JP2022510243A - 回転力を増加させるためのクランク可変速ギア装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速効率に優れ、動力伝達構造が簡単で、クランク可変速ギアを小型化できるクランク可変速ギア装置を提供する。【解決手段】クランク可変速ギア装置のハウジングにはギアアセンブリーと、ラッチアセンブリーが配置される。ギアアセンブリーは、第１ラッチ止め部が形成されたサンギア、遊星ギア、及びリングギアを含む。ラッチアセンブリーは、多数のラッチサイトが形成されたラッチ本体、ラッチサイトの多数の第１ラッチ、ラッチ本体内部に挿入配置されて第２ラッチ止め具が形成されたラッチリング、サンギアの放射状外面上の第２ラッチ挿入溝に配置されて第２ラッチ止め具に上段部がかかる第２ラッチ、ラッチ本体内に配置されるラッチガイド、ラッチ本体の放射状外面上のロックリング、及びラッチ本体の一側面上に固定される締結ブラケットを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、回転力を増加させるためのクランク可変速ギア装置に関し、より詳細には、ギアアセンブリーとラッチアセンブリーを通じてギア比を１．６倍速乃至１．８倍速に加速すると同時に必要によってギア比を１倍速に変速でき、変速効率に優れ、操作が便利で、自転車の小型化及び軽量化を可能にするクランク可変速ギア装置に関する。

一般に、自転車は、人が足で踏む力を、ペダル・クランク機構・チェーンを経て後輪に伝達するのが基本的である。最近では、走行速度と状態によって変速比を変更でき、より効率的な走行が可能な自転車が一般化している。自転車の回転力を向上させて走行速度を改善するため、自転車クランク軸の一側に形成されるスプロケットや後輪駆動輪側に形成されるスプロケットを、直径がそれぞれ異なる設定とした多段のスプロケットに構成し、動力伝達媒体であるチェーンの位置を変更できる変速装置が適用されている。

特許文献１には、自転車の動力伝達装置が開示される。この特許は、自転車のペダルアームの回転半径を小さくでき、少ない力で既存のものと同様な回転力を得るものである。しかしながら、この特許では、リングギア（３１１）を支持するための回転ドラム（３１０）を備えており、ディスク形態の設置板（３２１、３２２）間に複数の遊星ギア（３２３、３２４）を固定配置して一側面上に従動ギア（３３２）が配置されたスプロケットホイールを備えているので、動力伝達構造が相対的に複雑で構成部品間の摩擦によって動力伝達効果が低下するという問題がある。また、ギア比の変速構造が複雑で所望のギア比変換を達成することが困難であるとの問題がある。

韓国登録特許第１０－０９２１１７８号公報

本発明の目的は、ギア比加速及び変速効果に優れ、動力伝達構造が簡単で、変速操作が便利で、自転車の小型化及び軽量化を可能にするクランク可変速ギア装置を提供することにある。

本発明による自転車用クランク可変速ギア装置は、自転車のフレーム構造体に設けられたシェル内で軸ハウジングにより回転可能に支持されるクランク軸、及び前記クランク軸の両端部で相互位相が反対になるように対称をなし内側端部がそれぞれ固定装着される一対のクランクアームを含む自転車用クランク可変速ギア装置において、
（ａ）前記クランク軸上に装着されるハウジングを備え、前記ハウジングの内部には中央開口部が貫通して形成されて、前記ハウジングの第１側放射状内部にはリセスが形成されて、前記ハウジングの第２側にはチェーンリング装着部が前記ハウジングの他側から一定長さだけ突出して形成され、
（ｂ）前記ハウジングの内部と前記リセスに配置されるギアアセンブリーを備え、前記ギアアセンブリーは、前記ハウジング内で前記軸ハウジング放射状外面上に装着されたサンギア、放射状一側を通じて前記サンギアと噛み合いながら前記サンギアを中心に公転するように配置された遊星ギア、及び前記遊星ギアの放射状他側と噛み合うように前記遊星ギアの外部に配置されて放射状内面上に第２ギア歯形が形成されたリングギアを含み、及び
（ｃ）前記ハウジングの内部及び前記ハウジングの第２側に結合して配置されるラッチアセンブリーを備え、前記ラッチアセンブリーは、放射状内面上に多数のラッチサイトが形成されたラッチ本体、前記ラッチサイトにそれぞれ配置された多数の第１ラッチ、前記ラッチ本体内部に挿入して配置されて放射状内面上に第２ラッチ止め具が形成されたラッチリング、前記サンギアの放射状外面上に形成された第２ラッチ挿入溝に配置されて前記第２ラッチ止め具に上段部がかかるように配置された第２ラッチ、前記ラッチ本体内に配置されるラッチガイド、前記ラッチ本体の放射状外面上に装着されるロックリング、及び前記ラッチ本体の一側面上に固定装着されるリング形状の締結ブラケットを含むことを特徴とする。

前記クランク軸の両側端部にはスプラインとスプライン溝がそれぞれ形成されて、これに対応して前記クランクアームの内側端部には前記スプラインとスプライン溝が対応して嵌められるスプライン溝とスプラインを有する回転防止部がそれぞれ提供されて、前記クランクアームの中の第１クランクアームの内側端部一側面上で前記回転防止部の中の第１回転防止部の放射状外側位置には多数の遊星ギア回転軸が一側方向に一定長さだけ突出して形成されたことを特徴とする。

前記サンギアは円筒形のサンギア本体を備え、前記サンギアを前記軸ハウジング放射状外面上に装着する場合に、前記サンギアの第１側は前記第１回転防止部に近く位置するようになり、前記サンギアの第２側は前記第１回転防止部に対して相対的に遠い方に位置するようになり、前記サンギアの放射状外面上で前記第１側近くの位置には第１ギア歯形が形成されて、前記サンギアの前記第１側の自由段部と前記第１ギア歯形の間の位置で前記サンギアの放射状外面上には第１ベアリングが配置されて、前記サンギアの第２側放射状外面上には第１ラッチ止め具が形成されたことを特徴とする。

前記第１ラッチは前記ハウジングの放射状内面で前記第１ラッチの内側端部に隣接して配置された第１ラッチスプリングによって弾力的に支持されて、前記第１ギア歯形と前記第１ラッチ止め具の間の位置で前記サンギア本体の放射状外面上にはスプリング挿入溝が形成されて、前記スプリング挿入溝の中間位置で前記サンギア本体の放射状外面上には多数の第２ラッチ挿入溝が形成されて、前記第２ラッチ挿入溝には前記第２ラッチがそれぞれ配置されて、前記スプリング挿入溝には前記第２ラッチの下部を弾力的に支持するための第２ラッチスプリングが配置されて、前記第２ラッチ挿入溝の近くの位置で前記サンギア本体の放射状外面上には第２ベアリングが配置されたことを特徴とする。

前記ラッチガイドはリング形状のラッチガイドフランジ及び前記ラッチガイドフランジの一側面から側方向に一定長さだけ延長して形成されたラッチガイド延長部を備えて、前記ラッチガイド延長部は前記第１ラッチと接触して前記第１ラッチの動作を制御できるように前記第１ラッチの隣接位置に置かれ、前記ラッチ本体内に前記ラッチリングと前記ラッチガイドが配置される場合、前記ラッチガイド延長部の外部に前記ラッチリングが嵌められる方式で配置されて、前記ラッチガイドフランジの外周部一側にはラッチ操縦レバーが放射状外部に一定長さだけ突出して形成されたことを特徴とする。

前記ラッチ本体は環形状のラッチフランジ及び前記ラッチフランジの一側から側方向に一定長さだけ延長されたリング形状のラッチ延長部を備えて、前記ラッチアセンブリーを組み立てる場合に、前記ラッチ操縦レバーは前記ラッチフランジ中間に一部分を切開して形成されたガイド溝内に位置し、前記ラッチ操縦レバーの外側段部は別途のワイヤーを経て自転車取っ手側に設置された変速レバーに機械的に連結されたことを特徴とする。

前記チェーンリング装着部の放射状外面上にはそれぞれ異なる直径の第１及び第２チェーンリングが装着されて、前記ロックリングの放射状外面上には前記第１及び第２チェーンリングとは異なる直径の第３チェーンリングが装着されたことを特徴とする。

本発明の自転車用クランク可変速ギア装置によれば、前輪の自転車ペダルによって伝達される動力を基にギアアセンブリーとラッチアセンブリーを通じてギア比を１．６倍速乃至１．８倍速に加速すると同時に必要によってギア比を１倍速に変速できるので、変速効率に優れ、また操作が便利で、クランク可変速ギア装置を小さく構成できる。また、自転車の小型化及び軽量化ができる。

本発明の好ましい実施例で、回転力を増加させるためのクランク可変速ギア装置の分解斜視図である。 図１のハウジング及びその一側に結合されるギアアセンブリーの構造を示す図である。 図１のハウジング及びその他側に結合されるラッチアセンブリーの構造を示す図である。 図１のクランク可変速ギア装置の結合状態断面図である。 図１のクランク可変速ギア装置の動作状態図で、第２ラッチの動作状態を示す図である。 図１のクランク可変速ギア装置の動作状態図で、第１ラッチの動作状態を示す図である。 図１のクランク可変速ギア装置の動作状態図で、第１ラッチの動作状態を示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明による自転車用クランク可変速ギア装置の好ましい実施例を詳細に説明する。

まず、図１には、本発明の好ましい実施例による自転車用クランク可変速ギア装置の全体的な構造を示す。図４にはクランク可変速ギア装置の結合状態が断面図として示される。図１及び図４に示すように、回転力を増加させるための自転車用クランク可変速ギア装置（１００）は、自転車のフレーム構造体（Ｆ）に設けられるシェル（Ｓ）内で軸ハウジング（１１０）により回転可能に支持されるクランク軸（１１２）、及びクランク軸（１１２）の両端部で相互位相が反対になるように対称をなしてディスク形状の内側端部（１１４ａ、１１６ａ）がそれぞれ固定装着される一対のクランクアーム（１１４、１１６）を含む。クランクアーム（１１４、１１６）の自由段部に該当する外側端部（１１４ｂ、１１６ｂ）には、通常の自転車と同様に、ペダル（図示しない）がペダル軸を中心に自由に回転可能に設置される。

クランクアーム（１１４、１１６）の固定装着のためにクランク軸（１１２）の両側端部にはスプライン（ｓｐ）とスプライン溝（ｓｐ／ｈ）がそれぞれ形成されて、これに対応してクランクアーム（１１４、１１６）の内側端部（１１４ａ、１１６ａ）にはスプライン（ｓｐ）とスプライン溝（ｓｐ／ｈ）が対応して嵌められるスプライン溝（図示しない）とスプライン（図示しない）を有する回転防止部（１１５ａ、１１５ｂ）がそれぞれ提供され、これにより相互回転が防止される構造をなすようになる。クランク軸（１１２）のスプライン（ｓｐ）とスプライン溝（ｓｐ／ｈ）、及びこれに対応するクランクアーム（１１４、１１６）の回転防止部（１１５ａ、１１５ｂ）結合構造によってクランク軸（１１２）の両側端部上にクランクアーム（１１４、１１６）が結合された状態でクランクアーム（１１４、１１６）を貫通してクランク軸（１１２）に挿入される締結ボルト（Ｂ）によりその結合状態が安定して維持される。

第２クランクアーム（１１６）の第２内側端部（１１６ａ）から一側方向に一定長さだけ突出して形成された第２回転防止部（１１５ｂ）の露出した一側面上にはベアリングが内蔵された第２回転連結片（２１２）の一側が転がり接触可能に装着されて、第２回転連結片（２１２）の他側はフレーム構造体（Ｆ）のシェル（Ｓ）の一側に挿入して装着される。これに対向してフレーム構造体（Ｆ）のシェル（Ｓ）の他側には第１回転連結片（２１１）の一側が挿入して装着されて、第１回転連結片（２１１）の他側露出面は下記で説明するラッチアセンブリーの締結ブラケッ（２２０）の一側と転がり接触するようになる。

一方、第１クランクアーム（１１４）の第１内側端部（１１４ａ）で第１回転防止部（１１５ａ）の放射状外側位置には多数の遊星ギア回転軸（１５２）が一側方向に一定長さだけ突出して形成される。遊星ギア回転軸（１５２）はクランク軸（１１２）を中心に同心円に配置される。それぞれの遊星ギア回転軸（１３２）には中央内部に貫通孔が形成された遊星ギア（１５０）が嵌め装着される。

添付図面図２にはクランク軸（１１２）上に装着されるハウジング（１２０）及びその一側に結合されるギアアセンブリー（参照符号省略）の構造が示される。図１及び図２に示すように、ギアアセンブリーは内部に中央開口部（１２１）が形成されたハウジング（１２０）の内部及び一側に配置されるが、詳細には中央開口部（１２１）内にサンギア（１４０）が配置されて、ハウジング（１２０）の一側に階段状の多段構造で形成されたリセス（１２２）内に多数の遊星ギア（１５０）及びリングギア（１６０）が収容されて配置される。

サンギア（１４０）は、ハウジング（１２０）内でクランク軸（１１２）の軸ハウジング（１１０）放射状外面上に装着される。サンギア（１４０）は円筒形のサンギア本体（１４４）を備えるが、サンギア（１４０）をクランク軸（１１２）の軸ハウジング（１１０）放射状外面上に装着する場合にサンギア（１４０）の第１側は第１クランクアーム（１１４）の第１回転防止部（１１５ａ）に近く位置するようになり、サンギア（１４０）の第２側は第１クランクアーム（１１４）の第１回転防止部（１１５ａ）に対して相対的に遠い方に位置するようになる。

サンギア（１４０）の放射状外面上で第１側近くの位置には、第１ギア歯形（１４３）が形成される。第１ギア歯形（１４３）には、遊星ギア（１５０）の放射状一側が噛み合いながらサンギア（１４０）を中心に公転するように配置される。遊星ギア（１５０）の放射状他側は、その外部に配置されるリングギア（１６０）の放射状内面上に形成された第２ギア歯形（１６２）に噛み合うようになる。サンギア（１４０）の自由段部と第１ギア歯形（１４３）の間の位置でサンギア（１４０）の放射状外面上には第１ベアリング（２３１）が配置される。

サンギア（１４０）の第２側放射状外面上には、一方向に傾いたねじ山形態の第１ラッチ止め具（１４５）が形成される。第１ラッチ止め具（１４５）の放射状外側には多数の第１ラッチ（１１８）（図３参照）が配置されるが、第１ラッチ（１１８）はハウジング（１２０）の放射状内面で第１ラッチ（１１８）の内側端部に隣接して配置された第１ラッチスプリング（１１９）（図３参照）によって弾力的に支持されながらその外側端部が第１ラッチ止め具（１４５）にかかるか、その終端部に擦れるように接触できるように配置される。

第１ギア歯形（１４３）と第１ラッチ止め具（１４５）の間の位置でサンギア本体（１４４）の放射状外面上にはスプリング挿入溝（１４６）が形成されて、スプリング挿入溝（１４６）の中間位置には多数の第２ラッチ挿入溝（１４７）が形成される。第２ラッチ挿入溝（１４７）には第２ラッチ（１７６）（図５参照）がそれぞれ配置される。スプリング挿入溝（１４６）には第２ラッチ（１７６）の下部を弾力的に支持するための第２ラッチスプリング（図示しない）が配置される。第２ラッチ挿入溝（１４７）の近くの位置でサンギア本体（１４４）の放射状外面上には第２ベアリング（２３２）が配置される。

このように形成されたサンギア（１４０）と多数の遊星ギア（１５０）及びリングギア（１６０）は自転車搭乗者によって加えられるクランクアーム（１１４、１１６）の回転力を一定比率で増加させるためのギアアセンブリーを構成するようになる。図３にはクランク軸（１１２）上に装着されるハウジング（１２０）及びその他側に結合されるラッチアセンブリー（参照符号省略）の構造が示される。

図１及び図３に示すように、ハウジング（１２０）の他側にはチェーンリング装着部（１２３）が提供されるが、チェーンリング装着部（１２３）はハウジング（１２０）の他側から一定長さだけ突出して階段状の多段構造で形成される。チェーンリング装着部（１２３）の放射状外面上にはコグキャリア（図示しない）が装着されて、その上には直径が互いに異なる複数のチェーンリング（１３１、１３２）（図４参照）が配置されて、これらの間にはスペーサー（図示しない）が配置される。好ましくは、互いに異なる直径の第１及び第２チェーンリング（１３１、１３２）がチェーンリング装着部（１２３）の放射状外面上に装着される。チェーンリング（１３１、１３２）はチェーンリング装着部（１２３）と一体をなすように配置されて、ギア変速によって変速チェーンギア（図示しない）に連結されたチェーン（図示しない）の選択的な噛み合いとして変速できるように構成される。ハウジング（１２０）でリセス（１２２）とチェーンリング装着部（１２３）の中間位置には大体環形状を有するハウジングフランジ（１２４）が放射状外部に突出して形成される。ハウジングフランジ（１２４）には多数の第１締結孔（１２５）が貫通して形成される。

ハウジング（１２０）の一側に提供されたリセス（１２２）と中央開口部（１２１）内にギアアセンブリーが装着された状態でサンギア本体（１４４）の放射状外面上にはラッチ本体（１７０）が装着される。ラッチ本体（１７０）は環形状のラッチフランジ（１７１）及びラッチフランジ（１７１）の一側から側方向に一定の長さだけ延びたリング形状のラッチ延長部（１７４）を備える。ラッチフランジ（１７１）には多数の第２締結孔（１７２）が円周方向に沿って等間隔で貫通して形成される。第２締結孔（１７２）間には第３締結孔（１７３）がラッチフランジ（１７１）を貫通して形成される。ハウジング（１２０）の中央開口部（１２１）内にラッチ延長部（１７４）が挿入されるようにラッチ本体（１７０）をサンギア本体（１４４）の放射状外面上に装着する場合、ラッチフランジ（１７１）の一面がハウジングフランジ（１２４）の一面と密着接触されて、このような状態でハウジングフランジ（１２４）の第１締結孔（１２５）とラッチフランジ（１７１）の第２締結孔（１７２）を貫通する別途の締結ボルト（図示しない）とナット（図示しない）によってラッチ本体（１７０）がハウジング（１２０）の他側に固定される。

ラッチ延長部（１７４）の放射状内周面上には谷と床との対からなる多数のラッチサイト（ｌａｔｃｈ ｓｉｔｅｓ）（１７５）が形成されている。ラッチサイト（１７５）には第１ラッチ（１１８）及び第１ラッチ（１１８）を弾性的に支持するための第１ラッチスプリング（１１９）が対をなして配置される。このように構成されたラッチ本体（１７０）内にはラッチリング（１８０）とラッチガイド（１９０）が配置される。ラッチリング（１８０）の放射状内面上には一方向に傾いたねじ山形態の第２ラッチ止め具（１８２）が形成される。第２ラッチ止め具（１８２）には前述した第２ラッチ（１７６）の突出した上部がかかるようになる（図５参照）。

ラッチガイド（１９０）はリング形状のラッチガイドフランジ（１９２）及びラッチガイドフランジ（１９２）の一側面から側方向に一定長さだけ延びて形成されたラッチガイド延長部（１９４）を備える。ラッチガイド延長部（１９４）はラッチ本体（１７０）のラッチサイト（１７５）に位置している第１ラッチ（１１８）と必要によって接触して第１ラッチ（１１８）の動作を制御できるように第１ラッチ（１１８）の隣接位置に置かれる。

ラッチ本体（１７０）内にラッチリング（１８０）とラッチガイド（１９０）が配置される場合、ラッチガイド（１９０）のラッチガイド延長部（１９４）にラッチリング（１８０）が嵌められる方式で配置される。ラッチガイドフランジ（１９２）の外周部一側にはラッチ操縦レバー（１９６）が放射状外部に一定長さだけ突出して形成される。ラッチアセンブリーを組み立てる場合に、ラッチガイド（１９０）のラッチ操縦レバー（１９６）はラッチ本体（１７０）のラッチフランジ（１７１）中間に一部分を切開して形成されたガイド溝（１７８）内に位置するようになる。ラッチ調整レバー（１９６）の外側端部は別途のワイヤー（図示しない）を経て自転車取っ手側に設置された変速レバー（図示しない）に機械的に連結される。

自転車の速度を変速するために変速レバー（図示しない）を操縦するようになれば、ラッチガイド（１９０）のラッチ操縦レバー（１９６）がラッチ本体（１７０）のガイド溝（１７８）内で左右に動くようになり、このような動きによってラッチガイド（１９０）が左右に回転するようになれば、ラッチガイド延長部（１９４）が第１ラッチ（１１８）と接触して第１ラッチ（１１８）の姿勢を変化させて第１ラッチ（１１８）によりサンギア（１４０）のメーンラッチ止め具（１４５）にかかるか止めが解除されるようにする。

一方、第１ラッチ（１１８）はその内側端部が第１ラッチスプリング（１１９）によってラッチ本体（１７０）の放射状内面上に弾力的に固定されてその外側端部がサンギア（１４０）のメーンラッチ止め具（１４５）にかかるかその終端部に擦れるように接触できるように配置される。この時、ラッチガイド延長部（１９４）は、上述したように、第１ラッチ（１１８）の止め動作と解除動作を案内する役割を遂行するようになる。

内部にラッチリング（１８０）とラッチガイド（１９０）が配置された状態でラッチ本体（１７０）のラッチ延長部（１７４）放射状外面上にはロックリング（２００）が装着されて、ロックリング（２００）の放射状外面上には第３チェーンリング（１３３）が装着される。ラッチ本体（１７０）のラッチフランジ（１７１）露出面にはリング形状の締結ブラケット（２２０）が固定装着される。締結ブラケット（２２０）には多数の第４締結孔（２２２）が貫通して形成される。締結ブラケット（２２０）は第４締結孔（２２２）とラッチ本体（１７０）のラッチフランジ（１７１）に形成された第３締結孔（１７３）を貫通する別途の締結ボルト（図示しない）とナット（図示しない）によってラッチフランジ（１７１）の露出面に固定される。

下記では前述したように構成された本発明の好ましい実施例による自転車用クランク可変速ギア装置（１００）の作動過程を簡単に説明する。
図６及び７は図１に示されるクランク可変速ギア装置（１００）の動作状態図であって、第１ラッチ（１１８）の動作状態を示す図面である。先ず、図１及び図６を参照すれば、自転車搭乗者がクランク可変速ギア装置（１００）を用いて自転車の速度を１．６倍速乃至１．８倍速に変速するために変速レバー（図示しない）を操作した後、自転車のペダル（図示しない）を正方向に回す場合、ラッチガイド（１９０）のラッチ操縦レバー（１９６）がラッチ本体（１７０）のガイド溝（１７８）内で左右に動くようになり、このような動きによってラッチガイド（１９０）が左右に回転するようになれば、ラッチガイド延長部（１９４）が第１ラッチ（１１８）と接触して第１ラッチ（１１８）の姿勢を変化させて第１ラッチ（１１８）によりその外側端部がサンギア（１４０）に向かうように放射状内側方向に突出して第１ラッチ止め具（１４５）に堅くかかるようにする。

そうすると、サンギア（１４０）がクランク（１１２）軸上に固定された状態でサンギア（１４０）を中心にサンギア（１４０）の第１ギア歯形（１４３）に噛み合う遊星ギア（１５０）が第１ギア歯形（１４３）に沿って公転しながら回転するようになり、継続して遊星ギア（１５０）に噛み合うリングギア（１６０）が回転するようになる。

図５は、クランク可変速ギア装置（１００）の動作状態図であって、第２ラッチ（１７６）の動作状態を示す図面である。前述したように第１ラッチ（１１８）が動作する時、図５に示されるように、サンギア（１４０）のサンギアラッチ本体（１４４）放射状外面上に配置された第２ラッチ（１７６）は第２ラッチスプリング（図示しない）によって弾力的に支持される状態でラッチリング（１８０）の放射状内面上に形成された第２ラッチ止め具（１８２）にかかって同心円上外側に離脱しない状態になり円滑な走行が行われる。

結果的に、サンギア（１４０）、遊星ギア（１５０）及びリングギア（１６０）で構成されたギアアセンブリーによって構成される１．６倍速乃至１．８倍速の加速効果がハウジング（１２０）のチェーンリング（１３１、１３２、１３３）に配置された自転車チェーン（図示しない）を経て自転車後輪側に伝達される。

これとは違って、図１及び図７を参照すれば、自転車搭乗者がクランク可変速ギア装置（１００）を用いて自転車の速度を１倍速に変速するために変速レバー（図示しない）を操作した後自転車のペダル（図示しない）を正方向に回す場合、ラッチガイド（１９０）のラッチ操縦レバー（１９６）がラッチ本体（１７０）のガイド溝（１７８）内で左右に動くようになり、このような動きによってラッチガイド（１９０）が左右に回転するようになれば、ラッチガイド延長部（１９４）が第１ラッチ（１１８）と接触して第１ラッチ（１１８）の姿勢を変化させて第１ラッチ（１１８）によりその外側端部がサンギア（１４０）の第１ラッチ止め具（１４５）にかからないようになり、それにより第１ラッチ（１１８）が第１ラッチ止め具（１４５）の終端部に擦れるように接触する状態でサンギア（１４０）が一方向に回転するようになる。

図５を参照して前述したように、サンギアラッチ本体（１４４）の放射状外面上に配置された第２ラッチ（１７６）が第２ラッチスプリング（図示しない）によって弾力的に支持される状態でラッチリング（１８０）の放射状内面上に形成された第２ラッチ止め具（１８２）にかかっているため、サンギア（１４０）は自体の回転方向に遊星ギア（１５０）を押しながらリングギア（１６０）と共に１：１の回転比で回転するようになる。

１００ 自転車用クランク可変速ギア装置
１１０ 軸ハウジング
１１２ クランク
１１４ クランクアーム
１１４ａ 内側端部
１１４ｂ 外側端部
１１５ａ 第１回転防止部
１１５ｂ 第２回転防止部
１１６ クランクアーム
１１６ａ 第２内側端部
１１６ｂ 外側端部
１１８ 第１ラッチ
１１９ 第１ラッチスプリング
１２０ ハウジング
１２１ 中央開口部
１２２ リセス
１２３ チェーンリング装着部
１２４ ハウジングフランジ
１２５ 第１締結孔
１３１ チェーンリング
１３２ チェーンリング
１３３ チェーンリング
１４０ サンギア
１４３ 第１ギア歯形
１４４ サンギアラッチ本体
１４５ 第１ラッチ止め具
１４６ スプリング挿入溝
１４７ 第２ラッチ挿入溝
１５０ 遊星ギア
１５２ 遊星ギア回転軸
１６０ リングギア
１７０ ラッチ本体
１７１ ラッチフランジ
１７２ 第２締結孔
１７３ 第３締結孔
１７４ ラッチ延長部
１７５ ラッチサイト
１７６ 第２ラッチ
１７８ ガイド溝
１８０ ラッチリング
１８２ 第２ラッチ止め具
１９０ ラッチガイド
１９２ ラッチガイドフランジ
１９４ ラッチガイド延長部
１９６ ラッチ操縦レバー
２００ ロックリング
２１１ 第１回転連結片
２１２ 第２回転連結片
２２０ 締結ブラケット
２２２ 第４締結孔
Ｆ 自転車のフレーム構造体
Ｓ シェル
Ｂ 締結ボルト
ｓｐ スプライン
ｓｐ／ｈ スプライン溝

Claims (7)

1. 自転車のフレーム構造体（Ｆ）に設けられたシェル（Ｓ）内で軸ハウジング（１１０）により回転可能に支持されるクランク軸（１１２）、及び前記クランク軸（１１２）の両端部で相互位相が反対になるように対称をなして内側端部がそれぞれ固定装着される一対のクランクアーム（１１４、１１６）を含む自転車用クランク可変速ギア装置（１００）において、
   （ａ）前記クランク軸（１１２）上に装着されるハウジング（１２０）を備え、前記ハウジング（１２０）の内部には中央開口部（１２１）が貫通して形成されて、前記ハウジング（１２０）の第１側放射状内部にはリセス（１２２）が形成されて、前記ハウジング（１２０）の第２側にはチェーンリング装着部（１２３）が前記ハウジング（１２０）の他側から一定長さだけ突出して形成され、
   （ｂ）前記ハウジング（１２０）の内部と前記リセス（１２２）に配置されるギアアセンブリーを備え、前記ギアアセンブリーは、前記ハウジング（１２０）内で前記軸ハウジング（１１０）放射状外面上に装着されたサンギア（１４０）、放射状一側を通じて前記サンギア（１４０）と噛み合いながら前記サンギア（１４０）を中心に公転するように配置された遊星ギア（１５０）、及び前記遊星ギア（１５０）の放射状他側と噛み合うように前記遊星ギア（１５０）の外部に配置されて放射状内面上に第２ギア歯形（１６２）が形成されたリングギア（１６０）を含み、及び
   （ｃ）前記ハウジング（１２０）の内部及び前記ハウジング（１２０）の第２側に結合して配置されるラッチアセンブリーを備え、前記ラッチアセンブリーは、放射状内面上に多数のラッチサイト（１７５）が形成されたラッチ本体（１７０）、前記ラッチサイト（１７５）にそれぞれ配置された多数の第１ラッチ（１１８）、前記ラッチ本体（１７０）内部に挿入して配置されて放射状内面上に第２ラッチ止め具（１８２）が形成されたラッチリング（１８０）、前記サンギア（１４０）の放射状外面上に形成された第２ラッチ挿入溝（１４７）に配置されて前記第２ラッチ止め具（１８２）に上段部がかかるように配置された第２ラッチ（１７６）、前記ラッチ本体（１７０）内に配置されるラッチガイド（１９０）、前記ラッチ本体（１７０）の放射状外面上に装着されるロックリング（２００）、及び前記ラッチ本体（１７０）の一側面上に固定装着されるリング形状の締結ブラケット（２２０）を含む、ことを特徴とする自転車用クランク可変速ギア装置。
2. 前記クランク軸（１１２）の両側端部にはスプライン（ｓｐ）とスプライン溝（ｓｐ／ｈ）がそれぞれ形成されて、これに対応して前記クランクアーム（１１４、１１６）の内側端部（１１４ａ、１１６ａ）には前記スプライン（ｓｐ）とスプライン溝（ｓｐ／ｈ）が対応して嵌められるスプライン溝とスプラインを有する回転防止部（１１５ａ、１１５ｂ）がそれぞれ提供されて、前記クランクアーム（１１４、１１６）のうち第１クランクアーム（１１４）の内側端部一側面上で前記回転防止部（１１５ａ、１１５ｂ）のうち第１回転防止部（１１５ａ）の放射状外側位置には多数の遊星ギア回転軸（１５２）が一側方向に一定長さだけ突出して形成されたことを特徴とする請求項１に記載の自転車用クランク可変速ギア装置。
3. 前記サンギア（１４０）は円筒形のサンギア本体（１４４）を備えて、前記サンギア（１４０）を前記軸ハウジング（１１０）放射状外面上に装着する場合に前記サンギア（１４０）の第１側は前記第１回転防止部（１１５ａ）の近くに位置するようになり、前記サンギア（１４０）の第２側は前記第１回転防止部（１１５ａ）に対して相対的に遠い方に位置するようになり、前記サンギア（１４０）の放射状外面上で前記第１側近くの位置には第１ギア歯形（１４３）が形成されて、前記サンギア（（１４０）の前記第１側の自由段部と前記第１ギア歯形（１４３）の間の位置で前記サンギア（１４０）の放射状外面上には第１ベアリング（２３１）が配置されて、前記サンギア（１４０）の第２側放射状外面上には第１ラッチ止め具（１４５）が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の自転車用クランク可変速ギア装置。
4. 前記第１ラッチ（１１８）は前記ハウジング（１２０）の放射状内面で前記第１ラッチ（１１８）の内側端部に隣接して配置された第１ラッチスプリング（１１９）によって弾力的に支持されて、前記第１ギア歯形（１４３）と前記第１ラッチ止め具（１４５）の間の位置で前記サンギア本体（１４４）の放射状外面上にはスプリング挿入溝（１４６）が形成されて、前記スプリング挿入溝（１４６）の中間位置で前記サンギア本体（１４４）の放射状外面上には多数の第２ラッチ挿入溝（１４７）が形成されて、前記第２ラッチ挿入溝（１４７）には前記第２ラッチ（１７６）がそれぞれ配置されて、前記スプリング挿入溝（１４６）には前記第２ラッチ（１７６）の下部を弾力的に支持するための第２ラッチスプリングが配置されて、前記第２ラッチ挿入溝（１４７）の近くの位置で前記サンギア本体（１４４）の放射状外面上には第２ベアリング（２３２）が配置されたことを特徴とする請求項３に記載の自転車用クランク可変速ギア装置。
5. 前記ラッチガイド（１９０）はリング形状のラッチガイドフランジ（１９２）及び前記ラッチガイドフランジ（１９２）の一側面から側方向に一定長さだけ延びて形成されたラッチガイド延長部（１９４）を備えて、前記ラッチガイド延長部（１９４）は前記第１ラッチ（１１８）と接触して前記第１ラッチ（１１８）の動作を制御できるように前記第１ラッチ（１１８）の隣接位置に置かれて、前記ラッチ本体（１７０）内に前記ラッチリング（１８０）と前記ラッチガイド（１９０）が配置される場合、前記ラッチガイド延長部（１９４）の外部に前記ラッチリング（１８０）が嵌められる方式で配置されて、前記ラッチガイドフランジ（１９２）の外周部一側にはラッチ操縦レバー（１９６）が放射状外部に一定長さだけ突出して形成されたことを特徴とする請求項１に記載の自転車用クランク可変速ギア装置。
6. 前記ラッチ本体（１７０）は環形状のラッチフランジ（１７１）及び前記ラッチフランジ（１７１）の一側から側方向に一定の長さだけ延びたリング形状のラッチ延長部（１７４）を備えて、前記ラッチアセンブリーを組み立てる場合に、前記ラッチ操縦レバー（１９６）は前記ラッチフランジ（１７１）の中間に一部分を切開して形成されたガイド溝（１７８）内に位置して、前記ラッチ操縦レバー（１９６）の外側端部は別途のワイヤーを経て自転車取っ手側に設置された変速レバーに機械的に連結されたことを特徴とする請求項５に記載の自転車用クランク可変速ギア装置。
7. 前記チェーンリング装着部（１２３）の放射状外面上にはそれぞれ異なる直径の第１及び第２チェーンリング（１３１、１３２）が装着されて、前記ロックリング（２００）の放射状外面上には前記第１及び第２チェーンリング（１３１、１３２）とは異なる直径の第３チェーンリング（１３３）が装着されたことを特徴とする請求項１に記載の自転車用クランク可変速ギア装置。

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