(57)【要約】【課題】ハンドルを握ったまま手を離さず速度の切換えを行う。【解決手段】ペダル軸４に固定されているペダル軸歯車１１と、ペダル軸歯車１１と噛合ってペダル軸からの動力の伝達を受ける内歯１２及びペダル軸４からの動力をチエーン５へ伝達する外歯１３を有する大スプロケット２と、大スプロケット２の内歯１２と略同形でペダル軸歯車１１と噛合う内歯１４を有し、大スプロケット２にスプリング９を介して取付けられ大スプロケット２の中心を回転中心として回転可能なホルダー３と、大スプロケット２から掛け回されたチエーン５により動力が伝達される小スプロケット６と、小スプロケット６に一方向ベアリング１０を介して取付けられた駆動輪７とを備え、チエーン５の張力をスプリング９で感知してペダル軸４と大スプロケット２の間の減速比を変換するよう構成する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペダル軸に固定されているペダル軸歯車と、ペダル軸歯車と噛合ってペダル軸からの動力の伝達を受ける内歯及びペダル軸からの動力をチエーンへ伝達する外歯を有する大スプロケットと、大スプロケットの内歯と略同形でペダル軸歯車と噛合う内歯を有し、大スプロケットにスプリングを介して取付けられて大スプロケットの中心を回転中心として回転可能なホルダーと、大スプロケットから掛け回されたチエーンにより動力が伝達される小スプロケットと、小スプロケットに一方向ベアリングを介して取付けられた駆動輪とを備え、チエーンの張力をスプリングで感知してペダル軸と大スプロケットの間の減速比を変換する自転車の二段変速装置。
【請求項２】
チエーンの張力が小さい場合には、スプリングの反発力により大スプロケットの内歯とホルダーの内歯の位相がずれ、ペダル軸歯車の中心が大スプロケットの中心と一致して、大スプロケットの回転数がペダル軸の回転数等しくなり、チエーンの張力が大きい場合には、スプリングが撓んで大スプロケットの内歯とホルダーの内歯の位相が重なり、ペダル軸歯車がペダルの操作力で下方に移動して内接歯車を形成し、大スプロケットの回転数がペダル軸の回転数より小さくなるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の自転車の二段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チエーンの張力をスプリングにより感知してペダル軸と大スプロケット間の減速比を変換する自転車の二段変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自転車の変速装置として、歯数の異なる複数の小スプロケットを手動で切換えて速度比を変える装置や、小スプロケットと駆動輪との間の減速比を変える装置が知られている（例えば、特表平９−５１１７２２号公報参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表平９−５１１７２２号公報（第４４頁、第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の歯数の異なる複数の小スプロケットを手動で切換えて速度比を変える装置では、速度比を変換する際、チエーンを一度小スプロケットから外してかけかえるため、走行中チエーンが外れることがある。
また、小スプロケットと駆動輪との間の減速比を変える装置では、走行中チエーンが外れるおそれは無いものの、速度比を変換する操作は手で行うため、片手をハンドルから離すか、あるいはハンドルの握り方が不十分となり、握力の弱くなった高齢者などがハンドル操作を誤るおそれがある。
【０００５】
本発明は、自転車の変速装置における上記問題を解決するものであって、ペダルの操作力に応じてペダル軸と大スプロケット間の減速比を変えることにより、走行中チエーンが小スプロケットから外れることが無く、ハンドルをしっかり握ったまま速度の切換えを行うことのできる自転車の二段変速装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の自転車の二段変速装置は、ペダル軸に固定されているペダル軸歯車と、ペダル軸歯車と噛合ってペダル軸からの動力の伝達を受ける内歯及びペダル軸からの動力をチエーンへ伝達する外歯を有する大スプロケットと、大スプロケットの内歯と略同形でペダル軸歯車と噛合う内歯を有し、大スプロケットにスプリングを介して取付けられて大スプロケットの中心を回転中心として回転可能なホルダーと、大スプロケットから掛け回されたチエーンにより動力が伝達される小スプロケットと、小スプロケットに一方向ベアリングを介して取付けられた駆動輪とを備え、チエーンの張力をスプリングで感知してペダル軸と大スプロケットの間の減速比を変換するよう構成することにより上記課題を解決している。
【０００７】
この自転車の二段変速装置では、人がペダルを踏むことにより生ずる動力が、ペダル軸、ペダル軸歯車、大スプロケット、チエーン、小スプロケットを経て駆動輪へと伝達される。このとき、チエーンの張力がスプリングで感知され、張力の大きさによってぺダル軸と大スプロケットの間の減速比が変換される。従って、ペダルの操作力に応じてペダル軸と駆動輪の回転速度比が変わる。
【０００８】
チエーンの張力が小さい場合には、スプリングの反発力により大スプロケットの内歯とホルダーの内歯の位相がずれ、ペダル軸歯車の中心が大スプロケットの中心と一致して、大スプロケットの回転数がペダル軸の回転数等しくなり、チエーンの張力が大きい場合には、スプリングが撓んで大スプロケットの内歯とホルダーの内歯の位相が重なり、ペダル軸歯車がペダルの操作力で下方に移動して内接歯車を形成し、大スプロケットの回転数がペダル軸の回転数より小さくなるよう構成することにより、ぺダル軸と大スプロケットの間の減速比の変換が自動的に行われる。
【０００９】
このように、ペダルの操作力に応じてペダル軸と駆動輪の回転速度比が変わるため、走行中チエーンが小スプロケットから外れることが無く、ハンドルをしっかり握ったまま速度の切換えを行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である二段変速装置を備えた自転車の側面図、図２は二段変速装置のペダル軸と大スプロケットの部分の構成を示す縦断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図、図５（ａ）は図２のＣ−Ｃ線断面図、図５（ｂ）は図２のＤ−Ｄ線断面図、図５（ｃ）は図２のＥ−Ｅ線断面図、図６は二段変速装置のチエーンにかかる張力が小さい場合の動作の説明図、図７は二段変速装置のチエーンにかかる張力が大きい場合の動作の説明図である。
【００１１】
この自転車の二段変速装置は、ペダル軸４に固定されているペダル軸歯車１１と、ペダル軸歯車１１と噛合ってペダル軸４からの動力の伝達を受ける大スプロケット内歯１２及びペダル軸４からの動力をチエーン５へ伝達する大スプロケット外歯１３を有する大スプロケット２と、大スプロケット内歯１３と略同形でペダル軸歯車１１と噛合うホルダー内歯１４を有し、大スプロケット２にスプリング９を介して取付けられて大スプロケット２の中心を回転中心として回転可能なホルダー３と、大スプロケット２から掛け回されたチエーン５により動力が伝達される小スプロケット６と、小スプロケット６に一方向ベアリング１０を介して取付けられた駆動輪７とを備えている。
【００１２】
ペダル軸４は、図５に示すように、前後方向は拘束され、上下方向は所定距離移動可能にフレーム１に支持されている。
この自転車の二段変速装置では、人がペダル１５を踏むことにより生ずる動力が、ペダル軸４、ペダル軸歯車１１、大スプロケット２、チエーン５、小スプロケット６を経て駆動輪７へと伝達される。
【００１３】
負荷が少なくチエーン５の張力が小さい場合には、図６に示すように、スプリング９の反発力により大スプロケット内歯１２とホルダー内歯１４の位相がずれ、ペダル軸歯車１１の中心が大スプロケット２の中心と一致して、大スプロケット２の回転数がペダル軸４の回転数等しくなる。
負荷が大きくチエーンの張力が大きい場合には、図７に示すように、スプリング９が撓んで大スプロケット内歯１２とホルダー内歯１４の位相が重なり、ペダル軸歯車１１がペダル１５の操作力で下方に移動して内接歯車を形成し、大スプロケット２の回転数がペダル軸４の回転数より小さくなる。
【００１４】
従って、平坦な道を走行するときなど、負荷が少ない状態では、高速で走行が可能であり、坂道を登るときのような、負荷が大きい状態になると、ぺダル軸４と大スプロケット２の間の減速比の低速側への変換が自動的に行われて、走行速度が低下しペダル１５の操作力が軽減される。再び道が平坦になり負荷が減少すれば、ぺダル軸４と大スプロケット２の間の減速比は元に戻り、元の速度で走行できるようになる。
【００１５】
このように、負荷の増減に伴うペダル１５の操作力の変化に応じてペダル軸４と駆動輪７の回転速度比が自動的に変換されるため、走行中ハンドル８はしっかり握ったままでよい。速度比を変換するため、片手をハンドル８から離したり、あるいはハンドル８の握り方が不十分となって、握力の弱くなった高齢者などがハンドル８の操作を誤るおそれはない。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自転車の二段変速装置によれば、ペダルの操作力の変化に応じてペダル軸と駆動輪の回転速度比が自動的に変換されるため、走行中チエーンが小スプロケットから外れることが無く、ハンドルをしっかり握ったままで速度を切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である二段変速装置を備えた自転車の側面図である。
【図２】二段変速装置のペダル軸と大スプロケットの部分の構成を示す縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】（ａ）は図２のＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は図２のＤ−Ｄ線断面図、（ｃ）は図２のＥ−Ｅ線断面図である。
【図６】二段変速装置のチエーンにかかる張力が小さい場合の動作の説明図である。
【図７】二段変速装置のチエーンにかかる張力が大きい場合の動作の説明図である。
【符号の説明】
１　　フレーム
２　　大スプロケット
３　　ホルダー
４　　ペダル軸
５　　チエーン
６　　小スプロケット
７　　駆動輪
８　　ハンドル
９　　スプリング
１０　一方向ベアリング
１１　ペダル軸歯車
１２　大スプロケット内歯
１３　大スプロケット外歯
１４　ホルダー内歯
１５　ペダル
【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５】
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【図６】
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【図７】
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