专利名称：自行车用曲柄链轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及曲柄链轮，特别是涉及安装在旋转自如地安装于自行车的吊架部上的曲轴上并与链条啮合的自行车用曲柄链轮。
背景技术：
自行车的曲柄链轮，通常安装在旋转自如地支承在吊架部上的曲轴上。在这种曲柄链轮中，公知的曲柄链轮具有与前拨链器成对使用的多个链轮(参照例如专利文献1)。现有的曲柄链轮，具有越靠轴向外侧齿数越多地在曲柄轴向上并列配置的多个链轮、和为了固定多个链轮而放射状延伸的星形臂部。多个链轮的齿数，通常越靠轴向外侧齿数越多。因此，最接近吊架部(以下叫做内侧)的链轮的齿数最少而成为小径的链轮。
在具有这样的曲柄链轮的自行车上，利用变速缆线连结变速操作部与前拨链器，利用变速缆线使前拨链器动作而将链条导向到多个链轮的某一个上。
专利文献1特开2004-90824号公报。
在前述现有的曲柄链轮上，链条被从离吊架部最远(以下叫做外侧)的最大径的链轮导引到内侧的最小径的链轮时，链条往往越过最小径的链轮而掉落在其与吊架部之间。当链条这样掉落在最小径的链轮与吊架部之间时，链条往往陷入吊架部与链轮之间的间隙。当链条这样陷入间隙时，则挂在将链轮安装在星形臂部上的螺栓的头部或者挂在吊架部或螺纹拧入其上的底托架上等，使曲柄链轮不能转动，可能导致不能行驶。
发明内容
本发明的课题在于变速时即使链条掉落而链条也不会陷入链轮与吊架部之间的间隙。
发明1的自行车用曲柄链轮，是安装在旋转自如地安装于自行车的吊架部上的曲轴上且与链条啮合的曲柄，具有多个链轮、曲柄部、链条挡板。多个链轮越靠轴向外侧齿数越多地在轴向上并列配置。曲柄部具有为了固定多个链轮而呈放射状延伸的多个臂部。链条挡板，以其与吊架部的间隙小于链条的尺寸的方式、大致环状地设置在多个链轮中齿数最少的小径链轮的朝向吊架部配置的内侧面上。
根据该曲柄链轮，当曲柄链轮设置在旋转自如地安装在吊架部上的曲轴上时，利用设置为环状的链条挡板，使吊架部与小径链轮的内侧面之间的间隙小于啮合在链轮上的链条的例如宽度尺寸和高度尺寸。通过这样减小间隙，从而变速时当链条被拨链器从大径侧的链轮导向小径链轮时，即使假设链条从小径链轮脱落到轴向内侧，由于间隙小于链条的尺寸，所以链条不会陷入间隙。在此，将链条挡板设置在小径链轮的内侧面上，且使吊架部与小径链轮的内侧面之间的间隙小于链条的尺寸，所以即使链条落到小径链轮的内侧而链条也不会陷入间隙。
发明2的自行车用曲柄链轮，在发明1所述的曲柄中，小径链轮具有在外周形成链轮齿的环状的齿轮部、和从齿轮部的内周部向径向内侧突出并固定在多根臂部上的多个安装部。此时，由于使安装部从齿轮部向内侧突出，所以可实现小径链轮的轻质化。
发明3的自行车用曲柄链轮，在发明2所述的曲柄中，链条挡板具有以在其与吊架部之间形成间隙的方式配置在小径链轮的内侧面上的环状部、设置在环状部上且拆装自如地安装在小径链轮上的安装部。此时，由于链条挡板具有环状部，所以间隙整体构成为环状。因此，难以挂住链条并使链条更不易陷入。又，由于链条挡板是与小径链轮分体的，所以也可后装到现有的小径链轮上。
发明4的自行车用曲柄链轮，在发明3所述的曲柄中，安装部具有卡止突起，其从齿轮部的内周侧向与内侧面相反侧的外侧面延伸、弹性卡止在外侧面上。此时，由于链条挡板从小径链轮的齿轮部的内周侧弹性卡止，所以不需要螺栓等固定机构且链条挡板的安装容易。
发明5的自行车用曲柄链轮，在发明4所述的曲柄中，卡止突起在多个安装部附近弹性卡止在外侧面上。此时，由于卡止突起通常在配置于曲柄臂两侧的安装部附近卡止在外侧面上，所以容易利用曲柄臂遮住卡止突起，即使将卡止突起配置在外侧面也不损害曲柄链轮的美观。
发明6的自行车用曲柄链轮，在发明2所述的曲柄中，小径链轮，具有外周上形成有链轮齿的环状的齿轮部、和从齿轮部的内周部向中心侧突出并固定在前述多根臂部上的多个安装部，链条挡板具有与安装部一体形成并向吊架部突出的环状部。此时，由于链条挡板与小径链轮的安装部一体形成，所以只要将小径链轮固定在臂部就可减小间隙。因此，不另外安装链条挡板就可防止链条陷入间隙。
发明7的自行车用曲柄链轮，在发明6所述的曲柄中，环状部在安装部之间向吊架部突出。
发明8的自行车用曲柄链轮，在发明3到7的任一个所述的曲柄中，环状部具有以相隔链条节距以下的间隔的方式在周向上并列配置的多个圆弧部。此时，由于环状部由相隔链条节距以下的间隔进行配置的多个圆弧部构成，所以可防止链条的陷入并谋求链条挡板的轻质化。
发明9的自行车用曲柄链轮，在发明3到6的任一个所述的曲柄中，环状部具有以链条节距以下的间隔切除周向的一部分而成的切口部。此时，由于在环状部的周向的一部分上设置切口部，所以可利用该切口部而实现轻质化。
发明10的自行车用曲柄链轮，在发明3到9的任一个所述的曲柄中，环状部配置在安装部的内周侧。此时，由于环状部配置在安装部的内周侧，所以链条更不易陷入间隙。
根据本发明，由于将链条挡板设置在小径链轮的内侧面上，并使吊架部与小径链轮的内侧面之间的间隙小于链条的宽度尺寸，所以即使链条落到小径链轮的内侧而链条也不会陷入间隙。
图1是安装了本发明的一实施方式的曲柄链轮的自行车的侧视图。
图2是该曲柄组装体的半截剖面图。
图3是曲柄链轮的正视图。
图4是曲柄链轮的后视图。
图5是小径链轮的正视图。
图6是小径链轮的侧视图。
图7是链条挡板的正视图。
图8是链条挡板的后视图。
图9是链条挡板的侧视图。
图10是其他实施方式的相当于图7的图。
图11是其他实施方式的相当于图8的图。
图12是其他实施方式的相当于图9的图。
图13是又一实施方式的相当于图5的图。
图14是又一实施方式的相当于图6的图。
具体实施例方式
在图1中，采用本发明的一实施方式的自行车，是叫做山地自行车的可在不平整地上行驶的自行车。自行车具有具有菱形的车架体2和前叉3的车架1；车把部4；驱动部5；安装有发电机轮毂8的前轮6；后轮7；前后的制动装置9f、9r。在车把部4上安装有用于照射自行车前方的带自行车计算机的前照灯10。
车架1的车架体2是焊接管子而制作的。在车架体2上，安装有包含车座13和驱动部5在内的各部分。前叉3绕倾斜的轴摆动自如地安装在车架体2的前部。
车把部4具有固定在前叉3的上部的车把支柱14、固定在车把支柱14上的车把杆15。在车把杆15的两端安装有用于操作前后的制动装置9f、9r的制动杆16和把手17。在左右的制动杆16上一体或分体地设置有用于对外置变速装置18f、18r(后述)进行变速操作的变速杆(未图示)。
驱动部5具有设置在车架体2的下部的吊架部20(图2)上的曲柄组装体21、架设在曲柄组装体21上的链条22、前后的外置变速装置18f、18r。前后的外置变速装置18f、18r具有安装在车架1的中间部及后部上的前拨链器19f及后拨链器19r。前拨链器19f将链条22引导到设于曲柄链轮24上的后述的3个链轮的某一个上。后拨链器19r将链条22引导到安装在后轮7的轮毂轴上的小齿轮部11的例如8个链轮12的某一个上。
曲柄组装体21，如图2所示，具有具有曲轴25的底托架23、拆装自如地固定在曲轴25的右端的曲柄链轮24、拆装自如地固定在曲轴25的左端的左曲柄26(图3)。
底托架20，具有从吊架部20的右端螺纹拧入的轴承组件27、从左端螺纹拧入(旋入)的固定部件28、曲轴25。轴承组件27具有有间隔地配置的1对轴承30、31。固定部件28卡合在轴承组件27的左端而将轴承组件27固定在吊架部20上。
曲轴25利用安装在吊架部20上的底托架23的轴承30、31旋转自如地安装在吊架部20上。曲轴25是例如铬钼钢等具有高刚性的合金制的轴部件。在曲轴25的两端面上，为了固定曲柄链轮24及左曲柄26而形成使固定螺栓34螺纹拧入的内螺纹部25a、25b。在曲轴25的两端外周面上，形成具有用于不能转动地安装曲柄链轮24及左曲柄26的4个面的前细的锥面25c、25d。
曲柄链轮24，如图2～图4所示，具有越靠轴向外侧齿数越多地在轴向上并列配置的例如3个链轮35～37；具有为了固定3个链轮35～37而放射状延伸的4根臂部40的曲柄部38；拆装自如地安装在齿数最少的配置在轴向内侧的链轮37的朝向吊架部20配置的内侧面37e上的链条挡板39。
链轮35，是例如齿数为42T左右的大径的链轮，配置在轴向最外侧。链轮36，是例如齿数为32T左右的中间直径的链轮，配置在轴向中间位置。链轮35及链轮36利用4根安装螺栓螺母45固定在4根臂部40的前端形成的第1链轮固定部40a的外侧面及内侧面上。
链轮(小径链轮的一例)37，是例如齿数为22T左右的小径的链轮，配置在轴向最内侧。链轮37，利用4根安装螺栓46固定在形成于臂部40的内侧面的中间部上的第2链轮固定部40b上。链轮37，如图5及图6所示，具有环状的齿轮部37a、和从齿轮部37a的内周部向径向内侧突出且固定在臂部40的第2链轮固定部40b上的4个安装部37b。在齿轮部37a的外周形成有例如22个链轮齿37c。安装部37b，从齿轮部37a的内周部前细地弯曲而向中心突出，在中间部具有安装螺栓46可贯通的贯通孔37d。安装部37b的前端越过贯通孔向链条挡板39的内周面延伸。
曲柄部38具有具有前述第1及第2链轮固定部40a、40b的4根臂部40、连结4根臂部40地与4根臂部40一体形成的旋转支承部41、铆接固定旋转支承部41而使其不能转动的右曲柄臂部42。在旋转支承部41的内周面上，形成不能转动地卡止在右曲柄臂部42的基端上的细齿41a。右曲柄臂部42是例如中间为中空结构的锻造成型品，具有在基端形成啮合在旋转支承部41的细齿41a上的细齿42a的筒状的固定部42b。右曲柄臂部42，从固定部42b避开链轮35地稍微向轴向外侧弯曲并沿径向延伸，在延伸的前端形成有旋转自如地安装踏板PD的踏板安装部42c。在固定部42b上形成有收容内六角固定螺栓34的头部34a的凹部42d。又，在固定部42b上，形成有具有卡合在锥面25c上的4个面的锥面42e。右曲柄臂部42通过紧固固定螺栓34而利用锥面25c、42e的卡合产生楔紧作用，牢固地固定在曲轴25上。
左曲柄26，与曲柄链轮(crankset)24的右曲柄臂部42相比除细齿形成部分外形状大致相同。左曲柄26，以与右曲柄臂部42相差180度的相位沿径向延伸，在延伸的前端形成有旋转自如地安装踏板PD的踏板安装部26a。又，在左曲柄26的基端部形成有收容固定螺栓34的头部34a的凹部26b，并且形成有具有卡合在锥面25d上的4个面的锥面26c。
链条挡板(chain guard)39，是例如聚缩醛或聚丙烯或聚酰胺树脂等比较硬质且滑动性好的合成树脂制的部件。链条挡板39是为了防止链条22从吊架部20与链轮37之间的间隙进入径向内侧而设置的。链条挡板39，以使吊架部20与链轮37的间隙小于链条22的尺寸的方式设置为大致环状并向吊架部20突出。具体地，与吊架部20之间的轴向及径向的间隙L1及间隙L2分别小于链条22的宽度尺寸W及最小高度尺寸H地设置为大致环状。链条挡板39，如图5～图7所示，具有在与吊架部20之间形成间隙L1、L2地配置在链轮37的内侧面37e上的环状部50、设置在环状部50上且拆装自如地安装在链轮37上的安装部51。环状部50具有使间隙L1小于链条22的宽度尺寸W那样的厚度(例如4mm左右)。从而构成比安装螺栓46的头部46a的厚度稍大的厚度。外径是可收纳安装螺栓46的头部46a那样的尺寸(例如5mm左右)。又，内径，是使其与形成最小径的吊架部20的外径之间的间隙L1小于链条22的高度尺寸H那样的尺寸(例如4mm左右)。又，在环状部50上，形成有围绕安装螺栓46的头部46a的周围的一部分(例如头部的1/4周长左右)的螺栓挡板部50a。螺栓挡板部50a，是为了防止链条22也挂在头部46a上而设置的。不过即使不设置该螺栓挡板部50a，在环状部50的厚度比头部46a的厚度厚时，链条22也难以挂在头部46a上。
安装部51具有卡止突起51a，该卡止突起51a从链轮37的齿轮部37a的内周侧向与内侧面37e相反侧的外侧面32f钩状弯折、延伸且弹性卡止在外侧面37f上。卡止突起51a在安装部37b的附近弹性卡止在齿轮部37a的外侧面37f上。因此，卡止突起51a的前端向环状部50的外侧面稍稍挠曲，当安装在齿轮部37a上时与环状部50之间的间隙扩大而弹性地牢固卡止在齿轮部37a上。
在此，将链条挡板39设置在小径的链轮37的内侧面37e上，并使吊架部20与链轮37的内侧面37e的间隙L1、L2小于链条22的尺寸W、H，所以即使链条22掉落在链轮37的内侧，链条22也不会陷入间隙L1、L2。
在将这样构成的曲柄链轮(gear crank)24安装在曲轴25上时，如图5及图6所示，在将链轮37安装在曲柄部38上之前，预先将链条挡板39安装在链轮37的内侧面37e上。此时，将邻接的2个卡止突起51a从链轮37的齿轮部37a的相邻的安装部37b之间向安装部37b的外侧面37f插入。此时，如图4所示，卡止突起51a从2个安装部(例如图5上侧的安装部)37b之间插入，被右曲柄臂部42遮住。从而利用右曲柄臂部42遮住卡止突起51a，即使安装链条挡板39也不损害外部美观。然后，向图5上侧挪开整个链条挡板39，使下侧邻接的卡止突起51a可从安装部37b之间插入。接着，将下侧的2个卡止突起51a同样地向外侧面37f插入，使链条挡板39与链轮37同芯地配置。当链条挡板39的安装结束时，利用安装螺栓46将链轮37固定在曲柄部38的第2链轮固定部40b上。此时，安装螺栓46的头部46a周围被螺栓挡板部50a包围。另外，链轮35、36利用安装螺栓螺母45固定在第1链轮固定部40a上。此时，使链轮35～37的相位与规定的相位一致。
链轮35～37的安装结束时，利用固定螺栓34将曲柄链轮24固定在曲轴25上。从而完成曲柄链轮24的安装。最后利用固定螺栓34将左曲柄固定在曲轴24上而完成曲柄组装体21的组装。
这样完成的自行车在行驶时，使用变速杆并利用前拨链器19f将链条22从链轮35、36的某一个降到链轮37而变速时，链条22往往越过链轮37落到吊架部20侧。但是，由于链条挡板39设置在链轮37的内侧面37e上，所以使得链条挡板39与吊架部20的间隙L1、L2小于链条22的尺寸W、H。因此，链条22不会陷入比链条挡板39更靠径向内侧的位置。其结果，不会由于链条22的陷入而使曲柄组装体21不能转动，或链条22切断。并且，如果就这样转动踏板PD则链条22被导向前拨链器19f，而挂在链轮37上。
<其他的实施方式>
(a)在前述实施方式中，在链条挡板39上，在环状部50上设置螺栓挡板部50a，但在如图10～图12所示的链条挡板139上，在环状部150上不形成螺栓挡板部。环状部150的内侧面150b如图10及图12所示，与前述实施方式一样不会挂住链条22地平坦形成。但是，在环状部150的外侧面150c上，如图11及图12所示，在环状部150上形成有配置在安装部37b之间的厚壁部150d、接触安装部37b的薄壁部150e。从而可提高链条挡板139的刚性，并且可利用厚壁部150d与薄壁部150e的阶梯差使链条挡板139止转。
(b)在前述实施方式中，链条挡板39、139，与链轮37分体形成，但也可与链轮37一体设置。在图13及图14中，链条挡板239与链轮137一体形成。链轮137，与前述实施方式一样具有齿轮部137a和安装部137b。链条挡板239具有环状部250，所述环状部250具有在安装部137b之间向吊架部20突出的例如4个圆弧部250a。环状部250在安装部137b的内周侧与安装部137b一体形成。当然，链条挡板239与吊架部20的间隙与前述实施方式同样地设定。另外，相邻的圆弧部250a的间隙成为链条22的节距(例如12.7mm)以下的尺寸。
(c)在前述实施方式中，链条挡板虽然连续成环状，但也可具有周向的一部分被切除后的切口部。此时也优选切口部是链条22的节距以下的间隔。
(d)在前述实施方式中，以具有3个链轮的曲柄链轮为例说明了本发明，但链轮的数量也可是2个。
(e)在前述实施方式中，曲柄部38，具有4根臂部40，但臂部的数量不限于4，也可是3、5，只要是多个都可以。
权利要求
1.一种自行车用曲柄链轮，安装在旋转自如地安装于自行车的吊架部上的曲轴上且与链条啮合，其特征在于，具有多个链轮，越靠轴向外侧齿数越多地在轴向上并列配置；曲柄部，具有为了固定前述多个链轮而呈放射状延伸的多个臂部；链条挡板，以其与前述吊架部的间隙小于前述链条的尺寸的方式、大致环状地设置在前述多个链轮中齿数最少的小径链轮的朝向前述吊架部配置的内侧面上。
2.如权利要求1所述的自行车用曲柄链轮，其特征在于前述小径链轮具有在外周上形成有链轮齿的环状的齿轮部、和从前述齿轮部的内周部向径向内侧突出并固定在前述多根臂部上的多个安装部。
3.如权利要求2所述的自行车用曲柄链轮，其特征在于前述链条挡板具有以在其与前述吊架部之间形成前述间隙的方式、配置在前述小径链轮的前述内侧面上的环状部、和设置在前述环状部上且拆装自如地安装在前述小径链轮上的安装部。
4.如权利要求3所述的自行车用曲柄链轮，其特征在于前述安装部具有卡止突起，其从前述齿轮部的内周侧向与前述内侧面相反侧的外侧面延伸、且弹性卡止在前述外侧面上。
5.如权利要求4所述的自行车用曲柄链轮，其特征在于前述卡止突起，在前述多个安装部附近弹性卡止在前述外侧面上。
6.如权利要求2所述的自行车用曲柄链轮，其特征在于前述小径链轮具有在外周上形成有链轮齿的环状的齿轮部、和从前述齿轮部的内周部向中心侧突出并固定在前述多根臂部上的多个安装部；前述链条挡板具有与前述安装部一体形成并向前述吊架部突出的环状部。
7.如权利要求6所述的自行车用曲柄链轮，其特征在于前述环状部，在前述安装部之间向前述吊架部突出。
8.如权利要求3至7任何一项所述的自行车用曲柄链轮，其特征在于前述环状部，具有以相隔前述链条节距以下的间隔的方式在周向上并列配置的多个圆弧部。
9.如权利要求3至6任何一项所述的自行车用曲柄链轮，其特征在于前述环状部，具有以上述链条节距以下的间隔切除周向的一部分而成的切口部。
10.如权利要求3至9任何一项所述的自行车用曲柄链轮，其特征在于前述环状部配置在前述安装部的内周侧。
全文摘要
本发明目的在于在自行车用曲柄链轮上即使变速时链条落下链条也不会陷入链轮与吊架部的间隙。曲柄链轮(24)，是安装在旋转自如地安装在自行车的吊架部上的曲轴上且与链条啮合的曲轴，具有多个链轮(35～37)、曲柄部(38)、和链条挡板(39)。多个链轮越靠轴向外侧齿数越多地在轴向并列配置。曲柄部，具有为了固定多个链轮而呈放射状延伸的4根臂部(40)。链条挡板，以其与吊架部的间隙小于链条的尺寸的方式、大致环状地设置在多个链轮中齿数最少的小径链轮的朝向吊架部配置的内侧面上。
文档编号B62M3/00GK1785742SQ200510129798
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月9日 优先权日2004年12月9日
发明者手塚俊雄, 井上英矢 申请人:株式会社岛野