【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車走行に際しクランクアームを回転させるペダルに対する踏み込み力の効率化を図って円滑な走行を可能にし、走行時のペダル踏み込みの負担を軽減できるようにした自転車用回転動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自転車用回転動力伝達装置は、自転車のフレームに形成のクランク軸受によって、ペダルが設けられている左右のクランクアームを一体状に連繋するクランク軸を支承し、クランクアームの回転によって従動回転されるスプロケット歯車と、後輪用の従動スプロケット歯車との間で掛巡されている駆動チェーンによって後輪を回転させるものであって、この場合、スプロケット歯車の回転軸とクランク軸とは同軸上に配置された構造となっている。また近時においては、走行時のペダル踏み込みの負担を軽減するために、例えば変速制御機構やモータ駆動力を利用した電動補助自転車等が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のようにスプロケット歯車の回転軸とクランク軸とが同軸上に配置されている場合では、走行時のペダル踏み込みに際し、スプロケット歯車に対し、左右のクランクアームの予め設定されているアーム長さに対応した回転モーメント（トルク）しか得られないために、走行時のペダル踏み込みの負担が掛かり過ぎてしまうことがあり、そうすると円滑な走行が不可能となり、身体に対する肉体的な疲労も大きくなるものであった。また、変速制御機構を使用した場合では、大小の複数の歯車の噛み合わせを変更させるために多段的なギヤチェンジ操作が必要とされ非常に煩わしいものとなる。一方、モータ駆動力を利用した電動補助自転車等ではこのモータの重量によって自転車自体が重量的にも形態的にも嵩張るものとなり取扱いが面倒なものとなるのである。しかもモータ駆動力の利用はそのための動力源、例えば蓄電池の搭載が必要であるからなお一層重量的にも嵩張るのであり、そのための充電操作も煩わしく、また高価なものとならざるを得ないものである。しかも駆動モータ出力の調整によるものでは走行路面の状態を適切に検出してこれに対応した出力を調整する必要があり、これを手動操作で行なうとしても面倒なものである。
【０００４】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、自転車走行に際し回転させるペダルに対して踏み込みの負担を軽減し、しかも踏み込み力の効率化を図って円滑な走行を可能にした自転車用動力伝達装置を提供することを目的とするものであり、必要があれば車椅子の走行輪の回転伝達機構としても利用できるようにするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明にあっては、自転車のフレーム１１に回転可能に枢着されたクランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａに、ペダル１４が設けられている左右のクランクアーム１５を一体状に連繋し、クランクアーム１５によるクランクアーム回転板３の回転によって従動回転されるスプロケット歯車６と、後輪用の従動スプロケット歯車１７との間で掛巡されている駆動チェーン１６によって後輪を回転させる自転車用回転動力伝達装置であって、クランクアーム回転板３における入力側回転モーメントとスプロケット歯車６における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるよう互いにずらして配置されたクランクアーム回転板３とスプロケット歯車６との間に偏心回転可能な中間板１を係合配置して成る駆動伝達機構Ｐを備えたものである。
駆動伝達機構Ｐは、ドーナツ型のスプロケット歯車６の中央に回転可能に枢着され且つ中央の軸支部２Ｄがフレーム１１に固定された支承固定円板２に、当該軸支部２Ｄに対して偏心した状態でクランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａを回転可能となるように支承させると共に、クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａを相対スライド可能に係合させる第１ガイド長溝孔１Ａと、第１ガイド長溝孔１Ａに対して直交するように当該第１ガイド長溝孔１Ａの左右対称位置に設けられ、支承固定円板２の周りで回転するスプロケット歯車６側面を相対スライド可能に係合させる第２ガイド長溝孔１Ｂとを中間板１に備えて構成することができる。
クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａは、中間板１の第１ガイド長溝孔１Ａを貫挿した側で固定されたガイド板４を介して支承固定円板２に回転可能に支承され、且つガイド板４は、第１ガイド長溝孔１Ａに係合されたカムローラー５を介してクランクアーム回転板３に連繋すると共に、スプロケット歯車６側面には、第２ガイド長溝孔１Ｂに係合されたカムローラー５を回転可能に枢着して成るものとできる。
ガイド板４のカムローラー５は、第１ガイド長溝孔１Ａに対して互いに逆向きにフランジ部５Ａを備えた状態で、クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａに対して対称位置に配置し、スプロケット歯車６側面のカムローラー５は、第２ガイド長溝孔１Ｂに対して互いに逆向きにフランジ部５Ａを備えた状態で、中央の支承固定円板２の周りを回転するスプロケット歯車６側面の対称位置にそれぞれ２個にして配列形成してあるものとできる。
中間板１は、第１ガイド長溝孔１Ａ、第２ガイド長溝孔１Ｂそれぞれが、互いに直交する楕円短軸、楕円長軸に合致した楕円状に形成されているものとすることができる。
クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａは、支承固定円板２の中央の軸支部２Ｄに対し、後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と反対位置に配置されているものとできる。
【０００６】
以上のように構成された本発明に係る自転車用動力伝達装置にあって、ペダル１４に対する踏み込みによるクランクアーム１５の回転は、当該クランクアーム１５に一体のクランクアーム回転板３、ガイド板４それぞれを回転させ、第１ガイド長溝孔１Ａに係合しているクランクアーム回転板３、ガイド板４相互間に回転可能に介設されたカムローラー５によって楕円形状の中間板１を偏心回転させる。このときカムローラー５は第１ガイド長溝孔１Ａに沿って相対スライドしながら中間板１を略円形の軌道Ｑに沿って円滑に回転させる。
そして中間板１の第２ガイド長溝孔１Ｂに係合しているカムローラー５を介してドーナツ型のスプロケット歯車６を中央の支承固定円板２の周りに回転させる。このときカムローラー５は第２ガイド長溝孔１Ｂに沿って相対スライドしながらスプロケット歯車６に円滑に回転力を伝達させ、駆動チェーン１６を介して後輪用の従動スプロケット歯車１７を従動回転させる。
こうして駆動伝達機構Ｐによる中間板１は、クランクアーム回転板３とスプロケット歯車６との間で偏心回転運動を行わせられ、クランクアーム回転板３における入力側回転モーメントとスプロケット歯車６における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるように作動させるものとなる。
クランクアーム回転板３、ガイド板４相互間においてクランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａに対して対称位置に配置したカムローラー５は、これが中央回転軸３Ａに対して対称位置に離隔配置された作用点となって中間板１に対し力のモーメントすなわち偶力を発生させることで当該中間板１に円滑に回転力を伝達させる。
中央の支承固定円板２の周りを回転するドーナツ型のスプロケット歯車６側面の対称位置にそれぞれ２個にして配列形成してあるカムローラー５は、これが中央の支承固定円板２の軸支部２Ｄに対して対称位置に離隔配置された作用点となってスプロケット歯車６自体に偶力を発生させることで当該スプロケット歯車６に効率良く円滑に回転力を伝達させる。
第１ガイド長溝孔１Ａ、第２ガイド長溝孔１Ｂに対して互いに逆向きにフランジ部５Ａを備えた状態で係合するそれぞれのカムローラー５は、第１ガイド長溝孔１Ａ、第２ガイド長溝孔１Ｂからのカムローラー５の離脱を防止させる。
支承固定円板２の軸支部２Ｄに対し、後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と反対位置に配置されているクランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａは、クランクアーム１５の回転中心位置に対する中間板１の偏心距離を有効な大きさに設定可能にさせる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するに、図において示される符号１０は本発明に係る自転車用動力伝達装置が組み込み配装される自転車であり、自転車１０におけるフレーム１１下部に設けられているクランク軸受（図示せず）に対し回転自在に支承された後述するクランクアーム回転板３の一側面中央に突出形成した軸支部３Ｂと、クランクアーム回転板３の他側面中央に突出形成した中央回転軸３Ａと、中央回転軸３Ａ先端に嵌め込まれる軸支部３Ｂとによって形成されるクランク軸１３を、当該両軸支部３Ｂが一端の嵌合孔１２に嵌合され且つ他端のペダル１４に対する踏み込みに伴ない回転されるクランクアーム１５によって回転させることにより、自転車用動力伝達装置によって動力が効率良く伝達されることで駆動チェーン１６を介して後輪用の従動スプロケット歯車１７を円滑に従動回転させるようになっている。
【０００８】
そして本発明に係る自転車用動力伝達装置自体はフレーム１１のクランク軸受側方にクランク軸１３の軸支部３Ｂによって支承されたクランクアーム回転板３と、クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａ位置に対して中心軸位置が食違い状に配装されるよう中央の軸支部２Ｄをフレーム１１に固定させてある支承固定円板２に回転可能に嵌め合わせたドーナツ型のスプロケット歯車６との間に駆動伝達機構Ｐを備えている。この駆動伝達機構Ｐは、クランクアーム回転板３における入力側回転モーメントとスプロケット歯車６における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるように構成されており、互いにずらして配置されたクランクアーム回転板３とスプロケット歯車６との間に係合配置された状態で偏心回転可能となる中間板１を備えることによって、例えば片寄りのある２軸間に運動を伝える所謂オルダム式食い違い継手機構の如く形成されている。
【０００９】
具体的な駆動伝達機構Ｐの構成としては、クランクアーム１５の回転に伴ない異なるペダル１４位置に対応して例えば図４に示すように中心位置が略円形に近い軌道Ｑを描くような偏心回転運動をして相互に片寄りのあるスプロケット歯車６、クランクアーム回転板３それぞれの２軸間に運動を伝える略楕円形状を呈する中間板１を係合配置し、スプロケット歯車６と従動スプロケット歯車１７との間で掛巡されている駆動チェーン１６を回転循環させるものとしてある。
【００１０】
図１に示すように、楕円形状の中間板１は、互いに直交する楕円短軸、楕円長軸に合致した状態で第１ガイド長溝孔１Ａ、第２ガイド長溝孔１Ｂそれぞれが穿設されている。すなわち第１ガイド長溝孔１Ａは、楕円の短軸方向に沿って設けられ、後述するカムローラー５の筒胴軸部５Ｂが係合可能な幅員を有する細長状に形成されている。一方、第２ガイド長溝孔１Ｂは、楕円の長軸方向に沿って且つ中央の第１ガイド長溝孔１Ａに対して上下対称位置に分割して設けられ、後述するカムローラー５の筒胴軸部５Ｂの２つが係合可能な幅員を有する太長状に形成されている。尚、第１ガイド長溝孔１Ａは図示のように、１本状に長く形成されている場合に限らず、中間板１の中心に対して左右対称的に分割形成されることもある。
【００１１】
またクランクアーム１５の回転に従動回転するクランクアーム回転板３は、この一側面に突出形成した中央回転軸３Ａを中間板１の一側面側から第１ガイド長溝孔１Ａに遊嵌し、第１ガイド長溝孔１Ａの反対側から帯板状のガイド板４の中央孔部４Ａに嵌合させて一体となるようにしっかりと固定されている。このガイド板４の中央孔部４Ａに対する両端対称位置には、第１ガイド長溝孔１Ａに係合されたフランジ部５Ａと筒胴軸部５Ｂとから成るカムローラー５を介してクランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａに対する対称位置に回転軸を兼ねたネジによって回転可能に連繋されている。このときガイド板４のカムローラー５は、第１ガイド長溝孔１Ａの幅員よりも大きな外径を有するフランジ部５Ａと、第１ガイド長溝孔１Ａの幅員と略同じ外径を有する筒胴軸部５Ｂとを備えており、第１ガイド長溝孔１Ａに対して互いに逆向きにフランジ部５Ａを当接させた状態で筒胴軸部５Ｂが第１ガイド長溝孔１Ａに貫挿されるようにしてある。
【００１２】
支承固定円板２は、この円周一端側に軸受孔２Ｃを穿設した厚肉円形部２Ａと、厚肉円形部２Ａの外周に延設された薄肉環状縁部２Ｂとを形成し、中央にはフレーム１１に固定される軸支部２Ｄが形成されている。また支承固定円板２の軸受孔２Ｃには前記クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａが回転可能となるように係合されている。そして厚肉円形部２Ａと薄肉環状縁部２Ｂとによって形成される段差位置にはドーナツ型のスプロケット歯車６中央の円形開口部６Ａが回転可能に係合されるものとなっており、スプロケット歯車６が支承固定円板２の係合位置から逸脱せずに支承固定円板２の周りをスムーズに回転できるよう係合箇所を覆う程度の直径を有するワッシャー７を係合箇所に当てがうようにしてネジ止め固定してある。
【００１３】
また、駆動チェーン１６が掛巡された状態で支承固定円板２の周りで回転するスプロケット歯車６側面には支承固定円板２に対する対称位置に厚肉状の座部６Ｂを設け、この座部６Ｂに回転軸を兼ねたネジによって回転可能に枢着されたカムローラー５を介してスプロケット歯車６側面を中間板１の第２ガイド長溝孔１Ｂに係合させてある。これによって、支承固定円板２の周りで回転しながらスプロケット歯車６自体を中間板１の第２ガイド長溝孔１Ｂに沿って相対スライド可能となるようにしてある。
【００１４】
すなわちスプロケット歯車６側面のカムローラー５は、中央の支承固定円板２の周りを回転するスプロケット歯車６側面の対称位置にそれぞれ２個にして配列形成してある。そして第２ガイド長溝孔１Ｂの幅員の半分よりも若干大きな外径を有するフランジ部５Ａと、第２ガイド長溝孔１Ｂの幅員の半分と同程度かもしくは若干小さな外径を有する筒胴軸部５Ｂとを備えており、第２ガイド長溝孔１Ｂに対して互いに逆向きにフランジ部５Ａを備えた状態で、２つの筒胴軸部５Ｂが第２ガイド長溝孔１Ｂに貫挿配置するようにしてある。
【００１５】
図４に示すように、このスプロケット歯車６側面の対称位置にあるカムローラー５相互間の距離２ｄ２は、クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａに対する対称位置にあるカムローラー５相互間の距離２ｄ１に対して長くなるように設定してある。また、クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａに対してスプロケット歯車６の回転中心が偏心しているため、ペダル１４からスプロケット歯車６の回転中心までの距離Ｌ２は、ペダル１４から中央回転軸３Ａまでの距離Ｌ１よりも大きくなる。
【００１６】
フレーム１１の両側に位置する左右のクランクアーム１５夫々はフレーム１１におけるクランク軸受（図示せず）内で相互に、クランクアーム回転板３における中央回転軸３Ａ、軸支部３Ｂそれぞれから成るクランク軸１３を、左右のクランクアーム１５夫々の一端に設けた嵌合孔１２に嵌合させることで一体状に連繋されていて、クランクアーム１５の回転によってクランクアーム回転板３は中央回転軸３Ａを回転中心として一体に回転されるものとしてある。またクランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａは、支承固定円板２中央のフレーム１１に固定された軸支部２Ｄに対し、後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と反対位置に配置されている（図３参照）。尚、支承固定円板２の周りでスプロケット歯車６を円滑に回転させるために、支承固定円板２の薄肉環状縁部２Ｂとスプロケット歯車６の円形開口部６Ａとの間に複数のローラーを介設しても良く、更には円盤状の支承固定円板２の周縁に配した複数のローラーを介して支承固定円板２の周囲でスプロケット歯車６が抜脱されることなく回転されるようにしても良い（図示せず）。
【００１７】
次に図４乃至図６を参照してクランクアーム１５の回転に伴なうクランクアーム回転板３・中間板１・スプロケット歯車６を介しての駆動チェーン１６の作動について説明すると、従動スプロケット歯車１７とスプロケット歯車６との間で掛巡されている駆動チェーン１６によってスプロケット歯車６は従動スプロケット歯車１７側に常時牽引されている状態にあるのである。そしてこの牽引されている状態でクランクアーム１５と一体回転するクランクアーム回転板３が、第１ガイド長溝孔１Ａに沿って相対スライド可能としてあるカムローラー５を介して中間板１を図４に示すような略円形に近い軌道Ｑに沿って偏心回転させる。
【００１８】
そして偏心回転する中間板１は、第２ガイド長溝孔１Ｂに沿って相対スライド可能としてあるカムローラー５を介してスプロケット歯車６を従動回転させる。このとき第１ガイド長溝孔１Ａに係合されているカムローラー５がクランクアーム回転板３によって中間板１を回転させるときの力のモーメントがかかる位置すなわちトルク作用点となる。一方、第２ガイド長溝孔１Ｂに係合されているカムローラー５が中間板１によってスプロケット歯車６を回転させるときの力のモーメントがかかる位置すなわちトルク作用点となる。
【００１９】
またクランクアーム回転板３のクランク軸１３を回転させるためのペダル１４位置が作用点となるとすれば、その作用点で、スプロケット歯車６を回転させている結果になる。このときクランクアーム回転板３の中心位置がずれているので、そのずれた分だけ見かけ上クランクアーム１５の長さが大きくなっている。そのため、梃子作用により、作用点位置が中心から離れて大きくなれば作用点に掛かる力は小さくて済むので楽にペダル１４を踏むことができ、平坦地でも、坂道でも同様に軽くこぐことができるのである。
【００２０】
すなわち図４に示すように、例えばクランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａが、支承固定円板２の軸支部２Ｄ位置に対し、後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と反対位置に配置されている場合において、クランクアーム１５が上下方向にある位置からペダル１４を前側へ向けて回転させ１８０度反転状態に位置する間に、ペダル１４位置からクランクアーム回転板３の回転中心までのクランクアーム１５の距離Ｌ１に対して、ペダル１４位置からスプロケット歯車６の回転中心までの距離Ｌ２が大きいため、見かけ上クランクアーム１５の距離Ｌ１が長くなって力のモーメントの作用点までの長さが伸びた状態となる。
【００２１】
しかもスプロケット歯車６側面の対称位置にあるカムローラー５相互間の距離２ｄ２が、クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａに対する対称位置にあるカムローラー５相互間の距離２ｄ１に対して長くなるように設定してあるため、ペダル１４に一定の踏み込み力Ｆが働いた場合、Ｌ１：Ｌ２＝ｄ１：ｄ２であるから、クランクアーム回転板３、スプロケット歯車６それぞれに対するトルクＴ１，Ｔ２の関係は、Ｔ２＝Ｆ・ｄ２＞Ｆ・ｄ１＝Ｔ１となり、スプロケット歯車６に対し高出力トルクが得られるのである。換言すれば、ペダル１４にかかる踏み込み力Ｆが小さくても一定のトルクＴの作用によってスプロケット歯車６を常に円滑に回転させることができるのである。
【００２２】
これにより偏心回転する中間板１を介して常に一定のトルクをスプロケット歯車６に付与させ、駆動チェーン１６を介して従動スプロケット歯車１７を効率良く円滑に回転させるのである。しかも中央の支承固定円板２の周りを回転するドーナツ型のスプロケット歯車６側面の対称位置にそれぞれ２個にして配列形成してあるカムローラー５により、これが中央の支承固定円板２の軸支部２Ｄに対して対称位置に離隔配置された作用点となってスプロケット歯車６自体に一定の偶力を発生させるため、当該スプロケット歯車６に効率良く円滑に回転力を伝達させるものとなってペダル１４に対する踏み込みの負担を軽減させるのである。
【００２３】
次に自転車１０への駆動伝達機構Ｐの組込みを説明すると、フレーム１１の所定位置に、駆動チェーン１６を駆動させるスプロケット歯車６の軸心となる支承固定円板２の軸支部２Ｄは例えば従来のスプロケット歯車の中心軸位置に設定固定し、一方、ペダル１４を連繋しているクランクアーム１５の回転中心であるクランク軸１３はその軸支部３Ｂによって例えば軸支部２Ｄ位置よりも進行方向の前方に位置させてフレーム１１に回転可能に支承する。尚、クランク軸１３はフレーム１１の左右に軸支部３Ｂを突設させ、その軸支部３Ｂに左右のクランクアーム１５それぞれを固着するのであり、支承固定円板２の軸支部２Ｄとクランク軸１３の軸支部３Ｂとはフレーム１１にしっかりと回転自在に支承されているのである。
【００２４】
尚、駆動チェーン１６を掛巡させるスプロケット歯車６の回転中心である支承固定円板２の軸支部２Ｄ位置に対して、クランクアーム回転板３の軸支部３Ｂ位置は自転車１０の進行方向の前後、上下のいずれであっても良く、自転車１０に乗る人の踏み込み容易な位置に設定されていれば良い。
【００２５】
【発明の効果】
上記説明したように本発明の構成によれば、自転車１０の走行に際し回転させるペダル１４に対して踏み込みの負担を軽減し、しかも踏み込み力の効率化を図って円滑な走行を可能にする。
【００２６】
すなわちこれは本発明が、クランクアーム回転板３における入力側回転モーメントとスプロケット歯車６における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるよう互いにずらして配置されたクランクアーム回転板３とスプロケット歯車６との間に偏心回転可能な中間板１を係合配置して成る駆動伝達機構Ｐを備えたからであり、これにより、偏心回転する中間板１を介して常に一定のトルクをスプロケット歯車６に付与させ、駆動チェーン１６を介して従動スプロケット歯車１７を効率良く円滑に回転させるのである。
【００２７】
また駆動伝達機構Ｐは、ドーナツ型のスプロケット歯車６の中央に回転可能に枢着された支承固定円板２の中央のフレーム１１に固定された軸支部２Ｄに対し偏心した状態でクランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａを回転可能となるように支承させると共に、中央回転軸３Ａを相対スライド可能に係合させる第１ガイド長溝孔１Ａと、第１ガイド長溝孔１Ａに対して直交し且つ当該第１ガイド長溝孔１Ａの左右対称位置に設けられ、スプロケット歯車６側面を相対スライド可能に係合させる第２ガイド長溝孔１Ｂとを中間板１に備えて成るので、クランクアーム回転板３と、スプロケット歯車６との間における中間板１の周期的な偏心回転運動により、片寄りのある２軸間に動力を的確に伝えることができる。
【００２８】
クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａはガイド板４を介して支承固定円板２に回転可能に支承され、且つガイド板４は、第１ガイド長溝孔１Ａに係合されたカムローラー５を介してクランクアーム回転板３に連繋すると共に、スプロケット歯車６側面には、第２ガイド長溝孔１Ｂに係合されたカムローラー５を回転可能に枢着して成るので、クランクアーム回転板３の回転をスプロケット歯車６に円滑に伝達できるものである。
【００２９】
ガイド板４のカムローラー５は、第１ガイド長溝孔１Ａに対して互いに逆向きにフランジ部５Ａを備えた状態で、クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａに対して対称位置に配置し、スプロケット歯車６側面のカムローラー５は、第２ガイド長溝孔１Ｂに対して互いに逆向きにフランジ部５Ａを備えた状態で、中央の支承固定円板２の周りを回転するスプロケット歯車６側面の対称位置にそれぞれ２個にして配列形成してあるので、第１ガイド長溝孔１Ａ、第２ガイド長溝孔１Ｂからのカムローラー５の離脱を未然に防止することができる。しかもカムローラー５は、これが中央の支承固定円板２の回転軸に対して対称位置に離隔配置されたトルク作用点となってスプロケット歯車６自体に偶力を発生させるものとなり、これによりスプロケット歯車６に効率良く円滑に回転力を伝達させることができペダル１４に対する踏み込み力を軽減させることができる。
【００３０】
中間板１は、第１ガイド長溝孔１Ａ、第２ガイド長溝孔１Ｂそれぞれが、互いに直交する楕円短軸、楕円長軸に合致した楕円状に形成されているので、偏心回転する中間板１によって、クランクアーム回転板３における入力側回転モーメントに対し、スプロケット歯車６における出力側回転モーメントを小さくできる。これにより駆動チェーン１６を介して後輪用の従動スプロケット１７を常時一定のペダル１４に対する踏み込み力で略定速度で自転車１０を走行させることができる。
【００３１】
クランクアーム回転板３の中央回転軸３Ａは、支承固定円板２の中央の軸支部２Ｄに対し、後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と反対位置に配置されているので、クランクアーム１５の回転中心位置に対する中間板１の偏心距離を有効な大きさに設定させることができる。
【００３２】
また本発明に係る駆動伝達機構Ｐは、自転車１０における動力伝達のみならず、各種の動力伝達手段としての利用が可能であり、例えば車椅子の走行輪等の特に人力を使用する動力伝達手段に使用するのに好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における分解斜視図である。
【図２】同じく組付状態を示す斜視図である。
【図３】同じく本発明装置が装着された自転車全体の側面図である。
【図４】同じく本発明装置の動作を説明する側面図である。
【図５】同じく自転車の走行中におけるクランクアームが上下方向に沿う位置にあるときの側面図である。
【図６】同じく自転車の走行中におけるクランクアームが水平方向に沿う位置にあるときの側面図である。
【符号の説明】
Ｐ…駆動伝達機構 Ｑ…周期軌道
１…中間板 １Ａ…第１ガイド長溝孔
１Ｂ…第２ガイド長溝孔 ２…支承固定円板
２Ａ…厚肉円形部 ２Ｂ…薄肉環状縁部
２Ｃ…軸受孔 ２Ｄ…軸支部
３…クランクアーム回転板 ３Ａ…中央回転軸
３Ｂ…軸支部 ４…ガイド板
４Ａ…中央孔部 ５…カムローラー
５Ａ…フランジ部 ５Ｂ…筒胴軸部
６…スプロケット歯車 ６Ａ…円形開口部
６Ｂ…座部 ７…ワッシャー
１０…自転車 １１…フレーム
１２…嵌合孔 １３…クランク軸
１４…ペダル １５…クランクアーム
１６…駆動チェーン １７…従動スプロケット歯車[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle rotary power transmission device that enables a smooth running by increasing the efficiency of a depressing force applied to a pedal that rotates a crank arm when a bicycle is running, and that can reduce the burden of depressing the pedal during running. It is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a rotary power transmission device for a bicycle supports a crankshaft integrally connecting left and right crank arms provided with pedals by a crank bearing formed on a bicycle frame, and is driven and rotated by rotation of the crank arm. The rear wheel is rotated by a drive chain running between the sprocket gear and the driven sprocket gear for the rear wheel. In this case, the rotation shaft of the sprocket gear and the crankshaft are coaxial. The structure is arranged. In recent years, in order to reduce the burden of depressing a pedal during traveling, for example, a power-assisted bicycle or the like using a shift control mechanism or a motor driving force has been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the rotating shaft of the sprocket gear and the crankshaft are coaxially arranged as in the prior art, a predetermined arm length of the left and right crank arms with respect to the sprocket gear when the pedal is depressed during traveling. Can only obtain the rotational moment (torque) corresponding to, so that the burden of depressing the pedal at the time of running may be too great, which makes it impossible to run smoothly and increases physical fatigue to the body Met. Further, when the speed change control mechanism is used, a multi-stage gear change operation is required to change the meshing of a plurality of large and small gears, which is very troublesome. On the other hand, in a motor-assisted bicycle or the like utilizing a motor driving force, the weight of the motor makes the bicycle itself bulky in terms of both weight and form, which makes it difficult to handle. In addition, the use of the motor driving force requires a power source for it, for example, a storage battery, so that it is even more bulky in weight, and the charging operation for that is cumbersome and inevitably becomes expensive. is there. In addition, in the case of adjusting the output of the drive motor, it is necessary to appropriately detect the state of the traveling road surface and adjust the output corresponding thereto, and even if this operation is performed manually, it is troublesome.
[0004]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described existing circumstances, and reduces the burden of depressing a pedal to be rotated when traveling a bicycle, and achieves a more efficient depressing force and smoothly. An object of the present invention is to provide a power transmission device for a bicycle that enables traveling, and if necessary, can also be used as a rotation transmission mechanism for traveling wheels of a wheelchair.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a left and right crank arm provided with a pedal 14 on a central rotating shaft 3A of a crank arm rotating plate 3 rotatably connected to a frame 11 of a bicycle. And a drive chain 16 looped between a sprocket gear 6 driven and rotated by the rotation of the crank arm rotating plate 3 by the crank arm 15 and a driven sprocket gear 17 for the rear wheel. A rotating power transmission device for a bicycle for rotating a rear wheel, comprising: a crank arm rotating plate which is arranged so as to be shifted from each other so that an input side rotating moment of a crank arm rotating plate 3 and an output side rotating moment of a sprocket gear 6 are different from each other. A drive transmission in which an eccentrically rotatable intermediate plate 1 is engaged between a sprocket gear 3 and a sprocket gear 6. It is those having a mechanism P.
The drive transmission mechanism P is rotatably pivoted to the center of a donut-shaped sprocket gear 6 and is eccentric with respect to the bearing fixing disk 2 in which the center shaft support 2D is fixed to the frame 11 with respect to the shaft support 2D. A first guide slot 1A for supporting the center rotation shaft 3A of the crank arm rotation plate 3 so as to be rotatable in this state, and for engaging the center rotation shaft 3A of the crank arm rotation plate 3 so as to be relatively slidable; The first guide slot 1A is provided at right and left symmetrical positions so as to be orthogonal to the first guide slot 1A, and the sprocket gear 6 rotating around the bearing fixing disk 2 is engaged with the side surface of the sprocket gear 6 so as to be relatively slidable. The intermediate plate 1 may be provided with the two guide slots 1B.
The central rotating shaft 3A of the crank arm rotating plate 3 is rotatably supported by the bearing fixed disk 2 via a guide plate 4 fixed on the side of the intermediate plate 1 through the first guide slot 1A, and The guide plate 4 is connected to the crank arm rotary plate 3 via the cam roller 5 engaged with the first guide slot 1A, and is engaged with the second guide slot 1B on the side surface of the sprocket gear 6. The cam roller 5 can be rotatably pivoted.
The cam roller 5 of the guide plate 4 is disposed at a symmetrical position with respect to the central rotation axis 3A of the crank arm rotation plate 3 with the flange portions 5A provided in opposite directions to the first guide slot 1A, The cam roller 5 on the side surface of the sprocket gear 6 has a flange portion 5A opposite to the second guide slot 1B, and the side surface of the sprocket gear 6 which rotates around the central bearing fixing disk 2 is symmetrical. It is possible to form two arrays at each position.
The intermediate plate 1 may be configured such that the first guide long slot 1A and the second guide long slot 1B are each formed in an elliptical shape matching the elliptical short axis and the elliptical long axis which are orthogonal to each other.
The central rotating shaft 3A of the crank arm rotating plate 3 may be arranged at a position opposite to the rotating shaft of the driven sprocket gear 17 for the rear wheel with respect to the central shaft supporting portion 2D of the fixed bearing disk 2.
[0006]
In the power transmission device for a bicycle according to the present invention configured as described above, the rotation of the crank arm 15 when the pedal 14 is depressed is performed by rotating the crank arm rotation plate 3 and the guide plate 4 integrated with the crank arm 15. The elliptical intermediate plate 1 is eccentrically rotated by a cam roller 5 rotatably interposed between the crank arm rotating plate 3 and the guide plate 4 engaged with the first guide slot 1A. At this time, the cam roller 5 smoothly rotates the intermediate plate 1 along the substantially circular orbit Q while relatively sliding along the first guide slot 1A.
Then, the donut-shaped sprocket gear 6 is rotated around the central bearing fixed disk 2 via the cam roller 5 engaged with the second guide slot 1B of the intermediate plate 1. At this time, the cam roller 5 smoothly transmits the rotational force to the sprocket gear 6 while relatively sliding along the second guide slot 1B, and the driven sprocket gear 17 for the rear wheel is driven to rotate via the drive chain 16.
In this way, the intermediate plate 1 by the drive transmission mechanism P is caused to perform eccentric rotation between the crank arm rotary plate 3 and the sprocket gear 6, and the input side rotational moment on the crank arm rotary plate 3 and the output side rotation on the sprocket gear 6. The moment and the moment are operated so as to be different from each other.
The cam roller 5 disposed symmetrically with respect to the central rotation axis 3A of the crank arm rotation plate 3 between the crank arm rotation plate 3 and the guide plate 4 is spaced apart from the cam roller 5 symmetrically with respect to the central rotation axis 3A. By generating a moment of force, that is, a couple, on the intermediate plate 1 as an action point, the rotational force is smoothly transmitted to the intermediate plate 1.
The two cam rollers 5 arranged at symmetrical positions on the side surface of the donut-shaped sprocket gear 6 rotating around the central bearing fixed disk 2 are arranged at two symmetrical positions. The sprocket gear 6 itself acts as a point of action that is symmetrically spaced apart from and generates a couple, so that the torque can be efficiently and smoothly transmitted to the sprocket gear 6.
The respective cam rollers 5 which are engaged with the first guide slot 1A and the second guide slot 1B with the flange portions 5A in opposite directions are provided with the first guide slot 1A and the second guide slot. The cam roller 5 is prevented from coming off from 1B.
The center rotation axis 3A of the crank arm rotation plate 3 disposed at a position opposite to the rotation axis of the driven sprocket gear 17 for the rear wheel with respect to the shaft support portion 2D of the bearing fixed disk 2 is located at the rotation center position of the crank arm 15. The eccentric distance of the intermediate plate 1 with respect to is set to an effective size.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, reference numeral 10 denotes a bicycle in which a bicycle power transmission device according to the present invention is incorporated and arranged, and a lower portion of a frame 11 of the bicycle 10 A shaft support 3B protrudingly formed at the center of one side of a crank arm rotating plate 3 described later rotatably supported by a crank bearing (not shown) provided at the center, and at the center of the other side of the crank arm rotating plate 3 A crankshaft 13 formed by a protruding central rotation shaft 3A and a shaft support 3B fitted to the tip of the center rotation shaft 3A is fitted with the two shaft supports 3B into the fitting holes 12 at one end and the other end at the other end. The power is efficiently transmitted by the bicycle power transmission device by being rotated by the crank arm 15 which is rotated as the pedal 14 is depressed. The driven sprocket wheel 17 for the rear wheels via a kinematic chain 16 is smoothly adapted to rotated.
[0008]
The power transmission device for a bicycle according to the present invention is provided between the crank arm rotating plate 3 supported by the shaft supporting portion 3B of the crank shaft 13 on the side of the crank bearing of the frame 11, and the center rotating shaft 3A of the crank arm rotating plate 3. On the other hand, between a donut-shaped sprocket gear 6 rotatably fitted to a bearing fixing disk 2 having a center shaft support 2D fixed to a frame 11 so that the center shaft position is staggered. A drive transmission mechanism P is provided. The drive transmission mechanism P is configured to make the input side rotation moment of the crank arm rotation plate 3 and the output side rotation moment of the sprocket gear 6 different from each other. By providing the intermediate plate 1 that is eccentrically rotatable while being engaged with the sprocket gear 6, the intermediate plate 1 is formed, for example, as a so-called Oldham type staggered joint mechanism that transmits motion between two biased shafts. I have.
[0009]
As a specific configuration of the drive transmission mechanism P, an eccentric rotation in which the center position draws a substantially circular orbit Q as shown in FIG. The sprocket gear 6 and the intermediate plate 1 having a substantially elliptical shape which transmit the motion between the two axes of the sprocket gear 6 and the crank arm rotating plate 3 which are mutually biased, are engaged with each other, and the sprocket gear 6 and the driven sprocket gear 17 are arranged. And the drive chain 16 circulating between them is rotated and circulated.
[0010]
As shown in FIG. 1, the elliptical intermediate plate 1 is provided with a first guide long slot 1A and a second guide long slot 1B, respectively, in a state of being aligned with the elliptical short axis and the elliptical long axis which are orthogonal to each other. . In other words, the first guide slot 1A is provided along the minor axis direction of the ellipse, and is formed in an elongated shape having a width with which a cylindrical body shaft portion 5B of the cam roller 5 described later can be engaged. On the other hand, the second guide long slot 1B is provided along the major axis direction of the ellipse and divided at a vertically symmetrical position with respect to the central first guide long slot 1A, and is provided with a barrel portion of the cam roller 5 described later. 5B are formed in a long shape having a width that can be engaged. Note that the first guide slot 1A is not limited to the case where the first guide slot 1A is formed as a single long one as shown in the figure, and may be formed symmetrically with respect to the center of the intermediate plate 1.
[0011]
In addition, the crank arm rotating plate 3 that is driven to rotate by the rotation of the crank arm 15 has the central rotating shaft 3A protruding from one side thereof loosely fitted into the first guide slot 1A from one side of the intermediate plate 1. From the opposite side of the guide slot 1A, it is fitted firmly into the central hole 4A of the strip-shaped guide plate 4 so as to be integrally fixed. The crank arm rotating plate 3 is located at a symmetrical position on both ends of the guide plate 4 with respect to the center hole 4A via a cam roller 5 including a flange portion 5A engaged with the first guide slot 1A and a cylinder body shaft portion 5B. Are rotatably connected to a symmetrical position with respect to the central rotation axis 3A by a screw also serving as a rotation axis. At this time, the cam roller 5 of the guide plate 4 has a flange portion 5A having an outer diameter larger than the width of the first guide long slot 1A, and a cylindrical body having substantially the same outer diameter as the width of the first guide long slot 1A. 5B, and the cylinder body shaft portion 5B is inserted into the first guide long slot 1A in a state where the flange portions 5A are in contact with the first guide slot 1A in opposite directions. .
[0012]
The bearing fixing disk 2 forms a thick circular portion 2A having a bearing hole 2C formed at one end of the circumference and a thin annular edge 2B extending around the outer periphery of the thick circular portion 2A. Is formed with a shaft support 2D fixed to the frame 11. The central rotating shaft 3A of the crank arm rotating plate 3 is rotatably engaged with a bearing hole 2C of the bearing fixed disk 2. A circular opening 6A at the center of the donut-shaped sprocket gear 6 is rotatably engaged with a step formed by the thick circular portion 2A and the thin annular edge 2B. A washer 7 having a diameter large enough to cover the engaging portion is applied to the engaging portion so that the shaft can smoothly rotate around the bearing fixing disk 2 without deviating from the engaging position of the bearing fixing disk 2. It is fixed with screws.
[0013]
A thick seat 6B is provided on a side surface of the sprocket gear 6 which rotates around the bearing fixed disk 2 in a state where the drive chain 16 is wound around the bearing fixed disk 2 at a symmetrical position with respect to the bearing fixed disk 2. The side surface of the sprocket gear 6 is engaged with the second guide slot 1B of the intermediate plate 1 via a cam roller 5 rotatably connected to a screw 6B serving as a rotating shaft. Thus, the sprocket gear 6 itself can be relatively slid along the second guide slot 1B of the intermediate plate 1 while rotating around the bearing fixed disk 2.
[0014]
That is, the cam rollers 5 on the side surface of the sprocket gear 6 are arranged in two symmetrical positions on the side surface of the sprocket gear 6 rotating around the center bearing fixed disk 2. A flange portion 5A having an outer diameter slightly larger than half the width of the second guide long slot 1B, and a cylindrical body shaft portion 5B having an outer diameter approximately equal to or slightly smaller than half the width of the second guide long slot 1B. In a state where the flange portions 5A are provided in opposite directions to the second guide slot 1B, the two cylinder trunk shafts 5B are inserted through the second guide slot 1B. is there.
[0015]
As shown in FIG. 4, the distance 2d2 between the cam rollers 5 at the symmetric position on the side surface of the sprocket gear 6 is the distance 2d1 between the cam rollers 5 at the symmetric position with respect to the central rotation axis 3A of the crank arm rotating plate 3. Is set to be longer than Further, since the rotation center of the sprocket gear 6 is eccentric with respect to the center rotation shaft 3A of the crank arm rotation plate 3, the distance L2 from the pedal 14 to the rotation center of the sprocket gear 6 is from the pedal 14 to the center rotation shaft 3A. Is larger than the distance L1.
[0016]
The left and right crank arms 15 located on both sides of the frame 11 mutually connect a crankshaft 13 composed of a central rotation shaft 3A and a shaft support 3B of the crank arm rotating plate 3 within a crank bearing (not shown) of the frame 11. The crank arm rotating plate 3 rotates about the central rotating shaft 3A by rotating the crank arm 15 by fitting the fitting arm 12 into a fitting hole 12 provided at one end of each of the left and right crank arms 15. It is assumed that they are rotated together. The central rotating shaft 3A of the crank arm rotating plate 3 is disposed at a position opposite to the rotating shaft of the driven sprocket gear 17 for the rear wheel with respect to the shaft supporting portion 2D fixed to the frame 11 at the center of the bearing fixed disk 2. (See FIG. 3). In order to smoothly rotate the sprocket gear 6 around the bearing fixed disk 2, a plurality of rollers are interposed between the thin annular edge 2B of the bearing fixed disk 2 and the circular opening 6A of the sprocket gear 6. The sprocket gear 6 may be rotated without being pulled out around the bearing fixed disk 2 via a plurality of rollers arranged on the periphery of the disk-shaped bearing fixed disk 2. (Not shown).
[0017]
Next, the operation of the drive chain 16 via the crank arm rotating plate 3, the intermediate plate 1, and the sprocket gear 6 accompanying the rotation of the crank arm 15 will be described with reference to FIGS. The sprocket gear 6 is in a state of being constantly pulled by the driven sprocket gear 17 by the drive chain 16 looped between the sprocket gear 6 and the sprocket gear 6. The intermediate plate 1 is shown in FIG. 4 via a cam roller 5 which can be relatively slid along the first guide slot 1A when the crank arm rotating plate 3 that rotates integrally with the crank arm 15 in this pulled state. It is eccentrically rotated along a trajectory Q that is almost circular.
[0018]
The intermediate plate 1 that rotates eccentrically rotates the sprocket gear 6 via a cam roller 5 that is relatively slidable along the second guide slot 1B. At this time, the cam roller 5 engaged with the first guide slot 1A rotates the intermediate plate 1 by the crank arm rotating plate 3, and the moment at which the moment of the force is applied, that is, the torque application point. On the other hand, when the cam roller 5 engaged with the second guide slot 1B rotates the sprocket gear 6 by the intermediate plate 1, a position where a moment of force is applied, that is, a torque application point.
[0019]
If the position of the pedal 14 for rotating the crankshaft 13 of the crank arm rotating plate 3 is the point of action, the sprocket gear 6 is rotated at that point of action. At this time, since the center position of the crank arm rotating plate 3 is shifted, the length of the crank arm 15 is apparently increased by the shifted amount. Therefore, if the action point position is increased away from the center by the lever action, the force applied to the action point can be reduced, so that the pedal 14 can be easily depressed, and the pedal 14 can be lightly pedaled even on a flat ground or a slope. is there.
[0020]
That is, as shown in FIG. 4, for example, the center rotating shaft 3A of the crank arm rotating plate 3 is arranged at a position opposite to the rotating shaft of the driven sprocket gear 17 for the rear wheel with respect to the position of the shaft supporting portion 2D of the bearing fixed disk 2. When the crank arm 15 is rotated from the vertical position to the front by rotating the pedal 14 from the vertical position to the 180-degree inverted position, the crank from the pedal 14 position to the rotation center of the crank arm rotating plate 3 is rotated. Since the distance L2 from the position of the pedal 14 to the rotation center of the sprocket gear 6 is larger than the distance L1 of the arm 15, the distance L1 of the crank arm 15 is apparently longer, and the length to the point of application of the moment of force is reduced. It will be in a stretched state.
[0021]
In addition, the distance 2d2 between the cam rollers 5 at the symmetric position on the side surface of the sprocket gear 6 is longer than the distance 2d1 between the cam rollers 5 at the symmetric position with respect to the central rotation axis 3A of the crank arm rotating plate 3. When a constant depressing force F acts on the pedal 14, L1: L2 = d1: d2, so that the relationship between the torques T1 and T2 with respect to the crank arm rotating plate 3 and the sprocket gear 6, respectively, is T2 = F · d2> F · d1 = T1, and a high output torque can be obtained for the sprocket gear 6. In other words, the sprocket gear 6 can always be smoothly rotated by the action of the constant torque T even if the stepping force F applied to the pedal 14 is small.
[0022]
Thus, a constant torque is always applied to the sprocket gear 6 via the eccentrically rotating intermediate plate 1, and the driven sprocket gear 17 is efficiently and smoothly rotated via the drive chain 16. Moreover, two cam rollers 5 are arranged at symmetrical positions on the side surface of the donut-shaped sprocket gear 6 which rotates around the central bearing fixed disk 2, and the cam rollers 5 are formed on the shaft supporting portion of the central bearing fixed disk 2. The sprocket gear 6 itself acts as a point of action that is symmetrically spaced apart from the 2D to generate a constant couple, so that the sprocket gear 6 efficiently and smoothly transmits the rotational force to the pedal 14. It reduces the burden of stepping on.
[0023]
Next, the incorporation of the drive transmission mechanism P into the bicycle 10 will be described. The shaft support 2D of the support fixed disk 2 serving as the axis of the sprocket gear 6 for driving the drive chain 16 is provided at a predetermined position of the frame 11 in the conventional art. The crankshaft 13, which is the center of rotation of the crank arm 15 connected to the pedal 14, is fixed at the center axis position of the sprocket gear, and the crankshaft 13 is positioned, for example, ahead of the position of the shaft support 2D by the shaft support 3B. Then, it is rotatably supported on the frame 11. The crankshaft 13 is provided with projecting support parts 3B on the left and right sides of the frame 11, and the left and right crank arms 15 are fixed to the support parts 3B. The shaft support 3B is firmly rotatably supported by the frame 11.
[0024]
Note that the position of the shaft support 3B of the crank arm rotary plate 3 is before and after the position of the shaft 10 in the traveling direction of the bicycle 10, with respect to the position of the shaft support 2D of the support fixed disk 2 which is the center of rotation of the sprocket gear 6 around which the drive chain 16 extends. It may be either up or down, as long as it is set at a position where the person riding the bicycle 10 can easily step on it.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the configuration of the present invention, the burden of stepping on the pedal 14 which is rotated when the bicycle 10 runs can be reduced, and the stepping force can be made more efficient to enable smooth running.
[0026]
That is, the present invention is based on the fact that the input-side rotational moment in the crank-arm rotary plate 3 and the output-side rotational moment in the sprocket gear 6 are different from each other, so that the crank-arm rotary plate 3 and the sprocket gear 6 are displaced from each other. Is provided with a drive transmission mechanism P in which an eccentrically rotatable intermediate plate 1 is engaged with the sprocket gear 6, whereby a constant torque is always applied to the sprocket gear 6 via the eccentrically rotated intermediate plate 1. The driven sprocket gear 17 is efficiently and smoothly rotated via the chain 16.
[0027]
The drive transmission mechanism P is eccentric with respect to a shaft support 2D fixed to a center frame 11 of a support fixed disk 2 rotatably pivoted at the center of a donut-shaped sprocket gear 6, and the crank arm rotary plate is eccentric. 3 and a first guide slot 1A for engaging the center rotation shaft 3A so as to be relatively slidable, and the first guide slot 1A is orthogonal to the first guide slot 1A. The intermediate plate 1 is provided with a second guide slot 1B which is provided at the left-right symmetric position of the first guide slot 1A and slidably engages the side surface of the sprocket gear 6 with the intermediate plate 1. Due to the periodic eccentric rotational movement of the intermediate plate 1 between the sprocket gear 6 and the sprocket gear 6, power can be accurately transmitted between the two shafts having a bias.
[0028]
The central rotating shaft 3A of the crank arm rotating plate 3 is rotatably supported by the bearing fixed disk 2 via the guide plate 4, and the guide plate 4 is adapted to rotate the cam roller 5 engaged with the first guide slot 1A. And the cam roller 5 engaged with the second guide slot 1B is rotatably connected to the side surface of the sprocket gear 6 through the sprocket gear 6 so as to be rotatable. The rotation can be smoothly transmitted to the sprocket gear 6.
[0029]
The cam roller 5 of the guide plate 4 is disposed at a symmetrical position with respect to the central rotation axis 3A of the crank arm rotation plate 3 with the flange portions 5A provided in opposite directions to the first guide slot 1A, The cam roller 5 on the side surface of the sprocket gear 6 has a flange portion 5A opposite to the second guide slot 1B, and the side surface of the sprocket gear 6 which rotates around the central bearing fixing disk 2 is symmetrical. Since two pieces are arranged and formed at each position, the cam roller 5 can be prevented from being detached from the first guide slot 1A and the second guide slot 1B. In addition, the cam roller 5 generates a couple on the sprocket gear 6 itself as a torque acting point which is spaced apart symmetrically with respect to the rotation axis of the center bearing fixed disk 2, and thereby the sprocket gear 6 6 can be transmitted efficiently and smoothly, and the depressing force on the pedal 14 can be reduced.
[0030]
The intermediate plate 1 is formed by the eccentrically rotating intermediate plate 1 because the first guide slot 1A and the second guide slot 1B are each formed in an elliptical shape that matches the elliptical short axis and the elliptical long axis that are orthogonal to each other. The output-side rotational moment of the sprocket gear 6 can be made smaller than the input-side rotational moment of the crank arm rotary plate 3. Thereby, the driven sprocket 17 for the rear wheel can be caused to travel at a substantially constant speed by the constant stepping force on the pedal 14 through the drive chain 16.
[0031]
The center rotating shaft 3A of the crank arm rotating plate 3 is disposed at a position opposite to the rotating shaft of the driven sprocket gear 17 for the rear wheel with respect to the center shaft supporting portion 2D of the bearing fixed disk 2; The eccentric distance of the intermediate plate 1 with respect to the rotation center position can be set to an effective size.
[0032]
In addition, the drive transmission mechanism P according to the present invention can be used not only for power transmission in the bicycle 10 but also for various power transmission means. For example, the drive transmission mechanism P is used for power transmission means such as running wheels of a wheelchair, particularly using human power. It is suitable to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an assembled state.
FIG. 3 is a side view of the entire bicycle to which the device of the present invention is mounted.
FIG. 4 is a side view for explaining the operation of the device of the present invention.
FIG. 5 is a side view when the crank arm is at a position along the vertical direction while the bicycle is running.
FIG. 6 is a side view when the crank arm is at a position along the horizontal direction while the bicycle is running.
[Explanation of symbols]
P: Drive transmission mechanism Q: Periodic orbit
1 ... Intermediate plate 1A ... First guide slot
1B ... second guide slot 2 ... bearing fixed disk
2A: thick circular portion 2B: thin annular edge
2C: Bearing hole 2D: Shaft support
3 ... Crank arm rotating plate 3A ... Center rotating shaft
3B: shaft support part 4: guide plate
4A: Central hole 5: Cam roller
5A: Flange part 5B: Cylindrical shaft part
6 ... sprocket gear 6A ... circular opening
6B: Seat 7: Washer
10 ... bicycle 11 ... frame
12 ... fitting hole 13 ... crankshaft
14 ... Pedal 15 ... Crank arm
16 Drive chain 17 Driven sprocket gear
