JPH06255561A - Automatic gear for bicycle - Google Patents
Automatic gear for bicycleInfo
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- JPH06255561A JPH06255561A JP4885493A JP4885493A JPH06255561A JP H06255561 A JPH06255561 A JP H06255561A JP 4885493 A JP4885493 A JP 4885493A JP 4885493 A JP4885493 A JP 4885493A JP H06255561 A JPH06255561 A JP H06255561A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自転車の自動変速装置
に係り、特に伝動軸の回転力に応じて駆動軸と伝動軸と
の間のギヤ比を自動的に替えられるようにした自動変速
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle automatic transmission and, more particularly, to an automatic transmission capable of automatically changing a gear ratio between a drive shaft and a transmission shaft in accordance with a rotational force of the transmission shaft. Regarding the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、自転車の自動変速装置として、例
えば特開昭63−137090号に記載のものが知られ
ている。この自動変速装置は、スプロケットと一体的に
形成された入力側回転部材の内周に設けた複数のラチェ
ット爪と、車輪のハブに固定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とを備え、スプロケッ
トに加わるチェーンの張力によって偏心量を変化させ、
この偏心量に応じて自動的に無段階に変速させるように
したものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a bicycle automatic transmission, for example, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-137090 is known. This automatic transmission comprises a plurality of ratchet pawls provided on the inner periphery of an input side rotating member integrally formed with a sprocket, and a ratchet gear fixed to the hub of a wheel and located on the center side of the input side rotating member. Is equipped with the
The speed is automatically changed steplessly according to the amount of eccentricity.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動変速装置にあっては、スプロケットに加わるチ
ェーンの張力に基づいて変速させる構造であるために、
チェーンの弛みなどを考慮した場合に、ペダルからの踏
力が偏心量の変化としてそのまま現れないといった問題
があった。However, in the above-mentioned conventional automatic transmission, the structure is such that the gear is changed based on the tension of the chain applied to the sprocket.
There is a problem that the pedaling force from the pedal does not appear as the change of the eccentricity when the slack of the chain is taken into consideration.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る自
転車の自動変速装置は、ペダルの踏力を直接に計測する
ことで、より体感に近い自動変速を行えるようにするも
のである。In view of the above, an automatic gear shift device for a bicycle according to the present invention is designed to directly measure the pedaling force of a pedal so that the automatic gear shift can be performed in a more realistic manner.
【0005】即ち、本発明に係る自転車の自動変速装置
は、自転車のシャーシに回転可能に取り付けられペダル
シャフトと一体に回転する駆動軸と、この駆動軸に固定
された直径の異なる複数の駆動輪と、前記駆動軸とは離
れた位置に配設され且つ自転車のシャーシに回転可能に
取り付けられた伝動軸と、この伝動軸にクラッチ板を介
して取り付けられると共に、前記複数の駆動輪とそれぞ
れ噛み合う複数の伝動歯車と、前記伝動軸と同軸上に配
設され一端が自転車のシャーシに、他端が伝動軸の一端
部に支持されると共に、チェーンスプロケットに回転力
を伝達する出力軸と、前記伝動軸の回転力を弾性部材を
介して出力軸に伝達すると共に伝動軸の回転力の大きさ
に応じて出力軸上を段階的に移動する動力計と、この動
力計とは切替レバーによって連結され且つ動力計の移動
位置に応じて前記伝動歯車の一つを選択する変速ユニッ
トと、この変速ユニットにより選択された伝動歯車にク
ラッチ板を接続して該伝動歯車の回転を伝動軸に伝達す
るための切替駆動機構とを備えたことを特徴とする。That is, the automatic transmission for a bicycle according to the present invention includes a drive shaft that is rotatably mounted on a bicycle chassis and rotates integrally with a pedal shaft, and a plurality of drive wheels that are fixed to the drive shaft and have different diameters. And a transmission shaft arranged at a position distant from the drive shaft and rotatably attached to the chassis of the bicycle, and attached to the transmission shaft via a clutch plate and meshes with the plurality of drive wheels. A plurality of transmission gears, an output shaft coaxially arranged with the transmission shaft, one end of which is supported by a bicycle chassis and the other end of which is supported by one end of the transmission shaft, and which transmits a rotational force to a chain sprocket, A dynamometer that transmits the rotational force of the transmission shaft to the output shaft via an elastic member and moves stepwise on the output shaft according to the magnitude of the rotational force of the transmission shaft, and this dynamometer is a switching lever. And a transmission unit that selects one of the transmission gears according to the moving position of the dynamometer, and connects a clutch plate to the transmission gear selected by the transmission unit to rotate the transmission gear on a transmission shaft. And a switching drive mechanism for transmission.
【0006】[0006]
【作用】上述の手段によれば、ペダルを漕いだ時の踏力
は、駆動軸から駆動輪および伝動歯車を介して伝動軸に
伝動される。この時、伝動軸にはクラッチ板が接続され
ている伝動歯車からの回転力が伝達されることになる。
伝動軸の回転力が動力計を介して出力軸に伝達され、チ
ェーンスプロケットを回転させる。一方、動力計は伝動
軸の回転力の大きさに応じて出力軸上を移動し、この移
動量に応じて変速ユニットを駆動する。そして、この変
速ユニットからのモード切替によって、前記クラッチ板
に接続される伝動歯車が切り替わり、自動的にギヤ比が
異なることになる。このようにして、動力計が常時伝動
軸の回転力を計測しながら駆動軸と伝動軸車との間のギ
ヤ比を体感に合った適切なものに切り替える。According to the above-mentioned means, the pedaling force when pedaling is transmitted from the drive shaft to the transmission shaft via the drive wheel and the transmission gear. At this time, the rotational force from the transmission gear to which the clutch plate is connected is transmitted to the transmission shaft.
The rotational force of the transmission shaft is transmitted to the output shaft via the dynamometer, causing the chain sprocket to rotate. On the other hand, the dynamometer moves on the output shaft according to the magnitude of the rotational force of the transmission shaft, and drives the transmission unit according to the amount of movement. Then, the transmission gear connected to the clutch plate is switched by the mode switching from the transmission unit, and the gear ratio is automatically changed. In this way, the dynamometer constantly measures the rotational force of the transmission shaft, and switches the gear ratio between the drive shaft and the transmission shaft wheel to an appropriate one that matches the user's experience.
【0007】[0007]
【実施例】以下添付図面に基づいて、本発明に係る自転
車の自動変速装置の実施例を詳細に説明する。図1は自
動変速装置Dの配置箇所を示す概略説明図、図2は自動
変速装置Dの概略平面図である。この図において、符号
2a,2bは自動変速装置Dを構成するシャーシ1の左
右の側壁、3は左右の側壁2a,2bに両端が回転可能
に取り付けられた駆動軸、4は駆動軸3の両端部に連結
されたペダルシャフトであり、ペダル5を漕いだときに
その踏力を駆動軸3に伝達する。駆動軸3の一側には径
の異なる4個の駆動輪6a,6b,6c,6dが大きい
方から順次配列されている。この駆動輪6a,6b,6
c,6dはその中心が前記駆動軸3に固定されており、
駆動軸3が回転するのに伴なって一緒に回転する。な
お、この駆動輪6a,6b,6c,6dは、いずれもそ
の外周に多数のローラ7が配列された構成となってい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of an automatic transmission for a bicycle according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an arrangement location of the automatic transmission D, and FIG. 2 is a schematic plan view of the automatic transmission D. In this figure, reference numerals 2a and 2b are left and right side walls of a chassis 1 which constitutes the automatic transmission D, 3 is a drive shaft rotatably attached to the left and right side walls 2a and 2b, and 4 is both ends of the drive shaft 3. It is a pedal shaft connected to the section, and transmits the pedaling force to the drive shaft 3 when the pedal 5 is pedaled. On one side of the drive shaft 3, four drive wheels 6a, 6b, 6c, 6d having different diameters are sequentially arranged from the larger one. These drive wheels 6a, 6b, 6
The centers of c and 6d are fixed to the drive shaft 3,
As the drive shaft 3 rotates, it rotates with it. Each of the drive wheels 6a, 6b, 6c, 6d has a structure in which a large number of rollers 7 are arranged on the outer periphery thereof.
【0008】一方、上記駆動軸3と離れた前方位置には
駆動軸3と平行に伝動軸10が配設されている。この伝
動軸10は一端が上記シャーシ1の左側壁2aに回転可
能に取り付けられ、他端がシャーシ1の中央部に立設さ
れた縦壁11に回転可能に取り付けられている。そし
て、この伝動軸10にも上記駆動輪3と対応した位置に
伝動歯車12a,12b,12c,12dが配設され、
この伝動歯車12a,12b,12c,12dは伝動軸
10に対してそれぞれベアリング13を介して取り付け
られている。なお、これらの伝動歯車12a,12b,
12c,12dは、径の小さい方から順に配列されてお
り、上記駆動輪6a,6b,6c,6dのローラ7と噛
み合うことで、駆動輪6a,6b,6c,6dが回転す
るのに伴ない全ての伝動歯車12a,12b,12c,
12dが回転することになる。また、伝動軸10の円周
面には軸方向に複数本の溝条14が切ってあり、この溝
条14をスライド移動するクラッチ板15が各伝動歯車
12a,12b,12c,12dのベアリング13近傍
に隣接して設けられている。したがって、このクラッチ
板15がスライド移動して伝動歯車12a,12b,1
2c,12dに接続すると、伝動歯車12a,12b,
12c,12dの回転力がクラッチ板15を通じて伝動
軸10に伝達されることになる。On the other hand, a transmission shaft 10 is arranged in parallel with the drive shaft 3 at a front position away from the drive shaft 3. The transmission shaft 10 has one end rotatably attached to the left side wall 2a of the chassis 1 and the other end rotatably attached to a vertical wall 11 provided upright in the center of the chassis 1. Further, transmission gears 12a, 12b, 12c, 12d are also arranged on the transmission shaft 10 at positions corresponding to the drive wheels 3.
The transmission gears 12a, 12b, 12c, 12d are attached to the transmission shaft 10 via bearings 13, respectively. In addition, these transmission gears 12a, 12b,
12c and 12d are arranged in order from the smallest diameter, and by engaging with the rollers 7 of the drive wheels 6a, 6b, 6c and 6d, the drive wheels 6a, 6b, 6c and 6d are rotated. All transmission gears 12a, 12b, 12c,
12d will rotate. Further, a plurality of grooves 14 are cut on the circumferential surface of the transmission shaft 10 in the axial direction, and the clutch plate 15 slidingly moving in the grooves 14 is a bearing 13 of each of the transmission gears 12a, 12b, 12c, 12d. It is provided adjacent to the neighborhood. Therefore, the clutch plate 15 slides to move the transmission gears 12a, 12b, 1
2c, 12d, the transmission gears 12a, 12b,
The rotational force of 12c and 12d is transmitted to the transmission shaft 10 through the clutch plate 15.
【0009】この実施例では前記伝動軸10と同軸上に
出力軸20が配設されている。この出力軸20は、一端
が前記シャーシ1の右側壁2bに回転可能に支持されて
いると共に、他端が前記伝動軸10の端部とベアリング
21によって連結されている。そして、伝動軸10と出
力軸20との連結部の近傍には動力計22が配設され、
伝動軸10から出力軸20への動力の伝達および伝動軸
10に接続される伝動歯車12a,12b,12c,1
2dの選択がこの動力計22によって行われる。In this embodiment, an output shaft 20 is arranged coaxially with the transmission shaft 10. The output shaft 20 has one end rotatably supported by the right side wall 2b of the chassis 1 and the other end connected to the end of the transmission shaft 10 by a bearing 21. And, a dynamometer 22 is arranged in the vicinity of a connecting portion between the transmission shaft 10 and the output shaft 20,
Transmission of power from the transmission shaft 10 to the output shaft 20 and transmission gears 12a, 12b, 12c, 1 connected to the transmission shaft 10.
The selection of 2d is made by this dynamometer 22.
【0010】動力計22は、図3及び図4に示したよう
に、伝動軸10の先端部分に固定された内筒体23と出
力軸20の端部に張出し形成されたカラー24との間に
弾性部材としての渦巻きバネ25を設け、この渦巻きバ
ネ25の捩れによって回転力の大きさを計測する構成と
なっている。渦巻きバネ25は、図5に示したように、
一端が内筒体23の内壁に固定されると共に他端がカラ
ー24の外壁に固定されており、この外壁の外周を巻く
ようにして内壁と外壁との間の空間部内に配置されてい
る。また、内筒体23の他端側には円周上に沿って延び
る階段状の係止段部26が形成されている。この係止段
部26は円周上の対向する位置に一対設けられていると
共に、段数が前記駆動輪6および伝動歯車12の数に対
応しており、各段毎に係合凹部27を形成している。な
お、隣接する係合凹部27の間は滑らかな波形状の山で
区切られている。As shown in FIGS. 3 and 4, the dynamometer 22 has a space between an inner cylindrical body 23 fixed to the tip of the transmission shaft 10 and a collar 24 extending from the end of the output shaft 20. A spiral spring 25 as an elastic member is provided in the, and the magnitude of the rotational force is measured by twisting the spiral spring 25. The spiral spring 25, as shown in FIG.
One end is fixed to the inner wall of the inner tubular body 23 and the other end is fixed to the outer wall of the collar 24, and the outer wall of the outer wall is wound so as to be arranged in the space between the inner wall and the outer wall. Further, a stepped locking step portion 26 extending along the circumference is formed on the other end side of the inner cylindrical body 23. A pair of the locking step portions 26 are provided at opposite positions on the circumference, the number of steps corresponds to the number of the drive wheels 6 and the transmission gears 12, and the engaging recessed portions 27 are formed for each step. is doing. It should be noted that the adjacent engaging recesses 27 are separated by smooth wave-shaped peaks.
【0011】一方、出力軸20には前記内筒体23を囲
むようにして外筒体28が配置されている。出力軸20
の円周面には軸方向の溝条29が形成されており、この
溝条29に外筒体28の一端部28aがスライド可能に
取り付けられると共に、外筒体28の他端側に上記係止
段部26の各波山を乗り越えて係合凹部27と係合する
一対の係止爪30が内方に向けて設けられている。ま
た、出力軸20の外周にはカラー24と外筒体28の一
端部28aとの間にコイルスプリング31が装着されて
おり、常時外筒体28を右側壁2b側に付勢している。
更に出力軸20の端部には出力歯車31が、また駆動軸
3の端部にベアリング33を介して取り付けられた出力
リング34には前記出力歯車31と噛み合うと出力輪3
5が固定されており、出力軸20に伝達された駆動軸3
からの回転力は上記出力歯車32と出力輪35を介して
スプロケット36に伝達され、スプロケット36に掛け
回されているチェーン8を回転させる。On the other hand, an outer cylinder 28 is arranged on the output shaft 20 so as to surround the inner cylinder 23. Output shaft 20
An axial groove 29 is formed on the circumferential surface of the outer cylindrical body 28. One end 28a of the outer cylindrical body 28 is slidably attached to the groove 29, and the other end side of the outer cylindrical body 28 has the above-mentioned engagement. A pair of locking claws 30 are provided facing inward so as to ride over each wave peak of the stop 26 and engage with the engaging recess 27. A coil spring 31 is mounted on the outer periphery of the output shaft 20 between the collar 24 and one end portion 28a of the outer tubular body 28 to constantly urge the outer tubular body 28 toward the right side wall 2b.
Further, an output gear 31 is attached to the end of the output shaft 20, and an output ring 34 attached to the end of the drive shaft 3 via a bearing 33 is engaged with the output gear 31 to output the output wheel 3.
5 is fixed, and the drive shaft 3 transmitted to the output shaft 20.
Is transmitted to the sprocket 36 via the output gear 32 and the output wheel 35 to rotate the chain 8 wound around the sprocket 36.
【0012】従って、上述のような構成からなる動力計
22にあっては、駆動軸3から駆動輪および伝動歯車を
介して伝動軸10に回転力が伝達されると、その回転力
が内筒体23を通じて渦巻きバネ25に伝達される。こ
の時、ペダル5の踏力およびスプロケット36を通じて
出力軸20に入る抵抗力などに応じて出力軸20を回転
させる伝動軸10の回転力が異なってくるため、この回
転力の大きさに応じて渦巻きバネ25の捩れの強さが異
なり、またこの捩れの強さに応じて外筒体28のスライ
ド位置が異なってくる。即ち、伝動軸10を回転させた
ときに渦巻きバネ25に捩れが生ずることなく出力軸2
0が回転した場合には外筒体28は図4に示した位置を
保持するが、出力軸20の抵抗力などによって渦巻きバ
ネ25に捩れが生じたときには伝動軸10に対して出力
軸20に回転の遅れが生ずるために、外筒体28の係止
爪30が係止段部26の波山を一つ乗り越える。その結
果、外筒体28がコイルスプリング31に抗して出力軸
20に沿って引っ張られてスライドすると共に、係止爪
30が係止段部26の次の係合凹部27と係合すること
になる。出力軸20の抵抗力が大きくて伝動軸10の回
転力が大きくなる程渦巻きバネ25の捩れが大きくなる
ために、それに伴って外筒体28のスライド距離が大き
くなり、係止爪30は係止段部26のより高い位置にあ
る係合凹部27と係合することになる。このように、伝
動軸10の回転力と出力軸20の抵抗力とが平衡状態と
なるまで上述のような動作が繰り返され、そして最終的
には伝動軸10側の回転力が出力軸20側に完全に伝達
されて両者の回転が同期した時点で外筒体28の位置が
保持され伝動軸10と出力軸20とが一緒に回転し始め
る。Therefore, in the dynamometer 22 having the above-described structure, when the rotational force is transmitted from the drive shaft 3 to the transmission shaft 10 via the drive wheel and the transmission gear, the rotational force is transferred to the inner cylinder. It is transmitted to the spiral spring 25 through the body 23. At this time, since the rotational force of the transmission shaft 10 that rotates the output shaft 20 varies depending on the pedaling force of the pedal 5 and the resistance force that enters the output shaft 20 through the sprocket 36, the swirl depends on the magnitude of this rotational force. The torsional strength of the spring 25 is different, and the sliding position of the outer cylinder 28 is also different depending on the torsional strength. That is, when the transmission shaft 10 is rotated, the spiral spring 25 is not twisted and the output shaft 2
When 0 rotates, the outer cylinder body 28 holds the position shown in FIG. 4, but when the spiral spring 25 is twisted due to the resistance force of the output shaft 20 or the like, the outer shaft body 28 is attached to the output shaft 20 relative to the transmission shaft 10. Since the rotation is delayed, the locking claw 30 of the outer cylinder 28 rides over one wave peak of the locking step 26. As a result, the outer cylinder 28 is pulled along the output shaft 20 against the coil spring 31 and slides, and the locking claw 30 engages with the next engagement recess 27 of the locking step 26. become. As the resistance force of the output shaft 20 increases and the rotational force of the transmission shaft 10 increases, the torsion of the spiral spring 25 increases, so that the sliding distance of the outer cylindrical body 28 increases and the locking claw 30 engages. It engages with the engaging recess 27 at a higher position of the stop 26. In this way, the above-described operation is repeated until the rotational force of the transmission shaft 10 and the resistance force of the output shaft 20 are in equilibrium, and finally the rotational force on the transmission shaft 10 side is changed to the output shaft 20 side. When the rotations of the two are completely transmitted to each other and their rotations are synchronized, the position of the outer cylindrical body 28 is held and the transmission shaft 10 and the output shaft 20 start rotating together.
【0013】一方、出力軸20が回転し始めることで伝
動軸10の回転力が出力軸20を始動させた時より小さ
くなると、瞬間的に渦巻きバネ25が復帰方向に戻るこ
とで伝動軸10の回転に遅れが生ずる。その結果、コイ
ルスプリング31の弾性力によって外筒体28が出力軸
20に沿って押し戻される方向にスライドし、今度は上
述とは反対に外筒体28の係止爪30が係止段部26の
波山を一つ戻って手前の係合凹部27と係合する。そし
て、伝動軸10と出力軸20との間でバランスがとれる
まで同様の動作が繰り返され、両軸の力が平衡した位置
で伝動軸10と出力軸20とが一緒に回転することにな
る。On the other hand, when the output shaft 20 starts to rotate and the rotational force of the transmission shaft 10 becomes smaller than that when the output shaft 20 is started, the spiral spring 25 instantaneously returns in the returning direction, so that the transmission shaft 10 moves. There is a delay in rotation. As a result, the elastic force of the coil spring 31 causes the outer cylindrical body 28 to slide along the output shaft 20 in the direction in which the outer cylindrical body 28 is pushed back. This time, contrary to the above, the locking claw 30 of the outer cylindrical body 28 causes the locking step portion 26 to move. One wave peak is returned to engage with the engaging recess 27 on the front side. The same operation is repeated until the transmission shaft 10 and the output shaft 20 are balanced, and the transmission shaft 10 and the output shaft 20 rotate together at the position where the forces of both shafts are balanced.
【0014】なお、上記動力計22には渦巻きバネ25
に隣接して遅延ラチェット40が配設されている。この
遅延ラチェット40は、図6に示したように、出力軸2
0のカラー24の外周面に等間隔に設けられたストッパ
部41と、伝動軸10の内筒体23の内周面に取り付け
られたアーム部材42とで構成される。このアーム部材
42は、前記内周面に軸支され先端部が内筒体23の内
周面側に湾曲する第1アーム42aと、この第1アーム
42aの中間部に軸支され先端部がカラー24の外周面
側に僅かに湾曲する第2アーム42bとで構成される。
この第2アーム42bは板ばねによって構成されてお
り、先端部がストッパ部41に当たって押されることで
弾性的に屈曲変形すると共に、第1アーム42aの先端
部を内筒体23の内周面に押し当てる。そのために、ア
ーム部材42は、第1アーム42aと第2アーム42b
とを内筒体23とカラー24に突っ張ることで、伝動軸
10と出力軸20との一体的な回転が確保されることに
なる。The dynamometer 22 has a spiral spring 25.
A delay ratchet 40 is disposed adjacent to the. This delay ratchet 40, as shown in FIG.
It is composed of a stopper portion 41 provided at equal intervals on the outer peripheral surface of the collar 24 of 0, and an arm member 42 attached to the inner peripheral surface of the inner cylindrical body 23 of the transmission shaft 10. The arm member 42 has a first arm 42a that is axially supported by the inner peripheral surface and has a tip portion curved toward the inner peripheral surface of the inner cylindrical body 23, and a tip portion that is pivotally supported by an intermediate portion of the first arm 42a. The second arm 42b is slightly curved toward the outer peripheral surface of the collar 24.
The second arm 42b is composed of a leaf spring, and the tip end portion of the second arm 42b is elastically bent and deformed by being pressed against the stopper portion 41, and the tip end portion of the first arm 42a is moved to the inner peripheral surface of the inner cylindrical body 23. Press against. Therefore, the arm member 42 includes the first arm 42a and the second arm 42b.
By thrusting and on the inner cylindrical body 23 and the collar 24, the integral rotation of the transmission shaft 10 and the output shaft 20 is ensured.
【0015】上述した外筒体の一端部の外周には円周溝
37が切ってあり、この円周溝37に切替レバー38の
一端が回動自在に連結されている。この切替レバー38
は、外筒体28のスライド移動に対応して一緒に動くよ
うになっている。一方、切替レバー38の他端には変速
ユニット46が連結されている。この変速ユニット46
は、図7及び図8に示したように、上記切替レバー38
の他端が連結され且つ切替レバー38の上記移動量に応
じて回転する回転軸47と、この回転軸47の上端に設
けられた歯車群48と、この歯車群48の回転によって
切替作動する左右一対のラチェット49a,49bと、
この左右のラチェット49a,49bの間に配列された
4本の切替杆50a,50b,50c,50dとで構成
されている。前記歯車群48は、回転軸47と一体に回
転する主歯車48aと、その左右に位置して主歯車48
aに連動して回転する一対の補助歯車48b,48cと
からなる。この補助歯車48b,48cとラチェット4
9a,49cとは同軸上にあり、補助歯車48b,48
cが回転することによりラチェット49a,49bも同
じ動きをする。左右のラチェット49a,49bは、図
8にも示したように、それぞれが上下方向に4枚を有す
ると共に、各々が所定角度ずつずれて配置されている。
また、各ラチェット49a,49bは略弓形形状をして
いるが、その弓形方向が左右で反対となってる。A circumferential groove 37 is cut on the outer circumference of one end of the above-mentioned outer cylinder, and one end of a switching lever 38 is rotatably connected to the circumferential groove 37. This switching lever 38
Are designed to move together with the sliding movement of the outer cylinder 28. On the other hand, the transmission unit 46 is connected to the other end of the switching lever 38. This transmission unit 46
Is, as shown in FIGS. 7 and 8, the switching lever 38.
The other end of which is connected and which rotates according to the amount of movement of the switching lever 38, a gear group 48 provided at the upper end of this rotation shaft 47, and a left and right switching operation by rotation of this gear group 48. A pair of ratchets 49a, 49b,
It is composed of four switching rods 50a, 50b, 50c, 50d arranged between the left and right ratchets 49a, 49b. The gear group 48 includes a main gear 48a that rotates integrally with the rotating shaft 47, and main gears 48a that are located on the left and right sides of the main gear 48a.
It is composed of a pair of auxiliary gears 48b and 48c that rotate in association with a. The auxiliary gears 48b and 48c and the ratchet 4
9a and 49c are coaxial, and auxiliary gears 48b and 48
As c rotates, ratchets 49a and 49b also move in the same manner. As shown in FIG. 8, each of the left and right ratchets 49a and 49b has four sheets in the vertical direction, and each ratchet 49a, 49b is arranged with a predetermined angle difference.
Further, each ratchet 49a, 49b has a substantially arcuate shape, but the arcuate directions are left and right opposite.
【0016】上記切替杆50a,50b,50c,50
dは、前記ラチェット49a,49bの各々に対応して
上下方向に4本重なった状態で配設されており、またラ
チェット49a,49b付近には三角形状の係止突片5
1a,51b,51c,51dがそれぞれに設けられて
いる。この係止突片51a,51b,51c,51dは
三角形の一頂部が切替杆50a,50b,50c,50
dに揺動可能に支持されていると共に、他の頂部が切替
杆50a,50b,50c,50dの両側に突出してい
る。そのため、図7及び図9に示したように、上記ラチ
ェット49a,49bの先端でこの係止突片の左右の突
出部分を押し出すことにより、選択された一の切替杆の
みを前方へ押し出すことができる。なお、各切替杆50
a,50b,50c,50dとシャーシ1との間にコイ
ルスプリング52が掛け渡されており、上記ラチェット
49a,49bと係止突片51a,51b,51c,5
1dとの係合が外れるとコイルスプリング52の作用で
切替杆50a,50b,50c,50dが引き戻される
と同時に、係止突片51a,51b,51c,51dは
ホームポジションに弾性復帰する。なお、ラチェット4
9a,49bを左右にそれぞれ有するのは、切替杆50
a,50b,50c,50dを上から下に向かって切り
替えていく場合と、下から上に向かって切り替えていく
場合の両方に対応させるためである。The switching rods 50a, 50b, 50c, 50
d is arranged in a state where four ratchets 49a and 49b are overlapped with each other in the vertical direction, and triangular locking projections 5 are provided near the ratchets 49a and 49b.
1a, 51b, 51c and 51d are provided respectively. The locking projections 51a, 51b, 51c and 51d have switching rods 50a, 50b, 50c and 50 each having a triangular top.
While being swingably supported by d, the other tops thereof project on both sides of the switching rods 50a, 50b, 50c, 50d. Therefore, as shown in FIGS. 7 and 9, by pushing out the left and right protruding portions of the locking projections at the tips of the ratchets 49a and 49b, it is possible to push out only one selected switching rod forward. it can. In addition, each switching rod 50
A coil spring 52 is bridged between a, 50b, 50c, 50d and the chassis 1, and the ratchets 49a, 49b and the locking projections 51a, 51b, 51c, 5 are provided.
When the engagement with 1d is released, the switching rods 50a, 50b, 50c, 50d are pulled back by the action of the coil spring 52, and at the same time, the locking projections 51a, 51b, 51c, 51d are elastically returned to their home positions. In addition, ratchet 4
The switching rod 50 has 9a and 49b on the left and right respectively.
This is because it corresponds to both the case of switching a, 50b, 50c, and 50d from top to bottom and the case of switching from bottom to top.
【0017】上記切替杆50a,50b,50c,50
dの先端部は、図1及び図2に示したように、前記駆動
輪6a,6b,6c,6dと伝動歯車12a,12b,
12c,12dとの噛合部位の近傍まで延びている。ま
た、先端部の長さはそれぞれ異なっており、上から下に
向かって次第に長くなっていると共に、先端部には操作
杆54a,54b,54c,54dが軸支されている。
この操作杆54a,54b,54c,54dは、上下方
向に立設した連結棒55a,55b,55c,55dを
介して前述のクラッチ板15に連結されており、切替杆
50a,50b,50c,50dが伸長した時には連結
棒55a,55b,55c,55dを回動させることで
伝動軸10に沿ってクラッチ板15をスライドさせ、所
定の伝動歯車12にクラッチ板15を接続することで伝
動軸10に駆動力を伝達することができる。なお、符号
56はクラッチ板15を切る時の補助バネ、57はレイ
ンフォースである。The switching rods 50a, 50b, 50c, 50
As shown in FIGS. 1 and 2, the tip portion of d has the drive wheels 6a, 6b, 6c, 6d and the transmission gears 12a, 12b,
It extends to the vicinity of the meshing portion with 12c and 12d. Further, the lengths of the tip portions are different from each other, gradually increasing from the top to the bottom, and the operation rods 54a, 54b, 54c, 54d are pivotally supported on the tip portions.
The operating rods 54a, 54b, 54c, 54d are connected to the above-mentioned clutch plate 15 via connecting rods 55a, 55b, 55c, 55d which are erected vertically, and the switching rods 50a, 50b, 50c, 50d. When is extended, the coupling plate 55a, 55b, 55c, 55d is rotated to slide the clutch plate 15 along the transmission shaft 10, and the clutch plate 15 is connected to a predetermined transmission gear 12 to connect the transmission shaft 10 to the transmission shaft 10. The driving force can be transmitted. Reference numeral 56 is an auxiliary spring for disengaging the clutch plate 15, and 57 is a reinforcement.
【0018】次に、上記構成からなる自動変速装置Dの
作用について説明する。この自動変速装置Dは、自転車
が止まっている時には図1に示した状態で保持される。
そして、ペダル5を漕いで自転車をスタートさせようと
すると、踏力がペダルシャフト4を通じて駆動軸3に伝
達され、4つの駆動輪6a,6b,6c,6dを回転さ
せる。伝動歯車12a,12b,12c,12dは前記
駆動輪6a,6b,6c,6dと噛み合っているために
いずれも回転するが、図2に示したように、最初はクラ
ッチ板15と接続している伝動歯車12aの回転力が伝
動軸10に伝わる。そして、伝動軸10が回転すると共
に残りの3つの伝動歯車12b,12c,12dは空転
する。伝動軸10の回転力は動力計22の渦巻きバネ2
5によって計測されるが、スタート時のように出力軸2
0側の抵抗力が大きい場合には伝動軸10の回転力がそ
のまま出力軸20には伝達されず、渦巻きバネ25の捩
れが強くなって伝動軸10と一緒に内筒体26が回転す
る。その結果、外筒体28がコイルスプリング31に抗
して出力軸20に沿ってスライドし、係止爪30が係止
段部26の波山を一つ乗り越えて次の係合凹部27と係
合する。そのために、切替レバー38も外筒体28と共
にスライドし回転軸47をそれに応じて回転させる。こ
の回転軸47の動きに伴って歯車群48がそれぞれ駆動
され、図7に示したように、ラチェット49a,49b
をいずれも矢印方向に回転させる。その結果、ラッチェ
ト49a,49bと切替杆50aの係止突起51aとの
係合が外れることで切替杆50aはコイルスプリング5
2の復帰力によって戻されると共に、操作杆54aはバ
ネ復帰して回動し、クラッチ板15を伝動歯車12aか
ら切る。一方、今度はラチェット49a,49bが切替
杆50bの係止突起51bと係合して切替杆50bを押
し出す。そのため、隣の操作杆54bが回動し、クラッ
チ板15を伝動歯車12bに接続することから、今度は
駆動輪6bからの駆動力が伝動歯車12bを介して伝動
軸10に伝達されることになる。そして、この場合には
駆動輪と伝動歯車とのギヤ比がスター時とは異なり、駆
動輪6bの径が小さくなる一方、伝動歯車12bの径が
反対に大きくなっているので、ペダル5を同じ踏力で漕
いだとしても伝動軸10には大きな回転力を与えること
ができる。特に、スタート時には大きな踏力でペダル5
を漕ぐことで伝動軸10には大きな回転力が掛かるため
に、上記外筒体28の係止爪30は係止段部26の複数
の波山を瞬時に乗り越えて最も高い位置にある係合凹部
27と係合する。その結果、変速ユニット46でのモー
ド選択および伝動歯車の12aから12b,12cを通
って12dへの切り替わりが瞬時に行われ、ペダル5に
係る足の負荷が最も軽減された状態で自転車を漕ぎ出す
ことができる。Next, the operation of the automatic transmission D having the above structure will be described. The automatic transmission D is held in the state shown in FIG. 1 when the bicycle is stopped.
When the user tries to start the bicycle by pedaling on the pedal 5, the pedaling force is transmitted to the drive shaft 3 through the pedal shaft 4 to rotate the four drive wheels 6a, 6b, 6c, 6d. The transmission gears 12a, 12b, 12c, 12d rotate because they are engaged with the drive wheels 6a, 6b, 6c, 6d, but as shown in FIG. 2, they are initially connected to the clutch plate 15. The rotational force of the transmission gear 12a is transmitted to the transmission shaft 10. Then, as the transmission shaft 10 rotates, the remaining three transmission gears 12b, 12c, 12d run idle. The rotational force of the transmission shaft 10 is the vortex spring 2 of the dynamometer 22.
5 is measured, but output shaft 2 as at the start
When the resistance force on the 0 side is large, the rotational force of the transmission shaft 10 is not transmitted to the output shaft 20 as it is, the torsion of the spiral spring 25 becomes strong, and the inner cylindrical body 26 rotates together with the transmission shaft 10. As a result, the outer cylindrical body 28 slides along the output shaft 20 against the coil spring 31, and the locking claw 30 goes over one wave crest of the locking step portion 26 and engages with the next engaging recess 27. To do. Therefore, the switching lever 38 also slides together with the outer cylindrical body 28 to rotate the rotating shaft 47 accordingly. The gear groups 48 are driven in accordance with the movement of the rotary shaft 47, and as shown in FIG. 7, the ratchets 49a and 49b.
Rotate in the direction of the arrow. As a result, the ratchets 49a and 49b are disengaged from the locking projections 51a of the switching rod 50a, so that the switching rod 50a moves to the coil spring 5a.
While being returned by the return force of 2, the operating rod 54a returns to the spring and rotates to disconnect the clutch plate 15 from the transmission gear 12a. On the other hand, this time, the ratchets 49a and 49b are engaged with the locking projections 51b of the switching rod 50b to push out the switching rod 50b. Therefore, the adjacent operating rod 54b rotates to connect the clutch plate 15 to the transmission gear 12b, so that the driving force from the drive wheel 6b is transmitted to the transmission shaft 10 via the transmission gear 12b this time. Become. In this case, the gear ratio between the drive wheel and the transmission gear is different from that at the time of star, and the diameter of the drive wheel 6b is smaller, while the diameter of the transmission gear 12b is oppositely larger. Even if the user pedals with pedaling force, a large rotational force can be applied to the transmission shaft 10. Especially at the start, pedal 5 with great pedaling force
Since a large rotational force is applied to the transmission shaft 10 by rowing, the locking claw 30 of the outer cylindrical body 28 instantaneously overcomes a plurality of wave crests of the locking step portion 26 and is at the highest engaging concave portion. Engage with 27. As a result, mode selection in the transmission unit 46 and switching of the transmission gears from 12a to 12d through 12b and 12c are instantaneously performed, and the bicycle is rowed with the foot load on the pedal 5 being most reduced. be able to.
【0019】一旦自転車がスタートすると、出力軸20
側の抵抗力が減少するために、スタート時に比べて伝動
軸10の回転力も小さくて済む。それ故、渦巻きバネ2
5の捩れがスタート時の状態から少し解除されて伝動軸
10の回転に遅れを生じさせる。そのために、外筒体2
8はコイルスプリング31の弾性力によって前述とは逆
方向に出力軸20に沿ってスライドし、係止爪30と係
合凹部27との噛み合わせが一つずれる。そして、切替
レバー38を介してラチェット49a,49bを前述と
は逆方向に回転させ、一段下の切替杆を伸長させて伝動
歯車の切り替えを行う。その結果、自転車が走行し始め
たら自動的に伝動歯車は12bかもしくは12cに切り
替わり、スタート時より軽いギヤの組合せの状態でペダ
ル5を漕ぐことができる。Once the bicycle has started, the output shaft 20
Since the resistance force on the side is reduced, the rotational force of the transmission shaft 10 can be smaller than that at the start. Therefore, spiral spring 2
The twist of 5 is released a little from the state at the start, and the rotation of the transmission shaft 10 is delayed. Therefore, the outer cylindrical body 2
8 is slid along the output shaft 20 in the opposite direction to the above by the elastic force of the coil spring 31, and the engagement between the locking claw 30 and the engagement recess 27 is deviated by one. Then, the ratchets 49a and 49b are rotated in the opposite direction to the direction described above via the switching lever 38 to extend the switching rod one step lower to switch the transmission gears. As a result, when the bicycle starts running, the transmission gear is automatically switched to 12b or 12c, and the pedal 5 can be pedaled in a state of a gear combination that is lighter than that at the start.
【0020】平坦な道での走行から坂道走行に変わった
場合にはペダル5に負荷が掛かることから伝動軸10の
回転力が大きくなる。その結果、伝動歯車が12dに自
動的に切り替わって最も軽いギヤの組合せになるため
に、それまでと同じ程度の踏力でペダル5を漕いでも伝
動軸10には大きな回転力を伝達することができ、楽に
坂道を登ることができる。When running on a flat road is changed to running on a slope, a load is applied to the pedal 5, so that the rotational force of the transmission shaft 10 increases. As a result, since the transmission gear is automatically switched to 12d and the combination of the lightest gears is achieved, even if the pedal 5 is pedaled with the same pedaling force as before, a large rotational force can be transmitted to the transmission shaft 10. , You can climb the slope easily.
【0021】また、左右のペダル5を交互に漕いでいく
時に、一方のペダルから他方のペダルに駆動力を移行さ
せる際、瞬間的に駆動力が加わらない状態が発生する。
その時には上述した遅延ラチェット40が作動して動力
計22の渦巻きバネ25が瞬間的にでも解除してしまう
のを防止するために、伝動軸12に連結している伝動歯
車のそれまでの組み合わせを保持することができる。Further, when the left and right pedals 5 are alternately rowed, when the driving force is transferred from one pedal to the other pedal, a state occurs in which the driving force is not momentarily applied.
At that time, in order to prevent the above-described delay ratchet 40 from operating and instantaneously releasing the spiral spring 25 of the dynamometer 22, the combination of the transmission gears connected to the transmission shaft 12 up to that time is prevented. Can be held.
【0022】なお、上述した自動変速装置Dは自転車の
後輪に設けるのと異なってペダルシャフト4の基部に付
加的に配置する構造であるために、既成の自転車にも簡
単な改造だけで取り付けることができる。また、渦巻き
バネ25の強さを適宜選択することで、乗る人により見
合った自動変速を行うことができる。Since the above-described automatic transmission device D has a structure additionally provided at the base of the pedal shaft 4 unlike the case where the automatic transmission device D is provided at the rear wheel of the bicycle, it is attached to an existing bicycle by a simple modification. be able to. In addition, by appropriately selecting the strength of the spiral spring 25, it is possible to perform automatic gear shifting suitable for the rider.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る自転
車の自動変速装置によれば、伝動軸と出力軸との間に動
力計を配置し、ペダルを漕いだ時の伝動軸の回転力の大
きさに応じて自動的に伝動軸のギヤを切り替えるように
したので、体感に合った走行が得られるといった効果が
ある。As described above, according to the automatic transmission for a bicycle according to the present invention, the dynamometer is arranged between the transmission shaft and the output shaft, and the rotational force of the transmission shaft when pedaling is pedaled. Since the gear of the transmission shaft is automatically switched according to the size of the, there is an effect that traveling suitable for the experience can be obtained.
【図1】本発明に係る自転車の自動変速装置の概略を示
す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an automatic transmission for a bicycle according to the present invention.
【図2】上記自動変速装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the automatic transmission.
【図3】動力計の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a dynamometer.
【図4】上記図3中のA−A線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
【図5】上記図4中のB−B線断面図である。5 is a sectional view taken along line BB in FIG.
【図6】上記図4中のC−C線断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
【図7】変速ユニットの平面図である。FIG. 7 is a plan view of a transmission unit.
【図8】上記図7中のD−D線断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 7.
【図9】変速ユニットの作動を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the operation of the transmission unit.
1 シャーシ 3 駆動軸 4 ペダルシャフト 6a,6b,6c,6d 駆動輪 10 伝動軸 12a,12b,12c,12d 伝動歯車 15 クラッチ板 20 出力軸 22 動力計 25 渦巻きバネ(弾性部材) 38 切替レバー 46 変速ユニット 1 chassis 3 drive shaft 4 pedal shaft 6a, 6b, 6c, 6d drive wheel 10 transmission shaft 12a, 12b, 12c, 12d transmission gear 15 clutch plate 20 output shaft 22 dynamometer 25 spiral spring (elastic member) 38 switching lever 46 speed change unit
Claims (1)
られペダルシャフトと一体に回転する駆動軸と、 この駆動軸に固定された直径の異なる複数の駆動輪と、 前記駆動軸とは離れた位置に配設され且つ自転車のシャ
ーシに回転可能に取り付けられた伝動軸と、 この伝動軸にクラッチ板を介して取り付けられると共
に、前記複数の駆動輪とそれぞれ噛み合う複数の伝動歯
車と、 前記伝動軸と同軸上に配設され一端が自転車のシャーシ
に、他端が伝動軸の一端部に支持されると共に、チェー
ンスプロケットに回転力を伝達する出力軸と、 前記伝動軸の回転力を弾性部材を介して出力軸に伝達す
ると共に伝動軸の回転力の大きさに応じて出力軸上を段
階的に移動する動力計と、 この動力計とは切替レバーによって連結され且つ動力計
の移動位置に応じて前記伝動歯車の一つを選択する変速
ユニットと、 この変速ユニットにより選択された伝動歯車にクラッチ
板を接続して該伝動歯車の回転を伝動軸に伝達するため
の切替駆動機構とを備えることを特徴とする自転車の自
動変速装置。1. A drive shaft that is rotatably attached to a chassis of a bicycle and rotates integrally with a pedal shaft, a plurality of drive wheels having different diameters fixed to the drive shaft, and a drive shaft that is separated from the drive shaft. A transmission shaft disposed and rotatably attached to the bicycle chassis; a plurality of transmission gears that are attached to the transmission shaft via a clutch plate and that respectively engage with the plurality of drive wheels; and coaxial with the transmission shaft. An output shaft that is disposed above and has one end supported by a bicycle chassis and the other end supported by one end of a transmission shaft, and an output shaft that transmits a rotation force to a chain sprocket, and the rotation force of the transmission shaft through an elastic member. A dynamometer that transmits to the output shaft and moves stepwise on the output shaft according to the magnitude of the rotational force of the transmission shaft, and this dynamometer is connected by a switching lever and the moving position of the dynamometer A transmission unit for selecting one of the transmission gears according to the above, and a switching drive mechanism for connecting a clutch plate to the transmission gear selected by the transmission unit and transmitting the rotation of the transmission gear to the transmission shaft. An automatic transmission for a bicycle, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4885493A JPH06255561A (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Automatic gear for bicycle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4885493A JPH06255561A (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Automatic gear for bicycle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06255561A true JPH06255561A (en) | 1994-09-13 |
Family
ID=12814859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4885493A Pending JPH06255561A (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Automatic gear for bicycle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06255561A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012008798A2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Heo Yang | Gearshift apparatus for a bicycle |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP4885493A patent/JPH06255561A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012008798A2 (en) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Heo Yang | Gearshift apparatus for a bicycle |
WO2012008798A3 (en) * | 2010-07-15 | 2012-03-29 | Heo Yang | Gearshift apparatus for a bicycle |
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