JPH11171080A - 自転車用変速装置 - Google Patents

自転車用変速装置

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JPH11171080A
JPH11171080A JP9343365A JP34336597A JPH11171080A JP H11171080 A JPH11171080 A JP H11171080A JP 9343365 A JP9343365 A JP 9343365A JP 34336597 A JP34336597 A JP 34336597A JP H11171080 A JPH11171080 A JP H11171080A
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clutch
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gear
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直弘 西本
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M25/00Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles
    • B62M25/02Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles with mechanical transmitting systems, e.g. cables, levers
    • B62M25/04Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles with mechanical transmitting systems, e.g. cables, levers hand actuated

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量及び価格の増大を招くことなく軽い力で
変速操作を行えるようにする。 【解決手段】 内装変速クランク18は、クランク軸
(駆動体の一例)31と、クランク軸31を回転自在に
支持するボトムブラケット32と、クランク軸31の左
右端に回転不能に連結された左右のクランクアーム33
a,33bと、クランク軸31の外周側に配置された変
速部34と、スプロケット35とを有している。変速部
34は、直結伝達経路と減速伝達経路との2つの動力伝
達経路を有しクランク軸31とスプロケット35とを連
結する遊星歯車機構60と、2つの動力伝達経路から一
つを選択するためのクラッチ機構61と、クラッチ機構
61の選択動作を行わせるとともに、減速伝達経路への
選択動作をクランクアーム33a,33bの上死点及び
下死点に合わせて行わせるためのクラッチ動作機構62
とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、変速装置、特に、
クランクからの動力を複数の変速比から選択された所定
の変速比で変速して出力する自転車用変速装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に自転車用の内装変速装置には、自
転車のクランク軸で変速するフロント変速装置と後ハブ
で変速するリア変速装置とがある。この種の内装変速装
置は、一般に、遊星歯車機構を有している。遊星歯車機
構は、内歯ギアと太陽ギアと内歯ギア及び太陽ギアに噛
み合う遊星ギアと遊星ギアを支持するキャリアとを有し
ている。この種の遊星歯車機構を有する内装変速装置
で、遊星歯車機構の構成要素のいずれかを、ロック爪を
有するクラッチ機構により選択的にロック及びロック解
除することで変速を行うものが知られている。ロック爪
は、ロック爪の先端側を受け入れる受け入れ孔を有する
クラッチ動作機構により強制的にロック解除方向に作動
させられる。
【0003】このようなクラッチ動作機構によりクラッ
チ機構のロック爪を操作して変速を行う構成では、ペダ
ルの踏力が伝達された状態でロック爪を介して構成要素
に動力が伝達されているときには、ロック爪を解除する
のに大きな力を要し、変速操作が重くなり変速操作を行
いにくい。このため、ロック爪により変速する内装変速
装置では、通常、変速時にはペダルをこぐのを止め、ロ
ック爪を介して動力を伝達しないようにしている。
【0004】ペダルを踏んでいる時でも変速操作を行え
るようにするために変速操作を補助するフロント変速装
置が特開昭64−18792号公報に開示されている。
このフロント変速装置は、ロック爪をロック位置とロッ
ク解除位置とに制御するクラッチ爪を有しており、クラ
ッチ動作機構によりクラッチ爪を作動させてロック爪を
強制的にロック解除方向に作動させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のクラッチ動
作機構によりクラッチ爪を介してロック爪を強制的に作
動させる変速装置では、クラッチ動作機構により直接ロ
ック爪を作動させるのではなく、クラッチ爪を介して間
接的に作動させている。このため、ロック爪を介して動
力を構成要素に伝達しているときであってもロック爪と
無関係に変速操作を行うことができる。しかし、クラッ
チ動作機構とロック爪との間にクラッチ爪が介装される
ため、変速操作のための機構が複雑になり、重量及び価
格の増大を招くおそれがある。
【0006】本発明の課題は、重量及び価格の増大を招
くことなく軽い力で変速操作を行えるようにすることに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】発明1に係る自転車用変
速装置は、クランクからの動力を複数の変速比から選択
された所定の変速比で変速して出力する装置であって、
駆動体と、動力伝達機構と、従動体と、クラッチ機構
と、クラッチ動作機構とを備えている。駆動体は、クラ
ンクに連結可能なものである。動力伝達機構は、変速比
が異なる複数の動力伝達経路を有し、駆動体の回転を選
択された動力伝達経路を介して伝達するための機構であ
る。従動体は、駆動体に動力伝達機構を介して連結され
るものである。クラッチ機構は、複数の動力伝達経路の
うちの一つを選択するための機構である。クラッチ動作
機構は、クラッチ機構の選択動作を行わせるとともに、
そのうちの少なくとも一つの選択動作をクランクの所定
の回転位相に合わせて行わせるための機構である。
【0008】この変速装置では、クランクが回転すると
駆動体が回転し、クラッチ機構により選択された動力伝
達経路を介して駆動体の回転が従動体に伝達され従動体
が所定の変速比で回転する。変速操作を行うと、クラッ
チ動作機構がクラッチ機構を選択動作させ、複数の動力
伝達経路のうち一つが選択される。この選択動作のうち
少なくとも一つの選択動作は、クラッチ動作機構により
クランクの所定の回転位相に合わせて行われる。この所
定の回転位相を伝達トルクが小さくなる、たとえばクラ
ンクの上死点や下死点近傍に設定することで、クラッチ
機構での負荷が低い状態で選択動作を行わせることがで
きる。ここでは、クラッチ動作機構により直接クラッチ
機構を選択動作させかつ少なくとも一つの選択動作をク
ランクの回転位相に合わせて行うようにしたので、どの
ような状態で変速操作を行っても、実際の選択動作をク
ランクの回転位相に合わせて行える。このため、重量及
び価格の増大を招くことなく軽い力で変速操作を行える
ようになる。
【0009】発明2に係る自転車用内装変速装置は、発
明1に記載の装置において、クラッチ動作機構は、大き
な変速比から小さな変速比へ又は小さな変速比から大き
な変速比へ変速する選択動作全てを、クランクの所定の
回転位相に合わせて行わせる。この場合には、変速操作
に力を要する高速側又は低速側への変速方向のいずれか
での変速をクランクの所定の回転位相に合わせて行うこ
とができる。
【0010】発明3に係る自転車用内装変速装置は、発
明1に記載の装置において、クラッチ動作機構は、第1
変速比から第2変速比へ変速する選択動作のみを、クラ
ンクの所定の回転位相に合わせて行わせる。この場合に
は、変速操作に一番力を要する変速をクランクの所定の
回転位相に合わせて行うことができる。発明4に係る自
転車用内装変速装置は、発明1から3のいずれかに記載
の装置において、クラッチ動作機構は、クランクが上死
点及び下死点の近傍に配置されたときにクラッチ機構の
少なくとも一つの選択動作を行わせる。この場合には、
負荷がどのような状態で変速操作を行っても、実際の選
択動作はクランクが上死点又は下死点にある負荷がもっ
とも低い時に行われるので、軽い力で変速操作できる。
【0011】発明5に係る自転車用内装変速装置は、発
明1から4のいずれかに記載の装置において、駆動体
は、クランクに連結され自転車のフレームに回転自在に
支持されるクランク軸であり、従動体は、チェーンが掛
け渡されるスプロケットである。この場合には、フロン
ト変速を、重量及び価格の増大を招くことなく軽い力で
変速操作を行えるようになる。
【0012】発明6に係る自転車用内装変速装置は、発
明1から4のいずれかに記載の装置において、駆動体
は、クランクギアにチェーンを介して連結された小ギア
を装着するために自転車のハブ軸に回転自在に支持され
たものであり、従動体は、自転車の後輪を構成するハブ
シェルである。この場合には、リア変速を、重量及び価
格の増大を招くことなく軽い力で変速操作を行えるよう
になる。
【0013】発明7に係る自転車用内装変速装置は、発
明1から5のいずれかに記載の装置において、動力伝達
機構は、クランク軸回りに回転自在な太陽ギアと、クラ
ンク軸回りに回転自在なキャリアと、キャリアに回転自
在に装着され太陽ギアに噛み合う遊星ギアと、自転車の
フレームに回転不能に固定され遊星ギアに噛み合う内歯
ギアと、クランク軸が前進方向に回転したときに太陽ギ
アとクランク軸とを連結する第1ワンウェイクラッチと
を有し、クラッチ機構は、クランク軸に連結姿勢と遮断
姿勢とに揺動自在に装着され連結姿勢のとき先端がキャ
リアに係合可能なロック爪と、ロック爪を連結姿勢側に
付勢する付勢部材とを有する。この場合には、ロック爪
をクラッチ動作機構により連結姿勢にするとクランク軸
からキャリアに回転が伝達されクランク軸の回転がその
ままスプロケットに伝達されスプロケットがクランク軸
と同じ回転速度で回転する。一方、クラッチ動作機構が
ロック爪を連結姿勢から遮断姿勢にすると、クランク軸
の回転は第1ワンウェイクラッチを介して太陽ギアに伝
達され減速してキャリアを介してスプロケットに伝達さ
れる。この連結姿勢から遮断姿勢にするときには、動力
がロック爪を介してクランク軸からキャリアに伝達され
ているので、通常は大きな操作力が必要になる。しか
し、クランクの所定の回転位相に合わせてクラッチ動作
機構が連結姿勢から遮断姿勢にすれば、操作力は小さい
ものでよい。
【0014】発明8に係る自転車用内装変速装置は、発
明7に記載の装置において、クランク軸が後退方向に回
転したときにキャリアとクランク軸とを連結する第2ワ
ンウェイクラッチをさらに備える。この場合には、クラ
ンク軸が後退方向に回るとクランク軸からキャリアに回
転が伝達されるスプロケットが後退方向に回転する。こ
のため、コースタブレーキ付きの後ハブを装着した自転
車にもこの変速装置を使用できる。
【0015】
【発明の実施の形態】〔全体構成〕図1において、本発
明の一実施形態を採用した自転車は軽快車であり、ダブ
ルループ形のフレーム体2とフロントフォーク3とを有
するフレーム1と、ハンドル部4と、高低2段変速の内
装変速クランク18が装着された駆動部5と、前輪6
と、後輪7と、前後のブレーキ装置8(前用のみ図示)
と、内装変速クランク18を手元で操作するための変速
操作部9とを備えている。
【0016】フレーム1には、サドル11やハンドル部
4を含む各部が取り付けられている。ハンドル部4は、
フロントフォーク3の上部に固定された、ハンドルステ
ム14とハンドルステム14に固定されたハンドルバー
15とを有している。ハンドルバー15の両端にはブレ
ーキ装置8を構成するブレーキレバー16とグリップ1
7とが装着されている。右側のブレーキレバー16には
内装変速クランク18に変速ケーブル(後述)により連
結された変速操作部9が装着されている。
【0017】〔変速操作部の構成〕変速操作部9は、図
2に示すように、右側(前輪用)のブレーキレバー16
を揺動自在に支持するブレーキブラケットと一体で形成
された本体部20と、本体部20に回動自在に装着され
た操作部23とを有している。本体部20には、高低
(H,L)2段の変速位置を表示するためのインジケー
タ22が設けられている。また、本体部20には変速ケ
ーブル21のアウターケーシング21aが係止されてい
る。変速ケーブル21のインナーケーブル21bは、操
作部23に係止され、操作部23の回動によりアウター
ケーシング21a内を進退する。
【0018】駆動部5は、フレーム体2の筒状のハンガ
ー部2a(図3)に設けられた内装変速クランク18
と、内装変速クランク18に掛け渡されたチェーン19
と、小ギアが装着された後ハブ10とを有している。 〔内装変速クランクの構成〕内装変速クランク18は、
図3及び図4に示すように、クランク軸(駆動体の一
例)31と、フレーム体2のハンガー部2aに装着され
クランク軸31を回転自在に支持するボトムブラケット
32と、クランク軸31の左右端に回転不能に連結され
た左右のクランクアーム33a,33bと、クランク軸
31の外周側に配置された高低2段の変速比を有する変
速部34と、変速部34を介してクランク軸31に連結
されたスプロケット(従動体の一例)35とを有してい
る。
【0019】クランク軸31は、両端に断面略矩形のテ
ーパ面31aを有する中空筒状の部材であり、テーパ面
31aに左右のクランクアーム33a,33bが回転不
能に装着されている。クランクアーム33a,33b
は、軸ボルト31bにより固定されている。ボトムブラ
ケット32は、クランク軸31を支持する筒状のブラケ
ット本体41と、ブラケット本体41の図3右端に一体
で形成された有底筒状のケース部42と、ブラケット本
体41の図3左端に装着された筒状ナット43とを有し
ている。ボトムブラケット32は、ハンガー部2aの右
端側から内部に挿入されたブラケット本体41を左端側
から筒状ナット43で締め込むことでハンガー部2aに
装着される。
【0020】ケース部42は、有底筒状の部材であり、
図7に示すように、壁部42aと、壁部42aの外周側
に壁ぶ42aと一体で形成された筒部42bと、壁部4
2aの内周側の突出部42cとを有している。ケース部
42の壁部42aには、図5に示すように、ガイド板4
4がボルト止めされている。ガイド板44は、リング状
の板状部材である。ガイド板44の周辺部には、フレー
ム体2に係止される係止部44aと、係止部44aから
前方に延びるケーブル係止部44bと、係止部44aか
ら後方に延びるばね係止部44cとが形成されている。
ケーブル係止部44bには、変速操作部9の本体部20
に一端が係止された変速ケーブル21のアウターケーシ
ング21aの他端が係止される。ばね係止部44cに
は、後述する回動板81(図6)を後方に付勢するコイ
ルばね86の一端が係止される。ケース部42は、ガイ
ド板44によりフレーム体2に回転不能に係止される。
【0021】クランクアーム33a,33bのうち、左
側のクランクアーム33aは従来のクランクアームと同
様な構造である。右側のクランクアーム33bは、基端
部に皿状の収納部50を有するとともに、収納部50の
中心部にボス部51を有している。収納部50内には、
変速部34の一部及び逆転用のワンウェイクラッチ52
が装着されている。ワンウェイクラッチ52は、クラン
クアーム33a,33bの後退方向の回転のみ変速部3
4を介してスプロケット35に伝達する。ボス部51の
外周には右玉押し53が回転方向に所定の角度回転可能
に装着されており、ワンウェイクラッチ52は、右玉押
し53を介して変速部34に連結されている。この右玉
押し53左側面には、後述するワンウェイクラッチ55
を逆転時に倒してオフするためのケージ53aが固定さ
れている。
【0022】〔変速部の構成〕変速部34は、直結伝達
経路と減速伝達経路との2つの動力伝達経路を有する遊
星歯車機構60と、2つの動力伝達経路から一つを選択
するためのクラッチ機構61と、クラッチ機構61の選
択動作を行わせるとともに、そのうちの少なくとも一つ
の選択動作をクランクアーム33a,33bの上死点及
び下死点に合わせて行わせるためのクラッチ動作機構6
2とを有している。
【0023】遊星歯車機構60は、図7に示すように、
ケース部42の内部に配置されており、クランク軸31
にワンウェイクラッチ55を介して連結された太陽ギア
63と、ケース部42の筒部42b内周面に形成された
内歯ギア64と、太陽ギア63と内歯ギア64とに噛み
合う3つの遊星ギア65(1つのみ図示)と、3つの遊
星ギア65を回転自在に支持するキャリア66とを有し
ている。
【0024】太陽ギア63は、クランク軸31の外周側
に同芯に配置されており、ワンウェイクラッチ55を介
してクランク軸31に連結されている。ワンウェイクラ
ッチ55は、クランク軸31の進行方向の回転(図4時
計回りの回転)のみ太陽ギア63に伝達する。このワン
ウェイクラッチ55は、逆転時にケージ53aにより倒
される。
【0025】3つの遊星ギア65は周方向に等間隔に配
置されており、軸方向に並べて配置された大ギア部65
aと小ギア部65bとを有している。大ギア部65aは
内歯ギア64に、小ギア部65bが太陽ギア63にそれ
ぞれ噛み合っている。遊星ギア65は、ギア軸67によ
りキャリア66に回転自在に支持されている。キャリア
66は、略筒状の部材であり、3つの遊星ギア65を収
納する3つの空間を外周部に有している。キャリア66
の右端内周面は、軸受部68によりクランクアーム33
bに回転自在に支持されている。キャリア66の左端外
周面は、軸受部69によりケース部42に回転自在に支
持されている。これによりキャリア66は、クランク軸
31回りに回転自在である。キャリア66の右端部に
は、スプロケット35が回転不能に装着されている。ま
た、キャリア66の右端内周面には、ワンウェイクラッ
チ52が装着されている。さらにキャリア66の左端内
周面には、クラッチ機構61が装着されている。
【0026】クラッチ機構61は、クラッチオン状態で
クランク軸31の進行方向の回転のみキャリア66に伝
達し、クラッチオフ状態でキャリア66とクランク軸3
1とを遮断する。クラッチ機構61は、クランク軸31
に連結姿勢と解除姿勢との間で揺動自在に装着された2
つのロック爪70と、2 つのロック爪70を連結姿勢側
に付勢するばね部材71と、キャリア66の内周面に形
成されたロック歯72とを有している。ロック爪70
は、キャリア66の左端内周部に対向して配置されてお
り、周方向に間隔を隔てて配置されている。ロック歯7
2は、キャリア66のロック爪70に対向する内周面に
波形に形成されている。
【0027】この結果、キャリア66は、クランクアー
ム33a,33bが後退方向(図4反時計方向)に回転
すると、ワンウェイクラッチ52を介して後退方向に回
転し、クラッチ機構61がオンした状態でクランク軸3
1が進行方向(図4時計方向)に回転するとクランク軸
31とともに進行方向に回転する。クラッチ動作機構6
2は、クラッチ機構61のロック爪70を連結姿勢から
遮断姿勢に強制的に倒すための機構である。クラッチ動
作機構62は、図5〜図7に示すように、キャリア66
の左側面に間隔を隔てて対向して配置されたカム板80
と、カム板80とケース部42の壁部42aを挟んで対
向して配置された回動板81と、カム板80と回動板8
1とを連結する3本の連結ピン82と、カム板80をキ
ャリア66側に付勢する3本のコイルばね83とを有し
ている。
【0028】カム板80は、3本の連結ピン82により
ケース部42の壁部42aに左右に移動自在に支持され
ている。また、内周部がケース部42の突出部42cに
移動自在に支持されている。カム板80の内周部には、
キャリア66側に突出するカム85が180度離れて2
カ所形成されている。カム85は、クラッチ機構61の
ロック爪70をロック解除時にクランク軸31の回転を
利用して連結姿勢から遮断姿勢に倒すために形成されて
おり、図5右方に突出する平坦面85aと、平坦面85
aからそれより低い基準面85cに向かって平坦面85
aの外周側が内周側より長くなるように傾斜して形成さ
れたガイド面85bとを有している。このカム85のガ
イド面85bは、クランク軸31の回転によりロック爪
70を連結姿勢から遮断姿勢に倒すときにカム板80の
内周面にロック爪70を案内するために形成されてい
る。このガイド面85bの形成位置は、クランクアーム
33a,33bが上死点及び下死点近傍にある時に2つ
のロック爪70を同時に遮断姿勢に倒すような位置であ
る。
【0029】回動板81は、図6に示すように、一部が
切り欠かれたリング状をなしており、3つの連結ピン8
2が貫通する3つの貫通孔81aが周方向に間隔を隔て
て形成されている。この貫通孔81aを貫通する3つの
連結ピン82により回動板81は、ケース部42に回動
自在に支持されている。貫通孔81a形成部分の図6左
側面には、カム部87が形成されている。カム部87
は、左方に突出する平坦面87aと、平坦面87aより
低い基準面87cに向かって平坦面87aから周方向に
傾斜する傾斜面87bとを有している。回動板81の一
端には径方向に突出する突出部81bが形成されてお
り、この突出部81bには、凹部81cとばね止め部8
1dが形成されている。凹部81cには、変速ケーブル
21のインナーケーブル21aを係止する係止ナット8
9が装着されている。また、ばね止め部81dには、ガ
イド板44のばね係止部44cに一端が係止されたコイ
ルばね86の他端が係止されている。これにより回動板
81は、図6時計回りに常に付勢されている。
【0030】連結ピン82には、カム部87に係止され
る係止板82aが装着されており、回動板81の回動に
より左右に移動する。コイルばね83は、連結ピン82
の外周側に圧縮状態で配置され、カム板80を図6右方
に付勢する。 〔変速部の動作〕変速部34は、クランク軸31からク
ラッチ機構61−キャリア66を経由して動力が直接ス
プロケット35に伝達される直結伝達経路と、太陽ギア
63−遊星ギア65−キャリア66を経由して動力がス
プロケット35に伝達される減速伝達経路との2つの動
力伝達経路のいずれかで動力を伝達する。
【0031】変速操作部9が高速側に位置していると、
回動板81は、インナーケーブル21bにより引っ張ら
れる。すると、図7に示すように、カム部87の平坦面
87aに係止板82aが位置するので、連結ピン82は
左方に位置し、カム板80は左側の非作動位置に退避す
る。この状態では、クラッチ機構61のロック爪70は
カム板80により規制されず連結姿勢になる。この結
果、クランク軸31の回転は、クラッチ機構61のロッ
ク爪70を介してキャリア66に直接伝達され、さらに
キャリア66からスプロケット35に伝達される。この
ため、スプロケット35はクランク軸31と同じ回転速
度で高速回転する。
【0032】一方、変速操作部9を低速側に操作する
と、変速ケーブル21のインナーケーブル21bが緩
み、回動板81がコイルばね86により引っ張られ図6
時計回りに回動する。すると、図8に示すように、係止
板82aが基準面87cに位置するので、コイルばね8
3によりカム板80が付勢されて作動位置側に右方に進
出する。
【0033】この状態でクランク軸31が回転すると、
回転によりロック爪70がカム85のガイド面85bに
到達したときにロック爪70の先端が内周側に案内され
る。カム板80の内周面までロック爪70が案内される
と、コイルばね83により付勢されたカム板80はさら
に右方に進出し、図8に示すように、ロック爪70がカ
ム板80の内周面に入り込み、連結姿勢から遮断姿勢に
倒される。ロック爪70が遮断姿勢に倒されると、クラ
ンク軸31の回転はワンウェイクラッチ55から太陽ギ
ア63を介してキャリア66に伝達される。したがって
スプロケット35は減速回転する。このときにロック爪
70が倒されるタイミングは、カム85の形成位置によ
って定まり、クランクアーム33a,33bが上死点又
は下死点近傍にあるときである。従って、ロック爪70
により動力がほとんど伝達されないので、ロック爪70
をスムーズに倒すことができる。
【0034】ここで、大ギア部65aの歯数T1を「2
4」,小ギア部65bの歯数T2を「15」,太陽ギア
63の歯数T3を「51」,内歯ギア64の歯数T4を
「90」とすると、 変速比R=(T1×T3)/((T1×T3)+(T2
×T4)) となる。この式に上記数値を代入すると、変速比Rは
0.4755となり、クランク軸31が1回転するとス
プロケット35は、0.4755回転する。
【0035】ここでは、直結の場合に比べて減速の場合
にはスプロケット35の回転数が約1/2になる。この
ように、遊星ギア65を大ギア部65aと小ギア部65
bとで構成し、大ギア部65aを内歯ギア64に、小ギ
ア部65bを太陽ギア63に噛み合うように配置したの
で、歯部が一つの遊星ギアを用いる場合に比べて大きく
減速することができる。
【0036】また、クランクアーム33a,33bが後
退方向に回転すると、クランク軸31と右玉押し53と
が所定角度相対回転してケージ53aがワンウェイクラ
ッチ55の爪を倒す。これは、逆転時にキャリア66か
ら遊星ギア65を介して回転させられる太陽ギア63が
クランク軸31より高速で回転して2つのワンウェイク
ラッチ52,55によりロックする現象を避けるためで
ある。この結果、変速位置がいずれの場合でもクラッチ
機構61やワンウェイクラッチ55を介して遊星歯車機
構60に動力は伝達されない。このときには、ワンウェ
イクラッチ52を介してキャリア66に動力が伝達さ
れ、スプロケット35後退方向に逆転する。この結果、
後ハブ10が逆転し、後ハブ10にコースタブレーキを
装着してもブレーキ操作が可能になる。なお、このワン
ウェイクラッチ52及びケージ53aは、コースタブレ
ーキを装備していない通常の後ハブの場合には、装着す
る必要がない。
【0037】ここでは、クラッチ動作機構62によりク
ラッチ機構61を直接選択動作させ、かつ高速段から低
速段への選択動作をクランクアーム33a,33bの上
死点又は下死点に合わせて行うようにしたので、どのよ
うな状態で変速操作を行っても、実際の選択動作をクラ
ンクアーム33a,33bの回転位相に合わせて行え
る。このため、重量及び価格の増大を招くことなく軽い
力で変速操作を行えるようになる。
【0038】〔他の実施形態〕 (a)前記実施形態では本発明をフロント変速装置に適
用した例を説明したが、駆動体がスプロケット35にチ
ェーン19を介して連結された小ギアを装着するために
自転車のハブ軸に回転自在に支持され、従動体が自転車
の後輪を構成するハブシェルである後ハブ10内に装着
されたリア変速装置にも本発明を適用できる。
【0039】(b)前記実施形態では、カムによりクラ
ッチ機構を動作させたが、クラッチ動作機構の構成はカ
ムに限定されるものではない。 (c)前記実施形態では高低2段変速の変速装置を例に
本発明を説明したが、変速段の数は2段に限定されるも
のではなく、2段以上何段でもよい。 (d)前記実施形態では2つの動力伝達経路が遊星歯車
機構を経由しているが、直結伝達経経路は遊星歯車機構
を必ずしも経由しなくてもよく、駆動体と従動体とを直
結してもよい。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればク
ラッチ動作機構により直接クラッチ機構を選択動作させ
かつ少なくとも一つの選択動作をクランクの回転位相に
合わせて行うようにしたので、どのような状態で変速操
作を行っても、実際の選択動作をクランクの回転位相に
合わせて行える。このため、重量及び価格の増大を招く
ことなく軽い力で変速操作を行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明一実施形態を採用した自転車の側面図。
【図2】その変速操作部の斜視図。
【図3】その内装変速クランクの半截断面図。
【図4】内装変速クランクの正面一部断面図。
【図5】クラッチ動作機構の分解斜視図。
【図6】クラッチ動作機構の分解斜視図。
【図7】クラッチオン時の断面拡大図。
【図8】クラッチオフ時の断面拡大図。
【符号の説明】
10 後ハブ 18 内装変速クランク 31 クランク軸 33a,33b クランク 34 変速部 35 スプロケット 52,55 ワンウェイクラッチ 60 遊星歯車機構 61 クラッチ機構 62 クラッチ動作機構 63 太陽ギア 64 内歯ギア 65 遊星ギア 66 キャリア 70 ロック爪 71 ばね部材 85 カム
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年10月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】ケース部42は、有底筒状の部材であり、
図7に示すように、壁部42aと、壁部42aの外周側
に壁42aと一体で形成された筒部42bと、壁部4
2aの内周側の突出部42cとを有している。ケース部
42の壁部42aには、図5に示すように、ガイド板4
4がボルト止めされている。ガイド板44は、リング状
の板状部材である。ガイド板44の周辺部には、フレー
ム体2に係止される係止部44aと、係止部44aから
前方に延びるケーブル係止部44bと、係止部44aか
ら後方に延びるばね係止部44cとが形成されている。
ケーブル係止部44bには、変速操作部9の本体部20
に一端が係止された変速ケーブル21のアウターケーシ
ング21aの他端が係止される。ばね係止部44cに
は、後述する回動板81(図6)を後方に付勢するコイ
ルばね86の一端が係止される。ケース部42は、ガイ
ド板44によりフレーム体2に回転不能に係止される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】回動板81は、図6に示すように、一部が
切り欠かれたリング状をなしており、3つの連結ピン8
2が貫通する3つの貫通孔81aが周方向に間隔を隔て
て形成されている。この貫通孔81aを貫通する3つの
連結ピン82により回動板81は、ケース部42に回動
自在に支持されている。貫通孔81a形成部分の図6左
側面には、カム部87が形成されている。カム部87
は、左方に突出する平坦面87aと、平坦面87aより
低い基準面87cに向かって平坦面87aから周方向に
傾斜する傾斜面87bとを有している。回動板81の一
端には径方向に突出する突出部81bが形成されてお
り、この突出部81bには、凹部81cとばね止め部8
1dが形成されている。凹部81cには、変速ケーブル
21のインナーケーブル21を係止する係止ナット8
9が装着されている。また、ばね止め部81dには、ガ
イド板44のばね係止部44cに一端が係止されたコイ
ルばね86の他端が係止されている。これにより回動板
81は、図6時計回りに常に付勢されている。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クランクからの動力を複数の変速比から選
    択された所定の変速比で変速して出力する自転車用変速
    装置であって、 前記クランクに連結可能な駆動体と、 変速比が異なる複数の動力伝達経路を有し、前記駆動体
    の回転を選択された動力伝達経路を介して伝達するため
    の動力伝達機構と、 前記駆動体に前記動力伝達機構を介して連結される従動
    体と、 前記複数の動力伝達経路のうちの一つを選択するための
    クラッチ機構と、 前記クラッチ機構の選択動作を行わせるとともに、その
    うちの少なくとも一つの選択動作を前記クランクの所定
    の回転位相に合わせて行わせるためのクラッチ動作機構
    と、を備えた自転車用変速装置。
  2. 【請求項2】前記クラッチ動作機構は、大きな変速比か
    ら小さな変速比へ又は小さな変速比から大きな変速比へ
    変速する選択動作全てを、前記クランクの所定の回転位
    相に合わせて行わせる、請求項1に記載の自転車用変速
    装置。
  3. 【請求項3】前記クラッチ動作機構は、第1変速比から
    第2変速比へ変速する選択動作のみを、前記クランクの
    所定の回転位相に合わせて行わせる、請求項1に記載の
    自転車用変速装置。
  4. 【請求項4】前記クラッチ動作機構は、前記クランクが
    上死点及び下死点の近傍に配置されたときに前記クラッ
    チ機構の前記少なくとも一つの選択動作を行わせる、請
    求項1から3のいずれかに記載の自転車用変速装置。
  5. 【請求項5】前記駆動体は、前記クランクに連結され自
    転車のフレームに回転自在に支持されるクランク軸であ
    り、前記従動体は、チェーンが掛け渡されるスプロケッ
    トである、請求項1から4のいずれかに記載の自転車用
    変速装置。
  6. 【請求項6】前記駆動体は、クランクギアにチェーンを
    介して連結された小ギアを装着するために自転車のハブ
    軸に回転自在に支持されたものであり、前記従動体は、
    自転車の後輪を構成するハブシェルである、請求項1か
    ら4のいずれかに記載の自転車用変速装置。
  7. 【請求項7】前記動力伝達機構は、 前記クランク軸回りに回転自在な太陽ギアと、 前記クランク軸回りに回転自在なキャリアと、 前記キャリアに回転自在に装着され前記太陽ギアに噛み
    合う遊星ギアと、 前記自転車のフレームに回転不能に固定され前記遊星ギ
    アに噛み合う内歯ギアと、 前記クランク軸が前進方向に回転したときに前記太陽ギ
    アとクランク軸とを連結する第1ワンウェイクラッチと
    を有し、 前記クラッチ機構は、 前記クランク軸に連結姿勢と遮断姿勢とに揺動自在に装
    着され連結姿勢のとき先端が前記キャリアに係合可能な
    ロック爪と、 前記ロック爪を前記連結姿勢側に付勢する付勢部材とを
    有する、請求項1から5のいずれかに記載の自転車用変
    速装置。
  8. 【請求項8】前記クランク軸が後退方向に回転したとき
    に前記キャリアと前記クランク軸とを連結する第2ワン
    ウェイクラッチをさらに備える、請求項7に記載の自転
    車用変速装置。
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