JPS6032057B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自転車や水上自転車のクランク部やエンジン
ロッドなどを構成する動力伝達装置に係り、特に動力伝
達が広い回転角度範囲にわたって行なうことができるよ
うにした動力伝達装置に関する。

一般に、この種の動力伝達装置は自転車や水上自転車等
に組み込まれて、クランク部を構成する。

従来、自転車のクランクは一対のクランクアームを有す
る。一方のクランクアームは駆動ギャと一体的に形成さ
れる一方、他方のクランクアームは上記駆動ギャに軸袋
された駆動シャフトに固定され、ベタルからの踏力をク
ランクアームを介して駆動ギャに伝達するようになって
いる。しかしながら、従釆の自転車のクランクにおいて
、直線状のクランクアームは、一端が駆動シャフト側に
固定され、池端にべタルを装着している関係上、ベタル
が上死点あるいは下死点近傍位置では駆動シャフト（あ
るいは駆動ギャ）に回転力を伝達することができなかっ
た。したがって、クランクの回転力伝達角度範囲が小さ
く、回転力の伝達をスムーズに行なうことができなかっ
たり、また、自転車の走行が、ベタルの上死点（下死点
）またはその近傍から開始される場合には、緊急な走行
開始が不可能で、ベタルから駆動シャフトへの動力伝達
を有効的に行なうことができなかった。

この発明は上述した点を考慮し、動力伝達を広し、角度
範囲にわたって行なうことができるとともに、クランク
アームをスムーズにかつ円滑に回転させることができる
動力伝達装置を提供することを目的とする。

以下、この発明に係る動力伝達装置の実施例について添
付図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の動力伝達装置の原理図を示すもので
あって、図中符号１０は駆動シャフト１１に固く鞠装さ
れたクランクアームを示す。

このクランクアーム１０の自由端には例えば直径２００
◇の円弧状案内路１２を形成した案内片１３が一体的に
取付けられている。上記円弧状案内路１２はクランクア
ーム１０の軸線に対し、所定の角度Ｑをなして交差する
とともに、その曲率中心はクランクアームの自由端より
外側に位置されるようになつている。クランクアーム１
０の円弧状案内路１２には作動ロッド１５が摺動自在に
支持されている。

この作動ロッド１５は、案内路１２の円弧に対応する曲
率半径を有する円弧状部１５ａと、この円弧状部１５ａ
の一端から延びる直線状部１５ｂとを有する。円弧状部
１５ａの他端には接触子１６が設けられている。この接
触子１６は回転可能な案内ローラとして構成される一方
、この案内ローラは作動ロッド１５の端部から側方に突
出し、かつ固定カム輪郭曲線溝路１８１こ転動自在に係
合している。上記カム輪郭曲線溝１８は固定カムの外周
に形成され、大きな曲率半径を有する近似直線部１８ａ
と、この近似直線部の両端部から大きく湾曲した両湾曲
部１８ｂと、両湾曲部を接続するなめらかな円弧状部１
８ｃとを有し「閉じたサイクルを形成している。また、
作動ロッド１５の他端には例えばべタル等を取付けるた
めの取付孔１９が形成されている。次に、第１図に示さ
れた動力伝達装置の作用について説明する。

第２図はクランクアーム１０が上死点位置Ｔに持ち来た
された状態を示す。

この上死点位置Ｔにおいて、作動ロッド１５の取付孔１
９に設けられたべ夕ル（図示せず）を押込むと、作動ロ
ッド１５の接触子１６がカム輪郭曲線溝１８の近似直線
部１８ａ内をスムーズに案内されて下降（摺動）する。
これにより、作動ロッド１５の円弧状部１５ａがクラン
クアーム１０の円弧状案内路１２に沿って下方に摺動し
、その際、クランクアーム１０に回転トルクが伝達され
る、クランクアーム１０は反時計回転（第２図）に回動
させられる。したがって、クランクアーム１０が上死点
位置に持ち来たされている場合にも、作動ロッド１５を
単に押込めばクランクアーム１０ひいては駆動シャフト
１１を有効的に回転させることができる。しかして、ク
ランクアーム１０が上死点位置Ｔからほぼ４５度時計方
向に回転した位置（第３図参照）において、作動ロッド
１５をさらに押込むと、摺動子１６は近似直線部１８ａ
から大きな湾曲部１８ｂ内を案内される。これにより、
作動ロッド１５の円弧状部１５ａは円弧状案内路１２内
を徐々に沼勤してクランクアーム１０‘ま第４図に示す
９０度位置まで回動する。この場合、作動ロッド１５の
力の作用点（敬付孔１９）から駆動シャフト１１までの
長さは、従来のクランク長より長いから、作用点に加わ
る力は従来より小さくてもよい。クランクアーム１０が
上死点位置から９０度回転した位置において、作動ロッ
ド１５の力の作用点から駆動シャフト貴１までの長さは
通常の自転車用クランクの長さと等しくなる。

このため、自転車用クランクと同様に第５図に示す下死
点位置Ｂまで、駆動シャフト１１を回転させることがで
きる。そして、クランクアーム１０が下死点位置Ｂ近傍
に達しても、（クランクアーム１０の円弧状案内路１２
と作動ロッド１５の円弧状部１５ａの存在により、）作
動ロッド１５の力の作用点は下死点位置Ｂ近傍より反時
計方向に位置することとなる。このため、クランクアー
ム１０が下死点位置に達するまで有効的に作動ロッド１
５から回転力を伝達することができる。第５図に示す下
死点位置Ｂからクランクアーム１０が反時計万向にさら
に回転すると、作動ロッド１５は円弧状案内路１２に案
内され、そのロッド長が長くなるように摺動される。

続いて、クランクアーム１０は第６図に示す位置を通っ
て、第２図の上死点位置Ｔに持ち来たされ、次のサイク
ルが開始される。なお、第１図乃至第６図に示したもの
においては、クランクアーム１０を駆動シャフト１１に
軸装した例について示したが、第７図Ａ，Ｂに示すよう
に駆動ギャ２２と一体成形するようにしてもよい。

また、一実施例の説明においては、第８図Ａ，Ｂに示す
ように、作動ロッド１５の先端部に接触子１６を設けた
例について示したが、この代りに作動ロッド１５の円弧
状部１５ａと直線部１５ｂとのほぼ境界部に破線で示す
接触子２３を設けるようにしてもよい。

さらに、接触子１６とカム輪郭曲線溝１８との摩擦を小
さく押えるため、接触子１６にベアリングを介装しても
よい。

さらにまた、クランクア−ム１０の円弧状案内路と作動
ロッドの円弧状部との摺動摩擦を小さく押えるため、こ
の部分にベアリングを介在させてもよい。以上に述べた
ようにこの発明に係る動力伝達装置においては、クラン
クアームの自由端側に円弧状案内路を形成するとともに
、この案内路に作動ロッドの円弧状部を摺動自在に支持
させ、作動ロッド‘こ設けられた接触子をカム輪郭曲線
溝に係合させて作動ロッドの運動を案内するようにした
から、作動ロッドからクランクアームに伝達させる動力
伝達を、クランクアームの上死点位置から下死点位置に
わたる広い角度範囲にわたって行なうことができ、クラ
ンクアームを円滑かつスムーズに回転させることができ
る等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る動力伝達装置を示す原理図、第
２図乃至第６図は第１図に示す動力伝達装置の作動サイ
クルを示す図、第７図Ａ，Ｂは動力伝達装置のクランク
アームを駆動ギャに敬付けた状態を示す図、第８図Ａ，
Ｂはこの発明の動力伝達装置のクランクアームと作動ロ
ッドとの組合せを示す図である。 １０・・・・・・クランクアーム、１１・・・・・・駆
動シャフト、１２……円弧状案内路、１５…・・・作動
ロッド、１５ａ・・・・・・円弧状部、１５ｂ・・・・
・・直線部、１６，２３……接触子、１８……カム輪郭
曲線溝、１８ａ・・・・・・近似直線部、１８ｂ・・・
・・・湾曲部、１８ｃ・・・・・・円弧状部、２２…・
・・駆動ギャ。 多２図弟２図 豹３図 多４図 多６図 衆６図 弟ク図‘Ａ｝ 多ク図■ 第８図側 多ａ図側

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自由端側に円弧状案内路を形成した回転自在なクラ
   ンクアームと、この案内路に摺動自在に挿通支持された
   作動ロツドと、この作動ロツドに設けられた接触子と、
   この接触子と係合して上記接触子を案内するカム輪郭曲
   線路とを有し、前記作動ロツドは円弧状案内路沿いに摺
   動可能な円弧状部と、この円弧状部の一端から延び、動
   力を受ける直線状部とから形成された動力伝達装置。 ２ 円弧状案内路はクランクアームの軸線と所定の角度
   をなして交差するとともに、その曲率中心はクランクア
   ームの自由端より外側に位置されるようにした特許請求
   の範囲第１項に記載の動力伝達装置。 ３ 接触子は作動ロツドの円弧状部の端部から側方に突
   出するようにして設けられた特許請求の範囲第１項に記
   載の動力伝達装置。 ４ 接触子は回転自在な案内ローラを有し、この案内ロ
   ーラがカム輪郭曲線路と係合して転動案内されるように
   した特許請求の範囲第１項または第３項に記載の動力伝
   達装置。 ５ カム輪郭曲線路は大きな曲率半径を有する近似直線
   部と、この近似直線部の両端部から一側に大きく湾曲し
   た両湾曲部と、この両湾曲部を接続するなめらかな円弧
   状部とから閉じたサイクルを形成した特許請求の範囲第
   １項に記載の動力伝達装置。