JP2558710B2 - 自転車用無段変速装置 - Google Patents
自転車用無段変速装置Info
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- JP2558710B2 JP2558710B2 JP62160750A JP16075087A JP2558710B2 JP 2558710 B2 JP2558710 B2 JP 2558710B2 JP 62160750 A JP62160750 A JP 62160750A JP 16075087 A JP16075087 A JP 16075087A JP 2558710 B2 JP2558710 B2 JP 2558710B2
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- rotating member
- side rotating
- crankshaft
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自転車のクランク軸に装着される無段変速装
置に関し、特に手動調節によって偏心量を変化させ、こ
の偏心量に応じて無段階に変速させるようにした自転車
用無段変速装置に関する。
置に関し、特に手動調節によって偏心量を変化させ、こ
の偏心量に応じて無段階に変速させるようにした自転車
用無段変速装置に関する。
従来のこの種のものとして特開昭60−213590号公報が
提案されている。これは自転車のクランク軸にキャリヤ
を固定し、このキャリヤに複数の遊星核を回転自在に枢
支し、これらの各遊星核に一方向クラッチを介して遊星
歯車を一方向にのみ回転できるよう嵌装すると共に、こ
れらの遊星歯車をクランク軸に対して二重に配置し、前
記遊星核の偏心位置に突設した揺動ピンを案内する円形
軌道を有する偏心シフターをクランク軸に対して偏心量
調整自在に設け、前記各遊星歯車とそれぞれ噛合する太
陽歯車とクランクギヤを一体に形成し、このクランクギ
ヤにより出力を取り出すように構成され、偏心シフター
を回転することによって円形軌道のクランク軸に対する
偏心量を０からｌまで任意の量に無段階に設定すること
ができるようにしている。
提案されている。これは自転車のクランク軸にキャリヤ
を固定し、このキャリヤに複数の遊星核を回転自在に枢
支し、これらの各遊星核に一方向クラッチを介して遊星
歯車を一方向にのみ回転できるよう嵌装すると共に、こ
れらの遊星歯車をクランク軸に対して二重に配置し、前
記遊星核の偏心位置に突設した揺動ピンを案内する円形
軌道を有する偏心シフターをクランク軸に対して偏心量
調整自在に設け、前記各遊星歯車とそれぞれ噛合する太
陽歯車とクランクギヤを一体に形成し、このクランクギ
ヤにより出力を取り出すように構成され、偏心シフター
を回転することによって円形軌道のクランク軸に対する
偏心量を０からｌまで任意の量に無段階に設定すること
ができるようにしている。
しかし上記のものでは、円形軌道のクランク軸に対す
る偏心量が０の場合には、太陽歯車はキャリヤと一体的
に回動する遊星歯車によってクランク軸と一体的に同方
向に回転し、一方、偏心量がｌの場合には、一方向クラ
ッチの作用によって例えば６個の遊星歯車のうちその最
高増速域にある１個の遊星歯車のみが太陽歯車を駆動
し、残りの５個の遊星歯車は逆にその太陽歯車によって
回転させられるようになり、その５個の遊星歯車のラチ
ェットは爪に対しすべって回転するように一方向クラッ
チ機構をそれぞれ構成している。このため、６個の遊星
歯車は全て太陽歯車に噛合した状態で偏心量を０からｌ
まで変化するように構成するために、各遊星歯車にそれ
ぞれラチェットと爪とからなる一方向性クラッチ機構を
個別に備え付けなければならず、その構成が複雑になり
やすいという面がある。
る偏心量が０の場合には、太陽歯車はキャリヤと一体的
に回動する遊星歯車によってクランク軸と一体的に同方
向に回転し、一方、偏心量がｌの場合には、一方向クラ
ッチの作用によって例えば６個の遊星歯車のうちその最
高増速域にある１個の遊星歯車のみが太陽歯車を駆動
し、残りの５個の遊星歯車は逆にその太陽歯車によって
回転させられるようになり、その５個の遊星歯車のラチ
ェットは爪に対しすべって回転するように一方向クラッ
チ機構をそれぞれ構成している。このため、６個の遊星
歯車は全て太陽歯車に噛合した状態で偏心量を０からｌ
まで変化するように構成するために、各遊星歯車にそれ
ぞれラチェットと爪とからなる一方向性クラッチ機構を
個別に備え付けなければならず、その構成が複雑になり
やすいという面がある。
そこで例えば特開昭61−188289号公報などには、入力
側の回転部材の内周に一方向クラッチを介して複数列の
内歯ラチェットリングを並設し、この内歯ラチェットリ
ングに噛合する複数列の爪の基部に、中心軸に対して偏
心量調整自在な偏心カムに回転自在に設けたキャリヤに
互い違いに配置して枢支し、このキャリヤと一体に形成
したリング部の内周に一方向クラッチを介して複数列の
内歯ラチェットリングを並設し、この内歯ラチェットリ
ングのラチェットに噛合する複数列の爪の基部を出力側
の回転部材に枢支し、前記ラチェット爪の先端歯部がラ
チェットギヤに噛合して回転力を伝達するように構成さ
れ、操作ワイヤの操作によって偏心カムを回転させこと
により偏心量に応じて無段階に変速するようにした自転
車用無段変速装置が提案されている。
側の回転部材の内周に一方向クラッチを介して複数列の
内歯ラチェットリングを並設し、この内歯ラチェットリ
ングに噛合する複数列の爪の基部に、中心軸に対して偏
心量調整自在な偏心カムに回転自在に設けたキャリヤに
互い違いに配置して枢支し、このキャリヤと一体に形成
したリング部の内周に一方向クラッチを介して複数列の
内歯ラチェットリングを並設し、この内歯ラチェットリ
ングのラチェットに噛合する複数列の爪の基部を出力側
の回転部材に枢支し、前記ラチェット爪の先端歯部がラ
チェットギヤに噛合して回転力を伝達するように構成さ
れ、操作ワイヤの操作によって偏心カムを回転させこと
により偏心量に応じて無段階に変速するようにした自転
車用無段変速装置が提案されている。
上記自転車用無段変速装置においては、操作ワイヤの
操作によってキャリヤを偏心させた場合、駆動域内にあ
るラチェット爪によって出力側回転部材が増速回転させ
られ、他の爪はラチェットリングのラチェットギヤに対
してすべって回転するように構成しているため、全ての
爪はラチェットリングのラチェットギヤに常時接触し、
かつ、増速域外の爪はすべって回転することになり、ラ
チェット爪とラチェットリングのラチェットギヤとに摩
擦が生じ易いと共に、好ましくない衝撃音を発生し易い
という問題点を有していた。
操作によってキャリヤを偏心させた場合、駆動域内にあ
るラチェット爪によって出力側回転部材が増速回転させ
られ、他の爪はラチェットリングのラチェットギヤに対
してすべって回転するように構成しているため、全ての
爪はラチェットリングのラチェットギヤに常時接触し、
かつ、増速域外の爪はすべって回転することになり、ラ
チェット爪とラチェットリングのラチェットギヤとに摩
擦が生じ易いと共に、好ましくない衝撃音を発生し易い
という問題点を有していた。
また上記の変速装置では、ラチェット爪先端の歯部の
みがラチェットリングのラチェットギヤに噛合するた
め、１つのラチェット爪においては、ラチェットリング
に噛合するその先端歯部に力が集中し、その尖鋭な先端
歯部に繰り返し局部的に力が加わることにより、剪断あ
るいは歯こぼれなどが発生し易く、さらに駆動域から域
外あるいは域外から駆動域へと移行する際に、ラチェッ
トリングへの噛合と離脱に伴って、先端の歯部のみに無
理な力が加わったり、摺動による摩耗が発生したりする
という問題があった。
みがラチェットリングのラチェットギヤに噛合するた
め、１つのラチェット爪においては、ラチェットリング
に噛合するその先端歯部に力が集中し、その尖鋭な先端
歯部に繰り返し局部的に力が加わることにより、剪断あ
るいは歯こぼれなどが発生し易く、さらに駆動域から域
外あるいは域外から駆動域へと移行する際に、ラチェッ
トリングへの噛合と離脱に伴って、先端の歯部のみに無
理な力が加わったり、摺動による摩耗が発生したりする
という問題があった。
そこで本発明はラチェット爪による回転力の伝達を円
滑に行うことができ、摩擦が少ないと共に衝撃音の発生
を可及的に予防でき、その構成を簡素化し得る自転車用
無段変速装置を提供することを目的とする。
滑に行うことができ、摩擦が少ないと共に衝撃音の発生
を可及的に予防でき、その構成を簡素化し得る自転車用
無段変速装置を提供することを目的とする。
本発明は、自転車のクランク軸に固定された入力側回
転部材と、この入力側回転部材に前記クランク軸と同心
円状にして等間隔に複数配設され、各基部側が入力側回
転部材に枢着されるとともに、入力側回転部材の中心側
に付勢するバネを有し、かつ複数個の歯部が形成された
ラチェット爪と、スプロケットと一体的に形成され前記
入力側回転部材の中央側に位置するラチェットギヤから
なる出力側回転部材と、この出力側回転部材を回転可能
に、かつ偏心移動可能に枢支する偏心移動体と、この偏
心移動体を手動操作により移動させる偏心量調節機構
と、少なくとも偏心時において駆動域内に位置する前記
ラチェット爪の複数個の歯部のみが前記出力側回転部材
と噛合するようにラチェット爪を案内するガイド部とを
具備して構成される。
転部材と、この入力側回転部材に前記クランク軸と同心
円状にして等間隔に複数配設され、各基部側が入力側回
転部材に枢着されるとともに、入力側回転部材の中心側
に付勢するバネを有し、かつ複数個の歯部が形成された
ラチェット爪と、スプロケットと一体的に形成され前記
入力側回転部材の中央側に位置するラチェットギヤから
なる出力側回転部材と、この出力側回転部材を回転可能
に、かつ偏心移動可能に枢支する偏心移動体と、この偏
心移動体を手動操作により移動させる偏心量調節機構
と、少なくとも偏心時において駆動域内に位置する前記
ラチェット爪の複数個の歯部のみが前記出力側回転部材
と噛合するようにラチェット爪を案内するガイド部とを
具備して構成される。
本発明は少なくとも偏心時において、駆動域内に位置
するラチェット爪の歯部のみが出力側回転部材であるラ
チェットギヤと噛合するラチェット爪を案内するガイド
部を形成することにより、駆動域から外れた他のラチェ
ット爪が出力側回転部材であるラチェットギヤから離脱
した状態で無段階に変速されるようにして、各ラチェッ
ト爪はガイド部によって案内される。また、ラチェット
爪には複数の歯部が形成され、駆動域内のラチェット爪
はその複数の歯部が出力側回転部材に噛合するため、回
転力がその噛合する複数の歯部に分散され、ラチェット
爪の個々の歯部に回転伝達に伴う力が局部的に集中する
ことなく、回転力の伝達が円滑に行われる。
するラチェット爪の歯部のみが出力側回転部材であるラ
チェットギヤと噛合するラチェット爪を案内するガイド
部を形成することにより、駆動域から外れた他のラチェ
ット爪が出力側回転部材であるラチェットギヤから離脱
した状態で無段階に変速されるようにして、各ラチェッ
ト爪はガイド部によって案内される。また、ラチェット
爪には複数の歯部が形成され、駆動域内のラチェット爪
はその複数の歯部が出力側回転部材に噛合するため、回
転力がその噛合する複数の歯部に分散され、ラチェット
爪の個々の歯部に回転伝達に伴う力が局部的に集中する
ことなく、回転力の伝達が円滑に行われる。
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明す
る。
る。
第１図乃至第４図において、１は自転車フレームのメ
インパイプ、２は立パイプ、３はチェーンステー、４は
自転車フレームと一体形成されたハンガラッグ、５はク
ランク軸、６はそのクランク軸５にロックナット７を介
し固定されたクランクアーム、８は後輪、９は後輪ハブ
軸、10は後輪用スプロケット、11はチェーンである。
インパイプ、２は立パイプ、３はチェーンステー、４は
自転車フレームと一体形成されたハンガラッグ、５はク
ランク軸、６はそのクランク軸５にロックナット７を介
し固定されたクランクアーム、８は後輪、９は後輪ハブ
軸、10は後輪用スプロケット、11はチェーンである。
12は入力側回転部材である中空円筒状ケースであり、
この中空円空状ケース12はその中心部が前記ロックナッ
ト７によりクランク軸５に固定され、この中空円筒状ケ
ース12にクランクアーム６が一体に形成されている。こ
の場合、クランクアーム６と中空円筒状ケース12を別体
に形成し、中空円筒状ケース12をクランクアーム６を介
してクランク軸５に固定させてもよい。13は複数の歯部
14を有するラチェット爪であり、前記中空円筒状ケース
12とこのケース12の蓋体12Aとからなる円筒部15内に前
記クランク軸５と同心円状にして６個のラチェット爪13
が等間隔に配設され、各ラチェット爪13が基端の枢軸16
により回動可能に設けられ、枢軸16に巻装されたバネ17
により中空円筒状ケース12の中心方向に向かって付勢さ
れている。また各ラチェット爪13の歯部14のケース12側
後部には歯部を有しないガイド面18が形成され、各ラチ
ェット爪13のガイド面18が前記中空円筒状ケース12の内
面に一体形成された後述するラチェットギヤと同径な円
板状ガイド部19の周面19Aに摺接して案内されるように
なっている。20は前記ハンガラッグ４内にクランク軸５
を回転可能に支持するベアリング21の止リングであり、
この止リング20にはハンガ止ナット22が螺着されてい
る。23は前記ハンガラッグ４の端部とハンガ止ナット22
間に挟着固定された円板状の固定カムであり、この固定
カム23の周縁に形成された環状フランジ部24に沿って偏
心移動体である偏心カム25が回動できるように配設され
ている。またこの偏心カム25の一側端にカム押え26Aを
介して設けられたワイヤリール26が前記環状フランジ部
24に回動可能に嵌装されている。また、前記偏心カム25
は前記クランク軸５の中心Ａより後側の斜め下部位置を
中心Ｂとして前記固定カム23に案内されながら回動する
ようになっており、前記Ｂ点を中心とする円弧面27を有
する中心孔28が偏心カム25に形成され、この中心孔28に
クランク軸５が挿通されている。29は前記偏心カム25の
外周に形成された円状のカム面30にベアリング31を介し
て回転可能に設けられた出力側回転部材となるラチェッ
トギヤであり、このラチェットギヤ29のカム押え26A側
端部にはスプロケット32が螺着固定されている。33は前
記ベアリング31の止めリング、34はラチェットギヤ29の
歯部29Aとスプロケット32間に介在するカラー、36は各
ラチェット爪13を案内するガイドリングである。
この中空円空状ケース12はその中心部が前記ロックナッ
ト７によりクランク軸５に固定され、この中空円筒状ケ
ース12にクランクアーム６が一体に形成されている。こ
の場合、クランクアーム６と中空円筒状ケース12を別体
に形成し、中空円筒状ケース12をクランクアーム６を介
してクランク軸５に固定させてもよい。13は複数の歯部
14を有するラチェット爪であり、前記中空円筒状ケース
12とこのケース12の蓋体12Aとからなる円筒部15内に前
記クランク軸５と同心円状にして６個のラチェット爪13
が等間隔に配設され、各ラチェット爪13が基端の枢軸16
により回動可能に設けられ、枢軸16に巻装されたバネ17
により中空円筒状ケース12の中心方向に向かって付勢さ
れている。また各ラチェット爪13の歯部14のケース12側
後部には歯部を有しないガイド面18が形成され、各ラチ
ェット爪13のガイド面18が前記中空円筒状ケース12の内
面に一体形成された後述するラチェットギヤと同径な円
板状ガイド部19の周面19Aに摺接して案内されるように
なっている。20は前記ハンガラッグ４内にクランク軸５
を回転可能に支持するベアリング21の止リングであり、
この止リング20にはハンガ止ナット22が螺着されてい
る。23は前記ハンガラッグ４の端部とハンガ止ナット22
間に挟着固定された円板状の固定カムであり、この固定
カム23の周縁に形成された環状フランジ部24に沿って偏
心移動体である偏心カム25が回動できるように配設され
ている。またこの偏心カム25の一側端にカム押え26Aを
介して設けられたワイヤリール26が前記環状フランジ部
24に回動可能に嵌装されている。また、前記偏心カム25
は前記クランク軸５の中心Ａより後側の斜め下部位置を
中心Ｂとして前記固定カム23に案内されながら回動する
ようになっており、前記Ｂ点を中心とする円弧面27を有
する中心孔28が偏心カム25に形成され、この中心孔28に
クランク軸５が挿通されている。29は前記偏心カム25の
外周に形成された円状のカム面30にベアリング31を介し
て回転可能に設けられた出力側回転部材となるラチェッ
トギヤであり、このラチェットギヤ29のカム押え26A側
端部にはスプロケット32が螺着固定されている。33は前
記ベアリング31の止めリング、34はラチェットギヤ29の
歯部29Aとスプロケット32間に介在するカラー、36は各
ラチェット爪13を案内するガイドリングである。
また、前記カム押え26Aには偏心量調節機構37が連結
されている。この実施例では、偏心量調節機構37はメイ
ンパイプ１の上側に固定された円板状受体38に手動操作
用レバー39を有するワイヤリール40が回動可能に支持さ
れ、このワイヤリール40の上下に一対のワイヤ41,42の
一端がピン43,44を介し固定され、ワイヤ41,42の他端が
前記ワイヤリール26の後側上下にピン43A,44Aを介し固
定されている。このピン43,44,43A,44Aはワイヤ41,42が
固定された状態でワイヤリール26,40の孔45に嵌合固定
されている。
されている。この実施例では、偏心量調節機構37はメイ
ンパイプ１の上側に固定された円板状受体38に手動操作
用レバー39を有するワイヤリール40が回動可能に支持さ
れ、このワイヤリール40の上下に一対のワイヤ41,42の
一端がピン43,44を介し固定され、ワイヤ41,42の他端が
前記ワイヤリール26の後側上下にピン43A,44Aを介し固
定されている。このピン43,44,43A,44Aはワイヤ41,42が
固定された状態でワイヤリール26,40の孔45に嵌合固定
されている。
次に、上述のように構成された本実施例装置の作用を
説明する。先ず、クランクペダル46を介してクランクア
ーム６、クランク軸５および中空円筒状ケース12が一体
的に回転すると、その中空円筒状ケース12に装着された
ラチェット爪13を介しラチェットギヤ29を回転し、ラチ
ェットギヤ29の一体的にスプロケット32が回転し、この
スプロケット32の回転がチェーン11により後輪用スプロ
ケット10を介して後輪８に伝えられる。
説明する。先ず、クランクペダル46を介してクランクア
ーム６、クランク軸５および中空円筒状ケース12が一体
的に回転すると、その中空円筒状ケース12に装着された
ラチェット爪13を介しラチェットギヤ29を回転し、ラチ
ェットギヤ29の一体的にスプロケット32が回転し、この
スプロケット32の回転がチェーン11により後輪用スプロ
ケット10を介して後輪８に伝えられる。
第５図（Ａ）（Ｂ）は中空円筒状ケース12の中心にラ
チェットギヤ29が位置した偏心量０の場合を示してお
り、この時ラチェットギヤ29の円板状ガイド部19は同心
状態であり、全てのラチェット爪13はラチェットギヤ29
に噛合した状態で、ラチェット爪13のガイド面18と中空
円筒状ケース12側の円板状ガイド部19との摺接によっ
て、一定傾斜角で保持される。これによってクランク軸
５とスプロケット32の変速比は1:1である。この状態か
らレバー39を手動操作により前方に移動すると、ワイヤ
リール40が円板状受体38を介して時計方向に回動し、こ
れに伴い一対のワイヤ41,42とピン43,44,43A,44Aを介し
て連結されたワイヤリール26が固定カム23の環状フラン
ジ部24に沿って時計方向に回動する。これによって、ワ
イヤリール26と一体的に偏心カム25がＢ点を中心として
回動し、結果的に偏心カム25と同心状に設けられたラチ
ェットギヤ29が中空円筒状ケース12の中心すなわちクラ
ンク軸５に対して偏心移動する。この場合、偏心カム25
は中心孔28の円弧面27とクランク軸５とが摺接した状態
で案内され、偏心カム25の回動によって仮想的に得られ
るクランク軸５の中心Ａの移動軌跡Ａ点からＡ′点まで
の円弧Ｃとなる。
チェットギヤ29が位置した偏心量０の場合を示してお
り、この時ラチェットギヤ29の円板状ガイド部19は同心
状態であり、全てのラチェット爪13はラチェットギヤ29
に噛合した状態で、ラチェット爪13のガイド面18と中空
円筒状ケース12側の円板状ガイド部19との摺接によっ
て、一定傾斜角で保持される。これによってクランク軸
５とスプロケット32の変速比は1:1である。この状態か
らレバー39を手動操作により前方に移動すると、ワイヤ
リール40が円板状受体38を介して時計方向に回動し、こ
れに伴い一対のワイヤ41,42とピン43,44,43A,44Aを介し
て連結されたワイヤリール26が固定カム23の環状フラン
ジ部24に沿って時計方向に回動する。これによって、ワ
イヤリール26と一体的に偏心カム25がＢ点を中心として
回動し、結果的に偏心カム25と同心状に設けられたラチ
ェットギヤ29が中空円筒状ケース12の中心すなわちクラ
ンク軸５に対して偏心移動する。この場合、偏心カム25
は中心孔28の円弧面27とクランク軸５とが摺接した状態
で案内され、偏心カム25の回動によって仮想的に得られ
るクランク軸５の中心Ａの移動軌跡Ａ点からＡ′点まで
の円弧Ｃとなる。
第７図（Ａ）（Ｂ）はラチェットギヤ29に対する中空
円筒状ケース12の偏心量が最大偏心状態にある場合を示
しており、この時偏心カム25はＢ点を中心として中心孔
28の左端がクランク軸５と接触する位置まで時計方向に
回動し、偏心カム25と一体的に移動するラチェットギヤ
29は駆動域Ｄ内に位置した２個のラチェット爪13A,13B
を押動する。これにより、ラチェット爪13A,13Bはバネ1
7の付勢力によってラチェットギヤ29と噛合し、駆動域
Ｄから外れた箇所に位置した他のラチェット爪13はガイ
ド面18と円板状ガイド部19との摺接によってラチェット
ギヤ29と離間した状態で案内される。
円筒状ケース12の偏心量が最大偏心状態にある場合を示
しており、この時偏心カム25はＢ点を中心として中心孔
28の左端がクランク軸５と接触する位置まで時計方向に
回動し、偏心カム25と一体的に移動するラチェットギヤ
29は駆動域Ｄ内に位置した２個のラチェット爪13A,13B
を押動する。これにより、ラチェット爪13A,13Bはバネ1
7の付勢力によってラチェットギヤ29と噛合し、駆動域
Ｄから外れた箇所に位置した他のラチェット爪13はガイ
ド面18と円板状ガイド部19との摺接によってラチェット
ギヤ29と離間した状態で案内される。
そして、駆動域Ｄ内にあるラチェット爪13A,13Bによ
る増速率が最大であるからラチェットギヤ29はラチェッ
ト爪13A,13Bによって増速回転され、他のラチェット爪
はラチェット爪13を案内するガイド部19に沿ってラチェ
ットギヤ29から離脱する。また、ラチェット爪13A,13B
が駆動域Ｄから外れるとともに隣在するラチェット爪13
が駆動域Ｄ内に入ってラチェットギヤ29を増速駆動する
というように順次増速駆動するラチェット爪13A,13Bが
交代する。
る増速率が最大であるからラチェットギヤ29はラチェッ
ト爪13A,13Bによって増速回転され、他のラチェット爪
はラチェット爪13を案内するガイド部19に沿ってラチェ
ットギヤ29から離脱する。また、ラチェット爪13A,13B
が駆動域Ｄから外れるとともに隣在するラチェット爪13
が駆動域Ｄ内に入ってラチェットギヤ29を増速駆動する
というように順次増速駆動するラチェット爪13A,13Bが
交代する。
第６図（Ａ）（Ｂ）はラチェットギヤ29に対する中空
円筒状ケース12の偏心量が０から最大の途中段階の状態
にある場合を示しており、この時偏心カム25はＢ点を中
心として中心孔28からほぼ中央にクランク軸５が位置す
るところまで時計方向に回動し、駆動域Ｄ内に位置した
３個のラチェット爪13A,13B,13Cがラチェットギヤ29に
噛合し他のラチェット爪13がガイド部19に沿って全てラ
チェットギヤ29から離脱している。この場合３個のラチ
ェット爪13A,13B,13C傾斜角は第７図（Ａ）（Ｂ）のラ
チェット爪13A,13Bの傾斜角より小さい。すなわち、中
空円筒状ケース12内には駆動域Ｄ内に位置したラチェッ
ト爪13A,13B,13Cによって仮想的に内歯ギヤが形成さ
れ、この内歯ギヤの径が、レバー39の操作により偏心カ
ム25が回転するに伴って行われるラチェット爪13A,13B,
13Cの傾斜角の変化に応じて変化し、ラチェットギヤ29
の変速比（増速比）が無段階に変化する。
円筒状ケース12の偏心量が０から最大の途中段階の状態
にある場合を示しており、この時偏心カム25はＢ点を中
心として中心孔28からほぼ中央にクランク軸５が位置す
るところまで時計方向に回動し、駆動域Ｄ内に位置した
３個のラチェット爪13A,13B,13Cがラチェットギヤ29に
噛合し他のラチェット爪13がガイド部19に沿って全てラ
チェットギヤ29から離脱している。この場合３個のラチ
ェット爪13A,13B,13C傾斜角は第７図（Ａ）（Ｂ）のラ
チェット爪13A,13Bの傾斜角より小さい。すなわち、中
空円筒状ケース12内には駆動域Ｄ内に位置したラチェッ
ト爪13A,13B,13Cによって仮想的に内歯ギヤが形成さ
れ、この内歯ギヤの径が、レバー39の操作により偏心カ
ム25が回転するに伴って行われるラチェット爪13A,13B,
13Cの傾斜角の変化に応じて変化し、ラチェットギヤ29
の変速比（増速比）が無段階に変化する。
次に、第８図により偏心カム25を偏心移動するために
必要なレバー操作力について説明する。同図において、
47はラチェット爪13によって仮想的に形成される内歯ギ
ヤを示す円であり、中空円筒状ケース12の回転力ＳはS1
とS2の分力として作用し、S2はクランク軸５の中心Ａに
向かう力S2aとラチェットギヤ29の回転力S2bとの分力と
して作用し、S2aはさらに偏心カム25の中心Ｂに向かう
力S2a′と偏心カム25を回転させようとする力S2a″との
分力として作用する。この場合偏心カム25の中心Ｂはク
ランク軸５の中心Ａの後側斜め下部位置にあるため偏心
カム25を回動させようとする力S2a″はラチェットギヤ2
9の回転力S2bに比べ非常に小さくなり、それだけレバー
39の操作は軽いものになる。
必要なレバー操作力について説明する。同図において、
47はラチェット爪13によって仮想的に形成される内歯ギ
ヤを示す円であり、中空円筒状ケース12の回転力ＳはS1
とS2の分力として作用し、S2はクランク軸５の中心Ａに
向かう力S2aとラチェットギヤ29の回転力S2bとの分力と
して作用し、S2aはさらに偏心カム25の中心Ｂに向かう
力S2a′と偏心カム25を回転させようとする力S2a″との
分力として作用する。この場合偏心カム25の中心Ｂはク
ランク軸５の中心Ａの後側斜め下部位置にあるため偏心
カム25を回動させようとする力S2a″はラチェットギヤ2
9の回転力S2bに比べ非常に小さくなり、それだけレバー
39の操作は軽いものになる。
上記のように本実施例においては、変速時において全
ラチェット爪13のうち駆動域Ｄ内に位置したラチェット
爪13A,13B,13Cのみがラチェットギヤ29と噛合し、駆動
域Ｄ外に位置した他のラチェット爪13はガイド部19に沿
ってラチェットギヤ29から離脱した状態で回転する。こ
れにより、従来のように全ての遊星歯車が常に太陽歯車
と噛合し、太陽歯車と直接的に駆動伝達する遊星歯車以
外の遊星歯車に備え付けられた一方向性クラッチ作用に
よって各歯先を乗り上げて発生する摩擦および衝撃音の
発生などを可及的に予防でき、また前述した特開昭61−
188289号公報や特開昭62−116384号公報などの他の従来
装置のように全ての爪がラチェットに常時接触し、かつ
増速域外の爪はすべって回転するものにおいて発生する
爪とラチェットとの摩擦および衝撃音を良好に予防する
ことができる。さらに、各ラチェット爪13には複数の歯
部14が形成され、駆動域Ｄ内に位置したラチェット爪13
はその複数の歯部14がラチェットギヤ29に噛合するた
め、回転力がその噛合する複数の歯部14に分散され、そ
のラチェット爪13の個々の歯部14に回転伝達に伴う力が
局部的に集中することなく、また、駆動域Ｄ内に位置し
たラチェット爪13とラチェットギヤ29との噛合が複数の
歯部14によって確実になり回転力の伝達が円滑に行われ
る。また、偏心カム25の回転中心Ｂをクランク軸５の中
心Ａの後側に位置させて、偏心カム25の回動によってク
ランク軸５の中心ＡがＢ点を中心とする円弧Ｃを仮想的
に描くようになしたため、偏心カム25を回転しようとす
る力S2a″を極力抑えることができ、これによりワイヤ4
1,42への引張力がほとんどなくなるためレバー39の操作
を良好に行うことができる。
ラチェット爪13のうち駆動域Ｄ内に位置したラチェット
爪13A,13B,13Cのみがラチェットギヤ29と噛合し、駆動
域Ｄ外に位置した他のラチェット爪13はガイド部19に沿
ってラチェットギヤ29から離脱した状態で回転する。こ
れにより、従来のように全ての遊星歯車が常に太陽歯車
と噛合し、太陽歯車と直接的に駆動伝達する遊星歯車以
外の遊星歯車に備え付けられた一方向性クラッチ作用に
よって各歯先を乗り上げて発生する摩擦および衝撃音の
発生などを可及的に予防でき、また前述した特開昭61−
188289号公報や特開昭62−116384号公報などの他の従来
装置のように全ての爪がラチェットに常時接触し、かつ
増速域外の爪はすべって回転するものにおいて発生する
爪とラチェットとの摩擦および衝撃音を良好に予防する
ことができる。さらに、各ラチェット爪13には複数の歯
部14が形成され、駆動域Ｄ内に位置したラチェット爪13
はその複数の歯部14がラチェットギヤ29に噛合するた
め、回転力がその噛合する複数の歯部14に分散され、そ
のラチェット爪13の個々の歯部14に回転伝達に伴う力が
局部的に集中することなく、また、駆動域Ｄ内に位置し
たラチェット爪13とラチェットギヤ29との噛合が複数の
歯部14によって確実になり回転力の伝達が円滑に行われ
る。また、偏心カム25の回転中心Ｂをクランク軸５の中
心Ａの後側に位置させて、偏心カム25の回動によってク
ランク軸５の中心ＡがＢ点を中心とする円弧Ｃを仮想的
に描くようになしたため、偏心カム25を回転しようとす
る力S2a″を極力抑えることができ、これによりワイヤ4
1,42への引張力がほとんどなくなるためレバー39の操作
を良好に行うことができる。
なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく本
発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能であ
る。例えばラチェット爪の数またはラチェット爪の歯数
は適宜選定すればよい。またラチェット爪をガイドるガ
イド部の形状，構造は適宜選定すればよく、例えば偏心
量０の時においても増速域のラチェット爪のみが噛合す
るような形状にしてもよい。
発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能であ
る。例えばラチェット爪の数またはラチェット爪の歯数
は適宜選定すればよい。またラチェット爪をガイドるガ
イド部の形状，構造は適宜選定すればよく、例えば偏心
量０の時においても増速域のラチェット爪のみが噛合す
るような形状にしてもよい。
本発明は自転車のクランク軸に固定された入力側回転
部材と、この入力側回転部材に前記クランク軸と同心円
状にして等間隔に複数配設され、各基部側が入力側回転
部材に枢着されるとともに、入力側回転部材の中心側に
付勢するバネを有し、かつ複数個の歯部が形成されたラ
チェット爪と、スプロケットと一体的に形成され前記入
力側回転部材の中央側に位置するラチェットギヤからな
る出力側回転部材と、この出力側回転部材を回転可能
に、かつ偏心移動可能に枢支する偏心移動体と、この偏
心移動体を手動操作により移動させる偏心量調節機構
と、少なくとも偏心時において駆動域内に位置する前記
ラチェット爪の複数個の歯部のみが前記出力側回転部材
と噛合するようにラチェット爪を案内するガイド部とを
具備することにより、ラチェット爪に設けた複数の歯部
によってラチェット爪側とラチェットギヤとの噛み合い
を確実とし、ラチェット爪の歯部とラチェットギヤの歯
先の保護を計ることができるとともに、その回転力の伝
達を円滑に行うことができ、ラチェット爪の歯部とラチ
ェットギヤとの摩擦を抑えると共に摺動移行に伴う衝撃
音の発生を可及的に予防でき、その構成を簡素化し得る
自転車用無段変速装置を提供できる。
部材と、この入力側回転部材に前記クランク軸と同心円
状にして等間隔に複数配設され、各基部側が入力側回転
部材に枢着されるとともに、入力側回転部材の中心側に
付勢するバネを有し、かつ複数個の歯部が形成されたラ
チェット爪と、スプロケットと一体的に形成され前記入
力側回転部材の中央側に位置するラチェットギヤからな
る出力側回転部材と、この出力側回転部材を回転可能
に、かつ偏心移動可能に枢支する偏心移動体と、この偏
心移動体を手動操作により移動させる偏心量調節機構
と、少なくとも偏心時において駆動域内に位置する前記
ラチェット爪の複数個の歯部のみが前記出力側回転部材
と噛合するようにラチェット爪を案内するガイド部とを
具備することにより、ラチェット爪に設けた複数の歯部
によってラチェット爪側とラチェットギヤとの噛み合い
を確実とし、ラチェット爪の歯部とラチェットギヤの歯
先の保護を計ることができるとともに、その回転力の伝
達を円滑に行うことができ、ラチェット爪の歯部とラチ
ェットギヤとの摩擦を抑えると共に摺動移行に伴う衝撃
音の発生を可及的に予防でき、その構成を簡素化し得る
自転車用無段変速装置を提供できる。
第１図乃至第10図は本発明の実施例を示し、第１図は全
体縦断面図、第２図は斜視図、第３図は分解斜視図、第
４図はラチェット爪の案内状態を示す要図の断面図、第
５図（Ａ）（Ｂ）は偏心量０の状態を示す断面図、第６
図（Ａ）（Ｂ）は偏心量が途中段階の状態を示す同断面
図、第７図は（Ａ）（Ｂ）は最大偏心量の状態を示す同
断面図、第８図はベクトル図、第９図は偏心量調節機構
を示す斜視図、第10図は使用状態図である。 ５……クランク軸、12……入力側回転部材 13……ラチェット爪、14……歯部 16……枢軸、17……バネ 19……ガイド部、25……偏心移動体 29……出力側回転部材（ラチェットギヤ） 32……スプロケット、37……偏心量調節機構
体縦断面図、第２図は斜視図、第３図は分解斜視図、第
４図はラチェット爪の案内状態を示す要図の断面図、第
５図（Ａ）（Ｂ）は偏心量０の状態を示す断面図、第６
図（Ａ）（Ｂ）は偏心量が途中段階の状態を示す同断面
図、第７図は（Ａ）（Ｂ）は最大偏心量の状態を示す同
断面図、第８図はベクトル図、第９図は偏心量調節機構
を示す斜視図、第10図は使用状態図である。 ５……クランク軸、12……入力側回転部材 13……ラチェット爪、14……歯部 16……枢軸、17……バネ 19……ガイド部、25……偏心移動体 29……出力側回転部材（ラチェットギヤ） 32……スプロケット、37……偏心量調節機構
Claims (1)
- 【請求項１】自転車のクランク軸に固定された入力側回
転部材と、この入力側回転部材に前記クランク軸と同心
円状にして等間隔に複数配設され、各基部側が入力側回
転部材に枢着されるとともに、入力側回転部材の中心側
に付勢するバネを有し、かつ複数個の歯部が形成された
ラチェット爪と、スプロケットと一体的に形成され前記
入力側回転部材の中央側に位置するラチェットギヤから
なる出力側回転部材と、この出力側回転部材を回転可能
に、かつ偏心移動可能に枢支する偏心移動体と、この偏
心移動体を手動操作により移動させる偏心量調節機構
と、少なくとも偏心時において駆動域内に位置する前記
ラチェット爪の複数個の歯部のみが前記出力側回転部材
と噛合するようにラチェット爪を案内するガイド部とを
具備してなることを特徴とする自転車用無段変速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62160750A JP2558710B2 (ja) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | 自転車用無段変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62160750A JP2558710B2 (ja) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | 自転車用無段変速装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS644592A JPS644592A (en) | 1989-01-09 |
| JP2558710B2 true JP2558710B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=15721650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62160750A Expired - Lifetime JP2558710B2 (ja) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | 自転車用無段変速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558710B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61188289A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-21 | ブリヂストンサイクル株式会社 | 自転車用無段変速装置 |
| JPS62116384A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-27 | ブリヂストンサイクル株式会社 | 無段変速装置 |
-
1987
- 1987-06-26 JP JP62160750A patent/JP2558710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644592A (en) | 1989-01-09 |
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