(57)【要約】フラットギヤまたはフラットグルーブギヤを用いた変速装置を提供する。所定材料よりなる円板と、前記円板の同心円間に形成された所定数のグルーブと、前記同心円のうち同一な同心円に形成されたグルーブと、よりなる速度段を備える。また、円板の同じ半径に沿って前記円板の回転方向に所定数のグルーブよりなる速度段と、前記速度段を構成するグルーブのうち同じ半径方向を有するグルーブを各速度段に共通のオープングルーブと、を含む。これにより、動力伝達及び変速において１つのフラットギヤまたはフラットグルーブギヤと動力軸上に配された１つ以上のベベルギヤとが垂直結合して動力伝達と変速とを行うことによって、チェーン型の短所である潤滑油による被服の汚染、変速時チェーンの離脱または不規則な変速時間などを解決でき、スパーギヤを用いたギヤボックス型に比べて重量と体積とを減少させて動力伝達効率を高めて変速装置の構造を単純化し、生産コストを下げ、かつ故障率をも抑制する。
2004512480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定材料よりなる円板と、
前記円板の同心円間に形成された所定数のグルーブと、
前記同心円のうち同一な同心円に形成されたグルーブと、よりなる複数の速度段を備えることを特徴とするフラットギヤ。
【請求項２】
前記円板の半径方向に所定数のグルーブの列よりなる速度段を２つ以上備えることを特徴とする請求項１に記載のフラットギヤ。
【請求項３】
円板の同じ半径に沿って前記円板の回転方向に所定数のグルーブよりなる複数の速度段と、
前記複数の速度段に共通のオープングルーブと、を含むことを特徴とするフラットグルーブギヤ。
【請求項４】
円板の同じ半径に沿って所定数のグルーブで１つの速度段を構成し、前記速度段を２つ以上有するフラットギヤと、
前記フラットギヤの速度段と同数よりなり、前記フラットギヤと垂直に結合されるベベルギヤと、
前記ベベルギヤとスプライン結合して動力を伝達するスプライン部と、を含むことを特徴とする変速装置。
【請求項５】
前記スプライン部は、
前記ベベルギヤを固定するスプラインを有し、前記フラットギヤの半径方向に移動して前記ベベルギヤのうち何れか１つと結合されて回転動力を伝達することを特徴とする請求項４に記載の変速装置。
【請求項６】
前記スプライン部を回転動力軸を介して連結して前記変速装置を２つ以上結合することを特徴とする請求項４に記載の変速装置。
【請求項７】
２つ以上の速度段を有し、各速度段で同一直径内にオープングルーブを形成しているフラットグルーブギヤと、
前記フラットグルーブギヤの速度段のグルーブと垂直に結合されるベベルギヤと、
前記ベベルギヤとスプライン結合されて前記フラットグルーブギヤのオープングルーブに沿って前記ベベルギヤを移動させ、前記速度段のうち何れか１つと前記ベルギヤとを垂直結合させるスプライン部と、を含むことを特徴とする変速装置。
【請求項８】
前記スプライン部を回転動力軸を介して連結して前記変速装置を２つ以上結合することを特徴とする請求項７に記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明はギヤを用いて動力を伝達する動力伝達装置または変速装置に係り、特に円板に円周方向に同じ半径内にグルーブを形成し、そのグルーブの列が１つの速度段を構成するフラットギヤ／フラットグルーブギヤよりなる動力伝達または変速装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来の動力伝達または変速装置ではチェーンがスプロケット間を移動して動力伝達や変速を行うことによって、動力伝達時にチェーンの離脱、不規則な変速時間及び潤滑油による被服の汚染などを発生させる。また、スパーギヤを組合わせたギヤボックス型変速装置はギヤ数の増加につれて全体重量及び体積が増加して変速装置の具現が複雑になる。
【０００３】
【発明の開示】
本発明が解決しようとする技術的な課題は、円板にグルーブを形成したフラットギヤまたはフラットグルーブギヤ、及び前記ギヤを用いた変速装置を提供するところにある。
【０００４】
前記課題を達成するための本発明に係るフラットギヤは、所定材料よりなる円板と、前記円板の同心円間に形成された所定数のグルーブと、前記同心円のうち同一な同心円に形成されたグルーブと、よりなる。
【０００５】
前記課題を達成するための本発明に係るフラットグルーブギヤは、円板の同じ半径に沿って前記円板の回転方向に所定数のグルーブよりなる速度段と、前記複数の速度段に共通のオープングルーブと、を含む。
【０００６】
前記課題を達成するための本発明に係るフラットギヤを用いた変速装置は、円板の同じ半径に沿って所定数のグルーブで１つの速度段を構成し、前記速度段を２つ以上有するフラットギヤと、前記フラットギヤの速度段と同数よりなり、前記フラットギヤと垂直に結合されるベベルギヤと、前記ベベルギヤとスプライン結合して動力を伝達するスプライン部と、を含む。
【０００７】
前記課題を達成するための本発明に係るフラットグルーブギヤを用いた変速装置は、２つ以上の速度段を有し、各速度段で同一直径内にオープングルーブを形成しているフラットグルーブギヤと、前記フラットグルーブギヤの速度段のグルーブと垂直に結合されるベベルギヤと、前記ベベルギヤとスプライン結合されて動力を伝達するスプライン部と、を含む。
【０００８】
【発明を実施するための最良の態様】
以下、添付した図面に基づき、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係る円板の円周方向に沿って同じ半径内にグルーブを形成し、そのグルーブよりなる速度段を３つ有するフラットギヤに対する平面図を示す図面である。フラットギヤ１００は、一定半径をグルーブの１辺の中点とするグルーブより速度段を構成するが、図１の実施例では３つの速度段よりなる。３つの速度段は各々低速部１１０、中速部１２０及び高速部１３０で示す。各速度段は高速に行くほどグルーブの数が多くなる。また各グルーブは同じモジュールより構成され、ベベルギヤと線接触されるべくフラットギヤ１００のグルーブはベベルギヤの歯型と同じ形を有するために、ベベルギヤとの垂直結合時に同じ回転力を伝達する。
【００１０】
図２は、本発明に係る円板の円周方向に沿って同じ半径内にグルーブを形成し、そのグルーブよりなる速度段を３つ有し、各速度段を構成するグルーブのうち同じ直径内に位置するグルーブを各速度段の共通のオープングルーブとして有するフラットグルーブギヤに対して示す平面図である。フラットグルーブギヤ２００は、低速部２１０、中速部２２０及び高速部２３０の速度段及び各速度段の共通のオープングルーブ２４３、２４５よりなる。オープングルーブ２４３、２４５はフラットグルーブギヤ２００を構成するグルーブと垂直結合してフラットグルーブギヤ２００の回転力を伝達するベベルギヤが他の速度段に摺動するための経路となる。例えば、低速部２１０のグルーブと結合されていたベベルギヤが高速または中速にシフトされる場合にオープングルーブ２４３、２４５に沿って移動して変速することになる。
【００１１】
図３は、本発明に係るフラットギヤまたはフラットグルーブギヤと垂直に結合するベベルギヤを示す図面である。ベベルギヤは、図１または図２で説明したフラットギヤまたはフラットグルーブギヤのグルーブのようなモジュールを有し、ベベルギヤの歯型３１０はフラットギヤまたはフラットグルーブギヤのグルーブと結合されて回転力を伝達する。スプライングルーブ３２０はギヤの動力を伝達する動力軸とのスプライン結合を可能にする。
【００１２】
図４は、本発明に係るフラットギヤまたはフラットグルーブギヤの動力を伝達するためにベベルギヤと結合されるスプライン部４００を示す図面であって、長軸スプライングルーブ４１０及び短軸スプライングルーブ４２０よりなる。
【００１３】
フラットギヤ１００と結合されるスプライン部４００は長軸スプライングルーブ４１０が動力軸と結合され、短軸スプライングルーブ４２０はフラットギヤ１００の速度段の数と同数のベベルギヤのうち何れか１つと結合されるが、スプライン部４００がギヤの半径方向に移動することによって短縮スプライングルーブ４２０とフラットギヤ１００の各速度段に結合されているベベルギヤとが結合されて回転力を伝達することになる。
【００１４】
図５は、図４のスプライン部４００の左側面図及び正面図であって、長軸スプライングルーブ４１０及び短軸スプライングルーブ４２０が示されている。フラットギヤ１００を用いて動力伝達をする場合であれば、長軸スプライングルーブ４１０にベベルギヤが結合され、短軸スプライングルーブ４２０には動力軸が結合されて動力を伝達する。そして、フラットグルーブギヤ２００を用いて動力を伝達する場合であれば、長軸スプライン４１０に動力軸が結合され、短軸スプライングルーブ４２０に１つのベベルギヤが結合されて動力を伝達する。
【００１５】
図６Ａは、本発明に係るフラットグルーブギヤと動力軸とがベベルギヤによって垂直結合されている図面を示す。フラットギヤ６００は、円板の円周方向に同じ半径内にグルーブを形成して３つの速度段を構成し、低速部６１０、中速部６２０及び高速部６３０よりなる。
【００１６】
駆動軸６４０によってフラットギヤ６００が回転すれば、フラットギヤ６００のグルーブと垂直に結合されるベベルギヤ６６３、６６５、６６７が回転し、ベベルギヤ６６３、６６５、６６７のうち何れか１つとスプライン部６５０の短軸スプライングルーブ６５３とが結合されて回転力を動力軸６７０に伝達する。動力軸６７０及びスプライン部６５０は長軸スプライングルーブ６５５に結合されて動力を伝達する。動力伝達過程を例として説明すれば、低速ベベルギヤ６６３がフラットギヤ６００の低速部６１０と結合されて低速の回転力を動力軸６７０に伝達する最中に、変速のためにスプライン部６５０を移動させて高速ベベルギヤ６６７と短縮スプライングルーブ６５３とが結合されて高速に変えられた回転力を動力軸６７０に伝達する。この際、１つのベベルギヤが短軸スプライングルーブ６５３と結合されれば、他の２つのベベルギヤは空回転をして回転力を伝達しなくなる。３つのベベルギヤ６６３、６６５、６６７を固定する方法は図６Ｂ及び図６Ｃに基づいて説明する。
【００１７】
図６Ｂは、本発明に係るフラットグルーブギヤで発生した動力を動力軸に伝達するベベルギヤを固定させる固定板を示す斜視図である。図６Ｃは、本発明に係るフラットグルーブギヤから生じた動力を動力軸に伝達するベベルギヤとそのベベルギヤを固定させる固定板とが結合されている断面図を示す。
【００１８】
２つのベベルギヤ６６３、６６５を固定する方法を説明すれば、固定板６８０は２つのベベルギヤ６６３、６６５の間に挟まれており、ベベルギヤ６６３、６６５にはボール固定グルーブ６８１、６８３が位置し、その間にボールが押込まれて固定板６８０でボールを固定してベベルギヤ６６３、６６５がそれぞれ別に回転されるようになっている。スプライングルーブ６９１ないし６９３は、スプライン部にベベルギヤ６６３及び６６５を固定するために使用するグルーブである。もし、回転速度を３段とする場合には、３つのベベルギヤを使用して前記の如く固定して回転力を動力軸に伝達する。
【００１９】
図７は、本発明に係るフラットグルーブギヤと動力軸とが結合されて変速する変速装置に関する図面であって、フラットグルーブギヤには３つの速度段があり、各速度段の共通のオープングルーブがあって、ベベルギヤの移動によって変速しうる。
【００２０】
フラットグルーブギヤ７００は、低速部７１０、中速部７２０、高速部７３０の速度段と各速度段の共通のオープングルーブ７５３、７５５とで構成され、フラットグルーブギヤ７００と垂直に結合されているベベルギヤ７７０と、ベベルギヤ７７０とスプライングルーブ７６３に結合されているスプライン部７６０とを通じて回転力を伝達する。
【００２１】
回転力の伝達過程を説明すれば、駆動軸７４０で回転力を発生させてフラットグルーブギヤ７００を回転させ、フラットグルーブギヤ７００の低速部７１０、中速部７２０または高速部７３０のうち何れか１つと結合されるベベルギヤ７７０を回転させる。変速しようとする場合、オープングルーブ７５３、７５５がベベルギヤ７７０と一致すれば、ベベルギヤ７７０がスプライングルーブ７６３に沿って摺動して低速部７１０、中速部７２０または高速部７３０のうち何れか１つの速度段に移動して変速する。
【００２２】
図８は、本発明に係るフラットギヤを用いて動力を伝達するか、変速する装置に関する斜視図であって、２つのフラットギヤが動力軸に結合されて回転力を伝達する。
【００２３】
駆動側フラットギヤ８１０と従動側フラットギヤ８６０とは動力軸８３０に連結され、動力軸８３０は動力軸支持部８４０によってフレームに固定される。そして、動力軸８３０の駆動側及び従動側には各々３つずつのベベルギヤ８２１、８２３、８２５、８５１、８５３、８５５が動力軸８３０とスプライン結合される。
【００２４】
駆動軸８１７を通じて回転力が発生すれば、駆動側フラットギヤ８１０が回転し、低速部８１１、中速部８１３または高速部８１５のうち何れか１つと結合されて回転力を伝達する低速ベベルギヤ８２１、中速ベベルギヤ８２３または高速ベベルギヤ８２５とスプライン結合された動力軸８３０を通じて回転力を従動側に伝達する。
【００２５】
従動側では従動側フラットギヤ８６０の低速部８６１、中速部８６３または高速部８６５と回転速度によって各々垂直結合される低速ベベルギヤ８５１、中速ベベルギヤ８５３または高速ベベルギヤ８５５のうち何れか１つから回転力を伝達されて従動側フラットギヤ８６０が回転し、従動軸８６７を通じて回転力を伝達する。
【００２６】
本発明によるフラットギヤ、フラットグルーブギヤまたはベベルギヤの材料として高強度プラスチックを使用して変速装置の全体重量を減少させて動力伝達効率を高め得る。
【００２７】
【産業上の利用可能性】
以上述べたように、本発明によれば、動力伝達及び変速において１つのフラットギヤまたはフラットグルーブギヤと動力軸上に配された１つ以上のベベルギヤとが垂直結合して動力伝達と変速とを行うことによって、チェーン型の短所である潤滑油による被服の汚染、変速時チェーンの離脱または不規則な変速時間などを解決でき、スパーギヤを用いたギヤボックス型に比べて重量と体積とを減少させて動力伝達効率を高めて変速装置の構造を単純化し、生産コストを下げ、かつ故障率をも抑制する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る円板の円周方向に沿って同じ半径内にグルーブを形成し、そのグルーブよりなる速度段を３つ有するフラットギヤを示す平面図である。
【図２】
本発明に係る円板の円周方向に沿って同じ半径内にグルーブを形成し、そのグルーブよりなる速度段の共通のオープングルーブを有するフラットグルーブギヤの平面図である。
【図３】
本発明に係るフラットギヤまたはフラットグルーブギヤと垂直に結合するベベルギヤを示す図面である。
【図４】
本発明に係るフラットギヤまたはフラットグルーブギヤの動力を伝達するためにベベルギヤと結合されるスプライン部を示す図面である。
【図５】
図４のスプライン部の左側面図及び正面図である。
【図６Ａ】
本発明に係るフラットギヤと動力軸とがベベルギヤによって垂直に結合されている図面である。
【図６Ｂ】
本発明に係るフラットギヤから発生した動力を動力軸に伝達するベベルギヤを固定させる固定板を示す斜視図である。
【図６Ｃ】
本発明に係るフラットギヤから発生した動力を動力軸に伝達するベベルギヤと、そのベベルギヤを固定させる固定板が結合されている断面図である。
【図７】
本発明に係るフラットグルーブギヤと動力軸とが結合されて変速する変速装置を示す図面である。
【図８】
本発明に係るフラットギヤを使用して動力を伝達するか、変速する装置を示す斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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2004512480.tif 000004
2004512480.tif 000005
2004512480.tif 000006
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2004512480.tif 000008
2004512480.tif 000009
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2004512480.tif 000011
2004512480.tif 000012
2004512480.tif 000013
2004512480.tif 000014
2004512480.tif 000015
2004512480.tif 000016
2004512480.tif 000017
2004512480.tif 000018
2004512480.tif 000019
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2004512480.tif 000021
2004512480.tif 000022
【国際調査報告】
2004512480.tif 000023