(57)【要約】【課題】乗員がハンドル操作を誤ることがなくなり、操作が簡単であるとともに製作がし易く、さらには、軽量で、且つ、低コストな自転車用変速機構を提供する。【解決手段】従動側回転体２は、接近離間動作で無端状ベルト４の巻き掛ける位置が径方向に沿って移動するよう構成された一対の従動ディスク６１を有す。第１コイルバネ７は両従動ディスク６１を離間させるよう付勢する。爪部材６６は、ディスク体６が正転する際には歯車体５の歯部５ａに係合して歯車体５をディスク体６と一体に回転させる一方、ディスク体６が逆転する際には歯車体５の歯部５ａを乗り越えて歯車体５に対してディスク体６を相対的に回転させる。歯車体５には、回転軸心Ｒ１に沿う方向に変位しながら回転軸心Ｒ１周りの周方向に滑らかに連続的に延びる環状傾斜面５１ａが形成され、環状傾斜面５１ａには、爪部材６６が第１コイルバネ７の付勢力によって摺接可能に押し付けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸と一体に正逆回転可能な駆動側回転体と、
後輪に取り付けられるフリーホイールを中央に有し、正転時には上記フリーホイールを介して上記後輪を回転させる一方、逆転時には上記フリーホイールによって上記後輪に対して相対的に回転するよう構成された従動側回転体と、
上記駆動側回転体と上記従動側回転体とに周回移動可能に巻き掛けられた無端状ベルトとを備え、
上記駆動側回転体及び上記従動側回転体の少なくとも一方に対する上記無端状ベルトの巻き掛ける位置を各回転体の径方向に変更させることによって両回転体の回転速度の比率を変えるよう構成された自転車用変速機構であって、
上記従動側回転体は、各中心軸が回転軸心に一致するとともに当該回転軸心に沿う接近離間動作によって上記無端状ベルトの巻き掛ける位置が径方向に沿って移動するよう構成された一対の従動ディスクを有するディスク体と、
上記両従動ディスクを上記回転軸心に沿って互いに離間させるよう付勢する付勢部材と、
上記回転軸心周りに上記フリーホイールと一体に回転する歯車体と、
上記ディスク体の外面側に設けられ、当該ディスク体が正転する際には上記歯車体の各歯部のいずれか１つに係合して上記歯車体を上記ディスク体と一体に回転させる一方、上記ディスク体が逆転する際には上記歯車体の各歯部を乗り越えて上記歯車体に対して上記ディスク体を相対的に回転させるよう構成された爪部材とを備え、
上記歯車体には、上記回転軸心に沿う方向に変位しながら当該回転軸心周りの周方向に滑らかに連続的に延びる環状傾斜面が形成され、該環状傾斜面には、上記爪部材の側面が摺接可能に上記付勢部材の付勢力によって押し付けられていることを特徴とする自転車用変速機構。
【請求項２】
請求項１に記載の自転車用変速機構において、
上記駆動側回転体は、上記クランク軸の中心線に一致する中心軸周りの周方向に等間隔に設けられた複数の貫通孔を有する第１駆動ディスクと、
該第１駆動ディスクに対向配置され、上記各貫通孔に対応する位置で、且つ、上記第１駆動ディスク側に段差状に張り出すとともに上記駆動側回転体の逆転方向に延びる複数の延出板部を有する第２駆動ディスクと、
上記各延出板部が上記各貫通孔を通過するよう上記第１駆動ディスクに対して上記第２駆動ディスクを接近させ、且つ、上記第１駆動ディスクに対して上記第２駆動ディスクを上記駆動側回転体の逆転方向に回転させることによって互いに対向する位置となった上記延出板部の延出端側と上記第１駆動ディスクとの間にそれぞれ配設された複数のコイルバネとを備え、
上記無端状ベルトは、上記第１及び第２駆動ディスクの間に巻き掛けられ、上記コイルバネの付勢力に抗して上記第１駆動ディスク及び上記第２駆動ディスクが互いに離間すると、巻き掛ける位置が径方向内側に移動する一方、上記コイルバネの付勢力によって上記第１駆動ディスク及び上記第２駆動ディスクが互いに接近すると、巻き掛ける位置が径方向外側に移動するよう構成されていることを特徴とする自転車用変速機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の自転車用変速機構において、
上記無端状ベルトは、可撓性部材で形成された一体加工品であり、ベルト内側の面がベルト外側の面よりも小さい四角錐台形状をなすとともに環状に連なる多数のベルト歯部と、該各ベルト歯部の間を橋絡する多数の橋絡部とを備え、
該橋絡部は、上記ベルト歯部よりも幅寸法が小さく、且つ、ベルト内側の面が上記ベルト歯部におけるベルト内側の面よりもベルト外側に位置する形状をなしていることを特徴とする自転車用変速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用変速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１に開示されている自転車用変速機構は、クランク軸と一体に回転可能な略円盤状をなす駆動側回転体と、後輪に回転一体に取り付けられた従動側回転体とを備え、駆動側回転体と従動側回転体とには、断面略Ｖ字状をなす無端状ベルトが周回移動可能に巻き掛けられている。駆動側回転体は、クランク軸の中心線に沿って対向する第１及び第２駆動ディスクを備え、該第１及び第２駆動ディスクは互いに接近離間可能になっている。そして、無端状ベルトは、第１及び第２駆動ディスクの間に巻き掛けられ、第１及び第２駆動ディスクが互いに離間すると、巻き掛ける位置が径方向内側に移動する一方、第１及び第２駆動ディスクが互いに接近すると、巻き掛ける位置が径方向外側に移動するよう構成され、これにより、両回転体の回転速度の比率が変わるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８３９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１では、ハンドルに取り付けられた操作レバーを操作することによって変速機構を作動させている。
【０００５】
しかし、変速機構を操作する操作レバーがハンドルに取り付けられていると、乗員がハンドルから手を離して操作レバーを操作するか、或いは、ハンドルを把持しながら親指等で操作レバーを操作する必要があり、変速機構の操作に気をとられてハンドル操作を誤ってしまうおそれがある。
【０００６】
また、特許文献１の操作レバーは、手で回転させることによって変速機構を作動させるようになっていて、操作が煩雑であるという問題もある。
【０００７】
さらに、自転車の一般的な変速機構として、多段式外装変速機と多段式内装変速機とがそれぞれ存在するが、両者ともに構造が複雑で製作が困難であるだけでなく、重量及びコストが嵩むという問題があった。
【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、乗員がハンドル操作を誤ることなく変速機構を作動させることができ、しかも、操作が簡単であるとともに製作がし易く、さらには、軽量で、且つ、低コストな自転車用変速機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、クランクの回動方向を反転させることで変速機構が作動するよう工夫を凝らしたことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、クランク軸と一体に正逆回転可能な駆動側回転体と、後輪に取り付けられるフリーホイールを中央に有し、正転時には上記フリーホイールを介して上記後輪を回転させる一方、逆転時には上記フリーホイールによって上記後輪に対して相対的に回転するよう構成された従動側回転体と、上記駆動側回転体と上記従動側回転体とに周回移動可能に巻き掛けられた無端状ベルトとを備え、上記駆動側回転体及び上記従動側回転体の少なくとも一方に対する上記無端状ベルトの巻き掛ける位置を各回転体の径方向に変更させることによって両回転体の回転速度の比率を変えるよう構成された自転車用変速機構において、次のような解決手段を講じた。
【００１１】
すなわち、第１の発明では、上記従動側回転体は、各中心軸が回転軸心に一致するとともに当該回転軸心に沿う接近離間動作によって上記無端状ベルトの巻き掛ける位置が径方向に沿って移動するよう構成された一対の従動ディスクを有するディスク体と、上記両従動ディスクを上記回転軸心に沿って互いに離間させるよう付勢する付勢部材と、上記回転軸心周りに上記フリーホイールと一体に回転する歯車体と、上記ディスク体の外面側に設けられ、当該ディスク体が正転する際には上記歯車体の各歯部のいずれか１つに係合して上記歯車体を上記ディスク体と一体に回転させる一方、上記ディスク体が逆転する際には上記歯車体の各歯部を乗り越えて上記歯車体に対して上記ディスク体を相対的に回転させるよう構成された爪部材とを備え、上記歯車体には、上記回転軸心に沿う方向に変位しながら当該回転軸心周りの周方向に滑らかに連続的に延びる環状傾斜面が形成され、該環状傾斜面には、上記爪部材の側面が摺接可能に上記付勢部材の付勢力によって押し付けられていることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明では、第１の発明において、上記駆動側回転体は、上記クランク軸の中心線に一致する中心軸周りの周方向に等間隔に設けられた複数の貫通孔を有する第１駆動ディスクと、該第１駆動ディスクに対向配置され、上記各貫通孔に対応する位置で、且つ、上記第１駆動ディスク側に段差状に張り出すとともに上記駆動側回転体の逆転方向に延びる複数の延出板部を有する第２駆動ディスクと、上記各延出板部が上記各貫通孔を通過するよう上記第１駆動ディスクに対して上記第２駆動ディスクを接近させ、且つ、上記第１駆動ディスクに対して上記第２駆動ディスクを上記駆動側回転体の逆転方向に回転させることによって互いに対向する位置となった上記延出板部の延出端側と上記第１駆動ディスクとの間にそれぞれ配設された複数のコイルバネとを備え、上記無端状ベルトは、上記第１及び第２駆動ディスクの間に巻き掛けられ、上記コイルバネの付勢力に抗して上記第１駆動ディスク及び上記第２駆動ディスクが互いに離間すると、巻き掛ける位置が径方向内側に移動する一方、上記コイルバネの付勢力によって上記第１駆動ディスク及び上記第２駆動ディスクが互いに接近すると、巻き掛ける位置が径方向外側に移動するよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記無端状ベルトは、可撓性部材で形成された一体加工品であり、ベルト内側の面がベルト外側の面よりも小さい四角錐台形状をなすとともに環状に連なる多数のベルト歯部と、該各ベルト歯部の間を橋絡する多数の橋絡部とを備え、該橋絡部は、上記ベルト歯部よりも幅寸法が小さく、且つ、ベルト内側の面が上記ベルト歯部におけるベルト内側の面よりもベルト外側に位置する形状をなしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明では、乗員がペダルを漕ぐと、駆動側回転体が正転するとともにその駆動側回転体の正転動作に連動して無端状ベルトを介して従動側回転体のディスク体が正転する。すると、爪部材が歯車体の各歯部における１つに係合するので、歯車体とディスク体とが一体に回転し、自転車を前進させることができる。一方、自転車を前進させる方向とは反対側にクランクが回動するよう乗員がペダルを漕ぐと、駆動側回転体が逆転するとともにその駆動側回転体の逆転動作に連動して無端状ベルトを介して従動側回転体のディスク体も逆転する。すると、歯車体に対してディスク体が相対的に逆転し始め、ディスク体に設けられた爪部材が歯車体における各歯部の１つを乗り越える。その際、爪部材の側面に接する環状傾斜面が回転軸心周りの周方向に進むにつれて次第に回転軸心に沿う方向に変位しているので、付勢部材の付勢力によって環状傾斜面に押し付けられた爪部材が環状傾斜面に摺接しながら移動するとともにそれに伴って両従動ディスクが回転軸心に沿って接近又は離間する。そうすると、従動側回転体において無端状ベルトの巻き掛ける位置が径方向に変更され、駆動側回転体と従動側回転体の回転速度の比率を変更させることができる。尚、歯車体における各歯部を爪部材が１つずつ乗り越えるようクランクを反対側に回動させることによって、変速機構の作動を段階的に変更させることができる。このように、乗員は変速機構を操作するのにハンドルから手や指を離す必要が無いので、変速機構の操作に気をとられてハンドル操作を誤るといったことを防ぐことができる。また、乗員が自転車を前進させるために漕ぐペダルの向きを反対にするだけで変速機構が作動するので、変速操作を簡単に行うことができる。また、従来の如き変速機構に比べて構造が簡単で製作が容易であるとともに、部品点数を減らすことができるので、軽量で、且つ、低コストな機構にすることができる。
【００１５】
第２の発明では、従動側回転体における無端状ベルトの巻き掛かる位置が径方向に変わったときに、駆動側回転体に対して無端状ベルトにより加わる力が変動して第１及び第２駆動ディスクが互いに接近又は離間するようになる。したがって、変速機構を作動させた場合であっても無端状ベルトを常に張った状態にすることができる。また、第１駆動ディスク、第２駆動ディスク及びコイルバネの３つの種類の部品を少なくとも用意すれば駆動側回転体を組み立てることができるので、部品点数を少なくしてコストを低く抑えることができる。
【００１６】
第３の発明では、無端状ベルトが可撓性を有するので、駆動側回転体及び従動側回転体にそれぞれ挟み込まれた状態で当該駆動側回転体と従動側回転体とにしっかりと密着する。また、駆動側回転体及び従動側回転体が回転する際に、駆動側回転体及び従動側回転体の各突条部が橋絡部の側面と当該橋絡部に隣り合う両ベルト歯部とで形成される溝部分に引っ掛かるようになる。このように、本発明の無端状ベルトは、周回移動する際に駆動側回転体及び従動側回転体に対して確実に滑らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る自転車用変速機構の正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る自転車用変速機構における従動側回転体の正面図である。
【図３】一部断面が示された図２のIII矢視図である。
【図４】図３の状態から変速機構が作動した状態を示す図である。
【図５】図４のV−V線における断面図である。
【図６】従動側回転体の分解側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る自転車用変速機構における駆動側回転体の正面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線における断面図である。
【図９】駆動側回転体における第１駆動ディスクの正面図である。
【図１０】駆動側回転体における第２駆動ディスクの正面図である。
【図１１】駆動側回転体を組み立てている途中の状態を示す正面図である。
【図１２】図１のXII−XII線における断面図である。
【図１３】図１のXIII−XIII線における断面図である。
【図１４】図１のXIV矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る自転車用変速機構１を示す。該自転車用変速機構１は、自転車１０の駆動部分を構成しており、後輪（図示せず）に取り付けられる略円板状の従動側回転体２と、クランク１４に繋がるクランク軸１３と一体に正逆回転可能な略円盤状の駆動側回転体３と、該駆動側回転体３と上記従動側回転体２とに周回移動可能に巻き掛けられたゴム製の無端状ベルト４とを備えている。
【００２０】
従動側回転体２は、図２乃至図６に示すように、筒中心線が後輪の回転軸心Ｒ１に一致する略円筒状の歯車体５を備えている。
【００２１】
歯車体５の内方には、後輪に取り付けられるフリーホイール１１が固定され、歯車体５は、回転軸心Ｒ１周りにフリーホイール１１と一体に回転するようになっている。
【００２２】
すなわち、歯車体５は、正転時にはフリーホイール１１を介して後輪を回転させる一方、逆転時には、フリーホイール１１によって後輪に対して相対的に回転するようになっている。
【００２３】
歯車体５の外周面には、回転軸心Ｒ１に沿って延びる突条をなす歯部５ａが回転軸心Ｒ１周りに環状に複数並設されている。
【００２４】
該歯部５ａは、歯車体５の逆転方向に進むにつれて次第に回転軸心Ｒ１から離れるように傾斜して延びる摺接面５ｂと、該摺接面５ｂの延出端から回転軸心Ｒ１に向かって真っ直ぐに延びて隣り合う歯部５ａにおける摺接面５ｂの基端に繋がる係止面５ｃとを備えている。
【００２５】
歯車体５の外周面における両端側には、図３及び図４に示すように、回転軸心Ｒ１周りに延びる一対の環状突条部５１が設けられている。
【００２６】
該各環状突条部５１の互いに対向する側には、回転軸心Ｒ１に沿う方向に変位しながら当該回転軸心Ｒ１周りの周方向に滑らかに連続的に延びる環状傾斜面５１ａがそれぞれ形成され、該両環状傾斜面５１ａは、回転軸心Ｒ１に沿う方向に対称の形状をなしている。
【００２７】
歯車体５の中途部には、各中心軸が回転軸心Ｒ１に一致するディスク体６が配設され、該ディスク体６は、互いに対向する一対の従動ディスク６１を備えている。
【００２８】
該各従動ディスク６１の中央部分には、歯車体５がスライド可能に嵌挿される円形のスライド孔６１ａが貫通形成され、両従動ディスク６１は、歯車体５に対して回転軸心Ｒ１に沿ってスライドすることによって互いに接近離間可能になっている。
【００２９】
従動ディスク６１の外周側半分には、図２及び図５に示すように、略扇形状に貫通する複数の窓部６１ｂが中心軸周りに等間隔に形成されている。
【００３０】
各従動ディスク６１の互いに対向する内側面には、当該従動ディスク６１の中心から放射状に延びる複数の突条部６１ｃが形成され、該突条部６１ｃは、図３及び図４に示すように、回転軸心Ｒ１から離れるにつれて突出高さが次第に低くなるように緩やかに傾斜した形状をなしている。
【００３１】
各従動ディスク６１の各突条部６１ｃは、ディスク体６の周方向に交互に位置している。したがって、両従動ディスク６１が互いに接近すると、一方の従動ディスク６１における各突条部６１ｃの間に他方の従動ディスク６１における各突条部６１ｃが入り込むようになっている。また、ディスク体６を正面視で見ると、図２に示すように、一方の従動ディスク６１の各窓部６１ｂに他方の従動ディスク６１の各突条部６１ｃが見えるようになっている。
【００３２】
各従動ディスク６１の外側面には、図３及び図４に示すように、回転軸心Ｒ１と直交する方向に延びる規制ユニット６３が取り付けられている。
【００３３】
該規制ユニット６３は、回転軸心Ｒ１側に開口する中空部６４ａを内部に有する収容ケース６４を備え、中空部６４ａには、スプリング６５と略棒状をなす爪部材６６とが順に収容されている。
【００３４】
該爪部材６６は、回転軸心Ｒ１と直交する方向にスライド可能に中空部６４ａに収容されていて、スプリング６５によって回転軸心Ｒ１側に付勢されてその先端部分が中空部６４ａの開口部分から飛び出して各歯部５ａの１つに接触している。
【００３５】
そして、爪部材６６は、ディスク体６が正転（図２のＸ１方向）する際には歯車体５の各歯部５ａのいずれか１つの係止面５ｃに係合して歯車体５をディスク体６と一体に回転させる一方、ディスク体６が逆転（図２のＸ２方向）する際には、爪部材６６の先端部分が摺接面５ｂに摺接しながら歯部５ａを乗り越えて歯車体５に対してディスク体６を相対的に回転させるよう構成されている。
【００３６】
歯車体５の中途部には、第１コイルバネ７（付勢部材）が巻装され、該第１コイルバネ７は、両従動ディスク６１の間に位置している。
【００３７】
第１コイルバネ７は、両従動ディスク６１を回転軸心Ｒ１に沿って互いに離間させるように付勢していて、これにより、各爪部材６６における中空部６４ａの開口部分から飛び出す先端部分の側面が各環状傾斜面５１ａに摺接可能に押し付けられている。
【００３８】
駆動側回転体３は、図７乃至図１１に示すように、クランク軸１３の中心線に沿って対向する第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９と、６つの第２コイルバネ１２とを備え、第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９は、プレス成形により形成されている。
【００３９】
第１駆動ディスク８の外周側には、図８に示すように、第２駆動ディスク９から離間する方向に段差状に変形する環状段差部８ｆが形成されている。
【００４０】
一方、第１駆動ディスク８の中央には、図９に示すように、円形の開口部８ａが形成され、該開口部８ａと環状段差部８ｆと間には、略長方形状をなす６つの貫通孔８ｂが中心軸周りに等間隔に形成されている。
【００４１】
第１駆動ディスク８における各貫通孔８ｂの間には、第２駆動ディスク９側に段差状に窪む第１円形段差部８ｃがそれぞれ形成され、各第１円形段差部８ｃの中央には、ネジ挿通孔８ｄが貫通形成されている。
【００４２】
また、環状段差部８ｆの第２駆動ディスク９に対向する面には、第１駆動ディスク８の中心から放射状に延びる突条をなす複数の突条部８ｅが形成され、該突条部８ｅは、断面が略三角形状をなすとともに、図８に示すように、第１駆動ディスク８の中心から離れるにつれて突出高さが次第に低くなる傾斜した形状をなしている。
【００４３】
第２駆動ディスク９の中央には、図１０に示すように、円形の開口部９ａが形成されている。
【００４４】
第２駆動ディスク９の第１駆動ディスク８に対向する面における外周縁側には、第２駆動ディスク９の中心から放射状に延びる突条をなす複数の突条部９ｅが形成され、該突条部９ｅは、断面が略三角形状をなすとともに、図８に示すように、第２駆動ディスク９の中心から離れるにつれて突出高さが次第に低くなるように緩やかに傾斜した形状をなしている。
【００４５】
第２駆動ディスク９の内周縁における各貫通孔８ｂに対応する位置には、図１０に示すように、正面視で略Ｌ字状をなす６つの延出板部９ｂが第２駆動ディスク９の周方向に等間隔に、且つ、当該第２駆動ディスク９の中心線側に飛び出すように設けられている。
【００４６】
延出板部９ｂは、第１駆動ディスク８側に段差状に張り出すとともに駆動側回転体３の逆転方向に延びる形状をなしていて、その外形は、第１駆動ディスク８と第２駆動ディスク９とを接近させた際、貫通孔８ｂに挿通可能な寸法になっている。
【００４７】
延出板部９ｂの先端側には、当該延出板部９ｂが段差状に張り出す方向と同方向に段差状に窪む第２円形段差部９ｃが形成され、第２円形段差部９ｃの中央には、ネジ孔９ｄが貫通形成されている。
【００４８】
各第２コイルバネ１２は、図１１に示すように、各延出板部９ｂが各貫通孔８ｂをそれぞれ通過するように第１駆動ディスク８に対して第２駆動ディスク９を接近させ、且つ、第１駆動ディスク８に対して第２駆動ディスク９を駆動側回転体３の逆転方向（図１１のＹ１方向）に回転させることによって互いに対向する位置となった第１円形段差部８ｃと第２円形段差部９ｃとの間にそれぞれ配設されている。
【００４９】
そして、第１円形段差部８ｃと第２円形段差部９ｃとの間に第２コイルバネ１２を配設した状態でネジＢ１をネジ挿通孔８ｄに挿通させるとともにネジ孔９ｄに螺合させることによって第１駆動ディスク８、第２駆動ディスク９及び各第２コイルバネ１２が一体になり、図８に示すように、各第２コイルバネ１２の付勢力によって第１駆動ディスク８と第２駆動ディスク９とが互いに密着するとともに、各第２コイルバネ１２の付勢力に抗して第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９を互いに接近させることができるようになっている。
【００５０】
無端状ベルト４は、図１、図１２乃至図１４に示すように、ベルト内側の面がベルト外側の面よりも小さい略四角推台形状をなすベルト歯部４ａが環状に多数連なる形状をなしており、各ベルト歯部４ａの間には、当該各ベルト歯部４ａを橋絡する橋絡部４ｂが形成されている。
【００５１】
該橋絡部４ｂは、図１２乃至図１４に示すように、各ベルト歯部４ａよりも幅寸法が小さく、且つ、ベルト内側の面が各ベルト歯部４ａにおけるベルト内側の面よりもベルト外側に位置する形状をなしている。
【００５２】
そして、無端状ベルト４は、従動側回転体２における両従動ディスク６１間に巻き掛けられるとともに、駆動側回転体３の第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９の間に巻き掛けられていて、駆動側回転体３が正転するように乗員が図示しないペダルを漕いでクランク１４を一方側に回動させると、第１駆動ディスク８の各突条部８ｅ及び第２駆動ディスク９の各突条部９ｅが無端状ベルト４に引っ掛かって当該無端状ベルト４を一方側に周回移動させるとともに、当該無端状ベルト４の一方側への周回移動動作によって無端状ベルト４が各従動ディスク６１の各突条部６１ｃに引っ掛かって従動側回転体２を正転させる。すると、爪部材６６が歯車体５の各歯部５ａにおける１つの係止面５ｃに係合するので、歯車体５とディスク体６とが一体に回転し、自転車１０が前進するようになっている。
【００５３】
一方、自転車１０を前進させる方向とは反対側にクランク１４が回動するよう乗員が図示しないペダルを漕ぐと、駆動側回転体３が逆転するとともにその駆動側回転体３の逆転動作に連動して無端状ベルト４を介して従動側回転体２のディスク体６も逆転する。すると、爪部材６６の先端部分が歯車体５における歯部５ａの摺接面５ｂに摺接しながらディスク体６が歯車体５に対して相対的に逆転して、爪部材６６が歯部５ａを乗り越える。その際、爪部材６６の側面に接する環状傾斜面５１ａが回転軸心Ｒ１周りの周方向に進むにつれて次第に回転軸心Ｒ１に沿う方向に変位しているので、第１コイルバネ７の付勢力によって環状傾斜面５１ａに押し付けられた爪部材６６が環状傾斜面５１ａに摺接しながら移動するとともにそれに伴って両従動ディスク６１が回転軸心Ｒ１に沿って離間するか、或いは、第１コイルバネ７の付勢力に抗して回転軸心Ｒ１に沿って接近する。そうすると、従動側回転体２において無端状ベルト４の巻き掛ける位置が各突条部６１ｃに案内されて径方向に変更される。
【００５４】
つまり、従動側回転体２は、両従動ディスク６１の回転軸心Ｒ１に沿う接近離間動作によって無端状ベルト４の巻き掛ける位置が径方向に沿って移動するよう構成されている。
【００５５】
また、従動側回転体２における無端状ベルト４の巻き掛かる位置が径方向に変わると、駆動側回転体３に対して無端状ベルト４により加わる力が変動することによって第１及び第２駆動ディスクが各第２コイルバネ１２の付勢力によって互いに接近するか、或いは、各第２コイルバネ１２の付勢力に抗して離間する。そうすると、各第２コイルバネ１２の付勢力に抗して第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９が互いに離間する場合には、駆動側回転体３における無端状ベルト４の巻き掛ける位置が径方向内側に移動する一方、各第２コイルバネ１２の付勢力によって第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９が互いに接近する場合には、駆動側回転体３における無端状ベルト４の巻き掛ける位置が径方向外側に移動する。つまり、駆動側回転体３において無端状ベルト４の巻き掛ける位置が径方向に変更される。したがって、変速機構１を作動させた場合であっても無端状ベルト４を常に張った状態にすることができる。
【００５６】
このように、本発明の自転車用変速機構１は、従動側回転体２を逆転させて当該従動側回転体２における無端状ベルト４の巻き掛ける径方向の位置の変更と駆動側回転体３における無端状ベルト４の巻き掛ける径方向の位置の変更とを行わせることで従動側回転体２及び駆動側回転体３の回転速度の比率を変更させることができるよう構成されている。
【００５７】
そして、歯車体５における各歯部５ａを爪部材６６が１つずつ乗り越えるようクランク１４を反対側に回動させることによって、変速機構１の作動を段階的に変更させることができるよう構成されている。
【００５８】
以上より、本発明の実施形態によると、乗員は変速機構１を操作するのにハンドルから手や指を離す必要が無いので、変速機構１の操作に気をとられてハンドル操作を誤るといったことを防ぐことができる。
【００５９】
また、乗員が自転車１０を前進させるために漕ぐペダルの向きを反対にするだけで変速機構１が作動するので、変速操作を簡単に行うことができる。
【００６０】
さらに、従来の如き変速機構に比べて構造が簡単で製作が容易であるとともに、部品点数を減らすことができるので、軽量で、且つ、低コストな機構にすることができる。
【００６１】
それに加えて、駆動側回転体３は、第１駆動ディスク８、第２駆動ディスク９及び第２コイルバネ１２の少なくとも３つの種類の部品を用意すれば駆動側回転体３を組み立てることができるので、部品点数を少なくしてコストを低く抑えることができる。
【００６２】
そして、無端状ベルト４が可撓性を有するので、従動側回転体２及び駆動側回転体３にそれぞれ挟み込まれた状態で当該従動側回転体２と駆動側回転体３とにしっかりと密着する。また、従動側回転体２及び駆動側回転体３が回転する際に、従動側回転体２及び駆動側回転体３の各突条部６１ｃ、８ｅ、９ｅが橋絡部４ｂの側面と当該橋絡部４ｂに隣り合う両ベルト歯部４ａとで形成される溝部分に引っ掛かるようになる。このように、本発明の無端状ベルト４は、周回移動する際に従動側回転体２及び駆動側回転体３に対して確実に滑らないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、自転車用変速機構に適している。
【符号の説明】
【００６４】
１        自転車用変速機構
２        従動側回転体
３        駆動側回転体
４        無端状ベルト
４ａ        ベルト歯部
４ｂ        橋絡部
５        歯車体
５ａ        歯部
６        ディスク体
７        第１コイルバネ（付勢部材）
８        第１駆動ディスク
８ｂ        貫通孔
８ｅ        突条部
９        第２駆動ディスク
９ａ        延出板部
９ｅ        突条部
１０        自転車
１１        フリーホイール
１２        第２コイルバネ
１３        クランク軸
５１ａ        環状傾斜面
６１        従動ディスク
６１ｃ        突条部
６６        爪部材
Ｒ１        回転軸心
【図１】
2019166951.tif 000003
【図２】
2019166951.tif 000004
【図３】
2019166951.tif 000005
【図４】
2019166951.tif 000006
【図５】
2019166951.tif 000007
【図６】
2019166951.tif 000008
【図７】
2019166951.tif 000009
【図８】
2019166951.tif 000010
【図９】
2019166951.tif 000011
【図１０】
2019166951.tif 000012
【図１１】
2019166951.tif 000013
【図１２】
2019166951.tif 000014
【図１３】
2019166951.tif 000015
【図１４】
2019166951.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月7日(2019.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用変速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１に開示されている自転車用変速機構は、クランク軸と一体に回転可能な略円盤状をなす駆動側回転体と、後輪に回転一体に取り付けられた従動側回転体とを備え、駆動側回転体と従動側回転体とには、断面略Ｖ字状をなす無端状ベルトが周回移動可能に巻き掛けられている。駆動側回転体は、クランク軸の中心線に沿って対向する第１及び第２駆動ディスクを備え、該第１及び第２駆動ディスクは互いに接近離間可能になっている。そして、無端状ベルトは、第１及び第２駆動ディスクの間に巻き掛けられ、第１及び第２駆動ディスクが互いに離間すると、巻き掛ける位置が径方向内側に移動する一方、第１及び第２駆動ディスクが互いに接近すると、巻き掛ける位置が径方向外側に移動するよう構成され、これにより、両回転体の回転速度の比率が変わるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８３９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１では、ハンドルに取り付けられた操作レバーを操作することによって変速機構を作動させている。
【０００５】
しかし、変速機構を操作する操作レバーがハンドルに取り付けられていると、乗員がハンドルから手を離して操作レバーを操作するか、或いは、ハンドルを把持しながら親指等で操作レバーを操作する必要があり、変速機構の操作に気をとられてハンドル操作を誤ってしまうおそれがある。
【０００６】
また、特許文献１の操作レバーは、手で回転させることによって変速機構を作動させるようになっていて、操作が煩雑であるという問題もある。
【０００７】
さらに、自転車の一般的な変速機構として、多段式外装変速機と多段式内装変速機とがそれぞれ存在するが、両者ともに構造が複雑で製作が困難であるだけでなく、重量及びコストが嵩むという問題があった。
【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、乗員がハンドル操作を誤ることなく変速機構を作動させることができ、しかも、操作が簡単であるとともに製作がし易く、さらには、軽量で、且つ、低コストな自転車用変速機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、クランクの回動方向を反転させることで変速機構が作動するよう工夫を凝らしたことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、クランク軸と一体に正逆回転可能な駆動側回転体と、後輪に取り付けられるフリーホイールを中央に有し、正転時には上記フリーホイールを介して上記後輪を回転させる一方、逆転時には上記フリーホイールによって上記後輪に対して相対的に回転するよう構成された従動側回転体と、上記駆動側回転体と上記従動側回転体とに周回移動可能に巻き掛けられた無端状ベルトとを備え、上記従動側回転体に対する上記無端状ベルトの巻き掛ける位置を各回転体の径方向に変更させることによって両回転体の回転速度の比率を変えるよう構成された自転車用変速機構において、次のような解決手段を講じた。
【００１１】
すなわち、第１の発明では、上記従動側回転体は、各中心軸が回転軸心に一致するとともに当該回転軸心に沿う接近離間動作によって上記無端状ベルトの巻き掛ける位置が径方向に沿って移動するよう構成された一対の従動ディスクを有するディスク体と、上記両従動ディスクを上記回転軸心に沿って互いに離間させるよう付勢する付勢部材と、上記回転軸心周りに上記フリーホイールと一体に回転する歯車体と、上記ディスク体の外面側に設けられ、当該ディスク体が正転する際には上記歯車体の各歯部のいずれか１つに係合して上記歯車体を上記ディスク体と一体に回転させる一方、上記ディスク体を上記歯車体に対して逆転させる際には上記歯車体の各歯部を乗り越えるよう構成された爪部材とを備え、上記歯車体には、上記回転軸心に沿う方向に変位しながら当該回転軸心周りの周方向に滑らかに連続的に延びる環状傾斜面が形成され、該環状傾斜面には、上記爪部材の側面が摺接可能に上記付勢部材の付勢力によって押し付けられていることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明では、第１の発明において、上記駆動側回転体は、上記クランク軸の中心線に一致する中心軸周りの周方向に等間隔に設けられた複数の貫通孔を有する第１駆動ディスクと、該第１駆動ディスクに対向配置され、上記各貫通孔に対応する位置で、且つ、上記第１駆動ディスク側に段差状に張り出すとともに上記駆動側回転体の逆転方向に延びる複数の延出板部を有する第２駆動ディスクと、上記各延出板部が上記各貫通孔を通過するよう上記第１駆動ディスクに対して上記第２駆動ディスクを接近させ、且つ、上記第１駆動ディスクに対して上記第２駆動ディスクを上記駆動側回転体の逆転方向に回転させることによって互いに対向する位置となった上記延出板部の延出端側と上記第１駆動ディスクとの間にそれぞれ配設された複数のコイルバネとを備え、上記無端状ベルトは、上記第１及び第２駆動ディスクの間に巻き掛けられ、上記コイルバネの付勢力に抗して上記第１駆動ディスク及び上記第２駆動ディスクが互いに離間すると、巻き掛ける位置が径方向内側に移動する一方、上記コイルバネの付勢力によって上記第１駆動ディスク及び上記第２駆動ディスクが互いに接近すると、巻き掛ける位置が径方向外側に移動するよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記無端状ベルトは、可撓性部材で形成された一体加工品であり、ベルト内側の面がベルト外側の面よりも小さい四角錐台形状をなすとともに環状に連なる多数のベルト歯部と、該各ベルト歯部の間を橋絡する多数の橋絡部とを備え、該橋絡部におけるベルト幅方向両側に位置する両側面は、上記ベルト歯部におけるベルト幅方向両側に位置する両側面よりもベルト幅方向内側に位置しており、且つ、ベルト内側の面が上記ベルト歯部におけるベルト内側の面よりもベルト外側に位置する形状をなしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明では、乗員がペダルを漕ぐと、駆動側回転体が正転するとともにその駆動側回転体の正転動作に連動して無端状ベルトを介して従動側回転体のディスク体が正転する。すると、爪部材が歯車体の各歯部における１つに係合するので、歯車体とディスク体とが一体に回転し、自転車を前進させることができる。一方、自転車を前進させる方向とは反対側にクランクが回動するよう乗員がペダルを漕ぐと、駆動側回転体が逆転するとともにその駆動側回転体の逆転動作に連動して無端状ベルトを介して従動側回転体のディスク体も逆転する。すると、歯車体に対してディスク体が相対的に逆転し始め、ディスク体に設けられた爪部材が歯車体における各歯部の１つを乗り越える。その際、爪部材の側面に接する環状傾斜面が回転軸心周りの周方向に進むにつれて次第に回転軸心に沿う方向に変位しているので、付勢部材の付勢力によって環状傾斜面に押し付けられた爪部材が環状傾斜面に摺接しながら移動するとともにそれに伴って両従動ディスクが回転軸心に沿って接近又は離間する。そうすると、従動側回転体において無端状ベルトの巻き掛ける位置が径方向に変更され、駆動側回転体と従動側回転体の回転速度の比率を変更させることができる。尚、歯車体における各歯部を爪部材が１つずつ乗り越えるようクランクを反対側に回動させることによって、変速機構の作動を段階的に変更させることができる。このように、乗員は変速機構を操作するのにハンドルから手や指を離す必要が無いので、変速機構の操作に気をとられてハンドル操作を誤るといったことを防ぐことができる。また、乗員が自転車を前進させるために漕ぐペダルの向きを反対にするだけで変速機構が作動するので、変速操作を簡単に行うことができる。また、従来の如き変速機構に比べて構造が簡単で製作が容易であるとともに、部品点数を減らすことができるので、軽量で、且つ、低コストな機構にすることができる。
【００１５】
第２の発明では、従動側回転体における無端状ベルトの巻き掛かる位置が径方向に変わったときに、駆動側回転体に対して無端状ベルトにより加わる力が変動して第１及び第２駆動ディスクが互いに接近又は離間するようになる。したがって、変速機構を作動させた場合であっても無端状ベルトを常に張った状態にすることができる。また、第１駆動ディスク、第２駆動ディスク及びコイルバネの３つの種類の部品を少なくとも用意すれば駆動側回転体を組み立てることができるので、部品点数を少なくしてコストを低く抑えることができる。
【００１６】
第３の発明では、無端状ベルトが可撓性を有するので、駆動側回転体及び従動側回転体にそれぞれ挟み込まれた状態で当該駆動側回転体と従動側回転体とにしっかりと密着する。また、駆動側回転体及び従動側回転体が回転する際に、駆動側回転体及び従動側回転体の各突条部が橋絡部の側面と当該橋絡部に隣り合う両ベルト歯部とで形成される溝部分に引っ掛かるようになる。このように、本発明の無端状ベルトは、周回移動する際に駆動側回転体及び従動側回転体に対して確実に滑らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る自転車用変速機構の正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る自転車用変速機構における従動側回転体の正面図である。
【図３】一部断面が示された図２のIII矢視図である。
【図４】図３の状態から変速機構が作動した状態を示す図である。
【図５】図４のV−V線における断面図である。
【図６】従動側回転体の分解側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る自転車用変速機構における駆動側回転体の正面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線における断面図である。
【図９】駆動側回転体における第１駆動ディスクの正面図である。
【図１０】駆動側回転体における第２駆動ディスクの正面図である。
【図１１】駆動側回転体を組み立てている途中の状態を示す正面図である。
【図１２】図１のXII−XII線における断面図である。
【図１３】図１のXIII−XIII線における断面図である。
【図１４】図１のXIV矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る自転車用変速機構１を示す。該自転車用変速機構１は、自転車１０の駆動部分を構成しており、後輪（図示せず）に取り付けられる略円板状の従動側回転体２と、クランク１４に繋がるクランク軸１３と一体に正逆回転可能な略円盤状の駆動側回転体３と、該駆動側回転体３と上記従動側回転体２とに周回移動可能に巻き掛けられたゴム製の無端状ベルト４とを備えている。
【００２０】
従動側回転体２は、図２乃至図６に示すように、筒中心線が後輪の回転軸心Ｒ１に一致する略円筒状の歯車体５を備えている。
【００２１】
歯車体５の内方には、後輪に取り付けられるフリーホイール１１が固定され、歯車体５は、回転軸心Ｒ１周りにフリーホイール１１と一体に回転するようになっている。
【００２２】
すなわち、歯車体５は、正転時にはフリーホイール１１を介して後輪を回転させる一方、逆転時には、フリーホイール１１によって後輪に対して相対的に回転するようになっている。
【００２３】
歯車体５の外周面には、回転軸心Ｒ１に沿って延びる突条をなす歯部５ａが回転軸心Ｒ１周りに環状に複数並設されている。
【００２４】
該歯部５ａは、歯車体５の逆転方向に進むにつれて次第に回転軸心Ｒ１から離れるように傾斜して延びる摺接面５ｂと、該摺接面５ｂの延出端から回転軸心Ｒ１に向かって真っ直ぐに延びて隣り合う歯部５ａにおける摺接面５ｂの基端に繋がる係止面５ｃとを備えている。
【００２５】
歯車体５の外周面における両端側には、図３及び図４に示すように、回転軸心Ｒ１周りに延びる一対の環状突条部５１が設けられている。
【００２６】
該各環状突条部５１の互いに対向する側には、回転軸心Ｒ１に沿う方向に変位しながら当該回転軸心Ｒ１周りの周方向に滑らかに連続的に延びる環状傾斜面５１ａがそれぞれ形成され、該両環状傾斜面５１ａは、回転軸心Ｒ１に沿う方向に対称の形状をなしている。
【００２７】
歯車体５の中途部には、各中心軸が回転軸心Ｒ１に一致するディスク体６が配設され、該ディスク体６は、互いに対向する一対の従動ディスク６１を備えている。
【００２８】
該各従動ディスク６１の中央部分には、歯車体５がスライド可能に嵌挿される円形のスライド孔６１ａが貫通形成され、両従動ディスク６１は、歯車体５に対して回転軸心Ｒ１に沿ってスライドすることによって互いに接近離間可能になっている。
【００２９】
従動ディスク６１の外周側半分には、図２及び図５に示すように、略扇形状に貫通する複数の窓部６１ｂが中心軸周りに等間隔に形成されている。
【００３０】
各従動ディスク６１の互いに対向する内側面には、当該従動ディスク６１の中心から放射状に延びる複数の突条部６１ｃが形成され、該突条部６１ｃは、図３及び図４に示すように、回転軸心Ｒ１から離れるにつれて突出高さが次第に低くなるように緩やかに傾斜した形状をなしている。
【００３１】
各従動ディスク６１の各突条部６１ｃは、ディスク体６の周方向に交互に位置している。したがって、両従動ディスク６１が互いに接近すると、一方の従動ディスク６１における各突条部６１ｃの間に他方の従動ディスク６１における各突条部６１ｃが入り込むようになっている。また、ディスク体６を正面視で見ると、図２に示すように、一方の従動ディスク６１の各窓部６１ｂに他方の従動ディスク６１の各突条部６１ｃが見えるようになっている。
【００３２】
各従動ディスク６１の外側面には、図３及び図４に示すように、回転軸心Ｒ１と直交する方向に延びる規制ユニット６３が取り付けられている。
【００３３】
該規制ユニット６３は、回転軸心Ｒ１側に開口する中空部６４ａを内部に有する収容ケース６４を備え、中空部６４ａには、スプリング６５と略棒状をなす爪部材６６とが順に収容されている。
【００３４】
該爪部材６６は、回転軸心Ｒ１と直交する方向にスライド可能に中空部６４ａに収容されていて、スプリング６５によって回転軸心Ｒ１側に付勢されてその先端部分が中空部６４ａの開口部分から飛び出して各歯部５ａの１つに接触している。
【００３５】
そして、爪部材６６は、ディスク体６が正転（図２のＸ１方向）する際には歯車体５の各歯部５ａのいずれか１つの係止面５ｃに係合して歯車体５をディスク体６と一体に回転させる一方、ディスク体６を歯車体５に対して逆転（図２のＸ２方向）させる際には、爪部材６６の先端部分が摺接面５ｂに摺接しながら歯部５ａを乗り越えるよう構成されている。
【００３６】
歯車体５の中途部には、第１コイルバネ７（付勢部材）が巻装され、該第１コイルバネ７は、両従動ディスク６１の間に位置している。
【００３７】
第１コイルバネ７は、両従動ディスク６１を回転軸心Ｒ１に沿って互いに離間させるように付勢していて、これにより、各爪部材６６における中空部６４ａの開口部分から飛び出す先端部分の側面が各環状傾斜面５１ａに摺接可能に押し付けられている。
【００３８】
駆動側回転体３は、図７乃至図１１に示すように、クランク軸１３の中心線に沿って対向する第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９と、６つの第２コイルバネ１２とを備え、第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９は、プレス成形により形成されている。
【００３９】
第１駆動ディスク８の外周側には、図８に示すように、第２駆動ディスク９から離間する方向に段差状に変形する環状段差部８ｆが形成されている。
【００４０】
一方、第１駆動ディスク８の中央には、図９に示すように、円形の開口部８ａが形成され、該開口部８ａと環状段差部８ｆと間には、略長方形状をなす６つの貫通孔８ｂが中心軸周りに等間隔に形成されている。
【００４１】
第１駆動ディスク８における各貫通孔８ｂの間には、第２駆動ディスク９側に段差状に窪む第１円形段差部８ｃがそれぞれ形成され、各第１円形段差部８ｃの中央には、ネジ挿通孔８ｄが貫通形成されている。
【００４２】
また、環状段差部８ｆの第２駆動ディスク９に対向する面には、第１駆動ディスク８の中心から放射状に延びる突条をなす複数の突条部８ｅが形成され、該突条部８ｅは、断面が略三角形状をなすとともに、図８に示すように、第１駆動ディスク８の中心から離れるにつれて突出高さが次第に低くなる傾斜した形状をなしている。
【００４３】
第２駆動ディスク９の中央には、図１０に示すように、円形の開口部９ａが形成されている。
【００４４】
第２駆動ディスク９の第１駆動ディスク８に対向する面における外周縁側には、第２駆動ディスク９の中心から放射状に延びる突条をなす複数の突条部９ｅが形成され、該突条部９ｅは、断面が略三角形状をなすとともに、図８に示すように、第２駆動ディスク９の中心から離れるにつれて突出高さが次第に低くなるように緩やかに傾斜した形状をなしている。
【００４５】
第２駆動ディスク９の内周縁における各貫通孔８ｂに対応する位置には、図１０に示すように、正面視で略Ｌ字状をなす６つの延出板部９ｂが第２駆動ディスク９の周方向に等間隔に、且つ、当該第２駆動ディスク９の中心線側に飛び出すように設けられている。
【００４６】
延出板部９ｂは、第１駆動ディスク８側に段差状に張り出すとともに駆動側回転体３の逆転方向に延びる形状をなしていて、その外形は、第１駆動ディスク８と第２駆動ディスク９とを接近させた際、貫通孔８ｂに挿通可能な寸法になっている。
【００４７】
延出板部９ｂの先端側には、当該延出板部９ｂが段差状に張り出す方向と同方向に段差状に窪む第２円形段差部９ｃが形成され、第２円形段差部９ｃの中央には、ネジ孔９ｄが貫通形成されている。
【００４８】
各第２コイルバネ１２は、図１１に示すように、各延出板部９ｂが各貫通孔８ｂをそれぞれ通過するように第１駆動ディスク８に対して第２駆動ディスク９を接近させ、且つ、第１駆動ディスク８に対して第２駆動ディスク９を駆動側回転体３の逆転方向（図１１のＹ１方向）に回転させることによって互いに対向する位置となった第１円形段差部８ｃと第２円形段差部９ｃとの間にそれぞれ配設されている。
【００４９】
そして、第１円形段差部８ｃと第２円形段差部９ｃとの間に第２コイルバネ１２を配設した状態でネジＢ１をネジ挿通孔８ｄに挿通させるとともにネジ孔９ｄに螺合させることによって第１駆動ディスク８、第２駆動ディスク９及び各第２コイルバネ１２が一体になり、図８に示すように、各第２コイルバネ１２の付勢力によって第１駆動ディスク８と第２駆動ディスク９とが互いに密着するとともに、各第２コイルバネ１２の付勢力に抗して第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９を互いに接近させることができるようになっている。
【００５０】
無端状ベルト４は、図１、図１２乃至図１４に示すように、ベルト内側の面がベルト外側の面よりも小さい略四角推台形状をなすベルト歯部４ａが環状に多数連なる形状をなしており、各ベルト歯部４ａの間には、当該各ベルト歯部４ａを橋絡する橋絡部４ｂが形成されている。
【００５１】
該橋絡部４ｂにおけるベルト幅方向両側に位置する両側面は、図１２乃至図１４に示すように、各ベルト歯部４ａにおけるベルト幅方向両側に位置する両側面よりもベルト幅方向内側に位置しており、且つ、ベルト内側の面が各ベルト歯部４ａにおけるベルト内側の面よりもベルト外側に位置する形状をなしている。
【００５２】
そして、無端状ベルト４は、従動側回転体２における両従動ディスク６１間に巻き掛けられるとともに、駆動側回転体３の第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９の間に巻き掛けられていて、駆動側回転体３が正転するように乗員が図示しないペダルを漕いでクランク１４を一方側に回動させると、第１駆動ディスク８の各突条部８ｅ及び第２駆動ディスク９の各突条部９ｅが無端状ベルト４に引っ掛かって当該無端状ベルト４を一方側に周回移動させるとともに、当該無端状ベルト４の一方側への周回移動動作によって無端状ベルト４が各従動ディスク６１の各突条部６１ｃに引っ掛かって従動側回転体２を正転させる。すると、爪部材６６が歯車体５の各歯部５ａにおける１つの係止面５ｃに係合するので、歯車体５とディスク体６とが一体に回転し、自転車１０が前進するようになっている。
【００５３】
一方、自転車１０を前進させる方向とは反対側にクランク１４が回動するよう乗員が図示しないペダルを漕ぐと、駆動側回転体３が逆転するとともにその駆動側回転体３の逆転動作に連動して無端状ベルト４を介して従動側回転体２のディスク体６も逆転する。このとき、ディスク体６を歯車体５に対して逆転させるようにすると、爪部材６６の先端部分が歯車体５における歯部５ａの摺接面５ｂに摺接しながらディスク体６が歯車体５に対して相対的に逆転して、爪部材６６が歯部５ａを乗り越える。その際、爪部材６６の側面に接する環状傾斜面５１ａが回転軸心Ｒ１周りの周方向に進むにつれて次第に回転軸心Ｒ１に沿う方向に変位しているので、第１コイルバネ７の付勢力によって環状傾斜面５１ａに押し付けられた爪部材６６が環状傾斜面５１ａに摺接しながら移動するとともにそれに伴って両従動ディスク６１が回転軸心Ｒ１に沿って離間するか、或いは、第１コイルバネ７の付勢力に抗して回転軸心Ｒ１に沿って接近する。そうすると、従動側回転体２において無端状ベルト４の巻き掛ける位置が各突条部６１ｃに案内されて径方向に変更される。
【００５４】
つまり、従動側回転体２は、両従動ディスク６１の回転軸心Ｒ１に沿う接近離間動作によって無端状ベルト４の巻き掛ける位置が径方向に沿って移動するよう構成されている。
【００５５】
また、従動側回転体２における無端状ベルト４の巻き掛かる位置が径方向に変わると、駆動側回転体３に対して無端状ベルト４により加わる力が変動することによって第１及び第２駆動ディスクが各第２コイルバネ１２の付勢力によって互いに接近するか、或いは、各第２コイルバネ１２の付勢力に抗して離間する。そうすると、各第２コイルバネ１２の付勢力に抗して第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９が互いに離間する場合には、駆動側回転体３における無端状ベルト４の巻き掛ける位置が径方向内側に移動する一方、各第２コイルバネ１２の付勢力によって第１駆動ディスク８及び第２駆動ディスク９が互いに接近する場合には、駆動側回転体３における無端状ベルト４の巻き掛ける位置が径方向外側に移動する。つまり、駆動側回転体３において無端状ベルト４の巻き掛ける位置が径方向に変更される。したがって、変速機構１を作動させた場合であっても無端状ベルト４を常に張った状態にすることができる。
【００５６】
このように、本発明の自転車用変速機構１は、従動側回転体２を逆転させて当該従動側回転体２における無端状ベルト４の巻き掛ける径方向の位置の変更と駆動側回転体３における無端状ベルト４の巻き掛ける径方向の位置の変更とを行わせることで従動側回転体２及び駆動側回転体３の回転速度の比率を変更させることができるよう構成されている。
【００５７】
そして、歯車体５における各歯部５ａを爪部材６６が１つずつ乗り越えるようクランク１４を反対側に回動させることによって、変速機構１の作動を段階的に変更させることができるよう構成されている。
【００５８】
以上より、本発明の実施形態によると、乗員は変速機構１を操作するのにハンドルから手や指を離す必要が無いので、変速機構１の操作に気をとられてハンドル操作を誤るといったことを防ぐことができる。
【００５９】
また、乗員が自転車１０を前進させるために漕ぐペダルの向きを反対にするだけで変速機構１が作動するので、変速操作を簡単に行うことができる。
【００６０】
さらに、従来の如き変速機構に比べて構造が簡単で製作が容易であるとともに、部品点数を減らすことができるので、軽量で、且つ、低コストな機構にすることができる。
【００６１】
それに加えて、駆動側回転体３は、第１駆動ディスク８、第２駆動ディスク９及び第２コイルバネ１２の少なくとも３つの種類の部品を用意すれば駆動側回転体３を組み立てることができるので、部品点数を少なくしてコストを低く抑えることができる。
【００６２】
そして、無端状ベルト４が可撓性を有するので、従動側回転体２及び駆動側回転体３にそれぞれ挟み込まれた状態で当該従動側回転体２と駆動側回転体３とにしっかりと密着する。また、従動側回転体２及び駆動側回転体３が回転する際に、従動側回転体２及び駆動側回転体３の各突条部６１ｃ、８ｅ、９ｅが橋絡部４ｂの側面と当該橋絡部４ｂに隣り合う両ベルト歯部４ａとで形成される溝部分に引っ掛かるようになる。このように、本発明の無端状ベルト４は、周回移動する際に従動側回転体２及び駆動側回転体３に対して確実に滑らないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、自転車用変速機構に適している。
【符号の説明】
【００６４】
１        自転車用変速機構
２        従動側回転体
３        駆動側回転体
４        無端状ベルト
４ａ        ベルト歯部
４ｂ        橋絡部
５        歯車体
５ａ        歯部
６        ディスク体
７        第１コイルバネ（付勢部材）
８        第１駆動ディスク
８ｂ        貫通孔
８ｅ        突条部
９        第２駆動ディスク
９ａ        延出板部
９ｅ        突条部
１０        自転車
１１        フリーホイール
１２        第２コイルバネ
１３        クランク軸
５１ａ        環状傾斜面
６１        従動ディスク
６１ｃ        突条部
６６        爪部材
Ｒ１        回転軸心
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸と一体に正逆回転可能な駆動側回転体と、
後輪に取り付けられるフリーホイールを中央に有し、正転時には上記フリーホイールを介して上記後輪を回転させる一方、逆転時には上記フリーホイールによって上記後輪に対して相対的に回転するよう構成された従動側回転体と、
上記駆動側回転体と上記従動側回転体とに周回移動可能に巻き掛けられた無端状ベルトとを備え、
上記従動側回転体に対する上記無端状ベルトの巻き掛ける位置を各回転体の径方向に変更させることによって両回転体の回転速度の比率を変えるよう構成された自転車用変速機構であって、
上記従動側回転体は、各中心軸が回転軸心に一致するとともに当該回転軸心に沿う接近離間動作によって上記無端状ベルトの巻き掛ける位置が径方向に沿って移動するよう構成された一対の従動ディスクを有するディスク体と、
上記両従動ディスクを上記回転軸心に沿って互いに離間させるよう付勢する付勢部材と、
上記回転軸心周りに上記フリーホイールと一体に回転する歯車体と、
上記ディスク体の外面側に設けられ、当該ディスク体が正転する際には上記歯車体の各歯部のいずれか１つに係合して上記歯車体を上記ディスク体と一体に回転させる一方、上記ディスク体を上記歯車体に対して逆転させる際には上記歯車体の各歯部を乗り越えるよう構成された爪部材とを備え、
上記歯車体には、上記回転軸心に沿う方向に変位しながら当該回転軸心周りの周方向に滑らかに連続的に延びる環状傾斜面が形成され、該環状傾斜面には、上記爪部材の側面が摺接可能に上記付勢部材の付勢力によって押し付けられていることを特徴とする自転車用変速機構。
【請求項２】
請求項１に記載の自転車用変速機構において、
上記駆動側回転体は、上記クランク軸の中心線に一致する中心軸周りの周方向に等間隔に設けられた複数の貫通孔を有する第１駆動ディスクと、
該第１駆動ディスクに対向配置され、上記各貫通孔に対応する位置で、且つ、上記第１駆動ディスク側に段差状に張り出すとともに上記駆動側回転体の逆転方向に延びる複数の延出板部を有する第２駆動ディスクと、
上記各延出板部が上記各貫通孔を通過するよう上記第１駆動ディスクに対して上記第２駆動ディスクを接近させ、且つ、上記第１駆動ディスクに対して上記第２駆動ディスクを上記駆動側回転体の逆転方向に回転させることによって互いに対向する位置となった上記延出板部の延出端側と上記第１駆動ディスクとの間にそれぞれ配設された複数のコイルバネとを備え、
上記無端状ベルトは、上記第１及び第２駆動ディスクの間に巻き掛けられ、上記コイルバネの付勢力に抗して上記第１駆動ディスク及び上記第２駆動ディスクが互いに離間すると、巻き掛ける位置が径方向内側に移動する一方、上記コイルバネの付勢力によって上記第１駆動ディスク及び上記第２駆動ディスクが互いに接近すると、巻き掛ける位置が径方向外側に移動するよう構成されていることを特徴とする自転車用変速機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の自転車用変速機構において、
上記無端状ベルトは、可撓性部材で形成された一体加工品であり、ベルト内側の面がベルト外側の面よりも小さい四角錐台形状をなすとともに環状に連なる多数のベルト歯部と、該各ベルト歯部の間を橋絡する多数の橋絡部とを備え、
該橋絡部におけるベルト幅方向両側に位置する両側面は、上記ベルト歯部におけるベルト幅方向両側に位置する両側面よりもベルト幅方向内側に位置しており、且つ、ベルト内側の面が上記ベルト歯部におけるベルト内側の面よりもベルト外側に位置する形状をなしていることを特徴とする自転車用変速機構。