(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、前記フレームに取り付けられる少なくとも１つのホイールとを備え；
前記フレームは容器を更に有し；
第１の遊星ギア変速機が前記容器内に配置され；
前記第１の遊星ギア変速機が、
リングギア（Ｒ１）に接続された入力部材（１００）を備え、
前記リングギア（４００）は、リングギア（Ｒ１）とリングギア（Ｒ２）を有し、リングギア（４００）はピニオンギア（Ｐ１）に噛合い係合し、
ピニオンギア（Ｐ１）とピニオンギア（Ｐ２）が第１のキャリアに軸支され、前記第１のキャリアは第１のブレーキ（ブレーキ１）に係合し、ワンウェイクラッチ（ＣＬ１）が前記第１のキャリアと前記リングギア（４００）の間に配置され、
ピニオンギア（Ｐ２）がリングギア（Ｒ３）と噛合い係合し、
リングギア（Ｒ３）が第２のキャリア（３０１）に接続され、
前記第２のキャリアに軸支される第３のピニオン（Ｒ３）と第４のピニオン（Ｐ４）とを更に備え、
前記第３のピニオン（Ｐ３）がリングギア（Ｒ４）と噛合い係合し、リングギア（Ｒ４）は第２のブレーキ（ブレーキ２）に係合され、第２のワンウェイクラッチ（ＣＬ２）が前記リングギア（Ｒ４）と前記リングギア（Ｒ３）の間に配置され、
前記第４のピニオン（Ｐ４）が出力スプロケット（４４）に固定的に取り付けられている太陽ギア（Ｓ３）と噛合い係合し；
前記ホイールはハブを有し；
前記ハブ内に配置される第２の遊星ギア変速機と；
前記第１の遊星ギア変速機出力スプロケットと前記第２の遊星ギア変速機の間に張架されるトルクを伝達するための無端部材とを更に備える；
ことを特徴とする自転車。
【請求項２】
前記第１の遊星ギア変速機が４速であることを特徴とする請求項１に記載の自転車。
【請求項３】
前記第２の遊星ギア変速機が３速であることを特徴とする請求項１〜２の何れか一項に記載の自転車。
【請求項４】
前記無端部材がベルトであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の自転車。
【請求項５】
前記無端部材がチェーンであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の自転車。
【請求項６】
前記容器がフレームボトムブラケットに設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の自転車。
【請求項７】
容器を有するフレームと；
前記容器内に配置可能な第１の遊星ギア変速機とを備え；
前記第１の遊星ギア変速機が、
リングギア（Ｒ１）に接続された入力部材（１００）を備え、
前記リングギア（４００）がリングギア（Ｒ１）とリングギア（Ｒ２）を備え、リングギア（４００）がピニオンギア（Ｐ１）に噛合い係合し、
ピニオンギア（Ｐ１）とピニオンギア（Ｐ２）が第１のキャリア（２０１）に軸支され、前記第１のキャリアが第１のブレーキ（ブレーキ１）に係合され、ワンウェイクラッチ（ＣＬ１）が前記第１のキャリアと前記リングギア（４００）の間に配置され、
ピニオンギア（Ｐ２）がリングギア（Ｒ３）に噛合い係合し、
リングギア（Ｒ３）が第２キャリア（３０１）に接続され、
第３のピニオン（Ｐ３）と第４のピニオン（Ｐ４）が前記第２のキャリアに軸支され、
前記第３のピニオン（Ｐ３）がリングギア（Ｒ４）に噛合い係合し、リングギア（Ｒ４）が第２のブレーキ（ブレーキ２）に係合され、第２のワンウェイクラッチ（ＣＬ２）が前記リングギア（Ｒ４）と前記リングギア（Ｒ３）の間に配置され、
前記第４のピニオン（Ｐ４）が出力スプロケット（４４）に固定的に取り付けられている太陽ギア（Ｓ３）に噛合い係合し；
前記フレームに係合可能なホイールを更に備え、前記ホイールがハブを有し；
前記ハブ内に配置される第２の遊星ギア変速機と；
前記第１の遊星ギア変速機出力スプロケットと前記第２の遊星ギア変速機の間に張架されるトルクを伝達するための無端部材とを更に備える；
ことを特徴とする自転車用のベルト駆動システム。
【請求項８】
前記第１の遊星ギア変速機が４速であることを特徴とする請求項７に記載の自転車。
【請求項９】
前記第２の遊星ギア変速機が３速であることを特徴とする請求項７〜８の何れか一項に記載の自転車。
【請求項１０】
第１の容器内に取り付け可能な第１の遊星ギア変速機と、
前記第１の遊星ギア変速機は、
リングギア（Ｒ１）に接続された入力部材（１００）を備え、
前記リングギア（４００）は、リングギア（Ｒ１）とリングギア（Ｒ２）を備え、リングギア（４００）はピニオンギア（Ｐ１）に噛合い係合し、
第１のキャリア（２０１）に軸支されるピニオンギア（Ｐ１）とピニオンギア（Ｐ２）とを備え、前記第１のキャリアが第１のブレーキ（ブレーキ１）に係合され、ワンウェイクラッチ（ＣＬ１）が前記第１のキャリアと前記リングギア（４００）の間に配置され、
ピニオンギア（Ｐ２）がリングギア（Ｒ３）に噛合い係合し、
リングギア（Ｒ３）が第２のキャリア（３０１）に接続され、
第３のピニオン（Ｐ３）と第４のピニオン（Ｐ４）が前記第２キャリアに軸支され、
前記第３のピニオン（Ｐ３）がリングギア（Ｒ４）に噛合い係合し、リングギア（Ｒ４）が第２のブレーキ（ブレーキ２）に係合され、第２のワンウェイクラッチ（ＣＬ２）が前記リングギア（Ｒ４）と前記リングギア（Ｒ３）の間に配置され、
前記第４のピニオン（Ｐ４）が出力スプロケット（４４）に固定的に取り付けられている太陽ギア（Ｓ３）に噛合い係合し；
更に第２の容器内に取り付け可能な第２の遊星ギア変速機と；、
前記第１の遊星ギア変速機の出力スプロケットと前記第２の遊星ギア変速機の間に張架可能で、トルクを伝達する無端部材とを備える；
ことを特徴とするベルト駆動システム。
【請求項１１】
前記第１の遊星ギア変速機が４速であることを特徴とする請求項１０に記載の自転車。
【請求項１２】
前記第２の遊星ギア変速機が３速であることを特徴とする請求項１０〜１１の何れか一項に記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用遊星ギア機構に関し、より詳細には、フレームに設けられた第１の遊星ギア変速機とホイールハブに設けられた第２の遊星ギア変速機を有する自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
内装ギア変速機をリアハブに配置した自転車が知られている。たとえば、株式会社シマノはシマノＮｅｘｕｓ（商標）８速変速機を提供している。この変速機は、内装遊星ギア変速機であり、自転車のリアホイールハブに配置されている。ドイツのＲｏｈｌｏｆｆ ＧｍｂＨは１４速の遊星ギア変速機を自転車のリアホイールハブ用にも提供している。
【０００３】
従来の変速機は、一般的に、重量が大きく、また自転車のリアホイールハブに配置されているという点で不便である。
【０００４】
また、この技術の代表的な例として、米国特許第６，４６８，１７８号明細書（２００２年、Ｍｏｈｔａｓｈａｍ）があり、自転車のフレームに固定された車軸ブラケットと、車軸ブラケット内を軸方向に伸びるスピンドルと、漕ぐ力を受けてスピンドルを回転させる左右のペダルクランクアームとを有する自転車に使用されるリアホイールハブとチェーンレス駆動歯車列を開示している。スピンドルに嵌合された主駆動ギアはキャリアギアに駆動係合し、キャリアギアはクラッチアセンブリの選択的な動作により決定される様々なギア比に対応して遊星ギアケージハウジングとマルチ遊星ギア・太陽ギア装置とを作動する。遊星ギア群は、それぞれ異なるサイズで対応する太陽ギアリングとかみ合う遊星ギアの一体的なセットを有している。クラッチアッセンブリの作動により、歯止めが選択的に対応する太陽ギアリングと係合する。それによって、対応する太陽ギアリングは選択されたギア比にしたがって遊星ギア群のいずれかの遊星ギアと係合する。遊星ギア群は、環状ギアリングと環状ニードルベアリングを駆動し、環状ニードルベアリングは時計回りの順方向回転において、自転車のリアホイールを回転するためにハブボデーと係合する。環状ギアが反時計回りに逆回転すると、駆動ギア列アッセンブリはハブボデーに対してフリーホイーリング状態になる。
【０００５】
２０１０年１月２０日出願の同時係属中の米国非仮特許出願第１２／６５７，４６１号明細書は、自転車用の遊星ギア機構を開示している。詳細には、この遊星ギア機構では、第１の遊星機構は第２の遊星機構と同軸的に直列に接続され、第２の遊星機構は第３の遊星機構と同軸的に直列に接続されている。第２の遊星機構の出力は第１の遊星機構の出力に対して増速され、第３の遊星機構の出力は第２の遊星機構の出力に対して増速される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、フレームボトムブラケットに設けられた第１の遊星ギア変速機とホイールハブに設けられた第２の遊星ギア変速機とを有する自転車が求められている。本発明はこの要求を満足する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主要な態様によれば、フレームボトムブラケットに設けられた第１の遊星ギア変速機と、ホイールハブに設けられた第２の遊星ギア変速機とを有する自転車が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様は、本発明に関する以下の記述および添付図面により指摘され明らかにされる。
【０００９】
本発明には、フレームとフレームに取り付けられる少なくとも１つのホイールを備え、フレームが更に容器を有し、第１の遊星ギア変速機がこの容器内に配置され、ホイールがハブを有し、第２の遊星ギア変速機がハブ内に配置され、第１の遊星ギア変速機と第２の遊星ギア変速機の間に張架されトルクを伝達する無端部材を更に備える自転車が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、記述とともに、本発明の原理を説明するためのものである。
【図１】変速機の概略断面図である。
【図２】ギア比を示す表である。
【図３】それぞれのギアに対するブレーキとクラッチの位置を示す表である。
【図４】自転車の部分側面図である。
【図４Ａ】ベルトの側面図である。
【図５】変速機の断面図である。
【図６】図５の６−６における断面図である。
【図７】図５の７−７における断面図である。
【図８】図５の８−８における断面図である。
【図９】図５の９−９における断面図である。
【図１０】変速機の分解図である。
【図１１】図１０の詳細図である。
【図１２】図１０の詳細図である。
【図１３】図１０の詳細図である。
【図１４】図１０の詳細図である。
【図１５】図１０の詳細図である。
【図１６】図１０の詳細図である。
【図１７】シフトカムリングの斜視図である。
【図１８】シフトカムリングの端面図である。
【図１９】シフトカムリングの側面図である。
【図２０】シフトカムリングの端面図である。
【図２１】シフトドグの平面図である。
【図２２】シフトドグの側面図である。
【図２３】シフトドグの斜視図である。
【図２４】シフトドグの斜視図である。
【図２５】シフトドグの斜視図である。
【図２６】シフトドグの斜視図である。
【図２７】シフトドグの斜視図である。
【図２８】クラッチの斜視図である。
【図２９】クラッチの斜視図である。
【図３０】クラッチの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は変速機の概略断面図である。本発明は、通常、自転車のボトムブラケットに配置された遊星ギア変速機を有している。第２の遊星ギア変速機はリアハブに配置されている。ボトムブラケットの変速機は４つのギア比を有しており、リアハブの変速機は３つのギアを有している。
【００１２】
図４に示すように、自転車のボトムブラケットに配置された変速機は、入力部材２２のそれぞれの端部に取り付けられたクランクアームを有している。部材１００は部材２２に固定して接続され、部材２２とともに回転する。
【００１３】
リングギア部材４００は、第１のリングギアＲ１と第２のリングギアＲ２を有している。Ｒ１は部材１００とかみ合っており、Ｒ２はピニオンＰ１とかみ合っている。
【００１４】
ブレーキ１とブレーキ２は自転車のフレームに接続されている（図４参照）。ピニオンＰ１の回転速度はブレーキ１またはブレーキ２が係合しているか否かによって変化する（図３参照）。
【００１５】
第２の遊星機構はキャリアシャフト２０１に固定的に接続された２つのピニオンギアＰ１、Ｐ２を有しており、ギアＰ１、Ｐ２はシャフト２０１とともに回転する。リングギアＲ２はピニオンギアＰ１とかみ合っている。キャリアシャフト２０１はキャリア２００に軸支される。キャリア２００はブレーキ１に係合し、その反作用部材となっている。
【００１６】
第３のリングギアＲ３は、第３の遊星機構の入力部材であるキャリア３００に固定的に取り付けられている。第３の遊星機構ピニオンギアＰ３は第４のリングギアＲ４とかみ合っている。リングギアＲ４は、ブレーキ２とワンウェイクラッチＣＬ２とに係合している。ワンウェイクラッチＣＬ２は、キャリア３００とリングギアＲ３とに係合している。
【００１７】
ピニオンギアＰ３、Ｐ４はそれぞれキャリアピン３０１に軸支され、一体的に回転する。ピニオンギアＰ３、Ｐ４は好ましくは２つの異なる径を有する単一のギア部品よりなり、それによってギアＰ３、Ｐ４を規定する。ピニオンギアＰ４は出力太陽ギアＳ３とかみ合っている。出力太陽ギアＳ３は固定的に出力スプロケット４４に取り付けられている。
【００１８】
すべての遊星キャリア機構は、ぞれぞれの出力部材の増速順に番号が付けられる。すなわち、ワンウェイクラッチＣＬ１、ＣＬ２が切断されそれぞれの遊星機構が作動しているとき、第１の遊星機構の相対回転よりも速く回転する第２の遊星機構の相対回転よりも速く回転する第３の遊星機構がスプロケット４４を回転させる（図３の第４ギア参照）。また、各遊星キャリア機構はシャフト２２廻りに互いに同軸とされ、直列に接続されている。
【００１９】
各遊星機構はさらにワンウェイクラッチ、すなわちＣＬ１、ＣＬ２を有している。接続されている場合には、各ワンウェイクラッチはそれぞれの遊星キャリア機構を１：１のギア比でロックする。
【００２０】
低摩擦ブッシュ５２は太陽ギアＳ３と入力部材２２の間に配置される。
【００２１】
参照しやすいように、以下のアッセンブリを、全体として第１の遊星機構、第２の遊星機構および第３の遊星機構と呼ぶこともある。
第１の入力部：部材１００はシャフト２２に接続されている。
第２の遊星機構：キャリア２００、ピニオンギアＰ１、Ｐ２、シャフト２０１、ワンウェイクラッチＣＬ１、リングギアＲ２およびリングギアＲ３
第３の遊星機構：キャリア３００、ピニオンギアＰ３、Ｐ４、シャフト３０１、ワンウェイクラッチＣＬ２およびリングギアＲ４
【００２２】
そのため、本発明の装置には、フレームとフレームに取り付けられる少なくとも１つのホイールを備え、フレームが更に容器を有し、第１の遊星ギア変速機がこの容器内に配置され、ホイールがハブを有し、第２の遊星ギア変速機がハブ内に配置され、第１の遊星ギア変速機と第２の遊星ギア変速機の間に張架されトルクを伝達する無端部材を更に備える自転車が含まれ、第１の遊星ギア変速機は、リングギア（Ｒ１）に接続された入力部材（１００）と、リングギア（４００）はリングギア（Ｒ１）とリングギア（Ｒ２）とを有し、リングギア（４００）はピニオンギア（Ｐ１）と噛合い係合し、ピニオンギア（Ｐ１）とピニオンギア（Ｐ２）は第１のキャリア（２０１）に軸支され、第１のキャリアは第１のブレーキ（ｂｒａｋｅ１）に係合し、ワンウェイクラッチ（ＣＬ１）が第１のキャリアとリングギア（４００）の間に配置され、ピニオンギア（Ｐ２）がリングギア（Ｒ３）と噛合い係合し、リングギア（Ｒ３）が第２のキャリア（３０１）に接続され、第２のキャリアに軸支される第３のピニオン（Ｐ３）と第４のピニオン（Ｐ４）を更に備え、第３のピニオン（Ｐ３）がリングギア（Ｒ４）と噛合い係合し、リングギア（Ｒ４）が第２のブレーキ（ｂｒｅａｋｅ２）に係合し、第２のワンウェイクラッチ（ＣＬ２）がリングギア（Ｒ４）とリングギア（Ｒ３）の間に配置され、第４のピニオン（Ｐ４）が出力スプロケット（Ｓ３）と噛合い係合する。
【００２３】
図２はギア比を示す表である。遊星機構２００のギア比は１と１．１５であり、遊星機構３００のギア比は１と２．３０である。組み合わされた全体のギア比がｉ列に示されている。
【００２４】
本発明の変速機によれば、それぞれのギア比間が平均約１５％となり非常に直線的な結果が得られる。これにより、ライダーのギアシフトアップおよびダウンのそれぞれのシフトに要求される力を予測することができる。
【００２５】
本発明の変速機は出力部材であるフロントスプロケット４４の速度を入力部材２２の速度よりも大きくするので、フロントスプロケット４４とリアホイール３４に載置されたリアスプロケット３６の比率は適宜調整されることになる。そのため、たとえば、フロントスプロケット４４は３２歯を有し、リアスプロケットは４２歯を有する。フロントスプロケットとリアスプロケットの歯数はユーザの要求に応じて調整することができる。
【００２６】
好ましい実施形態によれば、ボトムブラケット２０内の４速変速機と３速リアハブ変速機３６の比率差はリアスプロケットのサイズを約０．７５倍小さくすることで相殺される。リアでは、４２歯のスプロケットを３２歯のスプロケットに置き換える。フロントスプロケットは３２歯である。ベルト比は１：１でよい。
【００２７】
図３は、それぞれのギアに対するブレーキとクラッチの位置を示す表である。たとえば、最遅ギアである第１ギアでは、すべての遊星機構２００、３００はギア比１：１となり、すべてのクラッチＣＬ１、ＣＬ２は接続されている。また、第１ギアでは、すべてのブレーキ１、２は切断されている。
【００２８】
本発明の変速機は従来の変速機に対して約２０から３０％軽量化されている。この変速機では、別の利点として、フロントスプロケットが非常に小さくなるので自転車フレームの空間的ゆとりが向上する。
【００２９】
以下に例を示すが、それぞれの部品の採用可能な設計パラメータを限定するものではない。径の単位はｍｍである。
0005555805.tif 000002
【００３０】
図４は自転車の部分側面図である。本発明の変速機は、好ましくはボトムブラケット２０内に載置される。クランクアーム４１は入力部材２２に接続されている。ライダーの足がペダル４２に係合する。弾性駆動部材５０はフロントスプロケット４４とリアスプロケット３６間に係合している。ホイール３４はリアハブ３６を有している。不図示のライダーがシート２４に座る。従来から知られているように、ホイール３４、クランクアーム４１、ボトムブラケット２０およびシート２４は、自転車フレーム３０に接続されている。弾性駆動部材５０は、たとえばベルトやチェーンである。
【００３１】
リアハブ３６は、従来から知られている如何なる３速遊星ギア変速機であってもよい。たとえば、Ｓｔｕｒｍｅｙ  Ａｒｃｈｅｒの３速ハブギアタイプＳ−ＲＦ３が従来から知られており、現在の用途に適している。他の知られている適切なリアハブ３６としては、シマノＳＧ−３Ｃ４１やシマノＳＧ−３Ｒ４０が挙げられる。他の適切なリアハブ変速機としては、３速ＳＲＡＭｉ―Ｍｏｔｉｏｎがある。
【００３２】
図４Ａはベルトの側面図である。ベルト５０はボデー９８を有する。歯９９はベルトボデー９８から延出する。歯９９は、長手方向あるいは無端方向に直角で幅方向に横切って延在する。このようなベルトは、自動車技術で知られているように、歯付きベルト、コグベルトまたは同期ベルトと呼ばれる。
【００３３】
図５は変速機の断面図である。図示されているように、遊星キャリア機構２００はボトムブラケットあるいは変速機ハウジング２０内に直列に接続されている。部材１００は入力部材２２に固定的に接続されている。キャリア２００はベアリング１００２、１００３を介して部材２２に対して回転可能となっている。キャリア３００はベアリング１００３、１００４、１００５を介して部材２２に対して回転可能となっている。部材２２はベアリング１００１を介してボトムブラケット２２内で回転する。シャフト２２は変速機の軽量化のため中空とすることができる。
【００３４】
図６は、図５の６−６における断面図である。図中、太陽ギアＳ３が示されている。ブレーキ２はリングギアＲ４と係合している。ピニオンＰ３、Ｐ４は太陽ギアＳ３とかみ合っている。
【００３５】
遊星変速機をシフトさせるブレーキ機構は、複合遊星セットが２つのギアセットを同時に噛み合わせないようにしながらロックする。ここに提案された機構は、複合遊星ギアセットの太陽ギアの近傍に配置されているが、複数のリングギアとともに複合遊星ギアセットのブレーキングまたはシフティングに容易に適用することができる。
【００３６】
この機構は２つのレバー（７２１、７２２）（８２１、８２２）を有し、一方のレバーが他方のレバーに対して、他方のレバーが対応する太陽ギアとかみ合っているときにはその太陽ギアとのかみ合いを物理的に干渉あるいは禁止する。一方の太陽ギアがブレーキにより止められたときには、他方の太陽ギアは止められた太陽ギアに対して強制的に相対回転することになる。２つ以上の太陽ギアを有する複合セットの場合、それぞれの太陽ギアは他の太陽ギアとは異なる速度で回転する。しかし、各ブレーキが各太陽ギアに同時にかけられると、変速機はロックし回転しない。各レバーは、対応する太陽ギアの段部の面と係合することにより、その回転を制限し、またはそれらのそれぞれの太陽ギアを停止する。レバーは段部の面と係合して太陽ギアの一方向の回転を制限する。この機構は、要求される構成に応じて、径方向外側または径方向内側のいずれから太陽ギアと係合してもよい。
【００３７】
シフトレバーは、外形表面６０１Ｂと係合するローラ６０１によって駆動される。外径の転変により、レバーは、対応する太陽ギアのブレーキとして係合するように、あるいは解放してその自由な動きを許容するように移動する。シフトカム６００はシフトローラ６０１と係合する。各シフトローラ６０１は従属パッド、すなわち部材６０２と係合する。
【００３８】
図７は、図５の７−７における断面図である。ピニオンギアＰ３はリングギアＲ４とかみ合っている。
【００３９】
図８は、図５の８−８における断面図である。ピニオンギアＰ２はピン２０１に軸支される。ピニオンギアＰ２はリングギアＲ３とかみ合っている。ブレーキ１は歯２１２とかみ合うシフト部材９０１を有する。歯２１２はキャリア２００の外周に配置される。本実施形態では、３セットのピニオンギアＰ４、Ｐ５が配置されている。
【００４０】
図９は、図５の９−９における断面図である。ピニオンギアＰ１はリングギアＲ２とかみ合っている。弾性部材６０２を使用することによって、シフトドグを歯に係合させたままシフトカムを回転することができる。ドグを歯に係合させ圧縮負荷をかけながら、カムは回転し弾性部材を圧縮することができる。自転車のライダーが自転車を漕ぐと、入力が一方のペダルから他方のペダルに移行するため、変速機へのトルク入力は周期的になる。最上級のサイクリストでさえ、一方のペダルから他方のペダルへの入力移行時に入力トルクがゼロあるいはゼロ付近まで降下する。自転車ライダーが漕ぐ周期的な入力負荷によってトルクが瞬間的にゼロに近接あるいは到達すると、シフトドグと歯の境界面における力もゼロまたはゼロ付近まで降下する。このときに、弾性部材の弛緩状態に戻ろうとする特性によってシフトドグがかみ合いからはずれて回転する。これにより、実際はほとんど無負荷状態でシフトしていながら、ライダーは負荷状態でシフトできるような印象を受けている。
【００４１】
図１０は変速機の分解図である。軸Ａ−Ａは回転軸である。スプロケット４４とリアハブ３６はベルトを介して係合している（図４参照）。リアの３速遊星ギア変速機はリアハブ３６内に設けられる。
【００４２】
変速機ケース２０がボトムブラケットにカートリッジ状に挿入されていてもよい。すなわち、ケース２０は筒状容器に挿入され、その筒状容器がボトムブラケット２０を有している。他の実施形態においては、たとえば溶接によって、シートステー、シートパイプおよびチェーンステーをケース２０に直接取り付けることで変速機ケース２０をボトムブラケットとする。いずれの実施形態においても、変速機の内部に変更はない。
【００４３】
図１１は図１０の詳細図である。スプロケット４４には不図示のベルト歯を受け入れる孔４４０が形成されている。さらに孔４４０によってホイールで跳ね上げられた泥や埃をスプロケットから落とすことができ、スプロケットを自浄することができる。これによって、性能劣化を引き起こすベルトとスプロケット間への埃の堆積を防止することができる。ブッシュ１００７、１００８は、それぞれベアリング１００５、１００６と係合している。
【００４４】
図１２は図１０の詳細図である。従来から知られているシフトケーブル１、２が、それぞれ調整グロメット８１、８２を介して変速機に接続されている。典型的には、シフトケーブル１、２は、たとえば自転車のハンドルバーに配置される不図示のシフト機構に接続されている。グロメット８１、８２は、孔２１、２２においてケース２０にそれぞれ螺着される。ベアリング１００６は、太陽ギアＳ３とケース２０の間に載置される。
【００４５】
スペーサ８００は、ベアリング１００４とベアリング１００３の間に配置されている。スペーサ８０１は、ベアリング１００３とベアリング１００２の間に配置されている。ナット４２により、スプロケット４１は太陽ギアＳ３上のスパイダ５１に取り付けられる。
【００４６】
図１３は図１０の詳細図である。図１４は図１０の詳細図である。各ケーブル１、２は受け部２０６に固定されている。受け部２０６はシフトカムリング６００の端部に固定されている。各ケーブル１、２を延出し、あるいは引っ込めることにより、シフトカムリングは変速機ケース２０内で回転する。シフトカムリング６００の回転動作の範囲は１３０°程度である。
【００４７】
シフトドグ８２０は枢動可能にドグマウント８４０に取り付けられている。ドグマウント８４０は不図示のケース２０に固定されている。ローラ６０３は表面６０１Ｂと部材６０１の間に載置される。シフトドグ８２０は、スプリング８００１Ａにより歯２１３側へ付勢される。
【００４８】
シフトドグ７２０は枢動可能にドグマウント７４０に取り付けられている。シフトドグ７２０は、スプリング８００１Ａにより歯２１２側へ付勢されている。ローラ６０３は表面６０２Ａと部材６０１の間に載置される。
【００４９】
表面６０２Ａはローラ６０３と係合し、ローラ６０３は従属部材６０１およびそれによりシフトドグ７２０、７２１と係合する。表面６０１Ｂは、シフトドグ８２０、８２１と係合するローラ６０３と係合する。
【００５０】
シフトドグ７２０、７２１は歯２１２と係合する。シフトドグ８２０、８２１は歯２１３と係合する。
【００５１】
スプリング８００１Ａ、８００１Ｂ、８００１Ｃ、８００１Ｄにより、シフトドグ７２０、７２１、８２０、８２１はそれぞれ歯２１２、２１３と係合するように付勢される。シフトドグに対する付勢により、ローラ６０３はカム表面６０２Ａ、６０１Ｂとの接触を維持できる。
【００５２】
図１５は図１０の詳細図である。ブッシュ１０１０はベアリング１００２と係合する。部材１００はシャフト２２と係合する。
【００５３】
図１６は図１０の詳細図である。ねじリング２３により、端部２０５がケース２０に取り付けられる。ブッシュ１００９はベアリング１００１と係合する。キャップ４３が不図示のクランクアームを車軸２２に保持する。
【００５４】
図１７はシフトカムリング６００の斜視図である。製造組立を容易にするため、シフトカムリング６００は部材６００Ａ、６００Ｂを有している。部材６００Ａは円筒状となっている。シフトカムリング６００は変速機内に設けられ、変速機ケース２０内で部材１００およびキャリア２００より半径方向で最も外側に配置されている（図５参照）。
【００５５】
図１８はシフトカムリング６００の端面図である。強度を確保しつつ重量を低減するために、部材６００Ａは格子構造を有している。シフトカムリング６００は変速機ケース２０内で回転可能となっている。
【００５６】
図１９はシフトカムリング６００の端面図である。
【００５７】
図２０はシフトカムリング６００の端面図である。各シフト周面６０１Ａ、６０２Ａが部材６００Ａの対向する端部に形成されている。各面６０１Ａ、６０２Ａはシフトカムリング６００の半径方向の内面を有する。
【００５８】
周面６０２Ａは、それぞれ異なる傾斜や半径を持つ複数の特徴を有している。従属部材６０１、そしてシフトドグ７２０、７２１と係合するローラ６０３の半径方向の位置は、ローラ６０３が６０２Ａのどの面に係合するかによって決定される。
【００５９】
周面６０１Ｂは、それぞれ異なる傾斜や半径を持つ複数の特徴を有している。従属部材６０１、そしてシフトドグ８２０、８２１と係合するローラ６０３の半径方向の位置は、ローラ６０３が６０１Ｂのどの面に係合するかによって決定される。各面６０３Ａ、６０１Ｂはシフトカムリング６００の半径方向の内面を有する。
【００６０】
製造組立を容易にするため、シフトカムリング６００は部材６００Ａ、６００Ｂを有する。部材６００Ｂは円筒状となっている。シフトカムリング６００は変速機内に設けられ、変速機ケース２０内で遊星ギアセットより半径方向で最も外側に配置されている（図５参照）。シフトケーブル１、２を延出し、あるいは引っ込めることでシフトカムリング６００を回転することにより、変速機がシフトされる（図１４参照）。
【００６１】
図２１はシフトドグの平面図である。受け部７６０は部材６０１を受け止める。各シフトドグ７２０、８２０、７２１、８２１は互いに同一に形成されている。各シフトドグ７２０、８２０、７２１、８２１について、部材６０２は受け部７６０に固定されている。
【００６２】
図２２はシフトドグの側面図である。受け部７６０は部材６０１を受け止める。
【００６３】
図２３はシフトドグの斜視図である。シフトドグ８２０は枢動可能にドグマウント８４０に取り付けられている。ドグマウント８４０は不図示のケース２０に固定されている。ローラ６０３は、面６１０Ｂと部材６０１の間に配置されている。
【００６４】
図２４はシフトドグの斜視図である。シフトドグ８２０は、スプリング８００１Ａにより歯２１３側に付勢されている。
【００６５】
図３４はシフトドグの斜視図である。シフトドグ８４０はケース２０に固定されている。
【００６６】
図２５はシフトドグの斜視図である。シフトドグ８２０は枢動可能にドグマウント８４０に取り付けられている。シフトドグ８２０は歯２１３と係合している。
【００６７】
図２６はシフトドグの斜視図である。シフトドグ７２０は枢動可能にドグマウント７４０に取り付けられている。シフトドグ７２０は歯２１２と係合している。ドグマウント７４０はケース２０に固定されている。シフトドグ７２０は、スプリング８００１Ｂにより歯２１２側に付勢されている。
【００６８】
図２７はシフトドグの斜視図である。
【００６９】
図２８はワンウェイクラッチドグの詳細図である。ワンウェイクラッチドグ９２０が枢動可能にキャリア３００に取り付けられている。ワンウェイクラッチドグ９２０は、スプリング９２１によりリングギアＲ４の歯側に付勢されている。ワンウェイクラッチドグ９２０は、リングギア歯を離間させることによりリングギアＲ４の逆回転動作を可能にする。特定のギアが係合していることに基づいて、ワンウェイクラッチが変速機のフリーホイール機能を果たし、ライダーが漕ぐのを止めて惰力走行することができる。同一の第２のワンウェイクラッチドグが図２８に示す位置と反対側に配置されており、一対のワンウェイクラッチシフトドグを形成している。
【００７０】
図２９はワンウェイクラッチドグの詳細図である。ワンウェイクラッチドグ９３０が枢動可能にキャリア２００に取り付けられている。ワンウェイクラッチドグ９３０は、スプリング９３１によりリングギアＲ１の歯４０１側に付勢されている。ワンウェイクラッチドグ９３０は、歯４０１との係合によりリングギアＲ１の逆回転動作を阻止する。ワンウェイクラッチドグ９３０は、歯４０１を離間させることによりリングギアＲ１のキャリア２００に対する相対的な順回転動作を可能にする。特定のギアが係合していることに基づいて、ワンウェイクラッチが変速機のフリーホイール機能を果たし、ライダーが漕ぐのを止めて惰力走行することができる。同一の第２のワンウェイクラッチドグが図３８に示す位置と反対側に配置されており、一対のワンウェイクラッチシフトドグを形成している。
【００７１】
図３０はワンウェイクラッチドグの詳細図である。ワンウェイクラッチドグ９０１が枢動可能にキャリア１００に取り付けられている。ワンウェイクラッチドグ９０１はスプリング９０２によりリングギアＲ１の歯４０１側に付勢されている。ワンウェイクラッチドグ９０１は、歯４０１を離間させることによりリングギアＲ１のキャリア１００に対する相対的な順回転動作を可能にする。ワンウェイクラッチドグ９０１は、歯４０１との係合によりリングギアＲ１の逆回転を阻止する。特定のギアが係合していることに基づいて、ワンウェイクラッチが変速機のフリーホイール機能を果たし、ライダーが漕ぐのを止めて惰力走行することができる。同一の第２のワンウェイクラッチドグが図３９に示す位置と反対側に配置されており、一対のワンウェイクラッチシフトドグを形成している。
【００７２】
以上、本発明の一形態について説明したが、ここで説明された本発明の趣旨や範囲から逸脱することなく、その構成や各部の関係について様々に変更可能であることは当業者にとって明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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