JP3149048U - 自転車のボトムブラケットアセンブリおよび該ボトムブラケットアセンブリに用いられるシャフト - Google Patents

自転車のボトムブラケットアセンブリおよび該ボトムブラケットアセンブリに用いられるシャフト Download PDF

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Abstract

【課題】ボトムブラケットアセンブリに必須な剛性特性を維持しながら軽量化したボトムブラケットを提供する。【解決手段】所定の長手方向Ｘに沿って延びるシャフト２と、シャフト２を自転車のフレーム内に設けられたハウジングボックス１０に対して回転自在に支持する、対をなす軸受３１，４１とを備え、軸受３１，４１が、シャフト２の対向する端部３，４に取り付けられており、シャフト２の対向する端部３，４の外径Ｄ２が、２８〜３７ミリメートルであり、軸受３１，４１の中央面Ｙ１，Ｙ２間の、長手方向Ｘに沿った距離Ｄ１が、８０〜１００ミリメートルとして構成する。【選択図】図１

Description

本考案は、自転車のボトムブラケットアセンブリに関する。
本考案は、さらに、このようなボトムブラケットアセンブリに用いられるシャフトと、自転車の上記ボトムブラケットアセンブリを備えるクランクアームアセンブリとに関する。
本考案は、さらに、上記ボトムブラケットアセンブリを備える自転車に関する。好ましくは、このような自転車は競走用自転車である。
公知のように、自転車のボトムブラケットアセンブリは、自転車のフレーム内に適切に設けられたハウジングボックス内に回転自在に支持されるシャフトと、シャフトの対向する端部に組み合わされる２つのクランクアームとを備えている。シャフトはクランクアームと別体で形成されたものであってもよいし、２つのクランクアームのうち１つと一体で形成されたものであってもよい。変形例として、シャフトは、適切な接続手段によって互いに接続される２つ以上の部品で形成されたものであってもよく、各部品は対応するクランクアームと一体形成されていたり、されていなかったりする。
説明を簡単にするため、本明細書での以下の説明および添付の実用新案登録請求の範囲において、多くの場合、そうでないと明示しない限り、シャフトは一体で形成されたシャフトをいうものとする。いずれにせよ、本明細書に記載されている内容は、シャフトが複数の部品で形成されたものである場合にも適用されることを理解されたい。
さらに、本明細書での以下の説明において、シャフト（またはシャフト要素）とクランクアームとが相互結合または一体形成されたものである、自転車のボトムブラケットアセンブリの構成品は、「クランクアームアセンブリ」という用語で特定する。
公知のように、ボトムブラケットアセンブリのシャフトは、当該シャフトに取り付けられた対をなす転がり軸受を用いてこのシャフトのハウジングボックスに対して回転する。詳細には、各軸受は、シャフトのシャフト本体の対応する端部の、クランクアームに近接した位置に主として取り付けられる。ボトムブラケットアセンブリが自転車のフレームに取り付けられると、各軸受はこのようにしてシャフトと自転車のフレームに設けられた対応するハウジングボックスとの間に動作可能に配置される。
特許文献１および特許文献２には、軸受が適切な略環状の適合部材によって前述のハウジングボックス外部に支持されるボトムブラケットアセンブリが記載されている。これらのような適合部材は、シャフト用の上記ハウジングボックスの対向する自由端部に取り付けられる。このようなハウジングボックス外部に軸受を取り付けることによって、軸受をクランクアームに近傍に配置することができるので、運転者のペダル動作によってシャフトの端部に生じる曲げモーメントが軽減される。
さらに、適合部材を用いて軸受とシャフト用のハウジングボックスとを接続することによって、この適合部材が使用されないボトムブラケットアセンブリに用いられるクランクアームよりも、シャフトとの接続領域においてシャフト方向に向いたクランクアームの面と、ペダルとの接続領域においてペダルの方向に向いたクランクアームの面との間の軸方向距離が小さいクランクアームを使用することが可能になる。実際に、ペダルとの接続領域においてペダルの方向に向いたクランクアームの面と自転車のフレームの中央平面との間の距離が自転車のＱ値によってほぼ決まることを考慮すると、上述した２つの従来技術のボトムブラケットアセンブリに用いることができるクランクアームは、適合部材が設けられていないボトムブラケットアセンブリよりも真っ直ぐであり、したがって強固であるかまたは同一の構造強度を保持しており、また、これよりも軽量である。
典型的に、上述した公知のシステムでは、ボトムブラケットアセンブリのシャフトのハウジングボックスの寸法と、ボトムブラケットアセンブリの個々の構成品、すなわち、軸受、場合によって適合部材、およびシャフトの寸法とが、例えば、運転者のペダル動作によってボトムブラケットアセンブリのシャフトに作用する曲げモーメントおよび捩りモーメントに耐えることができる所望の剛性を確実に得ることができるように選択される。
この目的のため、ボトムブラケットアセンブリのシャフトのハウジングボックスは、典型的に、長さが６８ミリメートル（ｍｍ）に等しい規格寸法の中空円筒で構成される。このような円筒は、対向する自由端部に雌ねじ加工が施されており、それぞれ、螺合することで適合部材の対応するねじ加工部を収容する。約３４ミリメートル（ｍｍ）の円筒の直径に対して、Ｍ３６×２４ｔｐｉ（１インチあたりの歯数）またはＢＣ−１．３７’’×２４ｔｐｉのねじ切り規格が典型的に使用される。使用されるシャフトは、典型的に鋼からなり、外径が２５ミリメートル（ｍｍ）である。各軸受の内径は２５ミリメートル（ｍｍ）で、外径は３７ミリメートル（ｍｍ）であり、これら２つの軸受の中央面間の、シャフトの長手方向に沿った距離は、約８５ミリメートル（ｍｍ）である。
特許文献３には、いかなる適合部材も介さずに軸受が自転車のフレームに設けられたハウジングボックス内に支持されるボトムブラケットアセンブリが記載されている。この場合、シャフトの外径は２５．４ミリメートル（ｍｍ）よりも大きく、好ましくは約３０ミリメートル（ｍｍ）である。シャフトは、鋼、アルミニウム、炭素繊維およびチタンなどの様々な材料からなるものであってもよい。軸受の収容領域におけるハウジングボックスの内径は４２ミリメートル（ｍｍ）であり、内径が３０ミリメートル（ｍｍ）で外径が４２ミリメートル（ｍｍ）である規格軸受６１８０６−２ＲＳを収容する。さらに、この場合、ハウジングボックスの規格寸法は６８ミリメートル（ｍｍ）であり、これら２つの軸受の中央面間の軸方向距離は約６０ミリメートル（ｍｍ）である。
欧州特許第１７５９９８１号明細書 欧州特許第１７９２８１８号明細書 欧州特許第１１２０３３６号明細書
本考案の課題は、従来技術のボトムブラケットアセンブリに特有な剛性特性を維持しながら軽量化したボトムブラケットを提供することである。
よって本考案の第１の構成は、自転車のボトムブラケットアセンブリに関するものであり、このボトムブラケットアセンブリは、所定の長手方向に沿って延びるシャフトと、前記シャフトを、自転車のフレーム内に設けられたハウジングボックスに対して回転自在に支持する対をなす軸受とを備え、前記軸受が、前記シャフトの対向する端部に取り付けられており、前記シャフトの前記対向する端部の外径が、２８〜３７ミリメートル（ｍｍ）であり、前記軸受の中央面間の、前記長手方向に沿った距離が、８０〜１００ミリメートル（ｍｍ）であることを特徴とする。
本考案のボトムブラケットアセンブリのシャフトの外径の寸法を、特許文献１および特許文献２に記載されたボトムブラケットアセンブリのシャフトよりも大きくしたことにより、シャフトの剛性が同一のままで、例えばアルミニウムまたは炭素繊維のような軽い材料からなるシャフトを使用したり、シャフトが鋼からなる場合は、シャフトの厚さをさらに薄くしたりすることができる。いずれにせよ、シャフトと、このようなシャフトを備えるボトムブラケットアセンブリとを軽量化することができる。
さらに、特許文献３に記載されたボトムブラケットアセンブリよりも軸受の中央面間の距離を増加させ、軸受をクランクアームの近傍に実際に配置したことにより、シャフトの端部に生じる曲げモーメントを小さく抑える効果が得られる。
本考案のボトムブラケットアセンブリの第１の好ましい実施形態において、前記対向する端部間に形成された、前記シャフトの中央部の外径は、前記対向する端部の外径と等しい。
本考案のボトムブラケットアセンブリの好ましいさらなる実施形態において、前記対向する端部間に形成された、前記シャフトの中央部の外径は、前記対向する端部の外径と異なっている。例えば、有利なことに、前記端部よりも加わる応力が少ない前記中央部の外径を、前記端部の外径よりも小さくすることによって、前記シャフトをさらに軽量化することができる。
好ましくは、前記軸受の外径は４０〜４７ミリメートル（ｍｍ）である。このようにして、本考案のボトムブラケットアセンブリにおいて、前記シャフトの端部の外径（すなわち２８〜３７ミリメートル（ｍｍ）であり、市場で簡単に手に入れることができる）と一致する内径を有する軸受を使用することができる。
前記シャフトは金属材料、好ましくは、アルミニウムまたは鋼からなるものであってもよい。
この場合、前記シャフトは中空であり、好ましくは、このシャフトがアルミニウムからなる場合はその中央部の厚さが２ミリメートル（ｍｍ）以下であり、シャフトが鋼からなる場合はその中央部の厚さが０．６５ミリメートル（ｍｍ）以下である。このようにして、有利なことに、前記シャフトを従来技術のアルミニウムまたは鋼からなるシャフトよりも軽量化することができる。
変形例として、前記シャフトは複合材料からなるものであってもよい。好ましくは、前記複合材料は、高分子材料のマトリクス内に組み込まれた、炭素繊維のような構造繊維を含んでいる。
本考案のボトムブラケットアセンブリの好ましい実施形態において、前記複合材料は、高分子材料のマトリクス内に組み込まれた構造繊維の織布の層を含んでいる。好ましくは、前記織布の構造繊維は、前記長手方向の軸心に対して約４５°それぞれ傾いた、ほぼ垂直な２つの方向に配向されている。
前記シャフトが複合材料からなる場合、このシャフトは中空であり、好ましくは、その中央部の厚さが３．５ミリメートル（ｍｍ）以下である。このようにして、有利なことに、前記シャフトを従来技術の複合材料からなるシャフトよりも軽量化することができる。
本考案のボトムブラケットアセンブリの好ましい実施形態において、前記対をなす軸受の少なくとも１つの軸受は、前記ハウジングボックスの自由端部に組み合わされた対応する適合部材に結合する。このようにして、有利なことに、所定の前記長手方向に沿った寸法である前記ハウジングボックスの長さを、前記軸受の前記中央面間の距離よりも小さくすることができる。
好ましくは、前記適合部材は、前記ハウジングボックスに結合する略円筒状部を有しており、前記略円筒状部の外径は４０〜４８ミリメートル（ｍｍ）である。
本考案のボトムブラケットアセンブリの他の好ましい実施形態において、前記軸受は、前記ハウジングボックスの対応する自由端部に直接結合する。
いずれにせよ、前記シャフトは一体品であってもよいし、相互結合手段によって接続される少なくとも２つの別個のシャフト要素を備えていてもよい。
好ましくは、前記少なくとも２つのシャフト要素は、対をなす前歯部、好ましくはハース（Ｈｉｒｔｈ）型の前歯部がそれぞれ設けられた結合のための各々の自由端部で相互接続される。このような前歯部により、シャフト要素間で正確なセンタリングが行われる。
本考案の第２の構成は、自転車のボトムブラケットアセンブリに用いられるシャフトに関するものであり、このシャフトは、所定の長手方向に沿って延びるボディを備え、各軸受と結合する座部が、このボディの対向する端部に設けられており、前記端部の外径が２８〜３７ミリメートル（ｍｍ）であり、前記座部の中央面間の、前記長手方向に沿った距離が、８０〜１００ミリメートル（ｍｍ）であることを特徴とする。
好ましくは、このようなシャフトは、自転車の前記ボトムブラケットアセンブリに関して上述したあらゆる構造的特性および機能的特性を、別個でまたは組合せで有しているので、前述の利点を全て備えている。
詳細には、好ましい実施形態において、前記対向する端部間に形成された、シャフトの前記ボディの中央部の外径は、前記対向する端部の外径と等しい。
変形例として、前記対向する端部間に形成された、シャフトの前記ボディの中央部の外径は、前記対向する端部の外径と異なっている。
前記シャフトは金属材料、好ましくは、アルミニウムまたは鋼からなるものであってもよい。
この場合、前記シャフトは中空であり、好ましくは、このシャフトがアルミニウムからなる場合は少なくとも中央部においてその厚さが２ミリメートル（ｍｍ）以下であり、シャフトが鋼からなる場合は少なくとも中央部においてその厚さが０．６５ミリメートル（ｍｍ）以下である。
変形例として、前記シャフトは複合材料からなるものであってもよい。好ましくは、前記複合材料は、高分子材料のマトリクス内に組み込まれた、炭素繊維のような構造繊維を含んでいる。
前記シャフトの好ましい実施形態において、前記複合材料は、高分子材料のマトリクス内に組み込まれた構造繊維の織布の層を含んでいる。好ましくは、前記織布の構造繊維は、前記長手方向の軸心に対して約４５°それぞれ傾いた、ほぼ垂直な２つの方向に配向されている。
複合材料からなる場合、前記シャフトは中空であり、好ましくは、少なくとも中央部においてその厚さが３．５ミリメートル（ｍｍ）以下である。
いずれにせよ、前記シャフトは一体品であってもよいし、相互結合手段によって接続される少なくとも２つの別個のシャフト要素を備えていてもよい。
好ましくは、前記少なくとも２つのシャフト要素は、対をなす前歯部、好ましくはハース型の前歯部がそれぞれ設けられた結合のための各々の自由端部で相互接続される。
本考案の第３の構成は、上述した型のボトムブラケットアセンブリを備えたクランクアームアセンブリに関するものである。
好ましくは、このようなクランクアームアセンブリは、前記ボトムブラケットアセンブリに関して上述したあらゆる構造的特性および機能的特性を、別個でまたは組合せで有しているので、前述の利点を全て備えている。
本考案の第４の構成は、上述した型のボトムブラケットアセンブリを備えた自転車に関するものである。
好ましくは、このような自転車は、前記ボトムブラケットアセンブリに関して上述したあらゆる構造的特性および機能的特性を、別個でまたは組合せで有しているので、前述の利点を全て備えている。
本考案のさらなる特徴および利点は、例示的なものであって限定するものでない添付の図面を用いて行う、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。
図１において、本考案の第１の実施形態である、自転車のボトムブラケットアセンブリが、符号１で示されている。
ボトムブラケットアセンブリ１はシャフト２を備えており、このシャフト２は、所定の長手方向Ｘに沿って延びる長手方向の軸心Ｘ−Ｘを有している。シャフト２は、対向する右側の端部３および左側の端部４を有しており、これら端部の各々に、右側のクランクアーム３０と左側のクランクアーム４０とがそれぞれ組み合わされる。
シャフト２は、前記端部３，４にそれぞれ適切に取り付けられた右側のラジアル型の軸受３１および左側のラジアル型の軸受４１を介して、自転車のフレームに適切に設けられたハウジングボックス１０内に回転自在に支持されている。
これに関してシャフト２は、対をなす肩部１３５，１３６を端部３，４にそれぞれ有しており、これら対をなす肩部１３５，１３６は、シャフト２のボディと一体形成され、前記軸受３１，４１に結合する座部をシャフト２に形成している。したがって、図１のボトムブラケットアセンブリ１の組付形態において軸受３１，４１は、シャフト２の端部３，４のそれぞれの、クランクアーム３０，４０に近接した位置に取り付けられている。
ハウジングボックス１０は、軸方向長さＷおよび内径Ｄｉを有する略円筒状の中空体１０ａで形成されている。中空体１０ａは、長手方向の軸心に沿って延びており、この軸心は、ハウジングボックス１０の空間に収容されたときのシャフト２の軸心Ｘ−Ｘと合致する。
各軸受３１，４１とハウジングボックス１０との間には、それぞれ、略環状の右側の適合部材１３２と略環状の左側の適合部材１４２とが予め設けられている。
詳細には、軸受３１，４１は、それぞれ、右側の適合部材１３２の座部３１ａと左側の適合部材１４２の座部４１ａとに挿入されている。これらのような座部３１ａ，４１ａは、それぞれ、適合部材１３２の軸方向外側の端部１３２ａと適合部材１４２の軸方向外側の端部１４２ａとに形成されている。
適合部材１３２，１４２の軸方向内側の端部１３２ｂ，１４２ｂ（互いに対向している）は外径Ｄｅを有する略円筒状部であり、ハウジングボックス１０の中空体１０ａの自由端部である、対応する雌ねじ端部１１，１２に螺合するように雄ねじ加工されている。つまり、ハウジングボックス１０の中空体１０ａの前述の雌ねじ端部１１，１２を除いた部分は、内径Ｄｉを有し、雌ねじ端部１１，１２に、内径Ｄｉよりも大きい最大内径（ねじ加工部の底部において）を有している。
各軸受３１，４１の中央面Ｙ１，Ｙ２、すなわち、軸心Ｘ−Ｘに垂直であって各軸受３１，４１の中央を通過する平面が、中央面Ｙ１とＹ２との間の距離、つまり中央面間の距離Ｄ１で離間している。
組付形態において軸受３１は、シャフト２の一部２１に結合する、端部３の外径Ｄ２に相当する直径を有する内輪３１０と、右側の適合部材１３２の座部３１ａに結合する外輪３１１とを備えている。同様に、軸受４１は、シャフト２の一部２２に結合する、端部４の外径Ｄ２に相当する直径を有する内輪４１０と、左側の適合部材１４２の座部４１ａに結合する外輪４１１とを備えている。
右側のクランクアーム３０および左側のクランクアーム４０は、それぞれ、形状結合（例えば突部と溝部とで形成される）によってシャフト２の右側の端部３と左側の端部４とに結合しており、この形状結合によって、クランクアーム３０，４０は、シャフト２の軸心Ｘ−Ｘと平行な方向にシャフト２に対して変位することができる（欧州特許第１８２０７２６号明細書に、この特許の図３を用いて記載されている）。
シャフト２の右側の端部３（または左側の端部４）に対する右側のクランクアーム３０（または左側のクランクアーム４０）の、所望の軸方向位置における固定は、シャフト２の右側の端部３（または左側の端部４）に形成されたねじ孔６１にねじ６０を螺合させることで行われる。
ねじ６０は、右側のクランクアーム３０（または左側のクランクアーム４０）の孔４３に挿入されており、右側のクランクアーム３０（または左側のクランクアーム４０）の孔４３に形成された肩部４５に当接する頭部６２を有している。肩部４５とねじ６０の頭部６２との間には、座金６３が挟まれており、ねじ６０とシャフト２の右側の端部３（または左側の端部４）に形成された当接面との間の圧力の分散を向上させている。
シャフト２は、右側の端部３と左側の端部４との間に、一定の外径Ｄ３の中央部５を有している。限定的な例ではない図１において、外径Ｄ３は端部３，４の外径Ｄ２にほぼ等しい。シャフト２は、アルミニウム、鋼、または高分子材料のマトリクス内に構造繊維もしくは構造繊維の織布の層が組み込まれた複合材料から選ばれる材料からなるものであってもよい。好ましくは、シャフト２の前述の構造繊維は炭素繊維である。さらに、好ましくは、前述の織布の構造繊維は、長手方向の軸心Ｘ−Ｘに対して約４５°それぞれ傾いた、ほぼ垂直な２つの方向に配向されている。
シャフト２は、中央部５の厚さＳ１を有する略円筒状の中空体で形成されている。
右側のクランクアーム３０と右側の軸受３１の内輪３１０との間に右側のスペーサ３７が挟まれている。変形例として、右側のクランクアーム３０のボディの、孔４３において適合部材１３２の方向に向いた側が、右側の軸受３１の内輪３１０に直接当接するように形成されている場合、スペーサ３７がなくてもよい。
各軸受３１，４１は、シャフト２の対応する端部３，４からシャフト２に挿入され、ねじ６０を対応する端部３，４にねじ込むことでクランクアーム３０，４０が取り付けられると、各軸受３１，４１は、これらクランクアーム３０，４０によって、対応する肩部１３５，１３６に押し付けられる。
好ましくは、ボトムブラケットアセンブリ１は、中央間の距離Ｄ１が８０〜１００ミリメートル（ｍｍ）で、端部３，４の外径Ｄ２が２８〜３７ミリメートル（ｍｍ）で、軸受３１，４１の内径が２８〜３７ミリメートル（ｍｍ）で、軸受３１，４１の外径が４０〜４７ミリメートル（ｍｍ）で、適合部材１３２，１４２の軸方向内側の端部１３２ｂ，１４２ｂの外径Ｄｅが４０〜４８ミリメートル（ｍｍ）である。
出願人は、中央間の距離Ｄ１が約８５ミリメートル（ｍｍ）で、端部３，４の外径Ｄ２が約３０〜３５ミリメートル（ｍｍ）で、軸受３１，４１の内径が約３０ミリメートル（ｍｍ）で、軸受３１，４１の外径が約４２ミリメートル（ｍｍ）で、適合部材１３２，１４２の軸方向内側の端部１３２ｂ，１４２ｂの外径Ｄｅが約４２ミリメートル（ｍｍ）であるボトムブラケットアセンブリ１が特に有利であることを特定した。
シャフト２は少なくとも中央部５において、その厚さＳ１が以下の寸法であるのが好ましい。シャフト２がアルミニウムからなる場合、端部３，４の外径Ｄ２が約３０ミリメートル（ｍｍ）であれば、シャフト２の中央部５の厚さＳ１は２ミリメートル（ｍｍ）以下であるのが好ましく、外径Ｄ２が約３５ミリメートル（ｍｍ）であれば、厚さＳ１は１．２ミリメートル（ｍｍ）以下であるのが好ましい。より好ましくは、外径Ｄ２が約３０ミリメートル（ｍｍ）である場合、厚さＳ１は約１．８ミリメートル（ｍｍ）であり、外径Ｄ２が約３５ミリメートル（ｍｍ）である場合、厚さＳ１は約１ミリメートル（ｍｍ）である。
シャフト２が、高分子材料のマトリクス内に構造繊維が組み込まれた複合材料からなる場合、端部３，４の外径Ｄ２が約３０ミリメートル（ｍｍ）であれば、シャフト２の中央部５の厚さＳ１は３．５ミリメートル（ｍｍ）以下であるのが好ましく、外径Ｄ２が約３５ミリメートル（ｍｍ）であれば、厚さＳ１は２ミリメートル（ｍｍ）以下であるのが好ましい。より好ましくは、外径Ｄ２が約３０ミリメートル（ｍｍ）である場合、厚さＳ１は約２．５ミリメートル（ｍｍ）であり、外径Ｄ２が約３５ミリメートル（ｍｍ）である場合、厚さＳ１は約１．２ミリメートル（ｍｍ）である。
シャフト２が鋼からなる場合、端部３，４の外径Ｄ２が約３０ミリメートル（ｍｍ）であれば、シャフト２の中央部５の厚さＳ１は０．６５ミリメートル（ｍｍ）以下であるのが好ましく、外径Ｄ２が約３５ミリメートル（ｍｍ）であれば、厚さＳ１は０．５ミリメートル（ｍｍ）以下であるのが好ましい。より好ましくは、外径Ｄ２が約３０ミリメートル（ｍｍ）である場合、厚さＳ１は約０．５５ミリメートル（ｍｍ）であり、外径Ｄ２が約３５ミリメートル（ｍｍ）である場合、厚さＳ１は約０．３ミリメートル（ｍｍ）である。
限定的な例ではない図１において、シャフト２の中央部５の外径Ｄ３であるシャフト２の直径は端部３，４の外径Ｄ２に等しい。しかしながら、他の解決手段として、シャフト２の厚さＳ１が軸心Ｘ−Ｘに沿って変化するものであってよいのと同じく、外径Ｄ３は外径Ｄ２と異なるものであってもよい（外径Ｄ３は外径Ｄ２よりも大きくても小さくてもよく、これによって適切な形状を形成することもできる）。
図２には、本考案のボトムブラケットアセンブリの第２の実施形態が示されており、全体が符号１００１で示されている。
図２において、図１を用いて上述したボトムブラケットアセンブリ１の構成要素と同一である構成要素は同一の符号で示されており、これらに関してさらなる説明は行わない。図１のボトムブラケットアセンブリ１の構成要素と機能的な観点からみて等価な構成要素は、図１の符号に数値１０００を加算して示されている。
詳細には、ボトムブラケットアセンブリ１００１は、シャフト１００２が右側の端部１００３に設けられた単一の肩部１１３５を有する点が、とりわけ、ボトムブラケットアセンブリ１と異なっている。
右側の軸受３１は、内輪３１０がこのような肩部１１３５に当接し、外輪３１１が適合部材１３２の座部３１ａに当接している。軸受３１は、シャフト１００２の、肩部１１３５よりも軸方向に内側の位置に取り付けられている。
左側の軸受４１は、外輪４１１が適合部材１４２の座部４１ａに当接している。
シャフト１００２の右側の端部１００３は、右側のクランクアーム（図２には示されていない）に接続されるための接続手段、具体例として、雄ねじ加工部１００３ａを有している。
シャフト１００２の左側の端部１００４は、左側のクランクアーム１０４０に接続されるための接続手段、具体例として、溝形状１００４ａを有している。この場合、図示されているように、左側のクランクアーム１０４０の孔１０４３は、溝形状１００４ａに対応する溝形状１００４ｂを有している。
左側のクランクアーム１０４０と左側の軸受４１の内輪４１０および外輪４１１との間には、スペーサ４７が動作可能に挟まれており、このスペーサ４７は、左側のクランクアーム１０４０が最終位置に取り付けられると、左側の軸受４１を適合部材１４２の座部４１ａに押し付け、ボトムブラケットアセンブリ１００１を軸方向に固定する。
図３には、本考案のボトムブラケットアセンブリの第３の実施形態が示されており、全体が符号２００１で示されている。
図３において、図１を用いて上述したボトムブラケットアセンブリ１の構成要素と同一である構成要素は同一の符号で示されており、これらに関してさらなる説明は行わない。図１のボトムブラケットアセンブリ１の構成要素と機能的な観点からみて等価な構成要素は、図１の符号に数値２０００を加算して示されている。
詳細には、ボトムブラケットアセンブリ２００１は、右側のクランクアームアセンブリ２００５と左側のクランクアームアセンブリ２００６との２つを備えており、それぞれ、クランクアーム（図示せず）と、対応する略管状のシャフト要素２０２１，２０２２とを備えている。
ボトムブラケットアセンブリ２００１は、自転車のフレーム内に適切に設けられたハウジングボックス２０１０の中空体２０１０ａ内に収容されている。
クランクアームアセンブリ２００５，２００６は、シャフト要素２０２１，２０２２の第１の端部２０２１ａ，２０２２ａにそれぞれ設けられた軸受３１，４１を介して、対応するシャフト要素２０２１，２０２２の長手方向の軸心Ｘ−Ｘを中心としてハウジングボックス２０１０内に回転自在に支持されている。
シャフト要素２０２１，２０２２の第１の端部２０２１ａ、２０２２ａは、外径Ｄ２を有している。軸受３１，４１が、シャフト要素２０２１，２０２２と適合部材１３２，１４２との間に動作可能に挟まれている。
詳細には、適合部材１３２，１４２の、外径Ｄｅを有する軸方向内側の端部１３２ｂ，１４２ｂは、互いに対向するそれぞれの雄ねじ端部がハウジングボックス２０１０の中空体２０１０ａに螺合している。適合部材１３２，１４２の軸方向外側の端部１３２ａ，１４２ａ（互いに対向している）は、それぞれ、軸受３１，４１の外輪３１１，４１１のための座部３１ａ，４１ａを有している。各軸受３１，４１の中央面Ｙ１およびＹ２は、中央間の距離Ｄ１で離間している。
好ましくは、軸受３１，４１の内輪３１０，４１０は、上記のような第１の端部２０２１ａ，２０２２ａの外部に取り付けられた環状部材５０，５１（好ましくは金属製）と当接している。これら環状部材５０，５１は、軸受３１，４１の内輪３１０，４１０が当接する肩部５０ａ，５１ａを径方向外側に備えている。
クランクアームアセンブリ２００５，２００６は、対応するシャフト要素２０２１，２０２２の第２の端部２０２１ｂ，２０２２ｂで結合して中央部を形成している。これら第２の端部２０２１ｂ，２０２２ｂは、外径Ｄ３と、好ましくは第１の端部２０２１ａ，２０２２ａの径方向の厚さよりも薄い、径方向の厚さＳ１とを有している。
第２の端部２０２１ｂ，２０２２ｂは、好ましくは「ハース（Ｈｉｒｔｈ）」型である互いに対応する前歯部を、それぞれの自由端部２０２９，２０３０に備えている。このような前歯部により、クランクアームアセンブリ２００５，２００６の間で正確なセンタリングが行われる。
自由端部２０２９は相互結合手段である貫通孔２０３１を有し、自由端部２０３０は相互結合手段であるねじ孔２０３２を有しており、これら貫通孔２０３１およびねじ孔２０３２は、シャフト要素２０２１，２０２２と同軸心であり、相互結合手段であるねじ要素２０３３が挿入されることで、動作時にシャフト要素２０２１，２０２２間の結合が確実に維持されるようにしている。
好ましくは、シャフト要素２０２１，２０２２の第１の端部２０２１ａ、２０２２ａの外径Ｄ２、シャフト要素２０２１，２０２２の第２の端部２０２１ｂ，２０２２ｂの外径Ｄ３、適合部材１３２，１４２の軸方向内側の端部１３２ｂ，１４２ｂの外径Ｄｅ、中央間の距離Ｄ１、および第２の端部２０２１ｂ，２０２２ｂの径方向の厚さＳ１の好ましい数値、ならびに軸受３１，４１の内径および外径の数値は、図１のボトムブラケットアセンブリ１に関して上述した数値と一致している。
自由端部である第１の端部２０２１ａにおいて、シャフト要素２０２１は右側のクランクアーム（図示せず）との結合手段を備えており、図示例では、この結合手段は雄ねじ加工部２０２７である。
右側のクランクアーム（図示せず）は、シャフト要素２０２１に取り付けられるための結合座部（好ましくは、貫通孔を備えている）を自由端部に備えている。この結合座部には、シャフト要素２０２１の結合手段に対応する結合手段が形成されている。詳細には、クランクアームの結合手段は雌ねじ加工部を備えている。
シャフト要素の雄ねじ加工部２０２７と右側のクランクアームの雌ねじ加工部との間の結合部は、典型的に接着材料が充填されており、動作中にねじが緩まないようにしてある。
同様な方法で、シャフト要素２０２２は左側のクランクアームに接続されている。
上述した解決手段において、適合部材１３２，１４２と中空体１０ａ，１０１０ａ，２０１０ａとの結合は、螺合結合である（公知の種類のねじ加工部によって行われる）。
他の解決手段において、このような結合は、機械的干渉および接着によって行われてもよい。機械的干渉および／または接着によるこのような結合のために、適合部材とハウジングボックスの内部空間との間に、異なる既知の対応形状を設けてもよい。適合部材とハウジングボックスの内部空間とが相対回転しないように既知の保持リブを設けてもよい。
図４には、本考案のボトムブラケットアセンブリの第４の実施形態が示されており、全体が符号３００１で示されている。
図４において、図２を用いて上述したボトムブラケットアセンブリ１００１の構成要素と同一である構成要素は同一の符号で示されており、これらに関してさらなる説明は行わない。図２のボトムブラケットアセンブリ１００１の構成要素と機能的な観点からみて等価な構成要素は、図２の符号に数値２０００を加算して示されている。
ボトムブラケットアセンブリ３００１は、軸受３１，４１を収容する適合部材１３２，１４２を備えていない点が、図２のボトムブラケットアセンブリ１００１と異なっている。
図２のボトムブラケットアセンブリ１００１とは異なり、軸受３１，４１は、シャフト１００２のハウジングボックス３０１０の中空体３０１０ａの内面に直接取り付けられている。さらに、軸受３１，４１は、ハウジングボックス３０１０の中空体３０１０ａの内面に形成された、対応する肩部３０１０ｂ，３０１０ｃに当接している。
ハウジングボックス３０１０は、図２のハウジングボックス１０１０の軸方向長さＷよりも大きい軸方向長さＷ２を有しており、この軸方向長さＷ２は、好ましくは約９５ミリメートル（ｍｍ）である。
当然ながら、当業者は、特定の要件および将来起こり得る要件を満たすために、上述した自転車のボトムブラケットアセンブリに数々の変更および変形を行ってもよく、さらに、これらの変更および変形は、添付の実用新案登録請求の範囲によって定義される本考案の保護範囲に含まれている。
本考案の自転車のボトムブラケットアセンブリの第１の実施形態を示す長手方向概略断面図である。 本考案の自転車のボトムブラケットアセンブリの第２の実施形態を示す長手方向概略断面図である。 本考案の自転車のボトムブラケットアセンブリの第３の実施形態を示す長手方向概略断面図である。 本考案の自転車のボトムブラケットアセンブリの第４の実施形態を示す長手方向概略断面図である。
符号の説明
１，１００１，２００１，３００１ ボトムブラケットアセンブリ
２，１００２，２０２１，２０２２ シャフト
１０，１０１０，２０１０，３０１０ ハウジングボックス
３１，４１ 軸受
３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ シャフトの端部
２００５，２００６ クランクアームアセンブリ
Ｄ１ 中央面間の距離
Ｄ２ シャフトの端部の外径
Ｘ 長手方向
Ｙ１，Ｙ２ 軸受の中央面

Claims (38)

  1. 所定の長手方向（Ｘ）に沿って延びるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）と、
    前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）を、自転車のフレーム内に設けられたハウジングボックス（１０，１０１０，２０１０，３０１０）に対して回転自在に支持する、対をなす軸受（３１，４１）とを備え、
    前記軸受（３１，４１）が、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）の対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）に取り付けられている自転車のボトムブラケットアセンブリにおいて、
    前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）の前記対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）の外径（Ｄ２）が、２８〜３７ミリメートルであり、前記軸受（３１，４１）の中央面（Ｙ１，Ｙ２）間の、前記長手方向（Ｘ）に沿った距離（Ｄ１）が、８０〜１００ミリメートルであることを特徴とする自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  2. 請求項１において、前記対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）間に形成された、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）の中央部（５）の外径（Ｄ３）が、前記対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）の外径（Ｄ２）と等しい、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  3. 請求項１において、前記対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）間に形成された、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）の中央部（５）の外径（Ｄ３）が、前記対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）の外径（Ｄ２）と異なっている、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項において、前記軸受（３１，４１）の外径が４０〜４７ミリメートルである、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）が金属材料からなる、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  6. 請求項５において、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）がアルミニウムからなる、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  7. 請求項５において、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）が鋼からなる、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  8. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）が複合材料からなる、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  9. 請求項８において、前記複合材料が、高分子材料のマトリクス内に組み込まれた構造繊維を含んでいる、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  10. 請求項９において、前記複合材料が、高分子材料のマトリクス内に組み込まれた構造繊維の織布の層を含んでいる、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  11. 請求項６において、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）が中空であり、少なくとも中央部（５）においてその厚さ（Ｓ１）が、２ミリメートル以下である、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  12. 請求項７において、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）が中空であり、少なくとも中央部（５）においてその厚さ（Ｓ１）が、０．６５ミリメートル以下である、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  13. 請求項８〜１０のいずれか一項において、前記シャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）が中空であり、少なくとも中央部（５）においてその厚さ（Ｓ１）が、３．５ミリメートル以下である、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）。
  14. 請求項１〜１３において、前記対をなす軸受の少なくとも１つの軸受（３１，４１）が、前記ハウジングボックス（１０，１０１０，２０１０）の自由端部（１１，１２）に組み合わされた対応する適合部材（１３２，１４２）に結合する、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１）。
  15. 請求項１４において、前記適合部材（１３２，１４２）が、前記ハウジングボックス（１０，１０１０，２０１０）に結合する円筒状部（１３２ｂ，１４２ｂ）を有しており、前記円筒状部（１３２ｂ，１４２ｂ）の外径（Ｄｅ）が４０〜４８ミリメートルである、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１）。
  16. 請求項１〜１３のいずれか一項において、前記軸受（３１，４１）が、前記ハウジングボックス（３０１０）の対応する自由端部（１１，１２）に直接結合する、自転車のボトムブラケットアセンブリ（３００１）。
  17. 請求項１〜１６のいずれか一項において、前記シャフト（２，１００２）が一体品である、自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，３００１）。
  18. 請求項１〜１６のいずれか一項において、前記シャフトが、相互結合手段（２０３１，２０３２，２０３３）によって接続される少なくとも２つの別個のシャフト要素（２０２１，２０２２）を備えている、自転車のボトムブラケットアセンブリ（２００１）。
  19. 請求項１８において、前記少なくとも２つのシャフト要素（２０２１，２０２２）が、対をなす前歯部がそれぞれ設けられた結合のための各々の自由端部（２０２９，２０３０）で相互接続される、自転車のボトムブラケットアセンブリ（２００１）。
  20. 請求項１９において、前記対をなす前歯部がハース型である、自転車のボトムブラケットのアセンブリ（２００１）。
  21. 自転車のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）用のシャフトであって、
    所定の長手方向（Ｘ）に沿って延びるボディを備え、
    各軸受（３１，４１）と結合する座部が、このボディの対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）に設けられ、
    前記端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）の外径（Ｄ２）が２８〜３７ミリメートルであり、
    前記座部の中央面（Ｙ１，Ｙ２）間の、前記長手方向（Ｘ）に沿った距離（Ｄ１）が、８０〜１００ミリメートルであることを特徴とするシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  22. 請求項２１において、前記対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）間に形成された、前記ボディの中央部（５）の外径（Ｄ３）が、前記対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）の外径（Ｄ２）と等しいシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  23. 請求項２１において、前記対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）間に形成された、前記ボディの中央部（５）の外径（Ｄ３）が、前記対向する端部（３，４，１００３，１００４，２０２１ａ，２０２２ａ）の外径（Ｄ２）と異なっているシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  24. 請求項２１〜２３のいずれか一項において、金属材料からなるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  25. 請求項２４において、アルミニウムからなるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  26. 請求項２４において、鋼からなるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  27. 請求項２１〜２３のいずれか一項において、複合材料からなるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  28. 請求項２７において、前記複合材料が、高分子材料のマトリクス内に組み込まれた構造繊維を含んでいるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  29. 請求項２８において、前記複合材料が、高分子材料のマトリクス内に組み込まれた構造繊維の織布の層を含んでいるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  30. 請求項２５において、中空であり、少なくとも中央部（５）においてその厚さ（Ｓ１）が、２ミリメートル以下であるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  31. 請求項２６において、中空であり、少なくとも中央部（５）においてその厚さ（Ｓ１）が、０．６５ミリメートル以下であるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  32. 請求項２７〜２９のいずれか一項において、中空であり、少なくとも中央部（５）においてその厚さ（Ｓ１）が、３．５ミリメートル以下であるシャフト（２，１００２，２０２１，２０２２）。
  33. 請求項２１〜３２のいずれか一項において、一体品であるシャフト（２，１００２）。
  34. 請求項２１〜３２のいずれか一項において、相互結合手段（２０３１，２０３２，２０３３）によって接続される少なくとも２つの別個のシャフト要素（２０２１，２０２２）を備えているシャフト（２０２１，２０２２）。
  35. 請求項３４において、前記少なくとも２つのシャフト要素（２０２１，２０２２）が、対をなす前歯部がそれぞれ設けられた結合のための各々の自由端部（２０２９，２０３０）で相互接続されるシャフト（２０２１，２０２２）。
  36. 請求項３５において、前記対をなす前歯部がハース型であるシャフト（２０２１，２０２２）。
  37. 請求項１〜２０のいずれか一項に記載のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）を備えるクランクアームアセンブリ（２００５，２００６）。
  38. 請求項１〜２０のいずれか一項に記載のボトムブラケットアセンブリ（１，１００１，２００１，３００１）を備える自転車。
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