JP2004510115A

JP2004510115A - 伝動装置

Info

Publication number: JP2004510115A
Application number: JP2002532823A
Authority: JP
Inventors: ボルトリン、ピーター
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2004-04-02
Also published as: CN1474915A; WO2002029280A1; TW550353B; KR20030070005A; CA2425119A1; EP1332302A1; EP1332302A4

Abstract

ベース（１３）と、ベース（１１）により回転自在に支持された被駆動シャフト（１１）を備える伝動装置（１０）が開示される。装置（１０）には更に、シャフト（１１）を囲繞し且つベース（１３）に固定された内部ギヤ（１７）と、シャフト（１１）に固定され且つそれから概略半径方向に延びるアーム（１４）と、アーム（１４）に回転自在に取り付けられ且つ内部ギヤ（１７）に噛合する遊星ギヤ（１６）であって、遊星ギヤ（１６）が回転すると、シャフトが回転するようになっている遊星ギヤ（１６）と、遊星ギヤ（１６）に固定された延長部（２０）に取り付けられたコンロッド（１９）であって、コンロッド（１９）を駆動する手段により遊星ギヤが回転されるようになっているコンロッド（１９）とを備え、このコンロッド（１９）は遊星ギヤ（１９）に、遊星ギヤ（１６）から延長部（２０）の長さだけ離間した所定位置に取り付けられ、且つコンロッド（１９）がシャフト（１１）の主軸を横切って角振動するように構成される。

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は伝動装置、特には、限定するものではないが、二サイクル機関及び四サイクル機関を含む内燃機関、並びに自転車チェーン機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関は、トルク発生時にピストンに印加される力が上手く利用されていないことから、その効果に制限がある。従来の内燃機関は更に、燃焼工程が効率的に行われないことが多いと云う不都合がある。また、自転車のチェーン伝達機構は比較的効率が良いが、達成可能なトルクを大きくしたい場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記の不都合を克服、即ち実質的に改良することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によれば、ベースと、ベースに回転自在に支持された被駆動シャフトと、シャフトを囲繞し且つベースに固定された内部ギヤと、シャフトに固定され且つそれより概略半径方向に延びるアームと、アームに取り付けられ且つ内部ギヤに噛合する遊星ギヤであって、この遊星ギヤが回転すると前記シャフトが回転されるようにして成る遊星ギヤと、この遊星ギヤに固定された延長部に回転自在に取り付けられたコンロッドであって、このコンロッドを駆動するピストンにより前記遊星ギヤが回転されるようにして成るコンロッドとを備え、このコンロッドが前記遊星ギヤに、この遊星ギヤから前記延長部の長さだけ離れた所定位置で取り付けられ、且つそのコンロッドが前記シャフトの主軸を横切って角振動するようにして成る伝動装置がここに開示される。
他の側面によれば、ベースと、ベースに回転自在に支持された被駆動シャフトと、シャフトを囲繞し且つベースに固定された内部ギヤと、シャフトに固定され且つそれより概略半径方向に延びるアームと、アームに取り付けられ且つ内部ギヤに噛合する遊星ギヤであって、この遊星ギヤが回転すると前記シャフトが回転されるようにして成る遊星ギヤと、この遊星ギヤに固定された延長部に回転自在に取り付けられたコンロッドであって、このコンロッドを駆動するペダルにより前記遊星ギヤが回転されるようにして成るコンロッドとを備え、このコンロッドが前記遊星ギヤに、この遊星ギヤから前記延長部の長さだけ離れた所定位置で取り付けられ、且つそのコンロッドが前記シャフトの主軸を横切って角振動するようにして成る伝動装置が開示される。
他の側面によれば、ベースと、ベースに回転自在に支持された被駆動シャフトと、シャフトに回転自在に取り付けられ且つそれより概略半径方向に延びるアームと、ラジアルクランクアームの他端に枢軸旋回自在に取り付けられた第２のアームと、この第２のアームの対向端でそれに対して回転自在に取り付けられたコンロッドとを備え、このコンロッドがラジアルクランクアームを回転させ、且つそのコンロッドが前記シャフトの主軸を横切って角振動するようにして成る伝動装置が開示される。
コンロッドの動きを案内するのに、ガイド手段を用いると良い。
他の側面によれば、ベースと、ベースに回転自在に支持された被駆動シャフトと、シャフトに回転自在に取り付けられ且つそれより概略半径方向に延びるアームと、ラジアルクランクアームの他端に枢軸旋回自在に取り付けられた第２のアームと、この第２のアームの対向端でそれに対して回転自在に取り付けられた更なるアームとを備え、このアームには駆動手段が外端に取り付けられているものであって、ペダルを所定路に制限するガイドが設けられ、ペダルに力が加わると、ラジアルクランクアームが回転されるようにして成る伝動装置が開示される。
【０００５】
【実施態様】
以下、本発明の好適な実施例を、添付図面を参照して例示する。
図１に、内燃機関用のクランク組立体１０が概略的に示されている。クランク組立体１０には、ベース１３上で主被駆動シャフト１１が軸受１２を介して回転自在に支持されている。シャフト１１からはラジアルクランクアーム１４が延び、その先端は軸受１５で終わっている。軸受１５は遊星ギヤ１６（形状を異にしても良い）を支持し、遊星ギヤ１６はベース１３に取り付けられた楕円リングギヤ１７に噛合している。軸受１８により遊星ギヤ１６に延長部２０を介して、内燃機関のコンロッド１９がオフセットして回転自在に取り付けられている。
コンロッド１９に駆動力が印加されると、内部リングギヤ１７に噛合する遊星ギヤ１６は矢印方向２１に回転される。ラジアルクランクアーム１４は矢印方向１４に回転することになる。
軸受１８を支持する連結ピン２４は概略経路矢印２３に沿って移動する。寸法が比例するようにしたこの構成では、連結ピン２４は遊星ギヤの外周から延長部２０によって、ある便宜距離離間して位置付けられる。また、遊星ギヤ１６の転心は、延長部２０の固定位置に基づき、その中心からは離間している。
本機構は上記のように構成されるので、上死点から下り行程の１３５〜１４０°程度までピストン変位を最大にするポテンシャルを有するから、トルク出力を増大することが出来る。
楕円リングギヤ１７はどんな角度で位置付けても良いが、図示の水平位置が最も効率的であろう。
【０００６】
図２に示すように自転車の伝動装置に本発明を用いる実施例では、コンロッド１９の代わりにペダルロッド２５を用い、これをペダル２６にかかる力で回転させる。ペダルロッド２５は図１のコンロッド２０と同様に、遊星ギヤ１６にオフセットして固定され、その回転と共に図１の実施例と同様に遊星ギヤ１６が回転するようにする。自転車シャシのベースで支持された主駆動シャフトの回転を用いて、自転車の後輪を通常のように回転させる。ペダルロッド２５の固定はまた、便宜上、他のどんなオフセット角度で固定しても良い。
ペダルのクランクアームは乗り手の便宜上、被駆動クランクシャフトに対して３６０度内のどんな角度で位置付けても良い。
【０００７】
添付図面の図３に見られる実施例では、内燃機関のクランク組立体１０が概略的に描かれている。クランク組立体１０は図２の実施例と基本的には同一であるが、リングギヤ１７が円形であり、軸受が遊星ギヤ１６の中心に位置し、且つ延長部２０も遊星ギヤ１６の中心に隣接して位置するようにした点で異なる。この構成では比例的な寸法で連結ピンが遊星ギヤの外周から好都合な位置に離れている。更に、水平と垂直の両方向の移動が用いられていることが分かる。また、機構の種々の構成部の寸法を比例させることにより、クランク１４が１３５°の角度に達したら、下り行程が完了するようになっている。従って、同様のストロークの従来型内燃機関と比較して、トルク出力はずっと大きくなる。リングギヤ１７を楕円形とした変更例では、ピストン変位が大きくなって、トルクが大きくなり、ストロークは９０°で完了する。
【０００８】
図４に示す実施例では、内燃機関のクランク組立体３０が概略的に描かれている。このクランク組立体３０には、軸受３２を介して回転自在に支持された主被駆動シャフト３１が備わる。シャフト３１からはラジアルクランクアーム３４が延び、その先端にて軸受３５で終わっている。軸受３５は、アーム３４に回転自在に係合するアーム３６を支持している。軸受３７でアーム３４に回転自在に係合しているのは、内燃機関のコンロッド３８である。
コンロッド１８に駆動力が印加・連結されると、軸受３２を支持する連結ピン３９がガイド４１の制御下で、矢印４０で示す水平路に沿って摺動する。そして、ラジアルクランクアーム３４が矢印４２の方向に回転することになる。
この実施例では、水平と垂直の両方向の移動が用いられている。更に、機構の種々の構成部の寸法を比例させることにより、クランク３４が９０°の角度に達したら、下がりストロークが完了するようになっている。この完了はまた要すれば、ガイド４２の部分を下方に傾けることにより他の角度で完了するようにしても良い。
従って、同様のストロークの従来型内燃機関と比較してトルク出力がずっと大きくなり、２ストローク動作で、即ち各３６０度のクランクシャフト回転の燃焼において４ストローク圧縮を行うことも出来るようになる。
その場合、仕事はより速く行われ、それにより熱損失が最小化されるのが分かる。上記の利点の達成のためには、コンロッドの長さが極めて重要である。更に、ストローク持続時間に対して、正のトルク出力が得られる。
【０００９】
他の実施例である自転車用のクランク組立体５０が図５及び６に概略的に示されている。クランク組立体５０には、ベース５３上に、軸受により回転自在に支持された主被駆動シャフト５１が備わる。シャフト５１からはラジアルクランクアーム５４が延び、その先端は軸受５５で終わっている。軸受５５は、アーム５４に回転自在に係合する第２のアーム５６を支持する。軸受け５７によりアーム５６の他の先端に回転自在に取り付けられているのは自転車のペダルアーム５８であって、それにペダル５９が取り付けられている。この装置は内燃機関等の他の車両にも適用可能である。
ペダル５９に力が加わると、軸受５７を支持している連結ピン６０がガイド６２及び６３の制御下で経路矢印６１に沿って摺動する。ラジアルクランクアーム５４が矢印６４の方向に沿って回転し、ペダルアーム５８が矢印６５の方向に回転することになる。
この装置では、ペダル経路は楕円状であり、ストローク完了時間を短くするか、或いはストロークを比例して増大し、従来の機構のものと同様のペダル経路長が得られるのが分かる。
ペダルのクランクアームの被駆動クランクシャフトに対する位置付けは、乗り手の便宜上３６０°内のどんな角度で行っても良い。
ガイド６２、６３は他の形状のものでも良いが、図５および６に示すようにすれば、ペダル経路の初めの４０°において特に速いペダル変位が得られる。
これ等の機構は上記のように、一定で、正のより大きいトルク出力を発生する。
【００１０】
図７及び８に示す自転車装置を用いて、自転車の両方向における駆動装置を提供することが出来る。機構７には、自転車の後輪を駆動するのに用いるチェーン７２（明瞭化のため図７には図示せず）が取り付けられたギヤ掛けスプロケット７１が備わる。機構７にはまた、ペダル７４が取り付けられた二つのペダルロッド７３が備わる。ペダルロッド７３には遊星スプロケット７５が回転自在に取り付けられ、この遊星スプロケット７５は前の実施例で述べたように楕円ギヤ７６（明瞭化のため図８には図示せず）で動作し、その走行中に楕円ギヤ７６により大きいトルクを出力するようになっている。スプロケット７５はペダル軸７８の周りを回転するギヤ７７に固定され、このギヤ７７が可逆ギヤ７９と作用し合ってチェーン７２が取り付けられたスプロケット７１を駆動する。可逆ギヤ７９は、ペダル７４が逆転するとチェーン７２がペダル踏みの方向に従って両方向に駆動されるように動作する。
上記は本発明の実施例を若干記すものであり、本発明の範囲を逸脱することなく当業者に自明な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
第１の実施例の内燃機関の伝動装置の概略的端部立面図である。
【図２】
好適な実施例の変速歯車装置を有する自転車の概略的側面図である。
【図３】
別の実施例である内燃機関の伝動装置の概略的端部立面図である。
【図４】
更に別の実施例である自転車の伝動装置の概略的端部立面図である。
【図５】
更に別の実施例である自転車（一方のペダル図示）の伝動装置の概略的端部立面図である。
【図６】
図６の自転車（他方のペダル図示）の伝動装置の概略的端部立面図である。
【図７】
他の実施例である自転車の伝動装置の概略的端部立面図である。
【図８】
図７の自転車の伝動装置の概略的端部立面図である。

Claims

ベースと、ベースに回転自在に支持された被駆動シャフトと、シャフトを囲繞し且つベースに固定された内部ギヤと、シャフトに固定され且つそれより概略半径方向に延びるアームと、アームに取り付けられ且つ内部ギヤに噛合する遊星ギヤであって、この遊星ギヤが回転すると前記シャフトが回転されるようにして成る遊星ギヤと、この遊星ギヤに固定された延長部に回転自在に取り付けられたコンロッドであって、このコンロッドを駆動する手段により前記遊星ギヤが回転されるようにして成るコンロッドとを備え、このコンロッドが前記遊星ギヤに、この遊星ギヤから前記延長部の長さだけ離れた所定位置で取り付けられ、且つそのコンロッドが前記シャフトの主軸を横切って角振動するようにして成る伝動装置。
ベースと、ベースに回転自在に支持された被駆動シャフトと、シャフトを囲繞し且つベースに固定された内部ギヤと、シャフトに固定され且つそれより概略半径方向に延びるアームと、アームに取り付けられ且つ内部ギヤに噛合する遊星ギヤであって、この遊星ギヤが回転すると前記シャフトが回転されるようにして成る遊星ギヤと、この遊星ギヤに固定された延長部に回転自在に取り付けられたコンロッドであって、このコンロッドを駆動するピストンにより前記遊星ギヤが回転されるようにして成るコンロッドとを備え、このコンロッドが前記遊星ギヤに、この遊星ギヤから前記延長部の長さだけ離れた所定位置で取り付けられ、且つそのコンロッドが前記シャフトの主軸を横切って角振動するようにして成る伝動装置。
内部ギヤが楕円リングギヤ形状に形成されて成る請求項１又は２に記載の伝動装置。
楕円リングギヤ形状に形成された内部ギヤが水平に位置するようにして成る請求項３に記載の伝動装置。
延長部が遊星ギヤの中心からオフセットして固定され、遊星ギヤの転心もオフセットして位置して成る請求項３に記載の伝動装置。
内燃機関に用いられる請求項１〜５のいずれか１項に記載の伝動装置。
ベースと、ベースに回転自在に支持された被駆動シャフトと、シャフトを囲繞し且つベースに固定された内部ギヤと、シャフトに固定され且つそれより概略半径方向に延びるアームと、アームに取り付けられ且つ内部ギヤに噛合する遊星ギヤであって、この遊星ギヤが回転すると前記シャフトが回転されるようにして成る遊星ギヤと、この遊星ギヤに固定された延長部に回転自在に取り付けられたコンロッドであって、このコンロッドを駆動するペダルにより前記遊星ギヤが回転されるようにして成るコンロッドとを備え、このコンロッドが前記遊星ギヤに、この遊星ギヤから前記延長部の長さだけ離れた所定位置で取り付けられ、且つそのコンロッドが前記シャフトの主軸を横切って角振動するようにして成る伝動装置。
ベースと、ベースに回転自在に支持された被駆動シャフトと、シャフトに回転自在に取り付けられ且つそれより概略半径方向に延びるアームと、ラジアルクランクアームの他端に枢軸旋回自在に取り付けられた第２のアームと、この第２のアームの対向端でそれに対して回転自在に取り付けられたコンロッドとを備え、このコンロッドがラジアルクランクアームを回転させ、且つそのコンロッドが前記シャフトの主軸を横切って角振動するようにして成る伝動装置。
コンロッドがピストン駆動されるようにして成る請求項８に記載の伝動装置。
コンロッドの動きを案内するためにガイド手段を用いて成る請求項８又は９に記載の伝動装置。
ベースと、ベースに回転自在に支持された被駆動シャフトと、シャフトに回転自在に取り付けられ且つそれより概略半径方向に延びるアームと、ラジアルクランクアームの他端に枢軸旋回自在に取り付けられた第２のアームと、この第２のアームの対向端でそれに対して回転自在に取り付けられた更なるアームとを備え、このアームには駆動手段が外端に取り付けられているものであって、ペダルを所定路に制限するガイドが設けられ、ペダルに力が加わると、ラジアルクランクアームが回転されるようにして成る伝動装置。
駆動手段がペダルである請求項１１に記載の伝動装置。