JPH0539080A - Crank mechanism for bicycle provided with fulcrum - Google Patents
Crank mechanism for bicycle provided with fulcrumInfo
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- JPH0539080A JPH0539080A JP28095791A JP28095791A JPH0539080A JP H0539080 A JPH0539080 A JP H0539080A JP 28095791 A JP28095791 A JP 28095791A JP 28095791 A JP28095791 A JP 28095791A JP H0539080 A JPH0539080 A JP H0539080A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、クランクの長さを従来
のものより長くしたクランクレバーに、テコの機能を加
味して、数倍に増幅した回転トルクを、原節・媒介節・
従節を介してハンガーシャフトからチェンリングに伝え
る、自転車のクランク機構に関するものである。尚、本
発明は当該出願人と同一の出願人によって、先般特許出
願された、「整理番号001・提出日平成3年7月2日
・発明の名称クランク長さを倍増した自転車のクランク
機構」の機能を改良し更に性能を向上させた物である。
従って、「従来の技術」とは上記「クランク長さを倍増
した自転車のクランク機構」を意味するものとし、比較
検討もそれとの改良敷衍点を主として述べることにす
る。以後、上記「クランク長さを倍増した自転車のクラ
ンク機構」を「先行技術」と名指しすることにし、現在
巷間に普及している一般の自転車のクランクを「所謂従
来技術」と名指しすることにする。尚、当該特許請求の
範囲のみではクランク機構として機能せず、上記先行技
術と複合し相俟って初めてクランク機構として十全に機
能するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a crank lever having a longer crank length than that of a conventional crank lever, and a rotary torque amplified several times by adding a lever function to a master lever, a mediator node,
The present invention relates to a crank mechanism of a bicycle, which is transmitted from a hanger shaft to a chain ring through a follower. Incidentally, the present invention was filed by the same applicant as the applicant in the past for "patent number 001, date of submission: July 2, 1991, and title of the invention: crank mechanism of bicycle with doubled crank length" It is a product with improved functions and improved performance.
Therefore, the "conventional technique" means the above-mentioned "bicycle crank mechanism in which the crank length is doubled", and the comparative study will mainly describe the points of improvement in comparison therewith. Hereinafter, the above-mentioned "bicycle crank mechanism with doubled crank length" will be referred to as "prior art", and the general bicycle crank that is now widespread will be referred to as "so-called conventional technology". .. It should be noted that the crank mechanism does not function only by the scope of the claims, but it fully functions as the crank mechanism only in combination with the above-mentioned prior art.
【0002】[0002]
【従来の技術】先行技術として、ハンガーシャフト
(A)の端部に支点軸保持アーム(1)の一端と従節
(2)を、各々直接又は連結的に固着し、一方ペタルシ
ャフト(B)を一端に固着したクランクレバー(4)の
他端に原節(5)を固着し、支点軸(3)を介して支点
軸保持アーム(1)の他端とピン接合し、原節(5)と
従節(2)に媒介節(6)を介して成る自転車のクラン
ク機構なるものが、当該出願人と同一の出願人に依って
発明され特許出願されている。上記先行技術は、現在巷
間に普及している所謂従来技術の自転車に比べ、同じ回
転ストロークで約2倍の回転トルクを得ることが出来る
ので、約2倍のスピードアップ、或は約2分の1の省力
化が出来るが、それ以上の性能を持たすことは出来な
い。2. Description of the Related Art As a prior art, one end of a fulcrum shaft holding arm (1) and a follower (2) are fixed to the end of a hanger shaft (A) either directly or connected to each other, while a petal shaft (B) is attached. A crank (5) is fixed to the other end of the crank lever (4) which is fixed to one end, and is pin-joined to the other end of the fulcrum shaft holding arm (1) through the fulcrum shaft (3). ) And the follower (2) via the intermediary (6), a bicycle crank mechanism has been invented and applied for a patent by the same applicant as the applicant. The above-mentioned prior art can obtain about twice the rotational torque with the same rotational stroke as compared with the so-called conventional bicycles that are currently widespread, and therefore about twice the speedup or about two-half minutes. It is possible to save 1 labor, but it is not possible to have more performance.
【0003】[0003]
【発明が解決しょうとする課題】先行技術のクランクレ
バーの長さは、自転車の機能上クランク地上高さを考慮
しなければならないので、所謂従来技術のクランク長さ
の2倍位が限度である。従って先行技術の自転車では、
所謂従来技術の自転車に比べ、同じ回転ストロークで2
倍位の回転トルクを得るのが限度である。本発明は上記
欠点を除くことを目的とする。即ち、回転ストロークは
従来のものと同じに保ちながら回転トルクは所謂従来技
術に比べ5倍以上に増強さすことである。その事によっ
て所謂従来技術のものより約5倍以上のスピードアップ
や又は、多大の省力化を可能にすることである。The length of the crank lever in the prior art is limited to about twice the so-called conventional crank length because the height of the ground above the crank must be taken into consideration in view of the function of the bicycle. .. So in prior art bicycles,
2 with the same rotation stroke compared to the so-called conventional bicycle
The limit is to obtain double the rotational torque. The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks. That is, the rotational torque is to be increased five times or more as compared with the so-called conventional technique while keeping the rotational stroke the same as the conventional one. By doing so, it is possible to increase the speed by about 5 times or more compared with the so-called conventional technology, or to save a great deal of labor.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の構成を先行技術
との関連も含めて説明すると、 〔イ〕 ハンガーシャフト(A)の端部に、支点軸保持
アーム(1)の一端と従節(2)を連結的に固着し、支
点軸保持アーム(1)の他端に支点軸(3)を介して原
節(5)を回動自在ピン接合として軸着する。テコ支点
軸保持腕(4b)の一端を原節(5)に剛接合として固
着し、他端にテコ支点軸(4c)を突設する。 〔ロ〕 ペタルシャフト(B)を一端に固着したクラン
クレバー(4)に軸受穴を設け、テコ支点軸(4c)を
介してテコ支点軸保持腕(4b)と回動自在なピン接合
として軸着する。 〔ハ〕 クランクレバー先端部をクランクレバーテコ作
用点部(4e)と名指し、テコ機能作用部として装設
し、テコ作用点軸(4f)を介してクランクレバー先端
媒介節(4a)の一端と回動自在なピン接合として軸着
する。 〔ニ〕 クランクレバー先端媒介節(4a)の他端を、
原節の軸を用いて原節(5)と回動自在なピン接合とし
て軸着する。 〔ホ〕 上記構成に当り、支点軸(3)とテコ支点軸
(4c)とハンガーシャフト(A)とペタルシャフト
(B)の各軸の中心軸線が、同一平面上に有るか又はそ
れに近似し、且つ支点軸(3)とペタルシャフト(B)
の間にテコ支点軸(4c)とハンガーシャフト(A)が
来る様な状態に調整する事。以上の様に構成して成る、
テコ支点を設けた自転車のクランク機構である。尚、機
素の概念に就いて少し説明を加えておくと、クランクレ
バー(4)とクランクレバーテコ作用点部(4e)は一
つの部品として形成されるので本来一つの機素であり、
従って一つの名称で呼ぶのが一般ではあるが、当該機構
の機能の説明上、上記二つの名称に分けて名指ししてい
る。また、原節(5)と支点軸(3)や、支点軸保持ア
ーム(1)と従節(2)、クランクレバー先端媒介節
(4a)とテコ作用点軸(4f)、原節(5)とテコ支
点保持腕(4b)とテコ支点軸(4c)等を一体として
形成したとき一つの部品になり、本来一つの機素であり
一つの名称で呼ぶのが一般であるが、この場合も当該機
構の機能の説明上別々の名称に分けて名指ししており、
別々の機素の集合として扱うものとする。但し、各軸の
先端エッジを形成する円形縁の六角穴付ボルトは、各々
螺着する軸の一部として扱うものとし、従って同一の符
号で表すものとする。又、従節(2)と媒介節(6)の
ピン接合の役割を担う軸は、該軸の固着された機素に含
まれるものとする。同じく、原節(5)とクランクレバ
ー先端媒介節(4a)や媒介節(6)との係合に於いて
ピン接合の役割を担う軸は、該軸の固着された機素に含
まれるものとする。従って、上記二種類の軸は、その含
まれる機素の一部として同一の符号及び名称で名指しす
るものとする。尚、該二種類の軸は係合するいずれの機
素とも固着することなく、全てピン接合としても機能す
るが、その場合は係合する原節(5)又は従節(2)の
一部として扱うものとする。The structure of the present invention will be described, including the relation to the prior art: [a] One end of the fulcrum shaft holding arm (1) and a follower at the end of the hanger shaft (A). (2) is fixedly connected, and the original node (5) is pivotally attached to the other end of the fulcrum shaft holding arm (1) via the fulcrum shaft (3) as a rotatable pin joint. One end of the lever fulcrum shaft holding arm (4b) is rigidly fixed to the original joint (5), and the lever fulcrum shaft (4c) is projectingly provided at the other end. [B] A bearing hole is provided in the crank lever (4) having the petal shaft (B) fixed to one end, and the shaft is formed as a rotatable pin joint with the lever support shaft holding arm (4b) via the lever support shaft (4c). To wear. [C] The front end of the crank lever is referred to as a crank lever lever action point portion (4e), which is installed as a lever function action portion, and is connected to one end of the crank lever tip intermediate node (4a) via the lever action point shaft (4f). It is attached as a rotatable pin joint. [D] The other end of the crank lever tip intermediate node (4a)
It is attached to the master (5) as a rotatable pin joint by using the shaft of the master. [E] In the above configuration, the central axes of the fulcrum shaft (3), the lever fulcrum shaft (4c), the hanger shaft (A), and the petal shaft (B) are on the same plane or close to each other. , And the fulcrum shaft (3) and petal shaft (B)
Adjust so that the lever shaft (4c) and the hanger shaft (A) come between them. It is configured as above,
It is a bicycle crank mechanism with a lever. Incidentally, if a little explanation is added to the concept of the element, since the crank lever (4) and the crank lever lever action point portion (4e) are formed as one component, they are originally one element,
Therefore, it is generally called by one name, but for the purpose of explanation of the function of the mechanism, the names are divided into the above two names. Further, the original node (5) and the fulcrum shaft (3), the fulcrum shaft holding arm (1) and the follower node (2), the crank lever tip mediating node (4a) and the lever action point shaft (4f), the original node (5). ), The lever support arm (4b), the lever support shaft (4c), etc., are integrally formed into one part, which is generally one element and is generally called by one name. In the explanation of the function of the mechanism, the name is divided into different names.
It shall be treated as a set of separate elements. However, the hexagon socket head cap screws with circular edges forming the leading edge of each shaft are treated as a part of the shaft to which they are screwed, and are therefore designated by the same reference numerals. Further, the shaft that plays the role of pin joint between the follower (2) and the intermediate joint (6) is included in the element to which the shaft is fixed. Similarly, a shaft that plays a role of pin joint in the engagement between the original node (5) and the crank lever tip intermediate node (4a) or the intermediate node (6) is included in the element to which the shaft is fixed. And Therefore, the two types of axes are designated by the same reference numerals and names as a part of the included elements. The two kinds of shafts are not fixed to any of the engaging elements and all function as pin joints, but in that case, a part of the engaging master (5) or follower (2) is engaged. Shall be treated as
【0005】[0005]
【作用】本発明の構成に基づいて作用を説明する。ペタ
ルシャフト(B)から人力によって入力された力は、テ
コの原理によりテコ支点軸(4c)の周りに力のモーメ
ントを発生せしめる。該モーメントはテコ作用点軸(4
f)のまわりに同値で伝わり、該軸のピン接合を通して
一旦、直線力に変化してクランクレバー先端媒介節(4
a)に伝わり、原節(5)の軸のピン接合を通して再び
力のモーメントに変化して原節(5)に伝わる。{但
し、「図6・図7」の場合はテコ支点軸(4c)の周り
に発生した力のモーメントは直線力に変化することなく
回転力のまま原節(5)に伝わる。}一方、クランクレ
バー(4)とピン接合しているテコ支点軸(4c)に発
生した反力は、一端が該軸と剛接合しているテコ支点軸
保持腕(4b)に伝わり、該保持腕の他端で剛接合に固
着している原節(5)に力のモーメントを発生せしめ
る。従って、原節(5)には同じ方向に作用する上記二
つの力のモーメントが、同時発生的に伝わり、その合力
が原節(5)に発生する事になる。つまり、ペタルシャ
フト(B)から人力に依って入力された力から発生した
力は、全て無駄なく有効に原節(5)に伝えられる事に
なる。次に、原節(5)に伝わった力のモーメントは、
原節(5)の軸のピン接合を通して一旦直線力に変化し
て媒介節(6)に伝わり、従節(2)に伝わる。従節
(2)で再び力のモーメントに変化して固着したハンカ
ーシャフト(A)に回転力として伝わる。と同時に同じ
く該従節に剛接合して固着した支点軸保持アーム(1)
を回転さして支点軸(3)の位置を然るべき所要の位置
に必然的に確保して、常に当該クランク機構の回転スト
ロークの中心点をハンガーシャフト(A)の軸心、又は
その近似点に保持する。原節(5)には力のモーメント
だけしか作用せず、支点軸保持アーム(1)は該原節と
支点軸(3)を介して回動自在なピン接合をしているの
で、支点軸保持アーム(1)には一切の力学的な力は掛
らない。依ってペタルシャフト(B)からの入力によっ
て発生した力は、全て無駄なくハンガーシャフト(A)
の回転トルクとして作用する。以上は微分的説明であ
り、これらの運動は全て同時発生的・不即不離に追動運
動し継続的に生起する。次に数値を用いて作用を説明す
る。今、仮にペタルシャフト(B)とハンガーシャフト
(A)の各軸心間の距離をLとし、支点軸(3)とペタ
ルシャフト(B)の各軸心間の距離を2Lとする。テコ
支点軸(4c)の軸心の位置をペタルシャフト(B)の
軸心から(5/8)×2L=(5/4)Lの距離にと
り、テコ作用点の距離をテコ支点軸(4c)の軸心から
(1/8)×2L=(1/4)Lの位置にとるものとす
る。{但し、テコ作用点とはテコ作用点軸(4f)から
クランクレバー(4)の中心軸におろした垂線の交点で
ある。} この時、ペタルシャフト(B)からRの力を
入力したとすると、テコ作用点に生じるちからは5Rで
あり、これがテコ支点軸(4c)の周りに及ぼすモーメ
ントは5R×(1/4)L=1.25LRである。この
モーメントはテコ作用点軸(4f)の周りに伝わり、そ
こからクランクレバー先端媒介節(4a)で一旦直線力
に変化して原節(5)に伝わる。一方、テコ支点軸(4
c)には(R+5R)=6Rの反力が生じる。この反力
はテコ支点軸保持腕(4b)に伝わり、(2L−5L/
4)×6R=4.5LRモーメントの力を原節(5)に
生じさせる。拠って原節(5)では、 1.25LR+4.5LR=5.75LR のモーメントが合力として生じる。この力が媒介節
(6)で一旦、直線力に変化して従節(2)に伝わり、
再び回転力と成ってハンガーシャフト(A)に伝えられ
る。所謂従来技術のクランク機構であれば、LRの回転
力しか得られない訳だから、当該クランク機構であれ
ば、その5.75倍の回転力が得られることになる。上
記、力の関係式を一般的に記述すれば、 L;ペタルシャフト(B)とハンガーシャフト(A)の
各軸心間の距離 2L;ペタルシャフト(B)と支点軸(3)の各軸心間
の距離 R;ペタルシャフト(B)における入力 K;テコ作用点において発生する力 ペタルシャフト(B)とテコ支点軸(4c)の各軸心間
の距離; 2L×(x/m)=(2Lx/m) ただし、m,
xはm>xの整数 テコ作用点からテコ支点軸(4c)の軸心までの距離; 2L×(1/n)=(2L/n) ただし、nは整
数とすると、 K×(2L/n)=R×(2Lx/
m) ∴ K=(nx/m)R Kがテコ支点軸(4c)の周りにおよぼすモーメント
は; (nx/m)R×(2L/n)=(2Lx/m)R テコ支点軸(4c)に生じる反力; K+R=(nx+m/m)R テコ支点軸保持腕(4b)の力学的有効長さ; 2L−(2Lx/m)=2L(m−x/m) テコ支点軸(4c)に生じる反力が原節(5)にモーメ
ントとして働く力; (nx+n/m)R×2L(m−x/m)=2LRn
(x+1)(m−x)/m2 原節(5)におけるモーメントの合力は; 2LR(x/m)+2LRn(x+1)(m−x)/m2 以上の様になる。尚、所謂従来技術の自転車のクランク
と全く同じ様に、当該クランク機構も逆回転さすことが
出来るので、運転操作に不都合な処はない。The operation will be described based on the structure of the present invention. Peta
The force input by human power from the le shaft (B) is
Due to the principle of U, the force of force is moved around the lever fulcrum axis (4c).
Generate an event. The moment is the lever action point axis (4
The same value is transmitted around f) and through the pin joint of the shaft
Once changed to a linear force, the crank lever tip intermediate node (4
It is transmitted to a), and again through the pin joint of the shaft of the original node (5).
It is transformed into a moment of force and is transmitted to the original clause (5). {However
However, in the case of "Figs. 6 and 7", around the lever fulcrum axis (4c)
The moment of force generated on the
The rotational force is transmitted to the original clause (5). } On the other hand, Crankle
Delivered on the lever shaft (4c) that is pin-joined to the bar (4).
The generated reaction force is a lever fulcrum shaft whose one end is rigidly joined to the shaft.
It is transmitted to the holding arm (4b) and is rigidly joined at the other end of the holding arm.
Generate a moment of force on the worn master (5)
It Therefore, the above-mentioned two acting in the same direction on the original node (5).
The moments of two forces are transmitted at the same time, and the resultant force
Will occur in the original clause (5). That is, Petalsha
Generated from the force input from the ft (B) by human power
All the power can be effectively transmitted to Harajuku (5) without waste.
Become. Next, the moment of force transmitted to the original clause (5) is
Through the pin joint of the shaft of the master (5)
Is transmitted to the mediator (6) and then to the follower (2). Follower
In (2), the handker changed to the moment of force and fixed.
-Transmitted to the shaft (A) as rotational force. Same at the same time
A fulcrum shaft holding arm (1) rigidly joined and fixed to the follower
By rotating the fulcrum shaft (3) to the required position
Inevitably, the rotation stroke of the crank mechanism concerned is always secured.
The center point of the rook is the axis of the hanger shaft (A), or
Hold at that approximate point. The moment of force in the clause (5)
Fulcrum shaft holding arm (1)
It has a rotatable pin joint via the fulcrum shaft (3).
Then, no mechanical force is applied to the fulcrum shaft holding arm (1).
No Therefore, depending on the input from the petal shaft (B)
All the force generated by the hanger shaft (A)
Acts as the rotational torque of. The above is a differential explanation
Therefore, all these movements are chased simultaneously and indiscriminately.
It moves and occurs continuously. Next, the operation will be explained using numerical values.
It Now, let's say Petal Shaft (B) and Hanger Shaft.
Let L be the distance between the axes of (A) and the fulcrum axis (3)
The distance between the axes of the le shaft (B) is 2L. Lever
Set the position of the shaft center of the fulcrum shaft (4c) to that of the petal shaft (B).
At a distance of (5/8) × 2L = (5/4) L from the axis
The distance of the lever action point from the axis of the lever fulcrum shaft (4c)
It shall be at the position of (1/8) × 2L = (1/4) L
It {However, the lever action point is from the lever action point axis (4f)
At the intersection of the perpendiculars drawn to the central axis of the crank lever (4)
is there. } At this time, the force of R from the petal shaft (B)
If you enter it, the power generated at the lever action point is 5R
Yes, this is the moment around the lever axis (4c)
The component is 5R × (1/4) L = 1.25LR. this
The moment is transmitted around the lever action point axis (4f),
From here, linear force is temporarily applied at the crank lever tip intermediate node (4a).
It is transmitted to the original clause (5). On the other hand, the lever fulcrum axis (4
A reaction force of (R + 5R) = 6R is generated in c). This reaction force
Is transmitted to the lever support shaft holding arm (4b), and (2L-5L /
4) × 6R = 4.5LR Force of moment to the original clause (5)
Give rise to. Therefore, in the original clause (5), a moment of 1.25LR + 4.5LR = 5.75LR occurs as a resultant force. This power is the medium
In (6), it is converted into a linear force and transmitted to the follower (2).
It becomes rotational force again and is transmitted to the hanger shaft (A).
It With a so-called conventional crank mechanism, rotation of the LR
Since only the force can be obtained, even if the crank mechanism
In that case, a rotational force that is 5.75 times that is obtained. Up
In general, the relational expression of force is: L; Petal shaft (B) and hanger shaft (A)
Distance between each shaft center 2L; Between each shaft center of the petal shaft (B) and the fulcrum shaft (3)
R: Input at petal shaft (B) K: Force generated at lever action point Between each axis of petal shaft (B) and lever fulcrum shaft (4c)
Distance; 2L × (x / m) = (2Lx / m) where m,
x is an integer of m> x The distance from the lever action point to the axis of the lever fulcrum axis (4c); 2L × (1 / n) = (2L / n) where n is an integer
If it is a number, K × (2L / n) = R × (2Lx /
m) ∴ K = (nx / m) R K exerts moment around lever axis (4c)
Is: (nx / m) R × (2L / n) = (2Lx / m) R Reaction force generated on the lever fulcrum shaft (4c); K + R = (nx+m / m) R mechanically effective length of the lever support shaft holding arm (4b); 2L- (2Lx / m) = 2L (m−x / m) The reaction force generated on the lever fulcrum shaft (4c) causes momentum (5).
Force acting as an event; (nx+n / m) R × 2 L (m−x / m) = 2LRn
(X+1) (m−x) / mTwo The resultant force of the moment in the original clause (5) is: 2LR (x / m) + 2LRn (x+1) (m−x) / mTwo It becomes like above. Incidentally, a so-called conventional bicycle crank
Just like the above, the crank mechanism can be rotated in the reverse direction.
Since it can be done, there is no inconvenience in driving operation.
【0006】[0006]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 〔イ〕 クランクレバー(4)の一端にペタルシャフト
(B)を固定状態に螺着し、効果的な任意の位置にテコ
支点軸(4c)の軸受穴を設け、該軸受穴から先をクラ
ンクレバーテコ作用点部(4e)として、クランクレバ
ー及びペタルシャフトと各々直角になるようにして、剛
接合にて突設さして装設する。該クランクレバーテコ作
用点部の端部に軸受穴を設け、クランクレバー先端媒介
節(4a)の一端に剛接合に固着されたテコ作用点軸
(4f)に軸着する。該クランクレバー先端媒介節の他
端は原節(5)の端部の軸とピン接合に軸着する。クラ
ンクレバー(4)と平行状態にして一端を原節(5)に
剛接合して固着したテコ支点軸保持腕(4b)の他端
に、ペタルシャフトと平行状態にテコ支点軸(4c)を
固着突設し、クランクレバー(4)の軸受穴に回動自在
なピン接合に軸着する。クランクレバー先端媒介節(4
a)は「図1・図8」の様に、引張力と圧縮力を共に有
効に伝達する。硬質の棒状のもの、及び引張力のみ有効
に伝えるワイヤロープやチェン等を用いて装設する。或
は、圧縮力のみ伝える衝合棒や、回転力のまま伝える歯
車を用いて装設する事も出来る。上記が「請求項2」の
範疇に属する当該特許請求範囲の主要部分であり、該原
節から媒介節(6)〜従節(2)〜支点軸保持アーム
(1)〜支点軸(3)〜該原節の構成やハンガーシャフ
ト(A)への係合は先行技術に準じて形成する。 〔ロ〕 前項「イ」の構成からクランクレバー先端媒介
節(4a)及びテコ作用点軸(4f)を省略して、クラ
ンクレバーテコ作用点部(4e)を直接、原節(5)に
密接、衝合さして圧縮力のみ伝える様に装設構成したも
のが「図6」によって図示されたものであり、当該「請
求項1」の範疇に属するものである。尚、衝合による摩
耗を防ぐために、クランクレバーテコ作用点部(4e)
の衝合部分を回動自在なローラに装設することや、衝合
する互いの機素をピニオンとラックに装設することも出
来る。 「ハ」 次に「図7」の実施例について説明する。これ
は「請求項3」の範疇に属するものである。支点軸保持
アーム(1)の側面にハンガーシャフト(A)と平行状
態かつ逆方向にクランクレバー先端媒介節用支点軸(4
d)を、テコ支点軸保持腕(4b)に接触することの無
い様にして、剛接合に固着装設し、該軸(4d)の他端
にクランクレバー先端媒介節(4a)を回動自在なピン
接合として軸着する。該媒介節(4a)の一端をテコ作
用点軸(4f)を介して、クランクレバーテコ作用点部
(4e)に回動自在なピン接合として軸着し、他端を歯
車に形成して装設する。上記媒介節(4a)の歯車から
の力を継承すべく原節(5)の一部を原節端補足歯車
(5b)として固着装設する。この場合、支点軸(3)
は原節(5)の所要の個所の両端に固着するものとす
る。以上を特徴とするクランク機構であり、他の構成は
前々項「イ」に準じて形成する。以下、該クランク機構
の効力を数値を用いて説明する。 R;ペタルシャフト(B)からの入力 L;ペタルシャフト(B)とクランクシャフト(A)の
軸心間の距離 2L;ペタルシャフト(B)と支点軸(3)の軸心間の
距離 (5/4)L; ペタルシャフト(B)とテコ支点軸
(4c)の軸心間の距離テコ支点軸(4c)とテコ作用
点軸(4f)の軸心間の距離;(1/4)Lテコ作用点
軸(4f)とクランクレバー先端媒介節用支点軸(4
d)の軸心間の距離;(1/4)Lクランクレバー先端
媒介節用支点軸(4d)と支点軸(3)の軸心間の距
離;(1/4)Lとすると、 テコ支点軸(4c)の周りに生じる力のモーメント;
(5/4)LR・・・i これは連結する各機素を伝わって、そのままハンガーシ
ャフト(A)に作用する回転力になる。 テコ支点軸(4c)に発生する反力;6R これがテコ支点軸保持腕(4b)を介して支点軸(3)
の周りに発生せしめる力のモーメント;6R×(3/
4)L=(18/4)LR・・ii これは連結する各機素を伝わって、そのままハンガーシ
ャフト(A)に作用する回転力になる。 クランクレバー先端媒介節用支点軸(4d)に発生する
反力;10R これが支点軸保持アーム(1)を介して従節(2)の周
りに発生せしめる力のモーメント;(3/4)L×10
R=(30/4)LR・iii これはそのままハンガーシャフト(A)に作用する回転
力となる。故に、ハンガーシャフト(A)に作用する回
転力の合力は;i+ii+iii即ち、(5/4)LR
+(18/4)LR+(30/4)LR+13.25L
Rよって、該クランク機構の場合は所謂従来技術に比べ
13.25倍の回転力を得ることになる。各支点軸の位
置をうまく調整すれば所謂従来技術の15倍位の回転力
を得ることは可能である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [A] A petal shaft (B) is fixedly screwed to one end of the crank lever (4), and a bearing hole for the lever fulcrum shaft (4c) is provided at an effective arbitrary position. As the lever lever action point portion (4e), the crank lever and the petal shaft are made to be at right angles to each other, and are installed by being rigidly joined and projected. A bearing hole is provided at the end of the crank lever lever action point portion, and is pivotally attached to a lever action point shaft (4f) rigidly fixed to one end of the crank lever tip intermediate node (4a). The other end of the crank lever tip medial node is pinned to the shaft at the end of the original node (5) in a pin joint. At the other end of the lever support shaft holding arm (4b) fixed in parallel with the crank lever (4) by rigidly joining one end to the original joint (5), the lever support shaft (4c) is provided in parallel with the petal shaft. It is fixedly protruded, and is pivotally attached to the bearing hole of the crank lever (4) by a rotatable pin joint. Crank lever tip intermediary node (4
A) effectively transmits both the tensile force and the compressive force as shown in FIGS. It is installed by using a hard rod-shaped object and a wire rope or chain that effectively transmits only the pulling force. Alternatively, it can be installed by using an abutment rod that transmits only the compression force or a gear that transmits the rotation force as it is. The above is the main part of the claim which belongs to the category of "Claim 2". From the source node to the intermediate node (6) to the follower node (2) to the fulcrum shaft holding arm (1) to the fulcrum shaft (3). -The structure of the master and the engagement with the hanger shaft (A) are formed according to the prior art. [B] By omitting the crank lever tip intermediate node (4a) and the lever action point shaft (4f) from the configuration of the above item "a", the crank lever lever action point part (4e) is directly attached to the original node (5). The one constructed so as to abut against each other and transmit only the compressive force is shown in FIG. 6 and belongs to the category of “Claim 1”. In addition, in order to prevent wear due to abutting, the crank lever lever action point part (4e)
It is also possible to mount the abutting part of the device on a rotatable roller, or mount the abutting mutual elements on the pinion and the rack. [C] Next, an example of FIG. 7 will be described. This belongs to the category of "Claim 3". On the side surface of the fulcrum shaft holding arm (1), in parallel with the hanger shaft (A) and in the opposite direction, the fulcrum shaft (4) for the crank lever tip intermediate node is provided.
d) is fixedly installed in a rigid joint so as not to contact the lever support shaft holding arm (4b), and the crank lever tip intermediate node (4a) is rotated at the other end of the shaft (4d). It is attached as a free pin joint. One end of the intermediate node (4a) is pivotally attached to the crank lever lever action point portion (4e) through a lever action point shaft (4f) as a rotatable pin joint, and the other end is formed into a gear to be mounted. Set up. A part of the original node (5) is fixedly installed as the original node end supplementary gear (5b) so as to inherit the force from the gear of the intermediate node (4a). In this case, the fulcrum axis (3)
Shall be fixed to both ends of the required part of the original section (5). The crank mechanism is characterized by the above, and other configurations are formed in accordance with the item "a" in the preceding paragraph. Hereinafter, the effectiveness of the crank mechanism will be described using numerical values. R: Input from petal shaft (B) L: Distance between shaft center of petal shaft (B) and crankshaft (A) 2L: Distance between shaft center of petal shaft (B) and fulcrum shaft (3) (5 / 4) L; Distance between the shaft center of the petal shaft (B) and the lever fulcrum shaft (4c) Distance between the shaft center of the lever fulcrum shaft (4c) and the lever action point shaft (4f); (1/4) L Lever action point axis (4f) and crank lever tip intermediate node fulcrum axis (4
d) Distance between shaft centers; (1/4) L Crank lever tip intermediate node fulcrum shaft (4d) Distance between shaft centers of fulcrum shaft (3); (1/4) L Moment of force generated around (4c);
(5/4) LR ... i This is a rotational force that is transmitted through each element to be connected and acts on the hanger shaft (A) as it is. Reaction force generated on the lever fulcrum shaft (4c); 6R This is the fulcrum shaft (3) via the lever fulcrum shaft holding arm (4b).
Moment of force generated around 6R × (3 /
4) L = (18/4) LR..ii This is the rotational force that acts on the hanger shaft (A) as it is transmitted through the connected elements. Reaction force generated on the fulcrum shaft (4d) for crank lever tip intermediate node; 10R Moment of force generated around the slave node (2) via the fulcrum shaft holding arm (1); (3/4) L × 10
R = (30/4) LR · iii This is the rotational force that acts on the hanger shaft (A) as it is. Therefore, the resultant force of the rotational forces acting on the hanger shaft (A) is; i + ii + iii, that is, (5/4) LR.
+ (18/4) LR + (30/4) LR + 13.25L
Therefore, in the case of the crank mechanism, a rotational force 13.25 times that of the so-called conventional technique can be obtained. If the position of each fulcrum shaft is adjusted properly, it is possible to obtain a so-called rotational force about 15 times that of the conventional technique.
【0007】[0007]
【発明の効果】以上述べた様に本発明のクランク機構
は、所謂従来技術の自転車のクランク機構に比べ、同じ
回転ストロークでありながら5倍〜15倍位の回転トル
クを発生さすことが出来る。従って原理的には5倍〜1
5倍位のスピードアップが可能であり、また1/5〜1
/15位の省力化が出来ると云う事になる。尚、本発明
のクランク機構の原理は、内燃機関のクランクやタービ
ン機関その他出力増幅機など、クランク使用可能なあら
ゆる機械に広く適応し、エネルギーの創生及び使用のい
ろいろな分野で利用可能であリ、多大な効果をもたらす
画期的な技術である。As described above, the crank mechanism of the present invention can generate a rotational torque about 5 to 15 times higher than that of a so-called conventional crank mechanism of a bicycle, even though the crank stroke is the same. Therefore, in principle 5 times to 1
It is possible to speed up by 5 times, and also 1/5 to 1
It means that the labor saving of the 15th place can be done. In addition, the principle of the crank mechanism of the present invention is widely applicable to all crank-usable machines such as cranks of internal combustion engines, turbine engines, and other output amplifiers, and can be used in various fields of energy creation and use. This is an epoch-making technology that brings great effects.
【図1】 本発明の斜視図FIG. 1 is a perspective view of the present invention.
【図2】 Iの個所の断面図FIG. 2 is a sectional view of a portion I.
【図3】 IIの個所の断面図FIG. 3 is a sectional view of a portion II.
【図4】 IIIの個所の断面図FIG. 4 is a sectional view of a part III.
【図5】 IVの個所の断面図FIG. 5 is a cross-sectional view of the IV part
【図6】 本発明の斜視図FIG. 6 is a perspective view of the present invention.
【図7】 本発明の斜視図FIG. 7 is a perspective view of the present invention.
【図8】 本発明の斜視図FIG. 8 is a perspective view of the present invention.
A ・ ハンガーシャフト B ・ ペタルシャフト 1 ・ 支点軸保持アーム 2 ・ 従節 3 ・ 支点軸 4 ・ クランクレバー 4a ・ クランクレバー先端媒介節 4b ・ テコ支点軸保持腕 4c ・ テコ支点軸 4d ・ クランクレバー先端媒介節用支点軸 4e ・ クランクレバーテコ作用点部 4f ・ テコ作用点軸 5 ・ 原節 5b ・ 原節端補足歯車 6 ・ 媒介節 11 ・ フィキシングボルト A ・ Hanger shaft B ・ Petal shaft 1 ・ Fulcrum shaft holding arm 2 ・ Following shaft 3 ・ Flange shaft 4 ・ Crank lever 4a ・ Crank lever tip intermediary node 4b ・ Lever fulcrum shaft holding arm 4c ・ Lever fulcrum shaft 4d ・ Crank lever tip Medial joint fulcrum shaft 4e ・ Crank lever lever action point part 4f ・ Lever action point axis 5 ・ Harmonet 5b ・ Harmonet end supplementary gear 6 ・ Harness node 11 ・ Fixing bolt
Claims (3)
着したクランクレバー(4)にテコ支点を設け、クラン
クレバーテコ作用点部(4e)を装設する。 〔ロ〕 テコ支点保持腕(4b)の一方を原節(5)に
固着し、他端はテコ支点軸(4c)を介してクランクレ
バー(4)とピン接合する。 〔ハ〕 原節(5)とクランクレバーテコ作用点部(4
e)を係合さす。 以上の如く構成して成る、テコ支点を設けた自転車のク
ランク機構。[1] A crank lever (4) having a petal shaft (B) at one end is provided with a lever fulcrum, and a crank lever lever action point portion (4e) is provided. [B] One of the lever support arm (4b) is fixed to the original joint (5), and the other end is pin-joined to the crank lever (4) through the lever support shaft (4c). [C] The master (5) and the crank lever lever action point (4
e) is engaged. A bicycle crank mechanism provided with a lever fulcrum configured as described above.
(4e)の間にクランクレバー先端媒介節(4a)を介
して成る「請求項1」のテコ支点を設けた自転車のクラ
ンク機構。2. A bicycle crank mechanism provided with a lever fulcrum according to claim 1, wherein a crank lever tip intermediate node (4a) is provided between the original node (5) and the crank lever lever action point portion (4e). ..
先端媒介節用支点軸(4d)の一端を装着し、他端はク
ランクレバー先端媒介節(4a)に係合さして成る「請
求項2」のテコ支点を設けた自転車のクランク機構。3. The fulcrum shaft holding arm (1) is equipped with one end of a fulcrum shaft (4d) for crank lever tip mediating node, and the other end is engaged with the crank lever tip mediating node (4a). Bicycle crank mechanism with lever lever.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28095791A JPH0539080A (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Crank mechanism for bicycle provided with fulcrum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28095791A JPH0539080A (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Crank mechanism for bicycle provided with fulcrum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0539080A true JPH0539080A (en) | 1993-02-19 |
Family
ID=17632256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28095791A Pending JPH0539080A (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Crank mechanism for bicycle provided with fulcrum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0539080A (en) |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP28095791A patent/JPH0539080A/en active Pending
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