JPS58501672A - 変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 変速装置 この発明は特に自転車に用いる可変スプロケットを有する変速装置に関する。

今日、十段変速回転車用変速装置は、前方二重スプロケットと五つのスプロケソ ［ｒ含む後方クラスターとに巻かｎたチェーンと、前方のチェーン掛替装置およ び後方のチェーン掛替装置とを有する。これらチェーン掛替装置は、乗シ手が２ つの制御レバーを動かすことによって、チェーンを１つのスプロケットから別の スプロケットに掛は賛える働＠をする′。チェーン掛替装置は多数の精巧な部品 からなり、それは度々修理を必要とし且つ容易に損傷する。チェーン掛替装置は 又作動が難しく、連続的に騒音を発し、チェーンの不聚合による幾つかのギヤの 不能を生じ、又乗り手がしばしばそれを目で見る事を必要とし、乗り手の注意を 道路からそらす事になる。これらの理由のため過去に幾つかの試みがなされ、異 なる装置を導入したが、その幾つかは可変スプロケットを基本としている。その 試みの例が米国特許第３．８　’５０．０４４号及び第３，８５０．０４５号明 細書に見出される。このような装置が商業上大規模に成功しない幾つかの理由は その複雑さ、高コスト、重さが加わる事及び修理の問題である。他の例が英国特 許第４５３．７１２号明細書に見出され、そこでは二つのフランジがキャンチレ バー位置に側方に直かれた遊星歯車と共に積重ねられている。

このような構造は作動負荷のもとで激しい応力を含み、それにより作業負荷のも とで、特にフランジはずしおけさｎねばならないので、可変スプロケットが激し く変形し且つその構造的一体性の殆どを失なう結果となる。

これらの変形はスプロケット−セグメント−遊星歯車及びチェーンの同期性を妨 害する。対照的に、本発明はこれらの且つ他の問題を克服し、且つ金属又は成型 プラスチックから経済的に大量生産しうる簡単で丈夫な装置を愛供するものであ る。

側って本発明は車軸と、該車軸に設けられた駆動フランジと、該車軸に該駆動フ ランジと反対側に回転自在に眩けられ且つ多数のらゼん波状カムを有する割出し フランジと、該両フランジの間にぴてれた二つのスプロケット−セグメント−遊 星歯車と少なくとも二つの遊び遊星歯車と、該スプロケットーセグメントー遊星 ｂ３車と駆動フランジの間に接線方向力を伝達する連結手段と、該遊星歯車に取 付けられて、該らせん波状カムに接合し且つそれに付随するカム従軍とを含み、 該らせん波状カムは一連の交互の凹凸を含み、遊星歯車からぜん波状カムに沿っ て摺動する時、遊星歯車を収車６１・により近づくように且つそれから離れるよ うに移動するようにした、可変スプロケットを有する変速装置を徒供するもので ある。

第１図は本発明による可変スプロケットを備えた自転車の側面図である。

第２図は第１図に印した矢印２−２線による万世に見た自転車と可変スプロケッ トの部分を示し、スプロケット自身は第６図に印した２’−２’ｋに沿って切断 し、スプロケット−セグメント−遊星歯車と共に遊び遊星歯車を示すようにしで ある。

第３図は可変スプロケットの一部破断圧面図である。

第４図は六つの固定手段の三つ？除去した可変スプグメントー遊星歯車の正面図 、倶］曲図及び背面図であ正面図、側面図及び背面図である。

第１１図（ζ第６図に印した１１−１１断面線に沿って見たスプロケット−セグ メント−遊星間車を含む可変スプロケットの領域の横断面を示している。

これら添付図面はシートボスト部材５５を備えたフレーム５０と、ボルト１４に より車軸１３に固定したペダル１２を有する自転車（第１図参照）を示している 。ｍＦ［１１１３はボールベアリング１５によりフレームに回転目在に設けられ ている。車輪１６も又フレーム５０に公知の方法で回転自在に設けられている。

自転車は可変スプロケット２０を促来のローラチェー７３２によりスプロケット １７に連結シフ、スプロケット１７を公知の方法でワンウェイクラッチ１Ｂを介 して車輪１６に連結した変速装置を備えている。可変スプロケット２０は車−１ ３と１車軸１３の四角部分１３′上に遍合した角孔２７を有する駆動フランジ２ １と、駆動フランジ２１と反対側の車軸１３の円形部分に回２１と２５の間に挿 入された二つのスジロケット−セグメント−遊星歯車２９と少なくとも二つ９遊 び遊星歯車３１であって、（遊星配車が挿入されないで、それらの側の一方にの み片持ちされており、従つ、てフランジに応力と変形を生ずる構成と比較して） 比較的に剛性の構成体を形成する歯車と、該歯車を該駆動フランジ２１に接線方 向に連結する細長状キー３４およびそれぞれのキー溝２４の形状をなす連結手段 と、遊星歯車２９と３１に連結し、そのそれぞれのらせん波状カム２６に係合し 且つそれに従うカム従車３７とを含み、らせん波状カムは遊星歯車を移動させる 一連の凹部３５と凸部３６を含み、そのカム従車３７は該遊星歯車が該らせん波 状カム２６に沿って摺動する時、らせん波状カム２６に係合して車軸１３と遠近 関係をとるようにしている（第２、第６及び舅４図参照）。

カム従車３７の端部に形成された固定手段４７は割出しフランジ２５の外面に沿 って摺動する。割出しフランジ２５が軽く変形を生ずるような作動負荷のもとで 、固定手段４７は割出゛しフランジ２５の外面に接合し、遊星歯車２９と３１が それから分離するのを妨げる（固定手段４７の社長状形態によりその割出しフラ ンジ２５との組立てが可能である）。スプロケット−セグメント−遊星歯車２９ は駆動フランジ２１の外面分離を妨げる。スゾロケノトーセグメントー遊星薗車 ２９のみこれらの別の固定手段４４を偏える理由はスプロケット−セグメント− 遊星歯車２９が接線方向の力を担付し、それらをキー３４周囲にねじる傾向があ るからで、遊び遊星歯車３１には起きない問題である。

ようになっており、遊星歯車がチェーン３２に保合していない間、やっかいなが たつきを生じないようにする。チェーン３２（第４図参照）は可変スプロケット ２０の約半分の周囲に巻かれており、スプロケット−セグメント−遊星歯車２９ の円形部分に形成された歯３０に係合する（先頭の歯車３０′は一部除去し、伝 導装置が高効率に変えられた時、チェーン３２と抵−触しないようにする）。

チェーン３２はリンクから作られ、ピッチ長さはチェーン３２の長さにチェーン に含まれたリンクの数で割ったものと等しい。従来の回転車のローラチェーンが 経済的観点から好ましいチェーンだと考えられるが、ここに用いられるチェーン という用語はこの装置を組立てるのに使用で１きる他のチェーンと歯つきベルト を含むものである。自転車のペダルを踏むと、チェーン３２に引張刀が生じ、そ れにより遊星歯車に接線方向状さｎ１スゾロケツトーセグメントー遊星歯車２９ のそれぞれの側に形成されたキー３４に伝達され、キーはラジアルキー溝２４に 係合してその中を摺動し、とｆらの負ｍｆ駆動スプロケット２１に伝達する。チ ェーン３２がその周囲を巻いている遊星間車２９と３１に現われるラジアル負荷 は遊星歯車２９と３１の両側に設けられたカム従車３７を介して、らせん波状カ ム２６に伝達さｆる。ラジアル負荷は遊星歯車２９と３１を凹部３５に押圧し且 つ固定する。らせん波状力可変スプロケット２０周囲に巻かれたチェーン３２に 係合した時（第４図参照）、スプローケットーセグメントー遊星爾車２９の間に 掛ったチェーンの長さが過度のゆるみがないように位置し且つ間隔をおいている 。

らせん波状カム２６の個々の間隔が不適当だと、この掛ったチェーンの長さがた るむか又はスプロケット−セグメント−遊星歯車２９の一つと適当にかみ合わな いようにし、いずｎの場合も可変スプロケット２０の適当な作動を妨ける。

一体成形ブレーキ３８（第６図参照）はフレーム部材５５に−わ−じ４６で固定 されたステム４０上に撓曲自在に枢支した腕３９を含む。腕３９はクリンプ刀［ 工されたフェルール５４によシ腕３９の一つに取りつけらｎたケーブル４１と外 １ｊ１ｉ」ジャケット４２の間で圧縮されることにより割出しフランジに摩擦係 合し且つ制動する。その他端でケーブル４１とそのジャケット、４２１グ従米の ハンドレバー組立体４３に連結してお・す、乗り午がそれを押し下けて、ケーブ ル４１娑シヤケノド４２の内１μＩ４に引張り、それによってブレーキ３８ｉが （′７る事ができる。割出しフランジ２５が匍」動さγ・、駆動フランジ２１が ペダル１２才介して前後に回転すると、キー溝２４とらせん成仏カム２６０交祿 が広かり、遊星歯車２９と３１と互いに接続し、それぞｎ伝達力を冒比率及び低 比率に変えるようにする（低比率は車輪１６が可変スプロケット２０の一回転毎 に、より少ない回転数で回転する比率である）。

らせん波状カム、２６はスプロケット−セグメント−遊星歯車２９が車軸１３に 対してほぼ対称位置にとどまって、スジロケット−セグメント−遊星歯車２９を 通して引かれた想像線が車軸１３を通るように構成される。従って、少なくとも 一つのスゾロヶットーセグメントー遊星薗車２９が常時チェーン３２と係合して 、スプロケット１７と２０の間の動力伝達を維持し、殆どの時間はただ一つのス プロケット−セグメント−遊星歯車２９が係合して変速装置を高効率に変える事 を可能にする（スプロケット−セグメント−遊星間車２９が互いにかたまってい ると、可変スプロケット２００回転中固定点で可錠スプロケット２０のほぼ約半 分のみを包むチェーン３２と一つも係合しない）。

従って、可変スプロケットが回転すると、チェーン３２は一つのスプロケット− セグメント−遊星歯車２９又は他のものと交互に接合し、短い移行重複の間両方 のスプロケット−セグメント−遊星歯車２９が係合する。スプロケット−セグメ ント−遊星歯車２９間の移行をできるだけ円滑にするために、動力が殆どチェー ン３２に伝達されない間にそれを果すのが望ましい。＊６　行＋ｉスプロケット ーセグメントー遊星曲車２９がその頂部／低部位置、にある時に生ずるので且つ 乗り手はにダルがその頂部／底部位置にある時、通常より姓くペダルを踏むので 、ペダル１２とスプロケット−セグメント−遊星歯車２９を同じ想像線に沿って 構成する事は二つを同期化して一致させる。

遊星歯車２９と３１のそれぞれが個々の遊星歯車の位置を制御するその個々のキ ー溝２４と個々のらせん波状カム２６に係合する。従って、全ての遊星歯車２９ と３１を車軸１３から等距離にするか又は一対の遊星歯車２９を車甲田１３から 更に駈１７、想像楕円を遊星歯車２９と３１とを通って描くようにするかは設計 者の選゛択である。このような遊星歯車の形態がある種の人間工学理論によりに ダルに対して向けられた時、乗り手の能力のオ・」用は改良されるに違いない。

更に遊星歯車２９の一つは他のものより少し遠くに移動して、更に乗υ手の強い 方の足、例えば右足でペダルを押し下げる時、可変スプロケット２０とペダル１ ２の適当な方向と若干高い比率を与える事ができる。遊星歯車２９は尚車軸１３ に対してほぼ対称位置に維持される。

然しなから、このようなわずかな慣習の変更は自転車を競争用に第１」用する人 にのみ価１直があるものであろう。

本発明の回転車は従来の回転車と同様に乗って、ペダル操作をするようになって いるが、伝導比率を下げるのが、バックペダル操作でなさγしると共に、ブレー キをかけて駆動フランジ２１に対して割出しフランジ２５をおそくし、キー溝２ ４とらせん波状カム２６の交線が内側に移動し、遊星歯車２９と３１を車軸１３ の方へ収縮する点で改良されている。ワンウェイクラッチ１８により自転車が静 止状態の時もバックペダル操作が可能である。遊星歯車２９と３１が収縮した時 、スプロケット２０を囲み且っスプロケット２０の回転毎に引張られるチェーン の量は減少する。高比率への変換は駆動フランジ２１に対する割出しフランク２ ５を制動し且つおそくすると共に、前進ペダル操作をなし、遊星歯車２９と３１ を膨張する事により達成される。チェーンの引張りにより遊星歯車２９と３１を 作動し、凹部３５に固定するので、チェーン３２の引張りのみが従来のチェーン 引張り装置４３によって生ずる時、高比率に変えるのはより容易である。引張り 装置４３は乗り手が積極的にペダル礫作しない時、遊星歯車２９と３１を凹部３ ５に固定し且つチェーンのたるみを吸収するためにチェーン３２の引張りを最少 にする。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　可変スプロケットを有する変速装置であって、車軸と、該車軸に設けられ た駆動フランジと、該車軸上該駆動フランジの反対側に回転自在に設けられ、且 つ多数のらせん波状カムを有する割出しフランジと、該フランジの間に挾まれた 二つのスジロケット−セグメント−遊星歯車と少なくとも二つの遊び遊星歯車と 、該スプロケット−セグメント−遊星歯車と駆動フランジの間に接線方向力を伝 達する連結手段と、該遊星歯車に取付けられて該らせん波状カムに接合し、それ に付随するカム従軍とを含み、該らせん波状カムが一連の交互の凹凸を含み、遊 星歯車がらせん波状カムに沿って摺動する時、遊星歯車を車軸に近づくように且 つ離れるように移動させるようにした変速装置。 ２、請求の範囲第１項記載の変速装置において、該可変スプロケットがリンクか ら作られたチェーンに係合するようになっており、且つチェーンの長さをリンク の数により割ったのと等しいピッチを有しており、該チェーンは該可変スプロケ ットの周囲のほぼ半分を囲み、該チェーンの引張りによシ該スプロケットーセグ メントー遊星歯車に接線方向負荷を生じ、それを該連結手段を介して駆動フラン ジへ伝達し、該チェーン・　の引張りにより更に該遊星歯車にラジアル９荷を生 じ、それを該カム従軍により該らせん波状カムに伝達して、カム従軍を該凹部に 固足し、そのカム従軍が該凹部に固定された時且つ両方のスジロケット−セグメ ント−遊星歯車が該チェーンに係合した時、該遊星歯車の配置は該スプロケット −セグメント−遊星−車の間に掛けられたチェーンの長さがピッチの目然叡倍で あるようにしである変速装置。 ろ、　請求の範囲第２項記載の変速装置に２いて、該らせん波状カムが該スジロ ケット−セグメント−遊星歯車を案内して、遊星函車がらせん仮状カムに沿って 摺動する時、それらの位置が該車軸に対してほぼ対称にとど才り、少なくとも一 つのスゾロケノトーセグメントー遊星關車が常時該チェーンに係合し、該スプロ ケットーセグメントー遊星歯車の一つだけは一時的に該チェーンに係合するよう にした変速装置。 ４、請求の範囲第１項、算２項又は第６項のいずれか１項に記載の変速装置にお いて、該遊星圀車が回定手段を有し、それが負荷時のらせん波状カムから分難す るの會妨げるようにした変速装置。 ５、言會求の範囲第１項、第２項又は第６項のいずれか１項に記載の変速装置に おいて、該スプロケット−セグメント−遊星歯車が置市手段を有し、負荷時の駆 動フランジからそれが分離するのを妨げるようにした変速装置。 ６、請求の範囲況１項、第２項又は紀６項記載の変速装置において、該駆動フラ ンジに固定されたベダルを含み、該ペダルは該スプロケット−セグメント−遊星 歯車を通るラインにほぼ沿って半径方向に配置された変速装置。 Ｚ　請求の範囲第１項、第２項又は第６項のいずれか１項に記載の変速装置にお いて、該スプロケット−セグメント−遊星歯車がチェーン係合面を有し、先頭の 画は少くとも部分的に除去して、遊星歯車が半径方向外側位置にある時、これら の歯がチェーンと不適当に保合をなすのを妨げるようにした変速装置。 ８　請求の範囲第１項、第２項又は第６項のいずれか１項に記載の変速装置にお いて、該遊星間車を該フランジの少なくとも一つに予負荷を与えるばね手段を該 遊星歯車と該フランジの間に備え、遊星歯車ががたつくのを防止するようにした 変速ｉｔ。 ９、　請求の範囲第１項、第２項又は第６項のいずれか１項に記載の変速装置に おいて、該駆動フランジがラジアルキー溝を有し、該遊星歯車が該キー講中を摺 動するキーを有して遊星歯車を整合し且つ接線方向力を該スプロ”ケラト−セグ メント−遊星歯車と該駆動フランジの間に伝竺するようにした変速装置。