JPH0331627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自転車のクランク軸部に設ける変速
装置に関するものである。

（従来の技術） 自転車用変速装置として現在多用されているも
のは、多段のスプロケツト間にかけ渡したチエン
をデイレーラーを介してかけ変える所謂外装変速
機である。

この外、後輪のハブ内に変速機構を内蔵した所
謂内装変速機もあるが、多用されてはいない。

さらにクランク軸部に遊星歯車機構を組み込ん
だ変速装置としては、例えば実公昭28−19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） 本発明は前記実公昭28−19号の変速装置と同様
にクランク軸部に遊星歯車機構を組み込む変速装
置に関するものであり、前記従来装置の問題点を
解決してより簡単ですぐれた変速装置を提供する
ことを目的とするものである。

すなわち実公昭28−19号の従来装置は、大小二
種類の遊星歯車を使用して三段変速を行うもので
あるから、構造が複雑で製品化に困難を伴う上
に、最大変速比を大きくとれないという問題点が
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、クランクアームと一体的に結合したキヤリヤ
の同一円周上に複数個の軸を配設し、これら各軸
に大径歯車と小径歯車とを一体に形成した遊星歯
車をそれぞれ回転自在に嵌合し、クランクアーム
に一方向クラツチを介して支持され、かつ外周に
スプロケツトを形成すると共に内周に内歯歯車を
形成した従動回転体の前記内歯歯車を前記大径歯
車と噛合し、クランク軸の固定軸受部に選択的に
接続できる一方向クラツチを介して太陽歯車を嵌
合し、この太陽歯車と前記小径歯車とを噛合して
自転車用変速装置を構成する。

（作用） 本発明装置は上述のように大径歯車と小径歯車
とを一体に形成した遊星歯車のみを使用するもの
であるから、二段変速ではあるが最大変速比を比
較的大きくとれる上に、装置全体が薄型で構造も
簡単になるから、強度的に無理がなく伝達効率が
よくなると共に、製造が容易になり耐久性も向上
する。

（実施例） 以下、図面について本発明の一実施例を説明す
る。図中１（第２図参照）は自転車フレームのメ
インパイプ、２は立パイプ、３はチエンステー、
４（第１図参照）はハンガパイプ、５はハンガパ
イプ４にねじ込んでフレームと一体的に固定した
軸受ワン兼用の固定軸受部、６は固定軸受部５を
貫通して回転自在に設けたクランク軸、７はその
ボールベアリング、８はクランク軸６に嵌着した
クランクアーム、９は座金、１０はナツトであ
る。

本実施例においては、第３図に詳細に示すよう
に、円板１１の中心にスプライン孔１１ａを設け
ると共に、この円板１１の外周部に複数個（本実
施例では４個）の凹欠部１１ｂを円周４等分位置
に設け、この円板１１の外周部にそれぞれリング
プレート１２，１３をあてがつて、リベツト１４
により円板１１に固着すると共に、片側のリング
プレート１３の凹欠部１１ｂに対応する部分１３
ａの両側部１３ｂを外側方に段付き状に折り曲げ
ることにより、リングプレート１２と１３ａとの
間に後述する遊星歯車が嵌入するようにすると共
に、この凹欠部１１ｂに対応するリングプレート
１２，１３ａの中間部に軸孔１２ａ，１３ｃをそ
れぞれ設けてキヤリヤ１５を一体に形成する。

そして上述のように形成したキヤリヤ１５を、
クランクアーム８のボス部８ａに設けたスプライ
ン８ｂとスプライン孔１１ａを介してクランクア
ーム８と一体的に結合し、大径歯車１６ａと小径
歯車１６ｂとを一体に形成した遊星歯車１６をキ
ヤリヤ１５の凹欠部１１ｂ内にそれぞれ挿入して
軸１７により回転自在に枢支する。

またクランクアーム８のボス部８ａに一方向ク
ラツチ１８を介して支持され、かつ外周にスプロ
ケツト１９を形成すると共に、内周に内歯歯車２
０を形成した従動回転体２１を設け、この内歯歯
車２０を遊星歯車１６の大径歯車１６ａとそれぞ
れ噛合させる。

１８ａはクランクアーム８のボス部８ａの外周
部に形成したスプライン８ｂと嵌合した一方向ク
ラツチ１８の内側スリーブで、１８ｂはこのスリ
ーブ１８ａの外周部に起伏自在に設けた爪であ
り、１８ｃはこの爪１８ｂの先端部を常に外方へ
押し出すように作用するリング状のばねである。
また１８ｄはボールベアリング１８ｅ（第１図参
照）を介して内側スリーブ１８ａに嵌合した外側
スリーブで、１８ｆ（第２図参照）はこの外側ス
リーブ１８ｄのの内周に形成したラチエツトであ
る。なお２１ａは外側スリーブ１８ｄとスプロケ
ツト１９とを結合する外側カバープレート、２１
ｂはスプロケツト１９の内側に固定した内側カバ
ープレート、２２は外側スリーブ１８ｄと外側カ
バープレート２１ａとを結合するリベツト、２３
は外側カバープレート２１ａとスプロケツト１９
と内側カバープレート２１ｂとを結合するボル
ト、２４はそのナツト、２５はチエンである。

またクランク軸６の固定軸受部５の外周に選択
的に接続できる一方向クラツチ２６を介して太陽
歯車２７を嵌合し、この太陽歯車２７と前記遊星
歯車１６の小径歯車１６ｂとをそれぞれ噛合させ
る。

すなわち第５図〜第７図に詳細に示すように、
２６ａは固定軸受部５の外周部に起伏自在に設け
た一方向クラツチ２６の爪、２６ｂは爪２６ａの
先端部を常に外方へ押し出すように作用するリン
グ状のばね、２６ｃは太陽歯車２７の内周に形成
したラチエツトで、爪２６ａと噛合するものであ
る。

また２８は一方向クラツチ２６を選択的に接続
できるようにするため、爪２６ａを含む固定軸受
部５の外周とラチエツト２６ｃを形成した太陽歯
車２７の内周との間に回動自在に嵌装した変速円
筒で、２８ａはその鍔部である。変速円筒２８の
胴部には開口２８ｂが設けてあり、この開口２８
ｂと爪２６ａの先端部とが合致した時、第７図に
示すように爪２６ａの先端部がばね２６ｂの作用
により外方に押し出されてラチエツト２６ｃと係
合するようになつている。

２９（第４図参照）は変速円筒２８を回動させ
るための操作ワイヤで、３０はこのワイヤ２９の
端部を変速円筒２８の鍔部２８ａに固定する押え
板、３１は押え板３０を鍔部２８ａに取り付ける
ボルト、３２はそのロツクナツトである。

また３３は操作ワイヤ２９の戻しばねで、その
一端部はボルト３１に係止してあり、他端部は第
４図に示すようにハンガパイプ４に植設したボル
ト３４に係止してある。３５はそのロツクナツト
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。変速操作装置（図示せず）を操作し
て、操作ワイヤ２９を第４図の矢印Ａの方向に引
張ることにより、ボルト３１を介して変速円筒２
８を戻しばね３３に抗して第４図において反時計
方向に最大限まで回動させると、変速円筒２８に
設けた開口２８ｂと、固定軸受部５に設けた爪２
６ａとの関係は第６図の状態になる。すなわちこ
の場合、爪２６ａはすべて変速円筒２８内にある
ため、爪２６ａとラチエツト２６ｃとは係合しな
い。したがつてこの場合太陽歯車２７は自由に回
転することができる。

この状態で、クランクペダル（図示せず）を介
してクランクアーム８を第２図の矢印Ｂの方向に
回動させると、クランクアーム８と結合したキヤ
リヤ１５が第２，５図の矢印Ｃの方向に回転する
と共に、第２図に示す一方向クラツチ１８の爪１
８ｂとラチエツト１８ｆとの係合によつて、従動
回転体２１が第２，５図の矢印Ｄの方向に回転す
る。この場合矢印Ｃおよび矢印Ｄで示す回転は同
方向でしかも同速であるから、遊星歯車１６は自
転せず、矢印Ｃのように公転する。このため太陽
歯車２７も矢印Ｃのように回転するが、この回転
は一方向クラツチ２６によつて許容される。した
がつてこの場合はスプロケツト１９も第２図の矢
印Ｄの方向にクランクアーム８と一体的に回転す
るから、チエン２５が第２図の矢印Ｅの方向に移
動して後輪（図示せず）を駆動することにより自
転車が走行する。この場合のクランク軸６とスプ
ロケツト１９との変速比は１：１である。

つぎに前記した第４図の状態から操作ワイヤ２
９を第４図の矢印Ｆの方向にゆるめると、変速円
筒２８が戻しばね３３の作用によつて第４図にお
いて時計方向に回動する結果、開口２８ｂが第６
図の状態から、第７図の位置に移動する。このた
め開口２８ｂ内に爪２６ａの先端部が露出する結
果、この爪２６ａがばね２６ｂの作用によつて対
応するラチエツト２６ｃと係合する。したがつて
太陽歯車２７と固定軸受部５との間の一方向クラ
ツチ２６が接続する。

この状態でクランクアーム８を第２図の矢印Ｂ
の方向に回動させると、キヤリヤ１５、軸１７を
介して各遊星歯車１６が第５図の矢印Ｃの方向に
公転する。しかしながらこの場合太陽歯車２７は
一方向クラツチ２６によつて矢印Ｃ方向の回転を
阻止されているため、この太陽歯車２７と噛合し
ている小径歯車１６ｂを介して遊星歯車１６が第
５図の矢印Ｇの方向に自転する。したがつて遊星
歯車１６の大径歯車１６ａと噛合する内歯歯車２
０が遊星歯車１６の矢印Ｃ方向の公転と、矢印Ｇ
方向の自転と、小径歯車１６ｂと大径歯車１６ａ
との歯数比による増速作用によつて第５図の矢印
Ｄで示す方向に増速されて回転する。この回転に
よつて内歯歯車２０と一体の従動回転体２１およ
びスプロケツト１９が共に回転するから、前述し
たように自転車が走行する。この場合のクランク
アーム８に対する従動回転体２１の増速比は本実
施例の場合約１：1.7である。

なおこの場合従動回転体２１はクランクアーム
８に対して増速して回転するため一方向クラツチ
１８の爪１８ｂがラチエツト１８ｆに対してすべ
るだけで何等支障は生じない。

また減速する場合には、上述した増速操作とは
逆に、操作ワイヤ２９を第４図の矢印Ａの方向に
引張つて、変速円筒２８を第７図の状態から第６
図の状態にすることによつて前述したように１：
１に減速することができる。

（発明の効果） 本発明装置は上述のように大径歯車１６ａと小
径歯車１６ｂとを一体に形成した遊星歯車１６の
みを使用するものであるから、二段変速ではある
が最大変速比を比較的大きくとれる上に、装置全
体が薄型で構造も簡単になるから、強度的に無理
がなく伝達効率がよくなると共に、製造が容易に
なり耐久性も向上す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図は本発明装置の縦断面図、第２図はその
一部を断面で示す側面図、第３図ａはキヤリヤの
正面図、同図ｂはその−断面図、第４図は第
２図の背面図、第５図は第１図の−断面図、
第６図ａは変速円筒部の平面図、同図ｂはその一
部を断面で示す立面図、第７図ａはその変速円筒
部が変位した状態を示す平面図、同図ｂはその一
部を断面で示す立面図である。 ４……ハンガパイプ、５……固定軸受部、６…
…クランク軸、８……クランクアーム、１５……
キヤリヤ、１６……遊星歯車、１６ａ……大径歯
車、１６ｂ……小径歯車、１７……軸、１８……
一方向クラツチ、１９……スプロケツト、２０…
…内歯歯車、２１……従動回転体、２６……一方
向クラツチ、２７……太陽歯車、２８……変速円
筒、２９……操作ワイヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クランクアームと一体的に結合したキヤリヤ
   の同一円周上に複数個の軸を配設し、これら各軸
   に大径歯車と小径歯車とを一体に形成した遊星歯
   車をそれぞれ回転自在に嵌合し、クランクアーム
   に一方向クラツチを介して支持され、かつ外周に
   スプロケツトを形成すると共に内周に内歯歯車を
   形成した従動回転体の前記内歯歯車を前記大径歯
   車と噛合し、クランク軸の固定軸受部に選択的に
   接続できる一方向クラツチを介して太陽歯車を嵌
   合し、この太陽歯車と前記小径歯車とを噛合する
   ことを特徴とする自転車用変速装置。