JP2000501359A - 自転車用可逆駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 使用者に強制していかなるレバーをも作動させることなく、ペダルの通常の回転力あるいは逆回転力によって自転車が前進することを可能にする自転車用可逆駆動装置。この駆動装置は、減少された部品数を有する簡単な構造を有し、後輪（１０）が逆方向に回転可能であることを許容するので、自転車は後方へ移動できる。この駆動装置は、単一アセンブリに統合され、後輪ハブシャフト（１１）あるいはペダルシャフト（２１）のいずれかに取り外しのできるように取り付けられているので、この装置によって、使用者は、この装置を容易に修理あるいは変更することができ、この装置を製造している間の作業効率を改善する。２つの三日月形のストッパー（１８）は、後輪フォーク（１）のシャフト保持ヨークが突然開放されることを効率的に防止するように固定シャフト（１７）の各端部上に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 自転車用可逆駆動装置 技術分野 本発明は、一般に、通常の回転力に加えてペダルシャフトの逆回転力によって 作動される、地面で前進できる可逆自転車、より詳細には、このような自転車用 可逆駆動装置に関するものである。 背景技術 当業者に周知であるように、レジャースポーツ、短距離旅行等のために使用さ れるが好ましい典型的な自転車は、サドルおよびハンドルバーの両方を有するパ イプフレームを個々に備えている。このような自転車では、前輪および後輪は、 シャフトおよびベアリングを有するフレームの前部端および後部端に２つのフォ ークによって回転できるように保持されている。このフレームは、２つのスプロ ケット、すなわち大きい直径の駆動スプロケットおよび小さい直径のラチェット スプロケットを含む一方向駆動装置も保持する。駆動スプロケットには、両端に ２つのペダルが装備され、フレームの固定ブッシュの中に回転できるようにはめ 込まれるシャフトを有する。ラチェットスプロケットは、後輪の中心にフレーム に保持され、エンドレスチェーンを通して駆動スプロケットに接続されている。 ラチェットスプロケットには、駆動 スプロケットの通常の回転力を後輪のシャフトに独占的に伝動するラチェット機 構あるいは一方向クラッチが装備されている。すなわち、サドルに座って両手で ハンドルバーを固定して握っている使用者が駆動スプロケットを通常の方向へ回 転させるようにペダルを踏む場合、駆動スプロケットの通常の回転力は、後輪に 伝動される前にチェーンを通してラチェットスプロケットに伝動されるので、後 輪を回転させ、自転車を地面で前進させる。しかしながら、駆動スプロケットが 逆方向へ回転される場合、ラチェットスプロケットの一方向クラッチは、駆動ス プロケットの逆回転力を後輪に伝動しないで、ラチェットスプロケットはアイド リングできる。このような場合、自転車は、一時的に慣性で前進する。 しかしながら、このような自転車用一方向駆動装置は、自転車が前進すること を必要である場合、駆動スプロケットが通常の方向へ連続回転されなければなら ない点で問題がある。したがって、使用者は、自転車に乗っている間、自転車を 前方へペダルを連続的に踏むことが必要である。したがって、長距離自転車旅行 の場合、使用者の両足は、張りを受け、使用者に足のこりを感じさせ、足の筋肉 が一様に発育することを防止し、自転車に乗っている間の筋肉の運動効果を減少 させる。さらに、使用者が長時間自転車の乗った後に自転車から降り、地面を歩 く場合、一定方向のペダリングよる張りがある足の筋肉は徒歩に筋肉自体を順応 することができないので、使 用者は地面でまっすぐに立っていられない。この点では、使用者は、自転車のペ ダリングを時々中止し、逆方向に自転車のペダルを踏む。しかしながら、このよ うな駆動スプロケットの逆回転力は、一方向クラッチにより後輪に伝動されなく 、使用者のペダリング力の消費を生じる。 このような自転車用一方向駆動装置によって引き起こされる上記の問題を解決 しようとして、韓国特許公報第95-13589号は、通常の回転力に加えてペダルシャ フトの逆回転力によって自転車を地面で前進させることができる自転車用可逆駆 動装置を開示している。上記の韓国の可逆駆動装置は、シャフトの回転方向に関 係なくペダルシャフトの回転力を後輪に効率的に伝動し、それによって使用者が ペダルシャフトをどちらかの方向に回転させる場合、自転車を前進させる。上記 の可逆駆動装置は、駆動スプロケットをフレーム上に保持するマウントブラケッ トが装備されているフレームを備えている。この駆動装置は、駆動力トランスミ ッション装置、動力変換装置およびスイッチレバー装置も有している。この駆動 力トランスミッション装置は、ペダルシャフトの回転力を駆動スプロケットに伝 動するために使用される。動力変換装置は、駆動力トランスミッション装置と取 り外しのできる係合が選択的に行われるので、回転力を駆動スプロケットに伝動 する前にペダルシャフトの逆回転力を通常の回転力に変える。このスイッチレバ ー装置は、２つのモード、すなわち通常のペダリングモードおよび逆ペ ダリングモードとの間で可逆駆動装置の駆動モードを変更するようにユーザによ って選択的に作動される。通常のペダリングモードでは、駆動力トランスミッシ ョン装置は、動力変換装置から解放されているので、駆動力トランスミッション 装置は、ペダルシャフトの通常の回転力を駆動スプロケットに伝動する。逆ペダ リングモードでは、動力変換装置は駆動力トランスミッション装置と係合するの で、回転力を駆動スプロケットに伝動する前にペダルシャフトの逆回転力を通常 の回転力に変える。 すなわち、スイッチレバー装置が駆動モードを逆ペダリングモードに変えるよ うに使用者によって作動される場合、動力変換装置は、駆動力トランスミッショ ン装置と係合されるので、ペダルシャフトの逆回転力は通常の回転力に変えられ 、したがって駆動力トランスミッション装置を通常の方向に回転させる。したが って、上記の可逆駆動装置によって、自転車は、ペダルシャフトの回転方向に関 係なく前進できる。 しかしながら、上記の自転車用可逆駆動装置は、使用者が自転車に乗っている 間、２つのモード間で駆動装置の駆動モードを変えたい場合に使用者はスイッチ レバー装置を作動させなければならない点で問題がある。したがって、可逆駆動 装置は使用者にとって不便である。 可逆駆動装置は、ペダルシャフトの回転力が動力変換装置を通して駆動力トラ ンスミッション装置に伝動される逆ペダリングモード中の速度比を減少させるよ うにも 設計されている。したがって、可逆駆動装置は、通常のペダリングモードと比較 して逆ペダリングモード中の自転車の速度を減少させる。上記の可逆駆動装置で 経験される他の問題は、動力変換装置および駆動力トランスミッション装置が複 雑な構造を有し、複数の要素を備えているので、自転車を製造する工程を複雑に することにある。したがって、上記の可逆駆動装置は、生産性を減少させ、自転 車の製造費を増加させる。 発明の開示 したがって、本発明は、従来技術で生じる上記の問題点に心を留めておくこと がなされ、本発明の目的は、使用者に強制していかなるレバーも作動させないで ペダルの通常の回転力あるいは逆回転力によって自転車が前進できるようにして 、自転車に乗っている使用者にとって便利である自転車用可逆駆動装置を提供す ることにある。 本発明の他の目的は、減少された部品数を有する簡単な構造を有し、簡単な工 程によって製造され、生産性を改善し、製造費を減少させることが可能な自転車 用可逆駆動装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、自転車の後輪が逆方向に回転可能にできるようにして、 容易に自転車を後方へ移動させることが可能な自転車用可逆駆動装置を提供する ことにある。 本発明のさらにもう一つの目的は、単一アセンブリに統合され、後輪ハブシャ フトあるいはペダルシャフトの いずれかに取り外しのできるように取り付けることによって、使用者が駆動装置 を容易に修理あるいは変更することができ、自転車メーカーは自転車の部品を容 易に管理し、駆動装置を製造している間の作業効率を改良することが可能な自転 車用可逆駆動装置を提供することにある。 本発明のさらにもう一つの目的は、後輪フォークのシャフト保持ヨークが突然 開放されることを防止して、自転車の耐久性を改善する手段が装備されている自 転車用可逆駆動装置を提供することにある。 上記の目的を達成するために、本発明の主な実施態様による自転車用可逆駆動 装置は、後輪から離隔された位置の自転車の後輪の片側に取り外しのできるよう に、かつ回転できるように取り付けられている被駆動スプロケットであって、前 記被駆動スプロケットが、チェーンを通してペダルの駆動スプロケットに接続さ れていて、ペダルの回転力を使用して後輪を回転させ、かつ内部歯および外部歯 を有するリングギヤの形状にされていることと、後輪の中心に固定され、固定シ ャフトの上に回転できるように取り付けられ、後輪を固定シャフト上に回転でき るように支持するハブシャフトと、ハブシャフトとともに固定シャフトの周りに 回転できるようにハブシャフト上に取り外しのできるように保持されている後輪 ギヤであって、前記後輪ギヤが後輪ギヤと被駆動スプロケットとの間に形成され る偏心ギャップを有する被駆動ス プロケットの同心空洞の中に中心を離れて配置され、前記後輪ギヤが被駆動スプ ロケットの回転力を後輪に伝動することと、固定シャフトを有し、偏心ギャップ に配置され、かつ後輪ギヤの外部歯と常に係合する固定中間ギヤと、可動シャフ トを有し、被駆動スプロケットの内部歯と常に係合し、２つの位置、すなわち後 輪ギヤを通常の方向に回転させるように被駆動スプロケットおよび固定中間ギヤ の両方と係合する第１の位置および後輪ギヤを通常の方向に回転させるように被 駆動スプロケットおよび後輪ギヤの両方と係合する第２の位置の間で移動できる ように偏心ギャップに配置されている可動中間ギヤであって、前記可動中間ギヤ が、被駆動スプロケットがペダルの通常の回転力により通常の方向に回転される 場合に第１の位置に配置され、かつ被駆動スプロケットがペダルの逆回転力によ り逆方向に回転される場合に第２の位置に配置されていることと、内部表面上に 弧状の案内スロットを有し、後輪の固定シャフトに固定して取り付けられ、かつ 後輪ギヤ、被駆動スロットおよび２つの中間ギヤを保持する固定ブラケットとを 備え、案内スロットが、偏心ギャップに露出され、被駆動スプロケットの内部に 歯を付けられた表面の曲率半径と同じ曲率半径を有し、かつ可動中間ギヤの可動 シャフトを移動できるように保持することにより、可動中間ギヤが被駆動スプロ ケットの回転方向に従って第１の位置と第２の位置との間で移動可能としている 。 この被駆動スプロケットは異なる直径を有する複数のスプロケットを有するス プロケットアセンブリとして形成して、ペダルの回転力が被駆動スプロケットに 伝動される場合にペダルの回転速度を変更可能にすることができる。 他の実施態様では、可逆駆動装置は、ペダルシャフトから離隔された位置のペ ダルシャフトの片側に取り外しのできるように、かつ回転できるように取り付け られている駆動スプロケットであって、前記駆動スプロケットが、チェーンを通 して後輪の被駆動スプロケットに接続されていて、ペダルの回転力を使用して後 輪を回転させ、かつ内部歯および外部歯を有するリングギヤの形状にされている ことと、ペダルシャフトとともに回転できるようにペダルシャフト上に取り外し のできるように保持されているペダルギヤであって、ペダルギヤがペダルギヤと 駆動スプロケットとの間に形成されている偏心ギャップを有する駆動スプロケッ トの同心空洞の中に中心を離れて配置され、前記ペダルギヤがペダルシャフトの 回転力を駆動スプロケットに伝動することと、固定シャフトを有し、偏心ギャッ プに配置され、かつ駆動スプロケットの内部歯と常に係合する固定中間ギヤと、 可動シャフトを有し、ペダルギヤの外部歯と常に係合し、２つの位置、すなわち 駆動スプロケットを通常の方向に回転させるようにペダルギヤおよび固定中間ギ ヤの両方と係合する第１の位置および駆動スプロケットを通常の方向に回 転させるようにペダルギヤおよび駆動スプロケットの内部歯の両方と係合する第 ２の位置の間に移動可能であるように偏心ギャップに配置されている可動中間ギ ヤであって、前記可動中間ギヤが、ペダルギヤがペダルの通常の回転力により通 常の方向に回転される場合に第１の位置に配置され、かつペダルギヤがペダルの 逆回転力により逆方向に回転される場合に第２の位置に配置されていることと、 内部表面上に弧状の案内スロットを有し、ペダルシャフトに固定して取り付けら れ、かつペダルギヤ、駆動スプロケットおよび２つの中間ギヤを保持する固定ブ ラケットとを備え、案内スロットが、偏心ギャップに露出され、ペダルギヤの外 部に歯を付けられた表面の曲率半径と同じ曲率半径を有し、かつ可動中間ギヤの 可動シャフトを移動できるように保持することにより、可動中間ギヤがペダルギ ヤの回転方向に従って第１の位置と第２の位置との間で移動可能にしている。 他の実施態様では、可動中間ギヤは、異なる直径を有し、かつ共通に、固定し て可動シャフトに取り付けられている２つのギヤからなる。 さらにもう一つの実施態様では、可逆駆動装置は、固定シャフトを有し、固定 中間ギヤの反対側の位置の偏心ギャップに配置され、かつ駆動スプロケットの内 部歯と常に係合している第１の付加中間ギヤと、固定シャフトを有し、偏心ギャ ップに配置され、かつペダルギヤあるいは駆動スプロケットと係合しないで第１ の付加中間ギ ヤと常に係合している第２の付加中間ギヤとをさらに備え、前記第２の付加中間 ギヤが、ペダルギヤが逆方向に回転される場合に可動中間ギヤと選択的に係合さ れる。 さらにもう一つの実施態様では、固定ブラケットの弧状の案内スロットが、完 全に貫通され、弧状の案内スリットを形成し、可動中間ギヤの可動シャフトが、 長くされ、弧状の案内スリットを貫通し、可動シャフトを回転できるように支持 するように可動シャフトの外側の端部に垂直に取り付けられるロッドと、ロッド の下部端部に固定して取り付けられ、ペダルシャフトと接触して、ペダルシャフ トの方向と同じ方向に回転でき、可動中間ギヤの可動ギヤの可動シャフトがより 効率的に移動可能にできる磁石とを備える。 図面の簡単な説明 本発明の上記および他の目的、特徴および他の長所は、添付図面とともに行わ れる下記の詳細な説明からよりはっきりと理解される。 図１は、本発明の主な実施態様による自転車用可逆駆動装置の部分断面図であ り、この駆動装置が自転車の後輪ハブシャフトに取り付けられている。 図２は、図１のラインＩＩ−ＩＩについての上記の可逆駆動装置の断面図であ る。 図３は、後輪フォークのシャフト保持ヨークが不意に開放されることを防止す る手段の側面図である。 図４は、本発明の第２の実施態様による自転車用可逆 駆動装置の部分断面図であり、この駆動装置が自転車のペダルシャフトに取り付 けられている。 図５は、図４のラインＶ−Ｖについての上記の可逆駆動装置の断面図である。 図６は、本発明の第３の実施態様による自転車用可逆駆動装置の部分断面図で あり、この駆動装置には、二重ギヤの形状にされる可動中間ギヤが装備されてい る。 図７は、図６のラインＶＩＩ−ＶＩＩについての上記の可逆駆動装置の断面図 である。 図８は、本発明の第４の実施態様による自転車用可逆駆動装置の部分断面図で あり、この駆動装置には、２つの付加固定中間ギヤが装備されている。 図９は、本発明の第５の実施態様による自転車用可逆駆動装置の断面図であり 、この駆動装置には、可動中間ギヤのシャフトに結合されている磁石が装備され ている。 本発明を実施する最良の形態 図１は、本発明の主な実施態様による自転車用可逆駆動装置の部分断面図であ り、この駆動装置が自転車の後輪ハブシャフトに取り付けられている。図２は、 図１のラインＩＩ−ＩＩについての上記の可逆駆動装置の断面図である。図３は 、後輪フォークのシャフト保持ヨークが突然開放されることを防止する手段の側 面図である。 本発明の可逆駆動装置は、本発明の機能に影響することなく自転車のペダルシ ャフトあるいは後輪ハブシャフトのいずれかに取り付けられてもよい。 図１〜図３の主な実施態様では、可逆駆動装置は、自転車の後輪ハブシャフト １１に取り付けられている。図１〜図３に示されるように、主な実施態様による 可逆駆動装置は、ペダル２の回転力を後輪１０に伝動するように設計され、被駆 動スロット１４と、後輪ハブシャフト１１と、後輪ギヤ１２と、固定ブラケット １３と、固定シャフト１６ｃを有する固定中間ギヤ１６と、可動シャフト１５ｃ を有する可動中間ギヤ１５とを備えている。上記の駆動装置の動作において、ペ ダル２の回転力は、後輪１０に伝動される前に、駆動スプロケット、チェーン、 被駆動スプロケット１４、２つの中間ギヤ１５および１６の少なくとも１つ、後 輪ギヤ１２およびハブシャフト１１を通って順に送られる。 被駆動スプロケット１４は、後輪１０から離隔されている位置の後輪１０の中 心の片側に取り外しのできるように、回転できるように取り付けられている。被 駆動スプロケット１４は、チェーンを通して駆動スプロケットにも接続され、ペ ダル２の回転方向に関係なくペダル２の回転力を使用して通常の方向に後輪１０ を回転させるように設計されている。上記の被駆動スプロケット１４は、内部歯 および外部歯を有するリングギヤの形状にされる。 ハブシャフト１１は、後輪１０の中心に固定され、後輪１０の固定シャフト１ ７あるいは中心シャフトの上に回転できるように取り付けられているので、後輪 １０を 固定シャフト１７上に回転できるように支持している。 後輪ギヤ１２は、ハブシャフト１１とともに固定シャフト１７の周りに回転で きるようにハブシャフト１１上に取り外しのできるように保持されている。上記 の後輪ギヤ１２は、ギヤ１２とスプロケット１４との間に形成されている偏心ギ ャップを有する被駆動スプロケット１４の同心空洞に中心を離れて配置されるの で、後輪ギヤ１２は、被駆動スプロケット１４の中心軸から偏心されている。上 記の後輪ギヤ１２は、被駆動スプロケット１４の回転力を後輪１０に伝動する。 固定シャフト１６ｃを有する固定中間ギヤ１６は、後輪ギヤ１２と被駆動スプ ロケット１４との間の偏心ギャップに配置され、後輪ギヤ１２の外部歯と常に係 合する。 一方、可動シャフト１５ｃを有する可動中間ギヤ１５は、このギヤ１５が被駆 動スプロケット１４の内部歯と常に係合し、２つの位置、すなわち第１の位置と 第２の位置との間で、被駆動スプロケット１４の方向と同じ方向にある距離内で 移動可能であるシャフト１５ｃのために移動可能である。被駆動スプロケット１ ４がペダル２の通常の回転力により通常の方向に回転される場合に第１の位置に 配置されている。すなわち、ペダル２が被駆動スプロケット１４を通常の方向に 回転させるために通常の方向に回転される場合、可動中間ギヤ１５は、ギヤ１５ が被駆動スプロケット１４および固定中間ギヤ１６の両方と係合する第１の位置 に配置されるので、後輪１ ０を有する後輪ギヤ１２が通常の方向に回転するのを許容する。一方、可動中間 ギヤ１５は、被駆動スプロケット１４がペダル２の逆回転力により逆回転される 場合、第２の位置に配置されている。すなわち、ペダル２が被駆動スプロケット １４を逆方向に回転させるために逆方向に回転される場合、可動中間ギヤ１５は 、このギヤ１５が被駆動スプロケット１４および後輪ギヤ１２の両方と係合する 第２の位置に移動し、後輪１０を有する後輪ギヤ１２がペダル２の方向と反対の 通常の方向に回転するのを許容する。 固定ブラケット１３は、内部表面上に弧状の案内スロット１５ｈを有する。上 記の案内スロット１５ｈは、後輪ギヤ１２と被駆動スロット１４との間の偏心ギ ャップに露出され、被駆動スプロケット１４の内部に歯を付けられた表面の曲率 半径と同じ曲率半径を有する。上記の案内スロット１５ｈは、可動中間ギヤ１５ のシャフト１５ｃを収容し、移動できるように保持するので、被駆動スロット１ ４の内部歯と常に係合する可動中間ギヤ１５を有するシャフト１５ｃは、被駆動 スプロケット１４の回転方向により第１の位置と第２の位置との間で移動可能で ある。固定ブラケット１３は、固定シャフト１７に固定して取り付けられ、後輪 １２、被駆動スプロケット１４および２つの中間ギヤ１５および１６を保持する 。 本発明では、異なる直径を有する複数のスプロケットを持っているスプロケッ トアセンブリとして被駆動スプ ロケット１４を形成することが好ましく、これによりペダル２の回転力がスプロ ケット１４に伝動される場合にペダル２の回転速度を変更可能にしている。図１ 〜図３の実施態様では、被駆動スプロケット１４は、例えば、異なる直径を有す る６つのスプロケットを持っているスプロケットアセンブリとして形成されてい る。 チェーン（図示せず）は、駆動スプロケットおよび被駆動スプロケットの周り に巻かれているので、ペダル２の回転力を駆動スプロケットおよび被駆動スプロ ケットを通して後輪１０に伝動する。複数のベアリング１９は、後輪ギヤ１２、 固定ブラケット１３と被駆動スプロケット１４との間の接合点に備えられている ので、接合点での摩擦接触のために動力損失を有効に減少させる。 後輪ギヤ１２は、後輪ギヤ１２の回転方向と同じ方向にハブシャフト１１にね じで取り付けられているのが好ましい。後輪フォーク１のシャフト保持ヨークが 突然開放されることが防止するために、固定シャフト１７の各端部は、中心で部 分的に下に押されるので、図３に示されるようなまったく反対側の位置に２つの 三日月形のストッパー１８を有するヨーク台座を形成する。固定シャフト１７は 、シャフト１７のヨーク台座に安定して着座され、両側で２つの三日月形のスト ッパー１８によって支持されている。前述されるように固定シャフト１７を着座 した後、シャフト１７は、両端の２つのナットによって後輪フォーク１に締め付 けられるので、フォーク１ に固定されている。 主な実施態様による後輪ハブシャフト１１に取り付けられている上記の可逆駆 動装置は下記のように作動される。 すなわち、自転車に乗っている使用者がペダル２を通常の方向に回転させる場 合、ペダル２の通常の回転力はチェーンを通して被駆動スプロケット１４に伝動 されるので、被駆動スプロケット１４を図２の矢印“ａ”によって示されるよう に同じ方向あるいは通常の方向に回転させる。このような場合、可動シャフト１ ５ｃを有し、被駆動スプロケット１４の内部歯と係合する可動中間ギヤ１５は、 固定ブラケット１３の弧状の案内スロット１５ｈの案内の下で第２の位置から第 １の位置に移動されるので、固定中間ギヤ１６と係合される。第１の位置で、被 駆動スプロケット１４の通常の回転力は２つの中間ギヤ１５および１６を通して 後輪ギヤ１２に伝動される。すなわち、第１の位置の可動中間ギヤ１５は通常の 方向に回転されるのに対して、固定中間ギヤ１６が図２の矢印によって示される ように逆方向に回転される。固定中間ギヤ１６のギヤ回転動作のために、外部歯 で固定中間ギヤ１６と係合する後輪ギヤ１２は通常の方向に回転される。簡単な 説明では、被駆動スプロケット１４が図２の矢印“ａ”によって示されるように 回転される場合、後輪ギヤ１２は、後輪ハブシャフト１１とともに通常の方向に 回転される。 一方、使用者がペダル２を逆方向に回転させる場合、ペダル２の逆回転力はチ ェーンを通して被駆動スプロケット１４に伝動されるので、被駆動スプロケット １４を図２の矢印“ｂ”によって示されるように同じ方向あるいは逆方向に回転 させる。このような場合、可動中間ギヤ１５は、固定ブラケット１３の弧状の案 内スロット１５ｈの案内の下で第１の位置から第２の位置に移動されるので、固 定中間ギヤ１６と係合しないで後輪ギヤ１２と係合される。第２の位置で、逆方 向に回転される可動中間ギヤ１５によって、後輪ギヤ１２は、図２の矢印によっ て示されるように通常の方向に回転できる。簡単な説明では、被駆動スプロケッ ト１４が図２の矢印“ｂ”によって示されるように逆方向に回転される場合、後 輪ギヤ１２は、後輪ハブシャフト１１とともに通常の方向に回転される。 上記の可逆駆動装置は、後輪１０の逆回転動作を行わないので、使用者は、自 転車を後方へ容易に移動できる。すなわち、使用者が自転車を後方へ移動させる 場合、後輪ギヤ１２は、図２の矢印“ｃ”によって示されるようにハブシャフト １１とともに逆方向に回転される。このような場合、弧状の案内スロット１５ｈ に収容される可動シャフト１５ｃは、ハブシャフト１１あるいは後輪ギヤ１２の 逆回転動作に関連して作動されないので、後輪ギヤ１２は、ハブシャフト１１と ともに逆方向に自由に回転でき、自転車が自由に後方へ移動されることを可能 にする。 したがって、自転車を後方へ移動させる必要がある場合、本発明の主な実施態 様による可逆駆動装置は、使用者に強制していかなるレバーも作動させない。 図４は、本発明の第２の実施態様による自転車用可逆駆動装置の部分断面図で ある。図５は、図４のラインＶ−Ｖについての上記の可逆駆動装置の断面図であ る。本実施態様の可逆駆動装置は、主な実施態様とは異なる後輪ハブシャフト１ １の代わりにペダルシャフト２１に取り付けられている。 図４および図５に示されるように、第２の実施態様による可逆駆動装置は、ペ ダル２の回転力を後輪に伝動するように設計され、駆動スプロケット２４と、ペ ダルギヤ２２と、固定ブラケット２３と、固定シャフト２６ｃを有する固定中間 ギヤ２６と、可動シャフト２５ｃを有する可動中間ギヤ２５とを備えている。上 記の駆動装置の動作では、ペダル２の回転力は、後輪に伝動される前に、ペダル ギヤ２２、２つの中間ギヤ２５および２６の少なくとも１つ、駆動スプロケット ２４、チェーン、被駆動スプロケットおよび後輪ハブシャフトを通って順に送ら れる。 駆動スプロケット２４は、ペダルシャフト２１から離隔されている位置のペダ ルシャフト２１の片側に取り外しのできるように、回転できるように取り付けら れている。この駆動スプロケット２４は、チェーンを通して被 駆動スプロケットにも接続され、ペダル２の回転方向に関係なくペダル２の回転 力を使用して通常の方向に後輪１０を回転させるように設計されている。上記の 駆動スプロケット２４は、内部歯および外部歯を有するリングギヤの形状にされ る。 ペダルギヤ２２は、シャフト２１とともに回転可能であるようにペダルシャフ ト２１上に取り外しのできるように保持されている。上記のペダルギヤ２２は、 ギヤ２２とスプロケット２４との間に形成されている偏心ギャップを有する駆動 スプロケット２４の同心空洞に中心を離れて配置されているので、ペダルギヤ２ ２は駆動スプロケット２４の中心軸から偏心されている。上記のペダルギヤ２２ は、ペダル２の回転力を駆動スプロケット２４に伝動する。 固定シャフト２６ｃを有する固定中間ギヤ２６は、ペダルギヤ２２と駆動スプ ロケット２４との間の偏心ギャップに配置され、駆動スプロケット２４の内部歯 と常に係合する。 一方、可動シャフト２５ｃを有する可動中間ギヤ２５は、ギヤ２５がペダルギ ヤ２２の外部歯と常に係合し、２つの位置、すなわち、第１の位置と第２の位置 との間にペダルギヤ２２の方向と同じ方向にある距離内に移動可能であるシャフ ト２５ｃのために移動可能である。可動中間ギヤ２５は、ペダルギヤ２２がペダ ル２の通常の回転力のために通常の方向に回転される場合に第１の位 置に配置されている。すなわち、ペダル２がペダルギヤ２２を通常の方向に回転 させるために通常の方向に回転される場合、可動中間ギヤ２５は、ペダルギヤ２ ２および固定中間ギヤ２６の両方と係合する第１の位置に配置されているので、 駆動スプロケット２４は通常の方向に回転できる。一方、可動中間ギヤ２５は、 ペダルギヤ２２がペダル２の逆回転力により逆方向に回転される場合、第２の位 置に配置されている。すなわち、ペダル２がペダルギヤ２２を逆方向に回転させ るように逆方向に回転される場合、可動中間ギヤ２５は、ギヤ２５がペダルギヤ ２２および駆動スプロケット２４の両方と係合する第２の位置に移動されるので 、駆動スプロケット２４は、ペダル２の方向と反対の通常の方向に回転すること ができる。 固定ブラケット２３は、内部表面上に弧状の案内スロット２５ｈを有する。上 記の案内スロット２５ｈは、ペダルギヤ２２と駆動スプロケット２４との間の偏 心ギャップに露出され、ペダルギヤ２２の外部に歯を付けられた表面の曲率半径 と同じ曲率半径を有する。上記の案内スロット２５ｈは、可動中間ギヤ２５のシ ャフト２５ｃを収容し、移動可能なように保持するので、ペダルギヤ２２と常に 係合する可動中間ギヤ２５を有するシャフト２５ｃは、ペダルギヤ２２の回転方 向により第１の位置と第２の位置との間で移動可能である。固定ブラケット２３ は、ペダルシャフト２１に固定して取り付けられ、 ペダルギヤ２２、駆動スプロケット２４および２つの中間ギヤ２５および２６を 保持する。 本発明では、異なる直径を有する複数のスプロケットを持っているスプロケッ トアセンブリとして駆動スプロケット２４を形成することが好ましく、これによ りペダル２の回転速度は、ペダル２の回転力が駆動スプロケット２４を通して被 駆動スプロケットに伝動される場合、変更可能である。図４および図５の実施態 様では、駆動スプロケット２４は、例えば、異なる直径を有する３つのスプロケ ットを持っているスプロケットアセンブリとして形成されている。 チェーン（図示せず）は、駆動スプロケットおよび被駆動スプロケットの周り に巻かれているので、ペダル２の回転力を駆動スプロケットおよび被駆動スプロ ケットを通して後輪に伝動する。複数のベアリング２９は、ペダルギヤ２２と固 定ブラケット２３と駆動スプロケット２４の間の接合点に備えられているので、 接合点での摩擦接触により動力損失を効率的に減少させる。 第２の実施態様によるペダルシャフト２１に取り付けられている上記の可逆駆 動装置は、下記のように作動される。 すなわち、自転車に乗っている使用者がペダル２を通常の方向に回転させる場 合、ペダル２の通常の回転力がペダルシャフト２１を通してペダルギヤ２２に伝 動されるので、図５の矢印“ｄ”によって示されるように同じ 方向あるいは通常の方向にペダルギヤ２２を回転させる。このような場合、可動 シャフト１５ｃを有し、ペダルギヤ２２の外部歯と係合している可動中間ギヤ２ ５は、固定ブラケット２３の弧状の案内スロット２５ｈの案内の下で第２の位置 から第１の位置に移動されるので、固定中間ギヤ２６と係合される。第１の位置 で、ペダルギヤ２２の通常の回転力は、２つの中間ギヤ２５および２６を通して 駆動スプロケット２４に伝動される。すなわち、第１の位置の可動中間ギヤ２５ が逆方向に回転されるのに対して、固定中間ギヤ２６は図５の矢印によって示さ れるように通常の方向に回転される。固定中間ギヤ２６の通常の回転動作のため に、内部歯で固定中間ギヤ２６に係合している駆動スプロケット２４は、通常の 方向に回転される。簡単な説明において、ペダルギヤ２２が図５の矢印“ｄ”に よって示されるように通常の方向に回転される場合、駆動スプロケット２４は通 常の方向に回転される。 一方、使用者がペダル２を逆方向に回転させる場合、ペダル２の逆回転力は、 ペダルシャフト２１を通してペダルギヤ２２に伝動されるので、図５の矢印“ｅ ”によって示されるように同じ方向あるいは逆方向にペダルシャフト２２を回転 させる。このような場合、可動中間ギヤ２５は、固定ブラケット２３の弧状の案 内スロット２５ｈの案内の下で第１の位置から第２の位置に移動されるので、固 定中間ギヤ２６と係合することなしに駆動ス プロケット２４の内部歯と係合される。第２の位置で、通常の方向に回転される 可動中間ギヤ２５によって、駆動スプロケット２４は図５の矢印によって示され るように通常の方向に回転することができる。簡単な説明では、ペダルギヤ２２ が図５の矢印“ｅ”によって示されるように逆方向に回転される場合、駆動スプ ロケット２４は通常の方向に回転される。 上記の可逆駆動装置は後輪の逆回転動作を行わないので、使用者は自転車を後 方へ容易に移動させることができる。すなわち、使用者が自転車を後方へ移動さ せる場合、後輪ハブシャフトは逆方向に回転されるので、チェーンを通して被駆 動スプロケットに接続されている駆動スプロケット２４は、図５の矢印“ｆ”に よって示されるように同じ方向あるいは逆方向に回転される。このような場合、 弧状の案内スロット２５ｈに収容されている可動シャフト２５ｃは、駆動スプロ ケット２４の逆回転動作に関連して作動されないので、後輪ハブシャフトは、逆 方向に自由に回転することができ、自転車が後方へ自由に移動されることを可能 にする。 したがって、本発明の第２の実施態様による可逆駆動装置は、自転車を後方へ 移動させることが必要である場合、使用者に強制していかなるレバーも作動させ ない。 図６は、本発明の第３の実施態様による自転車用可逆駆動装置の部分断面図で ある。図７は、図６のラインＶＩＩ−ＶＩＩについての上記の可逆駆動装置の断 面図で ある。第３の実施態様では、可動シャフト３０ｃを有する可動中間ギヤ３０は二 重ギヤの形状にされる。すなわち、可動中間ギヤ３０は、異なる直径を有し、シ ャフト３０ｃに共通に固定して取り付けられている。このような可動中間ギヤ３ ０は、ペダルギヤ２２と駆動スプロケット２４との間のギヤ比を制御できるので 、ペダルギヤ２２に対する駆動スプロケット２４の回転数を容易に制御する。 図８は、本発明の第４の実施態様による自転車用可逆駆動装置の部分断面図で ある。第４の実施態様では、この駆動装置は、個別に固定シャフトを有する第１ および第２の付加中間ギヤ３１および３２をさらに備えている。第１の付加中間 ギヤ３１は、固定中間ギヤ２６の反対側の位置のペダルギヤ２２と駆動スプロケ ット２４との間の偏心ギャップの中に配置され、駆動スプロケット２４の内部歯 と常に係合する。第２の付加中間ギヤ３２は、上記の偏心ギャップの中に配置さ れ、ペダルギヤ２２あるいは駆動スプロケット２４と係合しないで第１の付加中 間ギヤ３１と常に係合している。上記の第２の付加中間ギヤ３２は、ペダルギヤ ２２が逆方向に回転される場合、可動中間ギヤ３０と選択的に係合されている。 ２つの付加中間ギヤ３１および３２により、可動中間ギヤ３０の移動距離が減 少されるので、可動中間ギヤ３０が２つの位置間で移動される場合、可動中間ギ ヤ３０の移動時間を効率的に減少させる。 図９は、本発明の第５の実施態様による自転車用可逆駆動装置の部分断面図で ある。第５の実施態様では、固定ブラケット２３の弧状の案内スロットは完全に 貫通され、弧状の案内スリット３０ｈを形成し、可動中間ギヤ３０のシャフト３ ０ｃは長くされ、案内スリット３０ｈを貫通する。ロッド３３は、シャフト３０ ｃの外部端に垂直に取り付けられるので、回転できるようにシャフト３０ｃを支 持している。ロッド３３の下部端部に固定して取り付けられているのは磁石３４ である。上記の磁石３４は、ペダルシャフト２１とも接触しているので、ペダル シャフト２２の方向と同じ方向に回転されるように設計され、可動中間ギヤ３０ のシャフト３０ｃがより効率的に移動可能にできる。 本発明の可逆駆動装置では、ギヤ歯の形状は種々に変更されてもよい。特に、 ギヤ歯は、歯の迅速な係合および有効な動力伝達を達成できる丸くなった形状を 有するのが好ましい。 工業上の利用可能性 前述されるように、本発明は、使用者に強制していかなるレバーも作動させな いでペダルの通常の回転力あるいは逆回転力によって自転車が前進することを可 能にする可逆駆動装置を提供するので、自転車に乗っている使用者にとって便利 である。この駆動装置は減少された部分数を有する簡単な構造を有し、それによ って簡単な工程によって製造され、生産性を改善し、製造費を減少さ せる。この駆動装置によっても、自転車の後輪は逆方向に回転可能にできるので 、自転車を後方へ容易に移動させる。この駆動装置は、単一アセンブリに統合さ れ、後輪ハブシャフトあるいはペダルシャフトのいずれかに取り外しのできるよ うに取り付けられるので、この装置によって、使用者は駆動装置を容易に修理あ るいは変更でき、自転車メーカーは自転車の部品を容易に管理でき、駆動装置を 製造中作業効率を改善できる。この駆動装置には、後輪フォークのシャフト保持 ヨークが突然開放されることを有効に防止する手段が装備され、それによって自 転車の耐久性を改善する。 本発明の好ましい実施態様は具体的な目的のために開示されているが、当業者 は、様々な修正、付加および代替が添付の請求の範囲に開示されている本発明の 範囲および精神を逸脱しないで可能であることを認識するであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＵ ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＰ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＸ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＲＯ，ＳＧ，ＴＲ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 自転車用可逆駆動装置であって、 後輪から離隔された位置の自転車の後輪の片側に取り外しのできるように、か つ回転できるように取り付けられている被駆動スプロケットであって、前記被駆 動スプロケットが、チェーンを通してペダルの駆動スプロケットに接続されてい て、ペダルの回転力を使用して後輪を回転させ、かつ内部歯および外部歯を有す るリングギヤの形状にされていることと、 後輪の中心に固定され、かつ固定シャフトの上に回転できるように取り付けら れ、後輪を固定シャフト上に回転できるように支持するハブシャフトと、 ハブシャフトとともに固定シャフトの周りに回転できるように前記ハブシャフ ト上に取り外しのできるように保持されている後輪ギヤであって、前記後輪ギヤ が前記後輪ギヤと前記被駆動スプロケットとの間に形成される偏心ギャップを有 する前記被駆動スプロケットの同心空洞に中心を離れて配置され、前記後輪ギヤ が前記被駆動スプロケットの回転力を前記後輪に伝動することと、 固定シャフトを有し、偏心ギャップに配置され、かつ前記後輪ギヤの外部歯と 常に係合する固定中間ギヤと、 可動シャフトを有し、前記被駆動スプロケットの内部歯と常に係合し、２つの 位置、すなわち前記後輪ギヤを通常の方向に回転させるように前記被駆動スプロ ケット および前記固定中間ギヤの両方と係合する第１の位置および後輪ギヤを通常の方 向に回転させるように被駆動スプロケットおよび後輪ギヤの両方と係合する第２ の位置の間で移動可能であるように偏心ギャップに配置されている可動中間ギヤ であって、前記可動中間ギヤが、前記被駆動スプロケットがペダルの通常の回転 力により通常の方向に回転される場合に第１の位置に配置され、かつ前記被駆動 スプロケットがペダルの逆回転力により逆方向に回転される場合に第２の位置に 配置されていることと、 内部表面上に弧状の案内スロットを有し、前記後輪の固定シャフトに固定して 取り付けられ、かつ前記後輪ギヤ、前記被駆動スプロケットおよび２つの中間ギ ヤを保持する固定ブラケットとを備え、前記案内スロットが、前記偏心ギャップ に露出され、前記被駆動スロットの内部に歯を付けられた表面の曲率半径と同じ 曲率半径を有し、かつ前記可動中間ギヤの可動シャフトを移動できるように保持 することにより、前記可動中間ギヤが前記被駆動スプロケットの回転方向に従っ て第１の位置と第２の位置との間で移動可能としたことを特徴とする自転車用可 逆駆動装置。 ２． 前記被駆動スプロケットが、異なる直径を有する複数のスプロケットを持 っているスプロケットアセンブリとして形成され、前記ペダルの回転力が前記被 駆動スプロケットに伝動される場合、前記ペダルの回転数を変 更可能としたことを特徴とする請求項１に記載の可逆駆動装置。 ３． 前記固定シャフトの各端部が中心で部分的に下に押されており、まったく 反対側の位置に２つの三日月形のストッパーを有するヨーク台座を形成し、前記 三日月形のストッパーは、後輪フォークのシャフト保持ヨークが突然開放される ことを防止することを特徴とする請求項１に記載の可逆駆動装置。 ４． 自転車用可逆駆動装置であって、 ペダルシャフトから離隔された位置のペダルシャフトの片側に取り外しのでき るように、かつ回転できるように取り付けられている駆動スプロケットであって 、前記駆動スプロケットが、チェーンを通して後輪の被駆動スプロケットに接続 されていて、ペダルの回転力を使用して後輪を回転させ、かつ内部歯および外部 歯を有するリングギヤの形状にされていることと、 ペダルシャフトとともに回転できるようにペダルシャフト上に取り外しできる ように保持されているペダルギヤであって、前記ペダルギヤがペダルギヤと駆動 スプロケットとの間に形成されている偏心ギャップを有する前記駆動スプロケッ トの同心空洞に中心を離れて配置され、前記ペダルギヤがペダルシャフトの回転 力を前記駆動スプロケットに伝動することと、 固定シャフトを有し、前記偏心ギャップに配置され、かつ前記駆動スプロケッ トの内部歯と常に係合する固定 中間ギヤと、 可動シャフトを有し、ペダルギヤの外部歯と常に係合し、２つの位置、すなわ ち前記駆動スプロケットを通常の方向に回転させるように前記ペダルギヤおよび 前記固定中間ギヤの両方と係合する第１の位置および前記駆動スプロケットを通 常の方向に回転させるように前記ペダルギヤおよび駆動スプロケットの内部歯の 両方と係合する第２の位置の間で移動可能であるように偏心ギャップに配置され ている可動中間ギヤであって、前記可動中間ギヤが、前記ペダルギヤがペダルの 通常の回転力により通常の方向に回転される場合に第１の位置に配置され、かつ 前記ペダルギヤがペダルの逆回転力により逆方向に回転される場合に第２の位置 に配置されていることと、 内部表面上に弧状の案内スロットを有し、前記ペダルシャフトに固定して取り 付けられ、かつペダルギヤ、駆動スプロケットおよび２つの中間ギヤを保持する 固定ブラケットとを備え、前記案内スロットが、前記偏心ギャップに露出され、 ペダルギヤの外部に歯を付けられた表面の曲率半径と同じ曲率半径を有し、かつ 前記可動中間ギヤの可動シャフトを移動できるように保持することにより、前記 可動中間ギヤが前記ペダルギヤの回転方向に従って第１の位置と第２の位置との 間で移動可能にしたことを特徴とする自転車用可逆駆動装置。 ５． 前記駆動スプロケットが、異なる直径を有する複数のスプロケットを持っ ているスプロケットアセンブリ として形成され、前記ペダルの回転力が前記被駆動スプロケットに伝動される場 合、前記ペダルの回転数を変更可能としたことを特徴とする請求項４に記載の可 逆駆動装置。 ６． 前記可動中間ギヤが、異なる直径を有する２つのギヤからなり、かつ可動 シャフトに共通に、固定して取り付けられていることを特徴とする請求項４に記 載の可逆駆動装置。 ７． 固定シャフトを有し、かつ前記固定中間ギヤと反対側の位置の前記偏心ギ ャップに配置され、前記駆動スプロケットの内部歯と常に係合する第１の付加中 間ギヤと、 固定シャフトを有し、かつ前記偏心ギャップに配置され、前記ペダルギヤある いは前記駆動スプロケットと係合しないで前記第１の付加中間ギヤと常に係合す る第２の付加中間ギヤとをさらに備え、前記第２の付加中間ギヤが、前記ペダル ギヤが逆方向に回転される場合、前記可動中間ギヤと選択的に係合されているこ とを特徴とする請求項４に記載の可逆駆動装置。 ８． 前記固定ブラケットの弧状の案内スロットが、完全に貫通され、弧状の案 内スリットを形成し、前記可動中間ギヤの可動シャフトが長くされ、弧状の案内 スリットを貫通し、前記可動シャフトを回転できるように支持するために前記可 動シャフトの外部端に垂直に取り付けられているロッドと、前記ロッドの下部端 に固定して取 り付けられ、かつ前記ペダルシャフトに接触して、前記ペダルシャフトの方向と 同じ方向に回転可能であり、前記可動中間ギヤの可動シャフトをより効率的に移 動可能とする磁石とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の可逆駆動装置。