JP2724308B2 - 自転車の変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自転車の変速装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、一般的な自転車（二輪
車）は、ペダル軸の回転をチェーンを介して駆動輪に伝
達している。そして、その変速装置は、径の異なる複数
枚のスプロケットを重ねて駆動輪の軸に固定しておき、
これらのスプロケットのいずれかに選択的にチェーンを
架けるというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自転車
のうちには、二輪車だけでなく、稀には三輪車がある。
この三輪車は、大きな前輪と、小さな２つの後輪を備え
ており、前輪の軸にペダルを取り付けている。

【０００４】このような三輪車の場合は、先に述べた従
来の変速装置を適用し難いと言う問題があった。また、
同様の事が一輪車についても言える。

【０００５】そこで、この発明の課題は、三輪や一輪の
自転車に適格な変速装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の変速装置は、自転車の駆動輪の駆動軸と
同芯であって、この駆動軸を回転自在に軸支する主軸
と、主軸によって軸支された回転体と、回転体の回転を
制限する回転制限手段と、主軸と回転体の間に介在する
一方向クラッチと、主軸によって軸支され、この主軸と
共に回転する第１太陽回転伝達体と、回転体に設けら
れ、第１太陽回転伝達体の回転が伝達されて回転する第
１遊星回転伝達体と、回転体に設けられ、第１遊星回転
伝達体の軸に固定されて、この第１遊星回転伝達体と共
に回転する第２遊星回転伝達体と、駆動軸に固定され、
第２遊星回転伝達体の回転が伝達されて回転する第２太
陽回転伝達体とを備えている。

【０００７】ここで、回転制限手段によって回転体を停
止させた状態では、主軸の回転が第１太陽回転伝達体→
第１及び第２遊星回転伝達体→第２太陽回転伝達体の順
序で伝達され、これにより第２太陽回転伝達体に固定さ
れた駆動輪が回転する。

【０００８】また、回転制限手段による回転体の停止を
解除した状態では、この回転体の回転が可能であるもの
の、一方向クラッチによって、第１太陽回転伝達体（主
軸）に対する回転体の回転が一方向に制限される。

【０００９】このために、回転体の回転可能な方向とは
逆の方向、つまり第１太陽回転伝達体に対する回転体の
回転が禁止される方向に、第１太陽回転伝達体を回転さ
せた場合は、この回転体が第１太陽回転伝達体と一体化
して回転し、この回転体のトルクが第２太陽回転伝達体
に伝達される。この結果、駆動軸は、第１太陽回転伝達
体と同様に回転する。

【００１０】したがって、この変速装置では、回転制限
手段によって回転体を停止させると、各回転伝達体によ
る増減速が行われ、回転体の停止を解除すると、増減速
の比が１となる。

【００１１】なお、回転制限手段による回転体の停止を
解除しても、一方向クラッチによって回転体の回転が許
可される方向に第１太陽回転伝達体を回転させた場合
は、回転体が独自に回転するので、この回転体の第１及
び第２遊星回転伝達体が第１及び第２太陽回転伝達体の
回りを自在に公転しつつ、自転してしまい、この回転体
のトルクが第２太陽回転伝達体に伝達されず、駆動軸を
回転させることはできない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面を参照して説明する。

【００１３】図１及び図２は、この発明の変速装置を実
施した１つの形態を示し、また図３は、この実施形態の
変速装置を適用した三輪車を示している。

【００１４】図３に示すように三輪車１は、駆動兼操舵
輪となる前輪２と、従動輪となる２つの後輪３を有して
おり、各ペダル４を前輪２の側に設け、この前輪２を前
輪カバー５によって覆っている。

【００１５】この三輪車１の前輪２の中心には、図１に
示すような駆動軸６を通して固定しており、この駆動軸
６の一端には、第２太陽スプロケット７を固定してい
る。

【００１６】主軸８は、駆動軸６に通され、前輪カバー
５の両側の各軸受け９によって軸支されている。この主
軸８の両端には、それぞれのペダル４を取り付けてい
る。

【００１７】また、この主軸８には、回転盤１１及び第
１太陽スプロケット１２を通している。主軸８と回転盤
１１の間には、一方向クラッチ１３を介在させており、
これにより回転盤１１の回転を一方向、つまり三輪車１
を進行させるために踏み込むべき各ペダル４の方向と逆
の回転方向に制限している。第１太陽スプロケット１２
は、主軸８に固定されている。

【００１８】回転盤１１には、遊星軸１４を突設してい
る。この遊星軸１４に第１及び第２遊星スプロケット１
５，１６を通し、これらの遊星スプロケット１５，１６
を回転自在に軸支している。これらの遊星スプロケット
１５，１６は、相互に接続されている。

【００１９】第１太陽スプロケット１２と第１遊星スプ
ロケット１５の間には、第１チェーン１７を架け渡し、
また第２太陽スプロケット７と第２遊星スプロケット１
６の間には、第２チェーン１８を架け渡している。

【００２０】前輪カバー５の側壁には、回転制限部２１
を設けている。この回転制限部２１は、支持枠２２、揺
動体２３、この揺動体２３に固定された摩擦体２４、コ
イルバネ２５、及びワイヤー２６を備えている。摩擦体
２４の材質は、例えば合成ゴムである。

【００２１】揺動体２３の右端は、支持枠２２に枢支さ
れている。また、この揺動体２３は、コイルバネ２５に
よって下方に付勢されている。これにより、摩擦体２４
が回転盤１１の周縁に圧接する。

【００２２】ワイヤー２６は、その一端を揺動体２３に
接続され、その他端をレバー２７に接続されている。こ
のレバー２７は、三輪車１のハンドル２８に取り付けら
れている。このレバー２７を回転させて、このレバー２
７をピン２９に引っ掛けて固定すると、揺動体２３が上
方に引き上げられ、摩擦体２４が回転盤１１から離間す
る。

【００２３】さて、このような構成において、三輪車１
の走行に際し、摩擦体２４を回転盤１１に圧接させて、
この回転盤１１の回転を禁止しておく。

【００２４】この状態では、各ペダル４を踏み込むと、
主軸８が回転し、この主軸８の回転が第１太陽スプロケ
ット１２→第１及び第２遊星スプロケット１５，１６→
第２太陽スプロケット７という順序で伝達され、この第
２太陽スプロケット７に固定された駆動軸６が回転し、
前輪２が回転する。

【００２５】このような順序で第１太陽スプロケット１
２の回転が伝達される場合、その増減速の比は、第１太
陽スプロケット１２と第１遊星スプロケット１５の歯数
の比、及び第２太陽スプロケット７と第２遊星スプロケ
ット１６の歯数の比によって定まる。

【００２６】また、三輪車１の走行に際し、レバー２７
を回転させて、摩擦体２４を回転盤１１から離間させ、
この回転盤１１の回転を可能にする。

【００２７】この状態では、回転盤１１の回転が可能で
あるものの、一方向クラッチ１３は、第１太陽スプロケ
ット１２に対する回転盤１１の回転を該第１太陽スプロ
ケット１２の回転と同一方向で禁止する。このために、
第１太陽スプロケット１２のトルクが第１チェーン１７
及び第１遊星スプロケット１５を通じて回転盤１１に伝
達されても、この回転盤１１は、独自に回転できず、第
１太陽スプロケット１２と一体化して回転する。この回
転盤１１のトルクは、第２遊星スプロケット１６及び第
２チェーン１８を通じて第２太陽スプロケット７に伝達
される。この結果、駆動軸６及び前輪２は、第１太陽ス
プロケット１２と同様に回転する。このときの増減速の
比は、１である。

【００２８】このように実施形態の変速装置では、摩擦
体２４を回転盤１１に圧接させたり、この回転盤１１か
ら離間させることにより、各スプロケット７，１２，１
５，１６の歯数の比に基づく増減速を行ったり、この増
減速を解除して、この増減速の比を１にすることが可能
である。

【００２９】したがって、大きなトルクを前輪２に伝達
せねばならない走行開始のときには、摩擦体２４を回転
盤１１から離間させ、増減速の比を１にして、速やかに
走行を開始し、この後に定速走行に移ったときには、摩
擦体２４を回転盤１１に圧接させ、各スプロケット７、
１２、１５、１６の歯数の比に基づく増減速を行って、
損失の少ない走行をすることができる。

【００３０】また、走行開始のときに、増減速の比を１
にすれば、その結果として、各ペダル４に加わるトルク
を軽減するので、走行開始のときに大きくなり易い前輪
２（駆動兼操舵輪）の左右の振れを低減させ、三輪車１
の安定性を向上させるという利点をもたらす。このよう
な作用は、坂道を登るときにも期待することができる。

【００３１】図４は、この発明の変速装置の他の実施形
態を示している。ここでは、この発明の変速装置を二輪
車に適用している。

【００３２】同図において、主軸３１は、その両端を該
二輪車のフレーム３２に回転自在に軸支されている。駆
動軸３３は、主軸３１を通り、この二輪車の後輪３４を
回転自在に支持している。また、この駆動軸３３の一端
には、第２太陽スプロケット３６を固定している。

【００３３】主軸３１の一端には、小スプロケット３７
及び第１太陽スプロケット３８を一方向クラッチ３５を
介在させて軸支している。走行チェーン３９は、小スプ
ロケット３７と、この二輪車の各ペダルに連結されてい
る大スプロケット（図示せず）の間に架け渡され、これ
らのペダルの回転を一方向クラッチ３５を通じて小スプ
ロケット３７に伝達する。

【００３４】また、この主軸３１には、回転盤４１を通
している。これらの主軸３１と回転盤４１の間には、一
方向クラッチ４２を介在させており、回転盤４１の回転
を一方向に制限している。この一方向クラッチ４２は、
先の一方向クラッチ３５と同一方向に回転を許可し、逆
の回転方向を禁止する。

【００３５】この回転盤４１に第１及び第２遊星スプロ
ケット４３，４４を設け、これらの遊星スプロケット４
３，４４を回転自在に軸支している。これらの遊星スプ
ロケット４３，４４は、相互に接続されている。

【００３６】第１太陽スプロケット３８と第１遊星スプ
ロケット４３には、第１チェーン４６を架け渡し、第２
太陽スプロケット３６と第２遊星スプロケット４４に
は、第２チェーン４７を架け渡している。

【００３７】回転制限部４８は、自転車のフレーム（図
示せず）に固定されている。この回転制限部４８は、支
持枠４９、揺動体５０、摩擦体５１、コイルバネ５２、
及びワイヤー５３を備えている。

【００３８】摩擦体５１は、コイルバネ５２によって下
方に付勢され、回転盤４１の周縁に圧接している。ワイ
ヤー５３を引き上げると、摩擦体５１が回転盤４１から
離間する。

【００３９】ここで、この二輪車の走行に際し、図４に
示すように摩擦体５１を回転盤４１の周縁に圧接させて
おけば、小スプロケット３７の回転が第１太陽スプロケ
ット３８→第１及び第２遊星スプロケット４３，４４→
第２太陽スプロケット３６という順序で伝達され、駆動
軸３３及び後輪３４が回転する。

【００４０】また、ワイヤー５３を引き上げて、摩擦体
５１を回転盤４１から離間させ、回転盤４１の回転を可
能にしたときには、一方向クラッチ４２によって、小ス
プロケット３７に対する回転盤４１の回転が該小スプロ
ケット３７の回転と同一方向で禁止されるので、この回
転盤４１は、独自に回転せず、第１太陽スプロケット３
８及び小スプロケット３７と一体化して回転する。これ
に伴い、第２太陽スプロケット３６も回転し、駆動軸３
３及び後輪３４が第１太陽スプロケット３８と同様に回
転することとなる。

【００４１】なお、この発明は、上記各実施形態に限定
されるものでなく、多様な変形が可能である。例えば、
摩擦体を回転盤に圧接する力を加減できるようにし、回
転盤の回転を調節すれば、無段階の増減速が可能であ
る。あるいは、スプロケットとチェーンの組み合わせに
よる伝達機構ではなく、摩擦車とベルトの組み合わせ
や、歯車による伝達機構を適用しても構わない。

【００４２】また、その構造が簡単なため、三輪車や一
輪車に適格である。

【００４３】

【効果】以上説明したように、この発明の変速装置によ
れば、回転制限手段によって回転体を停止させるか、停
止させないかにより、２段階の増減速が可能である。ま
た、その構造が簡単であって、三輪車や一輪車に適格で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の変速装置の一実施形態を示す側面図

【図２】図１の変速装置を概略的に示す平面図

【図３】図１の変速装置を適用した三輪車を示す斜視図

【図４】この発明の変速装置の他の実施形態を示す側面
図

【符号の説明】

１ 三輪車 ２ 前輪 ３ 後輪 ４ ペダル ５ 前輪カバー ６，３３ 駆動軸 ７，３６ 第２太陽スプロケット ８，３１ 主軸 ９ 軸受け １１，４１ 回転盤 １２，３８ 第１太陽スプロケット １３，４２ 一方向クラッチ １５，４３ 第１遊星スプロケット １６，４４ 第２遊星スプロケット １７，４６ 第１チェーン １８，４７ 第２チェーン ２１，４８ 回転制限部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自転車の駆動輪の駆動軸と同芯であっ
   て、この駆動軸を回転自在に軸支する主軸と、 主軸によって軸支された回転体と、 回転体の回転を制限する回転制限手段と、 主軸と回転体の間に介在する一方向クラッチと、 主軸によって軸支され、この主軸と共に回転する第１太
   陽回転伝達体と、 回転体に設けられ、第１太陽回転伝達体の回転が伝達さ
   れて回転する第１遊星回転伝達体と、 回転体に設けられ、第１遊星回転伝達体の軸に固定され
   て、この第１遊星回転伝達体と共に回転する第２遊星回
   転伝達体と、 駆動軸に固定され、第２遊星回転伝達体の回転が伝達さ
   れて回転する第２太陽回転伝達体とを備える自転車の変
   速装置。
2. 【請求項２】 自転車は、駆動輪となる前輪と、従動輪
   となる後輪を有し、 主軸は、前輪の駆動軸と同芯であって、回転自在に軸支
   されており、この主軸に第１太陽回転伝達体及び自転車
   のペダルを固定した請求項１に記載の自転車の変速装
   置。
3. 【請求項３】 回転体は、円盤であって、 回転制限手段は、回転体である円盤に圧接する摩擦部を
   備え、これらの円盤と摩擦部間の摩擦によって、この円
   盤の回転を制限する請求項１に記載の自転車の変速装
   置。