JP6839191B2 - サイクルへの動作伝達のための装置 - Google Patents

Description

本発明は、サイクルへの動作伝達のための装置に関する。

この文書において、用語「サイクル」は、専らペダル又は同様の装置を用いた筋肉の推進力のみによって機能する２つ以上のホイールを有する車両であって、該車両に乗る人によって操作される車両を意味する。

また、補助電気モータを備えるペダル支援を伴う自転車もサイクルと見なされ、補助電気モータの出力は、徐々に減少され、最終的に、サイクリストがペダル踏みを止めれば、車両が所定の速度以上に達するときに遮断される。

自転車及びサイクルで一般に使用される伝達システムは、概して、車両ホイールと関連付けられる歯車機構の使用を想起する。歯車機構は、時として、車両フレームに回転可能に取り付けられる「マルチプライヤ」と呼ばれるギアの第１のセットと、一般に後輪と関連付けられる「スプロケット」と呼ばれるギアの第２のセットとを成す。

ギアの両方のセットは、直径が減少するギアの積層体を形成するように配置される異なる寸法の幾つかの歯車から成る。

マルチプライヤは一般にギアの駆動セットであり、すなわち、そのギアのセットは、車両を始動させるためにクランクセットにより動かされる。

マルチプライヤは、動作中にスプロケット自体を引っ張るようになっているチェーンを用いてスプロケットに運動学的に接続され、したがって、自転車の後輪にも接続される。

これらの既知の伝達システムは２つの変速機要素を有し、該変速機要素の機能は、同じセットの一方の歯車から他方の歯車へチェーンを移動させて、ギア比の異なる組み合わせ、したがって異なる速度を達成することであり、この場合、クランクセットに作用する推力は等しい。

変速機要素はガイドであり、該ガイド内でチェーンがスライドでき、また、このガイドは、適切なコマンドを通じて、実際には車両の前後方向に対するチェーンの方向の傾きを変えることによってチェーンを一方のホイールから他方のホイールへ押す。

ある場合には、歯車機構は、自転車のホイール上にのみ歯車のセットを有し、一方、マルチプライヤは単一の歯車に限られ、これらの場合、変速機要素は、１つだけであり、スプロケットに取り付けられる。

既知のタイプの伝達システムは、一方のギア比から他方のギア比へ切り換わるため及び同じギア比を維持するためにいずれにおいても歯車の回転軸が固定されたままの状態で走行中にチェーンが連続的な傾きを受けるという事実に関連する様々な欠点を有する。

チェーンは、実際には、リングギアをリングギア自体に位置合わせされるリア歯車に接続することにより、真っ直ぐな方向を有するが、それがリングギアに位置合わせされない歯車に接続されるときには、ほぼ「ｓ形状」パターンを成し、この場合、歯車と噛み合わないチェーンのストレッチは、フロント歯車及びリア歯車と噛み合うチェーンのストレッチに対して傾けられる。

その結果、チェーンと歯車との間の不完全な位置合わせが、摩擦を生み出すことにより、サイクリストによって発生されるエネルギーの一部を散逸し、それにより、サイクリストのペダル踏みが更に疲れるものとなる。

また、長い目で見ると、頻繁な傾きは、調整の緩み、及び、システムの様々な機械的構成要素の緩みを引き起こし、その結果、例えばチェーンの望ましくない移動、一方のホイールから他方のホイールへの望ましくない移動、チェーンの不正確な位置決めに起因する摩耗などのシステムの動作に関連する問題を伴う。

更に、チェーンは、その傾きに続いて、歯車に作用する摩擦を生み出し、システムの一部（歯車及びチェーンの両方）を変形させる或いはさもなければ磨滅させる可能性がある。

このため、従来のシステムは、頻繁な、及び、時として高価なメンテナンス作業を要する。

カーボンフレームで形成されてプロのレースで使用される自転車の特定のケースでは、最終的に、サイクリストは、自分の最大の労力で、フレーム自体をねじって撓ませるパワーを解放し得る。

これは、ホイールの回転軸に対するクランクセットの回転軸の傾きをもたらし、その結果、レースの通常のコース中に問題を引き起こし得る機能不良を伴う。

本発明の主な目的は、ギア比の変更を容易にし得るとともに、固定部に対するチェーンの傾きによってもたらされる摩擦、特にチェーンの内部摩擦やリングギアの歯及びそれが噛み合うシートとの接触摺動摩擦を最小限に抑えることができる、サイクルへの動作伝達のための装置を提供することである。

本発明の他の目的は、簡単で、合理的で、容易で、効果的な使用の範囲内及び手ごろな解決策の範囲内で従来技術の前述の欠点を克服できる、サイクルへの動作伝達のための装置を提供することである。

前述の目的は、請求項１の特徴を有するサイクルへの動作伝達のための本発明の装置によって達成される。

本発明の他の特徴及び利点は、例示的であるが非限定的な例として添付図面に示されるサイクルへの動作伝達のための装置の２つの好ましいが非排他的な実施形態の説明からより明らかであると思われる。

本発明に係る装置の第１の実施形態の不等角投影図である。 本発明に係る装置の第１の実施形態の不等角投影図である。 本発明に係る装置の第２の実施形態の側面図である。 一作用形態における本発明に係る装置の概略図である。 図４とは異なる作用形態における本発明に係る装置の概略図である。

そのような図を特に参照すると、サイクルへの動作伝達のための装置が全体的に１で示される。

装置１は、簡単にするために図示されないサイクルのフレームと関連付けられ得る接続コア２を回転軸３に対して回転可能な態様で備える。

特に、コア２は、サイクルの動作中に固定されたままとどまるようになっている平面上に位置している。

更に、装置１は、敷設面１１上に位置するリングギア４を備え、このリングギア４は、コア２を取り囲むとともに、前進方向６に沿ってサイクルを始動させるためにそれ自体がループ状に閉じられる可撓性の伝達要素５に結合され得る。

図示の実施形態において、装置１は、特にペダル踏み中に及ぼされる推力を最大にするようになっている非円形形状を有する歯車である。

リングギアが異なる形状、例えば円形を有するといった異なる解決策を排除し得ない。

本実施形態を更に参照すると、コア２は、サイクル自体を動かすのに役立つクランクセットシステム７と関連付けられる装置１の部分である。

クランクセットシステム７は２つのアーム９から構成され、これらのアーム９は、１８０°オフセットされた角度位置でコア２に対して反対側に配置されるとともに、円筒要素８、すなわち「ハブ」によって一体に接続される。

ハブ８の軸は、回転軸３と一致するとともに、ペダル踏み中に不変のままとどまるようになっている。

簡単にするために図示されない特別なペダルによってアーム９を押すことにより、ハブ８に伝えられた後にコア２に伝えられるトルクが歯車を回転させることができるようにする。

このようにして、リングギア４は、動作中の可撓性伝達要素５、すなわち、「チェーン」を引っ張る。

チェーン５のリンクは、実際には、リングギア４の歯に結合し、リングギア４の回転動作の結果として、チェーン自体が引っ張られる。

本発明によれば、装置１は、接続コア２とリングギア４との間に配置される揺動手段１０を備える。

揺動手段１０は、敷設面１１を回転軸３に対して傾けることができる。

装置１は、回転軸３の位置を固定されたまま保ちつつ、リングギア４の付設面１１の傾きの変化を可能にする。

このように、チェーン５がリングギア４に関して位置ずれされた歯車と噛み合うと、リングギアが揺動し、それにより、著しい変形を受けることなくチェーン自体を真っ直ぐな形態に配置することができ、したがって、摩擦が最小限に抑えられる。

したがって、更に、この特徴は、サイクルのユーザがチェーンを一方の位置から他方の位置へ移すことによってギア比を変えることを決定するときにも特に有用である。
敷設面１１の傾きは、実際には、リングギア４をチェーンの移動に適合させることができるようにし、それにより、抵抗が最小限に抑えられる。

図において、傾きは、回転軸３に対して、敷設面１１の法線方向１２によって強調される。

図示の実施形態において、揺動手段１０は、コア２に対するリングギア４の位置の変化を許容し得る少なくとも１つの可撓性本体１３を備える。

特に、揺動手段１０は、細長い薄板形状を有する複数の可撓性本体１３を備える。

とりわけ、リングギアは歯付き外周１４と略円形内周１５とを有し、可撓性本体は内周自体にほぼ沿って延びる。

可撓性本体１３は、コア２と関連付けられる第１の末端部１６と、リングギア４と関連付けられる第２の末端部１７とを備える。

サイクルが動作中のときの装置１の回転の向きに関しては、第１の末端部１６が回転において第２の末端部１７に先行し、それにより、コア２からリングギア４に動作を伝達することができ、可撓性本体自体の滑り及び不安定性による変形を回避できる。

これは、このようにすると、回転中のコア２が圧縮応力ではなく引張応力を可撓性本体に及ぼすことによって可撓性本体１３を引っ張るからである。

また、揺動手段１０は、回転軸３に対する敷設面１１の傾きを第１の限界位置と第２の限界位置との間で制限できる制御手段１８も備える。

第１の限界位置と第２の限界位置とが一致するといった特定の形態を排除できず、この場合には、敷設面１１の傾きをゼロに等しくできる。

好適には、制御手段１８は、リングギア４に取り付けられる（図１及び図２）又はコア２に取り付けられる（図３）少なくとも１つのロック要素１９を備え、該ロック要素１９は、それがコア２と接触して（図１及び図２）又はリングギア４と接触して（図３）リングギアの移動を防止する第１の形態と、他方でそれがコア２から離間されて（図１及び図２）又はリングギア４から離間されて（図３）リングギアの移動を許容する第２の形態との間で調整可能である。

ロック要素１９は、コア２に対するリングギア４のずれを調整できる調整部２１を有する。

図１及び図２に示される解決策において、ロック要素１９は、リングギア４に対するロック要素自体の固定を可能にし得るグリップ部２０を備える。

特に、ロック要素１９は、第２の末端部１７のうちの１つに対応付けてリングギア４及び可撓性本体１３の両方に対してグリップ部２０により固定され、一方、調整部２１は、第１の末端部１６のうちの１つに対応付けて配置される。

好適には、調整部２１が調整ネジを備え、該調整ネジは、適切に調整されれば、本体１３の殆ど可撓性がない部分と当接し、したがって、その末端部のストロークが制限される。

調整部２１が調整ネジを有さず、例えば様々な構成要素の組み立て段階で又は様々な構成要素の実現段階で予め決定される最大揺動を伴うといった解決策を排除し得ない。

一方、図３に示される解決策では、ロック要素１９がコア２に取り付けられる半円ストレッチを備え、調整部２１が半円ストレッチに形成されるランプによって規定される。

半円ストレッチをそれ自体回転させることによって、ランプ２１の表面は、移動してリングギア４に近づき又はリングギア４から離れ、コア２に対するリングギア４の最大偏位を変える。

制御手段１８は、敷設面１１に対して反対側に配置される少なくとも一対のロック要素１９を備える。

図示の実施形態において、制御手段は、２つの異なる角度位置に配置される２対のロック要素１９を備える。

コア２の回転中心に対して、２つのロック要素１９が２つの隣り合う可撓性本体１３に配置される。

このようにして、３つのポイント、すなわち、２つの可撓性本体１３の２つの末端部及び回転中心が固定され、それにより、敷設面１１の傾きを変える際に一群の想定し得る面が自動的に固定されるとともに、回転軸３の方向以外の方向と比べて敷設面１１の任意の傾きが防止される。

また、制御手段１８は、リングギア４に対するロック要素１９の少なくとも１つの固定要素２２も備える。

特に、固定要素２２は、ネジのタイプであり、ロック要素１９を正確に位置決めして固定できる。

図１及び図２に示される第１の実施形態において、揺動手段１０は、コア２と関連付けられる中央部２４と可撓性本体１３を画定する外周部２５とに分けられる薄板形状要素２３を備える。

この場合、コア２は、薄板形状要素２３の最も内側の殆ど可撓性がない部分を備え、この部分は円形フランジ２６を用いて摩擦によりクランプされる。

円形フランジは、ボルト２７によって薄板形状要素に固定されるとともに、円筒要素８に接続される。

薄板形状要素２３と円形フランジ２６との間の接続が接続要素によって摩擦クランプを有することなく簡単に行なわれるといった解決策を排除し得ない。

可撓性本体１３は、コア２から直接に延びる第１の末端部１６と、リングギア４と関連付けられる第２の末端部１７とを有する。

特に、可撓性本体１３は、別個の本体ではなく、薄板形状要素２３上に直接に形成される。

図３に示される第２の実施形態において、コア２は、中心を発端として放射状パターンで延びる硬質要素から構成される。

可撓性本体１３は別個の本体であり、この場合、第１の末端部１６は、ロック要素１９によってコア２のそれぞれの末端部と関連付けられ、第２の末端部はリングギア４と関連付けられる。

本発明の作用は以下の通りである。

装置１は、クランクセットシステム７から得られるトルクによって回転し始める。

回転時、リングギア４が可撓性伝達要素５を動作中に引っ張り、可撓性伝達要素５がサイクルを動かす。

動作中、チェーン５は、可撓性本体１３を撓ませる力、したがってコア２に対するリングギア４の移動を引き起こす力をリングギア４に及ぼし、その結果、敷設面１１が傾く。

調整部２１の調整を介してロック要素１９により最大傾斜が決定される。

この意味で、ロック要素１９は、ロック要素１９により固定される限界内でリングギア４の移動を抑制することができる「エンドストッパ」である。

調整部２１が既に事前にセットされ、したがって調整が不要であるといった解決策を排除し得ない。

先の実施形態に記載される装置１は、単一のギアシステムの場合に、すなわち、単一のフロント歯車を用いると特に有利である。それぞれのコア２に対して傾くことができるリングギア４を有する幾つかの歯車を想起する解決策を排除し得ない。

実際に、前述の発明が意図される目的を達成し、特に、サイクルへの動作伝達のためのこの装置が、ギア比の変更を容易にし得るとともに、固定部に対するチェーンの傾きによってもたらされる摩擦を最小限に抑えることができるという事実が強調されることが分かってきた。

リングギアの敷設面の傾きは、実際に、ギア比の変更中に一方の位置から他方の位置への可撓性要素又はチェーンの移動を容易にする。

また、この傾きは、チェーンにより及ぼされる作用に対するリングギア自体の抵抗を減少させることもでき、その結果、ユーザによるエネルギーを節約できる。

抵抗の減少は、伝達システムの動作を向上させることに加え、リングギアの歯とチェーンとの間の結合において摩擦及び応力を大きく減らすことができる。

その結果、歯の撓み及び／又は接触部の摩耗を防止することができ、それにより、関連する要素の破壊のリススを最小限に抑えることができるとともに、メンテナンス作業の減少に関連する利点を得ループことができる。

また、装置は、その柔軟性のおかげにより、チェーンが抜け落ちることを防止できる。

最後に、フレームは、競技者の強い推力に起因する高いねじれ値及び曲げ値に晒される場合があるため、リングギアの揺動は、ホイールの回転軸に対するクランクセットの回転軸の傾きに対処できる。

このように、チェーンは一直線に合わされたままであり、それにより、スムーズなペダル踏み動作が促進され、レースのパフォーマンスを低下させ得る機能不良が防止される。

Claims (9)

1. −回転軸（３）を中心に回転可能にサイクルのフレームと関連付けられ得る少なくとも１つの接続コア（２）と、
   −敷設面（１１）上に位置して前記コア（２）を取り囲むとともに、前進方向（６）に沿って前記サイクルを始動させるためにそれ自体がループ状に閉じられる可撓性伝達要素（５）に結合され得るリングギア（４）と、
   を備えるサイクルへの動作伝達のための装置（１）であって、
   前記接続コア（２）と前記リングギア（４）との間に配置されるとともに、前記回転軸（３）に対して前記敷設面（１１）を傾けることができる揺動手段（１０）を備え、
   前記揺動手段（１０）は、前記回転軸（３）に対する前記敷設面（１１）の傾きを第１の限界位置と第２の限界位置との間で制限できる制御手段（１８）を備え、
   前記制御手段（１８）は、前記リングギア（４）に取り付けられる又は前記コア（２）に取り付けられる少なくとも１つのロック要素（１９）を備え、前記ロック要素（１９）は、それが前記コア（２）と接触して又は前記リングギア（４）と接触して前記リングギア（４）の移動を防止する第１の形態と、それが前記リングギア（４）から離間されて又は前記コア（２）から離間されて前記リングギア（４）の移動を許容する第２の形態との間で調整可能であることを特徴とする装置（１）。
2. 前記揺動手段（１０）は、前記コア（２）に対する前記リングギア（４）の位置の変化を可能にするための少なくとも１つの可撓性本体（１３）を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記揺動手段（１０）は、細長い薄板形状を有する複数の前記可撓性本体（１３）を備えることを特徴とする請求項２に記載の装置（１）。
4. 前記リングギア（４）が歯付き外周（１４）と略円形の内周（１５）とを有し、前記可撓性本体（１３）が前記内周（１５）にほぼ沿って延びることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置（１）。
5. 前記可撓性本体（１３）は、前記コア（２）と関連付けられる第１の末端部（１６）と、前記リングギア（４）と関連付けられる第２の末端部（１７）とを備えることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の装置（１）。
6. 前記揺動手段（１０）は、前記コア（２）と関連付けられる中央部（２４）と前記可撓性本体（１３）を画定する外周部（２５）とに分けられる薄板形状要素（２３）を備え、前記可撓性本体（１３）は、前記コア（２）と関連付けられる第１の末端部（１６）と、前記リングギア（４）と関連付けられる第２の末端部（１７）とを備えることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の装置（１）。
7. 前記ロック要素（１９）は、前記第１の末端部（１６）のうちの少なくとも１つに対応付けて配置されて前記コア（２）に対するリングギア４のずれを調整できる少なくとも１つの調整部（２１）を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の装置（１）。
8. 前記制御手段（１８）は、前記敷設面（１１）に対して反対側に配置される少なくとも一対の前記ロック要素（１９）を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１）。
9. 前記制御手段（１８）は、２つの異なる角度位置に配置される２対の前記ロック要素（１９）を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置（１）。

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