JPH08127384A - 自転車 - Google Patents

自転車

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JPH08127384A
JPH08127384A JP6265208A JP26520894A JPH08127384A JP H08127384 A JPH08127384 A JP H08127384A JP 6265208 A JP6265208 A JP 6265208A JP 26520894 A JP26520894 A JP 26520894A JP H08127384 A JPH08127384 A JP H08127384A
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JP
Japan
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transmission means
hub
transmission
bicycle
bicycle according
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JP6265208A
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English (en)
Inventor
Arnold Metzinger
メッチンゲル アーノルド
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Original Assignee
Individual
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    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/16—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the ground-wheel hub
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K25/00—Axle suspensions
    • B62K25/005—Axle suspensions characterised by the axle being supported at one end only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1846—Rotary generators structurally associated with wheels or associated parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears
    • Y10T74/19647—Parallel axes or shafts

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱線型齒車装置の欠点を被ることなく非常に
多数の齒車比をもつことができる変速齒車装置をもつ自
転車を提供する。 【構成】 ペダルクランク（１２）スピンドルから後輪
１８への伝達駆動力を方向−変換伝動手段３４と多段階
シフト可能の伝動手段によって行う齒車装置を備えた自
転車。共通のシャフト３６が方向−変換伝動手段の被動
シャフト及び主伝動手段の駆動シャフトとして役立つ。
伝動手段ハウジング２６は実質上後輪ハブ２８内に配置
でき、駆動装置を配置した側だけでそのハブから突出す
る。伝動手段ハウジングは好適には単一側面の取付け揺
動アーム１６によって自転車フレーム１０に連結され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は変速齒車装置をもつ自転
車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在既知の変速齒車装置を備えた自転車
は、駆動チェーンが多数のスプロケットをもつスプロケ
ット集団上で１つのスプロケットからもう１つのスプロ
ケットへシフト又は“脱線”させられるため、しばしば
脱線型齒車装置と称されるハブ型齒車装置か又はチェー
ン型齒車装置の何れかをもつ。
【０００３】ハブ型齒車装置は有効齒車比の数が極めて
めて限定されるという欠点をもつ。かかる齒車装置の設
計開発が進むにつれて、現在では７齒車比又はシフト段
階までをもつハブ型齒車装置を設計することが可能であ
るが、その場合かかる装置には極めて複雑な設計形状が
要求され、その組立体を作る部品は非常に小さくなけれ
ばならない。特に、ハブ型齒車装置は、チェーンスプロ
ケットと車輪ハブの間と同じ方向の回転が維持されるよ
う、常に遊星齒車型変速機の原理に基づいて作動しなけ
ればならない。
【０００４】従来、実質的に多数のシフト段階又は齒車
比を提供する唯一の手法はチェーンシフト齒車装置又は
脱線型齒車であった。しかしかかる装置は、設計形状に
関してなされたすべての努力にも拘わらず、現在も、チ
ェーンは、特に１つの齒車からもう１つの齒車へシフト
するとき、今だにチェーンスプロケットから容易に飛び
出すことがあるという欠点を有する。。更に、理論的に
は、脱線型齒車装置は後部スプロケットの数と前部スプ
ロケットの数によって決まる所定数の齒車比を提供する
ことができるが、実際には、理論的に利用可能の齒車比
のすべてを使用することは不可能である。或る極端な状
態ではチェーンは過度に鋭角的に延在するラインで走行
し、そしてこのことはチェーンのスプロケットからの飛
び出し，又は騒音やチェーンによる駆動力の伝達の円滑
性の欠如及び激しいチェーン磨耗の如き他の重要な問題
を必然的にもたらす。更に、チェーンは潤滑について定
期的な手入れを必要とすると同時に、自転車に乗り手の
衣服を汚したり破損したりする原因をなす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、脱線
型齒車装置の欠点を被ることなく非常に多数の齒車比を
もつことができる変速齒車装置をもつ自転車を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、使用者に極めて扱い
易くかつ齒車比に関して高レベルの融通性を与える自転
車用変速齒車装置を提供することにある。更に他の目的
は、コンパクトで、単純構造のほぼ自己充足型構造の自
転車用変速齒車装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明によ
り、ペダルクランクスピンドルから後輪への力の伝達が
方向−変換又は逆転伝動手段と、多段階シフト可能の主
伝動手段によって行われ、共通のシャフトが方向−変換
伝動手段の被動又は出力シャフトとして及び主伝動手段
の駆動シャフトとして役立つことを特徴とする変速齒車
装置をもつ自転車によって達成される。
【０００７】簡単な設計形状をもつため、本発明の好適
特徴点に従えば、主伝動手段は平齒車と齒車比を変える
ためのシフト可能のキイとをもつ平齒車−牽引キイシフ
ト装置の形をなすことができる。方向−変換伝動手段と
主伝動手段の使用は事実、通常のハブ型齒車装置の複雑
な構造、例えば遊星型伝動手段を使用する必要なしに、
変速機組立体全体の正確な回転方向を提供する。可能な
最大数のシフト段階又は齒車比を提供するために、本発
明の別の好適特徴点によれば、方向−変換伝動手段は多
段階シフト変速機の形をなすこともできる。その点に関
しては、方向変換伝動手段が平齒車−牽引キイシフト装
置の形をなすという好適な特徴点が提供される。本発明
の特に好適な特徴点として、両伝動手段は平齒車−ボー
ル牽引キイシフト装置の形をなすこともできる。
【０００８】本発明によれば、ペダルクランクスピンド
ルから後輪ハブへの齒車伝動比にとっては、それがペダ
ルクランクシャフト上の非常に大きなチェーン車輪と、
後輪ハブ上の比較的に非常に小さいチェーンスプロケッ
トによって与えられる必要はないので、定常的な手入れ
と注意を要しかつそれが汚れを与える危険性があるため
不適当であるために不人気であるチェーン駆動装置を用
いることなしに、管理することが有利に行える。その代
わりに、本発明の別の好適特徴点によれば、ペダルクラ
ンクスピンドルから後輪への力の伝達は歯付きベルト
と、殆ど同じ寸法である第１及び第２ベルトプーリによ
って行うことができる。上記プーリの一方はペダルクラ
ンクスピンドルに連結され、他方は方向−変換伝動手段
の駆動シャフトに連結される。
【０００９】本発明の別の好適実施例によれば、本発明
の自転車の後輪ハブの構造上の簡単化が、自転車の後輪
を主伝動手段の被動又は出力シフトに直接固定して、同
時にそのシャフトが後輪のスピンドルを形成するように
なすことによって、達成される。この場合、固定又は不
動の後輪スピンドルを備える必要はない。
【００１０】本発明原理を用いれば、自転車に普通必要
とされるフリーホイールは非常に広範囲の異なった場所
に、例えばチェーンスプロケット又は後部ベルトプーリ
から方向−変換伝動手段の駆動シャフトへの転移箇所に
配置することができることは認識されるだろう。。しか
し特に好適な形状によれば、該組立体の被動又は出力側
に設定された平齒車は主伝動手段の出力又は被動シャフ
トと共同して回転可能にそれと同軸関係に取付けられる
ことができ、この場合フリーホイール装置は平齒車セッ
トと被動出力シャフト間に配置される。上記装置では、
その設計形状に関しては、フリーホイール装置が被動出
力シャフトの平齒車セットの最大齒車の下に配置される
という特に好適な特徴点が提供される。
【００１１】上述の如く、従来既知の自転車変速機（ハ
ブ型齒車装置又は脱線型齒車装置）はそれらは定期的に
グリース又はオイル補給しなければならないという欠点
をもつ。それは時間を浪費し、厄介で、退屈する仕事で
ある。しかし、もしかかる潤滑が行われないならば、既
知の装置は過剰の摩擦に起因して高度の動力ロスを被
る。従って本発明の好適な特徴点によれば、方向−変換
伝動手段と主伝動手段は共通の密封された、オイル充填
された変速機ハウジング内で組み合わすことができる。
このことは完全な潤滑を保証することができる。該装置
の手入れは、時々変速機オイルを交換することを必要と
するに過ぎないので、実質上簡単化される。このオイル
交換はチェーンの潤滑又はハブ型齒車装置に適切な保守
作業を実施することよりも実質上少ない仕事を含む。構
造形状の観点からみれば、方向−変換伝動手段は後輪ハ
ブの外側に配置し、主伝動手段は後輪ハブ内に配置する
のが特に好適である。
【００１２】本発明の自転車の好適な特徴点は、後輪据
え付け部と自転車フレーム間の連結は揺動アーム又は枢
着フォークによって、更に好適には、単一側面型揺動ア
ームによって具現される点にある。後者の揺動アームは
自転車フレームに枢着されかつ後輪の一側においてのみ
その据え付け部にまで延在する単一アームをもつ。これ
は高い製作費用をかける必要なしに、自転車に心地良い
ばね動作をエンジョイさせることができる。この場合、
変速機ハウジングは実質上車輪ハブ内に配置され、そし
てそれは駆動組立体を備えた側だけで車輪ハブから突き
出し、そしてそれは単一側面型揺動アームによって自転
車フレームに連結される。
【００１３】この構造では、後輪用のブレーキ装置は極
めて有利にディスクブレーキの形をなすことができる。
この場合、ブレーキディスクは後輪揺動アームの側で後
輪ハブに固定され、ブレーキディスクは揺動アームに固
定されたブレーキキァリパーと協働する。もし該装置が
注意深く、賢明に設計されるならば、主伝動手段はハブ
内で有効なスぺースの全部を必要としない。この場合、
ドラムブレーキ装置は好適にはハブ内で変速機ハウジン
グのそばでこのハウジング上に配置され、そしてハブ内
面と協働する。これにより後輪用ブレーキ装置が提供さ
れる。これは前記ディスクブレーキとは対照的に天候等
の影響から完全に保護される。この装置では、ブレーキ
作動は，通常のハブ型齒車装置又はバックペダル又はコ
ースターブレーキの場合と同様に、バック−ペダル操作
によって行うことができる。その場合乗り心地又は感覚
はハブ型齒車装置をもつ通常の自転車と同様である。チ
ェーンシフト齒車装置を使用するときにはしばしば起こ
るように、パニック状態で、ハンドレバーを操作するこ
とによってブレーキを掛けることができるに過ぎないこ
とを再び思い出す前に、乗り手が効果が無いのに、最初
にペダルを後方に踏むというような危険性はない。
【００１４】本発明の有利な特徴点では、主ディスクの
そばの有効スぺースは自転車の照明器具用発電機をそこ
に備えるために使用することもできる。そうすれば、前
輪であろうと後輪であろうと何れにしても、損傷や故障
を受け易い場所で車輪タイヤと協働するよう設計された
発電機を排除することができる。この場合、コイル組立
体はハブ内で伝動手段ハウジングのそばでこのハウジン
グ上にハブと同軸に回転可能に取付けられる。そしてハ
ブ上のコイル組立体に対向して配置されるのは対応する
永久磁石であり、コイル組立体と永久磁石は共同して自
励発電機を形成し、この場合発電機をオンに切り換える
ために、コイル組立体を伝動手段ハウジングに確保する
ための装置及び集電器又は電流取り出し装置を備える。
かくして、照明を必要としないときには本発明装置の発
電機は車輪に制動を与えない。このことは既知のハブ型
発電機と比べて、大きな利点である。後者の発電機は無
負荷のときでも、永久磁石の磁極作用によって激しい制
動効果を及ぼす。この制動効果は自転車に乗っていると
きには心地良くないのは勿論である。しかし本発明によ
れば、コイル組立体は、ハブと共に回転しそして電灯を
灯すために電力を作らなければならないときにのみ止め
られる。それ故、それはかなりの大きさの牽引力を生じ
る従来既知のハブ発電機の連続制動効果を排除する。
【００１５】遊び状態においてもハブと共に回転するコ
イル組立体から不動の伝動手段ハウジングへ電流を伝達
するために、前記組立体は前記ハウジングに固定された
スリップリング上を走行するばねスリップブラシ部材の
形をなす集電器又は電流取り出し手段をもつことができ
る。この装置はまた、電流が取り出されているときコイ
ル組立体が前記ハウジングに対してしっかり保持される
という利点をもつ。それ故、電流取り出し装置はそれが
不動状態にあるときに負荷されるに過ぎず、電気負荷は
動いているときには生じない。従って電流取り出し手段
は実質上より小さい形状とすることができる。
【００１６】更に、特別好適な特徴点としては、電流取
り出し手段とコイル組立体を確保又は保持するための手
段は、コイル組立体が確保されると同時に適当な電気接
触がなされるように組み合わすことができる。そのため
には、電流取り出し手段とコイル組立体を確保するため
の手段はコイル組立体上の導電性材料の突出部又はノー
ズと導電性アームとを含む。このアームは伝動手段ハウ
ジング上に絶縁状に取付けられ、そしてコイル組立体を
確保する位置へ旋回して行くことができると同時に、発
生した電流を取り出す導体として作用する。
【００１７】本発明によれば、他励発電機を使用するこ
とができる。それはまた、遊び又は不作用状態では自転
車になんらの制動作用を及ぼさないという利点をもつ。
かかる他励発電機は好適には自転車が、自転車が静止し
ているときに電灯を灯すことができるようにバッテリ又
は蓄電池が含まれる適当な照明装置を備えなければなら
ないときに使用される。この場合、伝動手段ハウジング
のそばでハブ内にかつ前記ハウジング上に配置されるの
はハブと同軸に配置されたコイル組立体であり、一方、
ハブ上でコイル組立体に対向して配置されるのは適当な
別のコイル組立体であり、２つのコイル組立体は共同し
て他励発電機を形成する。該装置は電流伝達手段を含
み、この伝達手段によって別のコイル組立体が励磁電流
を供給される。かかる発電機は利点を与える。自転車が
バッテリバックアップをもつ照明装置をもつとき、発電
機は丘を下るとき及びブレーキが適用されるとき、即ち
何れにしても制動効果が要求されるときにだけ、オンに
切り換えることができる。自転車が他の状況の下を進行
しているとき、他の場合には通常生じる発電機の制動作
用は何れにしても望ましくないが、電灯を灯すのに必要
な電流はかかる作動状態の間にはバッテリの使用によっ
てカバーすることができる。
【００１８】更に、ハブ内の有効スぺースはその中に電
気ハブモータを伝動手段ハウジングのそばで前記ハウジ
ング上に取付けるために使用することができる。このよ
うにすると、電気補助モータは自転車ハブ内に目立たな
いように組み込むことができる。それはかかるモータが
損傷から最も良く保護されそして故障を生じない位置に
ある。本発明の他の目的、特徴点及び利点は好適実施例
についての以下の説明から明らかになるだろう。
【００１９】
【実施例】図１には本発明の自転車の全駆動列と、単一
側面型揺動アームの形をなす後輪用のサスペンション組
立体の好適型式が示されている。図１に示すように、参
照数字１０は自転車フレームの特にその下部領域を一部
を示し、そこにはペダルクランク１２を含むペダルクラ
ンク組立体がペダルクランクスピンドルを支持する適当
な軸受によって回転可能に取付けられる。ペダルクラン
クを支持するための軸受装置は単一側面型揺動アーム１
６を旋回自在に支持するための別の軸受装置１４によっ
て同軸に囲まれる。後輪１８は、ペダルクランク組立体
から遠方側の端部で単一側面型揺動アーム１６に吊り下
げられる。通常のチェーンホイールの代わりに、単一側
面型揺動アームが延在する側に、ペダルクランク１２は
単一側面型揺動アーム１６の外側に配置された歯付きベ
ルト２２用のベルトプーリ２０を担持する。歯付きベル
ト２２はケーシング２４によって完全に囲まれる。その
後端に単一側面型揺動アーム１６は変速機ハウジング２
６を担持し、その上に後輪１８のハブ２８が取付けられ
る。変速機ハウジング２６は後輪ハブ２８内に部分的に
延び入る。歯付きベルト２２はベルトプーリ３０を駆動
し、このベルトプーリは方向−変換伝動手段３４の駆動
シャフト３２に固定され、このシャフトは例えば図２に
詳細に示されている。伝動手段３４は変速機ハウジング
２６内に配置され、伝動手段３４の駆動シャフト３２は
変速機ハウジング２６内のボール軸受装置によって、例
えば図２に示すように支持される。後輪スポーク用の普
通の固定装置２９が後輪のハブ２８に設けられる。
【００２０】２つの歯付きベルトプーリ２０は好適には
少なくとも殆ど同じ寸法をもつ。歯付きベルトと、これ
と協働するプーリはケーシング２４によって完全に囲ま
れる。図２〜５を参照すれば、後輪ハブ中の伝動手段と
追加のユニットの本発明による変更例の個々の形状が示
されている。従って先ず図２を参照すれば、本発明の自
転車変速機の簡単な実施例が示されている。図２に示さ
れるのは変速機ハウジング２６を担持する単一側面型揺
動アーム１６の一部である。変速機ハウジング２６は後
輪１８のハブ２８内に延び入る。
【００２１】単一側面型揺動アーム１６が配置されるハ
ブの側で、伝動手段３４用の駆動シャフト３２がハブか
ら外方に延びる。図２はベルトプーリ又は通常のチェー
ンスプロケットが伝動手段３４の駆動シャフト３２に取
付けられているかどうかは示していない。図１は本発明
のベルト駆動装置と関連して使用される本発明の自転車
変速機を示すが、本発明の自転車変速機の利点は後輪用
の通常のチェーン駆動装置に一部使用することができる
ことは認識されるだろう。
【００２２】図２には、３−段階型平齒車ボール牽引キ
イ変速機の形をなす伝動手段３４が示される。この変速
機は３つの異なった齒車比を与えることができる。図示
を簡明化するため、伝動手段の作動に必要なボーデン(B
owden)ケーブル組立体は省略しており、主伝動手段３８
の作動のために必要なボーデンケーブル組立体について
も同様である。これについては後述する。
【００２３】明らかなように、伝動手段３４は図示のも
のより多い数のシフト段階又は齒車比をもつことができ
る。特にそれは、もし複数の異なった齒車比を与える必
要がないならば、非シフト式単一方向−変換型伝動手段
の形をなすこともできる。
【００２４】図２に示すように、伝動手段３４の被動又
は出力シャフト３６は同時に主伝動手段３８の入力又は
駆動シャフトをなす。この実施例の主伝動手段３８は７
−段階型又は７−レーシオ型平齒車−牽引キイ変速機の
形をなし、そのシフト動作は駆動側で起こる。明らかな
ように、この伝動手段にはより大きい数又はより小さい
数の齒車比を備えることができる。
【００２５】主伝動手段３８の出力又は被動側に配置さ
れる平齒車は主伝動手段３８の出力又は被動シャフト４
０にそれと同軸に回転可能に取付けられる。力を伝達す
るための平齒車セットと主伝動手段３８の被動シャフト
４０との間の連結は通常のフリーホイール装置によって
なされる。このフリーホイール装置は図２に４２で示さ
れ、前記平齒車セットの最大齒車の下に配置される。
【００２６】図示の実施例では、被動シャフト４０は同
時に後輪１８用の回転車輪スピンドルを表す。図２の実
施例では、変速機ハウジング２６は密封された、オイル
充填された変速機ハウジングの形をなし、従って伝動手
段３４と主伝動手段３８を囲む。この実施例の装置は、
単一側面型揺動アーム１６のレベルで、伝動手段３４が
車輪ハブ２８の外側に配置されるように選択されている
が、主伝動手段３８は車輪ハブ２８内に配置される。
【００２７】図３には本発明の別の実施例が示されてい
る。図３に示す構造は、それが数字４４で示すディスク
ブレーキと数字４６で示す他励発電機を追加的に含む点
を除けば、図２に示す構造にほぼ一致する。
【００２８】図３は歯付きベルト駆動装置用の後部ベル
トプーリ３０と、ケーシング２４を拡大図で示す。歯付
きベルト２２用のケーシング２４は変速機ハウジング２
６の外側で直接終端している。図３は主伝動手段３８の
そばでハブ中に残存する追加のスぺースを使用する手法
を示す。そこに配置されるのは他励発電機４６であり、
これはハブ内に同軸に配置されたコイル組立体４８を含
む。このコイル組立体に対向して同軸に配置されるのは
対応するコイル５０であり、このコイルは後輪ハブ内に
延び入る変速機ハウジング２６に固定される。送電のた
めに、主伝動手段３８のシャフト４０に固定されるのは
スリップリング５２であり、このスリップリングは変速
機ハウジング２６に固定したばねスリップ部材又はカー
ボンブラシ５４と協働する。
【００２９】ディスクブレーキ装置４４は、ブレーキデ
ィスク５６が、単一側面型揺動アーム１６に向いている
ハブの側で、ハブ２８に車輪スポークを固定するために
固定装置２９の外側で車輪ハブ２８に連結されるよう
に、設計される。ブレーキディスク５６は単一側面型揺
動アーム１６に適当に取付けられたブレーキキァリパー
５８によって抱き込まれる。この点については、ブレー
キキァリパー５８はディスクブレーキの普通の設計形状
をもつ。前記ブレーキは液圧的に又はボーデンケーブル
装置によって作動することができる。
【００３０】図４を参照すれば、自励発電機を含む本発
明の別の実施例が示されている。これには、コイル６０
が主伝動手段３８の出力シャフト４０上にボール軸受組
立体６２によって回転可能に同軸に取付けられている。
発生した電流を取り出すために、該装置はスリップリン
グ６６と協働するばね−スリップ部材又はカーボンブラ
シ６４をもつ。前記スリップリングは変速機ハウジング
にこれと絶縁して固定される。永久磁石６８はコイル６
０に対向して同軸に配置される。
【００３１】図示の遊び状態では、磁石６８の磁極によ
って発生する渦電流効果に起因して、コイル６０は軸受
装置６２上で車輪ハブ２８と共に回転する。実際上、こ
の状態では車輪に与えられる制動効果はない。もし照明
器具を作動させたいならば、前記コイルはハブに対して
確保しなければならず、そして突出部７０はその目的の
ために作用する。前記突出部は回転運動経路内に旋回し
て入ることができるアーム７２によって確保することが
できる。そのためにアーム７２はシャフト７４に固定さ
れ、前記シャフトは変速機ハウジング２６内に回動可能
に取付けられる。かくしてシャフト７４はレバーを用い
て乗り手がハンドルバーから作動させるとができる。前
記レバーは変速機ハウジングの外側に又はボーデンケー
ブル装置によって取付けられる。これは照明をかなり便
利にかつ気持ち良くオンとオフに切り換えことを可能に
する。事実、これまでは、発電機は照明を作動させるか
又は不作動となすためには、車輪上のタイヤと接触させ
るか又はそれから旋回して離れさせなければならなかっ
た。
【００３２】ばねスリップ部材又はカーボンブラシ６４
及びスリップリング６６は、電気絶縁して取付けられる
シャフト７４によって、そして導電性材料から作られる
突出部７０、アーム７２及びシャフト７４によって、無
しで済ませることもできる。この場合、電流はシャフト
７４によって取り出すことができる。事実、本発明によ
れば、電流は、何れにしてもコイル６０がアーム７２に
より変速機ハウジング２６に対して固定されたときにだ
け、取り出すことができる。
【００３３】図５は本発明の自転車用変速機の別の実施
例を示す。この場合、ハブ中に残存するスぺースはドラ
ムブレーキ装置を配置するために使用される。この装置
では、ブレーキシュウ８０は変速機ハウジング２６上に
取付けられ、ブレーキは変速機ハウジング２６に回転可
能に取付けられるシャフト８２により作動される。ブレ
ーキライニングは８４で示すように普通の手法でブレー
キシュウ８０上に配置される。ブレーキシュウ８０上の
ブレーキライニング８４はハブ２８の内面と協働し、従
ってそれは同時にブレーキドラムとして働く。この装置
では、ブレーキはハンドルバーからボーデンケーブル組
立体により作動することができる。しかし明らかなよう
に、ブレーキはペダルのバックアクションによって作動
することもできることは認識されるだろう。
【００３４】最後に、図６は本発明の変速機を通常の自
転車フレーム構造と関連して使用できる実施例を示す。
この場合、１００で示す後部フォークはその両側で後輪
を抱き込み、そして変速機ハウジング１２６を担持す
る。しかしこの場合も、駆動は歯付きベルトによって行
われ、従って歯付きベルトプーリ３０は方向−変換変速
機３４の駆動シャフト３２上に配置される。この場合伝
動手段３４の駆動出力と、主伝動手段３８の駆動入力は
共通のシャフト３６によって与えられる。しかし通常の
自転車設計構造は、該装置は後輪フォーク１００の２つ
の端部を連結する固定又は不動の後輪スピンドル１０２
をもたなければならないことを意味するので、伝動手段
３８の設計形状の残余部分は幾分異なる。
【００３５】歯付きベルト駆動装置の側で、変速機ハウ
ジング１２６は後輪フォーク１００に連結され、そして
その中に固定された後輪スピンドル１０２を担持する。
スピンドル１０２は後輪フォーク１００の対向配置され
た端部によって反対側に担持される。主伝動手段３８の
の駆動出力側にある平齒車セットはここでは固定した後
輪スピンドル１０２に同軸に回転可能に取付けられ、そ
して平齒車セットに固定連結された中空シャフト１０４
内に延在する。中空シャフト１０４はまた、後輪スピン
ドル１０２に回転可能に取付けられる。中空シャフト１
０４から後輪ハブ１２８への力の伝達は１０６で示すフ
リーホイール装置によって行われる。
【００３６】図１〜５に示す実施例とは対照的に、図６
では後輪ハブ１２８は駆動側とは反対の側で開放してい
る。詳細には、後輪スピンドル１０２は駆動側から遠方
の側でハブから突き出ている。
【００３７】図６に示す装置では、既に現存する自転車
や自転車フレームにとっても、後から本発明の変速機組
立体を取付けることができ、またもし必要ならば本発明
の歯付きベルト駆動装置を取付けることもできることは
分かるだろう。
【００３８】図７は本発明の別の好適実施例を示す。こ
の実施例では、齒車装置は一層小型化され、その結果、
装置は重量がかなり減少した。この場合、ベルトプーリ
３０は伝動手段３４の駆動シャフト３２をも駆動する。
伝動手段３４の齒車変換はこの場合伝動手段３４の駆動
シャフト３２上に配置した単一齒車の選択的連結によっ
て行われる。この場合７個の齒車、従って７個の異なっ
た齒車比が第１伝動段階で提供される。第１伝動段階の
これらのすべての齒車は、第１齒車手段の第２シャフト
３６上に固定された７個の齒車と噛み合う。第２又は主
伝動手段３８はこの場合３個の伝動比だけを備える。こ
れらはシャフト３６上の最大齒車と噛み合う３つの齒車
で得られる。主伝動手段３８の齒車をシフトさせるため
に、これらの齒車は選択的に被動シャフト４０と連結さ
れる。この被動シャフト４０上には後輪ハブ２８も固定
される。図７に示す実施例では、２１個の異なった伝動
比が得られる。しかし所望ならば、第２（主）伝動手段
は、被動シャフト４０と選択的に連結できる被動シャフ
ト４０上に別の齒車を追加するだけで、別の７個の伝動
比を備えることができる。こうすると、７掛け７＝４９
の異なった伝動比まで得ることができる。これらは、多
数の理論的伝動比がチェーンの走行角度に伴う問題点に
起因して利用できないチェーンシフト齒車装置に比し
て、実際に利用できる。本発明の伝動手段では、このチ
ェーンの走行角度に伴う問題点は存在しない。
【００３９】本発明の上記実施例は発明の原理を説明す
るために例示したものであり、本発明は発明の精神と範
囲を逸脱することなく種々の修正や変更が可能であるこ
とは認識されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ペダルクランクスピンドルから後輪への全動力
伝達列を、対応する後輪吊り下げ組立体と共に示す断
面、平面図である。
【図２】本発明の自転車用単一側面型揺動アーム上の後
輪ハブと、その取付け部の１実施例の部分断面、平面図
である。
【図３】本発明の自転車用後輪ハブの実施例の断面、平
面図で、シフト伝動手段、ハブ中に組み込まれた他励発
電機、ディスクブレーキ及びベルトプーリを示す図であ
る。
【図４】図３に示すものとほぼ一致するが自励発電機を
もつ構造の図３に示すものに対応する図である。
【図５】組み込まれたドラムブレーキをもつ本発明の自
転車用後輪ハブの１実施例を示す図である。
【図６】本発明の後輪を不動の後輪車軸に通常の方法で
固定している自転車の後輪ハブの断面、平面図である。
【図７】本発明の極めて小型化した変速齒車装置の断
面、平面図である。
【符号の説明】
１０ 自転車フレーム １２ ペダルクランク １６ 単一側面型揺動アーム １８ 後輪 ２０ ベルトプーリ ２２ 歯付きベルト ２４ ケーシング ２６ 変速機ハウジング ２８ 後輪ハブ ３０ ベルトプーリ ３２ 駆動シャフト ３４ 方向−変換伝動手段 ３６ 被動又は出力シャフト ３８ 主伝動手段 ４０ 出力又は被動シャフト ４２ フリイホイール装置 ４４ ディスクブレーキ装置 ４６ 他励発電機 ４８ コイル組立体 ５０ コイル ５２ スリップリング ５６ ブレーキディスク ５８ ブレーキキァリパー ６０ コイル ７２ アーム ７４ シャフト ８０ ブレーキシュウ ８４ ブレーキライニング １００ 後輪フォーク １０２ 後輪スピンドル １２６ 変速機ハウジング １２８ 後輪ハブ

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ペダルクランクスピンドルから後輪への
    動力伝達が第１の方向−変換伝動手段と、第２の多段階
    シフト可能の主伝動手段によって行われ、共通のシャフ
    トが第１の伝動手段の被動シャフトとして及び主伝動手
    段の駆動シャフトとして役立つことを特徴とする変速齒
    車装置を備えた自転車。
  2. 【請求項２】 主伝動手段は平齒車−牽引キイシフト装
    置の形をなすことを特徴とする請求項１に記載の自転
    車。
  3. 【請求項３】 第１の伝動手段は多−段階シフト伝動手
    段の形をなすことを特徴とする請求項１に記載の自転
    車。
  4. 【請求項４】 第１の伝動手段は平齒車−牽引キイシフ
    ト装置の形をなすことを特徴とする請求項３に記載の自
    転車。
  5. 【請求項５】 第１と第２の伝動手段は各々平齒車−ボ
    ール牽引キイシフト装置の形をなすことを特徴とする請
    求項４に記載の自転車。
  6. 【請求項６】 ペダルクランクスピンドルから後輪への
    力伝達は歯付きベルトと、少なくとも殆ど同じ寸法の第
    １と第２のベルトプーリによって行われ、１方の前記ベ
    ルトプーリはペダルクランクスピンドルに連結され、他
    方のベルトプーリは前記第１伝動手段の駆動シャフトに
    連結されることを特徴とする請求項１に記載の自転車。
  7. 【請求項７】 後輪は主伝動手段の被動シャフトに直接
    固定されて、同時に前記被動シャフトが後輪のスピンド
    ルをなすようにしたことを特徴とする請求項１に記載の
    自転車。
  8. 【請求項８】 主伝動手段の駆動出力側に設置された平
    齒車が主伝動手段の被動シャフトにそれと同軸に回転可
    能に取付けられており、更に、前記平齒車セットと前記
    主伝動手段の前記出力シャフトの間に作動的に配置され
    たフリーホイール手段を含むことを特徴とする請求項７
    に記載の自転車。
  9. 【請求項９】 前記フリーホイール手段は前記主伝動手
    段の前記平齒車セットの最大齒車の下に配置されたこと
    を特徴とする請求項８に記載の自転車。
  10. 【請求項１０】 前記第１と第２の伝動手段を共に包囲
    するための共通の密封されたオイル充填可能の変速機ハ
    ウジングを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の
    自転車。
  11. 【請求項１１】 前記第１伝動手段は後輪ハブの外側に
    配置されそして主伝動手段は後輪ハブ内に配置されるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の自転車。
  12. 【請求項１２】 前記第１と第２の伝動手段を包囲する
    密封されたオイル充填可能の変速機ハウジングを更に含
    み、前記変速機ハウジングは実質上車輪ハブ内に配置さ
    れ、かつ駆動が与えられる側でのみ車輪ハブから突き出
    し、かつ単一側面型揺動アームによって自転車フレーム
    に連結されることを特徴とする請求項７に記載の自転
    車。
  13. 【請求項１３】 ディスクブレーキを構成するために、
    揺動アームに向かう側でハブに固定されかつ揺動アーム
    に固定されたブレーキキァリパーと協働するブレーキデ
    ィスクを含むことを特徴とする請求項１２に記載の自転
    車。
  14. 【請求項１４】 ドラムブレーキ手段は変速機ハウジン
    グのそばでハブ内に配置されかつハブの内面と協働する
    ことを特徴とする請求項７に記載の自転車。
  15. 【請求項１５】 コイル手段がハブに対して同軸に変速
    機ハウジング上に変速機ハウジングのそばでハブ内に回
    転可能に取付けられ、そしてそれに対応する永久磁石が
    ハブ上にコイル手段に対向して配置されて、コイル手段
    と永久磁石が共同して自励発電機を形成し、前記発電機
    をオンに切り換えるためにコイル手段を変速機ハウジン
    グに確保するための手段と電流取り出し手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項７に記載の自転車。
  16. 【請求項１６】 前記電流取り出し手段は前記ハウジン
    グに固定したスリップリング上を走行するばねスリップ
    ブラシ部材の形をなしていることを特徴とする請求項１
    ５に記載の自転車。
  17. 【請求項１７】 前記電流取り出し手段と前記コイル手
    段を確保するための手段は前記コイル手段上の導電性材
    料の突出部と導電性アームを備え、前記アームは変速機
    ハウジング上に絶縁して取付けられ、かつそれが前記コ
    イル手段を確保する位置へ旋回して行きそして同時に発
    生した電流を運び出すよう適用されることを特徴とする
    請求項１５に記載の自転車。
  18. 【請求項１８】 コイル手段はハブに対して同軸に変速
    機ハウジング上に変速機ハウジングのそばでハブ内に取
    付けられ、かつ適当な別のコイル手段が、第１と第２の
    コイル手段が共同して他励発電機を形成するようハブ上
    に第１コイル手段に対向して配置され、また前記別のコ
    イル手段に励磁電流を供給するための電流伝達手段を更
    に含むことを特徴とする請求項７に記載の自転車。
  19. 【請求項１９】 電気補助モータが変速機ハウジング上
    に変速機ハウジングのそばでハブ内に取付けられること
    を特徴とする請求項７に記載の自転車。
  20. 【請求項２０】 車輪ハブと、前記車輪ハブと作動的に
    関連しかつペダル動力によって駆動されるよう適用され
    る第１の方向−変換伝動手段と、第１伝動手段によって
    駆動されるよう適用される第２の多段階シフト可能の主
    伝動手段と、第１伝動手段の駆動出力シャフトとして及
    び第２伝動手段の駆動入力シャフトとして役立つ共通の
    シャフトを含むことを特徴とする自転車用駆動装置。
JP6265208A 1993-11-03 1994-10-28 自転車 Pending JPH08127384A (ja)

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