JPH09144824A

JPH09144824A - 無段変速機付自転車

Info

Publication number: JPH09144824A
Application number: JP7326298A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Inasaka; 重則稲坂; Jiro Shirato; 二郎白土; Susumu Yanagiuchi; 暹柳内
Original assignee: INASAKA HAGURUMA SEISAKUSHO KK
Current assignee: INASAKA HAGURUMA SEISAKUSHO KK
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 1997-06-03

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡単で、かつ重量の増加を押さえるこ
とができ、低コストで製造が可能であって、手動による
変速切り換え操作を不要とすると共に補助動力を用いず
にペダルの踏力のみで自動変速を行う無段変速機付自転
車を提供する。【解決手段】クランクペダル軸５に与えられた回転動
力を後車輪７に伝達する動力伝達系において、常態にお
いては増速位置でクランクペダル軸５の動力を後輪７側
に伝達する一方、登坂時に、クランクペダル軸５側から
伝達されたトルクが設定トルクを超える場合に、自動的
に減速位置にシフトダウンして減速比を増加するトルク
感応型の自動ベルト式無段変速機８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変速機を備えた自
転車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、老人のように脚力が弱い者でも
乗車できる３輪自転車が提案されている。このものは、
低速設定されており、後輪トルクを稼ぐようになってい
る。したがって、平地ではやや遅い速度で走行するよう
になっているが、駆動系はスプロケット・チェーン方式
で固定の減速比となっている。また、２輪自転車でも固
定減速比、または、手動によるチェーン変速式の駆動系
統のみである。

【０００３】さらに最近、電動モータによる補助動力に
より踏力を約１／２程度に減じる方式が提案されている
が、自転車全体の重量が重くなると共に、電池切れを起
こした際の運搬が困難であって、製造コストが高い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、構造
が簡単で、かつ重量の増加を押さえることができ、低コ
ストで製造が可能であって、手動による変速切り換え操
作を不要とすると共に補助動力を用いずにペダルの踏力
のみで自動変速を行うベルト式無段変速機を備えた無段
変速機付自転車を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の無段変速機付自
転車は、上記課題を解決するために、クランクペダル軸
に与えられた回転動力を後車輪に伝達する動力伝達系に
おいて、常態においては増速位置で前記クランクペダル
軸の動力を前記後輪側に伝達する一方、登坂時に、前記
クランクペダル軸側から伝達されたトルクが設定トルク
を超える場合に、自動的に減速位置にシフトダウンして
減速比を増加するトルク感応型の自動ベルト式無段変速
機を設けたことを特徴とする構成を有する。

【０００６】また、前記自動ベルト式無段変速機が、前
記クランクペダル軸の動力が入力されるドライブクラッ
チと、前記後輪側に動力を出力するドリブンクラッチ
と、前記ドライブクラッチと前記ドリブンクラッチとの
間に巻回されて前記ドライブクラッチの動力をドリブン
クラッチに伝達するＶベルトとを備える。

【０００７】ドライブクラッチ軸上にフリーホイールを
配置すると共に、該フリーホイールを介して前記クラン
クペダル軸と前記ドライブクラッチ軸とを動力伝達可能
に連絡する。

【０００８】前記ドライブクラッチが、径方向外側に向
けて徐々に離間するテーパ面を各々の対向面に有した固
定シーブと可動シーブとを備えると共に、前記固定シー
ブを前記ドライブクラッチ軸に固着し、該固定シーブに
対して可動シーブを近接・離間可能に前記ドライブクラ
ッチ軸に摺動自在及び回動自在に設け、前記固定シーブ
に対して前記可動シーブを接近させるように付勢する付
勢手段を設け、前記ドライブクラッチ軸に、負荷トルク
に応じて前記固定シーブに対する前記可動シーブの推力
を与え、かつ前記Ｖベルトの径方向内側への移動に応じ
て、前記固定シーブと前記可動シーブとの間隔を離間さ
せるトルク感応カムを設け、前記トルク感応カムに摺接
する従動シューを前記可動シーブに設ける。

【０００９】前記ドリブンクラッチが、径方向外側に向
けて徐々に離間するテーパ面を各々の対向面に有した固
定シーブと可動シーブとを備えると共に、前記固定シー
ブを前記ドリブンクラッチ軸に固着し、該固定シーブに
対して可動シーブを近接・離間可能に前記ドリブンクラ
ッチ軸に摺動自在及び回動自在に設け、前記固定シーブ
に対して前記可動シーブを離間させるように付勢する付
勢手段を設け、ドリブンクラッチ軸に、負荷トルクに応
じて前記固定シーブに対する前記可動シーブの推力を与
え、かつ前記固定シーブに対する前記可動シーブの差動
に応じて、前記固定シーブと前記可動シーブとの間隔を
近接させるトルク感応カムを設け、前記トルク感応カム
に摺接する従動シューを前記可動シーブを設ける。

【００１０】前記ドライブクラッチに、運転者の脚力に
応じてシフトダウンを開始する前記設定トルクを設定す
る前記付勢手段の付勢力を外部から調整可能とする設定
トルク調整手段を設ける。

【００１１】前記ドライブクラッチおよび前記ドリブン
クラッチにおける各可動シーブの軸方向のシフトストロ
ークを外部から調整可能とする総変速範囲調整手段を前
記ドライブクラッチと前記ドリブンクラッチとにそれぞ
れ設ける。

【００１２】前記クランクペダル軸側から伝達されたト
ルクが前記設定トルクを超える場合において、前記ドラ
イブクラッチの推力に比べ、前記ドリブンクラッチの推
力を大きく設定する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であ
る無段変速機付自転車の概略側面図であり、図２は、無
段変速付自転車の駆動系を示す平面図である。本実施形
態の自転車１は、図２に示すように、３輪自転車の場合
を一例としている。図１乃至図２に示すように、フレー
ム２の前端下部には、前輪軸３が設けられると共に前輪
タイヤ４が前輪軸３に回動自在に設けられ、フレーム２
の中間前部寄りには、クランクペダル軸５が回動自在に
設けられ、フレーム２の後端下部には、後輪軸６の両端
寄りが各々回動自在に設けられると共に、後輪軸６の両
端には後輪タイヤ７，７がそれぞれ一体に設けられ、ク
ランクペダル軸５と後輪軸６との間には、負荷トルク感
応型の自動ベルト式無段変速機（以下、ベルトコンバー
タという）８がフレーム２の後部に配設されている。

【００１４】ベルトコンバータ８は、図１に示すよう
に、ドライブクラッチ９、ドリブンクラッチ１０及びド
ライブクラッチ９とドリブンクラッチ１０との間に巻回
されたＶベルト１１を備え、ドライブクラッチ９は、ク
ランクペダル軸５からの動力が入力される一端に延出さ
れたドライブクラッチ軸１２を備え、ドリブンクラッチ
１０は、Ｖベルト１１を介してドライブクラッチ９から
伝達された動力を後輪軸６側に出力する一端に延出され
たドリブンクラッチ軸１３を備えている。

【００１５】なお、クランクペダル軸５の軸部５ａ、ド
ライブクラッチ軸１２の中間部、ドリブンクラッチ軸１
４の中間部及び後輪軸６の両端寄りは、それぞれ軸受
（図示せず）を介して互いに平行にフレーム２に回動自
在に設けられている。

【００１６】図２に示すように、クランクペダル軸５の
先端に回動自在に設けられたペダル１４，１４を運転者
が踏むことによって回転駆動されるクランクペダル軸５
の軸部５ａにはスプロケット１５が固着され、ドライブ
クラッチ軸１２の一端にはフリーホイール１６が設けら
れると共にフリーホイール１６の外周に一体にスプロケ
ット１７が設けられ、クランクペダル軸５の軸部５ａに
設けられたスプロケット１５と、フリーホイール１６に
一体のスプロケット１７との間にはチェーン１８が張架
されている。

【００１７】また、図２に示すように、ドリブンクラッ
チ軸１３の一端には、スプロケット１９が固着され、後
輪軸６の中間には、スプロケット２０が固着され、ドリ
ブンクラッチ軸１３に設けられたスプロケット１９と、
後輪軸６に設けられたスプロケット２０との間には、チ
ェーン２１が張架されている。

【００１８】なお、ドライブクラッチ軸１２に設けられ
たフリーホイール１６は、図１において、反時計回りの
回転方向にはドライブクラッチ軸１２をロックしてドラ
イブクラッチ軸１２と一体に反時計方向に回動し、時計
回りの回転方向にはドライブクラッチ軸１２に対してフ
リーとなり、ドライブクラッチ軸１２の回りに時計回り
に回動する。

【００１９】図２に示す自転車の駆動系の作動の概略を
説明すると、運転者がペダル１４，１４を踏むことによ
り、図１において、クランクペダル軸５を反時計方向に
回動すると、クランクペダル軸５の軸部５ａに設けられ
たスプロケット１５が反時計回りに回動し、チェーン１
８を介して、スプロケット１７、フリーホイール１６及
びベルトコンバータ８のドライブクラッチ軸１２が反時
計回りに回動する。これにより、クランクペダル軸５の
動力がドライブクラッチ軸１２に入力される。

【００２０】ベルトコンバータ８において、ドライブク
ラッチ軸１２に入力された動力は、後述するドライブク
ラッチ９側のＶベルト１１の回転半径Ｒ１と、ドリブン
クラッチ１０側のＶベルト１１の回転半径Ｒ２とによっ
て決定される比率でドリブンクラッチ軸１３に伝達さ
れ、ドリブンクラッチ軸１３が反時計回りに回動する。

【００２１】ドリブンクラッチ軸１３が反時計回りに回
動することにより、ドリブンクラッチ軸１３に設けられ
たスプロケット１９が反時計回りに回動し、チェーン２
１及びスプロケット２０を介してスプロケット２０と一
体の後輪軸６及び後輪軸６と一体の後輪タイヤ７，７が
反時計回りに回動する。

【００２２】また、運転者がペダル１４，１４を踏むの
をやめると、クランクペダル軸５、スプロケット１５、
チェーン１８及びスプロケット１７が同時に停止すると
共に、フリーホイール１６がフリーホイーリングし、ド
ライブクラッチ軸１２が回転状態を保ち、Ｖベルト１１
を介してドリブンクラッチ軸１３も回転状態を保つこと
により、スプロケット１９、スプロケット２０、後輪軸
６及び後輪タイヤ７，７が回転状態を保つ。

【００２３】ベルトコンバータ８は、常態においては、
例えば、停止時や通常平地走行時においては、増速位置
でクランクペダル軸５からの動力を後輪軸６側に伝達す
る一方、登坂時には、クランクペダル軸５から伝達され
たトルクが設定トルクを超える場合に、自動的に減速位
置にシフトダウンして減速比を増加する。

【００２４】図３は、前述の変速機能を具体化する常態
時のベルトコンバータ８の軸方向断面図であり、ベルト
コンバータ８が増速状態にある場合、即ち、ドライブク
ラッチ９側のＶベルト１１の回転半径Ｒ１がＲ１ｍａｘ
となり、かつドリブンクラッチ１０側のＶベルト１１の
回転半径Ｒ２がＲ２ｍｉｎとなった状態を示している。

【００２５】ドライブクラッチ９は、図２に示すよう
に、ドライブクラッチ軸１２の他端に配設されている。
図３に示すように、ドライブクラッチ９は、ドライブク
ラッチ軸１２に対して回転及び軸方向の移動を不可能に
固着された固定シーブ２２と、ドライブクラッチ軸１２
に対して所定範囲内の回動及び軸方向の移動を可能に装
着された可動シーブ２３とを備えている。

【００２６】図４は、図３に示すドライブクラッチ９の
拡大断面図である。固定シーブ２２は、ドライブクラッ
チ軸１２の他端に取り付けられる筒状のシャフト部２４
と、シャフト部２４の一端部に径方向外側に向けて形成
された傾斜円板部２５とを備え、可動シーブ２３は、固
定シーブ２２の傾斜円板部２５と同径に径方向外側に向
けて形成された傾斜円板部２７を有し、互いに対向する
固定シーブ２２の傾斜円板部２５の内側面と可動シーブ
２３の傾斜円板部２７の内側面とには、互いの間隔が径
方向外側に向けて徐々に離間するテーパ状のシーブ面２
６，シーブ面２８が各々形成されている。

【００２７】固定シーブ２２のシャフト部２４には、図
４に示すように、軸方向に挿通孔２９が設けられると共
に、挿通孔２９の一端寄りの内周面にはキー３０が設け
られており、固定シーブ２２は、ドライブクラッチ軸１
２の他端の小径部１２ａに、ワッシャ３１が挿通された
後、シャフト部２４の挿通孔２９に設けたキー３０がド
ライブクラッチ軸１２に設けられたキー溝３１に嵌着さ
れ、これによりドライブクラッチ軸１２に対して回転方
向の移動を不可能に固着され、また、シャフト部２４の
他端面に対して規制板３２が当接され、締結ボルト３３
が規制板３２の中央に設けられた通孔３４及びシャフト
部２４の挿通孔２９に挿通されると共に、締結ボルト３
３の先端がドライブクラッチ軸１２の他端面に設けられ
たネジ孔３５に捩じ込まれていることにより、ドライブ
クラッチ軸１２に対して軸方向の移動を不可能に固着さ
れている。

【００２８】また、図４に示すように、固定シーブ２２
のシャフト部２４の外周面には、一端寄りに可動シーブ
２３が配設される径大部３６が、中間にスプライン部３
７が、他端寄りに径小部３８がそれぞれ形成されてい
る。

【００２９】固定シーブ２２のシャフト部２４には、一
端寄りの径大部３６に可動シーブ２３が軸受３９を介し
て嵌挿され、中間のスプライン部３７にトルクカム４０
が嵌合され、径小部３８の一端にトルクカム４０に対し
てリテーナ４１が嵌め込まれると共に、径小部３８の一
端寄りに設けられた周溝４２に抜け止めリング４３が嵌
合され、径小部３８の中間部に、カバー４４が軸受４５
を介して嵌挿されている。

【００３０】トルクカム４０は、スプライン部３７に対
する嵌合により、固定シーブ２２のシャフト部２４に対
して回動方向に移動不可能とされると共に、シャフト部
２４の径大部３６とリテーナ４１及び抜け止めリング４
３とにより、シャフト部２４に対して軸方向に移動不可
能とされて固定シーブ２２のシャフト部２４に一体に固
着されている。トルクカム４０には、その一側面の中央
寄りに周溝４６が設けられ、外周寄りに、図５に展開し
て示すようなカム斜面４７が全周に亘って設けられてい
る。

【００３１】また、トルクカム４０のカム斜面４７に対
向する可動シーブ２３の傾斜円板部２７の外側面には、
突起部４８が形成されると共に、突起部４８にトルクカ
ム４０のカム斜面４７の各々にそれぞれ摺接するシュー
４９が固着され、トルクカム４０の周溝４６に対向する
可動シーブ２３の傾斜円板部２７の外側面中央寄りに
は、周溝５０が形成され、トルクカム４０の周溝４６と
可動シーブ２２の外側面に設けられた周溝５０との間に
は、固定シーブ２２のシャフト部２４を取り巻くように
してコイルバネ５１が挿嵌されている。

【００３２】該コイルバネ５１は、可動シーブ２３をト
ルクカム４０から離間させる方向に、即ち、可動シーブ
２３のシーブ面２６を固定シーブ２２のシーブ面２６に
接近させる方向に、常時付勢している。また、トルクカ
ム４０の周溝４６及び可動シーブ２３の傾斜円板部２７
に設けられた周溝５０は、コイルバネ５１の位置決め
と、コイルバネ５１の圧縮時における収納スペースとし
て機能する。

【００３３】カバー４４は、その軸方向の一側に環状に
形成された軸支部５２と、軸支部５２から径方向に形成
された円形状の底壁部５３と、底壁部５３の外周縁から
軸方向の他側に向けて立ち上がる周壁部５４とを備え、
底壁部５３と周壁部５４とによって囲まれるカバー４４
の内側が中空に形成され、軸支部５２が軸受４５を介し
て固定シーブ２２のシャフト部２４の径小部３８に嵌挿
されると共に、周壁部５４の端面が可動シーブ２３の傾
斜円板部２７の外側面の外縁寄りに当接され、可動シー
ブ２３の傾斜円板部２７の外側面にボルト（図示せず）
を介して一体に固着されている。

【００３４】カバー４４の内側と可動シーブ２３の傾斜
円板部２７の外側面とにより、固定シーブ２２のシャフ
ト部２４の外側に配設されたトルクカム４０、シュー４
９及びコイルバネ５１が収納されると共に、可動シーブ
２３側の軸受３９とカバー４４側の軸受４５とにより、
可動シーブ２３及びカバー４４が一体に、固定シーブ２
２のシャフト部２４に対して所定範囲内の回動及び軸方
向の移動を可能に装着されている。なお、ドライブクラ
ッチ軸１２に固着された固定シーブ２２に対する可動シ
ーブ２３及びカバー４４の回動及び軸方向の移動の許容
範囲については後述するものとする。

【００３５】トルクカム４０の周溝４６の底部には、他
側面に貫通するネジ孔５５が設けられると共に、周溝４
６側からネジ孔５５に調整用ネジ５６が螺合されてい
る。該調整用ネジ５６の先端面には、すり割り５７が設
けられている。また、カバー４４の底壁部５３には、ト
ルクカム４０に設けられたネジ孔５５を臨む位置に通孔
５８が設けられている。調整用ネジ５６は、カバー４４
に設けられた通孔５８からドライバーを挿通し、さらに
トルクカム４０に設けられたネジ孔５５に螺合している
調整用ネジ５６の先端面のすり割り５７にドライバの先
端を介入し、ドライバを回すことにより調整用ネジ５６
を回動してトルクカム４０の周溝内に進退移動すること
により、周溝に対する調整用ネジ５６の突出度合いを調
整し、コイルバネ５１の可動シーブ２３に対する付勢力
を外部から調整可能とする。

【００３６】また、規制板３２の外端寄りには、カバー
４４の軸支部５２の端部に臨んでボルト通孔５９が設け
られると共に、ボルト通孔５９に対して規制板３２の外
面にナット６０が固着され、ナット６０には調整用ボル
ト６１が規制板３２の外面から螺合され、該調整用ボル
ト６１の先端がカバー４４の軸支部５２の端部に臨む規
制板３２の内面から突出されている。なお、調整用ボル
ト６１は、規制板３２の内面からの突出度合いを調整す
ることにより、カバー４４と一体の可動シーブ２３のシ
ーブ面２８が固定シーブ２２のシーブ面２６から離間移
動する際の最大離間位置を調整するものである。

【００３７】ドリブンクラッチ１０は、図２に示すよう
に、ドリブンクラッチ軸１３の他端に配設されている。
図３に示すように、ドリブンクラッチ１０は、ドリブン
クラッチ軸１３に対して回転及び軸方向の移動を不可能
に固着された固定シーブ６２と、ドリブンクラッチ軸１
３に対して所定範囲内の回動及び軸方向の移動を可能に
装着された可動シーブ６３とを備えている。

【００３８】図６は、図３に示すドリブンクラッチ１０
の拡大断面図である。固定シーブ６２は、ドリブンクラ
ッチ軸１３の他端に取り付けられる筒状のシャフト部６
４と、シャフト部６４の一端部に径方向外側に向けて形
成された傾斜円板部６５とを備え、可動シーブ６３は、
固定シーブ６２の傾斜円板部６５と同径に径方向外側に
向けて形成された傾斜円板部６７を有し、互いに対向す
る固定シーブ６２の傾斜円板部６５の内側面と可動シー
ブ６３の傾斜円板部６７の内側面とには、互いの間隔が
径方向外側に向けて徐々に離間するテーパ状のシーブ面
６６、シーブ面６８が各々形成されている。

【００３９】固定シーブ６２のシャフト部６４には、図
３に示すように、軸方向に挿通孔６９が設けられると共
に、挿通孔６９の一端寄りの内周面にはキー７０が設け
られており、固定シーブ６２は、ドリブンクラッチ軸１
３の他端の小径部１３ａに、規制板７１が挿通された
後、シャフト部６４の挿通孔６９に設けたキー７０がド
リブンクラッチ軸１３に設けられたキー溝７２に嵌着さ
れ、これによりドリブンクラッチ軸１３に対して回転方
向の移動を不可能に固着され、また、シャフト部６４の
他端面に対してワッシャ７３が当接され、締結ボルト７
４がワッシャ７３及びシャフト部６４の挿通孔６９に挿
通されると共に、締結ボルト７４の先端がドリブンクラ
ッチ軸１３の他端面に設けられたネジ孔７５に捩じ込ま
れていることにより、ドリブンクラッチ軸１３に対して
軸方向の移動を不可能に固着されている。

【００４０】また、図３に示すように、固定シーブ６２
のシャフト部６４の外周面には、一端寄りに可動シーブ
６３が配設される径大部７６が、中間にスプライン部７
７が、他端寄りに径小部７８がそれぞれ形成されてい
る。

【００４１】固定シーブ６２のシャフト部６４には、一
端寄りの径大部７６に可動シーブ６３が軸受７９を介し
て嵌挿され、中間のスプライン部７７にトルクカム８０
が嵌合され、径小部７８の一端にトルクカム８０に対し
てリテーナ８１が嵌め込まれると共に、径小部７８の一
端寄りに設けられた周溝８２に抜け止めリング８３が嵌
合され、径小部７８に、カバー８４が軸受８５を介して
嵌挿されている。

【００４２】トルクカム８０は、スプライン部７７に対
する嵌合により、固定シーブ６２のシャフト部６４に対
して回動方向に移動不可能とされると共に、シャフト部
６４の径大部７６とリテーナ８１及び抜け止めリング８
３とにより、シャフト部６４に対して軸方向に移動不可
能とされて固定シーブ６２のシャフト部６４に一体に固
着されている。トルクカム８０には、可動シーブ６３に
対向する一側面の外周寄りに、図７に展開して示すよう
なカム斜面８６が設けられ、他側面の中央寄りに周溝８
７が設けられている。

【００４３】また、トルクカム８０のカム斜面８６に対
向する可動シーブ６３の傾斜円板部６７の外側面には、
突起部８８が形成されると共に、突起部８８にトルクカ
ム８０のカム斜面８６に摺接するシュー８９が固着さ
れ、トルクカム８０の周溝８７に対向するカバー８４の
底壁部９０の内側中央寄りには、周溝９１が形成され、
トルクカム８０の周溝８７とカバー８４の底壁部９０に
設けられた周溝９１との間には、固定シーブ６２のシャ
フト部６４を取り巻くようにしてコイルバネ９２が挿嵌
されている。該コイルバネ９２は、ボルト（図示せず）
によりカバー８４と一体とされた可動シーブ６３をトル
クカム８０に接近させる方向に、即ち、可動シーブ６３
のシーブ面６８を固定シーブ６２のシーブ面６６から離
間させる方向に、常時付勢している。また、トルクカム
８０の周溝８７及びカバー８４に設けられた周溝９１
は、コイルバネ９２の位置決めと、コイルバネ９２の圧
縮時における収納スペースとして機能する。

【００４４】カバー８４は、その軸方向の一側に環状に
形成された軸支部９３と、軸支部９３の他端から径方向
に形成された円形状の底壁部９０と、底壁部９０の外周
縁から軸方向の他側に向けて立ち上がる周壁部９４とを
備え、底壁部９０と周壁部９４とによって囲まれるカバ
ー８４の内側が、中空に形成され、軸支部９３が軸受８
５を介して固定シーブ６２のシャフト部６４の径小部７
８に嵌挿されると共に、周壁部９４の端面が可動シーブ
６３の可動シーブ６３の傾斜円板部６７の外側面の外縁
寄りに当接され、可動シーブ６３の傾斜円板部６７の外
側面にボルト（図示せず）を介して一体に固着されてい
る。

【００４５】カバー８４の内側と可動シーブ６３の傾斜
円板部６７の外側面とにより、固定シーブ６２のシャフ
ト部６４の外側に配設されたトルクカム８０、シュー８
９及びコイルバネ９２が収納されると共に、可動シーブ
６３側の軸受７９とカバー８４側の軸受８５とにより、
可動シーブ６３及びカバー８４が一体に、固定シーブ６
２のシャフト部６４に対して所定範囲内の回動及び軸方
向の移動を可能に装着されている。なお、ドリブンクラ
ッチ軸１３に固着された固定シーブ６２に対する可動シ
ーブ６３及びカバー８４の回動及び軸方向の移動の許容
範囲については後述するものとする。

【００４６】また、規制板７１の外端寄りには、カバー
８４の軸支部９３の端部に臨んでボルト通孔９５が設け
られると共に、ボルト通孔９５に対して規制板７１の外
面にナット９６が固着され、ナット９６には調整用ボル
ト９７が規制板７１の外面から螺合され、該調整用ボル
ト９７の先端がカバー８４の軸支部９３の端部に臨む規
制板７１の内面から突出されている。なお、調整用ボル
ト９７は、規制板７１の内面からの突出度合いを調整す
ることにより、カバー８４と一体の可動シーブ６３のシ
ーブ面６８が固定シーブ６２のシーブ面６６から離間移
動する際の最大離間位置（初期位置）を調整するもので
ある。

【００４７】図３に示すように、ドライブクラッチ９と
ドリブンクラッチ１０との間に巻回された動力伝達のた
めのＶベルト１１は、ドライブクラッチ９の固定シーブ
２２のシーブ面２６と可動シーブ６３のシーブ面２８と
の間に挟みこまれて支持され、ドリブンクラッチ１０の
固定シーブ６２のシーブ面６６と可動シーブ６３のシー
ブ面６８との間に挟みこまれて支持されており、ドライ
ブクラッチ９の固定シーブ２２のシーブ面２６と可動シ
ーブ６３のシーブ面２８との間隔により、回転半径Ｒ１
が決まり、ドリブンクラッチ１０の固定シーブ６２のシ
ーブ面６６と可動シーブ６３のシーブ面６８との間隔に
より、回転半径Ｒ２が決まる。

【００４８】次に、ドライブクラッチ軸１２に固着され
た固定シーブ２２に対する可動シーブ２３及びカバー４
４の回動及び軸方向の移動の許容範囲について説明す
る。

【００４９】図５に実線で示すドライブ側のトルクカム
４０のカム斜面４７に対する可動シーブ２３の突起部４
８及びシュー４９の状態は、シュー４９がトルクカム４
０のカム斜面４７に対して最も浅く当接した状態、即
ち、固定シーブ２２に対して可動シーブ２３が最も接近
した状態を示すものである。

【００５０】この状態は、ドライブクラッチ軸１２から
トルクカム４０に伝達されるペダル踏力に対応する図５
において上向きに作用する駆動トルクＴ１と、駆動トル
クＴ１の方向と逆向きに作用するベルト張力ＴＥとによ
り、カム斜面の角度θ１に応じて図５において矢印右向
きに発生するシーブ推力ＦＣ１と、図５において矢印右
向きに作用するコイルバネ５１の付勢力ＦＳ１との和で
ある総シーブ推力Ｑ１（＝ＦＣ１＋ＦＳ１）によって維
持される。なお、運転者が図１のクランクペダル軸５を
反時計回りに回動させていない状態では、ドライブクラ
ッチ軸１２に駆動トルクが伝達されないことになり、総
シーブ推力Ｑ１はコイルバネ５１の付勢力ＦＳ１のみと
なり、コイルバネ５１の付勢力ＦＳ１のみによって図５
に実線で示すシュー４９とトルクカム４０のカム斜面４
７との位置関係、図３に示すように、固定シーブ２２に
対して可動シーブ２３が最も接近し、ドライブクラッチ
９におけるＶベルト１１の回転半径Ｒ１が最大半径Ｒｍ
ａｘとなる増速位置が維持される。

【００５１】ところで、図５において矢印右向きに作用
する総シーブ推力Ｑ１に抗して図５において矢印左向き
に総シーブ推力Ｑ１を上回る力が働いた場合には、力の
バランスが不均等となることにより、図３の軸受３９及
び軸受４５により可動シーブ２３及びカバー４４がトル
クカム４０に対して回転ズレを起こし、シュー４９とト
ルクカム４０のカム斜面４７との位置関係が図５に矢印
Ａで示す方向に移動する。

【００５２】ドライブクラッチ軸１２に固着された固定
シーブ２２に対する可動シーブ２３及びカバー４４の回
動方向の移動の許容範囲は、図５の距離Ｒｘに対応する
可動シーブ２３の回転量であり、また、固定シーブ２２
に対する可動シーブ２３及びカバー４４の軸方向の移動
の許容範囲は、図５の距離Ａｘに対応する軸方向の移動
距離である。固定シーブ２２に対する可動シーブ２３の
最接近距離は、図４の抜け止めリング４２とカバー４４
の底壁部５３との当接関係により図３に示す位置に規制
され、固定シーブ２２に対する可動シーブ２３の最大離
間距離は、図４のカバー４４の軸支部５２の端面と、規
制板３２に設けられた調節用ボルト６１の先端との当接
関係により規制されるが、既に述べたとおり、調節用ボ
ルト６１の先端の規制板３２からの突出量を調節するこ
とにより、固定シーブ２２に対する可動シーブ２３の最
大離間距離が調整可能である。

【００５３】なお、図５において二点鎖線で示す状態
は、シュー４９がトルクカム４０のカム斜面４７に対し
て最も深く当接した状態、即ち、固定シーブ２２に対し
て可動シーブ２３が最も離間した状態を示すものであ
り、図８に示すドライブクラッチ９におけるＶベルト１
１の回転半径Ｒ１が最小半径Ｒｍｉｎとなる減速位置で
ある。

【００５４】次に、ドリブンクラッチ軸１３に固着され
た固定シーブ６２に対する可動シーブ６３及びカバー８
４の回動及び軸方向の移動の許容範囲について説明す
る。

【００５５】図７に実線で示すドリブン側のトルクカム
８０のカム斜面８６に対する可動シーブ６３の突起部８
８及びシュー８９の状態は、シュー８９がトルクカム８
０のカム斜面８６に対して最も深く当接した状態、即
ち、固定シーブ６２に対して可動シーブ６３が最も接近
した状態を示すものである。

【００５６】なお、ドリブン側のシュー８９は、図７に
示すように、常時トルクカム８０のカム斜面８６に対し
て当接した状態にあるシュー８９ａと、シュー８９ａに
並設されると共に、シュー８９がトルクカム８０のカム
斜面８６に対して最も深く当接した状態において、カム
斜面８６に隣接すると共にカム斜面８６の谷を挟んで反
対側に設けられたストッパー斜面９８に当接するシュー
８９ｂにより構成されている。

【００５７】図７において実線で示す状態は、ドリブン
クラッチ軸１３からトルクカム８０に伝達される図７に
おいて下向きに作用する負荷トルクＴ２と、負荷トルク
Ｔ２の方向と逆向きの上向きに作用するベルト張力ＴＥ
とにより、カム斜面の角度θ２に応じて図７において矢
印左向きに作用するシーブ推力ＦＣ２と、図７において
矢印右向きに作用するコイルバネ９２の付勢力ＦＳ２と
の合力である総シーブ推力Ｑ２（＝ＦＣ２−ＦＳ２）に
よって維持される。なお、ドリブン側においては、コイ
ルバネ９２の付勢は可動シーブ６３側を固定シーブ６２
から離間させる向きである。

【００５８】自転車が、走行していない状態では、ドリ
ブンクラッチ軸１３に負荷トルクが伝達されないことに
なり、総シーブ推力Ｑ２は、コイルバネ９２の付勢力Ｆ
Ｓ２のみであるから逆推力となり、コイルバネ９２の付
勢力ＦＳ２のみにより、図７に実線で示すシュー８９と
トルクカム８０のカム斜面８６との位置関係、図３に示
すように、固定シーブ６２に対して可動シーブ６３が最
も離間し、ドリブンクラッチ１０におけるＶベルト１１
の回転半径Ｒ２が最小半径Ｒｍｉｎとなる増速位置が維
持される。

【００５９】ところで、図７において矢印右向きのコイ
ルバネ９２の付勢力ＦＳ２に抗して図７において矢印左
向きにコイルバネ９２の付勢力ＦＳ２を上回るシーブ推
力ＦＣ２が働いた場合には、力のバランスが不均等とな
ることにより、図３の軸受７９及び軸受８５により可動
シーブ６３及びカバー８４がトルクカム８０に対して回
転ズレを起こし、シュー８９とトルクカム８０のカム斜
面４７との位置関係が図７に矢印Ａで示す方向に移動す
る。

【００６０】ドリブンクラッチ軸１３に固着された固定
シーブ６２に対する可動シーブ６３及びカバー８４の回
動方向の移動の許容範囲は、図７の距離Ａｙに対応する
軸方向の移動距離である。固定シーブ６２に対する可動
シーブ６３の最接近距離は、図６の抜け止めリング８２
とカバー８４の底壁部９０との当接関係により図３に示
す位置に規制され、固定シーブ６２に対する可動シーブ
６３の最大離間距離（初期位置において最大離間距離と
なる）は、図４のカバー４４の軸支部５２の端面と、規
制板７１に設けられた調節用ボルト９７の先端との当接
関係により規制されるが、既に述べたとおり、調節用ボ
ルト９７の先端の規制板７１からの突出量を調節するこ
とにより、固定シーブ６２に対する可動シーブ６３の最
大離間距離（初期位置）が調整可能である。

【００６１】なお、図７において二点鎖線で示す状態
は、シュー８９がトルクカム４０のカム斜面８６に対し
て最も浅く当接した状態、即ち、固定シーブ６２に対し
て可動シーブ６３が最も接近した状態を示すものであ
り、図８に示すドリブンクラッチ１０におけるＶベルト
１１の回転半径Ｒ２が最大半径Ｒｍａｘとなる減速位置
である。

【００６２】次に、自転車１におけるベルトコンバータ
８の作用を説明する。図３に示すように、自転車１の停
車状態では、ドライブクラッチ９において固定シーブ２
２に可動シーブ２３が最も接近した位置をとると共に、
ドリブンクラッチ１０において固定シーブ６２に可動シ
ーブ６３が最も離間した位置をとる初期位置にある。即
ち、ドライブクラッチ９のＶベルトの回転半径が最大半
径Ｒｍａｘであり、ドリブンクラッチ１０のＶベルトの
回転半径が最小半径Ｒｍｉｎである。

【００６３】運転者にとって負荷の少ない平地におい
て、運転者がペダル１４，１４を踏むことにより自転車
を平地走行させると、ドライブクラッチ軸１２、キー３
０、固定シーブ２０のスプライン部３７を経由してペダ
ル踏力による駆動トルクＴ１がトルクカム４０に伝達さ
れ、さらにトルクカム４０のカム斜面４７に接している
シュー４９を介して可動シーブ２３に伝達され、固定シ
ーブ２２と可動シーブ２３とが一体にＶベルト１１をシ
ーブ面２６とシーブ面２８との間に挟持しつつ図１にお
いて反時計回りに回転することにより、Ｖベルト１１を
反時計回りに送る。

【００６４】Ｖベルト１１が反時計回りに送られること
により、図７において駆動トルクＴ１がベルト張力ＴＥ
に変換されてドリブンクラッチ１０の可動シーブ６３に
伝達され、ドリブンクラッチ１０の固定シーブ６２と可
動シーブ６３とがＶベルト１１をシーブ面６６とシーブ
面６８との間に挟持しつつ図１において反時計回りに回
転し、負荷トルクＴ２に抗してドリブンクラッチ軸１３
が反時計回りに回転し、後輪軸６にドリブンクラッチ軸
１３の回転力が伝達され、後輪軸６と一体の後輪タイヤ
７，７が反時計回りに回転し、自転車が平地走行する。

【００６５】ところで、ベルト式無段変速機において
は、トルク比ｍ（＝Ｒ２／Ｒ１）でトルクＴを伝達する
場合、数式１で示される釣り合い式が成立する。

【００６６】

【数１】また、駆動トルクＴ１と負荷トルクＴ２との間に、効率
１００％である場合は、Ｔ１／Ｒ１＝Ｔ２／Ｒ２の関係
がある。

【００６７】数式１におけるＡ（ｍＴ），Ｂ（ｍＴ）
は、それぞれベルトコンバータ８の幾何学的形状により
決まるもので、下記の関数にて与えられる。Ａ（ｍＴ）＝ｆ₁（ψ１，ａ，Ｔ１／Ｒ１，α₁，ρ_n）Ｂ（ｍＴ）＝ｆ₂（ψ２，ａ，Ｔ１／Ｒ１，α₂，ρ_n）なお、ψ１，ψ２は、図９に示すように、それぞれドラ
イブ側とドリブン側におけるＶベルト１１の巻回部分に
対する中心角である。α₁，α₂は、ドライブ側とドリ
ブン側のＶベルト１１のはさみ角の半角である。ρ
_nは、Ｖベルト１１とシーブの摩擦係数を角度表示した
値であり、Ｖベルト１１とシーブ間の摩擦角である。ま
た、ａは、下記の関数で与えられる。

【００６８】ａ＝ｇ（Ｒ１，Ｒ２，ψ１，ψ２，λ） λは、ベルト形状、弾性率で決まる値である。

【００６９】自転車が平地走行すると、駆動トルクＴ１
及び負荷トルクＴ２（＝Ｔ１×Ｒ２／Ｒ１）が作用する
ことにより、ドライブ側のシーブ推力ＦＣ１とドリブン
側のシーブ推力ＦＣ２とがそれぞれ発生することとな
る。なお、ドライブ側のシーブ推力ＦＣ１とドリブン側
のシーブ推力ＦＣ２のそれぞれの大きさは、ドライブ側
においてはトルクカム４０のカム斜面４７の角度θ１に
より、ドリブン側においてはトルクカム８０のカム斜面
８６の角度θ２による。

【００７０】ドライブ側においては、総シーブ推力Ｑ１
は、Ｑ１＝ＦＣ１＋ＦＳ１であって駆動トルクＴ１の増
加によって総シーブ推力Ｑ１も増加し、ドリブン側にお
いては、総シーブ推力Ｑ２は、Ｑ２＝ＦＣ２−ＦＳ２で
あって、駆動トルクＴ１の増加によって総シーブ推力Ｑ
２も増加するが、駆動トルクＴ１が設定トルクＴｓに達
するまでの間、図３の増速位置状態を保つように、数式
２を成立させるドライブ側のシーブ推力ＦＣ１、ドリブ
ン側のシーブ推力ＦＣ２、ドライブ側のコイルバネ５１
の付勢力ＦＳ１及びドリブン側のコイルバネ９２の付勢
力ＦＳ２を設定している。

【００７１】

【数２】ドライブ側の総シーブ推力Ｑ１は、停止時ならびに走行
時に関わらず常にプラスの値である。ドリブン側の総シ
ーブ推力Ｑ２は、停車時は逆推力であるためマイナスの
値であるが、図３に示すボルト９７により可動シーブ６
３の移動が制限され、あたかもベルト半径Ｒ２なる固定
プーリとして機能する。駆動トルクＴ１が増加するに連
れてドリブン側のシーブ推力ＦＣ２の値が増加すること
により、ドリブン側のコイルバネ９２の付勢力ＦＳ２と
相殺する値となり、さらに駆動トルクＴ１が増加する
と、総シーブ推力Ｑ２がプラスの値に転じることとな
る。

【００７２】そして、駆動トルクＴ１に対するドリブン
側の総シーブ推力Ｑ２の増加率をドライブ側の総シーブ
推力Ｑ１の増加率よりも大きくするようにして、駆動ト
ルクＴ１が設定トルクＴｓに達するときに、数式３を成
立させるようにする。

【００７３】

【数３】即ち、図５のドライブ側のトルクカム４０のカム斜面４
７の角度θ１よりも、図７のドリブン側のトルクカム８
０のカム斜面８６の角度θ２を小さくすることにより、
駆動トルクＴ１に対するドリブン側の総シーブ推力Ｑ２
の増加率をドライブ側の総シーブ推力Ｑ１の増加率より
も大きくする。具体的一例として、θ１＝２５°，θ２
＝１８°としている。

【００７４】ペダル踏力の増加に応じて駆動トルクＴ１
及び負荷トルクＴ２が増加するが、、平地走行において
は、ドライブ側の総シーブ推力Ｑ１とドリブン側の総シ
ーブ推力Ｑ２との間には、数式２に示される関係が成立
している。このため、ベルトコンバータ８は、図３に示
す増速状態を保持する。

【００７５】登坂時のように、運転者にとって負荷が増
大し、応じてペダル踏力が増大すると、ペダル踏力に対
応する駆動トルクＴ１が平地走行時よりも増大して設定
トルクＴｓに達する。駆動トルクＴ１が設定トルクＴｓ
に達すると、ドライブ側の総シーブ推力Ｑ１とドリブン
側の総シーブ推力Ｑ２との間には、数式２に示す関係が
成立せず、数式３に示す関係に移行する。

【００７６】この時のドライブ側のトルクカム４０に伝
達される駆動トルクＴｓは、トルクカム４０のカム斜面
４７に接しているシュー４９を介して可動シーブ２３に
伝達され、固定シーブ２２と可動シーブ２３とが一体に
Ｖベルト１１をシーブ面２６とシーブ面２８との間に挟
持しつつ回転することにより、Ｖベルト１１を回転方向
に送る。

【００７７】Ｖベルト１１が送られることにより、図７
において駆動トルクＴｓがベルト張力ＴＥに変換されて
ドリブンクラッチ１０の可動シーブ６３に伝達される
と、ベルト張力ＴＥと負荷トルクＴ２との相対力に抗す
る摩擦力が限界点を超えるため、ドリブン側の総シーブ
推力Ｑ２とベルト張力ＴＥとにより、シュー８９が図７
において矢印Ａで示す方向に移動し、図３に示す軸受７
９及び軸受８５により、可動シーブ６３側がトルクカム
８０に対して回転移動すると共に、可動シーブ６３及び
カバー８４が固定シーブ６２に向けて軸方向に摺動移動
し、即ち、図３の左方に向けて移動し、この結果、図３
において、コイルバネ９２が押し縮められると共に、ド
リブン側の固定シーブ６２のシーブ面６６と可動シーブ
６３のシーブ面６８との間隔が狭まり、シーブ面６６と
シーブ面６８との間隔が接近した分に応じて、固定シー
ブ６２のシーブ面６６と可動シーブ６３のシーブ面６８
との挟持されているＶベルト１１が径方向外側に向けて
押し出され、ドリブンクラッチ１０側のＶベルト１１の
回転半径Ｒ２が大きくなる（図８参照）。

【００７８】ドリブンクラッチ１０側のＶベルト１１の
回転半径Ｒ２が増加する分に応じて、Ｖベルト１１はド
リブンクラッチ１０側に引き込まれることにより、図３
において、ドライブクラッチ９側の固定シーブ２２のシ
ーブ面２６と可動シーブ２３のシーブ面２８との間に挟
持されたＶベルト１１は、径方向内側に向けて引き込ま
れて入り込み、ドライブクラッチ９側のＶベルト１１の
回転半径Ｒ１が小さくなる。

【００７９】ドライブ側のＶベルト１１の径方向内側へ
の引き込み量に応じて、Ｖベルト１１の側部により可動
シーブ２３のシーブ面２８が固定シーブ２２のシーブ面
２６から離間する方向に押圧され、可動シーブ２３のシ
ュー４９がトルクカム４０のカム斜面４７を押圧するこ
とにより、コイルバネ５１が押し縮められると共に、可
動シーブ２３は、図５において矢印Ａで示す方向に向け
て移動し、可動シーブ２３及びカバー４４が軸受３９及
び軸受４５により、トルクカム４０に対して回動移動す
ると共に規制板３２に向けて軸方向に摺動移動し、即
ち、図３の左方に向けて移動する（図８参照）。

【００８０】なお、図８は、ベルトコンバータ８が、ド
ライブクラッチ９におけるＶベルト１１の回転半径Ｒ１
が最小半径Ｒｍｉｎとなり、かつドリブンクラッチ１０
におけるＶベルト１１の回転半径Ｒ２が最大半径Ｒｍａ
ｘとなる最高減速位置にある状態を示している。

【００８１】また、ドライブクラッチ９におけるＶベル
ト１１の回転半径Ｒ１とドリブンクラッチ１０における
Ｖベルト１１の回転半径Ｒ２との変化は、ドライブクラ
ッチ９の総シーブ推力Ｑ１とドリブンクラッチ９の総シ
ーブ推力Ｑ２とが数式１の釣り合いの条件が成立する時
点で回転半径Ｒ１及びＲ２の変化が停止する。

【００８２】このように、ペダル踏力を後輪軸６に伝達
するベルトコンバータ８は、平地走行においては図３に
示す増速位置を保持し、ペダル踏力を要する登坂時にお
いては、例えば、図５に示すような減速位置に移行す
る。

【００８３】なお、登坂走行が終了して平地走行に戻る
と、ペダル踏力が小さくなることにより、駆動トルクＴ
１及び負荷トルクＴ２も小さくなり、応じてドライブ側
のシーブ推力ＦＣ１とドリブン側のシーブ推力ＦＣ２が
小さくなり、ドライブ側の総シーブ推力Ｑ１が小さくな
り、ドリブン側の総シーブ推力Ｑ２が小さくなる。この
ため、ドライブ側においては、コイルバネ５１の復帰力
及びシーブ推力ＦＣ１により、可動シーブ２３が固定シ
ーブ２２に向けて押圧移動され、図５において可動シー
ブ２３と一体にシュー４９が矢印Ａで示す方向と逆方向
に移動して実線で示す増速位置に復帰し、Ｖベルト１１
が径方向外側に向けて押し出されドライブ側のＶベルト
１１の回転半径Ｒ１が、図３に示す最大半径Ｒｍａｘと
なる増速位置に復帰すると同時に、ドリブン側において
は、コイルバネ９２の復帰力により可動シーブ６３が固
定シーブ６２から離間する方向に移動することにより、
図７において可動シーブ６３と一体にシュー８９が矢印
Ａで示す方向と逆方向に移動して実線で示す増速位置に
復帰し、ドリブン側のＶベルト１１が径方向内側に入り
込んでＶベルト１１の回転半径Ｒ２が図５に示す最小半
径Ｒｍｉｎとなる増速位置に復帰する。

【００８４】なお、ドリブンクラッチ１０のトルクカム
８０における図７のストッパー斜面９８は、シュー８９
が増速位置にある時に、シュー８９ｂがストッパー斜面
９８と接すると同時に、シュー８９ａがカム斜面８６に
接するので、ガタなく応答よく推力発生をすることがで
きる。

【００８５】図１０は、ドリブンクラッチ１０側の第２
実施形態のトルクカム９９を示す展開図である。第１実
施形態のトルクカム８０と異なる点は、トルクカム９９
のカム斜面１００を、カム斜面１００の中間から谷側部
分を傾斜角度θ３とし、カム斜面１００の中間から山側
部分を傾斜角度θ４に形成した複合カムとした点が異な
る。なお、角度θ３，θ４の大きさは、θ３＜θ４＜θ
１である。このようにすると、変速特性を人間の感覚に
適するように、より快適なシフト特性を得ることができ
る。

【００８６】図８から明らかなように、ドライブクラッ
チ９において、調整用ボルト６１は、調整用ボルト６１
の規制板３２からの突出量により、可動シーブ２３及び
カバー４４の最終離間位置を調整するための機能を有し
ており、ドライブクラッチ９のＶベルト１１の回転半径
Ｒ１の最小値を調整することができる。

【００８７】図３から明らかなように、ドリブンクラッ
チ１０において、調整用ボルト９７は、調整用ボルト９
７の規制板７１からの突出量により、可動シーブ６３及
びカバー８４の初期位置を調整する機能を有し、ドリブ
ンクラッチ１０のＶベルト１１の回転半径Ｒ２の最小値
を調整することができる。

【００８８】従って、調整用ボルト６１及び調整用ボル
ト９７を用いて、ドライブクラッチ９のＶベルト１１の
回転半径Ｒ１の最小値及びドリブンクラッチ１０のＶベ
ルト１１の回転半径Ｒ２の最小値を調整することによ
り、総変速範囲ｍを可変に調整することができる。これ
により、ｍ＝２／１〜１／０．５で総変速比巾４をｍ＝
１．５／１〜１／０．７５で総変速比巾２とすることが
できる。また、変速比を増速側減速側不均等にすること
も可能となり、運転者が使用する地理的条件に合わせて
調整し、さらに脚力に応じては図３の調整用ネジ５６か
らなる設定トルク調整手段により、ドライブクラッチ９
におけるシーブ推力ＦＣ１を調整することで、変速開始
踏力値を調整することができる。

【００８９】図２に示すフリーホイール１６は、ドライ
ブクラッチ軸１２上に配置することにより、登坂走行か
ら平地走行に移行した時に、ベルトコンバータ８を迅速
に図３に示す増速状態に戻すことができる。

【００９０】なお、ベルトコンバータ８のドリブンクラ
ッチ１０を直接後輪軸６上に設けることもできる。即
ち、図１及び図２において、スプロケット１９、チェー
ン２１及びスプロケット２０を不要とし、ドリブンクラ
ッチ軸１３を直接後輪軸６としてドリブンクラッチ１０
を後輪軸６上に設けることもできる。

【００９１】

【発明の効果】本発明の無段変速機付自転車によれば、
クランクペダル軸に与えられた回転動力を後車輪に伝達
する動力伝達系においてトルク感応型の自動ベルト式無
段変速機を設けたので、常態においては増速位置でクラ
ンクペダル軸の動力を後輪側に伝達することができる一
方、登坂時にクランクペダル軸側から伝達されたトルク
が設定トルクを超える場合に、自動的に減速位置にシフ
トダウンして減速比を増加することにより、ペダル踏力
に応じて自動的に変速を行うことができ、手動による変
速切り換え操作が不要であり、脚力の弱い運転者が使用
するにあたって好適であり、電動モータによる補助動力
により踏力を約１／２程度に減じる方式のものと比べ
て、構造が簡単で、かつ重量の増加を押さえることがで
き、低コストで製造が可能である。

【００９２】自動ベルト式無段変速機が、クランクペダ
ル軸の動力が入力されるドライブクラッチと、後輪側に
動力を出力するドリブンクラッチと、ドライブクラッチ
とドリブンクラッチとの間に巻回されてドライブクラッ
チの動力をドリブンクラッチに伝達するＶベルトとを備
え、ドライブクラッチ軸上にフリーホイールを配置する
と共に、該フリーホイールを介してクランクペダル軸と
ドライブクラッチ軸とを動力伝達可能に連絡したことに
より、登坂走行から平地走行に移行した時に、迅速に図
３に示す増速状態に戻すことができる。

【００９３】運転者が使用する地理的条件並びに脚力に
応じて、ドライブクラッチに設けられた設定トルク調整
手段によりドライブクラッチにおけるシーブ推力を調整
することで、変速開始踏力値、即ち、シフトダウンを開
始する設定トルクを調整することができる。

【００９４】ドライブクラッチとドリブンクラッチとに
それぞれ設けた総変速範囲調整手段を用いて、ドライブ
クラッチのＶベルトの回転半径Ｒ１の最小値及びドリブ
ンクラッチのＶベルトの回転半径Ｒ２の最小値を調整す
ることにより、運転者が使用する地理的条件に合わせて
総変速範囲を可変に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る無段変速機付自転車
の一部側面図

【図２】同上の無段変速機付自転車の駆動系統の平面図

【図３】同上の無段変速機付自転車に配備された自動ベ
ルト式無段変速機の要部断面図（増速状態）

【図４】図３の自動ベルト式無段変速機のドライブ側の
拡大断面図

【図５】自動ベルト式無段変速機のドライブ側のトルク
カム及びシューの係合状態を示す展開図

【図６】図３の自動ベルト式無段変速機のドリブン側の
拡大断面図

【図７】自動ベルト式無段変速機のドリブン側のトルク
カム及びシューの係合状態を示す展開図

【図８】無段変速機付自転車に配備された自動ベルト式
無段変速機の要部断面図（減速状態）

【図９】自動ベルト式無段変速機におけるドライブ側と
ドリブン側におけるＶベルト１１の巻回部分に対する中
心角を示す図

【図１０】自動ベルト式無段変速機のドリブン側に配備
された第２実施形態のトルクカム及びシューの係合状態
を示す展開図

【符号の説明】

１自転車２フレーム３前輪軸４前輪タイヤ５クランクペダル軸５ａ軸部６後輪軸７後輪タイヤ８自動ベルト式無段変速機（ベルトコンバータ）９ドライブクラッチ１０ドリブンクラッチ１１Ｖベルト１２ドライブクラッチ軸１２ａ小径部１３ドリブンクラッチ軸１４ペダル１５スプロケット１６フリーホイール１７スプロケット１８チェーン１９スプロケット２０スプロケット２１チェーン２２固定シーブ２３可動シーブ２４シャフト部２５傾斜円板部２６シーブ面２７傾斜円板部２８シーブ面２９挿通孔３０キー３１キー溝３２規制板３３締結ボルト３４通孔３５ネジ孔３６径大部３７スプライン部３８径小部３９軸受４０トルクカム４１リテーナ４２周溝４３抜け止めリング４４カバー４５軸受４６周溝４７カム斜面４８突起部４９シュー５０周溝５１コイルバネ５２軸支部５３底壁部５４周壁部５５ネジ孔５６調節用ネジ５７すり割り５８通孔５９ボルト通孔６０ナット６１調整用ボルト６２固定シーブ６３可動シーブ６４シャフト部６５傾斜円板部６６シーブ面６７傾斜円板部６８シーブ面６９挿通孔７０キー７１規制板７２キー溝７３ワッシャ７４締結ボルト７５ネジ孔７６径大部７７スプライン部７８径小部７９軸受８０トルクカム８１リテーナ８２周溝８３抜け止めリング８４カバー８５軸受８６カム斜面８７周溝８８突起部８９シュー９０底壁部９１周溝９２コイルバネ９３軸支部９４周壁部９５ボルト通孔９６ナット９７調整用ボルト９８ストッパー斜面９９トルクカム１００カム斜面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クランクペダル軸に与えられた回転動力
を後車輪に伝達する動力伝達系において、常態において
は増速位置で前記クランクペダル軸の動力を前記後輪側
に伝達する一方、登坂時に、前記クランクペダル軸側か
ら伝達されたトルクが設定トルクを超える場合に、自動
的に減速位置にシフトダウンして減速比を増加するトル
ク感応型の自動ベルト式無段変速機を設けたことを特徴
とする無段変速機付自転車。
【請求項２】前記自動ベルト式無段変速機は、前記ク
ランクペダル軸の動力が入力されるドライブクラッチ
と、前記後輪側に動力を出力するドリブンクラッチと、
前記ドライブクラッチと前記ドリブンクラッチとの間に
巻回されて前記ドライブクラッチの動力をドリブンクラ
ッチに伝達するＶベルトとを備え、ドライブクラッチ軸
上にフリーホイールを配置すると共に、該フリーホイー
ルを介して前記クランクペダル軸と前記ドライブクラッ
チ軸とを動力伝達可能に連絡した請求項１に記載の無段
変速機付自転車。
【請求項３】前記ドライブクラッチが、径方向外側に
向けて徐々に離間するテーパ面を各々の対向面に有した
固定シーブと可動シーブとを備えると共に、前記固定シ
ーブを前記ドライブクラッチ軸に固着し、該固定シーブ
に対して可動シーブを近接・離間可能に前記ドライブク
ラッチ軸に摺動自在及び回動自在に設け、前記固定シー
ブに対して前記可動シーブを接近させるように付勢する
付勢手段を設け、前記ドライブクラッチ軸に、負荷トル
クに応じて前記固定シーブに対する前記可動シーブの推
力を与え、かつ前記Ｖベルトの径方向内側への移動に応
じて、前記固定シーブと前記可動シーブとの間隔を離間
させるトルク感応カムを設け、前記トルク感応カムに摺
接する従動シューを前記可動シーブに設け、運転者の脚
力に応じてシフトダウンを開始する前記設定トルクを設
定する前記付勢手段の付勢力を外部から調整可能とする
設定トルク調整手段を設けた請求項２に記載の無段変速
機付自転車。
【請求項４】前記ドリブンクラッチが、径方向外側に
向けて徐々に離間するテーパ面を各々の対向面に有した
固定シーブと可動シーブとを備えると共に、前記固定シ
ーブを前記ドリブンクラッチ軸に固着し、該固定シーブ
に対して可動シーブを近接・離間可能に前記ドリブンク
ラッチ軸に摺動自在及び回動自在に設け、前記固定シー
ブに対して前記可動シーブを離間させるように付勢する
付勢手段を設け、ドリブンクラッチ軸に、負荷トルクに
応じて前記固定シーブに対する前記可動シーブの推力を
与え、かつ前記固定シーブに対する前記可動シーブの差
動に応じて、前記固定シーブと前記可動シーブとの間隔
を近接させるトルク感応カムを設け、前記トルク感応カ
ムに摺接する従動シューを前記可動シーブを設け、前記
ドライブクラッチおよび前記ドリブンクラッチにおける
各可動シーブの軸方向のシフトストロークを外部から調
整可能とする総変速範囲調整手段を前記ドライブクラッ
チと前記ドリブンクラッチとにそれぞれ設けた請求項２
または３に記載の無段変速機付自転車。
【請求項５】前記クランクペダル軸側から伝達された
トルクが前記設定トルクを超える場合において、前記ド
ライブクラッチの推力に比べ、前記ドリブンクラッチの
推力を大きく設定された請求項４に記載の無段変速機付
自転車。