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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022170319
(43)【公開日】2022-11-10
(54)【発明の名称】連結部材、自転車、電動アシスト自転車
(51)【国際特許分類】
B62M 3/00 20060101AFI20221102BHJP
B62M 6/55 20100101ALI20221102BHJP
【ＦＩ】
B62M3/00 D
B62M6/55
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021076379
(22)【出願日】2021-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000232302
【氏名又は名称】日本電産株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001933
【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】倉本 宰弘
(72)【発明者】
【氏名】松田 成勝
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 利幸
(57)【要約】 （修正有）
【課題】中心軸を中心として周方向に回転可能なチェーンホイールにクランクを連結するための軽量な連結部材を提供する。
【解決手段】連結部材は、胴体部と、複数のアーム部と、第１凹部と、を備える。胴体部は、軸方向に延びる中心軸を囲む環状である。アーム部は、軸方向から見て、胴体部から少なくとも径方向外方に延びる。第１凹部は、胴体部及びアーム部のうちの少なくとも一方の軸方向端面に配置されて、軸方向に凹む。軸方向から見て、アーム部は、対称軸に対して非線対称な形状とする。
【選択図】図３
【解決手段】連結部材は、胴体部と、複数のアーム部と、第１凹部と、を備える。胴体部は、軸方向に延びる中心軸を囲む環状である。アーム部は、軸方向から見て、胴体部から少なくとも径方向外方に延びる。第１凹部は、胴体部及びアーム部のうちの少なくとも一方の軸方向端面に配置されて、軸方向に凹む。軸方向から見て、アーム部は、対称軸に対して非線対称な形状とする。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心軸を中心として周方向に回転可能なチェーンホイールにクランクを連結するための連結部材であって、
軸方向に延びる前記中心軸を囲む環状の胴体部と、
軸方向から見て前記胴体部から少なくとも径方向外方に延びる複数のアーム部と、
前記胴体部及び前記アーム部のうちの少なくとも一方の軸方向端面に配置されて軸方向に凹む第１凹部と、
を備え、
第１方向は前記アーム部が延びる方向であって、第２方向は前記第１方向及び軸方向と垂直な方向であり、
対称軸は、第２方向における前記アーム部の中央を通って、前記第１方向に延び、
軸方向から見て、前記アーム部は、前記対称軸に対して非線対称な形状である、連結部材。
軸方向に延びる前記中心軸を囲む環状の胴体部と、
軸方向から見て前記胴体部から少なくとも径方向外方に延びる複数のアーム部と、
前記胴体部及び前記アーム部のうちの少なくとも一方の軸方向端面に配置されて軸方向に凹む第１凹部と、
を備え、
第１方向は前記アーム部が延びる方向であって、第２方向は前記第１方向及び軸方向と垂直な方向であり、
対称軸は、第２方向における前記アーム部の中央を通って、前記第１方向に延び、
軸方向から見て、前記アーム部は、前記対称軸に対して非線対称な形状である、連結部材。
【請求項2】
軸方向から見て、
前記アーム部は、径方向外方且つ周方向一方に延び、
前記アーム部の周方向一方端部の長さは、前記アーム部の周方向他方端部の長さよりも短い、請求項１に記載の連結部材。
前記アーム部は、径方向外方且つ周方向一方に延び、
前記アーム部の周方向一方端部の長さは、前記アーム部の周方向他方端部の長さよりも短い、請求項１に記載の連結部材。
【請求項3】
前記第１凹部の少なくとも一部は、前記アーム部の軸方向端面に配置され、
軸方向から見て、前記アーム部の周方向一方端部と前記第１凹部との第１間隔は、前記アーム部の周方向他方端部と前記第１凹部との第２間隔よりも広い、請求項１又は請求項２に記載の連結部材。
軸方向から見て、前記アーム部の周方向一方端部と前記第１凹部との第１間隔は、前記アーム部の周方向他方端部と前記第１凹部との第２間隔よりも広い、請求項１又は請求項２に記載の連結部材。
【請求項4】
軸方向から見て、前記第１間隔は、径方向内方に向かうにつれて広くなる、請求項３に記載の連結部材。
【請求項5】
前記アーム部の軸方向における第１幅は、前記胴体部の軸方向における第２幅よりも広い、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の連結部材。
【請求項6】
前記胴体部の軸方向における第２幅は、前記アーム部の軸方向における第１幅よりも広い、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の連結部材。
【請求項7】
前記アーム部は、
軸方向から見て前記胴体部から少なくとも径方向外方に延びるアーム基部と、
前記アーム基部の径方向外端部から前記第１方向に延びて、前記チェーンホイールに固定可能な固定部と、
前記アーム基部と前記固定部との間に配置される段差部と、
を有し、
前記段差部は、前記アーム基部の軸方向一方端面の径方向外端部と、前記固定部の軸方向一方端面の径方向内端部とを接続する接続面を有し、
前記アーム基部の軸方向一方端面の径方向外端部は、前記固定部の軸方向一方端面の径方向内端部よりも軸方向一方に配置され、
前記接続面は、軸方向、又は軸方向と交差する方向に延びる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の連結部材。
軸方向から見て前記胴体部から少なくとも径方向外方に延びるアーム基部と、
前記アーム基部の径方向外端部から前記第１方向に延びて、前記チェーンホイールに固定可能な固定部と、
前記アーム基部と前記固定部との間に配置される段差部と、
を有し、
前記段差部は、前記アーム基部の軸方向一方端面の径方向外端部と、前記固定部の軸方向一方端面の径方向内端部とを接続する接続面を有し、
前記アーム基部の軸方向一方端面の径方向外端部は、前記固定部の軸方向一方端面の径方向内端部よりも軸方向一方に配置され、
前記接続面は、軸方向、又は軸方向と交差する方向に延びる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の連結部材。
【請求項8】
軸方向から見て、前記接続面の少なくとも周方向他方側の領域は、周方向他方に向かうにつれて径方向内方に延びる、請求項７に記載の連結部材。
【請求項9】
前記固定部は、軸方向に前記固定部を貫通する孔部を有し、
軸方向から見て、前記孔部と前記固定部の径方向外端部との第３間隔は、前記孔部と前記第１凹部との第４間隔よりも狭い、請求項７又は請求項８に記載の連結部材。
軸方向から見て、前記孔部と前記固定部の径方向外端部との第３間隔は、前記孔部と前記第１凹部との第４間隔よりも狭い、請求項７又は請求項８に記載の連結部材。
【請求項10】
前記胴体部の径方向内端部から軸方向に延びる筒部をさらに備える、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の連結部材。
【請求項11】
前記第１凹部の少なくとも一部は、前記胴体部の軸方向端面に配置され、
軸方向から見て、前記第１凹部は、前記筒部の径方向外側面と接する、請求項１０に記載の連結部材。
軸方向から見て、前記第１凹部は、前記筒部の径方向外側面と接する、請求項１０に記載の連結部材。
【請求項12】
軸方向から見て、前記筒部と、前記胴体部の外縁部及び前記アーム部の外縁部のうちの一方とを繋ぐリブをさらに備え、
軸方向から見て前記リブは、前記第１凹部と周方向に接する、請求項１１に記載の連結部材。
軸方向から見て前記リブは、前記第１凹部と周方向に接する、請求項１１に記載の連結部材。
【請求項13】
前記アーム部は、前記アーム部の周方向一方端部に配置されて周方向他方に凹む第２凹部を有する、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の連結部材。
【請求項14】
前記アーム部は、複数であって、周方向に並び、
周方向に隣り合う２つの前記アーム部において、周方向他方側の前記アーム部における前記第２凹部の径方向内端部は、前記胴体部の径方向外端部、及び周方向一方側の前記アーム部の周方向他方端部のうちの一方となだらかに繋がる、請求項１３に記載の連結部材。
周方向に隣り合う２つの前記アーム部において、周方向他方側の前記アーム部における前記第２凹部の径方向内端部は、前記胴体部の径方向外端部、及び周方向一方側の前記アーム部の周方向他方端部のうちの一方となだらかに繋がる、請求項１３に記載の連結部材。
【請求項15】
前記アーム部の周方向一方端部と周方向他方端部との第５間隔は、前記第１凹部の径方向外端部と同じ径方向位置において最も広い、請求項１３又は請求項１４に記載の連結部材。
【請求項16】
前記第１凹部の径方向外端部と同じ径方向位置において、前記アーム部の周方向一方端部は最も周方向一方に配置される、請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の連結部材。
【請求項17】
前記アーム基部の前記第２方向における幅は、径方向内方に向かうにつれて広くなる、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の連結部材。
【請求項18】
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の連結部材と、
中心軸を中心として周方向に回転可能なチェーンホイールと、
前記連結部材によって前記チェーンホイールに連結されるクランクと、
を備える、自転車。
中心軸を中心として周方向に回転可能なチェーンホイールと、
前記連結部材によって前記チェーンホイールに連結されるクランクと、
を備える、自転車。
【請求項19】
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の連結部材と、
中心軸を中心として周方向に回転可能なチェーンホイールと、
前記連結部材によって前記チェーンホイールに連結されるクランクと、
前記チェーンホイールにトルクを与える駆動装置と、
前記駆動装置に電力を供給する電源部と、
を備える、電動アシスト自転車。
中心軸を中心として周方向に回転可能なチェーンホイールと、
前記連結部材によって前記チェーンホイールに連結されるクランクと、
前記チェーンホイールにトルクを与える駆動装置と、
前記駆動装置に電力を供給する電源部と、
を備える、電動アシスト自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、連結部材、自転車、電動アシスト自転車に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、スパイダーアームと呼ばれる連結部材を用いて、チェーンホイールにクランクを連結する自転車が知られている。なお、スパイダーアーム、チェーンホイール、及びクランクはそれぞれ、チェーンリング、スパイダー、及びクランクアームと呼ばれることもある。たとえば、スパイダーは、チェーンリングに接続される複数のスパイダーアームと、スパイダーアームが突出する中央部と、中央部の中心にある接続穴と、を有する。接続穴には、クランクアームの接続部材が挿入される（欧州特許公開公報３３９２１２９号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】欧州特許出願公開第３３９２１２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
スパイダーアームは、チェーンホイールとともに回転する。従って、自転車を使用する者の負担を低減するために、スパイダーアームには、軽量化が求められている。
【0005】
本発明は、チェーンホイールにクランクを連結するための連結部材を軽量化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の例示的な連結部材は、中心軸を中心として周方向に回転可能なチェーンホイールにクランクを連結するための部材である。前記連結部材は、胴体部と、複数のアーム部と、第１凹部と、を備える。前記胴体部は、軸方向に延びる前記中心軸を囲む環状である。前記アーム部は、軸方向から見て、前記胴体部から少なくとも径方向外方に延びる。前記第１凹部は、前記胴体部及び前記アーム部のうちの少なくとも一方の軸方向端面に配置されて、軸方向に凹む。第１方向は、前記アーム部が延びる方向である。第２方向は、前記第１方向及び軸方向と垂直な方向である。対称軸は、第２方向における前記アーム部の中央を通って、前記第１方向に延びる。軸方向から見て、前記アーム部は、前記対称軸に対して非線対称な形状である。
【0007】
本発明の例示的な自転車は、上記の連結部材と、チェーンホイールと、クランクと、を備える。前記チェーンホイールは、中心軸を中心として周方向一方に回転可能である。前記クランクは、前記連結部材によって前記チェーンホイールに連結される。
【0008】
本発明の例示的な電動アシスト自転車は、上記の連結部材と、チェーンホイールと、クランクと、駆動装置と、電源部と、を備える。前記チェーンホイールは、中心軸を中心として周方向一方に回転可能である。前記クランクは、前記連結部材によって前記チェーンホイールに連結される。前記駆動装置は、前記チェーンホイールにトルクを与える。前記電源部は、前記駆動装置に出力を供給する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の例示的な連結部材、自転車、電動アシスト自転車によれば、チェーンホイールにクランクを連結するための連結部材を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に図面を参照して例示的な実施形態を説明する。
【0012】
なお、本明細書では、自転車１００の連結部材１において、中心軸Ａｃと平行な方向を「軸方向Ｄａ」と呼ぶ。軸方向Ｄａのうち、一方の向きを「軸方向一方Ｄａ１」と呼び、他方の向きを「軸方向他方Ｄａ２」と呼ぶ。各々の構成要素において、軸方向一方Ｄａ１側の端部を「軸方向一方端部」と呼び、軸方向他方Ｄａ２側の端部を「軸方向他方端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の表面において、軸方向一方Ｄａ１を向く面を「軸方向一方端面」と呼び、軸方向他方Ｄａ２を向く面を「軸方向他方端面」と呼ぶ。
【0013】
また、中心軸Ａｃに直交する方向を「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Ａｃへと近づく向きを「径方向内方」と呼び、中心軸Ａｃから離れる向きを「径方向外方」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向内方側の端部を「径方向内端部」と呼び、径方向外方側の端部を「径方向外端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、径方向内方を向く側面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く側面を「径方向外側面」と呼ぶ。
【0014】
また、中心軸Ａｃを中心とする回転方向を「周方向Ｄｒ」と呼ぶ。周方向Ｄｒのうち、その一方の向きを「周方向一方Ｄｒ１」と呼び、他方の向きを「周方向他方Ｄｒ２」と呼ぶ。以下の説明では、周方向一方Ｄｒ１は、自転車１００においてチェーンホイール１０３４及び連結部材１が回転する方向の前方である。周方向他方Ｄｒ２は、この回転する方向の後方である。各々の構成要素において、周方向Ｄｒにおける端部を「周方向端部」と呼ぶ。また、周方向端部のうち、周方向一方Ｄｒ１側の端部を「周方向一方端部」と呼び、周方向他方Ｄｒ２側の端部を「周方向他方端部」と呼ぶ。
【0015】
また、方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」は、両者が互いに９０度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態を含む。つまり、「平行」及び「垂直」はそれぞれ、両者の位置関係に本発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。
【0016】
なお、これらは単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係、方向、及び名称などを限定する意図はない。
【0017】
【0018】
図１に示すように、自転車１００は、車体１０１と、２個の車輪１０２と、動力伝達機構１０３と、駆動装置１０４と、電源部１０５と、を有する。
【0019】
車体１０１は、ハンドル１０１１と、サドル１０１２と、を含む。２個の車輪１０２、動力伝達機構１０３、駆動装置１０４および電源部１０５は、車体１０１に取り付けられる。２個の車輪１０２は、前輪１０２ｆ及び後輪１０２ｒを有する。前輪１０２ｆは、車体１０１の前部に取り付けられ、後輪１０２ｒは、車体１０１の後部に取り付けられる。後輪１０２ｒには、動力伝達機構１０３が接続される。
【0020】
動力伝達機構１０３は、径方向に延びるクランク１０３１と、中心軸Ａｃに沿って軸方向Ｄａに延びるクランクシャフト１０３２と、ペダル１０３３と、中心軸Ａｃを中心とする環状のチェーンホイール１０３４と、チェーンホイール１０３４に取り付けられる連結部材１と、を有する。クランク１０３１の径方向外端部には、ペダル１０３３が軸方向Ｄａに延びる軸Ａｒを中心として回転可能に接続される。
【0021】
連結部材１は、いわゆるスパイダーアームであり、後述するアーム部３が周方向Ｄｒに並んで放射状に延びる。連結部材１は、中心軸Ａｃを中心として周方向Ｄｒに回転可能なチェーンホイール１０３４にクランク１０３１を連結するための部材である。本実施形態では、自転車１００がその前方に移動する際、チェーンホイール１０３４は、周方向一方Ｄｒ１に回転する。図２に示すように、クランクシャフト１０３２の軸方向一方端部は、連結部材１に固定される。クランクシャフト１０３２の軸方向他方端部は、中心軸Ａｃを中心として回転可能にクランク１０３１の径方向内端部に取り付けられる。つまり、クランク１０３１は、クランクシャフト１０３２及び連結部材１を介してチェーンホイール１０３４に連結される。
【0022】
また、動力伝達機構１０３は、従動ギヤ（図示省略）と、チェーン（図示省略）と、をさらに有する。従動ギヤは、後輪１０２ｒに取り付けられる。チェーンは、チェーンホイール１０３４のトルクを従動ギヤに伝達する。
【0023】
駆動装置１０４は、動力伝達機構１０３に取り付けられる。駆動装置１０４は、動力伝達機構１０３にトルクを伝達する出力部（図示省略）を有する。この出力部には、クランクシャフト１０３２の軸方向一方端部が接続される。駆動装置１０４から出力されるトルクは、クランクシャフト１０３２及び連結部材１を介してチェーンホイール１０３４に伝達される。
【0024】
電源部１０５は、車体１０１に取り付けられる。電源部１０５は、充放電可能なバッテリであり、駆動装置１０４に電力を供給する。
【0025】
自転車１００では、サドル１０１２に着座した使用者がペダル１０３３を踏むことによって、クランク１０３１が中心軸Ａｃを中心として回転する。この際に発生する中心軸Ａｃ回りのトルクは、クランクシャフト１０３２及び連結部材１を介してチェーンホイール１０３４に伝達される。チェーンホイール１０３４は、伝達されたトルクによって周方向Ｄｒに回転する。トルクは、チェーンを介してチェーンホイール１０３４から後輪１０２ｒに伝達され、後輪１０２ｒを回転させる。
【0026】
さらに、チェーンホイール１０３４には、駆動装置１０４で発生したトルクも伝達される。駆動装置１０４は、クランクシャフト１０３２にかかるトルクを検知するセンサ（図示省略）を有し、必要に応じて、出力部からチェーンホイール１０３４にトルクを付与する。出力部から伝達されるトルクは、自転車１００の走行のためのトルクに付加される。つまり、駆動装置１０４は、必要に応じて、自転車１００の走行に必要なトルクを補助する。
【0027】
本実施形態では、自転車１００は、使用者のペダル１０３３を踏む力を補助する電動アシスト自転車である。但し、本実施形態の例示に限定されず、自転車１００は、電動アシスト自転車でなくてもよい。つまり、自転車１００において、駆動装置１０４及び電源部１０５は、省略されてもよい。
【0028】
上述のように、自転車１００は、連結部材１と、チェーンホイール１０３４と、クランク１０３１と、を備える。チェーンホイール１０３４は、中心軸Ａｃを中心として周方向Ｄｒに回転可能である。クランク１０３１は、連結部材１によってチェーンホイール１０３４に連結される。
【0029】
また、自転車１００は、駆動装置１０４と、電源部１０５と、をさらに有する。駆動装置１０４は、チェーンホイール１０３４にトルクを与える。電源部１０５は、駆動装置１０４に電力を供給する。なお、自転車１００は、本発明の「電動アシスト自転車」の一例でもある。
【0030】
本実施形態の自転車１００によれば、後述する第１凹部４が連結部材１に配置されることにより、自転車１００（本実施形態では電動アシスト自転車）のクランク１０３１とチェーンホイール１０３４とを連結する連結部材１を軽量化できる。
【0031】
＜２．連結部材１＞
次に、図３から図６Ｂを参照して、連結部材１の構成を説明する。図３は、連結部材１の軸方向一方端部の構成例を示す斜視図である。図４は、連結部材１の軸方向他方端部の構成例を示す斜視図である。図５Ａは、実施形態に係るアーム部３の平面図である。図５Ｂは、第１変形例に係るアーム部３の平面図である。図６Ａは、実施形態に係るアーム部３の側面図である。図６Ｂは、第２変形例に係るアーム部３の側面図である。なお、図３は、軸方向一方Ｄａ１側から連結部材１を見ている。図４は、軸方向他方Ｄａ２側から連結部材１を見ている。図５Ａ及び図５Ｂは、軸方向他方Ｄａ２側からアーム部３を見ている。図６Ａ及び図６Ｂは、第２方向Ｄ２からアーム部３を見ている。
次に、図３から図６Ｂを参照して、連結部材１の構成を説明する。図３は、連結部材１の軸方向一方端部の構成例を示す斜視図である。図４は、連結部材１の軸方向他方端部の構成例を示す斜視図である。図５Ａは、実施形態に係るアーム部３の平面図である。図５Ｂは、第１変形例に係るアーム部３の平面図である。図６Ａは、実施形態に係るアーム部３の側面図である。図６Ｂは、第２変形例に係るアーム部３の側面図である。なお、図３は、軸方向一方Ｄａ１側から連結部材１を見ている。図４は、軸方向他方Ｄａ２側から連結部材１を見ている。図５Ａ及び図５Ｂは、軸方向他方Ｄａ２側からアーム部３を見ている。図６Ａ及び図６Ｂは、第２方向Ｄ２からアーム部３を見ている。
【0032】
連結部材１は、胴体部２と、複数のアーム部３と、第１凹部４と、を備える。また、連結部材１は、筒部５をさらに備え、好ましくはリブ６をさらに備える。筒部５及びリブ６は、後に説明する。
【0033】
胴体部２は、軸方向Ｄａに延びる中心軸Ａｃを囲む環状であり、径方向に広がる。
【0034】
アーム部３は、複数であって、周方向Ｄｒに並ぶ。複数のアーム部３は、胴体部２から放射状に延びる。アーム部３は、軸方向Ｄａから見て胴体部２から少なくとも径方向外方に延びる。たとえば、本実施形態では、軸方向Ｄａから見て、アーム部３は、径方向外方且つ周方向一方Ｄｒ１に延びる。但し、この例示に限定されず、アーム部３は、軸方向Ｄａから見て径方向外方に延びてもよいし、軸方向Ｄａから見て径方向外方且つ周方向他方Ｄｒ２に延びてもよい。
【0035】
軸方向Ｄａから見て、アーム部３は、対称軸Ａｓに対して非線対称な形状である（図３及び後述の図５Ａなど参照）。なお、対称軸Ａｓは、第２方向Ｄ２におけるアーム部３の中央を通って、第１方向Ｄ１に延びる。第１方向Ｄ１はアーム部３が延びる方向であり、第２方向Ｄ２は第１方向Ｄ１及び軸方向Ｄａと垂直な方向である。たとえば、アーム部３は、軸方向Ｄａから見て、径方向外方に向かうにつれて周方向一方Ｄｒ１に傾く。そのため、アーム部３の周方向一方Ｄｒ１側の形状は、アーム部３の周方向他方Ｄｒ２側の形状とは異なる。また、アーム部３の周方向一方端部の形状は、アーム部３の周方向他方端部の形状とは異なる。
【0036】
第１凹部４は、胴体部２及びアーム部３のうちの少なくとも一方の軸方向端面に配置されて、軸方向Ｄａに凹む。たとえば、第１凹部４の少なくとも一部は、胴体部２の軸方向端面に配置される。また、第１凹部４の少なくとも一部は、アーム部３の軸方向端面に配置される。つまり、第１凹部４は、胴体部２の軸方向端面及びアーム部３の軸方向端面のうちの一方のみに配置されてもよいし、胴体部２の軸方向端面及びアーム部３の軸方向端面の両方に配置されてもよい。本実施形態では、第１凹部４は、連結部材１の軸方向一方端面のみにおいて、胴体部２からアーム部３に渡って配置される（図３など参照）。但し、第１凹部４の配置は、本実施形態の例示に限定されない。第１凹部４は、連結部材１の軸方向他方端面のみに配置されてもよいし、連結部材１の軸方向一方端面及び軸方向他方端面の両方に配置されてもよい。また、第１凹部４は、胴体部２及びアーム部３のうちの一方のみに配置されてもよい。
【0037】
軸方向Ｄａに凹む第１凹部４が胴体部２及びアーム部３のうちの少なくとも一方の軸方向端面に配置されることにより、連結部材１を肉抜きできる。さらに、アーム部３を非線対称な形状とすることにより、たとえば、アーム部３の軸方向Ｄａから見た外縁部のうちのチェーンホイール１０３４を回転させた場合に応力の作用が少ない部分を除去することができる。よって、チェーンホイール１０３４にクランク１０３１を連結するための連結部材１の剛性を保ちつつ連結部材１を軽量化できる。
【0038】
本実施形態では、軸方向Ｄａから見て、アーム部３の周方向一方端部の長さは、アーム部３の周方向他方端部の長さよりも短い。詳細には、アーム部３の周方向一方端部の長さは、軸方向Ｄａから見たアーム部３の周方向一方端部の外縁に沿う長さである。アーム部３の周方向他方端部の長さは、軸方向Ｄａから見たアーム部３の周方向他方端部の外縁に沿う長さである。こうすれば、アーム部３の周方向他方端部をより長くできる。アーム部３の周方向他方端部をより長くすることにより、連結部材１に力が加わった際のアーム部３の周方向他方端部に作用する応力を分散することができる。従って、アーム部３の強度を向上できる。
【0039】
好ましくは、軸方向Ｄａから見て、アーム部３の周方向一方端部と第１凹部４の周方向一方端部との第１間隔Ｓ１は、アーム部３の周方向他方端部と第１凹部４の周方向他方端部との第２間隔Ｓ２よりも広い（図３参照）。こうすれば、第１間隔Ｓ１をより広くできるので、アーム部３の周方向一方端部の剛性を向上できる。但し、この例示は、少なくとも１つのアーム部３において、軸方向Ｄａから見てＳ１≦Ｓ２である構成を排除しない。
【0040】
さらに好ましくは、軸方向Ｄａから見て、第１間隔Ｓ１は、径方向内方に向かうにつれて広くなる。チェーンホイール１０３４が回転する際にアーム部３の周方向一方端部に作用する力は、径方向内方に向かうにつれて大きくなる。従って、第１間隔Ｓ１を径方向内方に向かうにつれて広くすることにより、作用する応力の増大を抑制できる。従って、アーム部３の周方向一方端部の剛性を向上できる。但し、この例示は、少なくとも１つのアーム部３において、軸方向Ｄａから見て第１間隔Ｓ１が径方向内方に向かうにつれて狭くなる又は一定である構成を排除しない。
【0041】
また、本実施形態では図６Ａに示すように、アーム部３の軸方向Ｄａにおける第１幅ｄ１は、胴体部２の軸方向Ｄａにおける第２幅ｄ２よりも広い。ｄ１＞ｄ２とすることにより、アーム部３の軸方向Ｄａにおける厚さ（つまり第１幅ｄ１）をより厚くすることができる。従って、アーム部３の強度を向上できる。
【0042】
但し、本実施形態の例示に限定されず、少なくとも１つのアーム部３において、図６Ｂに示すように、胴体部２の軸方向Ｄａにおける第２幅ｄ２は、アーム部３の軸方向Ｄａにおける第１幅ｄ１よりも広くてもよい。ｄ１＜ｄ２とすることにより、胴体部２の軸方向Ｄａにおける厚さ（つまり第２幅ｄ２）をより厚くすることができる。従って、胴体部２の強度を向上できる。
【0043】
【0044】
＜２－１．アーム部３＞
次に、アーム部３は、アーム基部３１と、固定部３２と、を有する。
次に、アーム部３は、アーム基部３１と、固定部３２と、を有する。
【0045】
アーム基部３１は、軸方向Ｄａから見て、第１方向Ｄ１に延びる。詳細には、アーム基部３１は、軸方向Ｄａから見て、胴体部２から少なくとも径方向外方に延びる。たとえば、本実施形態では、軸方向Ｄａから見て、アーム基部３１は、径方向外方且つ周方向一方Ｄｒ１に延びる。但し、この例示に限定されず、アーム基部３１は、軸方向Ｄａから見て径方向外方に延びてもよいし、軸方向Ｄａから見て径方向外方且つ周方向他方Ｄｒ２に延びてもよい。
【0046】
固定部３２は、アーム基部３１の径方向外端部から第１方向Ｄ１に延びて、チェーンホイール１０３４に固定可能である（図２参照）。本実施形態では、固定部３２は、板状であり、ボルト（図示省略）を用いてチェーンホイール１０３４にねじ止めされる。詳細には、固定部３２は、孔部３２ａを有する。孔部３２ａは、軸方向Ｄａに固定部３２を貫通する。上述のボルトは、孔部３２ａに挿通され、チェーンホイール１０３４のねじ穴１０３４ａにねじ込まれる。但し、チェーンホイール１０３４に対する固定部３２の固定手段は、この例示に限定されない。たとえば、上述の固定手段は、ろう材を用いたろう付け、溶接などであってもよい。
【0047】
好ましくは、軸方向Ｄａから見て、孔部３２ａの径方向外端部と固定部３２の径方向外端部との第３間隔Ｓ３は、孔部３２ａの径方向内端部と第１凹部４の径方向外端部との第４間隔Ｓ４よりも狭い（図３参照）。Ｓ３＜Ｓ４とすることにより、第３間隔Ｓ３をより短くして、固定部３２の径方向外端部をより径方向内方に配置できる。従って、固定部３２の径方向サイズをより小さくできるので、連結部材１の径方向サイズを小さくして、連結部材１をより軽量化できる。但し、この例示は、Ｓ３≧Ｓ４である構成を排除しない。
【0048】
また、好ましくは、アーム部３は、段差部３３をさらに有する。段差部３３は、アーム基部３１と固定部３２との間に配置される（図４など参照）。段差部３３は、接続面３３ａを有する。接続面３３ａは、アーム基部３１の軸方向一方端面の径方向外端部と、固定部３２の軸方向一方端面の径方向内端部とを接続する。なお、アーム基部３１の軸方向一方端面の径方向外端部は、固定部３２の軸方向一方端面の径方向内端部よりも軸方向一方Ｄａ１に配置される。
【0049】
たとえば本実施形態では、接続面３３ａは、軸方向Ｄａに延びる。但し、本実施形態の例示に限定されず、接続面３３ａは、軸方向Ｄａと交差する方向に延びてもよい。つまり、接続面３３ａは、軸方向Ｄａ、又は軸方向Ｄａと交差する方向に延びていればよい。
【0050】
段差部３３の配置により、連結部材１をチェーンホイール１０３４に固定する際、段差部３３により、チェーンホイール１０３４の径方向における取付位置を決定できる。従って、チェーンホイール１０３４に対して連結部材１が取り付け易くなる。
【0051】
好ましくは、軸方向Ｄａから見て、接続面３３ａの少なくとも周方向他方Ｄｒ２側の領域は、周方向他方Ｄｒ２に向かうにつれて径方向内方に延びる。こうすれば、段差部３３の少なくとも周方向他方Ｄｒ２側の部分において、面取り部３３ｂを形成できる。言い換えると、面取り部３３ｂは、アーム基部３１の径方向外端部における少なくとも周方向他方Ｄｒ２側の部分に形成される。詳細には、接続面３３ａとアーム基部３１の周方向他方端面との間の角において、両者間に曲面を形成するいわゆるＲ面取り（Round chamfering）を施すことができる。従って、連結部材１を接続したチェーンホイール１０３４が回転する際、段差部３３の周方向他方端部（言い換えると、アーム基部３１の径方向外端部における周方向他方端部）に作用する応力が集中することを防止できる。つまり、上述の応力を面取り部３３ｂで分散できる。従って、アーム部３の強度を向上でき、特にアーム基部３１及び固定部３２間の強度を向上できる。但し、この例示は、少なくとも１つのアーム部３において、面取り部３３ｂが形成されない構成を排除しない。つまり、面取り部３３ｂは省略されてもよい。たとえば、少なくとも１つのアーム部３において、軸方向Ｄａから見て、接続面３３ａの少なくとも周方向他方Ｄｒ２側の領域は、周方向他方Ｄｒ２に向かうにつれて径方向内方に延びなくてもよい。
【0052】
なお、本実施形態の例示は、少なくとも１つのアーム部３が段差部３３を有さない構成を排除しない。つまり、少なくとも１つのアーム部３において、段差部３３及び接続面３３ａは、省略されてもよい。たとえば、アーム基部３１の軸方向一方端面の径方向外端部は、直接、固定部３２の軸方向一方端面の径方向内端部に接続されてもよい。
【0053】
次に、本実施形態では、アーム部３は、第２凹部３４をさらに有する。第２凹部３４は、アーム部３の周方向一方端部に配置されて、周方向他方Ｄｒ２に凹む。つまり、第２凹部３４は、アーム部３においてチェーンホイール１０３４及び連結部材１の回転方向側の周方向端部に配置される。応力の作用が少ないアーム部３の周方向一方端部に第２凹部３４を設けることにより、アーム部３の周方向一方端部の強度低下を抑制しつつ、アーム部３を肉抜きして、連結部材１をさらに軽量化できる。
【0054】
好ましくは、周方向に隣り合う２つのアーム部３において、周方向他方Ｄｒ２側のアーム部３における第２凹部３４の径方向内端部は、胴体部２の径方向外端部、及び周方向一方Ｄｒ１側のアーム部３の周方向他方端部のうちの一方となだらかに繋がる（図３及び図４など参照）。たとえば、第２凹部３４の径方向内端部が胴体部２の径方向外端部と繋がる部分において、アーム部３の周方向一方端部の軸方向Ｄａから見た接線方向は、胴体部２の径方向外端部の軸方向Ｄａから見た接線方向と平行である。或いは、周方向他方Ｄｒ２側のアーム部３の周方向一方端部に配置される第２凹部３４の径方向内端部が周方向一方Ｄｒ１側のアーム部３の周方向他方端部と繋がる部分において、周方向他方Ｄｒ２側のアーム部３の周方向一方端部の軸方向Ｄａから見た接線方向は、周方向一方Ｄｒ１側のアーム部３の周方向他方端部の軸方向Ｄａから見た接線方向と平行である。こうすれば、第２凹部３４の径方向内端部と、胴体部２の径方向外端部、及び周方向一方Ｄｒ１側のアーム部３の周方向他方端部のうちの一方との接続部分に角が形成されない。そのため、この接続部分に応力が集中することを防止できる。従って、この接続部分の強度を向上できる。但し、この例示は、上述の接続部分において両者がなだらかには繋がらない構成を排除しない。
【0055】
また、本実施形態では図３に示すように、アーム部３の周方向一方端部と周方向他方端部との第５間隔Ｓ５は、第１凹部４の径方向外端部と同じ径方向位置において最も広い。こうすれば、第１凹部４の径方向外端部よりも径方向内方の径方向位置において、たとえば第２凹部３４の配置などによりアーム部３を肉抜きしても、固定部３２の径方向内方側の強度低下を抑制できる。連結部材１は固定部３２においてチェーンホイール１０３４と連結されるので、固定部３２の強度を維持するにより、連結部材１及びチェーンホイール１０３４の連結強度も維持できる。従って、チェーンホイール１０３４に連結部材１を強固に連結しつつ、連結部材１を軽量化できる。
【0056】
また、本実施形態では図３に示すように、第１凹部４の径方向外端部と同じ径方向位置において、アーム部３の周方向一方端部は最も周方向一方Ｄｒ１に配置される。こうすれば、第１凹部４の径方向外端部よりも径方向内方の径方向位置において、たとえば第２凹部３４の配置などによりアーム部３を肉抜きしても、固定部３２の径方向内方側の強度低下を抑制できる。連結部材１は固定部３２においてチェーンホイール１０３４と連結されるので、固定部３２の強度を維持するにより、連結部材１及びチェーンホイール１０３４の連結強度も維持できる。従って、チェーンホイール１０３４に連結部材１を強固に連結しつつ、連結部材１を軽量化できる。
【0057】
なお、本実施形態の例示に限定されず、少なくとも１つのアーム部３が第２凹部３４を有さない構成であってもよい。つまり、少なくとも１つのアーム部３において、第２凹部３４は省略されてよい。また、本実施形態の例示は、少なくとも１つのアーム部３において、第５間隔Ｓ５が第１凹部４の径方向外端部と同じ径方向位置において最も広くない構成を排除しない。さらに、本実施形態の例示は、少なくとも１つのアーム部３において、第１凹部４の径方向外端部と同じ径方向位置においてアーム部３の周方向一方端部が最も周方向一方Ｄｒ１に配置されない構成も排除しない。たとえば図５Ｂに示すように、少なくとも１つのアーム部３において、アーム基部３１の第２方向Ｄ２における幅は、径方向内方に向かうにつれて広くなってもよい。こうすれば、アーム部３の強度を向上できる。
【0058】
＜２－２．筒部５＞
筒部５は、胴体部２の径方向内端部から軸方向Ｄａに延びる。前述の如く、連結部材１は、筒部５を備える。たとえば本実施形態では、筒部５は、胴体部２の径方向内端部から軸方向一方Ｄａ１及び軸方向他方Ｄａ２の両方向に延びる。但し、本実施形態の例示に限定されず、筒部５は、胴体部２の径方向内端部から軸方向一方Ｄａ１のみに延びてもよい。或いは、筒部５は、胴体部２の径方向内端部から軸方向他方Ｄａ２のみに延びてもよい。筒部５により、胴体部２の径方向内端部の剛性を向上できる。また、胴体部２の径方向内端部には、クランクシャフト１０３２が挿通されて固定される。たとえば、クランクシャフト１０３２は、筒部５にスプライン嵌合される。胴体部２の径方向内端部に筒部５を配置することにより、筒部５の内側面とクランクシャフト１０３２との接触面積を増大できる。従って、連結部材１に対するクランクシャフト１０３２の固定精度を向上できる。
筒部５は、胴体部２の径方向内端部から軸方向Ｄａに延びる。前述の如く、連結部材１は、筒部５を備える。たとえば本実施形態では、筒部５は、胴体部２の径方向内端部から軸方向一方Ｄａ１及び軸方向他方Ｄａ２の両方向に延びる。但し、本実施形態の例示に限定されず、筒部５は、胴体部２の径方向内端部から軸方向一方Ｄａ１のみに延びてもよい。或いは、筒部５は、胴体部２の径方向内端部から軸方向他方Ｄａ２のみに延びてもよい。筒部５により、胴体部２の径方向内端部の剛性を向上できる。また、胴体部２の径方向内端部には、クランクシャフト１０３２が挿通されて固定される。たとえば、クランクシャフト１０３２は、筒部５にスプライン嵌合される。胴体部２の径方向内端部に筒部５を配置することにより、筒部５の内側面とクランクシャフト１０３２との接触面積を増大できる。従って、連結部材１に対するクランクシャフト１０３２の固定精度を向上できる。
【0059】
好ましくは、軸方向Ｄａから見て、第１凹部４は、筒部５の径方向外側面と接する（図３参照）。こうすれば、第１凹部４をより広くできるため、連結部材１の肉抜き部分をより多くできる。従って、連結部材１をさらに軽量化できる。但し、本実施形態の例示は、軸方向Ｄａから見て、第１凹部４が筒部５の径方向外側面から離れて配置される構成を排除しない。
【0060】
＜２－３．リブ６＞
リブ６は、軸方向Ｄａから見て、筒部５と、胴体部２の外縁部及びアーム部３の外縁部のうちの一方とを繋ぐ。本実施形態では前述の如く、連結部材１は、リブをさらに備える。軸方向Ｄａから見て、リブ６は、第１凹部４と周方向Ｄｒに接する。リブ６の配置により、チェーンホイール１０３４が回転する際、胴体部２、特に胴体部２のうちの第１凹部４の一部が配置された部分は、応力が作用しても、リブ６の補強効果により変形し難くなる。従って、胴体部２の剛性を向上できる。なお、本実施形態の例示は、連結部材１がリブ６を有さない構成を排除しない。つまり、リブ６は、省略されてもよい。
リブ６は、軸方向Ｄａから見て、筒部５と、胴体部２の外縁部及びアーム部３の外縁部のうちの一方とを繋ぐ。本実施形態では前述の如く、連結部材１は、リブをさらに備える。軸方向Ｄａから見て、リブ６は、第１凹部４と周方向Ｄｒに接する。リブ６の配置により、チェーンホイール１０３４が回転する際、胴体部２、特に胴体部２のうちの第１凹部４の一部が配置された部分は、応力が作用しても、リブ６の補強効果により変形し難くなる。従って、胴体部２の剛性を向上できる。なお、本実施形態の例示は、連結部材１がリブ６を有さない構成を排除しない。つまり、リブ６は、省略されてもよい。
【0061】
本実施形態では、リブ６の数は、アーム部３の数と同じである。但し、本実施形態の例示に限定されず、リブ６の数は、単数、又はアーム部３の数とは異なる複数であってもよい。
【0062】
＜３．その他＞
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本発明は、たとえば、クランクのトルクをチェーンホイールに伝達する車両に利用できる。
【符号の説明】
【0064】
１００・・・自転車、１０１・・・車体、１０１１・・・ハンドル、１０１２・・・サドル、１０２・・・車輪、１０２ｆ・・・前輪、１０２ｒ・・・後輪、１０３・・・動力伝達機構、１０３１・・・クランク、１０３２・・・クランクシャフト、１０３３・・・ペダル、１０３４・・・チェーンホイール、１０４・・・駆動装置、１０５・・・電源部、１・・・連結部材、２・・・胴体部、３・・・アーム部、３１・・・アーム基部、３２・・・固定部、３２ａ・・・孔部、３３・・・段差部、３３ａ・・・接続面、３３ｂ・・・面取り部、３４・・・第２凹部、４・・・第１凹部、５・・・筒部、６・・・リブ、Ａｃ・・・中心軸、Ｄ１・・・第１方向、Ｄ２・・・第２方向、Ａｓ・・・対称軸、Ｄａ・・・軸方向、Ｄａ１・・・軸方向一方、Ｄａ２・・・軸方向他方、Ｄｒ・・・周方向、Ｄｒ１・・・周方向一方、Ｄｒ２・・・周方向他方
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
