JPH0730819B2 - 自走式遊戯車両の変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、遊園地等で不特定多数の人に使用されるゴ
ーカート等の自走式遊戯車両の変速装置に係り、詳しく
は、前進３段の簡易式変速装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の自走式遊戯車両の多段式変速装置として
代表的なものは、可変プーリによる無段変速機構と歯車
切換機構の２種類が公知である。

無段変速機構は、スクータ等の２輪車や遊戯車両の一部
にも使用されているものであり、変速のための操作機構
が不要であり、プーリにかかる回転数とその遠心力によ
りベルトを移動させながら自動的に無段変速する構成で
ある。

歯車切換機構は、通常の車両に使用されるベーシックな
ものであり、入力軸にマニュアル式クラッチ或は遠心ク
ラッチが設けられ、各変速用歯車にはシンクロ機構が付
設されていると共に、該シンクロ機構にはシフト操作機
構が作動的に連結されている。そして、上記マニュアル
式クラッチつきの場合には、シフト操作時にクラッチ接
断操作しながら変速するように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来例のものにあっては、前者の無
段変速方式は、シフト操作が不要な分だけ運転は容易化
するが、遊戯車両の運転操作を楽しむ点において趣向性
が劣り、また、構造的にもシビアに構成されているた
め、耐久性に欠けメンテナンスが煩雑となる、という問
題を有していた。

一方、後者の歯車切換方式は、シンクロ及びシフト機構
の付加により附属品が多くなり、小型・軽量の車両に搭
載するとコスト高や駆動力の低下を招くと共に、シフト
操作及びアクセル操作によるエンジン回転数の同調操作
等の制限が多いため、子供のような運転未熟者には運転
が難しくなる、等の問題を有していた。

この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであっ
て、その目的とするところは、シフト操作による多段変
速をベースとし、かつ、上記シフト機構及びその操作を
簡素化して幅広い年齢層を対象にすることができ、しか
も、全体的構造を大幅に小型・軽量化することが可能な
自走式遊戯車両の変速装置を提供しようとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明にあっては、エンジ
ン側の第１の軸と車軸側の第２の軸が平行配置され、こ
れら第１と第２の軸が、ワンウエイクラッチを備えた第
１速の変速、伝達手段で連結され、第１の軸に第２速と
第３速のブレーキ手段を備えたプラネタリギア機構が配
置され、これらプラネタリギア機構が伝達手段により第
２の軸に連結されて前進３段に変速する自動式遊戯車両
の変速装置を技術的前提とし、上記第２速用と第３速用
のプラネタリギア機構はいずれも第１の軸と一体的なサ
ンギアにエンジン動力を入力し、インターナルギアを固
定してキャリアに第２速と第３速の変速動力を出力する
ように構成し、これらプラネタリギア機構はそれぞれイ
ンターナルギアと一体的なフランジ部材の内部に単独に
密封して収容し、第２速用と第３速用のプラネタリギア
機構のフランジ部材の外にそれぞれインターナルギアを
固定するように第２速用と第３速用のブレーキ手段を設
け、更に第２速用と第３速用のプラネタリギア機構のキ
ャリアを共通のキャリア軸、伝達手段を介して第２の軸
に連結することを特徴とするものである。

〔作用〕

従って、この発明に係る自走式遊戯車両の変速装置にあ
っては、エンジン運転時にエンジン動力が第１の軸に入
力する。そこで発進時に第２速用と第３速用のブレーキ
手段を解放すると、ワンウエイクラッチが接続して第２
の軸に減速した変速動力が伝達して第１速に変速され
る。その後第２速用ブレーキ手段により第２速用プラネ
タリギア機構のインターナルギアを固定すると、このプ
ラネタリギア機構による変速動力が、キャリア、キャリ
ア軸、伝達手段を介し第２の軸に伝達し、このときワン
ウェイクラッチが自動的に切断して第２速に変速され
る。更に、第３速用ブレーキ手段により第３速用プラネ
タリギア機構のインターナルギアを固定すると、このプ
ラネタリギア機構による変速動力が同様に伝達して第３
速に変速される。こうして前進３段に変速しつつ走行し
て、臨場感溢れる走行が可能となる。

〔実施例〕

以下、添付図面に示す一実施例に基づき、この発明を詳
細に説明する。

第１図に基いて本実施例に係る自走式遊戯車両全体の駆
動系を説明すると、符号１は後輪側に搭載される小型エ
ンジンであり、このエンジン１が遠心クラッチ２を介し
て出力軸３に連結される。遠心クラッチ２は、エンジン
回転数が低い場合に切断し、所定の回転数以上になる
と、自動的に接続するものである。このため遠心クラッ
チ２の切断状態で軽い遊戯車両を手押しにより前進また
は後進走行して所定の場所に移動することができ、これ
により遊戯車両の変速装置としては後進用変速機構が不
要になる。

符号４は後輪、５は後輪４の車軸であり、エンジン１の
側と車軸５との間に同軸上のカウンタドライブ軸６とド
リブン軸７が平行配置されている。出力軸３はスプロケ
ット8a,8bと入力チェーン９によりドライブ軸６に、エ
ンジン動力を同一回転方向で伝達するように連結され
る。そしてドライブ軸６、ドリブン軸７及び車軸５の間
に変速装置10が設けられている。

変速装置10は、エンジン動力が入力するドライブ軸６と
ドリブン軸７の間にワンウエイクラッチ11が設けられ、
ドリブン軸７が第１速用スプロケット12a,12b、出力チ
ェーン13を介して車軸５に連結される。またドライブ軸
６に第２速用プラネタリギア機構20と第３速用プラネタ
リギア機構30が、第２速用と第３速用のブレーキ手段2
5,35を具備して設けられている。

ワンウエイクラッチ11は、第２図に示すようにドライブ
軸６と一体的なアウターレース11a、ドリブン軸７と一
体的なインナーレース11b、両レース11a,11bの間に設け
られるカム11cを備える。そしてドライブ軸６とドリブ
ン軸７が同一回転方向で、ドライブ軸回転数Niとドリブ
ン軸回転数Noが、Ni＞Noの場合は、カム11cが両レース1
1a,11bと一体的にロックするように起立して自動的に接
続する。Ni≦Noの場合は、カム11cが倒れて自動的に切
断する。スプロケット12a,12bは、歯数が第１速の所定
の減速比e1を得るように選択される。

第２速用プラネタリギア機構20は、第３図に示すように
ドライブ軸６に直結してエンジン動力が力するサンギア
20a、リング状のインターナルギア20b、両ギア20a,20b
と噛合うピニオン20c、ピニオン軸20dによりピニオン20
cを回転自在に支持するキャリア20eを備え、インターナ
ルギア20bを固定することでキャリア20eから第２速の変
速動力を出力するように構成される。

そしてキャリア20eと一体結合する共通のキャリア軸24
がドライブ軸６に遊嵌し、このキャリア軸24がスプロケ
ット14a,14b、出力チェーン15により車軸５に連結され
る。この場合に、プラネタリギヤ機構20の各ギア、スプ
ロケット14a,14bの歯数が、第２速の所定の減速比e2を
得るように選択されている。

プラネタリギア機構20の左右両側には、第２図に示すよ
うにカバーを兼ねた碗型の一対のフランジ部材21a,21b
が、最も大径のインターナルギア20bにボルト締めし
て、プラネタリギア機構20の全体を覆うように装着され
る。一方のフランジ部材21aは、中心部がドライブ軸６
に対しベアリング22で回転自在に支持されてインターナ
ルギア20bと一体回転することが可能であり、リング23
で内部のオイルが洩れないようにシールされる。

他方のフランジ部材21bも、中心部がキャリア軸24に対
し同様に支持及びシールされ、インターナルギア20bと
一体回転することが可能である。これにより一対のフラ
ンジ部材21a,21bの内部にプラネタリギア機構20が単独
で密封して収容され、且つフランジ部材21a,21bにより
各ギア20a〜20cを噛合った状態に保って任意に回転する
ことが可能になっている。

第２速用ブレーキ手段25は、第２図に示すようにブレー
キディスク26がインターナルギア20bと一体的な一方の
フランジ部材21aに一緒にボルト締めして、一対のフラ
ンジ部材21a,21bの外でインターナルギア20bと連結した
状態で設けられる。ブレーキディスク26の円周上にはブ
レーキパッド28が、固定部材27に取付けて配設され、ブ
レーキパッド28の一対のパッド28a,28bがブレーキディ
スク26を両側から挟んで固定することが可能になってい
る。

第３速用プラネタリギア機構30も、エンジン動力が入力
するサンギア30a、インターナルギア30b、ピニオン30c
及びキャリア30eを備え、インターナルギア30bを固定す
ることでキャリア30eから第３速の変速動力を出力する
ように構成される。そしてキャリア30eが共通のキャリ
ア軸24に結合して、第２速と同様に変速動力を伝達する
ように連結される。この場合に、プラネタリギア機構30
の各ギア等の歯数が、第３速の所定の減速比e3を得るよ
うに選択されている。

プラネタリギア機構30の左右両側にも、カバーを兼ねた
碗型の一対のフランジ部材31a,31bが、最も大径のイン
ターナルギア30bにボルト締めして、プラネタリギア機
構30の全体を覆うように装着される。そしてフランジ部
材31a,31bの中心部が同様にドライブ軸６とキャリア軸2
4に対してベアリング22で支持され、リング23でシール
される。これにより一対のフランジ部材31a,31bの内部
にプラネタリギア機構30が単独で各別に密封して収容さ
れ、且つフランジ部材31a,31bにより各ギア30a〜30cを
噛合った状態に保って任意に回転することが可能になっ
ている。

第３速用ブレーキ手段35も、ブレーキディスク36がイン
ターナルギア30bと一体的な一方のフランジ部材31aに一
緒にボルト締めして、一対のフランジ部材31a,31bの外
でインターナルギア30bと連結した状態で設けられる。
ブレーキディスク36の円周上にはブレーキパッド38が、
固定部材37に取付けて配設され、ブレーキパッド38の一
対のパッド38a,38bがブレーキディスク36を両側から挟
んで固定することが可能になっている。

更に、第２速用と第３速用のブレーキ手段25,35にシフ
ト機構40が設けられる。このシフト機構40は、シフトレ
バー41がケーブル等により各ブレーキ手段25,35のパッ
ド側に連結される。この場合に、シフトレバー41を第１
速にシフトすると、両ブレーキ手段25,35を共に解放
し、第２速にシフトすると、第２速用ブレーキ手段25の
みを固定作用し、第３速にシフトすると、第３速用ブレ
ーキ手段35のみを固定作用するように構成される。これ
により２組のプラネタリギア機構20,30の出力側がキャ
リア軸24等を共用する構成であっても、プラネタリギア
機構20,30の一方が変速作用する場合に他方が空転し
て、変速作用に影響を与えないようになる。

次に、以上のように構成されてなる変速装置10の作用に
ついて説明する。

先ず、エンジン１が所定の回転数以上になると、遠心ク
ラッチ２が接続してエンジン動力がスプロケット8a,8b,
チェーン９を介しカウンタドライブ軸６に入力する。そ
こで、発進時にシフトレバー41が第１速にシフトされる
と、ブレーキ手段25,35が共に解放することで、プラネ
タリギア機構20,30はフリーの状態になって変速動力を
出力しなくなる。一方、ドライブ軸６の動力はワンウエ
イクラッチ11に入力し、発進時にはNi＞Noの関係が成立
して接続するためドリブン軸７に伝達し、更にスプロケ
ット12a,12bとチェーン13により減速して車軸５と後輪
４に伝達する。

このとき、車軸５から前記スプロケット14a,14bとチェ
ーン15によりプラネタリギア機構20,30のキャリア20e,3
0eに動力が入力されるが、インターナルギア20b,30bの
空転で該動力は吸収される。こうして、この第１速では
ワンウェイクラッチ11経由でエンジン動力がドリブン軸
７に伝達し、スプロケット12a,12bによる減速比e₁に変
速され、この変速動力が後輪４に伝達して遊戯車両は発
進して走行を開始する。

そして、上記発進後にシフトレバー41を第２速にシフト
すると、ブレーキ手段25におけるブレーキパッド28がブ
レーキディスク26と共に、第２速用プラネタリギア機構
20のインターナルギア20bを固定する。これにより第２
速用プラネタリギア機構20では、カウンタドライブ軸６
のサンギア20aがピニオン20cを遊星回転させながらキャ
リア20eを、第１速より小さい減速比e₂で前記カウンタ
ドライブ軸６と同一方向に減速回転させ、第２速への変
速が行なわれる。そして、この変速動力がキャリア軸2
4,スプロケット14a,14bおよびチェーン15を介して後輪
４側に伝達される。

このとき、車軸５からスプロケット12a,12bとチェーン1
3,ドリブン軸７を介してワンウェイクラッチ11に動力が
高速で入力されるため、ワンウェイクラッチ11はNi≦No
の関係で自動的に切断される。また、プラネタリギア機
構20とキャリア軸24,スプロケット14a,14b,チェーン15
を共用しているプラネタリアギア機構30のブレーキ手段
35は解放状態にあるため、該プラネタリギア機構30は空
転するだけで出力されない。これにより、プラネタリギ
ア機構20のみによる第２速の変速動力が後輪４に伝達さ
れ、この小さい減速比e₂により車速がアップされる。

更に、シフトレバー41を第３速にシフトすると、ブレー
キ手段35のみが第２速の場合と同様に、第３速用プラネ
タリギア機構30のオンターナルギア30bを固定する。こ
のため、第３速用プラネタリギア機構30により、第２速
よりさらに小さい減速比e₃の第３速への変速がなされ
る。この場合も、ワンウェイクラッチ11が切断した状態
に保持される。また、第２速用プラネタリギア機構20の
ブレーキ手段25は解放状態にあるため、プラネタリギア
機構20は空転するだけで出力されず、プラネタリギア機
構30の作動に影響を与えない。そこで、第３速用プラネ
タリギア30のみによる第３速の変速動力が後輪４に伝達
されて、最高車速を得ることが可能になる。

以上、アップシフトの場合について述べたが、ダウンシ
フトの場合もアップシフトの場合と同様な変速作用が行
なわれる。ここで、第１速へのダウンシフト時において
は、ワンウェイクラッチ11によりNi≦Noの場合は動力の
伝達が切断されるため、急激なエンジンブレーキが回避
される。また、ブレーキ操作によりNoを低下させたり、
或は、アクセル操作によりNiを上昇させてNi＞Noの関係
になった時点でワンウェイクラッチ11を接続することで
第１速の変速動力が出力されることになる。

尚、本発明は上述の実施例のみに限定されない。即ち、
プラネタリギア機構とブレーキ手段を増減することで、
任意に変速段を増減し得る。また、ゴーカート以外の自
走式遊戯車両にも適用可能である。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、この発明によれば、自走指揮遊
戯車両が、第１速はワンウェイクラッチとスプロケット
及びチェーンにより、また、第２速以上はプラネタリア
ギア機構とそのブレーキ手段を必要段数に応じて組み合
わせて構成したため、部品点数が少ない車両を小型・軽
量化することができ、しかも、動力伝達性能や耐久性も
充分に満足し得る。

また、この発明によれば、ワンウェイクラッチ及びプラ
ネタリギア機構は密封構造で構成されているため、カバ
ー等が不要であり、この結果、ワンウェイクラッチ及び
プラネタリギア機構を単独に扱うことができるため、レ
イアウトの自由度が大きく変速段数の増減も容易であ
る。

さらに、この発明によれば、第１速用としてワンウェイ
式ワンウェイクラッチを用いており、第１速へのダウン
シフト時にはワンウェイクラッチの切断により急激なエ
ンジンブレーキがかからないので安全性を大幅に高める
ことができると共に、シフト機構は各プラネタリギア機
構のブレーキ手段のいずれか１つを選択的に固定動作す
ればよいので、ケーブル等を用いて簡素化することがで
きる等、幾多の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自走式遊戯車両の変速装置の一実施
例に係る駆動系全体の概略構成を示すスケルトン図、第
２図は変速装置の要部を一部断面して示す平面図、第３
図はプラネタリギア機構部分の分解斜視図である。 〔符号の説明〕 １……遊戯用車両、４……後輪 ５……車軸 ６……カウンタドライブ軸 ７……ドリブン軸、10……変速装置 11……ワンウェイクラッチ 12a,12b……スプロケット 13……チェーン 20……第２速用プラネタリギア機構 25……ブレーキ手段 30……第３速用プラネタリギア機構 35……ブレーキ手段 14a,14b……スプロケット 15……チェーン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン側の第１の軸と車軸側の第２の軸
   が平行配置され、これら第１と第２の軸が、ワンウエイ
   クラッチを備えた第１速の変速、伝達手段で連結され、
   第１の軸に第２速と第３速のブレーキ手段を備えたプラ
   ネタリギア機構が配置され、これらプラネタリギア機構
   が伝達手段により第２の軸に連結されて前進３段に変速
   する自走式遊戯車両の変速装置において、第２速用と第
   ３速用のプラネタリギア機構はいずれも第１の軸と一体
   的なサンギアにエンジン動力を入力し、インターナルギ
   アを固定してキャリアに第２速と第３速の変速動力を出
   力するように構成し、これらプラネタリギア機構はそれ
   ぞれインターナルギアと一体的なフランジ部材の内部に
   単独に密封して収容し、第２速用と第３速用のプラネタ
   リギア機構のフランジ部材の外にそれぞれインターナル
   ギアを固定するように第２速用と第３速用のブレーキ手
   段を設け、更に第２速用と第３速用のプラネタリギア機
   構のキャリアを共通のキャリア軸、伝達手段を介して第
   ２の軸に連結することを特徴とする自走式遊戯車両の変
   速装置。