変速機及びその変速機を利用した動力伝達装置が備えられた輸送機具｛ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮＡＮＤＴＲＡＮＳＰＯＲＴＤＥＶＩＣＥＩＮＣＬＵＤＩＮＧＰＯＷＥＲＴＲＡＩＮＵＳＩＮＧＴＨＥＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ｝
【課題】本発明は、２輪乃至４輪を利用した自転車や車などの原動機又は非原動機式のすべての輸送機具の駆動力を伝達するための変速機及びその変速機を利用した動力伝達装置が備えられた自転車を提供する。
【解決手段】本発明は、チェーン無し方式により駆動力を差動ギア方式の微動変速部と内接ギア方式の粗動変速部、そして交差軸動力伝達方式の出力部が変速レバーで任意的でかつ選択的に関係することにより、低・高速の粗動変速段の各々で多段階的に微動変速を行うようにしたものである。
【解決手段】本発明は、チェーン無し方式により駆動力を差動ギア方式の微動変速部と内接ギア方式の粗動変速部、そして交差軸動力伝達方式の出力部が変速レバーで任意的でかつ選択的に関係することにより、低・高速の粗動変速段の各々で多段階的に微動変速を行うようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力の回転速度や回転力を変える変速機及びその変速機を利用した交差軸動力伝達装置が備えられるチェーン無し方式の２輪乃至４輪を利用した自転車や車などの原動機又は非原動機式のすべての輸送機具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車や車などの輸送機具は自走するが、かかる輸送機具は、略２輪乃至４輪を利用して足で踏む力をペダル、クランクアーム、及びチェーンを介して後輪に伝達する非原動機式と、エンジンの駆動力をチェーンを介して後輪に伝達する原動機方式からなって、所期の走行を行うようになる。
【０００３】
かかる輸送機具において、自主のために足で踏む力又はエンジン駆動力を後輪側に伝達させるための動力伝達装置が必須に設置されている。
【０００４】
ところが、このような輸送機具の動力伝達装置は、足で踏む力又はエンジン駆動力の効率増大と速度加減のための変速装置が付加的に備えられて、道路の環境又は走行に応じて多様な変速比に変換するようになるが、このような変速装置は、主に多段階的に順次重複配列される大・小のスプロケットとチェーンを利用している。
【０００５】
このように、スプロケットとチェーンを利用した変速装置は、構造が複雑でかつその構造上変速範囲が制約的であり、変換作用が多段階的に重複配列されたスプロケットを、チェーンが順次通りつつ行われるから、変速が自由にできず、かつ迅速でないという問題点があった。
【０００６】
再度説明すれば、隣接した変速段を越えて高い段から低い段又はその反対の場合、その変換作用が上述のように変換しようとする両変速段の間に配列されたスプロケットを順次通る過程を必ず行われなければならず、またこのような順次的な過程の変換のための走行距離が必ず要求されているから、坂道等で瞬間的に低・高速の任意的な変速が容易でないのが現状である。
【０００７】
このように、多段のスプロケットとチェーンとを利用した変速機の変換のための走行は、一般的な平面道路上の走行では不便さがなかったが、上り下りする坂道などでは、変速がスムーズにならないから、非効率的な動力伝達により不必要なエネルギーの損失が生じ、また急激で不規則な傾斜区間では、走行が不可能であるなど、輸送機具の性能が落ちるという問題点を有している。
【０００８】
そのため、近来では、動力伝達系の構造改善と、動力損失及びエネルギーの低減を效率的に行うためのチェーン無し輸送機具の動力伝達装置が開発されて利用されている。その一例として、交差軸動力伝達方式を利用した２輪の輸送機具の一つである自転車を挙げることができる。
【０００９】
これを具体的に説明すれば、自転車のクランクアーム主軸と後輪との間にクランクアームの駆動力をベベルギア、クラウンギア、又はローラギアを利用した交差軸動力伝達装置を利用して所期の走行を行うようにしている。
【００１０】
そして、上記の交差軸動力伝達装置には、ハンドルバーに備えられる変速レバーにより操作される変速装置を具備して、走行道路の環境、すなわち平地又は坂道に応じて適切に変速させつつ自転車の走行を行うようにしているが、このとき、動力伝達装置に適用される変速装置は、通常クランクアームの主軸と関係する交差軸動力伝達系又は遊星ギア及び太陽ギアや大・小の平ギアを多段階的に配列し、これらを順次に関係させつつ所期の変速を行うようにしている。
【００１１】
ところが、このような変速装置は、その変速範囲が狭く、かつ変速段が漸次的な、再度説明すれば、所定の変速幅内で一定割合で順次加減しており、また変速装置の変換が任意的でない、すなわち傾斜をなす坂道などの任意的でかつ瞬間的な低速の変速が求められる走行環境では、その変換時に求められる走行距離又は強い負荷作用により、変速装置のその変換操作が容易でなかった。
【００１２】
また、坂道の傾斜度に適した変速を行うことができないから、動力伝達が効率的でなく、よって走行が容易でなかっただけでなく、大きな差の変速比の変換が求められる不規則でかつ急激な傾斜度の坂道からなる山岳地域の場合、低速段でのより強いトルクと低い回転の変換をなすことができないから、途中下車する等走行ができないなどの問題点が生じている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
自転車や車などすべての輸送機具の動力伝達装置に適用される変速装置は、一定の速度でトルクが最大になるのに対し、初期駆動又は坂道などの大きな負荷が作用する時に強いトルクと低い回転を必要とし、速度が速くなるにつれてトルクよりも回転を高める役割を果たすようになるが、走行状態に応じて低・高速変換操作が任意的でかつ迅速に行わなければならない。上り下りする坂道では、さらにそうである。
【００１４】
そして、山岳用自転車の場合、不規則でかつ急激に変化する坂道を有する山岳などでは、その急激な傾斜度に応じる強いトルクと低い回転の低速変換が求められているが、これを満たすことができないから、連続的な走行を行うことができなくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による変速装置は、広い低・高速の変速範囲を維持したまま、変換操作が任意的でかつ自由であるから、効率的な駆動力伝達を得るようになる。
【００１６】
本発明の変速装置が提供する広い変速範囲と効率的な駆動力伝達は、主軸上に低・高速変換のための内接ギア方式の粗動変速部と差動ギア方式の微動変速部を配置し、これらが変速レバーにより互いに任意的でかつ選択的に関係することで低い低速と高い高速回転を提供することによって達成されるが、これは、従来の技術で狭い変速範囲内で変換が順次加減されていることによって、大きな変速差が求められる急激な負荷発生時に強いトルクと低い回転とが得られなかったことを解決するようになるはずである。
【００１７】
また、本発明の変速装置による広い変速範囲と効率的な駆動力の伝達は、２輪乃至４輪からなる自転車や車などのチェーン無し輸送手段を提供することによって達成されるが、平地又は坂道などその走行環境に応じて、低・高速段の各々で任意的でかつ適切な変速をなし、特に坂道で自由な変速が可能であることはもちろん、強いトルクと低い回転を得て急激な坂道又は不規則でかつ急激な変化を有する山岳などの悪条件の坂道でも、途中下車せずに連続走行が可能な輸送機具を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による変速装置によれば、粗動変速部と微動変速部を変速レバーにより任意的でかつ選択的に関係することにより、低い低速と高い高速回転の広い変速範囲を得るようになる。
【００１９】
また、本発明による輸送機具は、不規則で急激な坂道などの山岳坂道で変速のための走行距離無しで簡単な操作で迅速で任意的で自由に変速を行って、いかなる最悪の坂道でも停車せずに連続走行が可能になる。
【００２０】
また、本発明は、より広い低・高速の変速範囲を維持したまま、変換操作が任意的で自由であるから、効率的な駆動力伝達を得ることができ、エネルギーの損失を減らすことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の変速機の一実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【００２２】
本発明は、原動機又は非原動機のすべての機具等の駆動のための駆動源を負荷側に伝達する動力伝達系に適用できる。
【００２３】
図１〜図３には、動力伝達系の適した位置に設置されて、別途の変速レバーにより変換操作させることにより、駆動力を負荷側に效率的に適切に変速伝達する本発明の変速機が示されているが、この変速機は、適当な形態で構成して、後述する各部品を取り囲む半分割型のハウジング１１０を有する。
【００２４】
ハウジング１１０には、その内部中心の横方向で駆動力を受ける主軸１２０を設置し、この主軸１２０上に微細な変換のための微動変速部１３０、低・高速変換のための粗動変速部１４０、及び出力部１５０間が互いに関係して順次配置され、ハウジング１１０の両端部は、仕上げ蓋１１０ａ、１１０ｂで覆蓋される。
【００２５】
前記で説明したハウジング１１０に内蔵される各々の部品を具体的に説明する。
【００２６】
まず、微動変速部１３０は、図２Ａ、図２Ｂ及び図４Ａのように、主軸１２０と関係して別途の変速レバー操作によりハウジング１１０の内壁に備えられる案内路１１１に乗って左右に移動しつつ、駆動力を二分された入力経路のうちの何れかを選択して伝達されて、二分出力段に区分して、多段階の微動端に変速排出する差動ギア方式を利用しているものである。
【００２７】
このような微動変速部１３０は、末端に第１出力段１３０ａが設けられる１対の半分割組立体１３１ａ、１３１ｂからなって、主軸１２０を中心に自由に回転するケーシング１３１を有する。
【００２８】
このケーシング１３１の内部の両方には、一対で配置されて、一方は、主軸１２０上で空回転し、一端を延びて変速レバーの操作力が加えられる連結端１３２ａを備えた固定サイドギア１３２を備えており、他方は、変速レバーの操作による左右移動により、主軸１２０とスプライン軸結合方式を利用した選択的結合・離脱関係する入力段１３３ａを有すると共に、末端に第２出力段１３３ｂが設けられる可動サイドギア１３３を備えており、そしてこれらの固定又は可動サイドギア１３２、１３３間の周縁で噛み合い協同すると同時に、主軸１２０とスプライン軸結合方式を利用した選択的結合・離脱で関係する入力段１３４ａが備えられ、ケーシング１３１と軸結合して空転と自転する少なくとも一つ以上のピニオン１３４からなる。
【００２９】
また、粗動変速部１４０は、図２Ｂ、２Ｂ及び図４Ｂのように、主軸１２０上で一端を延びて備えられる連結端１４３を介して伝達される変速レバーの操作により、ハウジング１１０の内壁に備えられる案内路１１１に乗って左右に移動可能に設置されて、微動変速部１３０の二分出力段１３０ａ、１３３ｂと選択的に関係しつつ、二分された経路のうちの何れか一つを介して選択的に駆動力を伝達されて二分出力段に区分して低・高速の２段階の粗動段に排出する内接ギア方式を利用している。
【００３０】
このような粗動変速部１４０は、微動変速部１３０の出力段１３０ａ、１３３ｂとスプライン軸結合方式を利用した選択的結合・離脱で関係して駆動力を受けるスリーブ型の入力段１４０ａを有して偏心軸上に設置されるローラ型のピニオン１４１、このピニオン１４１が内接する内接ギア１４２、及びピニオン１４１と内接ギア１４２のそれぞれの末端に変速レバーの操作により出力部１５０とスプライン軸結合方式を利用した選択的結合・離脱で関係しつつ、二分経路を介して変速伝達される駆動力を出力部１５０側に出力されるようにする二分された第１、２出力段１４０ｂ、１４０ｃを備えている。
【００３１】
ここで、粗動変速部１４０のピニオン１４１と内接ギア１４２との歯合関係は、図２Ｃのように、ピニオン１４１の歯が７個である場合、内接ギア１４２の歯は９個を有して、所定の変速作用を行うようにした。
【００３２】
また、出力部１５０は、主軸１２０上に設置されて前記粗動変速部の二分された出力段と選択的に関係しつつ、交差軸動力伝達方式により前記駆動力を伝達されて排出させている。
【００３３】
このような出力部１５０は、粗動変速部１４０の第１、２出力段１４０ｂ、１４０ｃとそれぞれスプライン軸方式を利用した選択的結合・離脱で関係しつつ駆動力を受ける第１、２入力段１５０ａ、１５０ｂを有するローラ型ギア１５１と、このローラ型ギア１５１と交差軸方向に設置されるクラウン型ギア１５２とからなっている。
【００３４】
そして、クラウン型ギア１５２には、負荷側に動力伝達のための連動ロッド２２０が引き続いて設置される。
【００３５】
このように構成される本発明の変速機は、別途の変速レバーにより操作される微動変速部１３０と粗動変速部１４０、及び出力部１５０が互いに任意的でかつ選択的に関係して協同することにより、低・高速の２段階的な粗動段の各々で１〜３段以上の多段階的な微動変速を行うようにしたものである。
【００３６】
図５Ａ乃至図５Ｅを参照して、本発明の変速機の変速過程を説明する。
【００３７】
図５Ａと図５Ｂは、低速変換ステップであって、図５Ａは、低速の１段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、矢印のように左側に移動されており、粗動変速部１４０は、矢印のように右側に移動されている。
【００３８】
このような状態で、図面の動力伝達経路矢印Ｗのように駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０の可動サイドギア１３３に備えられる入力段１３３ａを介して伝達されて、可動サイドギア１３３を回転させるようになり、この可動サイドギア１３３と噛み合っていたピニオン１３４が自転と空転をなしてケーシング１３１を回転させるようになる。
【００３９】
そして、ケーシング１３１に伝達された駆動力は、微動変速部１３０の第１出力段１３０ａに出力されて、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１と内接ギア１４２を順次通って、第２出力部１４０ｃを介して出力部１５０の第１入力段１５０ａに伝達される。
【００４０】
このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１とクラウン型ギア１５２とを順次通って、連動ロッド２２０に出力させて、所期の変速比０．１１の減速をなすようになる（ここで、変速比は、主軸１２０の１回転に基づいて出力部１５０に変速出力されるのを意味する。）。
【００４１】
図５Ｂは、低速の２段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、中立に位置移動しており、粗動変速部１４０は、前記低速１段のように右側に位置する。こういう状態で図面の動力伝達経路矢印Ｗのように駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０のピニオン１３４に備えられる入力段１３４ａを介して伝達されて、前記低速１段とは異なる経路でピニオン１３４側に直接伝達されて、ピニオン１３４が空転をなしてケーシング１３１を回転させるようになる。
【００４２】
そして、ケーシング１３１に伝達された駆動力は、微動変速部１３０の第１出力段１３０ａに出力されて、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１と内接ギア１４２とを順次通って、第２出力段１４０ｃを介して出力部１５０の第１入力段１５０ａに伝達される。
【００４３】
このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１とクラウン型ギア１５２とを順次通って、連動ロッド２２０に出力させて、所期の変速比０．２２の減速を達成するようになる。
【００４４】
図５Ｃ、図５Ｄと図５Ｅは、高速変換ステップであって、図５Ｃは、高速の１段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、矢印のように左側に移動しており、粗動変速部１４０は、矢印のように左側に移動している。
【００４５】
こういう状態で図面の動力伝達経路矢印Ｗのように駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０の可動サイドギア１３３に備えられる入力段１３３ａを介して伝達されて、可動サイドギア１３３を回転させ、この可動サイドギア１３３と噛み合っていたピニオン１３４が自転と空転をなしてケーシング１３１を回転させるようになる。
【００４６】
そして、ケーシング１３１に伝達された駆動力は、微動変速部１３０の第１出力段１３０ａに出力されて、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１を通った後、第１出力段１４０ｂを介して出力部１５０の第２入力段１５０ｂに伝達される。
【００４７】
このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１を通ってクラウン型ギア１５２を介して連動ロッド２２０に出力させて、所期の変速比０．５の増速をなすようになる。
【００４８】
図５Ｄは、高速の２段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、中立に位置移動しており、粗動変速部１４０は、前記高速１段のように左側に位置する。
【００４９】
こういう状態で図面の動力伝達経路矢印Ｗのように駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０のピニオン１３４に備えられる入力段１３４ａを介して伝達されて、前記高速の１段とは異なる経路でピニオン１３４側に直接伝達されて、ピニオン１３４が空転をなしてケーシング１３１を回転させるようになる。
【００５０】
そして、ケーシング１３１から伝達された駆動力は、微動変速部１３０の第２出力段１３３ｂに出力されて、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１を通って第１出力段１４０ｂを介して出力部１５０の第２入力段１５０ｂに伝達される。
【００５１】
このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１を通ってクラウン型ギア１５２を介して連動ロッド２２０に出力させて、所期の変速比１の増速をなすようになる。
【００５２】
図５Ｅは、高速の３段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、矢印のように右側へ移動しており、粗動変速部１４０は、前記高速の１段のように左側に位置する。
【００５３】
こういう状態で図面の動力伝達経路矢印Ｗのように、駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０のピニオン１３４に備えられる入力段１３４ａを通って、前記高速の２段のような経路でピニオン１３４側に直接伝達される。
【００５４】
このように伝達された駆動力は、ピニオン１３４を空転させるようになるが、このとき、ピニオン１３４は、固定サイドギア１３２を乗って転がり回転をするようになり、そのピニオン１３４の回転力は、他側の可動サイドギア１３３に伝達されて、第２出力段１３３ｂを介して駆動力を出力させるようになる。
【００５５】
そして、可動サイドギア１３３の第２出力段１３３ｂを介して出力される駆動力は、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１を通って第１出力段１４０ｂを通って出力部１５０の第２入力段１５０ｂに伝達される。
【００５６】
また、このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１を通ってクラウン型ギア１５２を介して連動ロッド２２０に出力されるようにして、所期の変速比２の増速をなすようになる。
【００５７】
こういう本発明の変速機は、微動変速部１３０と粗動変速部１４０とを簡単な変速レバーの操作により互いに任意的でかつ選択的に関係することにより、低い低速と高い高速回転の広い変速を簡便かつ容易に得るようになる。
【００５８】
図６及び図７には、本発明による他の実施の形態が示されているので、本実施の形態では、２輪乃至４輪の輸送機具のうちの何れか一つの例として、上記の変速機が適用された動力伝達装置を備えた非原動機式のチェーン無し自転車を示している。
【００５９】
本発明のチェーン無し自転車は、変速レバー１０を有するハンドルバー１２とペダル１４とが備えられたクランクアーム１６が主軸１２０を利用して回転可能に設置されるフレーム１８と、このフレーム１８の前・後方に前・後輪２０、２２を配置し、クランクアーム１６の駆動力を主動ユニット１００と動力伝達ユニット２００、及び従動ユニット３００を介して交差軸動力伝達方式により後輪２２に伝達して、所期の走行を行うようになる。
【００６０】
これをさらに具体的に説明すれば、まず主動ユニット１００は、前記変速機で説明したように、クランクアーム１６の主軸１２０上に微動変速部１３０と粗動変速部１４０、及び出力部１５０を順次配置し、これらが変速レバー１０の操作により任意的でかつ選択的に互いに関係することにより、クランクアーム１６の駆動力を走行状態に応じて広い低・高速の変速範囲を維持したまま効率的な変速を行うようになる。
【００６１】
また、動力伝達ユニット２００は、主動ユニット１００の出力部１５０と交差軸動力伝達方式により引き続いて設置されて、その出力部１５０から出力される駆動力を負荷側である後輪２２の従動ユニット３００側に伝達するようになるが、主・従動ユニット１００、３００のそれぞれと両端が結合されるパイプ状のケース２１０と、このケース２１０内に主動ユニット１００の出力部１５０と従動ユニット３００それぞれと両端が結合される連動ロッド２２０とを備えている。
【００６２】
まま、後輪２２に備えられる従動ユニット３００は、後輪２２の軸２２ａと結合するローラ型ギア３１０と、このローラ型ギア３１０と交差軸方向に設置されて、クランクアーム１６の駆動力を主動ユニット１００から動力伝達ユニット２００を介して受けるクラウン型ギア３２０からなり、これらの周囲をハウジング３３０が取り囲んでいる。
【００６３】
そして、従動ユニット３００は、図８のように主動ユニット１００から動力伝達ユニット２００を介して伝達されるクランクアームの駆動力の伝達が一方向のみで行われるようにするラチェット構造３４０を備えている。
【００６４】
このようなラチェット構造３４０は、後輪２２のハブ２３とローラギア３１０との間に介在されるが、このラチェット構造３４０は、ハブ２３又はローラギア３１０のうちの何れか一側に備えられる収容溝３４０ａと、その収容溝３４０ａを地軸として他端がシーソー運動する爪３４０ｂ、及びローラギア３１０の内周縁に備えられるラチェット輪３４０ｃから構成されて、所期の一方向性動力伝達、すなわちペダルが正方向に駆動する時には、後輪２２に動力が伝達され、ペダルが逆方向に駆動する時には、動力伝達ができないという、断続機能を果たすようになる。
【００６５】
以上のように、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された範囲内で変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の変速機の側面図である。
【図２Ａ】本発明の変速機の内部構成を示す断面図であって、図１のＡ−Ａ線に沿う正断面図である。
【図２Ｂ】本発明の変速機の内部構成を示す断面図であって、図１のＢ−Ｂ線に沿う正断面図である。
【図２Ｃ】図２ＢのＡ−Ａ線に沿う側断面図である。
【図３】本発明の変速機の部品を分解して示す分解斜視図である。
【図４Ａ】本発明の変速機の内部構成を示す断面図であって、図２ＡのＡ−Ａ線に沿う側断面図である。
【図４Ｂ】本発明の変速機の内部構成を示す断面図であって、図２ＡのＢ−Ｂ線に沿う側断面図である。
【図５Ａ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、低速ステップの１段及び２段変速の形態である。
【図５Ｂ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、低速ステップの１段及び２段変速の形態である。
【図５Ｃ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、高速ステップの１段、２段及び３段変速の形態である。
【図５Ｄ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、高速ステップの１段、２段及び３段変速の形態である。
【図５Ｅ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、高速ステップの１段、２段及び３段変速の形態である。
【図６】本発明の他の実施の形態であって、自転車を示す正面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００ 主動ユニット
１１０ ハウジング
１２０ 主軸
１３０ 微動変速部
１４０ 粗動変速部
１５０ 出力部
２００ 動力伝達ユニット
２２０ 連動ロッド
３００ 従動ユニット
３１０ ローラギア
３２０ クラウンギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力の回転速度や回転力を変える変速機及びその変速機を利用した交差軸動力伝達装置が備えられるチェーン無し方式の２輪乃至４輪を利用した自転車や車などの原動機又は非原動機式のすべての輸送機具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車や車などの輸送機具は自走するが、かかる輸送機具は、略２輪乃至４輪を利用して足で踏む力をペダル、クランクアーム、及びチェーンを介して後輪に伝達する非原動機式と、エンジンの駆動力をチェーンを介して後輪に伝達する原動機方式からなって、所期の走行を行うようになる。
【０００３】
かかる輸送機具において、自主のために足で踏む力又はエンジン駆動力を後輪側に伝達させるための動力伝達装置が必須に設置されている。
【０００４】
ところが、このような輸送機具の動力伝達装置は、足で踏む力又はエンジン駆動力の効率増大と速度加減のための変速装置が付加的に備えられて、道路の環境又は走行に応じて多様な変速比に変換するようになるが、このような変速装置は、主に多段階的に順次重複配列される大・小のスプロケットとチェーンを利用している。
【０００５】
このように、スプロケットとチェーンを利用した変速装置は、構造が複雑でかつその構造上変速範囲が制約的であり、変換作用が多段階的に重複配列されたスプロケットを、チェーンが順次通りつつ行われるから、変速が自由にできず、かつ迅速でないという問題点があった。
【０００６】
再度説明すれば、隣接した変速段を越えて高い段から低い段又はその反対の場合、その変換作用が上述のように変換しようとする両変速段の間に配列されたスプロケットを順次通る過程を必ず行われなければならず、またこのような順次的な過程の変換のための走行距離が必ず要求されているから、坂道等で瞬間的に低・高速の任意的な変速が容易でないのが現状である。
【０００７】
このように、多段のスプロケットとチェーンとを利用した変速機の変換のための走行は、一般的な平面道路上の走行では不便さがなかったが、上り下りする坂道などでは、変速がスムーズにならないから、非効率的な動力伝達により不必要なエネルギーの損失が生じ、また急激で不規則な傾斜区間では、走行が不可能であるなど、輸送機具の性能が落ちるという問題点を有している。
【０００８】
そのため、近来では、動力伝達系の構造改善と、動力損失及びエネルギーの低減を效率的に行うためのチェーン無し輸送機具の動力伝達装置が開発されて利用されている。その一例として、交差軸動力伝達方式を利用した２輪の輸送機具の一つである自転車を挙げることができる。
【０００９】
これを具体的に説明すれば、自転車のクランクアーム主軸と後輪との間にクランクアームの駆動力をベベルギア、クラウンギア、又はローラギアを利用した交差軸動力伝達装置を利用して所期の走行を行うようにしている。
【００１０】
そして、上記の交差軸動力伝達装置には、ハンドルバーに備えられる変速レバーにより操作される変速装置を具備して、走行道路の環境、すなわち平地又は坂道に応じて適切に変速させつつ自転車の走行を行うようにしているが、このとき、動力伝達装置に適用される変速装置は、通常クランクアームの主軸と関係する交差軸動力伝達系又は遊星ギア及び太陽ギアや大・小の平ギアを多段階的に配列し、これらを順次に関係させつつ所期の変速を行うようにしている。
【００１１】
ところが、このような変速装置は、その変速範囲が狭く、かつ変速段が漸次的な、再度説明すれば、所定の変速幅内で一定割合で順次加減しており、また変速装置の変換が任意的でない、すなわち傾斜をなす坂道などの任意的でかつ瞬間的な低速の変速が求められる走行環境では、その変換時に求められる走行距離又は強い負荷作用により、変速装置のその変換操作が容易でなかった。
【００１２】
また、坂道の傾斜度に適した変速を行うことができないから、動力伝達が効率的でなく、よって走行が容易でなかっただけでなく、大きな差の変速比の変換が求められる不規則でかつ急激な傾斜度の坂道からなる山岳地域の場合、低速段でのより強いトルクと低い回転の変換をなすことができないから、途中下車する等走行ができないなどの問題点が生じている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
自転車や車などすべての輸送機具の動力伝達装置に適用される変速装置は、一定の速度でトルクが最大になるのに対し、初期駆動又は坂道などの大きな負荷が作用する時に強いトルクと低い回転を必要とし、速度が速くなるにつれてトルクよりも回転を高める役割を果たすようになるが、走行状態に応じて低・高速変換操作が任意的でかつ迅速に行わなければならない。上り下りする坂道では、さらにそうである。
【００１４】
そして、山岳用自転車の場合、不規則でかつ急激に変化する坂道を有する山岳などでは、その急激な傾斜度に応じる強いトルクと低い回転の低速変換が求められているが、これを満たすことができないから、連続的な走行を行うことができなくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による変速装置は、広い低・高速の変速範囲を維持したまま、変換操作が任意的でかつ自由であるから、効率的な駆動力伝達を得るようになる。
【００１６】
本発明の変速装置が提供する広い変速範囲と効率的な駆動力伝達は、主軸上に低・高速変換のための内接ギア方式の粗動変速部と差動ギア方式の微動変速部を配置し、これらが変速レバーにより互いに任意的でかつ選択的に関係することで低い低速と高い高速回転を提供することによって達成されるが、これは、従来の技術で狭い変速範囲内で変換が順次加減されていることによって、大きな変速差が求められる急激な負荷発生時に強いトルクと低い回転とが得られなかったことを解決するようになるはずである。
【００１７】
また、本発明の変速装置による広い変速範囲と効率的な駆動力の伝達は、２輪乃至４輪からなる自転車や車などのチェーン無し輸送手段を提供することによって達成されるが、平地又は坂道などその走行環境に応じて、低・高速段の各々で任意的でかつ適切な変速をなし、特に坂道で自由な変速が可能であることはもちろん、強いトルクと低い回転を得て急激な坂道又は不規則でかつ急激な変化を有する山岳などの悪条件の坂道でも、途中下車せずに連続走行が可能な輸送機具を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による変速装置によれば、粗動変速部と微動変速部を変速レバーにより任意的でかつ選択的に関係することにより、低い低速と高い高速回転の広い変速範囲を得るようになる。
【００１９】
また、本発明による輸送機具は、不規則で急激な坂道などの山岳坂道で変速のための走行距離無しで簡単な操作で迅速で任意的で自由に変速を行って、いかなる最悪の坂道でも停車せずに連続走行が可能になる。
【００２０】
また、本発明は、より広い低・高速の変速範囲を維持したまま、変換操作が任意的で自由であるから、効率的な駆動力伝達を得ることができ、エネルギーの損失を減らすことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の変速機の一実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【００２２】
本発明は、原動機又は非原動機のすべての機具等の駆動のための駆動源を負荷側に伝達する動力伝達系に適用できる。
【００２３】
図１〜図３には、動力伝達系の適した位置に設置されて、別途の変速レバーにより変換操作させることにより、駆動力を負荷側に效率的に適切に変速伝達する本発明の変速機が示されているが、この変速機は、適当な形態で構成して、後述する各部品を取り囲む半分割型のハウジング１１０を有する。
【００２４】
ハウジング１１０には、その内部中心の横方向で駆動力を受ける主軸１２０を設置し、この主軸１２０上に微細な変換のための微動変速部１３０、低・高速変換のための粗動変速部１４０、及び出力部１５０間が互いに関係して順次配置され、ハウジング１１０の両端部は、仕上げ蓋１１０ａ、１１０ｂで覆蓋される。
【００２５】
前記で説明したハウジング１１０に内蔵される各々の部品を具体的に説明する。
【００２６】
まず、微動変速部１３０は、図２Ａ、図２Ｂ及び図４Ａのように、主軸１２０と関係して別途の変速レバー操作によりハウジング１１０の内壁に備えられる案内路１１１に乗って左右に移動しつつ、駆動力を二分された入力経路のうちの何れかを選択して伝達されて、二分出力段に区分して、多段階の微動端に変速排出する差動ギア方式を利用しているものである。
【００２７】
このような微動変速部１３０は、末端に第１出力段１３０ａが設けられる１対の半分割組立体１３１ａ、１３１ｂからなって、主軸１２０を中心に自由に回転するケーシング１３１を有する。
【００２８】
このケーシング１３１の内部の両方には、一対で配置されて、一方は、主軸１２０上で空回転し、一端を延びて変速レバーの操作力が加えられる連結端１３２ａを備えた固定サイドギア１３２を備えており、他方は、変速レバーの操作による左右移動により、主軸１２０とスプライン軸結合方式を利用した選択的結合・離脱関係する入力段１３３ａを有すると共に、末端に第２出力段１３３ｂが設けられる可動サイドギア１３３を備えており、そしてこれらの固定又は可動サイドギア１３２、１３３間の周縁で噛み合い協同すると同時に、主軸１２０とスプライン軸結合方式を利用した選択的結合・離脱で関係する入力段１３４ａが備えられ、ケーシング１３１と軸結合して空転と自転する少なくとも一つ以上のピニオン１３４からなる。
【００２９】
また、粗動変速部１４０は、図２Ｂ、２Ｂ及び図４Ｂのように、主軸１２０上で一端を延びて備えられる連結端１４３を介して伝達される変速レバーの操作により、ハウジング１１０の内壁に備えられる案内路１１１に乗って左右に移動可能に設置されて、微動変速部１３０の二分出力段１３０ａ、１３３ｂと選択的に関係しつつ、二分された経路のうちの何れか一つを介して選択的に駆動力を伝達されて二分出力段に区分して低・高速の２段階の粗動段に排出する内接ギア方式を利用している。
【００３０】
このような粗動変速部１４０は、微動変速部１３０の出力段１３０ａ、１３３ｂとスプライン軸結合方式を利用した選択的結合・離脱で関係して駆動力を受けるスリーブ型の入力段１４０ａを有して偏心軸上に設置されるローラ型のピニオン１４１、このピニオン１４１が内接する内接ギア１４２、及びピニオン１４１と内接ギア１４２のそれぞれの末端に変速レバーの操作により出力部１５０とスプライン軸結合方式を利用した選択的結合・離脱で関係しつつ、二分経路を介して変速伝達される駆動力を出力部１５０側に出力されるようにする二分された第１、２出力段１４０ｂ、１４０ｃを備えている。
【００３１】
ここで、粗動変速部１４０のピニオン１４１と内接ギア１４２との歯合関係は、図２Ｃのように、ピニオン１４１の歯が７個である場合、内接ギア１４２の歯は９個を有して、所定の変速作用を行うようにした。
【００３２】
また、出力部１５０は、主軸１２０上に設置されて前記粗動変速部の二分された出力段と選択的に関係しつつ、交差軸動力伝達方式により前記駆動力を伝達されて排出させている。
【００３３】
このような出力部１５０は、粗動変速部１４０の第１、２出力段１４０ｂ、１４０ｃとそれぞれスプライン軸方式を利用した選択的結合・離脱で関係しつつ駆動力を受ける第１、２入力段１５０ａ、１５０ｂを有するローラ型ギア１５１と、このローラ型ギア１５１と交差軸方向に設置されるクラウン型ギア１５２とからなっている。
【００３４】
そして、クラウン型ギア１５２には、負荷側に動力伝達のための連動ロッド２２０が引き続いて設置される。
【００３５】
このように構成される本発明の変速機は、別途の変速レバーにより操作される微動変速部１３０と粗動変速部１４０、及び出力部１５０が互いに任意的でかつ選択的に関係して協同することにより、低・高速の２段階的な粗動段の各々で１〜３段以上の多段階的な微動変速を行うようにしたものである。
【００３６】
図５Ａ乃至図５Ｅを参照して、本発明の変速機の変速過程を説明する。
【００３７】
図５Ａと図５Ｂは、低速変換ステップであって、図５Ａは、低速の１段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、矢印のように左側に移動されており、粗動変速部１４０は、矢印のように右側に移動されている。
【００３８】
このような状態で、図面の動力伝達経路矢印Ｗのように駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０の可動サイドギア１３３に備えられる入力段１３３ａを介して伝達されて、可動サイドギア１３３を回転させるようになり、この可動サイドギア１３３と噛み合っていたピニオン１３４が自転と空転をなしてケーシング１３１を回転させるようになる。
【００３９】
そして、ケーシング１３１に伝達された駆動力は、微動変速部１３０の第１出力段１３０ａに出力されて、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１と内接ギア１４２を順次通って、第２出力部１４０ｃを介して出力部１５０の第１入力段１５０ａに伝達される。
【００４０】
このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１とクラウン型ギア１５２とを順次通って、連動ロッド２２０に出力させて、所期の変速比０．１１の減速をなすようになる（ここで、変速比は、主軸１２０の１回転に基づいて出力部１５０に変速出力されるのを意味する。）。
【００４１】
図５Ｂは、低速の２段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、中立に位置移動しており、粗動変速部１４０は、前記低速１段のように右側に位置する。こういう状態で図面の動力伝達経路矢印Ｗのように駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０のピニオン１３４に備えられる入力段１３４ａを介して伝達されて、前記低速１段とは異なる経路でピニオン１３４側に直接伝達されて、ピニオン１３４が空転をなしてケーシング１３１を回転させるようになる。
【００４２】
そして、ケーシング１３１に伝達された駆動力は、微動変速部１３０の第１出力段１３０ａに出力されて、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１と内接ギア１４２とを順次通って、第２出力段１４０ｃを介して出力部１５０の第１入力段１５０ａに伝達される。
【００４３】
このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１とクラウン型ギア１５２とを順次通って、連動ロッド２２０に出力させて、所期の変速比０．２２の減速を達成するようになる。
【００４４】
図５Ｃ、図５Ｄと図５Ｅは、高速変換ステップであって、図５Ｃは、高速の１段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、矢印のように左側に移動しており、粗動変速部１４０は、矢印のように左側に移動している。
【００４５】
こういう状態で図面の動力伝達経路矢印Ｗのように駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０の可動サイドギア１３３に備えられる入力段１３３ａを介して伝達されて、可動サイドギア１３３を回転させ、この可動サイドギア１３３と噛み合っていたピニオン１３４が自転と空転をなしてケーシング１３１を回転させるようになる。
【００４６】
そして、ケーシング１３１に伝達された駆動力は、微動変速部１３０の第１出力段１３０ａに出力されて、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１を通った後、第１出力段１４０ｂを介して出力部１５０の第２入力段１５０ｂに伝達される。
【００４７】
このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１を通ってクラウン型ギア１５２を介して連動ロッド２２０に出力させて、所期の変速比０．５の増速をなすようになる。
【００４８】
図５Ｄは、高速の２段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、中立に位置移動しており、粗動変速部１４０は、前記高速１段のように左側に位置する。
【００４９】
こういう状態で図面の動力伝達経路矢印Ｗのように駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０のピニオン１３４に備えられる入力段１３４ａを介して伝達されて、前記高速の１段とは異なる経路でピニオン１３４側に直接伝達されて、ピニオン１３４が空転をなしてケーシング１３１を回転させるようになる。
【００５０】
そして、ケーシング１３１から伝達された駆動力は、微動変速部１３０の第２出力段１３３ｂに出力されて、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１を通って第１出力段１４０ｂを介して出力部１５０の第２入力段１５０ｂに伝達される。
【００５１】
このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１を通ってクラウン型ギア１５２を介して連動ロッド２２０に出力させて、所期の変速比１の増速をなすようになる。
【００５２】
図５Ｅは、高速の３段の形態を示しているが、変速レバーの操作により微動変速部１３０は、矢印のように右側へ移動しており、粗動変速部１４０は、前記高速の１段のように左側に位置する。
【００５３】
こういう状態で図面の動力伝達経路矢印Ｗのように、駆動力が主軸１２０を介して微動変速部１３０のピニオン１３４に備えられる入力段１３４ａを通って、前記高速の２段のような経路でピニオン１３４側に直接伝達される。
【００５４】
このように伝達された駆動力は、ピニオン１３４を空転させるようになるが、このとき、ピニオン１３４は、固定サイドギア１３２を乗って転がり回転をするようになり、そのピニオン１３４の回転力は、他側の可動サイドギア１３３に伝達されて、第２出力段１３３ｂを介して駆動力を出力させるようになる。
【００５５】
そして、可動サイドギア１３３の第２出力段１３３ｂを介して出力される駆動力は、粗動変速部１４０の入力段１４０ａを介してピニオン１４１を通って第１出力段１４０ｂを通って出力部１５０の第２入力段１５０ｂに伝達される。
【００５６】
また、このように出力部１５０に伝達された駆動力は、ローラ型ギア１５１を通ってクラウン型ギア１５２を介して連動ロッド２２０に出力されるようにして、所期の変速比２の増速をなすようになる。
【００５７】
こういう本発明の変速機は、微動変速部１３０と粗動変速部１４０とを簡単な変速レバーの操作により互いに任意的でかつ選択的に関係することにより、低い低速と高い高速回転の広い変速を簡便かつ容易に得るようになる。
【００５８】
図６及び図７には、本発明による他の実施の形態が示されているので、本実施の形態では、２輪乃至４輪の輸送機具のうちの何れか一つの例として、上記の変速機が適用された動力伝達装置を備えた非原動機式のチェーン無し自転車を示している。
【００５９】
本発明のチェーン無し自転車は、変速レバー１０を有するハンドルバー１２とペダル１４とが備えられたクランクアーム１６が主軸１２０を利用して回転可能に設置されるフレーム１８と、このフレーム１８の前・後方に前・後輪２０、２２を配置し、クランクアーム１６の駆動力を主動ユニット１００と動力伝達ユニット２００、及び従動ユニット３００を介して交差軸動力伝達方式により後輪２２に伝達して、所期の走行を行うようになる。
【００６０】
これをさらに具体的に説明すれば、まず主動ユニット１００は、前記変速機で説明したように、クランクアーム１６の主軸１２０上に微動変速部１３０と粗動変速部１４０、及び出力部１５０を順次配置し、これらが変速レバー１０の操作により任意的でかつ選択的に互いに関係することにより、クランクアーム１６の駆動力を走行状態に応じて広い低・高速の変速範囲を維持したまま効率的な変速を行うようになる。
【００６１】
また、動力伝達ユニット２００は、主動ユニット１００の出力部１５０と交差軸動力伝達方式により引き続いて設置されて、その出力部１５０から出力される駆動力を負荷側である後輪２２の従動ユニット３００側に伝達するようになるが、主・従動ユニット１００、３００のそれぞれと両端が結合されるパイプ状のケース２１０と、このケース２１０内に主動ユニット１００の出力部１５０と従動ユニット３００それぞれと両端が結合される連動ロッド２２０とを備えている。
【００６２】
まま、後輪２２に備えられる従動ユニット３００は、後輪２２の軸２２ａと結合するローラ型ギア３１０と、このローラ型ギア３１０と交差軸方向に設置されて、クランクアーム１６の駆動力を主動ユニット１００から動力伝達ユニット２００を介して受けるクラウン型ギア３２０からなり、これらの周囲をハウジング３３０が取り囲んでいる。
【００６３】
そして、従動ユニット３００は、図８のように主動ユニット１００から動力伝達ユニット２００を介して伝達されるクランクアームの駆動力の伝達が一方向のみで行われるようにするラチェット構造３４０を備えている。
【００６４】
このようなラチェット構造３４０は、後輪２２のハブ２３とローラギア３１０との間に介在されるが、このラチェット構造３４０は、ハブ２３又はローラギア３１０のうちの何れか一側に備えられる収容溝３４０ａと、その収容溝３４０ａを地軸として他端がシーソー運動する爪３４０ｂ、及びローラギア３１０の内周縁に備えられるラチェット輪３４０ｃから構成されて、所期の一方向性動力伝達、すなわちペダルが正方向に駆動する時には、後輪２２に動力が伝達され、ペダルが逆方向に駆動する時には、動力伝達ができないという、断続機能を果たすようになる。
【００６５】
以上のように、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された範囲内で変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の変速機の側面図である。
【図２Ａ】本発明の変速機の内部構成を示す断面図であって、図１のＡ−Ａ線に沿う正断面図である。
【図２Ｂ】本発明の変速機の内部構成を示す断面図であって、図１のＢ−Ｂ線に沿う正断面図である。
【図２Ｃ】図２ＢのＡ−Ａ線に沿う側断面図である。
【図３】本発明の変速機の部品を分解して示す分解斜視図である。
【図４Ａ】本発明の変速機の内部構成を示す断面図であって、図２ＡのＡ−Ａ線に沿う側断面図である。
【図４Ｂ】本発明の変速機の内部構成を示す断面図であって、図２ＡのＢ−Ｂ線に沿う側断面図である。
【図５Ａ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、低速ステップの１段及び２段変速の形態である。
【図５Ｂ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、低速ステップの１段及び２段変速の形態である。
【図５Ｃ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、高速ステップの１段、２段及び３段変速の形態である。
【図５Ｄ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、高速ステップの１段、２段及び３段変速の形態である。
【図５Ｅ】本発明の変速機の変速過程を示す説明であって、高速ステップの１段、２段及び３段変速の形態である。
【図６】本発明の他の実施の形態であって、自転車を示す正面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００ 主動ユニット
１１０ ハウジング
１２０ 主軸
１３０ 微動変速部
１４０ 粗動変速部
１５０ 出力部
２００ 動力伝達ユニット
２２０ 連動ロッド
３００ 従動ユニット
３１０ ローラギア
３２０ クラウンギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２輪乃至４輪を利用した自転車や車などの原動機又は非原動機式のすべての輸送機具の駆動力伝達装置において、別途の変速レバーにより変換操作され、かつ道路の環境に応じて前記輸送機具の走行速度を加減させる変速機であって、
前記駆動力が加えられる主軸と、
前記主軸と関係して、前記変速レバーにより移動しつつ前記駆動力を二分された経路のうちの何れか一つを選択して伝達されて、二分出力段に区分して多段変速排出する差動ギア方式の微動変速部と、
前記主軸上で前記変速レバーにより移動可能に設置されて、前記微動変速部の二分出力段と関係しつつ、二分された経路を介して選択的に前記駆動力を伝達されて、二分出力段に区分して低・高速段に排出する内接ギア方式の粗動変速部と、
前記主軸上に設置されて、前記粗動変速部の二分された出力段と選択的に関係しつつ交差軸動力伝達方式により前記駆動力を伝達されて排出する出力部と、
前記微動変速部と前記粗動変速部、そして出力部の周囲を取り囲むハウジングと、を備え、
ここで、前記変速レバーにより操作される微動変速部と前記粗動変速部、そして前記出力部が互いに任意的でかつ選択的に関係して協同することにより、低・高速の粗動段の各々で多段階的な微動変速を行うようにすることを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記差動方式の微動変速部は、末端に第１出力段を有するケーシングと、このケーシング内に前記主軸に一対で配置されて、一側は、前記主軸上で空回転する固定サイドギアを、他側は、前記主軸と選択的に結合・離脱する関係を有すると共に、末端に第２出力段を有する可動サイドギア、そしてこれらの固定又は可動サイドギア間の周縁で歯合協同する共に、前記ケーシングと軸結合して空転と自転する少なくとも一つ以上のピニオンとからなる請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
前記粗動変速部は、前記微動変速部の出力段と関係して前記駆動力を受けるスリーブ型の入力段を有するローラ型のピニオンと、このピニオンが内接する内接ギア、そして前記ピニオンと前記内接ギアの各々の末端に前記出力部と選択的に結合・離脱しつつ、前記二分経路を介して変速伝達される前記駆動力が二分された第１、２出力段を介して選択的に前記出力部側に出力されるようにする請求項１に記載の変速機。
【請求項４】
前記出力部は、前記粗動変速部の第１、２出力段と選択的に関係し、前記駆動力を受ける第１、２入力段を有するローラ型ギアと、このローラ型ギアと交差軸方向に設置されるクラウン型ギアとからなる請求項１に記載の変速機。
【請求項５】
前記ハウジングの内壁に前記変速レバーにより操作される微動変速部と前記粗動変速部の移動を案内する案内路とを有する請求項１に記載の変速機。
【請求項６】
変速レバーを有するハンドルバーとペダルとが備えられたクランクアームが主軸を利用して回転可能に設置されるフレームと、このフレームの前・後方に前・後輪を配置し、前記クランクアームの駆動力をクラウンギアとローラギアとを利用した交差軸動力伝達方式により後輪に伝達して走行するようにした２輪乃至４輪を利用する自転車や車などの原動機又は非原動機式のすべての輸送機具であって、
前記主軸と関係して、前記駆動力を前記変速レバーの操作により任意的でかつ選択的に互いに関係し、差動ギア方式により多段変速を行う微動変速部と、内接ギア方式により低・高速段変速を行う粗動変速部を通って、交差軸動力伝達方式の出力部を介して出力されるようにする変速機とを内蔵した主動ユニットと、
前記主動ユニット変速機の出力部と交差軸動力伝達方式により引き続いて設置されて、前記出力部から出力される駆動力を負荷側に伝達する動力伝達ユニットと、
前記後輪に設置されて、前記動力伝達ユニットから伝達される前記駆動力を受けて前記後輪を駆動させる交差軸動力伝達方式の従動ユニットと、を備える輸送機具。
【請求項７】
前記主動ユニットの微動変速部は、末端に第１出力段を有するケーシングと、このケーシング内に前記主軸に一対で配置されて、一側は、前記主軸上で空回転する固定サイドギアを、他側は、前記主軸と選択的に結合・離脱する関係を有すると共に、末端に第２出力段を有する可動サイドギア、そしてこれらの固定又は可動サイドギア間の周縁で歯合協同すると共に、前記ケーシングと軸結合して空転と自転する少なくとも一つ以上のピニオンと、からなる請求項６に記載の輸送機具。
【請求項８】
前記主動ユニットの粗動変速部は、前記微動変速部の出力段と関係して前記駆動力を受けるスリーブ型の入力段を有するローラ型のピニオンと、このピニオンが内接する内接ギア、そして前記ピニオンと前記内接ギアの各々の末端に前記出力部と選択的に結合・離脱しつつ、前記二分経路を介して変速伝達される前記駆動力が二分された第１、２出力段を介して選択的に前記出力部側に出力されるようにした請求項６に記載の輸送機具。
【請求項９】
前記主動ユニットの出力部は、前記粗動変速部の第１、２出力段と選択的に関係し、前記駆動力を受ける第１、２入力段を有するローラ型ギアと、このローラ型ギアと交差軸方向に設置され、前記動力伝達ユニットが連結されるクラウン型ギアとからなる請求項６に記載の輸送機具。
【請求項１０】
前記従動ユニットは、前記後輪の軸と結合するローラ型ギアと、このローラ型ギアと交差軸方向に設置されて、前記駆動力を前記主動ユニットから受けるクラウン型ギアとからなる請求項６に記載の輸送機具。
【請求項１１】
前記変速レバーにより操作される微動変速部と前記粗動変速部、そして前記出力部が互いに任意的でかつ選択的に関係して協同することにより、低速又は高速段の各々で多段的に変速されるようにした請求項６、９、又は１０に記載の輸送機具。
【請求項１２】
前記動力伝達ユニットは、前記主・従動ユニットの各々と両端が結合されるパイプ状のケースと、このケース内に前記主動ユニットの前記出力部と前記従動ユニットのクラウン型ギアと連結される連動ロッドとからなる請求項６、９、又は１０に記載の輸送機具。
【請求項１３】
前記従動ユニットは、前記主動ユニットから前記動力伝達ユニットを介して伝達されるクランクアームの駆動力伝達が一方向のみで行われるようにするラチェット構造をさらに有する請求項６に記載の自転車。
【請求項１】
２輪乃至４輪を利用した自転車や車などの原動機又は非原動機式のすべての輸送機具の駆動力伝達装置において、別途の変速レバーにより変換操作され、かつ道路の環境に応じて前記輸送機具の走行速度を加減させる変速機であって、
前記駆動力が加えられる主軸と、
前記主軸と関係して、前記変速レバーにより移動しつつ前記駆動力を二分された経路のうちの何れか一つを選択して伝達されて、二分出力段に区分して多段変速排出する差動ギア方式の微動変速部と、
前記主軸上で前記変速レバーにより移動可能に設置されて、前記微動変速部の二分出力段と関係しつつ、二分された経路を介して選択的に前記駆動力を伝達されて、二分出力段に区分して低・高速段に排出する内接ギア方式の粗動変速部と、
前記主軸上に設置されて、前記粗動変速部の二分された出力段と選択的に関係しつつ交差軸動力伝達方式により前記駆動力を伝達されて排出する出力部と、
前記微動変速部と前記粗動変速部、そして出力部の周囲を取り囲むハウジングと、を備え、
ここで、前記変速レバーにより操作される微動変速部と前記粗動変速部、そして前記出力部が互いに任意的でかつ選択的に関係して協同することにより、低・高速の粗動段の各々で多段階的な微動変速を行うようにすることを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記差動方式の微動変速部は、末端に第１出力段を有するケーシングと、このケーシング内に前記主軸に一対で配置されて、一側は、前記主軸上で空回転する固定サイドギアを、他側は、前記主軸と選択的に結合・離脱する関係を有すると共に、末端に第２出力段を有する可動サイドギア、そしてこれらの固定又は可動サイドギア間の周縁で歯合協同する共に、前記ケーシングと軸結合して空転と自転する少なくとも一つ以上のピニオンとからなる請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
前記粗動変速部は、前記微動変速部の出力段と関係して前記駆動力を受けるスリーブ型の入力段を有するローラ型のピニオンと、このピニオンが内接する内接ギア、そして前記ピニオンと前記内接ギアの各々の末端に前記出力部と選択的に結合・離脱しつつ、前記二分経路を介して変速伝達される前記駆動力が二分された第１、２出力段を介して選択的に前記出力部側に出力されるようにする請求項１に記載の変速機。
【請求項４】
前記出力部は、前記粗動変速部の第１、２出力段と選択的に関係し、前記駆動力を受ける第１、２入力段を有するローラ型ギアと、このローラ型ギアと交差軸方向に設置されるクラウン型ギアとからなる請求項１に記載の変速機。
【請求項５】
前記ハウジングの内壁に前記変速レバーにより操作される微動変速部と前記粗動変速部の移動を案内する案内路とを有する請求項１に記載の変速機。
【請求項６】
変速レバーを有するハンドルバーとペダルとが備えられたクランクアームが主軸を利用して回転可能に設置されるフレームと、このフレームの前・後方に前・後輪を配置し、前記クランクアームの駆動力をクラウンギアとローラギアとを利用した交差軸動力伝達方式により後輪に伝達して走行するようにした２輪乃至４輪を利用する自転車や車などの原動機又は非原動機式のすべての輸送機具であって、
前記主軸と関係して、前記駆動力を前記変速レバーの操作により任意的でかつ選択的に互いに関係し、差動ギア方式により多段変速を行う微動変速部と、内接ギア方式により低・高速段変速を行う粗動変速部を通って、交差軸動力伝達方式の出力部を介して出力されるようにする変速機とを内蔵した主動ユニットと、
前記主動ユニット変速機の出力部と交差軸動力伝達方式により引き続いて設置されて、前記出力部から出力される駆動力を負荷側に伝達する動力伝達ユニットと、
前記後輪に設置されて、前記動力伝達ユニットから伝達される前記駆動力を受けて前記後輪を駆動させる交差軸動力伝達方式の従動ユニットと、を備える輸送機具。
【請求項７】
前記主動ユニットの微動変速部は、末端に第１出力段を有するケーシングと、このケーシング内に前記主軸に一対で配置されて、一側は、前記主軸上で空回転する固定サイドギアを、他側は、前記主軸と選択的に結合・離脱する関係を有すると共に、末端に第２出力段を有する可動サイドギア、そしてこれらの固定又は可動サイドギア間の周縁で歯合協同すると共に、前記ケーシングと軸結合して空転と自転する少なくとも一つ以上のピニオンと、からなる請求項６に記載の輸送機具。
【請求項８】
前記主動ユニットの粗動変速部は、前記微動変速部の出力段と関係して前記駆動力を受けるスリーブ型の入力段を有するローラ型のピニオンと、このピニオンが内接する内接ギア、そして前記ピニオンと前記内接ギアの各々の末端に前記出力部と選択的に結合・離脱しつつ、前記二分経路を介して変速伝達される前記駆動力が二分された第１、２出力段を介して選択的に前記出力部側に出力されるようにした請求項６に記載の輸送機具。
【請求項９】
前記主動ユニットの出力部は、前記粗動変速部の第１、２出力段と選択的に関係し、前記駆動力を受ける第１、２入力段を有するローラ型ギアと、このローラ型ギアと交差軸方向に設置され、前記動力伝達ユニットが連結されるクラウン型ギアとからなる請求項６に記載の輸送機具。
【請求項１０】
前記従動ユニットは、前記後輪の軸と結合するローラ型ギアと、このローラ型ギアと交差軸方向に設置されて、前記駆動力を前記主動ユニットから受けるクラウン型ギアとからなる請求項６に記載の輸送機具。
【請求項１１】
前記変速レバーにより操作される微動変速部と前記粗動変速部、そして前記出力部が互いに任意的でかつ選択的に関係して協同することにより、低速又は高速段の各々で多段的に変速されるようにした請求項６、９、又は１０に記載の輸送機具。
【請求項１２】
前記動力伝達ユニットは、前記主・従動ユニットの各々と両端が結合されるパイプ状のケースと、このケース内に前記主動ユニットの前記出力部と前記従動ユニットのクラウン型ギアと連結される連動ロッドとからなる請求項６、９、又は１０に記載の輸送機具。
【請求項１３】
前記従動ユニットは、前記主動ユニットから前記動力伝達ユニットを介して伝達されるクランクアームの駆動力伝達が一方向のみで行われるようにするラチェット構造をさらに有する請求項６に記載の自転車。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−９７７２４（Ｐ２００９−９７７２４Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６８１００（Ｐ２００８−２６８１００）
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（５０８３１２５４４）
【出願人】（５０８３１２５５５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（５０８３１２５４４）
【出願人】（５０８３１２５５５）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]