| 【発明の名称】 |
駆動力伝達機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】鷲川 軍夫
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| 【要約】 |
【課題】チェーンを必要とせず、コンパクト化が可能な自転車，サイクリング・マシン，ボート，魚釣り用リール等に使用される駆動力伝達機構を提供する。
【解決手段】駆動軸と、駆動軸に軸支され内歯歯車からなる円環状の駆動歯車と、駆動軸に回転自在に嵌合する筒状の動力伝達軸と、動力伝達軸に軸支された従動歯車と、外周側で駆動歯車と噛合し内周側で従動歯車と噛合する円環状の伝達歯車と、動力伝達軸が軸承された開口部及び伝達歯車を回転自在に支承する伝達歯車支持部が設けられた伝達歯車支持板とを備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 駆動軸と、前記駆動軸に軸支され内歯歯車からなる円環状の駆動歯車と、前記駆動軸に回転自在に嵌合する筒状の動力伝達軸と、前記動力伝達軸に軸支された従動歯車と、外周側で前記駆動歯車と噛合し内周側で前記従動歯車と噛合する円環状の伝達歯車と、前記動力伝達軸が軸承された開口部及び前記伝達歯車を回転自在に支承する伝達歯車支持部が設けられた伝達歯車支持板と、を備えていることを特徴とする駆動力伝達機構。
【請求項２】 前記伝達歯車がピン歯車により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達機構。
【請求項３】 固定部と、前記固定部に回動自在に軸支された回動部と、前記回動部の回動軸に対し偏心して前記回動部に回転自在に支承された駆動歯車と、前記固定部に回転自在に軸支され前記回動部の所定の回動角において前記駆動歯車に内周側から噛合するよう配設された従動歯車と、を備えたことを特徴とする駆動力伝達機構。
【請求項４】 前記回動部に固設され前記回動部の所定の回動角において前記従動歯車又は前記従動歯車と一体に前記従動歯車の回転軸に軸支された摺動板に接触する位置に配設されたブレーキ用ディスクを備えたことを特徴とする請求項３に記載の駆動力伝達機構。
【請求項５】 前記回動部を前記回動軸を中心として前記駆動歯車が前記従動歯車に接近する方向に付勢するスプリングと、前記回動軸を中心として前記駆動歯車が前記従動歯車に接近する回動方向と同方向の回転方向にのみ前記回動部に配設され前記駆動歯車を回転可能とするラチェット機構と、を備えたことを特徴とする請求項３又は４に記載の駆動力伝達機構。
【請求項６】 前記固定部に軸支された駆動クランクと、前記駆動クランクに形設された駆動力伝達ピン摺動溝と、前記駆動歯車に突設され前記駆動力伝達ピン摺動溝に摺動自在に嵌合する駆動力伝達ピンと、を備えたことを特徴とする請求項３乃至５の何れか一項に記載の駆動力伝達機構。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自転車、サイクリング・マシン，ボート等のペダルから車輪やスクリュ，回転水車に駆動力を伝達する機構や、魚釣り用のリールにおいてハンドルからスプールに駆動力を伝達する機構などとして使用される駆動力伝達機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自転車，サイクリング・マシン，ボート等では、ペダルによって主動側大スプロケットを回転させ、その回転力をチェーンにより従動側小スプロケットに伝達することによって、従動側小スプロケットの回転軸に軸支された車輪を回転させるチェーン伝達機構が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来のチェーン伝達機構では、主動側大スプロケットと従動側小スプロケットを一平面上に並列に配置する必要があり、更に両スプロケット間にチェーンを掛架するため間隔を開けて配置する必要がある。また、両スプロケットにはそれらを軸支するための回転軸をそれぞれ備える必要があり、駆動力伝達機構自体を小型化するには限界があった。
【０００４】特に、折り畳み自転車のようなコンパクトであることを要求される自転車においては、チェーン伝達機構の小型化に一定の限界があるため、それによりサイズが制限されていた。
【０００５】また、チェーン伝達機構では、チェーンのゆるみや外れを生じることがあるという問題も有していた。
【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもので、チェーンを必要とせず、コンパクト化が可能な自転車，サイクリング・マシン，ボート等の駆動力伝達機構及び魚釣り用のリール等にも適用することが可能な駆動力伝達機構を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明の駆動力伝達機構は、駆動軸と、駆動軸に軸支され内歯歯車からなる円環状の駆動歯車と、駆動軸に回転自在に嵌合する筒状の動力伝達軸と、動力伝達軸に軸支された従動歯車と、外周側で駆動歯車と噛合し内周側で従動歯車と噛合する円環状の伝達歯車と、動力伝達軸が軸承された開口部及び伝達歯車を回転自在に支承する伝達歯車支持部が設けられた伝達歯車支持板と、を備えている構成より成る。
【０００８】この構成により、チェーンを必要とせず、コンパクト化が可能な自転車，サイクリング・マシン，ボート等の駆動力伝達機構及び魚釣り用のリール等にも適用することが可能な駆動力伝達機構を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の駆動力伝達機構は、駆動軸と、駆動軸に軸支され内歯歯車からなる円環状の駆動歯車と、駆動軸に回転自在に嵌合する筒状の動力伝達軸と、動力伝達軸に軸支された従動歯車と、外周側で駆動歯車と噛合し内周側で従動歯車と噛合する円環状の伝達歯車と、動力伝達軸が軸承された開口部及び伝達歯車を回転自在に支承する伝達歯車支持部が設けられた伝達歯車支持板と、を備えている構成としたものである。
【００１０】この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）駆動軸は自転車，サイクリング・マシン，ボート等のペダル等の回転により加えられる外力により回転し、それに伴い駆動歯車が回転する。
（２）駆動歯車の回転により伝達歯車が駆動歯車と同方向に回転し、伝達歯車の回転に伴い従動歯車が同方向に回転し、それに伴い動力伝達軸が回転する。
（３）駆動軸の回転速度は増速され動力伝達軸に伝達される。従って、一般のチェーン伝達機構を用いた自転車，サイクリング・マシン，ボート等と同様に、ペダルを回転させることにより動力伝達軸に固定された車輪を回転させることができる。
（４）チェーンを必要とせず、駆動軸と動力伝達軸とが同心であるためコンパクトに構成することが可能であり、小型化を可能とする。
【００１１】ここで、駆動歯車としては、平歯車，ピン歯車，はすば歯車等からなる内歯歯車が使用される。伝達歯車を伝達歯車支持板に回転自在に支持する構成としては、伝達歯車の外周に沿って、伝達歯車支持板に突起状又は溝状の伝達歯車支持部を形設し、この伝達歯車支持部に伝達歯車を回転自在に嵌合させた構成や、伝達歯車が回転自在に嵌合する凹部を伝達歯車支持板に形設し、この凹部に伝達歯車が回転自在に嵌合した構成などが使用される。従動歯車としては、平歯車，ピン歯車，はすば歯車等の外歯歯車が使用される。また、伝達歯車としては、駆動歯車及び従動歯車の歯車形状に合わせて、駆動歯車及び従動歯車に噛合可能な形状に構成される。例えば、ピン歯車や、円環状の基礎輪の内周側及び外周側に平歯車，ピン歯車，はすば歯車等の内歯歯車及び外歯歯車を備えたものである。
【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動力伝達機構であって、伝達歯車がピン歯車により構成されていることとしたものである。
【００１３】この構成によって、請求項１の作用の他、以下のような作用が得られる。
（１）駆動歯車は伝達歯車であるピン歯車の外周側から当該ピン歯車を同方向に回転させる。また、従動歯車は当該ピン歯車の内周側から当該ピン歯車に噛合し、当該ピン歯車と同方向に回転される。これにより、駆動歯車の回転に伴い従動歯車が回転駆動され、それに伴い動力伝達軸が回転する。
（２）伝達歯車の構造が簡単であり軽量化が可能である。
【００１４】本発明の請求項３に記載の駆動力伝達機構は、固定部と、固定部に回動自在に軸支された回動部と、回動部の回動軸に対し偏心して回動部に回転自在に支承された駆動歯車と、固定部に回転自在に軸支され回動部の所定の回動角において駆動歯車に内周側から噛合するよう配設された従動歯車と、を備えたものである。
【００１５】この構成によって、以下のような作用が得られる。
（１）駆動歯車の中心と回動部の回動軸とは偏心しているため、固定部に対して回動部を回動させることにより、駆動歯車の中心と従動歯車の回転軸との間の距離が変化する。
（２）回動部を従動歯車に駆動歯車が噛合する位置に回動させた状態では、駆動歯車に加えた回転動力が従動歯車に伝達される。回動部を従動歯車と駆動歯車とが噛合しない位置に回動させた状態では、従動歯車は自由に回転可能となる。従って、回動部を回動させることにより、従動歯車への動力伝達を自在に切り替えることが可能となる。
（３）チェーンを必要とせず、従動歯車は駆動歯車の内側に配設されるためコンパクトに構成することが可能であり、自転車，サイクリング・マシン，ボート等の駆動力伝達機構の小型化が可能となる。
（４）自転車等をこぐ場合には、回動部を駆動歯車と従動歯車とが噛合する位置に回動させることにより、自転車等をこぐ際の駆動歯車に加える回転駆動力を従動歯車に伝達させ、自転車等を惰性で走行させる場合には、駆動歯車と従動歯車とが離間する位置に回動部を回動させることにより、従動歯車を自由に回転させることができる。
（５）魚釣り用のリールの駆動力伝達機構として使用する場合、駆動歯車をハンドルにより回転駆動し、従動歯車によりフライラインの巻回されたスプールを回転駆動するように構成する。スプールにフライラインを巻き取る場合には、回動部を駆動歯車と従動歯車とが噛合する位置に回動させることにより、駆動歯車に加える回転駆動力を従動歯車に伝達させ、フライラインを巻き取ることができ、逆に、フライラインを繰出する場合には、回動部を駆動歯車と従動歯車とが噛合しない位置に回動させることにより、スプールを自由に回転させフライラインを繰出することができる。従って、回動部を回動させるだけでフライラインの巻回及び繰出を切り替えることができ、且つコンパクトの構成することが可能となる。
【００１６】ここで、固定部は一側面において回動部が回動可能な形状のものであればよく、板状、フレーム状等の部材により構成される。また、回動部は、駆動歯車を回転自在に支承し固定部上を回動可能な形状のものであればよく、板状、フレーム状等の部材により構成される。
【００１７】回動部は回動軸やボスにより固定部に軸支される。回動軸やボスの形状は円柱状（又は円筒状）のものなどが使用される。
【００１８】駆動歯車は、平歯車，ピン歯車，はすば歯車等からなる内歯歯車が使用される。駆動歯車を回動部に回転自在に支承する構成としては、駆動歯車の外輪の円周に沿って突起状又は溝状の駆動歯車側支承部を形設しこの駆動歯車側支承部が回転自在に嵌合する支承部を回動部に形設又は固設した構成や、駆動歯車が回転自在に嵌合する凹部を回動部に形設した構成などが使用される。
【００１９】従動歯車は、平歯車，ピン歯車，はすば歯車等の外歯歯車が使用される。また、従動歯車に駆動歯車が内周側から噛合する所定の回動角とは、従動歯車のピッチ円に駆動歯車のピッチ円が内接する時の回動部の回動角をいう。
【００２０】尚、回動部を回動させる際に回動部に外力を加えるためのボス（回動軸部）を突設したり回動部に開口部を形成しておくことが好ましい。
【００２１】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の駆動力伝達機構であって、回動部に固設され回動部の所定の回動角において従動歯車又は従動歯車と一体に従動歯車の回転軸に軸支された摺動板に接触する位置に配設されたブレーキ用ディスクを備えたものである。
【００２２】この構成によって、請求項３の作用の他、以下のような作用が得られる。
（１）回動部を従動歯車とブレーキ用ディスクとが接触するように回動させることにより、従動歯車の回転にブレーキをかけることが可能となる。
（２）駆動歯車の内周にブレーキを収納することが可能であり、駆動力伝達機構をコンパクトに構成することが可能となる。
（３）魚釣り用のリールの駆動力伝達機構として使用する場合、回動部を回動させるだけでフライラインの巻回及び繰出並びにロックを切り替えることができ、且つコンパクトの構成することが可能となる。
【００２３】ここで、ブレーキ用ディスクとしては、大きな摩擦力を得るため、従動歯車の歯底輪や摺動板と面的に接触するような形状の部材を用いることが好ましい。また、接触部に合成ゴム等の摩擦係数の大きい部材を配設してもよい。
【００２４】請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の駆動力伝達機構であって、回動部を回動軸を中心として駆動歯車が従動歯車に接近する方向に付勢するスプリングと、回動軸を中心として駆動歯車が従動歯車に接近する回動方向と同方向の回転方向にのみ回動部に配設され駆動歯車を回転可能とするラチェット機構と、を備えたものである。
【００２５】この構成によって、請求項３又は４の作用の他、以下のような作用が得られる。
（１）駆動歯車に対し、回動軸を中心として駆動歯車が従動歯車に接近する回動方向と同方向の回転方向に回転駆動力を加えた場合、駆動歯車は従動歯車と噛合した状態で回転し、回転駆動力は従動歯車に伝達される。
（２）駆動歯車に対し、回動軸を中心として駆動歯車が従動歯車に接近する回転方向と逆方向の回転方向に回転駆動力を加えた場合、駆動歯車はラチェット機構により回動部に係止され、回動部に対して、回動軸を中心として駆動歯車と従動歯車とが離間する回動方向のトルクが加わり、スプリングの弾性力に抗して駆動歯車と従動歯車とが離間する。これにより、従動歯車は自由に回転できるようになる。
【００２６】ここで、ラチェット機構としては、例えば、ピン歯車又は鋸歯歯車と、係止爪と、係止爪をピン歯車又は鋸歯歯車に押圧する方向に付勢するスプリングとからなるラチェット機構などが使用される。
【００２７】請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５の何れか一項に記載の駆動力伝達機構であって、固定部に軸支された駆動クランクと、駆動クランクに形設された駆動力伝達ピン摺動溝と、駆動歯車に突設され駆動力伝達ピン摺動溝に摺動自在に嵌合する駆動力伝達ピンと、を備えたものである。
【００２８】この構成によって、請求項３乃至５の何れか一項の作用の他、以下のような作用が得られる。
（１）駆動クランクと駆動力伝達ピン摺動溝と駆動力伝達ピンと駆動歯車とからなるスライダクランク機構が構成され、駆動クランクを回転させることにより、駆動力伝達ピンが駆動力伝達ピン摺動溝内を摺動しながら駆動歯車に回転駆動力を伝達し、駆動歯車が回転駆動される。
（２）自転車，サイクリング・マシン，ボート等の駆動力伝達機構として使用する場合、駆動クランクの先端にペダルを取付ければ、ペダルをこぐことにより駆動歯車に回転駆動力を伝達させることができ、コンパクトに構成することが可能となる。
（３）魚釣り用のリールの駆動力伝達機構として使用する場合、駆動クランクの先端にハンドルグリップを取付ければ、ハンドルグリップを回転させることにより駆動歯車に回転駆動力を伝達させることができ、コンパクトに構成することが可能となる。
【００２９】以下に本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における駆動力伝達機構の分解斜視図であり、図２は実施の形態１における駆動力伝達機構の平面図であり、図３は図２のＸ−Ｘ線の矢視要部断面図である。
【００３０】図１乃至図３において、１は回転動力を入力する円柱状の駆動軸、２は駆動軸１に軸支された円板状の駆動板、２ａは駆動板２の外周全体に渡って駆動板２の板面に等間隔で複数個穿設された固定孔、３は駆動板２の片面に固設され内側に内歯歯車を有する円環状の駆動歯車、３ａは駆動歯車３の外輪、３ｂは外輪３ａの片面の固定孔２ａに対応する位置に複数個設けられたネジ孔、３ｃは外輪３ａの内周側に形成された内歯歯車、３ｄは固定孔２ａとネジ孔３ｂとに螺着され駆動板２に駆動歯車３を固定するネジである。尚、駆動軸１は、自転車，サイクリング・マシン，ボート等のペダルや魚釣り用のリールのハンドルアーム等の駆動力入力機構により、直接又は動力伝達機構を介して回転駆動される。
【００３１】４は駆動板２及び駆動歯車３を回転自在に支持する円板状の伝達歯車支持板、４ａは中心が伝達歯車支持板４の中心線に対し一側方に偏位し駆動歯車３と対向する伝達歯車支持板４の板面に突設された円環状の突起からなる伝達歯車支持部、４ｂは伝達歯車支持板４の外周側面に突設され伝達歯車支持板４を外部の自転車等の車体の固定部材（図示せず）に固定するためのネジ孔４ｃが設けられた取付部、４ｄは伝達歯車支持板４の中心と同心に伝達歯車支持板４に貫設された開口部、４ｅは開口部４ｄの内周に配設されボールベアリング等で構成される軸受けである。
【００３２】５は伝達歯車支持部４ａの内周に回転自在に支持された円環状の伝達歯車、５ａは伝達歯車５の円環板状の伝達歯車基礎輪、５ｂは伝達歯車基礎輪５ａの駆動歯車３と対向する側面に伝達歯車基礎輪５ａの全周に渡り等間隔で複数本突設され駆動歯車３の内歯歯車と噛合する歯車ピン、５ｃは伝達歯車基礎輪５ａと伝達歯車支持部４ａとの間に全周に渡り配設されたボールベアリングで構成される軸受けである。
【００３３】６は伝達歯車基礎輪５ａの円環内径よりも小さい径を有し駆動軸１に回転自在に嵌着された従動歯車、６ａは駆動軸１が回転自在に嵌合され従動歯車６が軸支された円筒状の動力伝達軸、６ｂは動力伝達軸６ａの駆動板２に対向する側の開口縁部に配設されたボールベアリングからなる軸受けである。動力伝達軸６ａは、開口部４ｄに回転自在に嵌合される。また、従動歯車６は伝達歯車５の歯車ピン５ｂに内周側から噛合する。
【００３４】また、本実施の形態における駆動力伝達機構が組み立てられた状態においては、図３に示すように、駆動軸１は、動力伝達軸６ａの円筒内に挿入されている。また、駆動軸１が動力伝達軸６ａから抜脱するのを防止するため、駆動軸１の伝達歯車支持板４側にストッパ７が嵌着又は固着されている。尚、動力伝達軸６ａには自転車，サイクリング・マシン等のスプリケットや車輪、ボートのスクリュ又は回転水車，魚釣り用のリールのスプールやベルト、チェーン等の回転動力出力機構が軸着や係着される。
【００３５】以上のように構成された本実施の形態の駆動力伝達機構について、以下その動作を説明する。
【００３６】まず、ペダル等により、駆動軸１に図１及び図２のＡ方向に回転力が加えられると、駆動軸１に軸支された駆動板２及び駆動板２に固定された駆動歯車３が回転する。伝達歯車５の歯車ピン５ｂは駆動歯車３に噛合するため、伝達歯車５は、駆動歯車３の回転により、図２のＢ方向に回転駆動される。この際、軸受け５ｃにより伝達歯車支持部４ａとの間の摩擦が減少されており、伝達歯車基礎輪５ａは、伝達歯車支持部４ａの内側を滑らかに回転する。従動歯車６は、伝達歯車５の歯車ピン５ｂと噛合しているため、伝達歯車５が回転することにより回転駆動され、図１及び図２のＣ方向に回転する。これにより、動力伝達軸６ａは回転駆動される。動力伝達軸６ａの回転により、動力伝達軸６ａに軸着された自転車の車輪等の回転動力出力機構は回転駆動される。
【００３７】駆動歯車３の内歯歯車３ｃの歯数をＮ1、従動歯車６の歯車の歯数をＮ2とすると、本実施の形態の駆動力伝達機構の歯数比はＮ1：Ｎ2である。従って、ペダル等の駆動力により回転される駆動軸１の回転数は、Ｎ1／Ｎ2倍に増速されて動力伝達軸６ａに伝達され、車輪等に伝達される。
【００３８】以上のように、本実施の形態の駆動力伝達機構によれば、ペダル等の駆動力入力機構から車輪等の回転動力出力機構に一定の増速比により駆動力を伝達することが可能であり、かつ、コンパクトに構成することが可能となる。
【００３９】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形態２における駆動力伝達機構の分解斜視図であり、図５は実施の形態２における駆動力伝達機構の平面図であり、図６は実施の形態２における駆動力伝達機構の要部断面図である。
【００４０】図４乃至図６において、１０は回転動力を入力する円柱状の駆動軸、１１は駆動軸１０に軸支された円板状の駆動板、１２は駆動板１１の裏面側に突設された環状の内歯歯車からなる駆動歯車、１３は駆動歯車１２に対向して配設された円環板状の伝達歯車支持板、１３ａは駆動歯車１２と対向する伝達歯車支持板１３の側面に円環状に突設された伝達歯車支持部、１３ｂは伝達歯車支持板１３の外周側面の２カ所に突設された伝達歯車支持板１３を自転車等の車体に固定するための取付部、１３ｃは取付部１３ｂに貫設され伝達歯車支持板１３を自転車に固定するためのネジを通すためのネジ穴、１３ｄは伝達歯車支持板１３に設けられた円形開口部である。
【００４１】伝達歯車支持部１３ａは、その円環の中心線が伝達歯車支持板１３の中心と同心となるように形設されている。また、円形開口部１３ｄの中心線は伝達歯車支持板１３の中心線から一側方に偏位した位置に形設されている。尚、駆動軸１は、自転車，サイクリング・マシン，ボート等のペダルや魚釣り用のリールのハンドルアーム等の駆動力入力機構により、直接又は動力伝達機構を介して回転駆動される。
【００４２】１４は駆動板１１と伝達歯車支持板１３との間に回転自在に配設された伝達歯車、１４ａは伝達歯車支持部１３ａの内周側に回転自在に嵌設され伝達歯車１４の基板をなす円板状の伝達歯車基板、１４ｂは伝達歯車基板１４ａの中央に設けられた円形の開口である中央開口部、１５は駆動板１１と対向する伝達歯車基板１４ａの表面側に突設され駆動歯車１２と噛合する外歯歯車からなる駆動側伝達歯車、１６は駆動側伝達歯車１５と逆側の伝達歯車基板１４ａの裏面に突設され円環状の内歯歯車からなる従動側伝達歯車である。
【００４３】中央開口部１４ｂは、その中心線が伝達歯車基板１４ａの中心と同心に形設されており、駆動側伝達歯車１５及び従動側伝達歯車１６も、各々の中心が伝達歯車基板１４ａの中心と同心となるように形設されている。
【００４４】１７は駆動軸１０に回転自在に嵌合する円筒状の動力伝達軸、１８は伝達歯車基板１４ａと伝達歯車支持板１３との間に配設され動力伝達軸１７に軸支され従動側伝達歯車１６に噛合する外歯歯車からなる従動歯車である。
【００４５】動力伝達軸１７は、伝達歯車支持板１３の円形開口部１３ｄに回転自在に挿設されている。従動歯車１８に対向する側の円形開口部１３ｄの縁部にはボールベアリング１９が配設されており、また、駆動板１１に対向する側の動力伝達軸１７の円筒の開口縁部にはボールベアリング２０が配設されており、動力伝達軸１７は円形開口部１３ｄ内で滑らかに回転する。また、伝達歯車支持部１３ａの内周に沿ってボールベアリング２１が配設されており、伝達歯車１４は、ボールベアリング２１を介して伝達歯車支持部１３ａの内周側に回転自在に支承されている。これにより、伝達歯車１４は伝達歯車支持部１３ａの内側を滑らかに回転する。
【００４６】２２は駆動軸１０に鍔状に周設され駆動軸１０が動力伝達軸１７から抜脱しないように駆動軸１０を係止するストッパ、２３はストッパ２２に対向する動力伝達軸１７の円筒開口縁部に配設されたボールベアリングである。尚、動力伝達軸１７には自転車，サイクリング・マシン等の車輪やボートのスクリュ又は回転水車，魚釣り用のリールのスプール等前述の回転動力出力機構が軸着される。
【００４７】本実施の形態の動力伝達機構においては、自転車，サイクリング・マシン，ボート等のペダル等の駆動力入力機構により駆動軸１０が回転駆動されることにより、駆動板１１及び駆動歯車１２が回転される。これにより、駆動歯車１２に噛合する駆動側伝達歯車１５が回転され、伝達歯車１４が回転される。更に、伝達歯車１４の従動側伝達歯車１６の回転により、従動側伝達歯車１６と噛合する従動歯車１８及び動力伝達軸１７が回転される。これにより、回転動力出力機構が回転駆動される。
【００４８】（実施の形態３）図７は本発明の実施の形態３における駆動力伝達機構の分解斜視図であり、図８は実施の形態３における駆動力伝達機構の駆動歯車と従動歯車とが噛合した状態を表す平面透視図であり、図９は図８のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【００４９】図７乃至図９において、３０は円板状のめくら板、３１はめくら板３０の一側面の中心線と同心となるように突設された円柱状の駆動軸、３２は一端がめくら板３０を介して駆動軸３１に垂直に連設された駆動クランク、３３は駆動クランク３２の駆動軸３１と連設された端部と逆端側に駆動軸３１と平行に突設された作動桿、３４は駆動クランク３２の円板状のめくら板３０側の側面に形設された長溝状の駆動力伝達ピン摺動溝である。
【００５０】尚、駆動軸３１は、自転車，サイクリング・マシン，ボート等のペダルや魚釣り用のリールのハンドルアーム等の駆動力入力機構により、直接又は他の動力伝達機構を介して回転駆動される。本実施の形態の場合、例えば、作動桿３３に、直接ペダルやハンドルを取り付けてもよい。
【００５１】３５は平板状の固定部、３６は固定部３５に設けられ駆動軸３１が挿通される円形孔状の動力伝達軸挿通孔、３７は固定部３５の外周縁部に双方が対向して２つ突出形成された取付部、３７ａは取付部３７に貫設され固定部３５を自転車等のフレームに固定するためのネジが螺嵌されるネジ穴、３８は固定部３５に貫設された回動軸挿通孔、３９は固定部３５に貫設され回動軸挿通孔３８を中心とする円弧状の長孔からなる回動軸部回動孔である。
【００５２】４０は回動桿、４０ａは回動桿４０の一端部に貫設された回動軸挿通孔、４０ｂは回動桿４０の回動軸挿通孔４０ａと逆側端部付近に貫設された回動軸部挿通孔、４１は回動桿４０の回動軸挿通孔４０ａと逆側端部に貫設されたワイヤ取付孔、４３は固定部３５の板面に突設されたスプリング固定突起部、４５は一端がスプリング固定突起部４３に固定され他端が回動桿４０に固定されており、回動桿４０を所定の位置に戻す方向に付勢する回動桿戻しスプリングである。
【００５３】４６はめくら板３０と固定部３５との間に配設され周部が回動部４７に回転自在に支承された円環状の駆動歯車、４６ａは駆動歯車４６の外輪、４６ｂは外輪４６ａの内周側に形設された内歯歯車、４６ｃはめくら板３０に対向する外輪４６ａの側面に円周に沿って複数本突設された歯車ピン、４６ｄは外輪４６ａの外周縁部に突出形成された外周突縁部、４６ｅはめくら板３０に対向する外周突縁部４６ｄの側面に突設され駆動フランク３２の駆動力伝達ピン摺動溝３４に摺動自在に嵌合する駆動力伝達ピン、４６ｆは固定部３５に対向する駆動歯車４６の側面に突設された円環状の突起からなる駆動歯車側支承部である。駆動力伝達ピン４６ｅは駆動力伝達ピン摺動溝３４に摺動自在に嵌合しており、駆動クランク３２を回転させることにより、駆動歯車４６は回転させられる。
【００５４】４７は駆動歯車４６とめくら板３０との間に回動自在に配設された円板状の回動部、４７ａは回動部４７の外縁の駆動歯車４６に対向する側面に環状に突設された外周突起部、４７ｂは回動部４７に貫設され駆動軸３１が挿通される駆動軸挿通穴、４８は駆動歯車４６に対向する回動部４７の側面に突設された三日月板状のブレーキ取付用突起部、４８ａ，４８ｂはブレーキ取付用突起部４８上に穿設されたネジ孔、４８ｃはブレーキ取付用突起部４８の外周側に円弧状に切り欠き形成された係止爪収納部、４８ｄは係止爪収納部４８ｃの内周に突設された係止爪ストッパ、４９はブレーキ取付用突起部４８の固定部３５に対向する側面に突設され回動軸挿通孔３８及び回動軸挿通孔４０ａに回動自在に嵌合する回動軸、５０はブレーキ取付用突起部４８の固定部３５に対向する側面に突設され回動軸部回動孔３９を挿通し回動軸部挿通孔４０ｂに回動自在に嵌合する回動軸部、５１は係止爪収納部４８ｃ内に回動自在に軸支された係止爪、５１ａは係止爪５１を回動部４７上に軸支する回動軸、５１ｂは歯車ピン４６ｃと当接する係止爪５１のスライド側当接面、５１ｃは歯車ピン４６ｃと当接する係止爪５１の係止側当接面、５３は係止爪５１を所定の方向に回動付勢するスプリングである。
【００５５】５４はブレーキ取付用突起部４８の固定部３５に対向する側面に配設された弧板状のブレーキ基部、５４ａはブレーキ基部５４の一端部に貫設され回動軸４９が挿通する回動軸挿通孔、５４ｂはブレーキ基部５４に貫設され回動軸部５０が挿通する回動軸部挿通孔、５４ｃ，５４ｄはネジ孔４８ａ，４８ｂに対向してブレーキ基部５４に貫設されたネジ孔、５５はブレーキ基部５４の内周側側面に配設され断面がブレーキ基部５４の内周側に開口するコの字状に形設されたブレーキ用ディスクである。
【００５６】５６は駆動歯車４６と固定部３５との間に配設された円板状の駆動歯車挟み板、５６ａは駆動歯車挟み板５６に貫設され回動軸４９が挿通する回動軸挿通孔、５６ｂは駆動歯車挟み板５６に貫設され回動軸部５０が挿通する回動軸部挿通孔、５６ｃはネジ孔５４ｃに対向して駆動歯車挟み板５６に貫設されたネジ孔、５６ｄはネジ孔５４ｄに対向して駆動歯車挟み板５６の板面に貫設されたネジ孔、５６ｅは中心が駆動歯車挟み板５６にその中心から偏位して駆動歯車挟み板５６の板面に貫設され駆動軸３１が挿通する駆動軸挿通孔、５７はネジ孔５６ｃ，５４ｃを通してネジ孔４８ａに螺嵌され駆動歯車挟み板５６，ブレーキ基部５４をブレーキ取付用突起部４８上に固定するネジ、５８はネジ孔５６ｄ，５４ｄを通してネジ孔４８ｂに螺嵌され駆動歯車挟み板５６，ブレーキ基部５４をブレーキ取付用突起部４８上に固定するネジである。尚、駆動軸挿通孔５６ｅの径は、従動歯車４６の径よりも大きい径に形設されている。
【００５７】５９は駆動歯車４６と回動部４７との間に配設され駆動軸３１に回転自在に軸支されたピン歯車からなる従動歯車、６０は従動歯車５９の回転軸をなし駆動軸３１に回転自在に外嵌し駆動軸挿通孔５６ｅを通して動力伝達軸挿通孔３６に挿通される円筒状の駆動力伝達軸である。
【００５８】回動部４７は回動軸４９を軸として回動するが、その回動範囲は回動軸部５０と回動軸部回動孔３９とから構成される回動範囲制限部により制限されている。回動桿戻しスプリング４５は、駆動クランク３２に何も外力の加わっていない状態においては、従動歯車５９と駆動歯車４６とが噛合する位置（図８参照）に向かって、回動桿４０を付勢する。
【００５９】作動桿３３より加えられる回転動力により、駆動力伝達ピン摺動溝３４に嵌合された駆動力伝達ピン４６ｅを介して駆動歯車４６が回転され、その回転動力は内歯歯車４６ｂに噛合する従動歯車５９に伝達され、駆動力伝達軸６０が回転駆動される。例えば、本実施の形態の駆動力伝達機構を自転車，サイクリング・マシン，ボート等に適用する場合、作動桿３３にはペダルが取り付けられ、固定部３５は自転車のフレームに固定され、駆動力伝達軸６０の回転が車輪，スクリュ，回転水車等の回転動力出力機構に伝達され回転動力出力機構を回転させる。また、本実施の形態の駆動力伝達機構を魚釣り用のリールに適用する場合には、作動桿３３にはハンドルグリップが取り付けられ、固定部３５は釣り竿に固定され、駆動力伝達軸６０にはフライラインの巻回されたスプールが外嵌される。
【００６０】図９において、４６ｇは駆動歯車４６の回動部４７と対向する側面に形設され外周突起部４７ａが摺動自在に嵌合する円形状の凹部、５５ａはブレーキ用ディスク５５の溝内側面両縁部に傾斜状に形成されたブレーキ摺動面、５６ｆは駆動歯車挟み板５６の外縁部付近の駆動歯車４６と対向する側面に突設され駆動歯車側支承部４６ｆの内側に摺動回転自在に嵌合する円環状の突起からなる挟み板側支承部、５９ａ，５９ｂは円板状に形成された従動歯車５９の基底輪、５９ｃは基底輪５９ａ，５９ｂの間に円周に沿って等間隔で複数本配設された従動歯車５９の歯車ピン、５９ｄ，５９ｅは基底輪５９ａ，５９ｂの外縁部側面に傾斜状に形設された傾斜部、６１は駆動軸３１の一端に環装され駆動軸３１が駆動力伝達軸６０から抜脱するのを防止するストッパである。
【００６１】外周突起部４７ａは凹部４６ｇに摺動自在に嵌合しており、挟み板側支承部５６ｆは駆動歯車側支承部４６ｆの内周側に摺動自在に嵌合しているため、駆動歯車４６は回動部４７及び駆動歯車挟み板５６に対して回転自在となっている。駆動歯車４６，回動部４７，ブレーキ取付用突起部４８，ブレーキ基部５４，駆動歯車挟み板５６は一体の組立体（以下、駆動歯車組立体と呼ぶ。）として回動軸４９を軸として固定部３５に対して回動自在であり、何も外力が加えられていない状態においては、駆動歯車組立体は回動桿戻しスプリング４５の弾性力により、図８及び図９に示したような位置（従動歯車５９と内歯歯車４６ｂとが噛合する位置）に位置する。駆動歯車挟み板５６はネジ５７及びネジ５８によりブレーキ取付用突起部４８及び回動部４７に固定され、その間に駆動歯車４６を回転自在に挟持している。係止爪５１はその先端部が駆動歯車４６の歯車ピン４６ｃに当接し、図８に示す矢印Ｃの方向には駆動歯車４６を回転可能とし、矢印Ｄの方向に駆動歯車４６が回転した場合には駆動歯車４６の歯車ピン４６ｃと係合し回転を止めるラチェット機構を構成している。
【００６２】尚、ストッパ６１の固定部３５との当接部、固定部３５の基底輪５９ａとの当接部、駆動力伝達軸６０の円板状のめくら板３０との当接部、回動軸挿通孔５６ａの駆動歯車側支承部４６ｆとの当接部、外周突起部４７ａの外輪４６ａとの当接部には、それぞれ回転の際の摩擦を減少させるため、ベアリングが配設されている（図９参照）。
【００６３】以上のように構成された本実施の形態３の駆動力伝達機構について、以下その動作について説明する。
【００６４】駆動クランク３２に外力が加わっていない状態においては、駆動歯車組立体は、図８に示したような位置（従動歯車５９と内歯歯車４６ｂとが噛合する位置）に位置する。図８の状態において、駆動クランク３２に矢印Ｅの方向の回転駆動力を与えた場合、駆動歯車４６は、駆動力伝達ピン４６ｅを介して矢印Ｃの方向に回転駆動される。このとき、駆動クランク３２の回転中心である駆動軸３１と駆動歯車４６の回転中心とは偏心しているので、駆動クランク３２の回転に伴い駆動力伝達ピン４６ｅが駆動力伝達ピン摺動溝３４内を摺動するとともに駆動歯車４６に回転動力を伝達するスライダクランク機構が構成されている。一方、駆動歯車４６に矢印Ｃの方向の回転力が加わると、駆動歯車組立体には、回動軸４９を中心として矢印Ｉの方向に回動させる回動力が働く。しかしながら、回動軸部回動孔３９に挿通された回動軸部５０は、回動軸部回動孔３９により回動範囲が規制されており、回動軸部５０が回動軸部回動孔３９の孔端に当接し駆動歯車組立体は矢印Ｉの方向には回動できず駆動歯車４６の回転中心は図８の位置に固定される。
【００６５】図１０は実施の形態３における駆動力伝達機構の動作を表す模式図である。
【００６６】図１０において、Ｏは駆動クランク３２の回転中心（即ち、駆動軸３１の中心）の位置、Ｒは駆動歯車組立体の回動中心（即ち、回動軸４９の中心）の位置、Ｑ1，Ｑ2は駆動歯車組立体の内歯歯車４６ｂの回転中心の位置、Ｓ1，Ｓ2は回動軸部５０の中心の位置、Ｔ1，Ｔ2は駆動力伝達ピン４６ｅの中心の位置、Ｕは作動桿３３の位置を表し、ＰＧ1，ＰＧ2は駆動歯車４６ｂの位置、ＤＢ1，ＤＢ2はブレーキ用ディスク５５の位置、５９は従動歯車、円Ｃ1は点Ｔ1の回転による軌跡、円Ｃ2は点Ｔ2の回転による軌跡、円Ｃ3は点Ｕの回転による軌跡を表す。
【００６７】回動軸部５０は点Ｒを中心に回動自在とされているが、回動軸部回動孔３９によりその回動範囲は規制されており、点Ｓ1と点Ｓ2とを結ぶ円弧の範囲内で回動可能である。従って、駆動歯車組立体は点Ｒを中心として上記規制された範囲内で回動可能であり、内歯歯車４６ｂの回転中心は点Ｑ1と点Ｑ2とを結ぶ円弧の範囲内で回動可能である。
【００６８】図８の状態においては、駆動歯車４６の回転中心は点Ｑ1にあり、回動軸部５０の中心は点Ｓ1にある。駆動クランク３２に図８及び図１０の矢印Ｅの方向の回転駆動力を与えた場合、駆動歯車組立体には図８及び図１０の矢印Ｉの方向にトルクが働くが、回動軸部５０の回動範囲が規制されているため、回動軸部５０の中心は点Ｓ1に押し止められる。このとき、駆動歯車４６はＰＧ1に位置し従動歯車５９と噛合した状態となる（図８，図１０参照）。作動桿３３を矢印Ｅの方向に回転させると、点Ｕは円Ｃ3上を回転し、これに伴い、直線ＯＵ上を摺動する駆動力伝達ピン４６ｅの中心Ｔ1は円Ｃ1上を回転し駆動歯車４６を回転駆動する。これに伴い、駆動歯車４６に噛合する従動歯車５９は矢印Ｋの方向に回転駆動される。
【００６９】尚、このとき歯車ピン４６ｃは矢印Ｃの方向に回転し、係止爪５１のスライド側当接面５１ｂに当接し、係止爪５１を矢印Ｇ（図８参照）の方向に回動させる。スライド側当接面５１ｂに当接した歯車ピン４６ｃがスライド側当接面５１ｂと係止側当接面５１ｃとの連設点を通過すると、歯車ピン４６ｃは係止爪５１から離れ、係止爪５１はスプリング５３の弾性力により矢印Ｈ（図８参照）の方向に戻される。従って、駆動歯車４６はほとんど係止爪５１による抵抗が殆どなく矢印Ｃ方向に滑らかに回転することが可能である。
【００７０】次に、図８の状態において、駆動クランク３２に矢印Ｆの方向の回転駆動力を与えた場合について説明する。この場合、駆動歯車４６は、駆動力伝達ピン４６ｅを介して矢印Ｄの方向に回転駆動力を受ける。これに伴い歯車ピン４６ｃは矢印Ｄの方向に回転し、係止爪５１の係止側当接面５１ｃに当接し、係止爪５１を矢印Ｈの方向に回動させる。係止爪５１は係止爪ストッパ４８ｄにより回動範囲が規制されており、矢印Ｈの方向には僅かな距離しか回動できず、駆動歯車４６は矢印Ｄ方向に僅かに回転するとすぐに歯車ピン４６ｃが係止側当接面５１ｃに当接した状態で係止される。これにより、歯車ピン４６ｃ，係止爪５１を介して回動部４７には矢印Ｊの方向にトルクが働き、駆動歯車組立体は回動軸４９を中心として矢印Ｊの方向に回動される。
【００７１】図１０を用いて説明すると、点Ｕに矢印Ｆの方向に回転力が加えられると、点Ｔ1を介してＰＧ1の位置にある駆動歯車４６には矢印Ｄの方向に回転力が加わる。これにより、内歯歯車４６ｂは回転しようとするが、係止爪５１によりその回転が係止されるため、内歯歯車４６ｂ，係止爪５１を介して駆動歯車組立体には点Ｒを中心として矢印Ｊ方向のトルクが加わり、駆動歯車組立体は回動する。このとき、回動軸部５０の中心は弧Ｓ1Ｓ2に沿って矢印Ｊ方向に回動し、内歯歯車４６ｂは位置ＰＧ1から位置ＰＧ2に向かって回動し、ブレーキ用ディスク５５は位置ＤＢ1から位置ＤＢ2に向かって回動する。
【００７２】駆動歯車４６が図１０の位置ＰＧ1と位置ＰＧ2との間の位置にまで回動すると、内歯歯車４６ｂは従動歯車５９から分離し、従動歯車５９は自由に回転することが可能となる。
【００７３】更に駆動歯車組立体が回動し、駆動歯車４６が図１０に示す位置ＰＧ2（内歯歯車４６ｂの回転中心が点Ｑ2，回動軸部５０の中心が点Ｓ2，ブレーキ用ディスク５５が位置ＤＢ2となる位置）まで回動すると、ブレーキ用ディスク５５は従動歯車５９に当接し、従動歯車５９の傾斜部５９ｄ，５９ｅとブレーキ用ディスク５５のブレーキ摺動面５５ａとの間に働く摩擦力により、従動歯車５９に回転を停止させる力が加わり、従動歯車５９の回転が停止される。
【００７４】尚、本実施の形態の駆動力伝達機構を自転車等に適用する場合においては、回動桿４０の先端のワイヤ取付孔４１にワイヤやリンク桿等を接続しておき、回動桿４０の回動に伴い、ワイヤやリンク桿等を介して市販のバンドブレーキやディスクブレーキを連動させ、これらのブレーキを用いて自転車等の車輪の回転を制動させる構成としてもよい。
【００７５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００７６】請求項１に記載の発明によれば、チェーンを必要とせず、駆動軸と動力伝達軸とが同心であるためコンパクトに構成することが可能であり、小型化が可能な動力伝達機構を提供することができる。
【００７７】請求項２に記載の発明によれば、伝達歯車の構造が簡単で軽量化が可能な駆動力伝達機構を提供することが可能となる。
【００７８】請求項３に記載の発明によれば、（１）回動部を従動歯車に駆動歯車が噛合する位置に回動させた状態では、駆動歯車に加えた回転動力が従動歯車に伝達され、回動部を駆動歯車が従動歯車と噛合しない位置に回動させた状態では、従動歯車は自由に回転可能となるため、回動部を回動させることにより、従動歯車への動力伝達を自在に切り替えることが可能な駆動力伝達機構を提供することができる。
（２）チェーンを必要とせず、従動歯車は駆動歯車の内側に配設されるためコンパクトに構成することが可能であり、小型化を可能な駆動力伝達機構を提供することができる。
（３）魚釣り用のリールの駆動力伝達機構として使用する場合、回動部を回動させるだけでフライラインの巻回及び繰出を切り替えることができ、コンパクトに構成することが可能な駆動力伝達機構を提供することができる。
【００７９】請求項４に記載の発明によれば、（１）回動部を従動歯車とブレーキ用ディスクとが接触するように回動させることにより、従動歯車の回転にブレーキをかけることが可能な駆動力伝達機構を提供することができる。（２）駆動歯車の内周にブレーキを収納することが可能であり、駆動力伝達機構をコンパクトに構成することが可能な駆動力伝達機構を提供することができる。（３）魚釣り用のリールの駆動力伝達機構として使用する場合、回動部を回動させるだけでフライラインの巻回及び繰出並びにロックを切り替えることができ、且つコンパクトに構成することが可能な駆動力伝達機構を提供することができる。
【００８０】請求項５に記載の発明によれば、駆動歯車に対し回動軸を中心として駆動歯車が従動歯車に接近する回動方向と同方向の回転方向に回転駆動力を加えた場合、駆動歯車は従動歯車と噛合した状態で回転し回転駆動力は従動歯車に伝達され、駆動歯車に対し回動軸を中心として駆動歯車が従動歯車に接近する回転方向と逆方向の回転方向に回転駆動力を加えた場合、駆動歯車はラチェット機構により回動部に係止され、回動部に対して、回動軸を中心として駆動歯車と従動歯車とが離間する回動方向のトルクが加わり、スプリングの弾性力に抗して駆動歯車と従動歯車とが離間し、従動歯車は自由に回転できる駆動力伝達機構を提供することができる。
【００８１】請求項６に記載の発明によれば、（１）自転車，サイクリング・マシン，ボート等の駆動力伝達機構として使用する場合、クランクの先端にペダルを取付ければ、ペダルをこぐことにより駆動歯車に回転駆動力を伝達させることができ、コンパクトに構成することが可能な駆動力伝達機構を提供することができる。
（２）魚釣り用のリールの駆動力伝達機構として使用する場合、クランクの先端にハンドルグリップを取付ければ、ハンドルグリップを回転させることにより駆動歯車に回転駆動力を伝達させることができ、コンパクトに構成することが可能な駆動力伝達機構を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９６０８７８９０
【氏名又は名称】鷲川 軍夫
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２６日（１９９９．１０．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５６０３
【弁理士】
【氏名又は名称】榎本 一郎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４１５４（Ｐ２００１−１２４１５４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月８日（２００１．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０４７１４ |
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