JPH0529892U - 自転車のボトムブラケツト用ユニツト部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ユニット全体の軽量化を図るとともに、シリ
ンダ内への水やゴミ等の侵入防止を可能とする自転車の
ボトムブラケット用ユニット部品を提供することを目的
とする。 【構成】 クランク軸２は、軸方向に貫通孔２ａが形成
され、外周面軸方向２箇所に軌道溝４が形成され、該軌
道溝４に鋼球６を配置される。シリンダ３は、内周面の
軸方向２箇所に前記鋼球を保持する保持溝５が形成さ
れ、該シリンダ３の外周面には周凹部３ｅが形成され
る。そして、クランク軸２は、シリンダ３内に嵌挿され
る。シリンダ３の両端部には、シリンダ３とクランク軸
２との間にゴミ等が侵入するのを防止するため二次止水
部材１６と一次止水部材１７とが形成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自転車のボトムブラケット用ユニット部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

自転車の軽快な走行にとっては、クランク軸が滑らかに回転することが必須条 件であることから、従来のボトムブラケット用ユニットは、図５に示すように、 クランク軸２とボトムブラケットハンガー部２３との間に、鋼球６を保持するた めの保持用わん１８，１８を備えたものであった。

【０００３】 すなわち、このボトムブラケット用ユニットは、クランク軸２の両端にクラン ク取付部２ａ，２ｂが設けられ、このクランク取付部２ａ，２ｂを除くクランク 中央部２ｃの外周面の軸方向の両側にわん曲隆起部２ｄ，２ｅがそれぞれ設けら れている。そして、ボトムブラケットハンガー部２３には、両端部２３ａ，２３ ｂの内周面に雌ねじ２３ｅ，２３ｆが刻設されており、該雌ねじ２３ｅ，２３ｆ に前記保持用わん１８の外周に形成された雄ねじ１８ａ，１８ｂが螺入されてい る。

【０００４】 一方、この保持用わん１８の内周面には、湾曲部１８ｃ，１８ｄが形成され、 クランク軸２のわん曲隆起部２ｅ，２ｆとの間に鋼球６を保持させた状態で、保 持用わん１８が螺入され、鋼球６を保持用わん１８にて抱き込み保持するもので あり、この保持用わん１８の締付力を調節することにより、クランク軸の回転の トルクが調節可能とされている。

【０００５】 しかし、このように構成されたボトムブラケット用ユニットは、保持用わん１ ８の締付力の加減によりクランク軸２の回転トルクを調節できるが、保持用わん １８の締付力を最適値にして各人に適した回転の円滑さを得るのは極めて高度の 熟練を要する技術であった。つまり、保持用わん１８の締付力を強くすると、ク ランク軸２の回転が重くなり、弱くすると回転は軽くなるがクランク軸２にガタ ツキが生じるものである。

【０００６】 これがため、最適の締付を行い、走行において軽快であって、しかも、ガタツ キのない良好な感性（フィーリング）を得るよう締付けるには、相当の熟練を要 するものであった。

【０００７】 そこで、出願人は、実開平２−１７４９１号公報において、このような微調節 を不要とするハンガー部の構造を提案しており（図６参照）、この提案は、上記 の問題点を解決するために有効なものであった。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、最近、新たに以下に述べるような要望があることがわかった。 すなわち、近時、自転車の好みが多様化し、一般の人が乗る自転車についても いろいろな種類のものが望まれる。なかでも、女性や学生などが乗る自転車につ いては少しでも軽量なものが要求されている。

【０００９】 また、自転車で走行する仕方も多様化しており、単に道路を走行するだけでな く、モトクロスと称して、わざわざ泥水の中を走行するような、走行方法がなさ れる自転車も要求され、シリンダ内への水やゴミ等の侵入を確実に防止すること が要求されている。

【００１０】 本考案はかかる要望に鑑みてなされたものであって、実開平２−１７４９１号 公報に係る考案に改良を施したものであり、ユニット全体の軽量化を図るととも に、シリンダ内への水やゴミ等の侵入防止を可能とする自転車のボトムブラケッ ト用ユニット部品を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記要望を達成するため本考案にかかる自転車のボトムブラケット用ユニット 部品は、クランク軸の外周面軸方向２箇所に軌道溝が形成され、該軌道溝に鋼球 が配置され、内周面の軸方向２箇所に前記鋼球を保持する保持溝が形成されてな るシリンダが、前記クランク軸に被嵌され、しかも、シリンダの外周面に周凹部 が形成するものである。

【００１２】 また、上記ボトムブラケット用ユニット部品のクランク軸に、軸方向の貫通孔 を形成するものである。

【００１３】 さらに、シリンダの両端部に、該シリンダとクランク軸との間にクランク軸の 全周にわたって二次止水部材が弾発係止されるとともに、該二次止水部材の両側 にクランク軸の全周にわたって一次止水部材を周設するものである。

【００１４】

【作用】

クランク軸に設けられた軌道溝とシリンダに設けられた保持溝との間に配置さ れる鋼球を、クランク軸方向において２列の配置とし、かつ各鋼球と保持溝とは 接触角をもって接するのでクランク軸の回転時に軸方向のガタツキが生じ難く、 良好な感性を長時間持続できる。しかも、クランク軸に鋼球を介してシリンダを 被嵌することにより軸受ユニットを構成しているので、均一な性能のユニットと して提供でき量産化に適する。

【００１５】 また、シリンダの外周面に周凹部が形成されるているので、ユニット全体の軽 量化が図られる一方、クランク軸に軸方向に貫通孔を形成することにより、ユニ ット全体をより一層軽量化することができる。

【００１６】 さらに、シリンダの両端部のシリンダとクランク軸との間に二次止水部材が設 けられるとともに、該二次止水部材の両側に一次止水部材が設けられているので 、これらの両止水部材により、シリンダ内への水やゴミ等の侵入が完全に防止さ れる。

【００１７】 すなわち、クランク軸が回転中はその回転に伴う一次止水部材の遠心力により 水やゴミ等が排除され、また、クランク軸の回転が停止している状態にいては一 次止水部材が障壁となってシリンダ内への水やゴミ等の侵入が防止される他、一 次止水部材を通過した水やゴミ等はさらに二次止水部材によってそのシリンダ内 への侵入が防止されている。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案に係る自転車用ボトムブラケット用ユニット部品の一実施例を図 面に基づいて説明する。

【００１９】 本考案に係る自転車のボトムブラケット用ユニット部品は、図１ないし図４に 示すように、自転車のボトムブラケット１に設けられたクランク軸２とシリンダ ３とを備え、この両者にそれぞれ形成された軌道溝４，４および保持溝５，５に 、鋼球６…を２列配置する構成となっている。

【００２０】 ボトムブラケット１は、クランク軸２を保持するもので、円筒状のハウジング ７に立てパイプ接続用ラッグ８、前パイプ接続用ラッグ９および２個の後パイプ 接続用ラッグ１０，１０を突設した構成とされている。そして、図２に示すよう に、前記ハウジング７の両端には、内周に雌ねじ７ａ，７ｂが刻設されており、 この雌ねじにロックリング１１，１２が螺入されて後述のシリンダ３を保持する ように構成されている。つまり、このロックリング１１，１２は、シリンダ３を 組付けるためのものである。

【００２１】 クランク軸２は、図２ないし図４に示す如く、軸方向に貫通孔２ａが形成され ており、その両端にクランク取付部２ｂ，２ｃが形成されている。そして、一方 のクランク取付部２ｂにクランク２０を取付け、他方のクランク取付部２ｃには 、ギヤ１４を一体的に設けたクランク２１が取付けられている。さらに、前記両 クランク取付部２ｂ，２ｃを除くクランク中央部２ｄには、該中央部２ｄの両側 位置に円周半円状の軌道溝４，４がそれぞれ凹設されている。

【００２２】 シリンダ３は、その両端部を３ａ，３ｂとし、その中央外周には、略凹形状に 切削されてなる周凹部３ｅが周設されている。つまり、周凹部３ｅの形状は、シ リンダ３の軸方向に垂直な中心線に対し左右対称とされている。したがって、シ リンダ３の両端部３ａおよび３ｂは、それぞれ保持溝５と軌道溝４とによって保 持される鋼球６の中心点Ｏを通りクランク軸２に対して垂直な垂線によって、軸 方向に左右等間隔に仕切られることになる。つまり、シリンダ３の両端部３ａお よび３ｂに形成される保持溝５，５は、両端部３ａ，３ｂのクランク軸２方向の 中央部分に位置するように形成されている。

【００２３】 また、周凹部３ｅの深さｄは、図４に示すように、シリンダ３の強度の低下防 止を図るため、周凹部３ｅが設けられたシリンダ３の厚さｄ’とほぼ同じもしく はやや厚めとされ、しかも、該周凹部３ｅの軸方向両端部３ｆ，３ｇは、わん曲 状に形成されている。

【００２４】 一方、シリンダ３の内周面の両側位置には、保持溝５，５が設けられており、 この保持溝５，５と前記軌道溝４，４との間に鋼球６…が配置される。

【００２５】 この保持溝５，５および前記軌道溝４，４の曲率半径は、鋼球６…の表面の曲 率半径より僅かに大きいものとされている。

【００２６】 鋼球６…は、上記軌道溝４，４と保持溝５，５との間に、それぞれリテーナ１ ５によって保持された状態で適数配設されている。つまり、この鋼球６…は、ク ランク軸２の軸方向において２列の配置とされており、しかも、鋼球６と保持溝 ５との間に接触角をもって接するように配置されている。

【００２７】 また、前記シリンダ３の両端部３ａ，３ｂとクランク軸２との間には、かしめ て装着する弾性シール部材１６，１６がそれぞれ配設される。つまり、この弾性 シール部材１６，１６は、シリンダ３の内周面に設けた係止溝３ｃ，３ｄとクラ ンク軸２との間に、かしめながら装着することによって弾発係止されているもの であり、後述する止水リング１７，１７と共にシリンダ３内に水やゴミが侵入す るのを防止するものであり、二次止水部材として機能する。

【００２８】 さらに、これら弾性シール部材１６，１６の両側には、一次止水部材として機 能する止水リング１７，１７が設けられている。この止水リング１７は、クラン ク軸２の外周面に周設されており、外部からシリンダ３内への水やゴミ等の侵入 を一次的に防止する働きをする。

【００２９】 つまり、シリンダ３内へ侵入しようとする水やゴミ等は、まず、止水リング１ ７によって、一次的にその侵入が防止され、この止水リング１７を通過した水や ゴミ等は、弾性シール部材１６，１６によって、二次的にその侵入が防止される のである。

【００３０】 しかして、以上のように構成されてなる自転車のボトムブラケット用ユニット 部品１において、鋼球６…を軌道溝４，４と保持溝５，５との間に配置する手順 を以下に説明する。

【００３１】 まず、クランク軸２の軌道溝４，４に鋼球６を配置しておき、シリンダ３を 所定温度で加熱した状態でクランク軸２に被嵌する。

【００３２】 次に、このシリンダ３を冷却することにより、このシリンダ３を収縮させる 。すると、シリンダ３はクランク軸２の軸方向および半径方向ともに収縮し、前 記軌道溝４，４間のピッチＡ、すなわち、谷部４ａとの谷部４ｂとの距離が、前 記保持溝５，５間のピッチＢ、つまり、谷部５ａと谷部５ｂとの距離より僅かに 大きく保たれる。

【００３３】 これによって、鋼球６はその接触点Ｐが所定の接触角αを有し、かつ保持溝 ５と接触角をもって接することになる。つまり、鋼球６のボールラインは、クラ ンク軸２の軸線に対して垂直な垂線に、傾きαを有して接することになる。

【００３４】 上記の構成によれば、鋼球６と保持溝５とは、接触角で接触しているから、鋼 球６のラジアルスキマを有しながらクランク軸２の軸方向のガタツキが防止され てトルク値が小となる。これにより、クランク軸２の回転が滑らかとなり、自転 車の起動時においては重さや固さを感じさせないうえ、走行時にあっては軽快感 が得られる。

【００３５】 つまり、鋼球６は、接触角αをもって軌道軸４および保持溝５に接しているか ら、各溝４，５の谷部４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂにおいては接触しない。このため 鋼球６と各溝４，５の谷部４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂとの間にラジアルスキマを有 するから、回転トルクが小さく、しかも鋼球と保持溝とは、接触角を形成して組 付けられているので、軸方向のガタツキが殆ど発生しない。

【００３６】 次に、本考案に係る自転車のボトムブラケット用ユニット部品の他の実施例に ついて説明する。

【００３７】 すなわち、他の実施例においては、シリンダ３の周凹部３ｅが、図７に示すよ うに、シリンダ３の軸方向の一方（図７では、取付部２ｃ側）に、わずかに偏ら せて設けられる。したがって、シリンダ３の両端部３ａおよび３ｂは、それぞれ 保持溝５と軌道溝４とによって保持される鋼球６の中心点Ｏを通りクランク軸２ に対して垂直な垂線によって、等間隔ではないものの、ほぼそれに近い間隔で仕 切られることになる。つまり、シリンダ３の両端部３ａおよび３ｂに形成される 保持溝５，５は、両端部３ａ，３ｂのクランク軸２方向のほぼ中央部分に位置す るように形成されている。

【００３８】 このようにして構成された本考案に係る他の実施例においては、シリンダ３を クランク軸２に組付ける際、およびその組付けられた状態のボトムブラケット用 ユニット部品をハウジング１に組付ける際に、ギヤ１４を取り付ける側（取付部 ２ｃ側）を容易に確認することができる。

【００３９】 なお、本考案に係る自転車のボトムブラケット用ユニット部品は適宜設計変更 可能である。

【００４０】 例えば、本実施例においては、鋼球６と保持溝５とは、クランク軸２の軸方向 において外向きの接触角としているが、組付け時に、クランク軸を冷却してから 鋼球を入れ、その後常温に戻すことにより組付けることにより、シリンダ３の保 持溝５のピッチＢをクランク軸の軌道溝のピッチＡより大として、内向きの接触 角にしてもよい。

【００４１】 また、クランク軸２に貫通孔２ａが好適に設けられるが、貫通孔２ａに代えて 、クランク軸２の軸方向のほぼ中央外周部に、前記シリンダ３と同様の周凹部を 形成することによっても、ユニット部品の軽量化を図ることができる。

【００４２】 さらに、止水リング１７の形状は、図８の（ａ）から（ｊ）に示すように、設 計変更可能である。すなわち、止水リング１７の突出する部分の形状を変更した り、また、該突出部分の高さを高くしたり、低くしたりすることも可能である（ 図９参照）。

【００４３】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によれば、以下のような特有の効果が得られる。

【００４４】 (1) クランク軸の外周面軸方向２箇所に軌道溝が形成され、該軌道溝に鋼球が配 置され、内周面の軸方向２箇所に前記鋼球を保持する保持溝が形成されてなるシ リンダが、前記クランク軸に被嵌され、しかも、シリンダの外周面に周凹部が形 成されていることから、従来のボトムブラケット用のユニット部品に比べて、ユ ニット全体の軽量化を達成することができる。

【００４５】 すなわち、シリンダの外周面に形成された周凹部に相当する分だけ、シリンダ の重量が軽減されることになり、全体としてボトムブラケット用ユニット部品が 軽量化されことになる。

【００４６】 また、請求項２に係る考案によると、クランク軸に軸方向の貫通孔が形成され ていることから、この貫通孔に相当する分だけクランク軸の重量が軽減され、結 果として、ボトムブラケット用ユニット部品を更に軽量化することが可能となる 。

【００４７】 上記したように、請求項１および請求項２の考案によれば、従来のユニットに 比べて約３０％の軽量化が達成されうる。

【００４８】 なお、これら周凹部および貫通孔を設定形状で設けることにより、ボトムブラ ケットが強度上問題を生じることはない。

【００４９】 (2) 請求項３に係る考案によると、シリンダの両端部に、該シリンダとクランク 軸との間にクランク軸の全周にわたって二次止水部材が弾発係止されるとともに 、該二次止水部材の両側にクランク軸の全周にわたって一次止水部材が周設され ていることから、シリンダ内への水やゴミ等の侵入を確実に防止できる。

【００５０】 すなわち、自転車が走行時においては、クランク軸の回転により一次止水部材 も回転する。この回転による遠心力により、外部からの水やゴミ等のシリンダ内 への侵入が一次的に防止される。また、自転車が停止時においては、この一次止 水部材が、障壁となって水やゴミ等の侵入を一次的に防止する。特に、自転車の 洗車時に、ボトムブラケットに水を吹きつけた場合でも、この一次止水部材によ り、吹きつけられた水が直接シリンダ内に侵入するのが防止される。

【００５１】 一方、この一次止水部材を通過した水やゴミ等は、シリンダ両端部とクランク 軸との間に弾発係止されている二次止水部材により、シリンダ内への侵入が防止 される。二次止水部材は、自転車の走行時・停止時を通じて二次的に水やゴミ等 のシリンダ内への侵入を防止する。

【００５２】 しかして、シリンダ内への水やゴミ等の侵入が完全に防止されることにより、 クランク軸の良好な回転を長期間維持することができ、走行時の良好な感性を持 続することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自転車のボトムブラケットを示す斜視図であ
る。

【図２】本考案に係る自転車のボトムブラケット用ユニ
ット部品を用いたボトムブラケットを示す断面図であ
る。

【図３】本考案に係る実施例の自転車のボトムブラケッ
ト用ユニット部品を示す一部断面正面図である。

【図４】本考案に係る実施例の自転車のボトムブラケッ
ト用ユニット部品をハウジング内に装着した状態を示す
一部断面正面図である。

【図５】自転車のボトムブラケット用ユニット部品の従
来品を示す一部断面正面図である。

【図６】図５に示すボトムブラケット用ユニット部品の
改良を示す一部断面正面図である。

【図７】本考案に係る他の実施例の自転車のボトムブラ
ケット用ユニット部品を用いたボトムブラケットを示す
一部断面正面図である。

【符号の説明】

１ 自転車のボトムブラケット ２ クランク軸 ２ａ 貫通孔 ２ｂ，２ｃ クランク取付部 ２ｄ クランク中央部 ３ シリンダ ３ａ，３ｂ 両端部 ３ｃ，３ｄ 係止溝 ３ｅ 周凹部 ３ｆ，３ｇ 周凹部両端部 ４ 軌道溝 ４ａ，４ｂ 谷部 ５ 保持溝 ５ａ，５ｂ 谷部 ６ 鋼球 ７ ハウジング ７ａ，７ｂ 雌ねじ ８ 立てパイプ接続用ラッグ ９ 前パイプ接続用ラッグ １０ 後パイプ接続用ラッグ １１，１２ ロックリング １４ ギヤ １５ リテーナ １６ 弾性シール部材 １７ 止水リング ２０，２１ クランク Ａ 軌道溝の巻きピッチ Ｂ 保持溝の巻きピッチ Ｏ 鋼球の中心点 Ｐ 接触点 α 接触角

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図８

【補正方法】追加

【補正内容】

【図８】 止水リングの形状を示す断面図である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図９

【補正方法】追加

【補正内容】

【図９】 本考案に係る他の実施例の自転車のボトムブ
ラケット用ユニット部品を用いたボトムブラケットを示
す一部断面正面図である。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸の外周面軸方向２箇所に軌道
   溝が形成され、 該軌道溝に鋼球が配置され、 内周面の軸方向２箇所に前記鋼球を保持する保持溝が形
   成されてなるシリンダが、前記クランク軸に被嵌され、
   しかも、シリンダの外周面に周凹部が形成されているこ
   とを特徴とする自転車のボトムブラケット用ユニット部
   品。
2. 【請求項２】 クランク軸に軸方向の貫通孔が形成され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の自転車のボト
   ムブラケット用ユニット部品。
3. 【請求項３】 シリンダの両端部に、該シリンダとクラ
   ンク軸との間にクランク軸の全周にわたって二次止水部
   材が弾発係止されるとともに、該二次止水部材の両側に
   クランク軸の全周にわたって一次止水部材が周設されて
   いることを特徴とする請求項１または２に記載された自
   転車のボトムブラケット用ユニット部品。