TWI833962B - 人力驅動車用鏈輪 - Google Patents

Abstract

[課題] 要提供具備所需要的剛性且輕量的人力驅動車用鏈輪。 [解決手段] 人力驅動車用鏈輪具備有：金屬製的複數的鏈輪齒、具有第1配置部且包含具有第1纖維長度的至少一個第1碳纖維的第1碳材料製的外殼構件、配置在上述外殼構件的上述第1配置部內且包含具有第2纖維長度的至少一個第2碳纖維的第2碳材料製的充填構件、以及配置在上述外殼構件的上述第1配置部內的發泡構件。

Description

人力驅動車用鏈輪

本發明是關於人力驅動車用鏈輪。

例如在專利文獻1揭示有人力驅動車用鏈輪。專利文獻1的人力驅動車用鏈輪包含碳纖維及發泡構件。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2008-001287號公報

[發明欲解決的課題]

本發明的一個目的要提供一種具備所需要的剛性且輕量的人力驅動車用鏈輪。 [用以解決課題的手段]

本發明的第1型態的人力驅動車用鏈輪具備有：金屬製的複數的鏈輪齒、具有第1配置部且包含具有第1纖維長度的至少一個第1碳纖維的第1碳材料製的外殼構件、配置在上述外殼構件的上述第1配置部內且包含具有第2纖維長度的至少一個第2碳纖維的第2碳材料製的充填構件、以及配置在上述外殼構件的上述第1配置部內的發泡構件。 藉由上述第1型態的人力驅動車用鏈輪，具備有：包含具有第1纖維長度的至少一個第1碳纖維的第1碳材料製的外殼構件、包含具有第2纖維長度的至少一個第2碳纖維的第2碳材料製的充填構件、以及配置在第1配置部內的發泡構件。因此，第1碳材料製的外殼構件及第2碳材料製的充填構件，能分別包含適合設計要求的纖維長度的碳纖維。因此可具備所需要的剛性且輕量化。

依據上述第1型態的第2型態的人力驅動車用鏈輪，上述第1纖維長度大於上述第2纖維長度。 藉由上述第2型態的人力驅動車用鏈輪，由於第1纖維長度大於第2纖維長度，所以可提高外殼構件的剛性。而且由於第2纖維長度小於第1纖維長度，所以可將充填構件適當地配置於第1配置部內。

依據上述第1或2型態的第3型態的人力驅動車用鏈輪，上述至少一個第1碳纖維包括複數的第1碳纖維，上述至少一個第2碳纖維包括複數的第2碳纖維。 藉由上述第3型態的人力驅動車用鏈輪，由於至少一個第1碳纖維包括複數的第1碳纖維，至少一個第2碳纖維包括複數的第2碳纖維，所以容易形成外殼構件及充填構件。

依據上述第1至3型態中任一型態的第4型態的人力驅動車用鏈輪，上述充填構件具有第2配置部，上述發泡構件配置於上述充填構件的上述第2配置部內。 藉由上述第4型態的人力驅動車用鏈輪，由於發泡構件配置於充填構件的第2配置部，所以容易將發泡構件配置在所需要的位置。

依據上述第1至4型態中任一型態的第5型態的人力驅動車用鏈輪，具備有鏈輪齒環構件，上述鏈輪齒環構件包含：環狀的基部、及從上述基部朝上述人力驅動車用鏈輪的相對旋轉中心軸心的徑向外側延伸的上述複數的鏈輪齒。 藉由上述第5型態的人力驅動車用鏈輪，由於具備有鏈輪齒環構件，上述鏈輪齒環構件包含：環狀的基部與複數的鏈輪齒；所以藉由將環狀的基部、外殼構件、充填構件、及發泡構件組合則能製造人力驅動車用鏈輪。因此製造效率優異。

依據上述第5型態的第6型態的人力驅動車用鏈輪，上述鏈輪齒環構件，是藉由加熱及加壓製程固定於上述充填構件。 藉由上述第6型態的人力驅動車用鏈輪，由於藉由加熱及加壓製程將鏈輪齒環構件固定在充填構件，所以能用較少製程來製造人力驅動車用鏈輪。因此製造效率優異。

依據上述第5或6型態的第7型態的人力驅動車用鏈輪，上述鏈輪齒環構件的上述基部，是具有用來配置上述充填構件的至少一個孔部。 藉由上述第7型態的人力驅動車用鏈輪，由於將充填構件配置在鏈輪齒環構件的環狀基部所具有的至少一個孔部，所以能將鏈輪齒環構件穩定固定於充填構件。

依據上述第7型態的第8型態的人力驅動車用鏈輪，上述基部的上述至少一個孔部包括複數的孔部。 藉由上述第8型態的人力驅動車用鏈輪，由於環狀基部的至少一個孔部包括複數的孔部，所以相較於環狀基部包含至少一個孔部的情況，能更穩定地將鏈輪齒環構件固定於充填構件。

依據上述第1至8型態中任一型態的第9型態的人力驅動車用鏈輪，上述至少一個第1碳纖維的上述第1纖維長度，為25mm以上510mm以下。 藉由上述第9型態的人力驅動車用鏈輪，由於至少一個第1碳纖維的第1纖維長度為25mm以上510mm以下，所以能抑制第1碳材料製的外殼構件的剛性低落。

依據上述第1至9型態中任一型態的第10型態的人力驅動車用鏈輪，上述至少一個第2碳纖維的上述第2纖維長度，為5mm以上24mm以下。 藉由上述第10型態的人力驅動車用鏈輪，由於至少一個第2碳纖維的第2纖維長度為5mm以上24mm以下，所以能抑制第2碳材料製的充填構件的剛性低落及抑制充填構件的重量增加。

依據上述第1至10型態的任一型態的第11型態的自行車用曲柄組裝體，上述複數的鏈輪齒包含：具有第1鏈條卡合寬度的至少一個第1齒、具有第2鏈條卡合寬度的至少一個第2齒；上述第1鏈條卡合寬度及上述第2鏈條卡合寬度，是朝上述人力驅動車用鏈輪的相對於上述旋轉中心軸心的軸方向延伸的寬度，上述第1鏈條卡合寬度大於上述第2鏈條卡合寬度。 藉由上述第11型態的人力驅動車用鏈輪，複數的鏈輪齒，包含：鏈條卡合寬度互相不同的至少一個第1齒、至少一個第2齒；所以能有效地保持人力驅動車用鏈條。

依據上述第11型態的第12型態的人力驅動車用鏈輪，上述第1鏈條卡合寬度，小於以人力驅動車用鏈條的互相相對向的一對外鏈片之間所定義的外鏈片空間，且大於以上述人力驅動車用鏈條的互相相對向的一對內鏈片之間所定義的內鏈片空間，上述第2鏈條卡合寬度小於上述內鏈片空間。 藉由上述第11型態的人力驅動車用鏈輪，第1鏈條卡合寬度小於外鏈片空間且大於內鏈片空間，第2鏈條卡合寬度小於內鏈片空間，所以能有效地保持人力驅動車用鏈條。 [發明效果]

本發明的人力驅動車用鏈輪具備所需要的剛性且能輕量化。

＜第1實施方式＞

參考第1圖至第13圖針對第1實施方式的人力驅動車用鏈輪30加以說明。人力驅動車具有至少一車輪，是至少能藉由人力驅動力驅動的車輛。人力驅動車例如包含：登山車、公路車、城市型自行車、載貨型自行車、手搖式自行車、及躺式自行車等各種種類的自行車。人力驅動車所具有的車輪數量並未限定。人力驅動車，例如也包括單輪車及具備3輪以上的車輪的車輛。人力驅動車，並不限定僅藉由人力驅動力驅動的車輛。人力驅動車，包含：不僅利用人力驅動力也利用電動馬達的驅動力來推進的電動自行車(E-bike)。電動自行車，包括藉由電動馬達輔助推進的電動輔助自行車。以下在實施方式是將人力驅動車說明為自行車。

如第1圖所示，人力驅動車用曲柄組裝體10，具備有：人力驅動車用鏈輪30、曲柄臂構件12、及曲柄軸20。曲柄臂構件12藉由安裝構件14安裝於曲柄臂構件12。例如安裝構件14是螺栓。

曲柄臂構件12具備有：曲柄臂16、及鏈輪安裝部18。鏈輪安裝部18，從曲柄軸20的旋轉中心軸心20A朝徑向外側X1延伸。曲柄臂構件12具有複數的鏈輪安裝部18較佳。複數的鏈輪安裝部18及複數的曲柄臂安裝部32的其中一方包括孔部，複數的鏈輪安裝部18及複數的曲柄臂安裝部32的另一方包括母螺紋部32A。在本實施方式，複數的鏈輪安裝部18包括孔部，複數的曲柄臂安裝部32包括母螺紋部32A(參考第4圖)。人力驅動車用鏈輪30具有曲柄臂安裝部32較佳。曲柄臂安裝部32經由安裝構件14安裝於鏈輪安裝部18。在本實施方式，安裝構件14的螺栓插入於複數的鏈輪安裝部18的孔部，藉由將其旋入於複數的曲柄臂安裝部32的母螺紋部32A，而將曲柄臂構件12與人力驅動車用鏈輪30互相安裝。人力驅動車用曲柄組裝體10具有複數的人力驅動車用鏈輪30也可以。在人力驅動車用曲柄組裝體10具有複數的人力驅動車用鏈輪30的情況，複數的人力驅動車用鏈輪30的各曲柄臂安裝部32藉由安裝構件14安裝於曲柄臂構件12。例如人力驅動車用曲柄組裝體10具有2片或3片人力驅動車用鏈輪30也可以。

如第2圖及第8圖所示，人力驅動車用鏈輪30具備有：金屬製的複數的鏈輪齒34、第1碳材料製的外殼構件36、第2碳材料製的充填構件38、發泡構件40。外殼構件36，具有第1配置部42，且包含具有第1纖維長度的至少一個第1碳纖維44。充填構件38，配置於外殼構件36的第1配置部42內，且包含具有第2纖維長度的至少一個第2碳纖維46。發泡構件40配置於外殼構件36的第1配置部42內。第1纖維長度與第2纖維長度不同。第1纖維長度大於第2纖維長度較佳。

如第1圖、第3圖、第4圖及第8圖所示，外殼構件36具備有：第1外殼構件48、第2外殼構件50。第1外殼構件48，包含人力驅動車用鏈輪30之中的曲柄軸20的旋轉中心軸心20A的軸方向的其中一方的外面部48A。第2外殼構件50，包含人力驅動車用鏈輪30之中的曲柄軸20的旋轉中心軸心20A的軸方向的另一方的外面部50A。在本實施方式，第2外殼構件50，包含人力驅動車用鏈輪30之中的曲柄軸20的旋轉中心軸心20A的軸方向的與人力驅動車的框架相對向側的端面。第1外殼構件48具備有：圓環部48C、及從圓環部48C朝相對旋轉中心軸心20A的徑向內側X2突出的複數的凸部48D。第2外殼構件50具備有：圓環部50C、及從圓環部50C朝相對旋轉中心軸心20A的徑向內側X2突出的複數的凸部50D。如第5圖及第8圖所示，在本實施方式，第1外殼構件48的圓環部48C的內周面朝向第2外殼構件50彎曲。也可取代讓第2外殼構件50的內周部朝向第1外殼構件48彎曲。如第3圖及第4圖所示，在外殼構件36的周方向將複數的凸部48D與複數的凸部50D設置在相同位置。在各凸部48D與各凸部50D之間分別設置有曲柄臂安裝部32。在本實施方式，曲柄臂安裝部32包含螺母32B且在螺母32B設置有母螺紋部32A。螺母32B包含金屬材料較佳。螺母32B藉由充填構件38支承較佳。

如第9圖至第11圖所示，至少一個第1碳纖維44包含複數的第1碳纖維44，至少一個第2碳纖維46包含複數的第2碳纖維46。

第1外殼構件48及第2外殼構件50，分別使用將複數的第1碳纖維44的伸長方向朝單一方向配置的第1碳纖維薄片所形成。第1碳纖維薄片也可進一步包含複數的第3碳纖維52。複數的第3碳纖維52，朝與複數的第1碳纖維44的伸長方向交叉的方向配置。複數的第3碳纖維52的第3纖維長度，較複數的第1碳纖維44的第1纖維長度更短較佳。在各第1外殼構件48及第2外殼構件50，複數的第1碳纖維44例如配置成沿著第1外殼構件48的周方向R延伸。複數的第1碳纖維44，例如在第1外殼構件48及第2外殼構件50的徑向X並排配置。複數的第1碳纖維44，也可在第1外殼構件48及第2外殼構件50的厚度方向積疊。第9圖雖然示意性顯示了積疊有2層第1碳纖維44與1層第3碳纖維52的第1外殼構件48，而第1外殼構件48，也可積疊有3層以上的第1碳纖維44與2層以上的第3碳纖維52。第10圖雖然示意性顯示了積疊有2層第1碳纖維44與1層第3碳纖維52的第2外殼構件50，而第2外殼構件50，也可積疊有3層以上的第1碳纖維44與2層以上的第3碳纖維52。第1外殼構件48及第2外殼構件50包含樹脂材料較佳。樹脂材料例如包含環氧樹脂。樹脂材料為第1碳纖維薄片的基體材料。

至少一個第1碳纖維44的第1纖維長度為25mm以上510mm以下較佳。複數的第1碳纖維44之中最長的第1碳纖維44的第1纖維長度為25mm以上510mm以下較佳。複數的第1碳纖維44，也可包含第1纖維長度小於25mm的第1碳纖維44。至少一個第1碳纖維44的纖維直徑例如為7μm。至少一個第1碳纖維44例如配置成沿著外殼構件36的周方向。至少一個第1碳纖維44的第1纖維長度例如為外殼構件36的外周部的周長以下。

充填構件38，使用包含複數的第2碳纖維46的複數的第2碳纖維薄片形成較佳。第2碳纖維薄片例如為矩形的短切材料。第2碳纖維薄片的一邊小於外殼構件36的徑向X的寬度之中的最小寬度LX(參考第3圖)較佳。第2碳纖維薄片例如形成為5mm×10mm的尺寸。短切材料的厚度例如為0.1mm。第2碳纖維薄片之中，複數的第2碳纖維46分別配置在第1方向及與第1方向交叉的方向的任一方向較佳。複數的第2碳纖維46，也可在第1外殼構件48及第2外殼構件50的厚度方向積疊。第11圖雖然示意性顯示積疊有3層第2碳纖維46的充填構件38，而充填構件38也可積疊有4層以上的第2碳纖維46。充填構件38包含有樹脂材料較佳。樹脂材料例如包含環氧樹脂。樹脂材料為第2碳纖維薄片的基體材料。充填構件38藉由將複數的短切材料熱壓成形所形成。

至少一個第2碳纖維46的第2纖維長度為5mm以上24mm以下。複數的第2碳纖維46之中最長的第2碳纖維46的第2纖維長度為5mm以上24mm以下較佳。複數的第2碳纖維46，也可包含第2纖維長度小於5mm的第2碳纖維46。第2碳纖維46的纖維直徑例如為7μm。在充填構件38，複數的第2碳纖維46的延伸方向，因應於材料的第2碳纖維薄片的配置方向而不同。

如第5圖及第6圖所示，充填構件38具有第2配置部54，且發泡構件40配置於充填構件38的第2配置部54較佳。充填構件38例如形成為環狀。充填構件38配置於第1外殼構件48的圓環部48C及第2外殼構件50的圓環部50C。發泡構件40例如包含醯亞胺類樹脂發泡體及丙烯酸類樹脂發泡體的至少其中一種。

如第8圖所示，在人力驅動車用鏈輪30的厚度方向，在第1外殼構件48與第2外殼構件50之間配置有充填構件38及發泡構件40。第1配置部42藉由第1外殼構件48的內面48B與第2外殼構件50的內面50B所包圍。第2配置部54的至少局部包含充填構件38的凹部38A。第2配置部54是藉由充填構件38的凹部38A與第2外殼構件50所區隔的部分。第2配置部54的全體也可配置於充填構件38的內部。如第5圖所示，充填構件38在與第2配置部54對應的部分具有複數的凹凸形狀較佳。藉由複數的凹凸形狀將發泡構件40穩定支承於充填構件38。

如第1圖及第8圖所示，人力驅動車用鏈輪30具備有鏈輪齒環構件56較佳。如第7圖所示，鏈輪齒環構件56包含：環狀的基部58、複數的鏈輪齒34。複數的鏈輪齒34，從環狀的基部58朝人力驅動車用鏈輪30的相對旋轉中心軸心30A的徑向外側X1延伸。鏈輪齒環構件56包含鐵、鋁合金、及鈦合金的至少其中一種較佳。

如第3圖、第4圖、第7圖及第8圖所示，複數的鏈輪齒34位於較外殼構件36更靠近徑向外側X1。環狀的基部58其至少局部在徑向X與外殼構件36重複。環狀的基部58的內周部，配置在第1外殼構件48與第2外殼構件50之間。鏈輪齒環構件56的環狀的基部58具有用來配置充填構件38的至少一個孔部58A較佳。至少一個孔部58A較佳包括複數的孔部58A。複數的孔部58A，配置在第1外殼構件48與第2外殼構件50之間。複數的孔部58A在環狀的基部58的周方向隔著間隔並排。複數的孔部58A的數量例如少於複數的鏈輪齒34的數量。也可讓複數的孔部58A的數量與複數的鏈輪齒34的數量相同，或較複數的鏈輪齒34的數量更多。

如第12圖所示，複數的的鏈輪齒34，較佳包含：具有第1鏈條卡合寬度W1的至少一個第1齒60、及具有第2鏈條卡合寬度W2的至少一個第2齒62。第1鏈條卡合寬度W1及第2鏈條卡合寬度W2，是人力驅動車用鏈輪30朝相對旋轉中心軸心30A的軸方向Y延伸的寬度。第1鏈條卡合寬度W1大於第2鏈條卡合寬度W2。

第1鏈條卡合寬度W1小於外鏈片空間S1且大於內鏈片空間S2。第2鏈條卡合寬度W2小於內鏈片空間S2。外鏈片空間S1，定義在人力驅動車用鏈條70的互相相向的一對外鏈片72之間。內鏈片空間S2，定義在人力驅動車用鏈條70的互相相向的一對內鏈片74之間。

第1齒60較佳具有：倒角部64、及凹部66的至少一個。藉由倒角部64、及凹部66的至少一個，可抑制人力驅動車用鏈條70與內鏈片74的過度碰撞。

相對旋轉中心軸心20A的第1齒60的徑向高度大於第2齒62的徑向高度較佳。第1齒60的第1鏈條卡合寬度W1為外鏈片空間S1的80%以上較佳。第2齒62的第2鏈條卡合寬度W2為內鏈片空間S2的80%以上較佳。

鏈輪齒環構件56是藉由加熱及加壓製程固定於充填構件38。較佳是讓充填構件38的藉由加熱及加壓製程所融解的第2碳纖維薄片的局部移動到環狀的基部58的孔部58A的內部，藉由冷卻後硬化，而將鏈輪齒環構件56固定於充填構件38。

參考第13圖，針對人力驅動車用鏈輪30的製造方法的一個例子加以說明。人力驅動車用鏈輪30的製造方法，包含第1製程、第2製程、第3製程、第4製程、第5製程、第6製程及第7製程。

在步驟S11所示的第1製程，是包含：由第1碳材料形成第1外殼構件48及第2外殼構件50，且由金屬材料形成鏈輪齒環構件56的製程。例如第1外殼構件48，是在第1外殼構件48的模具配置有包含第1碳材料的至少一個第1碳纖維薄片的狀態，藉由加壓及加熱所形成。例如第2外殼構件50，是在第2外殼構件50的模具配置有包含第1碳材料的至少一個第1碳纖維薄片的狀態，藉由加壓及加熱所形成。例如鏈輪齒環構件56，是藉由對金屬材料進行鍛造、鑄造、及切削的至少其中一種加工所形成。

在步驟S12所示的第2製程，包含：將藉由第1製程所形成的第1外殼構件48配置於第1模具，將藉由第1製程所形成的第2外殼構件50配置於第2模具的製程。

在步驟S13所示的第3製程，包含將第2碳材料的短切材料配置於第1模具的製程。在第3製程，將第2碳材料的短切材料配置於：在第2製程配置於第1模具的第1外殼構件48上。例如將複數的短切材料重疊配置於第1模具全體。不將短切材料配置在與第2配置部54對應的部分來形成第2配置部54較佳。

在步驟S14顯示的第4製程，包含：將發泡構件40的材料及藉由第1製程所形成的鏈輪齒環構件56配置於第1模具的製程。在第4製程，將發泡構件40的材料藉由第3製程配置於第2碳材料的短切材料上。將發泡構件40的材料配置於形成第2配置部54的部分。在第4製程，也可將第2碳材料的短切材料進一步重疊於發泡構件40的材料上。在第4製程，將鏈輪齒環構件56藉由第3製程配置於第2碳材料的短切材料上。在第4製程，也可將第2碳材料的短切材料進一步重疊於鏈輪齒環構件56上。在第4製程，較佳將螺母32B配置於與曲柄臂安裝部32對應的部分。

在步驟S15所示的第5製程，包含將第1模具及第2模具組合的製程。在第5製程，藉由將第1模具及第2模具的其中一方朝另一方靠近來將第1模具及第2模具組合。

在步驟S16所示的第6製程，包含加熱及加壓製程。加熱及加壓製程為熱壓成形較佳。熱壓成形例如包含在5分鐘間進行140度的加熱及10MPa的加壓來成形的製程。讓在第6製程融解的短切材料進入鏈輪齒環構件56的環狀的基部58的孔部58A。在第6製程，藉由在發泡構件40的材料的內部產生的氣泡形成發泡構件40。

在步驟S17所示的第7製程，包含將第1模具及第2模具卸下的製程。第7製程，是在第6製程之後將人力驅動車用鏈輪30充分冷卻之後進行較佳。藉由第7製程，形成人力驅動車用鏈輪30，人力驅動車用鏈輪30具備有：第1外殼構件48、第2外殼構件50、充填構件38、發泡構件40、及鏈輪齒環構件56。

＜第2實施方式＞ 參考第14圖至第20圖針對第2實施方式的人力驅動車用曲柄組裝體10A加以說明。針對與第1實施方式共通的構造加上與第1實施方式相同的符號，省略重複的說明。

如第14圖及第15圖所示，第2實施方式的人力驅動車用曲柄組裝體10A，具備有：第1曲柄臂16A、第2曲柄臂16B、曲柄軸20、人力驅動車用鏈輪30。人力驅動車用曲柄組裝體10A，是將第2曲柄臂16B可裝卸於第1曲柄臂16A與曲柄軸20的組裝體所構成。人力驅動車用曲柄組裝體10A例如為兩件式曲柄。本實施方式的曲柄軸20為中空構件。曲柄軸20具備有旋轉中心軸心20A的軸方向的第1端部20X及第2端部20Y。第1曲柄臂16A安裝於第1端部20X，第2曲柄臂16B安裝於第2端部20Y。在本實施方式，第1曲柄臂16A與曲柄軸20以壓入狀態互相安裝。

如第15圖及第16圖所示，第1曲柄臂16A具備有：基座構件100、蓋構件102、及第3外殼構件104。第3外殼構件104，將基座構件100的左右方向的外側覆蓋。在基座構件100與第3外殼構件104之間形成空間T較佳。

如第15圖所示，基座構件100，具有第1曲柄軸安裝部106，在第1曲柄軸安裝部106，與曲柄軸20卡合且藉由花鍵等可互相傳遞轉矩。基座構件100無法裝卸地安裝於曲柄軸20較佳。例如基座構件100，與曲柄軸20形成為不同個體，藉由將曲柄軸20壓入而安裝於第1曲柄軸安裝部106。基座構件100包含有金屬材料較佳。金屬材料包含鋁合金較佳。

如第15圖至第19圖所示，蓋構件102，在曲柄軸20卡合於第1曲柄軸安裝部106的狀態，配置成覆蓋曲柄軸20的開口部。蓋構件102包含：第1部分102A、第2部分102B較佳。第1部分102A例如形成為圓盤形狀。第1部分102A的外徑大於曲柄軸20的第1端部20X的開口部的內徑。第1部分102A的外徑與第1端部20X的外徑實質相等較佳。第2部分102B例如形成為圓盤形狀。第2部分102B，在曲柄軸20的軸方向與第1部分102A連續。第2部分102B，實質相等或稍大於曲柄軸20的第1端部20X的內徑。蓋構件102，具備有：從第1部分102A及第2部分102B朝曲柄軸20的旋轉中心軸心20A的徑向外側X1突出的突起部102C。突起部102C之與其突出方向正交的剖面形成為U字形。突起部102C的U字形在曲柄軸20側開口著。蓋構件102包含有樹脂材料較佳。樹脂材料包括合成樹脂材料較佳。蓋構件102具有可撓性較佳。

在本實施方式，突起部102C的U字形的底面，與第1部分102A的第1曲柄臂16A側的面成為同一面。突起部102C的曲柄軸20側的開口部的端部，位於較第2部分102B的曲柄軸20側的端部更靠近第1部分102A側。蓋構件102的第2部分102B的至少局部嵌入於曲柄軸20的第1端部20X的開口部的內周部。突起部102C包含導引部102D較佳。導引部102D包含突起部102C之中沿著與U字形的底面正交的方向的側面。在基座構件100設置有供導引部102D的至少局部嵌入的凹部112。凹部112從曲柄軸20的相對旋轉中心軸心20A的徑向外側X1觀察是凹入成U字形。凹部112具有朝向底部變細的錐狀形狀。連通部110位於蓋構件102與凹部112的卡合部。在曲柄軸20的第1端部20X的開口部設置有缺口部20Z。曲柄軸20與基座構件100安裝成讓缺口部20Z與凹部112至少局部重疊。在曲柄軸20與基座構件100已安裝的狀態，從徑向外側X1觀察的情況的缺口部20Z的形狀與凹部112的形狀大致一致較佳。在將蓋構件102安裝於曲柄軸20的第1端部20X及基座構件100的情況，導引部102D沿著凹部112及缺口部20Z的錐狀形狀被朝向凹部112的底部導引。因此在將蓋構件102安裝於曲柄軸20及基座構件100的情況，蓋構件102相對於曲柄軸20及基座構件100的位置不易偏離所需要的位置。

如第14圖及第16圖所示，第3外殼構件104經由黏接劑108安裝於基座構件100及蓋構件102。第16圖顯示配置在第3外殼構件104與基座構件100及蓋構件102之間的黏接劑108硬化的假設狀態。黏接劑108，在蓋構件102的第2部分102B嵌入於基座構件100及曲柄軸20的狀態，塗佈於基座構件100之中嵌入第3外殼構件104的部分、及蓋構件102的第1部分102A的外面部。第3外殼構件104包含有金屬材料較佳。金屬材料包括鋁合金材料較佳。黏接劑108包含有樹脂材料較佳。第3外殼構件104，也可以碳強化纖維等的非金屬材料形成。

如第18圖及第19圖所示，人力驅動車用曲柄組裝體10A具有連通部110。連通部110，將第1曲柄臂16A的空間T、與曲柄軸20的內部空間114連通。連通部110，形成於：蓋構件102、與曲柄軸20的第1端部20X的開口部的缺口部20Z及基座構件100之間。

如第15圖所示，第2曲柄臂16B為中空構件。第2曲柄臂16B包含有金屬材料較佳。金屬材料包括鋁合金較佳。第2曲柄臂16B例如藉由鍛造所形成。第2曲柄臂16B的內部空間不與外部空間連通較佳。

如第15圖及第20圖所示，第2曲柄臂16B安裝於曲柄軸20的第2端部20Y。在曲柄軸20的第2端部20Y安裝有密封構件116。密封構件116包含樹脂材料。樹脂材料包括合成樹脂材料較佳。密封構件116具有可撓性較佳。密封構件116配置在第2端部20Y的開口部的內部。密封構件116將第2端部20Y的開口部封閉較佳。由於密封構件116緊貼於曲柄軸20的內周部，所以具有高密封效果。因此藉由密封構件116，能抑制水及泥巴等的異物侵入到曲柄軸20的內部空間114。

第2曲柄臂16B藉由螺栓構件118安裝於曲柄軸20的第2端部20Y。螺栓構件118，在曲柄軸20的軸方向配置在較密封構件116更靠近曲柄軸20的第2端部20Y的端面側。螺栓構件118包含有金屬材料較佳。金屬材料包括鋁合金較佳。例如螺栓構件118為加速器螺栓。在曲柄軸20的第2端部20Y插入於在第2曲柄臂16B設置的孔部16C的狀態，將螺栓構件118旋入於在曲柄軸20的第2端部20Y的內周部設置的母螺紋部20W。螺栓構件118，藉由螺栓構件118的凸緣部120，抑制第2曲柄臂16B相對於曲柄軸20朝軸方向外側移動。

第1曲柄臂16A與曲柄軸20的組裝體的製造方法，包含：第1製程、第2製程、第3製程、及第4製程。

第1製程，包含在曲柄軸20安裝基座構件100的製程。在第1製程，將曲柄軸20安裝於第1曲柄軸安裝部106。

第2製程，包含：在第1製程安裝於基座構件100的曲柄軸20的第1端部20X及基座構件100安裝蓋構件102的製程。在第2製程，將蓋構件102的第2部分102B插入於曲柄軸20的第1端部20X的內周部，以讓導引部102D進入第1端部20X的缺口部20Z及基座構件100的凹部112。在第2製程形成連通部110。

第3製程，包含：在基座構件100及蓋構件102之各與第3外殼構件104相對向的部分塗佈黏接劑108，藉由黏接劑108將基座構件100及蓋構件102、與第3外殼構件104黏接的製程。

在第3製程，第1曲柄臂16A的空間T的空氣通過連通部110移動到曲柄軸20的內部空間114。移動到曲柄軸20的內部空間114的空氣，從曲柄軸20的第2端部20Y的開口部放出到外部空間。藉由將空氣放出到外部，則第1曲柄臂16A的空間T不具有正壓。因此可將基座構件100及蓋構件102、與第3外殼構件104堅固地組裝。

第4製程，包含在曲柄軸20的第2端部20Y安裝密封構件116的製程。藉由安裝密封構件116，將曲柄軸20的內部空間及第1曲柄臂16A的空間T封閉。

在第3製程，即使在第1曲柄臂16A未設置用來排除第1曲柄臂16A的空間T的空氣的孔部等，也能讓第1曲柄臂16A的空間T的空氣通過連通部110移動到曲柄軸20的內部的空間。

在第3製程塗佈黏接劑108的情況，藉由突起部102C抑制黏接劑108朝連通部110的移動。因此能抑制黏接劑108封閉連通部110。

第2實施方式的第1曲柄臂16A、曲柄軸20、及蓋構件102，也可適用於具備與人力驅動車用鏈輪30不同的人力驅動車用鏈輪的人力驅動車用曲柄組裝體。

(變形例) 關於實施方式的說明，是本發明的人力驅動車用鏈輪可採取的型態的例子，並非意圖限制其形態。本發明的人力驅動車用鏈輪，可採取例如以下所示的上述實施方式的變形例及未相互矛盾的至少兩個變形例組合的型態。在以下的變形例，針對與實施方式共通的部分，加上與實施方式相同的符號，省略其說明。

複數的鏈輪齒34也可省略第1齒60。在該情況，全部鏈輪齒34具有與第2齒62的第2鏈條卡合寬度W2對應的鏈條卡合寬度較佳。

如第21圖所示，人力驅動車用鏈輪30，也可藉由鎖定環68安裝於曲柄臂構件12。第21圖的人力驅動車用鏈輪30與曲柄臂構件12以花鍵嵌合。鎖定環68夾持著人力驅動車用鏈輪30而安裝於曲柄臂構件12。

外殼構件36也可僅包含一個第1碳纖維44。在該情況，例如在第1外殼構件48及第2外殼構件50的其中一方將第1碳纖維44彎折配置。

充填構件38也可僅包含一個第2碳纖維46。在該情況，例如充填構件38也可藉由具有與充填構件38的形狀對應的形狀且包含至少一個第2碳纖維46的第2碳纖維薄片所形成。

至少一個第1碳纖維44的第1碳纖維長度，也可小於至少一個第2碳纖維46的第2碳纖維長度。

外殼構件36的密度與充填構件38的密度，哪邊較小或較大或相同都可以。外殼構件36的密度與充填構件38的密度，分別依據於每單位面積的碳纖維所占的比率、及樹脂構件的材料。藉由使充填構件38的密度小於外殼構件36的密度，則可使充填構件38輕量化。在充填構件38的體積小於外殼構件36的體積的情況，藉由使充填構件38的密度小於外殼構件36的密度則能使人力驅動車用鏈輪30輕量化。

鏈輪齒環構件56的環狀的基部58也可不具有孔部58A。在該情況，鏈輪齒環構件56，在與充填構件38接觸的部分具有凹凸形狀也可以。在該情況，鏈輪齒環構件56，也可在第7製程之後藉由螺栓或鉚釘等固定於外殼構件36或充填構件38。

人力驅動車用鏈輪30的充填構件38，也可取代包含加熱及加壓製程的製造方法，而變更為包含射出成形的製程的製造方法。在該情況，將充填構件38的第2纖維長度選擇為適當射出成形的大小。

在人力驅動車用鏈輪30的製造方法的第4製程，也可取代發泡構件40的材料，將預先形成的發泡構件40配置於第1模具。

人力驅動車用鏈輪30也可是後鏈輪。在人力驅動車用鏈輪30為後鏈輪的情況，省略曲柄臂安裝部32，而取而代之將可傳遞轉矩地與人力驅動車用後輪轂組裝體卡合的複數的花鍵形成於後鏈輪的相對旋轉中心軸心的後鏈輪的徑向內周面。

本說明書所使用的「至少一個」的表現方式，代表所需要的選項的「一個以上」。作為一個例子，在本說明書所使用的「至少一個」的表現方式，如果選項的數量為兩個的話，則代表「只有一個選項」或「兩個選項雙方」。作為其他例子，在本說明書所使用的「至少一個」的表現方式，如果選項的數量為三個以上的話，則代表「只有一個選項」或「兩個以上的任意選項的組合」。

30:人力驅動車用鏈輪 30A:旋轉中心軸心 34:鏈輪齒 36:外殼構件 38:充填構件 40:發泡構件 42:第1配置部 44:第1碳纖維 46:第2碳纖維 54:第2配置部 56:鏈輪齒環構件 58:環狀的基部 58A:孔部 60:第1齒 62:第2齒 70:人力驅動車用鏈條 72:外鏈片 74:內鏈片

[第1圖] 是具備第1實施方式的人力驅動車用鏈輪的人力驅動車用曲柄組裝體的正視圖。 [第2圖] 為第1圖的人力驅動車用鏈輪的立體圖。 [第3圖] 為第1圖的人力驅動車用鏈輪的正視圖。 [第4圖] 為第1圖的人力驅動車用鏈輪的後視圖。 [第5圖] 是第1圖的人力驅動車用鏈輪的第1外殼構件及充填構件的立體圖。 [第6圖] 是第1圖的人力驅動車用鏈輪的第1外殼構件、充填構件及發泡構件的立體圖。 [第7圖] 是第1圖的人力驅動車用鏈輪的鏈輪齒環構件的正視圖。 [第8圖] 為沿著第3圖的D8-D8線的剖面圖。 [第9圖] 為示意性地顯示第8圖的剖面的第1外殼構件的局部的示意圖。 [第10圖] 為示意性地顯示第8圖的剖面的第2外殼構件的局部的示意圖。 [第11圖] 為示意性地顯示第8圖的剖面的充填構件的局部的示意圖。 [第12圖] 是顯示第1圖的人力驅動車用鏈輪及人力驅動車用鏈條的俯視圖。 [第13圖] 是顯示第1圖的人力驅動車用鏈輪的製造製程的流程。 [第14圖] 是具備第2實施方式的人力驅動車用鏈輪的人力驅動車用曲柄組裝體的立體圖。 [第15圖] 為第4圖的人力驅動車用曲柄組裝體的剖面圖。 [第16圖] 是第4圖的第1曲柄臂及曲柄軸的分解立體圖。 [第17圖] 是第16圖的蓋構件的立體圖。 [第18圖] 為沿著第15圖的D18-D18線的剖面圖。 [第19圖] 是將第15圖的蓋構件及其周邊放大的局部剖面圖。 [第20圖] 是將第15圖的密封構件及其周邊放大的局部剖面圖。 [第21圖] 是具備實施方式的變形例的人力驅動車用鏈輪的人力驅動車用曲柄組裝體的剖面圖。

30:人力驅動車用鏈輪

34:鏈輪齒

36:外殼構件

38:充填構件

38A:凹部

40:發泡構件

42:第1配置部

48:第1外殼構件

48A:外面部

48B:內面

48C:圓環部

50:第2外殼構件

50A:外面部

50B:內面

50C:圓環部

54:第2配置部

58:環狀的基部

58A:孔部

R:周方向

X:徑向

X1:徑向外側

X2:徑向內側

Claims (12)

1. 一種人力驅動車用鏈輪，具備有：金屬製的複數的鏈輪齒、具有第1配置部且包含具有第1纖維長度的至少一個第1碳纖維的第1碳材料製的外殼構件、配置在上述外殼構件的上述第1配置部內且包含具有第2纖維長度的至少一個第2碳纖維的第2碳材料製的充填構件、以及配置在上述外殼構件的上述第1配置部內的發泡構件；上述第1纖維長度與上述第2纖維長度不同。
2. 如請求項1的人力驅動車用鏈輪，其中，上述第1纖維長度大於上述第2纖維長度。
3. 如請求項1或2的人力驅動車用鏈輪，其中，上述至少一個第1碳纖維包括複數的第1碳纖維，上述至少一個第2碳纖維包括複數的第2碳纖維。
4. 如請求項1或2的人力驅動車用鏈輪，其中，上述充填構件具有第2配置部，上述發泡構件配置於上述充填構件的上述第2配置部內。
5. 如請求項1或2的人力驅動車用鏈輪，其中，具備有鏈輪齒環構件，上述鏈輪齒環構件包含：環狀的基部、及從上述基部朝上述人力驅動車用鏈輪的相對旋轉中心軸心的徑向外側 延伸的上述複數的鏈輪齒。
6. 如請求項5的人力驅動車用鏈輪，其中，上述鏈輪齒環構件，是藉由加熱及加壓製程固定於上述充填構件。
7. 如請求項5的人力驅動車用鏈輪，其中，上述鏈輪齒環構件的上述基部，具有用來配置上述充填構件的至少一個孔部。
8. 如請求項7的人力驅動車用鏈輪，其中，上述基部的上述至少一個孔部包括複數的孔部。
9. 如請求項1或2的人力驅動車用鏈輪，其中，上述至少一個第1碳纖維的上述第1纖維長度為25mm以上510mm以下。
10. 如請求項1或2的人力驅動車用鏈輪，其中，上述至少一個第2碳纖維的上述第2纖維長度為5mm以上24mm以下。
11. 如請求項1或2的人力驅動車用鏈輪，其中，上述複數的鏈輪齒包含：具有第1鏈條卡合寬度的至少一個第1齒、具有第2鏈條卡合寬度的至少一個第2齒；上述第1鏈條卡合寬度及上述第2鏈條卡合寬度，是朝上述人力驅動車用鏈輪的相對於旋轉中心軸心的軸方向延伸的寬度，上述第1鏈條卡合寬度大於上述第2鏈條卡合寬度。
12. 如請求項11的人力驅動車用鏈輪，其中，上述第1鏈條卡合寬度，小於以人力驅動車用鏈條的 互相相對向的一對外鏈片之間所定義的外鏈片空間，且大於以上述人力驅動車用鏈條的互相相對向的一對內鏈片之間所定義的內鏈片空間，上述第2鏈條卡合寬度小於上述內鏈片空間。

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