JPH0365309B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ クランクアームと、ペダル支持アームと、ペ
ダル漕ぎ時にペダルクランクの有効長を調節すべ
く前記クランクアームに対して前記ペダル支持ア
ームをその長手方向に摺動シフトさせる制御用短
軸とからなり、前記クランクアームがほぼＵ字断
面形状と呈して、長手方向の両側における腕部の
内側に球受け溝を有する棒状本体で構成されてお
り、前記ペダル支持アームの両側にも球受け溝が
形成されており、前記クランクアームと前記ペダ
ル支持アームとにおける球受け溝に球を変位自在
に充填し、更にクランクアームの一端における開
口部がカバー手段で閉塞されている自転車などの
ペダルクランク駆動装置のペダルクランクにおい
て、前記棒状本体１が、全長にわたつて連続した
Ｕ字形縦溝９を腕部の外側において備えており、
他方、カバー板３にも凹形腕部２７を設けるとと
もに、前記腕部２７が棒状本体の縦溝９に係入し
た状態でカバー板３を挿入して長手方向に棒状本
体１へと押し込むことにより両部品を分解不能状
態に連結するとともに、前記カバー板３に制御用
短軸２５が突出する長孔７を設け、クランクアー
ム５２の端部を端キヤツプ５，２０で閉塞したこ
とを特徴とするペダルクランク。

２ 請求の範囲第１項に記載のペダルクランクで
あつて、カバー板３の外側に、ハンガを回転自在
に貫通するのペダルクランク軸と連結するために
ペダルクランクボス３を溶接または半田付けした
ことを特徴とするもの。

３ 請求の範囲第１項に記載のペダルクランクで
あつて、一端にシール部２０を、他端にアングル
片２８を備え、両者間に舌片３６を備えたシール
用キヤツプ４が棒状本体１に設けられており、而
して、前記シール部２０は前記棒状本体１の一方
端に差込まれ、前記アングル片２８は前記棒状本
体１の他方端に当接した状態でネジにて棒状本体
の前記他方端に取り付けられたカバー５により隠
蔽されており、又、前記舌片３６は棒状本体１に
形成されている別の縦溝２６係入されていること
を特徴とするもの。

４ 請求の範囲第３項に記載のペダルクランクで
あつて、シール用キヤツプ４のシール部２０にお
ける開口部をペダル支持アーム２の断面形状に合
せると共に、シール材を設けたことを特徴とする
もの。

５ 請求の範囲第１項から第４項までの一項に記
載のペダルクランクであつて、カバー板３におけ
る長孔７を、長孔１２を備え、かつ、カバー板３
と棒状本体１における凹所２３とペダル支持アー
ム２との間に配設した少なくとも１つの摺動自在
シール用ブレード１１で内部からシールしたこと
を特徴とするもの。

６ 請求の範囲第５項に記載のペダルクランクで
あつて、カバー板３の長孔７に露現しているペダ
ル支持アーム２の部分が、棒状本体１の凹所２３
と同一レベルにおいて平坦面となつていて、シー
ル用ブレード１１のためのシール部を構成してい
ることを特徴とするもの。

７ 請求の範囲第２項又は第５項に記載のペダル
クランクであつて、ペダルクランクボス８の下方
のカバー板３の内部は自由になつており、前記シ
ール用ブレード１１がペダルクランクボスの下方
のこの部分まで深く摺動し得ることを特徴とする
もの。

８ 特に請求の範囲第１項から第７項までのいず
れか一項に記載のものであつて、前記球受け溝
６，６ａの間に設けた球１０が、ペダルクランク
５１の長手方向にボールケージ８０により案内さ
れていると共に、前記ボールケージ８０が、球受
け溝６，６ａの或る範囲内に長手方向に位置決め
装置により保持されているのを特徴とするもの。

９ 請求の範囲第８項に記載のペダルクランクで
あつて、前記ボールケージ８０は圧縮バネ１６を
介してペダル支持アーム２の端係止部に当接して
いると共に、クランクアームに対するペダル支持
アームの伸縮に対応して前記圧縮バネのバネ力の
作用によりほぼ常時平衡していることを特徴とす
るもの。

１０ 請求の範囲第９項に記載のペダルクランク
であつて、前記ペダル支持アーム２には、その長
手方向に盲穴として穿孔形成したスロツト１４
と、その開放端が栓８２により閉塞される縦穴１
３とが前記スロツト１４と一部において連通する
ように長手方向に形成されており、而して、２つ
の前記圧縮バネ１６は両者間にガイドピン１５を
介装した状態で前記縦穴１３に摺動自在に収納さ
れていると共に、このガイドピンに設けた案内棒
８１が前記ボールケージ８０の凹部１７に前記ス
ロツト１４を介して係合していることを特徴とす
るもの。

１１ フレームに装架する固定支承部と、該固定
支承部に対して回転する回転支承部とを備え、該
回転支承部が回転すると請求の範囲第１項に記載
した構成のペダルクランクにおける制御用短軸を
以てペダルクランク軸に対して偏心した円形偏心
軌道を描かせるようにペダルクランク軸に対して
偏心配置したベアリング装置で構成されたものに
して、ペダル下降移動時にはペダルクランクの長
さが伸び、またペダル上昇移動時にはペダルクラ
ンクの長さが縮むように、前記制御用短軸により
クランクアームに対して前記ペダル支持アームを
摺動シフトさせるペダルクランクギヤにおいて、
前記ベアリング装置８３が、前記回転支承部３０
に支持されているとともに、固定支承部２９の受
け溝３１に半径方向に乗架している少なくとも３
つのベアリングローラー３３よりなり、前記制御
用短軸２５はクランクアーム２に配設されている
と共に、ほぼ同一平面におけるベアリングローラ
ー３３の間の自由空間３５において、回転支承部
３０に設けた支持套管３４に受承されていること
を特徴とするペダルクランクギヤ。

１２ 請求の範囲第１１項に記載のペダルクラン
クギヤであつて、前記ベアリングローラー３３が
ボールベアリングとして構成されているのを特徴
とするもの。

１３ 請求の範囲第１１項または第１２項に記載
のペダルクランクギヤであつて、前記固定支承部
２９に、ベアリングローラー３３が外方より係合
して乗架する溝の形での外側受け溝３１が設けら
れているのを特徴とするもの。

１４ 請求の範囲第１１項から第１３項までのい
ずれか一項に記載のペダルクランクギヤであつ
て、前記固定支承部５７，２９と回転支承部５
６，３０とが互いに防塵状態にシールされている
のを特徴とするもの。

１５ 請求の範囲第１１項から第１４項までのい
ずれか一項に記載のペダルクランクギヤであつ
て、前記制御用短軸２５は、ベアリング装置５
４，８３の回転支承部５６，３０においてその軸
を中心に回転自在であるが、１つおきの平面に支
持されていることを特徴とするもの。

１６ 請求の範囲第１１項から第１５項までのい
ずれか一項に記載のペダルクランクギヤであつ
て、ペダル支持アーム２に複数の穿孔５８がペダ
ル軸５３から異なつた距離だけへだてて設けられ
ており、その穿孔に制御用短軸２５が動力比を選
択するために所望に応じて螺着されることを特徴
とするもの。

１７ 自転車フレームのハンガ６１の両側に請求
の範囲第１１項に記載の構成のペダルクランクギ
ヤのベアリング装置を取り付ける取付け装置にお
いて、２つのキヤリア円盤３９，３９ａがベアリ
ング装置の固定支承部に固着されており、前記固
定支承部には、半径方向への位置決め用としてハ
ンガの支承管４０の対応端に密接して嵌合すべく
押し込まれる切欠き６０，６２が形成されてお
り、また、キヤリア円盤の軸方向への位置決め用
としてクランプ装置４２，４１がハンガ６１と２
つのキヤリア円盤３９，３９ａに固着されている
のを特徴とするもの。

１８ 請求の範囲第１７項に記載の取付け装置で
あつて、クランプ装置が、自転車の脚スタンド取
付け板７７に螺着される短ボルトト６７を有する
第１部品４２と、短ボルト６７上の矩形孔７１を
介して第１部品に螺着されるとともに、２つのキ
ヤリア円盤３９，３９ａが取り付けられている第
２部品４１とからなるのを特徴とするもの。

１９ 請求の範囲第１８項に記載の取付け装置で
あつて、２つのキヤリア円盤のいずれか一方がチ
エーンケース３９ａ，６４の内側部品３９ａを形
成しており、この内側部品にチエーンケースの外
側部品６４が螺着されてベアリング装置を支持し
ているのを特徴とするもの。

２０ 請求の範囲第１９項に記載のものであつ
て、クランプ装置４２，４１に、スプロケツト車
６３を囲繞し、かつ、チエーンケースの外側部品
４２とこの側のベアリング装置とが取付けられる
複数のブラケツト７０が設けられていることを特
徴とするもの。

技術分野 本発明は、ペダルクランクの有効長を調節すべ
く、ペダル支持アームに設けた制御用短軸を介し
て踏込みストローク時に互いにシフトするクラン
クアームとペダル支持アームとからなり、前記ク
ランクアームが両突部の内側に球受け溝を有する
ほぼＵ字形断面棒状本体で構成されており、ま
た、前記ペダル支持アームが互いに反対側に設け
られているとともに、球受け溝を有し、クランク
アーム内に球をシフト自在に充填することで支持
されており、更にクランクアームの開口部がカバ
ー手段で閉塞されている、自転車などのペダルク
ランク駆動装置のペダルクランクに関する。

背景技術 スイス国特許第224823号や、ヨーロツパ公開特
許出願第93201号、西ドイツ国特許第94796号、フ
ランス国特許第973667号などから、踏込みによる
ペダルの下降移動時にはペダルクランクが長くな
り、また、ペダルの上昇移動時にはペダルクラン
クが短くなるように、制御用短軸を介してペダル
クランクの長さが変えられるようにした自転車な
どの可変クランク駆動機構が知られている。この
ような可変クランク駆動機構は、ここ数十年の間
度々提案されているにも拘わらず、ペダル踏込み
に要する駆動力を充分緩和させる点で今のところ
成功していない。その理由としては、このような
駆動装置の構成部品や、該駆動装置と連係するペ
ダルクランクの構成部品としては耐摩耗性に優
れ、しかも、高負荷にも耐え得るものでなければ
ならないことから、当該駆動装置のみならず、ペ
ダルクランクも比較的重く、相当の製造コストが
かかるからと考えられる。それに、このような構
成では自転車の美観を損なわしめることになり、
これでは市場では受け入れられない。

従来の可変クランク駆動機構でのペダルクラン
クに生ずる力は非常に大きく、そのため駆動装置
を非常に頑丈なものとする必要があり、従つて、
ペダルクランク長の調節により自転車漕ぎが楽に
なるべきところが、摩擦作用が伴うので実際には
楽にはならない。また、制御運動をペダルクラン
ク上の制御用短軸に伝達している時にペダルクラ
ンクに大きなねじり力が作用するが、このねじり
力はペダルクランクを構成するペダル支持アーム
とクランクアームとの間での直線案内作用により
緩衝する必要がある。この理由から、この直線案
内作用は、駆動トルクによるクランクアームとペ
ダル支持アームとの間での傾き力を支承するばか
りではなく、制御用短軸に作用するねじり力を吸
収するような構成でなければならず、こうなれば
非常に強固な、従つて、従来より必要とされてい
る非常に重量のある構成を採らざるを得ない。

また、前述したように、自転車や類似のものの
駆動機構であつて、ペダル下降移動時にはペダル
クランクが伸長し、ペダル上昇移動時には収縮が
できるように、制御用短軸を介してペダルクラン
クの長さが変えられるようにしたものが、スイス
国特許第224823号とヨーロツパ公開特許出願第
93201号とに開示されている。

この従来の可変クランク駆動機構における制御
用短軸の制御は連結リンクガイドを介して行つて
おり、その形がクランク軸上のペダルクランクの
伸縮比を決定している。連結リンクガイドを有す
るこの公知の駆動機構は、制御用短軸を作動させ
る検知機素とガイドトラツクとの間に著しい摩擦
力が発生するから、ペダルクランク長の調節で円
滑なペダル漕ぎができたとしても、そのメリツト
が前述の摩擦作用で失われてしまうなりに、駆動
装置の作用が鈍重になるなどの問題がある。更
に、このような連結リンクガイドでは、自転車の
耐久性からしてどうしても避ける必要がある粉塵
による影響をさけるためにシールを施すのが難し
い。

それに連結リンクカイドの検知機素からペダル
クランクの制御用短軸へと制御運動を伝達させる
場合、ペダルクランクに大きなねじり力が作用す
るが、このねじり力はペダル支持アームとクラン
クアームとの間での直線案内作用で緩衝できるよ
うでなければならない。このため、この直線案内
作用は、駆動トルクによるクランクアームとペダ
ル支持アームとの間での傾き力を支承するばかり
ではなくて、制御用短軸に作用するねじり力を吸
収するような構成でなければならず、こうなれば
非常に強固な、従つて、従来より必要とされてい
る非常に重量のある構成を採らざるを得ない。

更に、フランス国特許第973667号にはペダルク
ランクギヤも開示されており、このペダルクラン
クギヤは、ペダルクランクの軸とは偏心した偏心
案内路を備えた、ペダルクランクに常設の制御用
短軸がこの偏心案内路に沿つて移動することでペ
ダルクランク長が調節できるベアリング装置で構
成されている。しかし、この構成はねじり作用を
介して生ずる傾き力を吸収するには適していな
い。

発明の開示 本発明のは、自転車などのペダルクランク駆動
装置のペダルクランクであつて、低廉な素材で簡
単に製造でき、軽量かつ頑丈な構造とすることが
できるとともに、操作が容易なペダルクランクを
提供するものである。

本発明によれば、クランクアームの棒状本体が
全長にわたつて連続したＵ字形縦溝を腕部
（limb）の外側において備えており、その縦溝を
覆うカバー板を、凹形腕部（reentrant limb）を
有するほぼＵ字形構成とするとともに、腕部が棒
状本体の縦溝に入つた状態でカバー板を挿入し、
かつ、縦方向に棒状本体へを押込み、これで両部
品を分解不能状態に連結し、更に、クランクアー
ム側のカバー板に制御用短軸が突出する長孔を設
け、クランクアームの端部を端キヤツプで閉塞し
ている。

この構成であれば、大部分に低廉な、形をもつ
た素材（profiled material）を用いることがで
き、それにより良い品質を保ちつつ生産コストを
減少させる利点がある。

棒状本体とカバー板とを分解不能状態に合体し
たものを作つた後は、非常に強固な箱型断面形状
のクランクアームが得られる。この構成であれ
ば、クランクアームをメートル単位で売る商品と
して得ることができ、しかも、計測して切断した
としても大きな研削加工を施す必要がない。

クランク軸にトルクを伝達するには、ペダルク
ランクボスが必要であるが、本発明によれば、こ
のペダルクランクボスはカバー板の外側に溶接な
いし半田付けされている。

また、本発明によれれば、クランクアームから
導出しているペダル支持アームのためのシール材
としてシール用キヤツプが設けられており、この
シール部は、ペダル支持アームに向つて棒状本体
の端部に差し込まれていると共に、シール用キヤ
ツプの舌片が棒状本体の別の縦溝において棒状本
体の周囲に至り、他端に、棒状本体の他端をシー
ルするカバー部材をネジにて取付けるアングル片
が設けられている。こうすれば、切売り商品とし
て棒状本体を入手した後で、しかも、所望の長さ
に切断した後に、研削加工作業を施さなくてもす
むなどに利点がある。ペダルクランクのシールを
改善するためには、シール用キヤツプのシール部
における開口部をペダル支持アームのプロフイー
ルに合わせてシール材を設けるのが良い。

クランクアームとペダル支持アームとの間のボ
ールベアリングの円滑な作用を促進すると共に、
ベアリング球の無秩序な移動によるペダルクラン
クのロツク作用を阻止するためには、本発明の一
実施例では、クランクアームとペダル支持アーム
とにおける球受け溝の間に配設した球をペダルク
ランクの長手方向に延在するボールケージで案内
すると共に、位置決め装置でそのボールケージを
球受け溝の或る範囲内に保持している。この実施
例にあつては、ボールケージを制御するには、ボ
ールケージを圧縮バネを介してペダル支持アーム
の端係止部に当接させると共に、クランクアーム
に対するペダル支持アームの伸縮に対応して前記
圧縮バネのバネ力の作用によりほぼ常時平衡する
ようにしている。本発明の他の実施例では、ペダ
ル支持アームに盲穴としてのスロツトが長手方向
に穿設形成され、かつ、他側にストツパーを有す
る穴が設けられていると共に、２つの圧縮バネの
間においてこの縦穴にガイドピンを設けて、その
ガイドピンのガイド軸がボールケージの凹部にお
ける縦スロツトを介して係合するようにしてい
る。

クランクアームから導出している制御用短軸の
シールは、長孔を備え、カバー板と棒状本体にお
ける凹部との間に配設した少なくとも１つの摺動
自在なシール用ブレードと、ペダル支持アームと
で内側よりカバー板における長孔をシールするな
りして行うのが有利である。シール用ブレードの
数をできるだけ少なく、好ましくは１つだけです
ませるには、カバーの長孔において露現するペダ
ル支持アームの部分が棒状本体の凹部と同一レベ
ルでの平面に来るようにするとともに、シール用
ブレードのシール部を構成するようにすればよ
い。ペダルクランクボスの背面のカバー板の内部
が自由になつていることから、シール用ブレード
は、ペダルクランクボスの背面のこの区域まで深
く延在して、カバーの大部分がペダル支持アーム
とシール用ブレードとの間に設けられている。

本発明は、前述のペダルクランクと組合せて特
に利点を発揮するペダルクランクギヤ、および、
本発明によるペダルクランクギヤのための取付け
装置にも関するものである。

更に、本発明は、自転車などのためのペダルク
ランクギヤであつて、ペダルクランクに生ずるね
じり力を、その一部が偏心ベアリング装置により
吸収されることで減少させ、これにより頑丈な構
造を備え、円滑に走行しうるペダルクランクギヤ
を提供するものでもある。

本発明によれば、回転支承部に装架し、固定支
承部の支承案内溝に半径方向に乗架する少なくと
も３つのベアリングローラーでベアリング装置を
構成し、かつ、制御用短軸をクランクアームに配
設する傍ら、ほぼ同一平面ににおいてベアリング
ローラー間の自由空間における回転支承部に設け
たベアリング套管に支持せしめている。

このようなペダルクランクギヤでは制御用短軸
が回転支承部に係合しているので、ペダルクラン
クの制御用短軸、強いてはベアリング装置に作用
するトルクが少なくてすむなどの利点がある。従
つて、ペダルクランクそれ自体の構造を簡単かつ
より軽量にすることが可能である。

このようにすれば、同一平面におけるベアリン
グローラーの間に自由空間が得られ、この自由空
間に、回転支承部に配置したベアリング套管を介
して制御用短軸を支持させることができるなどの
利点がある。ベアリングローラー間での同一平面
に制御用短軸のベアリング套管を配置できれば、
制御用短軸に作用するトルクを更に減少させるこ
とができるので、制御用短軸の支承作用およびペ
ダルクランクの直線案内作用において、低圧、従
つて、摩擦力が生ずることから、驚くほど円滑に
漕げるペダルクランクが得られる。

少なくとも３個のベアリングローラーを有する
ベアリング装置は、外側よりベアリングローラー
が係合して乗りあがる溝としての外側ベアリング
案内溝を固定支承部に設けるなりに構成するのが
望ましい。固定支承部と回転支承部とは、簡単な
方法で防塵構造とすべく互いにシールしておくべ
きであり、連結リンクガイドの場合ではこの様に
シールすることは非常に繁雑なことである。その
上、制御用短軸をベアリング装置の回転支承部に
おけるその軸を中心として回転自在となすととも
に、ねじり力がペダルクランクにほとんど伝達さ
れないように１つおきの平面で支持させるように
することは、本発明によるペダルクランクギヤの
場合では可能である。

また、本発明によれば、使用者が所望のペダル
クランクギヤの動力比を選択できるためにも、動
力比を選択する際に好みに応じて制御用短軸をネ
ジで取り付ける穴を複数個、ペダルの軸よ異なつ
た距離おきにペダル支持アームに設けてもよい。

本発明によるペダルクランクの構成なら、自転
車のフレーム下部のハンガの両側に２つのペダル
クランクギヤのベアリング装置を取付つけるため
の取付け装置を強固かつ簡単にすることできる。
このように取付け装置は、ベアリング装置の固定
支承部に取付けられ、夫々が半径方向に位置決め
されように下部ハンガの支承管の対応端に嵌合す
べく押込まれる切欠きを有するキヤリア円盤と、
キヤリア円盤を軸方向に位置決めするべくフレー
ムと２つのキヤリア円盤とに取付けられるクラン
プ装置とで構成されているのを特徴としている。
このような取付け装置であれば、ペダルクランク
ギヤを、通常の自転車に大きな改変を施すことな
く、そのような自転車に簡単に取付けことができ
る。このように、通常の方法で、或いは本発明に
よる方法でペダルクランクギヤを自転車に簡単に
取付けることができ、それも、それに伴つて必要
とされる改変を自転車に予め施す必要はない。

このような取付け装置は、自転車の脚スタンド
（rest）の取付け板にネジ止めされ、かつ、短ボ
ルトを有する第１部と、短ボルト上の矩形穴を介
して第１部にネジ止めされているとともに、ベア
リング装置の取付けのための２つのキヤリア円盤
が固着されている第２部とかクランプ装置が構成
されるようにするのが望ましい。一方のキヤリア
円盤はチエーンケースの内側部分で構成するのが
望ましく、その場合チエーンケースの外側部分は
この内側部分にネジ止めして内側部分側でベアリ
ング装置を支持するようにする。チエーンケース
はこれによりペダルクランクギヤの支持のための
取付け装置に含まれているので、外観をよくする
ばかりではなく、非常にしつかりした取付けを実
現することができる。クランプ装置は、好ましく
は、スプロケツト車を囲繞する複数のブラケツト
を備え、そこにはチエーンケースの外側部分とこ
の側でのベアリング装置が取付けられるようにす
るのが望ましい。

【図面の簡単な説明】

以後、添付図面を参照しつつ、本発明の好まし
い実施例について詳述する。

第１図は、本発明によるペダルクランクの全体
を示す斜視図である。

第２図は、第１図のペダルクランクのクランク
アームを示す分解斜視図である。

第３図は、第１図のペダルクランクの横断面図
で、各構成部品は明確にするために間〓を以つて
示してある。

第４図は、第１図のペダルクランクのカバー板
の斜視図を示している。

第５図は、各構成部品を分解した状態における
第１図のペダルクランクのペダル支持アームの斜
視図を示している。

第６図は、ペダル支持アームが３つの異なつた
位置にある時でのボールベアリングを示す。第１
図のペダルクランクの部分断面図である。

第７図は、シール用ブレードの異なつた位置を
説明するための、第６図と類似の図解であるが、
便宜上、球とボールケージとは図示を省略してあ
る。

第８図は、シール用ブレードの異なつた位置を
説明するためのものであつて、第７図と類似の位
置におけるペダルクランクの平面図を示す。

第９図は、本発明によるペダルクランクギヤの
構成部品の関係を示す分解斜視図である。

第１０図は、クランプ装置の分解斜視図であ
る。

第１１図は、４つの異なつた位置Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄにおける本発明によるペダルクランクギヤの動
作説明図である。

第１２図は、好ましいベアリング装置の部分断
面側面図を示している。

第１３図は、第１２図の装置の断面図である。

第１４図は、自転車のフレームに本発明による
ペダルクランクギヤの取付け装置を取付ける異な
つた手段の分解斜視図を示す。

発明を実施するための最良の形態 第１図から第３図に示したペダルクランク５１
は、クランクアーム５２と、その内部に長手方向
へ移動自在に挿嵌されているペダル支持アーム２
とで構成されている。ペダルクランク５１の一部
を構成するカバー板３の一端には、第４図に示す
ように断面が正方形の係合穴を備えたペダルクラ
ンクボス８が設けられており、その係合穴には自
転車のペダルクランク軸（後述するように第９図
において符号２２を以て示す。）の一端に形成さ
れている断面が正方形の係合突起が挿入されるよ
うになつている。クランクアーム５２とペダルク
ランク軸２２とは、前述のように係合穴に係合突
起を挿入した後、ネジ止めするようにしても良
い。ペダル支持アーム２の一端にはネジ溝付き穴
５３が設けられており、それにはペダル（図示せ
ず）の軸がねじ込まれるようになつている。尚、
符号５３は以後、ペダル軸をあらわすものとす
る。ペダル支持アーム２は、ペダル漕ぎの際のペ
ダル下降移動時にトルクを増加させる目的でより
ペダルクランク５１が伸長し、また、ペダル上昇
移動時には足が後方へ引きずられることなく足踏
みができるようにペダルクランク５１が短くな
る、即ち、収縮するように、クランクアーム５２
に対して長手方向にシフト自在である。

第１図から第４図において、クランクアーム５
２は、ほぼＵ字形横断面を有する棒状本体よりな
る。この棒状本体１の内側には、球受け溝６が互
いに向い合つて設けられている。ペダル支持アー
ム２は棒状本体１の２つの腕部（limb）の間に
配設されていると共に、両側に半円形の球受け溝
６ａがその長手方向に形成されている。これらの
球受け溝６と６ａとの間には、ボールケージ８０
によりペダルクランクの長手方向のある位置に保
持された状態で球（ボール）１０が配設されてい
る。

棒状本体１は頂端部（第３図から見て）が開放
していて、カバー板３により閉塞されている。即
ち、棒状本体１にはその全長にわたつて両腕部
に、カバー板３の断面凹形腕部２７が夫々両側よ
り係合する縦溝９が設けられている。このため、
カバー板３（第４図をも参照のこと）は、ほぼＵ
字形断面に形成されており、前述の腕部２７はＵ
字形を構成するアームと連続しているから、カバ
ー板３を棒状本体１にすべり込ませて両者を強固
に合体することが可能である。この合体は、両部
分を分解不能状態にする、例えば、溶接するか、
半田付け、または接着させることにより、驚くほ
ど強固な断面箱状梁構造とすることで更に向上さ
せることができる。棒状本体１と、カバー板３、
ペダル支持アーム２とは、メートル単位で販売さ
れている商品としての引抜き成形材（drawn
material）を切断することにより形成しても良
い。

カバー板３には長孔７が形成されており、この
長孔７を介して制御用短軸２５（第３図）が外方
からペダル支持アーム２にネジ込まれている。こ
の制御用短軸２５は、ペダル軸５３とペダルクラ
ンクボス８との間のペダルクランク長を変えるた
めに、クランクアーム５２に対してペダル支持ア
ーム２を摺動シフトさせる働きをする。制御用短
軸２５の制御については、それは本発明に属する
ものではないので、ここでは詳述しない。

棒状本体１の閉塞側には、シール用キヤツプ４
の舌片３６を受承する縦溝２６が形成されてお
り、また、このシール用キヤツプ４のペダル側端
部にシール部２０が形成されている。このシール
部２０にはペダル支持アーム２２の断面形状に一
致した断面形状の開口があつて、第１図に示した
ようにこの開口からペダル支持アーム２が外方へ
貫通している。更に、この開口に別のシール（図
示せず）がある。シール部２０には、カバー板３
と類似の形状の部片も形成されていて、棒状本体
１の対応する縦溝９に押込まれている。棒状本体
１へとシール部２０をすべり込ませるだけで、特
殊ネネジを用いて連結するようなことがなくて
も、棒状本体１は充分閉塞されることになる。シ
ール用キヤツプ４における舌片３６の他端には、
シール部２０を棒状本体１にすべり込ませている
時には少しばかりもち上げられるアングル片２８
が設けられている。シール用キヤツプ４が完全に
押込まれると、アングル片２８は棒状本体を取り
囲むことになる。その後、アングル片２８に形成
したネジ溝付き穴１９にネジ７８をしつかりと螺
着させることにより外方からカバー５を取付ける
と、クランクアーム５２の他端はこのカバー５に
より閉塞される。

ペダルクランクボス８は、溶接ないし類似の方
法でカバー板３の外面に固着してある。従つて、
棒状本体１は、後で研削加工を施す必要のない、
ほぼ形状をもつた材料として予め作られている。
棒状本体１にはペダルクランクボス８と同心的な
ネジ穴２１が形成されており、この穴２１にネジ
２４を挿通させてペダルクランク軸（図示せず）
の端部に螺着させることにより、ペダルクランク
ボス８を固着させることができる。尚、シール用
キヤツプ４を棒状本体１に前述のように取付ける
と、ネジ穴２１は舌片３６により被覆、隠蔽され
る。

ペダルクランク５１の各回転時にクランクアー
ム５２に対するペダル支持アーム２の摺動シフト
が円滑に行われるには、球１０が負荷を受け溝
６，６ａ内で自由に転動できるようでなければな
らない。ところがペダルクランク５１の回転時に
作用する圧力負荷は一定ではなく、ペダルクラン
ク５１の下降移動時にのみほぼ発生するのである
から、球１０は純粋のころがり運動を行うという
よりは、それ自体の死重や遠心力の作用で位置を
変えようとする。また、ペダルクランク５１の中
心から外方へと移ろうとし、数回転後には球受け
溝６，６ａの外端側に達してしまう。ペダルクラ
ンク５１の数回転に伴つて生ずる球の移動を何ら
かの方法で阻止するように講じておけない限り、
その後のペダル漕ぎ時に、クランクアーム５２に
対してペダル支持アーム２が摺動シフトする前に
この摺動シフト運動が完全にブロツクされるよう
なことが起こりかねない。つまり、クランクアー
ム５２に対してペダル支持アーム２が摺動シフト
できなくなる。この様なブロツクは、ペダルに力
のオフセツト作用が加わることから、ペダルに作
用するねじり力を介して増大する。

前述のブロツクを防ぐための異なつた部品の配
置を第５図に示す。球受け溝６，６ａに設けられ
た球１０は、ボールケージ８０に形成した長孔７
９に収納されている。ペダル支持アーム２には、
その長手方向にくり抜いて形成した縦穴１３が形
成されている一方、この穴１３は側部に形成した
スロツト１４を介して側方に開口している。この
くり抜きによる縦穴１３は盲穴として形成されて
いるとともに、第１バネ１６とガイドピン１５と
第２バネ１６が挿入されている。そして、このく
り抜きによる縦穴１３は、横方にくり抜いた穴８
５にピン１８をさし込むことにより、栓８２で閉
塞されている。ガイドピン１５の側部には案内ピ
ン８１が設けられており、この案内ピン８１は縦
スロツト１４を介して外方に突出していると共
に、ボールケージ８０の凹所１７に係止されてい
る。ガイドピン１５の位置により長手方向でのボ
ールケージ８０の位置が定まる。（この点につい
ては、第３図も参照のこと。）。

クランクアーム５２に対してペダル支持アーム
２が異なつた位置に来る都度のボールケージ８０
の位置を第６ａ図から第６ｃ図にかけて示す。ペ
ダル支持アーム２がクランクアーム５２に引つ込
んだ状態（run―in state）（第６ａ図）にあつて
は、ボールケージ８０は球１０と共に初期位置に
あつて、この初期位置は、ベアリングに負荷がか
かつていない場合、ガイドピン１５の両側にある
第１及び第２バネ１６のバネ力は互いに釣りあつ
ている。ベアリングに負荷がかかり、ペダル支持
アーム２がクランクアーム５２に対して外方へと
押し出されれば（第６ｂ図）、球１０が球受け溝
６，６ａに沿つて転動するが、それに伴つてボー
ルケージ８０も移動するので、案内ピン８１とガ
イドピン１５とがボールケージ８０に追従する。
この場合、ガイドピン１５の右側（第６ａ図から
第６ｃ図において）に臨むバネ１６は圧縮される
が、左側のバネ、即ち、第２バネ１６は負荷から
開放される。負荷がかかつた状態でペダル支持ア
ーム２が最外位置（第６ｃ図）へと更に摺動シフ
トすると、ボール１０が更に転動して右側のバネ
１６を更に圧縮させるようになる。

いずれか一方のバネ１６が圧縮状態にあるとし
て、負荷をペダル支持アーム２から解放する、例
えば、ペダル漕ぎが不死点に達すれば、球受け溝
６，６ａにおける球１０に作用する負荷もなくな
るが、それにより圧縮されたバネ１６が、他方の
バネ１６と平衡する非圧縮状態へとペダル支持ア
ーム２に対してボールケージ８０を球１０と共に
押勢する。球をこのように有利に位置決めするこ
とにより、球１０に負荷が作用していない時はボ
ールケージ８０が球１とともに常に初期位置へ復
帰し、かくてブロツクが起こるのを信頼性よく防
ぐことができるのである。

第７図と第８図とに、外部に対してカバー板３
の長孔７をシールすることが示されている。第３
図からもわかるように、棒状本体１の凹部２３
と、一方側のペダルクランクアーム２の上部（第
２図において）平坦面および他方側のカバー板３
の内面との間に、制御用短軸２５が貫通する長孔
１２を備えたシール用ブレード１１が介装されて
いる。前述したように、第３図では、各構成部品
は明確に図示するために、夫々間〓をもたせてい
る。シール用ブレード１１は、ペダル支持アーム
２の上面と凹部２３に当接しているとともに、更
にはカバー板の内側に接触して充分なるシールを
実現しているのは明らかである。

第７ａ図と第８ａ図と状態にあつては、ペダル
支持アーム２は引込み位置にあり、シール用ブレ
ード１１の長孔１２から突出している制御用短軸
２５がシール用ブレード１１を最右位置（これら
の図面において）へもたらしている。ペダルクラ
ンクボス８が外側においてカバー板３に溶接され
ていることから、その下方の空間はシール用ブレ
ード１１の移動用として自由になつている。第７
ａ図と第８ａ図とによるこの状態では、クランク
アーム５２の内側は外部に対してシールされてい
る。

第７図と第８図とにおいて、ペダル支持アーム
２が左方へと少しだけ移動すると、制御用短軸２
５が長孔１２の端部とまだ当接しない限り、シー
ル用ブレード１１は先ず第１位置に残つたままで
ある。この状態では充分なシールが行われる。ペ
ダル支持アーム２が左方へ移動すれば、長孔１２
の一端を介して制御用短軸２５がシール用ブレー
ド１１を最左位置（第７ｃ図と第８ｃ図）へと左
動させ、この状態でカバー板３の長孔７に対して
頂部に向つてペダル支持アーム２の右端の上方に
ある自由空間をシールすることになる。ペダル支
持アーム２が右方へ移動し始めると、シール用ブ
レード１１はそれに伴つて逆の動作を行う。

よつて、クランクアーム５２の全長に対して長
孔７が、平坦域となしたペダル支持アーム２の内
側と相俟つて、１つのシール用ブレード１１で適
当にシールすることができる。

第９図には、自転車のフレームの一部分にし
て、ペダルクランクを支承する部分であるハンガ
（bottom bracket）６１に装架するベアリング機
構が示されている。このハンガ６１には、キヤリ
ア円盤３９を介して、第９図においてはリング形
ボールベアリングとして構成したベアリング装置
５４が取付けられている。

ベアリング装置５４は固定支承部５７と回転支
承部５６とを有し、後者には、ペダルクランク５
１の制御用短軸２５を受承する支持套管５５が固
着されている。ペダルクランク５１は、前述した
ようにクランクアーム５２と、その一端にペダル
（図示せず）が螺着されるネジ溝付き穴（ペダル
軸５３）が設けられているペダル支持アーム２と
で構成されている。

ここまで説明したこのペダルクランクギヤは、
自転車の前進方向からみてハンガ６１の左側に設
けられるもので、ハンガ６１の右側には部分３９
ａ，６１からなるチエーンケースが配置されてい
る。このチエーンケースの後方にも、右側ペダル
クランク用として、ベアリング装置５４とペダル
クランク５１とを含むペダルクランクギヤと同一
構成のペダルクランクギヤが設けられている。し
かし、簡素にすませるために、このペダルクラン
クギヤは図示していないが、それも同一動作を行
う。

本発明によるペダルクランクギヤの運動につい
て第１１図を参照しながら説明する。この図面に
おいて、符号７５は、自転車のペダルクランク軸
２２に対して前方（第１１図において右側）に偏
心するベアリング装置５４の中心を示す。制御用
短軸２５を受承している支持套管５５は、回転支
承部５６の回転時に、第１１図において点線７６
で示した円軌道を描く。それ故、ペダル漕ぎが行
われる都度、ペダル支持アーム２はクランクアー
ム５２に対して、従つてペダルクランク軸２２に
対して制御用短軸２５を介して摺動シフトするの
で、ペダルクランクが１回転している間にペダル
クランク長が変化する。

即ち、ペダルクランクが後方位置Ａにあるとペ
ダル支持アーム２がクランクアーム５２に引つ込
んでいるので、この時のペダルクランク５１は
lAで示すように最も短くなつている。他方、中
間位置ＢまたはＣにある時は、ペダル支持アーム
２はすでに引き出されているので、このときのペ
ダルクランク５１は、それぞれlB，lCで示すよ
うに、長さlAよりは長くなつている。更に、位
置Ｄに来ると、ペダル支持アーム２は完全に引き
出され、かくてペダルアーム５１は最長間隔lD
になる。

この様にペダル漕がれると、ペダル軸５３はペ
ダルクランク軸２２に対してほぼ偏心した円形軌
道を描くので、ペダルの下降移動時には長く、復
帰移動時には短くなるストロークをペダルクラン
ク５１が描く状況が生ずる。

本発明によるペダルクランクギヤの動力比は、
ペダル支持アーム２の長手方向に沿つて複数形成
した穿孔５８（第１１図）のいずれかに制御用短
軸２５を植設配置すれば、使用者の要望に合わせ
ることができる。即ち、制御用短軸２５を第１１
図に示したいずれかの穿孔５８に螺着させれば、
ペダルクランク長を少しだけ長くすることができ
るが、この量は復帰運動時にも漕ぎ手の足の届く
範囲内に収まるようでなければならない。

第９図に示したベアリング装置２４は、単一リ
ング形ボールベアリングではあるが、第１２図と
第１３図とに好ましいベアリング装置８３を示
す。このベアリング装置９３の詳細な構成につい
ては後述するが、このベアリング装置８３は第９
図のベアリング装置５４に代えて用いることがで
きるものである。ベアリング装置８３は、ペダル
クランク軸２２に開口８４を介してはめ込まれる
ようになつている。自転車フレームのハンガ６１
に固着される内側固定支持部２９よりなる。ベア
リング装置８３の中心は、この場合ペダルクラン
ク軸２２ないし第１１図におけるのと同様に開口
８４に対して偏心している。回転支持部３０は、
ジヤーナル３２において、固定支持部２９の環状
受け溝３１に載置された形でベアリングローラー
３３を担持している。３個のベアリングローラー
３３の代わりに、４個またはそれ以上のベアリン
グローラーを設けてもよいが少なくとも３個は必
要であるとともに、固定支持部２９に対して回転
支持部３０を適切に位置決めするために円周に沿
つて均等に配置しておく。

互いに隣接するベアリングローラー３３間に
は、制御用短軸２５を受承する支持套管３４が設
けられている。支持套管３４と制御用短軸２５と
のこの構成は、ベアリングローラー３３とほぼ同
一平面において行うことができるので、ペダルク
ランクギヤを非常にコンパクトなものとすること
ができる。ベアリングローラー３３は好ましく
は、ボールベアリングとしてジヤーナル３２に押
込むのが望ましい。

本発明によるペダルクランクギヤの自転車フレ
ームのハンガ６１に対する取付けについて、第９
図、第１０図、第１４図を参照しながら説明す
る。尚、第１４図は第９図と第１０図とに対して
約180゜反対側からみたものとして描かれている。
第１０図に、第１部品４２と第２部品４１とを有
し、フレーム部分６１と自転車用脚スタンドの取
付け板７７の下部に下方より連結されるクランプ
装置を示す。

ハンガ６１の両側においてベアリング装置５４
（又は、第１２図と第１３図のベアリング装置８
３）を半径方向に位置決めするために、キヤリア
円盤３９，３９ａを、切欠き６０，６２を介して
ハンガ６１における支承管４０の夫々の端部に押
込む。切欠き６０，６２は丸くフランジ付けされ
ていて、ハンガの支承管４０の夫々の端部でシー
ルするようになされている。右側用のキヤリア円
盤３９ａは同時にチエーンケースの内側部品を構
成している。ベアリング装置の半径方向への位置
決めには、クランプ装置４２，４１が設けられて
いる（第１０図と第１４図）。クランプ装置の第
１部品４２は、短ボルト６７が挿入される穿孔６
６を有するわん曲部を有している。このわん曲部
は、このクランプ部品４２をネジ６８と矩形穴６
４とで取付け板７７にネジ止めすると、ハンガの
支承管４０の丸味と下方より係合するようになつ
ている。その後、クランプ装置の第２部品を矩形
穴７１に短ボルト６７が貫通するように押込んで
ネジ締めする。クランプ装置の第２部品４１には
取付けアングル片６９があり、これによりキヤリ
ア円盤３９とベアリング装置５４とが、フレーム
６１の片側とチエーンケースの内側部品３９ａへ
とネジで取付けられるとともに、ネジ溝付き棒７
２とスペーサ７３とにより軸方向および傾動不能
に位置決めできる。クランプ装置の第２部品４１
に２本のブラケツト７０があり、これがペダルク
ランク軸２２に装架したスプロケツト車６３を囲
繞して、チエーンケースの外側部品６４が取付け
られるようになつている。更に取付けるには、ア
ングルフラケツト７４をも用いる。

この構成により、支持機能が部品３９ａ，６４
からなるチエーンケースに与えられることによ
り、本発明によるペダルクランクギヤの取付けを
取付けに当つて外観をぎこちないものとすること
なく、驚異的に強化することができる。

ペダルクランク駆動装置について発明の原理を
説明し、請求しているが、長さが可変なクランク
を有するその他の駆動装置、例えば手廻しクラン
ク駆動装置の場合における駆動装置と共に使用で
きるのは明らかである。