JPH0343119B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、チエーン駆動自転車に代表的に使用
されるような自転車用スプロケツト駆動組立体に
関する。この組立体はペダルを取付ける左右のク
ランクアームと、これらクランクアームを連結す
るクランクシヤフト（或いは一体構造のこれらの
要素の単一結合体）と、自転車の前スプロケツト
即ち駆動スプロケツトとから成る。クランクアー
ム・クランクシヤフト結合体がこの前スプロケツ
トに係合して、ペダルに加えられる力でこの前ス
プロケツトが駆動される。

特に、この発明はクランクアーム・クランクシ
ヤフト結合体（以後クランクと称する）と前スプ
ロケツト或いは駆動スプロケツトとの間の駆動係
合を提供する構造体に関する。

クランクで前スプロケツトを駆動するのにこれ
まで使用されている構造は、 １ 1967年10月17日にアルフレツド・スンに付与
された米国特許第3347112号に記載されている
ように、断面が多角形のスプライン形状或いは
非回転形状を有する取付部分の使用、 ２ 1968年４月16日にアルフレツド・スンに付与
された米国特許第3377883号に記載されている
ように、スプラインが半径方向に延びてスプロ
ケツトの孔あきリムに係合するように曲げられ
た歯であるマルチスプライン構造の使用、 ３ 1971年９月28日にアルフレツド・スンに付与
された米国特許第3608184号に記載されている
ように、クランクアームに溶接されたタグピン
の使用、 ４ 1975年９月23日にアルフレツド・スンに付与
された米国特許第3906811号に記載されている
ように、スプロケツトを圧嵌めするクランクシ
ヤフトの刻目付端部使用、及び ５ 1984年11月19日に出願され、本出願の譲渡人
に譲受された米国特許出願第672981号に記載さ
れているように、スプロケツトが当接する肩部
にスプラインを常温成形し、これらスプライン
がスプロケツト取付孔の内周に歯として形成さ
れた噛み合いスプラインに係合するようにした
マルチスプライン構造の使用、 を含んでいる。

スプロケツトの中心又はハブでクランクとスプ
ロケツトとの間に係合を伴うようなクランクでス
プロケツトを駆動するためのこれら先行技術の方
法はすべて、スプロケツトの同形ハブ又はスプロ
ケツトの中心取付孔と合うことによつて、スプロ
ケツトに非回転的に係合する形状をクランク係合
領域用に使用している。これらの先行技術方法で
は、全て、スプロケツトの中心孔の周わりの材料
の破損による駆動部の早期破損の可能性に問題が
ある。例えば、噛み合うスプロケツト構造を使用
するスプロケツト組立体のスプラインは、大きな
駆動力をペダルに加えるとき長期間の使用後、ス
プロケツトから引き裂かれる傾向があることがわ
かつている。このような破損は、スプロケツトの
スプライン構造の高応力領域における疲れ破損の
特徴である。

材料の破損に関する問題に加えて、先行技術の
構造は、一般的に、製造の容易性と経済性にとつ
て望まれるよりももつと厳密な公差と組立中注意
深い整列を必要とした。

本発明の目的は、疲れ破損を受けないことによ
つて先行技術の構造よりも耐久力のあるスプロケ
ツト駆動構造を提供することにある。

本発明の他の目的は、優れた耐久性とともに、
製造の容易性と経済性を高めるスプロケツト駆動
構造を提供することにある。

発明の概要 本発明の目的は、多数のスプラインを有するク
ランクと噛み合い凹み又は溝を表面に有するスプ
ロケツトとを組合せることによつて達成される。
これらのスプライン及び半径方向の噛み合い溝
は、好ましくはテーパ駆動面を有している。例え
ば型打ち工程によりスプロケツトの表面にテーパ
溝を常温成形することによつて、スプロケツトか
らの材料の除去が回避され、スプロケツトの溝の
背面は、これら溝がスプロケツトの残部から変位
しているため、スプロケツトの主部分と当接支持
コーンとの間の間隔を決定することによつて駆動
スプロケツトと自転車の後スプロケツト即ち被駆
動スプロケツトとの好ましい整列をつくるのに役
立つ。

以下の図に本発明を示し、同一参照番号は同一
部分を示している。

好ましい実施例の説明 第１図に、クランクシヤフト１０ｃ（第２図）
によつて連結され、かつ、スプロケツト１２と駆
動係合状態にあるように構成されたクランクアー
ム１０ａ，１０ｂをもつ単一の即ち一体のクラン
ク１０を示す。クランクはスプロケツトを適切に
取付けたときに、スプロケツトを保持するのに役
立つフランジ１４を有し、スプロケツトの表面は
フランジと当接関係にあり、スプロケツトの中心
孔又はスプロケツトのハブはカラー１６に取付け
られる。クランクとスプロケツトとの間のこの関
係は、ねじジヤーナル２０に支持コーンとして働
くように形造られたナツト１８を締付けることに
よつて維持され、ナツトはスプロケツトをフラン
ジ１４に押しつける。

第１図に示す、クランクとスプロケツトとの駆
動係合は、クランクのスプライン或いは歯２２と
スプロケツトの溝２４との係合によつて行なわれ
る。クランクのスプラインは、その側壁２２ａ，
２２ｂに沿つて、即ち本質的にスプラインの半径
方向面或いは駆動面である面に沿つてテーパして
いるものとして示してある。これらのクランクの
スプラインは噛み合い凹み又は溝２４に密接に係
合するように設計され、この凹み又は溝２４は代
表的にはスプロケツトの表面に、例えば、プレス
或いは型打ちによつて常温成形することができ
る。第１図で溝２４の背面を全て見ることができ
る。これらの背面はスプロケツトの残部と平行で
あるが、溝を形成するプレス操作又は型打ち操作
によつて変位している。

クランクとスプロケツトとの組立にあたり、支
持コーン１８をジヤーナル２０に螺合してスプロ
ケツトに対して締付けることによつて支持コーン
１８は溝の背面に当り、スプロケツトをクランク
と駆動係合状態に維持する。かくして溝の背面は
支持コーンとスプロケツトの主部との間の間隔を
決定するのに役立ち、これにより駆動スプロケツ
トと、通常自転車の後輪に取付けた被駆動スプロ
ケツトとの間の整列を決定する。もちろんこれら
スプロケツトの正しい整列は、円滑なチエーン作
動に必要であり、通常は、組立中にスプロケツト
と支持コーンとの間に位置決めした別の間隔座金
によつて行なわれる。本発明では、間隔座金を省
略することができ、かくして組立作業を簡単化す
る。

第２図は、クランクだけの側面図であり、スプ
ライン２２の形状、及びそれらのテーパ面２２
ａ，２２ｂ、並びにフランジ１４から突出したス
プライン２２を明確に示している。

第３図には、スプラインの噛み合いテーパ側部
が係合する溝のテーパ側部を図示するために、溝
の長さ寸法に沿つた溝の形状が一層詳細に示して
ある。スプライン及び溝は、好ましくは、当接支
持コーンをスプロケツトに対して締付けるとき
に、スプラインが溝にしまり嵌めし、クランクと
スプロケツトとの間に全く遊びがないような寸法
である。スプラインの駆動面２２ａ，２２ｂのテ
ーパ及び溝の同様な面のテーパ（第４図に最も良
く示す）は、好ましくは２〜15度の範囲である。
このテーパはスプラインと溝との間のカム作用の
傾向を最小にするために、小さく保たれる。当業
者に明らかなように、スプラインと溝は、ナツト
１８を締付けたときにスプラインが溝の底に当な
らないような寸法であつても良い。しかしなが
ら、しまり嵌めが保証されるのが良く、ナツトの
締付がスプロケツトの“オイル詰め”を生じさせ
ないことを確実にする必要がある。

以上の説明から明らかなように、本発明は、疲
れ破損或いは他の応力に関係した破損を受けず、
しかも製造中組立が容易であるクランク・スプロ
ケツト組立体を提供する。材料破損の減少は、ク
ランクとスプロケツトとの間の非回転結合に使用
される形状に関係するばかりではなく、駆動がス
プロケツトのハブを介して行なわれるような全て
の先行技術の構造において必要とされるように、
これらの形状をつくる方法がスプロケツトの中央
取付孔からの材料の除去を必要としないという事
実にも関係するものと考えられる。組立の容易さ
は、上述した間隔座金の省略によるばかりではな
く、組立中２つの部品の整列を容易にするような
スプロケツトおよび溝のテーパにより、スプロケ
ツトとクランクとの噛み合せを容易にするためで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の新規な結合を使用するねじ
支持コーン（部分的に切除）によりスプロケツト
と駆動係合状態に組立てた単一のクランクアー
ム・クランクシヤフトの正面図、第２図は、スプ
ロケツトに係合するテーパスプラインを示す単一
のクランクアーム・クランクシヤフト結合体の半
部を示す部分側面図、第３図は、スプラインの長
手寸法に沿つてスプラインの形状を図示するため
第１図の線３−３に沿つた断面図、第４図は、単
一のスプライン及びその噛み合い溝の形状を詳細
に図示するため、第３図の方向に対して90゜で取
つた第１図の線４−４に沿つた断面図である。 １０……単一のクランク、１０ａ，１０ｂ……
クランクアーム、１４……フランジ、１６……カ
ラー、２２……スプライン、２４……溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランクシヤフトによつて連結されたクラン
   クアームと、前記シヤフトの端部に位置決めされ
   た前記シヤフトのジヤーナルと、前記ジヤーナル
   の外側の端部に位置決めされたスプロケツト保持
   用フランジとを有するクランクを備え、前記フラ
   ンジは、その内側の面に前記ジヤーナルから半径
   方向に延びるスプロケツト係合用スプラインを有
   し、かつ前記スプラインがそれらの駆動面に沿つ
   てテーパするように形作られており、 前記ジヤーナルに取り付けるための前記中央孔
   を有する金属製駆動スプロケツトを備え、該スプ
   ロケツトは前記金属を常温加工することによつて
   その表面に成形されたスプライン受け入れ用の溝
   を有し、前記溝は、前記スプラインの駆動面のテ
   ーパに合うテーパを有し、かつ前記スプラインの
   半径方向全範囲と係合し、 前記クランクの操作中、前記スプラインを前記
   溝と係合状態に維持するための装置とから成るこ
   とを特徴とする自転車スプロケツト駆動組立体。 ２ 前記スプラインと前記溝との係合を維持させ
   るための前記装置は、前記スプロケツトを前記フ
   ランジに押しつけるように締付けるとき前記クラ
   ンクのジヤーナルに螺合するナツトとから成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自
   転車スプロケツト駆動組立体。 ３ 前記ナツトは支持コーンからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の自転車スプ
   ロケツト駆動組立体。 ４ 前記溝が前記駆動スプロケツトに型打ちさ
   れ、前記溝は、自転車の駆動スプロケツトと他の
   部品との整列を決定するために、スプロケツト溝
   の背面が、スプロケツトと当接ナツトとの間に所
   望の間隔を必要とする量だけスプロケツトの残部
   から変位するような深さのものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の自転車スプ
   ロケツト駆動組立体。 ５ スプラインの駆動面のテーパとスプロケツト
   溝の噛み合い面のテーパは２−15度の範囲にある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   自転車スプロケツト駆動組立体。