JPS6128547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は加速性のよい自転車の伝動装置に関
するもので、その目的とするところは、自転車が
低速から高速へと加速されて行く時のペタル踏み
込みの速度が一定でよく、この時過剰抵抗がな
く、また加速時の入力が比較的リニヤーに加えら
れる運転性の優れた自転車の伝動装置を提供しよ
うとするにある。

以下、この発明を図示の実施例にもとづいて具
体的に説明する。図において、符号１は自転車の
後輪車軸２に取付けられた太陽歯車で、該太陽歯
車１には複数個、例えば３個の遊星歯車３が噛合
されている。上記遊星歯車３を軸４によつて軸支
した回転子５は上記太陽歯車１と同軸心で、回転
自在に支承されていて、その構造は二枚のジスタ
形ハウジング６および７と一枚の内部隔壁８とか
ら成り、三者はビス９で互いに連結固定されてい
る。上記ハウジング７にはボス部１０が一体に形
成してあり、該ボス部１０には一方向クラツチ１
１を介して、自転車の従動側スプロケツトホイー
ル１２が嵌装されている。

上記ハウジング７内には、回転ポンプ素子１３
が等間隔で円周方向に三個、配設されていて、軸
４によつて軸支されている。そして、上記回転ポ
ンプ素子１３は内部隔壁８を貫通して前記遊星歯
車３に対して連結固定されている。上記回転ポン
プ素子１３は、軸４と同軸心の円盤状回転体１４
に放射方向に向けてスライド溝１５を複数個形成
し、該スライド溝１５内にスプリング１６によつ
て遠心方向に弾持されたベーン１７を摺動自在に
嵌挿したもので、該回転ポンプ素子１３を収容す
るポンプ室１８は上記回転体１４とは偏心した円
形に形成されたもので、これはその両側の通口１
９を介して連通される油室２０と共に、ハウジン
グ７に一体的に形成されている。相隣る油室２０
を仕切る隔壁２１の個処にはオリイフイス２２が
設けられている。該オリイフイス２２は軸４と平
行な方向に延びる円柱状の流通室２３を上記隔壁
２１に形成し、該流通室２３に対して前記油室２
０に連通する通口２４を備えると共に、上記流通
室２３に液密に軸方向に移動できる筒状調整素子
２５を螺着し、該調整素子２５に環状通路２６に
形成したものである。

上記後輪車軸２を貫通する固定軸２７を支える
三角形状のブラケツト２８は、自転車のフレーム
２９に連結固定されている。上記ブラケツト２８
には枢軸３０を備えたブラケツト３１が設けられ
ていて、上記枢軸３０には係合爪３２が軸支され
ている。この係合爪３２にはコントロールワイヤ
３３のインナーワイヤ３４に連結されており、ま
た、そのアウタチユーブ３５は、ブラケツト２８
に金具３６を介して固定されている。上記係合爪
３２に係合されるブレーキ用爪３７は、回転子５
の一側面に円形に配例形成されている。そして、
上記係合爪３２は、ばね３８により上記係合爪３
２とは係合を解除する方向に偏倚されており、ま
た、インナーワイヤ３４を適宜な手段で牽引する
時、上記ばね３８に抗して、上記係合爪３２をブ
レーキ用爪３７に係止させるようになつていて、
この両爪３２，３７で停止機構を構成している。

このような構成では、スプロケツトホイール１
２が足踏みペタルの回転操作で回転される時、一
方向クラツチ１１を介して回転力が回転子５に伝
達される。そこで、遊星歯車３は太陽歯車１に対
して公転するのであるが、この時の自転は回転ポ
ンプ素子１３に伝達され、該ポンプ素子１３の回
転でポンプ作用がなされ、一方の油室２０から通
口１９を介してポンプ室１８へ、更にポンプ室１
８から他方の通口１９を介して油室２０へと制御
オイルを流通させる。この時のオリイフイス２２
の流通抵抗は、その通路２６と通口２４との相対
位置によつて設定される流通断面で定まる。この
ため、調整素子２５の螺込み量の調整を予かじ
め、充分に行つて置く必要がある。回転子５に加
えられた入力は、回転ポンプ素子１３（すなわち
遊星歯車３）を旋回させるための出力と、太陽歯
車１（すなわち車軸２）を旋回させるための出力
とに分配されるわけで、スタート時には太陽歯車
１にかゝる走行抵抗は大きいから、これを旋回す
るよりも遊星歯車３を旋回する方に出力が費やさ
れるが、遊星歯車３の回転が大きくなれば、オリ
イフイス２２を流れる単位時間当りの流量が増
し、その流通抵抗が増大されるのであるから、こ
れが、太陽歯車１を旋回する初動抵抗とバランス
するところで、遊星歯車３の自転と太陽歯車１の
回転との割合が定まる。油室２０、ポンプ室１８
など、循環流路が制御オイルで満されているた
め、理想的にはペタルを踏んだ瞬間に、この割合
で遊星歯車３が自転し（回転ポンプ素子１３には
オリイフイス２２の流通抵抗が直ちに加わるか
ら）、太陽歯車１が回転する。遊星歯車３の自転
が大きければ、回転子５の一回転に対する太陽歯
車１の回転量は小さくなり、こゝに大きな減速比
が得られる。

自転車に慣性力が加わつて、車軸２にかゝる走
行抵抗力が減少し、一方、足踏みペタルに加わる
入力が同じであれば、遊星歯車３の自転は減少
し、回転子５に対する太陽歯車１の減速比は小さ
くなり、太陽歯車１は増速される。これは、遊星
歯車３に加わる抵抗がポンプ素子１３に加わる流
通抵抗であつて、その回転数に比例しているのに
対し、車軸２（すなわち太陽歯車１）に加わる走
行抵抗は加速度に比例しているからで、要するに
回転子５の入力は、前述のように流通抵抗と太陽
歯車１の走行抵抗のバランスするところで分配さ
れるからである。

回転子５の回転に対して太陽歯車１の回転が近
づいて行くに従つて、この伝動装置における自動
変速は高変速比側に定着する。すなわち、理想値
では回転子５と太陽歯車１との回転比は１：１と
なる。これ以上の加速を必要とする時は、足踏み
ペタルの踏み込みを早くして、回転子５の回転速
度の絶対値を上げなければならない。この点は、
従来の自転車の伝動系と何等相違しない。

なお、ペタルの足踏みをやめても、一方向クラ
ツチ１１が従動側スプロケツトホイール１２と回
転子５との間に介在されているので、回転子５か
ら上記スプロケツトホイール１２には回転が伝わ
らない。しかも、この状態で慣性走行を行つてい
る時、回転子５は太陽歯車１に追従して旋回しよ
うとする。これは、遊星歯車３を旋回させるには
流通抵抗が加わるからで、負荷のない回転子５は
自づから旋回するようになる。このため、次の段
階でペタルの足踏みを行つた時、通常の自転車の
伝動系と同じ感触で直ちに動力伝達がなされる。
しかも、加速のための入力は、前述のように遊星
歯車３の自転と太陽歯車１の加速と分配されるの
で、低変速比側から加速されるから、足踏みの
時、ペタルに強い抵抗が感じられない。

また、慣性走行の時、インナーワイヤ３４を引
くと、係合爪３２が爪３７に係合され、回転子５
回転が停止されるので、太陽歯車１の回転により
遊星歯車３が自転し、回転ポンプ素子１３を働か
せる。しかして、オリイフイス２２の流通抵抗が
増大し、太陽歯車１を停止させるように働き、あ
たかもエンジングブレーキのような制御効果を発
揮する。

なお、この実施例では、回転ポンプ素子として
ベーン式のポンプ構造を採用したが、トロコイド
ローターやサイクロイドギヤポンプの構造を採用
してもよいこと勿論である。

この発明は、以上詳述したようになり、自転車
の加速が大きい時には減速比が大きくなり、加速
が小さい時には減速比が小さくなつて、同じペタ
ルの踏み込み速度で、自動変速する能力があり、
この時過剰抵抗がなく、加速時の入力が比較的リ
ニヤーに加えられるなどの優れた運転性がえられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断側面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線矢視図、第３図は
正面図、第４図は自転車の走行状態における回転
子、遊星歯車、太陽歯車の速度関係を示したグラ
フである。 １……太陽歯車、３……遊星歯車、４……軸、
５……回転子、１３……回転ポンプ素子、１４…
…回転体、１５……スライド溝、１７……ベー
ン、１８……ポンプ室、１９……通口、２０……
油室、２２……オリイフイス、２４……通口、２
５……調整素子、２６……環状通路、３２……係
合爪、３７……爪。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽歯車に遊星歯車を噛合し、該遊星歯車に
   連動する回転ポンプ素子を上記遊星歯車を軸支し
   た回転子内部に配置し、該回転ポンプ素子を経由
   する循環流路を上記回転子内部に形成すると共
   に、上記循環流路にオリイフイスを設け、該オリ
   イフイスを介して上記循環流路中の液体を流通さ
   せるようにし、上記太陽歯車を出力側、上記回転
   子を一方向クラツチを介して入力側に連繋したこ
   とを特徴とする自転車の伝動装置。 ２ 太陽歯車に遊星歯車を噛合し、該遊星歯車に
   連動する回転ポンプ素子を上記遊星歯車を軸支し
   た回転子内部に配置し、該回転ポンプ素子を経由
   する循環流路を上記回転子内部に形成すると共
   に、上記循環流路にオリイフイスを設け、該オリ
   イフイスを介して上記循環流路中の液体を流通さ
   せるようにし、上記太陽歯車を出力側、上記回転
   子を一方向クラツチを介して入力側に連繋し、か
   つ上記回転子の回転を停止させる停止機構を具備
   したことを特徴とする自転車の伝動装置。