张力调整装置及皮带驱动式自行车的制作方法

专利名称：张力调整装置及皮带驱动式自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于皮带驱动式自行车的皮带的张力调整装置 以及具有该张力调整装置的皮带驱动式自行车。
背景技术：
以往，作为用于将支承自行车踏板的曲柄的旋转运动传递 到后车轮的装置，公知有使用缠绕在皮带轮上的带齿的皮带的 动力传递驱动才几构。例如，如图13所示，该动力传递驱动^f几构，在曲柄202的 旋转轴204上设有驱动皮带轮206 ，在后车轮的旋转轴208上设 有从动皮带轮210，在驱动皮带轮206和从动皮带轮210上缠绕 着与它们啮合的带齿的皮带212。在可旋转地支承在旋转轴216 上的支承用具218上设有分别将皮带212从外侧向内侧压的张 紧侧惰轮220、松驰侧惰轮222 (例如，参照专利文献l),上述 旋转轴216位于靠近从动皮带轮210的平叉214上。在这种动力传递驱动机构中，当曲柄202进行旋转，张紧 侧的皮带212的张力因从动皮带轮210的阻力而上升时，张紧侧 的皮带212被张紧，因此张紧侧惰轮220向上移动。这时，松驰 侧的皮带212变得松驰，但由于松驰侧惰轮222通过支承用具 218与张紧侧惰轮2 2 0为 一 体，所以松驰侧惰轮2 2 2绕支承用具 218的旋转轴216向上转动，对皮带212施加更大的张力。这样 张紧侧惰轮220随着皮带212的张力的变化而进行移动，从而松 驰侧惰轮222可以相应于该移动量对皮带212施加张力。专利文献l:日本实开昭第62—163190号公报但是，在专利文献l中所记载的动力传递驱动机构中，对
于从接近无负荷状态开始增加皮带212张力的响应性差，感到 光蹬却不前进这样的做功损失。另外，如图9所示，自行车在曲柄202旋转一周的过程中， 在踩下左右的踏板203时，出现两次转矩峰值。另外，该峰值 随着平地或坡道等行车状态的不同而有较大变动，在从平地开 始上坡道或初始踩动时的峰值变大。此时，当转矩上升，对皮 带212的张力不足时，容易发生皮带212的跳齿现象。另一方面，为了不发生皮带跳齿，也考虑了对皮带施加比 通常大的张力，但是，这样旋转阻力会变大，自行车变得沉重 难蹬。发明内容本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种即 使转矩变动，也可以瞬时施加适当转矩来抑制皮带跳齿，蹬踏 损失小的张力调整装置及皮带驱动式自行车。为了解决上述问题，本发明的第l技术方案的张力调整装 置，其特征在于，包括180度旋转对称的驱动皮带轮，其具 有长径部和短径部，可自由旋转地安装在皮带驱动式自行车的 车架上；曲柄，其被连结在上述驱动皮带轮的旋转轴的两端， 在该曲柄顶端安装有踏板；从动皮带轮，其设置在后车轮的支 轴上；环形皮带，缠绕在上述驱动皮带轮和上述从动皮带轮上， 随着上述驱动皮带轮的旋转而进行回转移动；限制构件，其与 上述皮带接触，限制由作用在上述旋转轴上的转矩的变动引起 的上述皮带的松弛。在第l技术方案的张力调整装置中，180度旋转对称的驱动 皮带轮可自由旋转地安装在皮带驱动式自行车的车架上，在驱 动皮带轮的旋转轴的两端连结有曲柄，通过蹬踏安装在曲柄顶 端的踏板，使曲柄的旋转轴进行旋转。在驱动皮带轮和设于后 车轮的支轴上的从动皮带轮上缠绕有环形皮带，随着驱动皮带 轮的旋转带动环形皮带进行回转移动，由皮带的回转移动带动 从动皮带轮进行旋转。由从动皮带轮的旋转带动后车轮支轴进 行旋转，乂人而传递动力。此时，因为设有具有长径部和短径部的1 8 0度旋转对称的 驱动皮带轮，所以在长径部与驱动皮带轮和从动皮带轮的轴间 距离连线方向成直角之时，相对于短径部与轴间距离连线方向 成直角之时，产生行路差而对皮带施加较大的预备张力。由此， 在从平地开始上坡道或从停止开始踩动时等自行车行驶时施加 了较大的转矩时，可以利用驱动皮带轮的位置对皮带施加预备 张力，响应性良好。另外，通过设置与皮带接触的限制构件， 可以限制由作用在旋转轴上的转矩的变动引起的皮带的松弛， 而且，可以扩大由驱动皮带轮的长径部与短径部产生的行路差。第2技术方案的张力调整装置，在第l技术方案的张力调整装置中，其特征在于，上述限制构件与上述驱动皮带轮一侧的 松驰的上述皮带接触。在第2技术方案的张力调整装置中，限制构件因与驱动皮 带轮 一 侧的松驰的皮带接触，所以对皮带的松驰侧施加张力。 因此，可以更进一步扩大由驱动皮带轮的长径部和短径部产生 的行路差。第3技术方案的张力调整装置，在第1或第2技术方案的张 力调整装置中，其特征在于，以在作用在上述旋转轴的转矩达 到最大的曲柄位置时，上述驱动皮带轮的上述长径部相对于上 述驱动皮带轮与上述从动皮带轮的轴间距离连线方向成直角的 方式，将上述驱动皮带轮连结在上述旋转轴上。
在第3技术方案的张力调整装置中，因为以在自行车行驶 时曲柄每旋转l周的过程中产生的转矩达到最大的曲柄位置 时，驱动皮带轮的长径部相对于驱动皮带轮与从动皮带轮的轴 间距离连线方向成直角的方式，将驱动皮带轮连结在旋转轴上， 所以对于曲柄的每次旋转，都能在转矩达到最大时对皮带施加 预备张力。因此，可以抑制由于皮带的张力不足而发生皮带跳 齿。第4技术方案的张力调整装置，在第l技术方案的张力调整 装置中，其特征在于，上述限制构件包括支承构件，其可摆 动地设置在上述车架上，具有延伸到上述皮带的张紧侧的张紧 侧臂和延伸到上述皮带的松驰侧的松驰侧臂；张紧侧限制构件， 设置在上述张紧侧臂上，并与上述皮带的外周面接触；松驰侧 限制构件，设置在上述松驰侧臂上，并与上述皮带的外周面接 触。在第4技术方案的张力调整装置中，支承构件可摆动地设 置在车架上，支承构件具有延伸到皮带的张紧侧的张紧侧臂和 延伸到皮带的松驰侧的松驰侧臂。设置在张紧侧臂的张紧侧限 制构件与皮带的外周面接触，设置在松驰侧臂的松驰侧限制构 件与皮带的外周面接触。当曲柄进行旋转，皮带的张紧侧的张 力因从动皮带轮的阻力而上升时，皮带被张紧，因此，支承构 件发生摆动，张紧侧限制构件向规定方向移动。此时，皮带的 松驰侧变得松驰，但支承构件发生摆动，松驰侧限制构件向压 靠皮带外周面的方向移动，对皮带施加张力。由此，即使在发 生了转矩变动的情况下(从停止开始踩动的情况，从平地开始 上坡的情况等情况)，也可以迅速对皮带施加必要的张力，另夕卜， 通过张紧侧限制构件与松驰侧限制构件可以进 一 步扩大由驱动 皮带轮的长径部和短径部产生的行路差。因此，可以抑制由于
皮带的张力不足而发生皮带跳齿。第5技术方案的张力调整装置，在第4技术方案的张力调整装置中，其特征在于，将上述支承构件的摆动中心设置在与上 述旋转轴同轴的位置。在第5技术方案的张力调整装置中，因为将支承构件的摆 动中心设置在与旋转轴同轴的位置，所以难以发生由安装误差 引起的性能差异。另外，简化支承构件的支承结构及部件构成， 可以实现低成本化。另外，在驱动皮带轮一侧，可以对皮带的 松驰侧施加张力，/人而可以进一步扩大由驱动皮带轮的长径部 和短径部产生的行路差。第6技术方案的张力调整装置，在第4或第5技术方案的张 力调整装置中，其特征在于，上述支承构件的摆动中心与上述 松驰侧限制构件之间的距离比上述支承构件的摆动中心与上述 张紧侧限制构件之间的距离大。在第6技术方案的张力调整装置中，因为支承构件的摆动 中心与松驰侧限制构件之间的距离大于支承构件的摆动中心与 张紧侧限制构件之间的距离，所以通过皮带张紧时的张紧侧限 制构件的少量移动，可以使松驰侧限制构件移动较大幅度。因 此，可以迅速对皮带的松驰侧施加较大的张力。第7技术方案的张力调整装置，在第4技术方案的张力调整 装置中，其特征在于，上述张紧侧限制构件与上述松驰侧限制 构件为被设置成可相对于上述支承构件旋转的惰轮。在第7技术方案的张力调整装置中，因为上述张紧侧限制 构件与上述松驰侧限制构件为可相对于支承构件旋转的惰轮， 因此，因惰轮的旋转而可以减少与皮带的接触阻力，提高了蹬 踏板的效率，另外，可以将皮带、惰轮等的接触部分的磨损抑 制得较低。
第8技术方案的张力调整装置，在第7技术方案的张力调整装置中，其特征在于，在上述张紧侧惰轮或者上述松驰侧惰轮 的与上述皮带接触的接触部，具有比上述皮带的宽度小的凹部。在第8技术方案的张力调整装置中，因为在张紧侧惰轮或 者松驰侧惰轮的与皮带接触的接触部具有比皮带的宽度小的凹 部，所以皮带的外周面在凹部以外的区域与张紧侧惰轮或者松 驰侧惰轮接触。由此，至少皮带的外周面的一部分与张紧侧惰 轮或者松驰侧惰轮不接触，抑制了皮带外周面的磨损。因此， 在皮带的外周面上印有制造编号等文字时，可以抑制由于皮带 磨损而看不见文字的情况。第9技术方案的张力调整装置，在第7或第8技术方案的张 力调整装置中，其特征在于，上述张紧侧惰轮或上述松驰侧惰 轮可在与上述皮带的移动方向正交的方向上移动地被支承。在第9技术方案的张力调整装置中，因为上述张紧侧惰轮 或上述松驰侧惰轮可在与上述皮带的移动方向正交的方向上移 动地被支承，所以在由于皮带的回转移动、构成部件的制造误 差或安装误差等而发生皮带错位时，通过张紧侧惰轮或松驰侧 惰轮的移动，可以使皮带与张紧侧惰轮或松驰侧惰轮稳定接触， 从而可以抑制皮带从皮带轮脱落等情况。第IO技术方案的张力调整装置，其特征在于，包括180 度旋转对称的驱动皮带轮，其具有长径部和短径部，可自由旋 转地安装在皮带驱动式自行车的车架上；曲柄，其连结在上述 驱动皮带轮的旋转轴的两端，在该曲柄顶端安装有踏板；从动 皮带轮，其设置在后车轮的支轴上；环形皮带，其缠绕在上述 驱动皮带轮和上述从动皮带轮上，随着上述驱动皮带轮的旋转 而进行回转移动，以在作用在上述旋转轴的转矩达到最大的曲 柄位置时，上述驱动皮带轮的上述长径部相对于上述驱动皮带
轮与上述从动皮带轮的轴间距离连线方向成直角的方式，将上 述驱动皮带轮连结在上述旋转轴上。在第IO技术方案的张力调整装置中，在180度旋转对称的驱动皮带轮的旋转轴的两端连接有曲柄，通过蹬踏安装在曲柄 顶端的踏板，曲柄的旋转轴进行旋转。在驱动皮带轮与设置在驱动皮带轮旋转而进行回转移动，通过皮带的回转移动而带动 从动轮进行旋转。由从动皮带轮的旋转带动后车轮的支轴进行 旋转，/人而传递动力。此时，设置具有长径部和短径部的18 0度旋转对称的驱动 皮带轮，并以在自行车行驶时曲柄每旋转一周中所出现的转矩 达到最大的曲柄位置之时，驱动皮带轮的长径部相对于驱动皮 带轮与从动皮带轮的轴间距离连线方向成直角的方式，将驱动 皮带轮连接在旋转轴上，所以对于曲柄每次旋转都可以在转矩 达到最大时对皮带施加预备张力。因此，可以抑制由于皮带的 张力不足而发生皮带跳齿。第ll技术方案的张力调整装置，在第l或第IO技术方案的 张力调整装置中，其特征在于，上述驱动皮带轮为椭圆形。在第ll技术方案的张力调整装置中，由于驱动皮带轮为椭 圆形，通过由长径部和短径部产生的刊-路差，可以对皮带施加 预备张力。本发明的第12技术方案为皮带驱动式自行车，其特征在 于，具有第1或第10技术方案的张力调整装置。在第12技术方案的皮带驱动式自行车中，因为具有第l或 第IO技术方案的张力调整装置，在从平地开始上坡道或从停止 开始踩动之时等在自行车行驶时施加了较大转矩时，可以利用 驱动皮带轮的位置对皮带施加预备张力。另外，通过设置限制
构件，可以限制由作用在旋转轴上的转矩的变动引起的皮带的 松弛，还可以扩大由驱动皮带轮的长径部和短径部产生的行路 差。因此，可以抑制由于皮带的张力不足而发生皮带跳齿。使用本发明，在从平地开始上坡道或从停止开始踩动之时 等，即使行驶时转矩上升，也可以抑制发生皮带跳齿。此外， 提高了对踏板的蹬踏与实际行驶的响应性能。


图l是表示本发明的第l实施方式的皮带驱动式自行车的 张力调整装置的结构图。图2是表示图l所示的张力调整装置的主要部分的立体图。 图3是从另 一方向看图l所示的张力调整装置的主要部分 的立体图。图4是表示图l所示的张力调整装置的结构图。图5 (A)是图4中A—A剖视图，(B)为支承构件的安装 部附近的放大图。图6是表示驱动皮带轮的齿与皮带的齿相啮合的状态的局 部结构图。图7是表示张紧侧惰轮的剖视图。图8是表示作用在旋转轴上的转矩达到最大时的曲柄及驱 动皮带轮状态的结构图。图9是表示曲柄旋转1周的过程中出现的两次转矩峰值的图表。图10 ( A)、 (B)是说明张紧侧惰轮的效果的图。 图ll是表示本发明的第2实施方式的皮带驱动式自行车的 张力调整装置的结构图。图12是表示本发明的第3实施方式的皮带驱动式自行车的 张力调整装置的结构图。图13是表示以往的皮带驱动式自行车的张力调整装置的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。图l表示作为本发明的第1实施方式的在皮带驱动式自行车2中所使用的张力调整装置IO。另外，图2与图3为表示张力 调整装置10的主要部分的立体图。另外，图5为图4的A — A剖视图。如图1所示，在该张力调整装置10中，在皮带驱动式自行 车2的车座管4下端的未图示的中轴管13上设有旋转轴12,在旋 转轴12的两端部分别连结有向相反方向延伸的曲柄14。踏板16 可旋转地支承在曲柄14的顶端。如图2和图3所示，在左右曲柄 14之间安装有与旋转轴12成 一 体地旋转的椭圆形驱动皮带轮 18。旋转轴12支承于皮带驱动式自行车2的平叉6的一端，在平 叉6的另 一端设有圆形的从动皮带轮20。该从动皮带轮20与后 车轮(省略图示)的旋转轴22成一体地旋转。环形皮带24缠绕在驱动皮带轮18和从动皮带轮20上。在皮 带24的内周面形成有多个齿26 (参照图6 ),这些齿26与形成在 驱动皮带轮18和从动皮带轮20的周面上的多个齿28相啮合。并 且，当使曲柄14沿箭头A方向(顺时针方向)旋转时，与旋转 轴12成为一体的驱动皮带轮18沿箭头B方向(顺时针方向)旋 转，皮带24沿箭头C方向进行回转移动。通过皮带24的回转移 动而带动从动皮带轮20旋转，从而将动力传递到后车轮(省略 图示)。如图5 ( A)、 (B)所示，在旋转轴12的两端部连结有曲柄 14，旋转轴12通过轴承40可旋转地支承于固定支承在皮带驱动 式自行车2的车座管4下端的中轴管13上。支承构件30利用中轴 碗41及环状螺母42可摆动地支承于中轴管13上。支承构件30 的摆动中心设置在与旋转轴12同轴的位置上，支承构件3 0的摆 动中心与驱动皮带轮18的旋转中心为同心。由此，可以简化支 承构件30的支承结构，降低成本。如图l所示，支承构件30为大致V字形，包括延伸到皮带24 的张紧侧的张紧侧臂3 0 A和延伸到皮带2 4的松驰侧的松驰侧臂 30B。支承构件30以大致V字形的突出部被可旋转地支承。在 张紧侧臂30A的顶端部可旋转地支承有与皮带24的外周面接触 的大致圆柱形的张紧侧惰轮3 2 。在松驰侧臂3 0 B的顶端部可旋 转地支承有与皮带24的外周面接触的大致圆柱形的松驰侧惰 轮34。即，当使曲柄14沿箭头A方向旋转时，驱动皮带轮18进 行旋转，由此转矩上升，皮带24的上方侧张紧，但在该皮带24 的上方侧(张紧侧)的与驱动皮带轮18接近并相对的位置，张 紧侧惰轮32与皮带接触。另一方面，由于皮带24的上方侧张紧， 则皮带24的下方侧松驰，但在该皮带24的下方侧(松驰侧)的 与驱动皮带轮18接近并相对的位置，松弛侧惰轮3 4与皮带接 触。另外，支承构件3 0的摆动中心与松驰侧惰轮3 4的距离设定 得比支承构件30的摆动中心与张紧侧惰轮32的距离要大。如图7所示，用于支承张紧侧惰轮32的螺栓52的外螺紋部 与形成于支承构件30的张紧侧臂30A顶端的内螺紋31螺紋连 接。截面为大致U字形的防尘盖54、 56以U字形部分相对的方 式从外部压在螺栓52的圆柱部52A上。在防尘盖54的内部夹持 有环形的轴环58。以使张紧侧惰轮32的开口部32A与轴环58抵 接的方式将该开口部32A外套在轴环58上。在外螺紋52的露出
的螺紋部螺紋连接有用于防松的螺母50。
虽然张紧侧惰轮32相对于轴环58旋转，但利用大致U字形 的防尘盖54、 56,可以有效地防止粉尘等进入到成为张紧侧惰 轮3 2与轴环5 8的旋转接触部的张紧侧惰轮3 2的开口部3 2 A,提 高了耐久性。
另外，在张紧侧惰轮32的两端部形成有凸缘部61，对皮带 24加以保持，使其不会脱落。在张紧侧惰轮32的凸缘部61之间 的外周面形成有比皮带2 4宽度小的凹部6 2 。张紧侧惰轮3 2以该 凹部62两侧的水平面与皮带24的外周面接触。另外，松驰侧惰 轮34也与张紧侧惰轮32具有相同的结构。
这样的张紧侧惰轮32 (松驰侧惰轮34)在两侧的突部32B 与防尘盖54、 56之间形成有间隙，开口部32A以与轴环58抵接 的状态向左右(箭头方向)移动。即，张紧侧惰轮32在与皮带 24的移动方向正交的方向上移动。因此，在由于皮带24的回转 移动、构成部件的制造误差或安装误差等引起皮带24发生横向 错位时，通过张紧侧惰轮32在皮带24的错位方向上进行移动， 可以使皮带24与张紧侧惰轮32稳定接触。
如图1及图8所示，驱动皮带轮18为椭圓形，具有长径部18A 和与该长径部18A正交的方向上的短径部18B。如图8所示，以 在曲柄14相对于铅直方向沿顺时针方向旋转到大约7 0度时，使 驱动皮带轮18的长径部18A相对于驱动皮带轮18与从动皮带轮 20的轴间距离连线方向成直角的方式，将驱动皮带轮18连结到 旋转轴12上。
如图9所示，皮带驱动式自行车2在曲柄14旋转一周的过程 中，在踩下左右的踏板16时，出现两次转矩峰值70。该峰值随 着平地或坡道等行车状态的不同而有较大变动，特别在从平地 开始上坡道或从停止开始踩动之时，峰值变大。通常，在曲柄14相对于铅直方向沿顺时针方向旋转到大约70度时，作用在旋转轴12上的转矩达到最大(图9中的峰值70),此时，在本实施 方式中，设置在旋转轴12上的驱动皮带轮18的长径部18A与驱 动皮带轮18和从动皮带轮20的轴间距离连线方向成直角。因左 右曲柄14错开180度相位，所以如果 一 侧的曲柄14在70度位置， 则相反侧的曲柄14就处于相对于铅直方向相反侧70度的位置。在此，驱动皮带轮18的齿数设定为50T,驱动皮带轮18的 扁平率设定为大约0.0472。在此，扁平率是指在设长径部18A 的半径为a、短径部18B的半径为b时，用式(《-6)/"所表示的值。下面对张力调整装置10的作用进行说明。如图8所示，当骑皮带驱动式自行车2的车手蹬踏踏板16来 使曲柄14沿箭头A方向旋转时，由旋转轴12的旋转带动皮带轮 18沿箭头B方向旋转。由驱动皮带轮18的旋转，带动皮带24沿 箭头C方向进行回转移动，从动皮带轮20进行旋转。并且，利 用从动皮带轮20的旋转，将动力传递到设置在从动皮带轮20的 旋转轴22上的后车轮(省略图示)。此时，在皮带24的上方侧(张紧侧)的与驱动皮带轮18接 近并相对的位置，张紧侧惰轮32与皮带24的外周面接触。由此， 当曲柄14沿箭头A方向旋转，张紧侧的皮带24的张力因从动皮 带轮20的阻力而上升时，由于张紧侧的皮带24被张紧，所以张 紧侧惰轮32向上(箭头D方向)移动。这时，下方侧(松驰侧) 的皮带24变得松驰，支承松驰侧惰轮34的支承构件30向上方摆 动，随之，支承于支承构件30的松驰侧惰轮34向上(箭头E方 向)移动。由此，松驰侧惰轮34推压皮带24的外周面，对皮带 24的松驰侧施加张力。另外，椭圆形的驱动皮带轮18的长径部18A与驱动皮带轮 18和从动皮带轮20的轴间距离连线方向成直角之时，相对于短
径部18B与驱动皮带轮18和从动皮带轮20的轴间距离连线方向 成直角之时，产生行路差而对皮带24施加较大的预备张力。在曲柄14位于相对于铅直方向沿箭头A方向大约70度的位 置时，驱动皮带轮18被支承成长径部18A相对于驱动皮带轮 18与从动皮带4仑20的轴间距离连线方向成直角。因此，在从平 地开始上坡道或从停止开始踩动时等，作用在旋转轴12的转矩 达到最大(图9的峰值70)时，由于可以对皮带24施加预备张 力，所以响应性良好。另外，通过设置与张紧侧惰轮3 2的移动连动的松驰侧'隋轮 34,可以扩大由驱动皮带轮18的长径部18A和短径部18B产生 的行路差。用图10 ( A)、 ( B )对这一理由进行说明。驱动皮带 轮18(参照图8)的长径部18A、短径部18B分别处于与轴间距 离连线方向正交的方向时，图10(A)中的箭头区间是相当于 椭圆的大约l/4的部分，因为圓弧长度相等，所以不会产生行路 差。产生行路差的是位于从箭头区域到从动皮带轮20 (参照图 8)侧的图示F、 G部分(这种情况下卩〉。)。但是，当驱动皮带 轮18和从动皮带轮20的轴间距离比较大时，图示F、 G的行路 差较小。在此，如图IO (B)所示，将张紧侧惰轮32 (松驰侧惰轮 34)追加到驱动皮带轮18侧时，即使驱动皮带轮18和从动皮带 轮20的轴间距离较大，与只有长径部18A与短径部18B的情况 相比，可以确实扩大了行路差(F>G，)。利用该行路差施加预 备张力，即使在像从停止开始踩动、从平地开始上坡那样的最 大转矩的变动较大的情况下，也能快速施加必要的张力。因此，谓跳齿是指在张力较小时，皮带24的齿爬上驱动皮带轮18或从-7-7
的现象。另外，因为支承构件3 0的摆动中心与松驰侧惰轮3 4的距离 比支承构件30的摆动中心与张紧侧惰轮32的距离大，所以通过 皮带24张紧时的张紧侧惰轮32的少量移动，可以使松驰侧惰轮 34较大幅度移动。因此，可以迅速对皮带24的+>驰侧施加较大 的张力。另外，因为张紧侧惰轮32与松驰侧惰轮34在与驱动皮带轮 18接近并相对的位置与皮带24接触，所以可以更进一 步地扩大 由驱动皮带轮18的长径部18 A与短径部18 B产生的行路差。另外，因为张紧侧惰轮32与松驰侧惰轮34在外周面具有比 皮带24的宽度小的凹部62,所以皮带24的外周面与凹部62两侧 的水平面接触。由此，皮带24的外周面的一部分不与张紧侧惰 轮32和松驰侧惰轮34接触，可抑制皮带24的外周面的磨损。因 此，在皮带24的外周面上印有制作编号等文字时，可以抑制由 于皮带2 4的磨损而看不见文字的情况。另外，因为张紧侧惰轮32与松驰侧惰轮34可以在相对于皮 带24回转移动方向正交的方向上进行移动，所以在由于皮带24 的回转移动、构成部件的制造误差或安装误差等引起皮带24发 生横向错位时，可以使皮带24与张紧侧惰轮32、松驰侧惰轮34 稳定接触，从而可以抑制皮带从皮带轮脱落等情况。下面，对本发明第2实施方式的张力调整装置进行说明。 另外，对于与第l实施方式相同的构件标注相同的附图标记， 省略重复说明。如图ll所示，在该张力调整装置80中，支承构件82固定支 承在旋转轴12的中轴管13上。该支承构件8 2具有延伸到皮带2 4 的松驰侧(下方侧)的松驰侧臂82A,在松驰侧臂82A的顶端 部可旋转地支承有松驰侧惰轮3 4 。松驰侧惰轮3 4在与驱动皮带
轮18接近并相对的位置与皮带24的外周面接触，将皮带24由外 侧向内侧压。另外，在该张力调整装置80中，设有椭圆形的驱动皮带轮 18,以在曲柄14位于相对于铅直方向沿旋转方向大约7 0度的位 置时，长径部18A相对于驱动皮带轮18和从动皮带轮20的轴间 距离连线方向成直角的方式，将驱动皮带轮18连结于旋转轴12 上。因此，在从平地开始上坡道或从停止开始踩动之时等，作 用在旋转轴12的转矩达到最大时，可以对皮带24施加预备张 力。另外，通过在支承构件82的松驰侧臂82A的顶端部设置压 靠皮带24外周面的+>驰侧惰轮34,从而对皮带24的松驰侧施加 张力。由此，可以扩大由驱动皮带轮18的长径部18A和短径部 18B产生的行路差。因此，可以抑制由于皮带24的张力不足而 发生皮带24跳齿。下面，对本发明的第3实施方式的张力调整装置进行说明。 另外，对与第l实施方式及第2实施方式相同的构件标注相同的 附图标记，省略重复说明。如图12(A)所示，在该张力调整装置100中，支承构件102 可摆动地支承在旋转轴12的中轴管13上。支承构件102具有延 伸到皮带24的张紧侧(上方侧)的张紧侧臂102A和延伸到皮带 24的松驰侧(下方侧)的松驰侧臂102B。在张紧侧臂102A的 顶端部固定有张紧侧限制构件104,在松驰侧臂102B的顶端部 固定有松驰侧限制构件10 6 。如图12( C)所示，松驰侧限制构件106为将松驰侧臂102B 的顶端部103弯折成U字形、并在其内侧固定用于相对于皮带 24滑动的摩擦构件107而成的构件。在摩擦构件107的表面形成 有凹部62。如图12(B)所示，张紧侧限制构件104为相同的结构。在这样的张力调整装置100中，由支承构件102的摆动带动张紧侧限制构件104向上方移动时，松驰侧限制构件106向上方 移动，对皮带24的松驰侧施加张力。由此，可以扩大由驱动皮 带轮18的长径部18A和短径部18B产生的行路差。因此，可以所示的结构中，虽然与设置张紧侧惰轮32和松驰侧惰轮34的结 构相比，可以预见其摩擦阻力变大，但由于零部件数量减少， 在成本方面是有利的。另外，虽然在第1 第3实施方式中，驱动皮带轮18为椭圆 形，但并不限定于该形状，只要是180度旋转对称的形状即可。 通过将驱动皮带轮18做成180度旋转对称，可以与转矩的变动 曲线相对应。另外，虽然在第l实施方式中，将支承构件30的摆动中心 设置在与曲柄14的旋转轴12同轴的位置上，但并不限定为这种 结构。也可以是将支承构件30可摆动地支承于与旋转轴12的中 轴管13不同的构件上的结构。另外，虽然在第1 第3实施方式中，作为本发明的限制构 件，设置有张紧侧惰轮32、松驰侧惰轮34或者张紧侧限制构件 104、松驰侧限制构件106,但并不限定于这种结构。即使是没 有张紧侧惰轮32、松驰侧惰轮34等的结构，通过驱动皮带轮18 的形状、曲柄14与驱动皮带轮18的长径部18A的位置关系，也 可以对皮带24施加预备张力，可以抑制发生皮带24跳齿。
权利要求
1.一种张力调整装置，其特征在于，包括180度旋转对称的驱动皮带轮，其具有长径部和短径部，可自由旋转地安装在皮带驱动式自行车的车架上；曲柄，其连结在上述驱动皮带轮的旋转轴的两端，在该曲柄顶端安装有踏板；从动皮带轮，其设置在后车轮的支轴上；环形皮带，缠绕在上述驱动皮带轮和上述从动皮带轮上，随着上述驱动皮带轮的旋转而进行回转移动；限制构件，与上述皮带接触，限制由作用在上述旋转轴上的转矩的变动引起的上述皮带的松弛。
2. 根据权利要求l所述的张力调整装置，其特征在于，上述限制构件与上述驱动皮带轮一 侧的松驰了的上述皮 带接触。
3. 根据权利要求1或2所述的张力调整装置，其特征在于， 以在作用在上述旋转轴的转矩达到最大的曲柄位置时，上述驱动皮带轮的上述长径部相对于上述驱动皮带轮与上述从动 皮带轮的轴间距离连线方向成直角的方式，将上述驱动皮带轮 连结在上述旋转轴上。
4. 根据权利要求l所述的张力调整装置，其特征在于，上 述限制构件包括支承构件，可摆动地设置在上述车架上，具有延伸到上述 皮带的张紧侧的张紧侧臂和延伸到上述皮带的松驰侧的松驰侧臂；张紧侧限制构件，设置在上述张紧侧臂上，并与上述皮带的外周面接触；松驰侧限制构件，设置在上述松驰侧臂上，并与上述皮带 的外周面接触。
5. 根据权利要求4所述的张力调整装置，其特征在于， 将上述支承构件的摆动中心设置在与上述旋转轴同轴的位置。
6. 根据权利要求4或5所述的张力调整装置，其特征在于， 上述支承构件的摆动中心与上述松驰侧限制构件之间的距离比上述支承构件的摆动中心与上述张紧侧限制构件之间的 距离大。
7. 根据权利要求4所述的张力调整装置，其特征在于，上述张紧侧限制构件与上述松驰侧限制构件是设置成可 相对于上述支承构件旋转的惰轮。
8. 根据权利要求7所述的张力调整装置，其特征在于，在上述张紧侧惰轮或者上述松驰侧惰轮的与上述皮带接 触的接触部，具有比上述皮带的宽度小的凹部。
9. 根据权利要求7或8所述的张力调整装置，其特征在于， 上述张紧侧惰轮或上述松驰侧惰轮可在与上述皮带的移动方向正交的方向上移动；也 一皮支7|义。
10. —种张力调整装置，其特征在于，具有 180度旋转对称的驱动皮带轮，其具有长径部和短径部，可自由旋转地安装在皮带驱动式自行车的车架上；曲柄，其连结在上述驱动皮带轮的旋转轴的两端，在该曲 柄顶端安装有^^板；从动皮带轮，其设置在后车轮的支轴上；环形皮带，其缠绕在上述驱动皮带轮和上述从动皮带轮上， 随着上述驱动皮带轮的旋转而进行回转移动，以在作用在上述旋转轴的转矩达到最大的曲柄位置时，上 述驱动皮带轮的上述长径部相对于上述驱动皮带轮与上述从动 皮带轮的轴间距离连线方向成直角的方式，将上述驱动皮带轮 连结在上述旋转轴上。
11. 根据权利要求1或10所述的张力调整装置，其特征在于，上述驱动皮带轮为椭圆形。
12. —种皮带驱动式自行车，其特征在于， 具有权利要求1或权利要求10所述的张力调整装置。
全文摘要
本发明提供一种张力调整装置及皮带驱动式自行车，在皮带驱动式自行车在从平地开始上坡道或从停止开始踩动时等作用在旋转轴上的转矩上升时，抑制发生皮带跳齿。在平叉(6)上可旋转地安装有椭圆形的驱动皮带轮(18)，在驱动皮带轮的旋转轴(12)两端连接有曲柄(14)。在后车轮的旋转轴(22)上设有从动皮带轮(20)，皮带(24)缠绕在驱动皮带轮和从动皮带轮上。支承构件(30)可摆动地设置在与旋转轴同轴的位置上，支承构件具有延伸到皮带张紧侧的张紧侧臂(30A)和延伸到皮带松驰侧的松驰侧臂(30B)。在张紧侧臂的顶端设有与皮带外周面接触的张紧侧惰轮(32)，在松驰侧臂的顶端设有与皮带外周面接触的松驰侧惰轮(34)。
文档编号B62M9/16GK101125574SQ20071013631
公开日2008年2月20日 申请日期2007年7月13日 优先权日2006年8月16日
发明者武田靖正 申请人:普利司通自行车有限公司