JPH025634B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自転車用無段変速装置の変速比を切
り換えるための変速操作装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 本出願人は先に、偏心カムの偏心量を可変にす
ることにより無段変速を行うようにした無段変速
装置（特願昭60―22748号、特開昭61―184192号
公報）を提案した。

この無段変速装置においては、偏心カムと一体
のワイヤリールに操作ワイヤを巻き掛けして、そ
のワイヤをプツシユプル方式で往復作動させるこ
とにより変速操作を行つていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述したような操作ワイヤによる
変速操作においては、無段変速機構によるかなり
大きな荷重が操作ワイヤに作用するため、変速操
作に大きな力を要する上に、任意の変速状態で無
断変速機構を確実に保持することが困難であると
いう問題があつた。

（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、偏心カムの偏心量を可変にすることにより無
段変速を行うようにした無段変速装置の外側偏心
カムと連動するウオーム歯車を設け、このウオー
ム歯車と噛合するウオームを回転操作することに
より変速を行うようにして自転車用無段変速装置
の変速操作装置を構成する。

（作用） 上述のように本発明においては、外側偏心カム
と連動するウオーム歯車を設け、このウオーム歯
車と噛合するウオームを回操作することにより変
速を行うようにしたから、ウオームの回転力は小
さくてもウオーム歯車を介して大きな力を外側偏
心カムに伝えることができる。したがつて操作力
を軽減できるという効果が得られる。

またウオームとウオーム歯車とは不可逆機構で
あるから、外側偏心カムからの逆入力がウオーム
歯車に作用しても、ウオーム歯車はセルフロツク
状態にあるため、逆入力によつては回転しない。
したがつてこの装置によれば任意の変速状態で無
段変速機構を確実に保持することができる。

（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
転車フレームのチエンステー、２はバツクホー
ク、３は後つめ、４は後つめ３にロツクナツト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４
ａ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
装してある。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つている。１５
は軸受、１６はカラー、１７はキヤツプである。

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ヤリヤで、このキヤ
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内に位置させてあ
る。

また２０は皿形状のケースで、前記ウオーム１
２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とロツクナツト５によつ
て後輪ハブ軸４に対して固定してある。２１は後
輪用のスプロケツトで、２１ａはこのスプロケツ
ト２１と一体に形成したを円筒部であり、このス
プロケツト２１はベアリング２２，２３を介して
ケース２０と後輪ハブ６との間に回転自在に設け
られている。２４はチエンである。

またスプロケツト２１の円筒部２１ａの内周面
には一方向クラツチ２５を介して複数列のラチエ
ツトリング２６，２７を並設し、これら各ラチエ
ツトリング２６，２７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，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、前記キヤリヤ１８の小径円筒部１８ａ
の外周部にピン３０を介して左右互いに違いに配
置して枢支してある。なお２５ａは一方向クラツ
チ２５を形成するボールで、２５ｂはその押し出
しばねである。この一方向クラツチ２５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。

またキヤリヤ１８の大径円筒部１８ｂの内周面
に前記と同様の一方向クラツチ２５を介して複数
列のチエツトリング３２，３３を並設し、これら
各ラチエツトリング３２，３３の内周面にそれぞ
れラチエツトと３２ａ，３３ａを設けると共に、
ラチエツト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
３４，３５の基部を、前記後輪ハブ６のケース６
ａ内のボス部６ｂ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てある。なお３７は
爪３４，３５の先端を常にラチエツト３２ａ，３
３ａ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された無段変速装置の
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、その回転がチエン２４によりスプロケツ
ト２１に伝えられる。スプロケツト２１の回転は
一方向クラツチ２５を介してラチエツトリング２
６，２７に伝えられ、さらにラチエツト２６ａ，
２７ａより爪２８，２９、ピン３０を介してキヤ
リヤ１８に伝えられる。キヤリヤ１８が回転する
と、一方向クラツチ２５を介してラチエツトリン
グ３２，３３が回転し、その結果爪３４，３５、
ピン３６を介して後輪ハブ６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、および各ラチエツトリン
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、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。

またインナーワイヤ１３の回転操作によつて外
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２１ａ，１８ｂの矢印Ｄ方向の回
転が一方向クラツチ２５を介してラチエツトリン
グ２６，２７，３２，３３に伝わり、ラチエツト
リング２６，３２は爪２８，３４を介して従動回
転体１８ａ，６に回転を伝え、ラチエツトリング
２７，３３は爪２９，３５を介して従動回転体１
８ａ，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（この場合爪が10個あるた
め360゜の10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
によつて増速回転させられ、他の爪はラチエツト
リングの各ラチエツトに対して矢印Ｄの方向にす
べつ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、次に駆動或Ｅ内に入る爪を介して増速駆動
され、順次伝動爪が交代する。

この場合の変速比（増速比）は、後輪ハブ軸４
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１１の中心0₂を基点とする爪の
駆動域である角度θ₂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
増速比を掛け合わせたものが全体の増速比とな
る。

第５図〜第７図は、上述した本発明無段変速の
変速操作装置に適した操作入力部の一例を示すも
のである。

図中３８は自転車のフレームパイプ、３９は変
速操作装置のケース本体、４０はこのケース本体
３９をフレームパイプ３８に固定するため、ビス
４１によりケース本体３９に固定したバンドで、
４２はバンド４０をフレームパイプ３８に締結す
るねじである。

ケース本体３９はほぼ円盤状に形成されてお
り、その中心に主軸４３が貫通している。ケース
本体３９の一側面には、ほぼ円盤状のレバー本体
４４が主軸４３を中心として回転自在に設けられ
ている。４５は主軸４３の両突出端部に嵌合した
座金、４６はナツトである。

またレバー本体４４にはレバー４７が一体に形
成されており、さらに円盤状のレバー本体４４の
内部に内歯歯車４８が形成されている。そしてこ
の内歯歯車４８と対向する主軸４３には太陽歯車
４９が主軸４３と一体に形成されており、この太
陽歯車４９と内歯歯車４８とにそれぞれ噛合する
遊星歯車５０が軸５１を介してケース本体３９の
壁板部３９に枢支されている。すなわちこれら内
歯歯車４８、遊星歯車５０、太陽歯車４９によつ
て１段目の増速機構が形成されている。

またケース本体３９内の主軸４３には大径の傘
歯車５２が固着されており、この傘歯車５２と噛
合する小径の傘歯車５３が軸５４を介してケース
本体３９に回転自在に枢支されている。５５，５
６はその軸受用ブツシユである。すなわちこの大
径の傘歯車５２と小径の傘歯車５３によつて２段
目の増速機構が形成されている。

また軸５４の外方突出端部には、角穴５４ａが
形成されており、前記インナーワイヤ１３の角端
部１３ａがこの角穴５４ａに嵌入している。５７
はインナーワイヤ１３のアウターワイヤで、５８
はこのアウターワイヤ５７の端部をケース本体３
９に固定するためのキヤツプである。

つぎに上述のように構成した変速操作装置の作
用を説明する。

第６図においてレバー４７は矢印Ｆの方向に回
動させると、第７図に示すようにレバー本体４４
が矢印Ｃの方向に回転し、それに伴つて遊星歯車
５０が矢印Ｈの方向に回転して、その結果太陽歯
車４９を矢印Ｉの方向へ増速回転させる。この場
合の増速比は内歯歯車４８の歯数と太陽歯車４９
の歯数によつて定まる。本実施例の場合その増速
度は約6.7倍である。

また太陽歯車４９が回転すると、それと一体の
主軸４３が回転するから、この主軸４３に固着し
た大径の傘歯車５２が太陽歯車４９と一体的に回
転し、その結果傘歯車５２と噛合している小径の
傘歯車５３が増速回転する。本実施例の場合その
増速度は約４倍である。したがつてこの１段目と
２段目の増速機構によつて全体として約27倍の増
速回転が得られる。そしてこの増速された回転が
インナーワイヤ１３を介してて第１図および第２
図に示すウオーム１２に伝えられるから、このウ
オーム１２と噛合するウオーム歯車１０を介して
外側偏心カム１１を内側偏心カム９に対して回転
させて、カム全体の偏心量を変えることができ
る。

なお第６図に示すレバー４７を前とは逆に矢印
Ｊの方向に回動させれば、上述した作動と反対の
作動をして偏心カムを元に戻すことができる。

また第８図および第９図は、前記第１図および
第２図に相当する本発明の第２実施例を示すもの
で、図中勢記符号と同一の符号は同等のものを示
している。

第１実施例との相違点のみを説明すれば、この
場合は、外側偏心カム１１と一体的に歯車５９を
設け、この歯車５９と噛合する歯車６０の軸６１
を、ケース２０に結合したギヤボツクス６２にブ
ツシユ６３，６４を介して回転自在に枢支し、ギ
ヤボツクス６２内の軸６１に偏心歯車１０を一体
的に設け、このウオーム歯車１０と噛合するウオ
ーム１２の軸１２ａを軸受１５を介してギヤボツ
クス６２に回転自在に設けてある。６５はギヤボ
ツクス６２の一端部に嵌着したキヤツプ、６６は
ギヤボツクス６２の他端部に螺合したスリーブ状
の継手で、その他の構成は第１実施例と同様であ
る。

この第２実施例の場合は前述したように増速回
転させたインナーワイヤ１３によつてウオーム１
２を回転させると共に、ウオーム歯車１０を回転
させ、さらに軸６１、歯車６０，５９を介して外
側偏心カム１１を回転するようになつている。そ
の他の作用は第１実施例と同様であるから説明は
省略する。

（発明の効果） 上述のように本発明においては、外側偏心カム
１１と連動するウオーム歯車１０を設け、このウ
オーム歯車１０と噛合するウオーム１２を回転操
作することにより変速を行うようにしたから、ウ
オーム１２の回転力は小さくてもウオーム歯車１
０を介して大きな力を外側偏心カム１１に伝える
ことができる。したがつて操作力を軽減できると
いう効果が得られる。

またウオーム１２とウオーム歯車１０とは不可
逆機構であるから、外側偏心カム１１からの逆入
力がウオーム歯車１０に作用しても、ウオーム歯
車１０はセルフロツク状態にあるため、逆入力に
よつては回転しない。したがつて本発明装置によ
れば、任意の変速状態で無段変速機構を確実に保
持することができ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図は本発明装置を付した無段変速装置の縦
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―断面図、第４図は同―
断面図、第５図は変速操作入力部の一例を示す
縦断面図、第６図は第５図の一部を―矢視断
面で示す側面図、第７図は第５図の―断面
図、第８図は本発明の第２実施例を示す無段変速
装置の縦断面図、第９図はその一部を断面で示す
側面図である。 １０…ウオーム歯車、１１…外側偏心カム、１
２…ウオーム、５９，６０…歯車、６１…軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 偏心カムの偏心量を可変にすることにより無
   段変速を行うようにした無段変速装置の外側偏心
   カムと連動するウオーム歯車を設け、このウオー
   ム歯車と噛合するウオームを回転操作することに
   より変速を行うようにしたことを特徴とする自転
   車用無段変速装置の変速操作装置。