JPH06263080A - 自転車用変速装置 - Google Patents
自転車用変速装置Info
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- JPH06263080A JPH06263080A JP5226593A JP5226593A JPH06263080A JP H06263080 A JPH06263080 A JP H06263080A JP 5226593 A JP5226593 A JP 5226593A JP 5226593 A JP5226593 A JP 5226593A JP H06263080 A JPH06263080 A JP H06263080A
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- Japan
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- gear
- planetary
- carrier
- gears
- way clutch
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- Pending
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
- B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
- B62M11/14—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
- B62M11/145—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the bottom bracket
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自転車用変速装置のギヤ及びスプロケットの
回転を円滑にすると共に、多段変速を可能とし、かつ一
方向クラッチの耐久性の向上を図ること。 【構成】 自転車フレームのハンガ部に設けたギヤケー
ス４を貫通するクランク軸１０にキャリヤ１５を固定す
る。キャリヤ１５とギヤケース４との間に遊星歯車式増
速装置を設ける。前記遊星歯車式増速装置のリング状の
太陽歯車１８の同一円周上に、複数個の段付き遊星歯車
２４を回転自在に軸着する。これら遊星歯車２４の内側
に従動回転体７を設け、この従動回転体７の太陽歯車９
を遊星歯車２４の一つと噛合するようにし、前記段付き
遊星歯車２４の外側に、該遊星歯車と噛合する複数個の
内歯歯車２８，２９，３０，３１を回転自在に併設す
る。これらの内歯歯車とギヤケース４間にそれぞれ一方
向クラッチ３２を設ける。
回転を円滑にすると共に、多段変速を可能とし、かつ一
方向クラッチの耐久性の向上を図ること。 【構成】 自転車フレームのハンガ部に設けたギヤケー
ス４を貫通するクランク軸１０にキャリヤ１５を固定す
る。キャリヤ１５とギヤケース４との間に遊星歯車式増
速装置を設ける。前記遊星歯車式増速装置のリング状の
太陽歯車１８の同一円周上に、複数個の段付き遊星歯車
２４を回転自在に軸着する。これら遊星歯車２４の内側
に従動回転体７を設け、この従動回転体７の太陽歯車９
を遊星歯車２４の一つと噛合するようにし、前記段付き
遊星歯車２４の外側に、該遊星歯車と噛合する複数個の
内歯歯車２８，２９，３０，３１を回転自在に併設す
る。これらの内歯歯車とギヤケース４間にそれぞれ一方
向クラッチ３２を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自転車のクランク軸部
に設ける遊星歯車付きの自転車用変速装置に関するもの
である。
に設ける遊星歯車付きの自転車用変速装置に関するもの
である。
【０００２】
【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、多段のスプロケット間に掛け渡したチェー
ンをディレーラーを介して掛け替える所謂外装変速機で
ある。この他に、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。更に、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、例えば本出願人が先
に提案した特開昭６２−９９２９３号公報に開示された
ものがあり、また特開平１−２６６０８９号公報や実開
昭５０−２６５４７号公報に開示されているような遊星
歯車機構と外装変速機とを組み合わせる方式のものも提
案されている。
いるものは、多段のスプロケット間に掛け渡したチェー
ンをディレーラーを介して掛け替える所謂外装変速機で
ある。この他に、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。更に、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、例えば本出願人が先
に提案した特開昭６２−９９２９３号公報に開示された
ものがあり、また特開平１−２６６０８９号公報や実開
昭５０−２６５４７号公報に開示されているような遊星
歯車機構と外装変速機とを組み合わせる方式のものも提
案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記特開昭６
２−９９２９３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優れた変速装置を提
供することを目的とするものである。
２−９９２９３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優れた変速装置を提
供することを目的とするものである。
【０００４】すなわち、本出願人が提案した前記特開昭
６２−９９２９３号の変速装置は、一般に使用されてい
る多段の外装変速機と異なり、いずれの変速段において
もクランク軸と直交する直線状の伝達経路によって伝動
が行われるので、チェーンやスプロケットに無理な力が
かからず、効率のよい、耐久性の優れた自転車用変速装
置としてユーザーに提供されている。
６２−９９２９３号の変速装置は、一般に使用されてい
る多段の外装変速機と異なり、いずれの変速段において
もクランク軸と直交する直線状の伝達経路によって伝動
が行われるので、チェーンやスプロケットに無理な力が
かからず、効率のよい、耐久性の優れた自転車用変速装
置としてユーザーに提供されている。
【０００５】しかしながら、前記従来装置には下記のよ
うな欠点があることが分かった。すなわち、該装置にお
いて変速用の一方向クラッチは太陽歯車の内周部に設け
る構成としているので、軸心からの距離が非常に近いた
めにてこ比が大きくなり、踏力を加えるとこれらの一方
向クラッチに大きな荷重がかかり、一方向クラッチを構
成しているラチェットや爪等の耐久性を損ない、且つ踏
力が加わっている状態で変速操作をする場合には変速操
作が重いという問題点があることが分かった。
うな欠点があることが分かった。すなわち、該装置にお
いて変速用の一方向クラッチは太陽歯車の内周部に設け
る構成としているので、軸心からの距離が非常に近いた
めにてこ比が大きくなり、踏力を加えるとこれらの一方
向クラッチに大きな荷重がかかり、一方向クラッチを構
成しているラチェットや爪等の耐久性を損ない、且つ踏
力が加わっている状態で変速操作をする場合には変速操
作が重いという問題点があることが分かった。
【０００６】また該装置のように、遊星機構を組み込ん
だ変速装置とスプロケットを片側に集中して設ける構造
においては、変速段数を増加していくと変速装置の幅が
厚くなり、結果的にクランク軸の突出部が長くなり、ク
ランクの取付位置が外側にとび出して、ペダルに踏力を
加えた時にクランク軸が撓み、ギヤの噛み合いが悪くな
り、効率が低下するという問題があった。すなわち、ス
ポーツ車や現在流行のマウンテンバイク等に必要な６段
とか８段といった変速段数を得ることが困難であった。
だ変速装置とスプロケットを片側に集中して設ける構造
においては、変速段数を増加していくと変速装置の幅が
厚くなり、結果的にクランク軸の突出部が長くなり、ク
ランクの取付位置が外側にとび出して、ペダルに踏力を
加えた時にクランク軸が撓み、ギヤの噛み合いが悪くな
り、効率が低下するという問題があった。すなわち、ス
ポーツ車や現在流行のマウンテンバイク等に必要な６段
とか８段といった変速段数を得ることが困難であった。
【０００７】又、特開平１−２６６０８９号公報や実開
昭５０−２６５４７号公報（前者は２枚のスプロケット
が図示されているが後者には変速方法は明示されていな
い）に提案されているような機構のもの、すなわち、遊
星増速機構の出力側に複数列のスプロケットを有し、外
装変速機（ディレーラー）によってチェーンを掛け替え
て変速する機構のものは、外装変速機を必要としたり、
複数のスプロケットを設ける必要があり、それが重量の
増加やコストアップの要因となっていた。加えてチェー
ンが斜めに掛け渡される構造であるから、チェーンやス
プロケットがこじられたり、加えて遊星歯車が片持ち構
造となっているので伝動効率や耐久性を低下させるとい
う問題点があった。
昭５０−２６５４７号公報（前者は２枚のスプロケット
が図示されているが後者には変速方法は明示されていな
い）に提案されているような機構のもの、すなわち、遊
星増速機構の出力側に複数列のスプロケットを有し、外
装変速機（ディレーラー）によってチェーンを掛け替え
て変速する機構のものは、外装変速機を必要としたり、
複数のスプロケットを設ける必要があり、それが重量の
増加やコストアップの要因となっていた。加えてチェー
ンが斜めに掛け渡される構造であるから、チェーンやス
プロケットがこじられたり、加えて遊星歯車が片持ち構
造となっているので伝動効率や耐久性を低下させるとい
う問題点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために本発明においては、自転車フレームのハンガ部
に、ハンガを兼ねるギヤケースを設け、このギヤケース
を貫通して回転自在に支持したクランク軸にキャリヤを
固定し、このキャリヤの同一円周上に、複数個の遊星歯
車を回転自在に軸着し、これら遊星歯車の内側に、リン
グ状の太陽歯車を前記遊星歯車と噛合するように設け、
前記キャリヤと太陽歯車の間に一方向クラッチを設け、
前記遊星歯車の外側に、該遊星歯車と噛合する内歯歯車
を回転自在に設け、この内歯歯車と前記ギヤケースの間
に一方向クラッチを設けて選択的に接続できるように
し、前記したリング状の太陽歯車の同一円周上に、それ
ぞれ歯数の異なる歯車を一体に形成した複数個の段付き
遊星歯車を回転自在に軸着し、これら遊星歯車の内側に
太陽歯車とスプロケットを一体的に形成した従動回転体
を設け、この従動回転体の太陽歯車を前記遊星歯車の一
つと噛合するようにし、前記段付き遊星歯車の外側に、
該遊星歯車とそれぞれ噛合する複数個の内歯歯車をそれ
ぞれ独立して回転自在に併設し、これらの内歯歯車と前
記ギヤケース間にそれぞれ一方向クラッチを設け、これ
ら各一方向クラッチの一つを選択的に接続できるように
して自転車用変速装置を構成する。
ために本発明においては、自転車フレームのハンガ部
に、ハンガを兼ねるギヤケースを設け、このギヤケース
を貫通して回転自在に支持したクランク軸にキャリヤを
固定し、このキャリヤの同一円周上に、複数個の遊星歯
車を回転自在に軸着し、これら遊星歯車の内側に、リン
グ状の太陽歯車を前記遊星歯車と噛合するように設け、
前記キャリヤと太陽歯車の間に一方向クラッチを設け、
前記遊星歯車の外側に、該遊星歯車と噛合する内歯歯車
を回転自在に設け、この内歯歯車と前記ギヤケースの間
に一方向クラッチを設けて選択的に接続できるように
し、前記したリング状の太陽歯車の同一円周上に、それ
ぞれ歯数の異なる歯車を一体に形成した複数個の段付き
遊星歯車を回転自在に軸着し、これら遊星歯車の内側に
太陽歯車とスプロケットを一体的に形成した従動回転体
を設け、この従動回転体の太陽歯車を前記遊星歯車の一
つと噛合するようにし、前記段付き遊星歯車の外側に、
該遊星歯車とそれぞれ噛合する複数個の内歯歯車をそれ
ぞれ独立して回転自在に併設し、これらの内歯歯車と前
記ギヤケース間にそれぞれ一方向クラッチを設け、これ
ら各一方向クラッチの一つを選択的に接続できるように
して自転車用変速装置を構成する。
【０００９】また前記した自転車用変速装置において、
キャリヤとリング状の太陽歯車との間に一方向クラッチ
を設ける代わりに、クランク軸もしくはキャリヤに爪胴
を固着し、該爪胴とリング状の太陽歯車との間に一方向
クラッチを設けてもよい。
キャリヤとリング状の太陽歯車との間に一方向クラッチ
を設ける代わりに、クランク軸もしくはキャリヤに爪胴
を固着し、該爪胴とリング状の太陽歯車との間に一方向
クラッチを設けてもよい。
【００１０】また前記した各内歯歯車の外周にラチェッ
ト歯を刻設すると共に、前記ギヤケースの外周に開口部
を設け、そこに前記ラチェット歯に対応して、カムに連
動する爪を回動自在に軸着した爪台を固定し、操作ワイ
ヤを操作することにより前記カムを回転させて、前記爪
を選択的に前記ラチェット歯に係合できるようにしても
よい。
ト歯を刻設すると共に、前記ギヤケースの外周に開口部
を設け、そこに前記ラチェット歯に対応して、カムに連
動する爪を回動自在に軸着した爪台を固定し、操作ワイ
ヤを操作することにより前記カムを回転させて、前記爪
を選択的に前記ラチェット歯に係合できるようにしても
よい。
【００１１】
【作用】本発明装置は上述のように、自転車フレームの
ハンガ部にハンガを兼ねるギヤケースを設け、このギヤ
ケース内に遊星変速機構を組み込んだから、該遊星変速
機構をクランク軸の両持ち部（中央部）に配設すること
ができると共に、この遊星変速機構を支持する両支持点
の幅が広いので、ペダルに踏力がかかってもギヤ及びス
プロケットは円滑に回転することができる。
ハンガ部にハンガを兼ねるギヤケースを設け、このギヤ
ケース内に遊星変速機構を組み込んだから、該遊星変速
機構をクランク軸の両持ち部（中央部）に配設すること
ができると共に、この遊星変速機構を支持する両支持点
の幅が広いので、ペダルに踏力がかかってもギヤ及びス
プロケットは円滑に回転することができる。
【００１２】また、上述のような構成にした結果、６〜
８段変速といった多段の変速が可能となり、マウンテン
バイク等のスポーツタイプの自転車まで幅広く採用する
ことができる。さらに、変速用の一方向クラッチを装置
外周部に設ける構造とした結果、軸心から一方向クラッ
チまでの距離が遠くなったので、一方向クラッチにかか
る踏力によるトルクが小さくなり、このため一方向クラ
ッチを構成しているラチェットや爪の耐久性が向上する
と共に、踏力が加わっている状態での変速操作も軽くな
る。
８段変速といった多段の変速が可能となり、マウンテン
バイク等のスポーツタイプの自転車まで幅広く採用する
ことができる。さらに、変速用の一方向クラッチを装置
外周部に設ける構造とした結果、軸心から一方向クラッ
チまでの距離が遠くなったので、一方向クラッチにかか
る踏力によるトルクが小さくなり、このため一方向クラ
ッチを構成しているラチェットや爪の耐久性が向上する
と共に、踏力が加わっている状態での変速操作も軽くな
る。
【００１３】
【実施例】以下、図面について本発明の実施例を説明す
る。図中１は自転車フレームのメインパイプ、２は立パ
イプ、３はチェーンステー、４は自転車フレームのハン
ガ部に設けたハンガを兼ねるギヤケースである。
る。図中１は自転車フレームのメインパイプ、２は立パ
イプ、３はチェーンステー、４は自転車フレームのハン
ガ部に設けたハンガを兼ねるギヤケースである。
【００１４】このギヤケース４はケース本体４ａとケー
ス蓋４ｂとによって形成されており、４ｃ，４ｄ，４ｅ
はそれぞれケース本体４ａの外周部に突設したボス部で
あり、ボス部４ｃ，４ｄ，４ｅにはメインパイプ１、立
パイプ２、チェーンステー３がそれぞれ嵌入して接続さ
れている。
ス蓋４ｂとによって形成されており、４ｃ，４ｄ，４ｅ
はそれぞれケース本体４ａの外周部に突設したボス部で
あり、ボス部４ｃ，４ｄ，４ｅにはメインパイプ１、立
パイプ２、チェーンステー３がそれぞれ嵌入して接続さ
れている。
【００１５】また、４ｆはケース本体４ａの中心部に突
設した軸筒部であり、この軸筒部４ｆには左側のハンガ
ワン５が嵌入して保持されるようになっており、またケ
ース蓋４ｂの中心孔４ｇには、ボールベアリング６を介
して中空軸筒状の従動回転体７が回転自在に設けられて
いる。この従動回動体７は、右側のハンガワン７ａを兼
ねており、その外側にはスプロケット８が固着してあ
り、また内側の外周部には太陽歯車９が一体に形成され
ている。
設した軸筒部であり、この軸筒部４ｆには左側のハンガ
ワン５が嵌入して保持されるようになっており、またケ
ース蓋４ｂの中心孔４ｇには、ボールベアリング６を介
して中空軸筒状の従動回転体７が回転自在に設けられて
いる。この従動回動体７は、右側のハンガワン７ａを兼
ねており、その外側にはスプロケット８が固着してあ
り、また内側の外周部には太陽歯車９が一体に形成され
ている。
【００１６】１０は前記したハンガワン５，７ａ及び鋼
球１１を介して回転自在に枢支されたクランク軸、１
２，１３は各ハンガワン５，７ａとクランク軸１０との
間に設けたオイルシールであり、１４はクランク軸１０
の両端にそれぞれ嵌着したクランクアームである。
球１１を介して回転自在に枢支されたクランク軸、１
２，１３は各ハンガワン５，７ａとクランク軸１０との
間に設けたオイルシールであり、１４はクランク軸１０
の両端にそれぞれ嵌着したクランクアームである。
【００１７】またギヤケース４内のクランク軸１０に略
円盤状のキャリヤ１５を固着する。１５ａはキャリヤ１
５の中心部を形成するボス部で、その内周部１５ｂはク
ランク軸１０のセレーション部１０ａに嵌合している。
円盤状のキャリヤ１５を固着する。１５ａはキャリヤ１
５の中心部を形成するボス部で、その内周部１５ｂはク
ランク軸１０のセレーション部１０ａに嵌合している。
【００１８】キャリヤ１５の図１における右側端面に
は、複数個（本実施例では図２に示すように３個）の遊
星歯車１６を同一円周等分位置に軸１７によりキャリヤ
１５に対して回転自在に枢支する。そして前記遊星歯車
１６の内側に、リング状の太陽歯車１８を該遊星歯車１
６と噛合するよう設けると共に、前記キャリヤ１５と太
陽歯車１８の間に一方向クラッチ１９を設ける。
は、複数個（本実施例では図２に示すように３個）の遊
星歯車１６を同一円周等分位置に軸１７によりキャリヤ
１５に対して回転自在に枢支する。そして前記遊星歯車
１６の内側に、リング状の太陽歯車１８を該遊星歯車１
６と噛合するよう設けると共に、前記キャリヤ１５と太
陽歯車１８の間に一方向クラッチ１９を設ける。
【００１９】すなわち、図２に示すように、前記太陽歯
車１８の内周部にラチェット歯１８ａを刻設すると共
に、それと対向するキャリヤ１５に設けたボス部１５ａ
の外周部に複数個（本実施例では２個）の爪２０を回動
自在に枢着し、該爪２０の遊端をばね２１によって前記
ラチェット歯１８ａに係合させるようにして一方向クラ
ッチ１９を構成する。
車１８の内周部にラチェット歯１８ａを刻設すると共
に、それと対向するキャリヤ１５に設けたボス部１５ａ
の外周部に複数個（本実施例では２個）の爪２０を回動
自在に枢着し、該爪２０の遊端をばね２１によって前記
ラチェット歯１８ａに係合させるようにして一方向クラ
ッチ１９を構成する。
【００２０】一方、前記遊星歯車１６とギヤケース４と
の間に、その内周に内歯２２ａをもち、且つその外周に
ラチェット歯２２ｂを刻設した内歯歯車２２を設けて前
記遊星歯車１６と噛合させる。
の間に、その内周に内歯２２ａをもち、且つその外周に
ラチェット歯２２ｂを刻設した内歯歯車２２を設けて前
記遊星歯車１６と噛合させる。
【００２１】また、前記リング状の太陽歯車１８の同一
円周等分位置に、それぞれ歯数の異なる複数個（本実施
例では４個）の歯車２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを
一体的に形成した３個の遊星歯車２４を軸２５により太
陽歯車１８に対して回転自在に枢支する。そして、前記
遊星歯車２４ｄを前記太陽歯車９と噛合させる。また２
６は軸２５の右側端を支承するために設けたリング状の
軸支承板で、２７はこの軸支承板２６を太陽歯車１８に
固定するためのボルトで、２７ａはそのカラーである。
円周等分位置に、それぞれ歯数の異なる複数個（本実施
例では４個）の歯車２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを
一体的に形成した３個の遊星歯車２４を軸２５により太
陽歯車１８に対して回転自在に枢支する。そして、前記
遊星歯車２４ｄを前記太陽歯車９と噛合させる。また２
６は軸２５の右側端を支承するために設けたリング状の
軸支承板で、２７はこの軸支承板２６を太陽歯車１８に
固定するためのボルトで、２７ａはそのカラーである。
【００２２】又、前記遊星歯車２４の各歯車２４ａ，２
４ｂ，２４ｃ，２４ｄとギヤケース４との間に、その内
周に内歯をもち、且つその外周にラチェット歯を刻設し
た内歯歯車２８，２９，３０，３１を設けて、それぞれ
前記遊星歯車２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと噛合さ
せる。
４ｂ，２４ｃ，２４ｄとギヤケース４との間に、その内
周に内歯をもち、且つその外周にラチェット歯を刻設し
た内歯歯車２８，２９，３０，３１を設けて、それぞれ
前記遊星歯車２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと噛合さ
せる。
【００２３】又、ギヤケース４と内歯歯車２２，２８，
２９，３０，３１との間に一方向クラッチ３２を介在さ
せる。すなわち、２２ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａ，３
１ａは内歯歯車２２，２８，２９，３０，３１の内周に
形成した内歯で、２２ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３
１ｂは内歯歯車２２，２８，２９，３０，３１の外周に
形成したラチェット歯である。
２９，３０，３１との間に一方向クラッチ３２を介在さ
せる。すなわち、２２ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａ，３
１ａは内歯歯車２２，２８，２９，３０，３１の内周に
形成した内歯で、２２ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３
１ｂは内歯歯車２２，２８，２９，３０，３１の外周に
形成したラチェット歯である。
【００２４】又、ギヤケース４のケース本体４ａの外周
に開口４ｈを設け、そこに略ボックス状の爪台３７を嵌
着し、この爪台３７内に前記ラチェット歯２２ｂ，２８
ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂにそれぞれ対応する爪２
３，３３，３４，３５，３６を軸３８（図２，３参照）
により爪台３７に対して回動自在に設け、これらの爪２
３，３３，３４，３５，３６をそれぞれ対応するラチェ
ット歯２２ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂに係合
するように付勢するばね３９（図２，３参照）を各爪の
片側と爪台３７との間に設けると共に、各爪の他側とそ
れぞれ接触する５個のカム４０，４１，４２，４３，４
４を図４に示すように、互いに位相をずらせて爪台３７
を貫通する軸４５に固着し、この軸４５の外方突出部に
ワイヤリール４６を固着し、このワイヤリール４６に操
作ワイヤ４７を接続する。尚、４８は軸４５に嵌装した
ワイヤリール４６の戻しばねである。
に開口４ｈを設け、そこに略ボックス状の爪台３７を嵌
着し、この爪台３７内に前記ラチェット歯２２ｂ，２８
ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂにそれぞれ対応する爪２
３，３３，３４，３５，３６を軸３８（図２，３参照）
により爪台３７に対して回動自在に設け、これらの爪２
３，３３，３４，３５，３６をそれぞれ対応するラチェ
ット歯２２ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂに係合
するように付勢するばね３９（図２，３参照）を各爪の
片側と爪台３７との間に設けると共に、各爪の他側とそ
れぞれ接触する５個のカム４０，４１，４２，４３，４
４を図４に示すように、互いに位相をずらせて爪台３７
を貫通する軸４５に固着し、この軸４５の外方突出部に
ワイヤリール４６を固着し、このワイヤリール４６に操
作ワイヤ４７を接続する。尚、４８は軸４５に嵌装した
ワイヤリール４６の戻しばねである。
【００２５】図７および図８は本発明の他の実施例を示
すもので、図中前記符号と同一の符号は同等のものを示
している。すなわち上述した図１の実施例においては、
キャリヤ１５にボス部１５ａを設けて、その外周部とそ
れと対向して配設した太陽歯車１８の内周部との間に一
方向クラッチ１９を配設したが、図７の実施例ではボス
部１５ａを設ける代わりに爪胴４９をクランク軸１０に
固定し、それと対向して太陽歯車１８を配設し、その間
に一方向クラッチ１９を介在させている。
すもので、図中前記符号と同一の符号は同等のものを示
している。すなわち上述した図１の実施例においては、
キャリヤ１５にボス部１５ａを設けて、その外周部とそ
れと対向して配設した太陽歯車１８の内周部との間に一
方向クラッチ１９を配設したが、図７の実施例ではボス
部１５ａを設ける代わりに爪胴４９をクランク軸１０に
固定し、それと対向して太陽歯車１８を配設し、その間
に一方向クラッチ１９を介在させている。
【００２６】また図８の実施例は、キャリヤ１５のボス
部１５ａの外周に爪胴４９を固着し、それと対向して太
陽歯車１８を配設し、その間に一方向クラッチ１９を介
在させたものである。
部１５ａの外周に爪胴４９を固着し、それと対向して太
陽歯車１８を配設し、その間に一方向クラッチ１９を介
在させたものである。
【００２７】次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４７を図２の矢印Ａ方向に最大限まで引っ張
ると、爪とラチェット歯との関係は次の表１の(a) 欄の
ような状態となる。表中黒丸は爪がラチェット歯と噛合
しているＯＮの状態を示し、白丸は爪がラチェット離脱
しているＯＦＦの状態を示している。
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４７を図２の矢印Ａ方向に最大限まで引っ張
ると、爪とラチェット歯との関係は次の表１の(a) 欄の
ような状態となる。表中黒丸は爪がラチェット歯と噛合
しているＯＮの状態を示し、白丸は爪がラチェット離脱
しているＯＦＦの状態を示している。
【００２８】
【表１】
【００２９】即ちこの場合、爪３３がカム４１の回転に
よってラチェット歯２８ｂと係合して一方向クラッチ３
２が接続する。従って内歯歯車２８とギヤケース４との
間が接続される。この状態でクランクアーム１４を図２
の矢印Ｂ方向に回転させると、クランク軸１０、及びこ
れに固定したキャリヤ１５も矢印Ｂ方向に回転する。こ
れに伴いキャリヤ１５に回転自在に枢支した遊星歯車１
６も軸１７を介して矢印Ｂ方向に公転するが、それと噛
合する内歯歯車２２とギヤケース４との間の一方向クラ
ッチ３２ａは断の状態にあるので、前記遊星歯車１６と
噛合している太陽歯車は遊星歯車１６により増速される
ことはない。
よってラチェット歯２８ｂと係合して一方向クラッチ３
２が接続する。従って内歯歯車２８とギヤケース４との
間が接続される。この状態でクランクアーム１４を図２
の矢印Ｂ方向に回転させると、クランク軸１０、及びこ
れに固定したキャリヤ１５も矢印Ｂ方向に回転する。こ
れに伴いキャリヤ１５に回転自在に枢支した遊星歯車１
６も軸１７を介して矢印Ｂ方向に公転するが、それと噛
合する内歯歯車２２とギヤケース４との間の一方向クラ
ッチ３２ａは断の状態にあるので、前記遊星歯車１６と
噛合している太陽歯車は遊星歯車１６により増速される
ことはない。
【００３０】しかしながらキャリヤ１５が矢印Ｂ方向に
回転すると、前記太陽歯車１８とキャリヤ１５との間に
介在させた一方向クラッチ１９が働き、太陽歯車１８は
キャリヤ１５と一体的に矢印Ｂの方向に回転する。従っ
て遊星歯車２４は太陽歯車１８、軸２５を介して図６の
矢印Ｃの方向に公転する。この場合、内歯歯車２８が一
方向クラッチ３２によって矢印Ｃ方向の回転を阻止され
ているため、この内歯歯車２８と噛合している遊星歯車
２４ａが矢印Ｄの方向に自転する。また遊星歯車２４
ｂ，２４ｃ，２４ｄは遊星歯車２４ａと一体的に形成さ
れており、且つ遊星歯車２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは内歯
歯車２９，３０，３１とそれぞれ噛み合ってはいるもの
の内歯歯車２９，３０，３１は自由に回転できるので遊
星歯車２４ａと同方向、同角速度で自転する。
回転すると、前記太陽歯車１８とキャリヤ１５との間に
介在させた一方向クラッチ１９が働き、太陽歯車１８は
キャリヤ１５と一体的に矢印Ｂの方向に回転する。従っ
て遊星歯車２４は太陽歯車１８、軸２５を介して図６の
矢印Ｃの方向に公転する。この場合、内歯歯車２８が一
方向クラッチ３２によって矢印Ｃ方向の回転を阻止され
ているため、この内歯歯車２８と噛合している遊星歯車
２４ａが矢印Ｄの方向に自転する。また遊星歯車２４
ｂ，２４ｃ，２４ｄは遊星歯車２４ａと一体的に形成さ
れており、且つ遊星歯車２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは内歯
歯車２９，３０，３１とそれぞれ噛み合ってはいるもの
の内歯歯車２９，３０，３１は自由に回転できるので遊
星歯車２４ａと同方向、同角速度で自転する。
【００３１】すなわち、遊星歯車２４の自転は歯車２４
ａによって定まる。従って遊星歯車２４ａと一体的に形
成された遊星歯車２４ｄと噛合している太陽歯車９及び
それと一体のスプロケット８が矢印Ｆ方向に増速されて
回転することになる。従ってチエーン（図示せず）を介
して後輪が回転して自転車が走行する。
ａによって定まる。従って遊星歯車２４ａと一体的に形
成された遊星歯車２４ｄと噛合している太陽歯車９及び
それと一体のスプロケット８が矢印Ｆ方向に増速されて
回転することになる。従ってチエーン（図示せず）を介
して後輪が回転して自転車が走行する。
【００３２】又、前記した図５(a) の状態から操作ワイ
ヤ４７を矢印Ｇの方向に一段緩めると、爪とラチェット
歯との関係は表１の(b) のような状態になる。すなわち
この場合、爪３４がカム４２の回動によってラチェット
歯２９ｂと係合して一方向クラッチ３２を接続する。従
って内歯歯車２９とギヤケース４の間が接続する。
ヤ４７を矢印Ｇの方向に一段緩めると、爪とラチェット
歯との関係は表１の(b) のような状態になる。すなわち
この場合、爪３４がカム４２の回動によってラチェット
歯２９ｂと係合して一方向クラッチ３２を接続する。従
って内歯歯車２９とギヤケース４の間が接続する。
【００３３】この状態でクランクアーム１４を図２の矢
印Ｂ方向に回転させると、前の場合と同様にクランク軸
１０、及びこれに固定したキャリヤ１５も矢印Ｂ方向に
回転する。それに伴いキャリヤ１５に回転自在に枢支し
た遊星歯車１６も軸１７を介して矢印Ｂ方向に公転する
が、それと噛合する内歯歯車２２とギヤケース４との間
の一方向クラッチ３２ａは断の状態にあるので、前記遊
星歯車１６と噛合している太陽歯車１８は遊星歯車１６
によって増速されることはない。
印Ｂ方向に回転させると、前の場合と同様にクランク軸
１０、及びこれに固定したキャリヤ１５も矢印Ｂ方向に
回転する。それに伴いキャリヤ１５に回転自在に枢支し
た遊星歯車１６も軸１７を介して矢印Ｂ方向に公転する
が、それと噛合する内歯歯車２２とギヤケース４との間
の一方向クラッチ３２ａは断の状態にあるので、前記遊
星歯車１６と噛合している太陽歯車１８は遊星歯車１６
によって増速されることはない。
【００３４】しかしながらキャリヤ１５が矢印Ｂ方向に
回転すると、前記太陽歯車１８とキャリヤ１５との間に
介在させた一方向クラッチ１９が働き、太陽歯車１８は
キャリヤ１５と一体的に矢印Ｂの方向に回転する。従っ
て遊星歯車２４は太陽歯車１８、軸２５を介して図６の
矢印Ｃの方向に公転する。この場合、内歯歯車２９が一
方向クラッチ３２によって矢印Ｃ方向の回転を阻止され
ているため、この内歯歯車２９と噛合している遊星歯車
２４ｂが矢印Ｄの方向に自転する。また遊星歯車２４
ａ，２４ｃ，２４ｄは遊星歯車２４ｂと一体的に形成さ
れており、且つ遊星歯車２４ａ，２４ｃ，２４ｄは内歯
歯車２８，３０，３１とそれぞれ噛み合ってはいるもの
の内歯歯車２８，３０，３１は自由に回転できるので遊
星歯車２４ｂと同方向、同角速度で自転する。すなわ
ち、遊星歯車２４の自転は歯車２４ｂによって定まる。
従って遊星歯車２４ｂと一体的に形成された遊星歯車２
４ｄと噛合している太陽歯車９及びそれと一体のスプロ
ケット８が矢印Ｆ方向に前回より更に増速されて回転す
ることになる。
回転すると、前記太陽歯車１８とキャリヤ１５との間に
介在させた一方向クラッチ１９が働き、太陽歯車１８は
キャリヤ１５と一体的に矢印Ｂの方向に回転する。従っ
て遊星歯車２４は太陽歯車１８、軸２５を介して図６の
矢印Ｃの方向に公転する。この場合、内歯歯車２９が一
方向クラッチ３２によって矢印Ｃ方向の回転を阻止され
ているため、この内歯歯車２９と噛合している遊星歯車
２４ｂが矢印Ｄの方向に自転する。また遊星歯車２４
ａ，２４ｃ，２４ｄは遊星歯車２４ｂと一体的に形成さ
れており、且つ遊星歯車２４ａ，２４ｃ，２４ｄは内歯
歯車２８，３０，３１とそれぞれ噛み合ってはいるもの
の内歯歯車２８，３０，３１は自由に回転できるので遊
星歯車２４ｂと同方向、同角速度で自転する。すなわ
ち、遊星歯車２４の自転は歯車２４ｂによって定まる。
従って遊星歯車２４ｂと一体的に形成された遊星歯車２
４ｄと噛合している太陽歯車９及びそれと一体のスプロ
ケット８が矢印Ｆ方向に前回より更に増速されて回転す
ることになる。
【００３５】以下、同様に変速操作装置を操作して、操
作ワイヤを一段ずつ戻していくと、それに応じてさらに
増速されることになる。特に表１の(e) 〜(h) に示すよ
うに、爪２３がラチェット歯２２ｂと係合することによ
り内歯歯車２２とギヤケース４との間の一方向クラッチ
３２ａが接続された状態においては、クランクアームを
図２の矢印Ｂ方向に回転させると、クランク軸１０、及
びこれに固定したキャリヤ１５も矢印Ｂ方向に回転し、
それに伴いキャリヤ１５に回転自在に枢支した遊星歯車
１６も軸１７を介して矢印Ｂ方向に公転する。この場
合、前述のように内歯歯車２２とギヤケース４との間の
一方向クラッチ３２ａが接続されているので、遊星歯車
１６は図２の矢印Ｈ方向に自転する。これに伴い前記遊
星歯車１６と噛合している太陽歯車１８も矢印Ｂ方向に
増速されて回転する。この回転が上述のような遊星歯車
２４の作用により更に増速されてスプロケット８を回転
させることになる。
作ワイヤを一段ずつ戻していくと、それに応じてさらに
増速されることになる。特に表１の(e) 〜(h) に示すよ
うに、爪２３がラチェット歯２２ｂと係合することによ
り内歯歯車２２とギヤケース４との間の一方向クラッチ
３２ａが接続された状態においては、クランクアームを
図２の矢印Ｂ方向に回転させると、クランク軸１０、及
びこれに固定したキャリヤ１５も矢印Ｂ方向に回転し、
それに伴いキャリヤ１５に回転自在に枢支した遊星歯車
１６も軸１７を介して矢印Ｂ方向に公転する。この場
合、前述のように内歯歯車２２とギヤケース４との間の
一方向クラッチ３２ａが接続されているので、遊星歯車
１６は図２の矢印Ｈ方向に自転する。これに伴い前記遊
星歯車１６と噛合している太陽歯車１８も矢印Ｂ方向に
増速されて回転する。この回転が上述のような遊星歯車
２４の作用により更に増速されてスプロケット８を回転
させることになる。
【００３６】逆に減速する場合は、操作ワイヤ４７を図
５(d) の矢印Ｌ方向に引っ張ればよい。尚、本実施例に
おいては変速用のカム４０，４１，４２，４３，４４を
互いに位相をずらせて軸４５に固着し、一系統の操作ワ
イヤで変速操作を行うよう構成しているが、カム４０を
他のカム４１，４２，４３，４４から独立して配設し、
別系統によってカム４０を操作し、爪２３をＯＮ，ＯＦ
Ｆさせることによって高速４段と低速４段を選択し、ト
ータルで８段変速とすることもできる。さらに本実施例
では８段変速としているが、６段，１０段--- と展開す
ることも可能である。
５(d) の矢印Ｌ方向に引っ張ればよい。尚、本実施例に
おいては変速用のカム４０，４１，４２，４３，４４を
互いに位相をずらせて軸４５に固着し、一系統の操作ワ
イヤで変速操作を行うよう構成しているが、カム４０を
他のカム４１，４２，４３，４４から独立して配設し、
別系統によってカム４０を操作し、爪２３をＯＮ，ＯＦ
Ｆさせることによって高速４段と低速４段を選択し、ト
ータルで８段変速とすることもできる。さらに本実施例
では８段変速としているが、６段，１０段--- と展開す
ることも可能である。
【００３７】
【発明の効果】本発明装置は上述のように、自転車フレ
ームのハンガ部にハンガを兼ねるギヤケースを設け、こ
のギヤケース内に遊星変速機構を組み込んだから、該遊
星変速機構をクランク軸の両持ち部（中央部）に配設す
ることができると共に、この遊星変速機構を支持する両
支持点の幅が広いので、ペダルに踏力がかかってもギヤ
及びスプロケットは円滑に回転することができる。ま
た、上述のような構成にした結果、６〜８段変速といっ
た多段の変速が可能となり、マウンテンバイク等のスポ
ーツタイプの自転車まで幅広く採用することができる。
ームのハンガ部にハンガを兼ねるギヤケースを設け、こ
のギヤケース内に遊星変速機構を組み込んだから、該遊
星変速機構をクランク軸の両持ち部（中央部）に配設す
ることができると共に、この遊星変速機構を支持する両
支持点の幅が広いので、ペダルに踏力がかかってもギヤ
及びスプロケットは円滑に回転することができる。ま
た、上述のような構成にした結果、６〜８段変速といっ
た多段の変速が可能となり、マウンテンバイク等のスポ
ーツタイプの自転車まで幅広く採用することができる。
【００３８】さらに、変速用の一方向クラッチを装置外
周部に設ける構造とした結果、軸心から一方向クラッチ
までの距離が遠くなったので、一方向クラッチにかかる
踏力によるトルクが小さくなり、このため一方向クラッ
チを構成しているラチェットや爪の耐久性が向上すると
共に、踏力が加わっている状態での変速操作も軽くな
る。又、変速切換装置をカムによるＯＮ，ＯＦＦ構造と
したから、変速操作が簡単で確実に変速でき、且つ爪と
ラチェットとの接触音が無くなり静かな変速機を提供す
ることができるから、本発明によれば多くのすぐれた効
果が得られる。
周部に設ける構造とした結果、軸心から一方向クラッチ
までの距離が遠くなったので、一方向クラッチにかかる
踏力によるトルクが小さくなり、このため一方向クラッ
チを構成しているラチェットや爪の耐久性が向上すると
共に、踏力が加わっている状態での変速操作も軽くな
る。又、変速切換装置をカムによるＯＮ，ＯＦＦ構造と
したから、変速操作が簡単で確実に変速でき、且つ爪と
ラチェットとの接触音が無くなり静かな変速機を提供す
ることができるから、本発明によれば多くのすぐれた効
果が得られる。
【図１】本発明装置の縦断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面を含む側面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ断面を含む側面図である。
【図４】位相の異なる５個のカムの斜視図である。
【図５】(a) 〜(h) は、一方向クラッチの各作動状態を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図６】図３と対応する本発明装置の作用説明図であ
る。
る。
【図７】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図８】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
１ メインパイプ ２ 立パイプ ３ チェーンステー ４ ギヤケース 4a ケース本体 4b ケース蓋 ５ ハンガワン ６ ボールベアリング ７ 従動回転体 ８ スプロケット ９ 太陽歯車 10 クランク軸 11 鋼球 12，13 オイルシール 14 クランクアーム 15 キャリヤ 16 遊星歯車 17 軸 18 太陽歯車 18a ラチェット歯 19 一方向クラッチ 20 爪 21 ばね 22 内歯歯車 22a 内歯 22b ラチェット歯 23 爪 24 遊星歯車 24a, 24b, 24c, 24d 歯車 25 軸 26 軸支承板 27 ボルト 28, 29, 30, 31 内歯歯車 28a, 29a, 30a, 31a 内歯 28b, 29b, 30b, 31b ラチェット歯 32 一方向クラッチ 33, 34, 35, 36 爪 37 爪台 38 軸 39 ばね 40, 41, 42, 43, 44 カム 45 軸 46 ワイヤリール 47 操作ワイヤ 48 戻しばね 49 爪胴
Claims (3)
- 【請求項１】 自転車フレームのハンガ部に、ハンガを
兼ねるギヤケースを設け、このギヤケースを貫通して回
転自在に支持したクランク軸にキャリヤを固定し、この
キャリヤの同一円周上に、複数個の遊星歯車を回転自在
に軸着し、これら遊星歯車の内側に、リング状の太陽歯
車を前記遊星歯車と噛合するように設け、前記キャリヤ
と太陽歯車の間に一方向クラッチを設け、前記遊星歯車
の外側に、該遊星歯車と噛合する内歯歯車を回転自在に
設け、この内歯歯車と前記ギヤケースの間に一方向クラ
ッチを設けて選択的に接続できるようにし、前記したリ
ング状の太陽歯車の同一円周上に、それぞれ歯数の異な
る歯車を一体に形成した複数個の段付き遊星歯車を回転
自在に軸着し、これら遊星歯車の内側に太陽歯車とスプ
ロケットを一体的に形成した従動回転体を設け、この従
動回転体の太陽歯車を前記遊星歯車の一つと噛合するよ
うにし、前記段付き遊星歯車の外側に、該遊星歯車とそ
れぞれ噛合する複数個の内歯歯車をそれぞれ独立して回
転自在に併設し、これらの内歯歯車と前記ギヤケース間
にそれぞれ一方向クラッチを設け、これら各一方向クラ
ッチの一つを選択的に接続できるようにしたことを特徴
とする自転車用変速装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のキャリヤとリング状の太
陽歯車との間に一方向クラッチを設ける代わりに、クラ
ンク軸もしくはキャリヤに爪胴を固着し、該爪胴とリン
グ状の太陽歯車との間に一方向クラッチを設けたことを
特徴とする自転車用変速装置。 - 【請求項３】 請求項１，２記載の各内歯歯車の外周に
ラチェット歯を刻設すると共に、前記ギヤケースの外周
に開口部を設け、そこに前記ラチェット歯に対応して、
カムに連動する爪を回動自在に軸着した爪台を固定し、
操作ワイヤを操作することにより前記カムを回転させ
て、前記爪を選択的に前記ラチェット歯に係合できるよ
うにしたことを特徴とする自転車用変速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5226593A JPH06263080A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 自転車用変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5226593A JPH06263080A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 自転車用変速装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06263080A true JPH06263080A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=12909945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5226593A Pending JPH06263080A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 自転車用変速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06263080A (ja) |
Cited By (22)
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| KR100953816B1 (ko) * | 2010-01-21 | 2010-04-21 | 김봉환 | 기어 변속장치 |
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| WO2011004988A3 (ko) * | 2009-07-08 | 2011-04-07 | Yun Keun Soo | 무체인 자전거용 동력전달장치 |
| WO2011122787A3 (ko) * | 2010-03-29 | 2011-12-08 | Song Yun Yi | 자전거용 변속장치 |
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| WO2018124341A1 (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | 하태환 | 다단 변속 자전거 |
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-
1993
- 1993-03-12 JP JP5226593A patent/JPH06263080A/ja active Pending
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