特許 7592231 自転車・三輪車・オートバイにおける駆動体の回転体への取付装置

(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】2024-11-22

(45)【発行日】2024-12-02

(54)【発明の名称】自転車・三輪車・オートバイにおける駆動体の回転体への取付装置

(51)【国際特許分類】

   B62M 3/00 20060101AFI20241125BHJP

【ＦＩ】

B62M3/00 D

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023021189

(22)【出願日】2023-01-27

(65)【公開番号】P2024106937

(43)【公開日】2024-08-08

【審査請求日】2023-01-27

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306021055

【氏名又は名称】関 明

(72)【発明者】

【氏名】関 明

【審査官】渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第５９３４１５５（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００９８４８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第５５８６４７２（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００８６９４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第４１７１８２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３０６２８８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２４７７１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００５５２８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第２２２８２９２（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｍ ３／００

Ｂ６２Ｍ ３／０８

Ｆ１６Ｂ ９／０２

Ｆ１６Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自転車、三輪車に設けられた軸受を介して回転可能に支持される回転体の少なくとも一端には係合軸部が形成され、前記係合軸部に係合される第１の取付穴が一端に形成され前記係合軸部に係合された駆動体を使用者が足又は手で回転させる自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であって、前記係合軸部は、前記回転体に形成された平面部と前記平面部以外の面である曲面部とで構成されており、前記平面部の面に接触して前記回転体を面圧締結する面圧締結手段を前記駆動体に設けるとともに、前記係合軸部の前記曲面部の面に接触して前記回転体を線圧締結する線圧締結手段を前記駆動体に設けた自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であって、前記面圧締結手段は、円柱状で外周胴にねじ部が形成され、前記面圧締結手段の本体の中心線と前記ねじ部の中心線とは同心とし、前記ねじ部のねじ込み方向側に断面円形の貫通孔が形成されるとともに、前記ねじ部のねじ込み方向側の反対側に工具が装着される工具装着部が形成されたねじ本体と、前記貫通孔に抜け止めされた状態で回動自在に装着され、前記係合軸部の前記平面部を押圧する押圧手段と、前記ねじ本体と対向した位置であって前記ねじ本体のねじ込み方向側の端面と前記押圧手段の先端に設けられた膨大部との間における前記押圧手段の軸部に挿入されて前記押圧手段を前記ねじ本体から離れる方向に付勢する付勢ばねとを備え、前記線圧締結手段は、円柱状で外周胴にねじ部が形成され、前記線圧締結手段の本体の中心線と前記ねじ部の中心線とは同心とし、前記ねじ部のねじ込み方向側に断面円形の貫通孔が形成されるとともに、前記ねじ部のねじ込み方向側の反対側に工具が装着される工具装着部が形成されたねじ本体と、前記貫通孔に抜け止めされた状態で回動自在に装着され、前記係合軸部の前記曲面部を押圧する押圧手段と、前記ねじ本体と対向した位置であって前記ねじ本体のねじ込み方向側の端面と前記押圧手段の先端に設けられた膨大部との間における前記押圧手段の軸部に挿入されて前記押圧手段を前記ねじ本体から離れる方向に付勢する付勢ばねとを備えている自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であり、前記係合軸部の前記曲面部に接触して前記回転体を線圧締結する線圧締結手段を前記面圧締結手段に対して１２０度の角度を付けた線上にそれぞれ離して前記駆動体に設けていることを特徴とする自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置。

【請求項2】

前記回転体は、自転車フレームの下部に形成されたボトムブラケットシェルに挿通され、前記ボトムブラケットシェルに対して軸受を介して回転可能に支持されるものであり、前記回転体の両側には係合軸部が形成され、前記係合軸部にはそれぞれ左右の駆動体の基部に形成された取付穴が係合される自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であって、前記係合軸部は、前記回転体の両側に１８０度位置をずらせて平面部を形成することで構成されている請求項１に記載の自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自転車・三輪車・オートバイにおける駆動体の回転体への取付装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から一般に知られている自転車は、フレームを挟んで左右に配設されたクランクに取付けられたペダルを下方に踏み込んでクランクとともにクランク軸を回転させ、車輪に伝達して前進させる構造になっている。
又、三輪車は、前記自転車と同様に、フレームを挟んで左右に配設されたクランクに取付けられたペダルを下方に踏み込んでクランクとともにクランク軸を回転させ、車輪に伝達して前進させる構造になっている。
又、オートバイのキックスタートは、人力でエンジンをかけるときに人力でキックペダルを踏みこむことによりクランクシャフトが回ってエンジンがかかるものが知られている。

【0003】

特許文献１に示すものは、自転車のチェーンリングに関するものであり、クランク軸両端の係合軸部にクランクの基部が固定されている。クランクの基部にはクランク軸の係合軸部に嵌合する取付穴が形成されており、取付穴を係合軸部に嵌合させた状態で係合軸部先端方向から係合軸部前端に形成された雄ネジ部に対してナットを螺号させ、係合軸部に対してクランクの基部を締結するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－６７３７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の自転車のチェーンリングは、クランクを固定するためのナットは、時計回り方向に回すことで締められていく順ねじとなっており、フレームの進行方向を向いて左側に配設されるクランク用のナットの締結状態がクランクの回転に伴って緩んでしまうという問題点があり、フレームの進行方向を向いて右側に配設されるクランク用のナットの締結状態がクランクの回転に伴って強固に締結してしまい外すのに大きな労力が必要となるという問題点があった。
又、自転車のペダルは、クランクに固定するためのボルトは、時計回り方向に回すことで締められていく順ねじとなっており、フレームの進行方向を向いて左側に配設されるペダル用のボルトの締結状態がペダルの回転に伴って緩んでしまうという問題点があり、フレームの進行方向を向いて右側に配設されるペダル用のボルトの締結状態がペダルの回転に伴って強固に締結してしまい外すのに大きな労力が必要となるという問題点があった。
又、前記クランク軸は、自転車フレームの下部に形成されたボトムブラケットシェルに挿通され、前記ボトムブラケットシェルに対して軸受を複雑な構造を介して回転可能に支持されるとともに、前記クランク軸に前記クランクが複雑な構造を介して取付けられたものであり、組立性が悪く作業性が悪いという問題点があった。
又、三輪車及びオートバイにあっても、駆動体の回転体への取付装置は、同様に複雑な構造になっており、組立性が悪く作業性が悪いという問題点があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置は、自転車、三輪車に設けられた軸受を介して回転可能に支持される回転体の少なくとも一端には係合軸部が形成され、前記係合軸部に係合される第１の取付穴が一端に形成され前記係合軸部に係合された駆動体を使用者が足又は手で回転させる自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であって、前記係合軸部は、前記回転体に形成された平面部と前記平面部以外の面である曲面部とで構成されており、前記平面部の面に接触して前記回転体を面圧締結する面圧締結手段を前記駆動体に設けるとともに、前記係合軸部の前記曲面部の面に接触して前記回転体を線圧締結する線圧締結手段を前記駆動体に設けた自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であって、前記面圧締結手段は、円柱状で外周胴にねじ部が形成され、前記面圧締結手段の本体の中心線と前記ねじ部の中心線とは同心とし、前記ねじ部のねじ込み方向側に断面円形の貫通孔が形成されるとともに、前記ねじ部のねじ込み方向側の反対側に工具が装着される工具装着部が形成されたねじ本体と、前記貫通孔に抜け止めされた状態で回動自在に装着され、前記係合軸部の前記平面部を押圧する押圧手段と、前記ねじ本体と対向した位置であって前記ねじ本体のねじ込み方向側の端面と前記押圧手段の先端に設けられた膨大部との間における前記押圧手段の軸部に挿入されて前記押圧手段を前記ねじ本体から離れる方向に付勢する付勢ばねとを備え、前記線圧締結手段は、円柱状で外周胴にねじ部が形成され、前記線圧締結手段の本体の中心線と前記ねじ部の中心線とは同心とし、前記ねじ部のねじ込み方向側に断面円形の貫通孔が形成されるとともに、前記ねじ部のねじ込み方向側の反対側に工具が装着される工具装着部が形成されたねじ本体と、前記貫通孔に抜け止めされた状態で回動自在に装着され、前記係合軸部の前記曲面部を押圧する押圧手段と、前記ねじ本体と対向した位置であって前記ねじ本体のねじ込み方向側の端面と前記押圧手段の先端に設けられた膨大部との間における前記押圧手段の軸部に挿入されて前記押圧手段を前記ねじ本体から離れる方向に付勢する付勢ばねとを備えている自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であり、前記係合軸部の前記曲面部に接触して前記回転体を線圧締結する線圧締結手段を前記面圧締結手段に対して１２０度の角度を付けた線上にそれぞれ離して前記駆動体に設けていることを特徴とする。
又、本発明にあっては、前記回転体は、自転車フレームの下部に形成されたボトムブラケットシェルに挿通され、前記ボトムブラケットシェルに対して軸受を介して回転可能に支持されるものであり、前記回転体の両側には係合軸部が形成され、前記係合軸部にはそれぞれ左右の駆動体の基部に形成された取付穴が係合される自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であって、前記係合軸部は、前記回転体の両側に１８０度位置をずらせて平面部を形成することで構成されており、前記平面部の面に接触して前記回転体を面圧締結する面圧締結手段を前記駆動体に設けるのが望ましい。

【発明の効果】

【0007】

本発明の自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置は、自転車、三輪車に設けられた軸受を介して回転可能に支持される回転体の少なくとも一端には係合軸部が形成され、前記係合軸部に係合される第１の取付穴が一端に形成され前記係合軸部に係合された駆動体を使用者が足又は手で回転させる自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であって、前記係合軸部は、前記回転体に形成された平面部と前記平面部以外の面である曲面部とで構成されており、前記平面部の面に接触して前記回転体を面圧締結する面圧締結手段を前記駆動体に設けるとともに、前記係合軸部の前記曲面部の面に接触して前記回転体を線圧締結する線圧締結手段を前記駆動体に設けた自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であって、前記面圧締結手段は、円柱状で外周胴にねじ部が形成され、前記面圧締結手段の本体の中心線と前記ねじ部の中心線とは同心とし、前記ねじ部のねじ込み方向側に断面円形の貫通孔が形成されるとともに、前記ねじ部のねじ込み方向側の反対側に工具が装着される工具装着部が形成されたねじ本体と、前記貫通孔に抜け止めされた状態で回動自在に装着され、前記係合軸部の前記平面部を押圧する押圧手段と、前記ねじ本体と対向した位置であって前記ねじ本体のねじ込み方向側の端面と前記押圧手段の先端に設けられた膨大部との間における前記押圧手段の軸部に挿入されて前記押圧手段を前記ねじ本体から離れる方向に付勢する付勢ばねとを備え、前記線圧締結手段は、円柱状で外周胴にねじ部が形成され、前記線圧締結手段の本体の中心線と前記ねじ部の中心線とは同心とし、前記ねじ部のねじ込み方向側に断面円形の貫通孔が形成されるとともに、前記ねじ部のねじ込み方向側の反対側に工具が装着される工具装着部が形成されたねじ本体と、前記貫通孔に抜け止めされた状態で回動自在に装着され、前記係合軸部の前記曲面部を押圧する押圧手段と、前記ねじ本体と対向した位置であって前記ねじ本体のねじ込み方向側の端面と前記押圧手段の先端に設けられた膨大部との間における前記押圧手段の軸部に挿入されて前記押圧手段を前記ねじ本体から離れる方向に付勢する付勢ばねとを備えている自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であり、前記係合軸部の前記曲面部に接触して前記回転体を線圧締結する線圧締結手段を前記面圧締結手段に対して１２０度の角度を付けた線上にそれぞれ離して前記駆動体に設けていることを特徴とするものであるから、面圧締結手段を用いて駆動体を回転体に確実に取付けることができ、使用中に緩んだりすることが無いという効果があり、更に、構造が簡単であり、組立性が良く作業性も良いという効果がある。更に、前記駆動体への前記回転体の締結が安定するとともに確実性が高まるという効果がある。
また、請求項２のように、前記回転体は、自転車フレームの下部に形成されたボトムブラケットシェルに挿通され、前記ボトムブラケットシェルに対して軸受を介して回転可能に支持されるものであり、前記回転体の両側には係合軸部が形成され、前記係合軸部にはそれぞれ左右の駆動体の基部に形成された取付穴が係合される自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置であって、前記係合軸部は、前記回転体の両側に１８０度位置をずらせて平面部を形成することで構成されており、前記平面部の面に接触して前記回転体を面圧締結する面圧締結手段を前記駆動体に設けているものは、フレームの進行方向を向いて左側に配設されるクランク用のナットの締結状態がクランクの回転に伴って緩んでしまうということが無いとともに、フレームの進行方向を向いて右側に配設されるクランク用のナットの締結状態がクランクの回転に伴って強固に締結することが無く、外すのに大きな労力を必要としないという効果がある。更に、前記係合軸部は、前記クランク軸の両側に１８０度位置をずらせて平面部を形成することで構成されており、左右のクランクに均一に脚力がかかることになり、スムースにクランクを回転させることが出来るとともに偏った力がクランクに加わることが無く、安定した動作を行うことが出来るという効果がある。更に、構造が簡単であり、組立性が良く作業性も良いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置を自転車に組み込んだ概略図である。

【図2】同上の自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置を分解した要部断面図である。

【図3】同上の自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置の正面図である。

【図4】同上の自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置の断面図である。

【図5】同上の自転車又は三輪車における駆動体の回転体への取付装置の面圧締結手段・線圧締結手段の断面図である。

【発明を実施する為の形態】

【0009】

以下、図１乃至図５を参照して本発明の自転車・三輪車・オートバイにおける駆動体の回転体への取付装置を説明する。

【実施例】

【0010】

本発明の自転車・三輪車・オートバイにおける駆動体の回転体への取付装置１は、自転車フレーム２の下部に形成されたボトムブラケットシェル３に挿通され、ボトムブラケットシェル３に対して軸受４を介して回転可能に支持されるクランク軸５（回転体）の両側には係合軸部６が形成され、係合軸部６にはそれぞれ左右のクランク７（駆動体）の一端に形成された第１の取付穴８がクランク７の回転力を伝達可能に嵌合される自転車の回転部の取付装置であって、係合軸部６は、クランク軸５の両側に１８０度位置をずらせて平面部９を形成することで構成されており、平面部９の面に接触してクランク軸５を面圧締結する面圧締結手段１０をクランク７にそれぞれ設けている。図１においては、左側がクランク軸５の下側に平面部９が配設され、右側がクランク軸５の上側に平面部９が配設されることで、１８０度位置をずらせて平面部９が形成されている。スプロケット１１は、クランク軸５にネジで固定されている。ナット１２は、ボトムブラケットシェル３からクランク軸５が脱落しないように設けられており、クランク軸５に形成された雄ネジに螺合されており、構造が簡単になっている。

【0011】

クランク軸５の係合軸部６の平面部９に接触してクランク軸５を面圧締結する面圧締結手段１０をクランク７に設けるとともに、係合軸部６の曲面部１３に接触してクランク軸５を線圧締結する線圧締結手段１４を面圧締結手段１０に対して半径方向１２０度の角度でそれぞれ離して前記クランク７に設けており、３方向から最適な力でクランク軸５を締結している。

【0012】

係合軸部６は、直径が２５ミリメートルのクランク軸５の両端を直径が２０ミリメートルに細くした細径部１５に幅が１０ミリメートル、深さが２ミリメートルの平面部９が形成されているが、自転車を使用される使用者の脚力に応じて深さが異なるものを使用しても構わないものである。

【0013】

係合軸部６は、クランク軸５の両側に１８０度位置をずらせて平面部９を形成することで構成されている。

【0014】

本発明の自転車のペダルの取付装置１６は、図２に示すように、クランク７の他端に形成された第２の取付穴８には一端に係合軸部１９が形成されたペダル軸１８が取付けられており、ペダル軸１８の他端には軸受１７を介してペダル２０が回動自在に取り付けられている。係合軸部１９はペダル軸１８に平面部２１を形成することで構成されており、係合軸部１９は平面部２１と平面部２１以外の面である曲面部２２とで構成されている。平面部２１の面に接触してペダル軸１８を面圧締結する面圧締結手段１０をクランク７にそれぞれ設けるようになっている。

【0015】

ペダル軸１８の係合軸部１９の平面部２１に接触してペダル軸１８を面圧締結する面圧締結手段１０をクランク７に設けるとともに、係合軸部１９の曲面部２２に接触してペダル軸１８を線圧締結する線圧締結手段１４をクランク７に設けている。

【0016】

係合軸部１９は、直径が１０ミリメートルのペダル軸１８の一端に幅が１０ミリメートル、深さが２ミリメートルの平面部２１が形成されているが、自転車を使用される使用者の脚力に応じて深さが異なるものを使用しても構わないものである。

【0017】

面圧締結手段１０は、クランク７の長手方向の両端部に設けられており、効率よく押圧することができるものであり、無負荷時は空転し、ねじ部２３を締めることで負荷（加圧）がかかると、押圧手段２７は、締結物に接触して回転は停止し、締結物は動かず、傷を付けずに付勢ばね３０は圧縮して緩むことは無く締結するものである。

【0018】

面圧締結手段１０は、円柱状で外周胴にねじ部２３が形成され、本体の中心線と同心とし、ねじ部２３のねじ込み方向側に断面円形の貫通孔２４が形成されるとともに、ねじ部２３のねじ込み方向側の反対側に工具が装着される工具装着部２５が形成されたねじ本体２６と、貫通孔２４に抜け止めされた状態で回動自在に装着され、係合軸部６の平面部９又は係合軸部１９の平面部２１を押圧する押圧手段２７と、ねじ本体２６との対向した位置であってねじ本体２６のねじ込み方向側の端面と押圧手段２７の先端に設けられた膨大部２８との間における押圧手段２７の軸部２９に挿入されて押圧手段２７をねじ本体２６から離れる方向に付勢する付勢ばね３０とを備えている。面圧締結手段１０は、付勢ばね３０を備えたもので説明したが付勢ばね３０を備えていないものでも構わないものである。面圧締結手段１０のねじ本体２６から押圧手段２７は抜けず無負荷時は空転するものであり、係合軸部１９の平面部２１に対して加圧すると押圧手段２７は空転せずに付勢ばね３０を圧縮して面圧締結手段１０は緩みにくくなるとともに、クランク軸５及びペダル軸１８からなる回転体は動きにくく傷が付くことなく締結され、押圧手段２７も傷が付かないものである。

【0019】

面圧締結手段１０は、押圧手段２７を付勢する付勢ばね３０付きボルトであって、ねじ本体２６のねじ込み方向側の先端から後端に亘って外周胴にねじ部２３を形成し、工具装着部２５を貫通孔２４よりも大きな断面積の凹状に形成し、押圧手段２７の後端に設けられた抜け止め部３１は工具装着部内に位置させるとともに、工具装着部２４に装着される工具は抜け止め部３１の後方に装着され、且つ、押圧手段２７の膨大部２８及び付勢ばね３０のねじ本体２６の中心線に対し直交する方向の断面はねじ本体２６の中心線に対し直交する断面の領域内に位置する断面に設定されている。ねじ本体２６と押圧手段２７とは、ねじ本体２６を所定温度に加熱してねじ本体２６を膨張させ、膨張した貫通孔２４に押圧手段２７の抜け止め部３１を挿入し、空冷することにより、ねじ本体２６の貫通孔２４に抜け止めされた状態で回動自在に装着されている。面圧締結手段１０は、クランク軸５の係合軸部６の平面部９及びペダル軸１８の係合軸部１９の平面部２１を押圧するように設けられており、クランク軸５及びペダル軸１８に対して押圧手段２７の軸心方向のズレ（バラツキ）を±０．０３ミリメートル以内に合わせ、クランク軸５及びペダル軸１８の平面部９，２１を加圧すると、押圧手段２７の端面はクランク軸５及びペダル軸１８と「面圧クラッチ」になり、締結するものである。

【0020】

線圧締結手段１４は、面圧締結手段１０と同一仕様になっており、面圧締結手段１０に対し、１２０度離した位置に設けられており、最適な押圧方向となっている。線圧締結手段１４は、クランク軸５の係合軸部６の曲面部１３及びペダル軸１８の係合軸部１９の曲面部２２を押圧するように設けられており、クランク軸５及びペダル軸１８に対して押圧手段２７の軸心方向のズレ（バラツキ）を±０．０３ミリメートル以内に合わせ、クランク軸５及びペダル軸１８の円柱頂点の曲面部１３，２２を加圧すると、押圧手段２７の端面はクランク軸５及びペダル軸１８と「線圧クラッチ」になり、クランク軸５及びペダル軸１８を回転させ、過負荷が発生して空転してもクランク軸５及びペダル軸１８は折損しないとともに傷が付かないものである。クランク７の長手方向の両端部には、面圧締結手段１０を締結するネジ部３２が第１の取付穴８及び第２の取付穴８の中心に向かって第１の取付穴８及び第２の取付穴８まで貫通して形成されている。面圧締結手段１０に対し、１２０度離した位置には、線圧締結手段１４を締結するネジ部３３が第１の取付穴８及び第２の取付穴８の中心に向かって第１の取付穴８及び第２の取付穴８まで貫通して形成されている。

【符号の説明】

【0021】

１ 自転車の回転部の取付装置
２ 自転車フレーム
３ ボトムブラケットシェル
４ 軸受
５ クランク軸
６ 係合軸部
７ クランク
８ 取付穴
９ 平面部
１０ 面圧締結手段
１３ 曲面部
１４ 線圧締結手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】