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変速装置 - 本田技研工業株式会社
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発明の名称 変速装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−30598(P2007−30598A)
公開日 平成19年2月8日(2007.2.8)
出願番号 特願2005−214131(P2005−214131)
出願日 平成17年7月25日(2005.7.25)
代理人 【識別番号】100067840
【弁理士】
【氏名又は名称】江原 望
発明者 井口 一成 / 河津 裕高
要約 課題
軸方向で変速装置を小型化すると共に1つのスプロケット群の分割数を増やすことなく変速ショックを低減する。

解決手段
変速装置Tの駆動側スプロケット群Rはクランク軸12に対して軸方向に移動可能な複数の駆動側部分スプロケット群R1〜R4から構成され、被動側スプロケット群Nは出力軸14に対して軸方向に移動可能な複数の被動側部分スプロケット群N1〜N5から構成される。変速切換機構Mの単一の変速ドラム40は、各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5をそれぞれ軸方向に移動させてチェーン29を掛け換える。
特許請求の範囲
【請求項1】
駆動軸に一体回転可能に設けられる駆動ホイールと、被動軸に一体回転可能に設けられる被動ホイールと、無端伝動帯と、変速切換機構とを備え、前記変速切換機構が前記駆動ホイールおよび前記被動ホイールに掛け渡された前記無端伝動帯を掛け換えることにより複数の変速比が得られる変速装置において、
複数の前記駆動ホイールおよび複数の前記被動ホイールが、それぞれ駆動側ホイール群および被動側ホイール群を構成し、前記駆動側ホイール群および前記被動側ホイール群は、それぞれ周方向に分割された複数の駆動側部分ホイール群および複数の被動側部分ホイール群から構成され、前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群は、それぞれ前記駆動軸および前記被動軸に対して軸方向に移動可能であり、前記変速切換機構は、前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群を前記部分ホイール群毎に軸方向に移動させることにより前記無端伝動帯を掛け換えることを特徴とする変速装置。
【請求項2】
前記変速切換機構は、前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群の軸方向での作動位置を規定する位置規定部が設けられた単一の変速ドラムを備え、前記変速ドラムは、回転することにより、前記位置規定部に沿って前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群を変速位置に案内することを特徴とする請求項1記載の変速装置。
【請求項3】
側面視で、最大外径の前記駆動ホイールと最大外径の前記被動ホイールとの間の距離は、前記変速ドラムにおいて前記位置規定部が設けられた外周面の外径よりも小さいことを特徴とする請求項2記載の変速装置。
【請求項4】
最大外径の前記駆動ホイールおよび最大外径の前記被動ホイールは、側面視で、前記駆動側ホイール群の回転中心線および前記被動側ホイール群の回転中心線を通る基準直線に対していずれも一方の側に位置する接点を通る共通接線を有し、前記変速ドラムは、側面視で、前記共通接線と交差する位置に配置されることを特徴とする請求項3記載の変速装置。
【請求項5】
前記駆動側ホイール群、前記被動側ホイール群および前記変速ドラムは、自転車の車体の前後方向での中央部に配置された1つの変速ケース内に収納されると共に前記変速ケースに回転可能に支持されることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項記載の変速装置。
【請求項6】
前記変速ドラムは前記駆動側ホイール群および前記被動側ホイール群の径方向で外方に配置され、前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群には、それぞれ、最大外径の前記部分駆動ホイールよりも径方向で外方に突出する突出部を有する被案内部材が設けられ、前記変速切換機構は、前記位置規定部により案内されて軸方向に移動可能な可動案内部材を備え、前記可動案内部材が前記突出部の軸方向での位置を規定することにより、前記被案内部材を介して前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群が変速位置に案内されることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項記載の変速装置。
【請求項7】
前記変速ドラムを回転駆動する変速操作部材を備え、前記位置規定部は、前記変速操作部材の一方向への操作のみで降順に並び、かつ他方向への操作のみで昇順に並んだ変速比が得られる形状に形成され、前記変速切換機構は、前記駆動側部分ホイール群および前記被動側部分ホイール群が前記位置規定部材により案内されて変速前の作動位置と軸方向で1つ隣りの変速後の作動位置との間で移動することにより、3つ以上の変速比に渡る変速を可能とすることを特徴とする請求項2から6のいずれか1項記載の変速装置。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動ホイール(例えば、駆動スプロケット)および被動ホイール(例えば、被動スプロケット)に掛け渡された無端伝動帯(例えばチェーン)を掛け換えることにより複数の変速比が得られる変速装置に関し、該変速装置は例えば自転車に装備される。
【背景技術】
【0002】
チェーンを掛け換えることにより変速比を変更する変速装置において、自転車の後車軸に回転可能に設けられるスプロケット群を構成する複数のスプロケットのそれぞれが、周方向で複数のセクションに分割され、変速のために各セクションが他のセクションに対して相対的に軸方向に移動可能であるものがある。(特許文献1参照)
【特許文献1】特表平2−501560号公報(第25〜28図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
このような変速装置では、得られる変速比を多くしようとするとスプロケットの数が増加して、軸方向でのスプロケット群の幅が大きくなり、ひいては軸方向で変速装置が大型化するうえ、分割された各セクションが移動するための軸方向のスペースを確保する必要があるために、軸方向での変速装置の幅が一層大きくなる。
また、スプロケットのセクションの数が多いほど滑らかな変速が可能となるが、セクションに分割されるスプロケットにより構成されるスプロケット群が1組である場合には、セクションの数を増やすと周方向での各セクションの幅が小さくなるため、チェーンが巻き掛けられない状態にあるセクションが軸方向へ移動することを防止する手段が必要になって、変速装置の構造が複雑化したり、重量増を招来する。
さらに、メンテナンスなどの容易性の確保や変速装置の構造簡素化のために、変速切換機構がスプロケット群に内蔵されることなくその外部に配置される場合、変速切換機構とスプロケット群とをできるだけコンパクトに配置することが変速装置の小型化に寄与する。
また、スプロケットを軸方向に移動させる変速切換機構において、運転者の変速操作により駆動されるカム部材がスプロケットの各セクションを軸方向に移動させる場合、カム部材が大きくなってその重量が増加すると、変速操作に対する応答性が低下し、変速比の切換の迅速性が低下する。このため、変速比の切換の迅速性を向上させるためには、カム部材など、アクチュエータとスプロケットとの間に介在する部材を軽量化することが好ましい。
【0004】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項1〜7記載の発明は、軸方向で変速装置を小型化すると共に1つのスプロケット群の分割数を増やすことなく変速ショックを低減することを目的とする。そして、請求項2〜4記載の発明は、さらに、変速装置の小型化を図ることを目的とし、請求項5記載の発明は、さらに、自転車への変速装置の適用性を向上させることを目的とし、請求項6,7記載の発明は、さらに、変速の切換の迅速性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1記載の発明は、駆動軸に一体回転可能に設けられる駆動ホイールと、被動軸に一体回転可能に設けられる被動ホイールと、無端伝動帯と、変速切換機構とを備え、前記変速切換機構が前記駆動ホイールおよび前記被動ホイールに掛け渡された前記無端伝動帯を掛け換えることにより複数の変速比が得られる変速装置において、複数の前記駆動ホイールおよび複数の前記被動ホイールが、それぞれ駆動側ホイール群および被動側ホイール群を構成し、前記駆動側ホイール群および前記被動側ホイール群は、それぞれ周方向に分割された複数の駆動側部分ホイール群および複数の被動側部分ホイール群から構成され、前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群は、それぞれ前記駆動軸および前記被動軸に対して軸方向に移動可能であり、前記変速切換機構は、前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群を前記部分ホイール群毎に軸方向に移動させることにより前記無端伝動帯を掛け換える変速装置である。
【0006】
これによれば、変速切換機構が制御する各駆動側部分ホイール群および各被動側部分ホイール群の軸方向での作動位置の組合せにより、複数の変速比を得ることができるので、1つのホイール群の複数の部分ホイール群の軸方向での位置を変更して同数の変速比を得る場合に比べて、軸方向での駆動側ホイール群および被動側ホイール群の幅および移動のためのスペースを小さくできる。また、特定の変速比を得るために、駆動側部分ホイール群および被動側部分ホイール群を同時に軸方向に移動させる場合には、駆動側部分ホイール群および被動側部分ホイール群を合計した数の部分ホイール群が変速に関与するので、変速ショックを低減するために、1つのホイール群の部分ホイール群の数を過度に増やす必要がない。
【0007】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の変速装置において、前記変速切換機構は、前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群の軸方向での作動位置を規定する位置規定部が設けられた単一の変速ドラムを備え、前記変速ドラムは、回転することにより、前記位置規定部に沿って前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群を変速位置に案内するものである。
【0008】
これによれば、所望の変速比を得るために、共通の1つの変速ドラムが駆動側部分ホイール群および被動側部分ホイール群を軸方向の作動位置に案内するので、変速切換機構が簡素化されるうえ、予め設定された位置規定部の形状により、多様な変速特性を簡単な構造で得ることができる。
【0009】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の変速装置において、側面視で、最大外径の前記駆動ホイールと最大外径の前記被動ホイールとの間の距離は、前記変速ドラムにおいて前記位置規定部が設けられた外周面の外径よりも小さいものである。
【0010】
これによれば、駆動側ホイール群および被動側ホイール群を互いに近接して配置でき、しかも変速ドラムを両ホイール群に近接して配置することも可能になるので、変速切換機構の小型化が可能になる。
【0011】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の変速装置において、最大外径の前記駆動ホイールおよび最大外径の前記被動ホイールは、側面視で、前記駆動側ホイール群の回転中心線および前記被動側ホイール群の回転中心線を通る基準直線に対していずれも一方の側に位置する接点を通る共通接線を有し、前記変速ドラムは、側面視で、前記共通接線と交差する位置に配置されるものである。
【0012】
これによれば、変速ドラムが駆動側ホイール群および被動側ホイール群に、基準直線に対する一方側で近接して配置されるので、両ホイール群および変速切換機構がコンパクトに配置される。
【0013】
請求項5記載の発明は、請求項2から4のいずれか1項記載の変速装置において、前記駆動側ホイール群、前記被動側ホイール群および前記変速ドラムは、自転車の車体の前後方向での中央部に配置された1つの変速ケース内に収納されると共に前記変速ケースに回転可能に支持されるものである。
【0014】
これによれば、自転車に装備される変速装置において、駆動側ホイール群および被動側ホイール群の支持が容易になるうえ、変速ケースは自転車の車体の中央部に配置されるので、自転車における重量配分が最適化され、さらに変速ドラムの位置規定部などに塵埃等の異物が付着することが防止される。
【0015】
請求項6記載の発明は、請求項2から5のいずれか1項記載の変速装置において、前記変速ドラムは前記駆動側ホイール群および前記被動側ホイール群の径方向で外方に配置され、前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群には、それぞれ、最大外径の前記部分駆動ホイールよりも径方向で外方に突出する突出部を有する被案内部材が設けられ、前記変速切換機構は、前記位置規定部により案内されて軸方向に移動可能な可動案内部材を備え、前記可動案内部材が前記突出部の軸方向での位置を規定することにより、前記被案内部材を介して前記各駆動側部分ホイール群および前記各被動側部分ホイール群が変速位置に案内されるものである。
【0016】
これによれば、被案内部材を変速ドラムに近づけて配置することができるので、変速ドラムと被案内部材との間に配置される可動案内部材を小型化して軽量化できる。また、被案内部材には最大外径の部分駆動ホイールまたは部分被動ホイールの剛性を利用して所要の剛性を付与することができるので、被案内部材を軽量化できる。
【0017】
請求項7記載の発明は、請求項2から6のいずれか1項記載の変速装置において、前記変速ドラムを回転駆動する変速操作部材を備え、前記位置規定部は、前記変速操作部材の一方向への操作のみで降順に並び、かつ他方向への操作のみで昇順に並んだ変速比が得られる形状に形成され、前記変速切換機構は、前記駆動側部分ホイール群および前記被動側部分ホイール群が前記位置規定部材により案内されて変速前の作動位置と軸方向で1つ隣りの変速後の作動位置との間で移動することにより、3つ以上の変速比に渡る変速を可能とするものである。
【0018】
これによれば、位置規定部は、変速操作部材の一方向への操作のみで降順に並び、かつ他方向への操作のみで昇順に並んだ変速比が得られる形状に形成されるので、任意の変速比から所望の変速比を得るための変速操作が容易になる。しかも、変速操作部材の一方向への操作のみまたは他方向への操作のみで、駆動側部分ホイール群および被動側部分ホイール群が変速前の作動位置から軸方向で1つ隣りの変速後の作動位置に移動させることにより、変速前の変速比と所望の変速比である変速後の変速比との間に別の変速比を挟んだ3つ以上の変速比に渡る変速が可能になる。
【発明の効果】
【0019】
請求項1記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、駆動側ホイール群および被動側ホイール群の軸方向での幅を小さくできるので、変速装置を軸方向で小型化でき、しかも、1つのホイール群の分割数を過度に増やすことなく、変速に関与する部分ホイール群の数を増やすことができるので、部分ホイール群の軸方向への移動を阻止するための構造など変速装置の構造の複雑化や重量増を抑制したうえで変速ショックを低減することができる。
請求項2記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、変速切換機構が簡素化されるので、変速装置が小型化される。
請求項3記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、駆動側ホイール群および被動側ホイール群を互いに近接して配置でき、さらに変速切換機構の小型化も可能になるので、変速装置が小型化される。
請求項4記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、駆動側ホイール群、被動側ホイール群および変速切換機構がコンパクトに配置されるので、変速装置が小型化される。
請求項5記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、駆動側ホイール群および被動側ホイール群の支持の容易性、自転車における重量配分、さらに変速ドラムへの異物の付着防止の点で、自転車への変速装置の適用性が向上する。
請求項6記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、変速切換機構の可動案内部材および被案内部材を軽量化できるので、慣性の影響が低減して、変速の切換の迅速性が向上する。
請求項7記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、任意の変速比から所望の変速比を得るための変速操作が容易になるうえ、変速操作部材の一方向のみの操作または他方向のみの操作により、3つ以上の変速比に渡る変速が可能になるので、変速の切換の迅速性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態を図1〜図11を参照して説明する。
図1を参照すると、本発明が適用された変速装置Tが装備された機械である車両としての自転車Bは、クランク軸12と、該クランク軸12の動力を駆動輪としての後輪Wrに伝達する伝動装置とを備える。該伝動装置は、変速装置Tと、変速装置Tからの変速後の動力で回転駆動される出力軸14と、出力軸14の動力を後輪Wrに伝達する出力伝達機構とを含む。
【0021】
自転車Bの車体は車体フレームFとスイングアーム10とを備える。車体フレームFは、下端部で前輪Wfを軸支すると共に上端部にハンドル7が取り付けられたフロントフォーク6を操舵可能に支持するヘッドパイプ1と、ヘッドパイプ1から後方斜め下方に延びる二股状のメインフレーム2と、メインフレーム2の前端部から後方斜め下方に延びるダウンフレーム3と、メインフレーム2の1対の後端部とダウンフレーム3の後端部とを連結する左右1対のアンダフレーム4と、メインフレーム2から延びてサドル8を支持するサドルフレーム5とを備える。
【0022】
なお、明細書または特許請求の範囲において、軸方向、径方向および周方向とは、それぞれ、互いに平行な駆動ホイール群(例えば駆動スプロケット群)および被動ホイール群(例えば被動スプロケット群)の回転中心線L1,L2(図2参照)が延びる方向、回転中心線L1または回転中心線L2を中心とする径方向、および回転中心線L1または回転中心線L2を中心とする周方向を意味し、側面視とは軸方向から見ることを意味する。また、上下、前後および左右は、それぞれ自転車Bの上下、前後および左右と一致する。
【0023】
メインフレーム2の1対の後部2aに設けられたピボット軸9(図3も参照)には、後端部で後輪Wrを軸支する左右1対のスイングアーム10の前端部が揺動可能に支持される。両スイングアーム10は、サスペンション11を介してメインフレーム2に連結されることで、後輪Wrと共にピボット軸9を中心に上下方向に揺動可能である。
【0024】
自転車Bの車体の前後方向での中央部、または前輪Wfと後輪Wrとの間には、車体フレームFの下部において、メインフレーム2の後部2aと両アンダフレーム4との間に形成される空間に、変速装置Tと、変速装置Tに回転可能に支持されるクランク軸12の主軸12aおよび出力軸14とが配置される。また、変速装置Tの右方には、前記出力伝達機構が配置される。
【0025】
併せて図2,図3を参照すると、変速装置Tは、周縁部においてボルトにより結合される左右1対の第1,第2ケース部分20a,20bから構成される金属製の1つの変速ケース20を備える。変速ケース20は、各ケース部分20a,20bの周縁部に形成された1対の取付部においてボルトB1によりメインフレーム2および両アンダフレーム4にそれぞれ固定される。
【0026】
ペダル式のクランク軸12は、変速ケース20の下部を左右方向に貫通して配置される主軸12aと、変速ケース20の外部に突出した主軸12aの左右の両端部にそれぞれ結合される1対のクランクアーム12bとを備える。主軸12aは1対の軸受15を介して第1,第2ケース部分20a,20bに回転可能に支持され、各クランクアーム12bにはペダル13が回転可能に取り付けられる。
【0027】
主軸12aの前方斜め上方には出力軸14およびピボット軸9が、出力軸14の回転中心線L2およびスイングアーム10の揺動中心線が互いに平行に、かつクランク軸12の回転中心線L1に平行に、さらにクランクアーム12bの回転軌跡内に収まるように配置される。そして、出力軸14は、1対の軸受16を介して第1,第2ケース部分20a,20bに回転可能に支持され、主軸12aと共に変速ケース20内に収納される。
【0028】
メインフレーム2に締め付けられて固定されるピボット軸9は、後述する変速ドラム40に変速ドラム40と同軸の状態で、すなわち前記揺動中心線と回転中心線L3とが一致する状態で挿通され、さらに第1,第2ケース部分20a,20bを貫通して延びて、変速ケース20を支持する。
【0029】
図1,図3を参照すると、出力軸14には第2ケース部分20bから右方に突出した端部に出力用駆動スプロケット17が結合され、駆動スプロケット17および後輪Wrに駆動連結された出力用被動スプロケット18には無端チェーン19が掛け渡される。そして、駆動スプロケット17、被動スプロケット18およびチェーン19は、前記出力伝達機構を構成する。
【0030】
図2,図3を参照すると、変速装置Tは、変速ケース20のほかに、巻掛け式の変速機構と、該変速機構を変速操作に応じて所定の変速比に切り換える変速切換機構Mと、該変速比が得られる変速位置S1〜S11(図5参照)に変速切換機構Mを操作する変速操作機構60(図1参照)と、を備える。前記変速機構および変速切換機構Mは、変速ケース20内に収納される。
【0031】
前記変速機構は、駆動軸としてのクランク軸12に一体回転可能に設けられる複数である第1所定数、ここでは4つの駆動ホイールとしての駆動スプロケット21〜24から構成される駆動側ホイール群としての駆動側スプロケット群Rと、被動軸としての出力軸14に一体回転可能に設けられる複数である第2所定数、ここでは4つの被動ホイールとしての被動スプロケット25〜28から構成される被動側ホイール群としての被動側スプロケット群Nと、変速用の無端伝動帯としての無端チェーン29と、テンショナ35とを備える。
【0032】
チェーン29は、スプロケット群Rおよびスプロケット群Nにおいて変速切換機構Mにより選択されたそれぞれ1つのスプロケットである特定駆動スプロケットおよび特定被動スプロケットに掛け渡され、これら特定駆動スプロケットおよび特定被動スプロケットにより変速装置Tの変速比が決定される。また、チェーン29は、常時、変速ケース20内において軸方向での一定位置であるほぼ中央位置で、軸方向に直交する軌道面29a上で走行する。図3には、変速装置Tで得られる変速比のうちで最大変速比となる最低速位置である第1変速位置S1でのスプロケット群Rおよびスプロケット群Nが実線で示され、最小変速比となる最高速位置である第11変速位置S11でのスプロケット群Rおよびスプロケット群Nが二点鎖線で示されている。
【0033】
次に、スプロケット群Rおよびスプロケット群Nについて説明するが、両スプロケット群R,Nは同様の構造を有するため、スプロケット群Nについては、スプロケット群Rに対応する部材または説明等を括弧内に記す。
スプロケット群R(スプロケット群N)は、等しい中心角度を有するように周方向に分割された複数である第3所定数(第4所定数)、ここでは4つ(5つ)の駆動側部分ホイール群(被動側部分ホイール群)としての駆動側部分スプロケット群R1〜R4(被動側部分スプロケット群N1〜N5)から構成され、すべての部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)は、部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)毎にクランク軸12(出力軸14)に対して互いに独立に軸方向に移動可能である。そのために、主軸12a(出力軸14)には、軸方向に平行に延びる複数の溝12c(14c)が設けられ、各部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)のボス部には、溝12c(14c)に軸方向に摺動可能に嵌合すべく軸方向に平行に延びる突条Rc(Nc)が設けられる。そして、クランク軸12(出力軸14)の嵌合部としての溝12c(14c)と各部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)の嵌合部としての突条Rc(Nc)とからなる連結構造により、各部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)は、クランク軸12(出力軸14)に、軸方向に平行に往復運動可能に、かつクランク軸12(出力軸14)と一体回転可能に連結される。
【0034】
各駆動スプロケット21〜24(被動スプロケット25〜28)は、各部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)と同様に、等しい中心角度を有するように周方向に分割され、各部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)にそれぞれ属する第3所定数(第4所定数)の部分駆動ホイール(部分被動ホイール)としての部分駆動スプロケット21〜24(部分被動スプロケット25〜28)から構成される。また、すべての駆動スプロケット21〜24(被動スプロケット25〜28)は、異なる外径を有し、軸方向での一方(他方)側としての左(右)側から軸方向での他方(一方)側としての右(左)側に向かって、最大外径の第4駆動スプロケット24(第1被動スプロケット25)から第3,第2駆動スプロケット23,22(第2,第3被動スプロケット26,27)を経て最小外径の第1駆動スプロケット21(第4被動スプロケット28)に至るまで、その外径が順次小さくなるように主軸12a(出力軸14)に配列される。この実施形態では、各部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)の4つ(5つ)の部分駆動スプロケット21〜24,21〜24,21〜24,21〜24,(部分被動スプロケット25〜28,25〜28,25〜28,25〜28,25〜28)は、一体成形されているが、各部分駆動スプロケット21〜24,21〜24,21〜24,21〜24,(部分被動スプロケット25〜28,25〜28,25〜28,25〜28,25〜28)が別個の部材により構成され、リベットなどの結合手段により結合されて一体化されてもよい。
【0035】
各部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)の最大外径の各部分駆動スプロケット24〜24(部分被動スプロケット25〜25)には、変速切換機構Mが該部分スプロケット群R1〜R4(部分スプロケット群N1〜N5)を軸方向での作動位置A1〜A4,A5〜A8(図5参照)に移動させるために、変速切換機構Mのスライダ50,55により案内されて部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)と一緒に軸方向に移動可能な被案内部材31(32)がネジB2により結合されて一体に設けられる。被案内部材31(32)は、軸方向で第1ケース部分20a(第2ケース部分20b)と部分スプロケット群R1〜R4(N1〜N5)との間で、最大外径の部分駆動スプロケット24〜24(部分被動スプロケット25〜25)よりも径方向で外方に突出した突出部31a(32a)を有し、該突出部31a(32a)がスライダ50(55)と当接可能な当接部を構成する。
【0036】
そして、図2に示されるように、側面視で、最大外径の駆動スプロケット24と最大外径の被動スプロケット25との間の距離d1(すなわち最小間隔)は、変速ドラム40の外周面40aの外径d2よりも小さくなるように、主軸12aおよび出力軸14、したがって駆動側スプロケット群Rおよび被動側スプロケット群Nが、変速ケース20または自転車Bの車体に対して配置される。
【0037】
図2,図4を参照すると、テンショナ35は、第2ケース部分20bにボルトB3により固定されて設けられた取付部35aに設けられる支持部35bに揺動可能に支持されるアーム35cと、アーム35cの先端部に設けられる支持部35dに回転可能に支持されるテンションプーリ35eと、支持部35bに回転可能に支持されるガイドプーリ35fと、テンションバネ35gとを備える。テンショナ35は、テンションバネ35gのバネ力によりチェーン29に適度な張力を付与する。
【0038】
図2,図3を参照すると、駆動スプロケット21〜24および被動スプロケット25〜28に掛け渡されたチェーン29を掛け換えることにより複数の変速比を得るための変速切換機構Mは、1対の軸受49を介して第1,第2ケース部分20a,20bに回転可能に支持される円筒状の単一の変速ドラム40と、変速ドラム40の回転位置に対応して各変速比が得られる変速位置S1〜S11(図5参照)を設定する節度機構からなる変速位置設定手段45と、回転する変速ドラム40により駆動されて軸方向に平行に往復運動可能であると共に各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5をそれぞれ軸方向に案内する駆動側可動案内部材および被動側可動案内部材としての1対のスライダ50,55と、各スライダ50,55を軸方向に移動可能に支持する支持部材である1対のロッド58と、変速ケース20に設けられる駆動側固定案内部材71,72および被動側固定案内部材75,76とを、備える。
【0039】
変速ドラム40は、スプロケット群Rおよびスプロケット群Nの径方向で外方に配置されると共に、図2に示されるように、側面視で、最大外径の駆動スプロケット24および最大外径の被動スプロケット25において、両回転中心線L1,L2を通る基準直線L4に対して、一方側または変速ドラム40が配置される側に位置する接点C1,C2を通る共通接線L5と交差する位置に配置され、しかも基準直線L4に直交する方向から見て、スプロケット群Rおよびスプロケット群Nと重なる位置に配置される。
【0040】
図5を併せて参照すると、変速ドラム40の外周面40aには、各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5の軸方向での位置をそれぞれ規定する駆動側位置規定部としてのカム溝41および被動側位置規定部としてのカム溝42が設けられる。チェーン29の軌道面29aに対して、カム溝41は軸方向での一方側に設けられ、カム溝42は軸方向での他方側に設けられる。
【0041】
対応する各スライダ50,55のピン50a,55aが係合する各カム溝41,42は、変速ドラム40の所定回転量(この実施形態では、この所定回転量は一定である。)毎に設定される変速位置S1〜S11において、スライダ50が駆動スプロケット21〜24と同数の軸方向での所定位置、この実施形態では第1〜第4所定位置P1〜P4のいずれかを占め、スライダ55が被動スプロケット25〜28と同数の軸方向での所定位置、この実施形態では第1〜第4所定位置P5〜P8のいずれかを占める形状に形成される。図5には、各スライダ50,55が各変速位置S1〜S11を占めるときのピン50a,55aの位置が、第1変速位置S1については実線で、残りの変速位置S2〜S11については二点鎖線で示されている。なお、図5には、説明の便宜上、各スライダ50,55が各所定位置P1〜P4,P5〜P8を占めるときに、各部分スプロケット群R1〜R4または各部分スプロケット群N1〜N5が占める作動位置A1〜A4,A5〜A8を所定位置P1〜P4,P5〜P8に対応させて括弧内に記した。
【0042】
そして、スライダ50が所定位置P1〜P4の各位置を占めることに対応して、スプロケット群Rにおいては、主軸12a上で各部分スプロケット群R1〜R4が、第1作動位置A1を占めるときの第1駆動スプロケット21、第2作動位置A2を占めるときの第2駆動スプロケット22、第3作動位置A3を占めるときの第3駆動スプロケット23または第4作動位置A4を占めるときの第4駆動スプロケット24が、前記特定駆動スプロケットとして選択される。一方、スライダ55が所定位置P5〜P8の各位置を占めることに対応して、スプロケット群Nにおいては、各部分スプロケット群N1〜N5が、第1作動位置A5を占めるときの第1被動スプロケット25、第2作動位置A6を占めるときの第2被動スプロケット26、第3作動位置A7を占めるときの第3被動スプロケット27または第4作動位置A8を占めるときの第4被動スプロケット28が、前記特定駆動スプロケットとして選択される。
【0043】
それゆえ、得られる変速比は、カム溝41の形状に基づいて設定されるスライダ50の所定位置P1〜P4または部分スプロケット群R1〜R4の作動位置A1〜A4と、カム溝42の形状に基づいて設定されるスライダ55の所定位置P5〜P8または部分スプロケット群N1〜N5の作動位置A5〜A8との組合せにより決定される。そして、この変速装置Tにおいては、図11に実線で示されるように、重複領域を形成しない複数の変速比、ここでは11種類の変速比が得られる。ここで、重複領域を形成しない変速比とは、複数の駆動スプロケットおよび複数の被動スプロケットを備える変速装置において、後述する変速レバー61(図1参照)の変速操作により順次得られる最大変速比から最小変速比までのすべての変速比が、降順(すなわち、変速比が順次小さくなる順)に並ぶことを意味する。
【0044】
それゆえ、図11に破線で示される、3つの駆動スプロケットおよび9つの被動スプロケットとディレイラ(変速切換機構)とを備える変速装置(図11における比較例)と、変速装置T(図11における本発明)とを比べたとき、両者は最小変速比および最大変速比がほぼ同等であるにも拘わらず、重複領域を形成する複数の変速比(変速位置は27である。)が得られる比較例とは異なり、変速装置Tでは、駆動スプロケット21〜24および被動スプロケット25〜28の合計数が少ない。また、比較例では、例えば第10変速位置での変速比から該変速比の次に大きい変速比(第3変速位置)への変速には、駆動スプロケット側での1回の変速操作と被動スプロケット側での2回の変速操作とを要するのに対して、変速装置Tでは、任意の変速比から該変速比に最も近い変速比への変速は、変速レバー61の1回の操作で済むので、変速の切換が迅速に行われる。
そのために、両カム溝41,42は、シフトアップ操作としての変速レバー61の一方向への操作のみで降順に並び、かつシフトダウン操作としての他方向への操作のみで昇順(すなわち、変速比が順次大きくなる順)に並んだ変速比が得られる形状に形成される。
【0045】
図2,図6を参照すると、変速位置設定手段45は、変速ドラム40の右側の端部に一体成形されて設けられて変速ドラム40と一体に回転すると共に変速位置S1〜S11の数に対応する数の係合部としての凹部46aを有する位置決め部材46と、位置決め部材46の外周面に変速位置S1〜S11に対応する回転位置に設けられた凹部46aに係合する係止部材47とを有する。弾発力により位置決め部材46を押圧する係止部材47は、第2ケース部分20bに固定された支持軸としてのボルト47aに揺動可能に支持されるレバー47bと、レバー47bの先端部に回転可能に支持されて凹部46aに係合するローラ47cと、ローラ47cを位置決め部材46に押圧すべくローラ47cを付勢する弾発力を発生するバネ47dとから構成される。そして、ローラ47cが各凹部46aに係合することにより、変速操作機構60により駆動されて回転する変速ドラム40が各変速位置S1〜S11に安定した状態で位置決めされる。
【0046】
図1〜図3を参照すると、変速ケース20内で変速ドラム40の左側の端部の連結部65に連結される変速操作機構60は、運転者により操作される変速操作部材としての変速レバー61、変速レバー61の動作を変速ドラム40に伝達するために変速レバー61と変速ドラム40とを作動連結する操作力伝達部材としての操作ケーブル62とを備える。
【0047】
操作ケーブル62は、アウタケーブル62aと、該アウタケーブル62aの内側に挿入されて基端部で変速レバー61に結合され、先端部で連結部65に結合されるインナケーブル62bとから構成される。そして、変速レバー61が一方向または他方向に操作されてインナケーブル62bが牽引されまたは押されることにより、変速ドラム40が、軸方向に移動することなく、一方向およびその反対方向である他方向に回転駆動される。
【0048】
図2を参照すると、両カム溝41,42(図5参照)によりそれぞれ案内されて軸方向に移動可能なスライダ50,55は、それぞれ、側面視で、回転中心線L1,L2と変速ドラム40の回転中心線L3とを結ぶ直線と交差する位置で、スプロケット24の径方向外方において、変速ドラム40とスプロケット群Rとの間および被動スプロケット25の径方向外方で変速ドラム40と被動側スプロケット群Nとの間に配置される。
【0049】
さらに、両スライダ50,55は、それぞれ、側面視で、チェーン29の内側の空間部分である駆動側非巻掛け領域または被動側非巻掛け領域に配置される。前記両非巻掛け領域は、それぞれ、クランク軸12および出力軸14の回転方向で個々の駆動スプロケット21〜24および個々の被動スプロケット25〜28におけるチェーン29の巻出し開始位置から巻入れ開始までのチェーン29が巻き掛けられない部分から構成される非巻掛け部分が位置する領域であり、変速時に各部分スプロケット群R1〜R4,N1〜N5が軸方向に移動可能となるように、少なくとも1つの部分スプロケット群R1〜R4,N1〜N5の全体が位置することが可能な範囲を有する。
【0050】
併せて図3,図7を参照すると、変速ドラム40に相対移動可能に連結されてカム溝41,42を介して変速ドラム40からの駆動力を受ける連結部としての円柱状のピン50a,55aを有する各スライダ50,55には、径方向で内方に開放すると共に軸方向での幅が回転方向に変化する案内溝51,56が設けられる。各案内溝51,56は、被案内部材31,32の突出部31a(32a)がスライダ50,55に進入する導入部51a,56aと、突出部31a(32a)がスライダ50,55から退出する導出部51b,56bと、導入部51a,56aと導出部51b,56bとを接続する制御部51c,56cとから構成される。導入部51a,56aは、1つの所定位置P1〜P4,P5〜P8毎のスライダ50,55の移動に基づく駆動スプロケット21〜24または被動スプロケット25〜28へのチェーン29の掛け換えを可能とするために、後述する入口側案内部材71,75の案内溝73〜73,77〜77の3つと回転方向で対向することが可能な幅を有し、導出部51b,56bは、後述する出口側案内部材72,76の案内溝74〜74,78〜78の入口部の幅にほぼ等しい幅を有する。回転方向に先細となる先細部からなる制御部51c,56cの1対の壁面52a,52b,57a,57bは、変速時に各スライダ50,55が所定位置P1〜P4,P5〜P8間で移動したとき、突出部31a(32a)が当接することにより、被案内部材31(32)を介して部分スプロケット群R1〜R4または部分スプロケット群N1〜N5を軸方向へ移動させる駆動面である。また、各案内溝51,56は、スライダ50,55の所定位置P1〜P4,P5〜P8が変わらないときに、突出部31a(32a)がスライダ50,55と接触することなく案内溝51,56を通過することができる形状を有する。
【0051】
そして、カム溝41,42の形状および案内溝51,56を有するスライダにより、変速レバー61の一方向への操作のみで、または他方向への操作のみで、変速操作機構Mは、各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5がカム溝41,42により案内されて変速前の作動位置と軸方向で1つ隣りの変速後の作動位置との間で移動することにより、3つ以上の変速比に渡る変速を可能とする。
【0052】
具体的には、図5を参照すると、スプロケット群Rに関して軸方向で隣り合う作動位置A1,A2(または所定位置P1,P2)とスプロケット群Nに関して軸方向で隣り合う作動位置A5,A6(または所定位置P5,P6)との間の変速位置S1と変速位置S4との間での変速、同様に、作動位置A2,A3(または所定位置P2,P3))と作動位置A5,A6(または所定位置P5,P6)との間の変速位置S3と変速位置S6との間での変速、作動位置A3,A4(または所定位置P3,P4)と作動位置A5,A6(または所定位置P5,P6)との間の変速位置S5と変速位置S8との間での変速、作動位置A3,A4(または所定位置P3,P4)と作動位置A7,A8(または所定位置P7,P8)との間の変速位置S9と変速位置S11との間での変速では、変速レバー61の一方向への操作のみで、または他方向への操作のみで、各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5がカム溝41,42により案内されて変速前の作動位置と軸方向で1つ隣りの変速後の作動位置との間で移動することにより、3つ以上の変速比に渡る変速が可能になる。これにより、例えば、変速位置S1から変速位置S4に変速する場合、すべての部分スプロケット群R1〜R4,N1〜N5が変速位置S2,S3での作動位置A1,A6;A2,A5を占めることなく変速位置S4に変速することが可能になるなど、変速前の変速比と変速後の所望の変速比との間にある別の変速比を飛び越した変速が可能になる。
【0053】
図2,図8を参照すると、各スライダ50,55に対して基本的構造が同一である1対の支持ロッド58は、スライダ50,55に設けられた貫通孔を貫通して第1,第2ケース部分20a,20bに渡って軸方向に平行になるように固定されて設けられる。各支持ロッド58は、スライダ50,55に挿入される小径部58aと、ストッパ部を形成する大径部58bとを有する段付の円柱状の部材であり、小径部58aにおいてスライダ50,55が摺動可能に支持される。小径部58aの先端は第1ケース部分20aの有底の挿入孔に挿入されて第1ケース部分20aにより支持され、大径部58bは第2ケース部分20bの貫通孔に挿入されて第2ケース部分20bに支持された状態で、第2ケース部分20bにボルトで固定される抜止部材59により変速ケース20に保持される。
【0054】
図2,図7,図9を参照すると、駆動側案内部材71,72および被動側案内部材75,76は、それぞれ、回転方向でスライダ50,55を挟んで、スライダ50,55に対して反回転方向側に位置する入口側案内部材71,75と、スライダ50,55に対して回転方向側に位置する出口側案内部材72,76とから構成される。第1ケース部分20aまたは第2ケース部分20bに、その外側で挿通孔79に挿通されるボルトB4(図9参照)により結合されて取り付けられる各案内部材71,72,75,76は、第1ケース部分20aまたは第2ケース部分20bを貫通して軸方向に平行に延びると共に側面視で円弧状に湾曲する案内部71a,72a,75a,76aを有する。案内部71a,72a,75a,76aには、各スライダ50,55が所定位置P1〜P4,P5〜P8を占めるのに対応して、各被案内部材31(32)の突出部31a(32a)が通過可能な複数の案内溝73〜73,74〜74,77〜77,78〜78が、軸方向で隣接する駆動スプロケット21〜24または被動スプロケット25〜28の軸方向での間隔に等しい間隔をおいて駆動スプロケット21〜24または被動スプロケット25〜28の数に対応する数である4つ設けられる。
【0055】
各案内溝73〜73,74〜74,77〜77,78〜78は、突出部31a(32a)を回転中心線L1,L2(または軸方向)に直交する平面に平行に案内すべく、各駆動スプロケット21〜24または各被動スプロケット25〜28の回転面に平行に設けられ、その入口部は、突出部31a(32a)(したがって部分スプロケット群R1〜R4,N1〜N5)が軸方向での正規の作動位置A1〜A4,A5〜A8から軸方向に若干ずれている場合にも案内溝73〜73,74〜74,77〜77,78〜78に円滑に進入することができるように、反回転方向に向かって軸方向に徐々に拡幅されている。
【0056】
そして、案内部材71,72,75,76は、各案内溝73〜73,74〜74,77〜77,78〜78に嵌っている突出部31a(32a)が軸方向に移動するのを規制し、被案内部材31,32を介して各駆動側部分スプロケット群R1〜R4または各被動側部分スプロケット群N1〜N5が軸方向に移動するのを防止する。そのため、各案内部71a,72a,75a,76aは、駆動側スプロケット群Rまたは被動側スプロケット群Nにおける前記非巻掛け領域を少なくとも含むと共に、各駆動スプロケット21〜24または各駆動スプロケット21〜24の前記非巻掛け部分のうちの最大の非巻掛け部分を含む周方向での範囲に渡って配置される。
【0057】
図5,図10を参照して、変速時の変速装置Tの動作について説明する。
例えば、第1変速位置S1から第2変速位置S2への変速時を示す図10(A)を参照すると、変速レバー61(図1参照)の操作により変速ドラム40がシフトアップの方向に回転して、変速位置設定手段45(図2参照)により設定される第2変速位置S2になると、駆動側では、カム溝41に沿って案内されるスライダ50は軸方向に移動することなく第1所定位置P1にあり、したがって被案内部材31の突出部31aは軸方向に移動することなく、案内部材71の第1案内溝73および案内部材72の第1案内溝74を通過し、各部分スプロケット群R1〜R4も軸方向に移動することなく第1作動位置A1にある。一方、被動側では、スライダ55が第1所定位置P5(図10(A)に二点鎖線で示される。)から第2所定位置P6(図10(A)に実線で示される。)に軸方向に移動し、スライダ55に進入した被案内部材32の突出部32aが制御部56cの壁面57aに当接して軸方向に移動するように案内され、スライダ55により案内部材75の第1案内溝77から案内部材76の第2案内溝78に導かれる(図10(A)の点線の矢印参照。)。このため、スライダ55を通過した部分スプロケット群N1〜N5(例えば、部分スプロケット群N1)は軸方向に移動して第2作動位置A6を占め、第2部分被動スプロケット26が軌道面29a上に位置する。そして、引き続くスプロケット群Nの回転により、突出部32aが案内部材76に案内されている状態で、第2部分被動スプロケット26にチェーン29が巻き掛けられる。同様にして、スプロケット群Nの回転につれて順次部分スプロケット群N2〜N5がスライダ55により軸方向に移動させられ、チェーン29がすべての第1部分駆動スプロケット21〜21および第2部分被動スプロケット26〜26に巻き掛けられて、第2変速位置S2への変速が終了する。
【0058】
第9変速位置S9から第10変速位置S10への変速時を示す図10(B)を参照すると、変速レバー61(図1)の操作により第9変速位置S9にある変速ドラム40がシフトアップの方向に回転して、変速位置設定手段45により設定される第10変速位置S10になると、駆動側では、カム溝41に沿って案内されるスライダ50は第4所定位置P4(図10(B)に二点鎖線で示される。)から第3所定位置P3(図10(B)に実線で示される。)まで軸方向に移動し、スライダ50に進入した突出部31aが制御部51cの壁面52bに当接して軸方向に移動するように案内され、スライダ50により案内部材71の第4案内溝73から案内部材72の第3案内溝73に導かれる((図10(B)の点線の矢印参照。)。このため、スライダ50を通過した部分スプロケット群R1〜R4(例えば、第1部分スプロケット群R1)は軸方向に移動して第3作動位置A3を占め、第3部分駆動スプロケット23が軌道面29a上に位置する。そして、引き続くスプロケット群Rの回転により、突出部31aが案内部材72に案内されている状態で、第3部分駆動スプロケット23にチェーン29が巻き掛けられる。一方、被動側では、スライダ55が第3所定位置P7(図10(B)に二点鎖線で示される。)から第4所定位置P8(図10(B)に実線で示される。)まで軸方向に移動し、スライダ55に進入した突出部32aが壁面57aに当接して軸方向に移動するように案内され、スライダ55により案内部材75の第3案内溝77から案内部材76の第4案内溝78に導かれる(図10(B)の点線の矢印参照。)。このため、スライダ55を通過した部分スプロケット群N1〜N5(例えば、第1部分スプロケット群N1)は軸方向に移動して第4作動位置A8を占め、第4部分被動スプロケット28が軌道面29a上に位置する。そして、引き続くスプロケット群Nの回転により、突出部32aが案内部材76に案内されている状態で、第4部分被動スプロケット28にチェーン29が巻き掛けられる。同様にして、スプロケット群Rおよびスプロケット群Nの回転につれて順次部分スプロケット群R2〜R4,N2〜N5がそれぞれスライダ50,55により軸方向に移動させられ、チェーン29がすべての第3部分駆動スプロケット23〜23および第4部分被動スプロケット28〜28に巻き掛けられる。
これにより、第10変速位置S10への変速が終了する。
【0059】
この第9変速位置S9と第10変速位置S10との間の変速、さらには第2変速位置S2と第3変速位置S3との間の変速、第4変速位置S4と第5変速位置S5との間の変速、第6変速位置S6と第7変速位置S7との間の変速のように、特定の変速位置S2,S3;S4,S5;S6,S7;S9,S10間の際には、スプロケット群Rおよびスプロケット群Nにおいて同時にチェーン29の掛け換えが行われる。
【0060】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
変速装置Tの駆動側スプロケット群Rはクランク軸12に対して軸方向に移動可能な複数の駆動側部分スプロケット群R1〜R4から構成され、被動側スプロケット群Nは出力軸14に対して軸方向に移動可能な複数の被動側部分スプロケット群N1〜N5から構成され、変速切換機構Mは、各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5を部分スプロケット群R1〜R4,N1〜N5毎に軸方向に移動させてチェーン29を掛け換えることにより、変速切換機構Mが制御する各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5の軸方向での作動位置A1〜A4,A5〜A8の組合せにより、複数の変速比を得ることができることから、1つのスプロケット群の複数の部分スプロケット群の軸方向での位置を変更して同数の変速比を得る場合に比べて、軸方向でのスプロケット群Rおよびスプロケット群Nの幅および移動のためのスペースを小さくできるので、変速装置Tを軸方向で小型化できる。また、特定の変速比を得るために、部分スプロケット群R1〜R4および部分スプロケット群N1〜N5を同時に軸方向に移動させる場合には、部分スプロケット群R1〜R4および部分スプロケット群N1〜N5を合計した数の部分スプロケット群が変速に関与するため、変速ショックを低減するために、1つのスプロケット群の部分スプロケット群の数を過度に増やす必要がない。この結果、1つの駆動側スプロケット群Rまたは被動側スプロケット群Rの分割数を過度に増やすことなく、変速に関与する部分スプロケット群の数を増やすことができるので、部分スプロケット群の軸方向への移動を阻止するための構造など変速装置Tの構造の複雑化や重量増を抑制したうえで変速ショックを低減することができる。
【0061】
変速切換機構Mは、各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5の作動位置A1〜A4,A5〜A8を規定するカム溝41,42が設けられた単一の変速ドラム40を備え、変速ドラム40は、回転することにより、両カム溝41,42にそれぞれ沿って各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5を変速位置S1〜S11に案内することにより、所望の変速比を得るために、共通の1つの変速ドラム40が部分スプロケット群R1〜R4,N1〜N5を軸方向の作動位置A1〜A4,A5〜A8に案内するので、変速切換機構Mが簡素化されるうえ、予め設定されたカム溝41,42の形状により、多様な変速特性を簡単な構造で得ることができる。この結果、変速切換機構Mが簡素化されるので、変速装置Tが小型化される。
【0062】
側面視で、最大外径の駆動スプロケット24と最大外径の被動スプロケット25との間の距離d1は、変速ドラム40の外周面40aの外径d2よりも小さいことにより、スプロケット群Rおよびスプロケット群Nを互いに近接して配置でき、しかも変速ドラム40を両スプロケット群R,Nに近接して配置することも可能になるので、変速切換機構Mの小型化が可能になり、変速装置Tが小型化される。
【0063】
最大外径の駆動スプロケット24および最大外径の被動スプロケット25は、側面視で、基準直線L4に対していずれも一方の側に位置する接点C1,C2を通る共通接線L5を有し、変速ドラム40は、側面視で、共通接線L5と交差する位置に配置されることにより、変速ドラム40がスプロケット群Rおよびスプロケット群Nに、基準直線L4に対する一方側で近接して配置されることから、両スプロケット群R,Nおよび変速切換機構Mがコンパクトに配置されるので、変速装置Tが小型化される。
【0064】
ピボット軸9が変速ドラム40を挿通して同軸に設けられることにより、変速ドラム40を備える変速切換機構Mや両スプロケット群R,Nを、ピボット軸9との干渉を回避するように配置する必要がないので、変速切換機構Mや両スプロケット群R,Nのコンパクトな配置に寄与する。
【0065】
両スプロケット群R,Nおよび変速ドラム40は、自転車Bの車体の前後方向での中央部に配置された1つの変速ケース20内に収納されると共に変速ケース20に回転可能に支持されることにより、自転車Bに装備される変速装置Tにおいて、スプロケット群Rおよびスプロケット群Nの支持が容易になるうえ、変速ケース20は自転車Bの車体の中央部に配置されるので、自転車Bにおける重量配分が最適化され、さらに変速ドラム40のカム溝41,42などに塵埃等の異物が付着することが防止される。この結果、スプロケット群Rおよびスプロケット群Nの支持の容易性、自転車Bにおける重量配分、さらに変速ドラム40への異物の付着防止の点で、自転車Bへの変速装置Tの適用性が向上する。
【0066】
変速ドラム40は駆動側スプロケット群Rおよび被動側スプロケット群Nの径方向で外方に配置され、各部分スプロケット群R1〜R4および各部分スプロケット群N1〜N5には、それぞれ、最大外径の部分駆動スプロケット24〜24および部分被動スプロケット25〜25よりも径方向で外方に突出する突出部31a,32aを有する被案内部材31,32が設けられ、変速切換機構Mは、カム溝41,42により案内されて軸方向に移動可能なスライダ50,55を備え、スライダ50,55が突出部31a,32aの軸方向での位置を規定することにより、被案内部材31,32を介して各部分スプロケット群R1〜R4,N1〜N5が変速位置S1〜S11に案内されることにより、被案内部材31,32を変速ドラム40に近づけて配置することができることから、変速ドラム40と被案内部材31,32との間に配置されるスライダ50,55を小型化して軽量化でき、また被案内部材31,32には最大外径の部分駆動スプロケット24〜24および部分被動スプロケット25〜25の剛性を利用して所要の剛性を付与することができることから、被案内部材31,32を軽量化できるので、慣性の影響が低減して、変速の切換の迅速性が向上する。
【0067】
変速ドラム40を回転駆動する変速レバー61を備え、カム溝41,42は、変速レバー61の一方向への操作のみで降順に並び、かつ他方向への操作のみで昇順に並んだ変速比が得られる形状に形成され、変速切換機構Mは、部分スプロケット群R1〜R4および部分スプロケット群N1〜N5がカム溝41,42によりそれぞれ案内されて変速前の作動位置と軸方向で1つ隣りの変速後の作動位置との間で移動することにより、3つ以上の変速比に渡る変速を可能とすることにより、カム溝41,42は、変速レバー61の一方向への操作のみで降順に並び、かつ他方向への操作のみで昇順に並んだ変速比が得られる形状に形成されるので、任意の変速比から所望の変速比を得るための変速操作が容易になる。しかも、変速レバー61の一方向への操作のみまたは他方向への操作のみで、部分スプロケット群R1〜R4および部分スプロケット群N1〜N5が変速前の作動位置から軸方向で1つ隣りの変速後の作動位置に移動させることにより、変速前の変速比と所望の変速比である変速後の変速比との間に別の変速比を挟んだ3つ以上の変速比に渡る変速が可能になるので、変速の切換の迅速性が向上する。
【0068】
案内部材71,72,75,76は、スプロケット群Rまたはスプロケット群Nにおける前記非巻掛け領域を少なくとも含むと共に、各駆動スプロケット21〜24または各被動スプロケット25〜28の前記非巻掛け部分のうちの最大の非巻掛け部分を含む周方向での範囲に渡って配置されることにより、変速時に各部分スプロケット群R1〜R4,N1〜N5が軸方向に移動して作動位置を占めることを可能としたうえで、スライダ50,55を小型化した場合にも、スライダ50,55を通過する前後において各部分スプロケット群R1〜R4,N1〜N5が前記非巻掛け領域で軸方向に移動することが確実に阻止される。
【0069】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
無端伝動帯はベルトであってもよく、その場合は駆動ホイールおよび被動ホイールは、いずれもプーリである。
第1所定数および第2所定数は異なる値であってもよく、さらには第1〜第4所定数は任意の値であってよい。
被案内部材は部分スプロケット群に一体成形されて設けられてもよい。
変速装置は、自転車以外の車両または機械に装備されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0070】
【図1】本発明が適用された変速装置を備える自転車の概略の左側面図である。
【図2】図1の変速装置の変速機構や変速切換機構が変速ケースに収納された状態での要部の左側断面図であり、図3のII−II線断面図である。
【図3】図2のIII−III線断面図である。
【図4】図2のIV−IV線断面図である。
【図5】図2の変速装置の変速ドラムの外周面の展開図である。
【図6】図2のVI−VI線断面図である。
【図7】(A)は、図2のVIIA−VIIA線での断面の展開図であり、(B)は、図2のVIIB−VIIB線での断面の展開図である。
【図8】図2のVIII−VIII線断面図である。
【図9】図2のIX−IX線断面図である。
【図10】図2の変速装置の動作を説明する図であり、(A)は、第1変速位置から第2変速位置への変速時の動作を示し、(B)は、第9変速位置から第10変速位置への変速時の動作を示す。
【図11】図2の変速装置の変速位置と変速比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【0071】
12…クランク軸、14…出力軸、20…変速ケース、21〜24…駆動スプロケット、25〜28…被動スプロケット、29…チェーン、31,32…被案内部材、40…変速ドラム、50,55…スライダ、T…変速装置、B…自転車、M…変速切換機構、R…駆動側スプロケット群、N…被動側スプロケット群。




 

 


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