(57)【要約】【課題】乗用自転車、競技用自転車または自転車型トレーニング装置において、クランク長は固定であって、使用者が最適なクランク長を簡便に調節できない。【解決手段】本発明はペダル付きのクランクであって、矩形の貫通口と、貫通口の長辺の外側に切れ込み部を設け、切れ込み部に所定のピッチで複数設けられた半球状の窪みとを有するクランクと、プランジャーが填め込まれた第１のペダル固定金具と、第２のペダル固定金具とからなり、両方のペダル固定金具でクランクの矩形の貫通口および切れ込み部を両側から挟みこみビスで固定するとともに、プランジャーを半球状の窪みにはめ込み、固定金具の貫通口にペダル軸を貫通、固定させた構造を有する。ビスを弛めてペダル固定金具とともにプランジャーを半球状の窪みに沿ってスライドさせることにより、使用者の体格、好みに応じて半球状の窪みのピッチでクランク長が変更できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗用自転車、競技用自転車または自転車型トレーニング装置において、フレームの下部の側面を両側に貫通するクランク軸の両端に取り付けられた一対のペダル付きクランクであって、矩形の貫通口と、前記貫通口の長辺の外側に切れ込み部を設け、前記切れ込み部に所定のピッチで複数設けられた半球状の窪みとを有するクランクと、プランジャーが填め込まれた第１のペダル固定金具と、第２のペダル固定金具とからなり、前記第１のペダル固定金具および第２のペダル固定金具が前記クランクの前記矩形の貫通口および前記切れ込み部を両側から挟みこみビスで固定するとともに、前記プランジャーを半球状の窪みにはめ込み、第２のペダル固定金具の貫通口に前記ペダルが回転可能に取り付けられたペダル軸を貫通させ、ネジを切った第１のペダル固定金具の貫通口にねじ止めした構造であり、前記第１および第２のペダル固定金具とともにプランジャーを前記半球状の窪みに沿ってスライドさせることにより、前記半球状の窪みのピッチでクランク長が変更できることを特徴とするペダル固定金具付きクランク。
【請求項２】
一対の前記クランクを前記半球状の窪みを有する切れ込み部が前記自転車のフレーム側に向けてクランク軸に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のペダル固定金具付きクランク。
【請求項３】
前記半球状の窪みのピッチが０．２５ｍｍであって、クランク長が１５０ｍｍから１８５ｍｍの範囲で、０．２５ｍｍピッチで変更できることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のペダル固定金具付きクランク。
【請求項４】
前記半球状の窪みの曲率半径がプランジャーを構成する球の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れかに記載のペダル固定金具付きクランク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は使用者の体格、好みに合わせて簡便に長さを調節できる自転車用のペダル固定金具付きクランクに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、乗用自転車や競技用自転車において、使用者がハンドルの高さ、シートの高さを調節することは可能であったが、クランク長を調節してクランクの回転半径を体格、好みに合わせることができない。各自転車のクランク長は固定であって、クランク長が使用者の体格、好みに合わなくなった場合、クランクを取り替えるか、または自転車を買い換えることが必要であった。クランクの取り替えは面倒であり、専門の技能および専用の工具が必要である。【０００３】また、自転車の形状をなし、操作部材としての足踏みペダルを回転させることにより、脚力、背部および腹部の筋力を高める自転車型トレーニング装置においても、クランク長は固定であって、随時、使用者の体格、好みに合うように調節することができなかった。特に、競技用自転車や自転車型トレーニング装置では、最も効果的に持久的にトレーニングできることが必要であるが、使用者の体格、好みに合ったクランク長を選別することも面倒であった。【０００４】昨今、前フレームと後フレームの接合距離、およびクランク長を数段階に可変できる自転車が特許文献１に記載されている。図７に示すように、クランクに複数個の足踏みペダル取り付け穴を設け、使用者が足踏みペダルを体格、好みに合わせて取り付ける構造であって、クランクの強度を考慮するとクランク長の可変段数を多くできない。
【特許文献１】特開２００７−９９０６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  市販の乗用自転車、競技用自転車または自転車型トレーニング装置は、サドルの高さやハンドルの高さを使用者の体格、好みに合わせて調節できるが、クランク長を自在の調節できない。特に、競技用自転車または自転車型トレーニング装置において、効果的に、そして持久力を付けるトレーニングを快適に行うことが難しい。使用者、各人が脚力を回転トルクに変換するために、最適なクランク長、つまりクランク回転半径が存在する。【０００６】特許文献１に記載の自転車は、図７に示すように、予め足踏みペダル取り付け穴を複数個設け、使用者が体格、好みに合わせて足踏みペダルを取り付け穴に取り付ける構造であって、クランクの強度を考慮するとクランク長の可変段数は３段程度までである。【０００７】本願は以上の諸課題を解決するものであり、使用者が体格、好みに合わせて自転車のクランク長を所定のピッチで容易に変更できる自転車用クランクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は、乗用自転車、競技用自転車または自転車型トレーニング装置において、フレームの下部の側面を両側に貫通させるクランク軸の両端に取り付けられた一対のペダル付きのクランクであって、矩形の貫通口と、前記貫通口の長辺の外側に切れ込み部を設け、切れ込み部に所定のピッチで複数設けられた半球状の窪みとを有するクランクと、プランジャーが填め込まれた第１のペダル固定金具と、第２のペダル固定金具とからなり、第１のペダル固定金具および第２のペダル固定金具がクランクの矩形の貫通口および切れ込み部を両側から挟みこみビスで固定するとともに、プランジャーを半球状の窪みにはめ込み、第２のペダル固定金具の貫通口に前記ペダルが回転可能に取り付けられたペダル軸を貫通させ、ネジを切った第１のペダル固定金具の貫通口にねじ止めした構造であり、ペダル固定金具とともにプランジャーを半球状の窪みに沿ってスライドさせることにより、半球状の窪みのピッチでクランク長が変更できる。【０００９】これにより、プランジャーを構成する金属製の球が半球状の窪みにはまり込む位置で確実に固定され、窪みのピンチでクランク長を変更できる。【００１０】そこで、上記の一対のクランクが半球状の窪みを有する切れ込み部が自転車のフレーム側に向けてクランク軸に取り付けられていることが望ましい。ペダルから加わる足踏み力は外側への引っ張り力であるので、この取り付け構造によりプランジャーを構成する球の窪みからの脱離を防ぐことができる。【００１１】さらに、半球状の窪みのピッチを０．２５ｍｍにして、クランク長が１５０ｍｍから１８５ｍｍの範囲できるようにする。これにより、自転車の規格範囲にあるクランク長の全てを可変できる。【００１２】半球状の窪みの直径がプランジャーを構成する球の直径よりも小さくする。これにより、プランジャーを構成する球が窪みから脱離し易くなる。
【発明の効果】
【００１３】  本発明の自転車用クランクは、使用者の体格、好みに応じてペダルの取り付け位置を簡便にスライドできる構造を有し、実質的なクランク長を簡便に変更できる。従って、最適なクランク回転半径に設定できるので、最も効果的で快適に、持続的な走行およびトレーニングが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態）【００１５】本発明のペダル固定金具付きクランクは、少なくともクランクと、第１のペダル固定金具と、第２のペダル固定金具とから構成される。図１は本発明の実施の形態におけるクランクと、クランクに取り付けられた第１のペダル固定金具と第２のペダル固定金具の正面図（ａ）および背面図（ｂ）である。図２は、図１のＶ−Ｗ線の沿って切断した場合の断面図（ａ）とＸ−Ｙ線に沿って切断した場合の断面図（ｂ）である。図３はペダルをクランクに取り付けるための第１のペダル固定金具の平面図（ａ）と断面図（ｂ）、（ｃ）である。図４はペダルをクランクに取り付けるための第２のペダル固定金具の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。図５は第１のペダル固定金具内に挿入して使用するプランジャーの断面図である。【００１６】図１および図２において、クランク１０は一端にクランク軸を挿入するための円形の開口部１１を設け、他端にペダル固定金具を移動可能なように取り付けるための矩形の開口部１２を設けている。そして、矩形の開口部１２の長辺に沿って、第１のペダル固定金具１３および第２のペダル固定金具１４をスライドさせるための切れ込み溝１５を設けている。さらに、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、正面側の切れ込み溝１５には、一定のピッチで複数の窪み１６を設けている。本実施の形態では、窪み１６は直径２ｍｍの半球状で、溝に沿って２．５ｍｍのピッチで配列されていて、クランク長が２．５ｍｍ間隔で変更できる。矩形の開口部１２の長辺は、ペダル固定金具１３，１４がクランク長１５０ｍｍ〜１８５ｍｍの範囲でスライドできる長さに設定している。図示していないが、クランク長が容易に目視できるように側面にクランク長を示すメモリを刻んでいてもよい。【００１７】図３および図４において、第１のペダル固定金具１３と第２のペダル固定金具１４は、それぞれクランク１０の正面および背面から矩形の開口部１２と切れ込み溝１５に填め込み、クランク１０を挟み込みビスで固定する部材であって、中央部にペダル軸３１を貫通させるための貫通口２０を備えている。図３（ｂ）および図３（ｃ）は、それぞれ同３（ａ）に示すＡ−Ｂ線、Ｃ−Ｄ線に沿って切断した場合の断面図である。同図（ｂ）に明示するように、第１のペダル固定金具は図５に示すプランジャーを填め込むための２個の挿入口２１を設けている。また、同図（ｃ）に明示するように、第１のペダル固定金具１３と第２のペダル固定金具１４とを締め付け固定するための２個のビス穴２２を設けている。下側のビス穴２２と合わせ、合計４個のビス穴２２を設けている。【００１８】図５は図３に示す第１のペダル固定金具１３に、２個づつ填め込んで使用するプランジャー２５の断面図であり、底板付きの円筒２６と、円筒２６に収納された弾性体２７と、弾性体２７上に載せられ、円筒２６の出口に填め込まれた金属製の球２８とからなる。弾性体２７はコイルバネや板バネ、またはゴムなどからなる。本実施の形態では、球は直径が３ｍｍで、球の一部が円筒の出口からはみ出している形状である。正面側の矩形の開口部における切れ込み部の設けられた窪みの直径が２ｍｍの場合、プランジャー２５の球２８の直径は２．５ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲が望ましい。窪み１６の直径に比べて球２８の直径が小さすぎる場合、球２８が窪み１６に填り込みすぎて、ロックは確実になるが、ペダル固定金具１３，１４をスライドさせにくい。反対に、球２８の直径が大きすぎる場合、球２８の窪み１６への填り込みが浅くなり、ペダル固定金具１３，１４の移動は容易になるが、ロックが不確実になる。【００１９】次に、以上の部材を用いてペダル固定金具付きクランクにペダルを取り付ける方法およびクランク長の変更方法を説明する。図１に示すクランクの正面側の矩形の開口部１２には、プランジャー２５をはめ込んだ第１のペダル固定金具１３を、背面側の矩形の開口部１２には第２のペダル固定金具１４を、それぞれはめ込み、所定のクランク長になる位置で、且つプランジャー２５にはめ込まれた金属製の球２８がクランク１０の切れ込み部１５に設けられた窪み１６にはまり込む位置で、両ペダル固定金具１３、１４をビスで締め付け固定する。そして、ペダルが回転可能に取り付けられたペダル軸を第２のペダル固定金具の貫通口に貫通させ、さらに、ネジを切った第１のペダル固定金具の貫通口にねじ止めして固定する。以上の作業で、図６に示すようなペダル固定金具付きクランク１０が完成する。【００２０】クランク長を変更する場合には、ペダル軸３１を固定するナットを弛めてペダル軸３１をペダル固定金具１３，１４から取り外した後、両ペダル固定金具１３，１４を固定しているビスを弛めて矩形の開口部１２に沿ってスライドさせ、使用者が体格、好みに合ったクランク長になる位置で、且つプランジャーにはめ込まれた金属製の球２８がクランク１０の切れ込み部に設けられた窪み１６にはまり込む位置で半固定する。その後、両ペダル固定金具１３、１４をビスで締め付け固定する。そして、ペダル軸３１を第１のペダル固定金具１３、および第２のペダル固定金具１４の貫通口２０を貫通させて、ナットで固定する。プランジャー２５が２．５ｍｍピッチで配列された窪みにはまり込む位置でペダル固定金具が位置決めされるので、クランク長が２．５ｍｍ間隔で確実に変更できる。【００２１】なお、図１に示すクランクの背面（ａ）が自転車のフレーム側に、クランクの正面がペダル側になるように、クランクをクランク軸を介してフレームに取り付けることが望ましい。ペダルから加わる足踏み力は外側への引っ張り力であるので、この取り付け構造によりプランジャーを構成する球２８の窪み１６からの脱離を防ぐことができる。【００２２】また、本実施の形態では、クランク１０の背面側の矩形の開口部１２の長辺に沿って形成された切れ込み溝１５にのみ、所定のピッチで窪み１６が形成されているが、正面側の矩形の開口部１２の切れ込み溝１５にも所定のピッチで窪み１６を設けてもよい。この場合、クランクを挟みこんで固定するペダル固定金具は、正面側および背面側ともに上記の第１のペダル固定金具１３と同様のものを用いる。さらに、本実施の形態では、図５に示すようなプランジャーを用いているが、プランジャーを構成する円筒２６を第１の固定金具のプランジャー挿入口２１で代用させ、弾性体２７と、弾性体上に載せられ挿入口２１の上側壁で押し込まれた金属製の球２８で構成することにより、部品点数を削減することができる。【００２３】以上の説明で分かるように、乗用自転車、競技用自転車または自転車型トレーニング装置において、本発明のペダル固定金具付きクランク１０は使用者の体格、好みに応じてペダルの取り付け位置を簡便にスライドできる構造を有し、実質的なクランク長が可変できる。従って、最適なクランク回転半径に設定できるので、最も効果的で快適に、持続的な走行およびトレーニングが可能になる。また、使用者が自らに最適のクランク長を決める場合のクランク長を計測する装置としても有用である。
【産業上の利用の可能性】
【００２４】  本発明の自転車用クランクは、使用者の体格、好みに応じてペダルの取り付け位置を簡便にスライドできる構造を有し、実質的なクランク長が可変できる。そのため、最適なクランク回転半径に設定できるので、屋外で使用するトレーニング用自転車、乗用自転車、および屋内で使用する自転車トレーニング装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態におけるペダル固定金具付きクランクの正面図（ａ）および背面図（ｂ）
【図２】図１（ｂ）のＶ−Ｗ線に沿って切断した場合の断面図（ａ）とＸ−Ｙ線に沿って切断した場合の断面図（ｂ）
【図３】ペダルをクランクに取り付けるための第１のペダル固定金具の断面図
【図４】ペダルをクランクに取り付けるための第２のペダル固定金具の断面図
【図５】第１のペダル固定金具内に挿入して使用するプランジャーの断面図
【図６】ペダルを取り付けた本発明の実施の形態における自転車用クランク
【図７】従来例におけるクランク長が可変できるクランクの平面図
【符号の説明】
【００２６】  １０  自転車用クランク
１１  円形開口部
１２  矩形開口部
１３  第１のペダル固定金具
１４  第２のペダル固定金具
１５  切れ込み部
１６  窪み
２０  貫通口
２１  プランジャー挿入口
２２  ビス穴
２５  プランジャー
２６  円筒
２７  弾性体
２８  金属製の球
３０  ペダル
３１  ペダルの軸
【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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【図７】
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