JPH0249958B2 - Mudanhensokusochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内歯ラチエツトに噛合する爪送りに
よつて無段階に変速伝動することができるところ
の、主に自転車の変速装置に適している無段変速
装置に関するものである。

（従来の技術） この種の従来装置としては、例えば特公昭34−
1722号公報に開示されたものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述の従来装置は、その爪送り機
構が単列であるため、爪の装着個数に限界があつ
て、その結果、脈動の消去が不十分であるという
問題点があつた。

また従来装置は、偏心時の駆動域において各爪
にかかる荷重を順次リレーする場合に、駆動ラチ
エツトと次に荷重がかかる被動爪との間にある速
度差から、次に噛合しようとする駆動ラチエツト
し被動爪の歯先間にギヤツプを生じ、このため被
動爪の交代時にリレーシヨツクが発生するという
問題点があつた。

本発明は上述の問題点を解決するためになされ
たもので、この種の無段変速装置の増速駆動時に
おける脈動とシヨツクを大幅に減少させることを
目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明において
は、入力側の回転部材の内周に複数列の内歯ラチ
エツトリングを並設し、この内歯ラチエツトリン
グのラチエツトに噛合する複数列の爪の基部を、
中心軸に対して偏心量調整自在な偏心カムに回転
自在に設けたキヤリヤに互い違いに配置して枢支
し、このキヤリヤと一体に形成したリング部の内
周に複数列の内歯ラチエツトリングを並設し、こ
の内歯ラチエツトリングのラチエツトに噛合する
複数列の爪の基部を出力側の回転部材に枢支した
伝動系の途中に緩衝用の弾性体を介在させて無段
変速装置を構成する。

（作用） 上述のように本発明においては、ラチエツトリ
ングおよび爪を紛数列に設けるようにしたから、
単列のものと比較して装着可能な爪の固数を大幅
に増加することができる。このため伝動力の脈動
を著しく減少させることができる。

また本発明においては、伝動系の途中に緩衝用
の弾性体を介在させてから、前記した被動爪の交
代時におけるリレーシヨツクの発生を防止するこ
とができる。

（実施例） 以下、図面について本発明の一実施例を説明す
る。第１図〜第４図は本発明装置を付した自転車
用無段変速装置の一例を示すもので、図中１は自
転車フレームのチエンステー、２はバツクホー
ク、３は後つめ、４は後つめ３にロツクナツト５
により固定した後輪ハブ軸、６はベアリング７を
介して回転自在に嵌装した後輪ハブ、８はスポー
クである。

ベアリング７の外側の後輪ハブ軸４のねじ部４
ａには内側偏心カム９を螺合して固定してあり、
この内側偏心カム９の外周にウオーム歯車１０と
一体に形成した外側偏心カム１１を回転自在に嵌
装してある。１２はこのウオーム歯車１０と噛合
したウオーム、１２ａはその軸で、インナーワイ
ヤ１３の角端部１３ａ（第２図参照）と嵌合して
ケース１４に対して回転自在になつている。１５
は軸受、１６はカラー、１７はキヤツプである。

また１８は小径の円筒部１８ａと大径の円筒部
１８ｂとを一体に結合したキヤリヤで、このキヤ
リヤ１８の小径の円筒部１８ａをベアリング１９
を介して外側偏心カム１１の外周に嵌合すると共
に、大径の円筒部１８ｂと後輪ハブ６と一体に形
成した中空円筒状ケース６ａ内に位置させてあ
る。

また２０は皿形状のケースで、前記ウオーム１
２のケース１４と一体に形成してあり、このケー
ス２０を内側偏心カム９とロツクナツト５によつ
て後輪ハブ軸４に対して固定してある。２１は後
輪用のスプロケツトで、２１ａはこのスプロケツ
ト２１と一体に形成した円筒部であり、このスプ
ロケツト２１はベアリング２２，２３を介してケ
ース２０と後輪ハブ６との間に回転自在に設けら
れている。２４はチエンである。

またスプロケツト２１の円筒部２１ａの内周面
には緩衝用のゴム等の弾性体２５を介して複数列
のラチエツトリング２６，２７を円筒部２１ａに
接合して設け、これら各ラチエツトリング２６，
２７の内周面にそれぞれラチエツト２６ａ，２７
ａを設けると共に、ラチエツト２６ａ，２７ａと
それぞれ噛合する複列で、かつ各列複数個（本実
施列では５個）爪２８，２９の基部を、前記キヤ
リヤ１８の小径円筒部１８ａの外周部にピン３０
を介して左右互い違いに配置して枢支してある。
また３１は爪２８，２９の先端を常にラチエツト
２６ａ，２７ａに圧接させるためのばねである。

またキヤリヤ１８の大径円筒部１８ｂの内周面
に前記と同様に緩衝用のゴム等の弾性体２５を介
して複数列のラチエツトリング３２，３３を大径
円筒部１８ｂに接合して設け、これら各ラチエツ
トリング３２，３３の内周面にそれぞれラチエツ
ト３２ａ，３３ａを設けると共に、ラチエツト３
２ａ，３３ａとそれぞれ噛合する複列で、かつ各
列複数個（本実施例では５個）の爪３４，３５の
基部を、前記後輪ハブ６のケース６ａ内のボス部
６ｂの外周部にピン３６を介して左右互い違いに
配置して枢支してある。なお３７は爪３４，３５
の先端を常にラチエツト３２ａ，３３ａに圧接さ
せるためのばねである。

また第５図は第１図〜第４図のゴム等の弾性体
２５の代りをする構成を示すもので、この場合は
駆動回転体２１ａ，１８ｂの内周にラチエツトリ
ング２６，３２を直接嵌合し、その嵌合面の複数
個所にそれぞればね保持用切欠部３８を前記嵌合
面を跨ぐようにして設け、これらのばね保持用切
欠部３８内にそれぞれ緩衝用の弾性体としてコイ
ルばね３９を嵌装したものである。

また第６図は他の実施例を示すもので、第１図
〜第４図に示す位置に弾性体２５を設けずに、ス
プロケツト２１と一体の円筒部２１ａの内周面に
直接ラチエツト２１ｂを設け、キヤリヤ１８の大
径の円筒部１８ｂの内周面にも直接ラチエツト１
８ｃを形成し、ラチエツト２１ｂとそれぞれ噛合
する爪２８，２９の基部をそれぞれピン３０を介
して爪ホルダー４０に枢支すると共に、これら各
爪ホルダー４０を緩衝用のゴム等の弾性体２５を
介してキヤリヤ１８の小径の円筒部１８ａに接合
して設け、さらにラチエツト１８ｃとそれぞれ噛
合する爪３４，３５の基部をそれぞれピン３６を
介して爪ホルダー４１に枢支すると共に、これら
各爪ホルダー４１を緩衝用のゴム等の弾性体２５
を介して後端ハブ６のボス部６ｂに接合して設け
たものである。

なお第５図および第６図中の符号で前記符号と
同一の符号は同等のものを示している。

つぎに上述のように構成した本発明の無段変速
装置の作用を説明する。まず第１図、第４図に示
した実施例の伝動順序を説明すると、図示しない
クランクペダルを介してクランクギヤが回転し、
その回転がチエン２４によりスプロケツト２１に
伝えられる。スプロケツト２１の回転は弾性体２
５を介してラチエツトリング２６，２７に伝え
ら、さらにラチエツト２６ａ，２７ａより爪２
８，２９、ピン３０を介してキヤリヤ１８に伝え
られる。キヤリヤ１８が回転すると、キヤリヤ１
８の大径の円筒部１８ｂの内周に設けた弾性体２
５を介してラチエツトリング３２，３３が回転
し、その結果爪３４，３５、ピン３６を介して後
輪ハブ６に回転が伝えられる。

すなわちこの装置では、爪２８，２９による１
段目の変速装置と、爪３４，３５による２段目の
変速装置との２組の変速装置を介して伝動される
ことになる。

第１図〜第４図は外側偏心カム１１が最大偏心
状態にある場合を示しているが、インナーワイヤ
１３を回転させることによりウオーム歯車１０を
介して、外側偏心カム１１を180゜回転させると、
外側偏心カム１１の外周面が後輪ハブ軸４と同心
になる。外側偏心カム１１が同心になると、駆動
回転体２１ａ，１８ｂ、および各ラチエツトリン
グ２６，２７，３２，３３も後輪ハブ軸４と同心
になるから、この状態で駆動回転体が第３，４図
において時計方向に回転すると、弾性体２５を介
して各ラチエツトリングおよび爪が一体的に回転
するため、この場合の変速比は１：１となる。

またインナーワイヤ１３の回転操作によつて外
側偏心カム１１を偏心０の状態から180゜回動させ
て第３，４図に示すように最大偏心状態にする
と、駆動回転体２１ａ，１８ｂの矢印Ｄ方向の回
転が弾性体２５を介してチラエツトリング２６，
２７，３２，３３に伝わり、ラチエツトリング２
６，２７は爪２８，２９を介して従動回転体１８
ａに回転を伝え、ラチエツトリング３２，３３は
爪３４，３５を介して従動回転体６に回転を伝え
る。

そして外側偏心カム１１が偏心している場合
は、第３図の駆動域Ｅ（この場合爪が10個あるた
め360゜の10等分の角度36゜である。）内に爪による
増速率が最大であるから従動回転体はこの爪によ
つて増速回転させられ、他の爪はラチエツトリン
グの各ラチエツトに対して矢印Ｄの方向にすべつ
て回転することになる。

そして駆動域Ｅ内の爪が駆動域Ｅから外れると
共に、次に駆動動域Ｅに入る爪を介して増速駆動
され、順次伝動爪が交代する。

この場合の変速比（増速比）は、後輪ハブ軸４
の中心0₁を基点とする爪の駆動域である角度θ₁
と、外側偏心カム１１の中心0₃を基点とする爪の
駆動域である角度θ₂との比となる。

上述の増速作用は第４図に示す２段目の装置も
同様であり、第３図の１段目と第４図の２段目の
増速比を掛け合わせたものが全体の増速比とな
る。

また第５図の実施例では、駆動回転体２１ａ，
１８ｂの回転をコイルばね３９を介してラチエツ
トリング２６，３２に伝える。また図示していな
いがラチエツトリング２７，３３の場合も同様で
ある。

さらに第６図の実施例では、スプロケツト２１
とラチエツト２１ｂとが一体であり、またキヤリ
ヤ１８とラチエツト１８ｃとも一体であるため、
この部分に緩衝部材は存在しないが、各爪ホルダ
ー４０，４１と従動回転体１８ａ，６との間に弾
性体２５が介在しているため、この部分で緩衝作
用が行われる。

上述のように構成した本発明装置の駆動域Ｅ内
の爪を介して伝えられる増速率は駆動域Ｅの全範
囲にわたつて均一ではないため、これが伝動力の
脈動となつて表われるから、この駆動域Ｅは小さ
い程脈動が小さくなる。すなわち爪の個数が多い
程脈動を小さくすることができるが、本発明では
ラチエツトリングおよび爪を複数列に並設するよ
うにしたから、従来の単列のものに比較して爪の
装着個数を倍以上にすることができる。したがつ
て本発明によれば伝動系中に発生する脈動を著し
く減少させることができる。

また従来のように単列の装置では、駆動域内の
爪が交代する時に、その交代する爪の先端面とラ
チエツトの歯面間に隙間があると、この群間によ
つてリレーシヨツクが発生するという問題点があ
つた。

これに対して本発明の第１および第２実施例に
おいては複数列の内歯ラチエツトリングをそれぞ
れ弾性体２５，３９を介して駆動側部材に接合す
ると共に、複数列の爪を互い違いに前記内歯ラチ
エツトリングのラチエツトと噛合するように配置
したから、前記した被動爪の交代時におけるリレ
ーシヨツクの発生を防止することができる。

すなわち第３図の駆動域Ｅ内にある爪２８がラ
チエツト２６ａとタイトに噛合して駆動力を伝え
ている場合は、ラチエツトリング２６と円筒部２
１ａとの間の弾性体２５がラチエツトリング２６
を円筒部２１ａに対して若干回転おくれを生ずる
ように撓んでいる。したがつてこの爪２８が駆動
域Ｅから外れると共に、次に駆動域Ｅ内に入つて
動力を伝える爪２９とラチエツト２７ａとの噛合
部にたとえわずかなギヤツプがあつても、伝動系
が爪２８から爪２９に移り変わる時に前記弾性体
２５，３９の撓みが復元することによつて前記ギ
ヤツプがなくなると共に、伝動系が爪２９に移り
変わつた時、ラチエツトリング２７側の弾性体２
５，３９が撓むことによつて緩衝作用をするか
ら、いずれにしてもリレーシヨツクを大幅に減少
させることができる。

上述の作用は第６図に示す実施例の場合も同様
に行われるから説明は省略する。

（発明の効果） 上述のように本発明においては、ラチエツトリ
ングおよび爪を複数列に設けるようにしたから、
従来の単列のものと比較して装着可能な爪の個数
を大幅に増加することができる。このため本発明
によれば、伝動力の脈動を著しく減少させること
ができるという効果が得られる。

また本発明においては、伝動系の途中に緩衝用
の弾性体を介在させたから、前記した被動爪の交
代時におけるリレーシヨツクを大幅に減少させる
ことができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明無段変速装置の縦断面図、第２
図はその一部を断面で示す側面図、第３図は第１
図の−断面図、第４図は同−断面図、第
５図は本発明の他の実施例を示す部分断面図、第
６図は本発明のさらに他の実施例を示す無段変速
装置の縦断面図である。 ４……後輪ハブ軸、６……後輪ハブ、９……内
側偏心カム、１１……外側偏心カム、１８……キ
ヤリヤ、２１……スプロケツト、２４……チエ
ン、２５……弾性体、２６，２７……ラチエツト
リング、２６ａ，２７ａ……ラチエツト、２８，
２９……爪、３２，３３……ラチエツトリング、
３２ａ，３３ａ……ラチエツト、３４，３５……
爪、３８……ばね保持用切欠部、３９……弾性体
（コイルばね）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力側の回転部材の内周に複数列の内歯ラチ
   エツトリングを並設し、この内歯ラチエツトリン
   グのラチエツトに噛合する複数列の爪の基部を、
   中心軸に対して偏心量調整自在な偏心カムに回転
   自在に設けたキヤリヤに互い違いに配置して枢支
   し、このキヤリヤと一体に形成したリング部の内
   周に複数列の内歯ラチエツトリングを並設し、こ
   の内歯ラチエツトリングのラチエツトに噛合する
   複数列の爪の基部を出力側の回転部材に枢支した
   伝動系の途中に緩衝用の弾性体を介在させたこと
   を特徴とする無段変速装置。