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JP2007205396A - Torque transmission structure - Google Patents

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JP2007205396A
JP2007205396A JP2006022560A JP2006022560A JP2007205396A JP 2007205396 A JP2007205396 A JP 2007205396A JP 2006022560 A JP2006022560 A JP 2006022560A JP 2006022560 A JP2006022560 A JP 2006022560A JP 2007205396 A JP2007205396 A JP 2007205396A
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Japan
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gear
ring gear
teeth
outer ring
planetary
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Application number
JP2006022560A
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Tadao Nagano
忠雄 長野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planetary gear mechanism having a large reduction ratio in a non-complicated structure. <P>SOLUTION: A sun gear 2 having outward teeth 8 is provided on a rotating shaft 1 on the input side so as to be integrally rotatable. An external gear 6 having inward teeth 14 is provided on the outer diameter side of the sun gear 2 so as to be rotatable relative to the rotating shaft 1. A plurality of planetary gears 10, 15 are arranged between the sun gear 2 and the external gear 6 in radial parallel to gear each other, and the planetary gears 10, 15 only permit rotation instead of revolution. A ring gear 4 having inward teeth 9 and outward teeth 13 is laid between the plurality of planetary gears 10, 15 so as to be rotatable relative to the rotating shaft 1 and the external gear 6. Thereby, the rotation of the sun gear 2 can be transmitted to the external gear 6 via the planetary gears 10, 15 and the ring gear 4. Thus, the diameter of the external gear can be larger than the diameter of the sun gear and the sun gear be driven via the planetary gears which do not permit revolution, resulting in the non-complicated structure. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、自転車のペダルに加えられるトルクを走行装置に伝えるトルク伝達構造に関するものである。   The present invention relates to a torque transmission structure that transmits torque applied to a pedal of a bicycle to a traveling device.

従来の自転車に使用されるトルク伝達構造は、自転車の運転者が足でペダルを踏み込むことによりスプロケットをクランク軸周り一体に回転させ、そのスプロケットに噛み合うチェーンを介して、後輪の車軸に設けたやや小型のスプロケットを回転させて、その後輪を駆動させる機構となっている。   The torque transmission structure used in the conventional bicycle is provided on the axle of the rear wheel via a chain that meshes with the sprocket by rotating the sprocket integrally around the crankshaft when the bicycle driver steps on the pedal with his foot. It is a mechanism that drives a wheel by rotating a slightly small sprocket.

ペダルに作用する踏力は、そのペダルのクランクの長さを長くすれば、中心のクランク軸に対し、より大きな回転力として伝達される。一方、そのクランク軸と一体に回転するスプロケットの半径を小さくすれば、前記回転力は、スプロケットの外周の接線方向に、より大きなトルク(駆動力)を生じさせて、チェーンを強い力で駆動し得るようになる。   The pedaling force acting on the pedal is transmitted as a larger rotational force to the center crankshaft if the crank length of the pedal is increased. On the other hand, if the radius of the sprocket that rotates integrally with the crankshaft is reduced, the rotational force generates a larger torque (driving force) in the tangential direction of the outer periphery of the sprocket, and drives the chain with a strong force. To get.

このトルク伝達構造において、クランクの長さを長くするには限界があるので、クランクを延長することなく大きなトルクを確保するためには、上記のように減速比を大きくする必要がある。減速比を大きくするためには、歯数の比率、すなわち、駆動側(入力側)の歯車の歯数を少なくし、被駆動側(出力側)の歯車は歯数を多くすることになる。しかし、歯数を少なくするには、チェーンとの噛合い等の問題で限界があり、また、歯数を多くするにもスペースの都合上制限がある。
また、歯車の減速段数を増やして減速比を大きくしようとすると、その伝達構造が大型化するという問題がある。
そこで、遊星歯車機構を用いたトルク伝達構造が採用される。
In this torque transmission structure, there is a limit to increasing the length of the crank, so that it is necessary to increase the reduction ratio as described above in order to ensure a large torque without extending the crank. In order to increase the reduction ratio, the ratio of the number of teeth, that is, the number of teeth on the driving side (input side) gear is reduced, and the number of teeth on the driven side (output side) is increased. However, reducing the number of teeth is limited by problems such as meshing with the chain, and increasing the number of teeth is also limited due to space limitations.
Further, when the reduction ratio of the gear is increased to increase the reduction ratio, there is a problem that the transmission structure is enlarged.
Therefore, a torque transmission structure using a planetary gear mechanism is employed.

一般に、遊星歯車機構とは、太陽歯車の回転と、遊星歯車の公転(回転)、外輪歯車の回転の各要素で構成され、太陽歯車の歯数をa、遊星歯車の歯数をb、外輪歯車の歯数(内歯数)をcとすると、その減速比(出力/入力)は、以下のようになるといわれている。すなわち、
(1)太陽歯車が固定、遊星歯車が出力(遊星歯車の公転運動を出力するキャリアを設けた場合)、外輪歯車が入力の場合は、
[式1] (a+c)/c
(2)太陽歯車が入力、遊星歯車が固定(回転のみ許容し公転しない)、外輪歯車が出力の場合は、
[式2] −(c/a)
となる。
上記構成によれば、いずれの場合も、遊星歯車の歯数bに関わりなく、少ない段数で大きな減速比が得られ、大きなトルクを伝達できるという利点がある。また、入力軸と出力軸とを同軸上に配置できるという利点もある。
In general, the planetary gear mechanism is composed of the elements of rotation of the sun gear, revolution (rotation) of the planetary gear, and rotation of the outer ring gear. The number of teeth of the sun gear is a, the number of teeth of the planetary gear is b, If the number of gear teeth (number of internal teeth) is c, the reduction ratio (output / input) is said to be as follows. That is,
(1) When the sun gear is fixed, the planetary gear is output (when a carrier that outputs the revolving motion of the planetary gear is provided), and the outer ring gear is input,
[Formula 1] (a + c) / c
(2) When the sun gear is input, the planetary gear is fixed (only rotation is allowed and not revolved), and the outer ring gear is output,
[Formula 2]-(c / a)
It becomes.
According to the above configuration, in any case, regardless of the number of teeth b of the planetary gear, there is an advantage that a large reduction ratio can be obtained with a small number of stages and a large torque can be transmitted. There is also an advantage that the input shaft and the output shaft can be arranged on the same axis.

なお、上記スプロケットを太陽歯車の外周に設けて出力側とするとともにクランク軸に固着させず回転自在とし、内歯歯車を有する外輪歯車を固定とし、その太陽歯車と外輪歯車との間に、外輪歯車の内歯歯車及び太陽歯車に噛み合って公転する遊星歯車を入力側として設けたものもある(例えば、特許文献1参照)。
また、上記(2)の遊星歯車を太陽歯車の周囲に公転可能とし、その遊星歯車の公転とともに、その遊星歯車に噛み合う内歯を有する外輪歯車を回転させるようにしたものもある(例えば、特許文献2参照)。
The sprocket is provided on the outer periphery of the sun gear to be an output side and is rotatable without being fixed to the crankshaft. An outer ring gear having an internal gear is fixed, and an outer ring is interposed between the sun gear and the outer ring gear. Some planetary gears that mesh with the internal gear of the gear and the sun gear and revolve are provided on the input side (see, for example, Patent Document 1).
In addition, there is a type in which the planetary gear (2) can be revolved around the sun gear, and the outer ring gear having the inner teeth meshing with the planetary gear is rotated along with the revolution of the planetary gear (for example, patents) Reference 2).

特開平6−171574号公報(第4頁第2図)JP-A-6-171574 (page 2, Fig. 2) 特開平4−85187号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-85187

しかし、特許文献1によれば、遊星歯車を入力側に設定しているため、その遊星歯車の回転軸は、クランクの長さ方向の中程に接続される。このため、クランクに加えられる踏力は、クランクの付け根の部分からクランク軸に直接伝達されるのではなく、クランクの中程の部分で遊星歯車の回転軸に伝達される。したがって、クランクの有効長さが短くなるという問題がある。   However, according to Patent Document 1, since the planetary gear is set on the input side, the rotation shaft of the planetary gear is connected to the middle in the length direction of the crank. For this reason, the pedal force applied to the crank is not directly transmitted from the base portion of the crank to the crankshaft, but is transmitted to the rotating shaft of the planetary gear at the middle portion of the crank. Therefore, there is a problem that the effective length of the crank is shortened.

また、特許文献2によれば、遊星歯車を固定の太陽歯車の周りに公転させるために、外輪歯車の内側に、太陽歯車と遊星歯車に加えて案内ローラを設け、その太陽歯車、遊星歯車、案内ローラに噛み合うチェーンを別途設けなければならないので、構造が複雑である。   According to Patent Document 2, in order to revolve the planetary gear around the fixed sun gear, a guide roller is provided inside the outer ring gear in addition to the sun gear and the planetary gear, and the sun gear, the planetary gear, Since a chain that meshes with the guide roller must be provided separately, the structure is complicated.

そこで、この発明は、構造を複雑にすることなく、減速比の大きい遊星歯車機構とすることを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a planetary gear mechanism having a large reduction ratio without complicating the structure.

上記の課題を解決するために、この発明は、入力側の回転軸に外向きの歯を有する太陽歯車を設けてその太陽歯車を前記回転軸と一体に回転可能とし、前記太陽歯車の外径側に、内向きの歯を有する外輪歯車を設けて出力側とするとともに、その外輪歯車を前記回転軸に対し回転自在とし、前記太陽歯車の外向きの歯と前記外輪歯車の内向きの歯との間に、複数の遊星歯車を径方向に並列して配置して相互に噛み合わせ、前記各遊星歯車は、対応する各遊星支軸周りの回転のみ許容されて公転しないようになっており、前記各遊星歯車により、前記太陽歯車の回転を前記外輪歯車に伝達可能としたものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a sun gear having outward teeth on a rotation shaft on the input side, and enables the sun gear to rotate integrally with the rotation shaft, and the outer diameter of the sun gear. An outer ring gear having inward teeth on the side is provided as an output side, and the outer ring gear is rotatable with respect to the rotating shaft, and the outward teeth of the sun gear and the inward teeth of the outer ring gear A plurality of planetary gears are arranged in parallel in the radial direction and meshed with each other, and each planetary gear is allowed to rotate only around the corresponding planetary support shaft and does not revolve. The rotation of the sun gear can be transmitted to the outer ring gear by the planetary gears.

太陽歯車と外輪歯車との間に、複数の遊星歯車を径方向に並列して設けたので、太陽歯車の径に対して外輪歯車の径をより大きなものとし得る。このため、入力側の歯数を小さく、且つ出力側の歯数を大きく設定し易くなり、大きな減速比を確保することができる。
また、公転を許容しない遊星歯車を介して、入力側である太陽歯車と出力側である外輪歯車との間を駆動するので、構造を複雑にせず、また大型化させることもない。
なお、遊星歯車の数は、径方向に二つ、三つ、あるいはそれ以上並列させてもよく、その径方向へ並列する歯車の数は自由に設定してもよい。また、その径方向へ並列する遊星歯車群は、入力側である回転軸(太陽歯車)周りに放射状に複数組配置してもよい。放射状に複数組配置されていれば、その太陽歯車から外輪歯車への回転の伝達が安定するので好ましい。
Since the plurality of planetary gears are provided in parallel in the radial direction between the sun gear and the outer ring gear, the diameter of the outer ring gear can be made larger than the diameter of the sun gear. For this reason, it is easy to set the number of teeth on the input side and the number of teeth on the output side, and a large reduction ratio can be secured.
Moreover, since the space between the sun gear on the input side and the outer ring gear on the output side is driven via a planetary gear that does not allow revolution, the structure is not complicated and the size is not increased.
The number of planetary gears may be two, three, or more in parallel in the radial direction, and the number of gears parallel in the radial direction may be set freely. A plurality of planetary gear groups arranged in parallel in the radial direction may be arranged radially around the rotation axis (sun gear) on the input side. If a plurality of sets are arranged radially, rotation transmission from the sun gear to the outer ring gear is stabilized, which is preferable.

上記の構成において、複数の遊星歯車との間に、内向きの歯と外向きの歯とを有するリング歯車を介在させてそのリング歯車を上記回転軸及び上記外輪歯車に対し回転自在とし、前記リング歯車により、内径側に位置する前記遊星歯車の回転を、外径側に位置する前記遊星歯車に伝達可能とした構成を採用し得る。   In the above configuration, a ring gear having inward teeth and outward teeth is interposed between a plurality of planetary gears so that the ring gear is rotatable with respect to the rotating shaft and the outer ring gear. A configuration may be adopted in which the rotation of the planetary gear located on the inner diameter side can be transmitted to the planetary gear located on the outer diameter side by the ring gear.

各遊星歯車の径は比較的小さいので、連続する複数の遊星歯車同士が噛み合う構成とする場合には、隣接する歯車同士の干渉、噛み込み、過度な歯の摩耗等が発生しないように留意する必要があるが、上記のごとく、リング歯車を介して隣接する遊星歯車間の回転を伝達するようにすれば、相互に噛み合う歯車同士のピッチ円の外径が相対的に大きくなって、その噛み合わせ部分に生じる圧力角が小さなものとなる。
このため、歯車同士の干渉、噛み込み、過度な歯の摩耗等の発生を抑止し、各遊星歯車間の回転の伝達を安定させ、結果的に、太陽歯車から外輪歯車への回転の伝達も安定したものとし得る。
Since each planetary gear has a relatively small diameter, care should be taken not to cause interference between adjacent gears, biting, excessive tooth wear, etc. when a plurality of consecutive planetary gears mesh with each other. However, as described above, if the rotation between adjacent planetary gears is transmitted via the ring gear, the outer diameter of the pitch circle between the meshing gears becomes relatively large, and the meshing The pressure angle generated at the mating portion is small.
For this reason, the occurrence of interference between gears, biting, excessive tooth wear, etc. is suppressed, and rotation transmission between the planetary gears is stabilized. As a result, rotation transmission from the sun gear to the outer ring gear is also achieved. Can be stable.

また、上記各構成のトルク伝達構造を、自転車の駆動装置に採用することができる。その構成としては、上記回転軸に径方向に延びるクランクを接続して、クランクに加えられる周方向の力によって前記回転軸を回転可能とし、上記外輪歯車に外向きのスプロケットを設け、前記回転軸とは別に設けた駆動軸に外向きのスプロケットを設け、前記両スプロケットに噛み合うチェーンを設けて、そのチェーンにより、前記外輪歯車の回転を前記駆動軸に伝達可能とした構成である。   Moreover, the torque transmission structure having the above-described configuration can be employed in a bicycle drive device. As its configuration, a crank extending in the radial direction is connected to the rotating shaft, the rotating shaft can be rotated by a circumferential force applied to the crank, an outward sprocket is provided on the outer ring gear, and the rotating shaft In this configuration, an outward sprocket is provided on a drive shaft provided separately, and a chain that meshes with both the sprockets is provided so that the rotation of the outer ring gear can be transmitted to the drive shaft by the chain.

このようにすれば、搭乗者が踏力によってクランクを回転させ、その回転力を大きな減速比でもって駆動輪に伝達することができる。   In this way, the occupant can rotate the crank by the stepping force and transmit the rotational force to the drive wheels with a large reduction ratio.

この発明は、以上のようにしたので、構造を複雑にすることなく、減速比の大きい遊星歯車機構とすることができる。   Since the present invention is configured as described above, it can be a planetary gear mechanism having a large reduction ratio without complicating the structure.

一実施形態を図1乃至図4に基づいて説明する。この実施形態は、図4に示す自転車の駆動装置に採用されるトルク伝達装置である。   An embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is a torque transmission device employed in the bicycle drive device shown in FIG.

回転軸1の両端を、クランク31,31の端部に設けた穴31aに嵌めて、その回転軸1と両クランク31,31とを接続し、そのクランク31に加えられる踏力によって回転軸1を軸周り回転可能とする。その回転軸1は、外向きの歯8を全周に有する太陽歯車2の穴2aに嵌められて、キー溝33a及びキー33を介して固定され、前記回転軸1とその太陽歯車2とが一体に回転するように取付けられている。また、その回転軸1は、固定のボス部34及び固定のベースプレートBの穴35に嵌められている。   Both ends of the rotating shaft 1 are fitted into holes 31 a provided at the ends of the cranks 31, 31 to connect the rotating shaft 1 and both the cranks 31, 31, and the rotating shaft 1 is attached by the pedaling force applied to the crank 31. It can be rotated around its axis. The rotating shaft 1 is fitted in a hole 2a of a sun gear 2 having outward teeth 8 on the entire circumference, and is fixed via a keyway 33a and a key 33. The rotating shaft 1 and the sun gear 2 are connected to each other. It is attached so as to rotate together. The rotating shaft 1 is fitted in the fixed boss portion 34 and the hole 35 of the fixed base plate B.

太陽歯車2の外径側には、内向きの歯14を全周に有する外輪歯車6が前記回転軸1と同軸心に設けられており、この外輪歯車6は、前記回転軸1に対し穴6a内に設けたベアリング32を介して回転自在に固定されている。また、外輪歯車6の外周には、スプロケット18が取付けられている。   On the outer diameter side of the sun gear 2, an outer ring gear 6 having inward teeth 14 on the entire circumference is provided coaxially with the rotary shaft 1, and the outer ring gear 6 has a hole with respect to the rotary shaft 1. It is rotatably fixed via a bearing 32 provided in 6a. A sprocket 18 is attached to the outer periphery of the outer ring gear 6.

太陽歯車2の外向きの歯8と前記外輪歯車6の内向きの歯14との間には、二つの遊星歯車10,15が径方向に並列して配置されて、各遊星歯車10,15は、固定のベースプレートBに設けられた対応する各遊星支軸11,16が穴10a,15aに嵌めこまれ、その各遊星支軸11,16周りの回転のみ許容されて、公転しないようになっている。その径方向へ並列する遊星歯車10,15の組合わせ(遊星歯車群)は、入力側である前記回転軸1(太陽歯車2)周りに、放射状等分方位に3組配置されている。   Between the outward teeth 8 of the sun gear 2 and the inward teeth 14 of the outer ring gear 6, two planetary gears 10, 15 are arranged in parallel in the radial direction, and each planetary gear 10, 15 is arranged. The corresponding planetary support shafts 11 and 16 provided on the fixed base plate B are fitted in the holes 10a and 15a, and only the rotation around the planetary support shafts 11 and 16 is allowed, so that they do not revolve. ing. Three sets of planetary gears 10 and 15 (planetary gear group) arranged in parallel in the radial direction are arranged radially in the same direction around the rotary shaft 1 (sun gear 2) on the input side.

上記二つの遊星歯車10,15との間に、内向きの歯9と外向きの歯13とをそれぞれ全周に有するリング歯車4が介在し、そのリング歯車4は、穴4a内に設けたベアリング32を介して回転軸1に対し回転自在となっており、また、そのリング歯車4は、外輪歯車6に対しても回転自在となって、それぞれ別々に回転するようになっている。   A ring gear 4 having inward teeth 9 and outward teeth 13 on the entire circumference is interposed between the two planetary gears 10 and 15, and the ring gear 4 is provided in the hole 4a. The ring gear 4 is rotatable with respect to the rotating shaft 1 via a bearing 32, and the ring gear 4 is also rotatable with respect to the outer ring gear 6 so as to rotate separately.

前記各遊星歯車10,15は、それぞれ、対向する太陽歯車2の歯8及び外輪歯車6の歯14に噛み合っており、前記リング歯車4を介して、内径側に位置する前記遊星歯車10の回転を、外径側に位置する前記遊星歯車15に伝達可能であるので、太陽歯車2の回転は、遊星歯車10、リング歯車4、遊星歯車15を介して外輪歯車6に伝達可能となっている。   Each of the planetary gears 10 and 15 meshes with the teeth 8 of the sun gear 2 and the teeth 14 of the outer ring gear 6 that face each other, and the rotation of the planetary gear 10 positioned on the inner diameter side via the ring gear 4. Can be transmitted to the planetary gear 15 located on the outer diameter side, so that the rotation of the sun gear 2 can be transmitted to the outer ring gear 6 via the planetary gear 10, the ring gear 4, and the planetary gear 15. .

太陽歯車2の半径3は、2cmに設定されて、その歯8は6mmピッチである。遊星歯車10,15の半径12,17は、それぞれ、1cmに設定されて、その歯はそれぞれ6mmピッチである。リング歯車4の内径側半径5は、4cmに設定されて、その歯9,13はそれぞれ6mmピッチである。外輪歯車6の内径側半径7は、6cmに設定されて、その内向きの歯14は6mmピッチである。また、外輪歯車6の外向きの歯(スプロケット)18は、12mmピッチである。なお、説明を簡略化するため、ここではリング歯車4の厚さを無視するものとする。   The radius 3 of the sun gear 2 is set to 2 cm, and its teeth 8 are 6 mm pitch. The radii 12 and 17 of the planetary gears 10 and 15 are set to 1 cm, respectively, and their teeth are each 6 mm pitch. The inner radius 5 of the ring gear 4 is set to 4 cm, and the teeth 9 and 13 are each 6 mm pitch. The inner ring side radius 7 of the outer ring gear 6 is set to 6 cm, and the inward teeth 14 have a pitch of 6 mm. The outward teeth (sprockets) 18 of the outer ring gear 6 have a 12 mm pitch. In order to simplify the explanation, the thickness of the ring gear 4 is ignored here.

ここで、半径とは、基準ピッチ円の半径としており、基準ピッチ円とは、相互に噛み合う一対の歯車を摩擦車(二つの円板の外周同士が接してその摩擦力により動力を伝達する部品)に置き換えた場合に、その回転比(減速比,増速比)が等しくなるようにした場合の摩擦車の直径に相当するものと考えているが、この実施形態に示す半径、及び歯数、歯のピッチの数値は、一実施形態を示すものであるので、これらの数値に限定されるものではない。   Here, the radius is the radius of the reference pitch circle, and the reference pitch circle is a pair of gears that mesh with each other and a friction wheel (a component that transmits power by the frictional force between the outer circumferences of two discs. ) Is considered to correspond to the diameter of the friction wheel when the rotation ratio (reduction ratio, speed increase ratio) is made equal, but the radius and the number of teeth shown in this embodiment Since the numerical values of the tooth pitch indicate one embodiment, they are not limited to these numerical values.

また、図4に示すように、上記回転軸1周囲に同軸心に配置したトルク伝達構造(図1参照)とは別に、自転車の後輪と一体に回転する駆動軸23が設けられており、その駆動軸23に外向きのスプロケット20を取付けて、上記外輪歯車6に設けられた外向きのスプロケット18と、前記スプロケット20との間に環状のチェーンCが噛み合うように設けられている。   Further, as shown in FIG. 4, a drive shaft 23 that rotates integrally with the rear wheel of the bicycle is provided separately from the torque transmission structure (see FIG. 1) coaxially disposed around the rotation shaft 1. An outward sprocket 20 is attached to the drive shaft 23, and an annular chain C is engaged between the outward sprocket 18 provided on the outer ring gear 6 and the sprocket 20.

上記構成により、クランク31に加えられる周方向の力によって回転軸1が回転し、上記太陽歯車2、遊星歯車10、リング歯車4、遊星歯車15を介して外輪歯車6が回転すれば、前記チェーンCにより、前記外輪歯車6の回転が前記駆動軸23に伝達されるようになっている。   With the above configuration, when the rotating shaft 1 is rotated by the circumferential force applied to the crank 31 and the outer ring gear 6 is rotated via the sun gear 2, the planetary gear 10, the ring gear 4, and the planetary gear 15, the chain With C, the rotation of the outer ring gear 6 is transmitted to the drive shaft 23.

上記トルク伝達構造の作用を,図1に基づいて説明すると、
(1)クランク31の回転軸1が回転し、半径3が2cmである太陽歯車2が矢印のA方向へ回転(1回転)すると、
(2)内径側に位置する半径12が1cmである遊星歯車10が、矢印Bの方向へ回転し、半径5が4cmであるリング歯車4は、矢印Cの方向へ回転(1/2回転)する。
(3)リング歯車4の回転(1/2回転)に伴い、半径17が1cmである外径側の遊星歯車15は、矢印Dの方向へ回転し、内径側の半径7が6cmである外輪歯車6(チエンホイール)は、矢印Eの方向へ回転(1/3回転)する。
The operation of the torque transmission structure will be described with reference to FIG.
(1) When the rotating shaft 1 of the crank 31 rotates and the sun gear 2 having a radius 3 of 2 cm rotates in the A direction indicated by the arrow (one rotation),
(2) The planetary gear 10 with a radius 12 of 1 cm located on the inner diameter side rotates in the direction of arrow B, and the ring gear 4 with a radius 5 of 4 cm rotates in the direction of arrow C (1/2 rotation). To do.
(3) With the rotation (1/2 rotation) of the ring gear 4, the outer diameter planetary gear 15 having a radius 17 of 1 cm rotates in the direction of arrow D, and the outer ring whose radius 7 on the inner diameter side is 6 cm. The gear 6 (chain wheel) rotates in the direction of arrow E (1/3 rotation).

すなわち、例えば、太陽歯車2が3回転すれば、外輪歯車6は1回転することとなり、これは、通常の自転車のチエンホイールが1回転するのと同様の走行速度であることを示している。
このとき、太陽歯車2は、その半径3が2cmであるから、この太陽歯車2に生ずる力は、クランクの長さを17cm、ペダルに作用する脚力(踏力)が30kgであるとすれば、510/2(kg)であるから、この510/2(kg)が外輪歯車6に伝達される。つまり、太陽歯車2の歯8に生じた強大な力は、そのまま外輪歯車6の歯14に伝達され、大きな減速比を得られる。
一方、通常の自転車のチエンホイールを回転させる際には、そのチエンホイールが外輪歯車6と同じ半径7を有しているとすれば、同一の脚力(踏力)によって、510/6(kg)の力がチエンホイールに伝達されることになるので、相対的に小さい減速比の構成となる。
That is, for example, if the sun gear 2 rotates three times, the outer ring gear 6 rotates one time, which indicates that the traveling speed is the same as that when a normal bicycle chain wheel rotates one time.
At this time, since the radius 3 of the sun gear 2 is 2 cm, the force generated in the sun gear 2 is 510 cm if the crank length is 17 cm and the leg force (pedal force) acting on the pedal is 30 kg. Since this is / 2 (kg), this 510/2 (kg) is transmitted to the outer ring gear 6. That is, the strong force generated in the teeth 8 of the sun gear 2 is transmitted as it is to the teeth 14 of the outer ring gear 6 to obtain a large reduction ratio.
On the other hand, when rotating a chain wheel of a normal bicycle, if the chain wheel has the same radius 7 as the outer ring gear 6, 510/6 (kg) of the same leg force (stepping force) is obtained. Since the force is transmitted to the chain wheel, the reduction gear ratio is relatively small.

なお、他の実施形態として、上記回転軸1周囲に設けたトルク伝達装置と駆動軸23との間に、もう一つのトルク伝達装置を介在させてもよい。
すなわち、クランク31に加えられる周方向の力によって、一のトルク伝達装置の回転軸1が回転し、上記太陽歯車2、遊星歯車10、リング歯車4、遊星歯車15を介して外輪歯車6が回転すれば、前記チェーンCにより、別のトルク伝達装置の回転軸1’が回転するようにする。回転軸1’は、回転自在に支持されている。
この回転軸1’の周囲に同軸心状に、上記太陽歯車2、遊星歯車10、リング歯車4、遊星歯車15、外輪歯車6と同一の構成からなる太陽歯車2’、遊星歯車10’、リング歯車4’、遊星歯車15’、外輪歯車6’を設けて、前記外輪歯車6’の回転が、別のチェーンC’(太陽歯車2’、遊星歯車10’、リング歯車4’、遊星歯車15’、外輪歯車6’、チェーンC’は、いずれも図示せず)を介して前記駆動軸23に伝達されるようにしてもよい。
As another embodiment, another torque transmission device may be interposed between the torque transmission device provided around the rotary shaft 1 and the drive shaft 23.
That is, the rotating shaft 1 of one torque transmission device is rotated by the circumferential force applied to the crank 31, and the outer ring gear 6 is rotated via the sun gear 2, the planetary gear 10, the ring gear 4, and the planetary gear 15. Then, the rotating shaft 1 ′ of another torque transmission device is rotated by the chain C. The rotating shaft 1 'is supported rotatably.
The sun gear 2 ′, the planetary gear 10 ′, and the ring having the same configuration as the sun gear 2, the planetary gear 10, the ring gear 4, the planetary gear 15, and the outer ring gear 6 are coaxially formed around the rotation shaft 1 ′. A gear 4 ′, a planetary gear 15 ′, and an outer ring gear 6 ′ are provided, and the rotation of the outer ring gear 6 ′ causes another chain C ′ (sun gear 2 ′, planetary gear 10 ′, ring gear 4 ′, planetary gear 15). ', Outer ring gear 6', and chain C 'are all not shown) and may be transmitted to the drive shaft 23.

いずれの実施形態においても、リング歯車4あるいはリング歯車4’は、必要に応じて省略して、径方向に並列する遊星歯車10,15、あるいは遊星歯車10’,15’同士を直接噛み合わせた構成を採用することもできる。   In any of the embodiments, the ring gear 4 or the ring gear 4 ′ is omitted as necessary, and the planetary gears 10 and 15 or the planetary gears 10 ′ and 15 ′ arranged in parallel in the radial direction are directly meshed with each other. A configuration can also be adopted.

一実施形態の構造を示す説明図Explanatory drawing which shows the structure of one Embodiment 図1の切断側面図Cut side view of FIG. 図1の分解斜視図1 is an exploded perspective view of FIG. 図1のトルク伝達機構を自転車の駆動装置に採用した実施例を示す説明図Explanatory drawing which shows the Example which employ | adopted the torque transmission mechanism of FIG. 1 for the drive device of a bicycle.

符号の説明Explanation of symbols

1 回転軸(クランクの回転軸)
2 太陽歯車
3 太陽歯車の半径
4 リング歯車
5 リング歯車の内径側半径
6 外輪歯車
7 外輪歯車の内径側半径
8 太陽歯車の外向きの歯
9 リング歯車の内向きの歯
10,15 遊星歯車
11,16 遊星支軸
12,17 遊星歯車の半径
13 リング歯車の外向きの歯
14 外輪歯車の内向きの歯
18 外輪歯車の外向きの歯(スプロケット)
20 スプロケット
21,22 遊星歯車の歯
23 駆動軸
30 ペダル
31 クランク
32 ベアリング
33 キー
33a キー溝
34 ボス部
1 Rotating shaft (Crank rotating shaft)
2 Sun gear 3 Sun gear radius 4 Ring gear 5 Ring gear inner radius 6 Outer gear 7 Outer gear inner radius 8 Sun gear outward teeth 9 Ring gear inner teeth 10, 15 Planetary gear 11 , 16 Planetary support shafts 12, 17 Radius of the planetary gear 13 Outward teeth of the ring gear 14 Inward teeth of the outer ring gear 18 Outward teeth of the outer ring gear (sprocket)
20 sprockets 21 and 22 planetary gear teeth 23 drive shaft 30 pedal 31 crank 32 bearing 33 key 33a key groove 34 boss

Claims (3)

入力側の回転軸1に外向きの歯8を有する太陽歯車2を設けてその太陽歯車2を前記回転軸1と一体に回転可能とし、前記太陽歯車2の外径側に、内向きの歯14を有する外輪歯車6を設けて出力側とするとともに、その外輪歯車6を前記回転軸1に対し回転自在とし、前記太陽歯車2の外向きの歯8と前記外輪歯車6の内向きの歯14との間に、複数の遊星歯車10,15を径方向に並列して配置して相互に噛み合わせ、前記各遊星歯車10,15は、対応する各遊星支軸11,16周りの回転のみ許容されて公転しないようになっており、前記各遊星歯車10,15により、前記太陽歯車2の回転を前記外輪歯車6に伝達可能としたことを特徴とするトルク伝達構造。   A sun gear 2 having outward teeth 8 is provided on the rotary shaft 1 on the input side so that the sun gear 2 can be rotated integrally with the rotary shaft 1, and an inward tooth on the outer diameter side of the sun gear 2. The outer ring gear 6 having 14 is provided as an output side, and the outer ring gear 6 is rotatable with respect to the rotary shaft 1, and the outward teeth 8 of the sun gear 2 and the inward teeth of the outer ring gear 6 are provided. 14, a plurality of planetary gears 10 and 15 are arranged in parallel in the radial direction and meshed with each other, and the planetary gears 10 and 15 only rotate around the corresponding planetary support shafts 11 and 16. A torque transmission structure characterized in that the planetary gears 10 and 15 allow the rotation of the sun gear 2 to be transmitted to the outer ring gear 6 by allowing the planetary gears 10 and 15 to revolve. 上記複数の遊星歯車10,15との間に、内向きの歯9と外向きの歯13とを有するリング歯車4を介在させてそのリング歯車4を上記回転軸1及び上記外輪歯車6に対し回転自在とし、前記リング歯車4により、内径側に位置する前記遊星歯車10の回転を、外径側に位置する前記遊星歯車15に伝達可能としたことを特徴とする請求項1に記載のトルク伝達構造。   A ring gear 4 having inward teeth 9 and outward teeth 13 is interposed between the plurality of planetary gears 10 and 15 so that the ring gear 4 is connected to the rotary shaft 1 and the outer ring gear 6. 2. The torque according to claim 1, wherein the torque is rotatable, and the ring gear 4 is capable of transmitting the rotation of the planetary gear 10 located on the inner diameter side to the planetary gear 15 located on the outer diameter side. Transmission structure. 上記回転軸1に径方向に延びるクランク31を接続して、クランク31に加えられる周方向の力によって前記回転軸1を回転可能とし、上記外輪歯車6に外向きのスプロケット18を設け、前記回転軸1とは別に設けた駆動軸23に外向きのスプロケット20を設け、前記両スプロケット18,20に噛み合うチェーンCを設けて、そのチェーンCにより、前記外輪歯車6の回転を前記駆動軸23に伝達可能としたことを特徴とする請求項1又は2に記載のトルク伝達構造。   A crank 31 extending in the radial direction is connected to the rotary shaft 1 so that the rotary shaft 1 can be rotated by a circumferential force applied to the crank 31, and an outward sprocket 18 is provided on the outer ring gear 6. A drive shaft 23 provided separately from the shaft 1 is provided with an outward sprocket 20, and a chain C meshing with both the sprockets 18, 20 is provided, and the rotation of the outer ring gear 6 is transmitted to the drive shaft 23 by the chain C. The torque transmission structure according to claim 1, wherein transmission is possible.
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