ママチャリなどによく使われている内装３段変速機を分解してみました。
ちょっとわかりにくいかもしれませんが、変速の仕組みなども解説してみたいと思います。
ブレーキ側の玉押しを緩めて外し、スプロケット側に引っ張ると内部一式が取り出せます。
これは、一旦分解し、洗浄してから再度組み立てたものです。
取り出したときは、グリスや汚れでぐっちゃぐちゃでした。
写真右下のＣリングを取り外すと、スプロケットやカバーが外れます。
シャフトについているＥリングを取り外すと、
Ａの部品は残ったままですが、ベアリングリテーナーとＢ、Ｃの部品が取り外せます。
玉押しを外す前に、シャフト先端からの長さを測っておきます。
でないと、組み立てるときに、玉押しの場所がわからなくなります。
この個体は２８.７mmでした。
内部に隠れていたＤの部品が見えました。
Ｄはシャフトに沿ってスライドします。
Ｄがスライドしても、常にＡにかみ合っているので、ＡとＤは一緒に回転します。
これは部品Ｂです。ギザギザの歯とラチェットの爪があるだけです。
このようにＡの爪とＢの歯がかみ合います。
Ａに駆動トルクがかかると、Ｂも回転しますが、ＡよりＢのほうが
回転速度が速くなるとラチェットの働きでフリーになります。
部品Ｂの反対側です。
部品Ｃの歯車がカポッとはまります。
部品Ｃです。遊星歯車が見えます。てっぺんには部品Ｄがかみ合う溝がきってあります。
ドグクラッチになっています。
シャフトに切られた歯に、
このように遊星歯車がかみ合います。
シャフトを固定し、ＢやＣを回転させると、ＢのほうがＣより速く回転します。
これが変速の肝ですね。
Ｂを取り外した状態で、内部の動きを見てみましょう。
これが１速の状態です。
レバーを操作し２速にすると、ロッドがＤを押します。
これが２速の状態です。
これが３速の状態です。ＤとＣがドグクラッチでかみ合っています。
Ａ、Ｄ、Ｃが一緒に回転します。
ハブシェルと内部の様子です。
ハブシェル内部には、Ｂのラチェットの爪とかみ合う歯と、
Ｃのラチェットの爪とかみ合う歯が切られています。
スプロケットに加えられたトルクは、Ｂからハブシェル、
またはＣからハブシェルに伝えられます。
これは１速の状態です。Ｂの爪はひっこんでいます。
この状態では、Ｃからハブシェルにトルクが伝えられます。
これは２速や３速の状態です。Ｂの爪が起きています。
この状態では、Ｂからハブシェルにトルクが伝えられます。
ＢよりＣのほうが回転が遅いので、ハブシェルとＣの回転速度の差が生じるのですが、
Ｃのラチェットでハブシェルとはフリーになります。
１速です。スプロケからのトルクはＡからＢへと伝えられ、
遊星歯車により減速されてＣからハブシェルへと伝えられます。
２速です。スプロケからのトルクはＡからＢへと伝えられ、
Ｂから等速のままハブシェルへと伝えられます。
このときＣとハブシェルに回転差が生じるので、走行中にＣのラチェット音が聞こえます。
３速です。スプロケからのトルクはＡ→Ｄ→Ｃと伝えられ、
遊星歯車により増速されてＣからＢへ伝えられ、Ｂからハブシェルへと伝えられます。
このときＣとハブシェルに回転差が生じるので、走行中にＣのラチェット音が
聞こえるのは２速のときと同じですが、さらにＡとＢに回転差が生じるので、
Ａのラチェット音も聞こえます。
複雑な構造ですが、めったに壊れることはありません。
おもいっきり力を入れてペダルを踏んでいるときに変速すると、壊れることがたまにあります。
もし壊れたら内部一式交換になります。
変速するときは足の力を少し抜いてくださいね～。
