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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-27
(45)【発行日】2024-01-11
(54)【発明の名称】自転車用クランクの着脱構造及び該着脱構造を具備した自転車
(51)【国際特許分類】
B62M 3/00 20060101AFI20231228BHJP
【ＦＩ】
B62M3/00 E
B62M3/00 D
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020076666
(22)【出願日】2020-04-23
(65)【公開番号】P2021011253
(43)【公開日】2021-02-04
【審査請求日】2023-01-27
(31)【優先権主張番号】P 2019127610
(32)【優先日】2019-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】598139793
【氏名又は名称】アイデス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000626
【氏名又は名称】弁理士法人英知国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】中井 範光
【審査官】渡邊 義之
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－６９７９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５２－１３３６９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭６０－５９８９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１０－２２２００２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００９－５１５７６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０８９７４２３１（ＣＮ，Ａ）
【文献】米国特許第５４９３９３７（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｍ ３／００
Ｆ１６Ｂ ２１／００－ ２１／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自転車の車体フレームに支持されて回転可能なクランク軸と、前記クランク軸と一体的に回転するチェーンリングと、前記クランク軸の両端側にそれぞれ設けられて前記クランク軸と一体回転可能な二つのクランクアームと、一方のクランクアームを前記クランク軸に対し着脱可能に止着する着脱ユニットとを備えた自転車用クランクの着脱構造であって、前記着脱ユニットは、前記一方のクランクアームに対し軸方向外側から挿入されて前記クランク軸に係止される本体部材と、外部からの操作により移動可能な操作部材とを具備し、前記操作部材の前記移動により前記係止の状態を解除して、前記本体部材から前記クランク軸が外れるようにしたことを特徴とする自転車用クランクの着脱構造。
【請求項2】
前記本体部材は、前記クランク軸の軸方向に沿う略筒状に形成され、前記操作部材は、先側に前記本体部材に挿通される軸状部を有するとともに該軸状部の後側に外部操作可能な押しボタン部を有し、
前記押しボタン部の被押圧面が、前記クランクアームの軸方向外側の面に対し軸方向内側に凹んで配置されることを特徴とする請求項１記載の自転車用クランクの着脱構造。
【請求項3】
前記本体部材は、前記クランク軸の軸方向に沿う略筒状に形成され、前記操作部材は、先側に前記本体部材に挿通される軸状部を有するとともに該軸状部の後側に外部操作可能な押しボタン部を有し、
前記着脱ユニットは、前記操作部材を前記後側へ付勢する付勢部材と、前記本体部材の周壁に貫通状に支持されて前記本体部材の外周面から部分的に突出する球体とを備え、前記軸状部には、前記球体を該軸状部の径方向へ出没可能に抱持する凹部が設けられ、
前記凹部の軸方向内側には、前記球体に対し径方向内側から当接して前記球体を前記本体部材の外周面から突出させる当接部と、該当接部よりも前記後側で前記球体を前記本体部材の外周面から突出しないように収容する収容部とが設けられ、
前記クランク軸には、前記球体を含んで前記本体部材の外周に嵌脱可能に嵌り合う嵌脱筒状部が設けられ、
前記嵌脱筒状部の周壁には、前記球体に嵌り合う係脱部が設けられ、
前記操作部材が前記先側へ押し動かされる操作により、前記球体を前記係脱部から離脱するとともに前記収容部へ収容して、前記係止の状態を解除するようにしたことを特徴とする請求項１記載の自転車用クランクの着脱構造。
【請求項4】
前記チェーンリングの中心側には、前記クランク軸を挿通した状態で軸方向外側へ突出する係合筒部が設けられ、チェーンリング側の前記クランクアームの基端側には、前記クランク軸を挿入して一体回転可能に接続される接続孔と、この接続孔の軸方向内側に連通して前記係合筒部に一体回転可能に係合する被係止孔とが設けられていることを特徴とする請求項１～３何れか１項記載の自転車用クランクの着脱構造。
【請求項5】
前記チェーンリングには、挿通される前記クランク軸よりも径方向外側に、開口をチェーンリング側の前記クランクアームへ向けた係合孔が設けられ、チェーンリング側の前記クランクアームには、前記係合孔に挿入されて嵌り合う係合凸部が設けられていることを特徴とする請求項１～３何れか１項記載の自転車用クランクの着脱構造。
【請求項6】
前記クランク軸は、前記着脱ユニットが係止される位置よりも軸方向内側にメネジ部を有し、
前記着脱ユニットに置換可能な固定ボルトを備え、
前記固定ボルトは、前記一方のクランクアームに対し軸方向外側から挿入されて前記クランク軸のメネジ部に螺合接続されるように形成されていることを特徴とする請求項１～５何れか１項記載の自転車用クランクの着脱構造。
【請求項7】
請求項１～６何れか１項記載の自転車用クランクの着脱構造を具備した自転車。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自転車のクランク及びペダル等を着脱できるようにした自転車用クランクの着脱構造及び該着脱構造を具備した自転車に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、一般的な自転車は、例えば特許文献１に記載されるように、車体フレームに支持されて一体的に回転可能なクランク軸及びチェーンリング（スプロケットと呼称される場合もある。）と、クランク軸の端部側に環状に装着されて該クランク軸に対する交差方向へ延設されたクランクアームと、クランクアームの延設方向の端部に支持されたペダルと、クランクアームの中心部に対し軸方向外側から挿入されて前記クランク軸にねじ込まれた固定ボルトとを具備している。
【0003】
ところで、このような従来の自転車構造において、クランクアーム及びペダル等を外すことが求められる場合がある。
例えば、幼児や子供等の自転車初心者が自転車の練習をする場合、通常、ペダルを漕ぐことよりも、足で地面を蹴って進みながら、倒れないようにバランスをとる練習をする必要がある。このような練習を行う場合、クランクアームやペダル等は足に引っかかって邪魔になるので、外すことが望まれる。
また、自転車を運搬する場合等も、突出するクランクアームやペダル等を、運搬の邪魔にならないように外したい場合がある。
例えば、幼児や子供等の自転車初心者が自転車の練習をする場合、通常、ペダルを漕ぐことよりも、足で地面を蹴って進みながら、倒れないようにバランスをとる練習をする必要がある。このような練習を行う場合、クランクアームやペダル等は足に引っかかって邪魔になるので、外すことが望まれる。
また、自転車を運搬する場合等も、突出するクランクアームやペダル等を、運搬の邪魔にならないように外したい場合がある。
【0004】
従来構造の自転車において、クランクアーム等を外す場合には、前記固定ボルトを六角レンチ等の工具により緩めて外し、コッタレス抜き工具等と呼ばれる自転車専用の工具によりクランクアームをクランク軸から引抜くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００６－１６０１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述したように、クランクアーム等を外すには、一般工具及び専用工具等の複数の工具を用いる上、特別な技術知識や作業時間も要する。
また、クランクアームを外した場合でも、クランク軸が残ってしまうので、このクランク軸が練習の時に脚に当たってしまい邪魔になってしまう。さらに、運搬時には、残されたクランク軸が周囲の物にぶつかって邪魔になったり、残されたクランク軸により梱包サイズが幅方向に大きくなったりする場合もある。
また、クランクアームを外した場合でも、クランク軸が残ってしまうので、このクランク軸が練習の時に脚に当たってしまい邪魔になってしまう。さらに、運搬時には、残されたクランク軸が周囲の物にぶつかって邪魔になったり、残されたクランク軸により梱包サイズが幅方向に大きくなったりする場合もある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するために、以下の構成を具備するものである。
自転車の車体フレームに支持されて回転可能なクランク軸と、前記クランク軸と一体的に回転するチェーンリングと、前記クランク軸の両端側にそれぞれ設けられて前記クランク軸と一体回転可能な二つのクランクアームと、一方のクランクアームを前記クランク軸に対し着脱可能に止着する着脱ユニットとを備えた自転車用クランクの着脱構造であって、前記着脱ユニットは、前記一方のクランクアームに対し軸方向外側から挿入されて前記クランク軸に係止される本体部材と、外部からの操作により移動可能な操作部材とを具備し、前記操作部材の前記移動により前記係止の状態を解除して、前記本体部材から前記クランク軸が外れるようにしたことを特徴とする自転車用クランクの着脱構造。
自転車の車体フレームに支持されて回転可能なクランク軸と、前記クランク軸と一体的に回転するチェーンリングと、前記クランク軸の両端側にそれぞれ設けられて前記クランク軸と一体回転可能な二つのクランクアームと、一方のクランクアームを前記クランク軸に対し着脱可能に止着する着脱ユニットとを備えた自転車用クランクの着脱構造であって、前記着脱ユニットは、前記一方のクランクアームに対し軸方向外側から挿入されて前記クランク軸に係止される本体部材と、外部からの操作により移動可能な操作部材とを具備し、前記操作部材の前記移動により前記係止の状態を解除して、前記本体部材から前記クランク軸が外れるようにしたことを特徴とする自転車用クランクの着脱構造。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、以上説明したように構成されているので、クランクアーム等を容易に着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明に係る自転車用クランクの着脱構造の一例を示す分解斜視図である。なお、チェーンリングの歯やスプライン等は簡略的に図示している。
【図2】同自転車用クランクの着脱構造において、（ａ）はクランクアームに対しクランク軸が接続される前の状態を示し、（ｂ）はクランクアームに対しクランク軸が接続された後の状態を示す。
【図3】同自転車用クランクの着脱構造の要部断面図であり、クランク軸を外す手順を（ａ）（ｂ）に順次に示している。
【図4】同自転車用クランクの着脱構造の要部断面図であり、（ａ）はクランク軸が外された状態、（ｂ）は着脱ユニットを含むクランクアームが外された状態を示す。
【図5】着脱ユニットをボルトに換えてクランクアーム及びクランク軸を組み立てている様子を示す断面図である。
【図6】ボルトによりクランクアームとクランク軸を接続した状態を示す断面図である。
【図7】本発明に係る自転車用クランクの着脱構造の他例を示す分解斜視図である。なお、チェーンリングの歯等は簡略的に図示している。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本実施の形態では、以下の特徴を開示している。
第１の特徴は、自転車の車体フレームに支持されて回転可能なクランク軸と、前記クランク軸と一体的に回転するチェーンリングと、前記クランク軸の両端側にそれぞれ設けられて前記クランク軸と一体回転可能な二つのクランクアームと、一方のクランクアームを前記クランク軸に対し着脱可能に止着する着脱ユニットとを備えた自転車用クランクの着脱構造であって、前記着脱ユニットは、前記一方のクランクアームに対し軸方向外側から挿入されて前記クランク軸に係止される本体部材と、外部からの操作により移動可能な操作部材とを具備し、前記操作部材の前記移動により前記係止の状態を解除して、前記本体部材から前記クランク軸が外れるようにした（図１～図５参照）。
第１の特徴は、自転車の車体フレームに支持されて回転可能なクランク軸と、前記クランク軸と一体的に回転するチェーンリングと、前記クランク軸の両端側にそれぞれ設けられて前記クランク軸と一体回転可能な二つのクランクアームと、一方のクランクアームを前記クランク軸に対し着脱可能に止着する着脱ユニットとを備えた自転車用クランクの着脱構造であって、前記着脱ユニットは、前記一方のクランクアームに対し軸方向外側から挿入されて前記クランク軸に係止される本体部材と、外部からの操作により移動可能な操作部材とを具備し、前記操作部材の前記移動により前記係止の状態を解除して、前記本体部材から前記クランク軸が外れるようにした（図１～図５参照）。
【0011】
第２の特徴として、前記本体部材は、前記クランク軸の軸方向に沿う略筒状に形成され、
前記操作部材は、先側に前記本体部材に挿通される軸状部を有するとともに該軸状部の後側に外部操作可能な押しボタン部を有し、
前記押しボタン部の被押圧面が、前記クランクアームの軸方向外側の面に対し軸方向内側に凹んで配置される（図３及び図４参照）。
前記操作部材は、先側に前記本体部材に挿通される軸状部を有するとともに該軸状部の後側に外部操作可能な押しボタン部を有し、
前記押しボタン部の被押圧面が、前記クランクアームの軸方向外側の面に対し軸方向内側に凹んで配置される（図３及び図４参照）。
【0012】
第３の特徴として、前記本体部材は、前記クランク軸の軸方向に沿う略筒状に形成され、前記操作部材は、先側に前記本体部材に挿通される軸状部を有するとともに該軸状部の後側に外部操作可能な押しボタン部を有し、前記着脱ユニットは、前記操作部材を前記後側へ付勢する付勢部材と、前記本体部材の周壁に貫通状に支持されて前記本体部材の外周面から部分的に突出する球体とを備え、前記軸状部には、前記球体を該軸状部の径方向へ出没可能に抱持する凹部が設けられ、前記凹部の内側には、前記球体に対し径方向内側から当接して前記球体を前記本体部材の外周面から突出させる当接部と、該当接部よりも前記後側で前記球体を前記本体部材の外周面から突出しないように収容する収容部とが設けられ、前記クランク軸には、前記球体を含んで前記本体部材の外周に嵌脱可能に嵌り合う嵌脱筒状部が設けられ、前記嵌脱筒状部の周壁には、前記球体に嵌り合う係脱部が設けられ、前記操作部材が前記先側へ押し動かされる操作により、前記球体を前記係脱部から離脱するとともに前記収容部へ収容して、前記係止の状態を解除するようにした（図３～図４参照）。
ここで、「抱持する」とは、抱きかかえるように支持することを意味する。
また、前記「略筒状」には、円筒状や角筒状を含む。
ここで、「抱持する」とは、抱きかかえるように支持することを意味する。
また、前記「略筒状」には、円筒状や角筒状を含む。
【0013】
第４の特徴として、前記チェーンリングの中心側には、前記クランク軸を挿通した状態で軸方向外側へ突出する係合筒部が設けられ、チェーンリング側の前記クランクアームの基端側には、前記クランク軸を挿入して一体回転可能に接続される接続孔と、この接続孔の軸方向内側に連通して前記係合筒部に一体回転可能に係合する被係止孔とが設けられている（図１～図２参照）。
【0014】
第５特徴として、前記チェーンリングには、挿通される前記クランク軸よりも径方向外側に、開口をチェーンリング側の前記クランクアームへ向けた係合孔が設けられ、チェーンリング側の前記クランクアームには、前記係合孔に挿入されて嵌り合う係合凸部が設けられている（図７及び図８参照）。
【0015】
第６の特徴は、上記着脱ユニットに置換可能な固定ボルトを備え、前記固定ボルトは、前記一方のクランクアームに対し軸方向外側から挿入されて前記クランク軸に螺合接続されるように形成されている（図１、図５及び図６参照）。
【0016】
第７の特徴は、上記自転車用クランクの着脱構造を具備して自転車を構成した。
【0017】
＜第一の実施態様＞
次に、上記特徴を有する具体的な実施態様について、図面に基づいて詳細に説明する。
なお、本明細書中、「軸方向外側」とは、クランク軸２０の長手方向の中心部から軸方向に沿って離れる方向側を意味する。また、「軸方向内側」とは、クランク軸２０の軸方向に沿って、クランク軸２０の長手方向の中心部に向かう方向側を意味する。
また、「径方向外側」とは、クランク軸２０の径方向に沿ってクランク軸２０の中心部から離れる方向を意味する。また、「径方向内側」とは、クランク軸２０の径方向に沿ってクランク軸２０の中心部へ向かう方向を意味する。
次に、上記特徴を有する具体的な実施態様について、図面に基づいて詳細に説明する。
なお、本明細書中、「軸方向外側」とは、クランク軸２０の長手方向の中心部から軸方向に沿って離れる方向側を意味する。また、「軸方向内側」とは、クランク軸２０の軸方向に沿って、クランク軸２０の長手方向の中心部に向かう方向側を意味する。
また、「径方向外側」とは、クランク軸２０の径方向に沿ってクランク軸２０の中心部から離れる方向を意味する。また、「径方向内側」とは、クランク軸２０の径方向に沿ってクランク軸２０の中心部へ向かう方向を意味する。
【0018】
この自転車用クランクの着脱構造Ａは、自転車の車体フレーム１０に支持されて一体的に回転可能なクランク軸２０と、クランク軸２０と一体的に回転するチェーンリング３０と、クランク軸２０の両端側にそれぞれ装着されてクランク軸２０と一体回転可能な二つのクランクアーム４０，５０と、一方のクランクアーム５０をクランク軸２０に対し着脱可能に止着する着脱ユニット６０と、着脱ユニット６０に置換可能な固定ボルト７０とを具備している。
【0019】
車体フレーム１０は、例えば比較的小型の子供用自転車を構成している。
この車体フレーム１０は、ハンドル側のヘッドチューブ（図示せず）から下斜め後方へ延設されるダウンチューブ１１と、サドル（図示せず）から下斜め前方へ延設されるシートチューブ１２と、後輪軸（図示せず）の両側から前方へ延設された左右のチェーンステー１３，１３とを、これらの交差部分に位置する筒状のシェル部１４によって一体に支持している。
この車体フレーム１０は、ハンドル側のヘッドチューブ（図示せず）から下斜め後方へ延設されるダウンチューブ１１と、サドル（図示せず）から下斜め前方へ延設されるシートチューブ１２と、後輪軸（図示せず）の両側から前方へ延設された左右のチェーンステー１３，１３とを、これらの交差部分に位置する筒状のシェル部１４によって一体に支持している。
【0020】
シェル部１４は、軸方向を車幅方向へ向けた円筒状に構成され、その内部にベアリング等の軸受部材（図示せず）を介してクランク軸２０を回転自在に支持する。
【0021】
クランク軸２０は、シェル部１４に挿通され、その一端側と他端側をシェル部１４から軸方向外側へ突出させた長尺円筒状の部材である。
なお、図示例では、シェル部１４に対しクランク軸２０のみが着脱されるようにしたが、図示しない好ましい一例としては、クランク軸２０とその周囲のベアリング及びベアリング受け等によって一体ユニット状のボトムブラケットを構成し、このボトムブラケットが、シェル部１４に対し軸方向に着脱されるようにしてもよい。
なお、図示例では、シェル部１４に対しクランク軸２０のみが着脱されるようにしたが、図示しない好ましい一例としては、クランク軸２０とその周囲のベアリング及びベアリング受け等によって一体ユニット状のボトムブラケットを構成し、このボトムブラケットが、シェル部１４に対し軸方向に着脱されるようにしてもよい。
【0022】
そして、クランク軸２０の一端側には、クランクアーム４０の基端側が回転不能かつ軸方向移動不能に固定される。また、同クランク軸２０の他端側には、クランクアーム５０の基端側が回転不能かつ軸方向移動不能であって、着脱可能に装着されている（図１参照）。
【0023】
また、クランク軸２０の一端側には、着脱ユニット６０の球体６４を含んで該着脱ユニット６０の本体部材６１の外周に嵌脱可能に嵌り合うように、嵌脱筒状部２０ａが設けられる。
【0024】
嵌脱筒状部２０ａは、図５等に示すように、クランクアーム５０を回転不能に係止する係止部２１と、着脱ユニット６０の球体６４に係脱する係脱部２２と、着脱ユニット６０の本体部材６１に嵌り合う嵌合筒部２３と、固定ボルト７０の先端側に螺合可能なメネジ部２４とを有する。
【0025】
係止部２１は、嵌脱筒状部２０ａの外周部に、軸方向に沿って直線状に連続する凹凸部を周方向に多数配設して、オススプライン状に形成される。
【0026】
係脱部２２は、係止部２１及び嵌合筒部２３が設けられた範囲にて、嵌脱筒状部２０ａの周壁を貫通する円形状の貫通孔である。
なお、この係脱部２２は、図示する好ましい一例によれば、嵌脱筒状部２０ａの径方向の一方側と他方側に対応して二つ設けられるが、他例としては、その一方を削除することも可能である。また、この係脱部２２は、後述する球体６４に係脱するようにすれば、嵌脱筒状部２０ａの内周面に設けられる凹部に置換することが可能である。
なお、この係脱部２２は、図示する好ましい一例によれば、嵌脱筒状部２０ａの径方向の一方側と他方側に対応して二つ設けられるが、他例としては、その一方を削除することも可能である。また、この係脱部２２は、後述する球体６４に係脱するようにすれば、嵌脱筒状部２０ａの内周面に設けられる凹部に置換することが可能である。
【0027】
嵌合筒部２３は、係脱部２２以外に凹凸の無い円筒状に形成され、着脱ユニット６０の小径部６１ｂを抜き差し可能に嵌め合わせる。
【0028】
メネジ部２４は、嵌合筒部２３よりも奥側（軸方向内側）に形成された雌ネジであり、固定ボルト７０に螺合するように形成される。
【0029】
チェーンリング３０は、外周部にチェーン（図示ぜず）に噛み合う歯部３０ａを有する円盤状の部材である。このチェーンリング３０の中心側には、クランク軸２０を貫通状に挿通する貫通孔３１と、貫通孔３１の周囲から軸方向外側へ突出してクランクアーム４０に嵌り合う係合筒部３２とが設けられる。
【0030】
貫通孔３１は、クランク軸２０、及び該クランク軸２０を支持するベアリングあるいはボトムブラケット等（図示せず）を挿通するように円筒状に形成される。
【0031】
係合筒部３２は、その外周部が、クランクアーム４０内の被係止孔４１ｂに対し回転不能に係合するように、全周にわたって凹部と凸部を交互に多数配設したオススプライン状に形成される。
【0032】
チェーンリング３０側に位置するクランクアーム４０は、図１及び図２に示すように、クランク軸２０の端部側に装着された筒部４１と、この筒部４１から径方向外側へ長尺状に延設された腕部４２とを具備し、腕部４２の先端側に図示しないペダルを装着している。
このクランクアーム４０は、筒部４１をチェーンリング３０の係合筒部３２に嵌め合わせて、回転力をチェーンリング３０に伝達する。
このクランクアーム４０は、筒部４１をチェーンリング３０の係合筒部３２に嵌め合わせて、回転力をチェーンリング３０に伝達する。
【0033】
筒部４１は、チェーンリング３０の係合筒部３２よりも一回り程径が大きい略円筒状に形成され、その内部に、クランク軸２０の端部側を一体回転可能に嵌め合わせる接続孔４１ａと、この接続孔４１ａの軸方向内側に連通してチェーンリング３０の係合筒部３２に一体回転可能に係合する被係止孔４１ｂとを有する。
【0034】
接続孔４１ａとクランク軸２０を接続する手段は、接続孔４１ａに対しクランク軸２０を軸方向移動不能かつ回転不能に固定する手段であればよい。この固定手段の具体例としては、溶接や、圧入、ネジ嵌合、スプラインを介した嵌合等が挙げられる。
【0035】
筒部４１にクランク軸２０が接続された際、筒部４１内の被係止孔４１ｂと、クランク軸２０外周面との間には、環状の隙間ｓ（図２（ｂ）参照）が確保される。チェーンリング３０の係合筒部３２は、この隙間ｓに挿入されて、被係止孔４１ｂに噛合う。
【0036】
被係止孔４１ｂ（図２参照）は、係合筒部３２に対し、軸方向に抜差し可能、かつ回転不能に嵌り合う構成とすればよく、図示例によれば、オススプライン状の係合筒部３２外周部に対し噛み合うメススプライン状に形成される。
【0037】
反チェーンリング側のクランクアーム５０は、図１に示すように、クランク軸２０の基端側に装着された筒部５１と、この筒部５１から径方向外側へ長尺状に延設された腕部５２とを具備し、腕部５２の先端側に図示しないペダルを装着している。このクランクアーム５０の腕部５２と、逆側のクランクアーム４０の腕部４２とは、延設方向が角度１８０°逆になる。
【0038】
筒部５１は、クランク軸２０よりも外径が大きい略円筒状に形成され、図５等に示すように、クランク軸２０の嵌脱筒状部２０ａが抜差し可能に挿入される被係止孔５１ａと、この被係止孔５１ａの軸方向外側で縮径した縮径孔部５１ｂと、この縮径孔部５１ｂよりもさらに軸方向外側で拡径した拡径孔部５１ｃとを同軸上に配置している。
【0039】
被係止孔５１ａは、略円筒状の内周面を、クランク軸２０に対し一体回転可能に嵌り合うように形成している。
詳細に説明すれば、この被係止孔５１ａの内周面は、クランク軸２０における嵌脱筒状部２０ａ外周のオススプライン状の係止部２１に対し、軸方向に抜差し可能、かつ回転不能に噛み合うメススプライン状に形成される。
詳細に説明すれば、この被係止孔５１ａの内周面は、クランク軸２０における嵌脱筒状部２０ａ外周のオススプライン状の係止部２１に対し、軸方向に抜差し可能、かつ回転不能に噛み合うメススプライン状に形成される。
【0040】
縮径孔部５１ｂは、着脱ユニット６０及び固定ボルト７０の小径部６１ｂ，７２に嵌り合う円筒状の孔であり、被係止孔５１ａとの間に段部を形成している。この段部は、クランク軸２０の軸方向の端面に圧接される。
【0041】
拡径孔部５１ｃは、着脱ユニット６０及び固定ボルト７０の大径部７１（頭部）を収容可能な筒状に形成され、縮径孔部５１ｂとの間に段部を形成している。この段部は、着脱ユニット６０又は固定ボルト７０の大径部７１によって軸方向に圧接される。
【0042】
着脱ユニット６０は、反チェーンリング側のクランクアーム５０に対し軸方向外側から挿入されてクランク軸２０の嵌合筒部２３に係止される本体部材６１と、外部からの操作により軸方向へ移動可能な操作部材６２と、操作部材６２を軸方向外側へ付勢する付勢部材６３と、本体部材６１の周壁に貫通状に支持されて本体部材６１の外周面から部分的に突出する球体６４とを備える。
この着脱ユニット６０は、操作部材６２の軸方向内側への移動により、クランク軸２０との係止状態を解除して、本体部材６１からクランク軸２０が外れるようにする。
この着脱ユニット６０は、操作部材６２の軸方向内側への移動により、クランク軸２０との係止状態を解除して、本体部材６１からクランク軸２０が外れるようにする。
【0043】
本体部材６１は、クランク軸２０の軸方向に沿う略筒状に形成される。詳細に説明すれば、この本体部材６１は、軸方向外側（後側）の大径部６１ａと、大径部６１ａよりも軸方向内側（先側）で縮径された小径部６１ｂとを有する。
【0044】
【0045】
小径部６１ｂは、クランク軸２０の嵌合筒部２３に嵌り合う円筒状に形成され、その周壁に、球体６４を貫通状に支持する貫通孔６１ｂ１を有する。
【0046】
貫通孔６１ｂ１は、球体６４が、着脱ユニット６０の径方向外側へ抜け出たり抜け落ちたりしないように、球体６４の外径よりも若干小さく設定されている。
また、小径部６１ｂの周壁は、球体６４を径方向外側へ部分的に突出させるように、その肉厚が適宜に設定されている。
また、小径部６１ｂの周壁は、球体６４を径方向外側へ部分的に突出させるように、その肉厚が適宜に設定されている。
【0047】
また、操作部材６２は、軸方向内側（先側）に本体部材６１の小径部６１ｂに挿通される軸状部６２ａを有するとともに、軸方向外側（後側）に外部操作可能な押しボタン部６２ｂを有する。
この押しボタン部６２ｂの被押圧面は、クランクアーム５０における筒部５１の軸方向外側の面に対し、図３中の寸法Ｘ、軸方向内側に段状に凹んで配置される。
この構成によれば、押しボタン部６２ｂの被押圧面に、手指や足、物等が触れて、押しボタン部６２ｂが意図せずに押圧されてしまうような誤操作を防ぐことができる。
なお、必要に応じて、寸法Ｘの凹状部分に、円柱状等のキャップを着脱可能に装着し、該キャップにより前記凹状部分の開口を閉鎖するようにしてもよい。
この押しボタン部６２ｂの被押圧面は、クランクアーム５０における筒部５１の軸方向外側の面に対し、図３中の寸法Ｘ、軸方向内側に段状に凹んで配置される。
この構成によれば、押しボタン部６２ｂの被押圧面に、手指や足、物等が触れて、押しボタン部６２ｂが意図せずに押圧されてしまうような誤操作を防ぐことができる。
なお、必要に応じて、寸法Ｘの凹状部分に、円柱状等のキャップを着脱可能に装着し、該キャップにより前記凹状部分の開口を閉鎖するようにしてもよい。
【0048】
軸状部６２ａには、長尺な略円柱状に形成され、球体６４を軸状部６２ａの径方向へ出没可能に抱持する凹部６２ｃが設けられる。
【0049】
凹部６２ｃの内側には、球体６４に対し径方向内側から当接して球体６４を本体部材６１における小径部６１ｂの外周面から突出させる当接部６２ｃ１と、当接部６２ｃ１よりも軸方向外側で球体６４を小径部６１ｂの外周面から突出しないように収容する収容部６２ｃ２とが設けられる。
【0050】
当接部６２ｃ１は、球体６４に対し、軸方向内側から斜めに接する傾斜面状に形成される。
収容部６２ｃ２は、当接部６２ｃ１よりも軸方向外側（図示の左寄り）に底面を有し、球体６４を半分程度収容可能な凹状の空間を確保している（図４参照）。
収容部６２ｃ２は、当接部６２ｃ１よりも軸方向外側（図示の左寄り）に底面を有し、球体６４を半分程度収容可能な凹状の空間を確保している（図４参照）。
【0051】
固定ボルト７０は、軸方向外側（後側）の円筒状の大径部７１（頭部）と、大径部７１よりも軸方向内側（先側）で縮径された円筒状の小径部７２とを有する。
大径部７１の端面には、六角レンチ等の締め付け治具を挿入し嵌め合わせる治具挿入孔７１ａが設けられる。
小径部７２の前端側の外周面には、クランク軸２０のメネジ部２４に螺合するオネジ部７２ａが設けられる。
大径部７１の端面には、六角レンチ等の締め付け治具を挿入し嵌め合わせる治具挿入孔７１ａが設けられる。
小径部７２の前端側の外周面には、クランク軸２０のメネジ部２４に螺合するオネジ部７２ａが設けられる。
【0052】
なお、図中、符号８０は、クランクアーム５０とシェル部１４の端面との間で、クランク軸２０の外周部に環状に装着された環状弾発部材である。この環状弾発部材８０は、波ワッシャーや、スプリングワッシャー、圧縮コイルスプリング等とすることが可能である。
【0053】
次に、上記構成の自転車用クランクの着脱構造Ａについて、クランクアーム５０を外す手順を詳細に説明する。
初期状態では、図３（ａ）に示すように、着脱ユニット６０の本体部材６１がクランク軸２０の嵌合筒部２３に嵌り合うとともに、球体６４の一部が係脱部２２に嵌り合うことで、クランクアーム５０に対しクランク軸２０が引抜け不能に固定される。また、クランクアーム５０側の被係止孔５１ａと、クランク軸２０側の係止部２１との噛み合いにより、クランクアーム５０に対しクランク軸２０が回転不能に固定される。
初期状態では、図３（ａ）に示すように、着脱ユニット６０の本体部材６１がクランク軸２０の嵌合筒部２３に嵌り合うとともに、球体６４の一部が係脱部２２に嵌り合うことで、クランクアーム５０に対しクランク軸２０が引抜け不能に固定される。また、クランクアーム５０側の被係止孔５１ａと、クランク軸２０側の係止部２１との噛み合いにより、クランクアーム５０に対しクランク軸２０が回転不能に固定される。
【0054】
図３（ｂ）に示すように、着脱ユニット６０の操作部材６２が外部から押されて、操作部材６２が軸方向内側へ前進すると、球体６４が係脱部２２から離脱して収容部６２ｃ２に嵌り合う。
【0055】
このため、図４（ｃ）に示すように、クランクアーム５０及び着脱ユニット６０からクランク軸２０を軸方向へ引き離すことができる。この際、クランク軸２０の逆端側では、チェーンリング３０の係合筒部３２から、クランクアーム４０の筒部４１が引抜かれる（図１及び図２参照）。
【0056】
そして、クランクアーム５０及び着脱ユニット６０が、図４（ｄ）に示すように、シェル部１４から軸方向外側へ引き離される。
【0057】
また、シェル部１４に貫通させたクランク軸２０をクランクアーム５０に接続する場合は、クランク軸２０の端部側を、クランクアーム５０の被係止孔５１ａに挿入し押圧すれば、球体６４がクランクアーム５０の端部に押されて当接部６２ｃ１に摺接しながら収容部６２ｃ２内へ移動するとともに、操作部材６２が軸方向内側へ前進する。そして、球体６４とクランク軸２０側の係脱部２２との軸方向の位置が略一致すると、球体６４が係脱部２２に嵌り合って、上記初期状態（図４（ａ）参照）に戻る。
【0058】
また、上記のようにしてクランクアーム５０及び着脱ユニット６０をクランク軸２０から引き離した状態で、着脱ユニット６０を固定ボルト７０に置換し、固定ボルト７０によってクランクアーム５０をクランク軸２０に接続することも可能である（図４～図６参照）。
この場合は、着脱ユニット６０が外されたクランクアーム５０の筒部５１に対し、軸方向外側から固定ボルト７０を挿入し、固定ボルト７０の小径部７２をクランク軸２０の端部に挿入し、該小径部７２のオネジ部７２ａをクランク軸２０内のメネジ部２４に螺合接続すればよい。
この場合は、着脱ユニット６０が外されたクランクアーム５０の筒部５１に対し、軸方向外側から固定ボルト７０を挿入し、固定ボルト７０の小径部７２をクランク軸２０の端部に挿入し、該小径部７２のオネジ部７２ａをクランク軸２０内のメネジ部２４に螺合接続すればよい。
【0059】
よって、上記自転車用クランクの着脱構造Ａを具備した自転車（図示せず）によれば、車体フレーム１０に対し、二つのクランクアーム４０，５０を容易に着脱することができる。
例えば、幼児や子供等の初心の自転車運転者が、自転車の練習をする場合に、着脱ユニット６０の操作により二つのクランクアーム４０，５０を車体フレーム１０から外し、足で地面を蹴って進みながら、倒れないようにバランスをとる練習をすることができる。
また、同自転車運転者が、バランスをとれるようになった際には、着脱ユニット６０を操作して、二つのクランクアーム４０，５０を車体フレーム１０に容易に装着することができる。
例えば、幼児や子供等の初心の自転車運転者が、自転車の練習をする場合に、着脱ユニット６０の操作により二つのクランクアーム４０，５０を車体フレーム１０から外し、足で地面を蹴って進みながら、倒れないようにバランスをとる練習をすることができる。
また、同自転車運転者が、バランスをとれるようになった際には、着脱ユニット６０を操作して、二つのクランクアーム４０，５０を車体フレーム１０に容易に装着することができる。
【0060】
なお、上記実施態様では、係止部２１と被係止孔５１ａの係合構造、および係合筒部３２と被係止孔４１ｂの係合構造は、オススプラインとメススプラインを噛合わせる構成としたが、他例としては、単数又は複数組の凸部と凹部を嵌め合わせた構造や、キーとキー溝を嵌め合わせた構造等にすることも可能である。
【0061】
＜第二の実施態様＞
次に、本発明に係る他の実施態様について説明する。
以下に説明する実施態様は、上述した自転車用クランクの着脱構造Ａに対し、その一部を変更したものであるため、主にその変更部分について詳述し、同様の部分については同一の符号を用いて重複する詳細説明を省略する。
次に、本発明に係る他の実施態様について説明する。
以下に説明する実施態様は、上述した自転車用クランクの着脱構造Ａに対し、その一部を変更したものであるため、主にその変更部分について詳述し、同様の部分については同一の符号を用いて重複する詳細説明を省略する。
【0062】
図７及び図８に示す自転車用クランクの着脱構造Ｂは、上記自転車用クランクの着脱構造Ａにおいて、クランク軸２０をクランク軸２０’に置換し、チェーンリング３０をチェーンリング３０’に置換し、クランクアーム４０，５０をクランクアーム４０’，５０’に置換し、着脱ユニット６０を着脱ユニット６０’に置換し、環状弾発部材８０を省いたものである。
【0063】
クランク軸２０’は、上記クランク軸２０において、係止部２１を省き、一端側と他端側の外周面に平面部２５を設けたものである（図７及び図８参照）。
平面部２５は、円筒状のクランク軸２０’の端部側の外周面を、クランク軸２０’の中心軸と平行に切欠した平坦面状に形成される。この平面部２５は、クランク軸２０’の周方向に所定角度の間隔を置いて複数（図示例によれば角度９０度の間隔を置いて四つ）設けられる。すなわち、クランク軸２０’の一端側と他端側の外周面は、それぞれ、四角柱状に形成される。
そして、このクランク軸２０’の軸方向内側（図示の左側）において、一つの平面部２５には、上記係脱部２２が貫通状に設けられる（図７参照）。
なお、図示例以外の他例としては、平面部２５を、径方向の両側のみに位置するように平行に二つ設けた態様とすることも可能である。
平面部２５は、円筒状のクランク軸２０’の端部側の外周面を、クランク軸２０’の中心軸と平行に切欠した平坦面状に形成される。この平面部２５は、クランク軸２０’の周方向に所定角度の間隔を置いて複数（図示例によれば角度９０度の間隔を置いて四つ）設けられる。すなわち、クランク軸２０’の一端側と他端側の外周面は、それぞれ、四角柱状に形成される。
そして、このクランク軸２０’の軸方向内側（図示の左側）において、一つの平面部２５には、上記係脱部２２が貫通状に設けられる（図７参照）。
なお、図示例以外の他例としては、平面部２５を、径方向の両側のみに位置するように平行に二つ設けた態様とすることも可能である。
【0064】
クランク軸２０’の先端側（図７によれば左端側）の内周面には、後述する着脱ユニット６０’に嵌り合う嵌合筒部（図示せず）と、該嵌合筒部の奥側に位置するメネジ部２４（図５参照）とが設けられる。
このクランク軸２０’の前記嵌合筒部は、上記嵌合筒部２３（図５参照）を、断面略正方形の四角孔状に形成したものである。
このクランク軸２０’の前記嵌合筒部は、上記嵌合筒部２３（図５参照）を、断面略正方形の四角孔状に形成したものである。
【0065】
チェーンリング３０’は、上記チェーンリング３０において、上記係合筒部３２を外周部に凹凸のない筒部３２’に置換し、筒部３２’よりも径方向外側に、開口をクランクアーム４０’へ向けた係合孔３３を設けたものである。
【0066】
筒部３２’は、チェーンリング３０’の中心部に位置する。この筒部３２’は、クランク軸２０’が挿入された際に、クランクアーム４０’の筒部４１’に対し、端面同士で当接する。
【0067】
係合孔３３は、筒部３２’よりも径方向外側であって且つ歯部３０ａよりも径方向内側に位置し、チェーンリング３０’の中心軸と略平行する貫通孔である。この係合孔３３は、その開口を、クランクアーム４０’の係合凸部４３に臨ませている（図７参照）。
【0068】
【0069】
筒部４１’は、上記筒部４１の内部を、形状変更したものである（図８（ａ）参照）。詳細に説明すれば、この筒部４１’の内部には、クランク軸２０’の複数の平面部２５に嵌り合う角筒状の被掛止孔４１ａ’と、この被掛止孔４１ａ’よりも軸方向外側で拡径された円筒状の拡径孔部（図示せず）とが設けられる。
この筒部４１’には、軸方向外側から固定ボルト７０が挿入される。この固定ボルト７０は、オネジ部７２ａをクランク軸２０’端部の雌ネジ部（図示せず）に螺合し締め付けられるとともに、大径部７１を前記拡径孔部に嵌め合わせる。
なお、このようにして一体化したクランク軸２０’、クランクアーム４０’及び固定ボルト７０は、通常使用状態で分解されることを想定していない。
この筒部４１’には、軸方向外側から固定ボルト７０が挿入される。この固定ボルト７０は、オネジ部７２ａをクランク軸２０’端部の雌ネジ部（図示せず）に螺合し締め付けられるとともに、大径部７１を前記拡径孔部に嵌め合わせる。
なお、このようにして一体化したクランク軸２０’、クランクアーム４０’及び固定ボルト７０は、通常使用状態で分解されることを想定していない。
【0070】
係合凸部４３は、腕部４２の内側面から突出する軸状の突起であり、チェーンリング３０’の係合孔３３に対応するように、径方向の位置が設定されている。
この係合凸部４３は、クランク軸２０’が貫通孔３１に挿入される際に、係合孔３３に嵌り合う（図７参照）。
この係合凸部４３は、クランク軸２０’が貫通孔３１に挿入される際に、係合孔３３に嵌り合う（図７参照）。
【0071】
もう一方のクランクアーム５０’は、上記クランクアーム５０において、筒部５１を筒部５１’に置換したものである。
【0072】
筒部５１’は、上記クランクアーム４０’の筒部４１’と左右対称に構成され、その内部に、クランク軸２０’端部側の複数の平面部２５に嵌り合う角筒状の被掛止孔５１ａ’と、この被掛止孔５１ａ’よりも軸方向外側で拡径された円筒状の拡径孔部５１ｃ（図５参照）とを有する。
この筒部５１’には、軸方向外側から着脱ユニット６０’が挿入される。
この筒部５１’には、軸方向外側から着脱ユニット６０’が挿入される。
【0073】
着脱ユニット６０’は、上記着脱ユニット６０において、円筒状の上記小径部６１ｂを、外観視四角柱状の小径部６１ｂ’に置換したものである。
小径部６１ｂ’の内部構造は、小径部６１ｂのものと同じである。
この小径部６１ｂ’の四つの平坦状外面のうちの一つの面には、上記着脱ユニット６０と同様にして、球体６４を貫通状に支持する貫通孔６１ｂ１（図４及び図５参照）が設けられる。
この着脱ユニット６０’は、筒部５１’に対し軸方向外側から挿入されて、小径部６１ｂ’をクランク軸２０’内の嵌合筒部（図示せず）に嵌め合わせるとともに、大径部６１ａを筒部５１’内の拡径孔部５１ｃ（図５参照）に嵌め合わせる。なお、クランク軸２０’内の嵌合筒部（図示せず）は、上記嵌合筒部２３（図５参照）を角筒状に形成したものである。
小径部６１ｂ’の内部構造は、小径部６１ｂのものと同じである。
この小径部６１ｂ’の四つの平坦状外面のうちの一つの面には、上記着脱ユニット６０と同様にして、球体６４を貫通状に支持する貫通孔６１ｂ１（図４及び図５参照）が設けられる。
この着脱ユニット６０’は、筒部５１’に対し軸方向外側から挿入されて、小径部６１ｂ’をクランク軸２０’内の嵌合筒部（図示せず）に嵌め合わせるとともに、大径部６１ａを筒部５１’内の拡径孔部５１ｃ（図５参照）に嵌め合わせる。なお、クランク軸２０’内の嵌合筒部（図示せず）は、上記嵌合筒部２３（図５参照）を角筒状に形成したものである。
【0074】
よって、図７及び図８に示す自転車用クランクの着脱構造Ｂによれば、チェーンリング３０’側の係合孔３３と、クランクアーム４０’側の係合凸部４３との嵌り合いにより、チェーンリング３０’に対しクランクアーム４０’を回り止めすることができる。
さらに、クランク軸２０’の略四角柱状の両端部を、それぞれ、クランクアーム４０’とクランクアーム５０’に篏合しているため、これらクランク軸２０’及び両クランクアーム４０’，５０’を、簡素な構造により一体回転可能にすることができる。
そして、この自転車用クランクの着脱構造Ｂは、上記自転車用クランクの着脱構造Ａと同様に、車体フレーム１０に対し、二つのクランクアーム４０，５０を容易に着脱することができる。
さらに、クランク軸２０’の略四角柱状の両端部を、それぞれ、クランクアーム４０’とクランクアーム５０’に篏合しているため、これらクランク軸２０’及び両クランクアーム４０’，５０’を、簡素な構造により一体回転可能にすることができる。
そして、この自転車用クランクの着脱構造Ｂは、上記自転車用クランクの着脱構造Ａと同様に、車体フレーム１０に対し、二つのクランクアーム４０，５０を容易に着脱することができる。
【0075】
なお、図示例の自転車用クランクの着脱構造Ｂでは、小径部６１ｂ’及び球体６４を、径方向の一方側のみに設けたが、他例としては、着脱ユニット６０’をその中心線を軸にして対称な構造にすることで、小径部６１ｂ’、球体６４及び凹部６２ｃ等を、径方向の両側に設けるようにしてもよい。
【0076】
＜その他の変形例＞
上記実施態様によれば、操作部材６２を軸方向内側へ押操作される態様としたが、この操作部材の他例としては、軸方向外側へ引き操作される態様や、軸方向に対する交差方向に押し操作又は引き操作される態様等とすることも可能である。
上記実施態様によれば、操作部材６２を軸方向内側へ押操作される態様としたが、この操作部材の他例としては、軸方向外側へ引き操作される態様や、軸方向に対する交差方向に押し操作又は引き操作される態様等とすることも可能である。
【0077】
また、本発明は上述した実施態様に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0078】
１０：車体フレーム
２０，２０’：クランク軸
２０ａ：嵌脱筒状部
２１：係止部
２２：係脱部
２３：嵌合筒部
２４：メネジ部
３０，３０’：チェーンリング
３２，３２’：係合筒部
３３：係合孔
４０，４０’，５０，５０’：クランクアーム
４１，４１’，５１，５１’：筒部
４１ａ：接続孔
４１ｂ：被係止孔
４３：係合凸部
５１ａ，５１ａ’：被係止孔
６０，６０’：着脱ユニット
６１：本体部材
６２：操作部材
６２ａ：軸状部
６２ｂ：押しボタン部
６２ｃ：凹部
６２ｃ１：当接部
６２ｃ２：収容部
６３：付勢部材
６４：球体
７０：固定ボルト
Ａ，Ｂ：自転車用クランクの着脱構造
２０，２０’：クランク軸
２０ａ：嵌脱筒状部
２１：係止部
２２：係脱部
２３：嵌合筒部
２４：メネジ部
３０，３０’：チェーンリング
３２，３２’：係合筒部
３３：係合孔
４０，４０’，５０，５０’：クランクアーム
４１，４１’，５１，５１’：筒部
４１ａ：接続孔
４１ｂ：被係止孔
４３：係合凸部
５１ａ，５１ａ’：被係止孔
６０，６０’：着脱ユニット
６１：本体部材
６２：操作部材
６２ａ：軸状部
６２ｂ：押しボタン部
６２ｃ：凹部
６２ｃ１：当接部
６２ｃ２：収容部
６３：付勢部材
６４：球体
７０：固定ボルト
Ａ，Ｂ：自転車用クランクの着脱構造
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】