成において、前記動力伝達部（４）は、前記ギ
ヤ本体（２）の貫通孔内面に設ける凹凸状の第１伝動歯
（４ａ）と前記支持体（３）の外周に設ける凹凸状の第
２伝動ｆｆ１（４ｂ）とにより形成して、これら伝動ｆ
ｆ１（４ａ）（４ｂ）の係合面間に前記第１隙間（Ｋ１
）を設けるのである。又、伝動歯（４ａ）の内面と伝動
歯（４ｂ）の外面との間に前記第２隙間（Ｋ２）を設け
るのである。即ち、前記ギヤ本体（２）における第１伝
動歯（４ａ）の内面を同心円の円形に形成すると共に、
この第１伝動ｆｆ１（４ａ）における凹部の周方向幅を
、凸部の周方向幅より広幅に形成する一方、前記支持体
（３）における第２伝動歯（４ｂ）の外周面を、前記第
１伝動ｍ　（４ａ　）の凹部内径に対応する長さの長軸
と、前記第１伝動歯（４ａ）の凹部内径に対し前記第２
隙間（Ｋ２）相当量短い長さの短軸とを備えた楕円形に
形成すると共に、この第２伝動ｆｆ１（４ｂ）における
凹部の周方向幅を、凸部の周方向幅より広幅に形成して
、前記各伝動ｉ、ａｉ（４ａ）（４ｂ）の凸部間に前記
第１隙間（Ｋ１）を設け、第１伝動歯（４ａ）の内面と
、第２伝動歯（４ｂ）の短軸側外面との間に前記第２隙
間（Ｋ２）を設けるのである。

尚、前記各伝動ｔｆｆｉ（４ａ）（４ｂ）の凸部は同じ
高さとするのである。

又、前記支持体（３）は、外周に前記伝動歯（４ｂ）を
設けるボディ（３１）の外周部−側から径方向外方に向
って突出する環状鍔（３２）をもった２枚の板体のボデ
ィ（３１）部を重合して形成するのであって、前記環状
鍔（３２）間に前記ギヤ本体（２）を介在し、このギヤ
本体（２）の軸方向（２）の軸方向移動を阻止するので
ある。又、前記環状鍔（３２）の外周には、前記弾性体
（５）と係合する多数の係合歯（３３）を周設している
。尚、前記２枚の板体のボディには複数個の結合孔（３
４）と複数個の結合突起（３５）とを設けて圧入により
結合している。

又、前記弾性体（５）は、合成樹脂、ゴムなどにより前
記係合ｍ　（３３）と隙間ができないように係合する保
合歯（５工）をもったリング状に形成して、前記ギヤ本
体（２）の両側に保持し、この弾性体（５）の係合歯（
５１）を前記保合歯（３３）と係合させて前記クランク
（１）の駆動力を、前記支持体（３）から弾性体（５）
に伝え、この弾性体（５）の係合ｍ　（５１）　Ｋ分を
挟ませるようにしている。尚、この弾性体（５）は、第
２図の如く前記ギヤ本体（２）の第１伝動歯（４ａ）部
分と、中心側両側面とを薄肉で被覆するようにインソエ
クシｅン成形して、前記ギヤ本体（２）に保持し、前記
伝動歯（４ａ）（４ｂ）間に殆んど↑Ａまない薄肉の緩
衝体（６）を設けるのが好ましい。この場合、前記各隙
間（Ｋ１）（Ｋ２）を確保できるように保持するのであ
る。即ち、緩衝体（６）の肉厚相当量だけ前記第１伝動
ｔＭ　（４ａ　）を小さく形成して前記各隙間（Ｋｌ）
（Ｋ２）を確保できるようにするのである。又、弾性体
（５）を成形してギヤ本体（２）に保持する場合前記ギ
ヤ本体（２）に複数個の貫通孔（２２）を設けて、前記
成形時、その溶融材料を前記貫通孔（２２）に充填して
保持強度を高めるようにするのが好ましいが、ギヤ本体
（２）への取付手段は特に制限されるものでないし、又
、前記緩衝体（６）は特に必要でない。

以上の如く構成した駆動ギヤは、前記支持体（３）の取
付孔（３ａ）を前記クランク軸（１１）の嵌合部（ｌｌ
ａ）に挿嵌して、クランク軸（１１）に対する回転を阻
止するのであり、又、前記嵌合部（ｌｌａ）にクランク
アーム（１２）の挿通孔を挿嵌し、前記クランク軸（１
１）の軸端中心部に設けるねじ孔に締付ボルト（７）を
締込んで前記支持体（３）及びクランクアーム（１２）
をクランク軸（１１）に固定するのである。

しかして、以上の如くクランク（１１）に取付けたフロ
ント駆動ギヤと後ノ＼ブに取付けたリヤ駆動ギヤとにチ
ェ７から成る伝動環（Ｃ）を掛設して前記クランク（１
）の駆動力を、前記フロント駆動ギヤから伝動環及びリ
ヤ駆動ギヤを介して後ｉｌ［輪に伝達し、自転車を走行
する場合におｌ、Ｓで、前記クランク（１）の踏込み開
始時における駆動力は、先ずクランク（１）から支持体
（３）を介して弾性体（５）に伝達され、該弾性体（５
）が、ギヤ本体（２）と支持体（３）との間に設けた動
力伝達部（４）の第１隙間（Ｋ１）相当ｍ弾性変形する
と共に、前記支持体（３）がギヤ本体（２）に対し前記
第１隙間（Ｋ１）相当量回転するのである。従って、前
記弾性体（５）の弾性変形により、前記駆動力による衝
撃を緩和することができて、踏込感を良好にできるので
ある。

次に、前記弾性体（５）が弾性変形して前記動力伝達部
（４）の第１隙間（Ｋ１）を吸収すると同時に、前記駆
動力により前記動力伝達部（４）における伝動歯（４ａ
）　　（４ｂ）が互いに係合して、前記駆動力は、支持
体（３）及び動力伝達部（４）の伝動歯（４ａ）（４ｂ
）からギヤ本体（２）に直接伝達されるのである。従っ
て、前記駆動力の大きさに関係なく、前記弾性体（５）
が弾性限界になるまで変形することはないのであり、常
に弾性限界にならない範囲内で変形させて駆動力による
衝撃を緩和できるので、弾性体（５）の疲労は非常に小
さいのであり、該弾性体（５）の耐久性を増大できるの
である。又、前記クランク（１）の踏込み停止時、前記
弾性体（５）は、その弾性復元作用により弾性復元して
前記支持体（３）がギヤ本体（２）に対し前記第１隙間
（Ｋ１）負相対回転し、前記第１隙間（Ｋ１）が保持さ
れるのである。

又、第１伝動歯（４ａ）及び第２伝動歯（４ｂ）の凸部
間には弾性体（５）と一体の緩衝体（６）が介在されて
いるため、前記クランク（１）の駆動力を、前記第２伝
動歯（４ｂ）から第１伝動ｆｆ１（４ａ）に伝えるとき
、これら伝動歯（４ｂ）　　（４ａ）が直接当接しない
ので、これら当接時に音鳴りしないのである。

又、伝動環（Ｃ）を掛設したギヤ本体（２）の長軸（Ｘ
）が上下方向に向かうとき、ギヤ本体（２）は支持体（
３）に対し前記第２隙間（Ｋ２）相当量自転車の前後方
向後方に変位していて、支持体（３）に対し後方側に第
２隙間（Ｋ２）がある。

そして、ギヤ本体（２）の長軸（Ｘ）が第３図に示した
上下方向に向かう状態から横方向に向かう過程で、伝動
環の駆動側環部分（Ｃ１）に作用する駆動力により、前
記ギヤ本体（２）は、中心側に押圧されて支持体（３）
に対し前方に移動する。このとき、ギヤ本体中心（０１
）は支持体中心（０２）に近づきながら、この支持体中
心（０２）を通る垂直線上で、かつ、第４図に示したよ
うに前記支持体中心（０２）の真下位置に変位し、前記
ギヤ本体（２）は支持体（３）に対し前記第２隙間（Ｋ
２）相当量だけ最大前方に変位することになる。従って
、リヤ駆動ギヤ中心とフロント駆動ギヤ中心との間の距
離を最適の長さにテキるため、前記伝動環（Ｃ）のテン
シリンは最適のテンションになるのである。

次に、ギヤ本体（２）の長軸（Ｘ）が第４図に示した横
方向に向かう状態から第３図に示した上下方向に向かう
とき、ギヤ本体中心（０１）が、支持体中心（０２）に
対し後方に変位し、前記ギヤ本体（２）は支持体（３）
に対し、前記第２隙間（Ｋ２）相当量だけ最大後方に変
位することになる。従って、リヤ駆動ギヤ中心とフロン
ト駆動ギヤ中心との距離が前記第２隙間（Ｋ２）相当ｎ
短かくなるため、前記伝動環（Ｃ）のテンションは増大
しないのである。従って、ギヤ本体（２）が楕円形であ
るに拘わらず、伝動環（Ｃ）のテンションの変化は小さ
いのである。

又、前記ギヤ本体（２）が支持体（３）に対し移動する
とき、前記弾性体（５）の係合歯（５１）がｔＡむこと
になるのであって、この係合歯（５１）のｔＡみにより
、前記ギヤ本体（２）の移動による違和感とか不快感を
緩和でき、踏込路を良好にできるのである。又、前記第
１伝動歯（４ａ）内面と第２伝動歯（４ｂ）外面との間
には、前記弾性体（５）と一体の１２１１７体（６）が
介在されているため、前記ギヤ本体（２）が支持体（３
）に対し第２隙間（Ｋ２）相当量移動するとき、第１伝
動歯（４ａ）が第２伝動歯（４ｂ）と直接当接しないの
で、との当接時に音鳴りしないのであり、又、自転車の
走行時において該自転車が上下に振動した場合、前記支
持体（３）から前記ギヤ本体（２）に掛設される伝動環
に振動が伝わりにくいし、又、この伝動環から前記クラ
ンク（１）に装着するペダルに振動が伝わりにくいので
ある。

尚、以上説明した実施例では、動力伝達部（４）を歯形
伏に形成したが、その構造は特に制限されるものでない
。

又、支持体（３）は、二枚の板体で形成する他、−枚の
板体で形成してもよいし、又、この支持体（３）は、ク
ランク軸（１１）の嵌合部（１１ａ）に嵌合して取付け
る他、クランクアーム（１２）のボス部に例えばカシメ
加工などにより取付けてもよいし、又、クランクアーム
（１２）のボス部と一体に形成してもよいのであり、ク
ランク軸とクランクアームとが一体に形成されたクラン
クにおけるクランク軸に支持して、該クランク軸に対す
る回転を、前記クランクアームに突設する回り止め突起
で阻止する如く成してもよいのであって、支持体（３）
の構造及びクランク（１）への取付構造は特に制限され
るものてない。

又、前記弾性体（５）は、前記ギヤ本体（２）に取付け
る他、前記支持体（３）に取付けてもよいのであり、又
、合成樹脂、ゴムなどの成形可能な材料で形成する他、
コイルばねを用いてもよいのであって、この弾性体（５
）の構造及び該弾性体（５）による前記第１隙間（Ｋ１
）の吸収手段は特に制限されるものでない。

又、前記第２隙間（Ｋ２）を形成するための手段も特に
制限されるものでない。

又、本発明の駆動ギヤは、クランク（１）に取付けるフ
ロント駆動ギヤである他、後ハブに取付けるリヤ駆動ギ
ヤであってもよい。この場合、前記踏込み動力は、フロ
ント駆動ギヤからチェノを介してリヤ駆動ギヤのギヤ本
体（２）に伝達され、前記弾性体（５）が動力伝達部（
４）の第１隙間（Ｋｌ）相当量弾性変形して前記第１隙
間（Ｋ１）を吸収すると同時に、前記動力伝達部（４）
の伝動歯（４ａ）（４ｂ）が係合して支持体（３）が回
動するのである。

又、リヤ駆動ギヤとした場合、前記支持体（３）は、後
ハブに直接取付ける他、後ハブに一方向回転伝動機構を
介して回転自由に支持する駆動体に取付けてもよいので
ある。

又、本発明におけるギヤ本体（２）の歯（２１）は、図
示した如くチェ７と噛合う形状に形成する他、歯付ベル
トと噛合う形状に形成してもよい。

（発明の効果） 以上の如く本発明は、長軸と短軸とを備え、外周に多数
の歯（２１）を設けた楕円形ギヤ本体（２）と、該ギヤ
本体（２）を支持する支持体（３）とから成り、これら
ギヤ本体（２）と支持体（３）との間に、これらギヤ本
体（２）と前記支持体（３）との一方から他方に動力を
伝える動力伝達部（４）を設けて、この動力伝達部（４
）に、前記ギヤ本体（２）と前記支持体（３）とを所定
角度相対回転可能とする第１隙間（Ｋ１）と、前記ギヤ
本体（２）の長軸が上下方向に向うとき、前記ギヤ本体
（２）が支持体（３）に対し自転車の前後方向に変位可
能とする第２隙間（Ｋ２）とを設けると共に、前記動力
伝達部（４）と異なる部位に、前記隙間（Ｋ１）を保持
し、かつ、前記ギヤ本体（２）と支持体（３）との相対
回転時弾性変形して、前記第１隙間（Ｋ１）を吸収し、
前記動力伝達部（４）からの動力伝達を可能とする弾性
体（５）を設けたから、踏込み開始時、その駆動力によ
り前記弾性体（５）を前記動力伝達部（４）の第１隙間
（Ｋ１）相当全弾性変形させて、踏込み開始時の駆動力
による衝撃を緩和することができて、しかも、前記第１
隙間（Ｋ１）を吸収して前記駆動力を、前記動力伝達部
（４）からギヤ本体（２）と支持体（３）との−方に直
接伝達することができるので、前記駆動力による前記弾
性体（５）の疲労を非常に小さくでき、この弾性体（５
）の耐久性を増大できるのであり、更に、楕円形のギヤ
本体（２）を使用した構造でありながら、駆動特におけ
る伝動環のテンシロンの変化を小さくできるため、伝動
環に過大の力が作用したり、この伝動環がたるみすぎた
りする問題もないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明駆動ギヤの一実施例を示す一部切欠正面
図、第２図はクランクに取付けた状態の拡大縦断側面図
、第３図及び第４図は作動状態を示す説明図である。 （２）・・・・・・ギヤ本体 （２１）・・・・・・歯 （３）・・・・・・支持体 （４）・・・・・・動力伝達部 （５）・・・・・・弾性体 （Ｋ１）・・・・・・第１隙間 （Ｋ２）・・・・・・第２隙間 第１図 第８図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）長軸と短軸とを備え、外周に多数の歯（２１）を設
   けた楕円形ギヤ本体（２）と、該ギヤ本体（２）を支持
   する支持体（３）とから成り、これらギヤ本体（２）と
   支持体（３）との間に、これらギヤ本体（２）と前記支
   持体（３）との一方から他方に動力を伝える動力伝達部
   （４）を設けて、この動力伝達部（４）に、前記ギヤ本
   体（２）と前記支持体（３）とを所定角度相対回転可能
   とする第１隙間（Ｋ１）と、前記ギヤ本体（２）の長軸
   が上下方向に向うとき、前記ギヤ本体（２）が支持体（
   ３）に対し自転車の前後方向に変位可能とする第２隙間
   （Ｋ２）とを設けると共に、前記動力伝達部（４）と異
   なる部位に、前記隙間（Ｋ１）を保持し、かつ、前記ギ
   ヤ本体（２）と支持体（３）との相対回転時弾性変形し
   て、前記第１隙間（Ｋ１）を吸収し、前記動力伝達部（
   ４）からの動力伝達を可能とする弾性体（５）を設けた
   ことを特徴とする自転車用駆動ギヤ。