JPS62149590A

JPS62149590A - 無段変速装置

Info

Publication number: JPS62149590A
Application number: JP28938585A
Authority: JP
Inventors: 高宮　喜久三
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1987-07-03
Anticipated expiration: 2005-12-24
Also published as: JPH0249958B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、内歯ラチェットに噛合する爪送りによって無
段階に変速伝動することができるところの、主に自転車
の変速装置に適している無段変速装置に関するものであ
る。

（従来の技術）この種の従来装置としては、例えば特公昭３４−１７２
２号公報に開示されたものがある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら上述の従来装置は、その爪送り機構が単列
であるため、爪の装着個数に限界があって、その結果、
脈動の消去が不十分であるという問題点があった。

また従来装置は、偏心時の駆動域において冬瓜にかかる
荷重を順次リレーする場合に、駆動ラチェットと次に荷
重がかかる被動爪との間にある速度差から、次に噛合し
ようとする駆動ラチェットと被動爪の歯先間にギャップ
を生じ、このため被動爪の交代時にリレーショックが発
生するという問題点があった。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、この種の無段変速装置の増速駆動時における脈動とシ
ョックを大幅に減少させることを目的とするものである
。

（問題点を解決するための手段）上述の問題点を解決するため本発明においては、入力側
の回転部材の内周に複数列の内歯ラチェットリングを並
設し、この内歯ラチェットリングのラチェットに噛合す
る複数列の爪の基部を、中心軸に対して偏心量調整自在
な偏心カムに回転自在に設けたキャリヤに互い違いに配
置して枢支し、このキャリヤと一体に形成したリング部
の内周に複数列の内歯ラチェットリングを並設し、この
内歯ラチェットリングのラチェットに噛合する複数列の
爪の基部を出力側の回転部材に枢支した伝動系の途中に
緩衝用の弾性体を介在させて無段変速装置を構成する。

（作　用）上述のように本発明においては、ラチェットリングおよ
び爪を複数列に設けるようにしたから、単列のものと比
較して装着可能な爪の個数を大幅に増加することができ
る。このため伝動力の脈動を著しく減少させることがで
きる。

また本発明においては、伝動系の途中に緩衝用の弾性体
を介在させたから、前記した被動爪の交代時におけるリ
レーショックの発生を防止することができる。

（実施例）以下、図面について本発明の一実施例を説明する。第１
図〜第４図は本発明装置を付した自転車用無段変速装置
の一例を示すもので、図中１は自転車フレームのチェノ
ステー、２はバックホーク、３は後つめ、４は後つめ３
にロックナツト５により固定した後輪ハブ軸、６はベア
リング７を介して回転自在に嵌装した後輪ハブ、８はス
ポークである。

ベアリング７の外側の後輪ハブ軸４のねじ部４ａ　　・
には内側偏心カム９を螺合して固定してあり、この内側
偏心カム９の外周にウオーム歯車１０と一体に形成した
外側偏心カム１１を回転自在に嵌装しである。１２はこ
のウオーム歯車１０と噛合したウオーム、１２ａはその
軸で、インナーワイヤ１３の角端部１３ａ（第２図参照
）と嵌合してケース１４に対して回転自在になっている
。１５は軸受、１６はカラー、１７はキャップである。

また１８は小径の円筒部１８ａと大径の円筒部１８ｂと
を一体に結合したキャリヤで、このキャリヤ１８の小径
の円筒部１８ａをベアリング１９を介して外側偏心カム
１１の外周に嵌合すると共に、大径の円筒部１８ｂを後
輪ハブ６と一体に形成した中空円筒状ケース６ａ内に位
置させである。

また２０は皿形状のケースで、前記ウオーム１２のケー
ス１４と一体に形成してあり、このケース２０を内側偏
心カム９とロックナツト５によって後輪ノ＼ブ軸４に対
して固定しである。２１は後輪用のスプロケットで、２
１ａはこのスプロケット２１と一体に形成した円筒部で
あり、このスプロケット２１はベアリング２２．２３を
介してケース２０と後輪ノ＼プロとの間に回転自在に設
けられている。２４はチェノである。

またスプロケット２１の円筒部２１＆の内周面には緩衝
用のゴム等の弾性体２５を介して複数列のラチェットリ
ング２６．２７を円筒部２１ａに接合して設け、これら
各ラチェットリング２６．２７の内周面にそれぞれラチ
ェット２６ａ、　２７ａを設けると共に、ラチェッ）２
６ａ、　２７ａとそれぞれ噛合する複列で、かつ各列複
数個（本実施例では５個）の爪２８．２９の基部を、前
記キャリヤ１８の小径円筒部１８ａの外周部にピン３０
を介して左右互い違いに配置して枢支しである。また３
１は爪２８．２９の先端を常にラチェット２６ａ、　２
７ａに圧接させるためのばねである。

またキャリヤ１８の大径円筒部１８ｂの内周面に前記と
同様に緩衝用のゴム等の弾性体２５を介して複数列のラ
チェットリング３２．３３を大径円筒部Ｌ８ｂに接合し
て設け、これら各ラチェットリング３２゜３３の内周面
にそれぞれラチェツ）３２ａ、　３３ａを設けると共に
、ラチェツ）３２ａ、　３３ａとそれぞれ噛合する複列
で、かつ各列複数個（本実施例では５個）の爪３４．３
５の基部を、前記後輪ハブ６のケース６ａ内のボス部６
ｂの外周部にピン３６を介して左右互い違いに配置して
枢支しである。なお３７は爪３４．３５の先端を常にラ
チェット３２ａ、　３３ａに圧接させるためのばねであ
る。

また第５図は第１図〜第４図のゴム等の弾性体２５０代
りをする構成を示すもので、この場合は駆動回転体２１
ａ（１８ｂ）の内周にラチェットリング２６　（３２）
を直接嵌合し、その嵌合面の複数個所にそれぞればね保
持用切欠部３８を前記嵌合面を跨ぐようにして設け、こ
れらのばね保持用切欠部３８内にそれぞれ緩衝用の弾性
体としてコイルばね３９を嵌装したものである。

また第６図は他の実施例を示すもので、第１図〜第４図
に示す位置に弾性体２５を設けずに、スプロケット２１
と一体の円筒部２１ａの内周面に直接ラチェツ）　２１
ｂを設け、キャリヤ１８の大径の円筒部１８ｂの内周面
にも直接ラチェツ）１８ｃを形成し、ラチェット２１ｂ
とそれぞれ噛合する爪２８．２９の基部をそれぞれピン
３０を介して爪ホルダ−４０に枢支すると共に、これら
各爪ホルダ−４０を緩衝用のゴム等の弾性体２５を介し
てキャリヤ１８の小径の円筒部１８ａに接合して設け、
さらにラチェット１８Ｃとそれぞれ噛合する爪３４．３
５の基部をそれぞれピン３６を介して爪ホルダ−４１に
枢支すると共に、これら各爪ホルダ−４１を緩衝用のゴ
ム等の弾性体２５を介して後輪ハブ６のボス部６ｂに接
合して設けたものである。

なお第５図および第６図中の符号で前記符号と同一の符
号は同等のものを示している。

つぎに上述のように構成した本発明の無段変速装置の作
用を説明する。まず第１図〜第４図に示した実施例の伝
動順序を説明すると、図示しないクランクペダルを介し
てクランクギヤが回転し、その回転がチェノ２４により
スプロケット２１に伝えられる。スプロケット２１の回
転は弾性体２５を介してラチェットリング２６．２７に
伝えられ、さらにラチェット２６ａ、　２７ａより爪２
８．２９、ピン３０を介してキャリヤ１８に伝えられる
。キャリヤ１８が回転すると、キャリヤ１８の大径の円
筒部１８ｂの内周に設けた弾性体２５を介してラチェッ
トリング３２．３３が回転し、その結果型３４．３５、
ピン３６を介して後輪ノ＼プロに回転が伝えられる。

すなわちこの装置では、爪２８．２９による１段目の変
速装置と、爪３４．３５による２段目の変速装置との２
組の変速装置を介して伝動されることになる。

第１図〜第４図は外側偏心カム１１が最大偏心状態にあ
る場合を示しているが、インナーワイヤ１３を回転させ
ることによりウオーム歯車１０を介して、外側偏心カム
１１を１８０°回転させると、外側偏心カム１１の外周
面が後輪ハブ軸４と同心になる。外側偏心カム１１が同
心になると、駆動回転体２１ａ、　１８ｂ、および各ラ
チェットリング２６．２７．３２．３３も後輪ハブ軸４
と同心になるから、この状態で駆動回転体が第３，４図
において時計方向に回転すると、弾性体２５を介して各
ラチェットリングおよび爪が一体的に回転するため、こ
の場合の変速比は１：１となる。

またインナーワイヤ１３の回転接作によって外側偏心カ
ム１１を偏心０の状態から１８０°回動させて第３．４
図に示すように最大偏心状態にすると、駆動回転体２１
ａ、　１８ｂの矢印り方向の回転が弾性体２５を介して
チラエットリング２６．２７．３２．３３に伝わり、ラ
チェットリング２６．２７は爪２８．　２９を介して従
動回転体１８ａに回転を伝え、ラチェットリング３２．
３３は爪３４．３５を介して従動回転体６に回転を伝え
る。

そして外側偏心カム１１が偏心している場合は、第３図
の駆動域Ｅ（この場合型が１０個あるため３６０°の１
０等分の角度３６°である。）内にある爪による増速率
が最大であるから従動回転体はこの爪によって増速回転
させられ、他の爪はラチェットリングの各ラチェットに
対して矢印りの方向にすべって回転することになる。

そして駆動域Ｅ内の爪が駆動域Ｅから外れると共に、次
に駆動域Ｅ内に入る爪を介して増速駆動され、順次伝動
型が交代する。

この場合の変速比（増速比）は、後輪ハブ軸４の中心０
．を基点とする爪の駆動域である角度θ１　　　　−と
、外側偏心カム１１の中心０３を基点とする爪の駆動域
である角度θ２との比となる。

上述の増速作用は第４図に示す２段目の装置も同様であ
り、第３図の１段目と第４図の２段目の増速比を掛は合
わｉたものが全体の増速比となる。

また第５図の実施例では、駆動回転体２１ａ（１８ｂ）
の回転をコイルばね３９を介してラチェットリング２６
　（３２）に伝える。また図示していないがラチェット
リング２７　（３３）の場合も同様である。

さらに第６図の実施例では、スプロケット２１とラチェ
ット２１ｂとが一体であり、またキャリヤ１８とラチェ
ット１８Ｃとも一体であるため、この部分に緩衝部材は
存在しないが、各爪ホルダ−４０，４１と従動回転体１
８ａ、　６との間に弾性体２５が介在しているため、こ
の部分で緩衝作用が行われる。

上述のように構成した本発明装置の駆動域Ｅ内の爪を介
して伝えられる増速率は駆動域Ｅの全範囲にわたって均
一ではないため、これが伝動力の脈動となって表われる
から、この駆動域Ｅは小さい程脈動が小さくなる。すな
わち爪の個数が多い程脈動を小さくすることができるが
、本発明ではラチェットリングおよび爪を複数列に並設
するようにしたから、従来の単列のものに比較して爪の
装着個数を倍量上にすることができる。したがって本発
明によれば伝動系中に発生する脈動を著しく減少させる
ことができる。

また従来のように単列の装置では、駆動域内の爪が交代
する時に、その交代する爪の先端面とラチェットの歯面
間に隙間があると、この隙間によってリレーショックが
発生するという問題点があった。

これに対して本発明の第１および第２実施例においては
複数列の内歯ラチェッ）　ＩＪソングそれぞれ弾性体２
５．３９を介して駆動側部材に接合すると共に、複数列
の爪を互い違いに前記内歯ラチェットリングのラチェッ
トと噛合するように配置したから、前記した被動爪の交
代時におけるリレーンヨックの発生を防止することがで
きる。

すなわち第３図の駆動域Ｅ内にある爪２８がラチェツ）
　２６ａとタイトに噛合して駆動力を伝えている場合は
、ラチェットリング２６と円筒部２１ａ　との間の弾性
体２５がラチェットリング２６を円筒部２１ａに対して
若干回転おくれを生ずるように撓んでいる。したがって
この爪２８が駆動域Ｅから外れると共に、次に駆動域Ｅ
内に入って動力を伝える爪２９とラチェッ）２７ａとの
噛合部にたとえわずかなギャップがあっても、伝動系が
爪２８から爪２９に移り変わる時に前記弾性体２５．３
９の撓みが復元することによって前記ギャップがなくな
ると共に、伝動系が爪２９に移り変わった時、ラチェッ
トリング２７側の弾性体２５．３９が撓むことによって
緩衝作用をするから、いずれにしてもリレーショックを
大幅に減少させることができる。

上述の作用は第６図に示す実施例の場合も同様に行われ
るから説明は省略する。

（発明の効果）上述のように本発明においては、ラチェットリングおよ
び爪を複数列に設けるようにしたから、従来の単列のも
のと比較して装着可能な爪の個数を大幅に増加すること
ができる。このため本発明によれば、伝動力の脈動を著
しく減少させることができるという効果が得られる。

また本発明においては、伝動系の途中に緩衝用の弾性体
を介在させたから、前記した被動爪の交代時におけるリ
レーショックを大幅に減少させることができるという効
果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明無段変速装置の縦断面図、第２図はその
一部を断面で示す側面図、第３図は第１図のＩＩ［−Ｉ
断面図、第４図は同ＩＶ−ｒＶ断面図、第５図は本発明の他の実施例を示す部分断面図、第６図
は本発明のさらに他の実施例を示す無段変速装置の縦断
面図である。４・・・後輪ハブ軸　　　　６・・・後輪ハブ９・・・
内側偏心カム　　　１１・・・外側偏心カム１８・・・
キャリヤ　　　　　２１・・・スプロケット２４・・・
チェノ　　　　　　２５・・・弾性体２６、２７・・・
ラチェットリング２６８、２７ａ・・・ラチェット　２８．２９・・・爪
３２、３３・・・ラチェットリング３２ａ、　３３ａ・・・ラチェット　３４．３５・・・
爪３８・・・ばね保持用切欠部　３９・・・弾性体（コ
イルばね）第１図２５（グＷ４−り憚λ 第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１、入力側の回転部材の内周に複数列の内歯ラチェット
リングを並設し、この内歯ラチェットリングのラチェッ
トに噛合する複数列の爪の基部を、中心軸に対して偏心
量調整自在な偏心カムに回転自在に設けたキャリヤに互
い違いに配置して枢支し、このキャリヤと一体に形成し
たリング部の内周に複数列の内歯ラチェットリングを並
設し、この内歯ラチェットリングのラチェットに噛合す
る複数列の爪の基部を出力側の回転部材に枢支した伝動
系の途中に緩衝用の弾性体を介在させたことを特徴とす
る無段変速装置。