CN118182695A - 自行车用动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供自行车用动力传递装置，能够稳定地传递转矩。动力传递装置(100)具备输出旋转体(2)、第一及第二输入旋转体(3a、3b)、弹性部件(4)、链轮部(6)以及曲柄臂(7)。输出旋转体(2)具有沿轴向贯通的第一容纳部(21)。第一及第二输入旋转体(3a、3b)分别具有第二容纳部(31a、31b)。第一及第二输入旋转体(3a、3b)配置为在轴向上夹着输出旋转体(2)。弹性部件(4)配置于第一容纳部(21)及第二容纳部(31a、31b)内。弹性部件(4)将第一及第二输入旋转体(3a、3b)与输出旋转体(2)弹性地连结。链轮部(6)设置于输出旋转体(2)。曲柄臂(7)安装于第一输入旋转体(3a)。

Description

自行车用动力传递装置

技术领域

本发明涉及自行车用动力传递装置。

背景技术

公开了构成为能够使输入板与输出板的扭转角度广角化的自行车用动力传递装置。例如在专利文献1所公开的动力传递装置中，一对输出板以在轴向上夹着输入板的方式配置。而且，弹性部件将第一输入板与一对第二输出板弹性地连结。另外，在一对输出板中的一方的输出板上安装有链轮部。经由挂在该链轮部上的链条向驱动轮传递转矩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-059347号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种能够稳定地传递转矩的自行车用动力传递装置。

用于解决问题的技术方案

第一方式所涉及的自行车用动力传递装置具备输出旋转体、第一及第二输入旋转体、弹性部件、链轮部以及曲柄臂。输出旋转体具有沿轴向贯通的第一容纳部。输出旋转体配置为能够旋转。第一及第二输入旋转体分别具有与第一容纳部对置的第二容纳部。第一及第二输入旋转体配置为在轴向上夹着输出旋转体。弹性部件配置于第一容纳部及第二容纳部内。弹性部件将第一及第二输入旋转体与输出旋转体弹性地连结。链轮部设置于输出旋转体。曲柄臂安装于第一输入旋转体。

根据该结构，由于设置有链轮部的输出旋转体配置在第一输入旋转体与第二输入旋转体之间，因此能够稳定地传递转矩。此外，链轮部设置于输出旋转体是指包括链轮部作为与输出旋转体不同的部件构成的方式和链轮部与输出旋转体作为一个部件构成的方式这两者的概念。

第二方式所涉及的自行车用动力传递装置在第一方式所涉及的自行车用动力传递装置中如下构成。曲柄臂花键嵌合于第一输入旋转体。

第三方式所涉及的自行车用动力传递装置在第一或第二方式所涉及的自行车用动力传递装置中如下构成。曲柄臂铆接固定于第一输入旋转体。根据该结构，能够容易地将曲柄臂铆接固定于第一输入旋转体。此外，优选在将曲柄臂铆接固定于第一输入旋转体之后，将该第一输入旋转体组装于第二输入旋转体、输出旋转体。

第四方式所涉及的自行车用动力传递装置在第一至第三方式中任一方式所涉及的自行车用动力传递装置中如下构成。输出旋转体具有毂部和从毂部向径向外侧延伸的凸缘部。第二输入旋转体配置于毂部的径向外侧。

第五方式所涉及的自行车用动力传递装置在第四方式所涉及的自行车用动力传递装置中如下构成。第一输入旋转体在径向观察下不与毂部重叠。

第六方式所涉及的自行车用动力传递装置在第四或第五方式所涉及的自行车用动力传递装置中如下构成。链轮部在径向观察下与第二输入旋转体重叠。

第七方式所涉及的自行车用动力传递装置在第一至第六方式中任一方式所涉及的自行车用动力传递装置中如下构成。输出旋转体的外径比第二输入旋转体的外径大。

发明效果

根据本发明，能够稳定地传递转矩。

附图说明

图1是自行车用动力传递装置的剖视图。

图2是自行车用动力传递装置的主视图。

附图标记说明

2：输出旋转体、21：第一容纳部、22：毂部、23：凸缘部、3a：第一输入旋转体、31a：第二容纳部、3b：第二输入旋转体、31b：第二容纳部、4：弹性部件、6：链轮部、7：曲柄臂、100：动力传递装置。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式所涉及的自行车用动力传递装置(以下，也简称为动力传递装置)进行说明。此外，在以下的说明中，轴向是指动力传递装置的旋转轴O延伸的方向。另外，周向是指以旋转轴O为中心的圆的周向，径向是指以旋转轴为中心的圆的径向。另外，旋转方向是指在自行车行驶时动力传递装置旋转的方向。

图1是动力传递装置的剖视图。如图1所示，动力传递装置100具有输出旋转体2、第一及第二输入旋转体3a、3b、多个弹性部件4、多个止动部件5、链轮部6、曲柄臂7、多个螺栓8a及螺母8b。动力传递装置100以能够以旋转轴O为中心旋转的方式配置。

动力传递装置100搭载于自行车。动力传递装置100例如搭载于不具有电动马达等仅由人力驱动的自行车。此外，动力传递装置100也可以搭载于具有电动马达的自行车。在该情况下，例如，自行车也可以具有仅由电动马达驱动的电动模式和仅由人力驱动的人力模式。此外，自行车可以具有由电动马达和人力驱动的辅助模式，也可以不具有辅助模式。动力传递装置100构成为将输入到安装于曲柄臂7的前端部的踏板(省略图示)的转矩向驱动轮(省略图示)传递。

图2是卸下了几个弹性部件4、曲柄臂7以及第一输入旋转体3a的状态的动力传递装置100的主视图。如图2所示，动力传递装置100构成为沿旋转方向R(图2的顺时针方向)旋转。

＜输出旋转体＞

如图1及图2所示，输出旋转体2具有多个第一容纳部21。此外，在本实施方式中，输出旋转体2具有三个第一容纳部21。各第一容纳部21沿轴向贯通。各第一容纳部21在周向上隔开间隔地配置。各第一容纳部21等间隔地配置。

输出旋转体2配置为能够沿旋转方向R旋转。输出旋转体2具有毂部22和凸缘部23。毂部22为沿轴向延伸的圆筒状。在动力传递装置100搭载于自行车的状态下，曲轴(省略图示)在该毂部22内延伸。

凸缘部23从毂部22向径向外侧延伸。在该凸缘部23形成有第一容纳部21。凸缘部23形成于毂部22的轴向端部。

输出旋转体2具有多个止动面24。详细而言，输出旋转体2具有多个贯通孔25。各贯通孔25在周向上隔开间隔地配置。贯通孔25在周向上配置于一对第一容纳部21之间。贯通孔25沿轴向贯通。在划定贯通孔25的内壁面中的朝向旋转方向R的相反侧的面成为止动面24。

止动面24朝向与旋转方向R相反的一侧。止动面24与止动部件5隔开间隔地对置。

输出旋转体2例如能够由铁、不锈钢、碳纤维增强塑料(CFRP)等构成。输出旋转体2分别比第一及第二输入旋转体3a、3b厚。

＜输入旋转体＞

第一及第二输入旋转体3a、3b配置为能够沿旋转方向R旋转。第一及第二输入旋转体3a、3b配置为能够与输出旋转体2相对旋转。第一及第二输入旋转体3a、3b的外径比输出旋转体2的外径小。

第一及第二输入旋转体3a、3b为彼此实质上相同的结构，因此以下对第一输入旋转体3a进行说明，省略第二输入旋转体3b的详细说明。此外，为了区分第一输入旋转体3a和第二输入旋转体3b，在与第一输入旋转体3a相关的部件中，在附图标记的末尾标注“a”，在与第二输入旋转体3b相关的部件中，在附图标记的末尾标注“b”。

第一及第二输入旋转体3a、3b在轴向上相互隔开间隔地配置。在该第一及第二输入旋转体3a、3b之间配置有输出旋转体2。即，第一及第二输入旋转体3a、3b配置为在轴向上夹着输出旋转体2。详细而言，输出旋转体2的凸缘部23在轴向上配置于第一及第二输入旋转体3a、3b之间。

第一及第二输入旋转体3a、3b通过多个螺栓8a及螺母8b以能够相互拆卸的方式安装。因此，第一及第二输入旋转体3a、3b相互一体地旋转。

螺栓8a构成为将第一及第二输入旋转体3a、3b以能够相互拆卸的方式安装。具体而言，螺栓8a沿轴向贯通形成于第一及第二输入旋转体3a、3b的贯通孔，与螺母8b螺合。通过解除螺栓8a与螺母8b的螺合，能够将第一及第二输入旋转体3a、3b相互拆下。另外，通过将螺栓8a与螺母8b螺合，能够容易地将拆下的第一及第二输入旋转体3a、3b相互安装。

在该第一及第二输入旋转体3a、3b的轴向之间配置有各止动部件5。各止动部件5配置在输出旋转体2的贯通孔25内。止动部件5以与第一及第二输入旋转体3a、3b一体地旋转的方式安装于第一及第二输入旋转体3a、3b。

在自行车行驶时，在输出旋转体2与第一及第二输入旋转体3a、3b的扭转角度成为规定的角度时，止动面24与止动部件5抵接。这样，通过止动部件5与止动面24抵接，限制第一及第二输入旋转体3a、3b相对于输出旋转体2进一步相对旋转。即，在止动部件5与止动面24抵接之前，第一及第二输入旋转体3a、3b与输出旋转体2相对旋转。然后，在止动部件5与止动面24抵接之后，第一及第二输入旋转体3a、3b与输出旋转体2一体地旋转。此外，将止动面24与止动部件5抵接时的输出旋转体2与第一及第二输入旋转体3a、3b的扭转角度称为最大扭转角度。此外，在未向动力传递装置100输入转矩的状态下，输出旋转体2与第一及第二输入旋转体3a、3b的扭转角度为0度。

止动部件5以可更换的方式安装于第一及第二输入旋转体3a、3b。具体而言，止动部件5具有沿轴向贯通的贯通孔51。螺栓8a以在该止动部件5的贯通孔51内贯通的方式延伸。通过解除螺栓8a及螺母8b的螺合而拆下螺栓8a，另外，将第一及第二输入旋转体3a、3b中的一方从另一方拆下，能够将止动部件5更换为其他的止动部件5。此外，用于动力传递装置100的止动部件5例如能够从周向尺寸不同的多种类的止动部件中选择。详细而言，止动部件5能够从外径不同的多种类的止动部件中选择。通过这样更换止动部件5，能够变更止动面24与止动部件5之间的距离，从而变更第一及第二输入旋转体3a、3b与输出旋转体2的最大扭转角度。

第一输入旋转体3a为圆板状，在中央部具有沿轴向贯通的花键孔30a。第二输入旋转体3b具有贯通孔30b来代替花键孔30a。第二输入旋转体3b的贯通孔30b的直径比第一输入旋转体3a的花键孔30a的直径大。即，第二输入旋转体3b的内径比第一输入旋转体3a的内径大。

输出旋转体2的毂部22沿轴向在第二输入旋转体3b的贯通孔30b内延伸。即，第二输入旋转体3b配置于毂部22的径向外侧。第二输入旋转体3b在径向观察下与毂部22重叠。另一方面，输出旋转体2的毂部22不在第一输入旋转体3a的花键孔30a内延伸。即，第一输入旋转体3a在径向观察下不与毂部22重叠。

第一输入旋转体3a具有多个第二容纳部31a。此外，在本实施方式中，第一输入旋转体3a具有三个第二容纳部31a。各第二容纳部31a在周向上隔开间隔地配置。

第二容纳部31a沿轴向贯通第一输入旋转体3a。第二容纳部31a沿周向延伸。各第二容纳部31a实质上配置在相同的圆周上。第二容纳部31a配置为在轴向上与第一容纳部21对置。即，在轴向观察时，第二容纳部31a配置为与第一容纳部21重叠。

第一输入旋转体3a具有第一切起部32a和第二切起部33a。第一切起部32a及第二切起部33a通过将第一输入旋转体3a的一部分切起而形成。

第一切起部32a相对于弹性部件4配置于径向外侧。第二切起部33a相对于弹性部件4配置于径向内侧。第一及第二切起部32a、33a构成为限制弹性部件4的轴向移动。

第一输入旋转体3a例如能够由铁、不锈钢、碳纤维增强塑料(CFRP)等构成。

＜弹性部件＞

弹性部件4容纳于第一容纳部21及第二容纳部31a、31b内。弹性部件4例如是螺旋弹簧。弹性部件4将第一及第二输入旋转体3a、3b与输出旋转体2在旋转方向上弹性地连结。即，来自第一及第二输入旋转体3a、3b的转矩经由弹性部件4向输出旋转体2传递。另外，弹性部件4与第一及第二输入旋转体3a、3b以及输出旋转体2一起旋转。通过在传递转矩时弹性部件4收缩，第一及第二输入旋转体3a、3b与输出旋转体2相互扭转。在弹性部件4未收缩的状态下，第一及第二输入旋转体3a、3b与输出旋转体2不扭转，扭转角度为0度。

＜链轮部＞

链轮部6设置于输出旋转体2。例如，链轮部6是与输出旋转体2不同的部件，通过螺栓或铆钉等安装于输出旋转体2。链轮部6与输出旋转体2一体地旋转。链轮部6在外周端部具有多个齿。在该链轮部6上挂有链条(省略图示)，经由链条等从链轮部6向驱动轮(省略图示)传递转矩。

链轮部6为环状。链轮部6的内周面与第二输入旋转体3b的外周面对置。即，在径向观察下，链轮部6与第二输入旋转体3b重叠。

＜曲柄臂＞

曲柄臂7构成为与第一输入旋转体3a一体地旋转。即，曲柄臂7配置为能够以旋转轴O为中心旋转。曲柄臂7安装于第一输入旋转体3a。详细而言，曲柄臂7构成为花键嵌合于第一输入旋转体3a。

曲柄臂7具有臂主体部71和安装部72。臂主体部71沿径向延伸。安装部72从臂主体部71的两端部中的一个端部沿轴向延伸。此外，在臂主体部71的两端部中的另一个端部安装有踏板(省略图示)。

安装部72的前端部721的外径比安装部72的其他部分的外径小。该前端部721花键嵌合于第一输入旋转体3a。另外，前端部721沿轴向贯通第一输入旋转体3a。此外，前端部721铆接固定于第一输入旋转体3a。详细而言，通过对该前端部721进行铆接，前端部721与第一输入旋转体3a紧贴。另外，前端部721中的从第一输入旋转体3a突出的部分的外径通过铆接加工变大，变得比第一输入旋转体3a的内径大。其结果，前端部721不会从第一输入旋转体3a脱落，能够防止曲柄臂7与第一输入旋转体3a在轴向上向相互分离的方向移动。

此外，安装部72的前端部721在轴向上不延伸至输出旋转体2。即，在径向观察下，安装部72与输出旋转体2不重叠。

安装部72具有安装孔722。该安装孔722在轴向观察时为矩形状。曲轴(省略图示)嵌合于该安装孔722，曲柄臂7与曲轴一体地旋转。

＜动作＞

对如上述那样构成的动力传递装置100的动作进行说明。首先，当用户通过蹬踏板而经由曲柄臂7向第一及第二输入旋转体3a、3b输入转矩时，第一及第二输入旋转体3a、3b沿旋转方向R旋转。然后，转矩从第一及第二输入旋转体3a、3b经由弹性部件4向输出旋转体2传递。其结果，输出旋转体2沿旋转方向R旋转，向驱动轮传递转矩。

这里，当弹性部件4压缩而输出旋转体2与第一及第二输入旋转体3a、3b的扭转角度达到规定的角度时，止动面24与止动部件5抵接。其结果，输出旋转体2与第一及第二输入旋转体3a、3b一体地旋转。该最大扭转角度能够通过更换止动部件5来变更。例如，通过将止动部件5更换为具有更大的外径的止动部件5，能够减小最大扭转角度。相反，通过将止动部件5更换为具有更小的外径的止动部件5，能够增大最大扭转角度。此外，动力传递装置100构成为在弹性部件4被完全压缩之前成为最大扭转角度。

弹性部件4优选具有在向第一及第二输入旋转体3a、3b输入了100N·m以下的转矩时，输出旋转体2与第一及第二输入旋转体3a、3b成为最大扭转角度的弹簧常数。另外，弹性部件4优选具有在向第一及第二输入旋转体3a、3b输入了20N·m以上的转矩时，输出旋转体2与第一及第二输入旋转体3a、3b成为最大扭转角度的弹簧常数。此外，将在成为该最大扭转角度时输入到第一及第二输入旋转体3a、3b的转矩称为最大转矩。没有特别限定，但例如分别准备具有使最大转矩为90N·m左右、80N·m左右、70N·m左右、60N·m左右、50N·m左右、40N·m左右、30N·m左右的弹簧常数的弹性部件4。而且，也可以构成为用户从这些各弹性部件4中适当选择。

[变形例]

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，只要不脱离本发明的主旨，就能够进行各种变更。此外，以下的各变形例基本上能够同时应用。

(a)在上述实施方式中，链轮部6作为与输出旋转体2不同的部件构成，但链轮部6的结构并不限定于此。例如，链轮部6也可以一体地设置于输出旋转体2的外周端部。即，链轮部6也可以与输出旋转体2由一个部件构成。详细而言，也可以通过在输出旋转体2的外周端部形成多个齿而构成链轮部6。

(b)在上述实施方式中，曲柄臂7花键嵌合于第一输入旋转体3a，但曲柄臂7与第一输入旋转体3a也可以通过其他方法固定。例如，曲柄臂7也可以通过螺栓等安装于第一输入旋转体3a。

(c)在上述实施方式中，链轮部6以在径向观察下与第二输入旋转体3b重叠的方式配置，但链轮部6的配置不限于此。例如，链轮部6也可以以在径向观察下与第一输入旋转体3a重叠的方式配置。

Claims (7)

1.一种自行车用动力传递装置，具备：

输出旋转体，具有沿轴向贯通的第一容纳部，并配置为能够旋转；

第一输入旋转体及第二输入旋转体，分别具有与所述第一容纳部对置的第二容纳部，并配置为在轴向上夹着所述输出旋转体；

弹性部件，配置于所述第一容纳部及所述第二容纳部内，将所述第一输入旋转体及所述第二输入旋转体与所述输出旋转体弹性地连结；

链轮部，设置于所述输出旋转体；以及

曲柄臂，安装于所述第一输入旋转体。

2.根据权利要求1所述的自行车用动力传递装置，其中，

所述曲柄臂花键嵌合于所述第一输入旋转体。

3.根据权利要求1或2所述的自行车用动力传递装置，其中，

所述曲柄臂铆接固定于所述第一输入旋转体。

4.根据权利要求1所述的自行车用动力传递装置，其中，

所述输出旋转体具有毂部和从所述毂部向径向外侧延伸的凸缘部，

所述第二输入旋转体配置于所述毂部的径向外侧。

5.根据权利要求4所述的自行车用动力传递装置，其中，

所述第一输入旋转体在径向观察下不与所述毂部重叠。

6.根据权利要求4或5所述的自行车用动力传递装置，其中，

所述链轮部在径向观察下与所述第二输入旋转体重叠。

7.根据权利要求1所述的自行车用动力传递装置，其中，

所述输出旋转体的外径比所述第二输入旋转体的外径大。