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公開番号2025118927
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2025083199,2024553532
出願日2025-05-19,2023-02-17
発明の名称自転車用変速機のためのシステムおよび方法
出願人キーナン、ジョセフフランシス
代理人個人
主分類B62M 9/04 20060101AFI20250805BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】動力伝達効率を失うことなく、ボトムブラケット位置に収容可能な自転車用変速システムを提供する。
【解決手段】2つの円錐のセットは、ハウジング内に、対向して平行に配列され、第1の円錐は、第1のシャフトに係合し、第2の円錐は、第1のシャフトに平行な第2のシャフトに係合し、第2のシャフトは、第1のシャフトに対して近位位置と遠位位置とを有し、ドライバは、第1の円錐または第2の円錐に対して垂直に配置され、第1の円錐と第2の円錐との間を通過し、ドライバは、第2の円錐が近位位置にあるときに、第1の円錐の一部と、第2の円錐の一部と、を係合させ、ドライバ移動装置は、第2の円錐が遠位位置にあるときに、ドライバを第1の円錐と第2の円錐との間で移動させ、伝達部品は、第2のシャフトの端部に結合されていることを特徴とする自転車用変速機。
【選択図】図3A
特許請求の範囲【請求項１】
自転車用変速機であって、
第１のシャフトが貫通しているハウジングと、
第１の円錐と第２の円錐とからなる２つの円錐のセットと、
ドライバと、
ドライバ移動装置と、
伝達部品と、を備え、
前記２つの円錐のセットは、前記ハウジング内に、対向して平行に配列され、
前記第１の円錐は、第１のシャフトに係合し、
前記第２の円錐は、前記第１のシャフトに平行な第２のシャフトに係合し、
前記第２のシャフトは、前記第１のシャフトに対して近位位置と遠位位置とを有し、
前記ドライバは、前記第１の円錐または前記第２の円錐に対して垂直に配置され、前記第１の円錐と前記第２の円錐との間を通過し、
前記ドライバは、前記第２の円錐が近位位置にあるときに、前記第１の円錐の一部と、前記第２の円錐の一部と、を係合させ、
前記ドライバ移動装置は、前記第２の円錐が遠位位置にあるときに、前記ドライバを前記第１の円錐と前記第２の円錐との間で移動させ、
前記伝達部品は、前記第２のシャフトの端部に結合されていることを特徴とする自転車用変速機。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記第２のシャフトの位置は、円錐調整装置によって決められ、
前記円錐調整装置は、
ベアリング内に配置された第１の偏心カムと、
カム回転子に連結された第２の偏心カムと、を備え、
前記第１の偏心カムは、前記第２のシャフトの第１の端部を受け入れ、
前記第２の偏心カムは、前記第２のシャフトの第２の端部を受け入れ、
前記第１の偏心カムおよび前記第２の偏心カムは、前記カム回転子が前記第２の偏心カムを中心軸の周りに回転させることによって、前記第２の円錐が近位位置と遠位位置との間を移動することを可能にすることを特徴とする請求項１に記載の自転車用変速機。
【請求項３】
前記第２の円錐が近位位置にある間、円錐調整装置が作動しないようにロックするソレノイドロッカーをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の自転車用変速機。
【請求項４】
前記カム回転子がトルクモーターであることを特徴とする請求項２に記載の自転車用変速機。
【請求項５】
前記カム回転子が手動ケーブル駆動回転子であることを特徴とする請求項２に記載の自転車用変速機。
【請求項６】
前記第１の円錐および前記第２の円錐は、それぞれ第１の円錐ギヤアセンブリおよび第２の円錐ギヤアセンブリであり、
前記第１の円錐ギヤアセンブリまたは前記第２の円錐ギヤアセンブリの各々は、漸進的な順序で配列された複数の異なるサイズのギヤを有することを特徴とする請求項１に記載の自転車用変速機。
【請求項７】
前記第１の円錐と前記第２の円錐とは同一であることを特徴とする請求項１に記載の自転車用変速機。
【請求項８】
前記ドライバはチェーンであることを特徴とする請求項１に記載の自転車用変速機。
【請求項９】
前記ドライバはベルトであることを特徴とする請求項１に記載の自転車用変速機。
【請求項１０】
前記ドライバは伝達ホイールであることを特徴とする請求項１に記載の自転車用変速機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０２２年２月１８日に出願された米国仮出願第６３／３１１，７２２号（ＳＹＳＴＥＭＡＮＤＭＥＴＨＯＤＦＯＲＢＩＣＹＣＬＥＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ）の３４Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９(e)に基づく利益を主張するものであり、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般に、動力伝達効率を失うことなく、自転車の変速システムの大部分をボトムブラケット位置に確実に収容することができる自転車用変速システムに関する。これにより、自転車の走行、特にオフロード走行による損傷や破片からシステムが保護される。その結果、従来技術に比べてはるかに堅牢な変速システムが得られる。これにより、メンテナンスの時間とコストが大幅に削減される。さらに、本発明は、業界をリードするトルク比範囲と、負荷時および静的状態での変速などのその他の利点を提供する。
【０００３】
サイクリストが自転車のトルク比を変更できる機構、例えば自転車用変速機は、長年にわたって採用され使われてきた。最も一般的なシステムは、チェーンを、連続した大きさのスパーギヤの間で上下にシフトするディレイラーシステムを採用するものである。これは、１００年以上前から存在している。この基本設計は、重量と性能を最適化するために、長年にわたって一貫して改良されてきた。ディレイラーの欠点を解決するために、ホイールハブ内のギヤ機構など、他のシステムも商品化されている。
【０００４】
ディレイラーシステムの継続的な改良により、ディレイラーシステムは、効率、重量、コストの改善に成功し、市場での優位性を維持することができた。これらの３つの変数は、一般的にサイクリストにとって最も重要であると考えられている。
【０００５】
しかし、ディレイラーシステムには、固有の設計上の欠点がある。第１に、このシステムは、静止状態でトルク比を変更するためにギヤを変更することができない。このため、サイクリストは、停止前にシフトダウンするために、前もって計画を立てる必要がある。また、ディレイラーが変速できるまで、後ろのタイヤを支えてクランクを回転させなければならないが、これは困難で面倒である。
【０００６】
第２に、ディレイラーシステムは環境やサイクリストにさらされ、システム効率に悪影響を及ぼす。これは、使用目的によっては、多くの重大な問題を引き起こす。チェーンドライブは、清潔で潤滑されているときは非常に効率的である。しかし、使用中に汚れが溜まると、急速に効率を失う。その結果、チェーンドライブは、その効率を維持するために、常に清掃と潤滑を必要とする。この潤滑油は、場合によってはチェーンへの汚れの蓄積を促進し、サイクリストの足に慢性的なチェーングリスの汚れの原因となる。
【０００７】
第３に、このような状態にさらされると、ディレイラーシステムが損傷しやすくなり、少なくとも、インデックスキャリブレーションから外れてしまう。これは、高価なメンテナンス費用につながる。この損傷は、サイクルが静止した状態や立った状態から倒れたり、より一般的には困難な地形で走行中に倒れたりすることで簡単に発生する。
【０００８】
ホイールハブ変速機の設計は、トルク変更機構が密閉ハウジング内で保護されているため、かなり普及している。これは、ディレイラーシステムの効率性および堅牢性の問題に対処するものである。また、クランクとハブの間にフレキシブルベルトドライブを使うことができ、チェーンとそれに関連する欠陥に取って代わることができる。しかし、シマノのＡｌｆｉｎｅ（登録商標）やロロフのＳｐｅｅｄｈｕｂ（登録商標）のようなこれらの商品化された設計は、一般的に始動効率が低く、一般的にトルク比の範囲が広くなく、ディレイラーの設計よりもかなり重い。
【０００９】
後者にとって、後輪のタイヤが重くなることは、マウンテンバイクに乗る上でマイナスとなる。これは、リアサスペンションのバネ下重量を増加させ（すなわち、後輪と自転車フレームのステーの重量が増えると、段差を乗り越えるときに上向きの慣性が生じ、後輪のトラクションに悪影響を与える）、サスペンションの性能を低下させる。
【００１０】
近年、ディレイラーシステムの欠点を解決するために、より新しい変速機設計が商品化されている。エンビオロ・ニューヴィンチ・システムは、トロイダル・バリエーター・システムを利用し、その範囲内でトルクを無段階に変化させることができる。このシステムにより、サイクリストは、ディレイラーシステムのインデックスステップ（各インデックスで１６～３０％の幅があるステップ）に頼るのではなく、希望する比率をダイヤルで設定することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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