JP2011073488A - 変速プーリおよびこれを用いた自転車用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】変速プーリ10は、回転軸に連結される筒状のハブ11と、2つのプーリ片12、13と、2つのトルクカム14、15と、2つの付勢手段20、21とを備える。2つのプーリ片12、13は、ハブ11の外周部に摺動可能にそれぞれ設けられ、互いに対向する面の間に断面V字状のベルトを挟持するためのV溝を形成している。2つのトルクカム14、15は、2つのプーリ片12、13にそれぞれ設けられており、各トルクカム14(15)は、螺旋方向に移動可能に係合するとともに、ハブ11とプーリ片12(13)とにそれぞれ固定される2つのトルクカム片16、17(18、19)からなる。付勢手段20、21は、2つのプーリ片12、13にそれぞれ設けられており、2つのプーリ片12、13が離間する方向にプーリ片12、13をそれぞれ付勢する。
【選択図】図3
Description
また、1つのトルクカムを構成する2つのトルクカム片は、軸方向端部が係合しており、2つのトルクカム片同士の接触面積が大きいため、トルクカム片に局所的に大きな力が作用することがなく、変形や破損が生じにくい。そのため、2つのプーリ片の離接を長期間にわたってスムーズに行うことができる。
トルクカム片の切欠け部又はカム溝の螺旋方向の角度にもよるが、捩りコイルスプリングは、プーリ片を軸方向に同じ距離だけ移動させる引張コイルスプリングよりも、コイルの巻き数を少なくできるため、軸方向長さを短くできる。そのため、変速プーリを小形化することができる。
この構成によると、付勢手段を設けないため、変速プーリの部品点数が少なくなり、製造コストを低減できるとともに、変速プーリを小形化することができる。
また、変速プーリにおけるベルトの巻き掛け径が小さくなる際、ベルトの緩み側部分の張力が小さくなるが、このとき、ベルト緩み側張力維持手段の押圧手段によって、テンションプーリがベルトの緩み側部分に押し付けられるため、ベルトの緩み側部分の張力を一定に維持することができる。
また、車輪用プーリは、2つのプーリ片の離間距離をスムーズに変化させることができるため、自転車用駆動装置は、駆動プーリと車輪用プーリとの回転速度比をスムーズに変化させることができる。
以下、本発明の第1の実施の形態について説明する。
本実施形態の自転車用駆動装置5は、自転車1に適用されている。図1及び図2に示すように、自転車1は、フレーム2と、ペダル3と、車輪(後輪)4と、ペダル3の回転を車輪4に伝達する自転車用駆動装置5とを備えている。ペダル3の回転軸3a(図2参照)と、車輪4の回転軸4a(図2参照)は、それぞれフレーム2に回転自在に取り付けられている。
なお、図3及び図4に示した矢印Aは、図1の矢印Aと同じく、車輪用プーリ10の回転方向である。
また、可動トルクカム片17と固定トルクカム片16とは螺旋方向に移動可能に係合しているため、プーリ片12がハブ11に対して矢印A方向に相対回転すると、この回転力の一部はトルクカム14により軸方向の力に変換され、プーリ片12はプーリ片13に近接する方向に移動する。
テンションプーリ32は、L字型アーム31の一方の先端部に回転自在に取り付けられている。テンションプーリ32は、ベルト7の緩み側部分の内周面に接触している。
テンションスプリング33は、L字型アーム31の他方の先端部とフレーム2との間に引張状態で取り付けられており、テンションプーリ32をベルト7の緩み側部分に押し付ける方向に付勢している。
また、1つのトルクカム14(15)を構成する2つのトルクカム片16、17(18、19)は、軸方向端部が係合しており、2つのトルクカム片同士の接触面積が大きいため、トルクカム片16、17(18、19)に局所的に大きな力が作用することがなく、変形や破損が生じにくい。そのため、2つのプーリ片12、13の離接を長期間にわたってスムーズに行うことができる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。但し、前記第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。本実施形態の自転車用駆動装置は、車輪用プーリ(変速プーリ)の構成が、第1実施形態と異なるものの、その他の構成は前記第1実施形態と同様である。
また、可動トルクカム片117と固定トルクカム片116とは螺旋方向に移動可能に係合しているため、プーリ片112がハブ11に対して矢印A方向に相対回転すると、この回転力の一部はトルクカム114により軸方向の力に変換され、プーリ片112はプーリ片113に近接する方向に移動する。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。但し、前記第1実施形態又は第2実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。本実施形態の自転車用駆動装置は、車輪用プーリ(変速プーリ)の構成が、第1実施形態と異なるものの、その他の構成は前記第1実施形態と同様である。
2 フレーム
3 ペダル
3a 回転軸
4 車輪
4a 回転軸
5 自転車用駆動装置
6 駆動プーリ
7 ベルト
10 車輪用プーリ(変速プーリ)
11 ハブ
12、13 プーリ片
14、15 トルクカム
16、18 固定トルクカム片
16a、18a 切欠け部
17、19 可動トルクカム片
17a、19a 突起部
20、21 捩りコイルスプリング(付勢手段)
22、23 スプリングカバー
30 緩み側張力調整手段
31 L字型アーム
32 テンションプーリ
33 テンションスプリング
110、210 車輪用プーリ(変速プーリ)
112、113 プーリ片
114、115 トルクカム
116、118 固定トルクカム片
116a、118a カム溝
117、119 可動トルクカム片
117a、119a カムピン
Claims (6)
- 回転軸に連結される筒状のハブと、
それぞれが前記ハブの外周部に軸方向及び周方向に摺動可能に設けられるとともに、互いに対向する面の間に、断面V字状のベルトを挟持するためのV溝を形成する2つのプーリ片と、
螺旋方向に移動可能に係合するとともに、前記ハブと前記プーリ片とにそれぞれ固定される2つのトルクカム片からなるトルクカムであって、前記2つのプーリ片にそれぞれ設けられている2つのトルクカムと、
前記2つのプーリ片が離間する方向に前記プーリ片を付勢する付勢手段であって、前記2つのプーリ片にそれぞれ設けられている2つの付勢手段と
を備えることを特徴とする変速プーリ。 - 前記2つのトルクカム片は、軸方向に並べて配置された2つの筒状体であって、
前記2つの筒状体のうちの一方の軸方向端部には、螺旋方向に延びる縁部を有する切欠け部が形成され、
他方の軸方向端部には、軸方向に突出し、前記切欠け部に対して螺旋方向に摺動可能に係合する突起部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の変速プーリ。 - 前記2つのトルクカム片の一方が、螺旋方向に延びるカム溝が形成された筒状体であって、
他方は、前記カム溝内に挿入され、前記カム溝に沿って移動可能なカムピンを有していることを特徴とする請求項1に記載の変速プーリ。 - 前記付勢手段が、前記プーリ片を前記ハブに対して回動付勢する捩りコイルスプリングであることを特徴とする請求項2又は3に記載の変速プーリ。
- 前記2つの付勢手段を備えていないことを特徴とする請求項3に記載の変速プーリ。
- 自転車のペダルの回転軸に連結される駆動プーリと、
自転車の車輪の回転軸に連結される車輪用プーリと、
前記駆動プーリと前記車輪用プーリとにわたって懸架されるベルトと、
前記ベルトの緩み側部分に接触するテンションプーリと、このテンションプーリを前記ベルトの緩み側部分に押し付ける押圧手段とを備え、前記緩み側部分の張力を一定に維持する緩み側張力維持手段と
を備える自転車用駆動装置であって、
前記車輪用プーリとして、請求項1〜5の何れかに記載の変速プーリを用いることを特徴とする自転車用駆動装置。
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