JP2005225466A - 自転車用変速機構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速機ケースへのディレイラ軸の取付構造に工夫を凝らすことで、該ディレイラ軸を不必要に太くすることなくその剛性を向上させて、ディレイラ軸とその取付構造部の小型軽量化を図る。
【解決手段】 変速ケース２０は左右の分割ケース２０Ｌ，２０Ｒからなり、これらの左右ケース２０Ｌ，２０Ｒの内方に互いに対向する孔部２０Ｌ２，２０Ｒ２を備えたボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１が設けられ、このボス部の孔部２０Ｌ２，２０Ｒ２に締付ボルトＢｏが嵌合されて締付けられることで両ボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１が互いに当接され、左右のケース２０Ｌ，２０Ｒが互いに一体化される。そして、ボルトＢｏの締付けにより互いに当接された両ボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１の外周部にはスリーブ状のディレイラ軸６１が嵌合されており、これによりディレイラ軸６１は前記両ボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１に取付支持されている。ディレイラ軸６１はその軸端部に孔部６１ｂを備えており、この孔部６１ｂとケース２０Ｌの一方に設けられた孔部２０Ｌ３にピン６１Ａが挿入されることで該ディレイラ軸６１のケース２０Ｌに対する取付けの位置決めがなされている。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、ディレイラを備える自転車用変速機の構造に関し、特に該変速機におけるディレイラの取付構造に特徴のある自転車用変速機の改良構造に関する。

従来、自転車用の変速機において、後輪ハブに支持され、後輪ハブに軸着せる多段スプロケットホイールに懸架された伝動チェーンを段階的に掛換えするようにしたパンタグラフ機構形式の支持アームをもつディレイラを備えたものが知られており、このディレイラはチェーンの掛換えのための誘導輪とチェーンを緊張させる緊張輪とを備えており、該ディレイラのディレイラ軸は対をなすリンクからなるパンタグラフ機構からなる支持アームにより支持され、このディレイラ軸の支持は、実質的に片持支持された構造とされている（たとえば、特許文献１参照）。
特開昭５９−２９８６号公報（第１頁−第２頁、第１図−第２図）

前記特許文献１には、自転車用の変速機において、後輪ハブ０１に支持され、該後輪ハブ０１に軸着せる多段スプロケットホイール０２に懸架された伝動チェーン０３を段階的に掛換えするようにしたパンタグラフ機構形式の支持アーム０４をもつディレイラ０５が記載されている。そして、このディレイラ０５は、パンタグラフ形式の支持アーム０４の先端に可動部材０６を介して支持されたチェーン掛換えのための誘導輪０７と、チェーンに緊張力を与えるための緊張輪０８とを装備した掛換枠０９を備えており、該ディレイラ０５の実質的な本体を構成する前記掛換枠０９は、前記可動部材（ディレイラ軸）０６に片持支持される構造を有している。

ところで、前記特許文献１に開示されるようなディレイラ（掛換枠）の片持支持構造によると、ディレイラ軸（可動部材）における充分な剛性の確保が困難であり、充分な剛性の確保のためにはディレイラ軸自体の剛性を強化する必要性があり、このためにディレイラ軸を太くする等の対策を採らなければならない。しかしこの対策が採られた場合には重量の増加を招くことになり、ディレイラ軸取付構造部そのものの大型化が避けられないことになる。

本発明は、このような不具合を解消することを目的とするものであり、ディレイラ軸の取付構造に格別の工夫を凝らすことにより、上述の不具合を解消する前記ディレイラ軸の取付構造の改良構造を提供するものである。

本発明は上記課題を解決したものであって、自転車用変速機において、そのディレイラ軸の強固な取付構造の採用により該軸の取付け剛性の向上が図られた前記変速機における改良構造に関し、ディレイラ式変速機が車体に固定されるものにおいて、前記変速機は左右割りの変速機ケースの内部に配置され、前記左右の変速機ケースから、それぞれ前記変速機ケース内方へ突出するボス部が同一軸線上に備えられ、前記左右のボス部に前記変速機のディレイラ軸が支持されることを特徴とする自転車用変速機構造であり、また、前記左右のボス部内部に孔部が設けられ、前記孔部に嵌合する連結部材を介して前記左右の変速機ケースを連結したことを特徴とする。
さらに、前記ディレイラ軸は、側面視で前記車体のヘッドパイプから後下方へ延びる複数のフレーム部材から略等しい距離に配置されたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、ディレイラ式変速機が車体に固定されるものにおいて、前記変速機は左右割りの変速機ケースの内部に配置され、前記左右の変速機ケースから、それぞれ前記変速機ケース内方へ突出するボス部が同一軸線上に備えられ、前記左右のボス部に前記変速機のディレイラ軸が支持されるものであるから、ディレイラ軸を両持ち支持できるので、ディレイラ軸の取付け剛性が強化され、該軸の取付けが安定し、ディレイ軸を太くする必要が排除されて該軸の軽量化が図られ、強いてはディレイラ軸の取付構造部そのものの小型軽量化が図られる。

また、ディレイラ軸の取付構造部の剛性強化により変速操作における偏荷重の作用時にも安定した状態の確保が可能であるから、該変速操作における操作性を向上させることができる。
さらに、左右の変速機ケースの連結部とディレイラ軸の支持部との兼用を図ることができる。

請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、前記左右のボス部の内部に孔部が設けられ、前記孔部に嵌合する連結部材を介して前記左右の変速機ケースを連結したから、左右のボス部の孔部に嵌合された連結部材により左右のケースが互いに該ボス部を介して強固に連結されるとともに、強固に連結された両ボス部によりディレイラ軸が支持されるから、該支持部の剛性が高められ単純な支持構造であるにも拘わらずディレイラ軸の支持はきわめて強固に安定した状態においてなされる。

請求項３に記載の発明においては、請求項２に記載の発明において、前記ディレイラ軸は、側面視で前記車体のヘッドパイプから後下方へ延びる複数のフレーム部材から略等しい距離に配置されたから、左右の変速機ケースの結合剛性が必要な部位に連結部材を配置したので、ケース剛性を確保しつつ、連結部材をディレイラ軸の支持のために兼用したので、安価にできる。

図１ないし図１８に基づいて、本発明に係るディレイラが備えられた自転車用変速機の構造の実施例について説明する。

図１には本発明に係るディレイラが備えられた変速機Ｔが使用された自転車Ｂがその左側面図において図示されている。
そして、この自転車Ｂは、ダウンヒル用の自転車であり、林道などに高速コーナやジャンプセクションを設けた未舗装のコースを下ることによりタイムを競う競技に使用される。

自転車Ｂの車体フレームＦは、図１，２に図示されるように、ヘッドパイプ１から後方斜め下方に延びる左右１対のメインフレーム２と、両メインフレーム２の前端部からその下方において後方斜め下方に延びるダウンチューブ３とを備え、１対のメインフレーム２の下方端部とダウンチューブ３の下方端部が互いにアンダーチューブ４を介して連結される構造とされている。
また、対をなす各メインフレーム２の中央部からは、その後方へ延びるサドルフレーム５が備えられている。

サドル７を支持する上記サドルフレーム５はメインフレーム２の中央部にその前端腕部５ａがボルトにより固定されることで該メインフレーム２に支持されている。
上記ヘッドパイプ１は、左右１対のフロントフォーク６を操舵可能に支持し、フロントフォーク６の下端部で前輪Ｗｆが軸支されている。

なお、この明細書において、「上下」、「前後」および「左右」は、自転車Ｂを基準としたもので、それぞれ自転車の「上下」、「前後」および「左右」と一致する。
また、側面視とは、左右方向から見ることを意味する。

図１に図示の左右メインフレーム２の後部に設けられたピボット軸８には、図１，２に図示されるように、該左右１対のメインフレーム２の各内側面に隣接して、左右１対のスイングアーム９の前端部が揺動可能に軸支され、このスイングアーム９の後端部には、該左右１対のスイングアーム９の間に位置し、車軸１０を介して後輪Ｗｒが軸支されている。 左右１対のスイングアーム９は、圧縮スプリングとダンパとを有するサスペンション１１を介して上記左右１対のメインフレーム２に連結されているので、ピボット軸８を中心に上下方向に揺動可能である。

クランク軸１２と、変速機Ｔおよび後輪Ｗｒへの駆動力伝達機構を含む伝動装置とが、自転車Ｂに装備されている。そして、図１，２に示されるように、車体フレームＦの下部であって、両メインフレーム２の後部とダウンチューブ３の後部であり、かつメインフレーム２の下部とダウンチューブ３下端部とを接続したアンダーチューブ４との間に、クランク軸１２および変速機Ｔが配置され、自転車Ｂの右側に、変速機Ｔから後輪Ｗｒへ駆動力を伝達する機構、すなわち後輪駆動スプロケット１６と、後輪従動スプロケット１７と、両スプロケット１６，１７に掛け渡された無端の後輪駆動チェーン１８とよりなる駆動力伝達機構が、車体幅方向中心線より右側に配置されている。

上記変速機Ｔのケース２０は、図３，４，５に図示されるように、左右半割りの左ケース２０Ｌと右ケース２０Ｒを合体して構成され、左右ケース２０Ｌ，２０Ｒは、それぞれ内部装置を包むＣＦＲＰ（カーボン繊維強化プラスティック）製の左カバー２１Ｌと右カバー２１Ｒ、およびこの左右カバー２１Ｌ，２１Ｒの外側からこれを補強するアルミ合金製の左補強部材２２Ｌと右補強部材２２Ｒとからなり、左カバー２１Ｌは左補強部材２２Ｌの内側に、右カバー２１Ｒは右補強部材２２Ｒの内側にそれぞれ接着されている。

左右のカバー２１Ｌ，２１Ｒは、その合わせ部にシール部材を介して突き合わされ、これを挟む左右補強部材２２Ｌ，２２Ｒの外周突出部のボルト孔２３Ｌ，２３Ｒ、２４Ｌ，２４Ｒ（図３においては２４Ｌ，２４Ｒのみ図示されている）に挿通される図示されないボルトによって互いに締め付けられて、一体化されている。

左右ケース２０Ｌ，２０Ｒに設けられた２つのボルト孔２３Ｌ，２３Ｌと２３Ｒ，２３Ｒ（図６においては右ケース側の２３Ｒのみが図示されている）は、左右補強部材２２Ｌ，２２Ｒを合体緊締するためのボルト孔である。

また、左右ケース２０Ｌ，２０Ｒに設けられた２つのボルト孔２４Ｌ，２４Ｌと２４Ｒ，２４Ｒ（図６においては右側ケース側の２４Ｒのみが図示されている）は、左右補強部材２２Ｌ，２２Ｒを互いに合体緊締するとともに、該ケース２０Ｌ，２０ＲをフレームＦに取付けるためのボルト孔であり、前方のボルト孔２４Ｌ，２４Ｒはダウンチューブ３の下端に連結されたアンダーチューブ４へのボルトＢによる共締に供され、また後方のボルト孔２４Ｌ，２４Ｒはメインフレーム２の後方下端へのボルトＢによる共締に供されるものである。

そして、ケース２０の左右補強部材２２Ｌ，２２Ｒの下部には、図３，４，５に図示されるように、クランク軸受孔２５Ｌ，２５Ｒが穿設され、このクランク軸受孔２５Ｌ，２５Ｒに前記クランク軸１２が左右方向に貫通し、その上方位置に前記ピボット軸８が貫通するピボット軸受孔２６Ｌ，２６Ｒが穿設されている（図４参照）。

上記のような左右補強部材２２Ｌ，２２Ｒが左右カバー２１Ｌ，２１Ｒとともに合わされて、ボルトで緊締されて変速機Ｔのケース２０が構成され、かつ車体フレームＦに懸架される。

図３，４，５等に図示されるように、ペダル式クランク軸であるクランク軸１２は、ケース２０の左右のクランク軸受孔２５Ｌ，２５Ｒを貫通してケース２０の外側に突出した左右端部にそれぞれ１対のクランクアーム１３が基端部を嵌着されて設けられ、図１，２に図示されるように、クランクアーム１３の先端にはペダル１３ａが回転可能に取付けられる。

図４に図示されるように、ボルト状ピボット軸８は、メインフレーム２の後部２ａに形成されたピボットボス２ｂの貫通孔２ｃと、ケース２０の左右の補強部材２２Ｌ，２２Ｒにおけるピボット軸受孔２６Ｌ，２６Ｒに嵌合されたブッシュ１４を貫通して延び、ボルト状ピボット軸８の先端に螺着されたナットＮによりメインフレーム２の後部２ａに固定され、各スイングアーム９が、ケース２０の左右の外側方で、ケース２０と各メインフレーム２の後部との間において、ピボット軸８にカラー８ａおよび軸受８ｂを介して、揺動可能に支持されている。

図６は、変速機Ｔの右ケース２０Ｒの一部を除去して内部を見た右側面図であり、該図 には、クランク軸１２と出力軸１５とに関連する部分が示されている。
図３，５も参照して理解できるように、ケース２０内に収納され右ケース２０Ｒの出力軸受孔２７から外部に突出した出力軸１５は、その右端部に後輪駆動スプロケット１６が嵌着される。
図１に示されるように、後輪駆動スプロケット１６と後輪Ｗｒに設けられた後輪従動スプロケット１７との間には後輪駆動チェーン１８が掛け渡されている。

ここで、後輪駆動スプロケット１６、後輪従動スプロケット１７、および後輪駆動チェーン１８は、自転車の駆動輪である後輪Ｗｒを駆動する前記駆動力伝達機構を構成する。
そして、出力軸１５は後輪Ｗｒとは、常時連動して前進方向Ｐと後退方向Ｑに連動回転する（図１参照）。

図５，６等において図示されるように、変速機Ｔは、ケース２０内に収納される変速機構Ｍ１および変速切換機構Ｍ２とを備える。
変速機構Ｍ１は主として図３，５，６等に図示されるように、クランク軸１２と出力軸１５とに関連する部分によって構成され、変速切換機構Ｍ２は主として図１０，１１，１２等に示すディレイラ軸に関連する部分によって構成されている。
この変速切換機構Ｍ２は変速機構Ｍ１に作用して、変速機構Ｍ１を所望の変速位置へ向けて切換を行う。

変速機構Ｍ１は、図３，５，６等に図示の一方向クラッチ３２、該図に図示のスライド機構Ｓ、駆動スプロケット部３０、変速スプロケット部４０、無端の変速チェーン４８および出力軸１５を備えている。
変速スプロケット部４０は複数のスプロケット４１〜４７を左側から右側に向って大きさの順に隙間を空けて多段に重ねて出力軸１５にスプライン結合したものである。

図３，５等に図示されるように、クランク軸１２は、ケース２０の左右補強部材２２Ｌ，２２Ｒのクランク軸孔２５Ｌ，２５Ｒに嵌着された左右１対の軸受３８を介してケース２０に回動自在に支持され、このクランク軸１２の両端に一体にクランクアーム１３が嵌着され、図１に図示されるように、クランクアーム１３の先端にペダル１３ａが枢着されており、サドル７に跨って腰掛けた図示されない自転車Ｂに乗る人の足によって、クランク軸１２は、前進方向Ｐへ回転駆動されるようになっている。

図３，５等において、クランク軸１２には、駆動スプロケット部３０が、両軸受３８間に配置され、駆動スプロケット部３０の駆動スプロケット３１は、クランク軸１２と同軸に配置された一方向クラッチ３２とスライド機構Ｓとを介してクランク軸１２に装着されており、クランク軸１２により回転駆動される。

図７に図示されるように、一方向クラッチ３２は、クランク軸１２の一部の外周部自体によって構成されるクラッチインナ３２ａと、後述の内筒３４（図３等参照）の一部から構成されるクラッチアウタ３２ｂと、クラッチアウタ３２ｂ内周の係合部に係合する複数のラチェット爪３２ｃと、クラッチインナ３２ａに装着されてラチェット爪３２ｃの先端をクラッチアウタ３２の内周面の凹部に係合するように付勢するリングバネ３２ｄとからなっている。

一方向クラッチ３２の作用によって、自転車Ｂに乗る人がペダル１３ａを踏み、自転車Ｂを進める前進方向Ｐヘクランク軸１２を回動させた時にのみ、クランク軸１２の回動力は駆動スプロケット３１に伝達され、また、自転車Ｂの前進中に、自転車Ｂに乗る人がペダル１３ａを踏むことを停止し、駆動スプロケット３１が前進方向Ｐへ回転した場合、すなわち、駆動スプロケット３１に対しクランク軸１２が相対的に後退方向Ｑに回転した場合には、駆動スプロケット３１からクランク軸１２へ回転力が遮断されるようになっている。

図３，４，５等において、一方向クラッチ３２と駆動スプロケット３１との間には、駆動スプロケット３１をクランク軸１２に対してクランク軸軸線方向に移動可能にすると共に一方向クラッチ３２のクラッチアウタ３２ｂと一体に回転するスライド機構Ｓが設けられている。

図３，４，５等に図示されるスライド機構Ｓは、内筒３４と、外筒３５と、ボールスプライン機構３６とからなる。
内筒３４は、その右端が前記一方向クラッチ３２のアウタ３２ｂを構成すると共に、クランク軸１２の外周に１対のニードル軸受３３を介して回動可能に支持されている筒であり、外筒３５は、内筒３４の径方向外方に配置されている筒である。

ボールスプライン機構３６は、内筒３４の外周面と外筒３５の内周面との間に設けられたボール３６ｃを用いたスプライン係合機構であり、該機構の外筒３５の環状フランジ部には駆動スプロケット３１がリベット３１ａにより一体結合されており、外筒３５と駆動スプロケット３１は、クランク軸１２の軸線方向に沿って一体となって移動可能、かつケース２０に対して回転するようになされている。
駆動スプロケット３１の外周部には、リベット３１ｂによってチェーンガイド３７が一体的に取付けられている。

そして、図３，４，５等に図示されるように、スライド機構Ｓと駆動スプロケット３１とを一体に回転させると共に、駆動スプロケット３１および外筒３５を内筒３４に対してクランク軸軸線方向に移動可能にするためのボールスプライン機構３６は、内筒３４の外周面と外筒３５の内周面とで、互いに径方向で対面するとともにクランク軸方向に指向した複数対の半円形断面の収容溝３６ａ、３６ｂと、各対の収容溝に跨って転動可能に収容され、かつ周方向で内筒３４と外筒３５に係合する複数のボール３６ｃからなるボール列とによって構成されている。

また、駆動スプロケット３１および外筒３５の移動範囲を規定し、かつボール３６ｃの脱落防止のために、内筒３４および外筒３５の両端部にはストッパ３４ａ，３４ｂ，３５ａ、３５ｂが設けてある。

図３，５に図示されるように、出力軸１５は、ケース２０の左右の補強部材２２Ｌ，２２Ｒにそれぞれ保持される左右１対の軸受３８を介して回動可能に支持されている。
出力軸１５の左右軸受３８の間において、複数の変速スプロケットからなる変速用の多段式変速スプロケット部４０が、出力軸１５と常時一体に回転するように、出力軸１５に装着されている。この実施例では、前記多段式変速スプロケット部４０は、外径が異なる７種類の変速用の変速スプロケット４１〜４７から構成されるスプロケット部である。

７個の変速スプロケット４１〜４７は、最小外径を有する７速（最高速）用の変速スプロケット４７から最大外径を有する１速（最低速）用の変速スプロケット４１まで、右側から左側に向けて順次低速になるよう出力軸軸線方向に並んで配列され、出力軸１５の外周面でスプライン結合されて、出力軸１５に連結されている。

駆動スプロケット部３０と変速スプロケット部４０とには、変速チェーン４８が掛け渡され、該変速チェーン４８によりクランク軸１２と出力軸１５との間で回転が伝達される。 後述の変速切換機構Ｍ２は、一群の変速スプロケット４１〜４７の間で変速チェーン４８を掛換えることによって変速を行う機構である。即ち、変速切換機構Ｍ２は、変速スプロケット４１〜４７の中から変速切換機構Ｍ２によって選択された一つの変速スプロケットと、前記駆動スプロケット３１との間に、変速チェーン４８を掛け渡すよう作用する。

それゆえ、出力軸１５は、前記変速スプロケット４１〜４７と駆動スプロケット３１との歯数比により決定される変速比で、クランク軸１２により回転駆動される。
そして、出力軸１５の動力は、ケース２０の右側外部に設けられた後輪駆動スプロケット１６、後輪駆動チェーン１８および後輪従動スプロケット１７（図１参照）を介して後輪Ｗｒに伝達される。

ところで、従来の自転車Ｂの惰性走行時には、変速チェーン４８が回転されないことから該チェーン４８の掛換えが困難であり、通常変速機構Ｍ１における変速操作は行うことができない。本実施例はこの点に関して改良された構造を備えている。以下にその構造について説明を加えておく。

図８には後輪Ｗｒの取付部の構造が図示されており、後輪ハブＷｒ１は該図には図示されないスイングアーム９に固定支持される後車軸に軸受Ｗｒ０を介して回転可能に支持され、該ハブＷｒ１はその左右両側に径方向に延出する環状鍔部Ｗｒ２を備えており、この環状鍔部Ｗｒ２には、後輪Ｗｒを支持する放射状に伸びる多数のスポークＷｒ３が取付けられ、このスポークＷｒ３の放射先端が後輪Ｗｒの車輪リム部Ｗｒ４に固定されることで後輪Ｗｒが取付けられている。

ハブＷｒ１の図示における右方の環状鍔部Ｗｒ２のさらに右方端寄りの位置には、従動スプロケット１７が設けられ、このスプロケット１７は一方向クラッチ１９を介してハブＷｒ１に対して取付けられており、この一方向クラッチ１９は、図８（ｂ）に図示されるような構造を備えている。

すなわち、ハブＷｒ１の一部の外周部により構成されるクラッチインナ１９Ａと、従動スプロケット１７の内周に形成された多数の係合部１９ｃを備えるクラッチアウタ１９Ｂと、クラッチインナ１９Ａ側にその回動支点１９ａを有して、ばね１９ｂによりクラッチアウタ１９Ｂ内周の係合部１９ｃに係合するように付勢された複数のラチェット爪１９ｄからなる構造を備えている。

そして、一方向クラッチ１９はこの構造により、クラッチアウタ側１９Ｂ側からの回転Ｐ、すなわち従動スプロケット１７側からの回転がハブＷｒ１に対して伝達され、従動スプロケット１７側からハブＷｒ１側、すなわち後輪Ｗｒ側へ駆動力が伝達されるが、クラッチインナ１９Ａ側の回転、すなわちハブＷｒ１側からの回転はスプロケット１７側に対して伝達されない。

つまり、クランク軸１２の回転を停止した惰性走行時のようにスプロケット１７が駆動チェーン１８により駆動されない、または坂道を下る時のように後輪Ｗｒがスプロケット１７よりも相対的に早く回転する時等にはハブＷｒ１側、すなわち後輪Ｗｒ側は自由に回転するようになされている。

しかしながら、本実施例においては、前記一方向クラッチ１９の上述の作動を制限する構造がハブＷｒ１と従動スプロケット１７間に備えられており、すなわち、ハブＷｒ１の右方側の前記環状鍔部Ｗｒ２近接の右方端寄りの外周部Ｗｒ２１と従動スプロケット１７左方端側内周部１７ａ間に摩擦材として作用するＯリングＲが介在されており、両者はこのＯリングＲを介して互いに摩擦嵌合されており、両者間における回転伝達トルクが所定内のものであるときには、両者が互いに一体回転するように摩擦保持されており、前記一方向クラッチ１９は実質的にその機能が喪失された状態とされている。

したがって、自転車Ｂの惰性走行時においても、ハブＷｒ１側、すなわち後輪Ｗｒ側の回転が従動スプロケット１７にそのまま伝達され、後輪駆動チェーン１８は従動スプロケット１７の回転に伴い回転され、この後輪駆動チェーン１８の回転は変速機構Ｍ１に伝達され、さらに変速チェーン４８が回転されるようになされている。そして、この構造により自転車Ｂの上述の惰性走行時においても、チェーン４８の掛換えが容易になされ変速のための操作が円滑になされるようにされている。

一方、自転車Ｂの走行時における変速機構Ｍ１等への過負荷防止のために、変速機構Ｍ１側から所定値を超える負荷が後輪駆動チェーン１８に懸かる時には、前記ＯリングＲによる前記ハブＷｒ１とスプロケット１７間の嵌合摩擦力に抗して該両者が互いに相対回転して、一方向クラッチ１９の作動により後輪Ｗｒのみが回転し、後輪Ｗｒの回転は従動スプロケット１７側には伝達されず、勿論、後輪駆動チェーン１８、変速チェーン４８は回転されない構造とされている。

次に、本実施例における変速切換機構Ｍ２の主としてディレイラ６０に関連する構造について説明する。

図１および図９において、自転車Ｂのハンドル部の変速操作機構５０により作動される変速切換機構Ｍ２は、ディレイラ６０と、テンショナプーリ７１を有するテンショナ７０とを備えている。

そして、図６に図示されるように、変速チェーン４８は、駆動スプロケット３１と前記変速スプロケット４１〜４７と、さらに人力走行時、変速チェーン４８が弛む側に配置されるガイドプーリ６５とテンショナプーリ７１とに巻き掛けられている。

図１に図示される変速操作機構５０は、自転車Ｂに乗る人により操作される変速レバーなどで構成される変速操作部材５１と、変速操作部材５１の動作をディレイラ６０に伝達するために変速操作部材５１とディレイラ６０とを連結する変速用ケーブルＣとを備え、該ケーブルＣはインナケーブルである操作ワイヤ５２と、該ワイヤ５２を覆うアウタケーブル５３（図１、図１０参照）とからなり、インナケーブルである操作ワイヤ５２が実質的には変速操作部材５１とディレイラ６０とを連結している。

図１１に図示されるように、対をなす左右それぞれのケース２０Ｌ，２０Ｒにはその上方位置において内方へ向って突出するボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１が設けられ、これらのボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１は、該図から理解できるように両者ケース２０Ｌ，２０Ｒの幅が異なることからその突出長さを異にしており、幅の広い右方ケース２０Ｒ側のボス部２０Ｒ１は突出長さが長く貫通孔２０Ｒ２を有しており、幅の狭い左方ケース２０Ｌ側のボス部２０Ｌ１はその突出長さが短く盲孔２０Ｌ２を有しており、該盲孔２０Ｌ２には雌ネジが切られている。

左右ケース２０Ｌ，２０Ｒが組立て合体される時には、両ボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１は互いに同一線上において対向し、両ボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１の突出端部は当接状態とされて、右方ケース２０Ｒ側のボス部２０Ｒ１の貫通孔２０Ｒ２に挿通（嵌合）された締付ボルトＢｏが左方ケース２０Ｌ側ボス部２０Ｌ１の盲孔２０Ｌ２の雌ネジに捻じ込まれることで、左右両ケース２０Ｌ，２０Ｒが互いに強固に締付け一体化される。

前記互いにその先端が当接されたボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１の外周部には、中空スリーブ状のディレイラ軸６１が嵌合されており、このスリーブ状のディレイラ軸６１には、その左方軸端突出部６１ａに孔部６１ｂが備えられており、該孔部６１ｂと左方ケース２０Ｌのボス部２０Ｌ１基部に形成された孔部２０Ｌ３間に止めピン６１Ａが挿入され、これにより、ディレイラ軸６１は、ケース２０Ｌに対して正しい位置に位置付けられて両ボス部２０Ｌ，２０Ｒの外周部に対して嵌合支持されている。

そして、図９〜１２に図示されるように、スリーブ状のディレイラ軸６１の外周部にディレイラ６０が取付けられ、そのために、該軸６１の外周部には２つの平行な軸線Ｙを備えた並列構造の***部６１ｃが設けられており、この***部６１ｃには該ディレイラ６０を実質的にディレイラ軸６１へ取付けるためのディレイラアーム部６２取付用支持軸６２ａが挿入される孔６１ｄ（図１２等参照）がそれぞれ開孔され、この対をなす***部６１ｃに開孔された孔６１ｄは互いに平行であり、しかもこの孔６１ｄは、前記スリーブ状のディレイラ軸６１の軸線Ｘに対して所定の角度でもって交差する方向に延長する軸線Ｙを有している。

ディレイラ６０は、図９，１０，１３等に図示されるように１対のＨ字類似の板形状をしたディレイラアーム６２Ａ，６２Ｂを有したアーム部６２を備えており、このアーム部６２は各アーム６２Ａ，６２Ｂの先端がそれぞれディレイラ本体６３の対をなす支持軸６３ａに回動支持され、これにより２つのアーム６２Ａ，６２Ｂが平行リンクを形成するように組込まれており、ディレイラ６０はこのアーム部６２を介してスリーブ状のディレイラ軸６１に取付けられている。

この対をなすディレイラアーム部６２のディレイラ軸６１への取付けは、各ディレイラアーム６２Ａ，６２Ｂのその２又状をなす基部６２Ａ１，６２Ｂ１（図１０（ａ）参照）がそれぞれ、前記対をなすディレイラ軸６１の***部６１ｃをその両側から挟むようにして位置付けられ、前記***部６１ｃの開孔６１ｄ（図１０，１２等参照）に支持軸６２ａが挿通されることでなされ、この取付けにより、前記平行リンクを形成するディレイラアーム部６２は、ディレイラ軸６１に対して所定角度で交差する２つの支持軸６２ａを支点として回動可能に支持される。

そして、平行リンクを形成するディレイラアーム部６２の一方のディレイラアーム６２Ａ基部６２Ａ１の支持軸６２ａと、他方のディレイラアーム６２Ｂ先端のディレイラ本体６３の支持軸６３ａ間に圧縮ばね６２ｂが張設されている（図１０（ｃ）参照）。

この圧縮ばね６２ｂは、変速用ケーブルＣのインナケーブルである操作ワイヤ５２が弛緩状態である時には、対をなすディレイラアーム６２Ａ、６２Ｂを互いに引き寄せる作用をなしており、変速操作がなされない前記変速用ワイヤ５２の弛緩状態においては、図１０の（ｃ）に示される状態に２つのディレイラアーム６２Ａ、６２Ｂが保持されており、その意味では、この状態はディレイラアーム６２Ａ，６２Ｂの初期状態として位置付けられるものであり、ディレイラアーム部６２がこの状態におかれるときは、図３，５等に図示される変速機構Ｍ１の変速チェーン４８が最速のスプロケット４７に掛け渡された状態に保持されている。

変速用ケーブルＣのインナケーブルである操作ワイヤ５２は、図９，１３等に図示されるようにその一端が、ディレイラアーム部６２の一方のアーム６２Ｂ側端部の外方突出部６２Ｂ２に取付けられており、そのためにこの外方突出部６２Ｂ２には、操作ワイヤ５２の取付孔６２Ｂ３が設けられている。

操作ワイヤ５２の前記アーム６２Ｂ側端部外方突出部６２Ｂ２への取付けは、該突出部６２Ｂ２に設けられた前記取付孔６２Ｂ３にワイヤ５２の一端が挿入され固定されることでなされており、この孔６２Ｂ３は貫通孔とされ、大径部６２Ｂ４と小径部６２Ｂ５とを備えており、該孔６２Ｂ３の側部にはスリット状の切り溝６２Ｂ６が設けられている。

一方、操作ワイヤ５２の一端には、ワイヤ５２を取付孔６２Ｂ３に固定するためのワイヤ５２の径より大径の膨大部５２ａが設けられていて、ワイヤ５２はスリット状の切り溝６２Ｂ６に沿って前記孔６２Ｂ３の側面から該孔６２Ｂ３内に挿入され、孔６２Ｂ３の小径部６２Ｂ５から導出されたワイヤ導出部５２ｂが強く牽引されることで、その膨大部５２ａが該孔６２Ｂ３の大径部６２Ｂ４に圧入嵌合され、かつ取付孔６２Ｂ３の大径部６２Ｂ４と小径部６２Ｂ５の段部６２Ｂ７に当接されて係止され、これにより操作ワイヤ５２はその一端が対をなすディレイラアーム部６２の一方のアーム６２Ｂの側端部に取付けられている。

そして、アーム６２Ｂ側端部のワイヤ取付部である外方突出部６２Ｂ２の取付孔６２Ｂ３から導出された操作ワイヤ５２の導出部５２ｂが、ディレイラ軸６１の操作ケーブルＣのアウタケーブル５３の取付孔６１ｅにおいて、該アウタケーブル５３内を挿通することで、変速用ケーブルＣが図１，２に図示されるように、変速機ケース２０の左方ケース２０Ｌの前上方に開口された貫通孔２０Ｌ１からハンドル部の変速操作機構部５０に向って延長され、該ケーブルＣの他端である延長端が変速操作機構部５０に取付けられ、該ケーブルＣのインナケーブルである操作ワイヤ５２が該機構５０の変速操作部材５１に図示されない手段を介して取付けられる。

変速用ケーブルＣのこの変速操作機構部５０への延長は、図１，２に図示されるように、前記取付孔６２Ｂ３から車体の前方に沿って略直線的な状態において延長され、変速用ケーブルＣの短縮化が図られ、該ケーブルＣのインナケーブルである操作ワイヤ５２の該ケーブルＣ内における円滑な動きが保障され、変速操作荷重の低減が図られるようになされている。

そして、変速操作におけるこのケーブルＣの操作ワイヤ５２の牽引により、平行リンクを形成する対をなすディレイラアーム６２Ａ，６２Ｂからなるアーム部６２は、圧縮ばね６２ｂの圧縮力に抗して立ち上がるように変形しながら、前記２つの支持軸６２ａをその旋回支点として旋回され、また、変速操作における変速用ケーブルＣの操作ワイヤ５２の弛緩により平行リンクを形成するディレイラアーム部６２が圧縮ばね６２ｂの圧縮力により倒伏するように変形しながら前記２つの支持軸６２ａをその旋回支点として旋回され、ディレイラアーム部６２は図１０（ｃ）に示す初期の状態に戻るように移行される構造とされている。

図９，１０に図示されるように、平行リンクを形成するディレイラアーム部６２の先端には、ディレイラ本体６３の基端６３ｂが一対の支持軸６３ａを介して回動可能に取付けられ、ディレイラ本体６３はその片方に偏在した略扁平円筒部をなす形状を有しており、その内部には中心ボス部６３ｃを囲むように２つの同心状に配置された互いに同方向巻きである径の大きな捩りコイルばね６３ｄと、径の小さな捩りコイルばね６３ｅとが収納されたばねホルダ部６３ｆを備えている。

そして、このばねホルダ部６３ｆに対向するようにアーム部材６４が、該ディレイラ本体６３の基端６３ｂ隣接位置において、すなわち、ディレイラ本体６３がディレイラアーム部６２先端に取付けられる取付け隣接位置において、その基端６４ｂが支持ピン６４ａにより回動可能に支持されて延長され、このアーム部材６４とディレイラ本体６３のばねホルダ部６３ｆとの対向空間において既述のガイドプーリ６５が回転可能に支持軸６５ａを介して軸支されている。

ガイドプーリ６５の前記対向空間における回転可能な支持軸６５ａによる軸支は、ディレイラ本体６３とアーム部材６４のそれぞれの対向面に形成された貫通孔６３ｇ，６４ｃ（図１０参照）に挿通された支持軸６５ａによりなされ、ガイドプーリ６５は該支持軸６５ａに嵌合されたスリーブ６５ｂを介した軸受６５ｃによる支持とされている。

そして、特徴的には図９、１０、１４等を参照して理解できるように、前記支持軸６５ａがその軸線Ｚを、前記ディレイラ軸６１の軸線Ｘと平行になるようにして設けられていることであり（図９，１０参照）、この構造は、ガイドプーリ６５に掛け渡される変速チェーン４８の適切な状態の維持を保障するものである。

前記支持軸６５ａによるガイドプーリ６５の回転可能な軸支は、上述のようにスリーブ６５ｂを介した軸受６５ｃによる支持とされるが、図１０に図示されるようにこのスリーブ６５ｂには、その外周部両端に環状段部６５ｂ１，６５ｂ２が形成されており、この対をなす段部にはそれぞれ、一対の板状アーム７２Ａ，７２Ｂからなるテンショナアーム部７２のそれぞれの基部７２Ａ１，７２Ｂ１が揺動可能に支持されている。

一対のテンショナアーム７２Ａ，７２Ｂからなるテンショナアーム部７２は、各アーム７２Ａ，７２Ｂがそれぞれ前記基部７２Ａ１，７２Ｂ１から互いにその板面を対向させて所定の長さで延長され、その対をなすアーム先端近傍のそれぞれの対向面に貫通孔７２Ａ２，７２Ｂ２を有するボス部７２Ａ３，７２Ｂ３が形成された構造を備えている。

テンショナアーム７２Ａ，７２Ｂの先端近傍の位置には、これらボス部７２Ａ３，７２Ｂ３の貫通孔７２Ａ２，７２Ｂ２に挿通された支持軸７２ａにより、軸受７２ｂを介して、該ボス部間にテンショナプーリ７１が回転可能に支持されている。
そして、テンショナアーム部７２の先端は、前記支持軸７２ａにより両テンショナアーム７２Ａ，７２Ｂが互いに一体的に固定された構造とされている。

図９に図示されるように、テンショナアーム部７２の一対のテンショナアームの内のディレイラ本体６３のばねホルダ部６３ｆに近接するアーム７２Ａに、そのホルダ対向面から該ホルダ部６３ｆに向けて突出する突出片７２ａ１が設けられており、該突出片７２ａ１の突出端はホルダ部６３ｆの内部にまで達している。

そして、この突出片７２ａ１の突出端にばねホルダ部６３ｆ内に収納された２つの捩りコイルばね６３ｄ，６３ｅの内の、外側のばね６３ｄの一端６３ｄ１が係止され、該ばね６３ｄの他端６３ｄ２は該ホルダ６３ｆの内周面から外周面へと抜ける切溝に係止されており、このばね６３ｄはテンショナアーム部７２に図６の図示における時計方向への回動力を付与している。

また内側のばね６３ｅは、前記外側のばね６３ｄと同方向巻きの捩りコイルばねであり、明確には図示されないが、その一端がテンショナアーム７２Ａの基部近傍のアーム側部に係止され、他端がホルダ６３ｆの中間環状リブ６３ｆ１（図９参照）に形成された切り溝に係止され、このばねは、前記外側のばね６３ｄと同方向にテンショナアーム部７２に時計方向への回動力を付与しており、これら２つのばね６３ｄ，６３ｅが協働して、これらばねの弾性力がテンショナアーム部７２の反時計方向への揺動に対する反力を付与するようになされている。

そして、テンショナアーム部７２は、その先端で支持軸７２ａに回転可能に軸支されたテンショナプーリ７１により、該プーリ７１に巻き掛けられた変速チェーン４８、すなわちクランク軸１２に一方向クラッチ４２とスライド機構Ｓとを介して軸支された駆動スプロケット３１に図６において時計回りに巻き掛けられ、さらにテンショナプーリ７１に時計回りに巻き掛けられ、ピボット軸８とガイドプーリ６５との間を通リガイドプーリ６５に反時計回りに巻き掛けられ、次いで、変速スプロケット部４０のスプロケットに巻きかけられる巻き掛け構造を有する変速チェーン４８に、前記捩りコイルばね６３ｄ，６３ｅの弾性力による適切な張力が付与できるようになされている。

ディレイラ６０は上述した取付構造を備えるものであり、ディレイラ軸６１にその***部６１ｃの支持軸６２ａを介して支持された平行リンクとして形成されたディレイラアーム部６２を備えたディレイラ６０は、変速操作部材５１による変速操作に応じた変速用ケーブルＣのインナケーブルである操作ワイヤ５２の牽引と弛緩による作用力を受けて、平行リンクとして形成されたディレイラアーム部６２が圧縮ばね６２ｂの圧縮力により、また該圧縮力に抗して旋回され、多段変速スプロケット４１〜４７における変速チェーン４８の掛け換えのための揺動を行う。

この平行リンクとして形成されたディレイラアーム部６２の旋回は、ディレイラ軸６１に所定の角度で交差する軸線Ｙをもつ２つの平行な支持軸６２ａをその旋回支点としてなされ、該アーム部６２の旋回の際に、該アーム部６２先端のディレイラ本体６３は、支持軸６３ａを支点として該アーム部６２と相対回転し、アーム部６２の旋回移動にも拘わらず図１に図示される仮想線の位置を維持して、その支点６３ａを回動支点としたそれ自身の回動角度を変えることがなく、これにより、変速操作時を初めとするディレイラアーム部６２の旋回、揺動に伴うガイドプーリ６５の回転変動、該ガイドプーリ６５に掛かる変速チェーン４８の不規則な回転変動が防止される。

そして、ディレイラアーム部６２の上述の支持軸６２ａを旋回支点とした旋回により、ディレイラ本体６３に支持軸６５ａを介して取付けられたガイドプーリ６５は、図３，４，５，６等に図示されるように、たとえば、多段変速スプロケット部４０の最小外径の変速スプロケット４７から最大外径の変速スプロケット４１に向かって、もしくは、最大外径の変速スプロケット４１から最小外径の変速スプロケット４７に向かって移行され（実線位置と仮想線位置参照）、該ガイドプーリ６５の移行により後述される変速機構Ｍ１の多段変速における所望の変速スプロケットへの変速チェーン４８の掛け換えがなされる。

平行リンクとして形成されたディレイラアーム部６２の旋回に伴うガイドプーリ６５の移動範囲は、前記ディレイラアーム部６２が圧縮ばね６２ｂの作用でその初期状態とされる位置である図６における出力軸１５に最も接近した実線表示の第１位置から、該軸１５から最も離れた仮想線表示の第２位置までの範囲であり、本実施例においては、この実線表示の第１位置から仮想線表示の第２位置への移動の間に、最高速である第７速から最低速である第１速への変速切換が行なわれる。つまり、変速多段スプロケット部４０における最小外径のスプロケット４７から最大外径のスプロケット４１への変速チェーン４８の掛換えが行なわれる。

この変速チェーン４８の各段における変速スプロケットへの掛換えのためのガイドプーリ６５の移動に伴い、テンショナ７０は変速チェーン４８の張力変化による押圧力を受け、これに従いテンショナアーム部７２がガイドプーリ６５の支時軸６５ａを回動支点として旋回し、図６における実線表示の初期位置である第１位置から仮想線表示される第２の位置へと移動される。

そして、テンショナアーム部７２はその移動位置において、すなわち、前記実線表示の第１の位置において、また仮想線表示の第２の位置において、さらにこれらの移動中間位置において、ばねホルダ部６３ｆに収納された捩りコイルばね６３ｄ，６３ｅの作用により、常に適度の大きさの張力を変速チェーン４８に付与することができ、変速チェーン４８の弛みが防止される。

本実施例のディレイラ６０の構造と、その取付構造は上述のとおりである。

ところで、図６における８０は、変速チェーン４８の整列機構である。そこで、この変速チェーン４８の整列機構８０について簡単に説明を加えておくことにする。
図６において、変速スプロケット部４０のチェーン４８巻き出し側と、上記駆動スプロケット３１のチェーン４８巻き入れ側との間に掛け渡されている変速チェーン４８の経路に、変速チェーン４８を整列させるチェーン案内部材８１が設けられている。

図１５は、上記変速スプロケット部４０と駆動スプロケット３１とチェーン案内部材８１との相互位置関係を示すために、ケース２０内の変速チェーン４８の整列に関係ある部材のみを示した右側面図であり、図１６（ａ）は上記チェーン案内部材８１の側面図、図１６（ｂ）はチェーン案内部材８１の上面図である。上記チェーン案内部材８１は、合成樹脂製であり、チェーン経路の上側に設置される上側案内部８２、チェーン経路の下側に設置される下側案内部８３、および上記両案内部を連結する上下連結部８４からなっている。

上側案内部８２は変速チェーン４８の上方移動制限部材であり、下側案内部８３は変速チェーン４８の下方移動制限部材であり、上下連結部８４により、上記両部材が一体化されて１個の部品となっている。上下連結部８４には、２個のボルト孔８５が設けてあり、図１６（ｂ）に図示されるように、チェーン案内部材８１はこのボルト孔８５に挿通されるボルト８８を介して、ケース２０Ｌの左補強部材２２Ｌに固定されている。

チェーン案内部材８１は、図６および図１５，１６に図示されるように、変速スプロケット部４０と駆動スプロケット３１との中間に配置され、側面視で、上記上側案内部８２は、多段の変速スプロケット部４０と重なる位置に設けられている。

上下の案内部８２、８３の変速チェーン流通側表面は、変速チェーン４８の移動方向から見た時、平行であり、変速チェーン４８が上下側案内部材８２，８３の間を通過することができる十分な幅を持つよう成形されている。

図１６（ｂ）に図示されるように、上側案内部８２の、変速スプロケット部４０側の先端は、斜めの櫛歯状部８６が形成されている。この各櫛歯は、各変速スプロケット４１〜４７の歯先の隙間に挿入され、変速チェーン４８の掛換え時において、変速チェーン４８が噛み合っている変速スプロケット４１〜４７のいずれかより変速チェーン４８が確実に外されて、変速チェーン４８が駆動スプロケット３１の方向へ回送されるようになっている。

図１６（ａ）に図示されるように、チェーン案内部材８１の駆動スプロケット３１側には通過する変速チェーン４８の上下位置を狭く規制するスロート部（喉部）８７が設けてある。これは変速チェーン４８の通路の上下幅を狭くした部分である。

次に、本実施例において装備される後輪駆動チェーン１８の張力調整機構について説明を加えておくことにする。

図１７に図示されるように、後輪駆動チェーン１８の伸びを調節するためのチェーン張力調整機構９０が備えられ、このチェーン１８の張力調整機構９０は、後輪駆動チェーン１８の駆動走行路に隣接したメインフレーム２の後部２ａから後方へ突出するように形成された突出片２Ａに設けられており、該突出片２Ａには長孔２Ｂが形成されている。

そして、ネジが切られた頭部９１ａと該頭部９１ａから延びる一対の板状挟持片９１ｂ，９１ｃを備えたローラ保持体９１が設けられ、このローラ保持体９１の一対の板状挟持片９１ｂ，９１ｃの一方９１ｂには、実質的にローラ９２を支持する軸となる締付ボルト９３が貫通する開口９１ｂ１が設けられ、また他方９１ｃには、該締付ボルト９３のための雌ネジが切られたボス部９１ｃ１が設けられている。

ローラ保持体９１は、その一対の板状挟持片９１ｂ，９１ｃを用いて前記突出片２Ａの長孔２Ｂを含めた該長孔周辺部両側から挟持され、該一方の挟持片９１ｂの開口９１ｂ１から締付ボルト９３が挿入され、該ボルト９３が長孔２Ｂを通過して他方挟持片９１ｃのボス部９１ｃ１のネジ孔に螺入締付けられることで該突出片２Ａに保持されている。

板状挟持片９１ｃの前記ボス部９１ｃ１のネジ孔から突出した締付ボルト９３の延出軸部には、ローラ９２が軸受９４を介して回転可能に支持されており、さらに上述したローラ保持体９１の頭部９１ａには、該頭部９１ａを挟み込むように覆うコの字状に曲折された溝状構造部を備えかつ突出片２Ａにその幅方向両端が当接固定される脚部９５ａを備える押さえ部材９５が設けられ、この押さえ部材９５の頂部にはアジャストボルト９６が貫通するバカ孔９５ｂが開口されている。

したがって、後輪駆動チェーン１８の張力調整に際しては、ローラ９２を実質的に支持する軸となる締付ボルト９３を弛めて、押さえ部材９５のバカ孔９５ｂから挿入されローラ保持体９１の頭部９１ａのネジ孔に螺入されたアジャストボルト９６を左右方向に回動させることにより、ローラ保持体９１が突出片２Ａの長孔２Ｂに沿って上下に移動され、ローラ９２のチェーン１８に対する当接具合が調整され、チェーン１８の適切な張力調整がなされたならば、再び締付ボルト９３を締めてローラ保持体９１を突出片２Ａに対して固定すればよい。

なお、ローラ９２は、図１８に図示されるような構造を備えている。
すなわち、アルミ合金等の金属もしくは硬質樹脂等製のローラ本体９２Ａのその外周部にチェーン当接部である環状部９２Ａ１と、該環状部９２Ａ１の図示における左方端部に設けられたチェーン外れ防止の環状のフランジ部９２Ａ２と、該環状部９２Ａ１の図示における右方端部に設けられた環状の小さな突出部９２Ａ３とを備え、このフランジ部９２Ａ２と小さな突出部９２Ａ３間の環状部９２Ａ１に硬質ゴム等からなる環状のチェーン当接部材９２ａが嵌合固着されている。また、ローラ本体９２Ａの内周部には、凹部９２Ａ４が設けられ、該凹部９２Ａ４内に軸受９４が嵌合固定される構造を備えている。

ここで、上述したように構成された本実施例の作用について説明する。

自転車Ｂに乗る人によるペダル１３ａの踏み込みにより、クランク軸１２が正転方向Ｐに回転され（図１参照）、この回転が、クランク軸１２から駆動スプロケット３１に伝達され、変速チェーン４８を介して変速機構Ｍ１に伝達される。変速機構Ｍ１においては自転車Ｂに乗る人による変速操作で所望の変速スプロケットが選択され、該スプロケットを介して変速された回転が出力軸１５、後輪駆動スプロケット１６、さらに後輪駆動チェーン１８、後輪従動スプロケット１７を経て、後輪Ｗｒへと伝達され、該後輪Ｗｒが回転されて自転車Ｂに乗る人の所望の速度で走行する。

そして、上述の変速機構Ｍ１における変速が、以下のような操作によりなされる。
すなわち、図６と、図３ないし図５における実線表示位置である初期位置、すなわち第１位置にあるディレイラアーム部６２を有するディレイラ６０により、一群の変速スプロケット４１〜４７の内から作動スプロケットとして変速スプロケット４７が選択されている状態において、すなわち変速位置として７速位置が選択されている状態において、自転車Ｂに乗る人がペダル１３ａを漕いで前進方向Ｐにクランク軸１２を回動すると、該クランク軸１２の回動によって、一方向クラッチ３２およびスライド機構Ｓを介して駆動スプロケット３１が前進方向Ｐに回転駆動される。

前進方向Ｐへ回転駆動される駆動スプロケット３１により変速チェーン４８を介して変速スプロケット４７、出力軸１５および後輪駆動スプロケット１６は、両スプロケット３１，４７により決定される高速側の最大変速比で回転駆動する。
自転車Ｂに乗る人により回転駆動されるクランク軸１２の動力は、駆動スプロケット３１、変速チェーン４８および変速スプロケット４７を介して出力軸１５に伝達され、出力軸１５の動力が、前記駆動力伝達機構を介して後輪Ｗｒに伝達されて、自転車Ｂが第７速位置で走行する。

前記第７速位置にある状態から、ディレイラ６０により変速位置を切換えるために、作動スプロケットとして、より低速側の変速スプロケット、たとえば変速スプロケット４１を選択するように変速操作部材５１が操作されると、変速用ケーブルＣのインナケーブルである操作ワイヤ５２の牽引力によりディレイラ軸６１の軸線Ｘ方向に対して所定角度で交叉する対をなす***部６１ｃに設けられた２つの支持軸６２ａをその旋回支点として、かつ圧縮ばね６２ｂのばね力に抗して平行リンクからなるディレイラアーム部６２が立ち上がるように旋回される。

平行リンクからなるディレイラアーム部６２は、その旋回により、実線表示位置である初期位置から仮想線表示位置である位置へと移行し、このディレイラアーム部６２の移行に伴い該アーム先端のガイドプーリ６５は、実線表示の初期位置、すなわち上述の第７速位置から仮想線表示位置に、つまり上述の第１速位置へと移行される。そして、このガイドプーリ６５の移行の過程において、ガイドプーリ６５と共に、変速チェーン４８が変速スプロケット４７から順次途中の変速スプロケット４６〜４２を経由して、変速スプロケット４１に掛換えられ、このスプロケット４１は変速チェーン４８を介して駆動スプロケット３１と駆動連結される。

つまり、ディレイラアーム部６２の先端のガイドプーリ６５が、図６および図３ないし図５における実線表示の位置から仮想線表示の変速位置へと移行され、このガイドプーリ６５の仮想線表示位置において変速チェーン４８は最低速側のスプロケット４１に掛換えられ、第１速位置とされ、自転車Ｂは、最低速度、すなわち第１速の速度で走行する。

そして、上述したガイドプーリ６５の変速チェーン４８の掛換えのための移動に伴う該チェーン４８の移行は、そのチェーン４８の張力を駆動スプロケット３１に作用せしめる。一方駆動スプロケット３１は、図３ないし図５等に図示されるようにスライド機構Ｓによりクランク軸１２の軸線方向に移動可能とされているから、該駆動スプロケット３１は、前記変速チェーン４８の張力により、具体的にはクランク軸１２の軸線方向分力により、クランク軸１２の軸線方向に移動して、図３ないし図５等における仮想線表示位置へと移行される。

また、ガイドプーリ６５の上述した移動に伴う変速チェーン４８の掛換え移行による該チェーン４８の張力は、テンショナプーリ７１に作用して、テンショナアーム部７２をガイドプーリ６５の支持軸６５ａを回動支点としてテンショナばねである捩りばね６５ｄ，６５ｅのばね力に抗して回動せしめ、該アーム部７２先端に軸支されるテンショナプーリ７１はその初期位置である実線表示位置から仮想線表示位置へと移行される。

そして、テンショナプーリ７１はその移行位置において、テンショナばね６５ｄ，６５ｅにより変速チェーン４８に適度な大きさの張力を付与する位置を占める（図６の仮想線参照）。

一方、変速操作部材５１が操作されて変速用ケーブルＣのインナケーブルである操作ワイヤ５２が弛められ、作動スプロケットとして、変速スプロケット４１よりも、より高速側の変速スプロケット４２〜４７のいずれかが選択されると、平行リンクからなるディレイラアーム部６２が、該平行リンクを初期状態に戻すように付勢する圧縮ばね６２ｂのばね力により上述の初期位置へと向う方向へと戻されるように移行する。

そして、このディレイラアーム部６２の移行に伴うガイドプーリ６５の移動により、該ガイドプーリ６５が高速側の変速スプロケット４２〜４７の内の所望の一つを選択し、該選択に伴い変速チェーン４８が前記選択された高速側の所望の変速スプロケットに掛換えられる。

上述の低速側から高速側への変速切換操作においても、ディレイラアーム部６２の移行に伴うガイドプーリ６５の移動による変速チェーン４８の張力作用で、該変速チェーン４８を介してクランク軸１２に支持された駆動スプロケット３１が、図３ないし図５に図示されるようにスライド機構Ｓを介してクランク軸１２の軸線方向に移動して、クランク軸１２の軸線方向の新たな変速位置、すなわち、前記変速チェーン４８が掛けられた所望の変速スプロケットに対応する位置まで移動され、この新たな変速位置における所望の変速比で自転車Ｂが走行する。

要するに、変速位置の切換えに際し、変速操作部材５１が操作されると、変速用ケーブルＣを介して、ディレイラアーム部６２、ガイドプーリ６５、テンショナプーリ７１が所望の変速位置に向けて移動され、ディレイラ６０により、一群の変速スプロケット４１〜４７の内から一つの変速スプロケットが選択され、この選択された変速スプロケットに変速チェーン４８が掛けられる。

そして、この変速チェーン４８の掛換え時のチェーン張力によりクランク軸１２の軸上の駆動スプロケット３１が該クランク軸１２に沿って前記選択された変速スプロケットに対応する位置まで移動され、これにより捩れることなく適切な位置に整列された変速チェーン４８による変速スプロケットとクランク軸１２上の駆動スプロケット３１との駆動連結が達成されることになる。

本実施例は、上述のように構成され、上述の作用をなすものであるから、以下のような特有の効果を奏する。

左右の変速機ケース２０Ｌ，２０Ｒのそれぞれの内方に突出するボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１が互いに同一軸線上に備えられ、左右のボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１に変速機のディレイラ軸６１が支持されるものであるから、ディレイラ軸６１を両持支持できるので、ディレイラ軸６１の取付け剛性が向上され、該軸６１の取付けはきわめて安定したものとなり、また、ディレイラ軸６１を不必要に太くする必要がないことから、該軸６１の軽量化を図ることができ、ディレイラ軸６１の取付構造部そのものの小型軽量化を図ることができる。

また、ディレイラ軸６１の取付構造部の剛性が強化されることから、変速操作における偏荷重の作用時にもディレイラ軸６１の安定した状態が維持されるので、結果として変速操作における操作性の向上が図られる。さらに、左右の変速機ケース２０Ｌ，２０Ｒの連結部とディレイラ軸６１の支持部とが兼用されるので、ケース構造の簡素化が図られる。

左右ボス部２０Ｌ，２０Ｒのそれぞれの内部に孔部２０Ｌ２，２０Ｒ２が設けられ、左右変速機ケース２０Ｌ，２０Ｒを連結する締付ボルトＢｏを前記孔部２０Ｌ２，２０Ｒ２に嵌合したから、左右のボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１の孔部２０Ｌ２，２０Ｒ２に嵌合された締付ボルトＢｏにより、左右ケース２０Ｌ，２０Ｒが互いに該ボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１を介して強固に連結されるとともに、強固に連結された両ボス部２０Ｌ１，２０Ｒ１にディレイラ軸６１が支持されるから、該軸６１の支持部の剛性が高められ、単純な支持構造であるにも拘わらず、ディレイラ軸６１の支持は、きわめて強固で安定したものとなる。

ディレイラ軸６１は、その軸端突出部６１ａに孔部６１ｂを備えており、この孔部６１ｂに挿入される止めピン６１Ａにより、その変速機ケース２０Ｌに対する取付位置が決められるから、その取付け精度が向上され、取付けに際しての位置決めがきわめて容易である。また、締付ボルトＢｏは変速機ケース２０の幅よりも内方側に配置されるから、該ケース２０の幅方向において突出することがない。

ディレイラアーム部６２は、平行リンク構成の一対のアーム６２Ａ，６２Ｂからなり、該アームがディレイラ軸６１の軸線Ｘに対して、その軸線Ｙが所定角度で交差するようになされた支持軸６２ａを介して旋回されるように支持されて、該ディレイラ軸６１に取付けられ、変速操作時における変速用ケーブルＣの操作ワイヤ５２の牽引、弛緩による該アーム部６２の旋回に伴うガイドプーリ６５の移動で所望の変速スプロケットが選択され、変速チェーン４８の掛換えがなされる構造であるから、該取付構造によりディレイラ６０は正確にかつ確実に導かれ、変速のための該ディレイラ６０の円滑な移動が保障される。

また、ディレイラ６０のディレイラ軸６１への取付は、上述のように平行リンク構成の一対のアーム６２Ａ，６２Ｂからなる単純な構造であるディレイラアーム部６２によりなされ、しかもそのディレイラ６０の移動のための作動も単純なものであるから、その作動に際しての摩擦力等による機械的な作動ロスが殆ど発生することがないので、変速用ケーブルＣの操作ワイヤ５２による操作力の大幅な軽減を図ることができ、比較的小さな操作力で円滑な変速操作が可能となる。

ディレイラアーム部６２の先端部に取付けられるガイドプーリ６５は、その支持軸６５ａがディレイラアーム軸６１と平行になされているから、変速操作時における変速チェーン４８の掛換え移動のためのチェーン４８の誘導を、円滑に、しかも正確かつ確実に行うことができる。

変速用ケーブルＣのインナケーブルである操作ワイヤ５２は、ディレイラアーム部６２の一方のアーム６２Ｂの側端部の外方突出部６２Ｂ２に形成された取付部に取付けられ、該突出部６２Ｂ２に開口された取付孔６２Ｂ３の側部切り溝６２Ｂ６からワイヤ５２が挿入されて、その取付孔６２Ｂ３から導出されたワイヤ部分５２ｂが強く牽引されることで、ワイヤ端部の膨大部５２ａが該孔の段部に当接されて、前記ディレイラアーム６２Ｂの外方突出部６２Ｂ２に取付けられるから、その取付けは、きわめて容易であり、その取付けのための作業性がきわめて良好である。

また、ディレイラアーム６２Ｂの側端部の操作ワイヤ取付孔６２Ｂ３から導出されたワイヤ導出部５２ｂは、車体の略前上方に向かって真っ直ぐに延びて、ディレイラ軸６１のアウタケーブル５３の取付孔６１ｅにおいて該アウタケーブル５３内に挿通することで、変速用ケーブルＣが変速機ケース２０Ｌ上部の貫通孔２０Ｌ１からハンドル部の変速操作機構部５０に向って略直線的に延長されるから、変速用ケーブルＣの長さが大幅に短縮化され、また該ケーブルＣが無理に曲げられる曲線部を形成しないことから、そのインナケーブルである操作ワイヤ５２とアウタケーブル５３間の摩擦が殆どなく、操作ワイヤ５２の円滑な動きが保障され、操作ワイヤ５２における変速操作荷重が大幅に軽減される。

自転車ＢのフレームＦの構造として、メインフレーム２とダウンチューブ３のそれぞれの下方端部が互いにアンダーチューブ４により連結された構造が採用されているから、フレームＦはその剛性が強化され、またフレームＦに支持される変速機ケース２０はメインフレーム２、ダウンチューブ３およびアンダーチューブ４に囲まれた構造部において、メインフレーム２後部の下方端部とアンダーチューブ４とにより取付支持されるからその取付けは強固かつ安定した状態においてなされる。

本発明に係る変速機が搭載されている自転車Ｂは、林道などに高速コーナやジャンプセクションを設けた未舗装のコースを下ることによりタイムを競う競技に使用されるダウンヒル用自転車であるので、自転車Ｂの急カーブ走行時に、駆動スプロケット部３０と変速スプロケット部４０とに巻き掛けられた変速チェーン４８は、自転車Ｂの曲がる方向と逆方向の遠心力を受けて振れることになり、駆動スプロケット部３０の駆動スプロケット３１の歯から脱落する恐れがあり、また、走行の際の走行面の凹凸により自転車Ｂが激しく上下動して、変速チェーン４８が駆動スプロケット３１から脱落する恐れがある。

しかし、上述のような変速チェーン４８の脱落は、図３ないし図５等に図示される駆動スプロケット３１の外周部両側に設けられたチェーンガイド３７により防ぐことができる。

自転車Ｂの走行中において、自転車Ｂに乗る人によりクランク軸１２が逆転、あるいは停止された時には、自転車Ｂは惰性で走行し、また、特に傾斜地を降下中であれば自転車Ｂは走行を続けて後輪Ｗｒは回転を続けることになるが、本発明の実施例においては後輪ＷｒのハブＷｒ１と従働スプロケット１７間にＯリング等の摩擦部材が介在され、該摩擦部材を介して後輪ハブＷｒ１と従動スプロケット１７が互いに摩擦結合されている。

したがって、自転車Ｂの惰性走行時において、後輪Ｗｒの回転が、該後輪Ｗｒから後輪従動スプロケット１７、後輪駆動チェーン１８、後輪駆動スプロケット１６、さらには出力軸１５、変速スプロケット部４０、変速チェーン４８へと伝達され、惰性走行時においても変速チェーン４８が積極的に回転されるから、チェーン４８の掛換えが容易になされ、惰性走行時における変速操作を容易に行うことができる。

また、本実施例においては、図１５，１６に図示されるチェーン整列機構８０を備えているから、チェーン案内部材８１の変速スプロケット部４０の側で弛んでいる変速チェーン４８がスロート部８７で一直線状に整列されて、スムーズに駆動スプロケット３１に誘導される。

チェーン案内部材８１が設けられているので、惰性走行時における駆動スプロケット３１の受動的な回転時に、変速チェーン４８がチェーンテンショナ７０のテンショナばねによる張力付与にも拘わらず、走行面の小刻みな波打ち、あるいは、自転車Ｂに乗る人による強いペダル踏み込みの停止時等においては、チェーン４８の円滑な移動が確保されない事態の発生が考えられるが、このような事態の発生は未然に確実に阻止される。

図１５に図示されるように、変速チェーン４８が、変速スプロケット部４０の下側の巻き出し側から駆動スプロケット３１の巻き込み側に押し込まれて撓み、あるいは、弛んだりして、駆動スプロケット３１の巻き入れ側へ噛み込み、円滑に入って行かない場合があるが、チェーン案内部材８１の変速スプロケット部４０の側が弛んでいる変速チェーン４８がスロート部８７で一直線状に整列させられるので、該チェーン４８は円滑に駆動スプロケット３１に導入掛け渡しされる（図１６も参照）。

チェーン案内部材８１は、図１５，１６に図示されるように、変速スプロケット部４０と駆動スプロケット３１との中間に配置され、上下の案内部８２，８３のチェーン流通側表面は、変速チェーン４８の移動方向から見た時、平行であり、十分な幅を持つように成形してあるので、これによって、変速チェーン４８の掛換え時に該変速チェーン４８が出力軸軸線方向に移動しても、変速チェーン４８をスムーズに案内することができる。

上側案内部８２の変速スプロケット部４０側の先端は、斜めの櫛歯状部８６が形成されているので、この各櫛歯は、変速スプロケット４１〜４７の重なりの隙間に挿入され、変速チェーン４８の掛換え時においても、変速チェーン４８の上方移動を確実に制限し、スムーズに変速チェーン４８を駆動スプロケット３１の方向へ回送することができる。

チェーン案内部材８１の駆動スプロケット３１側には通過する変速チェーン４８の上下位置を狭く規制するスロート部８７（喉部）が形成されているので、スロート部８７から送り出される変速チェーン４８は、駆動スプロケット３１の歯先位置に接線状態に到着することができる。

さらに、本実施例においては、図１７に図示される後輪駆動チェーン１８の張力を調整する張力調整機構９０が設けられているので、後輪駆動チェーン１８の伸びによる弛みは適宜調整可能であり、円滑なチェーン駆動が保障される。そして、このチェーン張力調整機構９０は、メインフレーム２後部の下方部の後輪駆動チェーン１８の走行路に隣接した位置に設けられているから、十分な作業空間が確保されるので、その調整のための作業が行ない易く、その作業性が良い。

また、チェーン張力調整機構９０は、その構造が単純であり、チェーン１８の張力調整のための作業は、単に締付ボルト９３を弛めて、アジャストボルト９６を回すことにより簡単に行うことができるので、単純な構造にも拘わらず、迅速、かつ的確なチェーンの調整作業をきわめて効率的に行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る自転車の概略の左側面図である。 フレームの主要部とケースの懸架状態を示す図である。 図６におけるＡ−Ａ断面図である。 図６におけるＢ−Ｂ断面図である。 図６におけるＣ−Ｃ断面図である。 変速機Ｔの右カバーの一部を除去して内部を見た右側面図である。 クランク軸の取付部の主要構造部を断面にて示した図である。 後輪取付部の構造部を示す図であり、（ａ）は後輪取付部の主要構造部を断面にて示しており、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。 ディレイラの全体構造の概要を示す外観斜視図である。 ディレイラの全体構造を示した図であり、（ａ）はディレイラの全体構造を一部断面にて示した図、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＦ−Ｆ断面図である。 ディレイラ軸の取付部構造と、その取付け状態が示される拡大断面図である。 ディレイラ軸の構造を示す図であり、（ａ）は一部が断面にて示された側面図、（ｂ）は一部が断面にて示された端面図、（ｃ）は（ａ）におけるイ視図である。 ディレイラアームの構造と、該アームへの操作ケーブルの取付構造を示す図であり、（ａ）は一部が断面にて示されるアームの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＧ−Ｇ断面図、（ｃ）は（ｅ）におけるロ視図、（ｄ）はアームの端面図、（ｅ）は（ｄ）におけるＨ−Ｈ断面図である。 ディレイラ本体の構造を示す図であり、（ａ）は（ｂ）におけるＩ−Ｉ断面図、（ｂ）は正面図である。 変速機ケース内における変速チェーン整列に関連する構造部分を示す図である。 チェーン案内部材を示す図であり、（ａ）はチェーン案内部材の側面図であり、（ｂ）はチェーン案内部材の上面図である。 チェーン張力調整機構を示す図であり、（ａ）は、メインフレーム後部への配設状態が示される図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＪ−Ｊ断面図である。 チェーン張力調整機構のローラが断面にて示された図である。 従来のディレイラの主要部が断面で示された図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

Ｂ・・・自転車、Ｂｏ・・・締付ボルト、Ｃ・・・変速用ケーブル、Ｆ・・・フレーム、Ｔ・・・変速機、Ｗｆ・・・前輪、Ｗｒ・・・後輪、Ｗｒ０・・・軸受、Ｗｒ１・・・後輪ハブ、Ｗｒ２・・・環状鍔部、Ｗｒ３・・・スポーク、Ｗｒ４・・・リム部、Ｍ１・・・変速機構、Ｍ２・・・変速切換機構、Ｓ・・・スライド機構、Ｒ・・・Ｏリング、
１・・・ヘッドパイプ、２・・・メインフレーム、２ａ・・・後部、２Ａ・・・突出片、２Ｂ・・・長孔、３・・・ダウンチューブ、４・・・アンダーチューブ、５…サドルフレーム、６・・・フロントフォーク、７・・・サドル、８・・・ピボット軸、８ａ・・・カラー、８ｂ・・・軸受、９・・・スイングアーム、１０・・・車軸、１１・・・サスペンション、１２・・・クランク軸、１３・・・クランクアーム、１３ａ・・・ペダル、１４・・・ブッシュ、１５・・・出力軸、１６・・・後輪駆動スプロケット、１７・・・後輪従動スプロケット、１８・・・後輪駆動チェーン、１９・・・一方向クラッチ、１９Ａ・・・クラッチインナ、１９Ｂ・・・クラッチアウタ、
２０・・・ケース、２０Ｌ，２０Ｒ・・・ケース、２０Ｌ１，２０Ｒ１・・・ボス部、２１Ｌ，２１Ｒ・・・カバー、２２Ｌ，２２Ｒ・・・補強部材、２３Ｌ，２３Ｒ、２４Ｌ，２４Ｒ・・・ボルト孔、２５Ｌ，２５Ｒ・・・クランク軸受孔、２６Ｌ，２６Ｒ・・・ピボット軸受孔、
３０・・・駆動スプロケット部、３１・・・駆動スプロケット、３２・・・一方向クラッチ、３３・・・軸受、３４・・・内筒、３５・・・外筒、３６・・・ボールスプライン機構、３７・・・チェーンガイド、３８・・・軸受、
４０・・・変速スプロケット部、４１〜４７・・・変速スプロケット、４８・・・変速チェーン、
５０・・・変速操作機構、５１・・・変速操作部材、５２・・・操作ワイヤ、５３・・・アウタケーブル、
６０・・・ディレイラ、６１・・・ディレイラ軸、６１Ａ・・止めピン、６２・・・ディレイラアーム部、６２ａ・・・支持軸、６２ｂ・・・圧縮ばね、６２Ａ，６２Ｂ・・・ディレイラアーム、６２Ｂ２・・・外方突出部、６２Ｂ３・・・取付孔、６３・・・ディレイラ本体、６３ａ・・・支持軸、６３ｄ，６３ｅ・・・捩りコイルばね、６３ｆ・・・ばねホルダ部、６４・・・アーム部材、６４ａ・・・支持ピン、６５・・・ガイドプーリ、６５ａ・・・支持軸、６５ｂ・・・スリーブ、６５ｃ・・・軸受、
７０・・・テンショナ、７１・・・テンショナプーリ、７２・・・テンショナアーム部、７２Ａ，７２Ｂ・・・テンショナアーム、７２ａ・・・支持軸、７２ｂ・・・軸受、
８０・・・整列機構、８１・・・チェーン案内部材、８２・・・上側案内部、８３・・・下側案内部、８４・・・上下連結部、８５・・・ボルト孔、８６・・・櫛歯状部、８７・・・スロート部、８８・・・ボルト、
９０・・・チェーン張力調整機構、９１・・・ローラ保持体、９２・・・ローラ、９２Ａ・・・ローラ本体、９３・・・締付ボルト、９４・・・軸受、９５・・・押さえ部材、９６・・・アジャストボルト。

Claims (3)

1. ディレイラ式変速機が車体に固定されるものにおいて、前記変速機は左右割の変速機ケースの内部に配置され、前記左右の変速機ケースから、それぞれ前記変速機ケース内方へ突出するボス部が同一軸線上に備えられ、前記左右のボス部に前記変速機のディレイラ軸が支持されることを特徴とする自転車用変速機構造。
2. 前記左右のボス部内部に孔部が設けられ、前記孔部に嵌合する連結部材を介して前記左右の変速機ケースを連結したことを特徴とする請求項１に記載の自転車用変速機構造。
3. 前記ディレイラ軸は、側面視で前記車体のヘッドパイプから後下方へ延びる複数のフレーム部材から略等しい距離に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の自転車用変速機構造。

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