自行車用曲柄鏈輪的製作方法
2023-09-19 05:23:40
專利名稱：自行車用曲柄鏈輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及曲柄鏈輪，特別是涉及安裝在旋轉自如地安裝於自行車的吊架部上的曲軸上並與鏈條嚙合的自行車用曲柄鏈輪。
背景技術：
自行車的曲柄鏈輪，通常安裝在旋轉自如地支承在吊架部上的曲軸上。在這種曲柄鏈輪中，公知的曲柄鏈輪具有與前撥鏈器成對使用的多個鏈輪(參照例如專利文獻1)。現有的曲柄鏈輪，具有越靠軸向外側齒數越多地在曲柄軸向上並列配置的多個鏈輪、和為了固定多個鏈輪而放射狀延伸的星形臂部。多個鏈輪的齒數，通常越靠軸向外側齒數越多。因此，最接近吊架部(以下叫做內側)的鏈輪的齒數最少而成為小徑的鏈輪。
在具有這樣的曲柄鏈輪的自行車上，利用變速纜線連結變速操作部與前撥鏈器，利用變速纜線使前撥鏈器動作而將鏈條導向到多個鏈輪的某一個上。
專利文獻1特開2004-90824號公報。
在前述現有的曲柄鏈輪上，鏈條被從離吊架部最遠(以下叫做外側)的最大徑的鏈輪導引到內側的最小徑的鏈輪時，鏈條往往越過最小徑的鏈輪而掉落在其與吊架部之間。當鏈條這樣掉落在最小徑的鏈輪與吊架部之間時，鏈條往往陷入吊架部與鏈輪之間的間隙。當鏈條這樣陷入間隙時，則掛在將鏈輪安裝在星形臂部上的螺栓的頭部或者掛在吊架部或螺紋擰入其上的底託架上等，使曲柄鏈輪不能轉動，可能導致不能行駛。
發明內容
本發明的課題在於變速時即使鏈條掉落而鏈條也不會陷入鏈輪與吊架部之間的間隙。
發明1的自行車用曲柄鏈輪，是安裝在旋轉自如地安裝於自行車的吊架部上的曲軸上且與鏈條嚙合的曲柄，具有多個鏈輪、曲柄部、鏈條擋板。多個鏈輪越靠軸向外側齒數越多地在軸向上並列配置。曲柄部具有為了固定多個鏈輪而呈放射狀延伸的多個臂部。鏈條擋板，以其與吊架部的間隙小於鏈條的尺寸的方式、大致環狀地設置在多個鏈輪中齒數最少的小徑鏈輪的朝向吊架部配置的內側面上。
根據該曲柄鏈輪，當曲柄鏈輪設置在旋轉自如地安裝在吊架部上的曲軸上時，利用設置為環狀的鏈條擋板，使吊架部與小徑鏈輪的內側面之間的間隙小於嚙合在鏈輪上的鏈條的例如寬度尺寸和高度尺寸。通過這樣減小間隙，從而變速時當鏈條被撥鏈器從大徑側的鏈輪導向小徑鏈輪時，即使假設鏈條從小徑鏈輪脫落到軸向內側，由於間隙小於鏈條的尺寸，所以鏈條不會陷入間隙。在此，將鏈條擋板設置在小徑鏈輪的內側面上，且使吊架部與小徑鏈輪的內側面之間的間隙小於鏈條的尺寸，所以即使鏈條落到小徑鏈輪的內側而鏈條也不會陷入間隙。
發明2的自行車用曲柄鏈輪，在發明1所述的曲柄中，小徑鏈輪具有在外周形成鏈輪齒的環狀的齒輪部、和從齒輪部的內周部向徑向內側突出並固定在多根臂部上的多個安裝部。此時，由於使安裝部從齒輪部向內側突出，所以可實現小徑鏈輪的輕質化。
發明3的自行車用曲柄鏈輪，在發明2所述的曲柄中，鏈條擋板具有以在其與吊架部之間形成間隙的方式配置在小徑鏈輪的內側面上的環狀部、設置在環狀部上且拆裝自如地安裝在小徑鏈輪上的安裝部。此時，由於鏈條擋板具有環狀部，所以間隙整體構成為環狀。因此，難以掛住鏈條並使鏈條更不易陷入。又，由於鏈條擋板是與小徑鏈輪分體的，所以也可後裝到現有的小徑鏈輪上。
發明4的自行車用曲柄鏈輪，在發明3所述的曲柄中，安裝部具有卡止突起，其從齒輪部的內周側向與內側面相反側的外側面延伸、彈性卡止在外側面上。此時，由於鏈條擋板從小徑鏈輪的齒輪部的內周側彈性卡止，所以不需要螺栓等固定機構且鏈條擋板的安裝容易。
發明5的自行車用曲柄鏈輪，在發明4所述的曲柄中，卡止突起在多個安裝部附近彈性卡止在外側面上。此時，由於卡止突起通常在配置於曲柄臂兩側的安裝部附近卡止在外側面上，所以容易利用曲柄臂遮住卡止突起，即使將卡止突起配置在外側面也不損害曲柄鏈輪的美觀。
發明6的自行車用曲柄鏈輪，在發明2所述的曲柄中，小徑鏈輪，具有外周上形成有鏈輪齒的環狀的齒輪部、和從齒輪部的內周部向中心側突出並固定在前述多根臂部上的多個安裝部，鏈條擋板具有與安裝部一體形成並向吊架部突出的環狀部。此時，由於鏈條擋板與小徑鏈輪的安裝部一體形成，所以只要將小徑鏈輪固定在臂部就可減小間隙。因此，不另外安裝鏈條擋板就可防止鏈條陷入間隙。
發明7的自行車用曲柄鏈輪，在發明6所述的曲柄中，環狀部在安裝部之間向吊架部突出。
發明8的自行車用曲柄鏈輪，在發明3到7的任一個所述的曲柄中，環狀部具有以相隔鏈條節距以下的間隔的方式在周向上並列配置的多個圓弧部。此時，由於環狀部由相隔鏈條節距以下的間隔進行配置的多個圓弧部構成，所以可防止鏈條的陷入並謀求鏈條擋板的輕質化。
發明9的自行車用曲柄鏈輪，在發明3到6的任一個所述的曲柄中，環狀部具有以鏈條節距以下的間隔切除周向的一部分而成的切口部。此時，由於在環狀部的周向的一部分上設置切口部，所以可利用該切口部而實現輕質化。
發明10的自行車用曲柄鏈輪，在發明3到9的任一個所述的曲柄中，環狀部配置在安裝部的內周側。此時，由於環狀部配置在安裝部的內周側，所以鏈條更不易陷入間隙。
根據本發明，由於將鏈條擋板設置在小徑鏈輪的內側面上，並使吊架部與小徑鏈輪的內側面之間的間隙小於鏈條的寬度尺寸，所以即使鏈條落到小徑鏈輪的內側而鏈條也不會陷入間隙。
圖1是安裝了本發明的一實施方式的曲柄鏈輪的自行車的側視圖。
圖2是該曲柄組裝體的半截剖面圖。
圖3是曲柄鏈輪的正視圖。
圖4是曲柄鏈輪的後視圖。
圖5是小徑鏈輪的正視圖。
圖6是小徑鏈輪的側視圖。
圖7是鏈條擋板的正視圖。
圖8是鏈條擋板的後視圖。
圖9是鏈條擋板的側視圖。
圖10是其他實施方式的相當於圖7的圖。
圖11是其他實施方式的相當於圖8的圖。
圖12是其他實施方式的相當於圖9的圖。
圖13是又一實施方式的相當於圖5的圖。
圖14是又一實施方式的相當於圖6的圖。
具體實施例方式
在圖1中，採用本發明的一實施方式的自行車，是叫做山地自行車的可在不平整地上行駛的自行車。自行車具有具有菱形的車架體2和前叉3的車架1；車把部4；驅動部5；安裝有發電機輪轂8的前輪6；後輪7；前後的制動裝置9f、9r。在車把部4上安裝有用於照射自行車前方的帶自行車計算機的前照燈10。
車架1的車架體2是焊接管子而製作的。在車架體2上，安裝有包含車座13和驅動部5在內的各部分。前叉3繞傾斜的軸擺動自如地安裝在車架體2的前部。
車把部4具有固定在前叉3的上部的車把支柱14、固定在車把支柱14上的車把杆15。在車把杆15的兩端安裝有用於操作前後的制動裝置9f、9r的制動杆16和把手17。在左右的制動杆16上一體或分體地設置有用於對外置變速裝置18f、18r(後述)進行變速操作的變速杆(未圖示)。
驅動部5具有設置在車架體2的下部的吊架部20(圖2)上的曲柄組裝體21、架設在曲柄組裝體21上的鏈條22、前後的外置變速裝置18f、18r。前後的外置變速裝置18f、18r具有安裝在車架1的中間部及後部上的前撥鏈器19f及後撥鏈器19r。前撥鏈器19f將鏈條22引導到設於曲柄鏈輪24上的後述的3個鏈輪的某一個上。後撥鏈器19r將鏈條22引導到安裝在後輪7的輪轂軸上的小齒輪部11的例如8個鏈輪12的某一個上。
曲柄組裝體21，如圖2所示，具有具有曲軸25的底託架23、拆裝自如地固定在曲軸25的右端的曲柄鏈輪24、拆裝自如地固定在曲軸25的左端的左曲柄26(圖3)。
底託架20，具有從吊架部20的右端螺紋擰入的軸承組件27、從左端螺紋擰入(旋入)的固定部件28、曲軸25。軸承組件27具有有間隔地配置的1對軸承30、31。固定部件28卡合在軸承組件27的左端而將軸承組件27固定在吊架部20上。
曲軸25利用安裝在吊架部20上的底託架23的軸承30、31旋轉自如地安裝在吊架部20上。曲軸25是例如鉻鉬鋼等具有高剛性的合金制的軸部件。在曲軸25的兩端面上，為了固定曲柄鏈輪24及左曲柄26而形成使固定螺栓34螺紋擰入的內螺紋部25a、25b。在曲軸25的兩端外周面上，形成具有用於不能轉動地安裝曲柄鏈輪24及左曲柄26的4個面的前細的錐面25c、25d。
曲柄鏈輪24，如圖2～圖4所示，具有越靠軸向外側齒數越多地在軸向上並列配置的例如3個鏈輪35～37；具有為了固定3個鏈輪35～37而放射狀延伸的4根臂部40的曲柄部38；拆裝自如地安裝在齒數最少的配置在軸向內側的鏈輪37的朝向吊架部20配置的內側面37e上的鏈條擋板39。
鏈輪35，是例如齒數為42T左右的大徑的鏈輪，配置在軸向最外側。鏈輪36，是例如齒數為32T左右的中間直徑的鏈輪，配置在軸向中間位置。鏈輪35及鏈輪36利用4根安裝螺栓螺母45固定在4根臂部40的前端形成的第1鏈輪固定部40a的外側面及內側面上。
鏈輪(小徑鏈輪的一例)37，是例如齒數為22T左右的小徑的鏈輪，配置在軸向最內側。鏈輪37，利用4根安裝螺栓46固定在形成於臂部40的內側面的中間部上的第2鏈輪固定部40b上。鏈輪37，如圖5及圖6所示，具有環狀的齒輪部37a、和從齒輪部37a的內周部向徑向內側突出且固定在臂部40的第2鏈輪固定部40b上的4個安裝部37b。在齒輪部37a的外周形成有例如22個鏈輪齒37c。安裝部37b，從齒輪部37a的內周部前細地彎曲而向中心突出，在中間部具有安裝螺栓46可貫通的貫通孔37d。安裝部37b的前端越過貫通孔向鏈條擋板39的內周面延伸。
曲柄部38具有具有前述第1及第2鏈輪固定部40a、40b的4根臂部40、連結4根臂部40地與4根臂部40一體形成的旋轉支承部41、鉚接固定旋轉支承部41而使其不能轉動的右曲柄臂部42。在旋轉支承部41的內周面上，形成不能轉動地卡止在右曲柄臂部42的基端上的細齒41a。右曲柄臂部42是例如中間為中空結構的鍛造成型品，具有在基端形成嚙合在旋轉支承部41的細齒41a上的細齒42a的筒狀的固定部42b。右曲柄臂部42，從固定部42b避開鏈輪35地稍微向軸向外側彎曲並沿徑向延伸，在延伸的前端形成有旋轉自如地安裝踏板PD的踏板安裝部42c。在固定部42b上形成有收容內六角固定螺栓34的頭部34a的凹部42d。又，在固定部42b上，形成有具有卡合在錐面25c上的4個面的錐面42e。右曲柄臂部42通過緊固固定螺栓34而利用錐面25c、42e的卡合產生楔緊作用，牢固地固定在曲軸25上。
左曲柄26，與曲柄鏈輪(crankset)24的右曲柄臂部42相比除細齒形成部分外形狀大致相同。左曲柄26，以與右曲柄臂部42相差180度的相位沿徑向延伸，在延伸的前端形成有旋轉自如地安裝踏板PD的踏板安裝部26a。又，在左曲柄26的基端部形成有收容固定螺栓34的頭部34a的凹部26b，並且形成有具有卡合在錐面25d上的4個面的錐面26c。
鏈條擋板(chain guard)39，是例如聚縮醛或聚丙烯或聚醯胺樹脂等比較硬質且滑動性好的合成樹脂制的部件。鏈條擋板39是為了防止鏈條22從吊架部20與鏈輪37之間的間隙進入徑向內側而設置的。鏈條擋板39，以使吊架部20與鏈輪37的間隙小於鏈條22的尺寸的方式設置為大致環狀並向吊架部20突出。具體地，與吊架部20之間的軸向及徑向的間隙L1及間隙L2分別小於鏈條22的寬度尺寸W及最小高度尺寸H地設置為大致環狀。鏈條擋板39，如圖5～圖7所示，具有在與吊架部20之間形成間隙L1、L2地配置在鏈輪37的內側面37e上的環狀部50、設置在環狀部50上且拆裝自如地安裝在鏈輪37上的安裝部51。環狀部50具有使間隙L1小於鏈條22的寬度尺寸W那樣的厚度(例如4mm左右)。從而構成比安裝螺栓46的頭部46a的厚度稍大的厚度。外徑是可收納安裝螺栓46的頭部46a那樣的尺寸(例如5mm左右)。又，內徑，是使其與形成最小徑的吊架部20的外徑之間的間隙L1小於鏈條22的高度尺寸H那樣的尺寸(例如4mm左右)。又，在環狀部50上，形成有圍繞安裝螺栓46的頭部46a的周圍的一部分(例如頭部的1/4周長左右)的螺栓擋板部50a。螺栓擋板部50a，是為了防止鏈條22也掛在頭部46a上而設置的。不過即使不設置該螺栓擋板部50a，在環狀部50的厚度比頭部46a的厚度厚時，鏈條22也難以掛在頭部46a上。
安裝部51具有卡止突起51a，該卡止突起51a從鏈輪37的齒輪部37a的內周側向與內側面37e相反側的外側面32f鉤狀彎折、延伸且彈性卡止在外側面37f上。卡止突起51a在安裝部37b的附近彈性卡止在齒輪部37a的外側面37f上。因此，卡止突起51a的前端向環狀部50的外側面稍稍撓曲，當安裝在齒輪部37a上時與環狀部50之間的間隙擴大而彈性地牢固卡止在齒輪部37a上。
在此，將鏈條擋板39設置在小徑的鏈輪37的內側面37e上，並使吊架部20與鏈輪37的內側面37e的間隙L1、L2小於鏈條22的尺寸W、H，所以即使鏈條22掉落在鏈輪37的內側，鏈條22也不會陷入間隙L1、L2。
在將這樣構成的曲柄鏈輪(gear crank)24安裝在曲軸25上時，如圖5及圖6所示，在將鏈輪37安裝在曲柄部38上之前，預先將鏈條擋板39安裝在鏈輪37的內側面37e上。此時，將鄰接的2個卡止突起51a從鏈輪37的齒輪部37a的相鄰的安裝部37b之間向安裝部37b的外側面37f插入。此時，如圖4所示，卡止突起51a從2個安裝部(例如圖5上側的安裝部)37b之間插入，被右曲柄臂部42遮住。從而利用右曲柄臂部42遮住卡止突起51a，即使安裝鏈條擋板39也不損害外部美觀。然後，向圖5上側挪開整個鏈條擋板39，使下側鄰接的卡止突起51a可從安裝部37b之間插入。接著，將下側的2個卡止突起51a同樣地向外側面37f插入，使鏈條擋板39與鏈輪37同芯地配置。當鏈條擋板39的安裝結束時，利用安裝螺栓46將鏈輪37固定在曲柄部38的第2鏈輪固定部40b上。此時，安裝螺栓46的頭部46a周圍被螺栓擋板部50a包圍。另外，鏈輪35、36利用安裝螺栓螺母45固定在第1鏈輪固定部40a上。此時，使鏈輪35～37的相位與規定的相位一致。
鏈輪35～37的安裝結束時，利用固定螺栓34將曲柄鏈輪24固定在曲軸25上。從而完成曲柄鏈輪24的安裝。最後利用固定螺栓34將左曲柄固定在曲軸24上而完成曲柄組裝體21的組裝。
這樣完成的自行車在行駛時，使用變速杆並利用前撥鏈器19f將鏈條22從鏈輪35、36的某一個降到鏈輪37而變速時，鏈條22往往越過鏈輪37落到吊架部20側。但是，由於鏈條擋板39設置在鏈輪37的內側面37e上，所以使得鏈條擋板39與吊架部20的間隙L1、L2小於鏈條22的尺寸W、H。因此，鏈條22不會陷入比鏈條擋板39更靠徑向內側的位置。其結果，不會由於鏈條22的陷入而使曲柄組裝體21不能轉動，或鏈條22切斷。並且，如果就這樣轉動踏板PD則鏈條22被導向前撥鏈器19f，而掛在鏈輪37上。
其他的實施方式
(a)在前述實施方式中，在鏈條擋板39上，在環狀部50上設置螺栓擋板部50a，但在如圖10～圖12所示的鏈條擋板139上，在環狀部150上不形成螺栓擋板部。環狀部150的內側面150b如圖10及圖12所示，與前述實施方式一樣不會掛住鏈條22地平坦形成。但是，在環狀部150的外側面150c上，如圖11及圖12所示，在環狀部150上形成有配置在安裝部37b之間的厚壁部150d、接觸安裝部37b的薄壁部150e。從而可提高鏈條擋板139的剛性，並且可利用厚壁部150d與薄壁部150e的階梯差使鏈條擋板139止轉。
(b)在前述實施方式中，鏈條擋板39、139，與鏈輪37分體形成，但也可與鏈輪37一體設置。在圖13及圖14中，鏈條擋板239與鏈輪137一體形成。鏈輪137，與前述實施方式一樣具有齒輪部137a和安裝部137b。鏈條擋板239具有環狀部250，所述環狀部250具有在安裝部137b之間向吊架部20突出的例如4個圓弧部250a。環狀部250在安裝部137b的內周側與安裝部137b一體形成。當然，鏈條擋板239與吊架部20的間隙與前述實施方式同樣地設定。另外，相鄰的圓弧部250a的間隙成為鏈條22的節距(例如12.7mm)以下的尺寸。
(c)在前述實施方式中，鏈條擋板雖然連續成環狀，但也可具有周向的一部分被切除後的切口部。此時也優選切口部是鏈條22的節距以下的間隔。
(d)在前述實施方式中，以具有3個鏈輪的曲柄鏈輪為例說明了本發明，但鏈輪的數量也可是2個。
(e)在前述實施方式中，曲柄部38，具有4根臂部40，但臂部的數量不限於4，也可是3、5，只要是多個都可以。
權利要求
1.一種自行車用曲柄鏈輪，安裝在旋轉自如地安裝於自行車的吊架部上的曲軸上且與鏈條嚙合，其特徵在於，具有多個鏈輪，越靠軸向外側齒數越多地在軸向上並列配置；曲柄部，具有為了固定前述多個鏈輪而呈放射狀延伸的多個臂部；鏈條擋板，以其與前述吊架部的間隙小於前述鏈條的尺寸的方式、大致環狀地設置在前述多個鏈輪中齒數最少的小徑鏈輪的朝向前述吊架部配置的內側面上。
2.如權利要求1所述的自行車用曲柄鏈輪，其特徵在於前述小徑鏈輪具有在外周上形成有鏈輪齒的環狀的齒輪部、和從前述齒輪部的內周部向徑向內側突出並固定在前述多根臂部上的多個安裝部。
3.如權利要求2所述的自行車用曲柄鏈輪，其特徵在於前述鏈條擋板具有以在其與前述吊架部之間形成前述間隙的方式、配置在前述小徑鏈輪的前述內側面上的環狀部、和設置在前述環狀部上且拆裝自如地安裝在前述小徑鏈輪上的安裝部。
4.如權利要求3所述的自行車用曲柄鏈輪，其特徵在於前述安裝部具有卡止突起，其從前述齒輪部的內周側向與前述內側面相反側的外側面延伸、且彈性卡止在前述外側面上。
5.如權利要求4所述的自行車用曲柄鏈輪，其特徵在於前述卡止突起，在前述多個安裝部附近彈性卡止在前述外側面上。
6.如權利要求2所述的自行車用曲柄鏈輪，其特徵在於前述小徑鏈輪具有在外周上形成有鏈輪齒的環狀的齒輪部、和從前述齒輪部的內周部向中心側突出並固定在前述多根臂部上的多個安裝部；前述鏈條擋板具有與前述安裝部一體形成並向前述吊架部突出的環狀部。
7.如權利要求6所述的自行車用曲柄鏈輪，其特徵在於前述環狀部，在前述安裝部之間向前述吊架部突出。
8.如權利要求3至7任何一項所述的自行車用曲柄鏈輪，其特徵在於前述環狀部，具有以相隔前述鏈條節距以下的間隔的方式在周向上並列配置的多個圓弧部。
9.如權利要求3至6任何一項所述的自行車用曲柄鏈輪，其特徵在於前述環狀部，具有以上述鏈條節距以下的間隔切除周向的一部分而成的切口部。
10.如權利要求3至9任何一項所述的自行車用曲柄鏈輪，其特徵在於前述環狀部配置在前述安裝部的內周側。
全文摘要
本發明目的在於在自行車用曲柄鏈輪上即使變速時鏈條落下鏈條也不會陷入鏈輪與吊架部的間隙。曲柄鏈輪(24)，是安裝在旋轉自如地安裝在自行車的吊架部上的曲軸上且與鏈條嚙合的曲軸，具有多個鏈輪(35～37)、曲柄部(38)、和鏈條擋板(39)。多個鏈輪越靠軸向外側齒數越多地在軸向並列配置。曲柄部，具有為了固定多個鏈輪而呈放射狀延伸的4根臂部(40)。鏈條擋板，以其與吊架部的間隙小於鏈條的尺寸的方式、大致環狀地設置在多個鏈輪中齒數最少的小徑鏈輪的朝向吊架部配置的內側面上。
文檔編號B62M3/00GK1785742SQ200510129798
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月9日 優先權日2004年12月9日
發明者手塚俊雄, 井上英矢 申請人:株式會社島野