CN107207073A - 动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了动力传递装置。根据本发明的动力传递装置包括：输入轴，该输入轴上形成有外螺纹部；一对输入齿轮，该输入齿轮隔着所述外螺纹部形成在所述输入轴上以自由旋转；输出齿轮，该输出齿轮形成为与所述一对输入齿轮连动以能够旋转；动力约束部，该动力约束部螺纹连接在所述输入轴的所述外螺纹部上，并通过所述输入轴的旋转，沿着所述输入轴直线往复移动，所述动力约束部与所述一对输入齿轮中的任意一个选择性地啮合以传递动力。

Description

动力传递装置

技术领域

本发明涉及动力传递装置，更具体地，涉及与输入旋转方向无关地，选择性地变换速度，以沿相同的旋转方向进行输出的动力传递装置。

背景技术

通常，自行车包括一对车轮、一个链条、踏板、骑车者用于将前车轮进行转向的把手等，一对车轮上分别安装有驱动链轮和被动链轮，并由链条连接。

于是，骑车者用双脚踩住踏板，向自行车的前进方向转动而驱动链条，连接在链条上的后车轮通过踏板旋转的力向自行车的旋转方向前进。

但是，以往的自行车中设置有传递动力的动力传递装置，例如，一对链轮和连接它们的链条，因此为了行驶，需要一直将踏板向前转动。

于是，韩国公开专利第10-2011-0039179号中记载有应用了即使踏板向正反旋转方向旋转，也会向相同的方向旋转输出的动力传递装置的自行车。

如记载所述，为了与踏板的旋转方向无关地，只向相同的方向旋转输出，自行车构成为包括将踏板向前转动时启动的动力传递装置和将踏板向相反方向转动时启动的动力传递装置。

即，设置有一对动力传递装置，其具有的结构是：一侧动力传递装置的链条平行地挂上，另一侧动力传递装置的链条交叉地挂上，从而当踏板向自行车的前进方向旋转时，一侧动力装置动作而使自动车前进行驶，当踏板向自行车的后退方向旋转时，另一侧动力装置动作而使自动车前进行驶。

但是，应用在这种自行车上的动力传递装置为了在行驶中维持中立状态，必须具有单向离合器，因此具有整体上结构复杂、尺寸变大的问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出动力传递装置，该动力传递装置简化结构，实现装置的尺寸紧凑，并能够与输入旋转方向无关地，选择性地变换速度，并能够沿相同的旋转方向进行输出。

根据本发明的一个实施方式的动力传递装置包括：输入轴，该输入轴上形成有外螺纹部；一对输入齿轮，该输入齿轮隔着所述外螺纹部形成在所述输入轴上以能够自由旋转；输出齿轮，该输出齿轮形成为与所述一对输入齿轮连动以能够旋转；动力约束部，该动力约束部螺纹连接在所述输入轴的所述外螺纹部上，并通过所述输入轴的旋转，沿着所述输入轴直线往复移动，所述动力约束部与所述一对输入齿轮中的任意一个选择性地啮合以传递动力。

所述一对输入齿轮以相互不同的直径形成，直径小的输入齿轮通过子齿轮与所述输出齿轮连动。

所述输出齿轮形成为圆筒形结构以容纳所述输入齿轮及形成有所述动力约束部的所述输入轴，所述输出齿轮的内周面上形成有能够与容纳的所述输入齿轮齿合而连动的锯齿。

所述输入轴在所述输出齿轮的内部与所述输出齿轮的中心偏心布置。

所述动力约束部包括：装载件该装载件的内周面上形成有能够结合在所述外螺纹部上的内螺纹部，所述装载件沿着所述输入轴直线往复移动；导向杆，该导向杆沿着所述装载件的内周面的圆周贯通设置多个，并且所述导向杆的两端紧贴在朝向所述装载件的所述输入齿轮的侧面上以能够滑动。

所述导向杆可以形成为通过弹性构件连接的分割的结构。

根据本发明，简化了结构，实现了装置的尺寸紧凑，并能够与输入旋转方向无关地，选择性地变换速度，并能够沿相同的旋转方向进行输出。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的动力传递装置的剖切立体图；

图2是图1的分解立体图；

图3是图1的沿着A-A线的输出齿轮和第一输入齿轮的组装状态的示意图；

图4是示出图1的沿着B-B线的输出齿轮、第二输入齿轮和子齿轮的组装状态的示意图；

图5是示出了装载件与第二输入齿轮接触而传递动力的状态的图1的剖切立体图；

图6是根据本发明的另一实施方式的动力传递装置的剖视图。

具体实施方式

以下，参考附图，将详细说明本发明。

在说明之前，对于多个实施方式，对具有相同结构的构成要素使用相同附图标记，从而在一个实施方式中代表性地说明，在其他的实施方式中只对与此实施方式中的不同结构进行说明。

图1至图5中示出了根据本发明的一个实施方式的动力传递装置。

如附图所示，根据本发明的一个实施方式的动力传递装置1包括输入轴11、输出齿轮21、第一输入齿轮31、第二输入齿轮41、子齿轮51以及动力约束部。

输入轴11具有一定长度的棒状，并在外周面的一个区域内形成有外螺纹部13。输入轴11从输出齿轮21的中心偏心地贯通设置。输入轴11上连接有踏板或者电机等，从而能够发生旋转动力。

输出齿轮21具有中空的圆形截面的环状，沿着圆周方向在内周面上形成有多个齿轮齿23，整体上具有内齿轮形态。虽然本实施方式中，图示为齿轮齿23分别形成在输出齿轮21的两端部，但不限于此，齿轮齿23也可以形成在输出齿轮21的内周面整体上。输出齿轮21的外周上形成有安装链条的链轮或安装皮带的滑轮等，从而能够输出从输入轴11输入的动力。

第一输入齿轮31具有外齿轮形状，并与输出齿轮21部分地啮合而进行旋转。第一输入齿轮31通过轴承37能够旋转地支撑在输入轴11上。此外，朝向后述的动力约束部的装载件63的第一输入齿轮31的侧面上形成有凹凸形状的凸轮轮廓35。在第一输入齿轮31的凸轮轮廓35上紧贴或滑动有后述的导向杆71a。

第二输入齿轮41具有外齿轮形状，隔着输入轴11的外螺纹部13，与第一输入齿轮31分离布置。第二输入齿轮41通过轴承47能够旋转地支撑在输入轴11上。第二输入齿轮41的直径形成为比第一输入齿轮31的直径小。此外，朝向动力约束部的装载件63的第二输入齿轮41的侧面，例如，与第一输入齿轮31相对的第二输入齿轮41的侧面上形成有凹凸形状的凸轮轮廓45。在第二输入齿轮41的凸轮轮廓45上紧贴或滑动有后述的导向杆71b。

子齿轮51具有外齿轮形状，并设置在第二输入齿轮41和输出齿轮21之间，子齿轮51啮合在第二输入齿轮41和输出齿轮21上而进行旋转。

动力约束部螺纹连接在外螺纹部13，沿着外螺纹部13的螺旋运动选择性地与第一输入齿轮31及第二输入齿轮41接触或分离，从而将输入轴11的动力选择性地传递至第一输入齿轮31及第二输入齿轮41。

动力约束部包括装载件63和导向杆71a、71b。

装载件63具有中空的圆形截面的环状，并且螺纹连接在输入轴11的外螺纹部13上，从而沿着输入轴11的轴线方向进行往复移动。装载件63的内周面上形成有与外螺纹部13螺纹连接的内螺纹部65。另外，装载件63上形成有多个贯通孔67，该多个贯通孔67沿着装载件63的圆周对输入轴11的轴线方向平行地贯通，多个贯通孔67为圆形截面形状。

此外，分别朝向第一输入齿轮31和第二输入齿轮41的装载件63的两侧面上形成有凹凸形状的凸轮轮廓69，该凸轮轮廓69与形成在第一输入齿轮31和第二输入齿轮41上的凸轮轮廓34、35匹配。

由此，当朝向第一输入齿轮31的装载件63的凸轮轮廓69与第一输入齿轮31的凸轮轮廓35匹配，从而装载件63与第一输入齿轮31接触时，装载件63与第二输入齿轮41分离，从输入轴11传递至装载件63的动力向第一输入齿轮31传递，而不向第二输入齿轮41传递。另外，当朝向第二输入齿轮41的装载件63的凸轮轮廓69与第二输入齿轮41的凸轮轮廓45匹配，从而装载件63与第二输入齿轮41接触时，装载件63与第一输入齿轮31分离，从输入轴11传递到装载件63的动力向第二输入齿轮41传递，而不向第一输入齿轮31传递。

导向杆71a、71b贯通设置在装载件63上，从而引导装载件63的直线往复运动。导向杆71a、71b具有中空的圆形截面的棒状，并设置在沿着装载件63的内周面的圆周上，导向杆71a、71b贯通连接在装载件63的贯通孔67中。

此外，本实施方式中的导向杆71a、71b构成一对，朝向第一输入齿轮31的导向杆71a的自由端部在第一输入齿轮31的凸轮轮廓35上紧贴或者滑动，朝向第二输入齿轮41的导向杆71b的自由端部在第二输入齿轮41的凸轮轮廓45上紧贴或者滑动。

另外，一对导向杆71a、71b之间具有提供弹性力的弹簧75，该弹簧75使各个导向杆71a、71b紧贴在第一输入齿轮31和第二输入齿轮41的各个凸轮轮廓35、45上。弹簧75插入于装载件63的贯通孔67中，并具有的作用是当装载件63往复运动而装载件63的惯性减弱时，能够引导装载件63容易移动。

在此，导向杆71a、71b作为一对不能分割，可以设置为一个棒状。

此外，未说明的附图标记81a、81b是罩住输出齿轮21的两侧开口的一对外罩，各个外罩81a、81b的板面上设置有能够旋转地支撑输入轴11的轴承83，各个外罩81a、81b的外周上设置有将各个外罩81a、81b能够旋转地支撑在输出齿轮21的内周上的轴承85。另外，邻近子齿轮51的外罩81b上设置有能够旋转地支撑子齿轮51的轴承87。

根据这样的结构，说明本发明的一个实施方式的动力传递装置1的动作如下。

首先，针对将输入轴11的动力通过第一输入齿轮31传递到输出齿轮21的过程，例如，用第一模式传递动力的过程进行说明。

装载件63位于第一输入齿轮31和第二输入齿轮41之间的空间的中立状态下，如图1所示，将输入轴11沿第一方向旋转，从而使装载件63朝向第一输入齿轮31移动。

通过输入轴11的旋转，外螺纹部13螺纹旋转，由此装载件63的内螺纹部65螺纹运动，并朝向第一输入齿轮31直线移动。这时，装载件63通过导向杆71a、71b被引导并直线移动。

接着，装载件63与第一输入齿轮31的各个凸轮轮廓69、35匹配并相互接触，因此输入轴11的动力经过装载件63传递到第一输入齿轮31，传递到第一输入齿轮31的动力通过输出齿轮21向外部输出。

这时，装载件63不与第二输入齿轮41的各个凸轮轮廓69、45匹配并相互分离，因此输入轴11的动力不能传递到第二输入齿轮41，与输出齿轮21啮合旋转的子齿轮51和与子齿轮51啮合旋转的第二输入齿轮41相对于输入轴11进行空转。另外，朝向第二输入齿轮41的导向杆71b的自由端部在第二输入齿轮41的凸轮轮廓45上滑动。

然后，针对将输入轴11的动力通过第二输入齿轮41传递到输出齿轮21的过程，例如，用第二模式传递动力的过程进行说明。

装载件63位于第一输入齿轮31和第二输入齿轮41之间的空间的状态下，如图5所示，将输入轴11沿与第一方向相反的方向旋转，从而使装载件63朝向第二输入齿轮41移动。

通过输入轴11的旋转，外螺纹部13螺纹旋转，由此装载件63的内螺纹部65螺纹运动，并朝向第二输入齿轮31直线运动。这时，装载件63通过导向杆71a、71b被导向并直线移动。

接着，装载件63与第二输入齿轮41的各个凸轮轮廓69、45匹配并相互接触，因此输入轴11的动力通过装载件63传递到第二输入齿轮41，传递到第二输入齿轮41的动力经过子齿轮51通过输出齿轮21向外部输出。

这时，虽然输出齿轮21与第一模式一样地沿相同的旋转方向旋转，但是输出齿轮21的旋转速度变得比第一模式相对小。另外，装载件63不与第一输入齿轮31的各个凸轮轮廓69、35匹配并相互分离，因此输入轴11的动力不能传递到第一输入齿轮31，与输出齿轮21啮合旋转的第一输入齿轮41相对于输入轴11进行空转。另外，朝向第一输入齿轮31的导向杆71a的自由端部在第一输入齿轮31的凸轮轮廓35上滑动。

此外，根据本发明的一个实施方式的动力传递装置1在结构上还具有单向离合器的作用。

例如，在装载件63与第一输入齿轮31匹配并输入轴11的动力通过第一输入齿轮31传递到输出齿轮21的状态下，输出齿轮21以比输入轴11更快的速度旋转，装载件63的内螺纹部65相比输入轴11的外螺纹部13更快地旋转，因此装载件63向第二输入齿轮41移动，装载件63从第一输入齿轮31分离，从而输入轴11的动力不传递到第一输入齿轮31和第二输入齿轮41，动力传递装置1处于中立状态。

在中立状态下，装载件63重新比第一输入齿轮31更快地旋转时，装载件63向第一输入齿轮31移动，从而装载件63和第一输入齿轮31的各个凸轮轮廓69、35匹配并相互接触，输入轴11的动力经过装载件63和第一输入齿轮31通过输出齿轮21输出。

此外，对于装载件63和第二输入齿轮41的单向离合器功能，与上述装载件63和第一输入齿轮31的单向离合器功能相同，因此省略装载件63和第二输入齿轮41的具体相互动作关系的说明。

因此，根据本发明的实施方式的动力传递装置1中，输出齿轮21比输入轴11更快地旋转时，动力传递装置1成为中立状态，输入轴11的动力不向输出齿轮21传递。

图6根据本发明的另一实施方式的动力传递装置的剖视图。如图所示，根据本发明的实施方式的动力传递装置101中，与上述实施方式不同地，输入轴111和输出轴121同心并贯通设置，输入轴111的外周面的一个区域上形成有外螺纹部113。

输出轴121具有中空的圆筒状，并包括在一侧内周面沿圆周方向形成有多个齿轮齿125的内齿轮部123和从内齿轮部123沿轴线方向延伸形成的延伸部127。

延伸部127构成从内齿轮部123缩径的阶梯并延伸形成。一面，朝向后述的动力约束部的装载件163的延伸部127的内侧面上设置有凸轮部131，该凸轮部131上形成有凹凸形状的凸轮轮廓133。在凸轮部131的凸轮轮廓133上紧贴或滑动有后述的导向杆171a。

另外，根据本发明的另一实施方式的动力传递装置101与前述的实施方式不同地，包括一个输入齿轮141。

输入齿轮141具有外齿轮形状，隔着输入轴111的外螺纹部113，延伸部127和凸轮部131分离设置。输入齿轮141通过轴承147能够旋转地支撑在输入轴111上。此外，朝向动力约束部的装载件163的输入齿轮141的侧面上形成有凹凸形状的凸轮轮廓145。在输入齿轮141的凸轮轮廓145上紧贴或者滑动有导向杆171b。

行星齿轮151具有外齿轮形状，并设置在输入齿轮141和输出轴121之间，并与输入齿轮141和输出轴121的内齿轮部123啮合旋转。

动力约束部螺纹连接在外螺纹部113上，根据外螺纹部113的螺纹运动，动力约束部在延伸部127的凸轮部131和输入齿轮141上选择性地接触或者分离，从而将输入轴111的动力选择性地传递到延伸部127和输入齿轮141上。

动力约束部包括进行往复运动的装载件163和导向杆171a、171b，装载件163的内周面上形成有与外螺纹部113螺纹连接的内螺纹165，导向杆171a、171b引导装载件163的往复运动。

导向杆171a、171b构成为一对，并贯通结合在装载件163的贯通孔167中。一对导向杆171a、171b之间设置有提供弹力的弹簧175，从而使各个导向杆171a、171b紧贴在延伸部127及输入齿轮141上，朝向凸轮部131的导向杆171a的自由端部在凸轮部131的凸轮轮廓133上紧贴或滑动，朝向输入齿轮141的导向杆171b的自由端部在凸轮部131的凸轮轮廓145上紧贴或滑动。

另外，根据本发明的另一实施方式的动力传递装置101具有罩住临近于输出轴121的内齿轮部123的开口的外罩181。并且，外罩181的板面上设置有能够旋转地支撑输入轴111的轴承183，外罩181的外周设置有将外罩181能够旋转地支撑在输出轴121的内周上的轴承185。另外，外罩181上设置有能够旋转地支撑行星齿轮151的轴承187。

此处，未说明的附图标记189是容纳在输出轴121上并能够旋转地支撑输入轴111的轴承。

根据这种结构，在装载件163位于延伸部127的凸轮部131和输入齿轮141之间的空间的中立状态下，针对输入轴111的动力传递到延伸部127的第一模式的动力传递过程的说明如下。

中立状态下，为了便于说明，在图6中，将装载件163朝向左侧移动时，例如，当为了使装载件163朝向凸轮部131移动，从而将输入轴111沿第一方向旋转时，外螺纹部113螺纹旋转，由此装载件163的内螺纹部165进行螺纹运动并朝向凸轮部131直线移动，从而装载件163和凸轮部131的各个凸轮轮廓169、133匹配并相互接触。这时，装载件163通过导向杆171a、171b被引导并直线移动。

由此，输入轴111的动力经过装载件163和凸轮部131传递到输出轴121。这时，装载件163和输入齿轮141的各个凸轮轮廓169、145不匹配并相互分离，因此输入轴11的动力不会传递到输入齿轮141，与输出轴121的内齿轮部123啮合旋转的行星齿轮151和与行星齿轮151啮合旋转的输入齿轮141相对于输入轴111进行空转。另外，朝向输入齿轮141的导向杆171b的自由端部在输入齿轮141的凸轮轮廓145上滑动。

此外，在根据本发明的另一实施方式的动力传递装置101处于中立状态下，针对输入轴111的动力传递到输入齿轮141的第二模式的动力传递过程的说明如下。

中立状态下，为了便于说明，在图6中，将装载件163朝向右侧移动时，例如，当为了使装载件163朝向输入齿轮141移动，从而将输入轴111沿与第一方向相反的第二方向旋转时，外螺纹部113螺纹旋转，由此装载件163的内螺纹部165做螺纹运动并朝向输入齿轮141直线移动，从而装载件163和输入齿轮141的各个凸轮轮廓169、145匹配并相互接触。

由此，输入轴111的动力经过装载件163、输入齿轮141和行星齿轮151传递到输出轴121。这时，装载件163与第一模式一样沿相同的旋转方向旋转，输出轴121的旋转速度变得比第一模式相对小。另外，装载件163和凸轮部131的各个凸轮轮廓169、133不匹配并相互分离，因此输入轴11的动力不传递到输出轴121的延伸部127。并且，朝向凸轮部131的导向杆171a的自由端部在凸轮部131的凸轮轮廓133上滑动。

此外，对于根据本发明的另一实施方式的动力传递装置101的单向离合器作用的说明，因与上述本发明的一个实施方式的动力传递装置1的动作相同，因此省略其说明。

如此，根据本发明，简化了结构，实现了装置的尺寸紧凑，并能够与输入旋转方向无关地，选择性地变换速度，并能够向相同的旋转方向进行输出。

此外，前述的实施方式中，根据本发明的技术思想应用在自行车踏板的动力传递装置上，但不限于此，可以应用于利用如发动机或引擎等的多种动力源的动力传递装置上。

本发明不局限于记载的实施方式，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以进行多种置换、变形以及变更，这对本领域技术人员是显而易见的。因此，改进例或变形例应均属于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种动力传递装置，其特征在于，该动力传递装置包括：

输入轴，该输入轴形成有外螺纹部；

一对输入齿轮，该输入齿轮隔着所述外螺纹部形成在输入轴上以能够自由旋转；

输出齿轮，该输出齿轮形成为与所述一对输入齿轮连动以能够旋转；

动力约束部，该动力约束部螺纹连接在所述输入轴的所述外螺纹部上，并通过所述输入轴的旋转，沿着所述输入轴直线往复移动，所述动力约束部与所述一对输入齿轮中的任意一个选择性地啮合以传递动力。

2.一种动力传递装置，其特征在于，该动力传递装置包括：

输入轴，该输入轴上形成有外螺纹部，并能够沿正/反方向旋转；

动力约束部，该动力约束部螺纹连接在所述外螺纹部上，以通过所述输入轴的旋转，能够沿着所述输入轴直线往复移动；

一对输入齿轮，该输入齿轮形成为隔着所述动力约束部能够在输入轴上自由旋转，以随着所述动力约束部的移动选择性地啮合旋转；

输出齿轮，该输出齿轮形成为与所述一对输入齿轮连动以能够旋转，

与所述动力约束部选择性地啮合旋转的所述一对输入齿轮使连动的所述输出齿轮都向相同的方向旋转。

3.一种动力传递装置，其特征在于，该动力传递装置包括：

输入轴，该输入轴上形成有外螺纹部；

输入齿轮，该输入齿轮形成在所述输入轴的一侧以能够自由旋转；

内齿轮部，该内齿轮部与所述输入齿轮连动以能够旋转地结合；

输出齿轮，该输出齿轮从所述内齿轮部向所述输入轴的方向延伸，并区分形成有能够自由旋转地结合在所述输入轴上的延伸部；

动力约束部，该动力约束部螺纹连接在所述输入轴的所述外螺纹部上，并通过所述输入轴的旋转沿着所述输入轴直线移动，以能够与所述输入齿轮或者所述输出齿轮的延伸部选择性地啮合以传递动力。

4.一种动力传递装置，其特征在于，该动力传递装置包括：

输入轴，该输入轴上形成有外螺纹部，并能够向正/反方向旋转；

动力约束部，该动力约束部螺纹连接在所述外螺纹部上，以通过所述输入轴的旋转，能够沿着所述输入轴直线往复移动；

输入齿轮，该输入齿轮形成在所述输入轴上，并形成为能够自由旋转，所述输入齿轮随着所述动力约束部的移动而能够啮合旋转；

内齿轮部，该内齿轮部与所述输入齿轮连动以能够旋转地结合；

输出齿轮，该输出齿轮从所述内齿轮部向所述输入轴的方向延伸，并区分形成有能够自由旋转地结合在所述输入轴上的延伸部，

与所述动力约束部选择性地啮合的所述输入齿轮和通过所述延伸部的旋转的所述输出齿轮沿相同的方向旋转。

5.根据权利要求书1或2所述的动力传递装置，其特征在于，所述一对输入齿轮以相互不同的直径形成，直径小的输入齿轮通过子齿轮与所述输出齿轮连动。

6.根据权利要求书3或4所述的动力传递装置，其特征在于，所述输入齿轮通过行星齿轮与所述内齿轮部连动。

7.根据权利要求书1或2所述的动力传递装置，其特征在于，所述输出齿轮形成为圆筒形结构以容纳所述输入齿轮及形成有所述动力约束部的所述输入轴，所述输出齿轮的内周面上形成有能够与容纳的所述输入齿轮啮合而连动的锯齿。

8.根据权利要求书7所述的动力传递装置，其特征在于，所述输入轴在所述输出齿轮的内部与所述输出齿轮的中心偏心布置。

9.根据权利要求书1至4中任意一项所述的动力传递装置，其特征在于，所述动力约束部包括：

装载件，该装载件的内周面上形成有能够结合在所述外螺纹部上的内螺纹部，所述装载件沿着所述输入轴直线往复移动；

导向杆，该导向杆沿着所述装载件的内周面的圆周贯通设置多个，并且所述导向杆的两端紧贴在朝向所述装载件的所述输入齿轮或者延伸部的侧面上以能够滑动。

10.根据权利要求书9所述的动力传递装置，其特征在于，所述导向杆形成为通过弹性构件连接的分割的结构。