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造型社のアクリルホビーショップ『ZAHS』のスタッフブログです。

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ママチャリの変速機

2011 - 11/28 [Mon] - 11:45

自転車の“内装3段変速機”は遊星歯車を利用して変速する装置です。
この原理を解りやすく表現出来ないかとただいまモデルを製作中です。

遊星図


遊星歯車は図の様に太陽歯車を中心にそれに噛み合う4つの遊星歯車とそれを保持する遊星キャリヤ、4つの遊星歯車に噛み合う内歯車によって構成されます。

この構成要素で太陽歯車と遊星キャリヤと内歯車は同軸で回転します、遊星歯車機構はこの内どれか一つの要素を固定すると他の2つの要素が動く差動装置です。

ママチャリの3段変速機は太陽歯車を固定し、内歯車と遊星キャリヤに力を切り替えて伝え変速します。

理屈は解ったもののいざ作ってみるとなかなかスムーズに動作しないものですね。
これは何を作るときも共通した問題として立ちはだかりますが、不都合を見つけては一つ一つ解決方法など試行錯誤する時に思わぬアイディアが浮かんだり新しい発想が生まれたりする事があります。
これがもう一つの楽しみでもあるのですが。

今回作ったアクリルクラフトの“3段変速機”は実際の変速機の構造とは一致しないかも知れませんが、ギアの切り替えと変速の動きを再現してみました。

写真は心臓部のクラッチや太陽歯車が収まった軸の部分です。

3クラッチ


次は遊星歯車とキャリヤを組込んだ所。

キャリヤ


外側に内歯車をセットし、3段変速機の機械部分

内歯車


軸に取付けたクラッチで内歯車に回転力を伝え遊星歯車を介して遊星キャリヤの回転を取り出すと減速になり、逆に遊星キャリヤから内歯車に伝えると倍速になります。
3段変速ですから入力と出力が同じノーマルも再現してあります。

ただ切り替えのタイミングでどうしてもスムーズに行かない位置があるので今後の課題も残っています。

3段変1

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