JPH0735152Y2 - 変速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両等における動力伝
達機構に組み込まれる変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自転車で用いられる変速装置に
あっては、異なった直径を有する多種類のスプロケット
が後輪の車軸に設けられており、チェーンを掛け渡す後
輪側のスプロケットを適宜選択することで多段変速の操
作を行うことができるようになっている。この種の変速
装置は、後輪側のスプロケットに掛け渡されたチェーン
を軸方向に沿って移動させる変移手段と、バネ付勢され
た張力歯車とを有し、この張力歯車によって、スプロケ
ットの径が異なることによるチェーンの弛みを吸収する
ようになっている。

【０００３】尚、内燃機関が搭載された車両にあっては
自動変速装置が設けられているが、これらの自動変速装
置は一般に油圧機構によって構成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、従来使用され
ている変速機、例えば自転車の多段式変速装置にあって
は、下記の欠点が見受けられる １．スプロケットが多数設けられているが、操作上で実
際に使用されているものは２、３のスプロケットに過ぎ
ず、多数のスプロケットは変速の緩衝となり、据付や使
用の不便となり、保守や修理の際にも不便である。

【０００５】２．チェーンが別のスプロケットへ移動し
て変速するときには、スプロケットから離れなければな
らないので、ペダルを踏む動作と、自転車の運転に影響
し、更に、チェーンが頻繁に脱落するという欠点もあ
る。

【０００６】３．最高速と最低速は、スプロケットの最
小直径と最大直径によって決まるが、最大のスプロケッ
トと最小のスプロケットとの直径比は一定であり、かつ
実用上制限があることから、自転車の変速比の範囲が制
限されている。

【０００７】４．従来の自転車の変速装置は、手動操作
の変速制御で、自動変速の機能がないため、変速操作に
も注意力が分散されるため、自転車の走行としては不便
である。

【０００８】尚、内燃機関が搭載された自動車等では自
動変速装置が設けられているが、これらの自動変速装置
は油圧機構によって構成されているため、構造が複雑で
設置するための占有体積も大きく、またコスト的にも高
価なものとなる。更に、保守・修理の点でも困難である
ため、自転車等のように簡便な変速装置が要求されるも
のにあっては油圧機構による自動変速装置は適したもの
ではない。

【０００９】本考案は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、入力軸の駆動力を出力
軸に伝達する動力伝達機構に組み込まれる変速装置であ
って、自動変速の機能を有すると共に変速比の範囲も制
限されず、また、簡単な構造で占有体積も小さくコスト
的にも優れ、更に、保守・修理に際しての利便性を達成
し得る変速装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本考案は、 １．入力軸(10)に対して回転自在に取り付けられた入力
軸側ホイル(15)と、出力軸(411) に設けられた出力軸側
ホイル(21)とが動力伝達部材(2) を介して連結される動
力伝達機構に組み込まれ、前記入力軸(10)と前記入力軸
側ホイル(15)との間に設けられて前記入力軸側ホイル(1
5)の回転速度の変速を行う第１変速手段(1) と、前記出
力軸側ホイル(21)と前記出力軸(411) との間に設けられ
て前記出力軸(411) の回転速度の変速を行う少なくとも
１つの第２変速手段(3) とを有する変速装置であって、
前記第１変速手段(1) は、正回転(R1)する前記入力軸(1
0)に駆動されて正回転(R1)する太陽外歯歯車(13)と、こ
の太陽外歯歯車(13)の外周を覆うように固定された太陽
内歯歯車(141) と、これら太陽歯車(13,141)に噛み合う
と共に前記入力軸側ホイル(15)に軸支された遊星歯車(1
4)とを介して前記入力軸側ホイル(15)を駆動して、前記
出力軸(411) に第１の回転速度を生じさせる第１歯車列
(12)と、正回転(R1)する前記入力軸(10)に駆動されて正
回転(R1)すると共に前記入力軸側ホイル(15)の軸直交側
面に噛み合い自在及び解除自在となるように前記入力軸
(10)に摺動自在に設けられ、前記入力軸側ホイル(15)と
噛み合って前記入力軸(10)に駆動されて正回転(R1)する
ときに前記入力軸側ホイル(15)を駆動して、前記出力軸
(411) に前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度
を生じさせるラチェット手段(16)と、前記入力軸側ホイ
ル(15)の軸直交側面に対する前記ラチェット手段(16)の
噛み合い及び解除を切り換えるクラッチ手段(17)とを有
し、前記第２変速手段(3) は、前記出力軸(411) に回転
自在に設けられたクラッチ盤(33)と、このクラッチ盤(3
3)と前記出力軸側ホイル(21)との間に設けられ、前記出
力軸(411) が前記第２の回転速度よりも速い所定の速度
で回転したときに、前記出力軸(411) の回転に伴う遠心
力により前記出力軸側ホイル(21)と前記クラッチ盤(33)
とを係合する遠心力クラッチ手段(32)と、この遠心力ク
ラッチ手段(32)により前記出力軸側ホイル(21)と前記ク
ラッチ盤(33)とが係合されたときに、前記出力軸(411)
に設けられた太陽外歯歯車(35)と、この太陽外歯歯車(3
5)の外周を覆うように固定された太陽内歯歯車(36)と、
これら太陽歯車(35,36) に噛み合うと共に前記クラッチ
盤(33)に軸支された遊星歯車(34)とを介して前記出力軸
(411) を駆動して、当該出力軸(411) に前記第２の回転
速度よりも速い第３の回転速度を生じさせる第２歯車列
とを有してなる変速装置である。

【００１１】２．また、前記第１変速手段(1) の前記第
１歯車列(12)は、前記入力軸(10)が正回転(R1)するとき
にこの入力軸(10)に固着された第１ラチェット(131) と
係合する係合爪(132) が設けられた太陽外歯歯車(13)
と、前記入力軸(10)を保持するボス部(10a) に前記太陽
外歯歯車(13)の外周を覆うように固定された内歯歯車リ
ング(141) と、これら太陽歯車(13,141)に噛み合う複数
の遊星歯車(14)とを有し、前記入力軸側ホイル(15)は、
動力伝達部材としてのチェーン(2) と噛み合うスプロケ
ットから構成されると共に軸受(151) を介して入力軸(1
0)に対して回転自在に取り付けられ、この入力軸側ホイ
ル(15)の軸直交両側面のうち前記太陽歯車(13,141)に対
向する一方の側面に前記遊星歯車(14)が軸支され、他方
の軸直交側面に前記ラチェット手段(16)と噛み合う噛合
部材(153) が形成され、前記ラチェット手段(16)は、前
記入力軸(10)に摺動自在に設けられた第２ラチェット(1
61)と、前記入力軸(10)が正回転(R1)するときに前記第
２ラチェット(161) と係合する係合爪(162) が設けられ
た輪盤(160) とを備え、この輪盤(160) の軸直交両側面
のうち前記入力軸側ホイル(15)に対向する側面に前記入
力軸側ホイル(15)の噛合部材(153) と噛み合う噛合部材
(163) が形成され、前記クラッチ手段(17)は、前記入力
軸(10)の軸方向に沿ってスライド自在に設けられ、前記
輪盤(160) の外周縁部(164) に係合する係合凹部(171)
を有している。

【００１２】３．また、前記入力軸側ホイル(15)の前記
噛合部材(153) 、及び、前記ラチェット手段(16)の前記
噛合部材(163) のそれぞれは、前記正回転(R1)の回転方
向で相互に噛み合う平板状ラチェット歯より構成されて
いる。

【００１３】４．また、前記入力軸(10)に形成したボー
ル穴(168) 内に、前記入力軸(10)の径方向外方に向けて
ばね付勢されたボール(166) を収納し、前記ラチェット
手段(16)の基端部に、前記ボール(166) と係合するリン
グ状を呈する２つの凹溝(165,165) を前記入力軸(10)の
軸方向に沿って形成してある。

【００１４】５．また、前記第１ラチェット(131) は、
前記入力軸(10)が正回転(R1)するときには前記太陽外歯
歯車(13)の前記係合爪(132) と係合して前記太陽外歯歯
車(13)を正回転方向(R1)に駆動する一方、前記太陽外歯
歯車(13)が前記入力軸(10)の回転速度よりも速い速度で
正回転方向(R1)に回転するときには前記係合爪(132)と
係合しないことを特徴とする変速装置である。

【００１５】６．また、前記出力軸側ホイル(21)は、前
記出力軸(411) に固着された内方ラチェット(25)と、正
回転(R1)するときに前記内方ラチェット(25)と係合して
前記出力軸(411) を正回転方向(R1)に回転駆動する係合
爪(24)が設けられ、リング状に突出する支持リング(31)
が軸直交側面に形成された外方ラチェット(23)と、正回
転(R1)するときに前記外方ラチェット(23)と係合して当
該外方ラチェット(23)を正回転方向(R1)に回転駆動する
係合爪(22)が設けられ、動力伝達部材としてのチェーン
(2) と噛み合うスプロケットとから構成され、前記クラ
ッチ盤(33)は、その外周縁部に前記支持リング(31)に対
向するように設けられると共にこの支持リング(31)との
間に設けた前記遠心力クラッチ手段(32)が前記出力軸(4
11) の回転に伴う遠心力により係合するクラッチ凸片(3
31) を有し、前記クラッチ盤(33)と前記支持リング(31)
との間に、前記クラッチ盤(33)が正回転(R1)したときの
みに前記支持リング(31)と連結して前記外方ラチェット
(23)を回転駆動するカップリング(30)を設け、前記第２
変速手段(3) の前記第２歯車列は、正回転(R1)するとき
に前記出力軸(411) に固着されたラチェットと係合して
前記出力軸(411) を正回転方向(R1)に回転駆動する係合
爪(351) が設けられた太陽外歯歯車(35)と、固定された
軸ケース(361) の内周面に前記太陽外歯歯車(35)の外周
を覆うように設けられた内歯歯車(36)と、これら太陽歯
車(35,36) に噛み合うと共に前記クラッチ盤(33)に軸支
された複数の遊星歯車(34)とを有している。

【００１６】７．また、前記遠心力クラッチ手段(32)
は、前記クラッチ凸片(331) の内周面に当接する弾性材
料からなる摩擦シューライニング(324) の内面に金属板
(323)を一体的に取り付けて構成され、円弧形状を呈す
る複数の膨張クラッチシュー(320) と、隣接する前記膨
張クラッチシュー(320) を相互に連結する弾発手段(32
2) とを有している。

【００１７】８．また、前記各膨張クラッチシュー(32
0) の両端部に凹部(321) を形成すると共に、前記膨張
クラッチシュー(320) の前記金属板(323) の内周面に形
成した複数の外方ほぞ穴(323a)と、前記支持リング(31)
の外周面に形成した複数の内方ほぞ穴(313) との間に支
えほぞ(312) を配置し、隣接する前記膨張クラッチシュ
ー(320) の前記凹部(321) の間に挿入される複数の突起
支持ブロック(311) を前記支持リング(31)の外周面に形
成し、前記支持リング(31)が正回転(R1)したときに、前
記膨張クラッチシュー(320) の端部を押圧してこの膨張
クラッチシュー(3２０） を径方向外方に向けて拡開す
る傾斜面を前記突起支持ブロック(311) に形成してあ
る。

【００１８】９．また、前記カップリング(30)は、前記
支持リング(31)の内周面(301) に対向するように設けら
れたクラッチ盤(33)の内環(306) の外周面に、前記内周
面(301) との間の隙間が逆回転方向に沿って小さくなる
複数の楔形部(303) を形成し、この楔形部(303) と前記
内周面(301) との間にボール(304) を配置して構成され
ている。

【００１９】１０．また、前記第２変速手段(3) に連設
される第２番目の第２変速手段(3')は、前記出力軸(41
1) に回転自在に設けられた第２クラッチ盤(33') と、
この第２クラッチ盤(33') と前記太陽外歯歯車(35)との
間に設けられ、前記出力軸(411) が前記第３の回転速度
よりも速い所定の速度で回転したときに、前記出力軸(4
11) の回転に伴う遠心力により前記太陽外歯歯車(35)と
前記第２クラッチ盤(33') とを係合する第２遠心力クラ
ッチ手段(32') と、この第２遠心力クラッチ手段(32')
により前記太陽外歯歯車(35)と前記第２クラッチ盤(3
3') とが係合されたときに、前記出力軸(411) に設けら
れた第２太陽外歯歯車(35') と、この第２太陽外歯歯車
(35') の外周を覆うように固定された第２太陽内歯歯車
(36') と、これら第２太陽歯車(35',36') に噛み合うと
共に前記第２クラッチ盤(33') に軸支された第２遊星歯
車(34') とを介して前記出力軸(411) を駆動して、当該
出力軸(411) に前記第３の回転速度よりも速い第４の回
転速度を生じさせる歯車列とを有している。

【００２０】１１．また、前記入力軸(10)は自転車のペ
ダル(11)に連結され、前記出力軸(411) は自転車の後輪
(4) の車軸である。

【００２１】

【作用】入力軸が正回転すると、第１変速手段の太陽外
歯歯車も入力軸に駆動されて正回転し、この太陽外歯歯
車と太陽内歯歯車とに噛み合う遊星歯車は、太陽外歯歯
車の回りを正回転方向に回転する。遊星歯車が回転する
ことにより入力軸側ホイルは、入力軸の回転速度よりも
低速に変速されて正回転方向に回転し、この入力軸側ホ
イルに動力伝達部材を介して連結された出力軸側ホイル
も正回転方向に回転する。これにより、出力軸は第１の
回転速度で正回転方向に回転する。また、正回転する入
力軸に駆動されて正回転するラチェット手段を、クラッ
チ手段により入力軸側ホイルの軸直交側面に噛み合わせ
た場合には、入力軸側ホイルは入力軸の回転速度と同じ
速度に変速されて正回転方向に回転する。これにより、
出力軸は前記第１の回転速度よりも高速の第２の回転速
度で正回転方向に回転する。また、出力軸が第２の回転
速度よりも速い所定の速度で回転した場合には、第２変
速手段の遠心力クラッチ手段が作動して、出力軸側ホイ
ルとクラッチ盤とが係合される。クラッチ盤が回転する
ことにより第２変速手段の遊星歯車が出力軸に設けられ
た太陽外歯歯車の回りを正回転方向に回転し、この太陽
外歯歯車が出力軸を回転駆動する。これにより、出力軸
は前記第２の回転速度よりも高速の第３の回転速度に変
速され、正回転方向に回転する。

【００２２】

【実施例】以下、本考案に係る一実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。図１は、駆動軸側ホイルの回転速度
の変速を行う第１変速装置を示す要部断面図、図６は、
従動軸の回転速度の変速を行う第２変速装置を示す要部
断面図である。

【００２３】本考案に係る変速装置は、駆動軸や他の駆
動装置に連設されると共に駆動軸側ホイルの回転速度の
一次変速を行う第１変速手段と、従動軸や他の従動装置
に連設されると共に従動軸の回転速度の二次変速を行う
第２変速手段とを有する。特に、図示する変速装置は、
自転車に適用した場合を示しており、自転車は、図１に
示すように、ペダル１１により駆動される駆動軸（入力
軸に相当する）１０に取り付けられた駆動側スプロケッ
ト（入力軸側ホイルに相当する）１５と、図６に示すよ
うに、後輪４の車軸４２が挿通された芯軸（出力軸に相
当する）４１１に取り付けられた従動側スプロケット
（出力軸側ホイルに相当する）２１とを有し、両スプロ
ケット１５、２１の間には、動力伝達部材としてのチェ
ーン２が掛け渡されている。

【００２４】図１に示すように、駆動側スプロケット１
５の回転速度を変速する第１変速装置１は、駆動側スプ
ロケット１５に第１の回転速度を生じさせる第１歯車列
１２と、第２の回転速度を生じさせるラチェット手段１
６と、駆動側スプロケット１５における第１と第２の回
転速度を切り換えるクラッチ手段１７とを有する。

【００２５】前記第１歯車列１２は、図１、図２に示す
ように、駆動軸１０に固着された第１ラチェット１３１
と係合する複数の係合爪１３２が設けられた太陽外歯歯
車１３と、この太陽外歯歯車１３の外周を覆うように設
けられた内歯歯車リング１４１と、太陽外歯歯車１３と
内歯歯車リング１４１とに噛み合う遊星歯車１４とを有
している。係合爪１３２は、駆動軸１０と同心円上で太
陽外歯歯車１３にばね付勢されて軸支され、太陽外歯歯
車１３は、駆動軸１０が図２中矢印Ｒ1 で示す正回転方
向に回転すると、係合爪１３２が第１ラチェット１３１
と係合することによって、同じ正回転方向Ｒ1 に回転す
るようになっている。内歯歯車リング１４１は、駆動軸
１０を保持するボス部１０ａに固定された円盤１４０の
外周縁部に、太陽外歯歯車１３の外周を覆うように設け
られている。また、遊星歯車１４は、両太陽歯車１３、
１４１と噛み合って、駆動軸１０を中心に回転運動を行
うようになっている。この遊星歯車１４は、駆動側スプ
ロケット１５に設けられている。

【００２６】駆動側スプロケット１５は、図１、図３に
示すように、ベアリング等からなる軸受１５１を介して
駆動軸１０に対して回転自在に取り付けられ、外周にチ
ェーンと噛み合うスプロケット歯１５２が形成されてい
る。この駆動側スプロケット１５の軸直交両側面のうち
前記太陽歯車１３、１４１に対向する図１中左側面に軸
１４２が設けられ、この軸１４２に前記遊星歯車１４が
軸支されている。また、駆動側スプロケット１５の図１
中右側面には、ラチェット手段１６と噛み合うスプロケ
ット側噛合部材１５３が形成されている。このスプロケ
ット側噛合部材１５３は、図３に示すように、弧形又は
サイクロイド形状に刻まれた平板状ラチェット歯より構
成され、径方向に沿った壁部と、隣り合う壁部の間で正
回転方向Ｒ1 に上り傾斜する傾斜面とが形成されてい
る。

【００２７】前記ラチェット手段１６は、図１、図４に
示すように、駆動軸１０に摺動自在に設けられた第２ラ
チェット１６１と、この第２ラチェット１６１と係合す
る複数の係合爪１６２が設けられた輪盤１６０とを有し
ている。この輪盤１６０は駆動側スプロケット１５とほ
ぼ同じ直径を有し、第２ラチェット１６１は輪盤１６０
と同心円でその中央部分に配置されている。係合爪１６
２は、駆動軸１０と同心円上で輪盤１６０にばね付勢さ
れて軸支され、この輪盤１６０は、駆動軸１０が正回転
方向Ｒ1 に回転すると、係合爪１６２が第２ラチェット
１６１と係合することによって、同じ正回転方向Ｒ1 に
回転するようになっている。一方、第２ラチェット１６
１が逆回転する際には、第２ラチェット１６１と係合爪
１６２との係合は解除される。また、輪盤１６０の軸直
交両側面のうち前記駆動側スプロケット１５に対向する
図１中左側面には、スプロケット側噛合部材１５３と噛
み合う輪盤側噛合部材１６３が形成されている。この輪
盤側噛合部材１６３は、図４に示すように、弧形又はサ
イクロイド形状に刻まれた平板状ラチェット歯より構成
され、径方向に沿った壁部と、隣り合う壁部の間で正回
転方向Ｒ1 に下り傾斜する傾斜面とが形成されている。
これにより、ラチェット手段１６と駆動側スプロケット
１５は、正回転方向Ｒ1 に回転する場合に両噛合部材１
５３、１６３が係合することになる。ラチェット手段１
６は、クラッチ手段１７によって駆動軸１０に沿って摺
動され、駆動側スプロケット１５に対する両噛合部材１
５３、１６３の噛み合い及びその解除が切り換えられる
ようになっている。

【００２８】前記クラッチ手段１７は、図１に示すよう
に、駆動軸１０の軸方向に沿ってスライド自在に設けら
れ、前記輪盤１６０の外周縁部に形成された突縁１６４
に係合する係合凹部１７１が設けられている。図５に示
すように、駆動軸１０に形成したボール穴１６８内に
は、スプリング１６７により駆動軸１０の径方向外方に
向けてばね付勢されたボール１６６が収納されており、
ラチェット手段１６の基端部には、前記ボール１６６と
係合するリング状の２つの凹溝１６５が軸方向に沿って
形成されている。図５に示すように、ボール１６６が図
中左側の凹溝１６５と係合することによって、ラチェッ
ト手段１６は、駆動側スプロケット１５との噛み合いを
解除した状態で固定される。また、ボール１６６が図中
右側の凹溝１６５と係合することによって、ラチェット
手段１６は、駆動側スプロケット１５に噛み合った状態
で固定されるようになっている。クラッチ手段１７は、
例えば自転車ハンドル等に取り付けたレバー（図示せ
ず）とワイヤー等を介して連結され、乗員がレバーを手
動操作することによって、このクラッチ手段１７が作動
するようになっている。

【００２９】前記第１ラチェット１３１は、図２に示し
たように、径方向に沿ったラチェット歯と、隣り合うラ
チェット歯の間で正回転方向Ｒ1 に上り傾斜する傾斜面
とが形成されており、この第１ラチェット１３１は、駆
動軸１０が正回転Ｒ1 すると、太陽外歯歯車１３の係合
爪１３２と係合し、太陽外歯歯車１３を正回転方向Ｒ1
に回転駆動することになる。一方、駆動軸１０が逆回転
するとき、あるいは、太陽外歯歯車１３の正回転方向Ｒ
1 の回転速度が第１ラチェット１３１の正回転方向Ｒ1
の回転速度よりも速い場合には、第１ラチェット１３１
と係合爪１３２との係合が解除されるため、太陽外歯歯
車１３の係合爪１３２が駆動軸１０を回転駆動すること
はない。このような第１ラチェット１３１と係合爪１３
２との関係により、駆動軸１０が正回転方向にのみ駆動
作用を行い、ラチェット手段１６の輪盤１６０が駆動側
スプロケット１５と噛み合って高速回転したときには、
駆動軸１０及び輪盤１６０の回転は、太陽外歯歯車１３
と駆動軸１０との回転関係を干渉することはない。

【００３０】そして、駆動軸１０が正回転Ｒ1 すると、
太陽歯車１３、１４１と遊星歯車１４とを備えた第１歯
車列１２を介して、駆動側スプロケット１５は、駆動軸
１０の回転速度よりも低速に変速されて正回転Ｒ1 し、
この駆動側スプロケット１５にチェーン２を介して連結
された従動側スプロケット２１も正回転方向に回転す
る。これにより、芯軸４１１は第１の回転速度で正回転
方向に回転する。また、クラッチ手段によりラチェット
手段１６を駆動側スプロケット１５の軸直交側面に噛み
合わせた場合には、駆動側スプロケット１５は駆動軸１
０の回転速度と同じ速度に変速されて正回転Ｒ1 する。
これにより、芯軸４１１は前記第１の回転速度よりも高
速の第２の回転速度で正回転方向に回転する。このと
き、第１歯車列１２を介して太陽外歯歯車１３の回転速
度が駆動軸１０の回転速度よりも速くなるため、第１ラ
チェット１３１は空転するようになっている。

【００３１】図６、７に示すように、駆動側スプロケッ
ト１５に噛み合ったチェーン２は、後輪４の車軸４２に
設けられた従動側スプロケット２１に掛け渡されてい
る。この従動側スプロケット２１は、図７に示すよう
に、車軸４２が挿通された中空の芯軸４１１に固着され
た内方ラチェット２５と、正回転方向で前記内方ラチェ
ット２５と係合する係合爪２４が設けられた外方ラチェ
ット２３と、この外方ラチェット２３と正回転方向で係
合する係合爪２２が設けられた外側リングとを有する。
前記芯軸４１１は、後部車輪４の車軸４２の軸ボス部４
１に連設して設けられている。また、外側リング、両ラ
チェット２３、２５は、同心円上に設けられ、外側リン
グの外周には、チェーン２と噛み合うスプロケット歯２
１１が形成されている。各係合爪２２、２４のそれぞれ
は、車軸４２と同心円上で外側リング、外方ラチェット
２３にばね付勢されて軸支されている。外方ラチェット
２３、内方ラチェット２５のそれぞれは、径方向に沿っ
たラチェット歯と、隣り合うラチェット歯の間で図中時
計回りの正回転方向に沿って下り傾斜する傾斜面とが形
成されている。従って、従動側スプロケット２１が図中
時計回りの正回転方向に回転すると、外方ラチェット２
３は、外側リングの係合爪２２が係合することによっ
て、同じ正回転方向に回転する。また、外方ラチェット
２３が正回転方向に回転することにより、内方ラチェッ
ト２５は、外方ラチェット２３の係合爪２４が係合して
同じ正回転方向に回転し、これに伴い車軸４２が正回転
方向に回転することになる。一方、各ラチェット２３、
２５と各係合爪２２、２４との関係により、従動側スプ
ロケット２１とこれに噛み合ったチェーン２とは、図中
反時計回り方向に自由に逆回転できるようになってい
る。また、従動側スプロケット２１の外方ラチェット２
３は、図６に示すように、その軸直交側面にリング状に
突出する支持リング３１が形成されている。

【００３２】図６に示すように、芯軸４１１の回転速度
を変速する第２変速装置３は、芯軸４１１に回転自在に
設けられたクラッチ盤３３と、車軸４２の回転に伴う遠
心力により従動側スプロケット２１とクラッチ盤３３と
を係合する遠心力クラッチ手段３２と、従動側スプロケ
ット２１に第３の回転速度を生じさせる第２歯車列３
４、３５、３６とを有している。

【００３３】前記クラッチ盤３３は、図６〜図９に示す
ように、ベアリング等の軸受を介して芯軸４１１に対し
て回転自在に取り付けられており、その外周縁部には、
外方ラチェット２３に設けた支持リング３１に対向する
ようにクラッチ凸片３３１が形成されている。このクラ
ッチ凸片３３１と支持リング３１との間に遠心力クラッ
チ手段３２が配置されている。この遠心力クラッチ手段
３２は、芯軸４１１が前記第２の回転速度よりも速い所
定の速度で回転したときに芯軸４１１の回転に伴う遠心
力によって作動し、クラッチ凸片３３１の内周面に係合
して、従動側スプロケット２１とクラッチ盤３３とを係
合するようになっている。また、クラッチ盤３３は、支
持リング３１よりも内方の部位で、この支持リング３１
の内周面３０１（図１０参照）に対向する内環３０６が
形成されている。この内環３０６と支持リング３１との
間にカップリング３０が配置されており、このカップリ
ング３０は、クラッチ盤３３が図９中で矢印で示される
正回転方向に回転したときのみ作動し、支持リング３１
と連結して外方ラチェット２３を回転駆動するようにな
っている。

【００３４】前記第２歯車列は、図６に示すように、芯
軸４１１に固着された芯軸ラチェットと係合する複数の
係合爪３５１が設けられた太陽外歯歯車３５と、この太
陽外歯歯車３５の外周を覆うように設けられた内歯歯車
３６と、太陽外歯歯車３５と内歯歯車３６とに噛み合う
遊星歯車３４とを有している。内歯歯車３６は、車体側
に固定された軸ケース３６１の内周面に、太陽外歯歯車
３５の外周を覆うように設けられている。また、遊星歯
車３４は、両太陽歯車３５、３６と噛み合って、芯軸４
１１を中心に回転運動を行うようになっている。この遊
星歯車３４は、クラッチ盤３３に設けた軸３４１に軸支
されている。係合爪３５１は、芯軸４１１と同心円上で
太陽外歯歯車３５にばね付勢されて軸支されている。そ
して、クラッチ盤３３が正回転してこれに軸支された遊
星歯車３４によって太陽外歯歯車３５が正回転方向に駆
動されると、係合爪３５１が芯軸ラチェットと係合し
て、芯軸４１１が正回転方向Ｒ1 に回転駆動されるよう
になっている。

【００３５】前記遠心力クラッチ手段３２は、図８、図
１０に示すように、遠心力により拡開してクラッチ凸片
３３１の内周面に当接する複数の膨張クラッチシュー３
２０を有し、各膨張クラッチシュー３２０は、弾性材料
からなる摩擦シューライニング３２４の内面に、金属板
３２３を一体的に取り付けて構成されている。各膨張ク
ラッチシュー３２０は円弧形状を呈し、隣接する膨張ク
ラッチシュー３２０は弾発手段としての引張スプリング
３２２によって相互に連結されている。また、各膨張ク
ラッチシュー３２０の両端部には凹部３２１が形成さ
れ、隣接する膨張クラッチシュー３２０の凹部３２１の
間に挿入される突起支持ブロック３１１が支持リング３
１の外周面に複数個形成されている。また、膨張クラッ
チシュー３２０の金属板３２３の内周面には複数の外方
ほぞ穴３２３ａが形成され、支持リング３１の外周面に
は複数の内方ほぞ穴３１３が形成されている。両ほぞ穴
３２３ａ、３１３の間には、拡開した膨張クラッチシュ
ー３２０を支持リング３１上に支持する支えほぞ３１２
が配置されている。

【００３６】また、図９に示されるように、突起支持ブ
ロック３１１の両端面のうち、矢印で示す正回転方向側
の端面は傾斜面に形成されている。支持リング３１が正
回転したときには、突起支持ブロック３１１の前記傾斜
面が膨張クラッチシュー３２０の端部を押圧して、この
膨張クラッチシュー３２０を径方向外方に向けて拡開す
るようになっている。また、自転車の速度が加速されて
遠心力クラッチ手段３２に所定以上の遠心力が作用する
と、拡開した膨張クラッチシュー３２０が支えほぞ３１
２によって支持リング３１上に支持されることから、遠
心力クラッチ手段３２とクラッチ凸片３３１の内周面と
の係合が一層強められることになる。

【００３７】前記カップリング３０は、図８、図１０に
示すように、支持リング３１の内周面３０１に対向する
複数のカム輪３０２と、前記内周面３０１との間の隙間
が変化する複数の楔形部３０３とを有し、これらカム輪
３０２、楔形部３０３は、クラッチ盤３３の中央部に設
けられた内環３０６の外周面にそれぞれ形成されてい
る。楔形部３０３は、図９の矢印で示される正回転方向
とは逆方向に沿って前記内周面３０１との間の隙間を小
さくするように傾斜している。そして、カップリング３
０は、この隙間内に、スプリング３０５により保持され
たボール３０４を配置することにより構成されている。

【００３８】このカップリング３０は、クラッチ盤３３
が正回転して内環３０６も駆動されると、ボール３０４
を介して支持リング３１に係合して、この支持リング３
１を正回転するが、外部から支持リング３１を駆動する
ことによりカップリング３０を介して内環３０６を連動
させようとしても、楔形部３０３の斜面とボール３０４
との関係で外部の支持リング３１は直接内環３０６を連
動させることができない。この点については自転車が走
行中においてペダル１１を踏む足を休めた場合に特に重
要なことであり、内環３０６、カム輪３０２と支持リン
グ３１と車輪が回転した慣性力によって引き続き係合し
あって回転し、再びペダル１１を踏んでチェーン２と従
動側スプロケット２１を駆動させたときも、従動側スプ
ロケット２１は直ちに駆動されることになる。従って、
従来の変速装置でチェーンが掛けられるスプロケットの
位置を移動する際に良く見受けられるいわゆる「空踏
み」の不快感が生じることはない。

【００３９】そして、芯軸４１１が第２の回転速度より
も速い所定の速度で正回転した場合には、第２変速手段
３の遠心力クラッチ手段３２が作動し、クラッチ盤３３
が正回転する。クラッチ盤３３が回転することにより、
太陽歯車３５、３６と遊星歯車３４とを備えた第２歯車
列を介して、芯軸４１１は、前記第２の回転速度よりも
高速の第３の回転速度に変速され、正回転方向に回転駆
動される。このように第２歯車列を介して芯軸４１１の
回転速度が外方ラチェット２３の回転速度よりも速くな
るため、内方ラチェット２５は空転するようになってい
る。

【００４０】前記第２変速手段３に連設される別の１組
である第２番目の第２変速手段３´は、前述したものと
相似したものであり、図６に示すように、太陽外歯歯車
３５に連設された支持盤３５２には、その軸直交側面に
リング状に突出する第２支持リング３１´が形成されて
おり、芯軸４１１に回転自在に設けられた第２クラッチ
盤３３´と、車軸４２の回転に伴う遠心力により太陽外
歯歯車３５と第２クラッチ盤３３´とを係合する第２遠
心力クラッチ手段３２´と、歯車列３４´、３５´、３
６´とを有している。

【００４１】第２クラッチ盤３３´は、芯軸４１１に対
して回転自在に取り付けられ、その外周縁部には、第２
支持リング３１´に対向するようにクラッチ凸片３３１
´が形成されている。このクラッチ凸片３３１´と第２
支持リング３１´との間に第２遠心力クラッチ手段３２
´が配置されており、この第２遠心力クラッチ手段３２
´は、芯軸４１１が前記第３の回転速度よりも速い所定
の速度で回転したときに回転に伴う遠心力によって作動
し、クラッチ凸片３３１´の内周面に係合するようにな
っている。また、第２クラッチ盤３３´は、第２支持リ
ング３１´よりも内方の部位でこの支持リング３１´に
対向する内環が形成されている。この内環と第２支持リ
ング３１´との間に第２カップリング３０´が配置され
ており、この第２カップリング３０´は、第２クラッチ
盤３３´が正回転したときのみ作動し、第２支持リング
３１´を駆動するようになっている。

【００４２】歯車列は、芯軸４１１に固着された第２太
陽外歯歯車３５´と、この第２太陽外歯歯車３５´の外
周を覆うように設けられた第２内歯歯車３６´と、これ
らに噛み合って回転すると共に第２クラッチ盤３３´に
軸支された第２遊星歯車３４´とを有している。

【００４３】そして、芯軸４１１が第３の回転速度より
も速い所定の速度で正回転した場合には、第２遠心力ク
ラッチ手段３２´が作動し、第２クラッチ盤３３´が正
回転する。第２クラッチ盤３３´が回転することによ
り、太陽歯車３５´、３６´と遊星歯車３４´とを備え
た歯車列を介して、芯軸４１１は、前記第３の回転速度
よりも高速の第４の回転速度に変速され、正回転方向に
回転駆動される。このように歯車列を介して芯軸４１１
の回転速度が太陽歯車３５の回転速度よりも速くなるた
め、太陽外歯歯車３５は空転するようになっている。

【００４４】第２太陽外歯歯車３５´は、芯軸４１１に
固着されていることから、自転車が走行中に乗員がペダ
ル１１を踏まないときには、自転車はその慣性力で第２
太陽外歯歯車３５´を連動し、２組の変速装置３、３´
が係合しあって回転する。この場合、ペダル１１を踏ん
でチェーン２とスプロケット２１とを働かせると、直ち
に駆動されるため、「空踏み」が生じることはない。

【００４５】従動側スプロケット２１の直径は、クラッ
チ盤３３、３３´の直径とほぼ同じであり、後輪４側に
設けられた遊星歯車装置を回転させると自転車の走行速
度が自動的に増加されることになる。

【００４６】次に、本実施例の作用を説明する。

【００４７】先ず、図１に示されるように、ラチェット
手段１６が駆動側スプロケット１５から離間した状態を
説明する。この場合、ペダル１１を踏んで駆動軸１０を
回転させると、図２に示すように、第１ラチェット１３
１が太陽外歯歯車１３の係合爪１３２に係合し、太陽外
歯歯車１３は正回転方向Ｒ1 に回転する。太陽外歯歯車
１３の回転に伴って遊星歯車１４が内歯歯車リング１４
１との間で回転し、遊星歯車１４を軸支する駆動側スプ
ロケット１５も正回転方向Ｒ1 に回転する。そして、駆
動側スプロケット１５の回転は、チェーン２を介して従
動側スプロケット２１に伝達される。図７に示すよう
に、従動側スプロケット２１が図中時計回り方向の正回
転方向に回転すると、外側リングの係合爪２２が外方ラ
チェット２３に係合し、更に外方ラチェット２３の係合
爪２４が内方ラチェット２５に係合して、車軸４２が正
回転方向に回転する。これにより、後輪４が回転して自
転車は、低速（第１の速度）で走行することになる。

【００４８】次いで、クラッチ手段１７を作動させてラ
チェット手段１６を駆動軸１０に沿って摺動させ、ラチ
ェット手段１６の輪盤側噛合部材１６３を駆動側スプロ
ケット１５のスプロケット側噛合部材１５３に噛み合わ
せる。ラチェット手段１６が駆動側スプロケット１５に
噛み合った状態は、駆動軸１０のボール穴１６８内に収
納したボール１６６が図５中右側の凹溝１６５と係合す
ることによって固定されている。これにより、駆動軸１
０の回転が駆動側スプロケット１５にそのまま伝達され
てチェーン２が駆動されることになり、自転車の速度が
加速されることになる。このようにラチェット手段１６
で駆動側スプロケット１５を駆動するときには、第１歯
車列１２を介して、太陽外歯歯車１３の回転速度が駆動
軸１０の回転速度よりも速くなるため、第１ラチェット
１３１は空転する。

【００４９】例えば坂道を登るときには、クラッチ手段
１７を作動させてラチェット手段１６を図１に示される
右側まで移動し、ラチェット手段１６と駆動側スプロケ
ット１５との噛み合いを解除する。ペダル１１を踏んで
駆動軸１０を回転させると、第１ラチェット１３１が太
陽外歯歯車１３の係合爪１３２に係合して、太陽外歯歯
車１３が駆動軸１０により回転駆動され、この太陽外歯
歯車１３が遊星歯車１４を回転駆動する。そして、自転
車は、駆動側スプロケット１５が遊星歯車１４を介して
駆動されて走行することになる。このとき、駆動側スプ
ロケット１５の回転速度が太陽外歯歯車１３及び駆動軸
１０の回転速度よりも遥かに遅くなるため、駆動側スプ
ロケット１５を駆動する力つまりペダルを踏む力は非常
に軽くなる。

【００５０】次ぎに、第２変速装置３、３´の作用を説
明する。

【００５１】従動側スプロケット２１が未だクラッチ盤
３３に係合しておらず、遊星歯車３４や太陽外歯歯車３
５が従動側スプロケット２１と連動しない場合を説明す
る。この場合には、図７に示すように、従動側スプロケ
ット２１が図中時計回り方向の正回転方向に回転してお
り、外側リングの係合爪２２が外方ラチェット２３に係
合し、更に外方ラチェット２３の係合爪２４が内方ラチ
ェット２５に係合して、芯軸４１１が正回転方向に回転
する。これにより、芯軸４１１に連設された軸ボス部４
１に取り付けられた後輪４が回転して、自転車が走行す
る。このときの速度は、第２変速装置３による「第１速
度（低速）」に相当する。

【００５２】次いで、自転車の速度が前記「第１速度
（低速）」よりも更に加速されて遠心力クラッチ手段３
２に所定以上の遠心力が作用すると、図９に示すよう
に、第２変速装置３の遠心力クラッチ手段３２が作動
し、膨張クラッチシュー３２０が拡開してクラッチ凸片
３３１の内周面に当接すると共に支えほぞ３１２によっ
て支持され、従動側スプロケット２１の外方ラチェット
２３に連設した支持リング３１と、クラッチ盤３３とが
係合する。これにより、クラッチ盤３３が従動側スプロ
ケット２１によって回転駆動され、クラッチ盤３３に軸
支された遊星歯車３４は、これに噛み合う太陽外歯歯車
３５を加速して回転駆動する。この太陽外歯歯車３５の
回転は、係合爪３５１が芯軸ラチェットと係合すること
によって芯軸４１１に伝達され、自転車の速度が加速さ
れることになる。このときの速度は、第２変速装置３、
３´による「第２速度」に相当する。このように、遊星
歯車３４及び太陽外歯歯車３５等を介して芯軸４１１を
駆動するときには、内方ラチェット２５の回転速度が外
方ラチェット２３の回転速度よりも早くなるため、外方
ラチェット２３の係合爪２４は内方ラチェット２５と係
合せず、内方ラチェット２５は空転することになる。

【００５３】自転車の速度が更に加速されると、２つ目
の第２変速装置３´が働くことになる。この場合も前述
した１つ目の第２変速装置３と同様にして作動する。つ
まり、所定以上の遠心力が作用すると遠心力クラッチ手
段３２´が作動して、太陽外歯歯車３５に連設された支
持盤３５２に設けた支持リング３１´と、クラッチ盤３
３´とが係合する。これにより、クラッチ盤３３´が太
陽外歯歯車３５によって回転駆動され、クラッチ盤３３
´に軸支された遊星歯車３４´は、これに噛み合う太陽
外歯歯車３５´を加速して回転駆動する。太陽外歯歯車
３５´は芯軸４１１に固着されていることから、太陽外
歯歯車３５´の回転は芯軸４１１にそのまま伝達され、
自転車の速度が更に加速されることになる。このときの
速度は、第２変速装置３、３´による「第３速度」に相
当する。このように、遊星歯車３４´及び太陽外歯歯車
３５´を介して芯軸４１１を駆動するときには、芯軸４
１１の回転速度が太陽外歯歯車３５の回転速度よりも早
くなるため、太陽外歯歯車３５の係合爪３５１は芯軸ラ
チェットと係合せず、太陽外歯歯車３５は空転すること
になる。

【００５４】上述したように、従動側スプロケット２１
が図７中時計回り方向の正回転方向に回転する場合に
は、各係合爪２２、２４が各ラチェット２３、２５に係
合して、芯軸４１１を正回転方向に回転駆動し得るが、
逆に、芯軸４１１が正回転方向に回転する場合には、各
ラチェット２３、２５は各係合爪２２、２４と係合せず
に空転するので、従動側スプロケット２１を回転駆動す
ることはできない。このことより、第２変速装置３、３
´のそれぞれが作動して芯軸４１１の回転速度が自動的
に変速され加速されたときには、各ラチェット２３、２
５が空転することになり、従動側スプロケット２１とチ
ェーン２との回転動に芯軸４１１の回転動が影響を及ぼ
すことはない。

【００５５】本実施例における第１変速装置１の変速比
は、次式で与えられる。 Ｎ＝Ｂ／Ｐ −１ ここに、Ｂは固定された内歯歯車リング１４の歯数、Ｐ
は太陽外歯歯車１３の歯数である。

【００５６】例えば、内歯歯車リング１４の歯数Ｂ＝４
８、太陽外歯歯車１３の歯数Ｐ＝３６の場合には、 Ｎ
＝１／３ となる。これは、駆動側スプロケット１５の
回転速度が１／３減じることを示しており、それだけ自
転車の速度が遅くなる。

【００５７】また、ラチェット手段１６と駆動側スプロ
ケット１５とが係合したときには、駆動側スプロケット
１５の回転速度（Ｎ15）は、ラチェット手段１６の回転
速度（Ｎ16）と同じ、つまり、Ｎ15＝Ｎ16であるので、
駆動側スプロケット１５から出力される回転速度は減速
されない。

【００５８】また、同様に、遊星歯車装置の変速原理の
応用により、第２変速装置３、３´の太陽外歯歯車３
５、３５´は、スプロケット１５、２１によって駆動さ
れる遊星歯車３４、３４´の回転動によって加速され
る。

【００５９】従って、仮に第１変速装置１の変速比が２
で、第２変速装置３、３´の変速比が３であるならば、
本実施例における変速比の合計は、２×３＝６となる。

【００６０】尚、上述した実施例では、第２変速装置に
よる速度を「第１速度」、「第２速度」及び「第３速
度」に自動変速すべく第２変速装置３、３´を２組設け
た場合を図示したが、自転車に応用する場合にあって
は、少なくとも１つの第２変速装置３で「第１速度」、
「第２速度」の自動変速を実現する程度で十分である。

【００６１】また、自転車に適用した場合を示したが、
本考案はこの場合に限定されるものではなく、その他の
車両や動力伝達装置に適宜改変を加えて応用することが
可能である。

【００６２】上述したように、本実施例によれば以下の
利点がある。

【００６３】１．車の走行速度によって自動的に変速し
得るので変速が便利でチェーンの入れ替えや移動によら
ず、チェーンが外れる虞がなく、自転車の走行効率が高
められる。

【００６４】２．太陽外歯歯車１３、遊星歯車１４及び
駆動側スプロケット１５の操作により、坂道を登るとき
には、低速で駆動力が軽くなる。また、ラチェット手段
１６を駆動側スプロケット１５に噛み合わせたときには
速度が増し、更に第２変速装置３、３´を組み合わせる
ことによって一層速度が増すことになり、低速から高速
にわたる広範囲の制御が自在となる。

【００６５】３．遊星歯車と太陽歯車との間の歯数比を
適宜変更することにより、変速し得る範囲が大きく変更
できるため、最高速と最低速の変速比が大幅に高めら
れ、スプロケット等の直径の制限を受けることはない。

【００６６】４．遠心力を利用して変速を行うため、変
速に伴う振動や機械応力による瞬間的に負荷が増大する
ことが軽減される。また、拡開した膨張クラッチシュー
３２０が支えほぞ３１２によって支持リング３１上に支
持されることから、遠心力クラッチ手段３２とクラッチ
凸片３３１の内周面との係合が一層強められ、高速運転
時の係合状態が極めて安定することになる。

【００６７】５．従来の変速ギア・ボックス等に応用さ
れるような油圧システムを用いることなく変速できるた
め、構造が簡単で占有する体積も小さくコスト的にも優
れ、保守・修理がし易くなり、また動力を伝達する際の
損失が小さくなる。

【００６８】６．自動変速と手動変速とが互いに補い合
って操作の選択の幅と利便性とが増すため、レジャー活
動が多くなった現今に適した変速装置となり、変速の選
択幅が増し、趣味に富み、また品位も高くなる。

【００６９】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
入力軸の駆動力を出力軸に伝達する動力伝達機構に組み
込まれる変速装置であって、自動変速の機能を有すると
共に変速比の範囲も制限されず、また、簡単な構造で占
有体積も小さくコスト的にも優れ、更に、保守・修理に
際しての利便性を達成し得る変速装置を提供することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る変速装置における第１変速手段
を示す要部断面図

【図２】 図１の矢印２−２線に沿う矢視側面図

【図３】 図１の矢印３−３線に沿う矢視側面図

【図４】 図１の矢印４−４線に沿う矢視側面図

【図５】 駆動軸へのラチェット手段の取り付け構造を
示す要部拡大断面図

【図６】 本考案に係る変速装置における第２変速手段
を示す要部断面図

【図７】 図６に示される従動側スプロケットを示す断
面図

【図８】 図６に示される遠心力クラッチ手段を示す図
であり、特に、この遠心力クラッチ手段が作動する前の
状態を示す断面図

【図９】 図６に示される遠心力クラッチ手段を示す図
であり、特に、この遠心力クラッチ手段が作動した状態
を示す断面図

【図１０】図６に示される遠心力クラッチ手段及び支持
リングの一部を示す分解斜視図

【符号の説明】

１…第１変速装置（第１変速手段） ２…チェーン
（動力伝達部材） ３…第２変速装置（第２変速手段） １０…駆動軸
（入力軸） １２…第１歯車列 １３…太陽外
歯歯車 １４…遊星歯車 １５…駆動側スプロケット
（入力軸側ホイル） １６…ラチェット手段 １７…クラッ
チ手段 ２１…従動側スプロケット（出力軸側ホイル） ３２…
遠心力クラッチ手段 ３３…クラッチ盤 ３４…遊星歯
車 ３５…太陽外歯歯車 ３６…内歯歯
車（太陽内歯歯車） １４１…内歯歯車リング（太陽内歯歯車） ４１１…
芯軸（出力軸）

Claims (11)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸(10)に対して回転自在に取り付けら
   れた入力軸側ホイル(15)と、出力軸(411) に設けられた
   出力軸側ホイル(21)とが動力伝達部材(2) を介して連結
   される動力伝達機構に組み込まれ、前記入力軸(10)と前
   記入力軸側ホイル(15)との間に設けられて前記入力軸側
   ホイル(15)の回転速度の変速を行う第１変速手段(1)
   と、前記出力軸側ホイル(21)と前記出力軸(411) との間
   に設けられて前記出力軸(411) の回転速度の変速を行う
   少なくとも１つの第２変速手段(3) とを有する変速装置
   であって、 前記第１変速手段(1) は、 正回転(R1)する前記入力軸(10)に駆動されて正回転(R1)
   する太陽外歯歯車(13)と、この太陽外歯歯車(13)の外周
   を覆うように固定された太陽内歯歯車(141) と、これら
   太陽歯車(13,141)に噛み合うと共に前記入力軸側ホイル
   (15)に軸支された遊星歯車(14)とを介して前記入力軸側
   ホイル(15)を駆動して、前記出力軸(411) に第１の回転
   速度を生じさせる第１歯車列(12)と、 正回転(R1)する前記入力軸(10)に駆動されて正回転(R1)
   すると共に前記入力軸側ホイル(15)の軸直交側面に噛み
   合い自在及び解除自在となるように前記入力軸(10)に摺
   動自在に設けられ、前記入力軸側ホイル(15)と噛み合っ
   て前記入力軸(10)に駆動されて正回転(R1)するときに前
   記入力軸側ホイル(15)を駆動して、前記出力軸(411) に
   前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度を生じさ
   せるラチェット手段(16)と、 前記入力軸側ホイル(15)の軸直交側面に対する前記ラチ
   ェット手段(16)の噛み合い及び解除を切り換えるクラッ
   チ手段(17)とを有し、 前記第２変速手段(3) は、 前記出力軸(411) に回転自在に設けられたクラッチ盤(3
   3)と、 このクラッチ盤(33)と前記出力軸側ホイル(21)との間に
   設けられ、前記出力軸(411) が前記第２の回転速度より
   も速い所定の速度で回転したときに、前記出力軸(411)
   の回転に伴う遠心力により前記出力軸側ホイル(21)と前
   記クラッチ盤(33)とを係合する遠心力クラッチ手段(32)
   と、 この遠心力クラッチ手段(32)により前記出力軸側ホイル
   (21)と前記クラッチ盤(33)とが係合されたときに、前記
   出力軸(411) に設けられた太陽外歯歯車(35)と、この太
   陽外歯歯車(35)の外周を覆うように固定された太陽内歯
   歯車(36)と、これら太陽歯車(35,36) に噛み合うと共に
   前記クラッチ盤(33)に軸支された遊星歯車(34)とを介し
   て前記出力軸(411) を駆動して、当該出力軸(411) に前
   記第２の回転速度よりも速い第３の回転速度を生じさせ
   る第２歯車列とを有してなる変速装置。
2. 【請求項２】前記第１変速手段(1) の前記第１歯車列(1
   2)は、 前記入力軸(10)が正回転(R1)するときにこの入力軸(10)
   に固着された第１ラチェット(131) と係合する係合爪(1
   32) が設けられた太陽外歯歯車(13)と、 前記入力軸(10)を保持するボス部(10a) に前記太陽外歯
   歯車(13)の外周を覆うように固定された内歯歯車リング
   (141) と、 これら太陽歯車(13,141)に噛み合う複数の遊星歯車(14)
   とを有し、 前記入力軸側ホイル(15)は、 動力伝達部材としてのチェーン(2) と噛み合うスプロケ
   ットから構成されると共に軸受(151) を介して入力軸(1
   0)に対して回転自在に取り付けられ、この入力軸側ホイ
   ル(15)の軸直交両側面のうち前記太陽歯車(13,141)に対
   向する一方の側面に前記遊星歯車(14)が軸支され、他方
   の軸直交側面に前記ラチェット手段(16)と噛み合う噛合
   部材(153) が形成され、 前記ラチェット手段(16)は、 前記入力軸(10)に摺動自在に設けられた第２ラチェット
   (161) と、 前記入力軸(10)が正回転(R1)するときに前記第２ラチェ
   ット(161) と係合する係合爪(162) が設けられた輪盤(1
   60) とを備え、 この輪盤(160) の軸直交両側面のうち前記入力軸側ホイ
   ル(15)に対向する側面に前記入力軸側ホイル(15)の噛合
   部材(153) と噛み合う噛合部材(163) が形成され、 前記クラッチ手段(17)は、 前記入力軸(10)の軸方向に沿ってスライド自在に設けら
   れ、前記輪盤(160) の外周縁部(164) に係合する係合凹
   部(171) を有してなる請求項１記載の変速装置。
3. 【請求項３】前記入力軸側ホイル(15)の前記噛合部材(1
   53) 、及び、前記ラチェット手段(16)の前記噛合部材(1
   63) のそれぞれは、前記正回転(R1)の回転方向で相互に
   噛み合う平板状ラチェット歯より構成してなる請求項２
   記載の変速装置。
4. 【請求項４】前記入力軸(10)に形成したボール穴(168)
   内に、前記入力軸(10)の径方向外方に向けてばね付勢さ
   れたボール(166) を収納し、 前記ラチェット手段(16)の基端部に、前記ボール(166)
   と係合するリング状を呈する２つの凹溝(165,165) を前
   記入力軸(10)の軸方向に沿って形成してなる請求項２記
   載の変速装置。
5. 【請求項５】前記第１ラチェット(131) は、前記入力軸
   (10)が正回転(R1)するときには前記太陽外歯歯車(13)の
   前記係合爪(132) と係合して前記太陽外歯歯車(13)を正
   回転方向(R1)に駆動する一方、前記太陽外歯歯車(13)が
   前記入力軸(10)の回転速度よりも速い速度で正回転方向
   (R1)に回転するときには前記係合爪(132) と係合しない
   ことを特徴とする請求項２記載の変速装置。
6. 【請求項６】前記出力軸側ホイル(21)は、 前記出力軸(411) に固着された内方ラチェット(25)と、 正回転(R1)するときに前記内方ラチェット(25)と係合し
   て前記出力軸(411) を正回転方向(R1)に回転駆動する係
   合爪(24)が設けられ、リング状に突出する支持リング(3
   1)が軸直交側面に形成された外方ラチェット(23)と、 正回転(R1)するときに前記外方ラチェット(23)と係合し
   て当該外方ラチェット(23)を正回転方向(R1)に回転駆動
   する係合爪(22)が設けられ、動力伝達部材としてのチェ
   ーン(2) と噛み合うスプロケットとから構成され、 前記クラッチ盤(33)は、 その外周縁部に前記支持リング(31)に対向するように設
   けられると共にこの支持リング(31)との間に設けた前記
   遠心力クラッチ手段(32)が前記出力軸(411) の回転に伴
   う遠心力により係合するクラッチ凸片(331) を有し、 前記クラッチ盤(33)と前記支持リング(31)との間に、前
   記クラッチ盤(33)が正回転(R1)したときのみに前記支持
   リング(31)と連結して前記外方ラチェット(23)を回転駆
   動するカップリング(30)を設け、 前記第２変速手段(3) の前記第２歯車列は、 正回転(R1)するときに前記出力軸(411) に固着されたラ
   チェットと係合して前記出力軸(411) を正回転方向(R1)
   に回転駆動する係合爪(351) が設けられた太陽外歯歯車
   (35)と、 固定された軸ケース(361) の内周面に前記太陽外歯歯車
   (35)の外周を覆うように設けられた内歯歯車(36)と、 これら太陽歯車(35,36) に噛み合うと共に前記クラッチ
   盤(33)に軸支された複数の遊星歯車(34)とを有してなる
   請求項１記載の変速装置。
7. 【請求項７】前記遠心力クラッチ手段(32)は、 前記クラッチ凸片(331) の内周面に当接する弾性材料か
   らなる摩擦シューライニング(324) の内面に金属板(32
   3) を一体的に取り付けて構成され、円弧形状を呈する
   複数の膨張クラッチシュー(320) と、 隣接する前記膨張クラッチシュー(320) を相互に連結す
   る弾発手段(322) とを有してなる請求項６記載の変速装
   置。
8. 【請求項８】前記各膨張クラッチシュー(320) の両端部
   に凹部(321) を形成すると共に、前記膨張クラッチシュ
   ー(320) の前記金属板(323) の内周面に形成した複数の
   外方ほぞ穴(323a)と、前記支持リング(31)の外周面に形
   成した複数の内方ほぞ穴(313) との間に支えほぞ(312)
   を配置し、 隣接する前記膨張クラッチシュー(320) の前記凹部(32
   1) の間に挿入される複数の突起支持ブロック(311) を
   前記支持リング(31)の外周面に形成し、 前記支持リング(31)が正回転(R1)したときに、前記膨張
   クラッチシュー(320)の端部を押圧してこの膨張クラッ
   チシュー(320) を径方向外方に向けて拡開する傾斜面を
   前記突起支持ブロック(311) に形成してなる請求項６記
   載の変速装置。
9. 【請求項９】前記カップリング(30)は、 前記支持リング(31)の内周面(301) に対向するように設
   けられたクラッチ盤(33)の内環(306) の外周面に、前記
   内周面(301) との間の隙間が逆回転方向に沿って小さく
   なる複数の楔形部(303) を形成し、 この楔形部(303) と前記内周面(301) との間にボール(3
   04) を配置して構成されてなる請求項６記載の変速装
   置。
10. 【請求項１０】前記第２変速手段(3) に連設される第２
    番目の第２変速手段(3')は、 前記出力軸(411) に回転自在に設けられた第２クラッチ
    盤(33') と、 この第２クラッチ盤(33') と前記太陽外歯歯車(35)との
    間に設けられ、前記出力軸(411) が前記第３の回転速度
    よりも速い所定の速度で回転したときに、前記出力軸(4
    11) の回転に伴う遠心力により前記太陽外歯歯車(35)と
    前記第２クラッチ盤(33') とを係合する第２遠心力クラ
    ッチ手段(32') と、 この第２遠心力クラッチ手段(32') により前記太陽外歯
    歯車(35)と前記第２クラッチ盤(33') とが係合されたと
    きに、前記出力軸(411) に設けられた第２太陽外歯歯車
    (35') と、この第２太陽外歯歯車(35') の外周を覆うよ
    うに固定された第２太陽内歯歯車(36') と、これら第２
    太陽歯車(35',36') に噛み合うと共に前記第２クラッチ
    盤(33') に軸支された第２遊星歯車(34') とを介して前
    記出力軸(411) を駆動して、当該出力軸(411) に前記第
    ３の回転速度よりも速い第４の回転速度を生じさせる歯
    車列とを有してなる請求項１記載の変速装置。
11. 【請求項１１】前記入力軸(10)は自転車のペダル(11)に
    連結され、前記出力軸(411) は自転車の後輪(4) の車軸
    である請求項１記載の変速装置。