JPH05509272A - 自転車のチェインホイールの組のような不均一なトルクの伝達機構の改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自転車のチェインホイールの組のような不均一なトルクの伝達機構の改良この発 明は、使用される運動学的機構により課される制限によって、均一なトルクの伝 達ができない機構に関するものである。

このような装置の昔からの例としては、左右のクランクとそれらのペダルとを有 する自転車のチェインホイールがある。

垂直に下方への力を受ける各ペダルは、クランクが水平である時の最大からクラ ンクが垂直である時のゼロまでの大きさで変化するトルクを、クランクの回転中 心に対して適用するものである。

従来のクランクから後輪へのこのような不均一なトルクの伝達は、後輪に対して チェインホイールを介して行われるものである。このチェインホイールは、受は 取ったトルクを時計方向のみに伝達するという性質を有し、反時計方向にはトル クを伝達しないので、フリーホイールと呼ばれている。

この不均一なトルクは、各クランクの完全な回転毎に二度づつチェインホイール に伝達される。最初の１８０°すなわち半回転は右のクランクで、残りの１８０ °すなわち最後の半回転は左のクランクである。

この発明は、各クランクが大きなトルクエネルギーを供給した時には、チェイン ホイールで円周方向の弾性エネルギーを受け取って一時的に貯蔵し、各クランク が最小のトルクを供給した時には、それをチェインホイールのリムに殆ど直ちに 戻すことによってトルクの不均一性を最小にするものである。

この発明によれば、チェインホイールのボスとして特定される、チェインホイー ル本体の最も内側の部分に対して、クランクによって適用されるトルクが、チェ インホイールのリムとして特定される、チェインホイールの最も外側の部分に対 して、受けた横への力を支えるために、外形を変化させた複数の均一な薄さの径 方向リブを介して伝達される。

このような具体例は、クランクが大きなトルクを供給した時には、エネルギーに よる円周方向の変形を受けてそれを一時的に貯蔵し、クランクが小さなトルクを 供給した時に、チェインホイールのリムに対するトルクとして殆ど同じエネルギ ーを戻すものである。

チェインホイールの殆ど全体に対して選ばれたポリマーを使用することは、以下 の利益を加えるものである。金属製チェインホイールの場合よりも、チェインホ イールの歯がより荷重を分担することができる；大いに重量を節約することがで きる；腐食に対する保護が必要でない；潤滑剤が必要でない；チェインに対して より優しい：チェインガードが組み込める；豊富な色彩の選択、それによって、 技術的および経済的な競争力を残しながら審美的な楽しさが与えられる。

以下、この発明は図面を参照する例示によってより詳細に説明される。

図１は、（工学的な図面作成の標準に従った）チェインホイールの少しの歯１０ と径方向リブ１２，１２ａ、１２ｂのみを示すチェインホイールの正面図である 。

図２は、上半分が図１の線Ｘ−Ｘに沿う断面であるチェインホイールの側面図で ある。

図３は、チェインホイールの歯１０が、チェインホイール・リング３２．　３４ ゜３６を直接的または間接的に介して、チェインホイールのリム２２に恒久的ま たは一時的に取り付けられる３個のチェインホイールの組の部分的断面図であり 、チェインガード３８が最も大きいチェインホイール・リングに恒久的または一 時的に取り付けられることを示している。

図１において、クランク１４は、中央金属製プレート１８、チェインホイールの ボス２０、径方向リブ１２．　１２　ａ、１２　ｂ、そして、チェインホイール の歯１０を介して、チェイン１６に最大トルクを供給することのできる位置で示 されている。径方向リブの形状は、チェインホイールの負荷、利用できる材料と 製造工程、そして、ある程度までは使用者の選択によって定められる。

チェインホイールのリム２２には、図１と図２に示されるような一体のチェイン ホイールの歯１０を有することができ、また、図１と図２では、チェインホイー ル・ガードを有さない単一のチェインホイールが示されているが、複数チェイン ホイールの具体例を示す図３に示されるように、それを取り付けることもできる 。

点線２４と２６とは、全体的に誇張して、歯１０の位置と、自転車が乗られてい る時に、リブ１２．１２ａ、１２ｂが占める位置とを示している。

これらの位置は、クランク１４が垂直位置Ａに達するまでは、充分に材料の弾性 限界内であり、弾性的に変位したチェイン用の歯１０と、径方向リブ１２，１２ ａ、１２ｂとは、それらが無負荷である場合の正常な位置に戻ることができる。

これによって、トルクを迅速にゼロへと失う段階において、時計方向のトルクを 、クランク１４を支持するチェイン１Ｇに作用させるものである。

図２から、径方向リブ１２．１２ａ、１２ｂの厚さが、チェインホイールのボス ２０の厚さと同じ厚さに達するまで均一に増加すること、中央金属製プレート１ ８がインサートとしてチェインホイールと一体成型されること、そして、隣接す るリブ１２，１２ａ、１２ｂの間の空間２８には全くポリマーが存在しないこと を理解することができるだろう。

図３から、複数のチェインホイールの組が、適用されるトルク特性を改善するた めに、図１および図２に示される単一のチェインホイールと殆ど同一の径方向リ ブ１２，１２ａ、１２ｂを使用していることを理解することができるだろう。

また、単一のチェインホイールの場合にも同様にすることのできる取付具で、組 の最大のチェインホイール３２に取り付けられたチェインガード３８が示されて いる。

経済的な製作のために、中央金属製プレート１８には、小さなパイロット孔が明 けられており、クランクの外形が合わされるものとして知られている。

この発明により、設計され、製造された単一のチェインホイールまたは複数のチ ェインホイールの組は、このような機構のトルク伝達特性を改善するものである 。

要約書 例えばチェインホイールの歯１０を介して、チェイン（ベルト、ロープあるいは 類似のもの）１６に少し改善されたトルクを伝達する、中央のボス２０と外側の リム２２の間にリブ１２　（１２ａ、１２ｂ）を有するクランク１４で駆動され るホイールであって、クランク１４が最大のトルクを伝達する時（水平位置の辺 りにある時）には、リブ１２　（１２ａ、１２ｂ）において弾性エネルギーを貯 蔵することができ、クランク１４が最小のトルクを伝達する時（垂直位置辺りに ある時）には、その弾性エネルギーをリム２２に（それによって、チェイン、ベ ルト、ロープあるいは同様のもの１６に）解放することができ、さらに、チェイ ン（ベルト、ロープあるいは同様のもの）１６によってリム２２に提供される力 の僅かな不整列に応答する、小さな弾性変形性能を付加的に有しているものであ る。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　５年　２月　４日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．単一または複数のクランクが最大のトルクを供給する時には、複数の薄いリ ブの円周方向の弾性変形によってエネルギーを貯蔵することができ、単一または 複数のクランクが最小のトルクを供給する時には、貯蔵されたエネルギーの殆ど を、殆ど直ちにリムに戻すことができる、クランクで駆動されるホイール。
2. ２．前記薄いリブが、ボスとして特定されるホイールの中心部分と、ここでは主 リムとして特定されるホイールの径方向外側部分とに、ある基準円または連続湾 曲線の部分に対する接線方向で結合されていることを特徴とする請求項１記載の クランクで駆動されるホイール。
3. ３．前記リブの形状が、それが取り付けられる主リムおよび他のリングなどが、 チェイン、ベルト、ロープ、あるいは他のトルク伝達要素の力の作用線と一致す る方向での角度的弾性変形を許容するようなものであることを特徴とする請求項 １または請求項２のいずれかに記載のクランクで駆動されるホイール。
4. ４．前記薄いリブの外形が、安全なトルク伝達のために必要な横側への剛性が顕 著に弱められないようなものであることを特徴とする請求項３記載のクランクで 駆動されるホイール。
5. ５．トルクを伝達する単一または複数のリムが、主リムと同じ回転平面にある必 要はないが、直接的または間接的にそれに連結されていることを特徴とする請求 項１から請求項４のいずれか１項に記載のクランクで駆動されるホイール。
6. ６．ホイール全体または確実に薄いリブは金属または非金属材料から作ることが できるけれども、自転車のチェインホイールの組は一般例としてポリマーの付加 的利益を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の クランクで駆動されるホイール。