JP2018084330A - ダンパー伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパー伝動装置を提供する。
【解決手段】ダンパー伝動装置は主動軸１０、受動軸２０、第一伝動機構３０、第二伝動機構４０を有する。主動軸１０は第一伝動機構３０、第二伝動機構４０により受動軸２０を伝動して回転させる。第一伝動機構３０は第一主動ホイール３１、第一受動ホイール３２、第一伝動ベルト３３を有する。第一主動ホイール３１の外径は第一受動ホイール３２の外径より大きい。第一伝動機構３０は低トルク、高伝速の伝動機構である。第二伝動機構４０は第二主動ホイール４１、第二受動ホイール４２、第二伝動ベルト４３を有する。第二受動ホイール４２の外径は第二主動ホイール４１の外径より大きい。第二伝動機構４０は高トルク、低伝速の伝動機構である。第一伝動機構３０、第二伝動機構４０の連携作動により伝動トルクは速度、道路状況に応じて適時に転換され、ダンパー効果を生じ、伝動をよりスムーズで省力とできる。
【選択図】図２

Description

本発明はダンパー伝動装置に関し、特に機動運輸工具の伝動に運用され、動力の伝動過程において、速度と伝送トルクの間は路面の反作用力に相応して自動調節が行われ、ダンパー効果を備え、これにより動力の伝送がよりスムーズとなるダンパー伝動装置に関する。

自転車は、ペダルに駆動される主動軸、主動軸上に設置される主動スプロケットセット、後輪を伝動する受動軸、受動軸上に設置される受動スプロケットセット、及び主動スプロケットセットと受動スプロケットセット上に同時に掛けられるチェーンを有する。使用者がペダルを踏むと、後輪は回転し、自転車は前進する。

最もよく見られる実用型自転車の主動スプロケットセットの主動スプロケットの数は、１個で、受動スプロケットセットの受動スプロケット数も１個である。主動スプロケットの外径は、受動スプロケットの外径より大きい。仮に、主動スプロケットの外径（歯数）：受動スプロケットの外径（歯数）＝Ａとする。Ａ値が高ければ高いほど、自転車が達成できる速度も高くなる。同時に、主動スプロケットが伝送するトルクは低くなる。つまり、Ａ値が高ければ高いほど、自転車の起動時、路面に凹凸がある時（路面の車輪に対する抵抗力が拡大）、及び坂を登る時には、力を消耗する。よって、高速走行が求められない自転車、及び子供用の自転車では、Ａ値は約３で、これにより省力を実現している。

現在市販されている機能式変速自転車上の主動スプロケットセットの主動スプロケット数は、２個以上で、受動スプロケットセットの受動スプロケット数は、２個以上である。チェーンを異なる主動スプロケット、受動スプロケット上に切り替え、ギアチェンジの目的を達成する。即ち、より大きなトルクを出力する必要がある場合には、低速ギアに切り替え、より速い速度を必要とする場合には、高速ギアに切り替える。しかし、この種の変速自転車の伝動装置は製造コストが高いため、自転車の価値を示す手段として高価格の自転車体上に装置する必要がある。また、使用者は変速操作に熟達しなければ、その自転車を運転することはできない。

前記先行技術には、変速自転車の伝動装置は製造コストが高いため、高価格の自転車体上に装置する必要があり、また使用者は変速操作に熟達しなければ、その自転車を運転することはできないという欠点がある。

本発明は２組の伝動機構の交互作動により、伝動トルクは速度、道路状況に応じて自動で適時に変化し、伝動をよりスムーズ（省力）とし、速度変化への伝動トルクの対応は一種のダンパー作用で、その全体機構はシンプルで製造が容易で、使用効果が高いダンパー伝動装置に関する。

本発明によるダンパー伝動装置は、主動軸、受動軸、第一伝動機構、第二伝動機構を有する。該主動軸は、該第一伝動機構、第二伝動機構により該受動軸を同時に伝動して回転させる。該第一伝動機構は、低トルク、高伝速の伝動機構である。該第二伝動機構は、高トルク、低伝速の伝動機構である。該第一伝動機構、第二伝動機構の交互作動下で、ダンパー効果を生じ、伝動をよりスムーズに省力とできる。

該第一伝動機構は、第一主動ホイール、第一受動ホイール、及び第一伝動ベルトを有する。該第一主動ホイールの外径は、該第一受動ホイールの外径より大きい。該第一伝動ベルトは、該第一主動ホイールと該第一受動ホイール上に同時に掛けて設置され、これにより該第一主動ホイールは、該第一受動ホイールを伝動できる。該第一主動ホイール、第一受動ホイールは、スプロケット或いはベルトホイールである。該第一伝動ベルトは、対応するチェーン或いはベルトである。

該第二伝動機構は、第二主動ホイール、第二受動ホイール、及び第二伝動ベルトを有する。該第二受動ホイールの外径は、該第二主動ホイールの外径より大きい。該第二伝動ベルトは、該第二主動ホイールと該第二受動ホイール上に同時に掛けて設置され、これにより該第二主動ホイールは、該第二受動ホイールを伝動できる。該第二主動ホイール、第二受動ホイールは、スプロケット或いはベルトホイールである。該第二伝動ベルトは、対応するチェーン或いはベルトである。

該第一主動ホイール、第二主動ホイールは、該主動軸上に設置される。該主動軸は、該第一主動ホイール或いは第二主動ホイールの回転を連動する。該第一主動ホイールと該主動軸の間には、ワンウェイクラッチベアリングを設置し、これにより該主動軸は、該第一主動ホイールの回転をワンウェイで伝動できる。該第二主動ホイールと該主動軸の間には、別のワンウェイクラッチベアリングを設置し、これにより該主動軸は、該第二主動ホイールの回転をワンウェイで伝動できる。該第一受動ホイール、第二受動ホイールは、該受動軸上に設置され、しかも該第一受動ホイール、第二受動ホイールと該受動軸との間には、ワンウェイクラッチベアリングをそれぞれ設置する。該第一受動ホイールは、該受動軸の回転を連動する。該第二受動ホイールもまた、該受動軸の回転を連動する。

本発明が提供するダンパー伝動装置は、第一伝動機構３０（５０）と第二伝動機構４０（６０）の交互作動下で、伝動トルクは速度、道路状況に応じて適時に変化し、ダンパー効果を生じるため、伝動がよりスムーズで省力となる。よって、本発明は実用的でイノベーティブな設計である。

本発明第一実施形態構造の外観図である。 図１に示す実施形態の前視図である。 図１に示す実施形態の俯視図である。 本発明第二実施形態構造の外観図である。 図４に示す実施形態の前視図である。 図４に示す実施形態の俯視図である。 本発明第三実施形態構造の外観図である。 図７に示す実施形態構造の前視図である。

本発明によるダンパー伝動装置の第一実施形態である図１〜図３に示す通り、ダンパー伝動装置は、主動軸１０、受動軸２０、第一伝動機構３０、第二伝動機構４０を有する。主動軸１０は、第一伝動機構３０、第二伝動機構４０により受動軸２０を伝動して回転させる。

第一伝動機構３０は、第一主動ホイール３１、第一受動ホイール３２、及び第一伝動ベルト３３を有する。第一主動ホイール３１の外径は、第一受動ホイール３２の外径より大きい。実施時には、第一主動ホイール３１の外径は、第一受動ホイール３２外径の２〜３倍とすることができる。第一伝動ベルト３３は環状で、第一主動ホイール３１と第一受動ホイール３２上に同時に掛けて設置され、これにより第一主動ホイール３１は、第一受動ホイール３２を伝動できる。第一伝動機構３０は、低トルク、高伝速の伝動機構で、これにより自転車の加速できる。

第二伝動機構４０は、第二主動ホイール４１、第二受動ホイール４２、及び第二伝動ベルト４３を有する。第二受動ホイール４２の外径は、第二主動ホイール４１の外径より大きい。実施時には、第二受動ホイール４２の外径は、第二主動ホイール４１外径の２〜３倍とすることができる。第二伝動ベルト４３は環状で、第二主動ホイール４１と第二受動ホイール４２上に同時に掛けて設置され、これにより第二主動ホイール４１は、第二受動ホイール４２を伝動できる。第二伝動機構４０は、高トルク、低伝速の伝動機構で、これにより使用者は自転車を駆動する時、省力できる。

上述の実施形態において、第一主動ホイール３１、第二主動ホイール４１、第一受動ホイール３２、第二受動ホイール４２は共に、スプロケットである。第一伝動ベルト３３、第二伝動ベルト４３は共に、チェーンである。

第一主動ホイール３１、第二主動ホイール４１は、主動軸１０上に設置される。主動軸１０は、第一主動ホイール３１或いは第二主動ホイール４１の回転を連動する。必要な伝動トルクに基づき、機構は、第一主動ホイールを連動するか、第二主動ホイールを連動するかを主動軸に自動的に選択させる。第一主動ホイール３１の外径は、第二主動ホイール４１の外径より大きい。実施時には、第一主動ホイール３１の外径は第二主動ホイール４１外径の２〜３倍とすることができる。

第一受動ホイール３２、第二受動ホイール４２は、受動軸２０上に設置される。第一受動ホイール３２は、受動軸２０の回転を連動する。第二受動ホイール４２もまた、受動軸２０の回転を連動する。第二受動スプロケット４２の外径は、第一受動スプロケット３２の外径より大きい。実施時には、第二受動スプロケット４２の外径は、第一受動スプロケット３２外径の２〜３倍とすることができる。

第一主動ホイール３１と主動軸１０の間には、第一ワンウェイクラッチベアリング３１１を設置し、これにより主動軸１０は、第一主動ホイール３１の回転をワンウェイで伝動する。第二主動ホイール４１と主動軸１０の間には、第二ワンウェイクラッチベアリング４１１を設置し、これにより主動軸１０は、第二主動ホイール４１の回転をワンウェイで伝動する。

第一受動ホイール３２と受動軸２０の間には、第三ワンウェイクラッチベアリング３２１を設置し、これにより第一受動ホイール３２は、受動軸２０の回転をワンウェイで伝動する。第二受動ホイール４２と受動軸２０の間には、第四ワンウェイクラッチベアリング４２１を設置し、これにより第二受動ホイール４２は、受動軸２０の回転をワンウェイで伝動する。

本発明は、第一伝動機構３０と第二伝動機構４０を結合し、ダンパー効果を備える伝動装置を構成する。
本発明の使用時には、その時必要なトルク、速度に操作することで、第一伝動機構３０或いは第二伝動機構４０を自動的に選択する。
例えば、１．自転車を、静止状態から起動する際には、より大きなトルクを出力する必要がある。よって、本発明は第二伝動機構４０の作動を自動的に選択し、より大きな伝動トルクを提供し、起動を省力とする。２．自転車が高速走行する必要がある時には、必要な輸出トルクは比較的低い。よって、本発明は第一伝動機構３０の作動を自動的に選択し、数倍の加速作用を適時に提供できる。３．一般的には、平坦でない路面がタイヤに対して抵抗作用を生じると、車速は瞬間的に低下するため、使用者はより大きな力を用いなければ、自転車のスムーズな前進を維持することはできない。よって、本発明は第二伝動機構４０の作動を瞬間的かつ自動的に選択し、適時により大きなトルクを提供し、省力状況下で、自転車は前進を継続する。車速が速まった後には、第一伝動機構３０の作動へと自動的に転換する。４．第一伝動機構３０と第二伝動機構４０の交互作用下で、主動軸１０の出力トルクは、路面反作用力の大小に応じて、上昇或いは低下の変化を自動的に行い、こうして使用者は省力操作下で、自転車を駆動できる。この種のトルクの変化は、一種のダンパー効果である。

実施時には、本発明が、高トルク出力の第二伝動機構４０を自動的に選択すると、第一伝動機構３０中の第一受動ホイール３２、第一チェーン３３は静止に向かう状態となり、第一主動ホイール３１に対して逆方向の引力を生じ（第一主動スプロケット３１の反対方向回転は主動軸１０の回転を連動しない）、第一主動ホイール３１の回転速度は低下する。同じ理由で、本発明が高回転速度出力の第一伝動機構３０を自動的に選択すると、第二伝動機構４０中の第二受動ホイール４２、第二チェーン４３は静止に向かう状態となり、第二主動ホイール４１に対して逆方向の引力を生じ（第二主動スプロケット４１の反対方向回転は主動軸１０の回転を連動しない）、第二主動スプロケット４１の回転速度は低下する。

本発明の第二実施形態である図４〜図６に示す通り、それは電動自転車或いは電動オートバイ上に応用可能である。ダンパー伝動装置は、主動軸１０、受動軸２０、第一伝動機構５０、第二伝動機構６０を有する。主動軸藉１０は、第一伝動機構５０、第二伝動機構６０により受動軸２０を伝動して回転させる。

第一伝動機構５０は、第一主動ベルトホイール５１、第一受動ベルトホイール５２、及び第一ベルト５３を有する。第一主動ベルトホイール５１の外径は、第一受動ベルトホイール５２の外径より大きい。実施時には、第一主動ベルトホイール５１の外径は、第一受動ベルトホイール５２外径の３倍を選択できる。第一ベルト５３は環状で、は、第一主動ベルトホイール５１と第一受動ベルトホイール５２上に同時に掛けて設置され、これにより第一主動ベルトホイール５１は、第一受動ベルトホイール５２を伝動できる。第一伝動機構５０は、低トルク、高伝速の伝動機構である。

第二伝動機構６０は、第二主動ベルトホイール６１、第二受動ベルトホイール６２、及び第二ベルト６３を有する。第二受動ベルトホイール６２の外径は、第二主動ベルトホイール６１の外径より大きい。実施時には、第二受動ベルトホイール６２の外径は、第二主動ベルトホイール６１外径の３倍を選択できる。第二ベルト６３は環状で、第二主動ベルトホイール６１と第二受動ベルトホイール６２上に同時に掛けて設置され、これにより第二主動ベルトホイール６１は、第二受動ベルトホイール６２を伝動できる。第二伝動機構６０は、高トルク、低伝速の伝動機構である。

第一主動ベルトホイール５１と主動軸１０の間には、第五ワンウェイクラッチベアリング５１１を設置し、これにより主動軸１０は、第一ベルトホイール５１の回転をワンウェイで伝動する。第二主動ベルトホイール６１と主動軸１０の間には、第六ワンウェイクラッチベアリング６１１を設置し、これにより主動軸１０は、第二ベルトホイール６１の回転をワンウェイで伝動する。

第一受動ベルトホイール５２と受動軸２０の間には、第七ワンウェイクラッチベアリング５２１を設置し、これにより第一受動ベルトホイール５２は、受動軸２０の回転をワンウェイで伝動する。第二受動ベルトホイール６２と受動軸２０の間には、第八ワンウェイクラッチベアリング６２１を設置し、これにより第二受動ベルトホイール６２は、受動軸２０の回転をワンウェイで伝動する。

図７、図８に示す本発明の第三実施形態は、前述の第二実施形態の変化設計である。第一伝動機構５０の第一主動ベルトホイール５１、第一受動ベルトホイール５２の周縁には共に、等間隔距離を開けて凹口５１２、５２２を設置する。これにより、第一主動ベルトホイール５１、第一受動ベルトホイール５２の周縁は、歯状を呈する。第一ベルト５３の内壁には、等間隔距離を開けて棒状突起５３１を設置する。第一ベルト５３の各棒状突起５３１により、順番に第一主動ベルトホイール５１、第一受動ベルトホイール５２周縁の各凹口５１２、５２２内に嵌入し、より高い伝動トルクを伝送することができる。

第二伝動機構６０の第二主動ベルトホイール６１、第二受動ベルトホイール６２の周縁には共に、等間隔距離を開けて凹口６１２、６２２を設置する。これにより、第二主動ベルトホイール６１、第二主動ベルトホイール６２の周縁は、歯状を呈する。第二ベルト６３の内壁には、等間隔距離を開けて棒状突起６３１を設置する。第二ベルト６３の各棒状突起６３１により、順番に第二主動ベルトホイール６１、第二受動ベルトホイール６２周縁の各凹口６１２、６２２内に嵌入し、より高い伝動トルクを伝送することができる。

前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、よって、本発明により保護される範囲は後述される特許請求の範囲を基準とする。

１０ 主動軸
２０ 受動軸
３０ 第一伝動機構
３１ 第一主動ホイール
３１１ 第一ワンウェイクラッチベアリング
３２ 第一受動ホイール
３２１ 第三ワンウェイクラッチベアリング
３３ 第一チェーン
４０ 第二伝動機構
４１ 第二主動ホイール
４１１ 第二ワンウェイクラッチベアリング
４２ 第二受動ホイール
４２１ 第四ワンウェイクラッチベアリング
４３ 第二チェーン
５０ 第一伝動機構
５１ 第一主動ベルトホイール
５１１ 第五ワンウェイクラッチベアリング
５１２ 凹口
５２ 第一受動ベルトホイール
５２１ 第七ワンウェイクラッチベアリング
５２２ 凹口
５３ 第一ベルト
５３１ 棒状突起
６０ 第二伝動機構
６１ 第二主動ベルトホイール
６１１ 第六ワンウェイクラッチベアリング
６１２ 凹口
６２ 第二受動ベルトホイール
６２１ 第八ワンウェイクラッチベアリング
６２２ 凹口
６３ 第二ベルト
６３１ 棒状突起

Claims (7)

1. ダンパー伝動装置であって、主動軸、受動軸、第一伝動機構、第二伝動機構を有し、
   前記第一伝動機構は、第一主動ホイール、第一受動ホイール、第一伝動ベルトを有し、
   前記第一主動ホイールの外径は、前記第一受動ホイールの外径より大きく、
   前記第一伝動ベルトは環状で、前記第一主動ホイールと前記第一受動ホイール上に同時に掛けて設置され、これにより前記第一主動ホイールは、前記第一受動ホイールを伝動でき、
   前記第一主動ホイールは、前記主動軸上に設置され、しかも前記第一主動ホイールと前記主動軸の間には、ワンウェイクラッチベアリングを設置し、これにより前記主動軸は、前記第一主動ホイールの回転をワンウェイで伝動でき、
   前記第一受動ホイールは、前記受動軸上に設置され、しかも第一受動ホイールと前記受動軸の間には、ワンウェイクラッチベアリングを設置し、これにより第一受動ホイールは、前記受動軸の回転をワンウェイで伝動でき、
   前記第二伝動機構は、第二主動ホイール、第二受動ホイール、第二伝動ベルトを有し、
   前記第二主動ホイールの外径は、前記第二受動ホイールの外径より小さく、
   前記第二伝動ベルトは環状で、前記第二主動ホイールと前記第二受動ホイール上に同時に掛けて設置され、これにより前記第二主動ホイールは、前記第二受動ホイールを伝動でき、
   前記第二主動ホイールは、前記主動軸上に設置され、しかも前記第二主動ホイールと前記主動軸の間には、ワンウェイクラッチベアリングを設置し、これにより前記主動軸は、前記第二主動ホイールの回転をワンウェイで伝動でき、
   前記第二受動ホイールは、前記受動軸上に設置され、しかも第二受動ホイールと前記受動軸の間には、ワンウェイクラッチベアリングを設置し、これにより第二受動ホイールは、前記受動軸の回転をワンウェイで伝動できることを特徴とする、ダンパー伝動装置。
2. 前記第一伝動機構中の第一主動ホイールの外径は、前記第一受動ホイールの外径の２〜３倍であることを特徴とする、請求項１に記載のダンパー伝動装置。
3. 前記第二伝動機構中の第二受動ホイールの外径は、前記第二主動ホイールの外径の２〜３倍であることを特徴とする、請求項１に記載のダンパー伝動装置。
4. 前記第一主動ホイール、第二主動ホイール、第一受動ホイール、第二受動ホイールは共に、スプロケットで、
   前記第一伝動ベルト、第二伝動ベルトは共に、チェーンであることを特徴とする、請求項１に記載のダンパー伝動装置。
5. 前記第一主動ホイール、第二主動ホイール、第一受動ホイール、第二受動ホイールは共に、ベルトホイールで、
   前記第一伝動ベルト、第二伝動ベルトは共に、環状ベルトであることを特徴とする、請求項１に記載のダンパー伝動装置。
6. 前記第一伝動機構の第一主動ベルトホイール、第一受動ベルトホイールの周縁には共に、等間隔距離を開けて凹口を設置し、これにより前記第一主動ベルトホイール、第一受動ベルトホイールの周縁は、歯状を呈し、
   前記第一ベルトの内壁には、等間隔距離を開けて棒状突起を設置し、
   前記第一ベルトの各棒状突起は、順番に前記第一主動ベルトホイール、第一受動ベルトホイール周縁の各凹口内に嵌入することを特徴とする、請求項５に記載のダンパー伝動装置。
7. 前記第二伝動機構の第二主動ベルトホイール、第二受動ベルトホイールの周縁には共に、等間隔距離を開けて凹口を設置し、これにより前記第二主動ベルトホイール、第二主動ベルトホイールの周縁は、歯状を呈し、
   前記第二ベルトの内壁には、等間隔距離を開けて棒状突起を設置し、
   前記第二ベルトの各棒状突起は、順番に前記第二主動ベルトホイール、第二受動ベルトホイール周縁の各凹口内に嵌入することを特徴とする、請求項５に記載のダンパー伝動装置。

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