(57)【要約】【課題】最適な軸受状態が安定して得られ、クランク軸をハンガ部に軸受する作業が簡単且つ容易に行える自転車のハンガ部軸受構造を提供する。【解決手段】左右一対のベアリング９，９が組付けられたクランク軸６を軸受ケース８に挿入し、右側ベアリング９を軸受ケース８の段部８ａに当接し、軸受ケース８の鍔部８ｂをハンガラグ４の左端側周縁部に当接する。且つ、スペーサー１２を軸受ケース８内部に固定して、先に嵌め込まれた波形ワッシャー１１を軸方向に圧縮すると共に、抜止めリング１３を軸受ケース８の溝部８ｃに嵌着固定し、スペーサー１２を波形ワッシャー１１の圧縮状態（予圧付与状態）が維持される位置に規制してなる軸受ユニット７を、自転車１を構成するハンガ部３のハンガラグ４に圧入固定して軸受する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車を構成するクランク軸をフレーム本体のハンガ部に軸受する自転車のハンガ部軸受構造であって、
上記クランク軸を軸受する一対のベアリングを、上記ハンガ部内部に固定される軸受ケースと、該軸受ケース内部に軸受されるクランク軸との対向面に所定間隔に隔てて配設し、
上記クランク軸の一端側外周面に固定した一方のベアリング側面を、上記軸受ケースの一端側内周面に形成した段部に当接し、
上記軸受ケースの他端側開口部に嵌め込まれるリング状の弾性体を、上記クランク軸の他端側外周面に固定した他方のベアリング側面に当接し、
上記弾性体に続いて嵌め込まれる規制部材を、上記弾性体に当接して上記軸受ケースの他端側内周面に固定すると共に、該弾性体を復元力による予圧が軸方向に常時付与される圧縮状態に保持した
自転車のハンガ部軸受構造。
【請求項２】
上記規制部材に続いて嵌め込まれる抜止めリングを、該規制部材に当接して上記軸受ケースの他端側内周面に形成した溝部に嵌着固定した
請求項１記載の自転車のハンガ部軸受構造。
【請求項３】
上記クランク軸及び一対のベアリングと、弾性体と、規制部材とが一体的に組付けられた軸受ケースを、上記ハンガ部内部に回転不可に圧入固定した
請求項１記載の自転車のハンガ部軸受構造。
【請求項４】
上記ハンガ部及び軸受ケースの対向周面に、相互の接触が回避されるクリアランスを設けた
請求項１又は３記載の自転車のハンガ部軸受構造。
【請求項５】
上記ハンガ部及び軸受ケースの対向面に形成した凹部と凸部とを互いに係止して、上記軸受ケースをハンガ部内部に回転不可に固定した
請求項１，３又は４記載の自転車のハンガ部軸受構造。
【請求項６】
上記軸受ケースの他端側外周面に形成した鍔部を、上記ハンガ部の他端側周縁部に当接し、
上記ハンガ部の一端側開口部に突出する軸受ケースの雄ネジ部に嵌め付けられる回り止め部材と、該回り止め部材に続いて軸受ケースの雄ネジ部に螺合される締付けナットとを回転不可に互い係合固定した
請求項１，３，４又は５記載の自転車のハンガ部軸受構造。
【請求項７】
上記ハンガ部及び軸受ケースの対向面に螺刻した雄ネジ部と雌ネジ部とを互いに螺合して、該軸受ケースをハンガ部内部に螺合固定した
請求項１，３，４，５又は６記載の自転車のハンガ部軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自転車を構成するクランク軸を、フレーム本体のハンガ部に軸受するときに用いられる自転車のハンガ部軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上述のハンガ部を構成するハンガラグに螺着したワンでクランク軸を軸受けするようなハンガ部構造が既に存在するが、このハンガ部構造は、初期摩耗によってガタつきが発生するだけでなく、ワンを強固に螺合固定しても、走行時に発生する振動によりワンにガタ付きや緩みが生じることがあり、定期的に締め直さなければならない。且つ、ハンガ部に組付けられる部品点数及び組付け工数が多く、組付け作業に手間及び時間が掛かるという問題点を有している。
【０００３】
また、他の軸受構造として、例えばベアリングで両端部が支承される軸筒を、自転車を構成する筒状のハウジング内部に軸受し、ハウジングとベアリングとの間に中間スリーブを圧入した特許文献１の自転車用軸支持装置があるが、定期的に締め直さなければならず、部品点数及び組付け工数が多いため、上述と略同等の問題点を有している。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５０９７８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は上記問題に鑑み、クランク軸を軸受する一対のベアリングを、弾性体の復元力による予圧で軸方向に付勢することにより、最適な軸受状態が安定して得られると共に、クランク軸をハンガ部に軸受する作業が簡単且つ容易に行える自転車のハンガ部軸受構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、自転車を構成するクランク軸をフレーム本体のハンガ部に軸受する自転車のハンガ部軸受構造であって、上記クランク軸を軸受する一対のベアリングを、上記ハンガ部内部に固定される軸受ケースと、該軸受ケース内部に軸受されるクランク軸との対向面に所定間隔に隔てて配設し、上記クランク軸の一端側外周面に固定した一方のベアリング側面を、上記軸受ケースの一端側内周面に形成した段部に当接し、上記軸受ケースの他端側開口部に嵌め込まれるリング状の弾性体を、上記クランク軸の他端側外周面に固定した他方のベアリング側面に当接し、上記弾性体に続いて嵌め込まれる規制部材を、上記弾性体に当接して上記軸受ケースの他端側内周面に固定すると共に、該弾性体を復元力による予圧が軸方向に常時付与される圧縮状態に保持した自転車のハンガ部軸受構造であることを特徴とする。
【０００７】
上述の弾性体は、例えば波形ワッシャーや波形バネ、皿形バネ、コイルバネ、合成ゴム等で構成される。また、ベアリングは、例えば深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受等の玉軸受で構成される。また、規制部材は、例えばスペーサーやリング等で構成される。
【０００８】
つまり、一対のベアリングをクランク軸と軸受ケースと対向面に所定間隔に隔てて配設し、クランク軸の一端側外周面に固定した一方のベアリング側面を、軸受ケースの一端側内周面に形成した段部に当接し、軸受ケースの他端側開口部に嵌め込まれるリング状の弾性体を、クランク軸の他端側外周面に固定した他方のベアリング側面に当接し、弾性体に続いて嵌め込まれる規制部材を、その弾性体に当接して軸受ケースの他端側内周面に固定し、弾性体を、復元力のよる予圧が軸方向に常時付与される圧縮状態に保持して、一対のベアリングを最適な軸受状態（予圧付与状態）に保持する。
【０００９】
実施の形態として、規制部材に続いて挿入される抜止めリングを、その規制部材に当接して軸受ケースの他端側内周面に形成した溝部に嵌着固定し、規制部材を弾性体の圧縮状態が維持される固定位置に規制することができる。
【００１０】
また、クランク軸及び一対のベアリングと、弾性体と、規制部材とが一体的に組付けられた軸受ケースを、ハンガ部内部に回転不可に圧入固定して、構造を簡素化し、組付け及び分離（抜取りを含む）を容易にすることができる。また、ハンガ部及び軸受ケースの中央部対向周面に、相互の接触が回避されるクリアランスを設けて、対向面間の接触面積及び接触抵抗を小さくすることができる。
【００１１】
また、ハンガ部及び軸受ケースの対向面に形成した凹部と凸部とを互いに係止して、軸受ケースをハンガ部内部に回転不可に固定するので、軸受ケースが円周方向に回転及び変位するのを阻止できる。例えばハンガ部及び軸受ケースの対向周面に沿って軸方向に形成した凹部と凸部とを互いに係止するか、ハンガ部及び軸受ケースの対向縁部に形成した凹部と凸部とを互いに係止する。
【００１２】
また、軸受ケースの他端側外周面に形成した鍔部を、ハンガ部の他端側周縁部に当接し、ハンガ部の一端側開口部に突出する軸受ケースの雄ネジ部に嵌め付けられる回り止め部材と、該回り止め部材に続いて軸受ケースの雄ネジ部に螺合される締付けナットとを回転不可に互い係合固定することができる。また、ハンガ部及び軸受ケースの対向面に螺刻した雄ネジ部と雌ネジ部とを互いに螺合して、軸受ケースをハンガ部内部に螺合固定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、クランク軸を軸受する一対のベアリングを、弾性体の復元力による予圧で軸方向に常時付勢しているため、ガタ付きや緩み等が発生せず、最適な軸受状態が安定して得られると共に、快適な走行性を長期間維持することができる。且つ、軸受圧や軸受トルクを調整したり、締め直しや補正等のメンテナンスが不要となり、軸受構造として耐久性及び信頼性が向上する。
【００１４】
且つ、予めクランク軸が軸受された軸受ケースをハンガ部に圧入固定及びネジ固定するので、組付け時において取り扱う部品点数が少なくなり、組付け工数が大幅に削減されるため、クランク軸をハンガ部に軸受する作業が簡単且つ容易に行え、作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明は、ガタ付きや緩み等を補正する必要がなく、最適な軸受状態が安定して得られるという目的を、クランク軸を軸受する一対のベアリングを弾性体の復元力により軸方向に付勢することで実現した。
【実施例】
【００１６】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１、図２は自転車１を構成するクランク軸６を、フレーム本体２のハンガ部３に軸受する軸受構造を示し、このハンガ部３は、クランク軸６が軸受された軸受ユニット７を、ハンガ部３に形成された略中空筒状のハンガラグ４に圧入固定して、左右一対のクランクアーム５を、ハンガラグ４両側部に突出するクランク軸６の左右軸端部に連結固定する軸受構造である。
【００１８】
上述のハンガ部３は、図２にも示すように、軸受ユニット７を構成する軸受ケース８が軸方向に圧入固定されるハンガラグ４内部を、一端側（左側）から他端側（右側）に向けて略同一径となる中空筒状に形成すると共に、軸受ケース８の外周面全長が回転不可に圧入固定される内径及び形状に形成している。
【００１９】
前述の軸受ユニット７は、図３にも示すように、ハンガラグ４に圧入固定される中空筒状の軸受ケース８と、クランク軸６及び軸受ケース８の対向面間に介在される一対のベアリング９，９（深溝玉軸受）と、軸受ケース８の左端側開口部に嵌め込まれるスペーサー１０と、波形ワッシャー１１と、スペーサー１２と、抜止めリング１３とで構成される。
【００２０】
上述のクランク軸６の右端側外周面（一端側外周面）に固定したベアリング９の受けリング９ｂ側面を、軸受ケース８の右端側内周面に沿って円周方向に連続して形成した段部８ａに当接し、軸受ケース８の左端側外周面（他端側外周面）に沿って円周方向に連続して形成した鍔部８ｂを、スペーサー１４Ａを介して、ハンガラグ４の左端側周縁部（他端側周縁部）に当接し、クランク軸６の右端側を、軸受ケース８の右端側開口部よりも外側に所定長さ突出した状態に軸受する。
【００２１】
且つ、一対のベアリング９，９を所定間隔に隔てられた状態に位置規制するフランジ部６ａ，６ａを、クランク軸６の中央部外周面に対して所定間隔に隔てて形成し、クランク軸６の左右両端部から嵌め込まれる左右ベアリング９，９の内側受けリング９ａ，９ａを、左右フランジ部６ａ，６ａに当接して所定間隔に隔てられた位置に規制する。
【００２２】
前述のベアリング９は、複数のボール９ｃ…を、内側に配置した受けリング９ａと、外側に配置した受けリング９ｂとの対向面間に保持すると共に、そのボール９ｃ…を円周方向に対して所定間隔に隔てて配列している。且つ、受けリング９ａを、クランク軸６を構成するフランジ部６ａ近傍の外周面に対して回転不可に圧入固定し、受けリング９ｂを、軸受ケース８内部に嵌め込む。
【００２３】
且つ、右端側（左側）のベアリング９に続いて軸受ケース８内部に組み込まれるスペーサー１０を、軸受ケース８の左端側開口部に嵌め込み、クランク軸６の左端側外周面（左側外周面）に固定した左側ベアリング９の受けリング９ｂ側面に対して軸方向に当接して支持する。そのスペーサー１０に続いて軸受ケース８内部に組み込まれる波形ワッシャー１１を、軸受ケース８の左端側開口部に嵌め込んで、スペーサー１０に当接する。
【００２４】
且つ、波形ワッシャー１１に続いて軸受ケース８内部に嵌め込まれるスペーサー１２を、上述の波形ワッシャー１１に略均等に当接して、軸受ケース８の左端側開口部に嵌め込み、ワッシャー１０，１２の間に挟み込まれた波形ワッシャー１１を復元力に抗して軸方向に圧縮すると共に、一対のベアリング９，９を、波形ワッシャー１１の復元力による予圧が一定して付与される最適な軸受状態（適切な玉当り状態＝予圧付与状態）に押圧及び保持する。また、スペーサー１２を、例えば軸受ケース８の左端側内周面に回転不可に圧入固定するか、軸受ケース８の内周面に螺合固定してもよい。
【００２５】
且つ、スペーサー１２に続いて軸受ケース８内部に嵌め込まれる略角形断面又は略丸形断面の抜止めリング１３を、上述のスペーサー１２に当接して、軸受ケース８の左端側内周面に沿って円周方向に連続して形成した溝部８ｃに嵌着固定し、スペーサー１２を波形ワッシャー１１の圧縮状態が維持される位置に規制する。つまり、波形ワッシャー１１をワッシャー１０，１２の間に挟み込んで、一対のベアリング９，９に対して予圧が一定して付与される圧縮状態に保持し、波形ワッシャー１１の付勢力が一定に付与される最適な軸受状態を維持する。なお、抜止めリング１３の代わりに、例えば軸受ケース８の内周面をカシメ加工するか、抜止め突起を形成する等してもよい。
【００２６】
上述の抜止めリング１３は、周縁部の一部を径方向に向けて略Ｖ字状に切り欠いてなるＣ形止め輪で構成され、軸受ケース８内部に挿入許容される縮径状態と、溝部８ｃに対して嵌着固定される拡径状態とに拡縮可能に設け、拡径状態に復帰する方向に復元力を持たせている。
【００２７】
且つ、ハンガラグ４の中央部内周面に沿って円周方向に連続して形成した凹部４Ａと 、軸受ケース８の中央部外周面に沿って円周方向に連続して形成した凹部８Ａとを相対向して、凹部４Ａ，８Ａの対向面間に、相互の接触及び圧接が回避されるクリアランス（隙間や空間）を形成して、対向面間の接触面積及び接触抵抗を小さくするので、軸受ケース８をハンガラグ４に圧入する作業が容易に行える。この場合、ハンガラグ４及び軸受ケース８の両端部対向周面を互いに圧接して、軸受ケース８を回転固定するのに必要な接触面積を確保する。
【００２８】
図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下、自転車１を構成するクランク軸６をフレーム本体２のハンガ部３に軸受する方法を説明する。
【００２９】
先ず、図３、図４に示すように、クランク軸６と、軸受ケース８と、一対のベアリング９と、スペーサー１０と、波形ワッシャー１１と、スペーサー１２と、抜止めリング１３とが一体的に組付けられた軸受ユニット７を、フレーム本体２に設けたハンガ部３のハンガラグ４に左端側開口部（他端側開口部）から挿入し、スペーサー１４Ａを介して、軸受ケース８の鍔部８ｂをハンガラグ４の左端側周縁部に当接し、軸受ケース８をハンガラグ４内部に回転不可に圧入固定して、図５に示すように、軸受ケース８の右端側を、ハンガラグ４の右端側開口部（一端側開口部）よりも外側に突出する。
【００３０】
上述の軸受ケース８をハンガラグ４内部に圧入固定する場合、例えば図６に示すように、ハンガラグ４の左端側内周面に沿って軸方向に形成した凹部４Ｂと、その凹部４Ｂと対向して、軸受ケース８の左端側外周面に沿って軸方向に形成した凸部８Ｂとを互いに係止して、軸受ケース８を回転不可に係止固定する。また、軸受ケース８の一端側外周面又は両端部外周面に沿って軸方向に形成した線条の凸部をハンガラグ４の内周面に食い込ませて回転不可に固定することもできる。なお、線条の凸部を円周方向に対して所定間隔に隔てて複数条形成してもよく、ハンガラグ４の同一内周面に食い込むのを回避するため、軸受ケース８の両端部外周面に形成される線条の凸部を円周方向に対して異なる位置に設けてもよい。
【００３１】
或いは、図７に示すように、ハンガラグ４の左端側周縁部を切欠き形成した凹部４Ｃと、その凹部４Ｃと対向して、チェーンケース１４Ｂの外周縁部を内側に向けて変形した凸部１４Ｃとを互い係止し、軸受ケース８の鍔部８ｂに形成した凹部８Ｃと、その凹部８Ｃと対向して、チェーンケース１４Ｂの外周縁部を外側に向けて変形した凸部１４Ｃとを互い係止して、軸受ケース８を回転不可に係止固定してもよい。且つ、軸受ケース８をハンガラグ４内部に圧入固定する構造と、凹部及び凸部の回り止め構造とを併用すれば、軸受ケース８を確実且つ強固に回転不可に固定することができる。
【００３２】
なお、凹部４Ｂ，４Ｃを軸受ケース８側に設け、凸部８Ｂ及び凹部８Ｃをハンガラグ４側に設けてもよく、また、凹部４Ｂ，４Ｃ及び凸部８Ｂ及び凹部８Ｃを円周方向に対して所定間隔に隔てて複数設けてもよい。且つ、例えばローレット面や歯面を対向周面に形成するか、勾配キーやピンを対向周面に介在するか、対向周面を円周方向に対して回転不可に合致固定される多角形状に形成する等してもよい。
【００３３】
次に、図８、図９に示すように、チェーンケース１４Ｂと、回り止めワッシャー１５とを、ハンガラグ４の右端側に突出する軸受ケース８の雌ネジ部８Ｄに嵌め付け、回り止めワッシャー１５の内周縁部に形成した複数（又は一つ）の係止片１５ａ…を外側に向けて略直角に折り曲げたまま、軸受ケース８の雌ネジ部８Ｄに沿って軸方向に切欠き形成した複数（又は一つ）の係止溝８Ｄａに係止して回転不可に係止する。また、回り止めワッシャー１５をハンガラグ４の右端側に直接押し当てて組付けてもよい
次に、回り止めワッシャー１５に続いて軸受ケース８に組付けられる締付けナット１６を、ハンガラグ４の右端側に突出する軸受ケース８の雌ネジ部８Ｄに螺合して締付け固定し、回り止めワッシャー１５の外周縁部を、締付けナット１６の外周縁部に形成した複数（又は一つ）の凹部１６ａ…に係止される方向に変形させて、締付けナット１６を回転不可に回り止め固定すると、図２に示す状態に組付けることができる。
【００３４】
この後、図１に示すように、左右一対のクランクアーム５を、ハンガラグ４両側部に突出するクランク軸６の左右軸端部に固定する。また、プラスチック製や金属製のカバーをハンガラグ４の左右両端部に取り付けて、例えば泥や水等の異物が浸入及び付着するのを防止することもできる。
【００３５】
以上のように、クランク軸６を軸受する一対のベアリング９，９を、波形ワッシャー１１の復元力による予圧で軸方向に常時付勢しているため、ガタ付きや緩み等が発生せず、最適な軸受状態（適切な玉当り状態）が安定して得られると共に、快適な走行性を長期間維持することができる。且つ、軸受圧や軸受トルクを調整したり、締め直しや補正等のメンテナンスが不要となり、軸受構造として耐久性及び信頼性が向上する。
【００３６】
且つ、予めクランク軸６が軸受された軸受ケース８を、ハンガ部３のハンガラグ７内部に圧入固定するので、組付け時において取り扱う部品点数が少なくなり、組付け工数が大幅に削減されるため、クランク軸６をハンガ部３に軸受する作業が簡単且つ容易に行え、作業性が向上する。
【００３７】
図１０は、軸受ユニット７の他の固定構造を示し、ハンガラグ４と軸受ケース８との左側部対向面に螺刻した雄ネジ部１７及び雌ネジ部１８を互いに螺合固定し、ハンガラグ４及び軸受ケース８の残りの対向周面を回転不可に圧入固定して一体的に組付けてもよい。或いは、ハンガラグ４と軸受ケース８との対向周面全体に螺刻した雄ネジ部１７及び雌ネジ部１８を互いに螺合固定して一体的に組付けてもよい。
【００３８】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、  
この発明の弾性体は、実施例の波形ワッシャー１１に対応し、  
以下同様に、  
規制部材は、スペーサー１２及び抜止めリング１３に対応するも、  
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００３９】
本発明の自転車のハンガ部軸受構造は、例えば軸受ユニット７を、ハンガ部３のハンガラグ４に右端側開口部（一端側開口部）から挿入する構造にも用いることができる。この場合、軸受ケース８の右端側外周面に形成した鍔部８ｂを、ハンガラグ４の右端側周縁部又は右端側内周部に当接して、チェーンケース１４Ｂ及び回り止めワッシャー１５、締付けナット１６を、軸受ケース８の右端側に取り付け、スペーサー１４Ａ及び回り止めワッシャー１５、締付けナット１６を、軸受ケース８の左端側に取り付けて一体的に組付ける。なお、１５，１６以外の方法で固定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】自転車のハンガ部を示す側面図。
【図２】ハンガ部の軸受構造を示す断面図。
【図３】軸受ユニットの分離状態を示す斜視図。
【図４】軸受ユニットの固定方法を示す斜視図。
【図５】軸受ユニットの組付け状態を示す斜視図。
【図６】軸受ユニットの他の固定方法を示す斜視図。
【図７】軸受ユニットのその他の固定方法を示す斜視図。
【図８】軸受ユニットの抜止め方法を示す斜視図。
【図９】軸受ユニットの抜止め状態を示す斜視図。
【図１０】軸受ユニットのその他の固定方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１…自転車
２…フレーム本体
３…ハンガ部
４…ハンガラグ
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…凹部
６…クランク軸
７…軸受ユニット
８…軸受ケース
８ａ…段部
８ｂ…鍔部
８ｃ…溝部
８Ａ…凹部
８Ｂ，８Ｃ…凸部
８Ｄ…雌ネジ部
９…ベアリング
１１…波形ワッシャー
１２…スペーサー
１３…抜止めリング
１５…回り止めワッシャー
１６…締付けナット
１７…雄ネジ部
１８…雌ネジ部
【図１】
2005042830.tif 000003
【図２】
2005042830.tif 000004
【図３】
2005042830.tif 000005
【図４】
2005042830.tif 000006
【図５】
2005042830.tif 000007
【図６】
2005042830.tif 000008
【図７】
2005042830.tif 000009
【図８】
2005042830.tif 000010
【図９】
2005042830.tif 000011
【図１０】
2005042830.tif 000012