(57)【要約】    【課題】  駆動回転軸と同一軸線上に設けられる変速装置を提供することである。    【解決手段】  歯数がそれぞれ異なるＮ個の内側歯車を有する内側歯車構造体を備え、内側歯車が、車軸の外径より大径の中央貫通孔に車軸を通すことにより車軸に配置されており、内側歯車のうち所望の歯車を車軸に係止させる内側歯車係止手段と、複数の組の中間歯車構造体とを更に備え、中間歯車構造体の各組が、Ｎ個の内側歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の中間歯車を有し、全体としてリング状の外側歯車構造体を更に備え、外側歯車構造体が、中間歯車構造体の各組のＮ個の中間歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の外側歯車を有し、外側歯車構造体が、スポークを介してリムに接続されており、所望の内側歯車を選択して車軸と係止させ、車軸の回転を、選択した内側歯車、中間歯車、外側歯車を介してタイヤに伝達させるように構成されている装置。【選択図】  図１
2007064243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸と同一軸線上に設けられる変速装置であって、
車軸に配置された内側歯車構造体を備え、前記内側歯車構造体が、歯数がそれぞれ異なるＮ個（Ｎ＝２，３，４，・・・・）の内側歯車を有し、前記内側歯車が、中央に設けられ、前記車軸の外径より大きな径の貫通孔に前記車軸を通すことにより、前記車軸に配置されており、
前記車軸に配置され、前記内側歯車のうち所望の歯車を前記車軸に係止させる内側歯車係止手段と、
複数の組の中間歯車構造体とを更に備え、前記中間歯車構造体の各組が、前記内側歯車構造体の前記Ｎ個の内側歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の中間歯車を有し、
全体としてリング状の外側歯車構造体を更に備え、前記外側歯車構造体が、リングの内面に、前記中間歯車構造体の各組の前記Ｎ個の中間歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の外側歯車を有し、
前記外側歯車構造体が、スポークを介して、タイヤが取り付けられるリムに接続されており、
所望の内側歯車を選択して前記車軸と係止させて、前記車軸の回転を、選択した前記内側歯車、中間歯車、外側歯車を介して前記タイヤに伝達させることにより、所望の変速比で走行することができるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記内側歯車係止手段が、中空の管部材で形成された車軸内に摺動可能に収容されたロッドを有し、前記ロッドに設けられた突起が、前記車軸に設けられた開口部から外部に突出しており、前記ロッドの端部に設けられたレバーを出し入れして前記突起を移動させ、前記内側歯車の各々に設けられた前記突起に対応する溝に突起を嵌め込むことにより、前記内側歯車のうち所望の歯車を前記車軸に係止させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
車軸と同一軸線上に設けられる変速装置であって、
歯数がそれぞれ異なるＮ個（Ｎ＝２，３，４，・・・・）の内側歯車を有し、各内側歯車が車軸に固定されている内側歯車構造体と、
各組が前記内側歯車構造体の前記Ｎ個の内側歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の中間歯車を有する複数の組の中間歯車構造体と、
前記中間歯車構造体を前記内側歯車構造体の対応する歯車に噛み合うように支持するための中間歯車構造体支持具とを備え、前記中間歯車構造体支持具が、各中間歯車の中央に設けられた貫通孔の径よりも直径の小さな複数の軸と、前記各軸を互いに所定角度隔てて位置決めするための位置決め部材とを有しており、
前記中間歯車のうち所望の歯車を前記中間歯車構造体支持具の軸に係止させる中間歯車係止手段と、
全体としてリング状の外側歯車構造体とを更に備え、前記外側歯車構造体が、リングの内面に、前記中間歯車構造体の各組の前記Ｎ個の中間歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の外側歯車を有し、
前記外側歯車構造体が、スポークを介して、タイヤが取り付けられるリムに接続されており、
所望の中間歯車を選択して前記軸と係止させて、前記車軸の回転を、前記内側歯車、選択した前記中間歯車、前記外側歯車を介して前記タイヤに伝達させることにより、所望の変速比で走行することができるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項４】
前記中間歯車係止手段が、中空の管部材で形成された軸内に摺動可能に収容されたロッドを有し、前記ロッドに設けられた突起が、前記軸に設けられた開口部から外部に突出しており、前記ロッドの端部に設けられたレバーを出し入れして前記突起を移動させ、前記中間歯車の各々に設けられた前記突起に対応する溝に突起を嵌め込むことにより、前記中間歯車のうち所望の歯車を前記軸に係止させるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、変速装置に関する。より詳細には、本発明は、駆動回転軸である車軸と同一軸線上に設けられる変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車や自動二輪車等には、円滑な走行を実現するため、変速装置が設置されるのが一般的であり、種々の変速装置が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のように、種々の変速装置が提案されているが、従来の二輪自転車や自動二輪車の変速装置は、駆動回転軸上に設けられていないため、複雑な機構にならざるを得ないという課題がある。また、一輪車には一般的に、変速機構が設けられていないため、特に傾斜路を走行する際には、一輪車を自在に制御するのが容易ではないという課題がある。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑みて案出されたものであって、駆動回転軸上に設けられる変速装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に記載の変速装置は、車軸に配置された内側歯車構造体を備え、前記内側歯車構造体が、歯数がそれぞれ異なるＮ個（Ｎ＝２，３，４，・・・・）の内側歯車を有し、前記内側歯車が、中央に設けられ、前記車軸の外径より大きな径の貫通孔に前記車軸を通すことにより、前記車軸に配置されており、前記車軸に配置され、前記内側歯車のうち所望の歯車を前記車軸に係止させる内側歯車係止手段と、複数の組の中間歯車構造体とを更に備え、前記中間歯車構造体の各組が、前記内側歯車構造体の前記Ｎ個の内側歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の中間歯車を有し、全体としてリング状の外側歯車構造体を更に備え、前記外側歯車構造体が、リングの内面に、前記中間歯車構造体の各組の前記Ｎ個の中間歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の外側歯車を有し、前記外側歯車構造体が、スポークを介して、タイヤが取り付けられるリムに接続されており、所望の内側歯車を選択して前記車軸と係止させて、前記車軸の回転を、選択した前記内側歯車、中間歯車、外側歯車を介して前記タイヤに伝達させることにより、所望の変速比で走行することができるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項２に記載の変速装置は、前記請求項１の装置において、前記内側歯車係止手段が、中空の管部材で形成された車軸内に摺動可能に収容されたロッドを有し、前記ロッドに設けられた突起が、前記車軸に設けられた開口部から外部に突出しており、前記ロッドの端部に設けられたレバーを出し入れして前記突起を移動させ、前記内側歯車の各々に設けられた前記突起に対応する溝に突起を嵌め込むことにより、前記内側歯車のうち所望の歯車を前記車軸に係止させるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項３に記載の変速装置は、歯数がそれぞれ異なるＮ個（Ｎ＝２，３，４，・・・・）の内側歯車を有し、各内側歯車が車軸に固定されている内側歯車構造体と、各組が前記内側歯車構造体の前記Ｎ個の内側歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の中間歯車を有する複数の組の中間歯車構造体と、前記中間歯車構造体を前記内側歯車構造体の対応する歯車に噛み合うように支持するための中間歯車構造体支持具とを備え、前記中間歯車構造体支持具が、各中間歯車の中央に設けられた貫通孔の径よりも直径の小さな複数の軸と、前記各軸を互いに所定角度隔てて位置決めするための位置決め部材とを有しており、前記中間歯車のうち所望の歯車を前記中間歯車構造体支持具の軸に係止させる中間歯車係止手段と、全体としてリング状の外側歯車構造体とを更に備え、前記外側歯車構造体が、リングの内面に、前記中間歯車構造体の各組の前記Ｎ個の中間歯車とそれぞれ噛み合うＮ個の外側歯車を有し、前記外側歯車構造体が、スポークを介して、タイヤが取り付けられるリムに接続されており、所望の中間歯車を選択して前記軸と係止させて、前記車軸の回転を、前記内側歯車、選択した前記中間歯車、前記外側歯車を介して前記タイヤに伝達させることにより、所望の変速比で走行することができるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項４に記載の変速装置は、前記請求項３の装置において、前記中間歯車係止手段が、中空の管部材で形成された軸内に摺動可能に収容されたロッドを有し、前記ロッドに設けられた突起が、前記軸に設けられた開口部から外部に突出しており、前記ロッドの端部に設けられたレバーを出し入れして前記突起を移動させ、前記中間歯車の各々に設けられた前記突起に対応する溝に突起を嵌め込むことにより、前記中間歯車のうち所望の歯車を前記軸に係止させるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、二輪自転車や自動二輪車用の比較的簡単な構造の変速装置を得ることができる。また、本発明によれば、傾斜路を走行する場合であっても自在に制御することができる一輪車用の変速装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に図面を参照して、一輪車に装着されている場合を例にとり、本発明の好ましい実施の形態に係る変速装置について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る変速装置を備えた一輪車の全体図である。図１において全体として参照符号１０で示される一輪車には、本発明の好ましい実施の形態に係る変速装置３０が装着されている。
【００１１】
変速装置３０は、車軸３２に配置された内側歯車構造体３４を備えている。内側歯車構造体３４は、第１内側歯車３４Ａと、第１内側歯車３４Ａよりも歯数の少ない第２内側歯車３４Ｂと、第２内側歯車３４Ｂよりも歯数の少ない第３内側歯車３４Ｃとを有している。第１、第２、及び第３内側歯車３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの中央には、車軸３２の外径よりも大きな径の貫通孔がそれぞれ設けられており、これらの貫通孔に車軸３２を通すことにより、内側歯車構造体３４が車軸３２に装着されている。換言すると、車軸３２と各貫通孔との間には、遊びが設けられている。なお、この例では、車軸３２が駆動回転軸となる。
【００１２】
車軸３２には、内側歯車係止手段が設けられている。すなわち、車軸３２は、図３に示されるように、中空の管部材で形成されており、車軸３２の内部にロッド３３が摺動可能に収容されている。ロッド３３に設けられた突起３３ａが、車軸３２に設けられ開口部３２ａから外部に突出しており、ロッド３３の端部に設けられたレバー３３ｃを出し入れすることにより、突起３３ａを移動させることができる。突起３３ａは、各内側歯車３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの幅とほぼ同じ幅をもつように形成されている。一方、各内側歯車３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃには、突起３３ａに対応する溝が設けられている。なお、好ましくは、車軸３２内でのロッド３３の摺動を容易にするため、車軸３２の内部に設けられたレール３２ｂにロッド３３の凹部３３ｂが嵌まっている（図３（ｂ）参照）。
【００１３】
なお、車軸３２の両端には、クランク１８が固定されており、各クランク１８の端には、ペダル２０が回転可能に取り付けられている。
【００１４】
以上の構成により、図２の矢印で示されるように、ロッド３３のレバー３３ｃを出し入れして、所望の内側歯車の溝に突起３３ａを嵌め込むことにより、車軸３２を回転させると（即ち、ペダル１８を漕ぐと）、上述の所望の内側歯車を回転させることができるようになっている。
【００１５】
変速機構３０は又、３組の中間歯車構造体３６1 、３６2 、３６3 を備えている。
【００１６】
中間歯車構造体３６1 は、第１内側歯車３４Ａと噛み合う第１中間歯車３６1 Ａと、第２内側歯車３４Ｂと噛み合う第２中間歯車３６1 Ｂと、第３内側歯車３４Ｃと噛み合う第３中間歯車３６1 Ｃとを有している。第１、第２、及び第３中間歯車３６1 Ａ、３６1 Ｂ、３６1 Ｃの中央には、貫通孔がそれぞれ設けられている。
【００１７】
中間歯車構造体３６2 も又、中間歯車構造体３６1 と同様に、第１内側歯車３４Ａと噛み合う第１中間歯車３６2 Ａと、第２内側歯車３４Ｂと噛み合う第２中間歯車３６2 Ｂと、第３内側歯車３４Ｃと噛み合う第３中間歯車３６2 Ｃとを有している。第１、第２、及び第３中間歯車３６2 Ａ、３６2 Ｂ、３６2 Ｃの中央には、貫通孔がそれぞれ設けられている。
【００１８】
中間歯車構造体３６3 も又、中間歯車構造体３６1 、３６2 と同様に、第１側内歯車３４Ａと噛み合う第１中間歯車３６3 Ａと、第２内側歯車３４Ｂと噛み合う第２中間歯車３６3 Ｂと、第３内側歯車３４Ｃと噛み合う第３中間歯車３６3 Ｃとを有している。第１、第２、及び第３中間歯車３６3 Ａ、３６3 Ｂ、３６3 Ｃの中央には、貫通孔がそれぞれ設けられている。
【００１９】
３組の中間歯車構造体３６1 、３６2 、３６3 は、中間歯車構造体支持具３８によって、内側歯車構造体３４の対応する歯車に噛み合うように、変速装置３０内に配置されている。すなわち、中間歯車構造体支持部材３８は、各中間歯車の中央に設けられた貫通孔の径よりも直径の小さな３本の軸３８ａと、各軸３８ａを互いに１２０°間隔を隔てて位置決めするための位置決め部材３８ｂとを有しており、第１、第２、及び第３中間歯車３６1 Ａ、３６1 Ｂ、３６1 Ｃの中央に設けられた貫通孔、第１、第２、及び第３中間歯車３６2 Ａ、３６2 Ｂ、３６2 Ｃの中央に設けられた貫通孔、及び、第１、第２、及び第３中間歯車３６3 Ａ、３６3 Ｂ、３６3 Ｃの中央に設けられた貫通孔に、軸３８ａをそれぞれ通すことにより、内側歯車構造体３４の対応する歯車に噛み合うように、変速機構３０内に配置されている。
【００２０】
なお、上述のように、各中間歯車の各貫通孔に通される中間歯車構造体支持具３８の各軸３８ａの直径が貫通孔の径よりも小さいため、各軸３８ａと各貫通孔との間には、遊びが形成されることとなる。
【００２１】
変速機構３０は更に、外側歯車構造体４０を備えている。
【００２２】
外側歯車構造体４０は、全体としてリング状の形状を有しており、リングの内面に、第１中間歯車３６1 Ａ、３６2 Ａ、３６3 Ａと噛み合う第１外側歯車４０Ａと、第２中間歯車３６1 Ｂ、３６2 Ｂ、３６3 Ｂと噛み合う第２外側歯車４０Ｂと、第３中間歯車３６1Ｃ、３６2 Ｃ、３６3 Ｃと噛み合う第３外側歯車４０Ｃとを有している。
【００２３】
外側歯車構造体４０は、スポーク１６を介して、タイヤ１２が取り付けられるリム１４に接続されている。なお、図１において、参照符号２２、２４、２６は、フォーク、ポスト、サドルをそれぞれ示している。
【００２４】
以上のように構成された変速機構付き一輪車の作動について説明する。まず最初に、ロッド３３のレバー３３ｃを摺動させて、所望の内側歯車の溝に突起３３ａを嵌め込むことにより、所望の内側歯車と車軸３２とを係止させる。内側歯車３４Ａに突起３３ａが嵌め込まれた状態になっている図４（ｂ）を例として説明する。この状態で、ペダル２０を漕ぐと、ペダル２０の回転力が車軸３２から内側歯車３４Ａに伝達される（内側歯車３４Ｂ、３４Ｃには回転力は伝達されない）。車軸３２から伝達された回転力により、内側歯車３４Ａが回転し、内側歯車３４Ａに噛み合っている中間歯車３６1 Ａ、３６2 Ａ、３６3Ａを介して、外側歯車構造体４０の外側歯車４０Ａに回転力が伝達され、タイヤ１４が回転することとなる。変速比を変えようとする場合には、レバー３３ｃを側方に摺動させて、所望の内側歯車の溝に突起３３ａを嵌め込む。図５には、ペダル２０の回転力が内側歯車３４Ｂを介して伝達される場合が示されており、図６には、ペダル２０の回転力が内側歯車３４Ｃを介して伝達される場合が示されている。
【００２５】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２６】
例えば、前記実施の形態では、３組の中間歯車構造体３６1 、３６2 、３６3 が設けられているが、中間歯車構造体の設置基数を増減してもよい。
【００２７】
また、前記実施の形態では、内側歯車構造体３４、中間歯車構造体３６、及び外側歯車構造体４０の歯車数がそれぞれ３基であるが、これらの歯車数を増減させてもよい。
【００２８】
また、前記実施の形態では、所望の内側歯車を係止する内側歯車係止手段が車軸３２に設けられているが、内側歯車係止手段を設ける代わりに、所望の中間歯車を係止する中間歯車係止手段を中間歯車構造体支持具３８に設けてもよい。図７及び図８は、中間歯車係止手段が中間歯車構造体支持具３８に設けられている例を示した図である。なお、図７及び図８においてダッシュ（′）付き参照符号で示された各部分は、以下に示す部分を除いて、前記実施の形態においてダッシュ無しの対応する参照符号で示された各部分と実質的に同一である。
【００２９】
図７及び図８に示される変速装置３０′では、内側歯車構造体３４′の第１内側歯車３４′Ａ、第２内側歯車３４′Ｂ、及び第３内側歯車３４′は、車軸３２′に固定されている（図８参照）。
【００３０】
変速装置３０′の中間歯車構造体支持具３８′には、中間歯車係止手段が設けられている。すなわち、中間歯車構造体支持具３８′の３本の軸３８′ａは、図８に示されるように、中空の管部材で形成されており、各軸３８′ａの内部にロッド３９が摺動可能に収容されている。ロッド３９に設けられた突起３９ａが、各軸３８′ａに設けられた開口部３８′ａ１から外部に突出しており、ロッド３９の端部に設けられたレバー３９ｂを出し入れすることにより、突起３９ａを移動させることができる。突起３９ａは、各中間歯車３６i Ａ′、３６i ′Ｂ、３６i ′Ｃ（ｉ＝１，２，３）の幅とほぼ同じ幅をもつように形成されている。一方、各中間歯車３６i Ａ′、３６i ′Ｂ、３６i ′Ｃ（ｉ＝１，２，３）には、突起３９ａに対応する溝が設けられている。
【００３１】
変速装置３０′の以上の構成により、図８の矢印で示されるように、ロッド３９のレバー３９ｂを出し入れして、所望の中間歯車の溝に突起３９ａを嵌め込むことにより、車軸３２の回転力が、係止した中心歯車を介して外側歯車構造体４０′に伝達されるようになっている。
【００３２】
さらに、前記実施の形態では、本発明の変速装置３０、３０′が一輪車に設置されているが、本発明の変速装置３０、３０′を、一輪車以外のもの（例えば、二輪自転車、自動二輪車）に設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る変速装置を備えた一輪車を示した図である。
【図２】図１の変速装置の分解斜視図である。
【図３】図３（ａ）は内側歯車係止手段を示した一部切り取り斜視図、図３（ｂ）は内側歯車係止手段の断面図である。
【図４】図４（ａ）は図１の変速装置の歯車の噛み合い例を示した図、図４（ｂ）は図４（ａ）の線４ｂ−４ｂに沿って見た断面図である。
【図５】図５（ａ）は図１の変速装置の歯車の別の噛み合い例を示した図、図５（ｂ）は図５（ａ）の線５ｂ−５ｂに沿って見た断面図である。
【図６】図６（ａ）は図１の変速装置の歯車の更に別の噛み合い例を示した図、図６（ｂ）は図６（ａ）の線６ｂ−６ｂに沿って見た断面図である。
【図７】本発明の別の好ましい実施の形態に係る変速装置の分解斜視図である。
【図８】図７の変速装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  一輪車
１２  タイヤ
１４  リム
１６  スポーク
１８  クランク
２０  ペダル
２２  フォーク
２４  ポスト
２６  サドル
３０、３０′  変速装置
３２、３２′  車軸
３４、３４′  内側歯車構造体
３６、３６′  中間歯車構造体
３８、３８′  中間歯車構造体支持具
４０、４０′  外側歯車構造体
【図１】
2007064243.tif 000003
【図２】
2007064243.tif 000004
【図３】
2007064243.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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