(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクト化を可能とし、外観上の見栄えを向上させることができるとともに、良好な操作性を有する自転車のクランクを提供する。【解決手段】自転車のクランク３は、一端部がクランク軸２４に固定されたクランクケース８と、クランクケースの内部に固定された固定アーム６と、固定アーム及びクランクケースの間に伸縮自在に設けられ、先端部にペダル軸２５１を介してペダルが回転自在に固定された可動アーム７と、固定アームの内側に回転自在に固定される双方向リードスクリュウ５と、双方向リードスクリュウに設けられた傘歯車５１、及びボトムブラケット２３に設けられた固定傘歯車５２からなり、クランクケース８の回転運動を双方向リードスクリュウ５に伝達する歯車列とを備え、双方向リードスクリュウ５は、ペダルの踏力に基づくクランクケース８の回転運動を可動アーム７の往復直線運動に変換する。【選択図】図３
0003207566.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一端部がクランク軸に固定されたクランクケースと、
前記クランクケースの内部に固定された固定アームと、
前記固定アーム及び前記クランクケースの間に伸縮自在に設けられ、先端部にペダルが回転自在に固定された可動アームと、
前記固定アームの内側に回転自在に固定される双方向リードスクリュウと、
前記双方向リードスクリュウに設けられた傘歯車、及び前記クランク軸を回転自在に支持するボトムブラケットに設けられた傘歯車からなり、前記ペダルの踏力に基づく前記クランクケースの回転運動を前記双方向リードスクリュウに伝達する歯車列とを備え、
前記双方向リードスクリュウは、前記ペダルの踏力に基づく前記クランクケースの回転運動を前記クランクケースに対する前記可動アームの往復直線運動に変換することを特徴とする自転車のクランク。
【請求項２】
磁化方向が前記双方向リードスクリュウの軸に直交する向きであって、前記双方向リードスクリュウ及び前記可動アームのそれぞれの対向端面に固定される一対の磁石をさらに備え、前記一対の磁石のうち前記双方向リードスクリュウの端面に固定された磁石は前記双方向リードスクリュウの回転に伴い回転し、前記一対の磁石は前記一対の磁石の距離が近づくにつれて互いが反発する磁極となるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の自転車のクランク。
【請求項３】
一端部がクランク軸に固定された第１のクランクケースと、前記第１のクランクケースの内部に固定された第１の固定アームと、前記第１の固定アーム及び前記第１のクランクケースの間に伸縮自在に設けられ、先端部にペダルが回転自在に固定された第１の可動アームと、前記第１の固定アームの内側に回転自在に固定される第１の双方向リードスクリュウと、前記第１の双方向リードスクリュウに設けられた傘歯車、及び前記クランク軸を回転自在に支持するボトムブラケットに設けられた傘歯車からなり、前記ペダルの踏力に基づく前記第１のクランクケースの回転運動を前記第１の双方向リードスクリュウに伝達する歯車列とを有し、前記第１の双方向リードスクリュウは、前記ペダルの踏力に基づく前記第１のクランクケースの回転運動を前記第１のクランクケースに対する前記第１の可動アームの往復直線運動に変換する第１のクランクと、
前記クランク軸中を貫通し、一端に前記第１の双方向リードスクリュウの駆動回転力が伝達される第１の傘歯車と、他端に第２の傘歯車とを有する動力伝達用の回転軸と、
一端部がクランク軸に固定された第２のクランクケースと、前記第２のクランクケースの内部に固定された第２の固定アームと、前記第２の固定アーム及び前記第２のクランクケースの間に伸縮自在に設けられ、先端部にペダルが回転自在に固定された第２の可動アームと、前記第２の固定アームの内側に回転自在に固定される第２の双方向リードスクリュウと、前記第２の双方向リードスクリュウの前記傘歯車、及び前記動力伝達用の回転軸の前記第２の傘歯車からなり、前記第１のクランクケースの回転運動を前記第２の双方向リードスクリュウに伝達する歯車列とを有し、前記第２の双方向リードスクリュウは、前記第１のクランクケースの回転運動を前記第２のクランクケースに対する前記第２の可動アームの往復直線運動に変換する第２のクランクとを備えることを特徴とする自転車のクランク。
【請求項４】
磁化方向が前記第１及び第２の双方向リードスクリュウの軸に直交する向きであって、前記第１及び第２の双方向リードスクリュウ及び前記第１及び第２の可動アームのそれぞれの対向端面に固定される一対の磁石をさらに備え、前記一対の磁石のうち前記第１及び第２の双方向リードスクリュウの端面に固定された磁石は前記第１及び第２の双方向リードスクリュウの回転に伴い回転し、前記一対の磁石は前記一対の磁石の距離が近づくにつれて互いが反発する磁極となるように配置されることを特徴とする請求項３に記載の自転車のクランク。
【請求項５】
一端部がクランク軸に固定されたクランクケースと、
前記クランクケースの間に伸縮自在に設けられ、先端部にペダルが回転自在に固定された可動アームと、
前記可動アームの内側に回転自在に固定される双方向リードスクリュウと、
前記双方向リードスクリュウに設けられた傘歯車、及び前記ペダルの軸に設けられた傘歯車からなり、前記ペダルの軸の回転運動を前記双方向リードスクリュウに伝達する歯車列とを備え、
前記双方向リードスクリュウは、前記ペダルの回転運動を前記クランクケースに対する前記可動アームの往復直線運動に変換するとともに、
磁化方向が前記双方向リードスクリュウの軸に直交する向きであって、前記双方向リードスクリュウ及び前記クランクケースのそれぞれの対向端面に固定される一対の磁石をさらに備え、前記一対の磁石のうち前記双方向リードスクリュウの端面に固定された磁石は前記双方向リードスクリュウの回転に伴い回転し、前記一対の磁石は前記一対の磁石の距離が近づくにつれて互いが反発する磁極となるように配置されることを特徴とする自転車のクランク。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自転車のクランクに係り、特に、ペダルの踏み込み動作により伸縮可能な自転車のクランクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ペダルの踏み込み動作によりクランクの長さを伸縮可能とした自転車の自動伸縮クランクがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１に記載された自転車の自動伸縮クランクは、筒状のシリンダークランクと、シリンダークランクの筒内に摺動自在に挿入されたピストンクランクとを備えている。シリンダークランクは、フレームのボトムブラケットに回転自在に支持されたクランク軸に固定されており、ピストンクランクの先端部には、ペダルが回転自在に取り付けられている。
【０００４】
シリンダークランクには、ボトムブラケットに固着された太陽歯車に噛合する遊星歯車が回転自在に取り付けられている。遊星歯車には、先端部に第１のピンを設けたアームが固着されており、この第１のピンと、ピストンクランクに設けた第２のピンとには、ロッドが回転自在に連結されている。
【０００５】
上記特許文献１に記載の自転車の自動伸縮クランクは、搭乗者がペダルを踏み込むと、シリンダークランクの遊星歯車がボトムブラケットの太陽歯車の周りを回転することにより、遊星歯車の第１のピンは、ボトムブラケットに対しての直線距離が長短し、第１のピンと第２のピンとを連結しているロッドによりピストンクランクもこれに準じ、クランクの長さが長短するとしている。
【０００６】
この種の自転車の自動伸縮クランクの他の一例としては、リンク機構を利用して、クランクの長さを自動的に伸縮させる駆動機構が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
上記特許文献２に記載された自転車の駆動機構は、クランクの内部で摺動自由な物体の先端部に直交する水平軸を固定しており、水平軸の一端には、ペダルが常に水平状態に保持されている。水平軸の他端には、第１のロッドの一端が取り付けられており、その第１のロッドの他端が第１の軸によって第２のロッドの一端にリンクされている。その第２のロッドの他端は、クランクに第２の軸によって回転自由に取り付けられている。
【０００８】
上記特許文献２に記載の自転車の駆動機構は、水平軸が回転すれば、この回転運動が第１のロッドと第１のロッドにリンクされた第２のロッドとの相互作用によって、自動的にクランクの内部の物体の摺動作用を起こすから、物体がクランクの外部に露出する長さを伸縮させることになり、結果として実質的なクランクの長さ、即ちクランクのシャフトからペダルまでの長さを伸縮させることになるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２２７４７３号公報
【特許文献２】特許第３１０６３６１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１に提案されている自動伸縮クランクは、太陽歯車、遊星歯車、及びロッド等からなる駆動機構を利用しているため、ボトムブラケットとクランクとの間隔を少なくとも駆動機構の大きさ以上に設定する必要があり、必然的に駆動機構を設けるための設置面積の拡大につながる。駆動機構の設置面積の増大は、クランク自体の設置空間だけでなく、左右のクランク間の間隔も増大するという不具合があった。
【００１１】
一方、上記特許文献２に提案されている自動伸縮クランクは、第１のロッド、及び第２のロッド等からなる駆動機構を利用しているため、上記特許文献１に記載の駆動機構と比較して構造が簡単である。しかしながら、ボトムブラケットとクランクとの間隔を少なくとも駆動機構の大きさ以上に設定する必要があり、左右のクランク間の間隔が増大するという点では、上記特許文献１記載の自動伸縮クランクと何ら変わるところはない。
【００１２】
また、上記特許文献１及び２のいずれも、駆動機構をクランクの外部に露出させていることから、例えば水溜りの走行時や雨天時等のときには、駆動機構に泥や水等が付着し易くなり、駆動機構に付着した泥や水等によって駆動機構の駆動が阻害されやすいという不具合があり、駆動機構が自転車の表面に露呈していることから、商品上の見栄えが悪くなり、製品価値を低下させるという不具合もあった。
【００１３】
従って、本考案の目的は、コンパクト化を可能とし、外観上の見栄えを向上させることができるとともに、良好な操作性を有する自転車のクランクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本考案により提供される自転車のクランクは、一端部がクランク軸に固定されたクランクケースと、
前記クランクケースの内部に固定された固定アームと、
前記固定アーム及び前記クランクケースの間に伸縮自在に設けられ、先端部にペダルが回転自在に固定された可動アームと、
前記固定アームの内側に回転自在に固定される双方向リードスクリュウと、
前記双方向リードスクリュウに設けられた傘歯車、及び前記クランク軸を回転自在に支持するボトムブラケットに設けられた傘歯車からなり、前記ペダルの踏力に基づく前記クランクケースの回転運動を前記双方向リードスクリュウに伝達する歯車列とを備え、
前記双方向リードスクリュウは、前記ペダルの踏力に基づく前記クランクケースの回転運動を前記クランクケースに対する前記可動アームの往復直線運動に変換することを主要な特徴としている。
【００１５】
本考案により提供される別の形態に係る自転車のクランクは、一端部がクランク軸に固定された第１のクランクケースと、前記第１のクランクケースの内部に固定された第１の固定アームと、前記第１の固定アーム及び前記第１のクランクケースの間に伸縮自在に設けられ、先端部にペダルが回転自在に固定された第１の可動アームと、前記第１の固定アームの内側に回転自在に固定される第１の双方向リードスクリュウと、前記第１の双方向リードスクリュウに設けられた傘歯車、及び前記クランク軸を回転自在に支持するボトムブラケットに設けられた傘歯車からなり、前記ペダルの踏力に基づく前記第１のクランクケースの回転運動を前記第１の双方向リードスクリュウに伝達する歯車列とを有し、前記第１の双方向リードスクリュウは、前記ペダルの踏力に基づく前記第１のクランクケースの回転運動を前記第１のクランクケースに対する前記第１の可動アームの往復直線運動に変換する第１のクランクと、
前記クランク軸中を貫通し、一端に前記第１の双方向リードスクリュウの駆動回転力が伝達される第１の傘歯車と、他端に第２の傘歯車とを有する動力伝達用の回転軸と、
一端部がクランク軸に固定された第２のクランクケースと、前記第２のクランクケースの内部に固定された第２の固定アームと、前記第２の固定アーム及び前記第２のクランクケースの間に伸縮自在に設けられ、先端部にペダルが回転自在に固定された第２の可動アームと、前記第２の固定アームの内側に回転自在に固定される第２の双方向リードスクリュウと、前記第２の双方向リードスクリュウの前記傘歯車、及び前記動力伝達用の回転軸の前記第２の傘歯車からなり、前記第１のクランクケースの回転運動を前記第２の双方向リードスクリュウに伝達する歯車列とを有し、前記第２の双方向リードスクリュウは、前記第１のクランクケースの回転運動を前記第２のクランクケースに対する前記第２の可動アームの往復直線運動に変換する第２のクランクとを備えることを主要な特徴としている。
【００１６】
さらに、本考案により提供される別の形態に係る自転車のクランクは、一端部がクランク軸に固定されたクランクケースと、
前記クランクケースの間に伸縮自在に設けられ、先端部にペダルが回転自在に固定された可動アームと、
前記可動アームの内側に回転自在に固定される双方向リードスクリュウと、
前記双方向リードスクリュウに設けられた傘歯車、及び前記ペダルの軸に設けられた傘歯車からなり、前記ペダルの軸の回転運動を前記双方向リードスクリュウに伝達する歯車列とを備え、
前記双方向リードスクリュウは、前記ペダルの回転運動を前記クランクケースに対する前記可動アームの往復直線運動に変換するとともに、
磁化方向が前記双方向リードスクリュウの軸に直交する向きであって、前記双方向リードスクリュウ及び前記クランクケースのそれぞれの対向端面に固定される一対の磁石をさらに備え、前記一対の磁石のうち前記双方向リードスクリュウの端面に固定された磁石は前記双方向リードスクリュウの回転に伴い回転し、前記一対の磁石は前記一対の磁石の距離が近づくにつれて互いが反発する磁極となるように配置されることを主要な特徴としている。
【考案の効果】
【００１７】
本考案によると、コンパクト化することができるとともに、外観上の見栄えを向上させることができるようになり、良好な操作性をも得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案に好適な第１の実施の形態に係る伸縮可能なクランクを備えた自転車の一例を説明するための模式図である。
【図２】第１の実施の形態に係る伸縮可能なクランクの一例を説明するための要部断面模式図である。
【図３】第１の実施の形態に係る伸縮可能なクランクの内部構造の一例を説明するための要部断面模式図である。
【図４】第１の実施の形態に係る伸縮可能なクランクの動作の一例を説明するための図である。
【図５】第２の実施の形態における伸縮可能なクランクの内部構造の一例を説明するための要部断面模式図である。
【図６】第３の実施の形態における伸縮可能なクランクの内部構造の一例を説明するための要部断面模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下、本考案の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
（自転車の全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、第１の実施の形態における典型的な自転車の一例を示している。図示例による自転車１は、パイプからなる車体フレーム１１と、車体フレーム１１の前部に回転自在に設けられる前輪１２と、車体フレーム１１の後部に設けられる後輪１３とを備えている。車体フレーム１１は、略ひし形形状に形成されており、ヘッドパイプ１４と、上パイプ１５と、下パイプ１６と、立パイプ１７と、左右のチェーンステイ１８，１８と、左右の後フォーク１９，１９とを有している。
【００２１】
ヘッドパイプ１４の下端部には、前輪１２を支持する左右の前フォーク２０，２０が回転自在に取り付けられるとともに、左右のチェーンステイ１８と左右の後フォーク１９とには、後輪１３が回転自在に取り付けられている。ヘッドパイプ１４の上端部には、ハンドル２１が高さ調整自在に取り付けられるとともに、立パイプ１７には、サドル２２が高さ調整自在に取り付けられている。
【００２２】
下パイプ１６と、立パイプ１７と、チェーンステイ１８との連結部分には、ボトムブラケット２３が設けられており、ボトムブラケット２３には、図示しないベアリングを介してクランク軸２４が回転自在に支持されている。クランク軸２４の左右両端部には、クランク３，３が固定されている。左右のクランク３のそれぞれの先端部には、ペダル２５，２５が回転自在に取り付けられている。
【００２３】
クランク軸２４には、後輪１３を回転させるための前歯車２６が取り付けられている。後輪１３に設けられる後輪ハブ２７には、後歯車２８が取り付けられている。前歯車２６と後歯車２８との間には、チェーン２９が巻回されている。搭乗者がペダル２５を踏み込むことで、前歯車２６と後歯車２８とがチェーン２９を介して回転されることから、自転車１が走行することになる。
【００２４】
なお、自転車１は、典型的な例を示したものに過ぎず、補助動力機構を有する電動アシスト自転車や原動機付き自転車及びこれらに相当する乗り物であってもよいことはもちろんである。
【００２５】
（クランクの構成）
以上のように構成された自転車１の特徴とするところは、ペダル２５の踏み込み動作により伸縮自在に構成されたクランク３の構造にある。従って、上記自転車１の全体構成は、図示例に限定されるものではない。なお、左右のクランク３には実質的に同一の形状、構成、及び機能を備えることができる。従って、以下の説明において右側のクランク３に関する詳細な説明は省略する。
【００２６】
図２及び図３に示すように、左側のクランク３は、ボトムブラケット２３に対して直交する方向に伸縮自在なクランクアーム４と、クランクアーム４を伸縮させる双方向リードスクリュウ５とを備えている。クランクアーム４は、固定アーム６と、固定アーム６の中心軸線を中心とする外側に進退自在に配置された可動アーム７とからなる。固定アーム６と可動アーム７とは、基端部がボトムブラケット２３のクランク軸２４に一体回転自在に固定された筒状のクランクケース８の筒部内に収容されている。なお、図２の断面や図３においては示すことができていないが、クランクケース８は筒状でありながら強度を有するように適宜肉付けされており、ペダル２５に対する踏力に十分耐えうるものとする。
【００２７】
固定アーム６の中心軸線方向の両端部には、所定の間隔をもって配置された取付フランジ６１がクランクケース８の内面にビス６２により締め付け固定されるとともに、可動アーム７を固定アーム６の中心軸線に沿って進退させる固定ガイド９が取付フランジ９１を介してビス９２により締め付け固定されている。固定アーム６及び固定ガイド９のそれぞれには、可動アーム７を摺動案内するスリット状のガイド溝６３，９３が中心軸線に沿って平行に貫通して形成されている。
【００２８】
固定アーム６の内側には、クランクケース８の回転運動を可動アーム７の往復直線運動に変換する長尺の円筒カムである双方向リードスクリュウ５がベアリング６４を介して回転自在に支持されている。双方向リードスクリュウ５のクランク軸２４側の端部には、可動傘歯車５１が固定されており、可動傘歯車５１には、ボトムブラケット２３の端面に形成された固定傘歯車５２が直角に噛合されている。可動傘歯車５１及び固定傘歯車５２の歯車列は、ペダル２５の踏力によってクランクケース８の回転運動を双方向リードスクリュウ５に伝達する。
【００２９】
可動アーム７の先端側端部には、ペダル軸２５１を介してペダル２５が回転自在に取り付けられている。可動アーム７の基端側端部の内面には、双方向リードスクリュウ５と係合する係合ピン７１を有するキャリッジ７２が回転半径方向に向けて突設されている。双方向リードスクリュウ５の外周面には、エンドレスのカム溝５３が形成されている。カム溝５３は、双方向リードスクリュウ５の回転軸線対称位置に沿って傾斜する傾斜カム面に構成されている。
【００３０】
可動アーム７のキャリッジ７２は、固定アーム６のガイド溝６３及び固定ガイド９のガイド溝９３に摺動自在に嵌め込まれており、キャリッジ７２の係合ピン７１が双方向リードスクリュウ５のカム溝５３に係合されている。なお、図示例では、固定アーム６の外側に固定ガイド９を配置する構成とされているが、これに限定されるものではなく、固定ガイド９を設けない構成を採用することができる。
【００３１】
双方向リードスクリュウ５の可動アーム対向端面には、第１の磁石３１がステンレスネジにより固定されている。一方、可動アーム７の双方向リードスクリュウ対向端面には、第２の磁石３２が第１の磁石３１と対向してステンレスネジにより固定されている。磁石３１，３２としては、例えばネオジウム、サマリウムコバルト、アルニコ、フェライト等の各種の永久磁石を用いることができる。なお、磁石３１及び３２は、接着固定されるものであってもよい。
【００３２】
磁石３１，３２は、双方向リードスクリュウ５の回転軸線上に配置されており、円形の平面を中心として対称に形成されたＮ極及びＳ極の２極に着磁されている。着磁方向としては、これに限定されるものではなく、隣接する磁極が互いに異なる磁極となるように構成されていれば、他の着磁方向であっても構わない。
【００３３】
第１の磁石３１は、双方向リードスクリュウ５の回転に伴い双方向リードスクリュウ５と一体回転する。双方向リードスクリュウ５の回転により、異なる磁極同士では磁石３１，３２の磁気吸引力が働くとともに、同じ磁極同士では磁石３１，３２の磁気反発力が働く。第１の磁石３１と第２の磁石３２との磁気吸引作用及び磁気反発作用により、双方向リードスクリュウ５には回転力が与えられ、この磁気吸引力及び磁気反発力は、ペダル２５の踏力に基づくクランクケース８の回転力の向上を可能としている。
【００３４】
第１の磁石３１及び第２の磁石３２はさらに、磁気吸引力を利用して、可動アーム７の収縮を補助するとともに、磁気反発力を利用して、可動アーム７の伸長を補助するようにしている。このような一対の永久磁石からなる磁気発生手段により、ペダル２５に作用する踏力以上の回転力をクランク３に作用させることができる。
【００３５】
図４には、双方向リードスクリュウ５の回転時における第１及び第２の磁石３１，３２の位置関係の一例が示されている。同図に示すように、搭乗者の踏み込み動作により、中心軸線ＣＲを中心として左側のペダル２５及び左側のクランクケース８を矢線方向に１回転させると、双方向リードスクリュウ５の可動傘歯車５１及びボトムブラケット２３の固定傘歯車５２からなる歯車列によって双方向リードスクリュウ５が１回転する。
【００３６】
このとき、可動アーム７が固定アーム６及び固定ガイド９のガイド溝６３，９３に沿って移動するとともに、可動アーム７のキャリッジ７２の係合ピン７１が双方向リードスクリュウ５のカム溝５３に沿って往復直線移動することになる。
【００３７】
ペダル２５が走行方向前方の上方位置ａにあるとき、ペダル２５に最も大きい踏力を加えるので、可動アーム７が最大限に伸長する。ペダル２５が走行方向前方の上方位置ａを経て水平位置ｂ、下方位置ｃ、最下方位置ｄ、及び走行方向後方の下方位置ｅに至るまでの区間において可動アーム７が次第に収縮する。ペダル２５が走行方向後方の下方位置ｅにあるとき、ペダル２５に踏力を加えないので、可動アーム７が最も短く収縮する。
【００３８】
ペダル２５が走行方向後方の下方位置ｅを経て水平位置ｆ、上方位置ｇ、最上方位置ｈに至るまでの区間において可動アーム７が漸次伸長する。ペダル２５が走行方向前方の上方位置ａに戻ったとき、可動アーム７は、再び最も長く伸長する。
【００３９】
以上の操作を繰り返すことにより、ペダル２５が１回転する間に、可動アーム７は、ペダル２５に最大限の踏力を与える位置に到逹するときに最大限に伸長するとともに、ペダル２５に踏力を加えない位置に到逹するときに最小限に収縮する伸縮を繰り返すことになる。
【００４０】
クランクアーム４の伸縮と、クランクアーム４の回転位置と、対向する磁石３１，３２の位置との関係としては、図示例に限定されるものではなく、双方向リードスクリュウ５のカム溝５３を適宜に設計することが有効であり、双方向リードスクリュウ５のカム溝５３と可動アーム７のキャリッジ７２の係合ピン７１との相対位置を適宜に設定することができる。例えば、最下方位置ｄにおいて、可動アーム７が最も短く収縮するようにしてもよく、このように設計することによりコーナーリング時等において自転車１が垂直より傾いた場合にもペダル２５が地面にぶつかることを防止することができる。
【００４１】
（第１の実施の形態の効果）
以上のように構成された第１の実施の形態に係るクランク３によると、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。
【００４２】
互いに異なる磁極となるように軸対象に着磁されたＮ極及びＳ極の２極を有する２つの磁石３１，３２のそれぞれを双方向リードスクリュウ５と可動アーム７とのそれぞれの対向端面に対向して配置する構成であるため、磁石３１，３２の磁気吸引力及び磁気反発力を利用して、可動アーム７の伸縮を補助することができるとともに、双方向リードスクリュウ５の回転力を補助することができる。
【００４３】
固定アーム６及び可動アーム７を有するクランクアーム４をクランクケース８の内部に収容した内外多重構造であるため、タイヤによって跳ね上げられる泥等がクランクアーム４の内部に付着することを防止することができる。
【００４４】
タイヤによって跳ね上げられる泥や小石等の影響を受けずに、双方向リードスクリュウ５及び磁石３１，３２等により構成される駆動機構の駆動を維持することができる。
【００４５】
なお、クランクケース８のボトムブラケット側の端に開口部が設けられているため、矢印Ａ及びＢの方向から可動傘歯車５１及び５２等の歯車や双方向リードスクリュウ５の摺動部に対して注油が可能であり、メンテナンス性がよい。
【００４６】
［第２の実施の形態］
以上より、クランク３の代表的な構成例を第１の実施の形態、及び図示例を挙げて説明したが、次に示すような第２の実施の形態も可能であり、上記第１の実施の形態の構成例と同様の効果が得られる。
【００４７】
図５を参照すると、同図には、左右のクランクアーム４，４に回転駆動力を伝達する機構を備えた伸縮自在なクランク３の第２の実施の形態の一例が示されている。なお、図５において、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００４８】
上記第１の実施の形態においては、左右のクランク３に設けられる双方向リードスクリュウ５の駆動回転力を個別に伝達する歯車伝達機構であったものを、この第２の実施の形態にあっては、左右のクランク３に設けられる双方向リードスクリュウ５の駆動回転力を相互に伝達し合う歯車伝達機構を構成している点で、上記第１の実施の形態とは異なっている。
【００４９】
図５において、ボトムブラケット２３には、筒状に形成されたクランク軸２４が図示しないベアリングを介して回転自在に固定されている。クランク軸２４の筒部内には、両端部に第１及び第２の可動傘歯車３３，３４を固定した回転軸３５が相対回転自在に固定されている。
【００５０】
回転軸３５の第１の可動傘歯車３３は、左側の双方向リードスクリュウ５の可動傘歯車５１に噛み合わされており、可動傘歯車５１がボトムブラケット２３の端面に形成された固定傘歯車５２に直角に噛合されている。一方、回転軸３５の第２の可動傘歯車３４は、右側の双方向リードスクリュウ５の可動傘歯車５１と直角に噛合されている。
【００５１】
左側のクランク３における３つの可動傘歯車３３，５１及び固定傘歯車５２からなる歯車列と、右側のクランク３における２つの可動傘歯車３４，５１からなる歯車列とにより、左右の双方向リードスクリュウ５の駆動回転力を相互に伝達し合う歯車伝達機構が構成される。
【００５２】
搭乗者の踏み込み動作により、例えば左側のペダル２５の踏力によって左側のクランクケース８をクランク軸２４と一体回転させると、左側のクランク３における可動傘歯車５１及び固定傘歯車５２からなる歯車列によって左側の双方向リードスクリュウ５が駆動回転し、その双方向リードスクリュウ５の可動傘歯車５１と直角に噛み合う第１の可動傘歯車３３が回転する。この第１の可動傘歯車３３の回転は、クランク軸２４と相対回転する回転軸３５を介して右側のクランク３における第２の可動傘歯車３４に伝わる。
【００５３】
回転軸３５の第２の可動傘歯車３４が回転すれば、第２の可動傘歯車３４と直角に噛み合う可動傘歯車５１が回転する。可動傘歯車５１の回転により、右側の双方向リードスクリュウ５は、左側の双方向リードスクリュウ５の回転方向と同一方向に駆動回転する。
【００５４】
このような歯車伝達機構を採用することにより、左側のクランク３における双方向リードスクリュウ５の駆動回転力を、回転軸３５の可動傘歯車３３，３４を介して右側のクランク３における双方向リードスクリュウ５に伝達することができる。つまり、自転車１の右側に固定傘歯車５２を設ける必要がなくなる。これは、通常の自転車の規格上、右側のクランク３側に前歯車２６が固定されて設けられることが多いが、当該前歯車２６が右側のクランク３の固定傘歯車５２とボトムブラケット２３との間に位置するために、固定傘歯車５２をボトムブラケット２３の右端に設けた場合に固定傘歯車５２と可動傘歯車５１との伝達機構を構成するために前歯車２６が干渉しないように設計しなおす工程をなくすこと又は抑制することができるものである。
【００５５】
また、特に電動自転車等は前歯車２６又はクランク軸２４に補助駆動力を伝達するための歯車を設ける必要が生じるために、上記伝達機構は補助駆動力を伝達するための機構の設計の制限をなくす又は減少させるものとなる。
【００５６】
なお、搭乗者の踏み込み動作により右側のペダル２５を回転させれば、右側のクランク３における双方向リードスクリュウ５の駆動回転力を、回転軸３５の可動傘歯車３３，３４を介して左側のクランク３における双方向リードスクリュウ５に伝達することができることは勿論である。
【００５７】
［第３の実施の形態］
図６を参照すると、同図には、第３の実施の形態に係る伸縮自在なクランク３の一例が示されている。なお、図６において、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名及び符号を付すことで、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
【００５８】
上記第１の実施の形態においては、双方向リードスクリュウ５に第１の磁石３１を設けるとともに、可動アーム７に第２の磁石３２を設けていたものを、この第３の実施の形態にあっては、第２の磁石３２をクランクケース８に設けている点で、上記第１の実施の形態と異なっている。
【００５９】
この第３の実施の形態においては、上記第１の実施の形態が双方向リードスクリュウ５の駆動回転力を伝達する機構をボトムブラケット２３に設けているのに対し、双方向リードスクリュウ５の駆動回転力を伝達する機構をペダル２５に設けることができる。
【００６０】
図６において、可動アーム７の先端部には、ペダル軸２５１が回転自在に固定されており、ペダル軸２５１には、ペダル２５が回転不能に固定されている。ペダル軸２５１には、可動傘歯車３６が固定されている。可動傘歯車３６と、双方向リードスクリュウ５の先端部に設けられた可動傘歯車５１とが互いに直角に噛み合っている。
【００６１】
可動傘歯車５１と可動傘歯車３６とからなる歯車列により、双方向リードスクリュウ５にペダル２５の駆動回転力を伝達する機構が構成されている。ペダル２５の踏み込み動作により、ペダル２５の駆動回転力が双方向リードスクリュウ５に伝達されることになり、上記第１の実施の形態と同様に、可動アーム７がクランクケース８内を摺動することで伸縮するようになっている。
【００６２】
クランク軸２４の端部に固定された長尺筒状のクランクケース８には、第２の磁石３２が接着固定されている。一方、双方向リードスクリュウ５のクランクケース対向端面には、第１の磁石３１が第２の磁石３２と対向して接着固定されている。なお、磁石３１及び３２は、ステンレスネジにより固定されるものであってもよい。
【００６３】
これらの磁石３１，３２の磁気吸引作用及び磁気反発作用により、可動アーム７の伸縮を補助するとともに、双方向リードスクリュウ５の回転力を補助することができる。なお、この第３の実施の形態にあっても、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られることは勿論である。また、固定傘歯車５２が不要となるため、自転車部品の規格を大きく変更することなく当該構成を採用することができる。
【００６４】
なお、クランクケース８のペダル側先端に開口部が設けられているため、矢印Ｃの方向から可動傘歯車３６及び５１等の歯車や双方向リードスクリュウ５の摺動部に対して注油が可能であり、メンテナンス性がよい。
【００６５】
以上の説明からも明らかなように、本考案における代表的な実施の形態、変形例、及び図示例は実用新案登録請求の範囲に係る考案を限定するものではない。従って、上記実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００６６】
１…自転車、１１…車体フレーム、１２…前輪、１３…後輪、１４…ヘッドパイプ、１５…上パイプ、１６…下パイプ、１７…立パイプ、１８…チェーンステイ、１９…後フォーク、２０…前フォーク、２１…ハンドル、２２…サドル、２３…ボトムブラケット、２４…クランク軸、２５…ペダル、２５１…ペダル軸、２６…前歯車、２７…後輪ハブ、２８…後歯車、２９…チェーン、３…クランク、３１，３２…磁石、３３，３４，３６，５１…可動傘歯車、３５…回転軸、４…クランクアーム、５…双方向リードスクリュウ、５２…固定傘歯車、５３…カム溝、６…固定アーム、６１，９１…取付フランジ、６２…ビス、６３，９３…ガイド溝、６４…ベアリング、７…可動アーム、７１…係合ピン、７２…キャリッジ、８…クランクケース、９…固定ガイド、ＣＲ…中心軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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