JPH0253273B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内歯ラチエツトリングに噛合する爪
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、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
駆動ラチエツトと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
おけるリレー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、入力側の駆動回転部材の内周に一方向クラツ
チを介して複数列の内歯ラチエツトリングを並設
し、前記駆動回転部材の円周複数個所にそれぞれ
円筒形状の遊星ローラを回転自在に遊嵌し、この
遊星ローラをフレームに固定した固定リングの内
周面と前記内歯ラチエツトリングとの間に介在さ
せて摩擦伝動により公転すると共に自転するよう
にし、この遊星ローラの作動による摩擦伝動によ
り前記内歯ラチエツトリングを回転させ、この内
歯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
在に設けた従動回転体に枢支して出力を取り出す
ようにして無段変速装置を構成する。

（作 用） 本発明は上述のように構成したから、入力側の
回転部材が回転すると、それに伴つて遊星ローラ
が公転するため、遊星ローラと固定リングとの摩
擦伝動によつて遊星ローラが自転し、この遊星ロ
ーラの公転と自転による摩擦伝動により内歯ラチ
エツトリングが回転する。この場合の内歯ラチエ
ツトリングの回転は入力側の回転部材の回転に対
して増速されるから、前記した被動爪の伝動リレ
ー時にたとえばラチエツト爪の歯先間にギヤツプ
があつても、前記した内歯ラチエツトリングの増
速回転によつてラチエツト爪に直ぐ追いつくた
め、前記した歯先間のギヤツプがなくなる。した
がつて本発明によれば、前記した被動爪の交代時
におけるシヨツクの発生を防止することができ
る。

（実施例） 以下、第１図〜第５図について本発明を自転車
用無段変速装置に適用した第１実施例を説明す
る。

図中１は自転車フレームのチエンステー、２は
チエンステー１にロツクナツト３により固定した
後輪ハブ軸、４はベアリング５を介して回転自在
に嵌装した後輪ハブ、６はスポークである。

本実施例においては、第１図における右側の後
輪ハブ軸２のねじ部２ａに内側偏心カム７を螺合
して固定し、この内側偏心カム７の外周にワイヤ
リール８と一体に形成した外側偏心カム９を回転
自在に嵌装する。１０はこのワイヤリール８に巻
きつけた操作ワイヤで、１０ａ（第２図参照）は
そのワイヤエンド、１１はそのアウターワイヤで
ある。

またフランジ付円筒部１２ａと歯車１２ｂとを
一体に結合してキヤリヤ１２を形成し、このキヤ
リヤ１２の円筒部１２ａをベアリング１３を介し
て外側偏心カム９の外周に嵌合する。

また１４は皿形状のケースで、このケース１４
を内側偏心カム７とロツクナツト３によつて後輪
ハブ２に対して固定する。１５は後輪用のスプロ
ケツト（入力側の駆動回転部材）で、１５ａはこ
のスプロケツト１５と一体に形成した円筒部であ
り、このスプロケツト１５はベアリング１６，１
７を介してケース１４と後輪ハブ４との間に回転
自在に設けられている。１８はチエンである。

またスプロケツト１５の円筒部１５ａの内周面
に一方向クラツチ１９を介して複数列（本実施例
では２列）の内歯ラチエツトリング２０，２１を
並設し、これら各ラチエツトリング２０，２１の
内周面にそれぞれラチエツト２０ａ，２１ａを設
けると共に、ラチエツト２０ａ，２１ａ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４個）の爪２２，２３の基部を、前記キヤリヤ
１２の円筒部１２ａの外周部にピン２４（第３図
参照）を介して左右互い違いに配置して枢支す
る。また２５は爪２２，２３の先端を常にラチエ
ツト２０ａ，２１ａに圧接させるためのばねであ
る。

またキヤリヤ１２の歯車１２ｂと噛合する内
歯々車２６を有すると共に、この内歯々車２６と
同一の内歯々車２７を背中合わせに一体に形成し
た伝動歯車２８をベアリング２９を介して内側偏
心カム７と同心に回転自在に設け、内歯々車２７
と噛合する歯車３０を後輪ハブ４と固着すると共
に、ベアリング３１を介して後輪ハブ軸２に回転
自在に設ける。

また第１図および第３図に示すように、入力側
の駆動回転部材であるスプロケツト１５の円筒部
１５ａの円周複数個所（本実施例では円周３等分
位置の３個所）にそれぞれ切欠部１５ｂを設け、
円筒形状の遊星ローラ３２をそれぞれ前記切欠部
１５ｂに回転自在に遊嵌し、これらの遊星ローラ
３２に外接する固定リング３３を第２図に示すよ
うに固定板３３ａを介してチエンステー１に固定
して設ける。

またばね鋼製の増速リング３４と、このリング
３４の内周に嵌合するＯリング３５とを組み合わ
せて、前記ラチエツトリング２０，２１の対向側
に設けた段部にそれぞれ嵌合して摩擦接合すると
共に、各増速リング３４の外周面を前記遊星ロー
ラ３２に圧接し、この圧接力によつて遊星ローラ
３２を固定リング３３の内周面に圧接する。なお
３６は内歯ラチエツトリング２０，２１間に介挿
したセパレートリングである。

つぎに上述のように構成した本発明装置の作用
を説明する。まず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１８によりスプロケツト１
５に伝えられる。スプロケツト１５の回転は一方
向クラツチ１９を介し内歯てラチエツトリング２
０，２１に伝えられ、さらにラチエツト２０ａ，
２１ａより爪２２，２３、ピン２４を介してキヤ
リヤ１２に伝えられる。キヤリヤ１２が回転する
と、歯車１２ｂが回転し、第４図に示すようにこ
れと噛合する内歯々車２６を介して伝動歯車２８
が回転し、さらに第５図に示すように、内歯々車
２７と歯車３０の噛合によつて歯車３０と一体の
後輪ハブ４が回転して自転車が走行する。

第１図〜第５図は外側偏心カム９が最大偏心状
態にある場合を示しているが、操作ワイヤ１０を
操作して、外側偏心カム９を180゜回転させると、
外側偏心カム９の外周面が後輪ハブ軸２と同心に
なる。外側偏心カム９が同心になると、駆動回転
体であるスプロケツト１５、および各ラチエツト
リング２０，２１も後輪ハブ軸２と同心になるか
ら、この状態で駆動側回転体であるスプロケツト
１５が第２図の矢印Ｅの方向に回転すると、一方
向クラツチ１９を介してラチエツトリング２０，
２１および爪２２，２３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。

また操作ワイヤ１０の操作によつて外側偏心カ
ム９を図に示すように最大偏心状態にすると、ス
プロケツト１５の矢印Ｅ方向の回転が一方向クラ
ツチ１９を介してラチエツトリング２０，２１に
伝わりラチエツトリング２０は爪２２を介してキ
ヤリヤ１２に回転を伝え、ラチエツトリング２１
は爪２３を介してキヤリヤ１２に回転を伝える。

そして外側偏心カム９が偏心している場合は、
第３図の駆動域Ｆ（この場合爪が８個あるため
360゜の８等分の角度45゜である。）にある爪による
増速率が最大であるから従動回転体であるキヤリ
ヤ１２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２０，２１の各ラチエツト
２０ａ，２１ａに対して矢印Ｇの方向にすべつて
回転することになる。

そして爪が駆動域Ｆから外れると共に、つぎの
爪が駆動域Ｆ内に入ると、今度はその爪を介して
増速駆動され、順次後続の爪へと伝動爪が交代す
る。

この場合の変速比（増速比）は、後輪ハブ軸２
の中心O₁を基点とする爪の駆動域である角度θ₁
と、外側偏心カム９の中心O₂を基点とする爪の
駆動域である角度θ₂との比となる。

つぎに本発明装置の特徴点である遊星ローラ３
２と増速リング３４の作用について説明する。

すなわち、入力側の回転材であるスプロケツト
１５が第２図の矢印Ｅの方向に回転すると、それ
に伴つて遊星ローラ３２が第３図の矢印Ｈの方向
に公転するため、遊星ローラ３２と固定リング３
３との圧接による摩擦抵抗によつて遊星ローラ３
２が矢印Ｉの方向に自転する。この遊星ローラ３
２の公転と自転とが遊星ローラ３２を介して増速
リング３４に伝えられ、この増速リング３４と共
にＯリング３５がほぼ一体的に回転する。この場
合の増速リング３４の回転は入力側のスプロケツ
ト１５の回転に対して増速されるから、この増速
リング３４とＯリング３５を介して摩擦接合して
いる内歯ラチエツトリング２０，２１も増速回転
する。したがつて前記した被動爪２２，２３の伝
動リレー時にたとえばラチエツト２０ａ，２１ａ
と爪２２，２３の歯先間にギヤツプがあつても、
前記した内歯ラチエツトリング２０，２１の増速
回転によつてラチエツト２０ａ，２１ａが爪２
２，２３に直ぐ追いつくため、前記した歯先間の
ギヤツプがなくなる。

なおラチエツト２０ａ，２１ａと爪２２，２３
が完全噛合して駆動されている間は、遊星ローラ
３２が各接触部材と適度にスリツプして各部材間
の速度差を吸収することになる。

第６図および第７図は本発明の第２実施例を示
すもので、図中前記符号と同一の符号は同等のも
のを示す。前記第１実施例との相違点のみを説明
すれば、これは第１実施例のＯリング３５の代り
に一方向クラツチばね３７を設けたものである。

すなわちこの一方向クラツチばね３７は、第７
図に示すように、増速リング３４の内周と内歯ラ
チエツトリング２０，２１の段部との間に、ばね
鋼線を複数回（本実施例では２回）巻き付けて介
挿すると共に、その一端部３７ａを内歯ラチエツ
トリング２０，２１にそれぞれ係止したものであ
る。

このようにすると、増速リング３４の第７図に
おける矢印Ｊ方向の回転は内歯ラチエツトリング
２０，２１に伝えられるが、内歯ラチエツトリン
グ２０，２１に対するる矢印Ｊと反対方向の増速
リング３４の回転は内歯ラチエツトリング２０，
２１には伝わらない。

したがつてこの第２実施例の場合も作用は第１
実施例と同様であるから説明は省略する。

第８図および第９図は本発明の第３実施例を示
すものであり、第１０図および第１１図は第４実
施例を示すものである。図中前記符号と同一の符
号は同等のものを示す。これらの実施例は、各遊
星ローラ３２に対する摩擦力付与部材を固定リン
グ３３の内面に設けたものである。

すなわち第８図および第９図のものは、ゴム等
の弾性物製の弾性リング３８を固定リング３３の
内面に嵌め込むと共に、その弾性リング３８の内
周部にばね鋼製の外側リング３９を圧入し、この
外側リング３９の内面と内歯ラチエツトリング２
０，２１の段部との間に円筒形状の遊星ローラ３
２を介挿し、入力側の駆動回転部材であるスプロ
ケツト１５の回転により、遊星ローラ３２を公転
させると共に自転させ、この作動により内歯ラチ
エツトリング２０，２１に増速回転を伝えるよう
にしたものである。そしてその作用は前記実施例
と同様であるから詳細な説明は省略する。

また第１０図および第１１図は、前記実施例の
弾性リング３８の代りに、一方向クラツチばね４
０を設けたものである。すなわちこの一方向クラ
ツチばね４０は、第１１図に示すように、固定リ
ング３３の内周と外側リング３９の外周との間
に、ばね鋼線を複数回（本実施例では２回）巻き
付けて介挿すると共に、その一端部４０ａを固定
リング３３に係止したものである。

このようにすると、外側リング３９の第１１図
における矢印Ｍ方向の回転は阻止されるが、矢印
Ｍと反対方向の回転は許容されるようになる。

したがつてこの場合も、入力側の駆動回転部材
であるスプロケツト１５の矢印Ｍ方向の回転によ
り、遊星ローラ３２を公転させると共に自転させ
て、各内歯ラチエツトリング２０，２１に増速回
転を伝えることができる。その他の作用は前記実
施例と同様であるから、説明は省略する。

（発明の効果） 本発明装置は上述のように、摩擦伝動により公
転すると共に自転する円筒形状の遊星ローラの摩
擦伝動により各内歯ラチエツトリングを増速回転
させるようにしたから、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。したがつて本発明によれば、リレーシヨ
ツクの少ない平滑な回転が得られる無段変速装置
を提供できるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の横断平面図、第２図は第
１図の一部Ａ―Ａ断面で示す側面図、第３図は第
１図のＢ―Ｂ断面図、第４図は第１図のＣ―Ｃ断
面図、第５図は第１図のＤ―Ｄ断面図、第６図は
第２実施例の横断平面図、第７図はそのＫ―Ｋ断
面図、第８図は第３実施例の横断平面図、第９図
はそのＬ―Ｌ断面図、第１０図は第４実施例の横
断平面図、第１１図はそのＮ―Ｎ断面図である。 １……チエンステー、２……後輪ハブ軸、３…
…ロツクナツト、４……後輪ハブ、７……内側偏
心カム、９……外側偏心カム、１０……操作ワイ
ヤ、１２……キヤリヤ、１５……スプロケツト、
１８……チエン、１９……一方向クラツチ、２
０，２１……内歯ラチエツトリング、２２，２３
……爪、２８……伝動歯車、３０……歯車、３３
……遊星ローラ、３２ａ……大径部、３２ｂ……
小径部、３３……固定リング、３４……増速リン
グ、３５……Ｏリング、３６……セパレートリン
グ、３７……一方向クラツチばね、３８……弾性
リング、３９……外側リング、４０……一方向ク
ラツチばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力側の駆動回転部材の内周に一方向クラツ
   チを介して複数列の内歯ラチエツトリングを並設
   し、前記駆動回転部材の円周複数個所にそれぞれ
   円筒形状の遊星ローラを回転自在に遊嵌し、この
   遊星ローラをフレームに固定した固定リングの内
   周面と前記内歯ラチエツトリングとの間に介在さ
   せて摩擦伝動により公転すると共に自転するよう
   にし、この遊星ローラの作動による摩擦伝動によ
   り前記内歯ラチエツトリングを回転させ、この内
   歯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
   在に設けた従動回転体に枢支して出力を取り出す
   ようにした無段変速装置。 ２ 内歯ラチエツトリングの段部にＯリングを嵌
   合し、このＯリングの外周部に増速リングを嵌合
   し、この増速リングの外周に円筒形状の遊星ロー
   ラを圧接させるようにした特許請求の範囲第１項
   記載の無段変速装置。 ３ 内歯ラチエツトリングの段部に、ばね鋼線を
   複数回巻き付けて、その一端を内歯ラチエツトリ
   ングに係止して一方向クラツチばねを形成し、こ
   の一方向クラツチばねの外周部に増速リングを嵌
   合し、この増速リングの外周に円筒形状の遊星ロ
   ーラを圧接させるようにした特許請求の範囲第１
   項記載の無段変速装置。 ４ 固定リングの内周部に弾性物製の弾性リング
   を嵌め込み、この弾性リングの内周部に外側リン
   グを嵌め込み、この外側リングの内周に円筒形状
   の遊星ローラを圧接させるようにした特許請求の
   範囲第１項記載の無段変速装置。 ５ 外側リングの外周部に、ばね鋼線を複数回巻
   き付けて、その一端部を固定リングに係止して一
   方向クラツチばねを形成し、前記外側リングの内
   周に円筒形状の遊星ローラを圧接させるようにし
   た特許請求の範囲第１項記載の無段変速装置。