JPS6280188A - 無段変速装置 - Google Patents

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、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リレーシ
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
の駆動回転部材の内周に一方向クラッチを介して複数列
の内歯ラチェットリングを並設し、前記駆動回転部材の
円周複数個所にそれぞれ大径部と小径部を有する遊星ロ
ーラを回転自在に遊嵌し、この遊星ローラの大径部をフ
レームに固定した固定リングの内周面に圧接すると共に
、この遊星ローラの小径部を増速リングの外周面に圧接
し、この増速リングをそれぞれ前記内歯ラチェットリン
グに一方向クラッチを介して嵌合し、この内歯ラチェッ
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従動回転体に
枢支して出力を取り出すようにして無段変速装置を構成
する。

（作　用） 本発明は上述のように構成したから、入力側の回転部材
が回転すると、それに伴って遊星ローラが公転するため
、遊星ローラの大径部と固定リングとの圧接によって遊
星ローラが自転し、この遊星ローラの公転と自転とが遊
星ローラの小径部を介〕て増速リングに伝えられる。こ
の場合の増速リングの回転は入力端の回転部材の回転に
対して約１．５倍に増速されるから、この増速リングと
一方向クラッチを介して嵌合している内歯ラチェットリ
ングも増速回転する。したがって前記した被動爪の伝動
リレ一時にたとえラチェットと爪の歯先間にギャップが
あっても、前記した内歯ラチェットリングの増速回転に
よってラチェットが爪に直く追いつくため、前記した歯
先間のギャップがなくなる。したがって本発明によれば
、前記した被動爪の交代時における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を自転車用無段変速装置に適
用した実施例を説明する。

図中１は自転車フレームのチェノステー、２はチェノス
テーｌにロックナツト３により固定した後輪ハブ軸、４
はベアリング５を介して回転自在に嵌装した後輪ハブ、
６はスポークである。

本実施例においては、第１図における右側の後輪ハブ軸
２のねじ部２ａに内側偏心カムを岬合巳て固定し、この
内側偏心カム７の外周にワイヤリール８と一体に形成し
た外側偏心カム９を回転自在に嵌装する。１０はこのワ
イヤリール８に巻きつけた操作ワイヤで、１０ａ（第２
図参照）はそのワイヤエンド、１１はそのアウターワイ
ヤである。

またフランジ付円筒部１２ａと歯車１２ｂとを一体に結
合してキャリヤ１２を形成し、このキャリヤ１２の円筒
部１２ａをヘアリング１３を介して外側偏心カム９の外
周に嵌合する。

また１４は皿形状のケースで、このケース１４を内側偏
心カム７とロックナツト３によって後輪ハブ軸２に対し
て固定する。１５は後輪用のスプロケット　（入力側の
駆動回転部材）で、１５ａはこのスプロケット１５と一
体に形成した円筒部であり、このスプロケット１５はベ
アリング１６．１７を介してケース１４と後輪ハブ４と
の間に回転自在に設けられている。１８はチェノである
。

またスプロケット１５の円筒部１５ａの内周面に一方向
クラッチ１９を介して複数列（本実施例では２列）の内
歯ラチェットリング２０．２１を並設し、これら各ラチ
ェットリング２０．２１の内周面にそれぞれラチェット
２０ａ、２１ａを設けると共に、ラチェ。

ト２０ａ、２１ａとそれぞれ噛合する複列で、かっ各列
複数個（本実施例では４個）の爪２２．２３の基部を、
前記キャリヤ１２の円筒部１２ａの外周部にピン２４（
第３図参照）を介して左右圧い違いに配置して枢支する
。また２５は爪２２．２３の先端を常にラチェット２０
ａ、２１ａに圧接させるためのばねである。

またキャリヤ１２の歯車１２ｂと噛合する内歯々車２６
を有すると共に、この内歯々車２６と同一の内歯々車２
７を背中合わせに一体に形成した伝動歯車２８をヘアリ
ング２９を介して内側偏心カム７と同心に回転自在に設
け、内歯々車２７と噛合する歯車３０を後輪ハブ４と固
着すると共に、ヘアリング３１を介して後輪ハブ軸２に
回転自在に設ける。

また第１図および第３図に示すように、入力端の駆動回
転部材であるスプロケット５の円筒部１５ａの円周複数
個所（本実施例では円周３等分位置の３個所）にそれぞ
れ切欠部１５ｂを設け、大径部３２ａと、大径部３２ａ
の両側に同心で突設した小径部３２ｂを有する遊星ロー
ラ３２をそれぞれ前記切欠部１５ｂに回転自在に遊嵌し
、これらの遊星ローラ３２の大径部３２ａに外接する固
定リング３３を第２図に示すように固定板３３ａを介し
てチェンステーｌに固定して設ける。

またばね鋼製の増速リング３４を一方向クラッチ３５を
介して前記内歯ラチェットリング２０．２１の対向側に
それぞれ嵌合すると共に、各増速リング３４の外周面を
前記ｔｘ星ローラ３２の小径部３２ｂに圧接し、この圧
接力によって遊星ローラ３２の大径部３２ａも固定リン
グ３３の内周面に圧接する。

なお本実施例では、第３図に示すように、一方向クラッ
チ３５用のばね鋼線を増速リング３４の内周と内歯ラチ
ェットリング２０　、２１の段部との間に複数回巻き付
けて介挿すると共に、その一端部３５ａを内歯ラチェッ
トリング２０　、２１にそれぞれ係止した一方向クラッ
チばねによって形成しである。

すなわち第３図に示すように構成すると、増速リング３
４の矢印Ｈ方向の回転は内歯ラチェットリング２０．２
１に伝えられるが、内歯ラチェットリング２０　、２１
に対する矢印１１と反対方向の増速リング３４の回転は
内歯ラチェットリング２０　、２１には伝わらない。

つぎに上述のように構成した本発明装置の作用を説明す
る。まず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７
１８によりスプロケット１５に伝えられる。スプロケッ
ト１５の回転は一方向クラッチ１９を介して内歯ラチェ
ットリング２０．２１に伝えられ、さらにラチェット２
０ａ、２１ａより爪２２，２３、ピン２４を介してキャ
リヤ１２に伝えられる。キャリヤ１２が回転すると、歯
車１２ｂが回転し、第４図に示すようにこれと噛合する
内歯々車２６を介して伝動歯車２８が回転し、さらに第
５図に示すように、内歯々車２７と歯車３０の噛合によ
って歯車３０と一体の後輪ハブ４が回転して自転車が走
行する。

第１図〜第５図は外側偏心カム９が最大偏心状態にある
場合を示しているが、操作ワイヤ１０を操作して、外側
偏心カム９を１８００回転させると、外側偏心カム９の
外周面が後輪ハブ軸２と同心になる。外側偏心カム９が
同心になると、駆動回転体であるスプロケット１５、お
よび各ラチェットリング２０．２１　も後輪ハブ軸２と
同心になるから、この状態で駆動側回転体であるスプロ
ケット５が第２図の矢印Ｅの方向に回転すると、一方向
クラッチ１９を介して各ラチェットリング２０．２１お
よび爪２２、２３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。

また操作ワイヤＩＯの操作によって外側偏心カム９を図
に示すように最大偏心状態にすると、スプロケット１５
の矢印Ｅ方向の回転が一方向クラッチ１９を介してラチ
ェットリング２０．２１に伝わりラチェットリング２０
は爪２２を介してキャリヤ１２に回転を伝え、ラチェッ
トリング２１は爪２３を介してキャリヤ１２に回転を伝
える。

そして外側偏心カム９が偏心している場合は、第３図の
駆動域Ｆ　（この場合爪が８個あるため３６０６の８等
分の角度４５６である。）にある爪による増速率が最大
であるから従動回転体であるキャリヤ１２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２０
．２１の各ラチェット２０ａ、２１ａに対して矢印Ｇの
方向にすべって回転することになる。

そして爪が駆動域Ｆから外れると共に、つぎの爪が駆動
域Ｆ内に入ると、今度はその爪を介して増速駆動され、
順次後続の爪へと伝動爪が交代する。

この場合の変速比６（増速比）は、後輪ハブ軸２の中心
０１を基点とする爪の駆動域である角度θ１と、外側偏
心カム９の中心０２を基点とする爪の駆動域である角度
θ２との比となる。

つぎに本発明装置の特徴点である遊星ローラ３２と増速
リング３４の作用について説明する。

すなわち、入力側の回転部材であるスプロケット１５が
第２図の矢印Ｅの方向に回転すると、それに伴って遊星
ローラ３２が第３図の矢印Ｈの方向に公転するため、遊
星ローラ３２の大径部３２ａと固定リング３３との圧接
による摩擦抵抗によって遊星ローラ３２が矢印■の方向
に自転する。この遊星ローラ３２の公転と自転とが遊星
ローラ３２の小径部３２ｂを介して増速リング３４に伝
えられ、このリング３４の回転が一方向クラッチ３５を
介して内歯ラチェットリング２０　、２１に伝えられる
。この場合の増速リング３４の回転は入力側のスプロケ
ット１５の回転に対して約１．５倍に増速されるから、
この増速リング３４と一方向クラッチ３５を介して連動
する内歯ラチェットリング２０．２１　も増速回転する
。したがって前記した被動爪２２，２３の伝動リレ一時
にたとえラチェット２０ａ、２１ａと爪２２．２３の歯
先間にギャップがあっても、前記した内歯ラチェットリ
ング２０．２１の増速回転によってラチェット２０ａ、
２１ａが爪２２．２３に直ぐ追いつくため、前記した歯
先間のギャップがなくなる。

なおラチェット２０ａ、２１ａと爪２２．２３が完全噛
合して駆動されている間は、遊星ローラ３２が各接触部
材と適度にスリップして各部材間の速度差を吸収するこ
とになる。

（発明の効果） 本発明装置は上述のように、遊星ローラと弾性リングを
無段変速装置に設けたから、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。

したがって本発明によれば、リレーショックの少ない平
滑な回転が得られる無段変速装置を提供できるというす
くれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の横断平面図、 第２図は第１図の一部Ａ−Ａ断面で示す側面図、第３図
は部分切欠部を含む第１図のＢ−Ｂ断面図、 第４図は第１図のＣ−Ｃ断面図、 第５図は第１図のＤ−Ｄ断面図である。 ｌ−・チェンステ−２−後輪ハブ軸 ３−　ロソクナント　　　　４−後輪ハプアー内側偏心
カム　　　９−外側偏心カム１〇−操作ワイヤ　　　　
１２−　キャリヤ１５−・スプロケット　　　１日−チ
ェノ１９−−−一方向クラッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力側の駆動回転部材の内周に一方向クラッチを介
   して複数列の内歯ラチェットリングを並設し、前記駆動
   回転部材の円周複数個所にそれぞれ大径部と小径部を有
   する遊星ローラを回転自在に遊嵌し、この遊星ローラの
   大径部をフレームに固定した固定リングの内周面に圧接
   すると共に、この遊星ローラの小径部を増速リングの外
   周面に圧接し、この増速リングをそれぞれ前記内歯ラチ
   ェットリングに一方向クラッチを介して嵌合し、この内
   歯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従
   動回転体に枢支して出力を取り出すようにした無段変速
   装置。