(57)【要約】【課題】本考案は、空気動力を出力トルクに変えることにより変速機能をもたせた変速装置を提供する。【解決手段】能動遠心式インペラーと、上部インペラー盤と、受動遠心式インペラーとによって構成する。能動遠心式インペラーの軸スリーブは、中心軸線に沿って、単一方向軸受の外部リングに結合・固定され、上部インペラー盤は、中心軸線沿って、受動遠心式インペラーのブレード上に平らに結合・固定され、受動遠心式インペラーの軸スリーブは、中心軸線に沿って、車輪ボスのホイールアクスルに結合・固定され、単一方向軸受の内部リングは、中心軸線に沿って、車輪ボスのホイールアクスルに結合・連結される。【選択図】図１
0003171802.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
車輪ボスを備える乗り物に取り付けられる変速装置であって、
変速装置は、能動遠心式インペラーと、上部インペラー盤と、受動遠心式インペラーとによって構成し、
能動遠心式インペラーの軸スリーブは、中心軸線に沿って、単一方向軸受の外部リングに結合・固定され、
上部インペラー盤は、中心軸線沿って、受動遠心式インペラーのブレード上に平らに結合・固定され、
受動遠心式インペラーの軸スリーブは、中心軸線に沿って、車輪ボスのホイールアクスルに結合・固定され、
単一方向軸受の内部リングは、中心軸線に沿って、車輪ボスのホイールアクスルに結合・連結され、
単一方向軸受の外部リングを回転させた時、単一方向軸受の内部リングと、能動遠心式インペラーと、受動遠心式インペラーと、車輪ボスとが同時に回転し、この時、能動遠心式インペラーに空気動力が生じて受動遠心式インペラーを回転させ、受動遠心式インペラーが回転したときのトルクが乗り物の車輪ボスに作用し、それによって加速度が加速し、乗り物が移動する速度も単一方向の軸受外部リングの回転速度が増すにつれて速度が変化することを特徴とする、変速装置。
【請求項２】
能動遠心式インペラーの各ブレードは、放射状を呈するとともに、軸スリーブと一体に結合され、上部インペラー盤と軸スリーブ間の開口部分は風進入口であることを特徴とする、請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
受動遠心式インペラーは下部インペラー盤を備えることを特徴とする、請求項１に記載の変速装置。
【請求項４】
上部インペラー盤は、中心軸線に沿って、受動遠心式インペラーのブレードに平らに結合・固定されることを特徴とする、請求項１に記載の変速装置。
【請求項５】
能動遠心式インペラーは、外部の力を受けて空気動力が生じ、それによって受動遠心式インペラーが回転することを特徴とする、請求項１に記載の変速装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は変速装置に関し、特に車輪ボスを備える乗り物に適用される、空気動力をトルクに変える変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の絶え間ない進歩により、乗り物を、より速く精巧に、よりシンプルに、よりユーザーよりに、より軽量化へと発展させるのが、業界の常に追い求めている最終目標である。最先端の複合材料の製造技術によって車体の重量を減らし、導入ヒューマンファクタ工学を導入して使用に適した合理性を追求し、できるだけ設計上の複雑さを減らす。これらの目標を達成するのは決して容易なことではなく、最終的には、コストと性能の兼ね合いを考慮しなければならない。
【０００３】
従来の変速装置は、複雑な減速メカニズムによってトルクを変える。しかしながら、複雑な減速メカニズムは、乗り物の重量が増加し、組み立てる時の作業とギアを変える操作が不便になる。
【０００４】
本考案は、空気動力をトルクに変える変速装置である。その本体はプラスチックからなり、重量が金属と比べて軽い。本考案の変速装置は、能動遠心式インペラーと、受動遠心式インペラーとによって構成する。本考案の構造によると、簡単に組み立てることができる。しかも、空気動力をトルクに変え、乗り物の運転速度を速くすることができる。本考案は、従来の変速装置にかなり近い加速機能をもつとともに、ギア変換の操作が必要なく、使用者が使用しやすい。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、空気動力を出力トルクに変えることにより変速機能をもたせた変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の変速装置は、能動遠心式インペラーと、上部インペラー盤と、受動遠心式インペラーとによって構成する。その原理は、外力を利用して単一方向軸受の外部リングを回転させることにより、単一方向軸受の外部リングに結合された能動遠心式インペラーも一緒に回転させ、生じた空気動力によって受動遠心式インペラーを回転させる。この時、受動遠心式インペラーは単一方向軸受の内部リングに結合されたホイールアクスルと連携して乗り物の車輪ボスを回転させる。受動遠心式インペラーが空気動力によって回転し変換されたトルクのエネルギーの増加作用力により乗り物のエネルギーが加速する。
【考案の効果】
【０００７】
機能性の違いにより、二種類の遠心式インペラーのブレードの外形と数量は、設計する時に変える必要があり、回転速度とブレード全体の風を受ける面の有効面積を考慮しなければならない。ブレードの形状、数量、風を受ける面の大きさ、内部の容積は、空気動力がトルクに変わる大きさを決める重要な鍵となる。
本考案は、以下の特徴を備えている。
１、能動遠心式インペラーの各ブレードは放射状を呈するとともに、軸スリーブと一体に結合される。
２、能動遠心式インペラーは上部インペラー盤を備えている。
３、能動遠心式インペラーの風進入口は、上部インペラー盤と軸スリーブ間の開口部分にそれぞれ配置され、能動遠心式インペラーが回転した時、風進入口から空気が吸い込まれる。
４、能動遠心式インペラーの設計は、一般の離心式インペラーとは異なり、高い風圧抵抗で設計される。
５、受動遠心式インペラーは、上、下部インペラー盤を備える。下部インペラー盤は受動遠心式インペラーの台座であり、上部インペラー盤は、空気の壁の効用を備えている。
６、本考案の変速装置は、外力によって単一方向軸受の外部リングを回転させることによって、単一方向軸受の外部リングに結合させた能動遠心式インペラーも一緒に回転させ、生じた空気動力によって受動遠心式インペラーを回転運動させる。この時、受動遠心式インペラーは、単一方向軸受の内部リングに結合されたホイールアクスルと連携して乗り物の車輪ボスを駆動させる。受動遠心式インペラーに作用する空気動力が変換されたトルクのエネルギーの増加作用力により  乗り物のエネルギーが加速する。
７、外力によって遠心式インペラーを回転させる時、その回転速度を速くすると、それにつれて、受動遠心式インペラーが空気動力によって回転し変換されるトルクも増す。
８、本考案は、伝動メカニズムが単一のギアレシオしかもたない市販の人力或いは電動自転車に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案の本体の構成を示した分解図である。
【図２】本考案の本体の構成を示した分解図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案の実施例は、六つの部分に分けて説明を行う。各部分の説明は、それぞれ一つの段落を用いて行う。一つ目の部分は、本体構造の説明である。二つ目の部分は、本体の能動遠心式インペラー３０構造の説明である。三つ目の部分は、本体の上部インペラー盤４０構造の説明である。四つ目の部分は、本体の受動遠心式インペラー５０構造の説明である。五つ目の部分は、本考案の組み立ての説明である。六つ目の部分は、本考案の使用についての説明である。
【００１０】
本考案の本体の外形を、図１と図２に示す。本考案は、能動遠心式インペラー３０と、上部インペラー盤４０と、受動遠心式インペラー５０とによって構成する。
【００１１】
能動遠心式インペラー３０は、複数の放射状ブレード３１と、上部インペラー盤３２と、軸スリーブ３３とによって構成し、上部インペラー盤３２と軸スリーブ３３の間の開口部分は複数の風進入口３４であり、その外形は図１と図２に示す。複数の放射状ブレード３１と軸スリーブ３３は一体に結合されており、複数の放射状ブレード３１の上方には、一体結合された上部インペラー盤３２が設けられる。空気は、風進入口３４から各ブレード間の空間に沿って外へと流出する。
【００１２】
上部インペラー盤４０の外形は円盤であり、且つ中央には円状孔が設けられる。その外形は、図１と図２に示す。上部インペラー盤４０を受動遠心式インペラー５０と結合させた時、気流を外に出るのを防止する空気の壁になる。
【００１３】
受動遠心式インペラー５０は、複数のブレード５１と、下部インペラー盤５２と、軸スリーブ５３とによって構成する。その外形は、図１と図２に示す。複数のブレード５１と下部インペラー盤５２は一体に結合される。空気は、中央部分から流入し、各ブレード５１間の空間に沿って受動遠心式インペラー５０の外へと排出される。
【００１４】
この段落では、本考案の組み立ての説明を行う。その外形は、図１と図２に示す。本明細書における単一方向軸受２０と車輪ボス６０は市売品であり、自転車に共通の構成部品でもある。まず、上部インペラー盤４０を、中心軸線１０に沿って  受動遠心式インペラーのブレード上に平らに結合・固定させる。次に、既に結合・固定された上部インペラー盤４０と受動遠心式インペラー５０を、中心軸線１０に沿って、軸スリーブ５３を介して車輪ボス６０のホイールアクスル６１に嵌め込み、しっかり結合・固定する。その後、能動遠心式インペラー３０の軸スリーブ３３を、中心軸線１０に沿って、単一方向軸受２０の外部リング２２に嵌め込み結合・固定し、さらに、中心軸線１０に沿って、単一方向軸受２０の内部リング２１を車輪ボス６０のホイールアクスル６１に嵌め込み結合・固定する。これで、本考案の変速装置の組み立てが完了する。
【００１５】
この段落では、本考案の使用について説明を行う。一般的に言うと、単一方向軸受２０は、外部の力によって外部リング２２を回転させた時、その内部リング２１も同時に回転するという特性がある。ただし、単一方向軸受２０の外部リング２２が動いてないとき、その内部リング２１を回転させることができ、それを俗に空転という。能動遠心式インペラー３０の軸スリーブ３３は単一方向軸受２０の外部リング２２に嵌め込まれ、結合・固定される。受動遠心式インペラー５０の軸スリーブ５３は車輪ボス６０のホイールアクスル６１に嵌め込まれ、結合・固定される。単一方向軸受２０の内部リング２１は車輪ボス６０のホイールアクスル６１に嵌め込まれ、結合・固定される。そして、単一方向軸受２０の外部リング２２を回転させた時、単一方向軸受２０の内部リング２１と、能動遠心式インペラー３０と、受動遠心式インペラー５０と、車輪ボス６０とが、同時に回転する。この時、能動遠心式インペラー３０に空気動力が生じ、受動遠心式インペラー５０を回転させる。そして、それと同時に、受動遠心式インペラー５０が回転する際のトルクが乗り物の車輪ボス６０に作用し、加速度が増す。乗り物の移動する速度も、単一方向軸受２０外部リング２２の回転速度が増えることにつれて変わる。
【符号の説明】
【００１６】
１０    中心軸線（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｌｉｎｅ）
２０    単一方向軸受（Ｓｉｎｇｌｅ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  Ｂｅａｒｉｎｇ）
２１    内部リング（Ｉｎｎｅｒ  Ｒｉｎｇ）
２２    外部リング（Ｏｕｔｅｒ  Ｒｉｎｇ）
３０    能動遠心式インペラー（Ａｃｔｉｖｅ  Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  Ｉｍｐｅｌｌｅｒ）
３１    ブレード（Ｂｌａｄｅ）
３２    上部インペラー盤（Ｔｏｐ  ｐｌａｔｅ）
３３    軸スリーブ（Ｓｈａｆｔ  Ｓｌｅｅｖｅ）
３４    風進入口（Ｉｎｌｅｔ）  。
４０    上部インペラー盤（Ｔｏｐ  ｐｌａｔｅ）
５０    受動遠心式インペラー（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  Ｉｍｐｅｌｌｅｒ）
５１    ブレード（Ｂｌａｄｅ）
５２    下部インペラー盤（Ｂｏｔｔｏｍ  ｐｌａｔｅ）
５３    軸スリーブ（Ｓｈａｆｔ  Ｓｌｅｅｖｅ）
６０    車輪ボス（Ｗｈｅｅｌ  Ｈｕｂ）
６１    ホイールアクスル（Ｗｈｅｅｌ  Ａｘｌｅ）
【図１】
0003171802.tif 000003
【図２】
0003171802.tif 000004