JPS63207784A

JPS63207784A - 無段変速装置

Info

Publication number: JPS63207784A
Application number: JP3881887A
Authority: JP
Inventors: 小栄　国敏; 徹竹田
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 1987-02-21
Filing date: 1987-02-21
Publication date: 1988-08-29

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）本発明は楔形状の摩擦片を■溝に摩擦係合させることに
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、本出願人が先に出願した特
開昭６１−２１８４９１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、自転車の後輪ハブ軸に
装置するようにしたものであるから、自転車のクランク
軸側には適用できないという問題点があった。

本発明はこれをクランク軸側に装着できるようにしたも
ので、全体的に構造を簡単にすると共に、薄型の無段変
速装置を提供す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、複数個
の摩擦片の半円状の歯を有する基部を、入力側回転部材
に形成した歯車の歯にそれぞれ噛合すると共に、各摩擦
片の遊端部がばね力によって放射状に起立するようにし
、中心軸に対して偏心量調整自在な偏心カムに回転自在
に設けたキャリヤの大径円筒部の内周に前記摩擦片の遊
端部が摩擦係合する■溝を形成すると共に、このキャリ
ヤの小径円筒部の外周に歯車を形成し、この歯車に複数
個の摩擦片の半円状の歯を有する基部をそれぞれ噛合す
ると共に、各摩擦片の遊端部がばね力によって放射状に
起立するようにし、この摩擦片の遊端部が摩擦係合する
■溝を出力側回転部材の内周に形成して無段変速装置を
構成する。

（作　用）本発明装置は上述のように構成したから、これを自転車
のクランク軸に装置して、入力端の回転部材をクランク
軸と結合すると共に、出力側の回転部材にチェノと噛合
するスプロケットを一体的に設ければ、全体的に構造が
簡単で、かつ薄型の自転車のクランク側無段変速装置を
得ることができる。

特に本発明においては、各摩擦片の基部を半円状の歯車
に形成すると共に、この基部を入力側回転部材およびキ
ャリヤに設けた歯車とそれぞれ噛合させるようにしたか
ら、摩擦片の基部を枢支するものに対して、変速伝動時
における摩擦片の揺動範囲が増加するため、その分増速
比が大きくなる。

（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
用した実施例について説明する。

図中１（第２図参照）は自転車フレームの下パイプ、２
は立パイプ、３はチェノステー、４（第１図参照）はハ
ンガラグ、５はハンガラグ４にねじ込んだハンガワン、
６はハンガワン５に対して鋼球７を介して回転自在に設
けたクランク軸、８はクランク軸６のテーパ一部６ａに
嵌合したクランクアーム、９はその抜は止め用のナツト
である。

本実施例においては、第２図に示すように、クランク軸
６の中心０１に対して１１だけ偏心した点０２を中心と
する内側偏心カムＩＯを前記ハンガワン５と一体に形成
する。１１はこの内側偏心カム１０の内周面とクランク
軸６の外周面との間に介挿したころである。

また内側偏心カム１０の中心０２に対してＡ！２だけ偏
心した点Ｏ５を中心とする外側偏心カム１２を内側偏心
カム１０に対して回動自在に嵌合する。そしてこの外側
偏心カム１２の外周部は段付き状にして、小径部１２ａ
と大径部１２ｂとを形成し、さらに外側偏心カム１２の
内側面に直径方向の溝１２Ｃを形成する。なお、本実施
例ではβヨーβ２に設定しである。

またハンガワン５の鍔部５ａの外周にリング状のワイヤ
リール１３を回転自在に設け、このワイヤリール１３の
側面に突設した突起１４を前記溝１２Ｃに嵌入する。１
５はワイヤリール１３に巻きかけた操作ワイヤ、１５ａ
（第２図参照）はそのワイヤエンド、１６（第２図参照
〉はそのアウタワイヤ、１７は下パイプ１にアウタワイ
ヤ１６を固定するためのアウク受けである。

またクランクアーム８のボス部８ａに、はぼ円板状の入
力端回転部材１８を固着し、大径円筒部１９ａと小径円
筒部１９ｂを有するキャリヤ１９を前記外側偏心カム１
２の外周に鋼球２０を介して回転自在に嵌装し、このキ
ャリヤ１９を外包する形状の出力側回転部材２１を、入
力側回転部材１８の外周部と、ワイヤリール１３の外周
部との間に、それぞれ鋼球２２を介して回転自在に嵌装
し、この出力側回転部材２１の外周にスプロケット２３
を一体的に突設する。２４はこのスプロケット２３と噛
合するチェノである。

また第２図に示すように側面形状がほぼ長靴状で、その
離形の上部を半円状の基部としてその基部に半円状の歯
２５ａを設けると共に、ばね挿入用の割り溝２５ｂを設
け、その離形の底部に２条の山形突条２５ｃを並設して
摩擦片２５を形成し、複数個（本実施例では８個）の摩
擦片２５の基部の歯２５ａを、それぞれ入力端回転部材
１８の同一円周上に設けた歯車の歯１８ａに噛合させて
円周等分位置に配置すると共に、入力端回転部材１８に
突設したばねフック２６にかけ渡したばね２７を割り溝
２５ｂに係合させることにより摩擦片２５の遊端部を常
に外方へ向けて放射状に起立するように付勢する。

そしてこれら各摩擦片２５の前記山形突条２５ｃと嵌合
する２条の■溝１９Ｃを前記キャリヤ１９の大径部１９
ａの内面に形成する。

また第５図に示すように複数個（本実施例では８個）の
摩擦片２５の基部に形成した半円状の歯２５ａを、それ
ぞれキャリヤ１９の小径部１９ｂの外周部の同一円周上
に設けた歯車の歯１９ｄに噛合させて円周等分位置に配
置すると共に、キャリヤ１９に突設したばねフック２６
にかけ渡したばね２７を割り溝２５ｂ内に係合させるこ
とにより摩擦片２５の遊端部を常に外方へ向けて放射状
に起立するように付勢する。

そしてこれら各摩擦片２５の山形突条２５Ｃと嵌合する
２条の■溝２１ａを前記出力側回転部材２１の内面に形
成する。

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アーム８が回転すると、クランク
アーム８と一体の入力側回転部材１８が第２図の矢印Ａ
の方向に回転し、その結果、歯車状の歯１８３．２５ａ
、摩擦片２５、山形突条２５Ｃ，Ｖ溝１９Ｃを介してキ
ャリヤ１９に矢印六方向の回転が伝えられる。そして、
キャリヤ１９が回転すると、歯車状の歯１９ｄ、２５ａ
。

摩擦片２５、山形突条２５Ｃ１■溝２１ａ、出力側回転
部材２１を介してスプロケット２３に矢印六方向の回転
が伝えられ、その結果チェ７２４を介して自転車の後輪
（図示せず）が駆動される。

すなわちこの装置では、摩擦片２５と■溝１．９　Ｃに
よる１段目の変速装置と、摩擦片２５とＶ溝２１Ｈ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図および第２図は外側偏心カム１２が偏心量ゼロの
場合を示している。すなわちこの場合、外側偏心カム１
２の外周面がクランク軸６と同心になっている。上述の
ように外側偏心カム１２がクランク軸６と同心になると
、入力側回転部材１８、キャリヤ１９および出力側回転
部材２１も共にクランク軸６と同心になるから、この状
態で入力側回転部材１８が第２図の矢印Ａの方向に回転
すると、■溝１９Ｃ，２１ａと第２図に示すように係合
する摩擦片２５を介して出力側回転部材２１が入力端回
転部材１８と一体的に回転するため、この場合の変速比
はｌ：１である。

また操作ワイヤ１５の操作によって外側偏心カム１２を
第２図の状態から１８０°回動させて第３図〜第５図に
示すように最大偏心状態にすると、入力側回転部材１８
の第３図における矢印Ｂ方向の回転が第４図における下
位の摩擦片２５Ａと■溝１９ｃとの摩擦係合によってキ
ャリヤ１９に矢印Ｃで示す回転を伝える。

そして外側偏心カム１２が偏心している場合は、第４図
の下位にある摩擦片２５Ａによる増速率が最大であるか
らキャリヤ１９はこの摩擦片２５Ａによって増速回転さ
せられ、他の摩擦片２５は■溝１９Ｃに対して第４図の
矢印りの方向にすべって回転することになる。

そして下位の摩擦片２５Ａが駆動域から外れると共に、
次の摩擦片２５Ｂを介してキャリヤ１９が増速駆動され
、順次伝動用の摩擦片２５が交代する。

この場合の変速比（増速比）は、第４図に示すように、
クランク軸６の中心０．を基点とする摩擦片２５Ａの駆
動域である角度θ、と、外側偏心カム１２の中心０３を
基点とする摩擦片２５Ａと■溝１９Ｃとの接触点Ｐの従
動域である角度θ２との比となる。この場合本発明にふ
いては、摩擦片２５と入力側回転部材１８との歯車の歯
２５ａと１８ａの噛合によって、摩擦片２５の転勤が生
ずるため、歯２５ａ、１８ａを設けずに、摩擦片２５の
基部を第４図に二点鎖線で示すピン３０によって入力側
回転部材１８に枢支した場合と比較すると、前記歯車状
の歯２５３．１８ａによる転勤によって、本発明装置の
摩擦片２５は第４図に示すＡｇ３だけ先に進むことにな
る。このため本発明によれば従動角θ２も大きくなるか
ら、その公地速比も大きくなる。本実施例のこの１段目
の最大増速比は、約１．４である。

また第５図は外側偏心カム１２の最大偏心時における２
段目の増速状態を示すもので、この場合は前述したよう
に増速されたキャリヤ１９が摩擦片２５と■溝２１ａを
介して出力側回転部材２１にさらに増速された回転を伝
える。この２段目の増速作用は前述した１段目のものと
同様であるから説明は省略する。

そして本実施例においては、この２段目の最大増速比も
約１．４であるから、１段目の増速比と、２段目の増速
比を掛は合わせると、全体としては約２．０となる。

以上、変速比が１：１の場合と、最大変速比の場合とを
説明したが、外側偏心カム１２のクランク軸６に対する
偏心量を、ゼロから最大までの途中の任意の量に設定す
ることによって、本発明装置が無段変速できることは云
うまでもない。

（発明の効果）本発明装置は上述のように構成したから、これを自転車
のクランク軸６に装置して、入力側の回転部材１８をク
ランク軸６と結合すると共に、出力側の回転部材２１に
チェノ２４と噛合するスプロケット２３を一体的に設け
れば、全体的に構造が簡単で、かつ薄型の自転車のクラ
ンク側無段変速装置を得ることができる。

特に本発明においては、各摩擦片２５の基部を半円状の
歯車２５Ｈに形成すると共に、この基部を入力端回転部
材１８およびキャリヤ１９に設けた歯車１８ａ、１９ｄ
とそれぞれ噛合させるようにしたから、摩擦片２５の基
部を枢支するものに対して、変速伝動時における摩擦片
２５の揺動範囲が増加するため、その分増速比が大きく
なる。

また本発明装置の摩擦片２５の山形突条２５ｃと■溝１
９Ｃ，２１ａとの摩擦係合部は、一方向クラッチの役目
も兼ねることができる。上述の通りであるから本発明の
無段変速装置は自転車のクランク軸に装備する変速装置
として非常にすぐ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［［−Ｉ［断面図、第３図および第４図はその最大偏心時における作用説明
図、第５図は第１図の■−■断面における最大偏心時の作用
説明図である。６・・・クランク軸　　　訃・・クランクアーム１０・
・・内側偏心カム１２・・・外側偏心カム１３・・・ワイヤリール１５・・・操作ワイヤ１８・・・入力側回転部材１８ａ・・・歯車の歯　　１９・・・キャリヤ１９Ｃ・
・・■溝　　　　１９ｄ・・・歯車の歯２１・・・出力
側回転部材２１ａ・・・■溝　　　　２３・・・スプロケット２４
・・・チェノ　　　　２５・・・摩擦片２５ａ・・・歯
　　　　　２５ｃ・・・山形突条２６・・・ばねフック
　　２７・・・ばね第３図第１図第２図第５図２ｊ（スアロケ、７υ

Claims

【特許請求の範囲】

１、複数個の摩擦片の半円状の歯を有する基部を、入力
側回転部材に形成した歯車の歯にそれぞれ噛合すると共
に、各摩擦片の遊端部がばね力によって放射状に起立す
るようにし、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の大径円筒部の内周に前記
摩擦片の遊端部が摩擦係合するＶ溝を形成すると共に、
このキャリヤの小径円筒部の外周に歯車を形成し、この
歯車に複数個の摩擦片の半円状の歯を有する基部をそれ
ぞれ噛合すると共に、各摩擦片の遊端部がばね力によっ
て放射状に起立するようにし、この摩擦片の遊端部が摩
擦係合するＶ溝を出力側回転部材の内周に形成した無段
変速装置。