JP2018177218A - 自転車連続性変速器 - Google Patents

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Abstract

【課題】漕ぎ出時や上り坂時にブレーキ装置の摩擦力を制御し、楽にペダルを踏め、省力を奏する自転車連続性変速器を提供する。
【解決手段】自転車連続性変速器はドライブシャフト、ロータリー軸、ブレーキ軸、ブレーキ装置を備え、ロータリー軸はドライブシャフト上に設け、該シャフト上のロータリー軸に近い横方向の片側には複列ヘリカルギアを枢設し、ブレーキ軸の一端に第一交互ヘリカルギアを設置し反対端にブレーキ装置を設け、ブレーキ軸及び第一交互ヘリカルギアの回転の速度を制御し、第一交互ヘリカルギアと複列ヘリカルギアのギアは相互に噛み合い、ロータリー軸の両端には第二、三交互ヘリカルギアをそれぞれ設け、交互ヘリカルギアはそれぞれ複列ヘリカルギアの第二面ヘリカルギアと相互に噛み合い、出力ヘリカルギアはドライブシャフト上に枢設し、第二、三交互ヘリカルギアはそれぞれ相互に噛み合い、スプロケットを出力ヘリカルギア後端に設ける。
【選択図】図1

Description

本発明は自転車連続性変速器に関し、特にブレーキ摩擦力の制御を利用し、騎乗の省力化と連続性変速を達成できる自転車連続性変速器に関する。
従来の自転車は、自動変速であっても、運転者がペダルを踏み始めたばかりの頃は、タイヤと地面が静態接触状態にあるため、摩擦力が大きく、運転者は力を入れて漕がなければ自転車を前進させることはできない。
この時、もし後方に人或いは重量物を載せていれば、踏み込みにはさらに大きな力が必要である。
また、上り坂では、重力と抵抗力が大きくなるため、運転者は力を入れてペダルを踏み込むと同時に、ギアチェンジをするため、チェーン断裂が発生して自転車が損壊し、乗れなくなってしまうことがある。
また、従来の自転車は、チェーンにより後輪を連動して走行するが、これではチェーンの頻繁なメンテナンスが必要で、さらに脱落による突然の停止も起こりやすく、衝突の危険を招いてしまう。
特開2000−142541号公報
本発明の第一の目的は、ブレーキ装置の摩擦力制御を利用し、第一交互ヘリカルギアの回転速度を制御して遅くし、或いは不動とし、これにより第一交互ヘリカルギアは複列ヘリカルギアを連動して回転の速度を相対して遅くし、或いは不動とし、運転者がペダルを踏み込みドライブシャフトを回転させると、ロータリー軸はこれに従い回転し、ロータリー軸両端にそれぞれ枢設される第二交互ヘリカルギア及び第三交互ヘリカルギアは公転を生じ、自転し、交互作用により、それと噛み合う出力ヘリカルギアの回転を連動し、この時、出力ヘリカルギアの回転速度は第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアの公転と自転交互作用の速度で、出力ヘリカルギア後端に固定して設置されるスプロケット回転の速度を変えて相対して速くし、これにより自転車に人が乗り、重量物を載せ、漕ぎ出したばかり或いは坂を上る時には、運転者は楽にペダルを踏め、楽に自転車の前進を駆動でき、踏み込みの力を節減でき、坂を上る航続力を生み出し、運転時の状況に合わせ、ブレーキ装置により摩擦力の大きさを制御し、連続性変速の最良の効果を達成する自転車連続性変速器を提供することである。
本発明の第二の目的は、駆動装置を利用し、スプロケットとチェーンに置換し、後輪の前進を駆動し、運転者がペダルを踏み込み、ドライブシャフトを回転させると、ドライブシャフト上に固定して設置されるロータリー軸は相対して回転し、ブレーキ装置の摩擦力を制御し、交互作用により、第二交互ヘリカルギア及び第三交互ヘリカルギアはそれと噛み合う出力ヘリカルギアを連動し、回転速度を速くし、出力ヘリカルギアもまたその後端に固定して設置される第一出力ヘリカルギアを連動し、相同の回転速度を達成し、この時、回転する第一出力ヘリカルギアは、それと噛み合う第一駆動ヘリカルギアの回転を連動し、第一駆動ヘリカルギア反対端の第二駆動ヘリカルギアもそれに従い回転し、第二駆動ヘリカルギアもまたそれと噛み合う伝動ヘリカルギアの回転を連動して後輪を駆動し、自転車を前方へと走行させ、チェーンメンテナンスのコストを節減でき、しかもチェーンの脱落が発生せず、安全性を高められる自転車連続性変速器を提供することである。
本発明の自転車連続性変速器は、ブレーキ装置の摩擦力制御を利用し、第一交互ヘリカルギアの回転速度を制御して遅くし、或いは不動とし、これにより第一交互ヘリカルギアは複列ヘリカルギアを連動して回転の速度を相対して遅くし、或いは不動とし、運転者がペダルを踏み込みドライブシャフトを回転させると、ロータリー軸はこれに従い回転し、ロータリー軸両端にそれぞれ枢設される第二交互ヘリカルギア及び第三交互ヘリカルギアは公転を生じ、自転し、交互作用により、それと噛み合う出力ヘリカルギアの回転を連動し、この時、出力ヘリカルギアの回転速度は第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアの公転と自転交互作用の速度で、出力ヘリカルギア後端に固定して設置されるスプロケット回転の速度を変えて相対して速くし、これにより自転車に人が乗り、重量物を載せ、漕ぎ出したばかり或いは坂を上る時には、運転者は楽にペダルを踏め、楽に自転車の前進を駆動でき、踏み込みの力を節減でき、坂を上る航続力を生み出し、運転時の状況に合わせ、ブレーキ装置により摩擦力の大きさを制御し、連続性変速の最良の効果を達成することができる。
人が乗り、重量物を載せ、漕ぎ出したばかり(漕ぎ出時)或いは上り坂時には、ブレーキ装置の摩擦力を制御でき、楽にペダルを踏め、自転車の前進を駆動し、省力、連続性変速の効果を達成する。
本発明の実施例の模式図(一)である。 本発明の実施例の分解模式図(一)である。 本発明の実施例の局部拡大模式図(一)である。 本発明の実施例の局部拡大模式図(二)である。 本発明の実施例の模式図(二)である。 本発明の実施例の分解模式図(二)である。 本発明の実施例の局部拡大模式図(三)である。 本発明の実施例の局部拡大模式図(四)である。
本発明の自転車連続性変速器の好適な実施例を図面に沿って説明する。
図1〜4に示すように、本発明による自転車連続性変速器1は、ドライブシャフト10、ロータリー軸20、ブレーキ軸30とブレーキ装置50を備える。
該ドライブシャフト10上には、第一係合固定部101を設置し、該ロータリー軸20には、対応する第二係合固定部201を設置する。
第一係合固定部101と第二係合固定部201の対応係合固定により、ロータリー軸20は、ドライブシャフト10上に固定して設置され、ドライブシャフト10と垂直状態を呈して設置される。
該ドライブシャフト10上で、しかもロータリー軸20に近い横方向の片側には、複列ヘリカルギア70を嵌めて枢設し、該複列ヘリカルギア70は、第一面ヘリカルギア71と第二面ヘリカルギア72を備え、しかも該ドライブシャフト10と複列ヘリカルギア70の同一辺の末端には、第一ペダルシャフト91の一端を固定して設置する。
該ブレーキ軸30の一端には、第一交互ヘリカルギア31を固定して設置し、ブレーキ軸30の反対端には、ブレーキ装置50を設置する。
該ブレーキ装置50は、ブレーキライン55、及び中心に嵌合孔530を貫通状に設置するブレーキハブ53をさらに備える。
ブレーキ装置50のブレーキハブ53は、嵌合孔530により、ブレーキ軸30第一交互ヘリカルギア31に反対の一端に嵌めて設置される。
該ブレーキハブ53両側には、第一ブレーキライニング51と第二ブレーキライニング52をそれぞれ設置する。
該ブレーキライン55の両端は、第一ブレーキライニング51と第二ブレーキライニング52上にそれぞれ固定して設置される。
ブレーキライン55の引き締めと緩めを制御することで、第一ブレーキライニング51と第二ブレーキライニング52は、内向きにブレーキハブ53を挟み、或いは外向きにブレーキハブ53を緩め、即ちブレーキ装置50の、ブレーキ軸30に対する摩擦力を制御することで、ブレーキ軸30回転の速度を制御する。
こうして、ブレーキ軸30の第一交互ヘリカルギア31回転の速度を制御するため、第一交互ヘリカルギア31回転の速度は、ブレーキ装置50に制御され、しかも第一交互ヘリカルギア31と複列ヘリカルギア70の第一面ヘリカルギア71は、対応して噛み合う。
該ロータリー軸20の縦方向の両端には、第二交互ヘリカルギア22及び第三交互ヘリカルギア23をそれぞれ枢設し、第二交互ヘリカルギア22と第三交互ヘリカルギア23は、複列ヘリカルギア70の第二面ヘリカルギア72とそれぞれ対応して噛み合う。
本発明による自転車連続性変速器1は、さらに出力ヘリカルギア80及びスプロケット61を備え、該出力ヘリカルギア80は、ドライブシャフト10の、複列ヘリカルギア70に反対の一端に枢接され、しかもロータリー軸20の横方向の反対側に接近する。
これにより、ロータリー軸20上に枢設される第二交互ヘリカルギア22及び第三交互ヘリカルギア23は、それぞれ出力ヘリカルギア80と対応して相互にかみ合い、しかもスプロケット61は、ドライブシャフト10の、第一ペダルシャフト91と反対の一端に嵌めて設置され、出力ヘリカルギア80と相互に固定して設置され、しかもその後端に位置し、即ち、両者が固定して設置されるスプロケット61と出力ヘリカルギア80は共に、ドライブシャフト10上に枢設される。
スプロケット61から伸び出るドライブシャフト10の末端は、第二ペダルシャフト92の一端に固定して設置され、該第二ペダルシャフト92の、ドライブシャフト10に反対の一端には、ペダル90を枢設する。
自転車に人が乗り、重量物を載せ、漕ぎ出したばかり或いは坂を上る時には、あまりにも大きな力を受け止めるため、ペダル90を踏み、運転者がブレーキ装置50の摩擦力を制御し、ブレーキ装置50を緩めると、複列ヘリカルギア70は、ブレーキ装置50の抵抗力を受けない。
これにより、運転者がペダル90を踏み、ドライブシャフト10を回転させ、ドライブシャフト10上に固定して設置されるロータリー軸20は相対して回転し、ロータリー軸20縦方向両端にそれぞれ枢設される第二交互ヘリカルギア22及び第三交互ヘリカルギア23は公転を生じ、自転し、交互作用により、それと噛み合う複列ヘリカルギア70の回転を連動する。
この時、複列ヘリカルギア70の第二面ヘリカルギア72と第一面ヘリカルギア71は回転を続け、しかも第一面ヘリカルギア71の回転により、それと対応して噛み合う第一交互ヘリカルギア31も回転を続ける。
運転者が、ブレーキ装置50のブレーキライン55ゆっくりと引き締め、ブレーキハブ53両側の第一ブレーキライニング51と第二ブレーキライニング52が内向きにブレーキハブ53を挟持し、ブレーキ軸30の回転速度を遅くする、或いは不動とすると、第一交互ヘリカルギア31の回転速度を制御し遅くし、或いは不動とし、これにより、第一交互ヘリカルギア31は複列ヘリカルギア70を連動し、回転速度を遅くし、或いは不動とする。
この時、ロータリー軸20縦方向両端にそれぞれ枢設される第二交互ヘリカルギア22及び第三交互ヘリカルギア23は公転を生じ、自転し、交互作用により、それと噛み合う出力ヘリカルギア80を連動し、回転速度を速くし、この時、第二交互ヘリカルギア22と第三交互ヘリカルギア23の回転速度は速くなり、相対して出力ヘリカルギア80の回転速度も連動して速くなる。
よって、最高速走行時には、ブレーキ装置50の両側の第一ブレーキライニング51と第二ブレーキライニング52は内向きにブレーキハブ53を挟持し、ブレーキ軸30を完全に緊密に挟みつけ、該出力ヘリカルギア80とその後端のスプロケット61の回転速度は第二交互ヘリカルギア22及び第三交互ヘリカルギア23の公転と自転交互作用の速度で、出力ヘリカルギア80後端に固定して設置されるスプロケット回転の速度を変化させる。
該自転車連続性変速器1は、第一外殼11及び第二外殼12をさらに備え、該第一外殼11と第二外殼12は対応して組み合わせ固定され、ドライブシャフト10、ロータリー軸20、ブレーキ軸30及びブレーキ装置50と各ギア外囲を包み、これにより自転車連続性変速器1はまとまった形となる。
さらに図5〜8に示すように、本発明はスプロケット61とチェーンを使用せず、駆動装置62を設置して、スプロケット61とチェーンに代わり、後輪67を駆動して自転車を前進させる。
該駆動装置62は、第一出力ヘリカルギア81、伝動ヘリカルギア65及び伝動ハブ66を備え、該第一出力ヘリカルギア81と出力ヘリカルギア80は共に、ドライブシャフト10上に枢設され、しかも出力ヘリカルギア80と相互に固定して設置され、しかもその後端に位置する。
該駆動装置62はさらに、出力軸620を備え、出力軸620両端には、それぞれ第一駆動ヘリカルギア631と第二駆動ヘリカルギア632を固定して設置し、該第一駆動ヘリカルギア631と第一出力ヘリカルギア81は対応して噛み合い、第二駆動ヘリカルギア632と伝動ヘリカルギア65は対応して噛み合い、伝動ヘリカルギア65は、伝動ハブ66の一端に固定して設置され、伝動ハブ66の、伝動ヘリカルギア65に反対の一端は、後輪67に固定して設置される。
該出力軸620は、第一出力軸621と第二出力軸622に分かれて設置される。
該第一出力軸621の一端には、第一駆動ヘリカルギア631を固定して設置し、第一出力軸621の、第一駆動ヘリカルギア631に反対の一端は、嵌合接続部材623により、第二出力軸622に嵌めて固定され、該第二駆動ヘリカルギア632は、第二出力軸622の、嵌合接続部材623に反対の一端に固定して設置される。
運転者がペダル902を踏み込み、ドライブシャフト10を回転させると、ドライブシャフト10上に固定して設置されるロータリー軸20は相対して回転し、ロータリー軸20縦方向両端にそれぞれ枢設される第二交互ヘリカルギア22及び第三交互ヘリカルギア23は公転を生じ、自転し、交互作用により、それと噛み合う出力ヘリカルギア80の高速回転を連動し、この時、ブレーキ装置はブレーキ状態で、出力ヘリカルギア80は、その後端に固定して設置される第一出力ヘリカルギア81を連動して、相同の回転速度を達成する。
この時、高速回転する第一出力ヘリカルギア81は、それと噛み合う第一駆動ヘリカルギア631の回転をさらに連動し、これにより第一駆動ヘリカルギア631反対端の第二駆動ヘリカルギア632もそれに相対して回転し、該第二駆動ヘリカルギア632は、それと噛み合う伝動ヘリカルギア65の回転をさらに連動し、こうして後輪67を駆動して、自転車をスムーズに前方へと走行させる。
本発明は特許登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。
1 自転車連続性変速器
10 ドライブシャフト
101 第一係合固定部
11 第一外殼
12 第二外殼
20 ロータリー軸
201 第二係合固定部
22 第二交互ヘリカルギア
23 第三交互ヘリカルギア
30 ブレーキ軸
31 第一交互ヘリカルギア
50 ブレーキ装置
51 第一ブレーキライニング
52 第二ブレーキライニング
53 ブレーキハブ
530 嵌合孔
55 ブレーキライン
61 スプロケット
62 駆動装置
620 出力軸
621 第一出力軸
622 第二出力軸
623 嵌合接続部材
631 第一駆動ヘリカルギア
632 第二駆動ヘリカルギア
65 伝動ヘリカルギア
66 伝動ハブ
67 後輪
70 複列ヘリカルギア
71 第一面ヘリカルギア
72 第二面ヘリカルギア
80 出力ヘリカルギア
81 第一出力ヘリカルギア
90 ペダル
91 第一ペダルシャフト
92 第二ペダルシャフト

Claims (9)

  1. 自転車連続性変速器は、ドライブシャフト、ロータリー軸、ブレーキ軸とブレーキ装置を備え、
    該ロータリー軸は、ドライブシャフト上に固定して設置され、
    該ドライブシャフト上で、しかもロータリー軸に近い片側には、複列ヘリカルギアを嵌め入れて枢設し、該複列ヘリカルギアは、第一面ヘリカルギアと第二面ヘリカルギアを備え、
    該ドライブシャフトと複列ヘリカルギア同一辺の末端は、第一ペダルシャフトの一端に固定して設置し、
    該ブレーキ軸一端には、第一交互ヘリカルギアを固定して設置し、反対端には、ブレーキ装置を設置し、ブレーキ軸に対するブレーキ装置の摩擦力を制御することで、ブレーキ軸回転の速度を制御し、こうして第一交互ヘリカルギア回転の速度を制御し、
    該第一交互ヘリカルギアと複列ヘリカルギアの第一面ヘリカルギアは、対応して噛み合い、
    該ロータリー軸の両端には、第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアをそれぞれ枢設し、該第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアはそれぞれ、複列ヘリカルギアの第二面ヘリカルギアと対応して噛み合い、
    自転車連続性変速器は、出力ヘリカルギアをさらに備え、
    該出力ヘリカルギアは、ドライブシャフトの、複列ヘリカルギアに反対の一端で、しかもロータリー軸に近い反対側に枢設し、これによりロータリー軸上に枢設される第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアは、それぞれ出力ヘリカルギアと対応して相互にかみ合うことを特徴とする自転車連続性変速器。
  2. 前記自転車連続性変速器は、スプロケットをさらに備え、
    該スプロケットは、ドライブシャフトの、第一ペダルシャフトと反対の一端に嵌めて設置され、出力ヘリカルギアと相互に固定して設置され、しかも出力ヘリカルギア後端に位置し、
    該スプロケットから伸び出るドライブシャフトの末端は、第二ペダルシャフトの一端に固定して設置されることを特徴とする請求項1に記載の自転車連続性変速器。
  3. 前記自転車連続性変速器は、第一出力ヘリカルギア、伝動ヘリカルギア、出力軸と伝動ハブをさらに備え、
    該第一出力ヘリカルギアと出力ヘリカルギアは、ドライブシャフト上に枢設され、しかも第一出力ヘリカルギアと出力ヘリカルギアは、相互に固定して設置され、しかも出力ヘリカルギアの後端に位置し、
    該出力軸両端には、第一駆動ヘリカルギアと第二駆動ヘリカルギアをそれぞれ固定して設置し、
    第一駆動ヘリカルギアと第一出力ヘリカルギアは対応して噛み合い、第二駆動ヘリカルギアと伝動ヘリカルギアは対応して噛み合い、
    該伝動ヘリカルギアは、伝動ハブの一端に固定して設置され、伝動ハブの、伝動ヘリカルギアに反対の一端は、後輪に固定して設置され、
    運転者がペダルを踏み込み、ドライブシャフトを回転させ、ブレーキ装置の摩擦力を制御すると、出力ヘリカルギアは、その後端に固定して設置される第一出力ヘリカルギアを連動し、相同の回転速度を達成し、回転する第一出力ヘリカルギアは、それと噛み合う第一駆動ヘリカルギアの回転を連動し、これにより第一駆動ヘリカルギア反対端の第二駆動ヘリカルギアも、相対して回転し、
    該第二駆動ヘリカルギアはまた、それと噛み合う伝動ヘリカルギアを連動し、こうして後輪を駆動して、自転車を前方へと高速走行させることを特徴とする請求項1に記載の自転車連続性変速器。
  4. 前記ブレーキ装置の摩擦力は、ブレーキ装置のブレーキ軸の回転速度を制御して遅くし、或いは不動とし、これによりブレーキ軸一端に固定して設置される第一交互ヘリカルギアの回転速度は遅くなり、或いは不動となり、これにより第一交互ヘリカルギアと噛み合う複列ヘリカルギアを連動し、回転速度を遅くし、或いは不動とし、こうしてロータリー軸上に枢設される縦方向両端の第二交互ヘリカルギア及び第三交互ヘリカルギアは公転を生じ、自転し、交互作用により、それと噛み合う出力ヘリカルギアを連動し、回転速度を速くし、相対して、出力ヘリカルギアはまた、その後端に固定して設置される第一出力ヘリカルギアを連動し、相同の回転速度を達成し、後輪を駆動して、自転車をスムーズに前方へと高速走行させることを特徴とする請求項3に記載の自転車連続性変速器。
  5. 自転車連続性変速器は、ドライブシャフト、ロータリー軸、ブレーキ軸とブレーキ装置を備え、
    該ロータリー軸は、ドライブシャフト上に固定して設置され、
    ドライブシャフト上で、しかもロータリー軸に近い片側には、複列ヘリカルギアを嵌め入れて枢設し、該複列ヘリカルギアは、第一面ヘリカルギアと第二面ヘリカルギアを備え、
    該ドライブシャフトと複列ヘリカルギア同一辺の末端は、第一ペダルシャフトの一端に固定して設置し、
    ブレーキ軸一端には、第一交互ヘリカルギアを固定して設置し、反対端には、ブレーキ装置を設置し、ブレーキ軸に対するブレーキ装置の摩擦力を制御することで、ブレーキ軸回転の速度を制御し、こうして、第一交互ヘリカルギア回転の速度を制御し、
    該第一交互ヘリカルギアと複列ヘリカルギアの第一面ヘリカルギアは、対応して噛み合い、
    該ロータリー軸の両端には、第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアをそれぞれ枢設し、該第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアはそれぞれ複列ヘリカルギアの第二面ヘリカルギアと、対応して噛み合い、
    自転車連続性変速器は、出力ヘリカルギアとスプロケットをさらに備え、
    該出力ヘリカルギアは、ドライブシャフトの、複列ヘリカルギアに反対の一端で、しかもロータリー軸に近い反対側に枢設し、これにより、ロータリー軸上に枢設される第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアそれぞれと出力ヘリカルギアは、対応して噛み合い、
    スプロケットは、ドライブシャフトの、第一ペダルシャフトと反対の一端に嵌めて設置され、出力ヘリカルギアと相互に固定して設置され、しかも出力ヘリカルギア後端に位置し、
    該スプロケットから伸び出るドライブシャフトの末端は、第二ペダルシャフトの一端に固定して設置され、
    ブレーキ装置の摩擦力制御を利用し、ブレーキ軸回転の速度を遅くし、相対して、第一交互ヘリカルギアを制御し回転の速度を遅くし、これにより第一交互ヘリカルギアは複列ヘリカルギアを連動し、回転の速度を遅くし、複列ヘリカルギア第二面ヘリカルギアと噛み合う第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアの回転速度は速くなり、こうして出力ヘリカルギアを連動して回転速度も相対して速くなり、出力ヘリカルギア後端に固定して設置されるスプロケット回転の速度を変化させることを特徴とする自転車連続性変速器。
  6. 前記第二交互ヘリカルギアと第三交互ヘリカルギアは、それぞれロータリー軸上の縦方向の両端に枢設されることを特徴とする請求項1或いは5に記載の自転車連続性変速器。
  7. 前記ドライブシャフト上に嵌め入れて枢設される複列ヘリカルギアは、ロータリー軸に近い横方向の片側に設置されることを特徴とする請求項1或いは5に記載の自転車連続性変速器。
  8. 前記ドライブシャフトの、複列ヘリカルギアに反対の一端に枢設される出力ヘリカルギアは、ロータリー軸に近い横方向の反対側に設置されることを特徴とする請求項1或いは5に記載の自転車連続性変速器。
  9. 前記ドライブシャフト上に固定して設置されるロータリー軸とドライブシャフトは、垂直状態を呈することを特徴とする請求項1或いは5に記載の自転車連続性変速器。
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