JPH04230482A - 変速自転車の自動トルク変換トランスミッション - Google Patents
変速自転車の自動トルク変換トランスミッションInfo
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- JPH04230482A JPH04230482A JP3206915A JP20691591A JPH04230482A JP H04230482 A JPH04230482 A JP H04230482A JP 3206915 A JP3206915 A JP 3206915A JP 20691591 A JP20691591 A JP 20691591A JP H04230482 A JPH04230482 A JP H04230482A
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- hub
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M15/00—Transmissions characterised by use of crank shafts and coupling rods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
- B62M9/04—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
- B62M9/06—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
- B62M9/08—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving eccentrically- mounted or elliptically-shaped driving or driven wheel; with expansible driving or driven wheel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmissions By Endless Flexible Members (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、自転車の可変速
度トランスミッション装置に関し、特に、高トルク低速
正確駆動状態から、高速状態へ無段階に変換していくこ
とが可能な機構を有する、完全に自動化されたトルク変
換トランスミッションに関する。
度トランスミッション装置に関し、特に、高トルク低速
正確駆動状態から、高速状態へ無段階に変換していくこ
とが可能な機構を有する、完全に自動化されたトルク変
換トランスミッションに関する。
【０００２】
【従来の技術】過去において、例えば、従来の「１０段
階変速機」のような段階速度自転車トランスミッション
の代わりに、可変駆動自転車トランスミッションを提供
しようとする努力がなされて来た。このような努力の典
型として、私も共同発明者の一人である米国特許３，９
７２，２４４の「可変駆動自転車トランスミッション」
があり、そこでは、自転車枠に回転可能に搭載されたＶ
ベルト固定ピッチシーブと、Ｖベルトにより連結された
可変ピッチシーブとを使用して機械的増幅を変化させて
いる。この機構において、ペダルスプロケットを作動さ
せて可変ピッチシーブを回転させれば、可変ピッチシー
ブが固定ピッチシーブに対して移動し、その間の機械的
増幅を変化させている。第２のＶベルトを使用すること
は、その際誘起されるシーブ摩擦損失を招き、本トラン
スミッションのいかなる駆動速度状態においても、正確
な駆動が得られない。本出願人の新しいトランスミッシ
ョンは、消費者に、可変駆動、正確騒動双方に適応する
内歯を備えたＶベルトと、無段階可変の自動シフト機構
とを組み合わせた完全自動トルク変換トランスミッショ
ンを持つ、従来の「１０速度変速機」に代わる優れた代
替物を提供する。適当な速度比を得るために、多くのレ
バーを操作する代わりに、人は、単に好きな努力程度で
自転車のペダルを踏めば、完全自動トルク変換トランス
ミッションが直ちにその努力程度に適応して変化に対応
する。このことは、手動トランスミッションの場合のよ
うに、シフトの度に一時的に力を落とすことなしに実行
される。我々の新しいトランスミッションの、トルク対
時間曲線は、自転車使用者の努力程度に応じて平滑であ
り、単に使用者により決められる努力レベルに応じて容
易であるが、手動シフトに必要な多速度トランスミッシ
ョンの場合には、シフトするために一時的に力を落とす
必要がある。自転車安全性を向上させることは、また、
完全に自動化され、常に自己調製をする新トランスミッ
ションは、複雑なレバーをシフトするために、ライダが
交通から注意を逸らすようなことがない点で重要な考慮
すべきことである。新トランスミッションを装備した自
転車は、物理的な努力そして／または緊張の一時的爆発
を回避すべき、制御されたプログラムのための優れた運
動具である。
階変速機」のような段階速度自転車トランスミッション
の代わりに、可変駆動自転車トランスミッションを提供
しようとする努力がなされて来た。このような努力の典
型として、私も共同発明者の一人である米国特許３，９
７２，２４４の「可変駆動自転車トランスミッション」
があり、そこでは、自転車枠に回転可能に搭載されたＶ
ベルト固定ピッチシーブと、Ｖベルトにより連結された
可変ピッチシーブとを使用して機械的増幅を変化させて
いる。この機構において、ペダルスプロケットを作動さ
せて可変ピッチシーブを回転させれば、可変ピッチシー
ブが固定ピッチシーブに対して移動し、その間の機械的
増幅を変化させている。第２のＶベルトを使用すること
は、その際誘起されるシーブ摩擦損失を招き、本トラン
スミッションのいかなる駆動速度状態においても、正確
な駆動が得られない。本出願人の新しいトランスミッシ
ョンは、消費者に、可変駆動、正確騒動双方に適応する
内歯を備えたＶベルトと、無段階可変の自動シフト機構
とを組み合わせた完全自動トルク変換トランスミッショ
ンを持つ、従来の「１０速度変速機」に代わる優れた代
替物を提供する。適当な速度比を得るために、多くのレ
バーを操作する代わりに、人は、単に好きな努力程度で
自転車のペダルを踏めば、完全自動トルク変換トランス
ミッションが直ちにその努力程度に適応して変化に対応
する。このことは、手動トランスミッションの場合のよ
うに、シフトの度に一時的に力を落とすことなしに実行
される。我々の新しいトランスミッションの、トルク対
時間曲線は、自転車使用者の努力程度に応じて平滑であ
り、単に使用者により決められる努力レベルに応じて容
易であるが、手動シフトに必要な多速度トランスミッシ
ョンの場合には、シフトするために一時的に力を落とす
必要がある。自転車安全性を向上させることは、また、
完全に自動化され、常に自己調製をする新トランスミッ
ションは、複雑なレバーをシフトするために、ライダが
交通から注意を逸らすようなことがない点で重要な考慮
すべきことである。新トランスミッションを装備した自
転車は、物理的な努力そして／または緊張の一時的爆発
を回避すべき、制御されたプログラムのための優れた運
動具である。
【０００３】
【発明の目的】従って、本発明の主要な目的は、自転車
のための、低速正確駆動と、より高速への無段階可変自
動平滑遷移とを備えた完全自動トルク変換トランスミッ
ションを提供することである。他の目的は、適切な駆動
速度比を得るために、多レバーを多位置へと操作するこ
とを省略した自転車トランスミッションを提供すること
である。さらに他の目的は、自転車のペダルを好きな努
力程度で踏み込むだけで、完全自動トランスミッション
が直ちに変化に対応して速度を調節するような自転車ト
ランスミッションを提供することである。このような自
転車トランスミッションを備える、さらに他の目的は、
完全自動にして常に自己調節を行い、複雑なレバーをシ
フトさせるためにライダの注意を交通から逸らすような
ことのないようにして、安全性を顕著に向上させること
である。他の目的は、物理的な努力そして／または緊張
の一時的爆発を回避すべき、制御されたプログラムのた
めの優れた自転車運動具を提供することである。
のための、低速正確駆動と、より高速への無段階可変自
動平滑遷移とを備えた完全自動トルク変換トランスミッ
ションを提供することである。他の目的は、適切な駆動
速度比を得るために、多レバーを多位置へと操作するこ
とを省略した自転車トランスミッションを提供すること
である。さらに他の目的は、自転車のペダルを好きな努
力程度で踏み込むだけで、完全自動トランスミッション
が直ちに変化に対応して速度を調節するような自転車ト
ランスミッションを提供することである。このような自
転車トランスミッションを備える、さらに他の目的は、
完全自動にして常に自己調節を行い、複雑なレバーをシ
フトさせるためにライダの注意を交通から逸らすような
ことのないようにして、安全性を顕著に向上させること
である。他の目的は、物理的な努力そして／または緊張
の一時的爆発を回避すべき、制御されたプログラムのた
めの優れた自転車運動具を提供することである。
【０００４】
【目的を達成するための手段】上記目的を達成するのに
有益な本発明の特徴は、正確駆動から可変速度への自動
トルク変換トランスミッションにおいて、低トルク高速
状態では、可変ピッチプログラム芯上の歯と噛み合い、
そこから無段階可変高速度へのシフト機構へと変換可能
なＶベルトを使用した完全自動トルク変換トランスミッ
ションを含んでいる。自転車ペダルスプロケットが、駆
動チェインループで結合された枢動する一群の３個の小
スプロケットを駆動し、該小スプロケットは、駆動され
る部材としての第１スプロケットと、前記チェインを一
定の長さに維持するアイドラとして作用する他の２個の
スプロケットより成っている。ペダルスプロケットから
駆動されるスプロケットへの速度比が約１：６であれば
、自動向中心、ばね負荷、可変ピッチプーリへ取り付け
られた被駆動スプロケットを有するシステムのトルク伝
達能力が最適になる。このプーリは、表面に溝（歯）を
備えたタイミングベルトプーリのような形状の芯を有し
ている。可変ピッチプーリにより駆動されるＶベルトは
、自転車枠に固定された中心の回りに回転するタイミン
グベルト型のプーリを駆動し、その内面に、高トルク低
速位置において可変ピッチプーリ芯と係合可能な歯を備
えている。このことは、低ギアにおいて、摩擦Ｖベルト
駆動を、正確駆動へと変換する。被駆動プーリは、最後
に、普通の自転車チェインを介して後輪を駆動する。 自転車ペダルスプロケットにかかるトルクが増加すると
、スプロケット群がチェインから切線方向の力を受けな
がら、その軸回りに回転し、その際、可変ピッチプーリ
と固定プーリとの間の中心距離を増加させる。Ｖベルト
は、可変ピッチプーリを拡げさせ、それに応じて、無断
可変トルク変換器の全ての特性を備えた動力駆動トラン
スミッションと同様な動力トランスミッション比を変化
させる。トルクが増加すると、トランスミッションは、
シフトダウンし、トルクが減少すると、普通の自転車枠
に容易に適用される形状を有して、トランスミッション
は自動的にシフトバックアプする。シフトレバー、ケー
ブルなどを用いることなしに、１０速度変速器と同等な
シフト範囲が得られる。操作は全く自動的であり、バイ
クライダの注意を必要とせず、このことは、自転車運転
では重要な安全に関する特徴である。可変ピッチプーリ
内のばねを変更すれば、種々のバイクライダの好みに適
合して、特別の注文に沿うことが出来る。
有益な本発明の特徴は、正確駆動から可変速度への自動
トルク変換トランスミッションにおいて、低トルク高速
状態では、可変ピッチプログラム芯上の歯と噛み合い、
そこから無段階可変高速度へのシフト機構へと変換可能
なＶベルトを使用した完全自動トルク変換トランスミッ
ションを含んでいる。自転車ペダルスプロケットが、駆
動チェインループで結合された枢動する一群の３個の小
スプロケットを駆動し、該小スプロケットは、駆動され
る部材としての第１スプロケットと、前記チェインを一
定の長さに維持するアイドラとして作用する他の２個の
スプロケットより成っている。ペダルスプロケットから
駆動されるスプロケットへの速度比が約１：６であれば
、自動向中心、ばね負荷、可変ピッチプーリへ取り付け
られた被駆動スプロケットを有するシステムのトルク伝
達能力が最適になる。このプーリは、表面に溝（歯）を
備えたタイミングベルトプーリのような形状の芯を有し
ている。可変ピッチプーリにより駆動されるＶベルトは
、自転車枠に固定された中心の回りに回転するタイミン
グベルト型のプーリを駆動し、その内面に、高トルク低
速位置において可変ピッチプーリ芯と係合可能な歯を備
えている。このことは、低ギアにおいて、摩擦Ｖベルト
駆動を、正確駆動へと変換する。被駆動プーリは、最後
に、普通の自転車チェインを介して後輪を駆動する。 自転車ペダルスプロケットにかかるトルクが増加すると
、スプロケット群がチェインから切線方向の力を受けな
がら、その軸回りに回転し、その際、可変ピッチプーリ
と固定プーリとの間の中心距離を増加させる。Ｖベルト
は、可変ピッチプーリを拡げさせ、それに応じて、無断
可変トルク変換器の全ての特性を備えた動力駆動トラン
スミッションと同様な動力トランスミッション比を変化
させる。トルクが増加すると、トランスミッションは、
シフトダウンし、トルクが減少すると、普通の自転車枠
に容易に適用される形状を有して、トランスミッション
は自動的にシフトバックアプする。シフトレバー、ケー
ブルなどを用いることなしに、１０速度変速器と同等な
シフト範囲が得られる。操作は全く自動的であり、バイ
クライダの注意を必要とせず、このことは、自転車運転
では重要な安全に関する特徴である。可変ピッチプーリ
内のばねを変更すれば、種々のバイクライダの好みに適
合して、特別の注文に沿うことが出来る。
【０００５】
【実施例】現在、本発明を実施するのに最良の形態であ
る特定の実施例が付図に示されている。付図を参照し、
図１に示した自転車１０は、前輪１２と駆動後輪１３と
を連結する枠１１を有し、使用者シート１４、ハンドル
バー１５、駆動ペダル構造１６を搭載している。駆動ペ
ダル構造１６は、保護カバー２０の後ろにある可変駆動
トランスミッション１９（図２〜７にも参照）に連結さ
れた歯付駆動スプロケット１７により駆動されるチェイ
ン１８を有している。普通の自転車チェイン２１が、ト
ランスミッション出力スプロケット２２から、後輪１３
の駆動スプロケット２３へと延びている。使用者の足か
らペダル２４，２５に加えられた駆動トルクが、スプロ
ケット１７を駆動し、また、駆動チェイン１８を介して
、板２９に枢動可能に搭載された一群の３個の小スプロ
ケット２６，２７，２８を駆動する。一方、板２９は、
枠部材３２にボルト３３により固定された、スプロケッ
ト群搭載ブラケット３１上に、枢動搭載構造３０回りに
枢動可能に搭載されている。自転車ペダルスプロケット
１７は、駆動チェイン１８により連結された、枢着され
た一群の３個の小スプロケット２６，２７，２８を駆動
し、その内、第１スプロケット２６は被駆動部材であり
、他の２個のスプロケット２７，２８は、チェイン１８
を一定の長さに維持するアイドラの役目をする。ペダル
スプロケット１７から被駆動スプロケット２６への、速
度比が約１：６であれば、システムのトルク伝達能力が
最適になる。被駆動スプロケット２６は、管３４とフラ
ンジ３５を介して、ボルト３８を用いて、自己向中心ば
ね負荷された可変ピッチプーリ３９を搭載したハブ構造
内の、ハブ板３６Ｒとハブ部材３７とに連結されている
。ハブ板３６Ｌは、追加のボルト３８によりハブ部材３
７に固定され、内部ニードル（またはローラ）軸受４０
Ｌと４０Ｒとをもつハブ部材３７は、スピンドル管４１
に回転可能に搭載され、スピンドル管４１は板２９に回
転不可能に固定され、スピンドル管４１の外端に圧入さ
れたナイロンキーパと推力軸受４２を備えている。頭部
フランジ４３は、ニードル軸受４０Ｌの内側フェース４
４の外端に、キーパとして係合している。
る特定の実施例が付図に示されている。付図を参照し、
図１に示した自転車１０は、前輪１２と駆動後輪１３と
を連結する枠１１を有し、使用者シート１４、ハンドル
バー１５、駆動ペダル構造１６を搭載している。駆動ペ
ダル構造１６は、保護カバー２０の後ろにある可変駆動
トランスミッション１９（図２〜７にも参照）に連結さ
れた歯付駆動スプロケット１７により駆動されるチェイ
ン１８を有している。普通の自転車チェイン２１が、ト
ランスミッション出力スプロケット２２から、後輪１３
の駆動スプロケット２３へと延びている。使用者の足か
らペダル２４，２５に加えられた駆動トルクが、スプロ
ケット１７を駆動し、また、駆動チェイン１８を介して
、板２９に枢動可能に搭載された一群の３個の小スプロ
ケット２６，２７，２８を駆動する。一方、板２９は、
枠部材３２にボルト３３により固定された、スプロケッ
ト群搭載ブラケット３１上に、枢動搭載構造３０回りに
枢動可能に搭載されている。自転車ペダルスプロケット
１７は、駆動チェイン１８により連結された、枢着され
た一群の３個の小スプロケット２６，２７，２８を駆動
し、その内、第１スプロケット２６は被駆動部材であり
、他の２個のスプロケット２７，２８は、チェイン１８
を一定の長さに維持するアイドラの役目をする。ペダル
スプロケット１７から被駆動スプロケット２６への、速
度比が約１：６であれば、システムのトルク伝達能力が
最適になる。被駆動スプロケット２６は、管３４とフラ
ンジ３５を介して、ボルト３８を用いて、自己向中心ば
ね負荷された可変ピッチプーリ３９を搭載したハブ構造
内の、ハブ板３６Ｒとハブ部材３７とに連結されている
。ハブ板３６Ｌは、追加のボルト３８によりハブ部材３
７に固定され、内部ニードル（またはローラ）軸受４０
Ｌと４０Ｒとをもつハブ部材３７は、スピンドル管４１
に回転可能に搭載され、スピンドル管４１は板２９に回
転不可能に固定され、スピンドル管４１の外端に圧入さ
れたナイロンキーパと推力軸受４２を備えている。頭部
フランジ４３は、ニードル軸受４０Ｌの内側フェース４
４の外端に、キーパとして係合している。
【０００６】可変ピッチプーリ３９の、鏡像形態の斜め
内面４５を形成するシーブ部材４６Ｌ、４６Ｒは、歯付
外表面４７を形成されたハブ部材３７に、内方、外方に
滑動可能に搭載されている。ハブ板３６Ｌと３６Ｒとは
それぞれ、リベット４９で結合された３個のロッド４８
を有し、該ロッドは歯付面４７の溝内に、また一部はス
リーブ部材４６Ｌと４６Ｒとの内孔５１の溝５０内にと
延びて、該スリーブ部材がハブ部材に対し長手方向に相
対移動することを許しつつも、相対回転することを防止
している。可変ピッチプーリ３９は、ハブ部材３７がタ
イミングベルトプーリにおけるように歯付面を有してい
る点で普通ではない。この構造に従い、Ｖベルト５２は
その内面に、可変ピッチプーリハブ（または芯）３７と
係合する歯を有し、Ｖベルト５２を、低ギア状態におい
て、摩擦駆動から正確駆動へと変換させている。このこ
とは、最大トルクがペダルスプロケット１７に加えられ
た場合に、トランスミッション１９を介して、Ｖベルト
５２の内面歯５３と、タイミングベルトにおけるように
係合する歯５６を有する位置固定の駆動プーリ５５を駆
動することにより滑りを防止している。プーリ５５は、
プーリとスプロケット２２の軸５８にボルト５７により
固定されており、軸５８は、枠部材３２にボルト６１に
取り付けられたブラケット組立体６０内の軸受５９によ
って回転可能に支持されている。ローラシャンク６３と
、端部にねじを切られたボルト６５の組立体に回転可能
に搭載された小直径のローラ６２が、Ｖベルト５２のベ
ルト歯５３が、プーリ５５の歯５６と駆動係合するよう
に入り込むことを保証している。スプロケット２２のハ
ブ６７内のボルト６６が、スプロケット２２を、プーリ
５５から軸受５９の反対側へと延びた、プーリとスプロ
ケット軸５８の延長部６８に固定している。可変ピッチ
プーリ３９の、向き合った側面シーブ部材４６Ｌと４６
Ｒとは、それぞれ、多数個の弾性的に圧縮されたばね６
９により互いの方向へ弾性的に偏力を加えられており、
ばね６９は、ハブ板３６Ｌと３６Ｒとにリベット７１で
結合されたばね搭載ピン７０にそれぞれ搭載され、シー
ブ部材の孔７２内へと延びている。ばね６９は、シーブ
部材４６Ｌと４６Ｒとに対し、互いに向き合う方向に偏
力を加え、シーブ部材の斜めの内面４５がそれぞれ、Ｖ
ベルト５２の傾斜した側面７３Ｌと７３Ｒとを、自己向
中心的に、ばね負荷されて、図２、４の高トルク低速正
確駆動状態から、自動的に、低トルク高速の無段階に変
化する速度セッチングを通って、図３、５の低トルク高
速セッチングへと移行させる可変ピッチプーリ３９作用
を有して弾性的に支持している。アイドラスプロケット
２７は、軸受７４によってスピンドル軸７５に回転可能
に搭載され、スピンドル軸７５の延長部７６が枢動板２
９内に取り付けられており、アイドラスプロケット２８
も、同様な方法で枢動板２９に回転可能に搭載されてい
る（詳細は図示されていない）。軸受７４は単一レース
軸受として示されているが、２ボールレース軸受または
ローラ軸受の方が、安定目的のために普通である。
内面４５を形成するシーブ部材４６Ｌ、４６Ｒは、歯付
外表面４７を形成されたハブ部材３７に、内方、外方に
滑動可能に搭載されている。ハブ板３６Ｌと３６Ｒとは
それぞれ、リベット４９で結合された３個のロッド４８
を有し、該ロッドは歯付面４７の溝内に、また一部はス
リーブ部材４６Ｌと４６Ｒとの内孔５１の溝５０内にと
延びて、該スリーブ部材がハブ部材に対し長手方向に相
対移動することを許しつつも、相対回転することを防止
している。可変ピッチプーリ３９は、ハブ部材３７がタ
イミングベルトプーリにおけるように歯付面を有してい
る点で普通ではない。この構造に従い、Ｖベルト５２は
その内面に、可変ピッチプーリハブ（または芯）３７と
係合する歯を有し、Ｖベルト５２を、低ギア状態におい
て、摩擦駆動から正確駆動へと変換させている。このこ
とは、最大トルクがペダルスプロケット１７に加えられ
た場合に、トランスミッション１９を介して、Ｖベルト
５２の内面歯５３と、タイミングベルトにおけるように
係合する歯５６を有する位置固定の駆動プーリ５５を駆
動することにより滑りを防止している。プーリ５５は、
プーリとスプロケット２２の軸５８にボルト５７により
固定されており、軸５８は、枠部材３２にボルト６１に
取り付けられたブラケット組立体６０内の軸受５９によ
って回転可能に支持されている。ローラシャンク６３と
、端部にねじを切られたボルト６５の組立体に回転可能
に搭載された小直径のローラ６２が、Ｖベルト５２のベ
ルト歯５３が、プーリ５５の歯５６と駆動係合するよう
に入り込むことを保証している。スプロケット２２のハ
ブ６７内のボルト６６が、スプロケット２２を、プーリ
５５から軸受５９の反対側へと延びた、プーリとスプロ
ケット軸５８の延長部６８に固定している。可変ピッチ
プーリ３９の、向き合った側面シーブ部材４６Ｌと４６
Ｒとは、それぞれ、多数個の弾性的に圧縮されたばね６
９により互いの方向へ弾性的に偏力を加えられており、
ばね６９は、ハブ板３６Ｌと３６Ｒとにリベット７１で
結合されたばね搭載ピン７０にそれぞれ搭載され、シー
ブ部材の孔７２内へと延びている。ばね６９は、シーブ
部材４６Ｌと４６Ｒとに対し、互いに向き合う方向に偏
力を加え、シーブ部材の斜めの内面４５がそれぞれ、Ｖ
ベルト５２の傾斜した側面７３Ｌと７３Ｒとを、自己向
中心的に、ばね負荷されて、図２、４の高トルク低速正
確駆動状態から、自動的に、低トルク高速の無段階に変
化する速度セッチングを通って、図３、５の低トルク高
速セッチングへと移行させる可変ピッチプーリ３９作用
を有して弾性的に支持している。アイドラスプロケット
２７は、軸受７４によってスピンドル軸７５に回転可能
に搭載され、スピンドル軸７５の延長部７６が枢動板２
９内に取り付けられており、アイドラスプロケット２８
も、同様な方法で枢動板２９に回転可能に搭載されてい
る（詳細は図示されていない）。軸受７４は単一レース
軸受として示されているが、２ボールレース軸受または
ローラ軸受の方が、安定目的のために普通である。
【０００７】注意すべきことは、より大きい駆動トルク
がライダによりペダルに加えられたときには、Ｖベルト
５２がトルクの増大と共に、次第に内方に動き、図３、
５の低トルク高速状態から、最後に図２、４の高トルク
低速正確駆動状態へと移ることである。Ｖベルト５２が
、図３、５の最も外側の状態から内方に移動するに従い
、シーブ部材の互いに向き合った斜め面４５に加わる、
Ｖ字状に傾斜した側面７３Ｌ、７３Ｒからの単位面積当
たりの荷重が二つの理由で増加する；すなわち、接触側
面積が減少し、また、シーブ部材４６Ｌ、４６ＲがＶベ
ルトにより、互いに離れる方向に力を増大して加えられ
るに従い、ばねがより大きく圧縮され、ばね６９の弾性
的な偏力が増加するからである。さらに、ロッド４８の
内端７７が、図２、４の高トルク低速正確駆動状態にお
いて、ハブ部材３７の歯面４７と正確駆動状態で完全に
係合するベルト５２の歯５４と干渉しないように、充分
に離されていることに注意されたい。図８のトルク変化
比較グラフは、本発明の場合には、ライダが、好きな力
でペダルを踏むだけで、完全に自動的に変化に対応して
速度比を適応させ、正確駆動から、無段階に速度比を変
化させる機構により、比較的円滑なトルク駆動特性が得
られることを示している。段階変速器型式のトランスミ
ッションの場合には本来、シフト点において、トルクが
一旦低下し、次いで急激に上昇し、つぎに正常なトルク
に復帰する前に再び低下することが示されている。 この正確駆動から可変速度への自動トルク変換器は、自
転車用の装置として示されているが、ライダにより推進
される他の乗り物、または動力駆動の乗り物、その他工
業用途に装備することが可能である。
がライダによりペダルに加えられたときには、Ｖベルト
５２がトルクの増大と共に、次第に内方に動き、図３、
５の低トルク高速状態から、最後に図２、４の高トルク
低速正確駆動状態へと移ることである。Ｖベルト５２が
、図３、５の最も外側の状態から内方に移動するに従い
、シーブ部材の互いに向き合った斜め面４５に加わる、
Ｖ字状に傾斜した側面７３Ｌ、７３Ｒからの単位面積当
たりの荷重が二つの理由で増加する；すなわち、接触側
面積が減少し、また、シーブ部材４６Ｌ、４６ＲがＶベ
ルトにより、互いに離れる方向に力を増大して加えられ
るに従い、ばねがより大きく圧縮され、ばね６９の弾性
的な偏力が増加するからである。さらに、ロッド４８の
内端７７が、図２、４の高トルク低速正確駆動状態にお
いて、ハブ部材３７の歯面４７と正確駆動状態で完全に
係合するベルト５２の歯５４と干渉しないように、充分
に離されていることに注意されたい。図８のトルク変化
比較グラフは、本発明の場合には、ライダが、好きな力
でペダルを踏むだけで、完全に自動的に変化に対応して
速度比を適応させ、正確駆動から、無段階に速度比を変
化させる機構により、比較的円滑なトルク駆動特性が得
られることを示している。段階変速器型式のトランスミ
ッションの場合には本来、シフト点において、トルクが
一旦低下し、次いで急激に上昇し、つぎに正常なトルク
に復帰する前に再び低下することが示されている。 この正確駆動から可変速度への自動トルク変換器は、自
転車用の装置として示されているが、ライダにより推進
される他の乗り物、または動力駆動の乗り物、その他工
業用途に装備することが可能である。
【０００８】繰り返して言うと、ペダルスプロケットが
、枢着された一群の３個の小スプロケットを駆動する。 第１のスプロケットは、被駆動スプロケットであり、他
の２個のスプロケットは、チェインを一定の長さに維持
するためのアイドラとして作用する。ペダルスプロケッ
トから被駆動スプロケットへの速度比は、システムのト
ルクトランスミッション能力を最大にするためには、約
１：６である。被駆動スプロケットは、自己向中心、ば
ね負荷の可変ピッチプーリに取り付けられている。この
プーリは、その芯がタイムベルトプーリの形状をしてい
る点で独特である。すなわち、この芯は表面に溝（歯）
を有している。可変ピッチプーリを、自転車枠に固定さ
れた中心回りに回転するタイミングベルト型式のプーリ
に連結するためには特殊なベルトが使用される。特殊な
ベルトとは、その内側表面にサレーションすなわち歯を
有するベルトである。サレーションは、低速位置におい
て、可変ピッチプーリの芯と係合する。このことは、低
速ギアにおいて、摩擦駆動を正確駆動へと変換し、ペダ
ルスプロケットに最大トルクが加えられたときに滑りが
起こることを防止する。他方、被駆動プーリは、普通の
自転車チェインを介して後輪を駆動する。
、枢着された一群の３個の小スプロケットを駆動する。 第１のスプロケットは、被駆動スプロケットであり、他
の２個のスプロケットは、チェインを一定の長さに維持
するためのアイドラとして作用する。ペダルスプロケッ
トから被駆動スプロケットへの速度比は、システムのト
ルクトランスミッション能力を最大にするためには、約
１：６である。被駆動スプロケットは、自己向中心、ば
ね負荷の可変ピッチプーリに取り付けられている。この
プーリは、その芯がタイムベルトプーリの形状をしてい
る点で独特である。すなわち、この芯は表面に溝（歯）
を有している。可変ピッチプーリを、自転車枠に固定さ
れた中心回りに回転するタイミングベルト型式のプーリ
に連結するためには特殊なベルトが使用される。特殊な
ベルトとは、その内側表面にサレーションすなわち歯を
有するベルトである。サレーションは、低速位置におい
て、可変ピッチプーリの芯と係合する。このことは、低
速ギアにおいて、摩擦駆動を正確駆動へと変換し、ペダ
ルスプロケットに最大トルクが加えられたときに滑りが
起こることを防止する。他方、被駆動プーリは、普通の
自転車チェインを介して後輪を駆動する。
【０００９】ペダルスプロケットに加わるトルクが増加
すると、スプロケット群が、チェインにより加えられる
切線方向の力によって枢動軸回りに回転しようとする。 このことは、次いで、可変ピッチプーリと固定プーリと
の間の中心距離を増加させる。Ｖベルトが可変ピッチプ
ーリを拡げ、動力伝達比を変化させる。言い換えれば、
この動力伝達は、無段階トルク変換器の全ての特性を備
えている。トルクが増大すると、トランスミッションは
シフトダウンし、トルクが減少すると、トランスミッシ
ョンは自動的にシフトバックアプする。トランスミッシ
ョンの形状は、普通の自転車枠に容易に適用できる。シ
フトレバー、ケーブルなどを要することなく、１０速度
変速器に相当するシフト範囲が得られる。操作は全て自
動的であり、バイクライダの注意を必要としない、この
ことは自転車の重要な安全特性である。可変ピッチプー
リ内のばねを変更すれば、トルク駆動を使用者の能力に
適合した弾性偏力をもつばね６９を装備することにより
、種々のバイクライダの好みに適合して、特別の注文に
沿うことが出来る。また、自転車を操縦するために必要
な緊張を制限することにより、リハビリテーション／訓
練に効果的に使用されよう。以上、本発明は単に１個の
実施例について主に説明されたが、本発明の本質的な技
術的貢献から外れることなしに、種々の変更がなされ得
ることが理解されるべきである。
すると、スプロケット群が、チェインにより加えられる
切線方向の力によって枢動軸回りに回転しようとする。 このことは、次いで、可変ピッチプーリと固定プーリと
の間の中心距離を増加させる。Ｖベルトが可変ピッチプ
ーリを拡げ、動力伝達比を変化させる。言い換えれば、
この動力伝達は、無段階トルク変換器の全ての特性を備
えている。トルクが増大すると、トランスミッションは
シフトダウンし、トルクが減少すると、トランスミッシ
ョンは自動的にシフトバックアプする。トランスミッシ
ョンの形状は、普通の自転車枠に容易に適用できる。シ
フトレバー、ケーブルなどを要することなく、１０速度
変速器に相当するシフト範囲が得られる。操作は全て自
動的であり、バイクライダの注意を必要としない、この
ことは自転車の重要な安全特性である。可変ピッチプー
リ内のばねを変更すれば、トルク駆動を使用者の能力に
適合した弾性偏力をもつばね６９を装備することにより
、種々のバイクライダの好みに適合して、特別の注文に
沿うことが出来る。また、自転車を操縦するために必要
な緊張を制限することにより、リハビリテーション／訓
練に効果的に使用されよう。以上、本発明は単に１個の
実施例について主に説明されたが、本発明の本質的な技
術的貢献から外れることなしに、種々の変更がなされ得
ることが理解されるべきである。
【図１】新しい可変速度自動トルク変換トランスミッシ
ョンを装備した自転車の側面図。
ョンを装備した自転車の側面図。
【図２】自転車に装備され、詳細が見えるように保護カ
バーを破線で表し、トランスミッションが高トルク低速
自動変換状態にある新しいトランスミッションの部分切
り取り側面図。
バーを破線で表し、トランスミッションが高トルク低速
自動変換状態にある新しいトランスミッションの部分切
り取り側面図。
【図３】トランスミッションが低トルク高速自動変換状
態にある図２と同等な部分切り取り側面図。
態にある図２と同等な部分切り取り側面図。
【図４】トランスミッションの追加の詳細を示す、図２
とは反対側の部分切り取り詳細側面図。
とは反対側の部分切り取り詳細側面図。
【図５】低トルク高速状態における、ばね負荷された可
変ピッチプーリと、内面に歯をもった可変速度のＶ正確
駆動ベルトとの、図３の線５−５に沿う断面を示した部
分切り取り図。
変ピッチプーリと、内面に歯をもった可変速度のＶ正確
駆動ベルトとの、図３の線５−５に沿う断面を示した部
分切り取り図。
【図６】正確駆動ベルトで歯車駆動され、自転車の後輪
を駆動する普通のチェインに連結されたプーリを示す図
４の線６−６に沿う断面を示した部分切り取り詳細図。
を駆動する普通のチェインに連結されたプーリを示す図
４の線６−６に沿う断面を示した部分切り取り詳細図。
【図７】図５のばね負荷された可変ピッチプーリとチェ
イン駆動スプロケット組立体との分解斜視図。
イン駆動スプロケット組立体との分解斜視図。
【図８】新しいトランスミッションを備えた自転車と、
多速度１０シフト変速トランスミッションを備えた自転
車との、同じトルク、時間範囲を通して１シフトについ
てとられたトルク変化比較グラフ。
多速度１０シフト変速トランスミッションを備えた自転
車との、同じトルク、時間範囲を通して１シフトについ
てとられたトルク変化比較グラフ。
１０ 自転車
１１ 枠
１６ 駆動ペダル構造
１９ 可変駆動トランスミッション
３９ 可変ピッチプーリ
３７ ハブ部材
４６Ｒ、４６Ｌ シーブ部材
５２ Ｖベルト
５３ 内面歯
Claims (20)
- 【請求項１】 低速高トルク状態から、連続的に逐次
変化しつつ、低トルク高速セッチングへ変換可能な、変
速自転車の自動トルク変換トランスミッションにおいて
：内歯を有するＶベルトと；トランスミッション支持体
に固定された中心回りに回転し、前記Ｖベルトの内歯と
常に歯車係合している歯付出力プーリと；向かい合った
鏡像をなした斜めの側面シーブを有する可変ピッチプー
リにして、前記Ｖベルトの斜めの側縁と係合し、ハブ部
材の回転位置に回転的に固定され、ハブの長手方向には
、自立的に中心位置に向かわせる弾性的に偏力された向
中心化作用を受けつつ、前後方向に可動である側面シー
ブを有する可変ピッチプーリと；前記シーブ部材に、最
も外側の高トルク低速セッチングと、最も内側の低トル
ク高速セッチングとの間で、互いに近付くように偏力す
るための、ハブ構造の弾性的偏力手段とを有し；前記ハ
ブ部材は、前記可変プーリシーブが、正確な駆動が行わ
れる、最も外側の高トルク低速セッチングにあるときに
、前記Ｖベルトの内歯と係合する外歯面を有し、シーブ
が互いに近付くように移動したときに、速度が無段階に
変化しつつ、そこから、最も内側の低トルク高速セッチ
ングに変換されるようになっており；前記ハブ部材が、
プーリハブと可変プーリハブとの間の短い中心距離と長
い中心距離との間のＶベルトの長さの変化に適応するよ
うに、枢動可能な支持部材に取り付けられており；前記
トランスミッションがさらに、前記可変プーリハブ部材
に、駆動チェインを介して連結された駆動スプロケット
と；該駆動スプロケットに連結された動力駆動手段とを
有するトランスミッション。 - 【請求項２】 前記可変ピッチプーリの前記向かい合
ったシーブ部材が、各シーブ部材とハブ部材との間に設
けたキーによって、ハブ部材と共に回転するように、回
転的に固定された位置に維持されることを特徴とする請
求項１に記載の可変速度自動トルク変換トランスミッシ
ョン。 - 【請求項３】 前記弾力的な偏力装置が、各シーブ部
材に、互いに向き合うように偏力を与える弾力的に圧縮
される多数個のばねを有することを特徴とする請求項１
に記載の可変速度自動トルク変換トランスミッション。 - 【請求項４】 ハブ板が前記ハブ部材の各端に設けら
れており；多数個のばね取り付けピンが各ハブ板に結合
されており；各ばね取り付けピンに搭載されたばねが、
向かい合ったシーブのハブセクションに明けられた穴内
へと延びて、各シーブ部材と、それに隣接するハブ板と
の間で弾力的に圧縮されていることを特徴とする請求項
３に記載の可変速度自動トルク変換トランスミッション
。 - 【請求項５】 シーブをハブ部材に結合する各側のキ
ー手段が、前記Ｖベルトが高トルク低速正確駆動状態へ
移動されたときに、Ｖベルトの内側歯とハブ部材の歯と
の間の歯車係合を妨害することがないように充分短いこ
とを特徴とする請求項２に記載の可変速度自動トルク変
換トランスミッション。 - 【請求項６】 前記可変プーリハブ部材に固定された
前記スプロケット手段が、スプロケット手段のハブ延長
部の設けたフランジを介して、ボルトを用いて、前記ハ
ブ板を通してハブ部材の一端内に固定されることを特徴
とする請求項５に記載の可変速度自動トルク変換トラン
スミッション。 - 【請求項７】 前記可変プーリとスプロケット手段と
が、組立体として、前記枢動搭載部材に回転的に搭載さ
れていることを特徴とする請求項６に記載の可変速度自
動トルク変換トランスミッション。 - 【請求項８】 前記枢動搭載部材が、枢動搭載部材を
ある範囲枢動させることにより駆動チェインの長さ維持
する装置を有していることを特徴とする請求項７に記載
の可変速度自動トルク変換トランスミッション。 - 【請求項９】 前記駆動チェイン長さ維持装置が、一
群の３個のスプロケットを有し、その一つは、第１スプ
ロケット被駆動部材として働き、他の二つのスプロケッ
トはチェインを一定の長さに維持するアイドラとして働
くことを特徴とする請求項８に記載の可変速度自動トル
ク変換トランスミッション。 - 【請求項１０】 前記一群の３個のスプロケットが、
前記チェイン駆動第１スプロケットからの高トルクを加
えるように配置され、チェインの切線方向の力が増大す
るに従い、枢動支持部材が枢動し、可変ピッチプーリと
固定位置プーリとの間の中間距離を増大させることを特
徴とする請求項９に記載の可変速度自動トルク変換トラ
ンスミッション。 - 【請求項１１】 前記トランスミッションが自転車枠
に搭載され；駆動スプロケットが自転車ペダル駆動の駆
動スプロケットであり；動力駆動手段が、自転車ライダ
により駆動される自転車ペダルであることを特徴とする
請求項１０に記載の可変速度自動トルク変換トランスミ
ッション。 - 【請求項１２】 前記歯付出力プーリが、自転車枠に
回転可能に搭載された出力軸に固定され；１個の出力ス
プロケットが前記出力軸に固定され；従来の自転車チェ
インが前記出力スプロケットから前記後輪駆動スプロケ
ットへと延びていることを特徴とする請求項１１に記載
の可変速度自動トルク変換トランスミッション。 - 【請求項１３】 前記トランスミッションが、自転車
枠に搭載され；前記駆動スプロケットが自転車ペダル駆
動の駆動スプロケットであり；前記動力駆動手段が、自
転車ライダにより駆動される自転車ペダルであることを
特徴とする請求項１に記載の可変速度自動トルク変換ト
ランスミッション。 - 【請求項１４】 前記歯付出力プーリが、自転車枠に
回転可能に搭載された出力軸に固定されており；１個の
出力スプロケットが、前記出力軸に固定されており；自
転車が後輪駆動スプロケットを有しており；従来の自転
車チェインが、前記出力スプロケットから前記後輪駆動
スプロケットへと延びていることを特徴とする請求項１
３に記載の可変速度自動トルク変換トランスミッション
。 - 【請求項１５】 前記可変ピッチプーリの向かい合っ
たシーブ部材が、前記各シーブ部材と前記ハブ部材との
間の回転的結合により、ハブ部材と共に回転するように
、回転的に固定された位置に維持されていることを特徴
とする請求項１３に記載の可変速度自動トルク変換トラ
ンスミッション。 - 【請求項１６】 前記シーブをハブ部材に回転的に固
定する手段が、前記Ｖベルトが、高トルク低速の正確駆
動状態へ動かされたときに、前記Ｖベルトの内歯と前記
ハブ部材の歯との間の係合と干渉することがなく；前記
弾力的な偏力装置が、各シーブ部材に、互いに向き合う
ように偏力を与える弾力的に圧縮される多数個のばねを
有しており；ハブ板が前記ハブ部材の各端に設けられて
おり；多数個のばね取り付けピンが各ハブ板に結合され
ており；各ばね取り付けピンに搭載されたばねが、向か
い合ったシーブのハブセクションに明けられた孔内へと
延びて、各シーブ部材と、それに隣接するハブ板との間
に弾力的に圧縮されていることを特徴とする請求項１５
に記載の可変速度自動トルク変換トランスミッション。 - 【請求項１７】 前記可変プーリハブ部材に固定され
た前記スプロケット手段が、スプロケット手段のハブ延
長部に設けたフランジを介して、ボルトを用いて、前記
ハブ板の１枚を通してハブ部材の一端内に固定されるこ
とを特徴とする請求項１６に記載の可変速度自動トルク
変換トランスミッション。 - 【請求項１８】 前記可変プーリとスプロケット手段
とが、組立体として、前記枢動搭載部材に回転的に搭載
されており；前記枢動搭載部材が、枢動搭載部材をある
範囲枢動させることにより駆動チェインの長さ維持する
装置を有していることを特徴とする請求項１７に記載の
可変速度自動トルク変換トランスミッション。 - 【請求項１９】 前記駆動チェイン長さ維持装置が、
一群の３個のスプロケットを有し、その一つは、第１ス
プロケット被駆動部材として働き、他の二つのスプロケ
ットはチェインを一定の長さに維持するアイドラとして
働くことを特徴とする請求項１８に記載の可変速度自動
トルク変換トランスミッション。 - 【請求項２０】 前記一群の３個のスプロケットが、
前記チェイン駆動第１スプロケットからの高トルクを加
えるように配置され、チェインの切線方向の力が増大す
るに従い、枢動支持部材が枢動し、可変ピッチプーリと
固定位置プーリとの間の中間距離を増大させることを特
徴とする請求項１９に記載の可変速度自動トルク変換ト
ランスミッション。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/569,989 US5061224A (en) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | Variable speed bicycle automatic torque converter transmission |
| US569989 | 1995-12-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04230482A true JPH04230482A (ja) | 1992-08-19 |
Family
ID=24277735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3206915A Pending JPH04230482A (ja) | 1990-08-20 | 1991-08-19 | 変速自転車の自動トルク変換トランスミッション |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5061224A (ja) |
| EP (1) | EP0472999A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04230482A (ja) |
| KR (1) | KR920004232A (ja) |
| CN (1) | CN1059692A (ja) |
| CA (1) | CA2049432C (ja) |
| MX (1) | MX9100728A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE19506939B4 (de) * | 1995-02-28 | 2006-09-07 | Intertractor Ag | Antriebsvorrichtung |
| US5676616A (en) * | 1996-03-06 | 1997-10-14 | Shimano, Inc. | Protective cover for a bicycle derailleur |
| US6079726A (en) * | 1997-05-13 | 2000-06-27 | Gt Bicycles, Inc. | Direct drive bicycle |
| FR2791112B1 (fr) * | 1999-03-19 | 2001-06-01 | Colmant Cuvelier | Dispositif de transmission a entrainement mixte |
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| KR100436744B1 (ko) * | 2001-07-03 | 2004-06-22 | 김현수 | 동력분류형 무단변속기 |
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| KR20040008868A (ko) * | 2002-07-19 | 2004-01-31 | 삼성전자주식회사 | 제빵기 및 그 제어방법 |
| CN100358773C (zh) * | 2004-02-27 | 2008-01-02 | 本田技研工业株式会社 | 自行车 |
| GB2430717A (en) * | 2005-10-01 | 2007-04-04 | David Thomson-Wallace | Adjustable circumference bicycle drive pulley |
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| CN101848832A (zh) * | 2007-09-25 | 2010-09-29 | 加布里埃尔·帕迪利亚·奥罗兹科 | 用于交通工具的驱动系统 |
| US7803077B1 (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-28 | Spaude Robert W | Constant torque input infinitely variable automatic transmission |
| JP5531533B2 (ja) * | 2009-09-29 | 2014-06-25 | 三ツ星ベルト株式会社 | 変速プーリおよびこれを用いた自転車用駆動装置 |
| WO2011160307A1 (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Chu Hsin-Kuang | 加挂式可调整脚踏车全自动变速器 |
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| CN104490533B (zh) * | 2015-01-05 | 2016-08-24 | 山东科技大学 | 一种杠杆驱动变速轮椅及其工作方法 |
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