(57)【要約】【課題】回転体を回転させるためのクランクにおいて、力を加える区間では、クランクの長さが長くなって大きい回転力を得ることができ、力を加えない区間では、クランクの長さが短くなって回転半径を小さくして回転を容易にし、腕または足の正常運動範囲を逸脱せず、疲れることなく、回転運動を容易にすること。【解決手段】  本発明は、円筒カム３、端面カム、または傾斜面カムを利用し、これらカムの軸と力を加えるペダル４またはハンドルの軸にマイタギヤ５（Ｍｉｔｅｒ  Ｇｅａｒ、ギア比１：１で、軸角が９０゜の傘歯車）を備えて、ペダルまたはハンドルが１回転するごとにクランク１、２が１回ずつ伸縮する。本発明の伸縮可能なクランクは力を加える区間では、クランクの長さが長くなって大きい回転力を得ることができ、また力を加えない区間では、クランクの長さが短くなって作動空間を大きく占めないで、また回転中に腕または足の正常運動範囲を逸脱しないながらも、同じ力で回転体に大きいトルクを加えることができる。本発明の伸縮可能なクランクは構造が非常に堅くて且つ作動が確実であり、自転車のペダルに連結される駆動クランクとして使用するのに適合する。これを適用した自転車は通常の自転車に比べて同じ力でクランクが伸長される長さだけ大きい回転力を与えることができるので、それほど力を加えなくても早く走行することができ、さらに急激な傾斜の丘を容易に上がることができるという特徴がある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転軸に一端が回転力を伝達できるように結合され、側壁には下記円筒カム（３）のガイド溝（３２）またはガイド突起（３３）に噛み合うカムガイド（１３）が備えられている固定アーム（１）と、
前記固定アーム（１）の内部で長手方向に摺動しながら伸縮する可動アーム（２）と、
前記可動アーム（２）の内部に可動アームの軸方向に結合されるもので、円筒の側面にガイド溝（３２）またはガイド突起（３３）が形成されて、前記固定アーム（１）のカムガイド（１３）が噛み合う円筒カム（３）と、
前記可動アーム（２）の露出された端末に結合されるペダル軸（４１）と、前記ペダル軸（４１）に相対的な回転が発生しないように結合されるペダル板（４２）とで構成されるペダル（４）と、
前記円筒カム（３）のカム軸（３５）とペダル（４）のペダル軸（４１）にそれぞれ結合されるもので、歯数比１：１の一対の傘歯車である、傘歯車対（５）とを含むことを特徴とする伸縮可能なクランク。
【請求項２】
回転体の回転軸に一端が回転力を伝達できるように結合され、側壁には下記端面カム（３−１）または傾斜面カム（３−２）の傾斜面に密着されるカムガイド（１３）が備えられている固定アーム（１）と、
前記固定アーム（１）の内部で長手方向に摺動しながら伸縮する可動アーム（２）と、
前記可動アーム（２）の内部に可動アームの軸方向に結合されるもので、所定厚さのパイプまたは円柱の一端を傾斜面に加工したカム本体に回転軸を備えた端面カム（３−１）、または回転軸に円板形の傾斜板を傾斜して附着して製作される傾斜面カム（３−２）と、
前記端面カム（３−１）または傾斜面カム（３−２）の傾斜面と前記固定アーム（１）のカムガイド（１３）がいつも密着された状態を保持するようにするもので、一端は固定アーム（１）に連結され、他端は可動アーム（２）に固定される密着スプリング（６または６−１）と、
前記可動アーム（２）の露出された端末に結合されるペダル軸（４１）と、前記ペダル軸（４１）に相対的な回転が発生しないように結合されるペダル板（４２）とで構成されるペダル（４）と、
前記円筒カム（３）のカム軸（３５）とペダル（４）のペダル軸（４１）にそれぞれ結合されるもので、歯数比１：１の一対の傘歯車である傘歯車対（５）とを含むことを特徴とする伸縮可能なクランク。
【請求項３】
前記回転体の回転軸は自転車の駆動スプロケットが結合されている駆動軸で、自転車の駆動用で用いられる、円筒カムを利用したことを特徴とする請求項１または２に記載の伸縮可能なクランク。
【請求項４】
回転体の回転軸に一端が回転力を伝達できるように結合され、一端には回転軸に結合されるボス（１２−１）が附着され、内部には円筒カム（３−１）が装着できるように円筒カム孔（１６−１）が形成されており、一側面には可動アーム（２−１）のカムガイド（２２−１）が往復運動できるスロット（１３−１）が形成されている固定アーム（１−１）と、
前記固定アーム（１）の外部で長手方向に摺動しながら伸縮するもので、一側面には前記固定アーム（１−１）のスロット（１３−１）を通過して円筒カム（３−１）のガイド溝またはガイド突起に噛み合うカムガイド（２２−１）が内部に向けて突出されている可動アーム（２−１）と、
前記固定アーム（１−１）の内部に固定アームの軸方向に結合されるもので、円筒の側面に前記可動アーム（２−１）のカムガイド（２２−１）が噛み合うガイド溝またはガイド突起（３３）が形成されており、中心部に傘歯車のスプライン軸が結合できるスプライン孔（３１−１）が形成されている円筒カム（３−１）と、
前記可動アーム（２）の露出された端末に結合されるペダル軸（４１）と、前記ペダル軸（４１）に相対的な回転が発生しないように結合されるペダル板（４２）とで構成されるペダル（４）と、
一つはペダル（４）のペダル軸（４１）に結合され、もう一つは前記円筒カム（３−１）のスプライン孔（３１−１）に結合されるスプライン軸（５１−１）を備えて前記円筒カム（３−１）と結合されるもので、歯数比１：１の一対の傘歯車である傘歯車対（５）とを含むことを特徴とする伸縮可能なクランク。
【請求項５】
前後車輪、サドルを備えるフレームと、前方の車輪の方向を変えて自転車の進行方向を調整するハンドルと、自転車のペダルが附着されるペダルクランクと、ペダルクランクの回転力を後方の車輪に伝達する伝動装置とを備える通常の自転車において、
前記ペダルクランクは、請求項１、請求項２または請求項４の中の何れか一項記載の伸縮可能なクランクであることを特徴とする自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機械要素に関し、さらに詳しくは、自転車のペダルに連結されるクランクまたは回転体を回転させるハンドルに連結されるクランクとこれを利用した自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体を回転させるクランクの一端は回転体の軸に固定され、他端はハンドル、ペダルなど力を加える手段に連結される。回転体を回転させる回転力Ｔはクランクの長さ、即ち、腕の長さＬに相応するクランクの端末で加える力の大きさを掛けたものである。これを数学式で表現すれば下記の通りである。
【０００３】
Ｔ＝Ｆ×Ｌ、
ここで、Ｆ：力、Ｌ：腕の長さ
上記式から分かるように、腕の長さ、即ち、クランクの長さを長くすれば同じ大きさの力で大きい回転力を得ることができる。これを自転車に適用する場合、同じ力でさらに大きい回転力が得られるので、自転車の速度をさらに早くすることができ、さらに険しい道を容易に上ることができる。
【０００４】
しかし、クランクの長さを長くすれば、さらに大きい回転力を得ることができるが、回転半径が大きくなって回転体を回転させる腕または足の正常運動範囲を逸脱してクランクの回転運動が難しくなるとともに、疲労とともに不便をもたらす。
【０００５】
上記のようなクランクの例としては、自転車のペダルが附着された自転車クランク、または手動で回転させる回転体のハンドルが附着されたクランクなどがあり、これらを使用する様相によれば、クランクが回転する全回転区間において、所定の回転区間のみに力を加えることとなっている。例えば、自転車クランクの場合、ペダルが回転する全区間の中、ペダルが上から下に下る間のみ足で踏んで回転力を得る。
【０００６】
上記のような場合、回転体を回転させるために力を加える区間では、クランクの長さが長くなって大きい回転力を得ることができ、力を加えない区間、即ち、空回転する区間では、クランクの長さを短くして回転半径を小さくすれば、腕または足の正常運動範囲を逸脱しなくて回転運動が容易になる。
【０００７】
クランクが伸縮されるようにしてさらに大きい回転力を得るものとしては、韓国登録特許第１０−０４００６４８−００００号（出願番号；１０−２００１−００１１６３５、出願日：２００１．０３．０７、公開番号：１０−２００２−００７１５５３、公開日：２００２．０９．１３）の「可変長さのクランク回転機構」があり、上記したような技術課題を達するための発明が開示されている。可変長さのクランク回転機構が開示されている上記特許発明は複雑であるとともに、部品数が多くて、これによって製造コストが高くなり、また従来の自転車に設置することが困難である。
【０００８】
また、さらに大きい回転力を得るために使用している変速可能な従来の自転車は、丘を上がる時、より容易に上がるために多段ギアを利用して、回転力が増大されて容易に坂道を上ることはできるが、大きい回転力を得るには変速させて低速にしなければならないので、速度の落ちるという短所は不可避である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０４００６４８−００００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したように、回転体を回転させるためのクランクにおいて、力を加える区間では、クランクの長さが長くなって大きい回転力を得ることができ、力を加えない区間では、クランクの長さが短くなって回転半径を小さくして回転を容易にすると、腕または足の正常運動範囲を逸脱せず、疲れることなく、回転運動が容易である。このような機能を有する伸縮可能なクランクを自転車の駆動用クランクに適用するためには、クランクペダルを踏んで回転力を得る時は長くなり、回転力が得られないで空転する時は短くなるようにして回転半径が小さくなるようにして回転運動を容易にする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記のような技術課題を解決するために、円筒カム３を使用し、円筒カムは可動アーム２の中に回転可能に設置され、回転軸を中心にしてクランクが回転すると、クランク１、２が回転軸を中心にして公転し、ペダル４はクランクに対して相対的に逆方向に自転をすることになり、ペダル４の自転による回転力を円筒カム３の軸に伝達するための構成で、歯数比が１：１の傘歯車対５を使用する。使用可能な傘歯車としては、歯数比が１：１で、軸角が９０゜で、歯型が直線であるマイタギヤ（Ｍｉｔｅｒ  Ｇｅａｒ）、へリカルベベルギヤなどがある。このような場合、クランク１、２が１回転公転すると、ペダル２も１回転自転することになって円筒カム３も１回転する。ペダル４を踏んで回転力を得る時はクランクが長くなり、回転力が得られなくて公転する時はクランクが短くなる形態で、クランク１、２が１回回転する時可動アーム２が固定アーム１の内部で長手方向に１回伸縮往復運動ができる。
【００１２】
この時、各種回転する部位には、ベアリングやベアリングメタルを利用して摩擦力を減少し、円滑に滑られることができるようにして潤滑剤や扇形ベアリングを設置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の伸縮可能なクランクは、力を加える区間では、クランクの長さが長くなって同じ力でもさらに大きい回転力を得ることができ、力を加えない区間では、クランクの長さが短くなって回転半径が小さくなることによって、回転運動が円滑に行われることができ、また回転半径が小さくなって使用の中に腕または足の正常運動範囲を逸脱しなくて、回転運動が容易で、且つ使用が便利である。
【００１４】
本発明の伸縮可能なクランクは、構造が非常に簡単で且つ動作が確実であり、自転車のペダルに連結される駆動クランクとして使用するのに適合する。これを適用した自転車は、通常の自転車に比べて同じ大きさの駆動クランクで駆動部にさらに大きい回転力を発生することができるので、同じ力でもさらに早くて且つさらに急激な傾斜の丘を容易に上ることができる。
【００１５】
また、本発明の伸縮可能なクランクは、構成が非常に簡単で、且つ小型及び軽量化が可能であり、製作コストが低廉である。従って、自転車のペダルが附着されるペダルのクランク、または手動で作動される回転体の回転ハンドルなどに簡便に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一伸縮可能なクランクの構成図である。
【図２】本発明のクランクが自転車の駆動用に使用された例である。
【図３】円筒カムを用いた伸縮可能なクランクの断面構成図である。
【図４】円筒カムの構成図である。
【図５】本発明の一伸縮可能なクランクの作動手順図である。
【図６】端面カムまたは傾斜面カムの構成図である。
【図７】端面カムを使用した伸縮可能なクランクの断面構成図である。
【図８】他の実施形態の円筒カムを使用した伸縮可能なクランクの断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
《実施形態１》
本発明の円筒カムを利用した伸縮可能なクランクは、図１に示すように、回転体の回転軸に結合される固定アーム１と、固定アーム１の内部で摺動する可動アーム２とからなるクランクと、可動アーム２の内部で回転する円筒カム３、可動アーム２の露出された端末に結合されるペダル４、及び円筒カム３の軸とペダル４の軸に結合される一対の傘歯車対５とを含む。
【００１８】
上記のように構成された本発明の円筒カムを利用した伸縮可能なクランクを自転車の駆動用に使用した場合の図は図２に示す通りである。
【００１９】
固定アーム１は、図３に示すように、固定アーム本体１１の一端には回転軸に結合されるボス１２が附着されて形成され、固定アーム本体１１の他端は可動アーム２が挿入されて伸縮できるように貫けている。また、固定アーム本体１１の側面にはカムガイド１３が内部に向けて突出されている。固定アームのボス１２は回転軸にトルクを伝達できるように回転軸とキー１４またはスプライン（図示省略）に結合される。カムガイド１３は下記円筒カム３のガイド溝３２またはガイド突起３３と接する部位にローラーを備えたり、潤滑をして、ガイド溝またはガイド突起と摩擦を最小化することができるようにすることが好ましい。
【００２０】
固定アーム１は断面が円形の円形パイプを使用しても構わないが、長手方向のみに伸縮できるようにし、軸方向に回転することを防止するキー、スプラインなどの装置が必要となり、断面が多角形のパイプも構わないが、製作、素材調逹及び費用を勘案して、断面が四角の四角パイプを使用した方が良い。このように、四角パイプを使用する場合、別途の回転防止装置がなくても可動アーム２が固定アーム１に挿入されて回転しないので良い。
【００２１】
固定アーム１の内面には下記可動アーム２が円滑に摺動できるように、内面側壁に回転ボール１５または扇形ベアリングなどを備えることが好ましい。
【００２２】
可動アーム２は、図３に示すように、上記固定アーム１の内部に挿入されて長手方向に往復運動をするもので、可動アーム本体２１の断面形状は、上記固定アーム１の断面形状によって四角形、多角形、または円形にし、一側面には上記固定アーム１のカムガイド１３が往復運動できるスロット２２が形成されている。また、可動アーム本体２１の一端には下記円筒カム３の端末が結合できる円筒カム結合孔２３が形成されており、内部には円筒カム３を回転可能に固定するベアリング２４が結合され、可動アーム本体２１の他端には下記回転アーム４の軸が結合できる回転軸結合孔２５が形成されている。
【００２３】
ベアリング２４は軸に垂直する方向は勿論、軸方向にも力を受けるので、垂直荷重を支持するラジアルベアリングと軸方向の荷重を支持するスラストベアリングを組み合わせたものを使用したり、軸方向の荷重と垂直方向の荷重を同時に受けることのできる円錐状ローラーを使用した複合ベアリングを使用することができる。また、このベアリングの代わりに、同じ機能をするブッシングとワッシャー型ベアリングを使用することもできる。
【００２４】
固定アーム１と可動アーム２の断面が円形である場合、可動アーム２の内部に直接ベアリングを設置することができるが、断面が多角形である場合、ベアリング２４を固定板２６に固定した後、この固定板を可動アームの内部に設置する方法で設置することができる。
【００２５】
円筒カム３は、図４に示すように、円筒３１の側面に螺旋状のガイド溝３２、（図４ａ）またはガイド突起３３（図４ｂ）を形成したもので、上記固定アーム１のカムガイド１３がこのガイド溝またはガイド突起に噛み合っている。円筒カムの前方には上記可動アーム２の円筒カム結合孔２３に結合される結合突起３４が形成されており、後方には下記傘歯車５が結合されるカム軸３５が形成されている。
【００２６】
円筒カム３の円筒３１の側面に形成されるガイド溝３２またはガイド突起３３の形状は通常のカムの形状設計と類似する方法で行うが、円筒カム３が回転する角度によって可動アーム２が伸縮されて出る程度を考慮してガイド溝３２またはガイド突起３３の各部位の傾斜度を決める。本発明が人の足力で駆動される自転車の駆動用クランクとして使用される場合には、円筒カム３がそれほど高速回転をするのではないので、図５ｅのＬ軌跡のように、クランクが回転して人がペダルを踏む前方の半円部にクランクが到逹した時、可動アーム２が大きく伸長された状態に長く保持するようにガイド溝を設計して、大きい回転力を得ることができるようにすることが效果的である。
【００２７】
ペダル４は、図３に示すように、ペダル軸４１にペダル板４２が結合されて構成され、ペダル軸４１は上記可動アーム２の後端を貫通して固定される。ペダル板４２はペダル軸４１に対して相対的に回転できないようにキーまたはスプラインなどで固定される。
【００２８】
本発明が自転車以外に手動で回転体に適用される場合には、ペダルはハンドル、ペダル軸はハンドル軸になるが、記載の便宜上、これを通称してペダル及びペダル軸と称する。
傘歯車対５は、図３に示すように、一つは上記円筒カム３のカム軸１５に、もう一つは上記ペダル４のペダル軸４１に固定される。この傘歯車対は歯数が同じで、軸が互いに直交する二つの傘歯車で構成される。従って、ペダル軸４１が１回転をすると円筒カム３も１回転をする。
【００２９】
本発明に用いられることのできる傘歯車には、ストレートベベルギア、スパイラルベベルギア、ゼロールベベルギヤ、クラウンギアなどの各種形態の交差軸歯車と、ねじギア、 ハイポイドギヤなどのように軸が互いに直角に食い違う食い違い軸歯車があり、名称に関係なく、これと同じ機能を有する全ての歯車構造を含む。その中でも歯数比が１対１で、軸が直角で交差する傘歯車をマイタギヤといい、製作及び調逹が容易で、且つ低廉で本発明に適合する。
【００３０】
個別にそれぞれ記載しなかったが、全ての回転部位にはベアリングを設置したり、潤滑をするなどの方法で摩擦が最小化されるようにすることが好ましいことは自明である。
【００３１】
上記のように構成された伸縮可能なクランクの作動は以下の通りである。
【００３２】
ペダル４のペダル板４２を手または足を利用して回転させると、クランク全体が回転体の回転軸を中心にして公転するが、ペダル板４２を手または足で取っていて回転しないと、固定アーム１と可動アーム２で構成されたクランクとペダル４がペダル軸４１を中心にして相対的に１回自転し、結局ペダル４とクランク１、２は相対的に１回転をする。このように回転が発生すると、傘歯車対５によって円筒カム３も１回転をすることになり、円筒カム３が１回転をすると円筒カムのガイド溝３２またはガイド突起３３が固定アーム１に形成されているカムガイド１３に沿って移動しながら、円筒カム３とこの円筒カムにカム軸方向への運動が制限されている可動アーム２が固定アーム１に対して図５に示すように順次に一回往復する。
【００３３】
ペダル４が後方の水平位置である図５ｅのａ位置に位置する時は、ペダルに力を加えないので、クランクが図５ａのように最も短く収縮しており、ペダルが図５ｅのｂの位置である上部を通りながらクランクが図５ｂのように漸次に伸長し、ペダルが図５ｅのｃの位置に至ってクランクが前方に水平になってペダルに最も大きい力を加える区間に至った時、クランクが図５ｃのように最大限に伸長し、ペダルが図５ｅのｄの位置である下部を通りながらクランクが図５ｄのように漸次に収縮して再びクランクが図５ｅのａの位置に至って図５ａのように再び最も短く収縮する。このような作動を繰り返しながら、ペダルが１回転する間、クランクは最もペダルに力を大きく与える位置に到逹する時最大に伸長する伸縮を繰り返す。
【００３４】
本発明の伸縮可能なクランクを適用した場合、ペダル４の軌跡は図３ｅのＪの軌跡であるが、これはクランクが最大限に収縮した長さであるクランクの軌跡であるＩの軌跡より力を加える当時の半径が大きくて大きい回転力を加えることができ、クランクが最大限に伸びた長さであるクランクの軌跡であるＫの軌跡より力を加えない当時の半径が小くなって回転半径が縮小される。
《実施形態２》
上記のような伸縮可能なクランクは、円筒カム３の代りに端面カム３−１または傾斜面カム３−２（「斜面カム」とも略称される）を使用して構成することができる。このような端面カムまたは傾斜面カムを使用する場合には、カムの面と固定アームのカムガイド（１３）が常に密着された状態を保持するように密着スプリング６を備えなければならない。
【００３５】
端面カム３−１の形状は、図６ａに示すようであり、所定厚さのパイプまたは円柱の一端を傾斜面に加工したカム本体に回転軸を備えて製作し、該傾斜面にカムガイド１３が密着される形式のカムである。端面カム３−１がカム軸を中心に回転運動をすると、固定アームに固着されたカムガイド１３によって端面カム３−１が往復運動をし、これによって端面カム３−１が内蔵された可動アーム２が往復摺動しながら伸縮運動をする。
【００３６】
傾斜面カム３−２の形状は、図６ｂに示すようであり、回転軸に円板状の傾斜板を傾斜して附着して製作し、この傾斜された円板の面にカムガイド１３が密着される形式のカムである。傾斜面カム３−２の作動原理は上記端面カム３−１と同一である。
【００３７】
上記端面カム３−１を本発明の伸縮可能なクランクに適用した実施形態は、図７に示すようであり、可動アーム２の内部に円筒カム３の代りに端面カム３−１を備え、この端面カムが常にカムガイド１３と接触した状態を保持するように密着スプリング６を備える。密着スプリングは、図７ａに示すように、クランクの外部に設置することもでき、図７ｂに示すように、クランクの内部に設置することもできる。
【００３８】
密着スプリング６をクランクの外部に設置する時は、固定アーム１でカムガイド１３が附着されない一面にスプリングブラケットスリット６１とスプリングブラケット６２を備え、可動アーム２にはスプリングブラケット６３を備えて、可動アーム２のスプリングブラケット６３がスプリングブラケットスリット６１で往復できる。また、密着スプリング６の両端をそれぞれ上記スプリングブラケット６２、６３に固定する。
【００３９】
図７ａに示すように、密着スプリング６として引張コイルスプリングを使用すると、密着スプリングは可動アーム２を固定アーム１の方へ引っ張り、従って、可動アーム２の内部に装着された端面カム３−１の傾斜面がつねに固定アーム１に附着されたカムガイド１３に密着された状態を保持する。端面カム３−１が回転して可動アーム２が伸長されると、密着スプリングも伸長されるから、端面カム３−１が継続して回転して可動アーム２が収縮すると、密着スプリング６の復元力によって可動アーム２が固定アーム１の内部に滑って入る。密着スプリング６として圧縮コイルスプリングを使用し、固定アーム１が可動アーム２を押して、端面カム３−１の傾斜面がカムガイド１３と密着された状態を保持しても作用效果は同一である。
【００４０】
密着スプリング６をクランクの内部に設置する時は、図７ｂに示すように、固定アーム１の内部で固定アーム１と可動アーム２との間に一つ以上の引張コイルスプリングである密着スプリング６−１を設置し、可動アーム２を固定アーム１の方へ引っ張って、可動アーム２の内部に装着された端面カム３−１の傾斜面が常に固定アーム１に附着されたカムガイド１３に密着された状態を保持できるようにすることもできる。
【００４１】
上記説明は、円筒カム３の代りに端面カム３−１を使用した場合に対するものであるが、端面カム３−１の代りに傾斜面カム３−２を使用する場合にも作用效果は同じである。
《実施形態３》
本発明のまた他の実施形態では、上記実施形態１と類似して、円筒カムを利用するが、円筒カムを可動アームの内部に装着する代りに固定アームの内部に装着するクランクである。
【００４２】
本実施形態の円筒カムを利用した伸縮可能なクランクは、図７に示すように、回転体の回転軸に結合される固定アーム１−１と固定アーム１−１の外部で摺動する可動アーム２−１とからなるクランク、固定アーム１−１の内部で回転する円筒カム３−１、可動アーム２−１の端末に結合されるペダル（図示省略）、円筒カム３−１の軸とペダルの軸に結合される一対の傘歯車対５を含む。
【００４３】
固定アーム１−１は、実施形態１と類似して、固定アーム本体１１−１の一端には回転軸に結合されるボス１２−１が附着されて形成され、固定アーム本体１１−１の他端は可動アーム２−１に挿入され、内部には円筒カム３−１が装着できるように円筒カム孔１６−１が形成されており、円筒カム孔１６−１の底には円筒カム３−１の端末が結合できる円筒カム結合孔１７−１が形成されている。また、固定アーム本体１１−１の一側面には可動アーム２−１のカムガイド２２−１が往復運動が可能なスロット１３−１が形成されており、孔の入口は円筒カム３−１を結合した後塞ぐことのできるように栓板１４−１を締結ボルト１５−１で結合した方が良い。
【００４４】
可動アーム２−１は上記固定アーム１−１の外部に被せられて、固定アームに対して相対的に往復運動をするもので、可動アーム本体２１−１の一側面には上記固定アーム１−１のスロット１３−１を経って円筒カム３−１のガイド溝３２に噛み合うカムガイド２２−１が内部に向けて突出されている。
【００４５】
円筒カム３−１は、実施形態１と外形が同じであるが、中心部に傘歯車のスプライン軸が結合できるスプライン孔３１−１が形成されている。また、この円筒カムの前後方にはジャーナルベアリングとスラストベアリングであるベアリング３２−１が結合されて回転を円滑にさせた方が良い。円筒カム３−１のガイド溝またはガイド突起には上記可動アーム２−１のカムガイド２２−１が噛み合う。
【００４６】
傘歯車対５で、一つの傘歯車の軸はペダル軸が固定され、もう一つの傘歯車には上記円筒カム３−１のスプライン孔３１−１に結合されるスプライン軸５１−１が結合される。
【００４７】
本実施形態のクランクの作動は、実施形態１の作動と同一である。ただ、可動アーム２−１のカムガイド２２−１が固定アーム１−１の内部に固定されて回転する円筒カム３−１のガイド溝３２に沿って移動しながら可動アーム２−１を固定アーム１−１に対して相対的に往復運動をしながらクランクの長さを伸縮させる。
【００４８】
前後車輪、サドルを備えるフレーム、前方の車輪の方向を変えて自転車の進行方向を調整するハンドル、自転車のペダルが附着されるペダルクランク、ペダルクランクの回転力を後方の車輪に伝達する伝動装置を備えた通常の自転車において、ペダルクランクとして本発明の伸縮可能なクランクを使用して自転車を構成することができる。
【００４９】
本発明の伸縮可能なクランクを適用した自転車の場合、クランクが最大限に伸びた状態でペダルに力を加えることができるので、大きい回転力を得ることができ、クランクが最大に伸びた状態のクランク軌跡であるＫの軌跡より力を加えない当時の軌跡であるＪまたはＬ軌跡のように回転半径が小さくなるので回転が容易である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は自転車のペダルが附着されるペダルクランク、手動で作動される回転体の回転ハンドルクランクなどの機械要素に利用されることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１：固定アーム
２：可動アーム
３：円筒カム
４：ペダル
５：傘歯車対
３−１：端面カム
３−２：傾斜面カム
６、６−１：密着スプリング
１−１：固定アーム
２−１：可動アーム
３−１  円筒カム
【図１】
2011528299.tif 000003
【図２】
2011528299.tif 000004
【図３】
2011528299.tif 000005
【図４】
2011528299.tif 000006
【図５】
2011528299.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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