JP2005306267A - Gearshift device for bicycle - Google Patents

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Hisao Fujiwara
久男 藤原
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Fujiwara Wheel Kk
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Fujiwara Wheel Kk
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gearshift device for a bicycle capable of being easily mounted to an existing bicycle and operation with a simple structure. <P>SOLUTION: This is the gearshift device for the bicycle in which a chain is crossed over between a crank side sprocket and a rear wheel side sprocket. The crank side sprocket is constituted of a large-diameter sprocket and a small diameter sprocket, and the rear wheel side sprocket is constituted of a high-speed side sprocket and a lower speed side sprocket. The chain is constituted of a first chain crossed over between the large-diameter side sprocket and the high-speed side sprocket, and a second chain crossed over between the small-diameter side sprocket and the low-speed side sprocket. A first one-way clutch which can be switched on and off by a clutch switching mechanism is intervened between the large-diameter side sprocket and the crank side sprocket, and a second one-way clutch is intervened between the small-diameter side sprocket and the crank side sprocket. The high-speed side sprocket and the low-speed side sprocket are fixed on a rear wheel side to be constantly rotated with the rear wheel. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、自転車に搭載する変速装置に関する。   The present invention relates to a transmission mounted on a bicycle.

一般に、自転車用の変速装置には、多数段のスプロケットの1つにチェーンを掛け替えるようにした所謂外装式のものと、遊星歯車機構を用いた所謂内装式のものとが見受けられる。   In general, bicycle transmissions include a so-called exterior type in which a chain is switched to one of a multi-stage sprocket and a so-called interior type in which a planetary gear mechanism is used.

外装式の変速装置は、チエ−ンを案内するための誘導輪及びチエ−ンに張りを与えるための緊張輪を軸支したチエ−ン掛換枠と、このチエ−ン掛換枠を多段スプロケットの軸方向に平行移動させるための平行リンク機構とを自転車のフレームに取り付け、操作レバーの操作により、操作ワイヤ及び平行リンク機構を介して、チェーン掛換枠を動作させて、チェーンを所定のスプロケットに架け替えることで、変速を行なうようにしている。(特許文献1参照)
実開平07−8187号公報
The exterior type transmission is a chain change frame that supports a guide wheel for guiding the chain and a tension ring for giving tension to the chain, and the chain change frame in a multistage manner. A parallel link mechanism for translating in the axial direction of the sprocket is attached to the bicycle frame, and by operating the operation lever, the chain changing frame is operated via the operation wire and the parallel link mechanism, and the chain is Shifting to a sprocket is performed. (See Patent Document 1)
Japanese Utility Model Publication No. 07-8187

しかしながら、以上の外装式の変速装置にあっては、チエーン掛換枠に加えて平行リンク機構などを必要とするのは勿論のこと、変速操作に際して変速操作のタイミングが難しくて、老人や子供では扱い難いものである。   However, in the above-described exterior-type transmission, not only a chain link frame but also a parallel link mechanism is required, and the timing of the speed change operation is difficult at the time of the speed change operation. It is difficult to handle.

一方、内装式の変速装置の一例として、例えば、従動回転体をクランク軸に対して回動自在に組付けて、その一側方にスプロケットを固定し、クランク軸と一体に回転するキャリヤに複数段の遊星歯車を軸支して、遊星歯車の各段内側にそれぞれ回動可能な太陽歯車を噛合させると共に、遊星歯車のいずれかの段の外側に従動回転体に設けた内歯歯車を噛合させ、キャリヤと従動回転体との間に回転速度差を吸収するためのラチェット機構を設け、各段の太陽歯車の回転を許容乃至阻止するためのワンウエイクラッチの切替操作により、クランク軸に対して増速される内歯歯車を切り替えて、変速を行うようにしたものが提案されている。(特許文献2参照)
特開平6−263081号公報
On the other hand, as an example of an interior-type transmission, for example, a driven rotating body is rotatably assembled to a crankshaft, a sprocket is fixed to one side thereof, and a plurality of carriers are rotated integrally with the crankshaft. A planetary gear of a stage is pivotally supported, and a rotatable sun gear is meshed inside each stage of the planetary gear, and an internal gear provided on a driven rotating body on the outside of any stage of the planetary gear is meshed. A ratchet mechanism for absorbing the difference in rotational speed between the carrier and the driven rotor, and switching the one-way clutch for allowing or preventing the rotation of the sun gear at each stage to the crankshaft. There has been proposed a gear that is changed by switching the internal gear to be accelerated. (See Patent Document 2)
JP-A-6-263081

しかしながら、以上の内装式の変速装置では、ラチェット機構や各段の太陽歯車、更には内歯歯車に対応したワンウエイクラッチなど多数の各種構成部品が必要となるし、全体の構造も複雑になるという問題がある。   However, in the above-described internal transmission, a large number of various components such as a ratchet mechanism, sun gears at each stage, and a one-way clutch corresponding to an internal gear are required, and the overall structure is complicated. There's a problem.

本発明は、以上の実情に鑑みて開発したものであって、目的とするところは、構造が簡単で、既存の自転車への搭載も容易で、しかも操作も簡単に行なえる自転車用変速装置を提供することにある。   The present invention has been developed in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a bicycle transmission that has a simple structure, can be easily mounted on an existing bicycle, and can be easily operated. It is to provide.

前述の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ペダルの踏力により回転するクランク側に設けるクランク側スプロケットと後輪側に設ける後輪側スプロケットとの間にチエンを架け渡した自転車用の変速装置であって、クランク側スプロケットが大径スプロケットと小径スプロケットから構成され、後輪側スプロケットが高速側スプロケットと低速側スプロケットとから構成され、チエンは、大径側スプロケットと高速側スプロケットとの間に架け渡した第1チエンと小径側スプロケットと低速側スプロケットとの間に架け渡した第2チエンから構成され、クラッチ切換機構によりオンオフ可能な第1ワンウエイクラッチが大径スプロケットとクランク側との間に介装され、第2ワンウエイクラッチが小径スプロケットとクランク側との間に介装され、高速側スプロケット及び低速側スプロケットは、後輪側に固定されて後輪と一定回転するように構成されていることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の自転車用変速装置において、小径スプロケットの回転を増速させるための増速機構が設けられていることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、ペダルの踏力により回転するクランク側に設けるクランク側スプロケットと後輪側に設ける後輪側スプロケットとの間にチエンを架け渡した自転車用の変速装置であって、クランク側スプロケットが大径スプロケットと小径スプロケットから構成され、後輪側スプロケットが高速側スプロケットと低速側スプロケットとから構成され、チエンは、大径側スプロケットと高速側スプロケットとの間に架け渡した第1チエンと小径側スプロケットと低速側スプロケットとの間に架け渡した第2チエンから構成され、
クラッチ切換機構によりオンオフ可能な第1ワンウエイクラッチが高速側スプロケットと後輪側との間に介装され、第2ワンウエイクラッチが低速側スプロケットと後輪側との間に介装され、大径スプロケット及び小径スプロケットは、クランク側に固定されてクランクと一定回転するように構成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the first aspect of the present invention, a chain is bridged between a crank side sprocket provided on the crank side that is rotated by a pedaling force and a rear wheel side sprocket provided on the rear wheel side. A transmission for a bicycle, the crank side sprocket is composed of a large diameter sprocket and a small diameter sprocket, the rear wheel side sprocket is composed of a high speed side sprocket and a low speed side sprocket, and the chain is composed of a large diameter side sprocket and a high speed side sprocket. The first one-way clutch, which is composed of a first chain spanned between the sprocket and a second chain spanned between the small-diameter sprocket and the low-speed sprocket, is turned on and off by a clutch switching mechanism. The second one-way clutch is inserted between the small-diameter sprocket and the crank. Is interposed between the high speed sprocket and the low speed sprocket is characterized in that it is configured to constant rotation between the rear wheel is fixed to the rear wheel side.
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the bicycle transmission device according to claim 1, a speed increasing mechanism is provided for increasing the speed of rotation of the small-diameter sprocket.
The invention according to claim 3 is a bicycle transmission in which a chain is bridged between a crank side sprocket provided on the crank side that is rotated by a pedaling force of a pedal and a rear wheel side sprocket provided on the rear wheel side. The crank-side sprocket is composed of a large-diameter sprocket and a small-diameter sprocket, the rear-wheel-side sprocket is composed of a high-speed sprocket and a low-speed sprocket, and the chain is installed between the large-diameter sprocket and the high-speed sprocket. Consists of a second chain spanned between one chain, a small-diameter side sprocket, and a low-speed side sprocket,
A first one-way clutch that can be turned on and off by a clutch switching mechanism is interposed between the high-speed side sprocket and the rear wheel side, and a second one-way clutch is interposed between the low-speed side sprocket and the rear wheel side. The small-diameter sprocket is fixed to the crank side and is configured to rotate with the crank at a constant speed.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の自転車用変速装置において、低速側スプロケットの回転を増速させるための増速機構が設けられていることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the invention, in the bicycle transmission of the third aspect, a speed increasing mechanism is provided for increasing the speed of rotation of the low speed side sprocket.

請求項1または3に記載の発明によれば、従来の内装式変速装置のように多段の遊星歯車、太陽歯車及び内歯歯車などを設ける必要がなく、それだけ構造が簡素化され、使用時における操作性も良好で信頼性も良い2段変速可能な変速装置を提供することが出来る。   According to the invention described in claim 1 or 3, there is no need to provide multi-stage planetary gears, sun gears, internal gears, and the like as in the case of a conventional internal transmission, and the structure is simplified as much as in use. It is possible to provide a transmission capable of two-speed shifting with good operability and good reliability.

また請求項2に記載の発明よれば、例えば大径スプロケットと小径スプロケットとの間に小径スプロケットの回転を増速させるための増速機構を設けるだけで、請求項1に記載の発明の効果に加え、簡単に3段変速とすることができる。   In addition, according to the invention described in claim 2, the effect of the invention described in claim 1 can be obtained only by providing a speed increasing mechanism for increasing the speed of rotation of the small diameter sprocket between the large diameter sprocket and the small diameter sprocket. In addition, a three-speed shift can be easily achieved.

また請求項4に記載の発明によれば、例えば高速側スプロケットと低速側スプロケットとの間に低速側スプロケットの回転を増速させるための増速機構を設けるだけで、請求項3に記載の発明の効果に加え、簡単に3段変速とすることができる。   According to the invention described in claim 4, for example, the speed increasing mechanism for increasing the rotation speed of the low speed side sprocket is provided between the high speed side sprocket and the low speed side sprocket, for example. In addition to the above effect, a three-speed shift can be easily achieved.

図1は、本発明の一例である2段式の変速装置を搭載する自転車を概略的に示したものであって、この自転車は、既知の通り、フレーム1に前輪11と後輪12を回転自由に取り付け、クランク軸2側に設けたクランク側スプロケット3と後輪12に設けた後輪側スプロケット4との間にチェン5を架け渡し、ペダル13の踏み込みによりチエン5を介して後輪12を回転駆動させるようにしている。   FIG. 1 schematically shows a bicycle equipped with a two-stage transmission which is an example of the present invention. As is known, this bicycle rotates a front wheel 11 and a rear wheel 12 on a frame 1. The chain 5 is bridged between the crank side sprocket 3 provided on the crankshaft 2 side and the rear wheel side sprocket 4 provided on the rear wheel 12, and the rear wheel 12 is inserted through the chain 5 by depressing the pedal 13. Is driven to rotate.

次にこの自転車に搭載する変速装置の第1実施形態を説明する。   Next, a description will be given of a first embodiment of a transmission mounted on the bicycle.

(第1実施形態)
先ず、クランク側スプロケット3は、歯数の多い大径スプロケット3aと、歯数の少ない小径スプロケット3bとから構成されている。
また後輪側スプロケット4は、高速側スプロケット4aと低速側スプロケット4bとから構成され、これら高速側スプロケット4a及び低速側スプロケット4bは、後輪12に固定されて、後輪12と一体回転するように構成されている。
(First embodiment)
First, the crank side sprocket 3 includes a large-diameter sprocket 3a having a large number of teeth and a small-diameter sprocket 3b having a small number of teeth.
The rear wheel side sprocket 4 includes a high speed side sprocket 4a and a low speed side sprocket 4b. The high speed side sprocket 4a and the low speed side sprocket 4b are fixed to the rear wheel 12 so as to rotate integrally with the rear wheel 12. It is configured.

高速側スプロケット4aと低速側スプロケット4bは同一歯数としている。   The high speed side sprocket 4a and the low speed side sprocket 4b have the same number of teeth.

チエン5は、大径スプロケット3aと高速側スプロケット4a間に架け渡された第1チエン5aと、小径スプロケット3bと低速側スプロケット4b間に架け渡された第2チエン5bとから構成されている。   The chain 5 includes a first chain 5a spanned between the large-diameter sprocket 3a and the high-speed side sprocket 4a, and a second chain 5b spanned between the small-diameter sprocket 3b and the low-speed side sprocket 4b.

また図2に示すように、クランク軸2に組み付けたクランク20のボス部21には、クランク軸2と共に回転する回転体22が固定され、前述の大径スプロケット3a及び小径スプロケット3bが、この回転体22の外周に設けた筒部23にベアリング31を介して回転自由に組付けられている。   As shown in FIG. 2, a rotating body 22 that rotates together with the crankshaft 2 is fixed to a boss portion 21 of the crank 20 assembled to the crankshaft 2, and the large-diameter sprocket 3a and the small-diameter sprocket 3b described above are rotated. A cylindrical portion 23 provided on the outer periphery of the body 22 is rotatably assembled via a bearing 31.

尚、回転体22は、クランク軸2に組みつけるようにしてもよい。   The rotating body 22 may be assembled to the crankshaft 2.

また回転体22の筒部23と大径スプロケット3aとの間には、複数のラチェット爪61a(実施形態では4個)とこれらラチェット爪61aが係合するラチェット歯62aとから構成される第1ワンウエイクラッチ6aが設けられ、また回転体22の筒部23と小径スプロケット3bとの間にも、複数のラチェット爪61b(実施形態では4個)とこれらラチェット爪61bが係合するラチェット歯62bとから構成される第2ワンウエイクラッチ6bが設けられている。   Further, between the cylindrical portion 23 of the rotating body 22 and the large-diameter sprocket 3a, a plurality of ratchet claws 61a (four in the embodiment) and ratchet teeth 62a with which these ratchet claws 61a engage are first. A one-way clutch 6a is provided, and a plurality of ratchet claws 61b (four in the embodiment) and ratchet teeth 62b with which these ratchet claws 61b engage are also provided between the cylindrical portion 23 of the rotating body 22 and the small-diameter sprocket 3b. A second one-way clutch 6b is provided.

ラチェット爪61a・61bは、回転体22の筒部23に枢支ピン63を介して揺動可能に組付けられ、ラチェット歯62a・62bは、大径スプロケット3a及び小径スプロケット3bのボス部32a・32bの内周面に刻設されている。   The ratchet claws 61a and 61b are swingably assembled to the cylindrical portion 23 of the rotating body 22 via a pivot pin 63, and the ratchet teeth 62a and 62b are respectively connected to the boss portions 32a and 62 of the large diameter sprocket 3a and the small diameter sprocket 3b. It is engraved on the inner peripheral surface of 32b.

斯くして、ペダル13の踏み込み操作によるクランク軸2の正回転(第4図において矢印X方向)時、第1及び第2ワンウエイクラッチ6a・6bを介して各スプロケット3a・3bが共回りし、クランク軸2の逆回転時にはフリーとなる。   Thus, when the crankshaft 2 is rotated forward (in the direction of the arrow X in FIG. 4) by depressing the pedal 13, the sprockets 3a and 3b rotate together via the first and second one-way clutches 6a and 6b. It becomes free when the crankshaft 2 rotates in reverse.

また大径スプロケット3a側に設けられた第1ワンウエイクラッチ6aのオンオフを行なうためのクラッチ切換機構7が設けられている。   A clutch switching mechanism 7 for turning on and off the first one-way clutch 6a provided on the large-diameter sprocket 3a side is also provided.

このクラッチ切換機構7は、図2に示すように、スプリング71によりラチェット爪61aから離反する方向に付勢されたラチェット切換体72と、ラチェット切換体72をスプリング71に抗してラチェット爪61a側に移動させるためのリング部材73とが備えられ、リング部材73は、フレーム1におけるクランク軸2の支持筒14の外周に設けたリードの大きな螺子15に螺合して、リング部材73の回転操作により、このリング部材73をクランク軸2の軸方向に移動させて、リング部材73の端縁でラチェット切換体62をスプリング71に抗して移動させるようにしている。   As shown in FIG. 2, the clutch switching mechanism 7 includes a ratchet switching body 72 urged by a spring 71 in a direction away from the ratchet pawl 61a, and the ratchet switching body 72 against the spring 71 against the ratchet pawl 61a side. A ring member 73 for moving the ring member 73. The ring member 73 is engaged with a screw 15 having a large lead provided on the outer periphery of the support cylinder 14 of the crankshaft 2 in the frame 1 to rotate the ring member 73. Thus, the ring member 73 is moved in the axial direction of the crankshaft 2, and the ratchet switching body 62 is moved against the spring 71 at the edge of the ring member 73.

リング部材73は、自転車のハンドルに設けられる操作レバー10に操作ワイヤ(図示せず)を介して連動連結されている。
次に以上の変速装置の作用を説明する。
The ring member 73 is interlocked and connected to an operation lever 10 provided on a bicycle handle via an operation wire (not shown).
Next, the operation of the above transmission will be described.

まず、図2に示すように、第1ワンウエイクラッチ6aが切られていない状態では、ペダル13の踏み込みにより、クランク20を介してクランク軸2を回転させるに伴い、大径スプロケット3aも正転方向に回転して、後輪12が第1チェン5aを介して高速で回転する。   First, as shown in FIG. 2, when the first one-way clutch 6a is not disengaged, the large-diameter sprocket 3a also rotates in the forward direction as the crankshaft 2 is rotated via the crank 20 by stepping on the pedal 13. The rear wheel 12 rotates at high speed via the first chain 5a.

この時、小径スプロケット3bは、第2ワンウエイクラッチ6bの作用により、回転体22に対する小径スプロケット3bの逆転方向への相対回転が許容され、動力の伝達とは関係なく、大径スプロケット3aよりも高速で回転することとなる。   At this time, the small-diameter sprocket 3b is allowed to rotate in the reverse direction of the small-diameter sprocket 3b with respect to the rotating body 22 by the action of the second one-way clutch 6b, and is faster than the large-diameter sprocket 3a regardless of power transmission. Will rotate.

一方、変速操作により、リング部材73を回転させて、ラチェット切換体72を図2において右方向に移動させると、図3に示すように、このラチェット切換体72により、ラチェット爪61aの後部が押されて、ラチェット爪61aが揺動し、これにより、ラチェット爪61aとラチェット歯62aとの係合が解除されて、第1ワンウエイクラッチ6aが切れる。   On the other hand, when the ring member 73 is rotated by the speed change operation and the ratchet switching body 72 is moved rightward in FIG. 2, the ratchet pawl 61a pushes the rear portion of the ratchet pawl 61a as shown in FIG. Thus, the ratchet pawl 61a swings, whereby the engagement between the ratchet pawl 61a and the ratchet teeth 62a is released, and the first one-way clutch 6a is disengaged.

この状態で、ペダル13の踏み込み操作によりクランク軸2を回転させた場合には、大径スプロケット3aが回転体22に対してフリーとなり、第2ワンウエイクラッチ6bが接続されている小径スプロケット3bの回転により、後輪12が第2チエン5bを介して低速で回転するのである。   In this state, when the crankshaft 2 is rotated by depressing the pedal 13, the large-diameter sprocket 3a becomes free with respect to the rotating body 22, and the small-diameter sprocket 3b to which the second one-way clutch 6b is connected is rotated. As a result, the rear wheel 12 rotates at a low speed via the second chain 5b.

尚、以上状態から逆の変速操作を行うと、リング部材73が逆回転しながら、移動して、これに伴い、ラチェット切換体72が、スプリング71により押されて、図2に示すように、ラチェット爪61aとラチェット歯52とが再度係合し、後輪12が高速回転に切り替えられる。   When the reverse speed change operation is performed from the above state, the ring member 73 moves while being reversely rotated, and accordingly, the ratchet switching body 72 is pushed by the spring 71, as shown in FIG. The ratchet pawl 61a and the ratchet teeth 52 are engaged again, and the rear wheel 12 is switched to high speed rotation.

(第2実施形態)
次に、この発明の第2実施形態として、3段変速の自転車用変速装置を図5〜図7に基づいて説明する。
(Second Embodiment)
Next, as a second embodiment of the present invention, a three-speed bicycle transmission will be described with reference to FIGS.

尚、ここでは前述の第1実施形態と共通する部分についての説明は省略する。   Note that description of parts common to the first embodiment is omitted here.

図5〜図7に示す変速装置では、小径スプロケット3bの回転を増速させるための増速機構8が、大径スプロケット3aと小径スプロケット3bとの間に組み込まれている。   In the transmission shown in FIGS. 5 to 7, a speed increasing mechanism 8 for increasing the rotation speed of the small diameter sprocket 3b is incorporated between the large diameter sprocket 3a and the small diameter sprocket 3b.

この増速機構8は、大径スプロケット3aと小径スプロケット3bとの間に介在されるリング状の中間部材81を備え、この中間部材81は、回転体22の筒部23に対し回転自由に配置されている。   The speed increasing mechanism 8 includes a ring-shaped intermediate member 81 interposed between the large-diameter sprocket 3 a and the small-diameter sprocket 3 b, and the intermediate member 81 is freely arranged with respect to the cylindrical portion 23 of the rotating body 22. Has been.

そしてこの中間部材81と筒部23との間には、図5にも示すように、複数のラチェット爪61c(実施形態では4個)とこれらラチェット爪61cが係合するラチェット歯62cとから構成される第3ワンウエイクラッチ6cが設けられている。   As shown in FIG. 5, a plurality of ratchet claws 61 c (four in the embodiment) and ratchet teeth 62 c with which these ratchet claws 61 c engage are formed between the intermediate member 81 and the cylindrical portion 23. A third one-way clutch 6c is provided.

ラチェット爪61cは、回転体22の筒部23に枢支ピン63を介して揺動可能に組付けられ、ラチェット歯62cは、中間部材81の内周面に刻設されている。   The ratchet pawl 61 c is assembled to the cylindrical portion 23 of the rotating body 22 via a pivot pin 63 so as to be swingable, and the ratchet teeth 62 c are engraved on the inner peripheral surface of the intermediate member 81.

また中間部材81の外周には、傘歯車82が周方向に間隔をおいて4個回転自由に取り付けられ、この傘歯車82は、大径スプロケット3a及び小径スプロケット3bのボス部32a・32bに形成された環状傘歯83・84に噛合している。   Further, four bevel gears 82 are rotatably attached to the outer periphery of the intermediate member 81 at intervals in the circumferential direction. The bevel gears 82 are formed on the boss portions 32a and 32b of the large-diameter sprocket 3a and the small-diameter sprocket 3b. The ring-shaped bevel teeth 83 and 84 are engaged with each other.

両環状傘歯83・84は同一歯数としている。   Both annular bevel teeth 83 and 84 have the same number of teeth.

次に以上の変速装置の作用を説明する。   Next, the operation of the above transmission will be described.

まず、図5に示すように、第1ワンウエイクラッチ6aが切られていない状態において、ペダル13の踏み込みにより、クランク20を介してクランク軸2を回転させるに伴い、大径スプロケット3aも正転方向に回転して、後輪12が第1チェン5aを介して高速で回転する。   First, as shown in FIG. 5, when the first one-way clutch 6a is not disengaged, the large-diameter sprocket 3a is rotated in the forward direction as the crankshaft 2 is rotated via the crank 20 by the depression of the pedal 13. The rear wheel 12 rotates at high speed via the first chain 5a.

この時、小径スプロケット3bは、第2ワンウエイクラッチ6bの作用により、回転体22に対する小径スプロケット3bの逆転方向への相対回転が許容され、動力の伝達とは関係なく、大径スプロケット3aよりも高速で回転することとなる。   At this time, the small-diameter sprocket 3b is allowed to rotate in the reverse direction of the small-diameter sprocket 3b with respect to the rotating body 22 by the action of the second one-way clutch 6b, and is faster than the large-diameter sprocket 3a regardless of power transmission. Will rotate.

一方、変速操作により、リング部材73及びラチェット切換体72を図5において右方向に一段階移動させることで、ラチェット切換体72により、このラチェット爪61aとラチェット歯62aとの係合が解除されて、第1ワンウエイクラッチ6aが切れると、大径スプロケット3aが回転体22に対してフリーとなり、増速機構8を構成する傘歯車82の環状傘歯83・84間での回転作用により、小径スプロケット3bの回転が増速されて、後輪12が第1及び第2チエン5a・5bを介して中速で回転するのである。   On the other hand, by the shifting operation, the ring member 73 and the ratchet switching body 72 are moved to the right in FIG. 5 by one step so that the ratchet switching body 72 releases the engagement between the ratchet pawl 61a and the ratchet teeth 62a. When the first one-way clutch 6a is disengaged, the large-diameter sprocket 3a becomes free with respect to the rotating body 22, and the small-diameter sprocket is caused by the rotational action between the annular bevel gears 83 and 84 of the bevel gear 82 constituting the speed increasing mechanism 8. The rotation of 3b is increased, and the rear wheel 12 rotates at a medium speed via the first and second chains 5a and 5b.

また更に変速操作により、リング部材73及びラチェット切換体72を図5において右方向にもう一段階移動させることで、図6に示すように、第1ワンウエイクラッチ6aと第3ワンウエイクラッチ6cが切れると、大径スプロケット3a及び中間部材81が回転体22に対してフリーとなり、後輪12が第2チエン5bを介して低速で回転するのである。   Further, when the first one-way clutch 6a and the third one-way clutch 6c are disengaged as shown in FIG. 6 by moving the ring member 73 and the ratchet switching body 72 one step further in the right direction in FIG. The large-diameter sprocket 3a and the intermediate member 81 become free with respect to the rotating body 22, and the rear wheel 12 rotates at a low speed via the second chain 5b.

斯くして以上の実施形態では、基本的には、第1実施形態の変速装置において、大径スプロケット3aと小径スプロケット3b間に傘歯車82を備えた増速機構を介在させるだけで、3段変速とすることができる。   Thus, in the above embodiment, basically, in the transmission of the first embodiment, the speed increasing mechanism including the bevel gear 82 is interposed between the large-diameter sprocket 3a and the small-diameter sprocket 3b. It can be a shift.

(第3実施形態)
次に、この発明の第3実施形態の自転車用変速装置を図8〜図10に基づいて説明する。
(Third embodiment)
Next, a bicycle transmission according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

先ず、クランク側スプロケット3は、歯数の多い大径スプロケット3aと、歯数の少ない小径スプロケット3bとから構成され、これら両スプロケット3a・3bは、クランク軸2に固定されて、このクランク軸2と一体回転するように構成されている。   First, the crank-side sprocket 3 is composed of a large-diameter sprocket 3a having a large number of teeth and a small-diameter sprocket 3b having a small number of teeth. Both the sprockets 3a and 3b are fixed to the crankshaft 2, and the crankshaft 2 And are configured to rotate together.

後輪側スプロケット4は、高速側スプロケット4aと低速側スプロケット4bとから構成されている。   The rear wheel side sprocket 4 includes a high speed side sprocket 4a and a low speed side sprocket 4b.

チエン5は、大径スプロケット3aと高速側スプロケット4a間に架け渡された第1チエン5aと、小径スプロケット3bと低速側スプロケット4b間に架け渡された第2チエン5bとから構成されている。   The chain 5 includes a first chain 5a spanned between the large-diameter sprocket 3a and the high-speed side sprocket 4a, and a second chain 5b spanned between the small-diameter sprocket 3b and the low-speed side sprocket 4b.

高速側スプロケット4a及び低速側スプロケット4bは、後輪12のハブ16にベアリング310を介して回転自由に組みつけられている。   The high speed side sprocket 4 a and the low speed side sprocket 4 b are assembled to the hub 16 of the rear wheel 12 via a bearing 310 so as to freely rotate.

高速側スプロケット4aと低速側スプロケット4bは同一歯数としている。   The high speed side sprocket 4a and the low speed side sprocket 4b have the same number of teeth.

また後輪12のハブ16と高速側スプロケット4aとの間には、複数のラチェット爪610a(実施形態では4個)とこれらラチェット爪610aが係合するラチェット歯620aとから構成される第1ワンウエイクラッチ60aが設けられ、後輪12のハブ16と低速側スプロケット4bとの間には、複数のラチェット爪610b(実施形態では4個)とこれらラチェット爪610bが係合するラチェット歯620bとから構成される第1ワンウエイクラッチ60bが設けられている。   Further, between the hub 16 of the rear wheel 12 and the high speed side sprocket 4a, a first one-way constituted by a plurality of ratchet claws 610a (four in the embodiment) and ratchet teeth 620a with which the ratchet claws 610a engage. A clutch 60a is provided, and a plurality of ratchet pawls 610b (four in the embodiment) and ratchet teeth 620b with which the ratchet pawls 610b engage are provided between the hub 16 of the rear wheel 12 and the low-speed sprocket 4b. A first one-way clutch 60b is provided.

ラチェット爪610a・610bは後輪12のハブ16に枢支ピン630を介して揺動可能に組付けられ、ラチェット歯620a・620bは、高速側スプロケット4a及び低速側スプロケット4bのボス部41a・41bの内周面に刻設されている。   The ratchet pawls 610a and 610b are swingably assembled to the hub 16 of the rear wheel 12 via a pivot pin 630, and the ratchet teeth 620a and 620b are boss portions 41a and 41b of the high speed side sprocket 4a and the low speed side sprocket 4b. It is engraved on the inner peripheral surface of.

斯くして、ペダル13の踏み込み操作によるクランク軸2の正回転(10図において矢印X方向)時、第1及び第2ワンウエイクラッチ60a・60bを介して各スプロケット4a・4bが共回りし、クランク軸2の逆回転時にはフリーとなる。   Thus, when the crankshaft 2 is rotated forward (in the direction of the arrow X in FIG. 10) by depressing the pedal 13, the sprockets 4a and 4b rotate together via the first and second one-way clutches 60a and 60b. It becomes free when the shaft 2 rotates in the reverse direction.

また高速側スプロケット4aに設けられた第1ワンウエイクラッチ60aのオンオフを行なうためのクラッチ切換機構70が設けられている。   A clutch switching mechanism 70 for turning on and off the first one-way clutch 60a provided on the high speed side sprocket 4a is also provided.

このクラッチ切換機構7は、後輪12のハブ16を回転自由に支持するシャフト17の外周にリードの大きな螺子18を設ける一方、ラチェット切換体720を螺子18に螺合して、このラチェット切換体720の回転操作により、ラチェット切換体720をシャフト17の軸方向に移動させるようにしている。   The clutch switching mechanism 7 is provided with a screw 18 having a large lead on the outer periphery of a shaft 17 that rotatably supports the hub 16 of the rear wheel 12, while a ratchet switching body 720 is screwed to the screw 18 so that the ratchet switching body. The ratchet switching body 720 is moved in the axial direction of the shaft 17 by the rotation operation of 720.

尚、このラチェット切換体720は、自転車のハンドルに設けられる操作レバー10に操作ワイヤ(図示せず)を介して連動連結されている。   The ratchet switching body 720 is linked to an operation lever 10 provided on a bicycle handle via an operation wire (not shown).

次に以上の変速装置の作用を説明する。   Next, the operation of the above transmission will be described.

まず、図8に示すように、第1ワンウエイクラッチ60aが切られていない状態では、ペダル13の踏み込みにより、クランク20を介してクランク軸2を回転させるに伴い、第1チエン5aを介して高速側スプロケット4aも正転方向に回転して、後輪12が高速で回転する。   First, as shown in FIG. 8, when the first one-way clutch 60a is not disengaged, as the crankshaft 2 is rotated via the crank 20 by depressing the pedal 13, the speed is increased via the first chain 5a. The side sprocket 4a also rotates in the forward direction, and the rear wheel 12 rotates at high speed.

この時、低速側スプロケット4bは、第2ワンウエイクラッチ60bの作用により、ハブ16に対する低速側スプロケット4bの逆転方向への相対回転が許容され、動力の伝達とは関係なく、高速側スプロケット4aよりも低速で回転することとなる。   At this time, the low-speed side sprocket 4b is allowed to rotate in the reverse direction of the low-speed side sprocket 4b with respect to the hub 16 by the action of the second one-way clutch 60b. It will rotate at low speed.

一方、変速操作により、ラチェット切換体72を図8において左方向に移動させると、このラチェット切換体720により、ラチェット爪61aの後部が押されて、ラチェット爪610aが揺動し、このラチェット爪610aとラチェット歯620aとの係合が解除されて、第1ワンウエイクラッチ60aが切れる。   On the other hand, when the ratchet switching body 72 is moved to the left in FIG. 8 by a speed change operation, the rear portion of the ratchet pawl 61a is pushed by the ratchet switching body 720, and the ratchet pawl 610a swings, and the ratchet pawl 610a. And the ratchet teeth 620a are disengaged, and the first one-way clutch 60a is disengaged.

この状態で、ペダル13の踏み込み操作によりクランク軸2を回転させた場合には、高速側スプロケット4aがハブ16に対してフリーとなり、第2ワンウエイクラッチ60bが接続されている低速側スプロケット4bの回転により、後輪12が低速で回転するのである。   In this state, when the crankshaft 2 is rotated by depressing the pedal 13, the high speed side sprocket 4a becomes free with respect to the hub 16, and the rotation of the low speed side sprocket 4b to which the second one-way clutch 60b is connected. As a result, the rear wheel 12 rotates at a low speed.

尚、以上状態から逆の変速操作を行うと、ラチェット切換体720が、図9に示す位置から右方向に移動して、図8に示すように、ラチェット爪610aとラチェット歯620aとが再度係合し、後輪12が高速回転に切り替えられる。   If the reverse speed change operation is performed from the above state, the ratchet switching body 720 moves to the right from the position shown in FIG. 9, and the ratchet pawl 610a and the ratchet teeth 620a are engaged again as shown in FIG. The rear wheel 12 is switched to high speed rotation.

(第4実施形態)
次に、この発明の第4実施形態として、3段変速の自転車用変速装置を図11〜図13に基づいて説明する。
(Fourth embodiment)
Next, as a fourth embodiment of the present invention, a three-speed bicycle transmission will be described with reference to FIGS.

尚、ここでは前述の第3実施形態と共通する部分についての説明は省略する。   In addition, description about the part which is common in above-mentioned 3rd Embodiment is abbreviate | omitted here.

図11から図13に示す変速装置では、低速側スプロケット4bの回転を増速させるための増速機構80が、高速側スプロケット4aと低速側スプロケット4bとの間に組み込まれている。   In the transmission shown in FIGS. 11 to 13, a speed increasing mechanism 80 for increasing the speed of rotation of the low speed side sprocket 4b is incorporated between the high speed side sprocket 4a and the low speed side sprocket 4b.

この増速機構80は、高速側スプロケット4aと低速側スプロケット4bとの間に介在されるリング状の中間部材810を備え、この中間部材810は、ハブ16に対し回転自由に配置されている。   The speed increasing mechanism 80 includes a ring-shaped intermediate member 810 interposed between the high speed side sprocket 4 a and the low speed side sprocket 4 b, and the intermediate member 810 is disposed so as to be freely rotatable with respect to the hub 16.

そしてこの中間部材810とハブ16との間には、複数のラチェット爪610c(実施形態では4個)とこれらラチェット爪610cが係合するラチェット歯620cとから構成される第3ワンウエイクラッチ60cが設けられている。   A third one-way clutch 60c is provided between the intermediate member 810 and the hub 16 and includes a plurality of ratchet claws 610c (four in the embodiment) and ratchet teeth 620c with which the ratchet claws 610c engage. It has been.

ラチェット爪610cは、ハブ16に枢支ピン630を介して揺動可能に組付けられ、ラチェット歯620cは、中間部材810の内周面に刻設されている。   The ratchet pawl 610c is assembled to the hub 16 via a pivot pin 630 so as to be swingable, and the ratchet teeth 620c are engraved on the inner peripheral surface of the intermediate member 810.

また中間部材810の外周には、傘歯車820が周方向に間隔をおいて4個回転自由に取り付けられ、この傘歯車82は、高速側スプロケット4a及び低速側スプロケット4bのボス部41a・41bに形成された環状傘歯830・840に噛合している。   Further, four bevel gears 820 are rotatably attached to the outer periphery of the intermediate member 810 at intervals in the circumferential direction. The bevel gears 82 are attached to the boss portions 41a and 41b of the high speed side sprocket 4a and the low speed side sprocket 4b. It meshes with the formed annular bevel teeth 830 and 840.

クラッチ切換機構70を構成するラチェット切換体720は、操作ロッド721に組み付けられているのであって、またこの操作ロッド721は、シャフト17に設けた軸孔18に組み込まれている。している。   The ratchet switching body 720 constituting the clutch switching mechanism 70 is assembled to the operation rod 721, and this operation rod 721 is incorporated into the shaft hole 18 provided in the shaft 17. doing.

次に以上の変速装置の作用を説明する。   Next, the operation of the above transmission will be described.

まず、図11に示すように、第1ワンウエイクラッチ60aが切られていない状態において、ペダル13の踏み込みにより、クランク20を介してクランク軸2を回転させるに伴い、大径スプロケット3a及び第1チエン4aを介して高速側スプロケット4aも正転方向に回転して、後輪12が高速で回転する。   First, as shown in FIG. 11, in the state where the first one-way clutch 60a is not disengaged, the large-diameter sprocket 3a and the first chain are rotated as the crankshaft 2 is rotated via the crank 20 by stepping on the pedal 13. The high speed side sprocket 4a also rotates in the forward direction through 4a, and the rear wheel 12 rotates at high speed.

この時、低速側スプロケット4bは、第2ワンウエイクラッチ60bの作用により、ハブ16に対する低速側スプロケット4bの逆転方向への相対回転が許容され、動力の伝達とは関係なく、高速側スプロケット4aよりも低速で回転することとなる。   At this time, the low-speed side sprocket 4b is allowed to rotate in the reverse direction of the low-speed side sprocket 4b with respect to the hub 16 by the action of the second one-way clutch 60b. It will rotate at low speed.

一方、変速操作により、ラチェット切換体720を図11において右方向に一段階移動させることで、ラチェット切換体720により、ラチェット爪610aとラチェット歯620aとの係合が解除されて、第1ワンウエイクラッチ60aが切れると、高速側スプロケット4aがハブ16に対してフリーとなり、増速機構80を構成する傘歯車820の環状傘歯830・840間での回転作用により、第1及び第2チエン5a・5bを介して低速側スプロケット4bの回転が増速されて、後輪12が中速で回転するのである。   On the other hand, by the shifting operation, the ratchet switching body 720 is moved to the right in FIG. 11 by one step, whereby the ratchet switching body 720 releases the engagement between the ratchet pawl 610a and the ratchet teeth 620a, and the first one-way clutch When 60a is cut off, the high speed side sprocket 4a becomes free with respect to the hub 16, and the first and second chains 5a, 5a, and 5b are rotated by the rotating action of the bevel gear 820 constituting the speed increasing mechanism 80 between the annular bevel teeth 830 and 840. The rotation of the low speed side sprocket 4b is increased through 5b, and the rear wheel 12 rotates at a medium speed.

また更に変速操作により、ラチェット切換体720を図11において右方向にもう一段階移動させることで、図12に示すように、第1ワンウエイクラッチ60aと第3ワンウエイクラッチ60cが切れると、高速側スプロケット4a及び中間部材810がハブ16に対してフリーとなり、後輪12が低速で回転するのである。   Further, when the first one-way clutch 60a and the third one-way clutch 60c are disengaged as shown in FIG. 12 by moving the ratchet switching body 720 to the right in FIG. 4a and the intermediate member 810 become free with respect to the hub 16, and the rear wheel 12 rotates at a low speed.

斯くして以上の実施形態では、基本的には、第3実施形態の変速装置において、高速側スプロケット4aと低速側スプロケット4b間に傘歯車820を備えた増速機構80を介在させるだけで、3段変速とすることができる。   Thus, in the above embodiment, basically, in the transmission of the third embodiment, the speed increasing mechanism 80 including the bevel gear 820 is interposed between the high speed side sprocket 4a and the low speed side sprocket 4b. A three-speed shift can be achieved.

本発明の変速装置が搭載される自転車の説明図。Explanatory drawing of the bicycle by which the transmission of this invention is mounted. 第1実施形態の変速装置の要部の断面図。Sectional drawing of the principal part of the transmission of 1st Embodiment. 第1実施形態の変速装置の要部の断面図。Sectional drawing of the principal part of the transmission of 1st Embodiment. 第1実施形態の変速装置の要部の説明図。Explanatory drawing of the principal part of the transmission of 1st Embodiment. 第2実施形態に係る変速装置の要部の断面図。Sectional drawing of the principal part of the transmission which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態の変速装置の要部の断面図。Sectional drawing of the principal part of the transmission of 2nd Embodiment. 第2実施形態の変速装置の要部の説明図。Explanatory drawing of the principal part of the transmission of 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る変速装置の要部の断面図。Sectional drawing of the principal part of the transmission which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態の変速装置の要部の断面図。Sectional drawing of the principal part of the transmission of 3rd Embodiment. 第3実施形態の変速装置の要部の説明図。Explanatory drawing of the principal part of the transmission of 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る変速装置の要部の断面図。Sectional drawing of the principal part of the transmission which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態の変速装置の要部の断面図。Sectional drawing of the principal part of the transmission of 3rd Embodiment. 第3実施形態の変速装置の要部の説明図。Explanatory drawing of the principal part of the transmission of 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 フレーム
11 前輪
12 後輪
13 ペダル
2 クランク軸
20 クランク
22 回転体
3 クランク側スプロケット
3a 大径スプロケット
3b 小径スプロケット
4 後輪側スプロケット
4a 高速側スプロケット
4b 低速側スプロケット
5 チエン
5a 第1チエン
5b 第2チエン
6a・60a 第1ワンウエイクラッチ
6b・60b 第2ワンウエイクラッチ
6c・60c 第3ワンウエイクラッチ
7・70 クラッチ切換機構
8・80 増速機構
1 Frame 11 Front wheel 12 Rear wheel 13 Pedal 2 Crankshaft 20 Crank 22 Rotating body 3 Crank side sprocket 3a Large diameter sprocket 3b Small diameter sprocket 4 Rear wheel side sprocket 4a High speed side sprocket 4b Low speed side sprocket 5 Chain 5a First chain 5b Second Chain 6a / 60a First one-way clutch 6b / 60b Second one-way clutch 6c / 60c Third one-way clutch 7.70 Clutch switching mechanism 8.80 Speed increasing mechanism

Claims (4)

ペダルの踏力により回転するクランク側に設けるクランク側スプロケットと後輪側に設ける後輪側スプロケットとの間にチエンを架け渡した自転車用の変速装置であって、
クランク側スプロケットが大径スプロケットと小径スプロケットから構成され、後輪側スプロケットが高速側スプロケットと低速側スプロケットとから構成され、チエンは、大径側スプロケットと高速側スプロケットとの間に架け渡した第1チエンと小径側スプロケットと低速側スプロケットとの間に架け渡した第2チエンから構成され、クラッチ切換機構によりオンオフ可能な第1ワンウエイクラッチが、大径スプロケットとクランク側との間に介装され、第2ワンウエイクラッチが小径スプロケットとクランク側との間に介装され、高速側スプロケット及び低速側スプロケットは、後輪側に固定されて後輪と一定回転するように構成されていることを特徴とする自転車用変速装置。
A bicycle transmission in which a chain is bridged between a crank-side sprocket provided on the crank side that is rotated by a pedal depression force and a rear-wheel side sprocket provided on the rear wheel side,
The crank-side sprocket is composed of a large-diameter sprocket and a small-diameter sprocket, the rear-wheel-side sprocket is composed of a high-speed sprocket and a low-speed sprocket, and the chain is installed between the large-diameter sprocket and the high-speed sprocket. A first one-way clutch, which is composed of a second chain spanned between one chain, a small-diameter side sprocket and a low-speed side sprocket, and which can be turned on and off by a clutch switching mechanism, is interposed between the large-diameter sprocket and the crank side. The second one-way clutch is interposed between the small-diameter sprocket and the crank side, and the high speed side sprocket and the low speed side sprocket are fixed to the rear wheel side and are configured to rotate at a constant speed with the rear wheel. A bicycle transmission.
小径スプロケットの回転を増速させるための増速機構が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の自転車用変速装置。   2. The bicycle transmission according to claim 1, further comprising a speed increasing mechanism for speeding up the rotation of the small-diameter sprocket. ペダルの踏力により回転するクランク側に設けるクランク側スプロケットと後輪側に設ける後輪側スプロケットとの間にチエンを架け渡した自転車用の変速装置であって、
クランク側スプロケットが大径スプロケットと小径スプロケットから構成され、後輪側スプロケットが高速側スプロケットと低速側スプロケットとから構成され、チエンは、大径側スプロケットと高速側スプロケットとの間に架け渡した第1チエンと小径側スプロケットと低速側スプロケットとの間に架け渡した第2チエンから構成され、クラッチ切換機構によりオンオフ可能な第1ワンウエイクラッチが高速側スプロケットと後輪側との間に介装され、第2ワンウエイクラッチが低速側スプロケットと後輪側との間に介装され、大径スプロケット及び小径スプロケットは、クランク側に固定されてクランクと一定回転するように構成されていることを特徴とする自転車用変速装置。
A bicycle transmission in which a chain is bridged between a crank-side sprocket provided on the crank side that is rotated by a pedal depression force and a rear-wheel side sprocket provided on the rear wheel side,
The crank-side sprocket is composed of a large-diameter sprocket and a small-diameter sprocket, the rear-wheel-side sprocket is composed of a high-speed sprocket and a low-speed sprocket, and the chain is installed between the large-diameter sprocket and the high-speed sprocket. The first one-way clutch, which is composed of the first chain, the second chain spanned between the small-diameter side sprocket and the low-speed side sprocket and can be turned on / off by the clutch switching mechanism, is interposed between the high-speed side sprocket and the rear wheel side. The second one-way clutch is interposed between the low-speed side sprocket and the rear wheel side, and the large-diameter sprocket and the small-diameter sprocket are fixed to the crank side and configured to rotate with the crank. A bicycle transmission.
低速側スプロケットの回転を増速させるための増速機構が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の自転車用変速装置。   4. The bicycle transmission according to claim 3, further comprising a speed increasing mechanism for increasing the speed of rotation of the low speed side sprocket.
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