JPH07301298A - トルク伝達比可変の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 標準的な自転車等に適用でき、トルク伝達比
を任意選択的に変化させることのできる動力伝達装置を
提供する。 【構成】 標準的な自転車後部車軸部品１０とチェイン
スプロケット１６を有する動力伝達装置である。操作ケ
ーブル５０の操作によって移動リング２８に対して移動
板３２を移動させると、結果的にスプロケット１６を車
軸３８に対して偏心するようにずらすことになる。この
スプロケット１６の偏心の程度によってトルク伝達比を
選択的に変化させる。車軸部品１０に固定された溝付板
１２とスプロケット１６に固着された駆動リング２０と
は、溝付板１２の溝１４に沿って動く手段４４、４６、
４８を介して連結されている。このような駆動装置によ
って、スプロケット１６は一定の偏心を保ったままで回
転を車軸部品１０に伝えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は動力伝達装置に係り、な
かでも特に、スプロケットを後部車軸から偏心するよう
にずらすことによって入出力のトルク比を可変とした動
力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第１、６２６、７０１号（スリ
ーパー特許）や米国特許第１、２７９、２７１号（ソッ
クル特許）に開示されているような、直径が変化するベ
ルト車を有する変速装置は数多く知られている。これら
の特許に開示されている装置は、ベルト駆動の動力伝達
装置と連携した可変ベルト車を備えている。

【０００３】米国特許第３、９５６、９４４号には可変
チェインスプロケットを用いた、違う型の装置が開示さ
れている。このスプロケットにおいては、多数のチェイ
ン係合部が一対の円盤の間に摺動自在に取り付けられ、
円盤の半径方向に動きを拘束されている。しかるに、こ
のような型式の構造的変動があることによって、動力伝
達の精密な調節や過度の磨耗の防止が困難となってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、自転車やそれに類する乗り物用の動力伝達装置であ
って、従来技術の利点を全て備え、かつ欠点のない、新
規で改良された動力伝達装置を提供することである。本
発明のもう一つの目的は、大部分の標準的な大きさの自
転車の後部車軸部品に適合する、前記のような型の新規
で改良された動力伝達装置を提供することである。本発
明のさらにもう一つの目的は、前記のような型の新規で
改良された動力伝達装置であって、スプロケットに対し
て後部車軸を偏心的にずらしてトルク伝達比を変化させ
るために簡単な力加減機構を利用する動力伝達装置を提
供することである。本発明のなおもう一つの目的は、ト
ルク伝達比の全域にわたって入力トルクをスプロケット
から後部車軸に効果的に伝達するような、選択可能な駆
動装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、自転車やそれ
に類する乗り物用の新規で改良された動力伝達装置であ
るが、この動力伝達装置は、標準的な後部車軸と、入力
トルクを受けて出力トルクを伝達するエンドレスチェイ
ンとを利用するものである。この動力伝達装置は、移動
リングと、この移動リングおよびスプロケットに対して
可動となっている移動板と、適宜選択された駆動装置で
あって前記スプロケットと前記後部車軸に操作可能に連
結された駆動装置と、前記移動板を前記移動リングおよ
び前記スプロケットに対して移動する適当な装置であっ
て、その移動によって前記移動リングおよび前記スプロ
ケットを前記後部車軸から偏心するようにずらしてトル
ク伝達比を変化させることのできる装置とから成る。こ
の動力伝達装置は、選択可能な適切な駆動装置も備え
る。

【０００６】以上のように本発明のより重要な特徴につ
いて概説してきたのは、後述の実施例のより明確な理解
と、技術への寄与のより明確な認識のためである。もち
ろん本発明には、以下に述べられ、特許請求の範囲の主
題的内容となるような付加的な特徴がある。この点、本
発明が構成の詳細への適用や、以下の記述で説明され、
あるいは図面に示されるような構造の変形例への適用に
限定されるものではないことを理解しておく必要があ
る。本発明は、他の実施例が可能であり、様々な方法で
実行し、実施することが可能である。また、ここで使用
されている術語や専門用語は説明のためのものであっ
て、意味の限定と見なすべきでないということも理解し
ておく必要がある。当業者ならば、この開示の基礎とな
る概念が、本発明のいくつかの目的を達成するための他
の構造、方法および装置の設計の基礎として、容易に利
用される可能性があるということを認めるであろう。し
たがって特許請求の範囲は、本発明の意図とその範囲か
ら離れたものでない限り、そのような等価の構造を含む
ものと見なされることが重要である。

【０００７】以上のように、列挙された目的および後に
発明を特徴づける新規の様々な特徴とともに認められる
他の目的が、特許請求の範囲に特徴づけて示される。本
発明、その操作上の利点およびその利用によって達成さ
れる特定の目的をより明確に理解するため、図面に言及
する。

【０００８】

【実施例】図１乃至図５を参照して、本発明の第一の実
施例について説明する。図１において標準的な自転車の
後部車軸部品が符号１０で示されている。この車軸部品
１０はその上に、半径方向に形成された溝１４を多数設
けた溝付板１２を取り付けてある。溝付板１２は車軸部
品１０に固定されており、車軸部品１０に対して相対的
に動くことがないようになっている。

【０００９】スプロケット１６は内側縁に環状ギアを設
けてある。図示されたように、スプロケット１６は駆動
リング２０に締結されており、この駆動リング２０は外
側クラッチリング２２と内側クラッチリング２４とを有
している。後述するような構成部品の動きを可能にする
ために、多数のボールベアリング２６が内側クラッチリ
ング２４の内側をに並んで配置されている。移動リング
２８は、開口３０の中に可動の移動板３２を収容してい
る。移動板３２は、中に車軸部品１０の後部車軸３８が
固定配置される開孔３６を有している。ラックギア４０
が開口３０の一端面に形成され、このラックギア４０は
図２に符号４２で示された回転ギアと係合している。こ
のため、回転ギア４２の回転運動によって、移動板３２
が開口３０の中でラックギア４０に沿って動かされるこ
とになる。スプロケット１６、駆動リング２０、および
移動リング２８は全てネジまたは他の望ましい手段によ
って固定連結されているため、それらは一単位として単
一に機能する。これらの構成要素は、多数の、支柱４
４、歯止め４６、および溝付板用摺動子４８から成る手
段によって溝付板１２に可動連結されている。

【００１０】力加減機構、たとえば操作ケーブル５０を
用いて、移動板３２をラックギア４０に沿って選択的に
移動させることができる。その結果、移動リング２８、
駆動リング２０およびスプロケット１６を車軸３８から
偏心するようにずらし、速度伝達比を選択的に変化させ
ることができる。一旦偏心度が選択されると、図１に示
すような溝付板用摺動子４８が溝１４の中で移動して、
安定性が達成される。操作ケーブル５０は例えば図３に
示すレバー５１のような、適当な手段によって作動され
る。

【００１１】図３乃至図５には、中立すなわちトルク伝
達比１：１の状態、伝達比の変化が最大であるトルク伝
達比１：２．４の状態、およびこれら上限値、下限値の
間のトルク伝達比の状態の、各状態における本発明の動
力伝達装置が示されている。

【００１２】本発明の他の実施例の駆動装置が図６に最
も良く示されている。この駆動装置は、複数の駆動腕部
５８，６０を駆動する一方向クラッチ５６が固定された
車軸部品５４を備えている。駆動腕部５８，６０は弓状
に形成されるとともに細長状開口６２，６４が設けられ
ており、一対の腕部５８，５８および一対の腕部６０，
６０の組として機能するが、これらについては後述す
る。

【００１３】スプロケット６６は、外側周縁にチェイン
係合歯部６８を有し、また内側の周縁に軸受７６を有し
ている。スプロケット６６上に対向配置された支柱７２
が、駆動腕部５８，６０の細長状開口６２，６４の中に
摺動自在に受け入れられている。このため、支柱７２が
細長状開口６２，６４の中で動くことにより駆動腕部５
８，６０が回転し、駆動腕部５８，６０は回転力を一方
向クラッチ５６および車軸部品５４に伝達する。トルク
伝達比の変化と環状の位置の変化に対応した、駆動腕部
５８，６０の位置関係が図８乃至図１３に示されてい
る。

【００１４】符号７８で示された移動リングは、前述し
た第１の実施例の移動リング２８と同一のものである。
移動リング７８は、中に可動の移動板８２が配置された
開口８０を有しており、移動板８２は、中に車軸８６Ａ
が固定配置される開孔８４を有している。ラックギア８
６が開口８０の一端面に形成され、符号８８で示された
回転ギアと係合している（図７参照）。このため、回転
ギア８８の回転運動によって移動板８２が開口８０の中
でラックギア８６に沿って動かされることになる。図１
に示される操作ケーブル５０のような力加減機構は、移
動板８２を選択的に作動させるのに適している。

【００１５】以上、本発明を構成する、選択可能な駆動
装置を利用した動力伝達装置を説明してきた。寸法、材
料、形態、形状、機能、および操作、組立、使用の方法
の変更も含めて、本発明の各部の最適な寸法関係は当業
者にとって容易かつ明確に考えられるものであることを
理解しておく必要がある。図面に示し、あるいは明細書
で説明した事項と等価の関係にある全てのものが、この
発明に包含されるように意図されている。したがって、
前述した内容は本発明の原理のみの説明であると考えら
れる。数値の修正および変更は当業者にとって自明であ
るため、図示され、あるいは説明されたとうりの構造お
よび操作に本発明を限定することを望むものではない。
本願の特許請求の範囲内における適切な変形例および等
価のものは、全て本発明の基本概念に包含される。

【００１６】

【発明の効果】本願の請求項１に記載の発明によれば、
トルク伝達比可変の動力伝達装置において、ベルト駆動
の動力伝達装置ではなく、標準的な後部車軸部品とエン
ドレスチェインに係合する回転チェインスプロケットと
を有する動力伝達装置を構成の前提とするため、大部分
の標準的な自転車等に容易に適用することができる。ま
た、本発明のスプロケットはチェイン係合部等の構造が
変動するものではないため、従来の可変スプロケット型
の動力伝達装置に比べて、トルク伝達比のより精密な調
節や過度の磨耗の防止を果たすことができる。また請求
項５に記載の発明によれば、スプロケットに対して後部
車軸を偏心的にずらしてトルク伝達比を変化させるため
に、レバ−操作による操作ケーブルという簡単な力加減
機構を利用することができる。さらに請求項７乃至１０
および請求項１１乃至１３のいずれかの発明によれば、
トルク伝達比の全域にわたって入力トルクをスプロケッ
トから後部車軸部品に効果的に伝達するような駆動装置
を、都合に合わせて選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の駆動装置を利用した本発明の動
力伝達装置、およびその標準的自転車の後部車軸部品と
の関係を示す、分解斜視図。

【図２】図１とは反対の側面から見た、移動リングおよ
び移動板の分離斜視図。

【図３】後部車軸を支える自転車の車台、本発明の動力
伝達装置およびトルク伝達比を変えるための操作レバー
の、伝達比１：１の状態における部分斜視図。

【図４】トルク伝達比１：１と１：２．４の間の状態に
おける、図３と同様の図。

【図５】トルク伝達比１：２．４の状態における、図３
と同様の図。

【図６】他の実施例の駆動装置を利用した本発明の動力
伝達装置、およびその標準的自転車の後部車軸部品との
関係を示す、分解斜視図。

【図７】図６とは反対の側面から見た、移動リング、移
動板およびスプロケットの分離斜視図。

【図８】図６に示す他の実施例の駆動装置における駆動
腕部の、トルク伝達比１：２．４の状態における０度、
１８０度および３６０度にある位置関係を示す、図式的
平面図。

【図９】図６に示す他の実施例の駆動装置における駆動
腕部の、トルク伝達比１：２．４の状態における９０度
および２７０度にある位置関係を示す、図式的平面図。

【図１０】図６に示す他の実施例の駆動装置における駆
動腕部の、トルク伝達比１：１．８の状態における０
度、１８０度および３６０度にある位置関係を示す、図
式的平面図。

【図１１】図６に示す他の実施例の駆動装置における駆
動腕部の、トルク伝達比１：１．８の状態における９０
度および２７０度にある位置関係を示す、図式的平面
図。

【図１２】図６に示す他の実施例の駆動装置における駆
動腕部の、トルク伝達比１：１の状態における０度、１
８０度および３６０度にある位置関係を示す、図式的平
面図。

【図１３】図６に示す他の実施例の駆動装置における駆
動腕部の、トルク伝達比１：１の状態における９０度お
よび２７０度にある位置関係を示す、図式的平面図。

【符号の説明】 １０，５４ 車軸部品 １２ 溝付板 １６，６６ スプロケット ２０ 駆動リング ２８，７８ 移動リング ３２，８２ 移動板 ３８，８６Ａ 車軸 ４０，８６ ラックギア ４２，８８ 回転ギア ５０ 操作ケーブル ５６ 一方向クラッチ ５８ 駆動腕部 ６０ 駆動腕部

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】標準的な後部車軸と、入力トルクを受けて
   出力トルクを伝達するエンドレスチェインに係合する回
   転チェインスプロケットとを有し、トルク伝達比の変化
   を改良するための動力伝達装置において、 移動リングと、前記移動リングおよび前記スプロケット
   に対して可動となっている移動板を含む移動板手段と、
   を有する移動手段と、 前記移動板を前記移動リングおよび前記スプロケットに
   対して選択的に移動する手段であって、その移動によっ
   て前記移動リングおよび前記スプロケットを前記後部車
   軸から偏心するようにずらしてトルク伝達比を変化させ
   る手段と、を備えたことを特徴とする動力伝達装置。
2. 【請求項２】トルク伝達比は、１：１乃至１：２．４の
   範囲内で任意選択的に変化できることを特徴とする請求
   項１記載の動力伝達装置。
3. 【請求項３】前記移動板は、前記移動リングおよび前記
   スプロケットに対して前記後部車軸を移動させるように
   動くことによってトルク伝達比を変化させるものである
   ことを特徴とする、請求項２記載の動力伝達装置。
4. 【請求項４】前記移動板を移動する手段は、作用した力
   に反応するギア手段を備えたことを特徴とする、請求項
   ３記載の動力伝達装置。
5. 【請求項５】前記ギア手段に力を作用させるための手段
   は、レバー作動による操作ケーブルであることを特徴と
   する請求項４記載の動力伝達装置。
6. 【請求項６】前記ギア手段は、ラックギアと、このラッ
   クギアと共働する回転ギアとを備えたことを特徴とする
   請求項５記載の動力伝達装置。
7. 【請求項７】駆動手段は、 前記後部車軸と連携する一方向クラッチと、 前記クラッチに可動連結された複数の駆動腕部と、 前記スプロケットと連携して前記スプロケットの回転運
   動を前記駆動腕部、前記クラッチおよび前記後部車軸に
   伝達するとともに、前記駆動腕部を操作可能に固締する
   手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の動力
   伝達装置。
8. 【請求項８】駆動手段は、 前記後部車軸と連携する一方向クラッチと、 前記クラッチに可動連結された複数の駆動腕部と、 前記スプロケットと連携して前記スプロケットの回転運
   動を前記駆動腕部、前記クラッチおよび前記後部車軸に
   伝達するとともに、前記駆動腕部を操作可能に固締する
   手段と、を備えたことを特徴とする請求項４記載の動力
   伝達装置。
9. 【請求項９】駆動手段は、 前記後部車軸と連携する一方向クラッチと、 前記クラッチに可動連結された複数の駆動腕部と、 前記スプロケットと連携して前記スプロケットの回転運
   動を前記駆動腕部、前記クラッチおよび前記後部車軸に
   伝達するとともに、前記駆動腕部を操作可能に固締する
   手段と、を備えたことを特徴とする請求項５記載の動力
   伝達装置。
10. 【請求項１０】駆動手段は、 前記後部車軸と連携する一方向クラッチと、 前記クラッチに可動連結された複数の駆動腕部と、 前記スプロケットと連携して前記スプロケットの回転運
    動を前記駆動腕部、前記クラッチおよび前記後部車軸に
    伝達するとともに、前記駆動腕部を操作可能に固締する
    手段と、を備えたことを特徴とする請求項６記載の動力
    伝達装置。
11. 【請求項１１】駆動手段は、 前記スプロケットに隣接した、多数の溝を有する溝付板
    と、 前記スプロケットに固着された、外側および内側クラッ
    チリングを有する駆動リングと、 前記スプロケットの回転運動を前記溝付板および前記後
    部車軸に伝達するために、前記駆動リングと前記溝付板
    とを可動連結する手段と、から成ることを特徴とする請
    求項１記載の動力伝達装置。
12. 【請求項１２】駆動手段は、 前記スプロケットに隣接した、多数の溝を有する溝付板
    と、 前記スプロケットに固着された、外側および内側クラッ
    チリングを有する駆動リングと、 前記スプロケットの回転運動を前記溝付板および前記後
    部車軸に伝達するために、前記駆動リングと前記溝付板
    とを可動連結する手段と、から成ることを特徴とする請
    求項４記載の動力伝達装置。
13. 【請求項１３】駆動手段は、 前記スプロケットに隣接した、多数の溝を有する溝付板
    と、 前記スプロケットに固着された、外側および内側クラッ
    チリングを有する駆動リングと、 前記スプロケットの回転運動を前記溝付板および前記後
    部車軸に伝達するために、前記駆動リングと前記溝付板
    とを可動連結する手段と、から成ることを特徴とする請
    求項６記載の動力伝達装置。