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JP2013144502A - Bicycle provided with pedal-powered driving-force transmission mechanism - Google Patents

Bicycle provided with pedal-powered driving-force transmission mechanism Download PDF

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JP2013144502A JP2012005594A JP2012005594A JP2013144502A JP 2013144502 A JP2013144502 A JP 2013144502A JP 2012005594 A JP2012005594 A JP 2012005594A JP 2012005594 A JP2012005594 A JP 2012005594A JP 2013144502 A JP2013144502 A JP 2013144502A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bicycle that allows smoother transmission of pedaling forces exerted on pedals to a drive wheel such as a sprocket.SOLUTION: A bicycle includes: a crankshaft; an eccentric wheel that can rotate around the axis center of the crankshaft; a drive wheel rotating around the axis center of the crankshaft as the eccentric wheel rotates; a fixed external gear affixed to the body of the bicycle; a rotor, which has, on one side, an internal gear meshing with the fixed external gear, and on the other side, a bearing part slidably/rotatably supporting the eccentric wheel, has an external gear on the outside thereof, and is eccentric with respect to the center of the fixed external gear; and a rotator, which has an internal gear meshing with the external gear on the rotor, is coupled to a crankshaft, and rotates around the axis center of the crankshaft.

Description

本発明は、自転車に関するものであり、詳細には、ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車に関するものである。   The present invention relates to a bicycle, and more particularly, to a bicycle provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism.

ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車に関しては、踏み込み力の軽減や、伝達力の増大のための様々な提案が為されている。例えば、特許文献1においては、自転車ペダルのクランク軸と同心状に固着された内歯歯車と、クランク軸に回転自在に軸支された太陽歯車と、該太陽歯車と同径で、太陽歯車及び内歯歯車に噛合する遊星歯車を、自転車ペダルのクランクアームから該クランクアームの延長線に沿って延びる延長アームに回転自在に軸支させ、前記太陽歯車に前輪側スプロケットホイールを同軸に固着してなる自転車が開示されている。   For bicycles equipped with a pedal depression type driving force transmission mechanism, various proposals for reducing the depression force and increasing the transmission force have been made. For example, in Patent Document 1, an internal gear fixed concentrically with a crankshaft of a bicycle pedal, a sun gear rotatably supported on the crankshaft, a sun gear having the same diameter as the sun gear, A planetary gear meshing with the internal gear is rotatably supported from a crank arm of a bicycle pedal to an extension arm extending along the extension line of the crank arm, and a front wheel side sprocket wheel is coaxially fixed to the sun gear. A bicycle is disclosed.

この特許文献1に開示された自転車によれば、太陽歯車と遊星歯車とが同径とされているので、ペダルを1回転させると、太陽歯車が4回転し、ギヤ比が4対1となり、従来に比べて増速することができるとされている。しかし、この特許文献1に開示された自転車においては、内歯歯車と太陽歯車との間に踏み込み力を伝える遊星歯車が介在しているので、後輪を回転させる作用点がクランク軸側に寄っており、ペダルに加わる踏み込み力を太陽歯車に伝える腕の長さが短くなってしまう上に、内歯歯車と太陽歯車との間で摩擦抵抗が大きくなり、大きな踏み込み力を必要とするという欠点がある。   According to the bicycle disclosed in Patent Document 1, since the sun gear and the planetary gear have the same diameter, when the pedal is rotated once, the sun gear rotates four times, and the gear ratio becomes 4: 1. It is said that the speed can be increased as compared with the prior art. However, in the bicycle disclosed in Patent Document 1, since the planetary gear that transmits the stepping force is interposed between the internal gear and the sun gear, the operating point for rotating the rear wheel is shifted to the crankshaft side. In addition, the length of the arm that transmits the stepping force applied to the pedal to the sun gear is shortened, and the frictional resistance between the internal gear and the sun gear increases, requiring a large stepping force. There is.

また、特許文献2においては、クランクアームの先端に内歯車を設け、この内歯車に噛み合って回転する外歯車を設け、この内歯車と外歯車のギヤ比を2対1に設定し、さらに、クランクアームの先端がクランクアームの回転中心となるクランク軸から前方に向き、かつ、前記内歯車のクランク軸から離れた側のギヤ部に前記外歯車が噛み合った状態で、ペダルの踏込面が上向きでほぼ水平姿勢となるように、ペダルを外歯車に固定することによって、少ない踏み込み力で大きな回転駆動力を得ようとする自転車が提案されている。   In Patent Document 2, an internal gear is provided at the tip of the crank arm, an external gear that meshes with the internal gear and rotates, the gear ratio between the internal gear and the external gear is set to 2: 1, With the tip of the crank arm facing forward from the crankshaft that is the center of rotation of the crank arm and the outer gear meshing with the gear portion of the inner gear that is away from the crankshaft, the pedal stepping surface is facing upward A bicycle has been proposed in which a pedal is fixed to an external gear so as to obtain a substantially horizontal posture, thereby obtaining a large rotational driving force with a small stepping force.

しかし、この特許文献2に開示された自転車においては、クランクアームの先端に設けた内歯車の外周面よりもペダルが取り付けられた軸がクランク軸側に位置しているので、力の作用点から回転軸までの腕の長さが短くなるように構成されており、少ない踏み込み力で大きな回転駆動力を得ることはできないという不都合がある。   However, in the bicycle disclosed in Patent Document 2, the shaft on which the pedal is attached is located on the crankshaft side with respect to the outer peripheral surface of the internal gear provided at the tip of the crank arm. The length of the arm to the rotation axis is configured to be short, and there is a disadvantage that a large rotational driving force cannot be obtained with a small stepping force.

通常、自転車において、ペダルの踏み込み力を効率良く回転駆動力に変えるには、ペダルが取り付けられたクランクアームの長さによる「テコ作用」が大きく影響するものであるが、クランクアームの長さは、クランク軸と地面との距離による制約を受け、自在に長くすることができない。したがって、従来の自転車においては、踏み込み力を軽減しつつ、かつ、回転駆動力を効率良く伝達することは実現されていないというのが実状である。   Normally, in bicycles, to effectively change the pedal depression force to rotational drive force, the lever action due to the length of the crank arm to which the pedal is attached is greatly affected, but the length of the crank arm is Due to the limitation of the distance between the crankshaft and the ground, it cannot be lengthened freely. Therefore, in the conventional bicycle, it is actually not possible to reduce the stepping force and efficiently transmit the rotational driving force.

これら従来の自転車が持つ欠点を解決するものとして、本出願人は、特許文献3において、ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車を提案した。この自転車は、ロータリーエンジンで採用されている位相歯車機構を利用してペダルに掛かる踏み込み力をスプロケット等の駆動輪に伝達するものであり、踏み込み力を軽減しつつ、回転駆動力を効率良く伝達することができる画期的な自転車である。   In order to solve the drawbacks of these conventional bicycles, the present applicant has proposed a bicycle equipped with a pedal depression type driving force transmission mechanism in Patent Document 3. This bicycle uses the phase gear mechanism used in the rotary engine to transmit the stepping force applied to the pedal to the drive wheels such as sprockets, and efficiently transmits the rotational driving force while reducing the stepping force. A revolutionary bicycle that can be.

しかし、本発明者がその後さらに研究を重ねたところ、特許文献3に開示された自転車において、固定外歯車と噛み合う内歯車を備えたローターを前記固定外歯車の回りに自転しつつ公転させるに際し、ローターをクランク軸に直結する場合には、ローターの公転運動に伴いクランク軸が移動しペダルの位置が変わるため、ペダルの踏み込み力をローターの回転に十分に利用することができないことがあった。また、ローターとクランク軸とをオルダム継手機構を介して連結する場合には、ローターの公転運動に伴いクランク軸が移動することは避けられるものの、オルダム継手機構には摺動部が介在するため、その摺動部における摩擦に起因して、ペダルの踏み込み力をローターに伝達することがスムースに行えないことがあった。このように、本発明者によるその後の研究によれば、特許文献3に開示されているペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車には、回転駆動力をローターに伝達する機構にさらに改良の余地があることが判明した。   However, when the inventor further researched after that, in the bicycle disclosed in Patent Document 3, when rotating the rotor provided with the internal gear meshing with the fixed external gear while revolving around the fixed external gear, When the rotor is directly connected to the crankshaft, the crankshaft moves and the pedal position changes with the revolution of the rotor, so that the pedal depression force cannot be fully utilized for the rotation of the rotor. In addition, when connecting the rotor and the crankshaft via the Oldham joint mechanism, the crankshaft is prevented from moving with the revolution of the rotor, but because the Oldham joint mechanism has a sliding part, Due to the friction at the sliding portion, the pedal depression force may not be smoothly transmitted to the rotor. As described above, according to the subsequent research by the present inventor, the bicycle having the pedal depression type driving force transmission mechanism disclosed in Patent Document 3 is further improved to a mechanism for transmitting the rotational driving force to the rotor. It turns out that there is room.

特開平6−171574号公報JP-A-6-171574 特開平9−301257号公報JP-A-9-301257 国際公開WO2011/001732号公報International Publication WO2011 / 001732

本発明は、本出願人が特許文献3で提案した自転車における回転駆動力の伝達機構を更に改良するために為されたもので、ペダルに掛かる踏み込み力をよりスムースにスプロケット等の駆動輪に伝達すること可能にするペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車を提供することを課題とするものである。   The present invention was made in order to further improve the rotational driving force transmission mechanism in the bicycle proposed by the present applicant in Patent Document 3, and more smoothly transmits the stepping force applied to the pedal to the driving wheel such as a sprocket. It is an object of the present invention to provide a bicycle provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism that can be performed.

本発明者は、上記の課題を解決すべく、鋭意研究を重ね試行錯誤を繰り返した結果、偏心輪を摺動回転自在に支持する軸受部を有するローターの外周に外歯車を設けるとともに、この外歯車と噛み合う内歯車を備えた回転体を自転車のクランク軸に取り付けることによって、クランク軸の回転を前記回転体を介してローターに伝達することができ、ペダルの踏み込み力をよりスムースにローターに伝達することができることを見出して本発明を完成した。   In order to solve the above problems, the present inventor has conducted extensive research and repeated trial and error, and as a result, provided an external gear on the outer periphery of the rotor having a bearing portion that slidably supports the eccentric ring. By attaching a rotating body with an internal gear that meshes with the gear to the crankshaft of the bicycle, the rotation of the crankshaft can be transmitted to the rotor via the rotating body, and the pedal depression force can be transmitted more smoothly to the rotor. The present invention has been completed by finding out that this can be done.

すなわち、本発明は、自転車の車体に回転自在に支持されるクランク軸と;前記クランク軸の軸心に対して偏心した偏心輪であって、前記クランク軸の軸心の回りに回転可能な偏心輪と;前記クランク軸と同心の駆動輪であって、前記偏心輪の回転に伴い前記クランク軸の軸心の回りに回転する駆動輪と;前記クランク軸の軸心と同心で、自転車の車体に対して固定された固定外歯車と;前記クランク軸の軸方向に沿った一方の側に前記固定外歯車と噛み合う内歯車を有し、他方の側に前記偏心輪を摺動回転自在に支持する軸受部を有するローターであって、外周に外歯車を有し、前記固定外歯車の中心に対して偏心したローターと;前記ローターの前記外歯車と噛み合う内歯車を有する回転体であって、前記クランク軸に連結され、前記クランク軸の軸心の回りに回転する回転体とを有する、ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車を提供することによって上記の課題を解決するものである。   That is, the present invention relates to a crankshaft that is rotatably supported by a bicycle body; an eccentric wheel that is eccentric with respect to the axis of the crankshaft, and that is rotatable about the axis of the crankshaft. A driving wheel that is concentric with the crankshaft, and that rotates around the axis of the crankshaft as the eccentric wheel rotates; concentric with the axis of the crankshaft, A fixed external gear fixed to the crankshaft; an internal gear that meshes with the fixed external gear on one side along the axial direction of the crankshaft, and the eccentric wheel that is slidably supported on the other side A rotor having a bearing portion that has an external gear on an outer periphery and is eccentric with respect to a center of the fixed external gear; and a rotary body having an internal gear meshing with the external gear of the rotor, Connected to the crankshaft, And a rotating member which rotates the axis around the link axis is to solve the above problems by providing a bicycle with a pedal-type driving force transmitting mechanism.

本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車においては、ペダルを踏み込むことによってクランク軸を回転させ、クランク軸と連結されている前記回転体を回転させて、前記回転体に設けられた内歯車と噛み合う外歯車を有するローターを回転させるので、クランク軸からローターへの回転駆動力の伝達機構に摺動部分が存在せず、ペダルの踏み込み力をよりスムースにローターに伝達することができる。   In the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the crankshaft is rotated by depressing the pedal, and the rotating body connected to the crankshaft is rotated to be provided on the rotating body. Since the rotor having the external gear meshing with the internal gear is rotated, there is no sliding portion in the transmission mechanism of the rotational driving force from the crankshaft to the rotor, and the pedal depression force can be transmitted to the rotor more smoothly. .

また、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車においては、前記偏心輪、前記ローター、及び前記回転体が、前記クランク軸の軸方向に沿って自転車の車体の内側から外側に向かってこの順で配置されているのが好ましい。前記偏心輪、前記ローター、及び前記回転体がこの順で配置されている場合には、例えば、回転体として上部が開口した有底の円筒形状のものを用い、その開口部を自転車の車体の内側に向けて配置することによって、前記ローターと前記偏心輪の少なくとも一部を前記回転体でカバーして、外部からのホコリ等が可動部分に入り込まないようにすることができる。   In the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the eccentric wheel, the rotor, and the rotating body are directed from the inside to the outside of the bicycle body along the axial direction of the crankshaft. The levers are preferably arranged in this order. When the eccentric wheel, the rotor, and the rotating body are arranged in this order, for example, a rotating cylindrical body with a bottom having an upper opening is used, and the opening is formed on a bicycle body. By disposing it inward, at least a part of the rotor and the eccentric ring can be covered with the rotating body so that dust or the like from the outside does not enter the movable part.

また、本発明の自転車は、その好適な一態様において、前記回転体の前記内歯車と噛み合う前記ローターの前記外歯車が、前記固定外歯車と噛み合う前記ローターの前記内歯車と、前記ローターを挟んで背中合わせに対向している。このように、ローターに設けられる外歯車と内歯車とが背中合わせに対向している場合には、前記回転体の回転力がローターに作用する位置と、ローターが前記固定外歯車によって回転自在に支持される位置とが、クランク軸の軸方向に垂直な同一平面上に存在することになるので、前記回転体の回転力を的確に前記ローターに伝達し、前記ローターをよりスムースに回転させることができるという利点が得られる。   In a preferred aspect of the bicycle of the present invention, the external gear of the rotor meshing with the internal gear of the rotating body sandwiches the rotor with the internal gear of the rotor meshing with the fixed external gear. Are facing each other back to back. As described above, when the external gear and the internal gear provided on the rotor face each other back to back, the position where the rotational force of the rotating body acts on the rotor and the rotor is rotatably supported by the fixed external gear. Is located on the same plane perpendicular to the axial direction of the crankshaft, the rotational force of the rotating body can be accurately transmitted to the rotor, and the rotor can be rotated more smoothly. The advantage that it can be obtained.

さらに、本発明の自転車は、その好適な他の一態様において、前記回転体の前記内歯車と噛み合う前記ローターの前記外歯車が、前記固定外歯車と噛み合う前記ローターの前記内歯車及び前記偏心輪を摺動回転自在に支持する前記軸受部の双方と、前記ローターを挟んで背中合わせに対向している。このように、ローターに設けられる外歯車が、ローターの内歯車及び偏心輪を支持する軸受部の双方と背中合わせに対向している場合には、前記回転体による回転力をローターの内歯車と軸受部の双方に均等に伝達することができるので、ローター自身と、ローターの軸受部に摺動回転自在に支持されている偏心輪とを、共に偏りなくスムースに回転させることができるという利点が得られる。   Furthermore, in another preferred aspect of the bicycle of the present invention, the internal gear of the rotor and the eccentric wheel of the rotor in which the external gear of the rotor meshing with the internal gear of the rotating body meshes with the fixed external gear. Are opposed to each other with the rotor interposed between them and the bearings that support the sliding rotation of the bearings. As described above, when the external gear provided on the rotor is opposed to both the internal gear of the rotor and the bearing portion that supports the eccentric ring, the rotational force by the rotating body is applied to the internal gear of the rotor and the bearing. Therefore, the rotor itself and the eccentric wheel supported so as to be slidable and rotatable on the bearing portion of the rotor can be smoothly rotated without deviation. It is done.

なお、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車においては、スプロケット等の駆動輪をクランク軸によって直接回転させるのではなく、まずクランク軸に連結された回転体を回転させてローターを回転させ、その回転によって偏心輪を介して駆動輪を回転させるので、偏心輪における偏心軸からローターによる回転力の作用点までの距離を腕の長さとするモーメントを利用することができる。したがって、駆動輪をクランク軸によって直接回転させる場合に比べて、軽い踏み込み力で駆動輪を回転させることができるものである。   In the bicycle equipped with the pedal depression type driving force transmission mechanism according to the present invention, the driving wheel such as a sprocket is not directly rotated by the crankshaft, but the rotor is first rotated by rotating the rotating body connected to the crankshaft. Since the drive wheel is rotated through the eccentric wheel by the rotation, a moment having the distance from the eccentric shaft of the eccentric wheel to the point of application of the rotational force by the rotor as the arm length can be used. Therefore, the drive wheel can be rotated with a lighter stepping force than when the drive wheel is directly rotated by the crankshaft.

また、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車においては、固定外歯車とローターが有する内歯車のギヤ比は2:3であるのが望ましい。外歯車と内歯車のギヤ比が2:3である場合には、ローターが1回転すると、ローターの軸受に摺動回転自在に支持されている偏心輪は3回転するので、クランク軸による回転を増速してスプロケット等の駆動輪に伝達することができるので、回転駆動力を効率良く駆動輪に伝達することができる。   In the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, it is desirable that the gear ratio of the fixed external gear and the internal gear of the rotor is 2: 3. When the gear ratio of the external gear and the internal gear is 2: 3, when the rotor makes one rotation, the eccentric wheel supported so as to be slidably rotatable on the bearing of the rotor makes three rotations. Since the speed can be increased and transmitted to a driving wheel such as a sprocket, the rotational driving force can be efficiently transmitted to the driving wheel.

本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車によれば、クランク軸を回転させることによって、クランク軸に連結された回転体を回転させ、この回転体を介してローターと、さらには偏心輪とを回転させることができるので、ペダルの踏み込み力をよりスムースにスプロケット等の駆動輪に伝達することができるという利点が得られる。また、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車においては、スプロケット等の駆動輪をクランク軸によって直接回転させるのではなく、まずクランク軸に連結された回転体を回転させてローターを回転させ、その回転によって偏心輪を介して駆動輪を回転させるので、偏心輪における偏心軸からローターによる回転力の作用点までの距離を腕の長さとするモーメントを利用することができ、駆動輪をクランク軸によって直接回転させる場合に比べて、軽い踏み込み力で駆動輪を回転させることができるという利点が得られる。さらに、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車によれば、踏み込み力を軽減しつつ、かつ、クランク軸の回転を増速して、効率良く駆動輪に伝達することができるので、脚力の弱い利用者においても自転車利用が容易なものとなるという利点が得られる。   According to the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the rotating body connected to the crankshaft is rotated by rotating the crankshaft, and the rotor, and further the eccentricity is rotated through the rotating body. Since the wheel can be rotated, there is an advantage that the pedal depression force can be transmitted more smoothly to the drive wheel such as a sprocket. Further, in the bicycle equipped with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the driving wheel such as the sprocket is not directly rotated by the crankshaft, but the rotor is first rotated by rotating the rotating body connected to the crankshaft. Since the drive wheel is rotated through the eccentric wheel by the rotation, the moment having the length of the arm as the distance from the eccentric shaft in the eccentric wheel to the point of action of the rotational force by the rotor can be used. As compared with the case where the wheel is directly rotated by the crankshaft, there is an advantage that the driving wheel can be rotated with a light depression force. Furthermore, according to the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, the depression force can be reduced and the rotation of the crankshaft can be accelerated and transmitted to the driving wheel efficiently. The advantage is that even a user with weak leg power can easily use the bicycle.

本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of this invention. 駆動力伝達機構の要部の部分断面平面図である。It is a fragmentary sectional top view of the principal part of a driving force transmission mechanism. 図2の一部を拡大して示す部分断面平面図である。FIG. 3 is a partial sectional plan view showing a part of FIG. 2 in an enlarged manner. 図2のX−X’断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG. 2. 図2のY−Y’断面図である。FIG. 3 is a Y-Y ′ sectional view of FIG. 2. 固定外歯車の上端部においてローターの内歯車と固定外歯車とが噛み合う状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the internal gear of a rotor and a fixed external gear mesh in the upper end part of a fixed external gear. 固定外歯車の左端部においてローターの内歯車と固定外歯車とが噛み合う状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the internal gear of a rotor and a fixed external gear mesh in the left end part of a fixed external gear. 図7に回転体を併せて示した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a rotating body in FIG. 回転体の回転によりローター及び偏心輪を介して駆動輪が回転する動作の説明図である。It is explanatory drawing of the operation | movement which a driving wheel rotates via a rotor and an eccentric wheel by rotation of a rotary body. 回転体の回転によりローター及び偏心輪を介して駆動輪が回転する動作の説明図である。It is explanatory drawing of the operation | movement which a driving wheel rotates via a rotor and an eccentric wheel by rotation of a rotary body. 回転体の回転によりローター及び偏心輪を介して駆動輪が回転する動作の説明図である。It is explanatory drawing of the operation | movement which a driving wheel rotates via a rotor and an eccentric wheel by rotation of a rotary body. 本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車における駆動力伝達機構の他の一例を示す断面平面図である。It is a cross-sectional top view which shows another example of the driving force transmission mechanism in the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of this invention. 図12の一部を拡大して示す部分断面平面図である。It is a fragmentary sectional top view which expands and shows a part of FIG.

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明が図示のものに限られないことは勿論である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the illustrated one.

図1は、本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車の一例を示す側面図である。図1において、1は本発明のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車であり、2はスプロケットやプーリー等の駆動輪、3は駆動輪2の回転力を後輪に伝達するチェーン又はベルト等の伝動帯である。4はペダル、5はクランク、6はクランク軸、7は回転体、8は自転車1の車体を構成するフレームである。   FIG. 1 is a side view showing an example of a bicycle provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention, 2 denotes a driving wheel such as a sprocket or a pulley, and 3 denotes a chain or belt for transmitting the rotational force of the driving wheel 2 to the rear wheel. And so on. Reference numeral 4 denotes a pedal, 5 denotes a crank, 6 denotes a crankshaft, 7 denotes a rotating body, and 8 denotes a frame constituting the body of the bicycle 1.

図2は、図1における駆動力伝達機構の要部を拡大して示す部分断面平面図であり、図3は、図2のさらに一部を拡大して示す部分断面平面図である。図1におけると同じ部材には同じ符号を付してある。図2及び図3において、9はボトムブラケット、10はベアリングであり、クランク軸6はベアリング10によってボトムブラケット9内に回転自在に支持されている。11は固定外歯車であり、固定外歯車11はクランク軸6と同心に配置された円筒部材12に固定されている。円筒部材12はボトムブラケット9に固定されているので、固定外歯車11は自転車1の車体に対して固定されていることになる。また、固定外歯車11は円筒部材12と同心であり、円筒部材12はクランク軸6と同心であるので、固定外歯車11はクランク軸6の回転軸とも同心である。なお、図示の例では円筒部材12はボトムブラケット9に固定されているが、円筒部材12はフレーム8に固定するようにしても良い。   FIG. 2 is an enlarged partial sectional plan view showing a main part of the driving force transmission mechanism in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged partial sectional plan view showing a part of FIG. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. 2 and 3, 9 is a bottom bracket, 10 is a bearing, and the crankshaft 6 is rotatably supported in the bottom bracket 9 by the bearing 10. Reference numeral 11 denotes a fixed external gear, and the fixed external gear 11 is fixed to a cylindrical member 12 disposed concentrically with the crankshaft 6. Since the cylindrical member 12 is fixed to the bottom bracket 9, the fixed external gear 11 is fixed to the body of the bicycle 1. The fixed external gear 11 is concentric with the cylindrical member 12, and the cylindrical member 12 is concentric with the crankshaft 6, so that the fixed external gear 11 is also concentric with the rotation shaft of the crankshaft 6. In the illustrated example, the cylindrical member 12 is fixed to the bottom bracket 9, but the cylindrical member 12 may be fixed to the frame 8.

13はローター、14は偏心輪である。図2及び図3に示すとおり、ローター13は、クランク軸6の軸方向に沿った自転車1の車体の外側に位置する一方の側(図示の例では右側)に固定外歯車11と噛み合う内歯車13g−iを有しており、クランク軸6の軸方向に沿った自転車1の車体の内側に位置する他方の側(図示の例では左側)に偏心輪14を摺動回転自在に支持する軸受部13bを有している。また、ローター13は、その外周に、後述する回転体7の内歯車と噛み合う外歯車13g−oを有している。ローター13は、固定外歯車11の中心に対して偏心している。前述したとおり、固定外歯車11の中心はクランク軸6の軸心と一致しているので、ローター13はクランク軸6の軸心に対して偏心していることになる。   13 is a rotor, and 14 is an eccentric ring. As shown in FIGS. 2 and 3, the rotor 13 is an internal gear that meshes with the fixed external gear 11 on one side (the right side in the illustrated example) located outside the body of the bicycle 1 along the axial direction of the crankshaft 6. Bearing 13g-i that supports the eccentric wheel 14 so as to be slidably rotatable on the other side (the left side in the illustrated example) located inside the vehicle body of the bicycle 1 along the axial direction of the crankshaft 6. It has a portion 13b. Further, the rotor 13 has an external gear 13g-o that meshes with an internal gear of the rotating body 7 described later on the outer periphery thereof. The rotor 13 is eccentric with respect to the center of the fixed external gear 11. As described above, since the center of the fixed external gear 11 coincides with the axis of the crankshaft 6, the rotor 13 is eccentric with respect to the axis of the crankshaft 6.

一方、偏心輪14は、クランク軸6の軸方向に沿った自転車1の車体の外側に位置する一方の側でローター13の軸受部13bに摺動回転自在に支持されているとともに、クランク軸6の軸方向に沿った自転車1の車体の内側に位置する他方の側でベアリング10を介して円筒部材12に対して回動自在に取り付けられている。前述したとおり円筒部材12はクランク軸6と同心であるので、偏心輪14は、クランク軸6の軸心の回りに回転自在である。偏心輪14には、クランク軸6の軸心と同心に駆動輪2が取り付けられており、偏心輪14がクランク軸6の軸心の回りに回転すると、その回転に伴い、駆動輪2もクランク軸6の軸心の回りに回転する。なお、本例において、偏心輪14は円筒部材12に回転自在に取り付けられているが、円筒部材12ではなく、ボトムブラケット9又はフレーム8に対して回転自在に取り付けるようにしても良い。   On the other hand, the eccentric wheel 14 is slidably supported by the bearing portion 13b of the rotor 13 on one side located outside the vehicle body of the bicycle 1 along the axial direction of the crankshaft 6, and the crankshaft 6 The other side of the bicycle 1 along the axial direction of the bicycle 1 is rotatably attached to the cylindrical member 12 via a bearing 10. Since the cylindrical member 12 is concentric with the crankshaft 6 as described above, the eccentric ring 14 is rotatable around the axis of the crankshaft 6. The drive wheel 2 is attached to the eccentric wheel 14 concentrically with the axis of the crankshaft 6. When the eccentric wheel 14 rotates around the axis of the crankshaft 6, the drive wheel 2 is also cranked along with the rotation. It rotates around the axis of the shaft 6. In this example, the eccentric ring 14 is rotatably attached to the cylindrical member 12, but may be attached to the bottom bracket 9 or the frame 8 instead of the cylindrical member 12.

また、本例においては、図2及び図3に示すとおり、偏心輪14を回転自在に支持するベアリング10と駆動輪2とはクランク軸6の軸方向に垂直な同一平面上に位置しているので、偏心輪14の回転に伴う駆動輪2の回転はその回転面内に位置するベアリング10で支持されることになり、安定したスムースな回転が期待できるという利点が得られる。   In this example, as shown in FIGS. 2 and 3, the bearing 10 that rotatably supports the eccentric wheel 14 and the drive wheel 2 are located on the same plane perpendicular to the axial direction of the crankshaft 6. Therefore, the rotation of the drive wheel 2 accompanying the rotation of the eccentric wheel 14 is supported by the bearing 10 located in the rotation surface, and an advantage that stable and smooth rotation can be expected is obtained.

回転体7は、上部が開口した有底の円筒形状をしており、その円筒形状の底面を自転車1の車体の外側に向けてクランク軸6に取り付けられている。回転体7の車体の外側方向に向いた円筒形状の底面は、クランク軸6の軸心から放射状に伸びる複数の離散したスポーク状の部材で構成されていても良いが、円筒形状の内側に存在する可動部分にホコリ等の異物が侵入することを防止するという観点からは、連続した円形の板状部材で構成するのが好ましい。回転体7の上部が開口した円筒形状の内側には、ローター13の外周に設けられた外歯車13g−oと噛み合う内歯車7g−iが設けられている。回転体7はクランク軸6に取り付けられてクランク軸6と連結されているので、図示しないペダルとクランクを介してクランク軸6を回転させると、回転体7は、その内歯車7g−iをローター13の外歯車13g−oと噛み合わせながら、クランク軸6の軸心の回りに回転する。   The rotating body 7 has a bottomed cylindrical shape with an open top, and is attached to the crankshaft 6 with the bottom surface of the cylindrical shape facing the outside of the body of the bicycle 1. The cylindrical bottom surface of the rotating body 7 facing the outer side of the vehicle body may be composed of a plurality of discrete spoke-shaped members extending radially from the axis of the crankshaft 6, but exists inside the cylindrical shape. From the viewpoint of preventing foreign matters such as dust from entering the movable part, it is preferable to use a continuous circular plate-shaped member. An internal gear 7g-i that meshes with an external gear 13g-o provided on the outer periphery of the rotor 13 is provided on the inner side of the cylindrical shape with the upper portion of the rotating body 7 opened. Since the rotator 7 is attached to the crankshaft 6 and connected to the crankshaft 6, when the crankshaft 6 is rotated via a pedal and a crank (not shown), the rotator 7 causes the internal gear 7g-i to rotate to the rotor. 13 rotates around the axis of the crankshaft 6 while meshing with the 13 external gears 13g-o.

このように、本例の自転車においては、偏心輪14、ローター13、及び回転体7が、クランク軸6の軸方向に沿って自転車1の車体の内側から外側に向かってこの順で配置するとともに、上部が開口した有底の円筒形状の回転体7を、その開口部を自転車1の車体の内側に向けて配置しているので、回転体7の円筒側面を適宜伸張して、回転体7の円筒側面によって偏心輪14の少なくとも一部とローター13とをカバーする場合には、外部からのホコリ等の異物が可動部分に入り込むのを防止して、動作不良等の発生頻度を低く抑えることができるという利点が得られる。   Thus, in the bicycle of this example, the eccentric wheel 14, the rotor 13, and the rotating body 7 are arranged in this order from the inside of the bicycle 1 to the outside along the axial direction of the crankshaft 6. The bottomed cylindrical rotating body 7 having an open top is disposed with the opening facing the inside of the vehicle body of the bicycle 1, so that the cylindrical side surface of the rotating body 7 is appropriately extended to rotate the rotating body 7. In the case where at least a part of the eccentric ring 14 and the rotor 13 are covered by the cylindrical side surface, foreign matter such as dust from the outside is prevented from entering the movable part, and the occurrence frequency of malfunction etc. is kept low. The advantage that it can be obtained.

また、本例においては、図2及び図3に示すとおり、ローター13における内歯車13g−iと外歯車13g−oとは、ローター13を挟んで背中合わせに対向している。ローター13を挟んで背中合わせに対向するとは、内歯車13g−iと外歯車13g−oとが、少なくともその一部において、クランク軸6の軸方向に垂直な同一平面上に存在することをいう。特に本例においては、内歯車13g−iの全部が外歯車13g−oの全部とクランク軸6の軸方向に垂直な同一平面上に存在しており、クランク軸6の軸方向において、内歯車13g−iが存在する位置と外歯車13g−oが存在する位置とは重なっている。ローター13における内歯車13g−iと外歯車13g−oとがローター13を挟んで背中合わせに対向している場合には、回転体7の回転力がローター13に作用する位置と、ローター13が固定外歯車11によって回転自在に支持される位置とが、クランク軸6の軸方向に沿った少なくとも一部において、同一平面上に存在することになるので、回転体7を回転させてローター13を回転させるに際し、回転体7の回転力を的確にローター13に伝達して、ローター13をよりスムースに回転させることができるという利点が得られる。   In this example, as shown in FIGS. 2 and 3, the internal gear 13g-i and the external gear 13g-o in the rotor 13 face each other with the rotor 13 in between. Opposing back to back across the rotor 13 means that the internal gear 13g-i and the external gear 13g-o are at least partially on the same plane perpendicular to the axial direction of the crankshaft 6. In particular, in this example, all of the internal gears 13g-i are on the same plane perpendicular to the axial direction of the crankshaft 6 and all of the external gears 13g-o. The position where 13g-i exists and the position where the external gear 13g-o exist overlap. When the internal gear 13g-i and the external gear 13g-o in the rotor 13 are opposed to each other with the rotor 13 interposed therebetween, the position where the rotational force of the rotating body 7 acts on the rotor 13 and the rotor 13 are fixed. Since the position rotatably supported by the external gear 11 is present on the same plane at least in part along the axial direction of the crankshaft 6, the rotor 7 is rotated to rotate the rotor 13. In doing so, there is an advantage that the rotational force of the rotating body 7 can be accurately transmitted to the rotor 13 and the rotor 13 can be rotated more smoothly.

図4は図2におけるX−X’断面図である。6cはクランク軸6の軸心、13cはローター13の中心であり、ローター13の中心13cはクランク軸6の軸心6cから、図中eで示す距離だけ偏心している。また、図4に示すとおり、ローター13のクランク軸6の軸方向に垂直な平面での断面形状はドーナツ状である。   4 is a cross-sectional view taken along line X-X ′ in FIG. 2. 6c is the axis of the crankshaft 6, 13c is the center of the rotor 13, and the center 13c of the rotor 13 is eccentric from the axis 6c of the crankshaft 6 by a distance indicated by e in the figure. Moreover, as shown in FIG. 4, the cross-sectional shape in the plane perpendicular | vertical to the axial direction of the crankshaft 6 of the rotor 13 is donut shape.

図5は図2におけるY−Y’断面図である。14cは偏心輪14の中心であり、偏心輪14の中心14cはローター13の中心13cと一致しており、クランク軸6の軸心6cから、図中eで示す距離だけ偏心している。また、図5に示すとおり、偏心輪14のクランク軸6の軸方向に垂直な平面での断面形状は円形である。   5 is a cross-sectional view taken along the line Y-Y 'in FIG. 14c is the center of the eccentric wheel 14, and the center 14c of the eccentric wheel 14 coincides with the center 13c of the rotor 13, and is eccentric from the shaft center 6c of the crankshaft 6 by a distance indicated by e in the figure. Moreover, as shown in FIG. 5, the cross-sectional shape in the plane perpendicular | vertical to the axial direction of the crankshaft 6 of the eccentric ring 14 is circular.

図4に示すとおり、ローター13の内歯車13g−iは、固定外歯車11よりも大径で、内歯車13g−iの方が固定外歯車11よりも歯数が多い。そのため、ローター13の内歯車13g−iと固定外歯車11とは、その一部で噛み合うものの、他の部分では離れている。固定外歯車11と内歯車13g−iとの歯数の比、すなわち、ギヤ比に特に制限はないが、整数比であるのが望ましく、好ましくは、固定外歯車11と内歯車13g−iとのギヤ比は2:3とするのが良い。固定外歯車11と内歯車13g−iとのギヤ比が2:3である場合には、ローター13がその内歯車13g−iを固定外歯車11と噛み合わせながら、固定外歯車11の周囲を自転しながら1回公転すると、ローター13の軸受部13bに摺動回転自在に支持されている偏心輪14はクランク軸6の軸心6cの回りに3回転することになり、増速割合が適当となるので好ましい。なお、位相歯車機構におけるギヤ比と回転数との関係については、例えば、GP企画センター編、「マツダ・ロータリーエンジンの歴史」、株式会社グランプリ出版、2003年2月10日初版発行、28〜36頁、44頁に詳述されている。   As shown in FIG. 4, the internal gear 13 g-i of the rotor 13 has a larger diameter than the fixed external gear 11, and the internal gear 13 g-i has more teeth than the fixed external gear 11. Therefore, although the internal gear 13g-i of the rotor 13 and the fixed external gear 11 mesh with each other, they are separated with each other. The ratio of the number of teeth of the fixed external gear 11 and the internal gear 13g-i, that is, the gear ratio is not particularly limited, but is preferably an integer ratio, and preferably the fixed external gear 11 and the internal gear 13g-i The gear ratio is preferably 2: 3. When the gear ratio between the fixed external gear 11 and the internal gear 13g-i is 2: 3, the rotor 13 meshes the internal gear 13g-i with the fixed external gear 11 and moves around the fixed external gear 11. When it revolves once while rotating, the eccentric wheel 14 supported by the bearing 13b of the rotor 13 so as to be slidable and rotatable is rotated three times around the axis 6c of the crankshaft 6, and the speed increasing rate is appropriate. Therefore, it is preferable. As for the relationship between the gear ratio and the rotational speed in the phase gear mechanism, for example, GP Planning Center, “History of Mazda Rotary Engine”, Grand Prix Publishing Co., Ltd., published on February 10, 2003, 28-36. Page 44.

また、図4に示すとおり、回転体7の内歯車7g−iは、ローター13の外周に設けられた外歯車13g−oよりも大径で、内歯車7g−iの方が外歯車13g−oよりも歯数が多い。そのため、回転体7の内歯車7g−iとローター13の外歯車13g−oとは、その一部で噛み合い、他の部分では離れている。図4に示す状態から回転体7を回転させると、その回転に伴い、回転体7の内歯車7g−iと噛み合う外歯車13g−oを有するローター13は固定外歯車11の回りを自転しながら公転する。このとき、ローター13の外歯車13g−oのクランク軸6の軸心6cから最も遠い位置にある点の軌跡はクランク軸6の軸心6cを中心とする円を描くので、この円の半径に対応する半径の内歯車7g−iをクランク軸6の軸心6cと同心に回転体7に設けておくと、ローター13が回転して固定外歯車11の周囲を自転しながら公転しても、回転体7の内歯車7g−iとローター13の外歯車13g−oとは、その噛み合い位置を変化させながらも常に一部で噛み合うことになり、クランク軸6の回転に伴う回転体7の回転を内歯車7g−iと外歯車13g−oを介して連続してローター13に伝達することが可能となる。   4, the internal gear 7g-i of the rotating body 7 has a larger diameter than the external gear 13g-o provided on the outer periphery of the rotor 13, and the internal gear 7g-i is the external gear 13g-. There are more teeth than o. Therefore, the internal gear 7g-i of the rotating body 7 and the external gear 13g-o of the rotor 13 are meshed with each other and are separated with each other. When the rotating body 7 is rotated from the state shown in FIG. 4, the rotor 13 having the external gear 13 g-o meshing with the internal gear 7 g-i of the rotating body 7 rotates around the fixed external gear 11 with the rotation. Revolve. At this time, since the locus of the point farthest from the axis 6c of the crankshaft 6 of the external gear 13g-o of the rotor 13 draws a circle centering on the axis 6c of the crankshaft 6, the radius of this circle If the internal gear 7g-i having a corresponding radius is provided in the rotating body 7 concentrically with the axis 6c of the crankshaft 6, even if the rotor 13 rotates and revolves while rotating around the fixed external gear 11, The internal gear 7g-i of the rotating body 7 and the external gear 13g-o of the rotor 13 are always meshed with each other while changing the meshing position, and the rotation of the rotating body 7 accompanying the rotation of the crankshaft 6 is achieved. Can be continuously transmitted to the rotor 13 via the internal gear 7g-i and the external gear 13g-o.

この点を図面を用いて詳述すれば以下のとおりである。すなわち、図6は、図2におけるX−X’断面図において回転体7を省略した図であるが、図6において、クランク軸6の軸心6cとローター13の中心13cとは距離eだけ離れており、ローター13の中心13cは、クランク軸6の軸心6cから距離eだけ偏心している。図6に示す状態では、ローター13の内歯車13g−iは、固定外歯車11の図中頂部で固定外歯車11と噛み合っており、ローター13に設けられた外歯車13g−oの図中最下端の点Pが、外歯車13g−oのクランク軸6の軸心6cから最も遠い位置にある点となる。ローター13の中心13cからローター13の外周に設けられている外歯車13g−oの先端までの距離、つまりは外歯車13g−oの半径をrとすると、軸心6cから点Pまでの距離はe+rとなる。ローター13がその内歯車13g−iを固定外歯車11と噛み合わせながら固定外歯車11の周囲を自転しながら公転すると、ローター13と固定外歯車11との位置関係は変化し、クランク軸6の軸心6cから最も遠い位置にある点Pも移動するが、クランク軸6の軸心6cから点Pまでの距離は常にe+rであり、変化しない。   This point will be described in detail with reference to the drawings as follows. That is, FIG. 6 is a view in which the rotating body 7 is omitted in the XX ′ sectional view in FIG. 2, but in FIG. 6, the axis 6 c of the crankshaft 6 and the center 13 c of the rotor 13 are separated by a distance e. The center 13c of the rotor 13 is eccentric from the axis 6c of the crankshaft 6 by a distance e. In the state shown in FIG. 6, the internal gear 13 g-i of the rotor 13 is meshed with the fixed external gear 11 at the top of the fixed external gear 11 in the drawing, and the outer gear 13 g-o provided on the rotor 13 is the most in the drawing. The lower end point P is the point farthest from the axis 6c of the crankshaft 6 of the external gear 13g-o. If the distance from the center 13c of the rotor 13 to the tip of the external gear 13g-o provided on the outer periphery of the rotor 13, that is, the radius of the external gear 13g-o is r, the distance from the axis 6c to the point P is e + r. When the rotor 13 revolves while rotating around the fixed external gear 11 while meshing the internal gear 13g-i with the fixed external gear 11, the positional relationship between the rotor 13 and the fixed external gear 11 changes, and the crankshaft 6 The point P farthest from the axis 6c also moves, but the distance from the axis 6c of the crankshaft 6 to the point P is always e + r and does not change.

すなわち、例えば図7に示すように、図6に示す状態からローター13が固定外歯車11の周囲を自転しながら公転して、固定外歯車11の図中左端部においてローター13の内歯車13g−iと固定外歯車11とが噛み合う状態になると、ローター13の外歯車13g−oの図中最右端の点Pがクランク軸6の軸心6cから最も遠い位置にある点となるが、この点Pの軸心6cからの距離もe+rである。このように、クランク軸6の軸心6cから最も遠い位置にある点Pまでの距離は、ローター13が固定外歯車11の周囲を回転して、ローター13と固定外歯車11との位置関係が変化しても変わらずe+rである。つまり、クランク軸6の軸心6cを中心として、半径がe+rとなる円Cを想定すると、ローター13が固定外歯車11の周囲を自転しながら公転しても、ローター13における外歯車13g−oの軸心6cから最も遠い位置にある点Pは、常にこの円Cに内接していることになる。したがって、図8に示すように、距離e+rに対応した半径を有する内歯車7g−iを、ローター13の外歯車13g−oと一部分で噛み合うように、クランク軸6の軸心6cと同心に回転体7に設けておくと、ローター13が回転して固定外歯車11の周囲を自転しながら公転しても、回転体7の内歯車7g−iとローター13の外歯車13g−oとは常にその一部分で噛み合い、クランク軸6の回転に伴う回転体7の回転を連続してローター13に伝達することが可能となる。   That is, for example, as shown in FIG. 7, the rotor 13 revolves from the state shown in FIG. 6 while rotating around the fixed external gear 11, and the internal gear 13g- of the rotor 13 at the left end portion of the fixed external gear 11 in the drawing. When i and the stationary external gear 11 are in mesh with each other, the rightmost point P in the drawing of the external gear 13g-o of the rotor 13 is the point farthest from the axis 6c of the crankshaft 6. The distance of P from the axis 6c is also e + r. As described above, the distance from the axis 6c of the crankshaft 6 to the farthest point P is such that the rotor 13 rotates around the fixed external gear 11 and the positional relationship between the rotor 13 and the fixed external gear 11 is the same. Even if it changes, it is e + r. That is, assuming a circle C having a radius e + r around the axis 6c of the crankshaft 6, even if the rotor 13 revolves while rotating around the fixed external gear 11, the external gear 13g-o in the rotor 13 is obtained. The point P that is the farthest from the axis 6c is always inscribed in the circle C. Therefore, as shown in FIG. 8, the internal gear 7g-i having a radius corresponding to the distance e + r rotates concentrically with the axis 6c of the crankshaft 6 so as to partially mesh with the external gear 13g-o of the rotor 13. If provided on the body 7, even if the rotor 13 rotates and revolves while rotating around the fixed external gear 11, the internal gear 7g-i of the rotating body 7 and the external gear 13g-o of the rotor 13 are always in contact with each other. It is possible to mesh with a part of the rotation and continuously transmit the rotation of the rotating body 7 accompanying the rotation of the crankshaft 6 to the rotor 13.

次に、図9〜図11を用いて、本例のペダル踏み込み型駆動力伝達機構の動作を説明する。図9〜図11において、各図の(a)は、図2におけるX−X’断面図に相当し、クランク軸6の回転に伴う回転体7の回転よってローター13が、その内歯車13g−iを固定外歯車11と噛み合わせながら、固定外歯車11の周囲を回転する運動を示している。また、各図の(b)は、図2におけるY−Y’断面図に相当し、回転体7の回転に伴う偏心輪14及びの運動と、それに伴う駆動輪2の運動を示している。   Next, the operation of the pedal depression type driving force transmission mechanism of this example will be described with reference to FIGS. 9 to 11, (a) in each figure corresponds to a cross-sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 2, and the rotor 13 is rotated by the rotation of the rotating body 7 accompanying the rotation of the crankshaft 6. The movement of rotating around the fixed external gear 11 while i is meshed with the fixed external gear 11 is shown. Further, (b) in each figure corresponds to a cross-sectional view taken along the line Y-Y ′ in FIG. 2, and shows the movement of the eccentric wheel 14 and the accompanying movement of the driving wheel 2 accompanying the rotation of the rotating body 7.

図9〜図11の(a)に示すように、図示しないクランク軸6の回転に伴って回転体7が図中矢印方向に回転すると、その回転は、回転体7の内歯車7g−i及びローター13の外歯車13g−oを介してローター13に伝達され、ローター13はその内歯車13g−iの一部を固定外歯車11と噛み合わせながら固定外歯車11の周囲を回転する。このローター13の回転に伴い、各図の(b)に示すとおり、ローター13の内部に摺動回転自在に支持されている偏心輪14は、クランク軸6の軸心6cを中心に図中矢印方向に回転し、その結果、偏心輪14と連結されている駆動輪2も図中矢印方向に回転する。このとき各図の(b)に示すように、偏心輪14の中心14cはクランク軸6の軸心6cから前述した距離eだけ偏心しているので、ローター13によって偏心輪14に加えられる回転力は、軸心6cから偏心輪14の中心14cをとおって偏心輪14の外周までの距離を腕の長さとするモーメントとなって偏心輪14に効率良く伝達されることになる。また、クランク軸6の回転は、回転体7の内歯車7g−i及びローター13の外歯車13g−oという歯車機構を介してローター13に伝達されるので、摺動摩擦によるエネルギーロスがなく、効率良く駆動輪2を回転させることが可能である。   As shown in FIGS. 9 to 11A, when the rotating body 7 rotates in the direction of the arrow in the drawing along with the rotation of the crankshaft 6 (not shown), the rotation is caused by the internal gear 7g-i of the rotating body 7 and The rotor 13 is transmitted to the rotor 13 via the external gear 13g-o of the rotor 13, and the rotor 13 rotates around the fixed external gear 11 while meshing a part of the internal gear 13g-i with the fixed external gear 11. In accordance with the rotation of the rotor 13, the eccentric wheel 14 supported so as to be slidably rotatable inside the rotor 13 as shown in (b) of each figure is an arrow in the figure centering on the axis 6c of the crankshaft 6. As a result, the drive wheel 2 connected to the eccentric wheel 14 also rotates in the direction of the arrow in the figure. At this time, as shown in (b) of each figure, since the center 14c of the eccentric wheel 14 is eccentric from the shaft center 6c of the crankshaft 6 by the distance e described above, the rotational force applied to the eccentric wheel 14 by the rotor 13 is Thus, the distance from the shaft center 6c to the outer periphery of the eccentric wheel 14 through the center 14c of the eccentric wheel 14 becomes a moment having the length of the arm and is efficiently transmitted to the eccentric wheel 14. Further, the rotation of the crankshaft 6 is transmitted to the rotor 13 through the gear mechanisms of the internal gear 7g-i of the rotating body 7 and the external gear 13g-o of the rotor 13, so there is no energy loss due to sliding friction and efficiency. It is possible to rotate the drive wheel 2 well.

本例の自転車1は、上記のように構成されているので、ペダル4とクランク5を介してクランク軸6を回転させると、その回転は回転体7を介してローター13に伝達され、ローター13が、その内歯車13g−iの一部を固定外歯車11と噛み合わせながら固定外歯車11の周囲を自転しながら公転することによって、ローター13内にベアリング10によって摺動回転自在に支持されている偏心輪14が回転し、その結果、偏心輪14と結合されている駆動輪2が回転することになる。このとき、固定外歯車11の歯数と、ローター13の内歯車13g−iの歯数の比であるギヤ比に応じて、クランク軸6の回転は増速して駆動輪2に伝達されることになる。   Since the bicycle 1 of the present example is configured as described above, when the crankshaft 6 is rotated via the pedal 4 and the crank 5, the rotation is transmitted to the rotor 13 via the rotating body 7. However, by revolving around the fixed external gear 11 while meshing a part of the internal gear 13g-i with the fixed external gear 11, the rotor 13 is supported by the bearing 10 so as to be slidable and rotatable. The eccentric wheel 14 is rotated, and as a result, the drive wheel 2 coupled to the eccentric wheel 14 is rotated. At this time, the rotation of the crankshaft 6 is accelerated and transmitted to the drive wheel 2 in accordance with the gear ratio that is the ratio of the number of teeth of the fixed external gear 11 and the number of teeth of the internal gear 13g-i of the rotor 13. It will be.

図12は、本発明のペダル踏み込み形駆動力伝達機構を備えた自転車における駆動力伝達機構の他の一例の要部を拡大して示す部分断面平面図であり、図13は、図12のさらに一部を拡大して示す部分断面平面図である。これまでの説明におけると同じ部材には同じ符号を付してある。   FIG. 12 is an enlarged partial cross-sectional plan view showing a main part of another example of the driving force transmission mechanism in the bicycle provided with the pedal depression type driving force transmission mechanism of the present invention. FIG. It is a fragmentary sectional top view which expands and shows a part. The same members as those described above are denoted by the same reference numerals.

図12及び図13に示すとおり、本例においては、ローター13の外歯車13g−oは、クランク軸6の軸方向に沿ってローター13の外周に長く延在しており、ローター13の内歯車13g−i及び軸受部13bの双方とローター13を挟んで背中合わせに対向している。すなわち、ローター13の外歯車13g−oと、軸受部13bを構成するベアリング10及び内歯車13g−iとが、少なくともそれぞれの一部において、クランク軸6の軸方向に垂直な同一平面上に存在しており、特に、本例の場合には、軸受部13bを構成するベアリング10及び内歯車13g−iの全部が、外歯車13g−oとクランク軸6の軸方向に垂直な同一平面上に存在しており、クランク軸6の軸方向において、軸受部13bを構成するベアリング10及び内歯車13g−iが存在する位置と、外歯車13g−oが存在する位置とは重なっている。   As shown in FIGS. 12 and 13, in this example, the external gear 13 g-o of the rotor 13 extends long along the outer periphery of the rotor 13 along the axial direction of the crankshaft 6. Both 13g-i and the bearing portion 13b face each other across the rotor 13. That is, the external gear 13g-o of the rotor 13 and the bearing 10 and the internal gear 13g-i constituting the bearing portion 13b are present on the same plane perpendicular to the axial direction of the crankshaft 6 at least in a part of each. In particular, in the case of this example, all of the bearing 10 and the internal gear 13g-i constituting the bearing portion 13b are on the same plane perpendicular to the axial direction of the external gear 13g-o and the crankshaft 6. In the axial direction of the crankshaft 6, the position where the bearing 10 and the internal gear 13g-i constituting the bearing portion 13b are present overlaps with the position where the external gear 13g-o is present.

また、回転体7は、図2及び図3に示したものよりも深い有底の円筒形状に形成されており、その円筒形状の内側には、ローター13の外周に設けられている外歯車13g−oと略同じクランク軸6の軸方向長さを有する内歯車7g−iが設けられ、内歯車7g−iはその一部で外歯車13g−oと噛み合っている。   The rotating body 7 is formed in a bottomed cylindrical shape deeper than that shown in FIGS. 2 and 3, and an external gear 13 g provided on the outer periphery of the rotor 13 is formed inside the cylindrical shape. An internal gear 7g-i having the same axial length of the crankshaft 6 as that of -o is provided, and a part of the internal gear 7g-i meshes with the external gear 13g-o.

このように本例の駆動力伝達機構においては、ローター13の外歯車13g−oは、ローター13の内歯車13g−i及び軸受部13bの双方とローター13を挟んで背中合わせに対向しているので、回転体7による回転力をローター13の内歯車13g−iと軸受部13bの双方に均等に伝達することができるので、ローター13自身と、ローター13の軸受部13bに摺動回転自在に支持されている偏心輪14とを、共に偏りなくスムースに回転させることができるという利点が得られる。また、回転体7の円筒形状が深く、ローター13と偏心輪14の一部をカバーしているので、外部からのホコリ等の異物が可動部分に入り込むのを防止して、動作不良等の発生頻度を低く抑えることができるという利点が得られる。   Thus, in the driving force transmission mechanism of the present example, the external gear 13g-o of the rotor 13 is opposed back-to-back with both the internal gear 13g-i and the bearing portion 13b of the rotor 13 and the rotor 13. Since the rotational force of the rotor 7 can be transmitted equally to both the internal gear 13g-i of the rotor 13 and the bearing portion 13b, the rotor 13 and the bearing portion 13b of the rotor 13 are supported so as to be slidably rotatable. It is possible to obtain an advantage that both the eccentric ring 14 and the eccentric ring 14 can be smoothly rotated together. In addition, since the cylindrical shape of the rotating body 7 is deep and covers a part of the rotor 13 and the eccentric ring 14, foreign matter such as dust from the outside is prevented from entering the movable part, resulting in malfunction or the like. There is an advantage that the frequency can be kept low.

本発明によるペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車によれば、クランク軸の回転を歯車機構を介してローターに伝達することができ、軽い踏み込み力で効率良く自転車を進行させることができるので、脚力が十分でない利用者であっても、容易に自転車を利用することが可能となる。また、踏み込み力の伝達効率が高いので、発進時や登坂路の負担軽減はもとより、長時間、長距離走行が可能となり、自転車の利用機会、利用範囲、利用者層の拡大がもたらされる。したがって、本発明が当該産業分野に与える影響には実に多大のものがある。   According to the bicycle having the pedal depression type driving force transmission mechanism according to the present invention, the rotation of the crankshaft can be transmitted to the rotor via the gear mechanism, and the bicycle can be efficiently advanced with a light depression force. Even a user with insufficient leg strength can easily use a bicycle. In addition, because the transmission efficiency of the stepping force is high, it is possible to travel long distances for a long time, as well as to reduce the burden on starting and uphill roads, resulting in the expansion of bicycle use opportunities, use range, and user groups. Therefore, the influence of the present invention on the industrial field is very large.

1 自転車
2 駆動輪
3 伝動帯
4 ペダル
5 クランク
6 クランク軸
7 回転体
8 フレーム
9 ボトムブラケット
10 ベアリング
11 固定外歯車
12 円筒部材
13 ローター
14 偏心輪
e 偏心距離
1 Bicycle 2 Drive Wheel 3 Transmission Band 4 Pedal 5 Crank 6 Crankshaft 7 Rotating Body 8 Frame 9 Bottom Bracket 10 Bearing 11 Fixed External Gear 12 Cylindrical Member 13 Rotor 14 Eccentric Wheel
e Eccentric distance

Claims (5)

自転車の車体に回転自在に支持されるクランク軸と;前記クランク軸の軸心に対して偏心した偏心輪であって、前記クランク軸の軸心の回りに回転可能な偏心輪と;前記クランク軸と同心の駆動輪であって、前記偏心輪の回転に伴い前記クランク軸の軸心の回りに回転する駆動輪と;前記クランク軸の軸心と同心で、自転車の車体に対して固定された固定外歯車と;前記クランク軸の軸方向に沿った一方の側に前記固定外歯車と噛み合う内歯車を有し、他方の側に前記偏心輪を摺動回転自在に支持する軸受部を有するローターであって、外周に外歯車を有し、前記固定外歯車の中心に対して偏心したローターと;前記ローターの前記外歯車と噛み合う内歯車を有する回転体であって、前記クランク軸に連結され、前記クランク軸の軸心の回りに回転する回転体とを有する、ペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。   A crankshaft rotatably supported on a bicycle body; an eccentric that is eccentric with respect to an axis of the crankshaft, the eccentric being rotatable about the axis of the crankshaft; and the crankshaft A drive wheel that is concentric with the eccentric wheel and that rotates about the axis of the crankshaft as the eccentric wheel rotates; concentric with the axis of the crankshaft and fixed to the bicycle body. A rotor having a fixed external gear; an internal gear that meshes with the fixed external gear on one side along the axial direction of the crankshaft, and a bearing portion that slidably supports the eccentric ring on the other side A rotor having an external gear on the outer periphery and having an eccentric with respect to the center of the fixed external gear; and a rotary body having an internal gear meshing with the external gear of the rotor, the rotor being connected to the crankshaft. , Around the axis of the crankshaft And a rotating body rotating, a bicycle equipped with a pedal-type driving force transmitting mechanism. 前記偏心輪、前記ローター、及び前記回転体が、前記クランク軸の軸方向に沿って自転車の車体の内側から外側に向かってこの順で配置されている請求項1記載のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。   The pedal depression type driving force transmission according to claim 1, wherein the eccentric wheel, the rotor, and the rotating body are arranged in this order from the inner side to the outer side of the bicycle body along the axial direction of the crankshaft. Bicycle with mechanism. 前記回転体の前記内歯車と噛み合う前記ローターの前記外歯車が、前記固定外歯車と噛み合う前記ローターの前記内歯車と、前記ローターを挟んで背中合わせに対向している請求項1又は2記載のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。 3. The pedal according to claim 1, wherein the external gear of the rotor that meshes with the internal gear of the rotating body faces the internal gear of the rotor that meshes with the fixed external gear and back-to-back across the rotor. A bicycle equipped with a step-down driving force transmission mechanism. 前記回転体の前記内歯車と噛み合う前記ローターの前記外歯車が、前記固定外歯車と噛み合う前記ローターの前記内歯車及び前記偏心輪を摺動回転自在に支持する前記軸受部の双方と、前記ローターを挟んで背中合わせに対向している請求項1又は2記載のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。   Both of the bearing unit that the outer gear of the rotor meshing with the internal gear of the rotating body supports the inner gear and the eccentric ring of the rotor meshing with the fixed external gear so as to be slidably rotatable, and the rotor A bicycle provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism according to claim 1 or 2, wherein the pedal depression type driving force transmission mechanism is opposed back to back. 前記固定外歯車と前記ローターが有する前記内歯車のギヤ比が2:3である請求項1〜4のいずれかに記載のペダル踏み込み型駆動力伝達機構を備えた自転車。   The bicycle provided with a pedal depression type driving force transmission mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein a gear ratio of the fixed external gear and the internal gear of the rotor is 2: 3.
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