JP6033388B1

JP6033388B1 - チェーンレス車両のリニア変速機構

Info

Publication number: JP6033388B1
Application number: JP2015207776A
Authority: JP
Inventors: 程信霖; ▲とう▼景忠
Original assignee: Motive Power Industry Co Ltd
Current assignee: Motive Power Industry Co Ltd
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2035-10-22
Also published as: JP2017077854A

Abstract

【課題】構造が簡素かつ小型であり、リニア変速領域が広く、伝達ロスが少なく、変速するときにジャークが発生することを防ぐチェーンレス車両のリニア変速機構を提供する。【解決手段】チェーンレス車両のリニア変速機構は、変速部１、軸方向動力入力回転体２、軸方向動力出力回転体３、足踏み式横方向動力源４、軸方向動力伝達部５及び横方向動力出力部６を備える。軸方向動力入力回転体２は、内傾斜動力入力環状面を有するとともに、支持回転体の軸方向に沿って動力を入力する。足踏み式横方向動力源４は、支持回転体の径方向に沿って軸方向動力入力回転体２と噛合される。軸方向動力伝達部５は、支持回転体の軸方向に沿って軸方向動力出力回転体３と噛合される。横方向動力出力部６は、支持回転体の径方向に沿って軸方向動力伝達部５と噛合される。【選択図】図１

Description

本発明は、チェーンレス車両のリニア変速機構（ｌｉｎｅａｒｇｅａｒｓｈｉｆｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｃｈａｉｎｌｅｓｓｖｅｈｉｃｌｅ）に関し、特に、構造が簡素で小型であり、広いリニア変速領域（ｗｉｄｅｌｉｎｅａｒｇｅａｒ−ｃｈａｎｇｉｎｇｒａｎｇｅ）を有し、伝達ロスが少なく、変速時にジャークが発生することを防ぐチェーンレス車両のリニア変速機構に関する。

従来技術の足踏みで進む乗り物は、速度を調整したりより容易に足踏みしたりできるように、前ギヤ、後ギヤ、チェーン及び変速機構を含む。しかし前ギヤ、後ギヤ、チェーン及び変速機構は、複雑で大型であり、変速領域が小さく、伝達ロスが多く、変速時にジャークが発生し易かった。そのため、これらの問題点を改善するために、２つのドラムにＶベルトを組み合わせた無段変速機が開発されたが、ドラム及びＶベルトの体積が大きめである上、変速領域が依然小さかった。そのため、機構の構造を簡素かつ小型にし、リニア変速領域が広めであり、伝達ロスが少なく、変速時にジャークが発生することを防ぐ技術が求められていた。

本発明の目的は、構造が簡素かつ小型であり、リニア変速領域が広く、伝達ロスが少なく、変速するときにジャークが発生することを防ぐチェーンレス車両のリニア変速機構を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、変速部、軸方向動力入力回転体、軸方向動力出力回転体、足踏み式横方向動力源、軸方向動力伝達部及び横方向動力出力部を備えたチェーンレス車両のリニア変速機構であって、前記変速部は、支持回転体、複数の伝動球体及び複数の駆動円杆を有し、前記伝動球体は、前記支持回転体に間隔をおいて移動可能に配置され、前記伝動球体の径方向上には、円柱状収納部が設けられ、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って前記円柱状収納部に移動可能に配置され、前記支持回転体の径方向を起点として前記支持回転体の軸方向に至るまで前記駆動円杆が偏心回転され、前記軸方向動力入力回転体は、内傾斜動力入力環状面を有するとともに、前記支持回転体の軸方向に沿って動力を入力し、前記軸方向動力出力回転体は、内傾斜動力出力環状面を有するとともに、前記支持回転体の軸方向に沿って動力を出力し、前記伝動球体は、前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体との間に移動可能に挟持され、前記足踏み式横方向動力源は、前記支持回転体の径方向に沿って前記軸方向動力入力回転体と噛合され、前記軸方向動力伝達部は、前記支持回転体の軸方向に沿って前記軸方向動力出力回転体と噛合され、前記横方向動力出力部は、前記支持回転体の径方向に沿って前記軸方向動力伝達部と噛合されることを特徴とするチェーンレス車両のリニア変速機構が提供される。

前記足踏み式横方向動力源と噛合する補助動力源をさらに備えることが好ましい。

前記補助動力源は、補助動力ベベルギヤを有し、前記足踏み式横方向動力源は、横方向動力ベベルギヤを有し、前記補助動力ベベルギヤは、前記横方向動力ベベルギヤと噛合することが好ましい。

前記補助動力源は、前記支持回転体の径方向に沿って設置されるか、前記支持回転体の軸方向に沿って設置されることが好ましい。

前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体は、前記伝動球体の対をなす２側にそれぞれ設けられ、前記伝動球体が前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体の外円周面との間に移動可能に挟持され、前記円柱状収納部は、円柱状収納槽を含み、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って前記円柱状収納槽内に移動可能に配置され、前記変速部は、駆動環体を有し、前記駆動円杆の外方端は、前記駆動環体に枢着され、前記駆動環体は、前記支持回転体の軸方向に沿って移動することが好ましい。

前記変速部は、駆動リードスクリュー及び少なくとも１つの案内杆体を含み、前記駆動リードスクリューは、前記駆動環体に貫通されて噛合され、前記案内杆体は、前記駆動環体に移動可能に貫通されることが好ましい。

前記変速部は、駆動環体及び位置決め体を有し、前記駆動環体の内環面には、複数の斜め案内溝が形成され、前記位置決め体は、前記支持回転体の軸方向を取り囲むように形成された複数の軸方向位置決め貫通孔を有し、前記軸方向位置決め貫通孔は、径方向の外側に軸方向案内開口が形成され、径方向の内側に軸方向円弧状案内溝が形成され、前記駆動環体は、前記位置決め体の外側に移動可能に配置される上、前記伝動球体が前記軸方向位置決め貫通孔内に移動可能にそれぞれ閉じこめられ、前記伝動球体の対をなす２側は、前記軸方向位置決め貫通孔の対をなす２側から露出され、前記円柱状収納部は、円柱状収納流路をそれぞれ含み、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って前記円柱状収納流路へ移動可能に貫通されるとともに、前記軸方向円弧状案内溝に移動可能に配置され、前記駆動円杆の外方端は、前記軸方向案内開口を介して前記斜め案内溝に移動可能に配置され、前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体は、前記伝動球体の同じ側に位置し、前記支持回転体は、前記伝動球体に位置し、前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体と反対側に位置し、前記伝動球体が前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体の側環面と間に移動可能に挟持され、前記駆動環体が前記支持回転体の軸方向を中心として前記位置決め体の周りで回転されることが好ましい。

前記変速部は、駆動環体を有し、前記円柱状収納部は、円柱状収納槽をそれぞれ含み、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って、前記円柱状収納槽内に移動可能に配置され、前記駆動円杆の外方端は、前記駆動環体に枢着され、前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体は、前記伝動球体の同じ側に位置し、前記支持回転体は、前記伝動球体に位置するとともに、前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体と反対側に位置し、前記伝動球体が前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体の側環面と間に移動可能に挟持され、前記駆動環体は、前記支持回転体の軸方向に沿って移動することが好ましい。

前記足踏み式横方向動力源は、横方向動力ベベルギヤを有し、前記軸方向動力入力回転体は、軸方向動力入力ベベルギヤを有し、前記横方向動力ベベルギヤと前記軸方向動力入力ベベルギヤとが噛合することが好ましい。

前記軸方向動力出力回転体は、軸方向動力出力平歯車を有し、前記軸方向動力伝達部は、軸方向動力伝達平歯車を有し、前記軸方向動力出力平歯車と前記軸方向動力伝達平歯車とが噛合することが好ましい。

前記軸方向動力出力平歯車と前記軸方向動力伝達平歯車とを噛合させる平歯車をさらに備えることが好ましい。

前記横方向動力出力部は、横方向動力出力ベベルギヤを有し、前記軸方向動力伝達部は、軸方向動力伝達ベベルギヤを有し、前記横方向動力出力ベベルギヤと前記軸方向動力伝達ベベルギヤとが噛合することが好ましい。

本発明のチェーンレス車両のリニア変速機構は、構造が簡素かつ小型であり、リニア変速領域が広く、伝達ロスが少なく、変速時にジャークが発生することを防ぐ。

図１は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構を示す分解斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構を別の角度から見たところを示す分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体を示す分解斜視図である。図４は、本発明の一実施形態に係る軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体を別の角度から見たところを示す分解斜視図である。図５は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構の変速部を示す断面図である。図６は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体を示す分解斜視図である。図７は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体を別の角度から見たところを示す分解斜視図である。図８は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体を示す斜視図である。図９は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体を別の角度から見たところを示す斜視図である。図１０は、本発明の一実施形態に係る他の変速部を示す断面図である。図１１は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構を示す斜視図である。図１２は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構を別の角度から見たところを示す斜視図である。図１３は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構をさらに別の角度から見たところを示す斜視図である。図１４は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構をさらに別の角度から見たところを示す斜視図である。図１５は、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構の補助動力源を水平に配置したときの状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

図１〜図１４を参照する。図１〜図１４に示すように、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構は、伝動球体１２及び駆動円杆１３の作動方式がより明白になるように、図５及び図１０では伝動球体１２及び駆動円杆１３の作動方式のみ表されているが、その他の伝動球体及び駆動円杆の作動方式も図５及び図１０の作動方式と同じである。図１〜図１４に示すように、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構は、少なくとも変速部１、軸方向動力入力回転体２、軸方向動力出力回転体３、足踏み式横方向動力源４、軸方向動力伝達部５及び横方向動力出力部６から構成されてなる。変速部１は、支持回転体１１、複数の伝動球体１２及び複数の駆動円杆１３を有する。伝動球体１２は、支持回転体１１の外円周面（図５参照）又は側環面１１２（図１０参照）に、同じ円周角で間隔をおいて移動可能に配置される。側環面１１２は、複数の伝動球体１２を組み合わすことができるように内側に凹んだ円弧状である。複数の伝動球体１２は、円柱状収納部１２１を径方向に沿ってそれぞれ有する。複数の駆動円杆１３の内方端は、支持回転体１１の径方向に沿って円柱状収納部１２１に移動可能に配置される。駆動円杆１３の円周面には、複数の駆動円杆１３と複数の伝動球体１２との間の摩擦ロスを減らすための潤滑油が収容される第１の油案内溝１３１がそれぞれ形成されている。図５に示すように、支持回転体１１の径方向を起点として支持回転体１１の軸方向に至るまで駆動円杆１３を時計回りに回転させるか逆時計回りに回転させ、伝動球体１２を時計回りに偏心回転させるか逆時計回りに回転させる（その他未表示の駆動円杆及び伝動球体も同様である）。図３〜図５を参照する。図３〜図５に示すように、軸方向動力入力回転体２の一側面には、内傾斜動力入力環状面２１及び第１の接続軸２３が設けられ、軸方向動力入力回転体２は、支持回転体１１の軸方向で動力を入力する。軸方向動力入力回転体２の第１の接続軸２３は、支持回転体１１の一側に設けられた軸受１１１に枢着される。図６〜図１０に示すように、軸方向動力入力回転体２は、一側面に内傾斜動力入力環状面２１及び軸方向動力入力軸２４が設けられ、支持回転体１１の軸方向に沿って動力を入力する。軸方向動力入力回転体２の軸方向動力入力軸２４は、支持回転体１１に貫通される。図３〜図５に示すように、軸方向動力出力回転体３は、一側面に内傾斜動力出力環状面３１及び第２の接続軸３３が設けられるとともに、支持回転体１１の軸方向に沿って動力が出力される。軸方向動力出力回転体３の第２の接続軸３３は、支持回転体１１の他側に設けられた軸受１１１に枢着される。図６〜図１０に示すように、軸方向動力出力回転体３は、一側面に設けられた内傾斜動力出力環状面３１と、他側面に設けられた軸方向動力出力軸３４と、を有するとともに、支持回転体１１の軸方向に沿って動力が出力される。図５に示すように、伝動球体１２は、内傾斜動力入力環状面２１と、内傾斜動力出力環状面３１と、支持回転体１１の外円周面との間に移動可能に挟持される（その他未表示の伝動球体も同様である）。軸方向動力入力回転体２と軸方向動力出力回転体３との回転方向は反対である。図１０に示すように、伝動球体１２は、内傾斜動力入力環状面２１と、内傾斜動力出力環状面３１と、支持回転体１１の側環面１１２との間に移動可能に挟持される（その他未表示の伝動球体も同様である）。軸方向動力入力回転体２と軸方向動力出力回転体３との回転方向は同じである。足踏み式横方向動力源４は、支持回転体１１の径方向に沿って軸方向動力入力回転体２と噛合される。足踏み式横方向動力源４とは、人力による足踏みで動力を発生させることができる。軸方向動力伝達部５は、支持回転体１１の軸方向に沿って軸方向動力出力回転体３と噛合され、支持回転体１１の軸方向に沿って動力を伝達する。横方向動力出力部６は、支持回転体１１の径方向に沿って軸方向動力伝達部５と噛合される。軸方向動力伝達部５は、チェーンを介して伝達するのではなく、足踏み式横方向動力源４の動力を横方向動力出力部６へ伝達する。

図１及び図３を参照する。図１及び図３に示すように、足踏み式横方向動力源４に時計回りの足踏みが行われると、軸方向動力入力回転体２が時計回りに回転し、伝動球体１２が軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１（図４を参照する）により逆時計回りに回転し、軸方向動力出力回転体３と、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１とが伝動球体１２により逆時計回りに回転される。足踏み式横方向動力源４に逆時計回りの足踏みが行われると、軸方向動力入力回転体２が逆時計回りに回転し、伝動球体１２が軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１（図４を参照する）により時計回りに回転され、軸方向動力出力回転体３と、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１とが伝動球体１２により時計回りに回転される。

図１、図６及び図８を参照する。図１、図６及び図８に示すように、図１の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体は、図６及び図８では他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体に置換し、軸方向動力入力ベベルギヤ２２は図６及び図８では軸方向動力入力軸２４に置換される。足踏み式横方向動力源４に時計回りの足踏みが行われると、軸方向動力入力回転体２が時計回りに回転し、伝動球体１２が軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１により時計回りに回転され、軸方向動力出力回転体３と、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１とが伝動球体１２により時計回りに回転される。足踏み式横方向動力源４に逆時計回りの足踏みが行われると、軸方向動力入力回転体２が逆時計回りに回転し、伝動球体１２が軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１により逆時計回りに回転され、軸方向動力出力回転体３と、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１とが伝動球体１２により逆時計回りに回転される。

図５の中央図及び左図を参照する。図５の中央図及び左図に示すように、駆動円杆１３が支持回転体１１の径方向に沿って逆時計回りに偏心回転されると、伝動球体１２が駆動円杆１３の周りで回転する上、支持回転体１１の外円周面上で支持回転体１１の径方向に沿って逆時計回りに偏心回転する。このとき軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１が伝動球体１２の大円周に接触され、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１が伝動球体１２の小円周に接触される。それ故、軸方向動力入力回転体２の速度が軸方向動力出力回転体３の速度より大きくなって駆動円杆１３が支持回転体１１の径方向に沿って逆時計回りに偏心回転すると、本発明のチェーンレス車両のリニア変速機構は、小さな力で足踏みして速度を下げることができる。図５の中央図及び右図を参照する。図５の中央図及び右図に示すように、駆動円杆１３が支持回転体１１の径方向に沿って時計回りに偏心回転されると、伝動球体１２が駆動円杆１３の周りで回転されるとともに、支持回転体１１の外円周面上で支持回転体１１の径方向に沿って時計回りに偏心回転し、軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１が伝動球体１２の小円周に接触される。軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１が伝動球体１２の大円周に接触されるため、軸方向動力入力回転体２の速度が軸方向動力出力回転体３の速度より遅くなる。それ故、駆動円杆１３が支持回転体１１の径方向に沿って時計回りに偏心回転されると、本発明に係るチェーンレス車両のリニア変速機構は、大きな力で足踏みして速度を上げることができる。以上、駆動円杆１３及び伝動球体１２により説明したが、その他の駆動円杆及び伝動球体の作動方式も同様である。

図１０の中央図及び左図を参照する。図１０の中央図及び左図に示すように、駆動円杆１３が支持回転体１１の径方向に沿って逆時計回りに偏心回転されると、伝動球体１２が駆動円杆１３の周りで回転する上、支持回転体１１の側環面１１２上で支持回転体１１の径方向に沿って逆時計回りに偏心回転される。このとき軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１が伝動球体１２の大円周に接触される。軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１は、伝動球体１２の小円周に接触される。それ故、軸方向動力入力回転体２の速度が軸方向動力出力回転体３の速度より大きくなって駆動円杆１３が支持回転体１１の径方向に沿って逆時計回りに偏心回転されると、本発明のチェーンレス車両のリニア変速機構は、小さな力で足踏みして速度を下げることができる。図１０の中央図及び右図を参照する。図１０の中央図及び右図に示すように、駆動円杆１３が支持回転体１１の径方向に沿って時計回りに偏心回転されると、伝動球体１２が駆動円杆１３の周りで回転するとともに、支持回転体１１の側環面１１２上で支持回転体１１の径方向に沿って時計回りに偏心回転されると、軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１が伝動球体１２の小円周に接触される。また、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１が伝動球体１２の大円周に接触されるため、軸方向動力入力回転体２の速度が軸方向動力出力回転体３の速度より遅くなる。それ故、駆動円杆１３が支持回転体１１の径方向に沿って時計回りに偏心回転されると、本発明に係るチェーンレス車両のリニア変速機構は、大きな力で足踏みを行って速度を上げることができる。以上、駆動円杆１３及び伝動球体１２により説明したが、その他の駆動円杆及び伝動球体の作動方式も同様である。

図５を参照する。図５に示すように、軸方向動力入力回転体２と軸方向動力出力回転体３との間隔が大きくなるに従い、駆動円杆１３は、支持回転体１１の径方向により偏心回転角度が大きくなるため、本発明に係るチェーンレス車両のリニア変速機構を簡素かつ小型にし、リニア変速領域を大幅に大きくすることができる。また、本発明のチェーンレス車両のリニア変速機構は、変速する際、伝動球体１２が内傾斜動力入力環状面２１、内傾斜動力出力環状面３１及び支持回転体１１の外円周面に滑り接触されるため、変速時の伝達ロスが少ない上、ジャークが発生することを防ぐことができる。

図１０を参照する。図１０に示すように、軸方向動力入力回転体２及び軸方向動力出力回転体３と、支持回転体１１との間隔が大きくなるに従い、駆動円杆１３は、支持回転体１１の径方向により偏心回転角度が大きくなるため、本発明に係るチェーンレス車両のリニア変速機構を簡素かつ小型にし、リニア変速領域を大幅に大きくすることができる。また、本発明に係るチェーンレス車両のリニア変速機構は、変速する際、伝動球体１２が内傾斜動力入力環状面２１、内傾斜動力出力環状面３１及び支持回転体１１の側環面１１２に滑り接触されるため、本発明が変速するときの伝達ロスが少なく、ジャークの発生を防ぐことができる。

図１、図２及び図１１〜図１５を参照する。図１、図２及び図１１〜図１５に示すように、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構は、足踏み式横方向動力源４と噛合され、足踏み式横方向動力源４に補助動力を供給する補助動力源７をさらに含む。補助動力源７により、本発明のチェーンレス車両のリニア変速機構は、省エネ効果を得ることができる。また、上述の技術は、図６〜図１０の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体にも適用できる。

図１、図２及び図１１〜図１５を参照する。図１、図２及び図１１〜図１５に示すように、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構が含む補助動力源７は、補助モータ７１及び電池７２を有する。補助モータ７１は、補助動力ベベルギヤ７１１を有する。電池７２は、補助モータ７１と直列接続される。足踏み式横方向動力源４は、クランクシャフト４１及び横方向動力ベベルギヤ４２を有する。クランクシャフト４１は、横方向動力ベベルギヤ４２に挿着される。クランクシャフト４１の両端には、ペダルクランク（図示せず）がそれぞれ接続される。補助動力ベベルギヤ７１１は、横方向動力ベベルギヤ４２と噛合される。この構成により、補助動力源７は、足踏み式横方向動力源４の径方向に沿って配置される。上述の技術は、図６〜図１０の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体にも適用できる。

図１〜図３及び図１１〜図１５を参照する。図１〜図３及び図１１〜図１５に示すように、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構の補助動力源７は、支持回転体１１の径方向に沿って設置されるか、支持回転体１１の軸方向に沿って設置される（図３及び図１５を参照する）。この構成により、補助動力源７は、チェーンレス車両のシャーシ構造に応じてチェーンレス車両のシャーシに組み合わせることができる。また、上述の技術は、図６〜図１０の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体にも適用できる。

図３〜図５を参照する。図３〜図５に示すように、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構において、軸方向動力入力回転体２及び軸方向動力出力回転体３は、伝動球体１２の対をなす２側にそれぞれ設けられ、伝動球体１２が内傾斜動力入力環状面２１と、内傾斜動力出力環状面３１と、支持回転体１１の外円周面との間に移動可能に挟持される。円柱状収納部１２１は、円柱状収納槽１２１１を含む。駆動円杆１３の内方端は、支持回転体１１の径方向に沿って円柱状収納槽１２１１内に移動可能に配置される。変速部１は、駆動環体１４を有してもよい。駆動円杆１３の外方端は、伝動球体１２から露出され、枢着軸１３２により駆動環体１４の枢着溝１４１に枢着されてもよい。駆動環体１４は、支持回転体１１の軸方向に沿って移動し、駆動環体１４により駆動円杆１３及び伝動球体１２が時計回りに偏心回転されるか逆時計回りに偏心回転され、本発明のチェーンレス車両のリニア変速機構が変速を行う。

図３及び図４を参照する。図３及び図４に示すように、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構の変速部１は、駆動リードスクリュー１６及び少なくとも１つの案内杆体１７を含む。駆動リードスクリュー１６は、駆動環体１４のねじ孔１４２に挿着される。駆動環体１４は、駆動モータ１５により駆動されると、支持回転体１１の軸方向に沿って移動する。案内杆体１７は、駆動環体１４の案内孔１４３に移動可能に貫通される。案内杆体１７は、円杆でもよい。案内杆体１７は、個数が複数で対称に配置されているため、駆動環体１４が駆動リードスクリュー１６により平行移動する際、バランス良く移動することができる。案内杆体１７の円周面には、第２の油案内溝１７１が形成され、案内杆体１７と駆動環体１４との間には、ロスを減らすための潤滑油が収容されてもよい。

図６〜図１０を参照する。図６〜図１０に示すように、本発明の一実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構の変速部１は、駆動環体１４及び位置決め体（ｌｉｍｉｔａｔｏｒ）８を含む。図６及び図７は、半分に分割された位置決め体８を示す。位置決め体８の軸方向位置決め貫通孔８１、軸方向案内開口８２及び軸方向円弧状案内溝８３も半分に分割されている。駆動環体１４の内環面は、複数の斜め案内溝１４４を有する。位置決め体８は、支持回転体１１の軸方向を取り囲むように形成された複数の軸方向位置決め貫通孔８１を有する。各軸方向位置決め貫通孔８１は、径方向の外側に軸方向案内開口８２が形成され、径方向の内側に軸方向円弧状案内溝８３が形成される。駆動環体１４は、位置決め体８の外側に移動可能に配置される上、複数の伝動球体１２がそれぞれ軸方向位置決め貫通孔８１内に移動可能に閉じこめられる。伝動球体１２の対をなす２側は、軸方向位置決め貫通孔８１の対をなす２側から露出される。複数の円柱状収納部１２１は、円柱状収納流路１２１２である。各駆動円杆３の内方端は、支持回転体１１の径方向に沿って円柱状収納流路１２１２へ移動可能に貫通され、軸方向円弧状案内溝８３に移動可能に配置される。駆動円杆１３の外方端は、軸方向案内開口８２を介して斜め案内溝１４４に移動可能に配置される。軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１は、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１内に位置し、軸方向動力入力回転体２及び軸方向動力出力回転体３は、伝動球体１２の同じ側に位置する。支持回転体１１は、伝動球体１２に位置し、軸方向動力入力回転体２及び軸方向動力出力回転体３と反対側に位置し、伝動球体１２が内傾斜動力入力環状面２１と、内傾斜動力出力環状面３１と、支持回転体１１の側環面１１２と間に移動可能に閉じこめられ、駆動環体１４が支持回転体１１の軸方向を中心として位置決め体８の周りで回転される。駆動円杆１３の両端は、軸方向案内開口８２及び軸方向円弧状案内溝８３により案内されるため、駆動円杆１３の両端が支持回転体１１の軸方向上のみで移動し、その後、駆動環体１４が位置決め体８の周りで回転すると、駆動円杆１３の外方端が駆動環体１４の斜め案内溝１４４により案内されて右方へ移動するか（図１０の中央図及び左図を参照する）、左方へ移動し（図１０の中央図及び右図を参照する）、駆動円杆１３及び伝動球体１２が同時に逆時計回りに偏心回転するか（図１０の中央図及び左図を参照する）、同時に時計回りに偏心回転し（図１０の中央図及び右図を参照する）、本発明のチェーンレス車両のリニア変速機構は、変速を行う。また、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構は、複数のボール２５１及び位置決め環体２５２を含むボール環体２５をさらに有する。複数のボール２５１は、位置決め環体２５２に間隔をおいて形成された複数の位置決め槽内に移動可能に閉じこめられる。ボール２５１は、軸方向動力入力回転体２と軸方向動力出力回転体３との間に移動可能に挟持され、軸方向動力入力回転体２と軸方向動力出力回転体３との間の摩擦ロスを低減させる。

図３〜図５と併せて図６、図７及び図１０を参照する。本実施形態に係るチェーンレス車両のリニア変速機構は、図６、図７及び図１０の変速部１が図３〜図５の変速部１と同じであり、図３〜図５の駆動環体１４を有する。同様に、図６、図７及び図１０の円柱状収納部１２１は、図３〜図５の円柱状収納部１２１と同じであり、それぞれ円柱状収納槽１２１１を含む。複数の駆動円杆１３の内方端は、支持回転体１１（例えば、図６、図７及び図１０の支持回転体１１）の径方向に沿って、円柱状収納槽１２１１内に移動可能に配置される。駆動円杆１３の外方端は、駆動環体１４に枢着される。図６〜図１０に示すように、軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１は、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１内に位置する。軸方向動力入力回転体２及び軸方向動力出力回転体３は、伝動球体１２の同じ側に位置する。支持回転体１１は、伝動球体１２に位置するとともに、軸方向動力入力回転体２及び軸方向動力出力回転体３と反対側に位置し、伝動球体１２が内傾斜動力入力環状面２１と、内傾斜動力出力環状面３１と、支持回転体１１の側環面１１２と間に移動可能に挟持され、図６、図７及び図１０で交換済みの駆動環体１４は、図３〜図５の駆動環体１４と同じであり、支持回転体１１（例えば、図６、図７及び図１０の支持回転体１１）の軸方向に沿って移動し、本発明のチェーンレス車両のリニア変速機構は変速を行う。同様に、図６、図７及び図１０で交換済みの駆動環体１４を、図３及び図４の駆動リードスクリュー１６、駆動モータ１５及び案内杆体１７と組み合わせ、案内杆体１７及び支持回転体１１の軸方向に沿って駆動リードスクリュー１６により駆動環体１４が平行移動する。

図１、図２及び図１２を参照する。図１、図２及び図１２に示すように、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構において、軸方向動力入力回転体２は、軸方向動力入力ベベルギヤ２２を有する。足踏み式横方向動力源４の横方向動力ベベルギヤ４２は、軸方向動力入力ベベルギヤ２２と噛合される。この構成により、軸方向動力入力回転体２、変速部１及び軸方向動力出力回転体３は、足踏み式横方向動力源４の径方向に沿って設置される。また、上述の技術は、図６〜図１０の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体にも適用できる。軸方向動力入力ベベルギヤ２２は、軸方向動力入力軸２４に設置される。

図１、図２、図１３及び図１４を参照する。図１、図２、図１３及び図１４に示すように、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構において、軸方向動力出力回転体３は、軸方向動力出力平歯車３２を有する。軸方向動力伝達部５は、軸方向動力伝達平歯車５１１及び伝動杆５１を有する。軸方向動力伝達平歯車５１１は、伝動杆５１の一端に接続される。軸方向動力出力平歯車３２は、軸方向動力伝達平歯車５１１と噛合される。この構成により、足踏み式横方向動力源４の動力は、軸方向動力出力回転体３の軸方向に沿って伝達される。また、上述の技術は、図６〜図１０の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体にも適用できる。軸方向動力出力平歯車３２は、軸方向動力出力軸３４に設置される。

図１、図２、図１３及び図１４を参照する。図１、図２、図１３及び図１４に示すように、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構は、平歯車５２をさらに含む。軸方向動力出力平歯車３２は、平歯車５２を介して軸方向動力伝達平歯車５１１と噛合される。この構成により、軸方向動力出力回転体３は、平歯車５２を介して後続機構の回転方向を変化させる。また、上述の技術は、図６〜図１０の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体にも適用できる。

図２及び図１４を参照する。図２及び図１４に示すように、上述のチェーンレス車両のリニア変速機構において、横方向動力出力部６は、横方向動力出力ベベルギヤ６１を有する。横方向動力出力部６には、車輪（図示せず）が接続されてもよい。軸方向動力伝達部５は、軸方向動力伝達ベベルギヤ５１２を有してもよい。軸方向動力伝達ベベルギヤ５１２は、伝動杆５１の他端に接続される。横方向動力出力ベベルギヤ６１は、軸方向動力伝達ベベルギヤ５１２と噛合される。この構成により、軸方向動力伝達部５の動力の伝達方向が変わり、横方向動力出力部６へ伝達される。また、上述の技術は、図６〜図１０の他の軸方向動力入力回転体、変速部及び軸方向動力出力回転体にも適用できる。

図１、図３及び図１１を参照する。図１、図３及び図１１に示すように、足踏み式横方向動力源４により時計回りの足踏みが行われ、軸方向動力入力回転体２が時計回りに回転されると、伝動球体１２が軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１（図４を参照する）により逆時計回りに回転され、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１、軸方向動力出力回転体３及び軸方向動力出力平歯車３２が伝動球体１２により逆時計回りに回転された後、平歯車５２が軸方向動力出力平歯車３２により時計回りに回転し、軸方向動力伝達平歯車５１１、伝動杆５１及び軸方向動力伝達ベベルギヤ５１２が逆時計回りに回転し、最終的に横方向動力出力部６の横方向動力出力ベベルギヤ６１が軸方向動力伝達ベベルギヤ５１２により時計回りに回転される。足踏み式横方向動力源４が逆時計回りの足踏みを行うと、軸方向動力入力回転体２が逆時計回りに回転され、伝動球体１２が軸方向動力入力回転体２の内傾斜動力入力環状面２１（図４を参照する）により時計回りに回転され、軸方向動力出力回転体３の内傾斜動力出力環状面３１、軸方向動力出力回転体３及び軸方向動力出力平歯車３２が伝動球体１２により時計回りに回転された後、平歯車５２が軸方向動力出力平歯車３２により逆時計回りに回転されると、軸方向動力伝達平歯車５１１、伝動杆５１及び軸方向動力伝達ベベルギヤ５１２が時計回りに回転され、最終的に横方向動力出力部６の横方向動力出力ベベルギヤ６１が軸方向動力伝達ベベルギヤ５１２により逆時計回りに回転される。この構成により、本発明に係るチェーンレス車両のリニア変速機構は、チェーンを使用しなくとも、横方向動力出力部６を足踏み式横方向動力源４と同じ方向へ回転させることができる。また、図６〜図１０の変速部１の軸方向動力入力軸２４及び軸方向動力出力軸３４の回転方向が同じであるため、図６〜図１０の変速部１は、チェーン及び平歯車５２を使用しなくとも、横方向動力出力部６を足踏み式横方向動力源４と同じ方向へ回転させることができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１変速部
２軸方向動力入力回転体
３軸方向動力出力回転体
４足踏み式横方向動力源
５軸方向動力伝達部
６横方向動力出力部
７補助動力源
８位置決め体
１１支持回転体
１２伝動球体
１３駆動円杆
１４駆動環体
１５駆動モータ
１６駆動リードスクリュー
１７案内杆体
２１内傾斜動力入力環状面
２２軸方向動力入力ベベルギヤ
２３第１の接続軸
２４軸方向動力入力軸
２５ボール環体
３１内傾斜動力出力環状面
３２軸方向動力出力平歯車
３３第２の接続軸
３４軸方向動力出力軸
４１クランクシャフト
４２横方向動力ベベルギヤ
５１伝動杆
５２平歯車
６１横方向動力出力ベベルギヤ
７１補助モータ
７２電池
８１軸方向位置決め貫通孔
８２軸方向案内開口
８３軸方向円弧状案内溝
１１１軸受
１１２側環面
１２１円柱状収納部
１３１第１の油案内溝
１３２枢着軸
１４１枢着溝
１４２ねじ孔
１４３案内孔
１４４斜め案内溝
１７１第２の油案内溝
２５１ボール
２５２位置決め環体
５１１軸方向動力伝達平歯車
５１２軸方向動力伝達ベベルギヤ
７１１補助動力ベベルギヤ
１２１１円柱状収納槽
１２１２円柱状収納流路

Claims

変速部、軸方向動力入力回転体、軸方向動力出力回転体、足踏み式横方向動力源、軸方向動力伝達部及び横方向動力出力部を備えたチェーンレス車両のリニア変速機構であって、
前記変速部は、支持回転体、複数の伝動球体及び複数の駆動円杆を有し、前記伝動球体は、前記支持回転体に間隔をおいて移動可能に配置され、前記伝動球体の径方向上には、円柱状収納部が設けられ、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って前記円柱状収納部に移動可能に配置され、前記支持回転体の径方向を起点として前記支持回転体の軸方向に至るまで前記駆動円杆が偏心回転され、
前記軸方向動力入力回転体は、内傾斜動力入力環状面を有するとともに、前記支持回転体の軸方向に沿って動力を入力し、
前記軸方向動力出力回転体は、内傾斜動力出力環状面を有するとともに、前記支持回転体の軸方向に沿って動力を出力し、前記伝動球体は、前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体との間に移動可能に挟持され、
前記足踏み式横方向動力源は、前記支持回転体の径方向に沿って前記軸方向動力入力回転体と噛合され、
前記軸方向動力伝達部は、前記支持回転体の軸方向に沿って前記軸方向動力出力回転体と噛合され、
前記横方向動力出力部は、前記支持回転体の径方向に沿って前記軸方向動力伝達部と噛合されることを特徴とするチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記足踏み式横方向動力源と噛合する補助動力源をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記補助動力源は、補助動力ベベルギヤを有し、
前記足踏み式横方向動力源は、横方向動力ベベルギヤを有し、
前記補助動力ベベルギヤは、前記横方向動力ベベルギヤと噛合することを特徴とする請求項２に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記補助動力源は、前記支持回転体の径方向に沿って設置されるか、前記支持回転体の軸方向に沿って設置されることを特徴とする請求項２に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体は、前記伝動球体の対をなす２側にそれぞれ設けられ、
前記伝動球体が前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体の外円周面との間に移動可能に挟持され、
前記円柱状収納部は、円柱状収納槽を含み、
前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って前記円柱状収納槽内に移動可能に配置され、
前記変速部は、駆動環体を有し、
前記駆動円杆の外方端は、前記駆動環体に枢着され、
前記駆動環体は、前記支持回転体の軸方向に沿って移動することを特徴とする請求項１に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記変速部は、駆動リードスクリュー及び少なくとも１つの案内杆体を含み、
前記駆動リードスクリューは、前記駆動環体に貫通されて噛合され、
前記案内杆体は、前記駆動環体に移動可能に貫通されることを特徴とする請求項５に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記変速部は、駆動環体及び位置決め体を有し、
前記駆動環体の内環面には、複数の斜め案内溝が形成され、
前記位置決め体は、前記支持回転体の軸方向を取り囲むように形成された複数の軸方向位置決め貫通孔を有し、
前記軸方向位置決め貫通孔は、径方向の外側に軸方向案内開口が形成され、径方向の内側に軸方向円弧状案内溝が形成され、
前記駆動環体は、前記位置決め体の外側に移動可能に配置される上、前記伝動球体が前記軸方向位置決め貫通孔内に移動可能にそれぞれ閉じこめられ、前記伝動球体の対をなす２側は、前記軸方向位置決め貫通孔の対をなす２側から露出され、前記円柱状収納部は、円柱状収納流路をそれぞれ含み、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って前記円柱状収納流路へ移動可能に貫通されるとともに、前記軸方向円弧状案内溝に移動可能に配置され、前記駆動円杆の外方端は、前記軸方向案内開口を介して前記斜め案内溝に移動可能に配置され、前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体は、前記伝動球体の同じ側に位置し、
前記支持回転体は、前記伝動球体に位置し、前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体と反対側に位置し、前記伝動球体が前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体の側環面と間に移動可能に挟持され、前記駆動環体が前記支持回転体の軸方向を中心として前記位置決め体の周りで回転されることを特徴とする請求項１に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記変速部は、駆動環体を有し、
前記円柱状収納部は、円柱状収納槽をそれぞれ含み、
前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って、前記円柱状収納槽内に移動可能に配置され、
前記駆動円杆の外方端は、前記駆動環体に枢着され、
前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体は、前記伝動球体の同じ側に位置し、
前記支持回転体は、前記伝動球体に位置するとともに、前記軸方向動力入力回転体及び前記軸方向動力出力回転体と反対側に位置し、前記伝動球体が前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体の側環面と間に移動可能に挟持され、
前記駆動環体は、前記支持回転体の軸方向に沿って移動することを特徴とする請求項１に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記足踏み式横方向動力源は、横方向動力ベベルギヤを有し、
前記軸方向動力入力回転体は、軸方向動力入力ベベルギヤを有し、
前記横方向動力ベベルギヤと前記軸方向動力入力ベベルギヤとが噛合することを特徴とする請求項１に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記軸方向動力出力回転体は、軸方向動力出力平歯車を有し、
前記軸方向動力伝達部は、軸方向動力伝達平歯車を有し、
前記軸方向動力出力平歯車と前記軸方向動力伝達平歯車とが噛合することを特徴とする請求項１に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記軸方向動力出力平歯車と前記軸方向動力伝達平歯車とを噛合させる平歯車をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。
前記横方向動力出力部は、横方向動力出力ベベルギヤを有し、
前記軸方向動力伝達部は、軸方向動力伝達ベベルギヤを有し、
前記横方向動力出力ベベルギヤと前記軸方向動力伝達ベベルギヤとが噛合することを特徴とする請求項１に記載のチェーンレス車両のリニア変速機構。