JPS5943190Y2 - gear crank device - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主として自転車に使用するギヤクランク装置、
詳しくは、１対のクランクアームをもつクランクに、環
状のチェンギャを複数本のステにより連結して成るギヤ
クランク装置に関する。[Detailed description of the invention] This invention is a gear crank device mainly used for bicycles.
Specifically, the present invention relates to a gear crank device in which an annular change gear is connected to a crank having a pair of crank arms by a plurality of stems.

通常、前記チェンギャは、外周に多数の歯を周設した環
状とし、該チェンギャを、アダプタを介してクランクに
連結し、ペダルの踏込みによるトルクを、クランクから
ステーを介してチェンギャに伝えるごとく構成している
。Usually, the change gear has a ring shape with a large number of teeth around its outer periphery, and is connected to the crank via an adapter so that the torque caused by pressing the pedal is transmitted from the crank to the change gear via the stay. ing.

所で、以上の構成において、前記アダプターは、前記チ
ェンジギヤの周方向にはマ等間隔な間隔を有する５本の
ステーをもっており、これらステーによりトルクによる
チェンジギヤの破損をなくするごとく成している。In the above configuration, the adapter has five stays spaced at equal intervals in the circumferential direction of the change gear, and these stays are designed to prevent damage to the change gear due to torque. There is.

前記ステーの使用数は、その強度上、５本以上とするの
が常識であって、般に５本より少なくして、アダプター
の重量を小さくすることは、強度上できないものと思わ
れていた。It is common knowledge that the number of stays used should be 5 or more due to its strength, and it was generally thought that it was impossible to reduce the weight of the adapter by using fewer than 5 stays. .

このため、アダプターの重量が増大し、ギヤクランク装
置全体の重量も犬となる問題があった。Therefore, there was a problem in that the weight of the adapter increased and the weight of the entire gear crank device also increased.

本考案は以上の点に鑑み考案したもので、ペダルを踏込
んで運転する場合、クランクが一回転する間に、クラン
クアームに作用するトルクは、クランクアームが上死点
近くと下死点近くとに位置するとき最小トルクとなり、
クランクアームが上死点から７００〜９００回転したと
き、はぼ最大トルクとなることに着目し、１対のクラン
クアームをもつクランクに環状°のチェンギャを、２本
１組とする２組のステーにより連結すると共に、前記ｌ
のステーを、前記各クランクアームに対応させて、前記
各クランクアームの駆動回転方向後方側に配設し、前記
各クランクアームが死点を過ぎて、前記各クランクアー
ムに作用するトルクが大きくなる領域で、前記各組のス
テーが、前記死点に位置するごとく成すことにより、ス
テーを４本としてもトルクによるチェンギャの破損を防
ぐことができると共に、ステ一部分の重量を小さくする
ことができるようにしたのである。This invention was devised in consideration of the above points. When driving with the pedal depressed, the torque acting on the crank arm during one revolution of the crank is different when the crank arm is near top dead center and near bottom dead center. The minimum torque is achieved when the position is located at
Focusing on the fact that the maximum torque is reached when the crank arm rotates 700 to 900 times from top dead center, we installed a crank with a pair of crank arms, an annular change gear, and two sets of stays. and the l
a stay corresponding to each of the crank arms is disposed on the rear side in the drive rotation direction of each of the crank arms, and when each of the crank arms passes a dead center, the torque acting on each of the crank arms increases. By configuring each set of stays to be located at the dead center in the area, it is possible to prevent damage to the change gear due to torque even with four stays, and to reduce the weight of a portion of the stay. I made it.

以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

図にしいて、１はクランク軸１１の両端に１対のクラン
クアーム１２，１３を設けたクランクであって、前記ク
ランク軸１１の軸方向一端部外周に多数の凹凸条をもつ
テーパー状の嵌合部１４と、球受面１５ａをもつ径大部
１５とを設けると共に、前記嵌合部１４と径大部１５と
の間に段部１６を設け、また軸方向他端外周に多数の凹
凸条をもつテーパー状の嵌合部１７とねじ部１８とを設
けて、前記嵌合部１４．１７に前記クランクアーム１２
゜１３を挿嵌すると共に、前記ねじ部１８に球受面２ａ
をもつ球押し２を螺着する一方、クランク軸１１の軸端
中心部にねじ孔１９を設け、とのねじ孔１９に螺合する
頭付ボルト１０により前記クランクアーム１２，１３を
クランク軸１１に対し回転不能に固定している。In the figure, reference numeral 1 denotes a crank having a pair of crank arms 12 and 13 at both ends of a crankshaft 11, and a tapered fitting having a number of uneven stripes on the outer periphery of one end in the axial direction of the crankshaft 11. 14 and a large-diameter portion 15 having a ball-receiving surface 15a, a stepped portion 16 is provided between the fitting portion 14 and the large-diameter portion 15, and a large number of uneven lines are provided on the outer periphery of the other end in the axial direction. A tapered fitting part 17 and a threaded part 18 are provided, and the fitting part 14.17 is provided with a tapered fitting part 17 and a threaded part 18.
13, and at the same time insert the ball receiving surface 2a into the threaded portion 18.
At the same time, a screw hole 19 is provided in the center of the shaft end of the crankshaft 11, and the crank arms 12, 13 are connected to the crankshaft 11 by means of a head bolt 10 that is screwed into the screw hole 19. It is fixed so that it cannot rotate.

捷た前記径大部１５外周には、多数の凹凸条１５ｂを形
成して、この凹凸状１５ｂ部分にアダプター３を取付け
ている。A large number of uneven stripes 15b are formed on the outer periphery of the twisted large diameter portion 15, and the adapter 3 is attached to this uneven portion 15b.

このアダプター３は、そのボス部外周に４本のステー４
．５，６．７を取付けて構成するもので、前記各ステー
４〜７を介して環状のチェンギャ８を一体的に連結する
のであって、前記アダプタ３のボス部に、前記凹凸条１
５ｂに嵌合する多数の凹凸条をもった嵌合部３１を設け
て、この嵌合部３１の前記凹凸条１５ｂへの嵌合により
前記アダプター３をクランク軸１１に対し回転不能に結
合すると共に、このアダプター４のボス部を、前記径大
部１５外方の段部１６と嵌合部１４に挿嵌するクランク
アーム１２とで挟着して固定するのである。This adapter 3 has four stays 4 on the outer periphery of its boss part.
．． 5, 6.7 are attached, and an annular change gear 8 is integrally connected via each of the stays 4 to 7.
A fitting part 31 having a large number of concavo-convex strips that fits into the concavo-convex strips 15b is provided, and the adapter 3 is non-rotatably coupled to the crankshaft 11 by fitting the fitting section 31 to the concavo-convex strips 15b. The boss portion of the adapter 4 is clamped and fixed between the stepped portion 16 on the outside of the large diameter portion 15 and the crank arm 12 that is inserted into the fitting portion 14.

そして前記クランクアーム１２，１３の先端に取付けら
れるペダルの踏込みによるトルクを、クランクアーム１
２，１３・クランク軸１ドアダブター３の各ステー４〜
７を介して前記チェンジギヤ８に伝えるのである。Then, the torque generated by depressing the pedal attached to the tips of the crank arms 12 and 13 is applied to the crank arm 1.
2, 13・Each stay 4 of crankshaft 1 door adapter 3
7 to the change gear 8.

しかして、前記アダプター３の各ステー４〜７ば、２本
のステー４，５を１組とし、残り２本のステー６．７を
１組として、これら各組の一チーを、第２何のごとく前
記クランクアーム１２゜１３に対応させて該クランクア
ームの駆動回転方向後方側に配設し、前記各クランクア
ーム１２゜１３と、これらクランクアームに対応する各
組のステー４，５及び６，７で、前記クランクアーム１
２．１３に近い側のステー４，６との角度θ１を、前記
クランクアーム１２，１３の死点０１゜０２に対し４０
″〜６０°にすると共に、前記各組におけるステー４，
５間及び６．７間の角度０゜を、５０°〜７０°にして
、前記クランクアーム１２゜１３が上死点Ｏｔを過ぎて
、クランクアーム１２゜１３に作用するトルクが大きく
なる領域で、踏込側クランクアーム１２又は１３に対応
する１組のステー４，５又は６，７が前記上死点０１に
位置するごとく成すのである。Therefore, each of the stays 4 to 7 of the adapter 3, the two stays 4 and 5 are set as one set, and the remaining two stays 6 and 7 are set as one set, and one team of each of these sets is connected to the second As shown in FIG. , 7, the crank arm 1
2. The angle θ1 with the stays 4, 6 on the side closer to
'' to 60 degrees, and the stays 4,
The angle 0° between 5 and 6.7 is set to 50° to 70° in the region where the crank arm 12° 13 passes the top dead center Ot and the torque acting on the crank arm 12° 13 becomes large. , a set of stays 4, 5 or 6, 7 corresponding to the depression-side crank arm 12 or 13 are positioned at the top dead center 01.

また、前記チェンギャ８は、形成により前記アダプター
３及びステー４〜７と一体に形成するのであって、この
チェンギャ８の前記ステー４〜７との連結部を除く内周
面のうち、前記各クランクアーム１２，１３の死点０１
＋ ０２に対応する位置からクランクアーム１２，１
３の駆動回動方向前方側に２０＝偏位した位置間の内周
面を、各組のステー４，５及び６，７に対応する内周面
より径大に形成して、この径大部分の断面積を、各組の
ステー４，５及び６，７に対応する部分の断面積より小
さくし、チェンギャ８の軽量化を図るのである。Further, the change gear 8 is formed integrally with the adapter 3 and the stays 4 to 7, and the inner circumferential surface of the change gear 8 excluding the connecting portions with the stays 4 to 7 is connected to each of the cranks. Dead center 01 of arms 12 and 13
+ From the position corresponding to 02, crank arm 12,1
The inner circumferential surface between the positions deviated 20=forward in the driving rotation direction of No. 3 is formed to have a larger diameter than the inner circumferential surfaces corresponding to the stays 4, 5 and 6, 7 of each set. The cross-sectional area of the portion is made smaller than the cross-sectional area of the portion corresponding to each set of stays 4, 5 and 6, 7, thereby reducing the weight of the change gear 8.

尚、チェンギャ８の断面積を小さぐする場合、前記した
如くチェンギャの内周面を径大にする他、チェンギャの
幅を小さくしてもよい。When reducing the cross-sectional area of the change gear 8, the width of the change gear may be reduced in addition to increasing the diameter of the inner circumferential surface of the change gear as described above.

尚、第１図において、９はボトムブラケット、９Ｌ ９
２は前記ボトムブラケット９の両端に螺着する椀であっ
て、この椀９Ｌ ９２に設けられる球受面と前記クラン
ク軸１１の球受面１５ａ及び球押し２の球受面２ａとの
間に介装する球体９３により、クランク１をボトムブラ
ケット９に対し回動自由に支持するのである。In addition, in Fig. 1, 9 is the bottom bracket, 9L 9
Reference numeral 2 denotes a bowl that is screwed onto both ends of the bottom bracket 9, and there is an interposed part between the ball receiving surface provided on the bowl 9L 92, the ball receiving surface 15a of the crankshaft 11, and the ball receiving surface 2a of the ball pusher 2. The crank 1 is rotatably supported by the ball 93 mounted on the bottom bracket 9.

本考案は以上の如く構成するもので、ペダルの踏込時、
−吉例クランクアーム１２が上死点０１を過ぎて、該上
死点０１に対し４００〜６（７″回転したとき、クラン
クアーム１２に対応する１組のステー４，５のうち、ク
ランクアーム１２に近い側のステー４が前記上死点０１
に位置し、更に前記クランクアーム１２が駆動回転方向
前方側に回転して、該クランクアーム１２の前記上死点
０１に対する角度が９０°〜１３０°になったとき、こ
のクランクアーム１２に対応する１組のステー４，５の
うち、クランクアーム１２に対し遠ざかる側のステー５
が前記上死点０１に位置するのであり、又他方側クラン
クアーム１３が上死点０１を過ぎて、該上死点０１に対
し４０’〜６０°回転したとき、クランクアーム１３に
対応する１組のステー６゜７のウチ、クランクアーム１
３に近い側のステー６が前記上死点０１に位置し、更に
前記クランクアーム１３が駆動回転方向前方側に回転し
て該クランクアーム１３の前記上死点０１に対する角度
が９０°〜１３００になったとき、このクランファム１
３に対応する１組のステー６．７のうち、クランクアー
ム１３に対し遠ざかる側のステー７が前記上死点０１に
位置するのである。The present invention is constructed as described above, and when the pedal is depressed,
- Good example When the crank arm 12 passes the top dead center 01 and rotates 400 to 6 (7 inches) with respect to the top dead center 01, the crank arm 12 of the set of stays 4 and 5 corresponding to the crank arm 12 The stay 4 on the side closer to the top dead center 01
When the crank arm 12 further rotates forward in the driving rotation direction and the angle of the crank arm 12 with respect to the top dead center 01 becomes 90° to 130°, the crank arm 12 corresponds to Of a pair of stays 4 and 5, the stay 5 on the side that is away from the crank arm 12
is located at the top dead center 01, and when the other side crank arm 13 passes the top dead center 01 and rotates 40' to 60 degrees with respect to the top dead center 01, 1 corresponding to the crank arm 13 Set of stays 6°7, crank arm 1
3 is located at the top dead center 01, and the crank arm 13 further rotates forward in the driving rotation direction, so that the angle of the crank arm 13 with respect to the top dead center 01 becomes 90° to 1300°. When this happens, this clan fam 1
Of the set of stays 6.7 corresponding to No. 3, the stay 7 on the side farther away from the crank arm 13 is located at the top dead center 01.

従って本考案によれば、クランクアーム１２゜１３に作
用するトルクが大きくなる領域に耘いて、２本１組のス
テー４，５又は６，７を必らず前記上死点近くに位置さ
せて、クランクアーム１２゜１３に作用するトルクが大
きくなる領域のトルクを、上死点近くに位置する２本１
組のステー４゜５又は６，７を介してチェンギャ８に作
用させることができるから、前記ステー４〜７を４本と
しても、ステー４〜７で支持されていないチェンギャ８
の非支持部分がトルクにより破損するのを確実に防ぐこ
とができるのであり、またステーを４本にできるから、
このステ一部分を大幅に軽量化できるのである。Therefore, according to the present invention, the two stays 4, 5 or 6, 7 are necessarily positioned near the top dead center in the region where the torque acting on the crank arms 12, 13 is large. , the torque in the region where the torque acting on the crank arm 12°13 becomes large is determined by the two shafts 1 located near the top dead center.
Since it can act on the change gear 8 through the set of stays 4.5 or 6 and 7, even if there are four stays 4 to 7, the change gear 8 that is not supported by the stays 4 to 7
It is possible to reliably prevent the non-supported parts of the bracket from being damaged by torque, and the number of stays can be reduced to four.
This part can be significantly reduced in weight.

以上の如く本考案は、１対のクランクアームをもつクラ
ンクに環状のチェンギャを、２本１組とする２組のステ
ーにより連結すると共に、前記各組のステーを、前記各
クランクアームに対応させて、前記各クランクアームの
、駆動回転方向後方側に配設し、前記各クランクアーム
が死点を過ぎて、前記各クランクアームに作用するトル
クが大きくなる領域で、前記各組のステーが、前記死点
に位置するごとく威したから、クランクアームに作用す
るトルクが犬きくなる領域のトルクを、上死点に位置す
る２本１組のステーを介してチェン゛ギヤに作用させる
ことができるのである。As described above, in the present invention, an annular change gear is connected to a crank having a pair of crank arms by two sets of stays, and each set of stays is made to correspond to each crank arm. The stays of each set are arranged on the rear side of each of the crank arms in the driving rotation direction, and in a region where the torque acting on each of the crank arms increases after each of the crank arms passes the dead center, Since the crank arm is positioned at the dead center, the torque in the region where the torque acting on the crank arm becomes strong can be applied to the chain gear via the set of two stays located at the top dead center. It is.

従って、ステ１４本としても、トルクによるチェンギャ
の破損を確実に防ぐことができるのである。Therefore, even with 14 stays, damage to the change gear due to torque can be reliably prevented.

しかもステーによるチェンギャの支持強度を低下させる
ことなく、ステーを４本にできるから、５本のステーを
用いていた従来のものに比較してステ一部分の重量を大
幅に小さくでき、ギヤクランク装置全体の重量も小さく
できるのである。Moreover, since the number of stays can be reduced to four without reducing the support strength of the change gear by the stay, the weight of the stay part can be significantly reduced compared to the conventional system that uses five stays, and the weight of the entire gear crank device can be reduced significantly. The weight can also be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本考案の実施例を示す一部切欠正面図、第２図
は同じく側面図、第３図は第２図■−■線拡犬断面図、
第４図は第２図Ｉ’ｌＩＶ線拡大断面図、第５図はクラ
ンクアームの回転角と該アームに作用するトルクとの関
係を示す説明図である。 １°°°″°゛クランク、１２．１３・・・・・・クラ
ンファム、４，５，６．７・・・・・・ステー ８・・
・・・・チェンギャ、０１，０２・・・・・・死点。Fig. 1 is a partially cutaway front view showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a side view, and Fig. 3 is an enlarged sectional view taken along the line ■-■ in Fig. 2.
FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along the line I'lIV in FIG. 2, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the rotation angle of the crank arm and the torque acting on the arm. 1°°°″°゛Crank, 12.13... Clan fam, 4, 5, 6.7... Stay 8...
...Chengya, 01, 02... Dead center.

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] （１）１対のクランクアームをもつクランクに環状のチ
ェンギャを、２本１組とする２組のステーにより連結す
ると共に、前記各組のステーを、前記各クランクアーム
に対応させて、前記各クランクアームの駆動回転方向後
方側に配設し、前記各クランクアームが死点を過ぎて、
前記各クランクアームに作用するトルクが大きくなる領
域で、前記各組のステーが、前記死点に位置するごとく
成したことを特徴とするギヤクランク装置。(1) An annular change gear is connected to a crank having a pair of crank arms by two sets of stays, and the stays of each set are made to correspond to each of the crank arms. Disposed on the rear side in the driving rotation direction of the crank arm, when each crank arm passes the dead center,
A gear crank device characterized in that each set of stays is positioned at the dead center in a region where the torque acting on each crank arm becomes large. （２） 各クランクアームと、これら各クランファム
に対応する各組のステーで、前記各クランクアームに近
接するステーとの角度が、前記各クランクアームの死点
に対し４００〜６０であることを特徴とする実用新案登
録請求の範囲第１項記載のギヤクランク装置。(2) In each set of stays corresponding to each crank arm and each crank arm, the angle between each crank arm and the stay adjacent to each crank arm is 400 to 60 with respect to the dead center of each crank arm. A gear crank device according to claim 1 of the utility model registration claim. （３）各組におけるステー間の角度が５０°−７００で
あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項又
は第２項記載のギヤクランク装置。(3) The gear crank device according to claim 1 or 2, wherein the angle between the stays in each set is 50°-700°.