JPH0514716U - 往復動振幅の可変機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 往復動出力機構の往復動振幅を運転状態にお
いて変更可能にする。 【構成】 ペダル軸２が垂立して設けられた軸固定カム
３には回転円盤４をそのペダル軸２に直角方向に移動可
能に装着するとともに、回転円盤４を前記移動方向に送
り可能となすネジ式送り機構を設け、かつ回動自在に軸
固定カム３上の軸受け３ａに支持されたネジ軸３ｃには
かさ歯車３ｂを軸着する一方、そのかさ歯車３ｂと噛合
し、ネジ軸３ｃを回動するための駆動側かさ歯車２ａを
かさ歯車３ｂと離接可能に、しかも回動しない状態でペ
ダル軸２と同心位置に設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回動を往復動に変換する往復動出力機構における往復動振幅の可変 機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、回動を往復動に変換する往復動出力機構には、クランク機構やカム機構 が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来のクランク機構やカム機構では、クランクやカムの形状寸法 を変更するのが難しいため往復動振幅の変更が困難であった。

【０００４】 そこで本考案では、往復動出力機構の往復動振幅を運転状態において変更可能 にすることを解決すべき技術的課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための技術的手段は、往復動振幅の可変機構を次のように 構成することである。すなわち、駆動軸を有するカム部材と、そのカム部材が前 記駆動軸回りに回動するときにそのカム部材の外周部に当接し、そのカム部材の 回動を往復動に変換したうえで出力するための当接部材とを有する往復動出力機 構において、前記駆動軸が垂立して設けられた回動部材には前記カム部材をその 駆動軸直角方向に移動可能に装着するとともに、前記カム部材を前記移動方向に 送り可能となすネジ式送り機構を設け、かつ回動自在に前記回動部材に支持され た前記ネジ式送り機構のネジ軸にはかさ歯車を軸着する一方、そのかさ歯車と噛 合したときに前記ネジ軸を回動可能な駆動側かさ歯車を前記かさ歯車と離接可能 に、しかも回動しない状態で前記駆動軸と同心位置に設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

本考案による往復動振幅の可変機構により往復動振幅の変更をおこなうには、 ネジ軸に軸着されたかさ歯車と駆動側かさ歯車とを噛合させる。すると、回動部 材の回動に伴って回動するかさ歯車を介して、ネジ軸が回動するため、ネジ式送 り機構により、カム部材が駆動軸直角方向に送られる。従って、カム部材の駆動 軸に対する移動によりカム部材は偏心量が変化するため、往復動振幅が変更され る。

【０００７】

【実施例】

以下に、本考案に係る往復動振幅の可変機構の一実施例を自転車に適用した例 を説明する。図１は本考案に係る往復動振幅の可変機構の構成を示し、自転車の ペダル軸付近の要部断面図である。また、図２はその上面図である。 両図において、ペダル１，１が取着されたペダル軸２は軸固定カム３が取着さ れていて、図示されない軸受により自転車のフレーム側に支持されている。 軸固定カム３は長円形状に形成され、回転円盤４の直径方向に設けられた長穴 ４ａに係合し、ペダル軸２の回転トルクを回転円盤４へ伝達するとともに、長穴 ４ａ内で前後移動可能に構成されている。この軸固定カム３には、軸受部３ａが 設けられ、かさ歯車３ｂが軸端に軸着されたネジ軸３ｃが長穴４ａの長手方向（ ペダル軸２に直交する方向）に平行した姿勢で支持されている。さらに、ネジ軸 ３ｃに螺合するナット部４ｂが回転円盤４に固定されている。上記のネジ軸３ｃ およびナット部４ｂは、いわゆるボールネジ式送り機構を構成していて、かさ歯 車３ｂが回動するとネジ軸３ｃも回動するため、軸固定カム３に対して回転円盤 ４を長穴４ａの長手方向に送り可能とされている。 回転円盤４の外周部には、多数のローラベアリング４ｃを介してリング４ｄが 外嵌されている。さらに、リング４ｄには往復動ロッド５ａが取り付けられ、後 述する回転駆動部７に連結されている。 かさ歯車３ｂと噛合するためのかさ歯車２ａは、ペダル軸２に挿通されている が、ペダル軸２からはトルク伝達されない状態で自転車のフレーム側に支持され ている。また、そのかさ歯車２ａはシフトフォーク２ｂにより軸方向には移動可 能とされているため、噛合状態と非噛合状態とが選択可能とされている。

【０００８】 以上に示した往復動振幅の可変機構の作用を説明する。かさ歯車２ａ（図２の 想像線で示す）と、かさ歯車３ｂとが噛合していない状態において、ペダル１を 踏み、ペダル軸２を回動すると、回転円盤４は偏心した位置にあるペダル軸２を 中心として回動される。そして、この偏心回動はリング４ｄを介して、往復動ロ ッド５ａにより往復動として後述する回転駆動部７に伝達される。 次に、シフトフォーク２ｂが図示しない変速レバーにより操作され、かさ歯車 ２ａと、かさ歯車３ｂとが噛合した状態においては、ペダル軸２の回動により、 回転円盤４とともにネジ軸３ｃがかさ歯車２ａの回りを回動するため、かさ歯車 ３ｂを介してネジ軸３ｃが回動される。このネジ軸３ｃは回転円盤４側に設けら れたナット部４ｂに螺合しているので、ネジ軸３ｃの回動はナット部４ｂを螺進 させ、回転円盤４をペダル軸２に対して径方向に移動させることができる。従っ て、ペダル１の回動により、ペダル軸２に対する回転円盤４の位置、すなわち回 転円盤４の回転中心の偏心量が変更されるため、往復動ロッド５ａの往復動振幅 が変更される。なお、図１は、往復動振幅の可変機構が最大振幅位置にある状態 を示しており、図２は、最小振幅位置にある状態を示している。

【０００９】 次に、図３は本実施例に係る自転車を示す正面図である。同図において、往復 動出力機構５から出力された往復動は往復動ロッド５ａにより回転駆動部６に伝 達され、回動に変換された後、後輪７にトルクを伝達可能に構成されている。 回転駆動部６は、往復動ロッド５ａから同軸上にラック部材６ａが延設され、 ラック部材６ａの上下両面はラックが形成されていて、ピニオン６ｂとピニオン ６ｃとがそれぞれ回動可能に噛合している。 図４は、図３のＡＡ視図で、回転駆動部６の要部側面を示している。ピニオン ６ｂと、歯車９ａとは同軸心上に設けられ、ワンウェイクラッチ機構８ａを介し て一方向のトルクを伝達可能に構成されている。同様に、ピニオン６ｃと、歯車 ９ｂとは同軸心上に設けられ、ワンウェイクラッチ機構８ｂを介して前記と同一 方向のトルクを伝達可能に構成されている。 このワンウェイクラッチ機構８ａ，８ｂは詳細には図示しないが、複数の楔状 の歯を円形に配列してなる一対のクラッチ歯が互いに噛み合い状態となるように 圧縮バネ等により付勢されていて、互いに対向する歯が噛み合う方向にはトルク を伝達し、逆方向には互いの傾斜面を乗り越えて空転する一種のワンウェイクラ ッチ機構（いわゆる「ランニング・フェース・ラチェット」）を構成する。 さらに、歯車９ａと、歯車９ｂとは後輪７の車軸７ａに直結された駆動歯車９ ｃに噛合している。

【００１０】 次に、回転駆動部６の作用を説明する。往復動ロッド５ａの往復動とともにラ ック部材６ａが往復動すると、ピニオン６ｂとピニオン６ｃとが互いに逆方向に 回動するが、上述したワンウェイクラッチ機構８ａ，８ｂの作用により、歯車９ ａと、歯車９ｂとは常に一方向に回転されるため、駆動歯車９ｃも一方向に回転 される。従って、ラック部材６ａが往動と復動のいずれの方向に駆動されるとき にも、駆動歯車９ｃに直結された車軸７ａは一方向（自転車前進方向）に回転す る。なお、この回転駆動部６は、ワンウェイクラッチ機構８ａ，８ｂの作用によ り、後輪７の前進方向への惰性回転を制限することがない。

【００１１】 本実施例に係る自転車は上記のように構成されているから、ペダル１の回動に より、後輪７を回転することができるとともに、ペダル１の回転方向に関わらず 、自転車を前進させることができる。このとき、ペダル１を所要範囲で往復回動 してもよく、往動と復動のいずれにおいても前進方向トルクを後輪７に伝達する ことができるので効率よく自転車を前進させることができる。そして、往復動振 幅の可変機構により往復動振幅の変更をおこなうことができるため、変速操作時 にはペダル１の回転方向に応じて、自転車を無段に変速することができる。 なお、往復動出力機構と、往復動振幅の可変機構とにより駆動系が構成されて いるので、従来のチェーン式駆動方式と比較して、チェーンの弛み取りのための 機構やギヤ間の掛け替え装置が不要で、変速機構をシンプルに構成できるととも に円滑な変速を可能にすることができる。さらに、チェーンと較べ往復動ロッド ５ａの強度や耐久性を増すことが容易にできる。 また、本考案の往復動振幅の可変機構は、自転車に限らず、産業機械等一般に 往復動振幅の変更を必要とする機構に広く適用が可能である。

【００１２】

【考案の効果】

以上のように本考案による往復動振幅の可変機構は、駆動軸が垂立して設けら れた回動部材に装着されたカム部材をネジ式送り機構により駆動軸直角方向に送 り可能としたことから、カム部材の偏心量を変更できるため、往復動出力機構の 運転状態において往復動振幅の変更を可能にするという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る自転車のペダル軸付近の
要部断面図である。

【図２】本考案の実施例に係る自転車のペダル軸付近の
要部上面図である。

【図３】本考案の実施例に係る自転車の正面図である。

【図４】図３のＡＡ視図である。

【符号の説明】

２ ペダル軸 ２ａ，３ｂ かさ歯車 ３ 軸固定カム ３ａ 軸受部 ３ｃ ネジ軸 ４ 回転円盤 ４ａ 長穴 ４ｂ ナット部 ４ｄ リング ５ａ 往復動ロッド

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸を有するカム部材と、そのカム部
   材が前記駆動軸回りに回動するときにそのカム部材の外
   周部に当接し、そのカム部材の回動を往復動に変換した
   うえで出力するための当接部材とを有する往復動出力機
   構において、前記駆動軸が垂立して設けられた回動部材
   には前記カム部材をその駆動軸直角方向に移動可能に装
   着するとともに、前記カム部材を前記移動方向に送り可
   能となすネジ式送り機構を設け、かつ回動自在に前記回
   動部材に支持された前記ネジ式送り機構のネジ軸にはか
   さ歯車を軸着する一方、そのかさ歯車と噛合したときに
   前記ネジ軸を回動可能な駆動側かさ歯車を前記かさ歯車
   と離接可能に、しかも回動しない状態で前記駆動軸と同
   心位置に設けたことを特徴とする往復動振幅の可変機
   構。