JPH025628B2

JPH025628B2 -

Info

Publication number: JPH025628B2
Application number: JP2274885A
Authority: JP
Inventors: Kikuzo Takamya; Hideyuki Ishibashi; Kunitoshi Kosaka
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 1985-02-09
Filing date: 1985-02-09
Publication date: 1990-02-05
Also published as: JPS61184192A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、内歯ラチエツトに噛合する爪送りに
よつ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。

（従来技術）この種の従来装置としては、例えば特公昭34―
1722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つ
て、その結果、脈動の消去が不十分であるという
問題点があつた。

また従来装置は、偏心時の駆動域において各爪
にかかる荷重を順次リレーする場合に、駆動ラチ
エツ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エツト
と被動爪の歯先間にギヤツプを生じ、このため被
動爪の交代時にシヨツクが発生するという問題点
があつた。

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
おける脈動とシヨツクを大巾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一方向クラツチを
介して複数列の内歯ラチエツトリングを並設し、
この内歯ラチエツトリングのラチエツトに噛合す
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ヤリヤに
互い違いに配置して枢支し、このキヤリヤと一体
に形成したリング部の内周に一方向クラツチを介
して複数列の内歯ラチエツトリングを並設し、こ
の内歯ラチエツトリングのラチエツトに噛合する
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、ラチエツトリ
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巾
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。

また複数列の内歯ラチエツトリングはそれぞれ
一方向クラツチを介して駆動側部材に一方向にの
み回転自在に設けると共に、複数列の爪は互い違
いに前記内歯ラチエツトリングのラチエツトと噛
合するように配置したから、前記した被動爪の交
代時におけるシヨツ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エンステー、２は
チエンステー１にロツクナツト３により固定した
後輪ハブ軸、４はベアリング５，６を介して回転
自在に嵌装した後輪ハブ、７はスポークである。

本実施例においては、ベアリング５の外側の後
輪ハブ軸２のねじ部２ａに内側偏心カム８を螺合
して固定し、この内側偏心カム８の外周にワイヤ
リール９と一体に形成した外側偏心カム１０を回
転自在に嵌装する。１１はこのワイヤリール９に
巻きつけた操作ワイヤで、１１ａ（第２図参照）
はそのワイヤエンドである。

また小径の円筒部１２ａと大径の円筒部１２ｂ
とを一体に結合してキヤリヤ１２を形成し、この
キヤリヤ１２の小径の円筒部１２ａをベアリング
１３を介して外側偏心カム１０の外周に嵌合する
と共に大径の円筒部１２ｂを後輪ハブ４と一体に
形成した中空円筒状ケース４ａ内に位置させる。

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８とロツクナツト３によつて後輪
ハブ軸２に対して固定する。１５は後輪用のスプ
ロケツトで、１５ａはこのスプロケツト１５と一
体に形成した円筒部であり、このスプロケツト１
５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はチエンである。

またスプロケツト１５の円筒部１５ａの内周面
に一方向クラツチ１９を介して複数列（本実施例
では２列であるが３列以上にすることもできる。）
のラチエツトリング２０，２１を並設し、これら
各ラチエツトリング２０，２１の内周面にそれぞ
れラチエツト２０ａ，２１ａを設けると共に、ラ
チエツト２０ａ，２１ａ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２
２，２３の基部を、前記キヤリヤ１２の小径円筒
部１２ａの外周部にピン２４を介して左右互い違
いに配置して枢支する。なお１９ａは一方向クラ
ツチ１９を形成するボールで、１９ｂはその押し
出しばねである。この一方向クラツチ１９は、例
えばラチエツトと爪を使用した他の形式のもので
も差し支えない。また２５は爪２２，２３の先端
を常にラチエツト２０ａ，２１ａに圧接させるた
めのばねである。

またキヤリヤ１２の大径円筒部１２ｂの内周面
に前記と同様の一方向クラツチ１９を介して複数
列（本実施例では２列）のラチエツトリング２
６，２７を並設し、これら各ラチエツトリング２
６，２７の内周面にそれぞれラチエツト２６ａ，
２７ａを設けると共に、ラチエツト２６ａ，２７
ａ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）のつめ２８，２９の基部を、
前記後輪ハブ４のケース４ａ内のボス部４ｂの外
周部にピン３０を介して左右互い違いに配置して
枢支する。なお３１は爪２８，２９の先端を常に
ラチエツト２６ａ，２７ａに圧接させるためのば
ねである。

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。まず第１〜３図の実施例について伝
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、その回転がチエ
ン１８によりスプロケツト１５に伝えられる。ス
プロケツト１５の回転は一方向クラツチ１９を介
してラチエツトリング２０，２１に伝えられ、さ
らにラチエツト２０ａ，２１ａより爪２２，２
３、ピン２４を介してキヤリヤ１２に伝えられ
る。キヤリヤ１２が回転すると、一方向クラツチ
１９を介してラチエツトリング２６，２７が回転
し、その結果爪２８，２９、ピン３０を介して後
輪ハブ４に回転が伝えられる。

すなわちこの装置では、爪２２，２３による１
段目の変速装置と、爪２８，２９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３図は外側偏心カム１０が最大偏心
状態にある場合を示しているが、操作ワイヤ１１
を操作して、外側偏心カム１０を180゜回転させる
と、第４図に示すように外側偏心カム１０の外周
面が後輪ハブ軸２と同心になる。なお第４図以下
は作用説明図であるから、爪の数も少なくしてあ
る。また２組の変速装置の構成は同様であるか
ら、同じ図面について説明する。上述のように外
側偏心カム１０が同心になると、駆動回転体１５
ａ，１２ｂ、および各ラチエツトリング２０，２
１，２６，２７も後輪ハブ軸２と同心であるか
ら、この状態で駆動回転体が第４図の矢印Ｃの方
向に回転すると、一方向クラツチを介して各ラチ
エツ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である。

また操作ワイヤ１１の操作によつて外側偏心カ
ム１０を第４図の状態から180゜回動させて第５図
に示すように最大偏心状態にすると、駆動回転体
１５ａ，１２ｂの矢印Ｄ方向の回転が一方向クラ
ツチ１９を介してラチエツトリング２０，２１，
２６，２７に伝わり、ラチエツトリング２０，２
６はａ列の爪２２，２８を介して従動回転体１２
ａ，４に回転を伝え、ラチエツトリング２１，２
７はｂ列の爪２３，２９介して従動回転体１２
ａ，４に回転を伝える。

そして外側偏心カム１０が偏心している場合
は、第５図の駆動域Ｅ（この場合爪が６個あるた
め360゜の６等分の角度60゜である。）内にある爪a₁
による増速率が最大であるから従動回転体１２
ａ，４はこの爪a₁によつて増速回転させられ、他
の爪はラチエツトリング２０，２１，２６，２７
の各ラチエツト２０ａ，２１ａ，２６ａ，２７ａ
に対して矢印Ｆの方向にすべつて回転することに
なる。

そして爪a₁が駆動域Ｅから外れると共に、爪b₁
が駆動域Ｅ内に入ると、今度は爪b₁を介して増速
駆動され、順次爪a₂，b₂，a₃，b₃へと伝動爪が交
代する。

この場合の変速比（増速比）は、後輪ハブ軸２
の中心０₁を基点とする爪の駆特域である角度θ₁
と、外側偏心カム１０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。第１図〜第
３図に示す本実施例の最大増速比は、１段目が約
1.45で、２段目が約1.48であるから、全体として
は約2.15となる。

なお駆動域Ｅ内の爪を介して伝えられる増速率
は駆動域Ｅの全範囲にわたつて均一ではないた
め、これが伝動力の脈動となつて表われるから、
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、本発明ではラチエツ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以上にすること
ができる。したがつ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
チエツトの歯面間に隙間があると、この隙間によ
つてシヨツクが発生するという問題点があつた。

これに対して本発明においては複数列の内歯ラ
チエツトリングをそれぞれ一方向クラツチを介し
て駆動側部材に一方向にのみ回転自在に設けると
共に、複数列の爪を互い違いに前記内歯ラチエツ
トリングのラチエツ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シヨツク
の発生を防止することができる。

すなわち第５図の駆動域Ｅにあるａ列の爪a₁は
ラチエツトとタイトに噛合して駆動回転体１５
ａ，１２ｂからの駆動力を従動回転体１２ａ，４
に伝える。

この場合他の爪b₁，a₂，b₂，a₃，b₃の爪先速度
はラチエツトの回転速度より全て早いためラチエ
ツトに対して矢印Ｆの方向にすべつて回動してい
る。そしてそのラチエツト速度に最も近い爪先速
度の爪b₁には負荷が掛かつていないからａ列のラ
チエツトリング２０，２６よりも、一方向クラツ
チ１９の働かない時計回転方向にｂ列のラチエツ
トリング２１，２７をｂ列の爪による摩擦駆動に
よつて早く回転させることが出来る。

すなわちｂ列のラチエツトリング２１，２７を
ａ列より早く回転させる動力は、ｂ列に於ける爪
b₂，b₃の早い爪先速度の接触摩擦による引きずり
によつて生じ、ｂ列の中で最も遅い速度の爪b₁は
駆動域Ｅ内にかかる前に、つまりリレー受持角に
至る前方に於いてｂ列のラチエツト２１ａ，２７
ａとタイトに噛合した状態で駆動域Ｅに入るので
駆動回転体１５ａ，１２ｂの回転力を２列の爪b₁
は乗換えシヨツク無しで受けることになり、順次
ａ列とｂ列が交互にリレーすることによつて平滑
な回転を得ることができる。

（発明の効果）上述のように本発明においては、ラチエツトリ
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という効果が得
られる。

また複数列の内歯ラチエツトリングをそれぞれ
一方向クラツチを介して駆動側部材に一方向にの
み回転自在に設けると共に、複数列の爪を互い違
いに前記内歯ラチエツトリングのラチエツトと噛
合するように配置したので、前記した被動爪の交
代時におけるシヨツクの発生を防止することがで
きるから、本発明によれば、全体的に脈動および
シヨツクの少ない平滑な回転が得られるというす
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Ａ―Ａ断面図、第３図は第１図のＢ―Ｂ断
面図、第４図および第５図は作用説明図である。１…チエンステー、２…後輪ハブ軸、３…ロツ
クナツト、４…後輪ハブ、８…内側偏心カム、１
０…外側偏心カム、１１…操作ワイヤ、１２…キ
ヤリヤ、１５…スプロケツト、１８…チエン、１
９…方向クラツチ、２０，２１…ラチエツトリン
グ、２２，２３…爪、２６，２７…ラチエツトリ
ング、２８，２９…爪。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力側の回転部材の内周に一方向クラツチを
介して複数列の内歯ラチエツトリングを並設し、
この内歯ラチエツトリングのラチエツトに噛合す
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ヤリヤに
互い違いに配置して枢支し、このキヤリヤと一体
に形成したリング部の内周に一方向クラツチを介
して複数列の内歯ラチエツトリングを並設し、こ
の内歯ラチエツトリングのラチエツトに噛合する
複数列の爪の基部を出力側の回転部材に枢支した
無段変速装置。