JPH06500970A - 自転車用動力伝達装置 - Google Patents
自転車用動力伝達装置Info
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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。
Description
【発明の詳細な説明】
自転車用動力伝達装置
技酉分野
本発明は自転車用動力伝達装置(トランスミツシラン)に間し、より詳しくは、
スプロケットが比較的大きな力を受けているときでもチェーンをスプロケット間
でシフトできる自転車用シフト機構に関する。
3房曵宜量
サイクリング時に、成る直径のスプロケットから他の直径のスプロケットに効率
的に且つ高速でシフトする必要性が長い間考えられている。大多数のシフト方法
は、隣接するスプロケットのコグ(歯)がチェーンをキャッチするまで(このキ
ャッチによりチェーンがスプロケットの周囲に掛けられるようになる)、保持ス
プロケット上のチェーンに、隣接スプロケットすなわち受入れスプロケットに向
かう力を付与する標準形デレーラ(多段変速機)の方法である。
しかしながら、従来技術によるこれらのデレーラは、全シフト工程を通じて確実
伝導連結を維持できない点で不完全であることが実証されている。すなわち、シ
フトの間、チェーンは2つのスプロケット間のギャップを架橋しなければならず
、従って全有効スプロケット径を維持することはできない6通常の作動条件下で
は、一般に、デレーラのシフト機構は、チェーンによりスプロケットに作用する
トルクを低下させて、チェーンが一方のスプロケットから他方のスプロケットに
ジャンプできるようにする必要がある。従って、従来の自転車用デレーラでは、
スプロケットに比較的大きな力が作用しているときにチェーンを異なるスプロケ
ットにシフトすることはできない。
米国特許第4.127,038号には、保持スプロケットと受入れスプロケット
とを整合させるべく静止セクタに対して枢動できるヒンジ形揺動セクタを備えた
スプロケット組立体が開示されている。チェーンは、最初に保持スプロケットと
受入れスプロケットとの間のギャップをクロスすることなく、受入れスプロケッ
トにより直ちにピックアップされる。この形式のスプロケット組立体は、揺動セ
クタがその通常位置に戻る前にチェーンがシフト工程を通して係合する全スプロ
ケット径をを効に与える。
米国特許第4,580,997号及び第4.894,046号には、米国特許第
4,127,038号に開示されたスプロケット組立体と同様のスプロケット組
立体に関連して使用されるスプロケットセレクタ装置が開示されている。スプロ
ケット組立体が車輪と共に回転するとき、揺動セクタから外方に延びた爪が制御
ユニットを通過する。成るスプロケットから他のスプロケットにシフトすべく、
制御ユニットが、爪及び揺動セクタを静止セクタ上の受入れスプロケットの方向
に偏向させると、揺動セクタの保持スプロケットが受入れスプロケットと整合し
、チェーンがシフトされるまで偏向位置に維持される。
これらのスプロケットシフト組立体は、標準形デレーラを使用するときのように
、保持スプロケットと受入れスプロケットとの間のギャップを横切ってチェーン
を斜行させる力を加えることはない、上記スプロケットシフト組立体の大きな利
点は、スプロケット組立体が比較的大きなトルクを受けているときでも、自転車
のライダが成るスプロケットから他のスプロケットに容易にシフトできることで
ある。これらのスプロケットシフト組立体の他の利点は、最小量のエネルギで揺
動セクタの枢動(従って、成るスプロケットから他のスプロケットへのチェーン
のシフト)ができることである。
しかしながら、上記スプロケット組立体の使用において、幾つかの問題が生じて
いる。第1は、制御ユニットがスプロケット組立体に近接して配置されているた
め、自転車のフレームから車輪/後スプロケット組立体を取り外すときに生じる
問題である。制御ユニットは、爪が制御ユニットを確実に貫通するように、スプ
ロケット組立体に充分近接させて自転車のフレームに取り付けなくてはならない
、伝統的に、車輪/後スプロケント組立体を取り外すには、自転車のフレームか
ら制御ユニットを完全に取り外して車輪/後スプロケット組立体用の間隙を与え
る必要がある。
第2の問題は、シフトしないときに干渉することなく爪が受け入れられるように
するには、前後のスプロケット組立体の制71ユニ、トすなわちスプロケットセ
レクタを微調節しなければならないことである。従来の取付は構造では制御Bユ
ニフトを自転車のフレームに組み付ける前に調節を行う必要があるため、微調節
を行うことは伝統的に困難である。従って、制御ユニットを調節する人が、調節
が悪いと考えるとき、又は制御ユニットの取外しの度毎に該制御ユニットがスプ
ロケット組立体に対して正確に同じ位置に取り付けられないときには、その調節
工程は煩わしい試行錯誤工程となる。
第3の問題は、これらの従来のスプロケット組立体が多数の可動部品を有してい
るため、いかにしてスプロケット組立体の種々の部品間に力を分配させるかの決
定が困難なことである。全体としてV形の揺動セクタは静止セクタに対してヒン
ジ側の回りで枢動するため、揺動セクタの殆どの変位はスプロケット組立体の周
囲で生じる。ヒンジ連結側に比べ分断側で静止セクタにより荷重を除去するもの
とすると、分断側における揺動セクタの周囲は、少なくとも静止セクタの周囲の
最極端位置における厚さと同し厚さにしなければならない、もちろん、スプロケ
ット組立体の厚さの増大は自転車の重量を増大させることになり、スプロケット
組立体の製造を困難にする。
また、上記スプロケット組立体はデレーラ以外の手段によりシフトされるため、
チェーンがスプロケット間でシフトされるときにチェーンに張力を維持できる装
置が必要になる。また、いつでもスプロケットの周囲にチェーンが掛けられた状
態に維持する装置も必要になる。
これまでにも、チェーンループの下側と係合させてチェーンを持ち上げ、スプレ
ームに連結し且つ反対側の端部にシッフキーホイールを回転可能に連結すること
によりチェーンの張力を維持し且つスプロケット組立体の周囲にチェーンが掛け
られた状態を維持する試みがなされている。しかしながら、この構造はうまくい
かないことが実証されている。なぜならば、通常の作動条件下でもロンドが過度
に弾んでしまい、これにより、チェーンに弛みが生じ、スプロケットからチェー
ンが外れてしまうからである。
旦朋Ω!約
従って本発明の目的は、スプロケット組立体が比較的大きなトルクを受けている
ときでもチェーンをシフトできるスプロケット組立体を提供することにある。
本発明の他の目的は、保持スプロケットの周囲にできる限り長いチェーンが掛け
られた状態に維持する装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、チェーンがスプロケット間でシフトされるときにチェーン
の弛みを除去する装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、チェーンがスプロケット間でシフトされるときに、チェー
ンに追従してチェーンの弛みを除去し且つ成るスプロケットから他のスプロケッ
トにチェーンを押し付けるのではなく保持スプロケットの周囲に掛けられた状態
にチェーンを維持する装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、スプロケット組立体を干渉なくして自転車のフレームから
取り外すことができるようにするため、スプロケットセレクタをスプロケット組
立体から離れる方向に移動させる手段を提供することにある。
本発明の他の目的は、スプロケット組立体の爪の経路と一致するようにセレクタ
が自転車のフレームに取り付けられた後に、スプロケットセレクタを微調節する
手段を提供することにある。
本発明の他の目的は、揺動セクタから静止セクタに効率的に力を伝達できる構造
を備えたスプロケット組立体を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、経済的に製造でき且つ比較的軽量なスプロケット組立
体を提供することにある。
本発明の上記目的並びに他の目的は以下に述べる詳細な説明から明らかになるで
あろう、また、これらの目的は、自転車のフレームに対して回転可能に連結され
たスプロケット組立体と、該スプロケット組立体のスプロケットの周囲に掛けら
れたチェーンと、スプロケット組立体に、チェーンを成るスプロケットから他の
スプロケットにシフトさせるためのスプロケットセレクタと、後輪及びスプロケ
ット組立体を自転車のフレームから取り外すことができるようにセレクタをスプ
ロケット組立体から層れる方向に引っ込めることを可能にする、スプロケットセ
レクタを自転車のフレームに取り付けるスライドブラケットと、各スプロケット
組立体に連結された爪の経路に一致するようにスプロケットセレクタを微調節り
長いチェーンが掛けられた状態を維持する補償器とを存する自転車用動力伝達装
置により達成される。
本発明のスプロケット組立体は、自転車の車軸に連結される静止セクタであって
全体としてV形の開口を形成している静止セクタと、V形量口のヒンジ連結側で
静止セクタにヒンジ連結された、前記V形量口に対応するV形の揺動セクタとを
有している。前記V形量口内で、複数の荷重支持フランジが静止セクタから半径
方向外方に延びており、チェーンから揺動セクタに伝達される荷重を除去する。
凹皿q匿単星脱呵
第1図は、本発明の動力伝達装置を備えた自転車を示す斜視図である。
第2図は、補償器、調節ブラケット及びスライドブラケットを備えた本発明のス
プロケットシフト組立体を示す斜視図である。
ラケットを備えた後スプロケット組立体用のスプロケットセレクタを示す分解斜
視図である。
第5図は、第4図の5−5&lに沿う二重プレート形調節ブラケットの側断面図
である。
第6図は、補償器を備えた本発明のスプロケットシフ)&[立体の端面図である
。
第7図は、チェーンが外側スプロケットのf@囲に掛けられたスプロケットシフ
ト組立体を示す側面図である。
第8図は、チェーンが第2中闇スプロケツトの周囲に掛けられたスプロケットシ
フト組立体を示す側面図である。
第9図は、荷重支持面を露出させるべく静止セクタから揺動セクタを分離させ第
11図は、静止セクタに枢着された揺動セクタを示す本発明のスプロケット組立
体の部分斜視図である。
第12図は、本発明の補償器、ジヲンキーホイール及び補償器取付はブラケット
の別の実施例を示す拡大斜視図である。
第13図は、スライドブラケット及び補償器取付はブラケットを自転車のフレー
ムに固定するためのフレーム取付はブラケットの別の実施例を示す斜視図であ第
14図は、テンシゴンアームの別の実施例を示す側面図である。
第15図は、第14図のテンソヨンアームを示す端面図である。
第16図は、前スプロケット組立体用のスプロケットセレクタ及びこれに対応す
る調節ブラケットの拡大側面図である。
第17図は、第16図の前スプロケットセレクタ及び調節ブラケットを示す平面
図である。
第18図は、第17図の18−18線に沿う前スプロケットセレクタ及び調節ブ
ラケットの側断面図である。
第19図は、第16図の前スプロケットセレクタ及び調節ブラケットの一部を示
す背面図である。
第20図は、第16図のスプロケットセレクタ及びtJiMブラケフトの後部を
示す斜視図である。
第21図は、第14図の前スプロケットセレクタ及び前スプロケット組立体を示
す一部を破断した斜視図である。
とを意図したものである。
第2図には後スプロケット組立体16の好ましい実施例が示されており、該後ス
プロケット組立体16は、補償器20と、後スプロケットセレクタ42と、二重
プレート形調節ブラケット46と、スライドブラケット4日と、取付はブラケッ
ト60とを有している。後スプロケットセレクタ42は更に、自転車10の後車
軸24に連結された静止セクタ22と、該静止セクタ22にヒンジ連結された揺
動セクタ26とを有している。静止セクタ22及び揺動セクタ26は、大形の外
側スプロケット28と、第1中間スプロケット30と、第2中間スプロケット3
2と、内側スプロケット34とからなる複数のスプロケットを有している。チェ
ーン18がスプロケット間でシフトされていないときは、静止セクタ22と揺動
セクタ26とが整合した状態に維持されており、このため各スプロケットは単一
平面内にある360″″の外径を有する。第2図の実施例には直径の異なる4枚
のスプロケットが示されているけれども、本発明はこれより多い(又は少ない)
枚数のスプロケットをもつスプロケット組立体にも等しく通用できることは理解
されよう。
静止セクタ22には全体止してV形の開口領域が形成されており、該開口領域内
には対応するV形影状をもつ揺動セクタ26が取り付けられている。V形量口(
第9図〜第11図に詳細に示しである)は、静止セクタ22のヒンジ連結側36
と分断側38とにより形成されている。1動セクタ26の外側スプロケット28
から半径方向外方に爪40が延びている。この爪40は円形経路内で移動し且つ
スプロケットの平面に対して横方向に偏向されて、静止セクタ22に対して揺動
セクタ26を枢動させ、チェーン18を保持スプロケットから受入れスプロケッ
トにシフトさせる。
第2図に示すように、スプロケットセレクタ42は後スプロケット組立体I6に
近接して自転車のフレーム12に取り付けられており、チェーン!8を成るスプ
ロケットから他のスプロケットにシフトさせる。スプロケットセレクタ42は弧
状の爪ガイドハウジング44を有しており、該ハウジング44の弧は爪40の円
形経路に一致する。爪ガイドハウジング44は、爪40がハウジング44を通過
できるようにスプロケット組立体16に充分近接させて配置しなければならない
が、ハウジング44がスプロケット組立体16の回転に干渉するほど近接させて
取り付けてはならない、スプロケットセレクタ42は、爪ガイドハウジング44
の位置を微調節する二重プレート形調節ブラケット46を介してフレーム12に
連結される。調節ブラケット46はスライドブラケット4Bに連結され、該スラ
イドブラケット48は更に自転車のフレーム12に取り付けられる。第2図に示
した上記各エレメントについては、後でより詳細に説明する。
補償器20は、全体として、手前側端部及び先端側端部をもつ関節形アーム50
からなり、手前側端部はスライドブラケット48に枢着され、先端側端部にはテ
ンションアーム56が枢着されている。関節形アーム50の先端側端部にはジョ
ツキ−ホイール52も連結されており、該シッフキーホイール52はチェーン1
日と係合して、特定のスプロケットの周囲にできる限り長いチェーン1Bが掛け
られるように維持する。ジョツキ−ホイール52及びばねハウジング54に隣接
して、関節形アーム50の先端側端部にはテンションアーム56が連結されてい
る。関節形アーム50とは反対側のテンションアーム56の端部にはテンション
ホイール58が回転自在に連結されている。ばねハウジング54内には、関節形
アーム50から離れる方向にテンションアーム56を押圧し且つ補傷器20を全
体として上方に押圧する手段が収容されており、該手段は、補償器20がチェー
ン18に追従し且つスプロケット間でのチェーン18のシフトにより生じるあら
ゆる弛みを除去する。
第3図には、補償器20の一実施例が分解斜視図として示されている。補償器2
0の関節形アーム50は、取付はブラケット60を介して自転車のフレーム12
(第4図)に取り付けられる。ねじ端部を備えた垂直ピン62が関節形アーム5
0の手前側端部で上方に延びており、垂直ビン62にはダストカバー64が挿入
されている。垂直ビン62は関節形アーム50を水平面内で自由に枢動できるよ
うにする。ピン62の端部は取付はブラケット60に形成された孔66に挿通さ
れ、ねしナツト6日により所定位置に固定される。
上方の平行四辺形リンク70及び下方の平行四辺形リンク72が関節形アーム5
0の手前側端部に連結されており、スプロケットの平面に対して平行にジョツキ
−ホイール52を維持し且つジョツキ−ホイール52がチェーン18をスプロケ
ットからスプロケットに追従させることを可能にする。上方の平行四辺形リンク
70は、ピン76により関節形アーム50の手前側端部にヒンジ連結された上方
のベースアーム74と、ピン80により関節形アーム50の先端側端部にヒンジ
連結された上方の延長アーム7日とからなる。上方の延長アーム78には長いス
ロット82が形成されている。このスロット82は上方のベースアーム74に対
して延長アーム78が移動できるようにして上方の平行四辺形リンクの長さを変
え、必要に応じて、所与のスプロケットに対してジョツキ−ホイール52を所定
位置に適正に位置決めする。上方のベースアーム74及び上方の延長アーム78
は、第3図に示すナンド及びボルト構造により一体に連結されている。
下方の平行四辺形リンク72も、上方の平行四辺形リンク70と本質的に同様に
組み立てられる。下方のベースアーム84は、ピン86を介して関節形アーム5
0の先端側端部にヒンジ連結されている。下方の延長アーム88は、ピン90を
介して関節形アーム50の手前側端部にヒンジ連結されている。上方の平行四辺
形リンク70と同様に、下方の延長アーム88も長いスロット92を備えている
。該スロット92は、下方のベースアーム84に対して下方の延長アーム88を
移動可能にして、下方の平行四辺形リンク72を適当な長さに調節できるように
する。下方のベースアーム84も、第3図に示すように、スロット92を通るナ
ツト−ボルト連結により下方の延長アーム88に連結される0以上、関節形アー
ム50の好ましい実施例について説明したが、平行四辺形リンクを含む関節形ア
ーム50の上記特定の構成方法及び組立て方法は、当業者の知識に従って変更で
きることを理解すべきである。
下方の延長アーム88のピン90にはレバーばね94が回転自在に連結されてお
り、該レバーばね94は上方の平行四辺形リンク70と下方の平行四辺形リンク
72との間に配置されている。このレバーばね94は平行四辺形リンクを上方に
押圧してシッフキーホイール52がチェーン18と係合するように押し付ける。
また、このレバーばね94は平行四辺形リンクに関連して作用し、ジツンキーホ
イール52をスプロケットの平面に対して平行に維持する。しかしながら、レバ
ーばね94の使用は任意であり、本発明を実施するための絶対的な条件ではない
。
関節形アーム50の先端側端部には、拡大円形ヘッド98及び周方向スロット1
00を備えた円筒状のボタン連結部96が一体に形成されている。ボタン連結部
96上にはコイルばねハウジング54が挿入される。また、周方向スロット10
0内には止めねじ102を螺入してばねハウジング54を関節形アーム50に固
定連結することができる。同様な連結形式を関節形アーム50の手前側端部に使
用することもできる。ボタン連結部96ばばねハウジング54を関節形アーム5
0に連結する1つの方法ではあるが、例えば溶接又は他の永久連結手段を用いて
ハウジング54を固定することもできる。
ばねハウジング54には小さい円筒状の孔104が形成されており、該孔104
には連結ボルトを通してテンションアーム56を関節形アーム50の先端側端部
に固定できる。また、ばねハウジング54には底部108を備えた大きな孔(図
示せず)が形成されており、この孔内にはコイルばね110が挿入される。コイ
ルばね210は反対方向に延びた端部112を有している。これらの端部112
は別のキャビティ内に挿入されて、補償器20が作動するときにばねハウジング
54に対してコイルばね110が回転することを防止する。コイルばね110は
、補償器20に上方の押圧力を与える基本手段であり且つ唯一の手段である。ま
た、コイルばね110は関節形アーム50から離れる方向にテンションアーム5
6を押圧して、チェーン18に張力を維持し且つスプロケットの周囲にチェーン
18を掛ける働きをする。
テンシぢンアーム56はダストカバー116を有して右り、該ダストカバー11
6内にコイルばね110の一端が収容される。ダストカバー116ばばねハウジ
ング54の一端上に配置され、ばねに異物が侵入しないようにする。プレート5
6aはコイルばね110を所定位置に保持する。ダストカバー116により包囲
されるテンションアーム56の部分には孔118が形成されており、咳孔118
には連結ボルト106が挿入されて関節形アーム50に対してテンションアーム
56を回転可能に取り付ける。テンションアーム56は1対のプレート56a、
56bからなる。これらのプレート56a、56bは互いに平行に並んで延びて
おり、これらのプレートの一端は関節形アーム50に連結され且つ他端にはテン
ションアーム56を回転自在に取り付ける手段が設けられている。
連結ボルト106は、ばねハウジング54、コイルばね110、プレート56a
、テンションホイール58に通されて、プレート56bに形成されたねじポア1
20に螺着され、関節形アーム50の先端N端部を一緒に固定する。
再び第1図及び第2図に戻り、チェーン18が前スプロケット組立体14を離れ
ると、チェーン18は、テンションホイール58の周囲に掛けられ、両プレート
56a、56bの間を通り、シッフキーホイール52及び後スプロケット組立体
16の周囲を通って、最終的に前スプロケット組立体14の周囲に戻される。
今、第6図を参照すると、補rjI器20は、スプロケットと、チェーン18と
、ジョツキ−ホイール52との間にいかなるギャップも存在しないように、外側
スプロケット28に対してチェーン18を確実に保持する。すなわち、シッフキ
ーホイール52と保持スプロケットとの間には、いかなるリードチェーンも存在
しない。平行四辺形リンク及び垂直ビン62は、ジョツキ−ホイール52がいつ
でもスプロケットの平面と平行な平面内に維持されるようにする。第6図に実線
で示すように、ジョツキ−ホイール52は外側スプロケット28と同じ垂直平面
内にある。チェーン18が内側スプロケット34(仮想線で示しである)にシフ
トダウンされると、補償器20が自動的にチェーン18に追従し、これによりジ
ョツキ−ホイール52はチェーン18と連続的に係合した状態に維持される。チ
ェーン18自体はジョツキ−ホイール52に対して横方向の安定性を付与し、チ
ェーン18とジョツキ−ホイール52とが係合した状態を維持する。チェーン1
8が小さな内側スプロケット34を含むいずれかのスプロケットに掛けられると
き、平行四辺形リンク及び垂直ビン62は、シッフキーホイール52及びテンシ
ョンホイール58をスプロケットの平面に対して平行に維持する。
第7図及び第8図は、チェーン18が成るスプロケットから他のスプロケットに
シフトされるとき、関節形アーム50がテンションアーム56に対して如何に移
動するかを示している。第7図は、巻付けに長いチェーン18を要する外側スプ
ロケット28の周囲に掛けられたチェーン18 (仮想線で示す)を示す、この
状態では、ばねハウジング54内のコイルばね110(図示せず)の力に抗して
テンションアーム56が関節形アーム50の方向に移動され、テンションホイー
ル5日と前スプロケット組立体14(第1図)との間の距離が短くなっている。
従って、チェーン18が外側スプロケット28の周囲に掛けられるときには、関
筒形アーム50とテンシランアーム56との間に小さな角度(θ)が形成される
。
第8図は、内側スプロケット34の周囲に掛けられたチェーンL 8 (仮想線
”i:’示す)を示す、この位置においては、ばねハウジング54内のコイルば
ね110(図示せず)によりテンシランアーム56が関節形アーム50に対して
回転されて、関節形アーム50とテンシランアーム56との間に大きな角度(θ
)が形成され、これにより大径のスプロケットから小径のスプロケットへのシフ
トにより生じるチェーン18の弛みが除去される。
補償器20及びスプロケットセレクタ42を取り付ける取付はブラケット60は
、第4図及び第5図に示すように、機械ねじ126により自転車のフレーム12
に固定される。取付はブラケット60は更に1対のボルト122を有しており、
該ボルト122はスライドブラケット4日を自転車のフレーム12に固定すべく
取付はブラケγトロ0から下方に延びている。ボルト122はスライドブラケッ
ト48の長いスロット124に挿通され、これらのボルトに対応するナツト(図
示せず)によりフレーム12に固定される。
後スプロケットセレクタ42は、スライドブラケット48を介して自転車のフレ
ーム12に取り付けられる。長いスロット124が設けられているため、スプロ
ケットセレクタ42の全体を、爪40及び後スプロケット組立体16に近接させ
て(及びこれらから離して)位置決めでき、これにより、スプロケットセレクタ
42と干渉することなく、自転車の車輪及びスプロケット組立体16を自転車の
フレームから取り外すことができる。スプロケットセレクタ42は、ソフトが行
われない通常の作動時に、爪40が爪ガイドハウジング44のスロット128を
遣る円形経路内を移動するように位置決めされなくてはならない、従って、スプ
ロケットセレクタ42に対する微調節は、−aに、爪ガイドハウジング44を適
正に位置決めするのに必要とされる。最初の取付は時に、取付はブラケット60
に対してスライドブラケット48を移動させるのに位置決めねじ125を使用で
きる。その後、位置決めねじ125は、スライドブラケット48を引っ込めたり
後で再位置決めするときの基準点として機能する。
爪40が干渉することなくスロット128を通過できるようにするため、二重プ
レート形調節ブラケット46が設けられている。スライドブラケット48の垂直
延長部131に挿通されてプレート46aに螺着されるアレンヘッド機械ねじ1
30により、1対のプレート46a、46bが一体に連結される。ねじ130と
垂直延長部131との間には弾性ワッシャが配置され、アレンヘッド機械ねじ1
30を緊締状態に維持する。
第5図に示すように、二重プレート形Ui1節ブラケット46は、爪ガイドハウ
ジング44に螺着される端部を備えた調節ねじ134の球状へラド135を収容
する0球状へラド135は、調節ねじ134が調節ブラケット46内で回転でき
るようにすると同時に、調節ねじ134のねじ端部が爪ガイドハウジング44の
位置を調節できるようにする。調節ブラケット46の主な利点は、スプロケット
セレクタ42が自転車のフレーム12に取り付けられた後に、爪ガイドハウジン
グ44を微tJi節できることである。
スプロケットセレクタ42はまた垂直ねじ139を有しており、該垂直ねじ13
9はスライドブラケット48の水平延長部138に形成されたスロット136に
挿通されて、爪ガイドハウジング44の位置を調節する。ひとたび適正な位置決
めがなされたならば、対応するナツト(図示せず)により垂直ねじ139をスロ
ット136内で固定する。
第9図〜第11図に示すように、本発明はまた、荷重支持面140.142.1
44を備えた複数のフランジを存しており、該フランジはスプロケット組立体1
6の静止セクシヨン(静止セクタ)22から延びており、チェーン18により伝
達された揺動セクタ26の荷重を静止セクタ22に伝達する。第9図に示すよう
に、静止セクタ22には、ヒンジ連結側3Gと分断側38とにより境界が形成さ
れた全体としてV形の開口が形成されている。
V形開口の領域内では、荷重支持面が各スプロケットの静止セクタ22から外方
に延びている。すなわち、外側スプロケット28に対応する荷重支持面140と
、第1中間スプロケット30に対応する第1中間荷重支持面142と、第2中間
スプロケット32に対応する第2中間蒲重支持面144とである。内側スプロケ
ット34は360°に亘る連続リングであるので、内側スプロケット34には荷
重支持面は不要である。
第9図に示すように、揺動セクタ26には、外側荷重支持面140に対応する外
側保合面146と、第1中間荷重支持面142に対応する第1中間保合面148
と、第2中間荷重支持面144に対応する第2中間保合面150とが設けられて
いる。
各荷重支持面140.142.144は、分断側38の平面に対して平行に延び
ている。荷重支持面140.142.144は半径方向長さが比較的短く、従っ
て短いモーメントアームが形成されるため、チェーン18により揺動セクタ26
に伝達されるトルクの大きさに耐えるのに不必要な厚さにする必要はない。
一般に、荷重支持面140.142.144は揺動セクタ2Gの荷重の大部分を
受け、ヒンジ連結側36及び分断側38に作用する荷重を緩和する。
第10図に示すように、静止セクタ22の両側面には、揺動セクタ26の一部と
係合するためのばねクリップ152が連結されており、該ばねクリップ152は
、揺動セクタ26によりチェーン18が別のスプロケットにシフトされた後、揺
動セクタ26をその通常の位置に自動的に戻して静止セクタ22と整合させる。
第1I図には、揺動セクタ26のスプロケットを枢着するリンク部材154.1
56.158が示されている。これらのリンク部材154.156.158はス
プロケット間の間隔を維持し且つヒンジ連結側36の回りでの揺動セクタ26の
移動範囲を制限する。
第9図から第11図に示す荷重支持面140.142.144の位置は、チェー
ン18により伝達された荷重を、揺動セクタ26のヒンジ連結(lII36又は
分断側38が受けるのではなく、静止セクタ22が受けることを可能にする。も
しもこれらの荷重支持面が静止セクタ22の分断側38に配置されているものと
すると、揺動セクタ26の周囲の幅は、小径のスプロケットから大径のスプロケ
ットへのシフトに必要とされる全関節運動範囲と同等に広くしなげればならない
、大径のスプロケットから小径のスプロケットへのシフトでは、ヒンジに荷重が
作用しない、従って、荷重支持面を静止セクタ22の中心軸線に近接して配置で
きるためスプロケットを単一幅で製造でき、従って、揺動セクタ26の全関節運
動範囲に相当する周囲厚さをもつスプロケットよりも安価に製造できる。
第12図は、補償器220の別の実施例を示す分解斜視図である。補償器220
の関節アーム250が、補償器取付はブラケット260により自転車のフレーム
12(図示せず)に取り付けられる。関節形アーム250の手前側端部の上面及
び下面からは垂直枢着ビン262が垂直方向に延びており、該枢着ビン262は
取付はブラケット260の孔263内に受け入れられる。枢着ピン262は、関
節形アーム250が水平方向に枢動できるようにする。補償器取付はブラケット
260は、孔269を介して自転車のフレーム12に固定される。
上方の平行四辺形リンク部材270及び下方の平行四辺形リンク部材272は関
節形アーム250の手前側端部に連結されており、シフト中は常時、ジョツキ−
ホイール252をスプロケットの平面に対して平行な方向に整合した状態に維持
するl!能を有している。これにより、シッフキーホイール252が、チェーン
18 (図示せず)をスプロケットからスプロケットへと追従させることができ
且つチ五−ン18に生じるあらゆる弛みを除去できる。上方の平行四辺形リンク
部材270はビン276により関節形アーム250の手前側端部にヒンジ連結さ
れ且つビン280により関節形アーム250の先端側端部にとンジ連結される。
一実施例においては、これらの両ビン276.280は、チェーン18をスプロ
ケット間でシフトするのに必要な角度に相当する平面に沿ってリンク部材270
が枢動できるようにする。リンク部材270の長さは、所与のスプロケットに対
してシッフキーホイール252を適正に位置決めするのに要する関節運動範囲に
従って一定に定められる。
下方の平行四辺形リンク組立体272ば、枢着ピン286を介して関節形アーム
250の先端側端部にヒンジ連結された下方のベースアーム284を有している
。下方の延長アーム288は、枢着ピン290を介して関節形アーム250の手
前側端部にヒンジ連結される0両ビン286.290は、チェーンをスプロケッ
ト間でシフトさせるのに要する角度に従って、平行リンク組立体272が一平面
内で回転できるようにする。下方のベースアーム284は長いスロット292を
有している。該スロット292内には下方の延長アーム288が挿入され、該延
長アーム28Bはスロット292内で摺動し且つ下方のベースアーム284に対
して移動できる。この移動により、必要な垂直運動範囲に従って、下方の平行四
辺形リンク272を適当な長さに調節できる。第12図に示すように、下方のベ
ースアーム284の長さは、調節ねじ293により下方の延長アーム288に対
して変化される。
下方の延長アーム288のピン290にはレバーばね294が回転自在に連結さ
れており、該レバーばね294は上方の平行四辺形リンク部材270と下方の平
行四辺形リンク部材272との間に配!される。レバーばね294の目的は第3
図の実施例に関連して前述したものと同じである。
補償器取付はブラケット260はまた、該ブラケット260を完全に貫通するね
じ264を有している。このねじ264の目的は、関節形アーム250の水平移
動範囲をU!4節することにある0例えば、小さな関節運動範囲を望む場合には
、ねじ264が孔263の方向に突出する長さが増大するようにねじ264を回
転する。極端な関節運動時には、関節形アーム250の手前側端部内にジャーナ
ル支持されたポケット267がねじ264と係合する。ポケット267は、スプ
ロケット間でチェーン18をシフトさせるのに要する角度に相当する平面からジ
ョツキ−ホイール252が飛び出ないようにする障害物として機能する。関節運
動範囲は、チェーンがスプロケット組立体から完全に外れてしまうことがないよ
うにするため、内側スプロケット34の水平方向位置を超えないように設定でき
る。
本発明の他の特徴は、1対の取付は孔282を備え且つ孔283に介して関節形
アーム250の手前側端部に取り付けられる停止片(ストッパ)278にある。
このストッパ278は上方の平行四辺形リンク部材270と係合して関節形アー
ム250の上方への移動範囲を制限する。これにより、ストッパ278はジョツ
キ−ホイール252の垂直方向への過度の移動を防止する(ストッパ278が存
在しないと、ジ97キーホイール252が、内側スプロケットの垂直位置を越え
て垂直方向上方に移動してしまうことがある)。
止めねし264と停止片278との組合せにより、チェーン18の垂直方向及び
水平方向の移動が制限され、これによりチェーン18は1つのスプロケットの周
囲に掛けられた一定状態に維持される。これにより、チェーン18の垂直方向へ
の過度の移動、成るスプロケットから他のスプロケットへの不可避的スキンピン
グ、及びスプロケットからの完全な外れが防止される。
ジョツキ−ホイール252は、該ホイール252の最外周部と、該ホイール25
2の回転軸線との間に位置する環状挾り部255を有している。決り部255は
衝撃吸収能力を付与し、これにより、ホイール252からのチェーン18の跳ね
上がり及び跳ね下がりが防止される。挾り部255は衝撃をうけたときに撓み(
すなわち「皿状」になり)、これにより衝撃が有効に吸収される。シッフキーホ
イール2520反対側には幅広の肩部257が設けられており、該肩部257も
、チェーン18がジョツキ−ホイール252の歯に掛けられた状態を維持するこ
とを補助する。
第13図はフレーム取付はブラケット261の別の実施例を示すものであり、該
フレーム取付はブラケット261は、自転車のフレーム12に取付はブラケット
260 (第12図)を固定するための取付はブラケソ)260の孔269に相
当する取付けねじ222を備えている。このフレーム取付はブラケット261に
よりスライドブラケット48(第4図)もフレーム12に固定され、ブラケット
48は、フレーム取付はブラケット261とブラケット260との間で取付けね
じ222によりサンドインチされる。
第14図及び第15図は、ジ−17キーホイール252及びテンションアーム2
56の別の実施例を示している。シッフキーホイール252の一方の側面には複
数の螺旋状隆起部(ヘリカルリンジ) 160が形成されている。これらの隆起
部160は、チェーン18(図示せず)がシッフキーホイールから外れた場合に
チェーン18をシッフキーホイール252上に押し戻すことができるように湾曲
している。取付は箇所163において、テンシランアーム256にはデフレクタ
ガード162が連結されており、該デフレクタガード162は、隆起部160と
協働してチェーン18が外れたときにこれを再び掛は戻す機能を有している。更
に、デフレクタガード162は、チェーン18がシッフキーホイール252とテ
ンションアーム256との間に食い込むことを防止する(この食い込みによりチ
ェーンが切れることがある)。
第16図〜第21図には、本発明の別の特徴である、前スプロケットセレクタ1
66を自転車のフレーム12に固定する取付はブラケット172が示されている
。前スプロケット組立体14(第1図)は、ペダル軸164を介して自転車のフ
レーム12に固定される。前スプロケットセレクタ166は、シフトが行われな
いときに、経路168内を移動する爪170(第21図)が、妨げられることな
くスプロケットセレクタ166のスロット168を通過できるようにフレーム1
2に連結されなくてはならない、この形式の前スプロケ7)セレクタは米国特許
第4,894,046号に開示されており、該米国特許はその全体を参考として
本発明の開示に導入する。
前スプロケットセレクタ166の適正な調節は、ペダル軸の軸線164に関して
半径方向及び横方向(第16図に示すように紙面に垂直な方向)に行わなくては
ならない、スプロケットセレクタの経路168の半径方向の配向は、ペダル軸1
64の回りにブラケット172を取り付けることにより主として確立される。
ブラケフH72の垂直突出片175はペダル軸ハウジング176の対応する孔内
に挿入され、ブラケット172を適正に配向する。半径方向の微調節は半径方向
調節ねし178により行う。
横方向の調節に関して説明すると、セレクタ166は、ブラケット172の横方
向チャンネル182内に挿入される鳩尾状延長片180を介してブラケ7)17
2に連結される(第16図及び第19図参照)、鳩尾状延長片180には横方向
の調節ねじ184が螺入されており、該調節ねじ184はスプロケットセレクタ
の横方向位置を調節する。
1対の取付はスタンド186 (第16図に破線で示しである)は、スプロケッ
トセレクタ166を自転車のフレーム12に対して着脱自在に固定できるように
する。従って、ペダル軸164からブラケフ)172を取り外す必要なくして、
スプロケットセレクタ166を取り外して補修できる。チェーン18が突然内側
に外れることを防止するチェーンガード188がねじ190.192によりブラ
ケット172に取り付けられ、該チェーンガード188は、通常、スプロケット
セレクタ166を取り外す前に取り外さなくてはならない、調節ブラケ7)の主
な利点は、最初に前スプロケットセレクタ166を確実にフレーム12に固定で
き、次に調節を行って爪170が妨げられることなく爪経路168を通り得るよ
うにできることである。これにより、スプロケットセレクタ166をフレーム1
2に取り付ける前にスプロケットセレクタ166を予備調節する必要性、従って
さもなくば必要になる煩わしい試行錯誤をなくすことができる。かくして、前爪
170の経路に一致させるべく調節する確実で信幀性のある効率的手段が提供さ
れる。
以上、本発明の好ましい実施例を図示し且つ説明したが、当業者には、本明細書
において説明した原理から進展することなく種々の変更が可能であることは理解
されよう、従って、本発明は、図面に示した特定実施例に限定されるものではな
い。
l4
rsa謹査謹告報告 1+rT/IIc Ql/nにQ4ftOrT/lIC0
11ncOAA
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IT、LU、NL、SE)、AU、BR,CA
、FI、JP、N。
(72)発明者 ブラウニング マーク ニスアメリカ合衆国 ワシントン州
98101シアトル 602 サード アベニュー
Claims (24)
- 1.自転車のフレームに対して回転可能に連結された前スプロケットと、自転車 の車輪に連結された後スプロケット組立体とを有しており、該後スプロケット組 立体が種々の直径をもつ多数のスプロケットを備えており、前スプロケット及び 後スプロケット組立体のスプロケットの周囲に掛けられたチェーンと、 スプロケット間でチェーンをシフトするシフト手段と、手前側端部及び先端側端 部を備えた補償器とを有しており、手前側端部が自転車のフレームに枢着されて おり、先端側端部が、チェーンと係合し且つこれを保持する係合手段を備えてお り、前記補償器は、係合手段がチェーンを押してスプロケットの周囲に掛けるよ うに前記係合手段をスプロケットの方向に押圧する押圧手段を備えており、スプ ロケット間のシフトが行われるときに、補償器が前記シフト手段とは独立的に機 能して自動的にチェーンに追従することを特徴とする自転車用動力伝達装置。
- 2.前記後スプロケット組立体が静止セクタ及び分断セクタを備えており、前記 シフト手段が、静止セクタに対して分断セクタを移動させてチェーンを或るスプ ロケットから他のスプロケットにシフトさせ、前記補償器が、前記チェーンを前 記成るスプロケットから前記他のスプロケットに追従させて、シフトにより生じ るチェーンのあらゆる弛みを除去することを特徴とする請求の範囲第1項に記載 の自転車用動力伝達装置。
- 3.前記抑圧手段が前記係合手段を充分な力でスプロケットの方向に押圧し、前 記係合手段とスプロケットとの間のあらゆる自由チェーンを除去することを特徴 とする請求の範囲第1項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 4.どのスプロケットがチェーンを保持しているかとは無関係に、スプロケット の平面に対してほぼ平行にジョッキーホイールを維持する手段を更に有している ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 5.前記補償器が、 手前側端部及び先端側端部を備えた関節形アームを有しており、手前側端部が自 転車のフレームに枢着されており、チェーンと係合し且つこれを押圧してスプロ ケットに係合させるための、前記関節形アームの先端側端部に対して回転可能に 取り付けられたジヨッキーホイールと、 前記関節形アームの先端側端部に枢着されたテンションアームと、チェーンの張 力を維持し且つチェーンが前スプロケットを離れた後にチェーンを受け入れるた めの、ジョッキーホイールとは反対側でテンションアームに対して回転可能に連 結されたテンションホイールと、チェーンを押圧してスプロケットと係合させる べくスプロケットの方向にジョッキーホイールを押圧し且つチェーンの張力を一 定に維持すべくテンションアームを関節形アームから離れる方向に押圧するため の押圧手段とを更に有していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の自転 車用動力伝達装置。
- 6.前記抑圧手段が、関節形アームの先端側端部に連結されたばねハウジング内 に取り付けられたコイルばねを備えていることを特徴とする請求の範囲第5項に 記載の自転車用動力伝達装置。
- 7.前記関節形アームが、どのスプロケットがチェーンを保持しているかとは無 関係に、スプロケットの平面に対してほぼ平行にジョッキーホイールを維持する 手段を更に有していることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の自転車用動力 伝達装置。
- 8.前記関節形アームが、垂直ピンを介して自転車のフレームに連結された平行 四辺形リンクを備えており、該平行四辺形リンク及び前記垂直ピンは、ジョッキ ーホイールが、チェーンが或るスプロケットから他のスプロケットにシフトされ るときにチェーンに追従すること、及びスプロケットの平面に対して平行を維持 することを可能にすることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の自転車用動力 伝達装置。
- 9.前記ジョッキーホイールは、チェーンがジョッキーホイールから外れたとき にチェーンをジョッキーホイールの周囲に再び掛ける手段を備えていることを特 徴とする請求の範囲第5項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 10.前記ジョッキーホイールが、一方の側面に切り込まれた複数の螺旋溝とシ ールドとを備えており、前記螺旋溝は、チェーンがジョッキーホイールから外れ たときにチェーンをジョッキーホイール上に掛け戻し、前記シールドは、ジョッ キーホイールとテンションアームとの間にチェーンが食い込まないように防止す ることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 11.前記ジョッキーホイールが、スプロケットに対するジョッキーホイール及 びチェーンの跳ね上がり及び跳ね下がりを防止すべく自転車により加えられる衝 撃を吸収する手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の自転 車用動力伝達装置。
- 12.前記衝撃吸収手段がジョッキーホイールの周囲に形成された環状溝からな り、該輪状溝は、自転車から衝撃を受けたときにジヨッキーホイールが圧縮して 衝撃を吸収できるようにすることを特徴とする請求の範囲第11項に記載の自転 車用動力伝達装置。
- 13.前記スプロケット組立体からチェーンが外れることを防止すべく、関節形 アームの垂直方向の移動を制限する手段を更に有していることを特徴とする請求 の範囲第1項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 14.前記垂直方向の移動を制限する手段が、関節形アームと係合して該関節形 アームが所定の垂直方向距離を超えて移動することを防止するための、関節形ア ームの手前側端部に連結された停止片からなることを特徴とする請求の範囲第1 3項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 15.前記スプロケット組立体からチェーンが外れることを防止すべく、関節形 アームの水平方向の移動を制限する手段を更に有していることを特徴とする請求 の範囲第14項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 16.前記水平方向の移動を制限する手段が前記補償器の取付けブラケットに取 り付けられた止めねじからなり、前記関節形アームが前記止めねじと係合して、 関節形アームが所定の位置を超えて水平方向に移動することを防止することを特 徴とする請求の範囲第15項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 17.自転車の車輪の車軸に連結されており且つ種々の直径のスプロケットを備 えだスプロケット組立体を有しており、該スプロヶット組立体が静止セクタと、 該静止セクタにヒンジ連結された揺動セクタとを備えており、該揺動セクタが、 前記スプロケット組立体の外周を越えて延び且つスプロケット組立体が回転する ときに円形経路内を移動する爪を備えており、チェーンを或るスプロケットから 他のスプロケットにシフトさせるべく爪を偏向させ且つ静止セクタに対して揺動 セクタを枢動させることにより、スプロケット組立体のスプロケット間でシフト させるための自転車のフレームに連結されたスプロケットセレクタと、 自転車のフレームに対してスプロケットセレクタを着脱自在に固定する手段と、 スプロケット間にシフトが行われないときに、爪が妨げられることがないように スプロケットセレクタのスロツトを通過できるように、スプロケットセレクタが 自転車のフレームに固定された後にスプロケットセレクタを微調節する手段とを 更に有していることを特徴とする自転車用動力伝達装置。
- 18.前記爪がスプロケットセレクタを通過できろようにスプロケット組立体に 隣接して自転車のフレームにスプロケットセレクタを引っ込み可能に固定する引 っ込め手段を更に有しており、該引っ込め手段は、スプロケットセレクタが自転 車のフレームに取り付けられた状態にあるときに、スプロケットセレクタをスプ ロケット組立体から離れる方向に移動させることを可能にし、スプロケット組立 体を、スプロケットセレクタに干渉することなく自転車のフレームから取り外す ことができることを特徴とする請求の範囲第17項に記載の自転車用動力伝達装 置。
- 19.前記引っ込め手段が、スプロケット組立体に近接させてスプロケットセレ クタを固定し且つスプロケット組立体を自転車のフレームから取り外すことがで きるようにスプロケットセレクタをスプロケット組立体から離れる方向に引っ込 めるための、自転車のフレームに連結されたスライドブラケットを備えているこ とを特徴とする請求の範囲第18項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 20.前記微調節手段が調節ねじの球状端部を収容する調節ブラケットを備えて おり、前記調節ねじがスプロケットセレクタに螺着されていて、調節ねじを回転 すると、調節ブラケット内で球状端部が回転し且つスプロケットセレクタが調節 ブラケットに対して移動することを特徴とする請求の範囲第19項に記載の自転 車用動力伝達装置。
- 21.前記微調節手段が、スプロケットセレクタを半径方向及び横方向に調節で きることを特徴とする請求の範囲第17項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 22.前記スプロケットセレクタを自転車のフレームに対して着脱自在に固定す る前記手段が、スプロケットセレクタ取付けブラケットを備えていることを特徴 とする請求の範囲第17項に記載の自転車用動力伝達装置。
- 23.前記スプロケットセレクタが、取付けブラケットを取り外すことにより自 転車のフレームから取り外されることを特徴とする請求の範囲第22項に記載の 自転車用動力伝達装置。
- 24.自転率の車輪の車軸に連結されており且つ種々の直径のスプロケットを備 えたスプロケット組立体を有しており、該スプロケット組立体が静止セクタと、 該静止セクタにヒンジ連結された揺動セクタとを備えており、該揺動セクタが、 前記スプロケット組立体の外周を越えて延び且つスプロケット組立体が回転する ときに円形経路内を移動する爪を備えており、チェーンを取るスプロケットから 他のスプロケットにシフトさせるべく爪を偏向させ且つ静止セクタに対して揺動 セクタを枢動させる、自転車のフレームに連結されたスプロケットセレクタと、 爪が干渉されることなくスプロケットセレクタを通って移動できるようにスプロ ケットセレクタを調節すべく自転車のフレームに連結された調節手段とを更に有 していることを特徴とする自転車用動力伝達装置。
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