JP2007536162A - 自転車のギアメカニズム - Google Patents

Abstract

変速機（１０）は、回転軸（ｙ）を中心として回転する少なくとも２つのギア（１２）間において駆動チェーン（１１）を平行運動させるようになっている。変速機（１０）は、命令によって牽引力を作用させるケーブル（１４）の動作により、自転車フレームとの関係において一方向に回転可動である。変速機（１０）は、命令によって緩められるケーブルの動作と、弾性手段の動作により、反対の方向に回転する。このギアチェンジ装置は、命令が存在しない状態において、既定の角度位置に変速機（１０）を維持するようになっている保持装置（２）を有している。保持装置（２）は、固定部分と可動部分を有している。固定部分は、自転車フレームに対して取り付け可能であり、可動部分は、変速機（１０）に対して堅固に取り付け可能である。固定部分は、変速機（１０）の決定された角度位置において、可動部分に対して着脱自在に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自転車用のギアの分野に関するものである。

既知のタイプの自転車ギアは、自転車の伝動チェーンをガイドする要素が提供された変速機を有している。この変速機は、自転車のフレームに接続されており、且つ、命令に基づいて、その軸を中心に回転する自転車の車輪上の複数の同軸ギア間においてチェーンを平行運動させるべく、自転車フレームとの関係において回転するようになっている。前方型のギアチェンジ装置の場合には、軸は、中央運動（即ち、ベダル）の回転軸であり、後方型のチェンジ装置の場合には、回転軸は、後輪の回転軸である。

変速機は、チェーンガイド要素が取り付けられているアームを有している。アームは、通常、２つの平行な側部が、自転車フレームに対する接続要素と、チェーンガイド要素が接続されている要素と、によってそれぞれ定義されている４バーヒンジによって構成されている。４バーヒンジの２つのアーム（これらは、フレーム接続要素とチェーンガイド要素を接続している）は、駆動チェーンとの関係において、横方向のチェーンガイド要素の変位を許容するように構成されている。

チェーンガイド要素は、後方型のチェンジ装置の場合には、ギアの回転軸に対して垂直のプレーン上に位置する２つの植込歯車を支持するケージによって定義されている。

４バーヒンジ（又は、更に一般的には、チェーンガイド要素を支持するアーム）の機能は、駆動チェーンのガイド要素が、自転車フレームとの関係において、それ自体に対して平行に変位可能であることを保証することにある。具体的には、チェーンガイド要素は、自転車フレームとの間において接続要素の一定の向きを維持しつつ変位する。

チェーンガイド要素の変位は、その一端によって４バーヒンジのアームの少なくとも１つに対して接続されており、且つ、その他端においては、ケーブルをドラム上に巻き取り又は巻き戻すことによってケーブルの牽引と解放を実現する（通常は、自転車フレームに取り付けられている）命令装置に対して接続されたケーブルによって決定される。ケーブル上に牽引力を生成することにより、４バーヒンジのアームの回転が、接続要素との相対的なヒンジングポイントとの関係において決定され、ケーブル上の張力を解放した場合に、アームの反対の回転がスプリングによって誘起される。

変速機は、それぞれ駆動チェーンがギアと噛み合う複数の角度位置間を可動である。それぞれの角度位置は、ギアチェンジ作動ケーブルの既定の長さの牽引又は解放によって定義されている。この目的のために、牽引又は解放動作を実行する命令装置には、命令に基づいて実行されるそれぞれの動作ごとに既定の角度だけ回転の際にドラム上においてケーブルの巻き取りを実行するセレクタメカニズムが提供されている。このメカニズムは、一般に、更なる命令が存在しない状態において、到達済みの位置にドラムを維持した状態で、ドラムの回転の実行を可能にする単一方向の保持要素を含むロータリートランスミッションを有している。

既知のタイプの命令装置は、いくつかの欠点を有している。セレクタメカニズムが命令装置の内部に構成されており、従って、その構造がかなり複雑である。実際に、セレクタメカニズムを実現するには、多数のコンポーネントが必要である。変速機の回転とドラムの回転の同期化を、ある程度の弾力性が付与されたケーブル及びそのシース（ｓｈｅａｔｈ）によって実行している。実際に、２つの要素間には特定量の遊びが存在している。同期化を実行するには、ケーブルを命令装置及び変速機に接続した後に、ドラム及び変速機を「ゼロ」の初期位置に配置する必要がある。この動作は、ネジの調節によってシースの端部の１つの位置を変化させることによって実行される。シースを事実上「延長」させることにより、ケーブルは、強く張り、シースを事実上「短縮」することにより、ケーブルは緩むことになる。これは、自転車を特殊な支持部に取り付けることにより、地上から持ち上げて後輪が自由に回転する状態においてのみ実行可能な少々骨の折れる作業である。自転車が稼動する際には、様々な要素が経験する負荷と、従って、変形量が増大するため、調整が完了した後にも、更なる調節が必要であり、休止状態における自転車の事前調節を実現することは、非常に困難である。様々なギア間における軸上距離がわずかに変動しただけで、新しいギアチェンジメカニズムの調節動作が必要である。

本発明の主要な目的は、従来技術の欠点を解消する自転車用のギアチェンジメカニズムを提供することにある。

本発明の利点は、動作の際のギアチェンジ装置の精度及び信頼性が極めて高いという点にある。

その更なる利点は、本発明によれば、極めて簡単且つ経済的なギア制御装置を使用可能であるという点にある。

更なる利点は、ギアチェンジ装置が非常に単純であり、且つ、迅速に調節可能であるという点にある。

更なる特徴及び利点については、純粋に非限定的な例として付与されている添付図面中の各図を参照して記述されている自転車用のギアチェンジ装置に関する以下の詳細な説明を参照することにより、明らかとなろう。

添付図面中の各図を参照すれば、本発明のギアチェンジ装置は、自転車のフレームに取り付け可能であり、第１回転軸ｙを中心に回転する少なくとも２つのギア１２間において伝動チェーンを平行運動させるようになっている変速機１０を有している。各図においては、わかりやすくするべく、チェーン１１は、破線によって概略的に表現されている。回転軸は、ギアチェンジ装置が後方型である場合には、後輪の軸であってよく、或いは、ギアチェンジ装置がクランガー（ｃｌａｎｇｅｒ）に固定される場合には、中央（即ち、ペダルの回転軸）であってよい。本明細書において提示する解決は、一例として、後輪取付型のギアチェンジ装置に関するものである。

更に詳しくは、変速機１０は、自転車フレームに対して堅固に取り付け可能なフック部分１８と、第２回転軸ｚを中心としてフック部分１８との関係において回転する接続部分１７と、を有している。図示のソリューション（即ち、後輪取付型のギアチェンジ装置）においては、第２回転軸ｚは、第１回転軸ｙに対して平行である。前方取付型のギアチェンジ装置の場合には、第２回転軸ｚは、第１回転軸ｙとの関係において交差方向となる。

命令に基づいて、変速機１０は、それぞれ駆動チェーン１１がギア１２と噛み合う少なくとも２つの角度位置間において、主軸ｘを中心とし、自転車フレームとの関連において回転可能である。変速機１０は、一方向において、その一端１４ａにおいて変速機１０に対して堅固に拘束されていると共に既知のタイプであって図示されてはいない命令装置によって牽引力が印加されるケーブル１４によって回転可能である。反対の方向においても、変速機は、前述の命令装置と、既知のタイプであって図面中の各図には示されてはいない弾性要素と、によって緩められるケーブル１４によって回転可能である。ギアチェンジ装置は、命令が存在しない状態において、少なくとも２つの位置のいずれかにおいて変速機１０を維持するようになっている保持装置２を有している。保持装置２は、固定部分と可動部分を有している。固定部分は、変速機１０の主軸ｘを中心とした回転において自転車フレームに対して堅固に取り付け可能であり、可動部分は、変速機１０に対して堅固に取り付け可能である。固定部分は、変速機１０の少なくとも２つの角度位置において可動部分に対して着脱自在に接続される。

変速機１０に対して取り付け可能な可動部分は、円筒形セクター３を有しており、これは、その横表面に少なくとも２つのチャンバ４を具備している。円筒形セクター３は、変速機１０の主軸ｘに対して同軸である。円筒形セクター３は、その横表面上に、円筒形セクター３自体に対して同軸で伸張するチャネルを有している。このチャネルは、変速機１０に堅固に拘束されている端部１４ａに隣接したケーブル４の少なくとも一区域を収容するようになっている。ケーブル１４は、端部１４ａに近接したその長さの一区域において円筒形セクター３と接触した状態で接線方向に配置されている。

変速機１０の主軸ｘを中心とした回転状態において自転車フレームに堅固に取り付け可能な固定部分は、接続部分１７の付属物１６内に提供されたハウジング６内において可動な成形加工された要素５を有している。ハウジング６は、細長い形状を有しており、且つ、円筒形セクター３の横表面に近接した端部において開口している。ハウジング６の内部には、成形加工された要素５を円筒形セクター３の横表面との接触状態に押圧するべく、弾性手段が配置されている。

好適な実施例においては、成形加工された要素５は、球体である。弾性手段は、一端において球体と接触状態にある平らなスプリング８である。平らなスプリング８は、ハウジング６に対して平行に配置されており、その一端においては、接続部分１７の付属物１６に拘束されており、他端においては、円筒形セクター３との関係において半径方向に向いた力を成形加工された要素５に対して作用させるべく、成形加工された要素５との接触状態に配置されている。変速機１０のいくつかの所定の角度位置において、成形加工された要素５（又は、球体）は、平らなスプリング８によって作用する押圧の影響により、円筒形セクター３の横表面上に配置されているチャンバ４内に少なくとも部分的に係合している。球体５をチャンバ４に対して押圧している力は、ケーブル１４の命令が存在しない状態において、主回転軸ｘとの関係において、対応する角度位置に変速機１０を維持するのに十分なものになっている。変速機１０に対して所与の方向の回転を強いるには、チャンバ４内における球体５の係合によって決定される力を上回る力が作用するまで、ケーブル１４を牽引力が上昇する方向に作動させなければならない。変速機１４に対して反対の回転を強いるには、ケーブル１４を緩めることになる（変速機１０を回転可能にしている既知のタイプの弾性手段は、チャンバ４内における球体５の係合によって決定される結合を克服するのに十分な主軸ｘとの関係における結合を作用させるためのサイズを有している）。変速機１０の初期又はゼロ位置を確立するべく、付属物１６は、接続部分１７との関係において、円筒形セクター３上のケーブル１４の巻き取り方向に沿って円筒形セクター３に向かって（又は、これから離れるように）スライド可能である。付属物１６のスライディングは、実際には、ケーブル長１４の変更と等価であり、付属物１６を円筒形セクター３に近づけることにより、変速機１０は、一方向において回転し、円筒形セクター３から付属物１６を遠ざけることにより、変速機１０は、反対方向に回転する。従って、付属物１６をスライドさせることにより、変速機の初期位置を調節可能である。付属物１６は、付属物１６に対して軸方向において拘束されたネジと、接続部分１７に対して堅固に接続されたナットと、によって構成される既知のタイプの装置により、接続部分１７との関係においてスライド可能である。

本発明の自転車のギアチェンジメカニズムは、重要な利点を提供する。

第１に、これは、正確であり、且つ、信頼性が高い。保持装置が変速機に取り付けられていることから、このギアチェンジ装置によれば、決定量を超えないその長さの区域のケーブルの巻き取り及び巻き戻しに限定された極めて簡単且つ経済的な命令装置を使用可能である。保持装置及び変速機が、ケーブル及びシースの存在によって分離されていないため、ギアチェンジ装置の調整が非常に簡単且つ迅速である。従って、変速機の位置は、ケーブル及びシースの弾力性に起因した影響を受けることなしに、保持装置によって直接的に決定される。

本発明のギアチェンジ装置の一部の透視図である。 図１と同一の透視図であるが、この場合には、いくつかの部分が切開されている。 その他の部分を明瞭に示すべく、いくつかの部分が除去された状態の本発明のギアチェンジメカニズムの詳細図である。

Claims (7)

1. 自転車ギアメカニズムであって、
   回転軸（ｙ）を中心として回転する少なくとも２つのギア（１２）間において駆動チェーン（１１）を平行運動させるようになっている自転車フレームに取り付け可能な変速機（１０）を有し、
   変速機（１０）は、命令に基づいて、それぞれ駆動チェーン（１１）がギア（１２）と噛み合う少なくとも２つの角度位置間において、自転車フレームとの関係において、主軸（ｘ）を中心として回転可動であり、
   変速機（１０）は、変速機（１０）上において牽引力を作用させるべく起動されるケーブル（１４）の動作によって一方向に回転移動可能であり、且つ、命令に基づいて、変速機（１０）上における牽引力を解放するべく起動されるケーブル（１４）の動作によって別の方向に可動である、ものにおいて、
   ギアメカニズムは、命令が存在しない状態において、少なくとも２つの位置のいずれかにおいて変速機（１０）を維持するようになっている保持装置（２）を有し、
   該保持装置（２）は、固定部分と可動部分を有しており、固定部分は、変速機（１０）の主軸（ｘ）を中心とした回転状態において堅固に自転車フレームに取り付け可能であり、可動部分は、変速機（１０）に対して堅固に取り付け可能であり、
   固定部分は、変速機（１０）の少なくとも２つの角度位置において可動部分に対して着脱自在に接続する、
   ことを特徴とする自転車ギアメカニズム。
2. 変速機（１０）に対して取り付け可能な可動部分は、変速機（１０）の主軸（ｘ）に対して同軸である円筒形セクター（３）を有しており、該円筒形セクターは、その横表面上に少なくとも２つのチャンバ（４）を有している、ことを特徴とする請求項１記載のギアチェンジメカニズム。
3. 自転車フレームに対して堅固に取付可能な固定部分は、
   円筒形セクター（３）の横表面に近接したその一端において開口している細長いハウジング（６）の内部において可動な成形加工された要素（５）を有しており、
   成形加工された要素（５）を円筒形セクター（３）の横表面との接触状態に押圧するべく、弾性手段がハウジング（６）の内部に配置されている、
   ことを特徴とする請求項２記載のギアチェンジメカニズム。
4. 成形加工された要素（５）は、球体によって定義されており、弾性手段は、その一端において球体との接触状態に配置されている平らなスプリング（８）によって画成されている、ことを特徴とする請求項３記載のギアチェンジメカニズム。
5. 変速機（１０）が、自転車フレームに対して堅固に取り付け可能なフック部分（１８）と、第２回転軸（ｚ）を中心としてフック部分（１８）との関係において回転する接続部分（１７）と、を有しており、
   ハウジング（６）は、接続部分（１７）の付属物（１６）内に設けられており、
   平らなスプリング（８）は、ハウジング（６）に対して平行に配置されており、
   平らなスプリング（８）は、
   一方の端部において接続部分（１７）の付属物（１６）に対して拘束されており、
   他方の端部において円筒形セクター（３）との関係において半径方向に向いた力を成形加工された要素（５）に対して作用させるべく、成形加工された要素（５）との接触状態に配置された状態で拘束されている、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のギアチェンジメカニズム。
6. 付属物（１６）は、円筒形セクター（３）上へのケーブル（１４）の巻き取り方向との関係において近づく及び遠ざかる方向の両方において、接続部分（１７）に対してスライド可能である、ことを特徴とする請求項５記載のギアチェンジメカニズム。
7. 円筒形セクター（３）は、その横表面上に、円筒形セクター（３）に対して同軸で伸張するチャネルを有しており、該チャネルは、ケーブル（１４）の少なくとも一区域を収容するようになっている、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のギアチェンジ。

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