JPH0774026B2 - Continuously variable transmission for bicycles - Google Patents

Continuously variable transmission for bicycles

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JPH0774026B2
JPH0774026B2 JP2094388A JP2094388A JPH0774026B2 JP H0774026 B2 JPH0774026 B2 JP H0774026B2 JP 2094388 A JP2094388 A JP 2094388A JP 2094388 A JP2094388 A JP 2094388A JP H0774026 B2 JPH0774026 B2 JP H0774026B2
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JP
Japan
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ratchet
gear
pawls
pawl
hollow cylindrical
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JP2094388A
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Japanese (ja)
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秋浩 笠原
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Nippon Seiki Co Ltd
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Nippon Seiki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は自転車に装備され偏心量に応じて無段階に変速
させるようにした自転車用無段変速装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a continuously variable transmission for a bicycle, which is mounted on a bicycle and is capable of continuously shifting in accordance with the amount of eccentricity.

[従来の技術] 一般に、この種の変速装置はラチェットギヤに噛合する
爪送りによって無段階に変速伝動するように構成されて
おり、これは偏心状態においてラチェット爪が順次駆動
域に入る時に荷重が加わること、または駆動域内にある
複数のラチェット爪間の速度差から、その歯先間にギャ
ップを生じる等の原因によって伝動力のガタツキいわゆ
る脈動が発生する。
[Prior Art] Generally, a transmission of this type is configured to continuously transmit a speed change by a pawl feed that meshes with a ratchet gear. This is because when the ratchet pawl sequentially enters the drive range in an eccentric state, the load is increased. The rattling of the power transmission causes so-called pulsation due to a cause such as a gap between the tooth tips of the ratchet claws in the driving range due to the speed difference between the ratchet claws.

これを第14図乃至第18図により説明すると、第14図,第
15図に示すように図示しないクランクと一体的に回転す
る入力側回転部材である中空円筒状ケースAの円周に6
個のラチェット爪Bが設けられ、このラチェット爪Bに
出力側回転部材であるラチェットギヤCを噛合するよう
にした変速装置において、最大変速時のラチェット爪支
軸位置と変速比の関係は第16図のグラフのようになり、
ラチェット爪Bは中空円筒状ケースAの回転角度が60°
で順々に移行しながら駆動し、かつその駆動範囲は60°
である。
This will be explained with reference to FIGS. 14 to 18.
As shown in FIG. 15, 6 in the circumference of the hollow cylindrical case A which is an input side rotating member that rotates integrally with a crank (not shown).
In the transmission in which the individual ratchet pawls B are provided, and the ratchet pawl B is meshed with the ratchet gear C that is the output side rotation member, the relation between the ratchet pawl support shaft position and the gear ratio at the time of maximum gear shifting is the 16th. It looks like the graph in the figure,
The ratchet pawl B has a hollow cylindrical case A with a rotation angle of 60 °.
Drive in sequence and the driving range is 60 °
Is.

そして第16図のグラフはラチェット爪支軸位置を、中空
円筒状ケースAの中心よりラチェットギヤCの偏心方向
を基準(0°)とし、これに対して回転進行方向を
(+)その逆を(−)とした場合のラチェット爪支軸位
置と変速比の関係を示したものである。ラチェット爪B
による駆動範囲をラチェット爪支軸位置で表した場合に
おいて、その駆動範囲が−20°〜40°であった場合のク
ランクの回転角と変速比との関係は第17図のグラフのよ
うになり、駆動範囲が−80°〜−20°であった場合の上
記関係は第18図のグラフのようになり、駆動範囲が
(+)側に移行する程脈動が大きく(−)側になる程脈
動は小さい。
In the graph of FIG. 16, the ratchet pawl support shaft position is based on the eccentric direction of the ratchet gear C with respect to the center of the hollow cylindrical case A (0 °), and the rotation advancing direction (+) is the opposite. It shows the relationship between the ratchet pawl support shaft position and the gear ratio in the case of (-). Ratchet claw B
When the drive range is expressed by the ratchet pawl shaft position, the relationship between the crank rotation angle and the gear ratio when the drive range is -20 ° to 40 ° is as shown in the graph in Fig. 17. , The above relationship when the driving range is -80 ° to -20 ° is as shown in the graph of Fig. 18, and the more the driving range shifts to the (+) side, the larger the pulsation becomes The pulsation is small.

従来の変速装置は、駆動範囲が−44°〜16°程度に構成
されている。これは第15図のラチェット爪B1の位置から
ラチェット爪Bの位置までである。
The conventional transmission has a drive range of about −44 ° to 16 °. This is from the position of the ratchet pawl B 1 to the position of the ratchet pawl B in FIG.

第15図では、ラチェットギヤCの駆動がラチェット爪B
からラチェット爪B1に移行した直後の状態で、この時、
次に噛合するラチェット爪B2とラチェットギヤCの歯先
同士には、隙間tが生じている。ラチェット爪B2とラチ
ェットギヤCと噛合して駆動するためには、隙間tがな
くならなければならないが、第15図の位置では、ラチェ
ットギヤCの方がラチェット爪B2に比較して、相対速度
が速いため、隙間は小さくならない。しかし、クランク
が回転し、ラチェット爪B2が(−)側から(+)側に向
けて回転していくと、ラチェットギヤCとラチェット爪
B2との相対速度の差は、小さくなり、遂には逆転し、隙
間tをつめていき、ラチェット爪B2がラチェット爪B1
位置にきたときには隙間tがなくなり、駆動の状態とな
る。このため、駆動するラチェット爪B1,B2の速度差が
あるため、脈動が生ずる。
In FIG. 15, the ratchet gear C is driven by the ratchet pawl B.
From the ratchet claw B 1 to the state immediately after,
A gap t is formed between the tooth tips of the ratchet pawl B 2 and the ratchet gear C that are meshed next. To drive the ratchet pawl B 2 and the ratchet gear C meshed to include, but shall disappear gap t, the position of FIG. 15, towards the ratchet gear C is compared with the ratchet pawl B 2, Since the relative speed is high, the gap does not become small. However, when the crank rotates and the ratchet pawl B 2 rotates from the (-) side toward the (+) side, the ratchet gear C and the ratchet pawl are
The difference in relative speed with B 2 becomes smaller, and finally reverses, closing the gap t, and when the ratchet pawl B 2 reaches the position of the ratchet pawl B 1 , the gap t disappears and the drive state is established. Therefore, there is a speed difference between the ratchet pawls B 1 and B 2 to be driven, so that pulsation occurs.

このような脈動を防止するために次の対策が考えられ
る。
The following measures can be considered to prevent such pulsation.

第1は各ラチェット爪の歯部のモジュールを小さく第15
図における隙間tを小さくし、駆動範囲をできるだけ
(−)側にする。第2にラチェット爪の個数を増し駆動
範囲を狭くする。しかし、第1の対策の場合、歯部の強
度あるいは歯飛びの発生などの不都合からモジュールを
小さくし難いものであり、また第2の対策の場合、駆動
範囲が(+)側であるため可成りのラチェット爪を増設
しなければ効果がなく、装置が大型化する。
The first is to reduce the tooth module of each ratchet pawl to the 15th
The gap t in the figure is made small and the drive range is set to the (-) side as much as possible. Secondly, the number of ratchet pawls is increased to narrow the drive range. However, in the case of the first measure, it is difficult to reduce the size of the module due to the inconvenience such as the strength of the tooth portion or the occurrence of tooth jump, and in the case of the second measure, the drive range is on the (+) side. There is no effect unless an additional ratchet claw is added, and the device grows in size.

そして第2の対策により脈動を予防するようにしたもの
が特開昭61-184192号公報で提案されている。これはラ
チェットギヤおよびラチェット爪列を複数組クランク軸
の軸方向に並設してラチェット爪の個数を大幅に増加す
ることにより、伝動力の脈動を減少させたものである。
Then, a second measure for preventing pulsation is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-184192. This is to reduce the pulsation of power transmission by arranging a plurality of sets of ratchet gears and ratchet pawls side by side in the axial direction of the crankshaft to significantly increase the number of ratchet pawls.

[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術においては、ラチェットギヤおよびラチェ
ット爪を複数組クランク軸の軸方向に並設したものであ
るため、大型で構造が複雑になり取り扱いおよびコスト
的に問題を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional technology, since a plurality of ratchet gears and ratchet pawls are arranged side by side in the axial direction of the crankshaft, the structure is large and the structure is complicated, which causes problems in handling and cost. Had.

そこで本発明は第1の対策に着目し、ラチェット爪の歯
部のモジュールを小さくすることなく駆動範囲をできる
だけ(−)側にずらすことを可能にして、構成を簡素化
し、かつ伝動力の脈動を予防できるようにした自転車用
無段変速装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention focuses on the first measure, makes it possible to shift the drive range to the (-) side as much as possible without reducing the module of the tooth portion of the ratchet pawl, simplify the configuration, and pulsate the power transmission. An object of the present invention is to provide a continuously variable transmission for a bicycle that can prevent the above-mentioned problems.

[課題を解決するための手段] 本発明は入力側回転部材と、この入力側回転部材の周方
向に複数配設され、各基部側が1つの枢支部により回動
可能に設けられたラチェット爪と、このラチェット爪と
噛合することで回転が伝達されるラチェットギヤを有す
る出力側回転部材とを備え、前記入力側回転部材と前記
ラチェットギヤとを相対的に偏心移動させて変速するよ
うにした自転車用無段変速装置において、前記各ラチェ
ット爪は前記1つの枢支部に複数個を1組としてそれぞ
れ回動可能に並設され、かつ各ラチェット爪には連続し
た歯部を設け、前記組をなすラチェット爪の連続した歯
部同志を位相をずらして配設した構成される。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to an input side rotation member, and a plurality of ratchet pawls arranged in the circumferential direction of the input side rotation member, each base side being rotatably provided by one pivotal support. A bicycle having an output side rotating member having a ratchet gear to which rotation is transmitted by meshing with the ratchet pawl, wherein the input side rotating member and the ratchet gear are relatively eccentrically moved to shift gears. In the continuously variable transmission for use, the ratchet pawls are rotatably arranged side by side on the one pivotal support portion in a plurality of sets, and each ratchet pawl is provided with a continuous tooth portion to form the set. It is configured by arranging the tooth portions of the ratchet claw that are continuous with each other with a phase shift.

[作用] 上記構成により、歯部のモジュールを小さくすることな
く、駆動域に入るラチェット爪の歯部とラチェットギヤ
の歯部との間のギャップを小さくでき、このギャップに
より生じる伝達力の脈動が予防される。
[Operation] With the above configuration, it is possible to reduce the gap between the tooth portion of the ratchet pawl and the tooth portion of the ratchet gear that enter the driving range without reducing the module of the tooth portion, and the pulsation of the transmission force generated by this gap can be reduced. To be prevented.

[実施例] 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図乃至第11図において、1は自転車フレームのメイ
ンパイプ、2は立パイプ、3はチェーンステー、4は自
転車フレームと一体形成されたハンガラッグ、5はクラ
ンク軸、6はそのクランク軸5にロックナット7を介し
固定されたクランクアーム、8は後輪、9は後輪ハブ
軸、10は後輪用スプロケット、11はチェーンである。
1 to 11, 1 is a main pipe of a bicycle frame, 2 is a vertical pipe, 3 is a chain stay, 4 is a hanger rag integrally formed with the bicycle frame, 5 is a crank shaft, and 6 is a crank shaft 5 thereof. A crank arm fixed via a lock nut 7, 8 is a rear wheel, 9 is a rear wheel hub axle, 10 is a rear wheel sprocket, and 11 is a chain.

12は入力側回転部材である中空円筒状ケースであり、こ
の中空円筒状ケース12はその中心部が前記ロックナット
7によりクランク軸5に固定され、この中空円筒状ケー
ス12にクランクアーム6が一体に形成されている。この
場合、クランクアーム6と中空円筒状ケース12を別体に
形成し、中空円筒状ケース12をクランクアーム6を介し
てクランク軸5に固定させてもよい。13はラチェット爪
であり、これは前記中空円筒状ケース12と、このケース
12の蓋体12Aとからなる円筒部14内に2個を1組として
6組が周方向に等間隔に並設配置され、各組は2個のラ
チェット爪13,13Aが重なり合う状態で前記円筒部14内に
基端の枢支部である共通の枢軸15によりそぞれ回動可能
に並設され、各組の2個のラチェット爪13,13Aにはそれ
ぞれ複数の連続した歯部16,16Aが設けられ、この組みを
なすラチェット爪13,13Aの歯部16,16Aは相互に1歯の1/
2ピッチずつ位相をずらして形成されている。この場合
枢軸15は両端にキャップ状の受金15Aに嵌合した状態に
おいてその受金15Aを中空円筒状ケース12および蓋体12A
に設けられた孔15Bに嵌着している。またラチェット爪1
3,13A間にはワッシャ15Cが介在している。さらに各ラチ
ェット爪13,13Aには歯部16,16Aにゴムなどの緩衝部材16
Bが設けられ、枢支部に緩衝部材15Dが設けられている。
この場合一方の緩衝部材16Bは出願人が特願昭62-216040
号で提案したものと同様に構成され、他方の緩衝部材15
Dは出願人が特願昭62-217434号で提案したものと同様に
構成されている。また円筒部14には板バネ17が固定さ
れ、この板バネ17に形成された一方のバネ片17Aにより
前記各組の一方のラチェット爪13が、他方のバネ片17B
により前記他方のラチェット爪13Aがそれぞれ中空円筒
状ケース12の中心方向に向って付勢されている。また前
記ラチェット爪13およびラチェット爪13Aの基端には係
合部18が形成され、この係合部18が前記中空円筒状ケー
ス12の内周面19に係合して各ラチェット爪13,13Aを同一
傾斜角度で停止した状態で案内するように構成されてい
る。
Reference numeral 12 denotes a hollow cylindrical case that is an input side rotating member. The hollow cylindrical case 12 has its center portion fixed to the crankshaft 5 by the lock nut 7, and the crank arm 6 is integrated with the hollow cylindrical case 12. Is formed in. In this case, the crank arm 6 and the hollow cylindrical case 12 may be formed separately, and the hollow cylindrical case 12 may be fixed to the crankshaft 5 via the crank arm 6. 13 is a ratchet pawl, which is the hollow cylindrical case 12 and this case
Six sets are arranged side by side at equal intervals in the circumferential direction in the cylindrical portion 14 composed of the 12 lids 12A, and two sets are arranged in parallel in the circumferential direction, and each set has the two ratchet pawls 13 and 13A overlapped with each other. Each of the two ratchet pawls 13 and 13A of each set is provided with a plurality of continuous tooth portions 16 and 16A, respectively, which are rotatably arranged side by side by a common pivot shaft 15 which is a pivotal support portion at the base end. Is provided, and the tooth portions 16 and 16A of the ratchet pawls 13 and 13A forming this set are 1 / one of one tooth.
It is formed by shifting the phase by 2 pitches. In this case, the pivot 15 is fitted to the cap-shaped receiving metal 15A at both ends, and the receiving metal 15A is inserted into the hollow cylindrical case 12 and the lid 12A.
It is fitted in the hole 15B provided in the. Ratchet claw 1
A washer 15C is interposed between 3 and 13A. Further, each ratchet pawl 13, 13A has a tooth 16 and a cushioning member 16 such as rubber on the tooth 16A.
B is provided, and a buffer member 15D is provided at the pivotal support.
In this case, one of the cushioning members 16B is provided by the applicant in Japanese Patent Application No. 62-216040.
Of the other cushioning member 15
D has the same structure as that proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 62-217434. Further, a leaf spring 17 is fixed to the cylindrical portion 14, and one ratchet pawl 13 of each of the sets is connected to the other leaf piece 17B by one spring piece 17A formed on the leaf spring 17.
The other ratchet pawls 13A are biased toward the center of the hollow cylindrical case 12 by the. An engaging portion 18 is formed at the base ends of the ratchet pawl 13 and the ratchet pawl 13A, and the engaging portion 18 engages with the inner peripheral surface 19 of the hollow cylindrical case 12 so that the ratchet pawls 13 and 13A are formed. Are configured to be guided in a state in which they are stopped at the same inclination angle.

20は前記ハンガラッグ4内にクランク軸5を回転可能に
支持するベアリング21の止リングであり、この止リング
20にはハンガ止ナット22が螺着されている。23は前記止
リング20と一体的に固定された円板状の固定カムであ
り、この固定カム23の周縁に形成された環状フランジ部
24に沿って偏心移動体である偏心カム25が回動できるよ
うに配設されている。またこの偏心カム25の一側端にカ
ム押え26Aを介して設けられたワイヤリール26が前記環
状フランジ部24に回動可能に嵌装されている。また、前
記偏心カム25は前記クランク軸5の中心Aより後側の斜
め下部位置を中心Bとして前記固定カム23に案内されな
がら回動するようになっており、前記B点を中心とする
円弧面27を有する中心孔28が偏心カム25に形成され、こ
の中心孔28にクランク軸5が挿通されている。29は前記
偏心カム25の外周に形成された円状のカム面30にベアリ
ング31を介して回転可能に設けられたラチェットギヤで
あり、このラチェットギヤ29のカム押え26A側端部には
スプロケット32が螺着固定され、ラチェットギヤ29,ス
プロケット32などによって出力側回転部材を構成してい
る。33は前記ベアリング31の止めリング、34はラチェッ
トギヤ29の歯部29Aとスプロケット32間に介在するカラ
ー、36,36Aは中空円筒状ケース12側およびスプロケット
32に設けたごみの侵入防止板である。
Reference numeral 20 is a stop ring of a bearing 21 that rotatably supports the crankshaft 5 in the hanger rag 4, and this stop ring
A hanger stop nut 22 is screwed onto the 20. Reference numeral 23 denotes a disc-shaped fixed cam integrally fixed to the stop ring 20, and an annular flange portion formed on the peripheral edge of the fixed cam 23.
An eccentric cam 25, which is an eccentric moving body, is provided so as to be rotatable along 24. A wire reel 26 provided on one end of the eccentric cam 25 via a cam retainer 26A is rotatably fitted to the annular flange portion 24. Further, the eccentric cam 25 is configured to rotate while being guided by the fixed cam 23 about a diagonally lower position rearward of the center A of the crankshaft 5 as a center B, and an arc centered on the point B. A center hole 28 having a surface 27 is formed in the eccentric cam 25, and the crankshaft 5 is inserted through the center hole 28. Reference numeral 29 denotes a ratchet gear rotatably provided on a circular cam surface 30 formed on the outer circumference of the eccentric cam 25 via a bearing 31, and a sprocket 32 is provided at an end of the ratchet gear 29 on the cam retainer 26A side. Are screwed and fixed, and the ratchet gear 29, the sprocket 32, and the like constitute an output side rotation member. 33 is a retaining ring of the bearing 31, 34 is a collar interposed between the tooth portion 29A of the ratchet gear 29 and the sprocket 32, and 36 and 36A are the hollow cylindrical case 12 side and the sprocket.
This is a dust intrusion prevention plate provided on 32.

また、前記カム押え26Aには偏心量調節機構37が連結さ
れている。この実施例では、偏心量調節機構37はメイン
パイプ1の上側に固定された円板状受体38に手動操作用
レバー39を有するワイヤリール40が回動可能に支持さ
れ、このワイヤリール40の上下に一対のワイヤ41,42の
一端がピン43,44を介し固定され、ワイヤ41,42の他端が
前記ワイヤリール26の後側上下にピン43A,44Aを介し固
定されている。このピン43,44,43A,44Aはワイヤ41,42が
固定された状態でワイヤリール26,40の孔45に嵌合固定
されている。
An eccentric amount adjusting mechanism 37 is connected to the cam retainer 26A. In this embodiment, in the eccentricity adjusting mechanism 37, a wire reel 40 having a manual operation lever 39 is rotatably supported by a disc-shaped receiver 38 fixed to the upper side of the main pipe 1, and the wire reel 40 One end of the pair of wires 41, 42 is fixed above and below via the pins 43, 44, and the other end of the wires 41, 42 is fixed above and below the rear side of the wire reel 26 via the pins 43A, 44A. The pins 43, 44, 43A, 44A are fitted and fixed in the holes 45 of the wire reels 26, 40 with the wires 41, 42 fixed.

次に、上述のように構成された本実施例装置の作用を説
明する。先ず、クランクペダル46を介してクランクアー
ム6、クランク軸5および中空円筒状ケース12が一体的
に回転すると、その中空円筒状ケース12に装着されたラ
チェット爪13,13Aを介しラチェットギヤ29を回転し、ラ
チェットギヤ29と一体的にスプロケット32が回転し、こ
のスプロケット32の回転がチェーン11により後輪用スプ
ロケット10を介して後輪8に伝えられる。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment configured as described above will be described. First, when the crank arm 6, the crankshaft 5, and the hollow cylindrical case 12 are integrally rotated via the crank pedal 46, the ratchet gear 29 is rotated via the ratchet pawls 13 and 13A mounted on the hollow cylindrical case 12. Then, the sprocket 32 rotates integrally with the ratchet gear 29, and the rotation of the sprocket 32 is transmitted to the rear wheel 8 by the chain 11 via the rear wheel sprocket 10.

第6図(A)(B)は中空円筒状ケース12の中心にラチ
ェットギヤ29が位置した偏心量oの場合を示しており、
この時ラチェットギヤ29とラチェット爪13,13Aの何れか
一方側はラチェットギヤ29に噛合した状態で、ラチェッ
ト爪13,13Aの係合部18と中空円筒状ケース12の内周面19
との摺接によって、一定傾斜角で保持される。これによ
ってクランク軸5とスプロケット32の変速比は1:1であ
る。この状態からレバー39を手動操作により前方に移動
すると、ワイヤリール40が円板状受体38を介して時計方
向に回動し、これに伴い一対のワイヤ41,42とピン43,4
4,43A,44Aを介して連結されたワイヤリール26が固定カ
ム23の環状フランジ部24に沿って時計方向に回動する。
これによって、ワイヤリール26と一体的に偏心カム25が
B点を中心として回動し、結果的に偏心カム25と同心状
に設けられたラチェットギヤ29が中空円筒状ケース12の
中心すなわちクランク軸5に対して偏心移動する。この
場合、偏心カム25は中心孔28の円弧面27とクランク軸5
とが摺接した状態で案内され、偏心カム25の回動によっ
て仮想的に得られるクランク軸5の中心Aの移動軌跡は
A点からA′点までの円弧Cとなる。
FIGS. 6A and 6B show the case where the ratchet gear 29 is located at the center of the hollow cylindrical case 12 and the eccentricity is o,
At this time, one of the ratchet gear 29 and the ratchet pawls 13 and 13A is in mesh with the ratchet gear 29, and the engaging portion 18 of the ratchet pawls 13 and 13A and the inner peripheral surface 19 of the hollow cylindrical case 12 are in contact with each other.
It is held at a constant inclination angle by sliding contact with. As a result, the gear ratio between the crankshaft 5 and the sprocket 32 is 1: 1. When the lever 39 is manually moved forward from this state, the wire reel 40 is rotated clockwise through the disc-shaped receiver 38, and accordingly, the pair of wires 41, 42 and the pins 43, 4 are moved.
The wire reel 26 connected through 4,43A, 44A rotates clockwise along the annular flange portion 24 of the fixed cam 23.
As a result, the eccentric cam 25 rotates integrally with the wire reel 26 about the point B, and as a result, the ratchet gear 29 provided concentrically with the eccentric cam 25 moves to the center of the hollow cylindrical case 12, that is, the crankshaft. Move eccentrically with respect to 5. In this case, the eccentric cam 25 includes the circular arc surface 27 of the center hole 28 and the crankshaft 5.
And is guided in sliding contact with each other, and the movement locus of the center A of the crankshaft 5 virtually obtained by the rotation of the eccentric cam 25 is an arc C from the point A to the point A '.

第7図(A)(B)はラチェットギヤ29に対する中空円
筒状ケース12の偏心量が最大偏心状態にある場合を示し
ており、この時偏心カム25はB点を中心として中心孔28
の左端がクランク軸5と接触する位置まで時計方向に回
動し、偏心カム25と一体的に移動するラチェットギヤ29
は駆動域D内の2組のラチェット爪13DR,13ADRを押動す
る。これにより、ラチェット爪13DR,13ADRはバネ17の付
勢力によってラチェットギヤ29と噛合し、他のラチェッ
ト爪13,13Aは係合部18と内周面19との摺接によってラチ
ェットギヤ29と離間した状態で案内される。
FIGS. 7 (A) and 7 (B) show the case where the eccentric amount of the hollow cylindrical case 12 with respect to the ratchet gear 29 is in the maximum eccentric state. At this time, the eccentric cam 25 has a center hole 28 centered at the point B.
Ratchet gear 29 that rotates clockwise to the position where the left end of the contact with the crankshaft 5 and moves integrally with the eccentric cam 25
Pushes the two sets of ratchet pawls 13DR and 13ADR in the drive range D. As a result, the ratchet pawls 13DR, 13ADR mesh with the ratchet gear 29 by the biasing force of the spring 17, and the other ratchet pawls 13, 13A are separated from the ratchet gear 29 by the sliding contact between the engaging portion 18 and the inner peripheral surface 19. You will be guided in the state.

そして、駆動域D内にあるラチェット爪13DR,13ADRによ
る増速率が最大であるからラチェットギヤ29はラチェッ
ト爪13DR,13ADRによって増速回転され、他のラチェット
爪13はラチェットギヤ29から離脱する。また、ラチェッ
ト爪13DR,13ADRが駆動域Dから外れるとともに隣在する
ラチェット爪13が駆動域D内に入ってラチェットギヤ29
を増速駆動するというように順次増速駆動するラチェッ
ト爪13DR,13ADRが交代する。
Since the ratchet pawls 13DR and 13ADR in the drive range D have the maximum speed increasing rate, the ratchet gear 29 is rotated by the ratchet pawls 13DR and 13ADR to increase speed, and the other ratchet pawls 13 are disengaged from the ratchet gear 29. Further, the ratchet pawls 13DR and 13ADR are disengaged from the drive range D, and the adjacent ratchet pawl 13 enters the drive range D to move the ratchet gear 29.
The ratchet pawls 13DR and 13ADR, which are sequentially speed-up-driven such as speed-up driving, alternate.

すなわち、中空円筒状ケース12内には駆動域D内のラチ
ェット爪13DR,13ADRによって仮想的にギヤが形成され、
このギヤの径が、レバー39の操作により偏心カム25が回
転するに伴って行われるラチェット爪13DR,13ADRの傾斜
角の変化に応じて変化し、ラチェットギヤ29の変速比
(増速比)が無段階に変化する。
That is, a gear is virtually formed in the hollow cylindrical case 12 by the ratchet pawls 13DR and 13ADR in the drive range D,
The diameter of this gear changes in accordance with the change in the inclination angle of the ratchet pawls 13DR, 13ADR that is caused as the eccentric cam 25 rotates by operating the lever 39, and the gear ratio (speed increase ratio) of the ratchet gear 29 changes. Change steplessly.

第7図で示す偏心時においては、1つの枢支部である枢
軸15を支点として回動可能な2個のラチェット爪13,13A
を1組とし、かつその連続する歯部16,16Aを1歯の1/2
ピッチずつ位相をずらして構成しているため、第8図,
第9図に示すように駆動域D内にある2組のラチェット
爪13DR,13ADRのうち一方の組がラチェット爪13DRの歯部
16とラチェットギヤ29の歯部29Aとが正常に噛合した駆
動である時、次に駆動しようとする他方の組がラチェッ
ト爪13ADRの歯部16Aとラチェットギヤ29の歯部29Aとの
隙間t/2となっている。
At the time of eccentricity shown in FIG. 7, two ratchet pawls 13 and 13A rotatable about a pivot 15 which is one pivot.
As one set, and the continuous tooth portions 16 and 16A are 1/2 of one tooth.
Since the phase is shifted by each pitch,
As shown in FIG. 9, one of the two sets of ratchet pawls 13DR and 13ADR in the drive range D is the tooth portion of the ratchet pawl 13DR.
When the drive is such that 16 and the tooth portion 29A of the ratchet gear 29 are normally meshed, the other set to be driven next is the gap t / between the tooth portion 16A of the ratchet pawl 13ADR and the tooth portion 29A of the ratchet gear 29. It is 2.

このため駆動範囲は従来の−20°〜40°から−53°〜7
°程度まで駆動域Dが(−)側に移行し、これに伴って
脈動が改善される。このように上記実施例においては、
従来のようにラチェットギヤと周方向のラチェット爪列
を複数組クランク軸の軸方向に並設するものではなく、
連続する歯部16,16Aの位相をずらした2個のラチェット
爪13,13Aを1組として、周方向に、従来と同様に例えば
6組のラチェット爪13,13Aを配列するものであるから構
造が簡素化されコンパクトであり、さらに歯部16,16Aの
モジュールを小さくする必要がないため歯部16,16Aの強
度が十分に得られる歯飛びの心配がなく安定した噛合動
作が得られる。
Therefore, the drive range is from −20 ° to 40 ° to −53 ° to 7 °
The drive range D shifts to the (−) side up to about °, and the pulsation is improved accordingly. Thus, in the above embodiment,
Rather than arranging multiple sets of ratchet gears and circumferential ratchet pawls in the axial direction of the crankshaft as in the past,
The structure is such that, for example, six ratchet pawls 13 and 13A are arranged in the circumferential direction in the same manner as in the conventional case, with two ratchet pawls 13 and 13A with the phase shift of the continuous tooth portions 16 and 16A as one set. Is simple and compact, and since it is not necessary to make the module of the tooth portions 16 and 16A small, it is possible to obtain a sufficient strength of the tooth portions 16 and 16A and to obtain a stable meshing operation without worrying about tooth skipping.

第12図および第13図は本発明の第2実施例を示し、上記
実施例と同一箇所の説明を省略して説明すると、51は自
転車のフレームのチェーンステーであり、後輪ハブ軸52
が受板51Aを介してロックナット53により固定され、そ
の後輪ハブ軸52には図示しないベアリングを介して後輪
ハブ54が回転可能に嵌装され、後輪ハブ54にはスポーク
55が連結されている。56は一方のチェーンステー51の内
側に一端が枢着部57により回動可能に連結されたアーム
であり、このアーム56の内面には複数の円板58がビス59
により固定されている。60は円板58の外周にベアリング
61を介して回転可能に設けられた入力側回転部材である
中空円筒状ケースであり、この中空円筒状ケース60の外
周にはスプロケット62が同心状に一体的に螺着されてい
る。前記アーム56と円板58にはその円板58の中心から下
端近傍まで延びる長孔63がそれぞれ設けられ、この長孔
63に後輪ハブ軸52が挿通していると共に、アーム56とチ
ェーンステー51とが引張スプリング64により連結され、
アーム56が上方に付勢されてハブ軸52側が前記長孔63の
上端に係止した状態で保持されている。この場合長孔63
の下端と後輪ハブ軸52側との係合により最大偏心位置に
保持し、長孔63の上端と後輪ハブ軸52側との係合により
偏心量oの位置に保持している。65は複数の連続する歯
部66を有するラチェット爪、65Aは前記歯部66と1歯の1
/2ピッチ位相をずらした複数の連続した歯部66Aを有す
るラチェット爪であり、この2個のラチェット爪65,65A
を1組とし、複数組のラチェット爪65,65Aが前記中空円
筒状ケース60の円筒部60A内の内面側に並列配置され、
各組ラチェット爪65,65Aが基端の枢軸67および枢軸67に
外装したカラー67Aにより回動可能に設けられ枢軸67に
巻装されたバネ68により中空円筒状ケース60の中心方向
に向って付勢されている。
FIG. 12 and FIG. 13 show a second embodiment of the present invention. Explaining the same parts as those in the above embodiment, the description will be omitted. 51 is a chain stay of a bicycle frame, and 52 is a rear wheel hub axle.
Is fixed by a lock nut 53 via a receiving plate 51A, a rear wheel hub 54 is rotatably fitted to a rear wheel hub shaft 52 via a bearing (not shown), and a spoke is attached to the rear wheel hub 54.
55 are connected. 56 is an arm whose one end is rotatably connected to the inside of one of the chain stays 51 by a pivoting portion 57, and a plurality of discs 58 are provided with screws 59 on the inner surface of the arm 56.
It is fixed by. 60 is a bearing on the outer circumference of the disk 58
A hollow cylindrical case that is an input side rotating member rotatably provided via 61, and a sprocket 62 is concentrically and integrally screwed to the outer periphery of the hollow cylindrical case 60. The arm 56 and the disk 58 are provided with elongated holes 63 extending from the center of the disk 58 to the vicinity of the lower end, respectively.
The rear wheel hub shaft 52 is inserted through 63, the arm 56 and the chain stay 51 are connected by a tension spring 64,
The arm 56 is biased upward, and the hub shaft 52 side is held in a state of being locked to the upper end of the elongated hole 63. Long hole 63 in this case
The maximum eccentric position is maintained by the engagement of the lower end of the rear wheel hub shaft 52 side with the rear wheel hub shaft 52, and the maximum eccentricity is maintained by the engagement of the upper end of the elongated hole 63 with the rear wheel hub shaft 52 side. 65 is a ratchet pawl having a plurality of continuous teeth 66, 65A is one of the teeth 66 and one tooth
A ratchet pawl having a plurality of continuous tooth portions 66A with a 1/2 pitch phase shift. These two ratchet pawls 65, 65A
As one set, a plurality of sets of ratchet pawls 65, 65A are arranged in parallel on the inner surface side inside the cylindrical portion 60A of the hollow cylindrical case 60,
Each set of ratchet pawls 65, 65A is rotatably provided by a pivot 67 at the base end and a collar 67A mounted on the pivot 67, and is attached toward the center of the hollow cylindrical case 60 by a spring 68 wound around the pivot 67. It is energized.

前記チェーンステー51の外側には前記受板51Aがビス71
により固定され、前記受板51Aの内面側には後輪ハブ軸5
2を外装する外筒72が一体形成され、前記外筒72内には
内筒73が設けられている。
On the outside of the chain stay 51, the receiving plate 51A is screw 71.
Is fixed by the rear wheel hub shaft 5 on the inner surface side of the receiving plate 51A.
An outer cylinder 72 that covers 2 is integrally formed, and an inner cylinder 73 is provided inside the outer cylinder 72.

次に上述のように構成された本実施例装置の作用を説明
する。先ず第13図で示すように、クランクペダル74を介
してクランクギヤ75が回転し、このクランクギヤ75の回
転がチェーン76によりスプロケット62に伝えられる。ス
プロケット62はベアリング61を介し入力側回転部材とな
る中空円筒状ケース60と一体的に回転し、中空円筒状ケ
ース60に装着されたラチェット爪65,65Aを介し出力側回
転部材を構成するラチェットギヤ77を回転し、ラチェッ
トギヤ77から後輪ハブ54に回転が伝えられる。そして、
スタート時、昇り坂時あるいは悪路走行時などには自然
にペダルに大きな力が加わりチェーン76の張力が強くな
ってラチェットギヤ77を推進させるラチェット爪65,65A
に大きな負荷が加わり、この負荷の大きさによってラチ
ェット爪65,65Aが枢軸67を支点としてラチェットギヤ77
側に向かってくい込み、これによってラチェット爪65,6
5Aが立ち上がる作用をなし、この作用によってアーム56
は枢着部57を支点としてスプリング64の力に抗して下方
に移動し、この実施例ではハブ軸52側の内筒73が長孔63
の上端に係合することによってラチェットギヤ77と中空
円筒状ケース60とが同心である偏心量がoの状態に自動
的に保持され、スプロケット62と車輪78の回転比が1:1
となる。次にペダルに加わる力が軽減されるとチェーン
76の張力が次第に弱くなってアーム56はスプリング64の
復元力により枢着部57を支点として上方へ移動するた
め、ラチェットギヤ77に対して中空円筒状ケース60が次
第に偏心状態となって変速(増速)され、ハブ軸52側の
内筒73が長孔63の下端に係合することによって中空円筒
状ケース60の最大偏心状態となり、最大変速比(増速
比)で自動的に変速される。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 13, the crank gear 75 rotates via the crank pedal 74, and the rotation of the crank gear 75 is transmitted to the sprocket 62 by the chain 76. The sprocket 62 rotates integrally with the hollow cylindrical case 60 serving as an input side rotating member via a bearing 61, and a ratchet gear that constitutes an output side rotating member via ratchet pawls 65, 65A mounted on the hollow cylindrical case 60. The 77 is rotated, and the rotation is transmitted from the ratchet gear 77 to the rear wheel hub 54. And
Ratchet pawl 65, 65A that naturally applies a large force to the pedal when starting, climbing uphill or driving on a rough road, increasing the tension of the chain 76 and propelling the ratchet gear 77
A large load is applied to the ratchet claws 65, 65A depending on the magnitude of this load with the pivot 67 as the fulcrum.
Bite to the side, which results in ratchet pawls 65,6
5A rises, and this action causes arm 56
Moves downward against the force of the spring 64 with the pivot portion 57 serving as a fulcrum, and in this embodiment, the inner cylinder 73 on the hub shaft 52 side has an elongated hole 63.
When the ratchet gear 77 and the hollow cylindrical case 60 are concentric with each other, the eccentricity of the ratchet gear 77 and the hollow cylindrical case 60 is automatically maintained in a state of o, and the rotation ratio of the sprocket 62 and the wheel 78 is 1: 1.
Becomes Next, when the force applied to the pedal is reduced, the chain
Since the tension of 76 is gradually weakened and the arm 56 moves upward with the pivoting portion 57 as a fulcrum by the restoring force of the spring 64, the hollow cylindrical case 60 gradually becomes eccentric with respect to the ratchet gear 77 and shifts ( When the inner cylinder 73 on the hub shaft 52 side engages with the lower end of the elongated hole 63, the hollow cylindrical case 60 enters the maximum eccentric state, and the gear is automatically changed at the maximum speed ratio (speed increasing ratio). It

本実施例において、ラチェット爪65,65Aは上記実施例と
同様に相互に位相がずれた連続する歯部66,66Aを有する
ため、駆動域Dが(−)側に移行してそれだけ脈動が予
防されるという上記実施例と同様な効果を有する。
In this embodiment, since the ratchet pawls 65, 65A have continuous tooth portions 66, 66A whose phases are out of phase with each other as in the above-mentioned embodiment, the drive range D shifts to the (-) side and pulsation is prevented accordingly. This has the same effect as the above-mentioned embodiment.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく本
発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能であ
る。例えば、変速装置はラチェット爪を備える各種タイ
プのもの例えばクランク軸側あるいは後輪側、自動変速
あるいは手動変速等に適用できることは勿論である。ま
た1組のラチェット爪を2個として説明したが3個以上
でもよく、その場合は第9図の隙間tがさらに小さくで
き、したがって駆動範囲もさらに(−)側に移行するた
め、脈動を良好に予防できる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, it goes without saying that the transmission can be applied to various types having a ratchet pawl, for example, to the crankshaft side or the rear wheel side, automatic shift or manual shift. Further, although one set of ratchet pawls has been described as two, it may be three or more, and in that case, the gap t in FIG. 9 can be further reduced, and therefore the drive range further shifts to the (-) side, resulting in good pulsation. Can be prevented.

[発明の効果] 本発明は入力側回転部材と、この入力側回転部材の周方
向に複数配設され、各基部側が1つの枢支部により回動
可能に設けられたラチェット爪と、このラチェット爪と
噛合することで回転が伝達されるラチェットギヤを有す
る出力側回転部材とを備え、前記入力側回転部材と前記
ラチェットギヤとを相対的に偏心移動させて変速するよ
うにした自転車用無段変速装置において、前記各ラチェ
ット爪は前記1つの枢支部に複数個を1組としてそれぞ
れ回動可能に並設され、かつ各ラチェット爪には連続し
た歯部を設け、前記組をなすラチェット爪の連続した歯
部同志を位相をずらして配設したことにより、噛合伝達
を良好にして脈動を良好に予防でき構造を簡素化した自
転車用無段変速装置を提供できる。
[Advantages of the Invention] The present invention provides an input side rotating member, a plurality of ratchet pawls disposed in the circumferential direction of the input side rotating member, each base side being rotatably provided by one pivotal support, and the ratchet pawl. A continuously variable transmission for a bicycle, comprising: an output side rotating member having a ratchet gear for transmitting rotation by meshing with the input side rotating member and the ratchet gear for relative eccentric movement. In the device, each ratchet pawl is rotatably arranged side by side on the one pivotal support portion in a plurality of sets, and each ratchet pawl is provided with a continuous tooth portion so that the ratchet pawls forming the set are continuous. By arranging the tooth portions with the phases shifted from each other, it is possible to provide the bicycle continuously variable transmission in which the meshing transmission is improved, the pulsation is prevented satisfactorily, and the structure is simplified.

【図面の簡単な説明】 第1図乃至第11図は本発明の第1実施例を示し、第1図
は全体縦断面図、第2図は斜視図、第3図は分解斜視
図、第4図は一部切欠斜視図、第5図はラチェット爪の
斜視図、第6図(A)(B)および第7図(A)(B)
は偏心量の変化を示す断面図、第8図および第9図はラ
チェット爪とラチェットギヤの噛合状態を示す正面図、
第10図は偏心量調節機構を示す斜視図、第11図は使用状
態図、第12図および第13図は本発明の第2実施例を示
し、第12図は縦断面図、第13図は使用状態図、第14図乃
至第18図は従来例を示し、第14図および第15図はラチェ
ット爪とラチェットギヤの噛合状態を示す正面図、第16
図はラチェット爪支軸位置と変速比との関係を示すグラ
フ、第17図および第18図はクランクの回転角と変速比と
の関係を示すグラフである。 12,60……入力側回転部材 13,13A,65,65A……ラチェット爪 16,16A,66,66A……歯部 15,67……枢支部(枢軸) 29,77……ラチェットギヤ(出力側回転部材)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 to 11 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall longitudinal sectional view, FIG. 2 is a perspective view, FIG. 3 is an exploded perspective view, FIG. 4 is a partially cutaway perspective view, FIG. 5 is a perspective view of a ratchet pawl, FIGS. 6 (A) and (B) and FIGS. 7 (A) and (B).
Is a cross-sectional view showing a change in the amount of eccentricity, FIGS. 8 and 9 are front views showing a meshing state of a ratchet pawl and a ratchet gear,
FIG. 10 is a perspective view showing an eccentricity amount adjusting mechanism, FIG. 11 is a use state diagram, FIGS. 12 and 13 show a second embodiment of the present invention, FIG. 12 is a longitudinal sectional view, and FIG. Shows a state of use, FIGS. 14 to 18 show a conventional example, and FIGS. 14 and 15 show a front view showing a meshing state of a ratchet pawl and a ratchet gear, and FIG.
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the ratchet pawl support shaft position and the gear ratio, and FIGS. 17 and 18 are graphs showing the relationship between the crank rotation angle and the gear ratio. 12,60 …… Input side rotating member 13,13A, 65,65A …… Ratchet claw 16,16A, 66,66A …… Teeth 15,67 …… Pivot support (Axis) 29,77 …… Ratchet gear (Output Side rotating member)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力側回転部材と、この入力側回転部材の
周方向に複数配設され、各基部側が1つの枢支部により
回動可能に設けられたラチェット爪と、このラチェット
爪と噛合することで回転が伝達されるラチェットギヤを
有する出力側回転部材とを備え、前記入力側回転部材と
前記ラチェットギヤとを相対的に偏心移動させて変速す
るようにした自転車用無段変速装置において、前記各ラ
チェット爪は前記1つの枢支部に複数個を1組としてそ
れぞれ回動可能に並設され、かつ各ラチェット爪には連
続した歯部を設け、前記組をなすラチェット爪の連続し
た歯部同志を位相をずらして配設したことを特徴とする
自転車用無段変速装置。
1. An input side rotating member, a plurality of ratchet pawls arranged in the circumferential direction of the input side rotating member, each base side being rotatably provided by one pivotal support, and the ratchet pawls meshing with the ratchet pawl. In the continuously variable transmission for a bicycle, which comprises an output side rotating member having a ratchet gear to which rotation is transmitted, and which shifts the input side rotating member and the ratchet gear by relatively eccentric movement. A plurality of the ratchet pawls are rotatably arranged side by side on the one pivotal support portion as a set, and each ratchet pawl is provided with a continuous tooth portion, and the ratchet pawls forming the set have continuous tooth portions. A continuously variable transmission for a bicycle, which is characterized by arranging the two with their phases shifted.
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