JPH0567594U - 自転車用クランク軸の軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】軽量かつ強度を向上し部品点数および組付け工
数を削減し、追締めにより左右のボールベアリング間の
間隙調節ができるうえ、水や塵埃等の侵入を防止して、
防錆効果を維持すると共に、一体ユニット化して、軸受
構造の大幅な簡略化を図る。 【構成】フランジ部１，２を一体形成し、外周部とを凹
曲外面４，５で連結したクランク軸３と、凹曲外面５に
リテーナで保持される大径ボールベアリング１０と、凹
曲内面１１を内周に形成した第１固定ナット１２と、凹
曲外面４にアウタレース１５で保持される小径ボールベ
アリング１６と、パイプ１７と、第２固定ナット１８
と、大径ボールベアリング１０外端側とクランク軸３と
の間、並びに小径ボールベアリング１６外端側とクラン
ク軸３との間のシール部材２６，２７とを備え、第１固
定ナット１２内周の凹曲内面１１における最大径部は内
周の円環面の径に対し大に設定された抜止め溝造とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、自転車のペダルが先端に配設されたクランクを、左右両端部に取 付けるような自転車用クランク軸の軸受構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、上述例の自転車用クランク軸の軸受構造としては、例えば実公平３−１ ４４６９号公報に記載の構造がある。 すなわち、左右離間位置にフランジ部が一体形成され、該フランジ部と軸外周 部とを凹曲外面で連結したクランク軸と、このクランク軸の左右の各凹曲外面に 配設されアウタレースで保持される小径ボールベアリングと、上述の左右のアウ タレースにおける外周側および外側端側にそれぞれ配設される左右の固定ナット と、これら左右の固定ナットの外周相互間に張架された金属パイプとを備えた自 転車用クランク軸の軸受構造である。

【０００３】 しかし、上述の従来構造においては次のような問題点があった。つまり、上述 のクランク軸の右側にはチェーンを介して後輪を駆動するためのチェーンスプロ ケットが配設されるが、この部分の軸受構造として上述のアウタレースおよび小 径ボールベアリングが用いられているので、アウタレースに相当する分だけ重量 が大となり、またアウタレースの使用によりボールベアリングの径が小径化して 、駆動側の耐荷重が不充分となり、加えて部品点数および組付け工数が増大する 問題点があった。

【０００４】 さらに自転車のフレームにおけるハンガパイプ部から上述の金属パイプの開口 部を介して、水等がクランク軸中央部外周に侵入するため、防錆機能が劣化しや すいうえ、駆動側の小径ボールベアリングの位置がアウタレースにより規制され ている関係上、追締め操作による左右のボールベアリング間の間隙調節ができな い問題点があった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

この考案は、駆動側の軸受におけるアウタレースを省略して、ベアリング径を 大とすることで、軽量かつ強度の向上を図り、駆動側の耐荷重を増大することが できると共に、部品点数および組付け工数の削減を図ることができ、加えて追締 めにより左右のボールベアリング間の間隙調節ができるうえ、自転車のフレーム からの水等の侵入や自転車外部からの塵埃等の侵入を防止して、良好な防錆効果 を維持することができ、さらには一体ユニット化が容易で、しかも自転車のハン ガパイプに対する組付作業性の大幅な簡略化を図ることができる自転車用クラン ク軸の軸受構造の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は、左右離間位置にフランジ部が一体形成され、該フランジ部と軸外 周部とを凹曲外面で連結したクランク軸と、上記クランク軸のチェーンスプロケ ット側における凹曲外面に配設されリテーナで保持される大径ボールベアリング と、上記大径ボールベアリングを転動自在に保持する凹曲内面を内周に形成した 第１固定ナットと、上記クランク軸の反チェーンスプロケット側における凹曲外 面に配設されアウタレースで保持される小径ボールベアリングと、上記第１固定 ナットと上記アウタレースとの内端面相互間に配設したパイプと、上記アウタレ ースの外周側および外側端側に配設される第２固定ナットと、上記第１固定ナッ トの大径ボールベアリング外端側とクランク軸との間、並びに上記アウタレース の小径ボールベアリング外端側とクランク軸との間をそれぞれシールするシール 部材とを備え、上記第１固定ナット内周の凹曲内面における最大径部は第１固定 ナット内周の円環面の径に対して所定量大に設定された抜止め溝造と成した自転 車用クランク軸の軸受構造であることを特徴とする。

【０００７】

【考案の効果】

この考案によれば、上述のクランク軸のチェーンスプロケット側（駆動側）に おける凹曲外面に配設されたボールベアリングを第１固定ナットの凹曲内面で直 接支持したので、従来のアウタレースを省略して、ボールベアリングの径を大径 に設定することができる。 このため、軽量かつ強度の向上を図り、駆動側の耐荷重を増大することができ ると共に、部品点数および組付け工数の削減を図ることができる効果がある。

【０００８】 また、上述の第２固定ナットを回動操作すると、小径ボールベアリング側のア ウタレースと、小径ボールベアリングと、クランク軸とを介して、大径ボールベ アリングを凹曲内面、凹曲外面に沿って位置調整することができるので、玉当り の調節が容易で、かつ追締めにより左右のボールベアリング間の間隙調節ができ る効果がある。

【０００９】 さらに上述の第１固定ナットと上述のアウタレースとの内端面相互間に配設さ れるパイプを設けたので、クランク軸を含む軸受構造全体の一体ユニット化が容 易となる効果があり、この結果、一体ユニット化された軸受構造の全体を自転車 のハンガパイプに組付ける際の作業性を大幅に簡略化することができる効果があ る。 さらにまた、上述のシール部材により自転車外部からの塵埃等の侵入を防止し 、上述のパイプにより自転車の中空フレームからの水等の侵入を防止するので、 良好な防錆効果を維持することができる効果がある。

【００１０】 加えて、上述の第１固定ナット内周の凹曲内面における最大径部は第１固定ナ ット内周の円環面の径に対して所定量大に設定された抜止め溝造と成したので、 簡単な構造でありながら上述の大径ボールベアリングの抜止めを図ることができ る効果がある。

【００１１】

【実施例】

この考案の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。 図面は自転車用クランク軸の軸受構造を示し、図１、図２において、左右離間 位置に断面円形のフランジ部１，２が一体形成された金属製のクランク軸３を設 け、このクランク軸３の上述のフランジ部１，２外側と軸外周部とを凹曲外面４ ，５でそれぞれ一体連結している。

【００１２】 また上述のクランク軸３の左右両端部には、先端に自転車のペダルが配設され たクランク（図示せず）の基部を嵌合するために、複数の偏平部６…を形成し、 このクランク軸３の左右両端部の断面形状を略角状に成すと共に、クランク軸３ の左右両端にはクランク取付け用のネジ部７，８を一体形成している。

【００１３】 なお、上述のネジ部７，８に代えて偏平部６が形成されたクランク軸３の軸端 部から内方に向けてクランク取付け用のネジ孔を形成すべく構成してもよい。

【００１４】 上述のクランク軸３のチェーンスプロケット側Ａ（駆動側）における凹曲外面 ５には、図３に示すように金属製または合成樹脂製のリテーナ９で保持された複 数の大径ボールベアリング１０を配設すると共に、この大径ボールベアリング１ ０を転動自在に保持する凹曲内面１１が内周に形成された第１固定ナット１２を 設けている。上述の凹曲内面１１はその断面形状が滑らかな円弧面に形成されて いる。

【００１５】 この第１固定ナット１２は図４に示す如く外周にネジ部１３を一体形成すると 共に、上述の凹曲内面１１における最大径部は第１固定ナット１２内周の円環面 １４の内径に対して所定量Ｌだけ大径に設定された抜止め溝造（つまり段差構造 ）に形成している。

【００１６】 一方、上述のクランク軸３の反チェーンスプロケット側Ｂにおける凹曲外面４ には、アウタレース１５で保持された小径ボールベアリング１６を配設している 。ここで、上述の小径ボールベアリング１６も大径ボールベアリング１０と同様 にリテーナ（図示せず）により保持されている。

【００１７】 上述のアウタレース１５と前述の第１固定ナット１２との内端相互間にはパイ プ１７を配設している。この実施例では上述のパイプ１７として軽量化を図る目 的で樹脂パイプ１７を用いているが、これは金属パイプ、アルミニウムパイプ等 であってもよい。そしてこの樹脂パイプ１７の右端には第１固定ナット１２の円 環面１４内に装着される突出部１７ａを一体形成し、左端にはアウタレース１５ の内径部に装着される突出部１７ｂを一体形成している。

【００１８】 ところで、上述の樹脂パイプ１７における左端外周とアウタレース１５の外周 側および外側端側に配設される第２固定ナット１８を設け、この第２固定ナット １８の外周部にはネジ部１９を形成している。

【００１９】 上述の第１および第２の各固定ナット１２，１８がそれぞれ螺合される自転車 側のハンガパイプ２０の左右内周部には、ネジ孔２１，２２を形成している。ま た図における２３は第２固定ナット１８のネジ部１９に螺合するロックナットで 、このロックナット２３には図１に示すように締付け治具を係止する複数の係合 凹部２４を形成している。

【００２０】 また上述の樹脂パイプ１７における左右両端内周面には、同内周とクランク軸 ３のフランジ部１，２外周面との間をそれぞれシールするシール部材２５，２５ を取付けているが、このシール部材２５，２５は省略してもよく、またシール部 材２５，２５に対応するクランク軸３の所定部を環状凹形に成し、この環状凹部 にシール部材２５，２５先端を当接するように構成してもよい。

【００２１】 さらに上述の第１固定ナット１２における大径ボールベアリング１０よりも外 端側の内周部には、同内周部とクランク軸３の外周部との間をシールするシール 部材２６を取付けている。

【００２２】 さらにまた上述のアウタレース１５における小径ボールベアリング１６よりも 外端側の内周部には、同内周部とクランク軸３の外周部との間をシールするシー ル部材２７を取付けている。

【００２３】 一方、上述の大径ボールベアリング１０および小径ボールベアリング１６の外 側近傍における上述のクランク軸３には、それぞれ輪溝２８，２９を形成し、こ れらの各輪溝２８，２９には上述の各ボールベアリング１０，１６の抜止めを奏 する止め輪３０，３０をそれぞれ嵌合している。

【００２４】 このように構成した自転車用クランク軸の軸受構造は、図２における自転車側 のハンガパイプ２０に取付けられる以前の状態（図２においてハンガパイプ２０ を除去した状態）下において、各要素３，１０，１２，１５，１６，１７，２５ ，２６，２７，３０が一体ユニット化される。

【００２５】 すなわち、右側のシール部材２６は第１固定ナット１２側に取付けられ、左側 のシール部材２７はアウタレース１５に取付けられ、内側のシール部材２５，２ ５は樹脂パイプ１７に取付けられ、大径ボールベアリング１０は止め輪３０と図 ４の段差Ｌ構造との両者により抜止めされた状態で凹曲面５，１１間で保持され 、小径ボールベアリング１６は凹曲外面４とアウタレース１５との間で保持され 、第１および第２の各固定ナット１２，１８は樹脂パイプ１７の左右外端部外周 面間との摩擦抵抗により支持されているので、上述の各要素３，１０，１２，１ ５，１６，１７，２５，２６，２７，３０の一体ユニット化が図れ、このため、 これら各要素をサブアッセンブリする工場の組付けステーションから上述の各要 素を自転車のハンガパイプ２０に組付ける工場の他の組付けステーションへの搬 送時に、これら各要素が１部品毎にばらばらになることがなく、搬送性の向上を 図ることができる。

【００２６】 上述の自転車用クランク軸の軸受構造をサブアッセンブリするには、まず第１ 固定ナット１２の凹曲内面１１に対して、上述のリテーナ９で保持された大径ボ ールベアリング１０を図２の左側から挿入する。上述の大径ボールベアリング１ ０はリテーナ９に対して回転自在で、かつ若干の上下遊動が可能なように保持さ れているので、段差Ｌをのりこえて容易に凹曲内面１１に挿入することができる 。

【００２７】 次に上述の大径ボールベアリング１０の内径側へクランク軸３を挿入貫通させ て、上述の大径ボールベアリング１０を各凹曲面５，１１間で保持する。この時 、上述の段差Ｌと止め輪３０との両者により大径ボールベアリング１０の抜け止 がなされる。次に第１固定ナット１２の内径所定部にグリスを挿入した後に、こ の第１固定ナット１２にシール部材２６を一体的に取付ける。次にシール部材２ ５，２５が一体的に取付けられた樹脂パイプ１７を、クランク軸３と第１固定ナ ット１２との間に挿入する。

【００２８】 次に、小径ボールベアリング１６およびアウタレース１５を、クランク軸３の 凹曲外面４上に配設する。次に輪溝２９に止め輪３０を嵌合し、アウタレース１ ５の内径所定部にグリスを挿入した後、アウタレース１５にシール部材２７を一 体的に取付ける。次に、上述の樹脂パイプ１７で第１固定ナット１２およびアウ タレース１５間を連結すると、上述の各要素３，１０，１２，１５，１６，１７ ，２５，２６，２７，３０を一体ユニット化してサブアッセンブリすることがで きる。

【００２９】 次に上述の自転車用クランク軸の軸受構造を、自転車のハンガパイプ２０に組 付ける組付け順序について説明する。 まず、上述のハンガパイプ２０の右側から左側へ向けてサブアッセンブリされ たユニットを差込んで、右側のネジ孔２１に、上述の第１固定ナット１２を螺合 する。次に上述のアウタレース１５の外周側および外側端側に第２固定ナット１ ８が配設されるように、この第２固定ナット１８をハンガパイプ２０の左側のネ ジ孔２２に螺合し、この第２固定ナット１８の追締めにより左右のボールベアリ ング１６，１０間の間隙調節を行なう。その後、上述の第２固定ナット１８のネ ジ部１９にロックナット２３を締付け固定して、一連の組付けを終了する。なお 、上述のクランク軸３のチェーンスプロケット側Ａには後輪駆動用のチェーンス プロケットが組付けられると共に、クランク軸３の左右両端部にはクランクが取 付けられる。

【００３０】 ところで、上述のクランク軸３のチェーンスプロケット側Ａにおける凹曲外面 ５に配設されたボールベアリング１０を第１固定ナット１２の凹曲内面１１で直 接支持したので、上述のチェーンスプロケット側Ａにおいては従来のアウタレー スを省略して、ボールベアリング１０の径を大径に設定することができる。 このため、軽量かつ強度の向上を図り、駆動側の耐荷重を増大することができ ると共に、部品点数および組付け工数の削減を図ることができる効果がある。

【００３１】 また上述の第２固定ナット１８を回動操作すると、小径ボールベアリング１６ 側のアウタレース１５と、小径ボールベアリング１６と、クランク軸３とを介し て、大径ボールベアリング１０を凹曲内面５、凹曲外面１１に沿って位置調整す ることができるので、玉当りの調節が容易で、かつ追締めにより左右のボールベ アリング１６，１０間の間隙調節ができる効果がある。

【００３２】 さらに上述の第１固定ナット１２と上述のアウタレース１５との内端面相互間 に配設される樹脂パイプ１７を設けたので、クランク軸３を含む軸受構造全体の 一体ユニット化が容易となる効果があり、この結果、一体ユニット化された軸受 構造の全体を自転車のハンガパイプ２０に組付ける際の作業性の大幅な簡略化を 図ることができる効果がある。

【００３３】 さらにまた、上述のシール部材２６，２７により自転車外部からの塵埃等の侵 入を防止することができると共に、上述の樹脂パイプ１７により自転車の中空フ レームからの水等の侵入を防止することができるので、良好な防錆効果を維持す ることができる効果がある。

【００３４】 加えて、上述の第１固定ナット１２内周の凹曲内面における最大径部は第１固 定ナット１２内周の円環面１４の径に対して所定量Ｌだけ大径に設定された抜止 め溝造と成したので、簡単な構造でありながら上述の大径ボールベアリング１０ の抜止めを図ることができる効果がある。

【００３５】 この考案の構成と、上述の実施例との対応において、 この考案のパイプは、実施例の樹脂パイプ１７に対応するも、 この考案は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではなく、 上述の樹脂パイプ１７に代えて、金属パイプ、アルミニウムパイプまたはアル ミ合金パイプ等を用いてもよい。

【００３６】 また上述の樹脂パイプ１７による第１固定ナット１２とアウタレース１５との 間の連結構造は、上記実施例の構造に代えて、突出部１７ａ，１７ｂの外周部に ネジ部を形成すると共に、第１固定ナット１２とアウタレース１５との対応する 内周部にネジ孔を形成し、上述のネジ部とネジ孔との螺合により第１固定ナット １２とアウタレース１５とを連結すべく構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の自転車用クランク軸の軸受構造を示す
側面図。

【図２】図１の断面図。

【図３】大径ボールベアリングの保持状態を示す斜視
図。

【図４】図２の要部拡大図。

【符号の説明】

１，２…フランジ部 ３…クランク軸 ４，５…凹曲外面 ９…リテーナ １０…大径ボールベアリング １１…凹曲内面 １２…第１固定ナット １４…円環面 １５…アウタレース １６…小径ボールベアリング １７…樹脂パイプ １８…第２固定ナット ２６，２７…シール部材 Ａ…チェーンスプロケット側 Ｂ…反チェーンスプロケット側

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】左右離間位置にフランジ部が一体形成さ
   れ、該フランジ部と軸外周部とを凹曲外面で連結したク
   ランク軸と、 上記クランク軸のチェーンスプロケット側における凹曲
   外面に配設されリテーナで保持される大径ボールベアリ
   ングと、 上記大径ボールベアリングを転動自在に保持する凹曲内
   面を内周に形成した第１固定ナットと、 上記クランク軸の反チェーンスプロケット側における凹
   曲外面に配設されアウタレースで保持される小径ボール
   ベアリングと、 上記第１固定ナットと上記アウタレースとの内端面相互
   間に配設したパイプと、上記アウタレースの外周側およ
   び外側端側に配設される第２固定ナットと、 上記第１固定ナットの大径ボールベアリング外端側とク
   ランク軸との間、並びに上記アウタレースの小径ボール
   ベアリング外端側とクランク軸との間をそれぞれシール
   するシール部材とを備え、 上記第１固定ナット内周の凹曲内面における最大径部は
   第１固定ナット内周の円環面の径に対して所定量大に設
   定された抜止め溝造と成した自転車用クランク軸の軸受
   構造。