JP2688837B2

JP2688837B2 - 多段ギヤ装置

Info

Publication number: JP2688837B2
Application number: JP923289A
Authority: JP
Inventors: 正士長野
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1997-12-10
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JPH02189296A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は自転車に使用する多段ギヤ装置、詳しくは、
少なくとも１枚の大径ギヤと、少なくとも１枚の小径ギ
ヤとから成り、自転車のクランク、又は後輪ハブに装着
して、チェンの掛換えにより変速を行なうようにした多
段ギヤ装置に関する。

（従来の技術）一般に、此種多段ギヤ装置におけるギヤには、特公昭
56−3230号公報に見られるようにギヤ本体の外周部両側
面を全周に亘って欠除して薄肉に形成したギヤと、ギヤ
本体の外周部を欠除することなく歯の中心側から外周縁
に亘って同一厚さに形成したギヤとが知られている。そ
して欠除部を形成した前者のギヤには、一対のインナー
プレート及びアウタープレートの両端連結部分をローラ
の外径より大きく形成したチェンを掛設して、ギヤの駆
動時、チェンの各プレート端部がギヤ本体の外周面と当
接しないようにし、又、欠除部を形成しない後者のギヤ
には、一対のインナープレート及びアウタープレートの
両端連結部分をローラの外径とほぼ同じ大きさに形成し
たチェンを掛設している。

所で、多段ギヤ装置において、大径ギヤから小径ギヤ
にチェンを掛換える場合、このチェンは、必ずプレート
間の間隔が狭くなっているインナープレートから離脱す
ることになるため、大径ギヤの歯に易離脱形式の歯を形
成して大径ギヤから小径ギヤへの変速性を向上できるよ
うにする場合、前記した公報に見られるように、大径ギ
ヤにおいて隣接する二つの第１及び第２歯を易離脱形式
の歯に形成して、大径ギヤが一回転する間に、チェンの
インナープレートが前記易離脱歯の何れか一つと対応
し、この対応した一つの易離脱歯から離脱させるように
構成するのが好ましいのである。

（発明が解決しようとする課題）しかして、ギヤ本体の外周部側面に欠除部を形成した
ギヤの場合、大径ギヤから小径ギヤへのチェン掛換え
時、大径ギヤの第１又は第２易離脱歯から離脱したイン
ナープレートが、大径ギヤにおけるギヤ本体の前記欠除
部の段部分に引掛かってアウタープレートとの間で屈曲
し、小径ギヤ側にスムーズに移行しなくなるのであり、
又、ギヤ本体の外周部側面に欠除部を形成しないギヤの
場合、大径ギヤから小径ギヤに掛換えるチェンは、大径
ギヤの第１又は第２易離脱歯から離脱したインナープレ
ートが、大径ギヤにおけるギヤ本体の外周部に引掛かる
ことなく小径ギヤ側にスムーズに移行することになるの
である。

又、大径ギヤにおける一つの歯間中心（Ｏ）と小径ギ
ヤにおける一つの歯間中心との間の間隔がほぼチェンピ
ッチの整数倍間隔となる如く大径ギヤと小径ギヤとを組
合わせて変速性をより一層向上する場合、前記大径ギヤ
に二つの易離脱歯が形成されていると、前記歯間中心
（Ｏ）は、第１歯と第２歯との間か、又は第２歯と該第
２歯の駆動回転方向後方に隣接する第３歯との間の一つ
に設定することになるのである。

（発明が解決しようとする課題）所が、以上の如く二つの第１及び第２易離脱歯を形成
した大径ギヤと小径ギヤとをチェンピッチに合わせて位
置合わせした場合、大径ギヤにおける第１歯と第２歯と
の何れか一方からチェンが離脱する場合にのみ位置合わ
せしたことによる効果があって、他方の歯から離脱する
場合は位置合わせしたことによる効果がない問題があ
る。

又、ギヤ本体の外周部側面に欠除部を形成した大径ギ
ヤを用いる場合、チェンは、前記した如く大径ギヤの第
１又は第２易離脱歯から離脱したインナープレートが、
大径ギヤにおけるギヤ本体の前記欠除部の段部分に引掛
かってアウタープレートとの間で屈曲し、小径ギヤ側に
スムーズに移行しなくなるので、前記した如く大径ギヤ
と小径ギヤとを位置合わせしても、その位置合わせによ
る効果が半減する問題があった。

本発明は、以上の如き問題点に鑑み発明したもので、
目的は、第１及び第２易離脱歯を備えた大径ギヤを用い
て、この大径ギヤと小径ギヤとをチェンピッチに合わせ
て位置合わせする構造でありながら、ギヤ本体の外周部
側面に欠除部があるなしに関係なく、チェンが前記第１
歯と第２歯との何れか一方から離脱しても、必ず前記位
置合わせした地点から小径ギヤ側にスムーズに移行させ
ることができるようにする点にある。

（問題点を解決するための手段）しかして、本発明は、ギヤ本体（1a）の外周に多数の
歯を周設した少なくとも１枚の大径ギヤ（１）と、ギヤ
本体（2a）の外周に多数の歯を周設した少なくとも１枚
の小径ギヤ（２）とから成る多段ギヤ装置であって、前
記大径ギヤ（１）において隣接する少なくとも二つの第
１、第２歯（11）（12）を易離脱形式の歯に形成すると
共に、前記ギヤ本体（1a）の小径ギヤ側内側面（1b）
で、かつ前記各歯（11）（12）のうち駆動回転方向後方
に位置する第２歯（12）と、該第２歯（12）の駆動回転
方向後方に隣接する第３歯（13）との中間部位に、前記
第１歯（11）から離脱したチェンのリンクプレートを受
止めるチェン受部（14）を設けると共に、前記内側面
（1b）に、前記チェン受部（14）と駆動回転方向後方に
連続し、前記第２歯（12）から離脱したチェンのリンク
プレートに対するチェン逃がし部（15）を設け、前記第
２歯（12）と第３歯（13）との間の歯間中心（O₁）と、
前記小径ギヤ（２）における任意の歯の歯間中心（O₂）
との間の間隔がほぼチェンピッチの整数倍間隔となる如
く大径ギヤ（１）と小径ギヤ（２）とを組合わせたもの
である。

尚、本発明において、「ほゞチェンピッチの整数倍間
隔」とは、歯間中心（O₁）（O₂）の間隔が、チェンピッ
チの整数倍間隔と同じ場合は勿論、歯等中心（O₁）O₂）
の間隔をチェンピッチの整数倍間隔よりも多少小さく、
又は大きくした場合も含むものである。

（作用）大径ギヤ（１）から小径ギヤ（２）へのチェン掛換
時、このチェンを第１歯（11）又は第２歯（12）から離
脱させることができるのであって、チェンのインナープ
レートが第１歯（11）から離脱した場合、このインナー
プレートのチェン移動方向後方に隣接するアウタープレ
ートがチェン受部（14）で受止められるのであって、こ
の受止められたアウタープレートのチェン移動方向後方
に隣接するインナープレートが、位置合わせした歯間中
心（O₁）と対応する地点からチェン逃がし部（15）を経
て小径ギヤ（２）側にスムーズに移行するのであり、
又、チェンのインナープレートが第２歯（12）から離脱
した場合、このインナープレートのチェン移動方向後方
に隣接するアウタープレートが、位置合わせした歯間中
心（O₁）地点からチェン逃がし部（15）を経て小径ギヤ
（２）側にスムーズに移行するのである。

（実施例）図示した多段ギヤ装置は、ギヤ本体（1a）の外周に多
数の歯を周設した１枚の大径ギヤ（１）と、ギヤ本体
（2a）の外周に多数の歯を周設した１枚の小径ギヤ
（２）とから成り、自転車のクランクに装着する多段フ
ロントギヤ装置であって、また大径ギヤ（１）又は小径
ギヤ（２）と後輪ギヤ（図示せず）との間に、一対のイ
ンナープレート（31）及びアウタープレート（32）と前
記インナープレートの両端部間に介装するローラ（33）
とを備えたチェン（３）を掛設し、このチェン（３）を
前記小径ギヤ（２）の半径方向外方位置に配設するフロ
ントディレーラーにより前記ギヤの軸方向に移動させて
大径ギヤ（１）又は小径ギヤ（２）に掛換えることによ
り、ペダルの踏力を所定の変速比で後輪に伝達するので
ある。

しかして大径ギヤ（１）において隣接する二つの第
１、第２歯（11）（12）を易離脱形式の歯に形成すると
共に、前記ギヤ本体（1a）の小径ギヤ側内側面（1b）
で、かつ前記各歯（11）（12）のうち駆動回転方向後方
に位置する第２歯（12）と、該第２歯（12）の駆動回転
方向後方に隣接する第３歯（13）との中間部位に、前記
第１歯（11）から離脱したチェンにおけるインナープレ
ート（31）の、該プレートの移動方向後方に隣接するア
ウタープレート（32）を受止めるチェン受部（14）を設
けると共に、前記ギヤ本体（1a）の内側面（1b）に、前
記チェン受部（14）と駆動回転方向後方に連続し、前記
第２歯（12）から離脱したチェンのリンクプレートに対
するチェン逃がし部（15）を設け、前記第２歯（12）と
第３歯（13）との間の歯間中心（O₁）と、前記小径ギヤ
（２）における任意の歯の歯間中心（O₂）との間の間隔
がほぼチェンピッチの整数倍間隔（Ｌ）となる如く大径
ギヤ（１）と小径ギヤ（２）とを組合たせたのである。

以上の構成において、前記チェン受部（14）は、第
１、５図の如く前記ギヤ本体（1a）の外周面、換言する
と、ギヤ本体（1a）の外周面に設ける歯の歯底面よりも
若干中心側に変位した位置から内側面（1b）に対し小径
ギヤ（２）側に突出させて前記第１歯（11）からインナ
ープレート（31）が離脱した場合、第１図の如くこのイ
ンナープレート（31）とチェン移動方向後方に隣接する
アウタープレート（32）の小径ギヤと反対側プレート
で、かつ後方側下端部が当接して、このアウタープレー
ト（32）とチェン移動方向後方に隣接するインナープレ
ート（31）が、前記歯間中心（O₁）と対応する地点から
小径ギヤ（２）側に移行するように形成するのである。
尚、前記チェン受部（14）は、インナープレート（31）
及びアウタープレート（32）の両端連結部分をローラ
（33）の外径より大きく形成したチェンが通常の噛合時
に接触しないように形成するのが好ましい。

又、前記チェン逃がし部（15）は、第１、６図の如く
前記内側面（1b）における外周側部分を欠除して、前記
チェン受部（14）の高さより低くし、前記第２歯（12）
からインナープレート（31）が離脱した場合、このイン
ナープレート（31）が前記歯間中心（O₁）地点から小径
ギヤ（２）側に移行するように形成するのである。

尚、前記ギヤ本体（1a）の内側面（1b）には、前記チ
ェン受部（14）と面一状の膨出部を、前記チェン逃がし
部（15）を除いた全面或は一部分に形成してもよい。
又、この内側面（1b）は、前記した如く膨出させること
なく前記チェン逃がし部（15）と面一となるように形成
してもよいのである。

又、前記第１及び第２歯（11）（12）は、第３図に示
す如くギヤ本体の厚さ（ｔ）の範囲内で厚さ方向中心線
（Ｘ）に対し小径ギヤ側内側面から外側面に向かって傾
斜させて、これら歯（11）（12）から離脱し易いように
するのである。又、大径ギヤ（１）における前記第２歯
（12）のチェン移動方向後方に隣接する複数の歯（図面
では２つの歯）は、第３図の如くギヤ本体の厚さ（ｔ）
の範囲内で厚さ方向中心線（Ｘ）に対し小径ギヤと反対
側外側面から内側面に向かって傾斜させて、前記各歯
（11）（12）からより一層離脱し易いようにするのが好
ましいのである。

又、前記第１及び第２歯（11）（12）は、クランクと
の関係で上死点又は下死点となる位置の近傍位置に設け
るのであるが、その他前記死点近傍位置以外の位置に設
けてもよいのである。

しかし、前記死点位置ではペダル踏込時の踏力が小さ
くなるため、この死点の近傍位置に設けることにより、
大径ギヤから小径ギヤへのチェン掛換えを、小さな操作
力で楽に行うことができる利点がある。

又、前記第１及び第２歯（11）（12）を易離脱形式の
歯に形成する手段は、例えば、図示していないが、各歯
（11）（12）の歯先側を欠除して、これら歯（11）（1
2）の高さを低くするとか、又は第７図の如く各歯（1
1）（12）を、ギヤ本体の厚さ（ｔ）の範囲内で厚さ方
向中心線（Ｘ）に対し傾斜させ、かつこの傾斜方向を、
ギヤ本体の小径ギヤ側内側面から外側面に向かって該ギ
ヤ本体の駆動回転方向前方に傾斜させてもよいのであっ
て、その構成は特に限定されるものでない。

次にディレーラーによりチェンを掛換える場合、該チ
ェンの前記ギヤ（１）（２）との噛合関係を第１〜第４
図に基づいて説明する。

しかして、第１、３図に示したものは、フロントディ
レーラーのチェンガイドを第３図の矢印Ｆ方向に移動し
て大径ギヤ（１）から小径ギヤ（２）にチェン（３）を
掛換える状態で、大径ギヤ（１）の歯に噛合っていたチ
ェン（３）がディレーラーにより変位させられると、こ
れらギヤ（１）（２）の駆動回転方向前方側（矢印Ｙ方
向）に位置するチェン部分は大径ギヤ（１）に残り、デ
ィレーラーの操作側に位置するチェン部分は小径ギヤ
（２）の半径方向外方に変位し、傾斜状となる。

このとき、大径ギヤ（１）に噛合しているチェン部分
は、第１歯（11）又は第２歯（12）から離脱するのであ
る。即ち、インナープレート（31）が第１歯（11）と対
応する位置にある場合は、該第１歯（11）から離脱し、
又、インナープレート（31）が第２歯（12）と対応する
位置にある場合は、該第２歯（12）から離脱するのであ
る。

しかして、チェンのインナープレート（31）が第１、
３図の如く第１歯（11）から離脱した場合、この離脱し
たインナープレート（31）の移動方向後方に隣接するア
ウタープレート（32）の後方側端部がチェン受部（14）
で受止められるのである。従って、前記離脱したチェン
は、第２歯（12）と第３歯（13）との間の歯間中心
（O₁）地点から屈曲し、チェン逃がし部（15）を経て小
径ギヤ（２）側に移行することになるのである。

又、チェンのインナープレート（31）が第２、４図の
如く第２歯（12）から離脱した場合、この離脱したチェ
ンは、前記歯間中心（O₁）地点から屈曲し、チェン逃が
し部（15）を経て小径ギヤ（２）側に移行することにな
るのである。このようにチェンが易離脱形式の第１歯
（11）と第２歯（12）との何れか一方から離脱しても、
この離脱したチェンは、必ず位置合わせした歯間中心
（O₁）から屈曲してギヤ本体（1a）の外周縁に引掛かる
ことなくチェン逃がし部（15）を経て小径ギヤ側に常に
スムーズに移行することになるため、大径ギヤ（１）か
ら小径ギヤ（２）へのチェン掛換えをより一層スムーズ
にできるのである。

尚、以上の実施例では２枚のギヤを組合わせた場合を
説明したが、その他３枚以上のギヤを組合わせてもよい
のである。

又、本発明の多段ギヤ装置は、自転車のクランクに装
着する多段フロントギヤ装置である他、後輪ハブに装着
する多段リヤギヤ装置であってもよい。

（発明の効果）以上の如く本発明は、大径ギヤ（１）において隣接す
る少なくとも二つの第１、第２歯（11）（12）を易離脱
形式の歯に形成すると共に、この大径ギヤ（１）におけ
るギヤ本体（1a）の小径ギヤ側内側面（1b）で、かつ前
記各歯（11）（12）のうち駆動回転方向後方に位置する
第２歯（12）と、該第２歯（12）の駆動回転方向後方に
隣接する第３歯（13）との中間部位に、前記第１歯（1
1）から離脱したチェンのリンクプレートを受止めるチ
ェン受部（14）を設けると共に、前記内側面（1b）に、
前記チェン受部（14）と駆動回転方向後方に連続し、前
記第２歯（12）から離脱したチェンのリンクプレートに
対するチェン逃がし部（15）を設け、前記第２歯（12）
と第３歯（13）との間の歯間中心（O₁）と、前記小径ギ
ヤ（２）における任意の歯の歯間中心（O₂）との間の間
隔がほぼチェンピッチの整数倍間隔となる如く大径ギヤ
（１）と小径ギヤ（２）とを組合わせたから、ギヤ本体
の外周部側面に欠除部があるなしに関係なく、前記第１
歯（11）と第２歯（12）との何れか一方から離脱したチ
ェンを、必ず前記位置合わせした歯間中心（O₁）と対応
する地点から前記チェン逃がし部（15）を経て小径ギヤ
（２）側に常にスムーズに移行させることができるので
あり、大径ギヤ（１）から小径ギヤ（２）へのチェン掛
換えを常に迅速に、かつ良好にできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明多段ギヤ装置における大径ギ
ヤに掛設したチェンを小径ギヤに掛換える状態を示す要
部のみの正面図、第３図は第１図に対応した拡大平面
図、第４図は第２図に対応した拡大平面図、第５図は第
１図Ｖ−Ｖ線断面図、第６図は第１図VI−VI線断面図
図、第７図は易離脱手段の別の実施例を示す説明図であ
る。（１）……大径ギヤ（1a）……ギヤ本体（1b）……内側面（11）……第１歯（12）……第２歯（13）……第３歯（14）……チェン受部（14）（15）……チェン逃がし部（15）（２）……小径ギヤ（2a）……ギヤ本体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ギヤ本体（1a）の外周に多数の歯を周設し
た少なくとも１枚の大径ギヤ（１）と、ギヤ本体（2a）
の外周に多数の歯を周設した少なくとも１枚の小径ギヤ
（２）とから成る多段ギヤ装置であって、前記大径ギヤ
（１）において隣接する少なくとも二つの第１、第２歯
（11）（12）を易離脱形式の歯に形成すると共に、前記
ギヤ本体（1a）の小径ギヤ側内側面（1b）で、かつ前記
各歯（11）（12）のうち駆動回転方向後方に位置する第
２歯（12）と、該第２歯（12）の駆動回転方向後方に隣
接する第３歯（13）との中間部位に、前記第１歯（11）
から離脱したチェンのリンクプレートを受止めるチェン
受部（14）を設けると共に、前記内側面（1b）に、前記
チェン受部（14）と駆動回転方向後方に連続し、前記第
２歯（12）から離脱したチェンのリンクプレートに対す
るチェン逃がし部（15）を設け、前記第２歯（12）と第
３歯（13）との間の歯間中心（O₁）と、前記小径ギヤ
（２）における任意の歯の歯間中心（O₂）との間の間隔
がほぼチェンピッチの整数倍間隔となる如く大径ギヤ
（１）と小径ギヤ（２）とを組合わせたことを特徴とす
る多段ギヤ装置。