JP2012532789A - Power transmission device for chainless bicycles - Google Patents

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Abstract

本発明は、多重ギア列を有する遊星ギア装置を利用することで多様な変速比を具現することができるし、変速が容易であるだけでなく、確かな動力伝達が可能であり、また、後輪の脱付着が容易な無チェーン自転車用動力伝達装置に関するものである。これを達成するための手段として、本発明の一実施例による無チェーン自転車用動力伝達装置はペダル軸上に設置されて、ペダル軸の回転速度を増加させて出力させる第１変速部と、ペダル軸上に設置されて、第１変速部が出力する速度で回転する第１傘歯車と、第１傘歯車と歯合される第２傘歯車を一端に具備した動力伝達軸と、動力伝達軸の他端に具備された第３傘歯車と歯合される第４傘歯車と、第４傘歯車の回転速度を増加させて出力させる第２変速部と、及び第２変速部が出力する速度で回転する後輪軸と、を含んで、そして、第１及び第２変速部はそれぞれペダル軸と第４傘歯車に固定連結されたキャリアと、キャリアの一面の仮想の円周上に少なくとも３個の支持台を突出形成して、それぞれ独立的に自由回転が可能になるように少なくとも３対が設置されて、直径がお互いに異なる少なくとも３個の遊星ギアでなされた遊星ギア群と、各遊星ギアとそれぞれ内接して歯合されて、それぞれ独立的に自由回転が可能なリングギアでなされたリングギア群と、各遊星ギアとそれぞれ外接して歯合されて、お互いに異なる直径で一体に形成された太陽ギアでなされた太陽ギア群と、太陽ギア群に固定連結された出力軸及びリングギアのうちで何れか一つを選択的に固定する変速ロック手段でなされたことを特徴とする。
【選択図】 図３The present invention can implement various gear ratios by using a planetary gear device having a multiple gear train, and not only is easy to shift, but also reliable power transmission is possible. The present invention relates to a power transmission device for a chainless bicycle in which the wheel can be easily attached and detached. As means for achieving this, a power transmission device for a chainless bicycle according to an embodiment of the present invention is installed on a pedal shaft, and increases the rotational speed of the pedal shaft for output, and a pedal A first bevel gear installed on the shaft and rotating at a speed output by the first transmission unit; a power transmission shaft having a second bevel gear engaged with the first bevel gear at one end; and a power transmission shaft A fourth bevel gear meshed with a third bevel gear provided at the other end of the first gear, a second transmission unit for increasing the rotation speed of the fourth bevel gear, and a speed output by the second transmission unit Each of the first and second speed change parts includes a carrier fixedly connected to the pedal shaft and the fourth bevel gear, and at least three on a virtual circumference of one surface of the carrier. The support base can be projected to freely rotate independently. At least three pairs are installed on the planetary gears, and a planetary gear group made up of at least three planetary gears having different diameters from each other and in meshed with each planetary gear, and can independently rotate freely. A ring gear group made of ring gears, a sun gear group made of sun gears circumscribed by each planetary gear and integrally formed with different diameters from each other, and fixedly connected to the sun gear group Further, the present invention is characterized in that it is constituted by a shift lock means for selectively fixing any one of the output shaft and the ring gear.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、無チェーン自転車に関するものであり、より詳細には、多重ギア列を有する遊星ギア装置を利用することで、多様な変速比を具現することができるし、変速が容易であるだけでなく、確かな動力伝達が可能で、また、後輪の脱付着が容易な無チェーン自転車用動力伝達装置に関するものである。   The present invention relates to a chainless bicycle, and more specifically, by using a planetary gear device having a multiple gear train, various gear ratios can be realized, and only gear shifting is easy. The present invention relates to a power transmission device for a chainless bicycle in which reliable power transmission is possible and the rear wheel can be easily attached and detached.

自転車は、人力によって駆動可能な移動手段として交通手段、レジャー、スポーツなどの多様な用途で活用されている。自転車は、このごろになって環境汚染及び高油価などの問題に積極的に対処することができる親環境交通として再照明されている。また、自転車は運動量が絶対的に不足な現代人らが易しく近付くことができる運動手段である。   Bicycles are used as a moving means that can be driven by human power for various uses such as transportation, leisure, and sports. Bicycles have recently been relighted as pro-environment traffic that can actively address issues such as environmental pollution and high oil prices. Bicycles are also an exercise means that modern people with an absolute shortage of exercise can easily approach.

自転車は、一般的にペダル側スプロケットと後輪側スプロケットをチェーンで連結して、動力伝達がなされる構造を有する。このようなチェーン式自転車は、変速のためにペダル及び後輪側スプロケットを多段で構成して、スプロケットでチェーンを移動させることで多様な変速比を具現することができる。   A bicycle generally has a structure in which power is transmitted by connecting a pedal side sprocket and a rear wheel side sprocket with a chain. Such a chain-type bicycle can implement various gear ratios by configuring the pedal and the rear wheel side sprocket in multiple stages for shifting, and moving the chain with the sprocket.

しかし、従来のチェーン式自転車は、チェーンに塗布された油が服や身体につくようになって、衛生的ではない問題点がある。また、チェーンが垂れてスプロケットから離脱しやすくて、ひどい場合切れたりする。これにより安全事故がよく発生する問題点がある。また、チェーン式自転車は、チェーンとスプロケットのかみ合うによる摩擦損失が比較的大きいために動力伝達効率が落ちて、騷音発生が大きいという問題点がある。延いては、自転車の変速は走行中に連続的になされるために自転車の停止時には変速することができない問題点がある。   However, the conventional chain bicycle has a problem that it is not hygienic because the oil applied to the chain comes on the clothes and body. In addition, the chain can easily drip off the sprocket, and can be severed. As a result, safety accidents often occur. In addition, the chain type bicycle has a problem that the friction loss due to the engagement between the chain and the sprocket is relatively large, so that the power transmission efficiency is lowered and the generation of noise is large. As a result, there is a problem that the bicycle cannot be shifted when the bicycle is stopped because the bicycle is continuously shifted during traveling.

このような問題点を解消しようとチェーンを使わなくても効率的な動力伝達が可能な無チェーン自転車が開発されている。代表的なものとして、傘歯車を利用した無チェーン自転車がある。このような傘歯車を利用した無チェーン自転車は、動力伝達軸がチェーンの役割を代わりにするようになる。すなわち、ペダル軸の回転力を、傘歯車を利用して直交変換して動力伝達軸に伝達して、再び動力伝達軸の回転力を、傘歯車を利用して直交変換することで後輪を駆動させるようになる。このような従来の無チェーン自転車は既存のチェーン式自転車と比べる時に動力伝達構造が比較的簡単で、傘歯車及び動力伝達軸の摩擦力を減らすことで動力伝達効率を改善することができる長所がある。   In order to solve these problems, chainless bicycles that can efficiently transmit power without using a chain have been developed. A typical example is a chainless bicycle using bevel gears. In a chainless bicycle using such a bevel gear, the power transmission shaft takes the role of the chain instead. That is, the rotational force of the pedal shaft is orthogonally transformed using the bevel gear and transmitted to the power transmission shaft, and the rotational force of the power transmission shaft is again orthogonally transformed using the bevel gear to change the rear wheel. It comes to drive. Such a conventional chainless bicycle has a relatively simple power transmission structure when compared with an existing chain bicycle, and has the advantage that the power transmission efficiency can be improved by reducing the frictional force of the bevel gear and the power transmission shaft. is there.

しかし、従来の無チェーン自転車は、既存のチェーン式自転車のように多様な変速比を具現することが容易ではないだけでなく、後輪の脱付着も容易ではなくて、後輪の入れ替えや修理が難しいという問題点がある。これは無チェーン自転車の大衆化に最大の問題点として指摘されている。   However, conventional chainless bicycles are not only easy to implement various gear ratios like existing chain bicycles, but also are not easy to attach and detach the rear wheels. There is a problem that is difficult. This is pointed out as the biggest problem in the popularization of chainless bicycles.

本発明は、前記のような問題を解決しようとするものであり、本発明の目的は比較的簡単な構造で多様な変速比を具現することができるし、変速が容易であるだけでなく、確かな動力伝達が可能であり、延いては、後輪の脱付着が容易な無チェーン自転車用動力伝達装置を提供するものである。   The present invention is intended to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to realize various gear ratios with a relatively simple structure and not only to facilitate gear shifting, It is an object of the present invention to provide a power transmission device for a chainless bicycle in which reliable power transmission is possible and by extension, the rear wheel can be easily attached and detached.

本発明のその外の目的、特定の長所ら及び新規な特徴らは、添付図面らと係わって説明される以下の詳細な説明と望ましい実施例からより明確になるであろう。   Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments described in connection with the accompanying drawings.

上のような目的を達成するために本発明の一実施例による無チェーン自転車用動力伝達装置は、ペダル軸１００上に設置されて、ペダル軸１００の回転速度を増加させて出力させる第１変速部２００と、ペダル軸１００上に設置されて、第１変速部２００が出力する速度で回転する第１傘歯車３００と、第１傘歯車３００と歯合される第２傘歯車４２０を一端に具備した動力伝達軸４００と、動力伝達軸４００の他端に具備された第３傘歯車４４０と歯合される第４傘歯車５００と、第４傘歯車５００の回転速度を増加させて出力させる第２変速部６００と、及び第２変速部６００が出力する速度で回転する後輪軸７００と、を含んで、そして、第１及び第２変速部２００、６００はそれぞれペダル軸１００と第４傘歯車５００に固定連結されたキャリア２１０、６１０と、キャリア２１０、６１０一面の仮想の円周上に少なくとも３個の支持台２１２、６１２を突出形成して、それぞれ独立的に自由回転が可能になるように少なくとも３対が設置されて、直径がお互いに異なる少なくとも３個の遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cでなされた遊星ギア群２２０、６２０と、各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cとそれぞれ内接して歯合されて、それぞれ独立的に自由回転が可能なリングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cでなされたリングギア群２３０、６３０と、各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cとそれぞれ外接して歯合されて、お互いに異なる直径で一体に形成された太陽ギア２４０a、２４０b、２４０c、６４０a、６４０b、６４０cでなされた太陽ギア群２４０、６４０と、太陽ギア群２４０、６４０に固定連結された出力軸２５０、６５０及びリングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cのうちで何れか一つを選択的に固定する変速ロック手段２７０、６７０でなされたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power transmission device for a chainless bicycle according to an embodiment of the present invention is installed on the pedal shaft 100 to increase the rotational speed of the pedal shaft 100 and output the first shift. Part 200, a first bevel gear 300 that is installed on the pedal shaft 100 and rotates at a speed output from the first transmission unit 200, and a second bevel gear 420 that meshes with the first bevel gear 300 at one end. The power transmission shaft 400 provided, the fourth bevel gear 500 meshed with the third bevel gear 440 provided at the other end of the power transmission shaft 400, and the rotational speed of the fourth bevel gear 500 are increased and output. Including a second transmission unit 600 and a rear wheel shaft 700 that rotates at a speed output by the second transmission unit 600, and the first and second transmission units 200 and 600 include a pedal shaft 100 and a fourth umbrella, respectively. Fixedly connected to gear 500 Carrier 210, 610 and at least three support bases 212, 612 projectingly formed on an imaginary circumference of one surface of carrier 210, 610 so that at least three pairs can be freely rotated independently. A planetary gear group 220, 620 formed by at least three planetary gears 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, 620c, which are installed and having different diameters, and each planetary gear 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, Ring gear groups 230 and 630 formed by ring gears 230a, 230b, 230c, 630a, 630b, and 630c that are respectively inscribed and meshed with 620c and can freely rotate independently, and planetary gears 220a and 220b. , 220c, 620a, 620b, and 620c are circumscribed and meshed with each other, and are integrally formed with different diameters. Sun gear groups 240, 640 formed by the sun gears 240a, 240b, 240c, 640a, 640b, 640c, and output shafts 250, 650 and ring gears 230a, 230b, 230c fixedly connected to the sun gear groups 240, 640. , 630a, 630b, and 630c, the shift lock means 270 and 670 for selectively fixing one of them.

また、本発明による無チェーン自転車用動力伝達装置において、第１変速部２００と第１傘歯車３００は、ペダル軸１００が支持される第１ハウジング１０に内設されて、第４傘歯車５００と第２変速部６００は後輪軸の軸心８００が支持される第２ハウジング２０に内設されて、動力伝達軸４００は第１ハウジング１０と第２ハウジング２０を連結するパイプ形状の水平フレーム３２に内設されて、第１及び第２ハウジング１０、２０は開閉可能な覆い１２、８１０が具備される。   In the chainless bicycle power transmission device according to the present invention, the first transmission 200 and the first bevel gear 300 are installed in the first housing 10 on which the pedal shaft 100 is supported, and the fourth bevel gear 500 is provided. The second transmission unit 600 is installed in the second housing 20 that supports the shaft center 800 of the rear wheel shaft, and the power transmission shaft 400 is connected to the pipe-shaped horizontal frame 32 that connects the first housing 10 and the second housing 20. The first and second housings 10 and 20 are provided with covers 12 and 810 that can be opened and closed.

また、本発明による無チェーン自転車用動力伝達装置において、第１変速部２００は各遊星ギア群２２０を支持する支持台２１２とペダル軸１００が挿入固定されるペダル軸連結管２１４がキャリア２１０の一面に形成されて、太陽ギア群２４０の一側にペダル軸連結管２１４が挟まれて支持されるパイプ形状の出力軸２５０が形成されて、支持台２１２と締結されて各ギア群２２０、２３０、２４０の離脱を防止してお互いに歯合がよくなされるようにして、出力軸２５０を支持する出力軸支持板２６０がさらに具備されて、第１傘歯車３００は出力軸２５０に固定連結される。   In the chainless bicycle power transmission device according to the present invention, the first transmission unit 200 includes a support base 212 that supports each planetary gear group 220 and a pedal shaft coupling pipe 214 into which the pedal shaft 100 is inserted and fixed. The pipe-shaped output shaft 250 is formed on one side of the sun gear group 240 and supported by the pedal shaft coupling tube 214 being sandwiched between the gear groups 220, 230, The first bevel gear 300 is fixedly connected to the output shaft 250. The output shaft support plate 260 is further provided to support the output shaft 250 so as to prevent the detachment of the gear 240 and to achieve good meshing with each other. .

また、本発明による無チェーン自転車用動力伝達装置において、第２変速部６００は各遊星ギア群６２０を支持する支持台６１２がキャリア６１０の一面に形成されて、第４傘歯車５００が固定連結される第４傘歯車固定部材６１４がキャリア６１０の他面に形成されて、支持台６１２と締結されて各ギア群６２０、６３０、６４０の離脱を防止して、お互いに歯合がよくなされるようにして、出力軸６５０の他側を支持する出力軸支持板６６０がさらに具備されて、第４傘歯車固定部材６１４の内側で挟まれて支持されるようにパイプ形状の出力軸６５０が太陽ギア群６４０に延長形成される。   In the power transmission device for a chainless bicycle according to the present invention, the second transmission unit 600 includes a support base 612 that supports each planetary gear group 620 formed on one surface of the carrier 610, and the fourth bevel gear 500 is fixedly connected. The fourth bevel gear fixing member 614 is formed on the other surface of the carrier 610 and is fastened to the support base 612 to prevent the gear groups 620, 630, and 640 from coming off, so that the gears can be meshed with each other. In addition, an output shaft support plate 660 that supports the other side of the output shaft 650 is further provided, and the pipe-shaped output shaft 650 is supported by being sandwiched and supported inside the fourth bevel gear fixing member 614. An extension is formed to group 640.

そして、第１及び第２変速部２００、６００は、各遊星ギア群２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cがキャリア２１０、６１０の内側から半径が大きい順に配置される。そして、各太陽ギア２４０a、２４０b、２４０c、６４０a、６４０b、６４０cと各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cは、ギア比が１:０．２〜３であるものが望ましい。そして、リングギア群２３０、６３０は、各リングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cの外周面の直径が等しくて、各リングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cの外周面には複数の係止突起２３２、６３２が等間隔で形成される。   In the first and second transmission units 200 and 600, the planetary gear groups 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, and 620c are arranged in order of increasing radius from the inside of the carriers 210 and 610. The sun gears 240a, 240b, 240c, 640a, 640b, 640c and the planetary gears 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, 620c preferably have a gear ratio of 1: 0.2-3. In the ring gear groups 230 and 630, the diameters of the outer peripheral surfaces of the ring gears 230a, 230b, 230c, 630a, 630b, and 630c are equal, and the outer peripheral surfaces of the ring gears 230a, 230b, 230c, 630a, 630b, and 630c. A plurality of locking projections 232 and 632 are formed at equal intervals.

また、本発明による無チェーン自転車用動力伝達装置において、変速ロック手段２７０、６７０は、第１及び第２ハウジング１０、２０に形成されたガイド溝１４、２４に沿って弾性支持を受けて動いて、各リングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cに形成された何れか一つの係止突起２３２a、２３２b、２３２c、６３２a、６３２b、６３２cに選択的にロックキングされるストッパ２７２、６７２と、ストッパ２７２、６７２が移動する軌跡を囲むように第１及び第２ハウジング１０、２０に形成されて、開閉可能な覆い２７５、６７５を具備した胴体２７４、６７４と、及びストッパ２７２、６７２の位置を調節するためのワイヤ２７６、６７６と、を含んでなされる。この時、覆い２７５、６７５はストッパ２７２、６７２に挿入されてストッパ２７２、６７２がスライディング可能になるように案内するガイド２７５a、６７５aがさらに具備される。   In the chainless bicycle power transmission device according to the present invention, the shift lock means 270 and 670 move by receiving elastic support along the guide grooves 14 and 24 formed in the first and second housings 10 and 20. Stoppers 272 and 672 that are selectively locked to any one of the locking protrusions 232a, 232b, 232c, 632a, 632b, and 632c formed on each ring gear 230a, 230b, 230c, 630a, 630b, and 630c; The positions of the body 274, 674 and the stoppers 272, 672, which are formed in the first and second housings 10, 20 so as to surround the locus of movement of the stoppers 272, 672, and have covers 275, 675 that can be opened and closed. And wires 276 and 676 for adjusting. At this time, the covers 275 and 675 are further provided with guides 275a and 675a that are inserted into the stoppers 272 and 672 to guide the stoppers 272 and 672 so that they can slide.

以上のように説明したところのように本発明の一実施例による無チェーン自転車用動力伝達装置は、多重ギア列を有する遊星ギア装置を利用する第１及び第２変速部を具備することにより、既存のチェーン式自転車のように多様な変速比を容易に具現することができる利点がある。   As described above, the power transmission device for a chainless bicycle according to an embodiment of the present invention includes the first and second transmission units using the planetary gear device having a multiple gear train, There is an advantage that various gear ratios can be easily realized as in an existing chain bicycle.

また、自転車の停止時にも変速が可能であり、比較的単純な構造で耐久性が優秀であるだけでなく、確かな動力伝達が可能な利点がある。   In addition, the speed can be changed even when the bicycle is stopped, and not only has a relatively simple structure and excellent durability, but also has an advantage that reliable power transmission is possible.

また、後輪の脱付着が容易で、後輪の入れ替えや修理が容易であるという長所がある。   In addition, there is an advantage that the rear wheel can be easily attached and detached, and the rear wheel can be easily replaced or repaired.

延いては、本発明の無チェーン自転車用動力伝達装置は、ペダル軸を回転させるためのバッテリーと電気モータ、または内燃機関が具備されることで電気自転車または原動機装置自転車としても活用が可能である。   By extension, the power transmission device for a chainless bicycle according to the present invention can be used as an electric bicycle or a prime mover bicycle by being provided with a battery for rotating the pedal shaft and an electric motor, or an internal combustion engine. .

図１は本発明の一実施例による動力伝達装置を具備した無チェーン自転車を示した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a chainless bicycle equipped with a power transmission device according to an embodiment of the present invention. 図２は無チェーン自転車用動力伝達装置のフレームを示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a frame of a power transmission device for a chainless bicycle. 図３は無チェーン自転車用動力伝達装置のペダル側を示した分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the pedal side of the power transmission device for a chainless bicycle. 図４は図３の組み立て状態を示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the assembled state of FIG. 図５は無チェーン自転車用動力伝達装置の後輪側を示した分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing the rear wheel side of the chainless bicycle power transmission device. 図６は図５の組み立て状態を示した断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the assembled state of FIG. 図７は本発明の変速ロック手段を示した分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view showing the shift lock means of the present invention.

以下、本発明の望ましい実施例を添付した図面らを参照して詳しく説明する。まず、各図面の構成要素らに参照符号を付け加えることにおいて、等しい構成要素らに対してはたとえ他の図面上に表示されてもできるだけ等しい符号を使用する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding the reference numerals to the components of each drawing, the same components are used as much as possible even if they are displayed on other drawings.

[本発明の構成]
先ず、添付された図面を参考して、本発明の一実施例による無チェーン自転車用動力伝達装置の構成に対して説明する。 [Configuration of the present invention]
First, a configuration of a chainless bicycle power transmission device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の一実施例による動力伝達装置を具備した無チェーン自転車を示した斜視図である。図１に示されたところのように本発明の一実施例による動力伝達装置２はペダル軸１００の回転速度を変換して後輪３を駆動させるようになる。この時、ペダル１０２は図１に示されたところのようにアーム１０１でペダル軸１００と連結されて、ペダル１０２を踏むことで動力伝達装置２のペダル軸１００を回転させるようになる。これとは他にペダル軸１００を回転させるためにバッテリー(図示せず)と電気モータ(図示せず)、または原動機(図示せず)を無チェーン自転車１に設置することも可能である。   FIG. 1 is a perspective view showing a chainless bicycle equipped with a power transmission device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the power transmission device 2 according to the embodiment of the present invention converts the rotational speed of the pedal shaft 100 to drive the rear wheel 3. At this time, the pedal 102 is connected to the pedal shaft 100 by the arm 101 as shown in FIG. 1, and the pedal shaft 100 of the power transmission device 2 is rotated by stepping on the pedal 102. In addition to this, a battery (not shown) and an electric motor (not shown) or a prime mover (not shown) can be installed in the chainless bicycle 1 in order to rotate the pedal shaft 100.

すなわち、本発明の動力伝達装置２は電気自転車と原動機装置自転車に適用されることができる。この時、原動機装置自転車は自動車管理法第３条の規定による二輪自動車のうちで排気量１２５ｃｃ以下の二輪自動車(例:バイク、スクーターなど)を言う。   That is, the power transmission device 2 of the present invention can be applied to electric bicycles and prime mover bicycles. At this time, the prime mover bicycle refers to a two-wheeled vehicle (e.g., a motorcycle, a scooter, etc.) having a displacement of 125 cc or less among the two-wheeled vehicles defined in Article 3 of the Vehicle Management Law.

図２は、無チェーン自転車用動力伝達装置のフレームを示した斜視図である。本発明の一実施例による動力伝達装置は、図２に示されたところのようなフレーム上に設置される。本発明の一実施例によればフレームは、全体的に水平フレーム３２、３４及び傾斜フレーム４０、５０でなされる。この時、水平フレーム３２、３４はパイプ形状を有して、自転車１の左右側に位置するように一対が具備されることが望ましい。そして、第１水平フレーム３２と第１傾斜フレーム４０の連結部には円筒状の第１ハウジング１０が形成されて、第１水平フレーム３２と第２傾斜フレーム５０の連結部には円筒状の第２ハウジング２０が形成される。第１ハウジング１０にはペダル軸１００、第１変速部２００、第１傘歯車３００及び第２傘歯車４２０が設置されて、第２ハウジング２０には第３傘歯車４４０、第４傘歯車５００、第２変速部６００が設置される。そして、第１水平フレーム３２内部に動力伝達軸４００が設置される。また、第１ハウジング１０と第２ハウジング２０はそれぞれ覆い１２、８１０が設置される。   FIG. 2 is a perspective view showing a frame of a power transmission device for a chainless bicycle. A power transmission device according to an embodiment of the present invention is installed on a frame as shown in FIG. According to one embodiment of the present invention, the frame is generally made up of horizontal frames 32, 34 and inclined frames 40, 50. At this time, it is desirable that the horizontal frames 32 and 34 have a pipe shape and a pair is provided so as to be positioned on the left and right sides of the bicycle 1. A cylindrical first housing 10 is formed at a connecting portion between the first horizontal frame 32 and the first inclined frame 40, and a cylindrical first housing 10 is formed at a connecting portion between the first horizontal frame 32 and the second inclined frame 50. Two housings 20 are formed. The first housing 10 includes a pedal shaft 100, a first transmission 200, a first bevel gear 300, and a second bevel gear 420. The second housing 20 includes a third bevel gear 440, a fourth bevel gear 500, A second transmission unit 600 is installed. A power transmission shaft 400 is installed inside the first horizontal frame 32. The first housing 10 and the second housing 20 are provided with covers 12 and 810, respectively.

図３は、無チェーン自転車用動力伝達装置のペダル側を示した分解斜視図であり、図４は、図３の組み立て状態を示した断面図であり、図５は、無チェーン自転車用動力伝達装置の後輪側を示した分解斜視図であり、図６は、図５の組み立て状態を示した断面図である。図３乃至図６に示されたところのように、本発明の一実施例による動力伝達装置は、おおよそペダル軸１００、第１変速部２００、第１傘歯車３００、第２及び第３傘歯車４２０、４４０を具備した動力伝達軸４００、第４傘歯車５００、第２変速部６００、そして後輪軸７００で構成される。   3 is an exploded perspective view showing a pedal side of a chainless bicycle power transmission device, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the assembled state of FIG. 3, and FIG. 5 is a chainless bicycle power transmission. FIG. 6 is an exploded perspective view showing the rear wheel side of the apparatus, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the assembled state of FIG. 5. As shown in FIGS. 3 to 6, the power transmission apparatus according to the embodiment of the present invention is approximately the pedal shaft 100, the first transmission 200, the first bevel gear 300, the second and third bevel gears. The power transmission shaft 400 includes 420 and 440, the fourth bevel gear 500, the second transmission unit 600, and the rear wheel shaft 700.

ペダル軸１００は、第１ハウジング１０に回転自在になるように設置される。   The pedal shaft 100 is installed in the first housing 10 so as to be rotatable.

第１変速部２００は、第１ハウジング１０に設置されて、多重ギア列を有する遊星ギア装置を利用することでペダル軸１００の回転速度を増加させて出力させる役割をする。第１変速部２００は、図３に示されたところのように大きくキャリア２１０、遊星ギア群２２０、リングギア群２３０、太陽ギア群２４０、出力軸２５０、変速ロック手段２７０で構成される。   The first transmission unit 200 is installed in the first housing 10 and serves to increase the rotational speed of the pedal shaft 100 by using a planetary gear device having a multiple gear train. As shown in FIG. 3, the first transmission 200 is largely composed of a carrier 210, a planetary gear group 220, a ring gear group 230, a sun gear group 240, an output shaft 250, and a transmission lock means 270.

キャリア２１０は、全体的に円形板状体をなす胴体２１１を具備する。そして、キャリア２１０の中央にはペダル軸１００が挟まれて固定されるペダル軸連結管２１４が形成される。よって、キャリア２１０はペダル軸１００と共に回転するようになる。そして、キャリア２１０の一面にはペダル軸連結管２１４を中心にする仮想の円周上に遊星ギア群２２０を設置するための支持台２１２が突出形成される。この時、支持台２１２は少なくとも３個が等間隔で形成される。一方、ペダル軸連結管２１４とペダル軸１００との間には、一方向クラッチベアリング(図示せず)が具備されることができる。一方向クラッチベアリング(図示せず)は、ペダル軸１００を正回転させる場合のみにキャリア２１０を回転させて、ペダル軸１００が逆回転する場合にはキャリア２１０を回転させないで空回転をするようになる。よって、ペダル軸１００の正回転時のみに後輪３に動力を伝達する。   The carrier 210 includes a body 211 that forms a circular plate-like body as a whole. In the center of the carrier 210, a pedal shaft connecting pipe 214 is formed, on which the pedal shaft 100 is sandwiched and fixed. Accordingly, the carrier 210 rotates together with the pedal shaft 100. A support base 212 for projecting the planetary gear group 220 is formed on one surface of the carrier 210 so as to project on a virtual circumference centered on the pedal shaft connecting pipe 214. At this time, at least three support bases 212 are formed at equal intervals. Meanwhile, a one-way clutch bearing (not shown) may be provided between the pedal shaft coupling pipe 214 and the pedal shaft 100. A one-way clutch bearing (not shown) rotates the carrier 210 only when the pedal shaft 100 is rotated forward, and rotates idly without rotating the carrier 210 when the pedal shaft 100 rotates reversely. Become. Therefore, power is transmitted to the rear wheel 3 only when the pedal shaft 100 is rotated forward.

遊星ギア群２２０は、キャリア２１０の支持台２１２に回転自在になるように設置される。そして、遊星ギア群２２０はそれぞれ独立的に回転自在になるように少なくとも３対の遊星ギア２２０a、２２０b、２２０cが設置される。また、各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０cは、直径がお互いに異なるもので構成されて、各支持台２１２に装着時直径が大きいものから順番に挟まれて装着される。本実施例で遊星ギア群２２０は３個の遊星ギア２２０a、２２０b、２２０cで構成されたものを例で挙げているが、遊星ギアの数を４個または５個で構成して、第１変速部２００の変速段数を４段または５段で構成することも可能である。   The planetary gear group 220 is installed on the support base 212 of the carrier 210 so as to be rotatable. The planetary gear group 220 is provided with at least three planetary gears 220a, 220b, and 220c so as to be independently rotatable. Further, the planetary gears 220a, 220b, and 220c have different diameters, and are mounted on the respective support bases 212 in order from the largest diameter when mounted. In this embodiment, the planetary gear group 220 is exemplified by three planetary gears 220a, 220b, and 220c. However, the number of planetary gears is four or five, and the first speed change is performed. It is also possible to configure the number of shift stages of unit 200 to be four or five.

リングギア群２３０は、３個のリングギア２３０a、２３０b、２３０cでなされる。この時、各リングギア２３０a、２３０b、２３０cは、各遊星ギア群２２０の各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０cと内接するように歯合されて独立的に回転自在である。すなわち、第１リングギア２３０aは第１遊星ギア２２０aに歯合されて、第２リングギア２３０bは第２遊星ギア２２０bに歯合されて、第３リングギア２３０cは第３遊星ギア２２０cに歯合される。また、各リングギア２３０a、２３０b、２３０cは、外周面に等間隔で係止突起２３２a、２３２b、２３２cが形成されている。特に、各リングギア２３０a、２３０b、２３０cは、後述されるストッパ２７２のチップ部２７３が円滑に歯合されるように外周面の直径が等しく形成されることが望ましい。   The ring gear group 230 includes three ring gears 230a, 230b, and 230c. At this time, the ring gears 230a, 230b, and 230c are in mesh with the planetary gears 220a, 220b, and 220c of the planetary gear group 220 and are independently rotatable. That is, the first ring gear 230a meshes with the first planetary gear 220a, the second ring gear 230b meshes with the second planetary gear 220b, and the third ring gear 230c meshes with the third planetary gear 220c. Is done. Each ring gear 230a, 230b, 230c has locking projections 232a, 232b, 232c formed on the outer peripheral surface at equal intervals. In particular, the ring gears 230a, 230b, and 230c are preferably formed to have the same diameter on the outer peripheral surface so that a tip portion 273 of a stopper 272 described later can be smoothly engaged.

太陽ギア群２４０は、３対の遊星ギア群２２０と外接して歯合されることができるように３個の太陽ギア２４０a、２４０b、２４０cで構成されて、各太陽ギア２４０a、２４０b、２４０cは、お互いに異なる直径を有する。この時、各太陽ギア２４０a、２４０b、２４０cは一体に形成されて回転するようになる。   The sun gear group 240 is composed of three sun gears 240a, 240b, 240c so as to be circumscribed and meshed with the three pairs of planetary gear groups 220. Each sun gear 240a, 240b, 240c Have different diameters. At this time, the sun gears 240a, 240b, and 240c are integrally formed to rotate.

一方、前で説明した各太陽ギア２４０a、２４０b、２４０cと各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０cは、ギア比が１:０．２〜３の範囲を有するように構成される。これに対しては後から詳しく説明することにする。   Meanwhile, the sun gears 240a, 240b, 240c and the planetary gears 220a, 220b, 220c described above are configured to have a gear ratio in the range of 1: 0.2-3. This will be described in detail later.

出力軸２５０はパイプ形状を有して、太陽ギア群２４０の第３太陽ギア２４０cの一側に固定連結される。この時、出力軸２５０にはキャリア２１０のペダル軸連結管２１４が挟まれて支持されて、ベアリングＢにお互いに接触されないように設置される。   The output shaft 250 has a pipe shape and is fixedly connected to one side of the third sun gear 240c of the sun gear group 240. At this time, the pedal shaft connecting pipe 214 of the carrier 210 is sandwiched and supported by the output shaft 250 and installed so as not to contact the bearing B.

一方、出力軸支持板２６０は、中央に出力軸挿入ホール２６２が形成された円形板として、キャリア２１０の支持台２１２と締結されて、各ギア群２２０、２３０、２４０の離脱を防止してお互いに歯合がよくなされるように一面に各ギア群２２０、２３０、２４０と対応して突出形成されたリング形状の支持突起２６４が設けられて、出力軸２５０を支持するようになる。そして、出力軸２５０と出力軸挿入ホール２６２との間にはベアリングＢが設置される。   On the other hand, the output shaft support plate 260 is fastened to the support base 212 of the carrier 210 as a circular plate having an output shaft insertion hole 262 formed in the center, and prevents the gear groups 220, 230, 240 from being separated from each other. A ring-shaped support protrusion 264 is formed on one surface so as to project well in correspondence with each gear group 220, 230, 240 so as to support the output shaft 250. A bearing B is installed between the output shaft 250 and the output shaft insertion hole 262.

一方、第１変速部２００に具備される変速ロック手段２７０は、第２変速部６００に具備される変速ロック手段６７０と構成及び作用において等しいので、後からいっぺんに説明することにする。   On the other hand, the shift lock unit 270 provided in the first transmission unit 200 is the same as the shift lock unit 670 provided in the second transmission unit 600 in configuration and operation, and will be described later.

第１傘歯車３００は、出力軸２５０の末端に固定連結されて、第１変速部２００が出力する速度で回転するようになる。   The first bevel gear 300 is fixedly connected to the end of the output shaft 250 and rotates at a speed output from the first transmission unit 200.

一方、第１ハウジング１０は、第１変速部２００及び第１傘歯車３００が外部に露出しないように覆い１２を具備する。   Meanwhile, the first housing 10 includes a cover 12 so that the first transmission 200 and the first bevel gear 300 are not exposed to the outside.

動力伝達軸４００は、両端に第２傘歯車４２０と第３傘歯車４４０を具備して、第２傘歯車４２０と第３傘歯車４４０がそれぞれ第１ハウジング１０と第２ハウジング２０に位置するように第１水平フレーム３２に設置される。この時、動力伝達軸４００と第１水平フレーム３２との間にベアリング(図示せず)を設置して、摩擦力によるエネルギー損失を最小化することが望ましい。そして、動力伝達軸４００の第２傘歯車４２０が第１傘歯車３００と歯合されることにより、第１傘歯車３００の回転力は直交変換される。   The power transmission shaft 400 includes a second bevel gear 420 and a third bevel gear 440 at both ends so that the second bevel gear 420 and the third bevel gear 440 are positioned in the first housing 10 and the second housing 20, respectively. The first horizontal frame 32 is installed. At this time, it is desirable to install a bearing (not shown) between the power transmission shaft 400 and the first horizontal frame 32 to minimize energy loss due to frictional force. Then, when the second bevel gear 420 of the power transmission shaft 400 is engaged with the first bevel gear 300, the rotational force of the first bevel gear 300 is orthogonally transformed.

第４傘歯車５００は、第２変速部６００のキャリア６１０にキー結合されて、動力伝達軸４００の第３傘歯車４４０と歯合されることにより動力伝達軸４００の回転力を直交変換して第２変速部６００に提供する。   The fourth bevel gear 500 is key-coupled to the carrier 610 of the second transmission unit 600 and meshed with the third bevel gear 440 of the power transmission shaft 400 to orthogonally transform the rotational force of the power transmission shaft 400. This is provided to the second transmission unit 600.

第２変速部６００は、第２ハウジング２０に設置されて、多重ギア列を有する遊星ギア装置を利用して、第４傘歯車５００の回転速度を増加させて出力させる役割をする。第２変速部６００のキャリア６１０、遊星ギア群６２０、リングギア群６３０、太陽ギア群６４０、出力軸６５０及び変速ロック手段６７０は、全体的に第１変速部２００の構成と等しい。以下、特徴部を主として説明することにする。   The second transmission unit 600 is installed in the second housing 20 and plays a role of increasing the rotational speed of the fourth bevel gear 500 and using the planetary gear device having a multiple gear train. The carrier 610, the planetary gear group 620, the ring gear group 630, the sun gear group 640, the output shaft 650, and the shift lock means 670 of the second transmission unit 600 are generally the same as the configuration of the first transmission unit 200. Hereinafter, the characteristic part will be mainly described.

キャリア６１０は、胴体６１１の一面に各遊星ギア群６２０を支持する支持台６１２が形成されて、他面には第４傘歯車５００が固定連結される第４傘歯車固定部材６１４が形成される。そして、出力軸６５０はパイプ形状を有して、第４傘歯車固定部材６１４の内側に挟まれて支持されるように太陽ギア群６４０の一側に長く形成されて、他側では短く延長形成される。そして、出力軸支持板６６０は、中央に出力軸挿入ホール６６２が形成された円形板として、キャリア６１０の支持台６１２と締結されて、各ギア群６２０、６３０、６４０の離脱を防止してお互いに歯合がよくなされるように一面に各ギア群６２０、６３０、６４０と対応して突出形成されたリング形状の支持突起６６４が設けられて、出力軸６５０の他側を支持する役割をする。   The carrier 610 has a support base 612 that supports each planetary gear group 620 formed on one surface of the body 611, and a fourth bevel gear fixing member 614 to which the fourth bevel gear 500 is fixedly connected. . The output shaft 650 has a pipe shape and is formed long on one side of the sun gear group 640 so as to be sandwiched and supported on the inner side of the fourth bevel gear fixing member 614 and shortly formed on the other side. Is done. The output shaft support plate 660 is fastened to the support base 612 of the carrier 610 as a circular plate having an output shaft insertion hole 662 formed in the center, and prevents the gear groups 620, 630, and 640 from being separated from each other. Ring-shaped support protrusions 664 are formed on one surface so as to correspond to the gear groups 620, 630, and 640 so as to be in good contact with each other, and serve to support the other side of the output shaft 650. .

一方、後輪軸７００は、後輪３のハブ軸(図示せず)に挟まれて後輪３と一体的に形成される。これによって出力軸６５０が後輪軸７００にキー結合されて回転するようになれば、第２変速部６００が出力する速度で後輪３が駆動するようになる。この時、後輪軸７００とハブ軸(図示せず)との間には一方向クラッチベアリング(図示せず)が設置されることが望ましい。これは後輪３が下り坂のような所で第２変速部６００の出力軸６５０回転速度よりさらに早く正回転する場合、空回転されるようにすることにより、第２変速部６００に影響を及ぼすことを防止するためである。   On the other hand, the rear wheel shaft 700 is formed integrally with the rear wheel 3 by being sandwiched between hub shafts (not shown) of the rear wheel 3. Accordingly, when the output shaft 650 is key-coupled to the rear wheel shaft 700 and rotates, the rear wheel 3 is driven at a speed output by the second transmission unit 600. At this time, it is desirable to install a one-way clutch bearing (not shown) between the rear wheel shaft 700 and the hub shaft (not shown). This is because when the rear wheel 3 rotates forward faster than the rotational speed of the output shaft 650 of the second transmission unit 600 such as on a downhill, the second transmission unit 600 is affected by being idle. This is to prevent the effect.

一方、図５に示されたところのように後輪軸の軸心８００は、第２ハウジング２０の他側を開閉する覆い８１０が一端に一体で形成されて、出力軸６５０に挟まれる。この時、後輪軸の軸心８００は出力軸６５０、後輪軸７００及び後輪３を支持して、後輪軸の軸心８００の末端は図２に示された締結孔６０に螺合されることにより、後輪３がフレームから離脱されないようにする。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the shaft center 800 of the rear wheel shaft is sandwiched between the output shaft 650 and a cover 810 that opens and closes the other side of the second housing 20 is integrally formed at one end. At this time, the shaft center 800 of the rear wheel shaft supports the output shaft 650, the rear wheel shaft 700, and the rear wheel 3, and the end of the shaft center 800 of the rear wheel shaft is screwed into the fastening hole 60 shown in FIG. Thus, the rear wheel 3 is prevented from being detached from the frame.

したがって、第２変速部６００において、キャリア６１０の支持台６１２と締結される出力軸支持板６６０によって出力軸６５０を含む各ギア群６２０、６３０、６４０の装置らが一体化されることで後輪軸の軸心８００と併せてフレームから後輪３の脱付着が容易になる。   Therefore, in the second transmission unit 600, the devices of the gear groups 620, 630, and 640 including the output shaft 650 are integrated by the output shaft support plate 660 fastened to the support base 612 of the carrier 610, so that the rear wheel shaft In addition to the shaft center 800, the rear wheel 3 can be easily detached from the frame.

図７は、本発明の変速ロック手段を示した分解斜視図である。変速ロック手段２７０、６７０は、第１ハウジング１０と第２ハウジング２０にそれぞれ設置されて、第１変速部２００と第２変速部６００の出力速度を調節する役割をする。第１変速ロック手段２７０と第２変速ロック手段６７０の構成及び作用は等しいので、以下第１変速ロック手段２７０に対してだけ説明する。第１変速ロック手段２７０は、図７に示されたところのように大きくストッパ２７２、胴体２７４及びワイヤ２７６を含んでなされる。   FIG. 7 is an exploded perspective view showing the shift lock means of the present invention. The shift lock means 270 and 670 are installed in the first housing 10 and the second housing 20, respectively, and serve to adjust the output speeds of the first transmission unit 200 and the second transmission unit 600. Since the first shift lock means 270 and the second shift lock means 670 have the same configuration and operation, only the first shift lock means 270 will be described below. The first shift lock means 270 includes a stopper 272, a body 274, and a wire 276, as shown in FIG.

ストッパ２７２は、下端にチップ部２７３を具備して、チップ部２７３が第１ハウジング１０の幅方向に沿って形成されたガイド溝１４に沿って移動するように設置される。この時、チップ部２７３は、全体的に円錐形状を有して、下端部は円錐形状を有する。ストッパ２７２はチップ部２７３が第１変速部２００の第１乃至第３リングギア２３０a、２３０b、２３０cに形成された何れか一つの係止突起２３２a、２３２b、２３２cに選択的に係止されることで、該当リングギア２３０a、２３０b、２３０cが回転しないように固定させてくれる役割をする。   The stopper 272 includes a tip portion 273 at the lower end, and the tip portion 273 is installed so as to move along the guide groove 14 formed along the width direction of the first housing 10. At this time, the tip portion 273 has a conical shape as a whole, and the lower end portion has a conical shape. The stopper 272 is selectively locked with any one of the locking protrusions 232a, 232b, 232c formed on the first to third ring gears 230a, 230b, 230c of the first transmission 200. Thus, the ring gears 230a, 230b and 230c are fixed so as not to rotate.

胴体２７４は、ストッパ２７２がガイド溝１４に沿って移動する軌跡を囲むように空間部を具備して、第１ハウジング１０の外側面に形成される。そして、胴体２７４の一側には開閉自在な覆い２７５が装着される。特に、覆い２７５にはストッパ２７２が挟まれて長さ方向にスライディング可能になるように少なくとも１個のガイド２７５aが形成される。この時、ガイド２７５aにはストッパ２７２を弾性支持するスプリング２７８が挟まれる。スプリング２７８は図４に示されたところのように弾性力が解除されればストッパ２７２が第１変速部２００のどのリングギア２３０a、２３０b、２３０cとも歯合されない状態、すなわち無段状態になって第１変速部２００は空回転するようになる。これは電気モータ、または原動機と連結された電気自転車、または原動機装置自転車においてより有用である。   The body 274 is formed on the outer surface of the first housing 10 with a space so as to surround the locus of the stopper 272 moving along the guide groove 14. A cover 275 that can be freely opened and closed is attached to one side of the body 274. In particular, the cover 275 is formed with at least one guide 275a so that the stopper 272 is sandwiched between the cover 275 so that sliding can be performed in the length direction. At this time, a spring 278 that elastically supports the stopper 272 is sandwiched between the guides 275a. If the elastic force is released as shown in FIG. 4, the spring 278 is in a state where the stopper 272 is not meshed with any of the ring gears 230 a, 230 b, 230 c of the first transmission unit 200, that is, a stepless state. The first transmission 200 is idling. This is more useful in electric motors or electric bicycles connected to prime movers or prime mover bicycles.

ワイヤ２７６は、一端がストッパ２７２に固定されて、他端は覆い２７５を通じて自転車１のハンドルに設置される変速レバー(図示せず)と連結される。このようなワイヤ２７６は、変速レバー(図示せず)の操作によって、ストッパ２７２はスプリング２７８の弾性支持を受けながらガイド溝１４に沿って移動するようになる。   One end of the wire 276 is fixed to the stopper 272, and the other end is connected to a speed change lever (not shown) installed on the handle of the bicycle 1 through the cover 275. With such a wire 276, the stopper 272 moves along the guide groove 14 while receiving the elastic support of the spring 278 by operating a speed change lever (not shown).

[無チェーン自転車用動力伝達装置の作動]
以下、添付された図面を参考して本発明の一実施例による無チェーン自転車用動力伝達装置の作動に対して説明することにする。 [Operation of power transmission device for chainless bicycles]
Hereinafter, an operation of a power transmission device for a chainless bicycle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本発明の一実施例によれば、第１変速部２００と第２変速部６００は、多重ギア列を有する遊星ギア装置を利用して次のような変速作用を遂行する。   According to an embodiment of the present invention, the first transmission unit 200 and the second transmission unit 600 perform the following shifting operation using a planetary gear device having a multiple gear train.

先ず、ペダル軸１００または第４傘歯車５００の回転速度で回転するキャリア２１０、６１０によって各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cは、ペダル軸１００または後輪軸の軸心８００を中心に回転するようになる。そして、各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cと内接して歯合される各リングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cのうちで何れか一つがストッパ２７２、６７２によって固定されて、これに対応される遊星ギアと太陽ギアが回転するようになる。この時、残りのリングギアは、空回転するようになる。結局、太陽ギア群２４０、６４０に固定された出力軸２５０、６５０が回転することにより、変速がなされる。   First, the planet gears 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, and 620c are centered on the center axis 800 of the pedal shaft 100 or the rear wheel shaft by the carriers 210 and 610 rotating at the rotational speed of the pedal shaft 100 or the fourth bevel gear 500. To rotate. One of the ring gears 230a, 230b, 230c, 630a, 630b, and 630c meshed with the planetary gears 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, and 620c is in contact with the stoppers 272 and 672. The planetary gear and the sun gear corresponding to this are rotated and fixed. At this time, the remaining ring gears are idle. Eventually, the output shafts 250 and 650 fixed to the sun gear groups 240 and 640 rotate, thereby shifting the speed.

一方、第１変速部２００と第２変速部６００は、各太陽ギア２４０a、２４０b、２４０c、６４０a、６４０b、６４０c及びこれに歯合される遊星ギアのギア比によってペダル軸１００の回転速度を増加させて出力するようになる。例えば、第１太陽ギア２４０a、６４０aと第１遊星ギア２２０a、６２０aのギア比が１:１．５である場合出力軸２５０は、ペダル軸１００の４倍の回転速度で回転するようになる。そして、第２太陽ギア２４０b、６４０bと第２遊星ギア２２０b、６２０bのギア比が１:１である場合出力軸２５０はペダル軸１００の３倍の回転速度で回転するようになる。そして、第３太陽ギア２４０c、６４０cと第３遊星ギア２２０c、６２０cのギア比が１:０．５である場合出力軸２５０はペダル軸１００の２倍の回転速度で回転するようになる。よって、第１変速部２００と第２変速部６００は、それぞれ３段変速が可能である。この時、第１変速部２００と第２変速部６００は、動力伝達軸４００によって連結されるので、無チェーン自転車用動力伝達装置２は、総９段変速が可能である。また、第１変速部２００と第２変速部６００の遊星ギア群２２０、６２０、リングギア群２３０、６３０及び太陽ギア群２４０、６４０のギア数を増やすことによって９段以上の変速も具現することができる。   On the other hand, the first transmission unit 200 and the second transmission unit 600 increase the rotational speed of the pedal shaft 100 according to the gear ratio of the sun gears 240a, 240b, 240c, 640a, 640b, 640c and the planetary gears meshed therewith. To output. For example, when the gear ratio between the first sun gears 240a and 640a and the first planetary gears 220a and 620a is 1: 1.5, the output shaft 250 rotates at a rotational speed four times that of the pedal shaft 100. When the gear ratio between the second sun gears 240b and 640b and the second planetary gears 220b and 620b is 1: 1, the output shaft 250 rotates at a rotational speed three times that of the pedal shaft 100. When the gear ratio between the third sun gears 240c and 640c and the third planetary gears 220c and 620c is 1: 0.5, the output shaft 250 rotates at twice the rotational speed of the pedal shaft 100. Therefore, each of the first transmission unit 200 and the second transmission unit 600 can perform a three-stage transmission. At this time, since the first transmission unit 200 and the second transmission unit 600 are coupled by the power transmission shaft 400, the chainless bicycle power transmission device 2 can perform a total of nine gears. In addition, a shift of 9 or more stages can be realized by increasing the number of planetary gear groups 220 and 620, ring gear groups 230 and 630, and sun gear groups 240 and 640 of the first transmission unit 200 and the second transmission unit 600. Can do.

このように本発明の無チェーン自転車用動力伝達装置２は、遊星ギアを利用する第１及び第２変速部２００、６００を具備することで、既存のチェーン式自転車のように多様な変速比を具現することができるようになる。   As described above, the power transmission device 2 for a chainless bicycle according to the present invention includes the first and second transmission units 200 and 600 that use planetary gears, so that various gear ratios can be obtained as in an existing chain bicycle. It becomes possible to embody.

また、変速ロック手段２７０、６７０を利用して無チェーン自転車１の停止時にも変速が可能である。そして、比較的単純な構造で耐久性が優秀であるだけでなく、確かな動力伝達が可能な利点がある。   Further, the shift can be performed even when the chainless bicycle 1 is stopped by using the shift lock means 270 and 670. In addition to a relatively simple structure and excellent durability, there is an advantage that reliable power transmission is possible.

また、第２変速部６００において、キャリア６１０の支持台６１２と締結される出力軸支持板６６０を通じて出力軸６５０を含んだ各ギア群６２０、６３０、６４０の装置らを一体化させることでフレームから後輪３の脱付着を容易にする利点がある。   Further, in the second transmission unit 600, the gear groups 620, 630, and 640 including the output shaft 650 are integrated from the frame through the output shaft support plate 660 fastened to the support base 612 of the carrier 610. There is an advantage that the rear wheel 3 can be easily attached and detached.

たとえ、本発明が前記で言及した望ましい実施例と係わって説明されたが、本発明の要旨と範囲から脱することがなしに多様な修正及び変形が可能であることは、当業者なら容易に認識することができるはずだし、このような変更及び修正はすべて添付された特許請求の範囲に属することは自明である。   Although the present invention has been described in connection with the preferred embodiments referred to above, it will be readily apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It should be appreciated that all such changes and modifications are within the scope of the appended claims.

１ 無チェーン自転車
２ 動力伝達装置
３ 後輪
１０ 第１ハウジング
２０ 第２ハウジング
１２、８１０ 覆い
１４、２４ ガイド溝
３２ 第１水平フレーム
３４ 第２水平フレーム
４０ 第１傾斜フレーム
５０ 第２傾斜フレーム
１００ ペダル軸
１０１ アーム
１０２ ペダル
２００ 第１変速部
６００ 第２変速部
２１０、６１０ キャリア
２１１、６１１ 胴体
２１２、６１２ 支持台
２１４ ペダル軸連結管
６１４ 第４傘歯車固定部材
２２０、６２０ 遊星ギア群
２３０、６３０ リングギア群
２４０、６４０ 太陽ギア群
２５０、６５０ 出力軸
２６０、６６０ 出力軸支持板
２６４、６６４ 支持突起
２７０、６７０ 変速ロック手段
２７２、６７２ ストッパ
２７３、６７３ チップ部
２７４、６７４ 胴体
２７５、６７５ 覆い
２７５a、６７５a ガイド
２７６、６７６ ワイヤ
２７８、６７８ スプリング
３００ 第１傘歯車
４００ 動力伝達軸
４２０ 第２傘歯車
４４０ 第３傘歯車
５００ 第４傘歯車
７００ 後輪軸
８００ 後輪軸の軸心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chainless bicycle 2 Power transmission device 3 Rear wheel 10 1st housing 20 2nd housing 12,810 Cover 14,24 Guide groove 32 1st horizontal frame 34 2nd horizontal frame 40 1st inclination frame 50 2nd inclination frame 100 Pedal Shaft 101 Arm 102 Pedal 200 First transmission section 600 Second transmission section 210, 610 Carrier 211, 611 Body 212, 612 Support base 214 Pedal shaft coupling pipe 614 Fourth bevel gear fixing member 220, 620 Planetary gear group 230, 630 Ring Gear group 240, 640 Sun gear group 250, 650 Output shaft 260, 660 Output shaft support plate 264, 664 Support protrusion 270, 670 Shift lock means 272, 672 Stopper 273, 673 Tip portion 274, 674 Body 275, 675 Cover 275a, 6 5a guide 276,676 wire 278,678 spring 300 first bevel gear 400 power transmission shaft 420 second bevel gear 440 third bevel gear 500 fourth axis of the bevel gear 700 rear wheel shaft 800 rear wheel shaft

Claims (10)

ペダル軸１００上に設置されて、前記ペダル軸１００の回転速度を増加させて出力させる第１変速部２００と、
前記ペダル軸１００上に設置されて、前記第１変速部２００が出力する速度で回転する第１傘歯車３００と、
前記第１傘歯車３００と歯合される第２傘歯車４２０を一端に具備した動力伝達軸４００と、
前記動力伝達軸４００の他端に具備された第３傘歯車４４０と歯合される第４傘歯車５００と、
前記第４傘歯車５００の回転速度を増加させて出力させる第２変速部６００と、及び
前記第２変速部６００が出力する速度で回転する後輪軸７００と、を含んで、前記第１及び第２変速部２００、６００は、
前記ペダル軸１００と前記第４傘歯車５００にそれぞれ固定連結されたキャリア２１０、６１０と、
前記キャリア２１０、６１０の一面の仮想の円周上に少なくとも３個の支持台２１２、６１２を突出形成して、それぞれ独立的に自由回転が可能になるように少なくとも３対が設置されて、直径がお互いに異なる少なくとも３個の遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cでなされた遊星ギア群２２０、６２０と、
前記各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cとそれぞれ内接して歯合されて、それぞれ独立的に自由回転が可能なリングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cでなされたリングギア群２３０、６３０と、
前記各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cとそれぞれ外接して歯合されて、お互いに異なる直径で一体に形成された太陽ギア２４０a、２４０b、２４０c、６４０a、６４０b、６４０cでなされた太陽ギア群２４０、６４０と、
前記太陽ギア群２４０、６４０に固定連結された出力軸２５０、６５０及び
前記リングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cのうちで何れか一つを選択的に固定する変速ロック手段２７０、６７０でなされたことを特徴とする無チェーン自転車用動力伝達装置。 A first transmission unit 200 installed on the pedal shaft 100 to increase the rotational speed of the pedal shaft 100 and to output the first transmission unit 200;
A first bevel gear 300 installed on the pedal shaft 100 and rotating at a speed output by the first transmission 200;
A power transmission shaft 400 provided at one end with a second bevel gear 420 meshed with the first bevel gear 300;
A fourth bevel gear 500 meshed with a third bevel gear 440 provided at the other end of the power transmission shaft 400;
Including a second transmission unit 600 that increases and outputs the rotation speed of the fourth bevel gear 500, and a rear wheel shaft 700 that rotates at a speed output by the second transmission unit 600. The two transmission units 200 and 600 are
Carriers 210 and 610 fixedly connected to the pedal shaft 100 and the fourth bevel gear 500, respectively;
At least three support bases 212 and 612 are formed to protrude on a virtual circumference of one surface of the carriers 210 and 610, and at least three pairs are installed so as to be able to freely rotate independently. Planetary gear groups 220, 620, each of which is made up of at least three planetary gears 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, 620c, which are different from each other;
The planetary gears 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, and 620c are inscribed in mesh with the ring gears 230a, 230b, 230c, 630a, 630b, and 630c that can independently rotate freely. Ring gear groups 230 and 630;
The planetary gears 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, and 620c are circumscribed and meshed with the sun gears 240a, 240b, 240c, 640a, 640b, and 640c that are integrally formed with different diameters. Sun gear groups 240, 640,
Shift shaft locking means 270 for selectively fixing any one of the output shafts 250 and 650 fixedly connected to the sun gear groups 240 and 640 and the ring gears 230a, 230b, 230c, 630a, 630b, and 630c, A power transmission device for a chainless bicycle, characterized by being made at 670. 前記第１変速部２００と前記第１傘歯車３００は、前記ペダル軸１００が支持される第１ハウジング１０に内設されて、
前記第４傘歯車５００と前記第２変速部６００は、前記後輪軸の軸心８００が支持される第２ハウジング２０に内設されて、
前記動力伝達軸４００は、前記第１ハウジング１０と前記第２ハウジング２０を連結するパイプ形状の水平フレーム３２に内設されて、
前記第１及び第２ハウジング１０、２０は、開閉可能な覆い１２、８１０が具備されたことを特徴とする請求項１に記載の無チェーン自転車用動力伝達装置。 The first transmission 200 and the first bevel gear 300 are installed in a first housing 10 on which the pedal shaft 100 is supported,
The fourth bevel gear 500 and the second transmission unit 600 are installed in the second housing 20 on which the shaft center 800 of the rear wheel shaft is supported,
The power transmission shaft 400 is installed in a pipe-shaped horizontal frame 32 that connects the first housing 10 and the second housing 20.
The power transmission device for a chainless bicycle according to claim 1, wherein the first and second housings (10, 20) are provided with covers (12, 810) that can be opened and closed. 前記第１変速部２００は、
前記各遊星ギア群２２０を支持する支持台２１２と前記ペダル軸１００が挿入固定されるペダル軸連結管２１４がキャリア２１０の一面に形成されて、
前記太陽ギア群２４０の一側に前記ペダル軸連結管２１４が挟まれて支持されるパイプ形状の前記出力軸２５０が形成されて、
前記支持台２１２と締結されて、前記各ギア群２２０、２３０、２４０の離脱を防止してお互いに歯合がよくなされるようにして、前記出力軸２５０を支持する出力軸支持板２６０がさらに具備されて、そして
前記第１傘歯車３００は、前記出力軸２５０に固定連結されたことを特徴とする請求項１に記載の無チェーン自転車用動力伝達装置。 The first transmission unit 200 includes:
A support base 212 for supporting each planetary gear group 220 and a pedal shaft connecting pipe 214 into which the pedal shaft 100 is inserted and fixed are formed on one surface of the carrier 210,
The pipe-shaped output shaft 250 is formed on one side of the sun gear group 240 and supported by the pedal shaft coupling tube 214 being sandwiched therebetween,
An output shaft support plate 260 that is fastened to the support base 212 to prevent the gear groups 220, 230, and 240 from being separated from each other so as to be in good mesh with each other. 2. The power transmission device for a chainless bicycle according to claim 1, wherein the first bevel gear 300 is fixedly connected to the output shaft 250. 前記第２変速部６００は、
前記各遊星ギア群６２０を支持する支持台６１２がキャリア６１０の一面に形成されて、前記第４傘歯車５００が固定連結される第４傘歯車固定部材６１４がキャリア６１０の他面に形成されて、前記支持台６１２と締結されて前記各ギア群６２０、６３０、６４０の離脱を防止してお互いに歯合がよくなされるようにして、前記出力軸６５０の他側を支持する出力軸支持板６６０がさらに具備されて、そして
前記第４傘歯車固定部材６１４の内側に挟まれて支持されるようにパイプ形状の前記出力軸６５０が前記太陽ギア群６４０に延長形成されたことを特徴とする請求項１に記載の無チェーン自転車用動力伝達装置。 The second transmission unit 600 includes:
A support base 612 for supporting each planetary gear group 620 is formed on one surface of the carrier 610, and a fourth bevel gear fixing member 614 to which the fourth bevel gear 500 is fixedly connected is formed on the other surface of the carrier 610. The output shaft support plate that is fastened to the support base 612 to prevent the gear groups 620, 630, and 640 from coming off and to mesh with each other to support the other side of the output shaft 650 660, and the pipe-shaped output shaft 650 is extended to the sun gear group 640 so as to be sandwiched and supported inside the fourth bevel gear fixing member 614. The power transmission device for a chainless bicycle according to claim 1. 前記第１及び第２変速部２００、６００は、前記各遊星ギア群２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cが前記キャリア２１０、６１０の内側から半径が大きい順に配置されたことを特徴とする請求項３または４に記載の無チェーン自転車用動力伝達装置。   The first and second transmission units 200 and 600 are characterized in that the planetary gear groups 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, and 620c are arranged in order of increasing radius from the inside of the carriers 210 and 610. The power transmission device for a chainless bicycle according to claim 3 or 4. 前記各太陽ギア２４０a、２４０b、２４０c、６４０a、６４０b、６４０cと前記各遊星ギア２２０a、２２０b、２２０c、６２０a、６２０b、６２０cは、ギア比が１:０．２〜３であることを特徴とする請求項１に記載の無チェーン自転車用動力伝達装置。   The sun gears 240a, 240b, 240c, 640a, 640b, 640c and the planetary gears 220a, 220b, 220c, 620a, 620b, 620c have a gear ratio of 1: 0.2-3. The power transmission device for a chainless bicycle according to claim 1. 前記リングギア群２３０、６３０は、
前記各リングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cの外周面の直径が等しくて、
前記各リングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cの外周面には、複数の係止突起２３２、６３２が等間隔で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の無チェーン自転車用動力伝達装置。 The ring gear groups 230 and 630 include:
The outer peripheral surfaces of the ring gears 230a, 230b, 230c, 630a, 630b, 630c have the same diameter,
The chainless structure according to claim 1, wherein a plurality of locking projections (232, 632) are formed at equal intervals on the outer peripheral surface of each of the ring gears (230a, 230b, 230c, 630a, 630b, 630c). Bicycle power transmission device. 前記変速ロック手段２７０、６７０は、
前記第１及び第２ハウジング１０、２０に形成されたガイド溝１４、２４に沿って弾性支持を受けて動いて、前記各リングギア２３０a、２３０b、２３０c、６３０a、６３０b、６３０cに形成された何れか一つの係止突起２３２a、２３２b、２３２c、６３２a、６３２b、６３２cに選択的にロックキングされるストッパ２７２、６７２と、
前記ストッパ２７２、６７２が移動する軌跡を囲むように前記第１及び第２ハウジング１０、２０に形成されて、開閉可能な覆い２７５、６７５を具備した胴体２７４、６７４と、及び
前記ストッパ２７２、６７２の位置を調節するためのワイヤ２７６、６７６と、を含んでなされたことを特徴とする請求項１または７に記載の無チェーン自転車用動力伝達装置。 The shift lock means 270, 670
Any of the ring gears 230a, 230b, 230c, 630a, 630b, and 630c that are moved by receiving elastic support along the guide grooves 14 and 24 formed in the first and second housings 10 and 20. Stoppers 272 and 672 that are selectively locked to one locking protrusion 232a, 232b, 232c, 632a, 632b, and 632c;
Fuses 274 and 674 having covers 275 and 675 that are formed on the first and second housings 10 and 20 so as to surround a locus of movement of the stoppers 272 and 672, and the stoppers 272 and 672 The chain-type bicycle power transmission device according to claim 1 or 7, further comprising wires 276 and 676 for adjusting the position of the chainless bicycle. 前記覆い２７５、６７５は、前記ストッパ２７２、６７２に挿入されて、前記ストッパ２７２、６７２がスライディング可能になるように案内するガイド２７５a、６７５aがさらに具備されたことを特徴とする請求項８に記載の無チェーン自転車用動力伝達装置。   The cover 275, 675 further includes guides 275a, 675a that are inserted into the stoppers 272, 672 to guide the stoppers 272, 672 so that the stoppers 272, 672 can slide. Power transmission device for chainless bicycles. 前記ペダル軸１００は、電気モータまたは原動機と連結されたことを特徴とする請求項１乃至４のうちで何れか一つに記載の電気自転車または原動機装置自転車用動力伝達装置。   5. The power transmission device for an electric bicycle or a prime mover bicycle according to claim 1, wherein the pedal shaft 100 is connected to an electric motor or a prime mover.
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