JPS6159957B2 - - Google Patents

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JPS6159957B2
JPS6159957B2 JP7368677A JP7368677A JPS6159957B2 JP S6159957 B2 JPS6159957 B2 JP S6159957B2 JP 7368677 A JP7368677 A JP 7368677A JP 7368677 A JP7368677 A JP 7368677A JP S6159957 B2 JPS6159957 B2 JP S6159957B2
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JP
Japan
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gear
rotor
planetary gear
rotation
internal gear
Prior art date
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Application number
JP7368677A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS548342A (en
Inventor
Tatsuo Okazaki
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Individual
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内歯歯車に回転子い軸支した遊星
歯車を噛合し、該遊星歯車に太陽歯車を噛合させ
た遊星歯車機構を具備する自転車の伝動装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a bicycle transmission device equipped with a planetary gear mechanism in which an internal gear is engaged with a planetary gear in which a rotor is pivotally supported, and a sun gear is engaged with the planetary gear. be.

こゝで採用されているような遊星歯車機構付の
自転車の伝動装置としては、実公昭28−5710号公
報所載のものが知られているが、高速と低速との
設定しかできない上、走行中に切換えると構造
上、無理な負担がかゝり、衝撃による損傷、操作
ミスなどが起り実用性に欠ける。
As a transmission device for a bicycle with a planetary gear mechanism like the one used here, the one described in Publication of Utility Model Publication No. 28-5710 is known, but it can only be set to high speed and low speed, and it is difficult to drive. Switching to the inside would place an unreasonable burden on the structure, cause damage due to impact, and cause operational errors, making it impractical.

また、遊星歯車機構をポンプ構造と組み合わせ
て、変速比コントロールするものが知られている
が(実公昭18−9141号公報参照)、この構成にお
ける最大の欠陥は、高速性能を得る時点で、遊星
歯車の自転・公転が最大となり、ギヤ音が烈し
く、伝動効率が低いという点である。とくに、自
転車など、高速状態での走行頻度が一番高いもの
では、こゝでの伝動効率が100%に近い方がよい
わけで、この無段変速の構成をそのまゝ自転車の
伝動装置に採用することは、実用性の上で具合が
わるい。
In addition, it is known that a planetary gear mechanism is combined with a pump structure to control the gear ratio (see Japanese Utility Model Publication No. 18-9141), but the biggest flaw in this configuration is that the planetary gear mechanism The rotation and revolution of the gears is at its maximum, the gear noise is loud, and the transmission efficiency is low. In particular, for bicycles and other devices that are driven most often at high speeds, it is better for the transmission efficiency to be close to 100%, so this continuously variable transmission configuration can be applied directly to the bicycle transmission device. Adopting it is not practical.

そこで、本発明は、高速状態で、最も伝動効率
のよい伝動性を発揮し、しかも、入力回転速度に
比例して増速性(加速比を上げる)を無段階に変
更して行ける自転車の伝動装置を提供しようとす
るものである。
Therefore, the present invention has developed a bicycle transmission system that exhibits the most efficient transmission performance at high speeds, and that can steplessly change the speed increase (increase the acceleration ratio) in proportion to the input rotational speed. The aim is to provide equipment.

この目的のため、本発明は、太陽歯車に、回転
方向にポンプ室を仕切るように構成した回転ポン
プ素子を連結すると共に、遊星歯車を軸支した回
転子内部にポンプ室およびその吐出側と流入側と
を連通する循環流路を形成し、上記循環流路に、
所望の開度を保つオリフイスを設け、上記回転子
と内歯歯車とを入出力部とすることを特徴とする
ものである。
For this purpose, the present invention connects a rotary pump element configured to partition a pump chamber in the rotational direction to the sun gear, and also provides an inflow between the pump chamber and its discharge side within the rotor that pivotally supports the planetary gear. forming a circulation flow path that communicates with the side, and in the circulation flow path,
It is characterized in that an orifice is provided to maintain a desired opening degree, and the rotor and internal gear are used as input/output parts.

以下、この発明を図示の実施例に基づいて具体
的に説明する。図において、符号1は自転車の後
車輪2に一体的に装備された内歯歯車で、該内歯
歯車1には、複数個、例えば三個の遊星歯車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、上記内歯歯車1と同軸心で
回転自在に支承されていて、この構造は四枚のジ
スク型ハウジング6,6a,7および8からな
り、四者はビス9および9aで互いに連結固定さ
れている。上記ハウジング6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11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。
Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on illustrated embodiments. In the figure, reference numeral 1 denotes an internal gear integrally installed on a rear wheel 2 of the bicycle, and a plurality of, for example, three, planetary gears 3 are meshed with the internal gear 1. A rotor 5, which supports the planetary gear 3 on a shaft 4, is rotatably supported coaxially with the internal gear 1, and this structure consists of four disc-shaped housings 6, 6a, 7 and The four parts are connected and fixed to each other with screws 9 and 9a. The housing 6 has a boss portion 10,
A driven side sprocket wheel 12 of a bicycle is fitted into the boss portion 10 via a one-way clutch 11.

上記ハウジング6および6aの間に前記遊星歯
車3が位置し、これら遊星歯車3は太陽歯車13
に噛合されている。上記太陽歯車13のボス部
は、ハウジング6aを貫通して、ハウジング6a
および7の間に延びていて、こゝに配設した回転
ポンプ素子14と一体に構成されている(別部材
で構成し連結してもよい)。上記回転ポンプ素子
14は太陽歯車13と同軸心の円盤状回転体15
に放射方向に向けてスライド溝16を複数個、例
えば12個形成し、該スライド溝16内にスプリン
グ17によつて遠心方向に弾持されたベーン18
を摺動自在に嵌挿したもので、該回転ポンプ素子
14を収容するポンプ室19は長円形をなし、互
いに円等分角で、通口20を備え、該通口20を
介して、ハウジング7および8の間に形成された
油室21に連通している。上記ポンプ室19を経
由して互いに連通されない油室相互は、オリイフ
イス22を介して互いに連通され、全体として、
回転子5内に循環流路を形成している。そして、
この循環流路には制御オイルが充填されている。
The planetary gears 3 are located between the housings 6 and 6a, and these planetary gears 3 are connected to the sun gear 13.
is engaged with. The boss portion of the sun gear 13 passes through the housing 6a, and the boss portion of the sun gear 13 passes through the housing 6a.
and 7, and is constructed integrally with the rotary pump element 14 disposed there (it may be constructed as a separate member and connected). The rotary pump element 14 has a disc-shaped rotating body 15 coaxial with the sun gear 13.
A plurality of slide grooves 16, for example 12 slide grooves, are formed in the radial direction, and a vane 18 is supported within the slide groove 16 in the centrifugal direction by a spring 17.
The pump chamber 19 accommodating the rotary pump element 14 has an oval shape, is equidistant to each other, and is provided with a through hole 20 through which the housing is inserted. It communicates with an oil chamber 21 formed between 7 and 8. The oil chambers that are not communicated with each other via the pump chamber 19 are communicated with each other via the orifice 22, and as a whole,
A circulation flow path is formed within the rotor 5. and,
This circulation channel is filled with control oil.

該オリイフイス22は、回転ポンプ素子14の
回転の軸線に平行な方向に延びる円柱状の流通室
23を上記ハウジング7に形成し、該流通室23
に対して上記油室21を連通する通口24を備え
ると共に、上記流通室23に液密に軸方向に移動
する筒状調整素子25を螺着し、該調整素子25
に環状通路26を形成したものである。
The orifice 22 forms a cylindrical circulation chamber 23 in the housing 7 that extends in a direction parallel to the axis of rotation of the rotary pump element 14.
A cylindrical adjustment element 25 that moves in the axial direction in a fluid-tight manner is screwed into the circulation chamber 23, and the adjustment element 25
An annular passage 26 is formed therein.

また、回転子5にはブレーキドラム27が一体
に形成してあり、これにはブレーキバンド28が
巻回してあり、該ブレーキバンド28を緊張した
り、弛めたりするブレーキ制御素子29が、後車
輪2を貫通する(太陽歯車13および回転ポンプ
素子14を回転自在に支承する)固定軸30に設
けた三角形のブラケツト31に枢支されている。
Further, a brake drum 27 is integrally formed on the rotor 5, a brake band 28 is wound around this, and a brake control element 29 for tensioning or loosening the brake band 28 is installed at the rear. It is pivotally supported by a triangular bracket 31 provided on a fixed shaft 30 that passes through the wheel 2 (rotatably supports the sun gear 13 and the rotary pump element 14).

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は内歯歯車1に対し
て公転するのであるが、この時の自転は太陽歯車
13を介して回転ポンプ素子14に伝達され、該
ポンプ素子14の回転でポンプ作用がなされ、一
方の油室21から通口20を介してポンプ室19
へ、更に、ポンプ室19から他方の通口20を介
して油室21へと制御オイルを流通させる。
In such a configuration, sprocket wheel 1
When the rotor 2 is rotated by the rotation operation of the foot pedal, the rotational force is transmitted to the rotor 5 through the one-way clutch 11. Therefore, the planetary gear 3 revolves around the internal gear 1, and the rotation at this time is transmitted to the rotary pump element 14 via the sun gear 13, and the pumping action is performed by the rotation of the pump element 14. from the oil chamber 21 to the pump chamber 19 via the port 20.
Further, control oil is caused to flow from the pump chamber 19 to the oil chamber 21 via the other port 20.

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14(すなわち遊星歯車3)を旋回さ
せるための出力と、内歯歯車1(すなわち後車輪
2)を旋回させるための出力とに分配されるわけ
で、スタート時には内歯歯車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
(すなわち太陽歯車13)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、オリイフエス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、内歯歯車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(すなわ
ち太陽歯車13の回転)と内歯歯車1の回転との
割合が定まる。油室21、ポンプ室19など、循
環流路が制御オイルで満されるため、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14にはオリイフイス2
2の流通抵抗が直ちに加わるから)、内歯歯車1
が回転する。遊星歯車3の自転が大きければ、回
転子5の一回転に対する内歯歯車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。
The flow resistance of the orifice 22 at this time is determined by the flow cross section set by the relative position of the passage 26 and the passage 24. For this reason, the adjustment element 25
It is necessary to carefully adjust the amount of screwing in in advance. The input applied to the rotor 5 is divided into an output for turning the rotary pump element 14 (i.e., the planetary gear 3) and an output for turning the internal gear 1 (i.e., the rear wheel 2). At the start, the running resistance on internal gear 1 is large, so rather than turning it, planetary gear 3
(In other words, the power is spent on turning the sun gear 13), but as the rotation of the planetary gear 3 increases, the flow rate per unit time flowing through the oriface 22 increases, and the flow resistance increases. When this is balanced with the initial motion resistance that causes the internal gear 1 to rotate, the ratio between the rotation of the planetary gear 3 (that is, the rotation of the sun gear 13) and the rotation of the internal gear 1 is determined. Since the circulation channels such as the oil chamber 21 and the pump chamber 19 are filled with control oil, ideally the planetary gear 3 will rotate at this rate at the moment you step on the pedal (the rotary pump element 14 has an orifice 2
2), internal gear 1
rotates. If the rotation of the planetary gear 3 is large, the amount of rotation of the internal gear 1 per one rotation of the rotor 5 becomes small, and a large reduction ratio can be obtained.

自転車に慣性力が加わつて、後車輪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(太陽
歯車13の回転)は減少し、回転子5に対する内
歯歯車1の減速比は小さくなり、内歯歯車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14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、後車輪2(すなわ
ち内歯歯車1)に加わる走行抵抗は加速に比例し
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内歯歯車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。
Inertial force is applied to the bicycle, and the running resistance force applied to the rear wheel 2 decreases. On the other hand, if the input applied to the foot pedal remains the same, the rotation of the planetary gear 3 (rotation of the sun gear 13) decreases. , the reduction ratio of the internal gear 1 to the rotor 5 becomes smaller, and the internal gear 1 is accelerated. This is because the resistance applied to the planetary gear 3 is the flow resistance applied to the pump element 14, and is proportional to its rotation speed, whereas the running resistance applied to the rear wheel 2 (i.e., the internal gear 1) is proportional to the acceleration. This is because they are proportional, and in short, the input to the rotor 5 is distributed where the flow resistance and the running resistance of the internal gear 1 are balanced, as described above.

回転子5の回転に対して内歯歯車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と内歯歯車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。
As the rotation of the internal gear 1 approaches the rotation of the rotor 5, the automatic speed change in this transmission device is fixed on the high speed ratio side. That is, as an ideal value, the rotation ratio between the rotor 5 and the internal gear 1 is 1:1. If more acceleration is required, the absolute value of the rotational speed of the rotor 5 must be increased by pressing the foot pedal faster. This point is
It is no different from the transmission system of a conventional bicycle.

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は内歯歯車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、次に段
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の自転と内歯歯車1の加速とに分配される
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。
Even if the foot pedal is stopped, since the one-way clutch 11 is interposed between the driven sprocket wheel 12 and the rotor 5, rotation is not transmitted from the rotor 5 to the sprocket wheel 12. Moreover, when the rotor 5 is running inertia in this state, the rotor 5 tries to follow the internal gear 1 and turn. This is because flow resistance is added to make the planetary gear 3 turn, so the rotor 5 with no load starts turning by itself. Therefore, the next time you step on the pedal, power is immediately transmitted with the same feel as a normal bicycle transmission system.
Moreover, as the input for acceleration is distributed between the rotation of the planetary gear 3 and the acceleration of the internal gear 1 as described above, acceleration is performed from the low gear ratio side, so there is strong resistance to the pedal when stepping. I can't feel it.

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。
In this embodiment, a vane type pump structure is employed as the rotary pump element, but it goes without saying that a trochoid rotor or cycloid gear pump structure may also be employed.

上述の通り、本発明は出力部である内歯歯車に
入力部である回転子に軸支した遊星歯車を噛合
し、該遊星歯車に太陽歯車を噛合させた遊星歯車
機構を具備するものにおいて、上記、太陽歯車
に、回転方向にポンプ室を仕切るように構成した
回転ポンプ素子を連結すると共に、上記回転子内
部にポンプ室およびその吐出側と流入側とを連通
する循環流路を形成し、上記循環流路に、所望の
開度を保つオリフイスを設けてあるので、最大速
度比を得る時に、最高の伝動効率を得ることがで
き、しかも、入力側の回転速度を上げるほど、増
速性(加速比が上がる)を向上でき、自転車の走
行性に最適な性能を発揮できるものである。
As mentioned above, the present invention includes a planetary gear mechanism in which a planetary gear pivotally supported by a rotor, which is an input part, is meshed with an internal gear which is an output part, and a sun gear is meshed with the planetary gear. A rotary pump element configured to partition a pump chamber in the rotational direction is connected to the sun gear, and a circulation flow path communicating with the pump chamber and its discharge side and inflow side is formed inside the rotor, Since an orifice is provided in the circulation flow path to maintain the desired opening degree, the highest transmission efficiency can be obtained when the maximum speed ratio is obtained. (increases the acceleration ratio), and can demonstrate optimal performance for the running performance of the bicycle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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
第1図のB−B線矢視図、第4図は第1図C−C
線矢視図、である。 1……内歯歯車、3……遊星歯車、4……軸、
5……回転子、13……太陽歯車、14……回転
ポンプ素子、15……回転体、16……スライド
溝、18……ベーン、19……ポンプ室、20…
…通口、21……油室、22……オリイフイス、
24……通口、25……調整素子、26……環状
通路。
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view taken along the line A-A in FIG. 1, FIG. 3 is a view taken along the line B-B in FIG. The figure is Figure 1 C-C
It is a line arrow view. 1...Internal gear, 3...Planetary gear, 4...Shaft,
5... Rotor, 13... Sun gear, 14... Rotary pump element, 15... Rotating body, 16... Slide groove, 18... Vane, 19... Pump chamber, 20...
... Entrance, 21... Oil room, 22... Orifice,
24...Port, 25...Adjustment element, 26...Annular passage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 内歯歯車に回転子に軸支した遊星歯車を噛合
し、該遊星歯車に太陽歯車を噛合させた遊星歯車
機構を具備するものにおいて、上記、太陽歯車
に、回転方向にポンプ室を仕切るように構成した
回転ポンプ素子を連結すると共に、上記回転子内
部にポンプ室およびその吐出側と流入側とを連通
する循環流路を形成し、上記循環流路に、所望の
開度を保つオリフイスを設け、上記回転子と内歯
歯車とを入出力部とすることを特徴とする自転車
の伝動装置。
1. In a device equipped with a planetary gear mechanism in which a planetary gear supported by a rotor is meshed with an internal gear, and a sun gear is meshed with the planetary gear, the sun gear is configured to partition a pump chamber in the direction of rotation. A rotary pump element configured as shown in FIG. A bicycle transmission device, characterized in that the rotor and the internal gear are provided as input/output parts.
JP7368677A 1977-06-21 1977-06-21 Transmission device of bicycle Granted JPS548342A (en)

Priority Applications (1)

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JP7368677A JPS548342A (en) 1977-06-21 1977-06-21 Transmission device of bicycle

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Publication Number Publication Date
JPS548342A JPS548342A (en) 1979-01-22
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ID=13525335

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JP7368677A Granted JPS548342A (en) 1977-06-21 1977-06-21 Transmission device of bicycle

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JPS548342A (en) 1979-01-22

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