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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Motorfahrzeug, welches
die Antriebskraft von einem Motor oder ähnlichem überträgt, so dass es mit der Antriebskraft
als Antriebsquelle läuft.
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Üblicherweise
ist ein Motorfahrzeug dieser Art, wie in der JP-9-58568 A beschrieben,
so ausgelegt, dass an einer Ausgangswelle eines Motors eine Riemenscheibe
vorgesehen ist, die die nächste
Riemenscheibe mittels einem mit der Riemenscheibe in Eingriff stehenden
Riemen antreibt, und die Riemenscheibe mit einem an einem inneren
Umfang eines drehbaren Gehäuses
angeordneten Getriebe verbindet, so dass die Antriebskraft übertragen
wird. Durch Vorsehen einer Einwegkupplung in der Riemenscheibe kann
die Motorantriebskraft unterbrochen werden, wenn die Drehgeschwindigkeit
eines Rades größer als
die Drehung mittels der Motorantriebskraft wird, so dass die Motorantriebskraft
nicht mit der Drehbelastung des Rades belastet wird, wobei die Drehung des
Rades vorherrscht.
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Eine
Spannriemenscheibe ist in dem mittleren Abschnitt eines Riemens
vorgesehen, um die Spannung des Riemens einzustellen, so dass der Verlust
bei der Übertragung
der Antriebskraft durch Andrücken
des Riemens mit der Spannriemenscheibe vermindert wird.
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Bei
dieser Konstruktion bestehen jedoch insofern Probleme, als das gesamte
Gehäuse
nicht kleiner gemacht werden kann, auch wenn man versucht, es leichter
und kompakter durch eine größere Anzahl
der Riemenscheiben zu machen, und dass die Anzahl der Bauteile größer wird,
da die Einwegkupplung als ein separates Teil zusätzlich zu der Riemenscheibe
vorgesehen werden muss, wodurch der Zusammenbau zeitaufwendiger
wird und die Kosten steigen.
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Da
die Spannriemenscheibe verwendet werden muss, wird das Gehäuse größer. Da
die Anzahl der Bauteile größer wird,
wird die Zeit zum Zusammenbau größer und
die Kosten werden höher.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Nachteile gemacht
und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Motorfahrzeug zu
schaffen, das leichter und kompakter ist und weniger Bauteile aufweist
und leichter zusammengebaut werden kann.
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DE-A-27
43 649 beschreibt ein Motorfahrzeug, umfassend einen Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus
zur Übertragung
der Drehung eines Motors und zur Untersetzung der Geschwindigkeit.
Ein Antriebsrad wird mittels der Antriebskraft von dem Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus angetrieben.
Eine Kupplung überträgt nur eine
Einwegantriebskraft. Der Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus
umfasst einen epizyklischen Räder-Untersetzungsmechanismus
mit mehreren Rädern
(Planetenraduntersetzungsgetriebe).
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EP-A-0
856 462 als Stand der Technik nach Art. 54(3) EPÜ beschreibt ein Motorfahrzeug,
umfassend einen Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus
zur Übertragung der
Drehung eines Motors und zur Untersetzung der Geschwindigkeit. Ein
Antriebsrad wird mittels der Antriebskraft von dem Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus angetrieben. Eine
Kupplung überträgt nur eine
Einwegantriebskraft. Der Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus
umfasst einen Planetenraduntersetzungsgetriebe mit mehreren Rädern. Mindestens
eins der Räder weist
einen unterschiedlichen äußeren Durchmesser gegenüber den
anderen Rädern
auf.
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EP-A-0
844 170 als Stand der Technik nach Art. 54(3) EPÜ beschreibt ein Motorfahrzeug,
umfassend einen Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus
zur Übertragung
der Drehung eines Motors und zur Untersetzung der Geschwindigkeit.
Ein Antriebsrad wird mittels der Antriebskraft von dem Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus angetrieben. Eine
Kupplung überträgt nur eine
Einwegantriebskraft. Der Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus
umfasst ein Planetenraduntersetzungsgetriebe mit mehreren Rädern.
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Das
Motorfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst ein Untersetzungsgetriebe zur Übertragung der Drehung eines
Motors und zur Untersetzung der Geschwindigkeit, ein von der Antriebskraft
des Untersetzungsgetriebes angetriebenes Antriebsrad und eine Kupplungseinrichtung
zur Einwegübertragung
der Antriebskraft, die am Untersetzungsgetriebe vorgesehen ist,
wobei das Untersetzungsgetriebe ein Planetenraduntersetzungsgetriebe
mit mehreren Rädern
aufweist, wobei mindestens eines der Räder einen unterschiedlichen äußeren Durchmesser
als die anderen Räder
aufweist, und die Mitte von mindestens einem der Räder nicht mit
einer Welle gelagert ist.
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Ein
Rotationszylinder, der mittels einer inneren Berührung mit dem Außenumfang
der Räder
gedreht wird, ist vorgesehen und das nicht mit einer Welle gelagerte
Rad steht in einer inneren Berührung mit
einer Welle und dem Rotationszylinder, in Bezug auf, die Einwegdrehung
der Welle.
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Vorzugsweise
ist ein Ausgangsmechanismus mit einer Ausgangswelle mit einem Teil,
mit Ausnahme eines Kupplungsteils zwischen den Rädern und der Welle, verbunden,
wobei die Ausgangswelle in Bezug auf die Welle exzentrisch angeordnet
ist, und ein Befestigungsteil zur Festlegung des Ausgangsmechanismus
vorgesehen ist.
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Die
Räder umfassen
mehrere Räder,
die mit der Welle in Berührung
stehen, und der Ausgangsmechanismus ist als ein Zylinder mit einem
Boden ausgebildet und so angeordnet, dass eine Außenfläche der
Räder mit
einer Innenfläche
des Ausgangsmechanismus in Berührung
kommt.
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Die
Ausgangswelle weist eine Riemenscheibe zur Schaffung eines ringförmigen Übertragungsteils
auf.
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Der
Ausgangsmechanismus besteht aus dem mit den Rädern verbundenen Rotationszylinder und
einer Abdeckung für
den Rotationszylinder und ist mittels eines Befestigungsteils befestigt.
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Das
Motorfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst ein Motorantriebsteil zur Drehung des Antriebsrades mit
dem Motor als Antriebsquelle und einen Menschenkraftantriebsteil
zur Drehung des Antriebsrades mit der Menschenkraft als Antriebsquelle,
wobei das Untersetzungsgetriebe zwischen dem Motor und dem Antriebsrad
angeordnet ist.
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Eine
Nabe des Antriebsrades besteht aus einem vom Motor zur Drehung angetriebenen
Gehäuse
und einem festen, gegenüber
dem drehenden Gehäuse
befestigten Gehäuse,
wobei der Motor und das Untersetzungsgetriebe in der Nabe angeordnet sind.
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Gemäß der Konstruktion
der vorliegenden Erfindung wird, wenn sich eine Welle eines Motors mit
einer Ausgangswelle in einem Ruhezustand dreht, die Welle geschwindigkeitsmäßig mittels
eines Untersetzungsgetriebes untersetzt, so dass sich die Ausgangswelle
dreht. Wenn die Drehung der Ausgangswelle schneller als die Drehgeschwindigkeit der
Welle ist, wird die Antriebskraft jedoch mittels einer zwischen
der Ausgangswelle und der Welle angeordneten Kupplung unterbrochen,
wobei der Motor kontinuierlich angetrieben wird, und die Ausgangswelle
dreht sich, wobei die Antriebskraft nicht den Rotationszylinder
erreicht. In dem Fall, in dem die Antriebsübertragungsvorrichtung für das Motorfahrzeug verwendet
wird, arbeitet die Vorrichtung so, dass, wenn der Motor sich schneller
als das Antriebsrad dreht, dass die Kraft mittels einer Einwegkupplung übertragen
wird, wodurch die Drehung der Welle untersetzt wird und die Ausgangswelle
dreht. Wenn die Drehung des Motors geringer als die Drehung des Antriebsrades
ist, wird die Kraft mittels einer Kupplung zwischen der Ausgangswelle
und der Welle unterbrochen, so dass der Motor nicht mit der Drehung des
Antriebsrades belastet wird.
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Wenn
die Welle mittels des Antriebs eines Motors gedreht wird, beginnt
ein nicht von der Welle gelagertes Rad seine Drehung mit der Antriebskraft. Die
Räder drehen
sich durch die Kraft der Welle, wobei die anderen Räder mit
der Welle in Druckkontakt stehen. Eine Aus gangswelle eines Planetenraduntersetzungsgetriebes
beginnt seine Drehung mit der Drehung aller Räder. Wenn die Drehgeschwindigkeit der
Welle geringer als die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle ist,
unterbricht das nicht mit der Welle gelagerte Rad den Druckkontakt
gegen die Welle, so dass der Druckkontakt gegen die Welle der anderen Räder ausgeschaltet
wird, und die Ausgangswelle ohne die Antriebskraft von der Welle
gedreht wird. Wenn die Drehung eines Antriebsrades geringer als die
Drehung eines Motors ist, in dem Fall, wo die Antriebsübertragungsvorrichtung
für ein
Motorfahrzeug verwendet wird, wird die Antriebskraft von der Welle des
Motors mittels des Übertragungs-Untersetzungs-Mechanismus
untersetzt und zur Ausgangswelle ausgegeben. Wenn die Drehung des
Antriebsrades größer als
die Drehung des Motors ist, bewegt sich ein nicht von der Welle
gelagertes Rad in dem Planetenraduntersetzungsgetriebe so, dass
die Übertragung
der Antriebskraft unterbrochen wird, so dass der Motor nicht von
der Drehung des Antriebsrades belastet wird.
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Bei
einem Motorfahrzeug, umfassend einen Motorantriebsteil und einen
Menschenkraftantriebsteil, wird die Antriebskraft des Motors zur Übertragung
mittels einer Kupplung verwendet, wenn die Drehgeschwindigkeit einer
Welle des Motors größer als
die Drehgeschwindigkeit eines Antriebsrades ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit
des Antriebsrades größer als
die Drehgeschwindigkeit der Welle des Motors ist, wird die Antriebskraft
des Motors nicht auf das Antriebsrad mittels der Kupplung übertragen,
so dass keine Belastung durch die Drehung des Antriebsrades erfolgt.
Ein derartiger Zustand wird bewirkt, wenn das Motorfahrzeug sich
mittels der Trägheit
auf einer abschüssigen
Bahn bewegt, oder wenn die Menschenkraft größer als die Motorkraft wird.
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Beim
Zusammenbau der Konstruktion der vorliegenden Erfindung ist ein
Rad mit einer Ausgangswelle als Antriebsquelle verbunden. Zum Einstellen
der Kupplung zwischen einer Ausgangswelle und einem mit der Ausgangswelle
zu verbindenden Teil ist ein Ausgangsmechanismus exzentrisch in
Bezug auf die Welle eines Eingangsmechanismus angeordnet und mit
einem Befestigungsteil befestigt, während die Stellung der Ausgangswelle
zu einer Stellung verändert
wird, wo die Ausgangswelle und das Kupplungsteil geeignet miteinander
in Eingriff stehen. Wenn ein mit der Ausgangswelle verbundenes Teil,
ein Riemen, eine Kette oder ähnliches
ist, wird der Ausgangsmechanismus um die Eingangswelle gedreht und
mit einem Befestigungsteil an einer geeignet angezogenen Stelle
befestigt, wodurch die Kraftübertragungsvorrichtung
als eine Spannscheibe wirkt.
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Der
Ausgangsmechanismus dreht eine Ausgangswelle durch die Untersetzung
mittels mehrerer Drehkörper
und wirkt somit als ein Untersetzungsgetriebe.
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Da
mindestens eines von der Mehrzahl der Räder einen unterschiedlichen
Durchmesser gegenüber
den anderen Rädern
aufweist, kann man die Positionen der Welle und der Ausgangswelle
leicht zueinander exzentrisch ausrichten.
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Um
die Antriebskraft zu übertragen,
sind ringförmige Übertragungsteile,
wie z. B. eine Kette und ein Riemen, auf einer Riemenscheibe an
einer Ausgangswelle vorgesehen, und die Antriebsübertragungsvorrichtung spielt
die Rolle einer Spannriemenscheibe.
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Bei
dem Ausgangsmechanismus kann die Position der Ausgangswelle durch
Bewegen einer Abdeckung und Befestigen mit einem Befestigungsteil
festgelegt werden. Die Drehung der Räder wird auf den Rotationszylinder
in der Abdeckung so übertragen,
dass die Ausgangswelle gedreht wird. Da der Rotationszylinder zur
Kraftübertragung
mit einer Abdeckung abgedeckt ist, wird die Abdeckung nicht gedreht,
wodurch die Sicherheit gewährleistet
ist. Weiter kann die Position der Ausgangswelle leicht festgelegt
werden.
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1 ist eine Schnittansicht
eines Hauptteils eines Planetenraduntersetzungsgetriebes gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Aufsicht auf
ein festes Gehäuse
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine Seitenansicht
eines Planetenraduntersetzungsgetriebes gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine Seitenansicht
eines Antriebsteils gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine Seitenansicht
eines Drehmomenterfassungsteils gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine Aufsicht von
der Innenseite des festen Gehäuses
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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7 ist eine Aufsicht von
der Außenseite des
festen Gehäuses
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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8 ist eine Seitenansicht
zur Darstellung der gesamten Konstruktion eines Motorfahrzeugs gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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9 ist eine Ansicht eines
Kraftsystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand eines Beispiels
eines Antriebsteils eines Fahrrades mit Hilfsmotor mit einer Hilfskraft
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Der
Aufbau des gesamten Fahrrades mit Hilfsmotor wird zunächst anhand
von 8 beschrieben.
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8 zeigt einen Hauptrahmen 1 zur
Verbindung eines Lenkerrohrs 2 an dem vorderen Abschnitt mit
einem Sitzrohr 4 unterhalb eines Sattels 3. Ein Pedal 5,
das von Menschenkraft angetrieben werden kann, ist an einem Teil
zur Verbindung des Hauptrahmens 1 mit dem Sitzrohr 4 vorgesehen.
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Ein
Vorderrad 6, das mit einem Lenker 7 bewegt wird,
bestimmt eine Laufrichtung mittels Betätigung des Lenkers 7.
Das Vorderrad besteht aus Speichen 8, einer Felge 9 und
einem Reifen 10.
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Ein
Hinterrad 11 dient als Antriebsrad. Das Hinterrad 11 besteht
ebenfalls aus einem Reifen 12, einer Felge 13 und
Speichen 14 und weist ein Antriebsteil 15 zum
Antrieb des Hinterrades 11 auf.
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Ein
vorderes Kettenrad 16 wird mit der Drehung des Pedals 5 gedreht.
Eine Kette 17 steht mit dem vorderen Kettenrad 16 in
Eingriff. Die Drehung des Kettenrades wird auf ein hinteres Kettenrad 36 (siehe
weiter unten) auf die Radwelle des Antriebsteils 15 übertragen.
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Eine
Batterie 19 dient als Energiequelle für einen Motor 55 (siehe
weiter unten). Eine Nickel-Cadmium-Batterie, von z. B. 24 V, ist darin
aufgenommen. Die Batterie 19 ist lösbar angebracht und ein Ladebetrieb
kann im Haus durchgeführt
werden. Ein Befestigungssteg 20 dient zur Befestigung der Batterie 19 und
ist an dem Hauptrahmen 1 angebracht, um selbige zu umgeben.
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Es
ist ein Frontkorb 21 und ein Ständer 22 zur Abstützung eines
Fahrrades in einer Parkstellung vorgesehen.
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Der
genaue Aufbau des oben beschriebenen Antriebsteils 15 wird
anhand von 4 beschrieben.
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Ein
scheibenförmiges
festes Gehäuse 30 aus
Kunststoff ist fest an dem Rahmen 1 angebracht und ein
drehbares Gehäuse 31,
das sich außerhalb des
festen Gehäuses 30 dreht,
ist koaxial zu dem festen Gehäuse
angeordnet. Eine Nabe besteht aus dem festen Gehäuse 30 und dem drehbaren
Gehäuse 31.
Ein Rahmenteil 33 mit zwei ringförmigen Rippen 32 ist
am äußeren Umfang
des drehbaren Gehäuses 31 angeordnet
und mehrere Speichen 14 erstrecken sich von den ringförmigen Rippen 32 des Rahmenteils 33 zu
einer Felge 13, auf der der Reifen 12 befestigt
ist. Das feste Gehäuse 30 ist
leicht an einem Abschnitt entsprechend dem hinteren Zahnrad 36 (siehe
weiter unten) geöffnet
und das feste Gehäuse 30 ist
so vorgesehen, dass es den Außenumfang
des hinteren Zahnrades 36, gesehen von der Seite her, umschließt.
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Eine
Gangschaltung 34 in Form einer Nabenschaltung ist an einer
Achse 35 vorgesehen. Die Gangschaltung 34 ist
mit einem hinteren Kettenzahnrad 36 über ein Schaltrad (nicht dargestellt)
verbunden. Der Eingang von der Kette 17 wird nur in einer Richtung
mittels des Schaltrades aufgebracht, so dass die Antriebskraft unterbrochen
wird, wenn die Kraft in einer entgegengesetzten Drehrichtung aufgebracht
wird.
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Zwei
Lager 37 stehen mit dem Außenumfang der Gangschaltung 34 in
Eingriff. Zwischen den Lagern 37 ist ein erster Zylinder 38 angeordnet,
so dass ein vorbestimmter Raum am Außenumfang der Gangschaltung 34 geschaffen
wird. Um die Stellung eines der Lager 37 zu halten, steht
ein zweiter Zylinder 39 damit in Eingriff.
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Ein
Kragen 40 umfasst einen Metallzylinder und einen Flansch,
der sich radial von einer Endfläche
des Zylinders nach außen
erstreckt. Der Flansch des Kragens 40, der mit der Gangschaltung 34 in
Berührung
kommt, ist so angeschraubt, dass er mit einer Schraube 41 an
einer Seite der Gangschaltung 34 in Eingriff tritt.
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Ein
Kragen 42, der mit der Schraube 41 des Kragens 40 befestigt
ist, weist einen zylindrischen Abschnitt an der Innenseite des Kragens 40 auf.
Der sich erstreckende Kragen 42 kommt mit dem zweiten Zylinder 39 durch
Anziehen des Kragens 40 mit der Schraube in Berührung und
wird an einer Seite des Lagers 37 gehalten, wobei ein Raum
gleich der Höhe des
zweiten Zylinders 39 beibehalten wird. Der sich erstreckende
Kragen 42 wird zusammen mit der Drehung des Außenumfangs
der Gangschaltung 34 gedreht. Ein Ende einer ringförmigen Federscheibe 43 mit
einer Federeigenschaft wird mittels eines Stiftes 44 in
einem Teil des sich erstreckenden Kragens 42 gehalten,
während
das andere Ende der Federscheibe 43 mittels eines Stiftes 45 an
der Endriemenscheibe 72 am drehbaren Gehäuse 31 gehalten
wird. Ein zylindrischer, sich erstreckender Abschnitt 46 ist
an dem Stift 44 ausgebildet, um ein Ende der Federscheibe 43 zu
halten, und ein geneigter Abschnitt 47 ist an der Endriemenscheibe 42 auf
der Seite der Kette 17 ausgebildet.
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Ein äußerer Zylinder 48 ist
fest zwischen dem Außenumfang
des Lagers 37 an dem ersten Zylinder 38 und der
Endriemenscheibe 72 vorgesehen. Der äußere Zylinder 48 wird
zusammen mit der Drehung der Endriemenscheibe 72 gedreht.
Der äußere Zylinder 48 wird
in der gleichen Richtung wie der Zylinder 38 mit einer
Verschiebung entsprechend der Versetzung infolge der Versetzung
mittels der Federscheibe 43 gedreht.
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Ein
Gleitteil 49 ist am Außenumfang
des äußeren Zylinders 48 vorgesehen
und ist in einer Richtung der Achse 35 gleitbar. Ein konvexer
Abschnitt 50a, der sich in Richtung der Endriemenscheibe 72 erstreckt
und mit dem geneigten Abschnitt 47 in Berührung tritt,
ist an dem Gleitteil 49 ausgebildet. Ein konkaver Abschnitt 50b steht
mit dem sich erstreckenden Abschnitt 46 in Eingriff und
ist ebenfalls an dem Gleitteil 49 ausgebildet. An dem Gleitteil 49 ist ein
Aluminiumring 51 aus einem leitenden Material vorgesehen.
Wenn der konvexe Abschnitt 50 mit dem geneigten Abschnitt 47 in
Berührung
kommt und der geneigte Abschnitt 47 sich in Drehrichtung
bewegt, gleitet das Gleitteil 49 spiralförmig und
bewegt den Ring 51 in Richtung der Achse 35. An
dem Gleitteil 49 ist eine Feder 52 vorgesehen,
so dass sie das Gleitteil normalerweise nach rechts, gezeigt in 5, drückt. Das andere Ende der Feder 52 wird
mittels eines Anschlags 53 an dem äußeren Zylinder 48 gehalten.
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Eine
Spule 54 in der Nähe
eines Abschnitts des festen Gehäuses 30,
wo der Ring 51 gleitet, kann eine Induktanzänderung
aufgrund der Bewegung des Rings 51 in elektrische Signale
umwandeln. Ein Menschenkraftdrehmo ment der Menschenkraftantriebskraft
kann somit in elektrische Signale umgewandelt werden.
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Ein
Motor 55, der als Hilfsmotor eines Fahrzeugs dient, ist
an dem festen Gehäuse 30 angeordnet.
Der Motor 55 wird auf der Grundlage eines Ausgangssignals
von einer Steuerung 82 (siehe weiter unten) angetrieben
und umfasst einen Rotor 57 mit einer Welle 56 und
einen Stator 58, der rings um den Rotor 57 angeordnet
ist.
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Ein
Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 ist mit der Welle 56 verbunden
und dient zur Untersetzung der Umdrehung des Motors 55.
Das Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 besteht aus mehreren Rädern 61,
die drehbar rings um einen Stift 60, der fest von dem Motor 55 vorsteht,
angeordnet sind, wobei die Räder
mit der Welle 56 des Motors 55 in Berührung stehen
und mittels der Drehung der Welle 56 gedreht werden; ein
Rotationszylinder 62 steht mit dem Außenumfang der Vielzahl der
Räder 61 in
Berührung
und wird mittels der Drehung der Räder 61 gedreht; eine
Ausgangswelle 63 ist integral mit dem Rotationszylinder 62 ausgebildet
und erstreckt sich davon. Eine Abdeckung 64 für das Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 ist
an dem Motor 55 über
die Ausgangswelle 53 und das Lager 65 befestigt.
Die Welle 56 des Motors 55 und die Ausgangswelle 63 des
Planetenraduntersetzungsgetriebes 59 sind exzentrisch zueinander
angeordnet. Der Rotationszylinder 62 und die Abdeckung 64 werden
als Ausgangsmechanismus bezeichnet. Die Antriebskraft wird tatsächlich mittels
des Rotationszylinders 62 übertragen.
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An
der Ausgangswelle 63 des Planetenraduntersetzungsgetriebes 59 ist
eine Riemenscheibe 66 befestigt. Ein Riemen steht mit der
Riemenscheibe 66 und der Endrie menscheibe 72 in
Eingriff, so dass die Antriebskraft von dem Motor 55 übertragen werden
kann.
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Der
Aufbau des Planetenraduntersetzungsgetriebes 59, der Endriemenscheibe 72 und
der Welle 56 des Motors 55 wird später anhand
der 2 beschrieben.
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Eine
Bandbremse 68, die teilweise die Außenwand des drehbaren Gehäuses 31 überdeckt, dient
zur Steuerung der Drehung des drehbaren Gehäuses 31. Die Bandbremse 68 bewegt
den Bremsschuh 71 durch Ziehen an dem Kabel 70 nach
innen, wenn die Bandbremse mit dem Bremshebel 69 am Handgriff 7 betätigt wird.
Der Bremsschuh 71 und das drehbare Gehäuse 31 kommen miteinander
in Berührung,
so dass der Bremsvorgang auf das drehbare Gehäuse 31, d. h. das
Hinterrad 11, einwirkt.
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Der
Aufbau des Antriebsteils 15, gesehen von dem festen Gehäuse 30 her,
wird im Folgenden anhand der 6 und 7 beschrieben.
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Eine
Abdeckung 80 aus Kunststoff zur Abdeckung des Motors 55 ist
mittels eines Presssitzes in dem festen Gehäuse 30 angeordnet.
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In
dem festen Gehäuse 30 ist
eine Metallnabe 81 vorgesehen, die Y-förmig ausgebildet ist, um den
Motor 55 von unten zu lagern, und ist an der Achse 35 befestigt.
Die Nabenplatte 81 ist an der Achse 35 befestigt,
wobei die mittlere Öffnung
des festen Gehäuses 30 nach
außen
vorsteht. Die Nabenplatte 81 weist eine Öffnung 84 zusammen
mit dem festen Gehäuse 30 auf,
die der Kette 17 zugewandt ist. Das feste Gehäuse 30 ist
abtrennbar, damit die Kette 17 gelöst oder ausgetauscht werden
kann, indem man das feste Gehäuse 30 abtrennt
und löst, wodurch
die Bedienbarkeit beim Zusammenbau verbessert wird.
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Eine
Steuerplatte 82 ist in dem drehbaren Gehäuse 31 angeordnet
und dient zum Antrieb des Motors 55 und ist in einem Rahmen 83 aus
Kunststoff aufgenommen.
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Ein
Drehmomenterfassungsteil zur Erfassung der auf ein Pedal 5 aufgebrachten
menschlichen Antriebskraft wird in Einzelnen anhand von 5 beschrieben.
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Eine
menschliche Antriebskraft, die aufgebracht wird, wenn auf das Pedal 5 getreten
wird, wird über
die Kette 17 auf das hintere Kettenrad 36 aufgebracht.
Nachdem die Geschwindigkeit mittels einer Gangschaltung 34 geändert wurde,
wird in der Federplatte 43 eine Verwindung bewirkt. Die
Größe der Verwindung
zeigt die Größe der menschlichen
Antriebskraft. Die Federplatte 43 dreht die Endriemenscheibe 72 mit
einer Verzögerung
entsprechend einer Verwindungsgröße der Federplatte 43.
Eine Drehung wird nämlich
mit einem Schlupf zwischen dem Zylinder 38 und der Endriemenscheibe 72 bewirkt. Wenn
die Federscheibe 43 verwunden wird, wird der geneigte Abschnitt 47 in
eine mittels der zweipunktierten Linie dargestellten Stellung von
der mittels der ausgezogenen Linie dargestellten Stellung bewegt. Zu
diesem Zeitpunkt wird der konvexe Abschnitt 50a an dem
Gleitteil 49 in Richtung der Achse 35 entsprechend
der Bewegung des geneigten Abschnitts 47 infolge der Berührung mit
dem geneigten Abschnitt 47 bewegt. Das Gleitteil 49 bewegt
sich spiralförmig
von einer Stellung der ausgezogenen Linie zu einer Stellung der
zweipunktierten Linie gegen die Druckkraft der Feder 52.
Somit bewegt sich ebenfalls der Ring 51 von der Stellung
der ausgezogenen Linie zu der Stellung der zweipunktierten Li nie,
wodurch die Induktanz der Spule 54 geändert werden kann. Die Größe der menschlichen
Antriebskraft wird somit in elektrische Signale umgewandelt. Da
die Federscheibe 43 wieder in ihre Ausgangsform durch die Rückstellkraft
der Feder zurückgeführt wird,
wenn keine menschliche Antriebskraft vorliegt, wird der geneigte
Abschnitt 47 in die Ausgangsstellung zurückgeführt und
der konvexe Abschnitt 50a, der mit dem geneigten Abschnitt 47 in
Berührung
steht, wird durch die Rückstellkraft
der Feder 52 in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Ein
Zustand, bei dem keine menschliche Antriebskraft einwirkt, kann
somit mittels der Änderung
der Induktanz der Spule 54 erfasst werden. Der geneigte
Abschnitt 57, das Gleitteil 49, der Ring 51,
die Spule 54 usw. werden als Drehmomentfühler 88 bezeichnet.
Um das Gleitteil 49 ungehindert in Richtung der Achse 35 zu
bewegen, ist der konkave Abschnitt 50b, der mit dem vorstehenden
Abschnitt 46 des Stiftes 44 in Eingriff tritt,
in dem Gleitteil 49 ausgebildet.
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Der
Aufbau der Räder
des Planetenraduntersetzungsgetriebes 59 wird anhand von 1 beschrieben.
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Die
Räder 61 des
Planetenraduntersetzungsgetriebes 59 bestehen aus einem
Rad 61a mit größtem Durchmesser,
das sich um einen Stift 60a dreht, einem Rad 61b,
das sich um einen Stift 60b dreht und einen kleineren Durchmesser
als das Rad 61a aufweist, und einem Rad 61c, bei
dem kein Stift vorgesehen ist, und das den gleichen Durchmesser wie
das Rad 61b aufweist. Drei Räder sind in Druckkontakt mit
dem Außenumfang
der Welle 56 des Motors 55 und dem Innenumfang
des Rotationszylinders 62 angeordnet. Da das Rad 61c nicht
mittels des Stifts festgelegt ist, ist das Rad 61c innerhalb
eines von dem Rad 61a, der Welle 56 und dem Rotationszylinder 62 um gebenden
Raums bewegbar. Das Rad 61c steht mit der Welle 56 und
dem Rotationszylinder 62 in dem Keilwinkel M in Druckkontakt
und die Stellung des Rades 61c in 1 ist die des größten Drucks.
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Des
Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 ist so aufgebaut, dass
die Welle 56, d. h. die Mitte des Eingangs des Planetenraduntersetzungsgetriebes 59,
und die Ausgangswelle 63 des Planetenraduntersetzungsgetriebes 59 exzentrisch
werden können, da
die Größe der Räder 61 voneinander
unterschiedlich ist, wie oben beschrieben. Wie in 1 dargestellt, ist die Mitte der Ausgangswelle 63 an
einer Stelle vorgesehen, wo sich die gestrichelten Linien schneiden.
Das Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 dient zur Übertragung
der Kraft der Welle 56 zu der Ausgangswelle 63 durch
die Bewegung des Rades 61c in eine Richtung, in der es
die Welle 56 und den Rotationszylinder 62 berührt, wenn
die Drehung der Welle 56 größer als die Drehgeschwindigkeit
der Ausgangswelle 63 ist. Wenn die Drehung der Ausgangswelle 63 größer als
die Drehgeschwindigkeit der Welle 56 ist, wird der Druckkontakt
zwischen den anderen Rädern 61a, 61b und
der Welle 56 durch die Bewegung des Rades 61c in
eine Richtung, in der die Berührung
zwischen dem Rad 61c und der Welle 56 aufgehoben
wird, aufgehoben, wodurch die Übertragung
der Antriebskraft von der Welle 56 unterbrochen wird. Durch
die Bewegung des Rades 61c wird nämlich eine Kupplungsfunktion
bezüglich
des Aufbringens und Nichtaufbringens der Antriebskraft geschaffen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
entspricht das Rad 61c einer Kupplungseinrichtung.
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Im
Folgenden soll die Arbeitsweise beschrieben werden.
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Wenn
sich die Welle 56 in Pfeilrichtung dreht, dreht sich das
Rad 61c durch die Drehung und kommt in Druckkontakt mit
dem Rotationszylinder 62 und der Welle 56 und
bewegt sich innerhalb des Keilwinkels M. Die anderen zwei Räder 61a und 61b kommen
somit ebenso in Druckkontakt mit der Welle 56 und drehen
sich um die Stifte 60a bzw. 60b. Die drei Räder 61 kommen
mit der Welle 56 in Druckkontakt, wodurch sich der mit
dem Außenumfang
der Räder 61 in
Berührung
stehende Rotationszylinder 62 durch die Reibkraft gegen
die Räder 61 in
Richtung des Pfeils dreht. Dieser Zustand wird in dem Fall beibehalten,
in dem die Drehgeschwindigkeit der Welle 56 größer als
die Drehgeschwindigkeit der Außenwelle 63 ist.
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Im
Folgenden wird der Fall beschrieben, in dem die Drehgeschwindigkeit
des Hinterrades 11 größer als
die Drehgeschwindigkeit des Motors 55 ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit
des Hinterrades 11 größer als
die Drehgeschwindigkeit des Motors 55 wird, wenn das Rad 61c,
wie in 1 gezeigt, in Druckkontakt
steht, dreht sich der Rotationszylinder 62 schneller als
die Welle 56. Das Rad 61c beginnt seine Bewegung
in eine Richtung, bei der es den Kontakt zwischen der Welle 56 und
dem Rotationszylinder 62 verliert, da kein Stift als mittlere
Welle bei dem Rad 61c vorgesehen ist. Wenn kein Druckkontakt
zwischen der Welle 56 und dem Rad 61c besteht,
haben die anderen Räder 61a und 61b ebenfalls
keinen Druckkontakt mit der Welle 56, so dass die Antriebskraft
von dem Motor 55 nicht zum Rotationszylinder 62 übertragen
werden kann. Die Bewegung des Rades 61c dient somit zur
Unterbrechung der Übertragung
der Antriebskraft. Das Rad 61c dient somit als die Einwegkupplung.
Wenn sich das Hinterrad 11 schneller als der Motor 55 dreht,
kann der ruhige Lauf durchgeführt
wer den, ohne dass der Motor 55 von der Drehung des Hinterrades 11 belastet
wird.
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Der
Aufbau des Planetenraduntersetzungsgetriebes 59, des Motors 55 und
der Riemenscheibe 66 werden im Einzelnen anhand von 2 beschrieben.
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In
dem Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 ist ein Lager 89 zum
Eingriff mit der Welle 56 des Motors 55 vorgesehen.
Die Welle 56 steht mit dem Lager 89 in Eingriff,
so dass die Welle 56 an dem Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 befestigt
ist, um eine Drehung zu ermöglichen.
Bei dieser Ausführungsform
wird das Lager als Eingangsmechanismus für die Welle 56 verwendet.
Irgendein Verbindungsteil, das die Welle 56 mit dem Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 verbindet,
kann verwendet werden.
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Ein
Befestigungsteil 90 ist an zwei Stellen am Außenumfang
der Abdeckung 64 des Planetenraduntersetzungsgetriebes 59 vorgesehen.
Das Befestigungsteil 90 besteht aus einer Verriegelungsplatte 91,
die von oben auf der Abdeckung 64 gehalten wird, und einer
Schraube 92, die durch die Verriegelungsplatte 91 hindurchtritt
und in das Gehäuse
des Motors 55 eingeschraubt wird. Die Abdeckung 64 dreht
sich nicht mit dem Befestigungsteil 90.
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Der
Spannvorgang des Riemens 67 beim Zusammenbauen der obigen
Konstruktion wird anhand von den 2 und 3 beschrieben.
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Wenn
das Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 befestigt wird,
tritt die Welle 56 mit dem Lager 89 in Eingriff.
Der Riemen 67 steht mit der Endriemenscheibe 72 in
Eingriff, bevor die Abdeckung 64 mit dem Befestigungsteil 90 befestigt
wird. Da die Welle 56 des Motors 55 und die Ausgangswelle 53 in der
Abdeckung 64 zu diesem Zeitpunkt exzentrisch sind, wird
die Abdeckung 64 mit dem Befestigungsteil 90 an
einer Stellung befestigt, wo der Riemen 67 am meisten gespannt
ist, wenn man die Abdeckung 64 bewegt, während man
die Abdeckung 64 rings um die Welle 56 des Motors 55 anordnet.
Dieser Vorgang ist als Bewegung von einer mittels gestrichelter
Linie dargestellten Stellung zu einer mittels ausgezogener Linie
dargestellten Stellung in 3 gezeigt,
und die Abdeckung 64 wird mittels eines Befestigungsteils 90 befestigt,
wenn sich die Abdeckung 64 in der mittels ausgezogener
Linie gezeigten Stellung befindet. Die Abdeckung 64 wird
durch Anziehen der Schraube 92, die durch die Verriegelungsplatte 91 hindurchtritt,
befestigt, so dass der Riemen 67 ohne ein besonderes Teil,
wie z. B. einer Spannscheibe, gespannt wird.
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Die
Kraftübertragung
bei der oben beschriebenen Konstruktion wird anhand von 9 beschrieben.
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In
dem System mit menschlicher Antriebskraft wird die menschliche Antriebskraft
mittels des Pedals 5 auf das hintere Kettenrad 36 über die
Kette 17 übertragen
und die Geschwindigkeit wird mit der Gangschaltung 34 geändert. Die
menschliche Kraft verwindet dabei die Federscheibe 43 und
wird zu der Endriemenscheibe 72 zur Drehung des sich drehenden
Gehäuses 31 übertragen.
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In
dem Motorantriebssystem wird die Verwindung der oben beschriebenen
Federscheibe 43 mittels eines Drehmomentfühlers 88 als
eine Größe der menschlichen
Antriebskraft erfasst und in die Steuerplatte 82 als ein
menschliches Antriebskraftsignal durch Erfassung des Signals eingegeben.
Das Antriebssignal für
den Motor 55 wird ausgegeben, um eine Motorantriebskraft
einer Größe entsprechend dem
der menschlichen Antriebskraft eingegebenen Signals zu schaffen,
so dass der Motor 55 angetrieben wird. Die von dem Motor 55 ausgegebene
Antriebskraft wird zu der Endriemenscheibe 72 über das Planetenraduntersetzungsgetriebe 59,
die Riemenscheibe 66 und den Riemen 67 übertragen,
so dass das Hinterrad 11 zusammen mit der menschlichen Antriebskraft
angetrieben wird.
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Obwohl
bei dieser Ausführungsform
der Riemen 67 auf der Endriemenscheibe 72 zur
Kraftübertragung
angeordnet ist, kann anstatt des Riemens 67 ein Getriebe
vorgesehen sein, um die Verbindung zwischen dem Getriebe und dem
Getriebe einzustellen.
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Da
eine Kupplungseinrichtung zur Übertragung
einer Kraft nur in einer Richtung zwischen der Welle 56 und
der Ausgangswelle 63, wie oben beschrieben, vorgesehen
ist, kann sie ebenfalls als eine Untersetzungseinrichtung arbeiten,
wodurch die Anzahl der Bauteile vermindert wird und man ein geringeres
Gewicht und eine kompaktere Bauweise erhält.
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Da
das Planetenraduntersetzungsgetriebe 59 als Untersetzungseinrichtung
verwendet wird, kann die Untersetzungseinrichtung kompakter gebaut
werden. Weiter bildet das Rad 61c die Kupplung, so dass
man ein geringeres Gewicht und eine kompaktere Bauweise erhält. Ein
Bauteil übernimmt zwei
Funktionen, wodurch die Anzahl der Bauteile und die Kosten geringer
werden.
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Wenn
die oben beschriebene Kraftübertragungsvorrichtung
für ein
Motorfahrzeug verwendet wird, wird eine Unterbrechung der Kraftübertragung zwischen
der Drehung des Antriebsrades und dem Motor 55 erreicht,
wenn die Drehgeschwindigkeit des Antriebsrades größer als
die Drehgeschwindigkeit des Motors 55 wird, mit der Wirkung,
dass die Belastung in einem derartigen Fall geringer ist und man
einen ruhigen Lauf erhält.
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Da
das Motorfahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Lager 89 zum Eingang der Welle 56 des
Motors 55, ein mit der Welle 56 drehbar verbundenes
Rad 61 und einen Rotationszylinder 62 mit einer
mit dem Rad 61 verbundenen Ausgangswelle 63 umfasst,
und da die Ausgangswelle 63 exzentrisch zur Welle 56 des
Motors 55 angeordnet ist, und ein Befestigungsteil 90 zum
Befestigen der Stellung des Rotationszylinders 62 vorgesehen
ist, kann die Stellung des Teils, wie z. B. des Riemens 67,
zur Übertragung
der Kraft von der Ausgangswelle 63 eingestellt werden.
Da der Riemen 67 nämlich
in einem geeignet gespannten Zustand befestigt wird, kann eine Übertragungseinrichtung
mit einem verminderten mechanischen Verlust geschaffen werden, wodurch
die Kraft mit einem besseren Wirkungsgrad übertragen wird.
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Das
Rad 61 umfasst mehrere zylindrische Räder 61, die mit der
Welle 56 in Berührung
stehen, und der Rotationszylinder 62 ist zylindrisch ausgebildet
und so angeordnet, dass die äußere Umfangsfläche der
Räder 61 mit
dem Innenumfang des Rotationszylinders in Berührung stehen, so dass ein kompaktes
Untersetzungsgetriebe geschaffen wird.
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Da
der Außendurchmesser
des Rades 61a von der Mehrzahl der Räder 61 größer als
der Außendurchmesser
der anderen Räder 61b und 61c ist, können die
Welle 56 und die Ausgangswelle 63 exzentrisch
zueinander angeordnet wer den, so dass die Spannung der Übertragungseinrichtung,
wie z. B. des Riemens 67, eingestellt werden kann.
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Da
eine Endriemenscheibe 72 für einen ringförmigen Riemen 67 an
der Ausgangswelle 63 vorgesehen ist, wird eine ausreichende
Geschwindigkeitsuntersetzung bei kompaktem Aufbau erreicht.
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Da
der Ausgangsmechanismus aus einem Rotationszylinder 62 und
einer Abdeckung 64 mit einem Befestigungsteil 90 besteht,
kann die Stellung der Ausgangswelle 63 durch einen einfachen
Vorgang der Befestigung der Abdeckung mit einem Befestigungsteil
bestimmt werden. Da weiter der Rotationszylinder 62 mit
der Abdeckung 64 abgedeckt ist, ist die Sicherheit während des
Betriebs gewährleistet.
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Da
das Motorfahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Kraftübertragungseinrichtung, umfassend
eine Untersetzungsvorrichtung zur Untersetzung der Drehgeschwindigkeit
der Welle des Motors, und eine an der Untersetzungseinrichtung befestigte
Welle zur Ausgabe der Antriebskraft, eine zwischen der Welle und
der Ausgangswelle angeordnete Kupplungseinrichtung zur Übertragung
der Antriebskraft nur in einer Richtung umfasst, kann der gesamte
Antriebsteil mittels Vorsehen der Kupplungseinrichtung innerhalb
der Untersetzungsvorrichtung kompakt ausgebildet werden. Die Untersetzungsvorrichtung
verwendet ein Planetenraduntersetzungsgetriebe mit einer Mehrzahl
von mit der Welle verbundener Räder,
wobei der Außendurchmesser von
mindestens einem Rad unterschiedlich von den Außendurchmessern der anderen
Räder ist
und eines der Räder
nicht von der Welle in seiner Mitte gelagert wird, so dass das nicht
mit der Welle gelagerte Rad als eine Kupplung in Abhängigkeit
von der Drehrichtung der Welle oder der Ausgangswelle wirkt. Somit
kann das Planetenraduntersetzungsgetriebe mit einer Kupplungsfunktion
versehen werden, und somit ist es leicht und kompakt und weist einen
einfachen Aufbau auf.
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Das
Antriebsteil mit dem Motor des Motorfahrzeugs kann durch das Vorsehen
der Kupplungseinrichtung innerhalb des Planetenraduntersetzungsgetriebes
kleiner ausgebildet werden, so dass es leichter wird und eine kompaktere
Form aufweist. Die Kupplungseinrichtung kann mit einem einfacheren Aufbau
ausgebildet sein.
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Das
Motorfahrzeug der vorliegenden Erfindung umfasst ein mit der Welle
zur Drehung verbundenes Rad und einen mit einer Ausgangswelle versehenen
Ausgangsmechanismus, wobei die Ausgangswelle mit einem Teil mit
Ausnahme des Kupplungsteils, mit der Welle des Rades verbunden ist.
Die Ausgangswelle ist bezüglich
der Welle exzentrisch angeordnet und das Befestigungsteil zur Befestigung
der Stellung des Ausgangsmechanismus ist vorgesehen, so dass die
Stellung der Ausgangswelle exzentrisch rings um die Welle eingestellt
werden kann und die Stellung des Übertragungsteils in der Ausgangswelle kann
eingestellt werden. Es wird somit ein Übertragungsmechanismus mit
geringerem mechanischen Verlust geschaffen, so dass die Kraft mit
einem besseren Wirkungsgrad übertragen
werden kann. Die Bedienbarkeit wird somit verbessert, da die Stellung leicht
eingestellt werden kann.
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Es
wird ein Untersetzungsmechanismus geschaffen, der kompakter ist,
da die Räder
eine Vielzahl zylindrischer Räder
umfassen, die mit der Welle in Berührung stehen, und der Ausgangsmechanismus
ist zylindrisch ausgebildet und so angeordnet, dass die äußere Umfangsfläche der
Räder mit
der Innenfläche
des Ausgangsmechanismus in Berührung stehen.
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Da
der Außendurchmesser
von mindestens einem der Räder
von der Vielzahl der Räder
unterschiedlich von den anderen Rädern ist, kann die Stellung
der Welle in Bezug auf die Ausgangswelle exzentrisch ausgebildet
werden, so dass die Ausgangswelle und das mit der Ausgangswelle
verbundene Teil leicht einstellbar sind.
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Da
eine Riemenscheibe für
ein ringsförmiges Übertragungsteil
an der Ausgangswelle vorgesehen ist, wird eine ausreichende Untersetzung
bei kompakter Bauweise erreicht.
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Da
weiter der Ausgangsmechanismus aus einem Rotationszylinder und einer
Abdeckung mit einem Befestigungsteil besteht, kann die Position
der Ausgangswelle mit einer einfachen Befestigung der Abdeckung
mittels eines Befestigungsteils bestimmt werden. Der Rotationszylinder
ist mit der Abdeckung abgedeckt, wodurch ein sicherer Betrieb gewährleistet
ist.