JPH0714148Y2 - 自転車用内装変速機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は自転車用内装変速機、詳しくは、ハブ胴内に変
速機構を内装した自転車用内装変速機に関する。

（従来の技術） 一般に、此種変速機は、特公昭54−42493号公報に記載
されている通り、外周面に太陽歯車をもち自転車のフレ
ームに固定する固定軸に、ハブ胴と、駆動チエンと噛合
うチエンギヤ及び駆動歯をもった駆動体とを回転自由に
支持する一方、前記ハブ胴内に、前記太陽歯車に噛合う
遊星歯車及び内面歯をもったギヤ枠と、前記遊星歯車に
噛合う内面歯をもったリングギヤとを内装し、これらギ
ヤ枠とリングギヤとにそれぞれ伝動爪を保持すると共
に、前記駆動体とギヤ枠との間に、前記駆動体の駆動歯
と噛合する第１噛合歯と前記ギヤ枠の内面歯と噛合する
第２噛合歯とをもち、前記駆動体の動力を中継して前記
ギヤ枠に伝達する中継体を前記固定軸の軸方向に移動可
能で、かつ、回転可能に設けると共に、前記固定軸に、
前記中継体を移動操作する操作体を移動のみ自由に支持
して、この操作体の操作により前記中継体を固定軸に沿
って移動させて、前記第１噛合歯の駆動歯との噛合及び
伝動歯の内面歯との噛合を係脱制御することにより、前
記駆動体からの動力を前記ギヤ枠とリングギヤとに選択
的に伝えて高速、中速、低速状態で前記ハブ胴に伝達す
るように構成されている。

（考案が解決しようとする課題） 所が、従来のものは、前記駆動体に駆動歯を設けると共
に、前記中継体に、前記駆動歯と噛合する噛合歯を設け
て、駆動体の駆動力を、前記駆動歯から噛合歯を介して
中継体に伝達しているため、前記駆動体の動力を、中継
体を介してギヤ枠に伝達する場合、駆動体と中継体との
間の動力伝達部には大きな負荷が作用しているのであ
る。従って、前記操作体を操作し、前記中継体を移動さ
せて変速する場合、非常に大きな操作力を必要とし、変
速操作性が悪い問題があった。

本考案は以上の問題点に鑑み考案したものであって、目
的は、駆動体と固定軸に支持する操作体との間に生じる
作動を利用し、この作動により駆動体の動力を中継体に
伝える伝動爪を倒伏制御し、中継体を移動させて変速す
る場合に必要な操作力を小さくし、小さな操作力で容易
に操作できるようにするものである。

（課題を解決するための手段） しかして本考案は、太陽歯車（11）をもつ固定軸（１）
と、この固定軸（１）に対し回転自由に支持するハブ胴
（２）と、このハブ胴（２）に内装され、前記太陽歯車
（11）に噛合う遊星歯車（51）をもったギヤ枠（５）
と、前記遊星歯車（51）に噛合う内面歯（61）をもった
リングギヤ（６）と、駆動体（４）とを備えた内装変速
機であって、前記駆動体（４）とギヤ枠（５）との間
に、前記駆動体（４）の動力を中継して前記ギヤ枠
（５）に伝達する中継体（７）と、該中継体（７）を移
動操作する操作体（８）とを前記固定軸（１）の軸方向
に移動可能に設け、前記中継体（７）と駆動体（４）と
の間に伝動爪（９）を起伏可能に設けると共に、前記操
作体（８）に、前記伝動爪（９）と接触して該伝動爪を
倒伏制御する傾斜面をもった制御部（81）と該制御部
（81）の傾斜面と連続し、前記伝動爪（９）の倒伏状態
を維持する円周面をもった維持部（82）とを設けたもの
である。

（作用） 回動する駆動体（４）と固定軸（１）に支持した操作体
（８）との間には作動が発生するため、前記操作体
（８）を移動操作すると、駆動体（４）と中継体（７）
との間に起伏可能に設けた伝動爪（９）が、駆動体
（４）と共回いしながら前記操作体（８）の制御部（8
1）に接触して、制御部（81）により倒伏し、駆動体
（４）と中継体（７）との間における負荷が小さくなる
ため、前記中継体（７）を小さな操作力で容易に行うこ
とができるのである。

（実施例） 図面に示した内装変速機は、高速、中速、低速の３段変
速を行なえるようにした３段変速用の内装変速機であっ
て、長さ方向中間部外周に太陽歯車（11）をもち自転車
のフレームに固定する固定軸（１）に、両端側内周面に
第１及び第２ラチエット（21）（22）をもった円筒状の
ハブ胴（２）と、駆動チェンと噛合うチェンギヤ（３）
をもった駆動体（４）とを軸受を介して回転自由に支持
する一方、前記ハブ胴（２）内に、前記太陽歯車（11）
に噛合う遊星歯車（51）をもった円筒状のギヤ枠（５）
と、前記遊星歯車（51）に噛合う内面歯（61）をもった
リングギヤ（６）とを内装し、前記駆動体（４）に、該
駆動体（４）の動力を前記リングギヤ（６）に伝える第
１伝動爪（10）を保持し、又、前記リングギヤ（６）
に、前記第１伝動爪（10）と係合する内面歯（62）及び
前記ハブ胴（２）の第１ラチエット（21）と係合し、リ
ングギヤ（６）の回転をハブ胴（２）に伝える第２伝動
爪（20）を保持し、又、前記ギヤ枠（５）に、前記ハブ
胴（２）の第２ラチェット（22）と係合し、ギヤ枠
（５）の回転をハブ胴（２）に伝える第３伝動爪（30）
を保持している。

又、前記駆動体（４）は、円筒状に形成して、前記ハブ
胴（２）の一端側に配置し、その軸方向外側外周に前記
チェンギヤ（３）を支持し、このチェンギヤ（３）側の
端部を軸受を介して前記固定軸（１）に回転自由に支持
し、又、軸方向他端側に前記第１伝動爪（10）を起伏可
能に保持し、該第１伝動爪（10）を爪ばねで前記内面歯
（62）方向に付勢している。

又、前記ハブ胴（２）は、その軸方向一端側を、軸受を
介して前記駆動体（４）の外周面に回転自由に支持し、
又、他端側を、軸受を介して前記固定軸（１）に回転自
由に支持している。

又、前記ギヤ枠（５）は、その一端側を前記固定軸
（１）に回転自由に支持し、この一端側に前記第３伝動
爪（30）を起伏可能に保持し、該第３伝動爪を爪ばねで
前記第２ラチエット（22）方向に付勢し、又、中間部に
前記遊星歯車（51）を枢支軸を介して設けている。

又、前記リングギヤ（６）は、前記ハブ胴（２）の内径
より僅かに小径で、かつ前記駆動体（４）の軸方向内側
端部位置から前記ギヤ枠（５）の遊星歯車（51）支持部
位に亘って延びる円筒状に形成され、その駆動体（４）
側一端部内周面に、前記内面歯（62）を設け、前記ギヤ
枠（５）側に前記内面歯（61）を設けると共に、中間部
に枢支軸を介して前記第２伝動爪（20）を起伏可能に保
持し、該第２伝動爪を爪ばねで前記第１ラチェット（2
1）方向に付勢している。

しかして第１〜第７図に示した実施例では、前記固定軸
（１）周りにおける前記駆動体（４）とギヤ枠（５）と
の間に、前記駆動体（４）の動力を中継して前記ギヤ枠
（５）に伝達し、従動歯（71）をもった中継体（７）
と、該中継体（７）を移動操作する操作体（８）とを前
記固定軸（１）の軸方向に移動可能に設け、前記中継体
（７）と駆動体（４）との間に前記従動歯（71）と係合
する伝動爪（９）を起伏可能に設けて、該伝動爪（９）
を爪ばね（91）で前記従動歯（71）方向に付勢すると共
に、前記操作体（８）に、前記伝動爪（９）と接触して
該伝動爪（９）を倒伏制御する傾斜面を持った制御部
（81）と該制御部（81）の傾斜面と連続し、前記伝動爪
（９）の倒伏状態を維持する円周面をもった維持部（8
2）とを設けたのである。

以上の構成において、前記中継体（７）は、前記固定軸
（１）の外周に回転自由に支持する貫通孔をもった円筒
状に形成して、その一端部外周面に前記従動歯（71）を
周設するのである。又、中継体（７）他端部外周面に
は、伝動歯（72）を設け、この伝動歯（72）と噛合する
噛合歯（52）を前記ギヤ枠（５）の駆動体側端部内周面
に設けるのである。又、この中継体（７）と前記固定軸
（１）に固定したばね受け（12）との間には、前記中継
体（７）を前記駆動軸（４）方向に付勢する第１ばね
（31）を介装し、又、中継体（７）と前記操作体（８）
との間には、前記操作体（８）を復帰方向に付勢する第
２ばね（32）を介装している。

又、前記操作体（８）は、円筒状に形成して、その一端
側外周部に、前記制御部（81）を設け、他端側外周部に
前記維持部（82）を設けるのである。前記制御部（81）
は、前記伝動爪（９）の起立時における先端縁位置より
も半径方向内方位置から外方に向って前記維持部（82）
側に傾斜し周方向に湾曲する円弧状に形成して、この制
御部（81）の周方向端縁を前記維持部（82）と同径の案
内部（82）とし、操作体（８）を操作したとき、前記伝
動爪（９）の先端縁を前記制御部（81）と当接させ、駆
動体（４）と共回いする伝動爪（９）と操作体（８）と
の間の作動を利用して前記制御部（81）により伝動爪
（９）を倒伏方向に押圧して倒伏させ、この倒伏した伝
動爪（９）の先端部を前記案内部（83）から維持部（8
2）に案内して、この維持部（82）により前記伝動爪
（９）の倒伏状態を維持するのである。尚、前記制御部
（81）は、第４図に示した如く対向状に２個設けるので
あるが、１個又は３個以上設けてもよいのである。又、
前記維持部（82）は、操作体（８）の外周面と同径に形
成するのであるが、その径を異ならせてもよい。

又、前記操作体（８）は、前記固定軸（１）の中心部に
軸方向移動自由に設ける操作ロッド（33）及び該ロッド
（33）と前記操作体（８）との間に介装する変速キー
（34）を介して移動操作するのであって、前記固定軸
（１）の中間部に、半径方向に貫通するガイド孔（13）
を設けると共に、固定軸（１）の中心部に、前記ガイド
孔（13）から一端縁に亘って貫通する軸孔（14）を設け
て、この軸孔（14）に前記ロッド（33）を挿通し、又、
前記ガイド孔（13）に前記キー（34）を挿入して、この
キー（34）を前記操作体（８）の端面に当接させ、該操
作体（８）の回転を前記キー（34）により阻止してい
る。

又、前記中継体（７）の中間部には、前記第２伝動爪
（20）の基端側端部と接触して該第２伝動爪（20）を倒
伏制御する傾斜面をもった制御部（73）と該制御部（7
3）の傾斜面と連続し、前記第２伝動爪（20）の倒伏状
態を維持する円周面をもった維持部（74）とを設けてい
る。前記制御部（73）は中継体（７）の従動歯（71）と
伝動歯（72）との間に環状段部を設けて、この環状段部
に形成するのであり、又、維持部（74）は、前記従動歯
（71）の前記段部側端部外周を利用し、この従動歯外周
面を維持部（74）とするのである。又、前記制御部（7
3）は、前記第２伝動爪（20）の起立時における基端縁
位置よりも半径方向内方位置から外方に向って前記維持
部（74）側に傾斜し周方向に湾曲する円弧状に形成し
て、この制御部（73）の周方向端縁を前記維持部（74）
と同径の案内部（75）とし、中継体（７）がギヤ枠
（５）方向に移動したとき、前記第２伝動爪（20）の基
端側端縁を前記制御部（73）と当接させ、リングギヤ
（６）と共回いする第２伝動爪（20）と中継体（７）と
の間の作動を利用して前記制御部（73）により第２伝動
爪（20）を倒伏方向に押圧して倒伏させ、この倒伏した
第２伝動爪（20）との基端側端部を前記案内部（75）か
ら維持部（74）に案内して、この維持部（74）により前
記第２伝動爪（20）の倒伏状態を維持するのである。
尚、前記制御部（73）は、第６図に示した如く対向状に
２個設けるのであるが、１個又は３個以上設けてもよい
のである。又、前記維持部（74）は、従動歯（71）の外
径と同径に形成するのであるが、その径を異ならせても
よい。

本考案は以上の如く構成するもので、第１図に示した状
態は、第１伝動爪（10）が内面歯（62）と、又、第２伝
動爪（20）が第１ラチェット（21）と、又、第３伝動爪
（30）が第２ラチェット（22）とそれぞれ係合すると共
に、駆動体（４）の伝動爪（９）が中継体（７）の従動
歯（71）と係合し、又、中継体（７）の伝動歯（72）が
ギヤ枠（５）の内面歯（52）と噛合している高速体制で
あって、この高速体制で駆動体（４）に動力が伝達され
ると、この動力が、伝動爪（９）、中継体（７）、ギヤ
枠（５）、遊星歯車（51）、リングギヤ（６）及び第２
伝動爪（20）を介してハブ胴（２）に伝達され、該ハブ
胴（２）が前記駆動体（４）に対し高速駆動するのであ
る。

又、この高速体制から中継体制又は低速体制に変速する
場合は、前記操作ロッド（33）を前記第２ばね（32）に
抗して押操作するのであって、この操作ロッド（33）の
押操作により、変速キー（34）を介して操作体（８）が
第２ばね（32）に抗して移動し、該操作体（８）の制御
部（81）が起立状態の伝動爪（９）における先端部と当
接する。すると駆動体（４）と共回いしている伝動爪
（９）と、回転しない操作体（８）との間の作動によ
り、前記伝動爪（９）が前記制御部（81）に沿って倒伏
方向に強制的に押圧されるのである。従って、前記操作
体（８）を小さな力で移動させることができ、この操作
体の移動に伴い前記伝動爪（９）が制御部（81）により
完全に倒伏し、伝動爪（９）から中継体（７）への動力
伝達が遮断されて、駆動体（４）と中継体（７）との間
における負荷が小さくなり、前記倒伏した伝動爪（９）
は、操作体（８）の維持部（82）と接触し、この維持部
（82）により倒伏状態が維持されるのである。斯くて、
高速体制から中速体制への変速操作を、小さな操作力で
容易に行うことができるのである。

そして前記伝動爪（９）の倒伏により、前記駆動体
（４）の動力は、第１伝動爪（10）、リングギヤ（６）
及び第２伝動爪（20）からハブ胴（２）に伝達され、該
ハブ胴（２）は前記駆動体（４）と直結状態で中速駆動
するのである。

又、中速体制から低速体制に変速する場合、前記ロッド
（32）を更に押操作すると、第２ばね（32）に抗して中
継体（７）がギヤ枠（５）側に移動して、該中継体
（７）の制御部（73）が起立状態の第２伝動爪（20）に
おける基端側端部と当接する。するとリングギヤ（６）
と共回いしている第２伝動爪（20）と、中継体（７）と
の間の作動により、前記第２伝動爪（20）が前記制御部
（73）に沿って倒伏方向に強制的に押圧されるのであ
る。従って、前記操作体（８）を小さな力で移動させる
ことができ、この操作体の移動に伴い前記第２伝動爪
（20）が制御部（73）により完全に倒伏し、第２伝動爪
（20）からハブ胴（２）への動力伝達が遮断されて、前
記倒伏した第２伝動爪（20）は、中継体（７）の維持部
（74）と接触し、この維持部（74）により倒伏状態が維
持されるのである。斯くて、中速体制から低速体制への
変速操作を、小さな操作力で容易に行うことができるの
である。

そして、前記駆動体（４）の動力は、第１伝動爪（1
0）、リングギヤ（６）、遊星歯車（51）、ギヤ枠
（５）及び第３伝動爪（30）からハブ胴（２）に伝達さ
れ、該ハブ胴（２）が前記駆動体（４）に対し低速駆動
するのである。

以上の如く操作体（８）に制御部（81）と維持部（82）
とを設け、中継体（７）に制御部（73）と維持部（74）
とを設けることにより、高速体制から低速体制側への変
速操作を小さな力で容易に行うことができるのである。

又、以上の如く低速体制に変速した状態から、逆に中速
又は高速体制に変速する場合は、前記操作ロッド（33）
を第１図において前記駆動体（４）方向に引戻し操作
し、第１ばね（31）の復元力で、前記中継体（７）を駆
動体（４）方向に移動させるのであって、この中継体
（７）の移動により、第２伝動爪（20）の維持部（74）
との接触が外れて中継体（７）による倒伏制御が解除さ
れ、この第２伝動爪（20）が爪ばねの力により起立し
て、第１ラチエット（21）と係合し、中速体制となるの
である。又、前記ロッド（33）を更に引戻し操作すると
第１ばね（31）の復元力で前記中継体（７）が更に駆動
体（４）方向に移動し、又、第２ばね（32）の復元力で
操作体（８）が復動して、伝動爪（９）の前記操作体
（８）による倒伏制御が解除され、この伝動爪（９）が
爪ばね（91）の力により起立して、中継体（７）の従動
歯（71）と係合し、低速体制となるのである。

尚、以上説明した実施例では、駆動体（４）に伝動爪
（９）を保持したが、その他、この伝動爪（９）は、中
継体（７）に保持してもよい。この場合、前記駆動体
（４）には、前記伝動爪（９）と係合する駆動歯を設け
るのである。

又、以上の実施例では、操作体（８）と、中継体（７）
とに制御部と維持部とを設けたが、前記中継体（７）の
制御部（73）及び維持部（74）は、必ずしも設ける必要
はない。

又、中継体（７）とギヤ枠（５）との間の動力伝達部
は、伝動歯（72）と内面歯（52）とである他、噛合クラ
ッチであってもよい。

（考案の効果） 以上の如く本考案は、駆動体（４）とギヤ枠（５）との
間に、前記駆動体（４）の動力を中継して前記ギヤ枠
（５）に伝達する中継体（７）と、該中継体（７）を移
動操作する操作体（８）とを前記固定軸（１）の軸方向
に移動可能に設け、前記中継体（７）と駆動体（う）と
の間に伝動爪（９）を起伏可能に設けると共に、前記操
作体（９）に、前記伝動爪（９）と接触して該伝動爪を
倒伏制御する傾斜面をもった制御部（81）と該制御部
（81）の傾斜面と連続し、前記伝動爪（９）の倒伏状態
を維持する円周面をもった維持部（９）とを設けたので
あるから、前記操作体（８）を移動させて該操作体
（８）の制御部（81）を前記伝動爪（９）に当接させる
ことにより、駆動体（４）と共回いする前記伝動爪
（９）と操作体（８）との間の作動を利用して前記伝動
爪（９）を強制的に倒伏させて変速することができるの
であり、前記操作体（８）を小さな力で移動させること
ができるのである。従って、この操作体（８）による変
速操作を小さな操作力で容易に行うことができるのであ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案装置の一実施例を示す一部切欠正面図、
第２図は第１図II−II線断面図、第３図は第１図III−I
II線断面図、第４図は操作体のみの側面図、第５図はそ
の一部切欠正面図、第６図は中継体のみの縦断側面図、
第７図はその一部切欠正面図である。 （１）……固定軸 （11）……太陽歯車 （２）……ハブ胴 （４）……駆動体 （41）……内面歯 （５）……ギヤ枠 （51）……遊星歯車 （６）……リングギヤ （７）……中継体 （８）……操作体 （81）……制御部 （82）……維持部 （９）……伝動爪

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】太陽歯車（11）をもつ固定軸（１）と、こ
   の固定軸（１）に対し回転自由に支持するハブ胴（２）
   と、このハブ胴（２）に内装され、前記太陽歯車（11）
   に噛合う遊星歯車（51）をもったギヤ枠（５）と、前記
   遊星歯車（51）に噛合う内面歯（61）をもったリングギ
   ヤ（６）と、駆動体（４）とを備えた内装変速機であっ
   て、前記駆動体（４）とギヤ枠（５）との間に、前記駆
   動体（４）の動力を中継して前記ギヤ枠（５）に伝達す
   る中継体（７）と、該中継体（７）を移動操作する操作
   体（８）とを前記固定軸（１）の軸方向に移動可能に設
   け、前記中継体（７）と駆動体（４）との間に伝動爪
   （９）を起伏可能に設けると共に、前記操作体（８）
   に、前記伝動爪（９）と接触して該伝動爪を倒伏制御す
   る傾斜面をもった制御部（81）と該制御部（81）の傾斜
   面と連続し、前記伝動爪（９）の倒伏状態を維持する円
   周面をもった維持部（82）とを設けたことを特徴とする
   自転車用内装変速機。