DE602004000406T2

DE602004000406T2 - Fahrradgangschaltung

Info

Publication number: DE602004000406T2
Application number: DE602004000406T
Authority: DE
Inventors: Shinya Matsumoto; Yoshiaki Tsukada; Takeshi Hashimoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: DE602004000406D1; JP2004291801A; TWI256367B; ATE318234T1; JP4115311B2; ES2259162T3; CN100337875C; TW200426073A; EP1462353B1; US7294076B2; CN1532114A; EP1462353A1; US20040214670A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein Fahrrad, bei der eine Übertragung durch Anwenden eines endlosen Übertragungsriemens über ein Antriebs-Drehbauteil und ein mehrstufiges angetriebenes Drehbauteil durchgeführt wird, das an einer Ausgangswelle angeordnet ist, welche immer mit einem Antriebsrad des Fahrrads zusammenwirkt und gedreht wird.
Ein Fahrrad weist eine Ausgangswelle auf, welche immer mit dem Antriebsrad zusammenwirkt, und welche mit einer Einwegkupplung derart versehen ist, dass das Fahrrad auch in dem Fall fahren kann, wenn ein Fahrer aufhört, die Pedale auf einem abschüssigen Gefälle anzutreiben, und die Kurbelwelle nicht in einer normalen Drehrichtung gedreht wird. Im Falle des in der EP-A-0766017 offenbarten Fahrrads ist beispielsweise eine Kette vorgesehen, welche um ein großes Zahnrad einer Zahnradkurbel und eine Mehrzahl von an einer hinteren Nabe angebrachten kleinen Zahnrädern gewunden ist, und ein Freilaufrad, das an der hinteren Nabe angebracht ist. Das Freilaufrad ist mit einem äußeren Zylinder versehen, welcher die kleinen Zahnräder derart aufweist, dass sie relativ zueinander nicht drehbar verbunden sind, und wobei ein innerer Zylinder innerhalb des äußeren Zylinders derart angeordnet ist, dass er relativ dazu gedreht werden kann, und mit einem Nabenelement der hinteren Nabe derart verbunden ist, dass er relativ dazu nicht gedreht werden kann, und wobei eine Einwegkupplung zwischen dem äußeren Zylinder und dem inneren Zylinder angeordnet ist.
Die Einwegkupplung überträgt eine Antriebskraft von der Zahnradkurbel, die zu den kleinen Zahnrädern nur in einer Drehrichtung von dem äußeren Zylinder zu dem inneren Zylinder übertragen wird. Aufgrund dessen wird, wenn die Pedale in einer Vorwärtsrichtung angetrieben werden, die Antriebskraft durch eine Kette und die kleinen Zahnräder zu dem äußeren Zylinder des Freilaufrads übertragen, und wird ferner durch die Einwegkupplung und den inneren Zylinder zu dem Nabenelement übertragen, um zu bewirken, dass das Hinterrad gedreht wird. Wenn dabei auf einem abschüssigen Gefälle oder dergleichen das große Zahnrad nicht gedreht wird, dreht sich der durch die Einwegkupplung immer mit dem Hinterrad zusammenwirkende innere Zylinder in einem Leerlaufzustand, der äußere Zylinder und die kleinen Zahnräder werden nicht gedreht, und demgemäß läuft die Kette nicht.
Im Falle des Standes der Technik verblieb ein Bedürfnis für die Verbesserung der Fahrleistungen des Fahrrads aufgrund der Tatsache, dass die Kette nicht läuft, wenn unter Trägheit gefahren wird, wobei das Fahrrad in einem Zustand fährt, bei dem das Fahrrad nicht durch Drehung der Zahnradkurbel (entsprechend der Kurbelwelle) in deren normaler Drehrichtung angetrieben wird, was dazu führt, dass das Getriebe nicht betätigt werden kann, indem die Kette unter einer Mehrzahl von kleinen Zahnrädern verlagert wird.
Obwohl bei dem Getriebe die um ein großes Zahnrad gewundene Kette unter einer Mehrzahl von kleinen Zahnrädern verlagert wird, die in einer Richtung der Rotations-Mittellinie angeordnet sind, tritt dabei manchmal auf, dass die Kette bezogen auf eine Ebene, welche die Rotations-Mittellinie unter einem rechten Winkel kreuzt, lose wird, und die Kette von entweder dem großen Zahnrad oder den kleinen Zahnrädern entfernt wird, wenn die Kette zwischen dem großen Zahnrad und den kleinen Zahnrädern, welche an unterschiedlichen Positionen der Rotations-Mittellinienrichtung des großen Zahnrads (oder der kleinen Zahnräder) angeordnet sind, angelegt wird. Wenn dann ein Abstand zwischen dem großen Zahnrad und den kleinen Zahnrädern kurz ist, wird die Neigung der Kette bzogen auf die oben genannte kreuzende Ebene groß, so dass die Kette einfacher von den Zahnrädern entfernt wird.
Wenn sich dabei das Fahrrad in dem Trägheitsfahrzustand befindet, hat eine Spannungskraft der Kette einen relativ niedrigen Wert, so dass, wenn die Kette bezogen auf die kreuzende Ebene geneigt ist, die Kette sich in einem derartigen Zustand befindet, bei dem die Kette einfacher von entweder dem großen Zahnrad oder den kleinen Zahnrädern entfernt wird, verglichen mit einem Betriebszeitpunkt, bei dem die Kurbelwelle in ihrer normalen Drehrichtung gedreht wird.
Das Dokument EP 1 418 120 A2 (Veröffentlichungsdatum: 12.5.2004) offenbart eine Getriebevorrichtung für ein Fahrrad, wobei der Fahrrad-Körperrahmen eine Schwenkachse umfasst, welche einen Schwingarm lagert, der es einem Hinterrad ermöglicht, frei zu schwingen, und wobei die Getriebevorrichtung mit einer Ausgangsachse versehen ist, welche drehbar in einem Gehäuse des Getriebes gelagert ist, das an dem Fahrrad-Körperrahmen befestigt ist und das mit Gangänderungs-Zahnkränzen versehen ist. Die Getriebevorrichtung umfasst ferner eine Kette, welche um einen von der Kurbelwelle angetriebenen Antriebszahnkranz angeordnet ist, und einen Zahnkranz, der durch einen Umwerfer eines Gangänderungsmechanismus alternativ aus den Gangänderungs-Zahnkränzen ausgewählt ist. Die Ausgangsachse ist weiterhin durch eine um einen Antriebszahnkranz gewundene Kette zum Antrieb mit dem Hinterrad gekoppelt.
Die vorliegende Erfindung ist bezogen auf die oben genannten Umstände entwickelt worden, und es ist eine Aufgabe der in Anspruch 1 bis 3 beschriebenen Erfindung, eine Getriebevorrichtung für ein Fahrrad bereitzustellen, welche eine Getriebetätigung selbst bei einem Trägheitsfahrzustand des Fahrrads durchführen kann. Dann zielt die in Anspruch 2 beschriebene Erfindung auf eine Anordnung der Einwegkupplung, welche keine Verringerung der Leistungsfähigkeit der Einwegkupplung zeigt, und ferner zielt die in Anspruch 3 beschriebene Erfindung auf einen Betrieb, bei dem verhindert wird, dass der endlose Übertragungsriemen von entweder dem Antriebs-Drehbauteil oder dem angetriebenen Drehbauteil entfernt wird.
Die in Anspruch 1 beschriebene Erfindung ist eine Getriebevorrichtung für ein Fahrrad, umfassend: ein Antriebs-Drehbauteil, das von einer Kurbelwelle zur Drehung angetrieben wird; ein mehrstufiges angetriebenes Drehbauteil, das aus einer Mehrzahl von Drehbauteil-Elementen aufgebaut ist, die in einer Antriebsverbindung mit einer Ausgangswelle stehen, welche gedreht wird, während sie immer mit einem Antriebsrad des Fahrrads zusammenwirkt; ein endloser Übertragungsriemen, der an dem Antriebs-Drehbauteil und dem angetriebenen Drehbauteil angebracht ist; und einen Getriebe-Umschaltmechanismus zum Verlagern des endlosen Übertragungsriemens zwischen der Mehrzahl von Drehelementen, dadurch gekennzeichnet, dass das angetriebene Drehbauteil derart angeordnet ist, dass es immer mit der Ausgangswelle gedreht wird, und eine Einwegkupplung, welche ein Paar von Sperrklinken-Klauen zum Übertragen einer Drehung der Kurbelwelle in einer normalen Drehrichtung auf das angetriebene Drehbauteil aufweist, in einem Kraftübertragungsweg angeordnet ist, der von der Kurbelwelle bis zu dem angetriebenen Drehbauteil reicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, mit dem Getriebe-Umschaltmechanismus eine Getriebebetätigung durchzuführen, weil sowohl das angetriebene Drehbauteil, das integral mit der Ausgangswelle gedreht wird, die immer mit dem Antriebsrad zusammenwirkt, um selbst bei einem Zustand gedreht zu werden, bei der die Kurbelwelle während der Fahrt des Fahrrads angehalten ist, oder bei einem Trägheitsfahrzustand, bei dem die Kurbelwelle in einer Rückwärts-Drehrichtung gedreht wird, als auch das Antriebs-Drehbauteil gedreht wird, das mit dem angetriebenen Drehbauteil über den um das Antriebs-Drehbauteil gewundenen Übertragungsriemen in einem Bewegungszustand gehalten wird, und weil der endlose Übertragungsriemen ebenfalls in einem Bewegungszustand ist.
Demzufolge hat gemäß der in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen. Der Fahrradfahrer kann zu jedem Zeitpunkt eine Getriebebetätigung durchführen, wann der Fahrer dies auch immer benötigt, wenn sich das Fahrrad in einem Fahrzustand befindet, da die Getriebebetätigung durchgeführt werden kann, wenn die Kurbelwelle in einer normalen Drehrichtung gedreht wird, und wenn sich das Fahrrad in einem Trägheits-Betriebszustand befindet.
Die in Anspruch 2 beschriebene Erfindung ist eine Getriebevorrichtung für ein Fahrrad nach Anspruch 1, wobei das Antriebs-Drehbauteil und die Einwegkupplung koaxial mit der Kurbelwelle angeordnet sind, und zwar an einer Position, an der sie in einer Richtung der Rotations-Mittellinie der Kurbelwelle die Kurbelwelle nicht überlappen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen das koaxial mit der Kurbelwelle angeordnete Antriebs-Drehbauteil und die Einwegkupplung, dass ihre Größen in ihrer Durchmesser-Richtung nicht durch die Kurbelwelle und das Antriebs-Drehbauteil begrenzt sind. Zusätzlich ist es nicht notwendig, die Kurbelwelle bei einer Größe mit kleinem Durchmesser beizubehalten, um die Einwegkupplung anzuordnen.
Demzufolge hat gemäß der in Anspruch 2 beschriebenen Erfindung die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen, zusätzlich zu den Wirkungen der in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung. Eine Kupplungs-Leistungsfähigkeit, wie beispielsweise eine Belastbarkeit der Kupplung, kann einfach sichergestellt werden, und die Kupplung kann angeordnet werden, ohne dass eine Verringerung der Leistungsfähigkeit der Einwegkupplung erzeugt wird, da die Größe der Einwegkupplung in ihrer Durchmesser-Richtung nicht durch die Kurbelwelle und das Antriebs-Drehbauteil begrenzt wird. Zusätzlich wird es einfach, eine gewünschte Festigkeit der Kurbelwelle sicherzustellen, da es nicht notwendig ist, einen Durchmesser der Kurbelwelle zu verringern, um die Einwegkupplung anzuordnen.
Die in Anspruch 3 beschriebene Erfindung ist eine Getriebevorrichtung für ein Fahrrad nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei ein Gleitmechanismus in dem Kraftübertragungsweg vorgesehen ist, der es ermöglicht, dass das Antriebs-Drehbauteil in einer Richtung der Rotations-Mittellinie der Kurbelwelle derart bewegt wird, dass diese integral mit dem Antriebs-Drehbauteil gedreht wird, und der endlose Übertragungsriemen an dem Antriebs-Drehbauteil und dem angetriebenen Drehbauteil parallel zu einer Ebene angebracht ist, die die Rotations-Mittellinie der Kurbelwelle im rechten Winkel kreuzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird verhindert, dass der endlose Übertragungsriemen gegen die oben genannte kreuzende Ebene geneigt ist, da selbst bei dem Fall, dass der endlose Übertragungsriemen um irgendeines der Mehrzahl von Drehelementen des angetriebenen Drehbauteils gewunden ist, wird das angetriebene Drehbauteil in der Richtung einer Rotations-Mittellinie derart bewegt, dass er über das Antriebs-Drehbauteil und das angetriebene Drehbauteil entlang der kreuzenden Ebene bezogen auf die Rotations-Mittellinie angelegt ist.
Demzufolge können gemäß der in Anspruch 3 beschriebenen Erfindung einige Wirkungen wie folgt zusätzlich zu den Wirkungen der in den genannten Ansprüchen beschriebenen Erfindung erzielt werden. Es wird verhindert, dass der endlose Übertragungsriemen von entweder dem Antriebs-Drehbauteil oder dem angetriebenen Drehbauteil entfernt wird, ohne dass dies einen Bezug zu einer Entfernung zwischen dem Antriebs-Drehbauteil und dem angetriebenen Drehbauteil hat, und demgemäß selbst für den oben beschriebenen Fall eines kurzen Abstands, und auch für den Fall des Trägheitsfahrens, wobei die Kette läuft, da verhindert wird, dass der endlose Übertragungsriemen bezogen auf die Ebene, welche die Rotations-Mittellinie unter einem rechten Winkel kreuzt, geneigt wird.
Unter Bezugnahme auf 1–8 wird nun im Folgenden die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine schematische Seitenansicht von links eines Fahrrads, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt wird, um die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
2 eine Schnittansicht entlang Linie II-II in 3 der Getriebevorrichtung, die bei dem Fahrrad in 1 eingebaut ist;
3 eine Schnittansicht entlang Linie III-III in 2 in einem Zustand, bei dem ein zweites Gehäuseteil der bei dem Fahrrad in 1 eingebauten Getriebevorrichtung entfernt ist.
4 eine Schnittansicht entlang Linie IV-IV von 2;
5 eine Schnittansicht entlang Linie V-V von 3;
6 eine Schnittansicht entlang Linie VI-VI von 3, um den Umwerfer und die Spannvorrichtung zu zeigen;
7 eine Ansicht entlang einem Pfeil VII von 5; und
8 eine Schnittansicht entlang Linie VIII-VIII von 2.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist ein Fahrrad B, bei dem die Getriebevorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein Fahrrad für Abfahrtsrennen, und wird bei einem Wettbewerb auf Zeit verwendet, bei dem eine nicht gepflasterte Strecke herabgefahren wird, welche eine Hochgeschwindigkeitskurve oder einen Sprungabschnitt auf einer Waldstraße oder dergleichen aufweist.
Ein Körperrahmen F des Fahrrads B besteht aus einem Kopfrohr 1 zum Abstützen eines Paars von rechter und linker Vordergabeln 5 auf eine lenkbare Art und Weise, um ein Vorderrad W_F schwenkbar an dessen unteren Ende abzustützen; ein Paar von rechten und linken Hauptrahmen 2, welche sich von dem Kopfrohr 1 in Richtung nach hinten und schräg nach unten erstrecken; eine untere Röhre 3, welche sich von vorderen Enden beider Hauptrahmen 2 an unteren Abschnitten in Richtung nach hinten und schräg nach unten erstreckt; und einen Sattelrahmen 4, der sich von dem mittleren Teil jedes der Hauptrahmen 2 erstreckt, um einen Sattel 6 abzustützen.
Die technischen Ausdrücke "oben und unten", "vorne und hinten" und "rechts und links" in dieser Beschreibung sind bezogen auf ein Fahrrad ausgedrückt und entsprechen jeweils "oben und unten", "vorne und hinten" und "rechts und links" des Fahrrads. Zusätzlich ist mit einer Figur aus einer Seiten ansicht eine Figur gemeint, die aus einer Richtung von rechts oder links gesehen ist.
Vordere Enden 8a eines Paars von rechten und linken Schwingarmen 8, welche das Hinterrad W_R über eine an dem hinteren Ende befestigte Radwelle 9 schwenkbar lagern, sind ein einer hin- und herschwenkbaren Art und Weise an einer Schwenkwelle 7 gelagert, welche als ein Schwenkabschnitt dient und an den hinteren Teilen 2a beider Hauptrahmen 2 angeordnet ist. Beide Schwingarme 8 sind mit beiden Hauptrahmen 2 über eine Federung 10 verbunden, welche sowohl eine Kompressionsfeder 10a als auch eine Dämpfung 10b aufweist, und sie können zusammen mit dem Hinterrad W_R in Richtung nach oben und nach unten um die Schwenkwelle 7 hin- und hergeschwenkt werden.
Die Kurbelwelle 11 und die Getriebevorrichtung einschließlich dem Getriebemechanismus T und dem Antriebskraft-Übertragungsmechanismus sind bei dem Fahrrad B eingebaut. Dann ist, wie in 1 gezeigt, zwischen den hinteren Teilen 2a beider Hauptrahmen 2 und dem hinteren Teil 3a der unteren Röhre 3 vor den hinteren Teilen 2a des unteren Abschnitts des Körperrahmens F eine Getriebevorrichtung T angeordnet, welche an der Hauptwelle 11a der Kurbelwelle 11 und diesen hinteren Teilen 2a, 3a befestigt ist, und dann ist der Antriebskrafts-Übertragungsmechanismus an einer rechten Seite einer Seite angeordnet, bezogen auf eine Körper-Mittellinie L1 (siehe 2) der Körper-Mittellinie wie in einer Draufsicht von oben aus einer oberen oder unteren Richtung gesehen, einer Fahrradkörper-Breitenrichtung (die mit der Rechts- und Linksrichtung zusammenfällt), und bezogen auf die Getriebevorrichtung T.
Unter Bezugnahme auf 3 zusätzlich zu 1 weist die Getriebevorrichtung T ein metallisches Gehäuse 20 auf, welches durch ein Paar von rechten und linken ersten und zweiten Gehäuseteilen 21, 22 gebildet wird, die an vielen, am Umfangsrand gebildeten Bolzenbefestigungssegmenten 21a, 22a mit Bolzen B1 und einem später beschriebenen Deckel 25 verbunden sind.
Das Gehäuse 20 ist an dem Hauptrahmen 2 und der unteren Röhre 3 an einem Paar von Befestigungssegmenten 20a, die an dem Umfangsrandteil gebildet sind, durch Bolzen B2 befestigt, welche als Befestigungsmittel dienen.
Die Kurbelwelle 11, welche als eine Kurbelwelle vom Pedaltyp wirkt, weist eine Hauptwelle 11a auf, welche derart angeordnet ist, dass sie durch den unteren Teil des Gehäuses 20 in einer Rechts- und Linksrichtung verläuft, und ein Paar von Kurbelarmen 11b, welche an beiden rechten und linken Enden der Hauptwelle 11a verbunden sind, welche aus dem Gehäuse 20 hervorstehen. Dann ist die Pedale 12 (siehe 1) drehbar an jedem der Kurbelarme 11b angeordnet.
Eine Ausgangswelle 24, eine Umwerferwelle 61 der Getriebevorrichtung T und die Schwenkwelle 7 oberhalb der Hauptwelle 11a der Kurbelwelle 11 und oberhalb des Gehäuses 20 sind derart angeordnet, dass sie sich in einer Rechts- und Linksrichtung derart erstrecken, dass ihre Rotations-Mittellinie L4 und ihre Mittelachsenlinien L5, L2 parallel zueinander sein können, und jede der Linien L4, L5 und L2 parallel mit der Rotations-Mittellinie L3 der Kurbelwelle 11 sein kann. Dann nehmen die Kurbelwelle 11, die Ausgangswelle 24, die Umwerferwelle 61 und die Schwenkwelle 7 überlappende Positionen in der Rechts- und Linksrichtung ein, und gleichzeitig kreuzen sie die Körper-Mittellinie L1, wie in einer Draufsicht von oben ersichtlich.
Die Schwenkwelle 7 verläuft und erstreckt sich innerhalb eines Paars von zylindrischen Hülsen 13, welche an jedem der Durchgangslöcher 2c gehalten sind, die an der Schwenknabe 2b des hinteren Teils 2a jedes der Hauptrahmen 2 gebildet sind, und an den Durchgangslöchern 23, die an den zylindrischen Teilen 21b, 22b des ersten und zweiten Gehäuseteils 21, 22 gebildet sind, und dann ist die Schwenkwelle 7 an dem hinteren Teil 2a jedes der Hauptrahmen 2 befestigt. Dann ist jeder der Schwingarme 8 an der Schwenkwelle 7 auf eine hin- und herschwenkbare Art und Weise gelagert, durch eine Anordnung, bei der das vordere Ende 8a, das an der rechten und der linken Seite des Gehäuses 20 und zwischen dem Gehäuse 20 und dem hinteren Teil 2a jedes der Hauptrahmen 2 in einer Rechts- und Linksrichtung angeordnet ist, an der Schwenkwelle 7, die aus dem Gehäuse 20 hervorsteht, durch eine Manschette 18 und ein Lager 14 gelagert ist.
Unter Bezugnahme auf 1 sind die Ausgangswelle 24 und die Schwenkwelle 7 derart angeordnet, dass sie in einer Rotations-Ortskurve des Kurbelarms 11b angebracht sind. Dann sind die Ausgangswelle 24 und die Schwenkwelle 7 bezogen auf den Körperrahmen F derart angeordnet, dass die Rotations-Mittellinie L4 der Ausgangswelle 24 in einem imaginären Oszillationsbereich in einer imaginären Ebene H angeordnet, welche eine Oszillations-Mittellinie L2 für beide Schwingarme 8 (welche mit der Mittelachsenlinie L2 der Schwenkwelle 7 zusammenfällt) und die Rotations-Mittellinie L6 des Hinterrads W_R (welche mit der Mittelachsenlinie der Radwelle 9 zusammenfällt) einschließt. Das heisst, obwohl die imaginäre Ebene H um die Oszillations-Mittellinie L2 in dem oben genannten Oszillationsbereich entsprechend dem Oszillationsbereich beider Schwingarme 8 oszilliert, ist die Rotations-Mittellinie L4 der Ausgangswelle 24 in dem imaginären Oszillationsbereich angeordnet.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 weist die in dem Gehäuse 20 untergebrachte Ausgangswelle 24 ein rechtes Ende 24a auf, das als ein von dem zweiten Gehäuse 22 nach außen hervorstehendes Ende wirkt, und dann ist ein Antriebs-Zahnkranz 15, welcher als ein Ausgangs-Antriebs-Drehbauteil wirkt, mit dem rechten Ende 24a verbunden. Unter Bezugnahme auf 1 zusammen mit diesen Figuren ist eine Kette 16, welche als ein endloser Ausgangs-Übertragungsriemen dient, zwischen dem Antriebs-Zahnkranz 15 und dem angetriebenen Zahnkranz 17, der als das angetriebene Ausgangs-Drehbauteil wirkt, das in einer Antriebsverbindung mit dem Hinterrad W_R steht, angeordnet. In diesem Fall bilden der Antriebs-Zahnkranz 15, die Kette 16 und der angetriebene Zahnkranz 17 den oben genannten Antnebskraft-Übertragungsmechanismus, der zum Antrieb des als Antriebsrad wirkenden Hinterrads W_R verwendet wird. Dann wirkt die Ausgangswelle 24 immer mit dem Hinterrad W_R zusammen, und wird in einer normalen Drehrichtung A0 gedreht (eine Drehrichtung, wobei das Fahrrad B in einer Vorwärtsrichtung bewegt wird, wobei eine normale Drehrichtung von verschiedenen Typen von Wellen und Zahnkränzen, wenn die Kurbelwelle 11 sich in einer normalen Drehrichtung A0 dreht, im Folgenden durch das Symbol A0 bezeichnet wird), und in einer inversen Drehrichtung, die der normalen Drehrichtung A0 entgegengesetzt ist.
Ferner wird die vorliegende Erfindung hauptsächlich bezogen auf die Kurbelwelle 11 und die Getriebevorrichtung T beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 ist die Getriebevorrichtung T mit dem Gehäuse 20 und mit einem Getriebemechanismus M1 und mit einem Getriebe-Umschaltmechanismus M2 versehen, welche beide in dem Gehäuse 20 aufgenommen sind. Dann ist die Kurbelwelle 11 teilweise in ihrer Position in dem Gehäuse 20 aufgenommen und an dem Gehäuse 20 gehalten, und der an dem Gehäuse 20 eingebaute Getriebe-Umschaltmechanismus M2, um den Getriebemechanismus M zu einer gewünschten Getriebeposition umzuschalten, ist wirkend mit dem Getriebemechanismus M1 verbunden. Zusätzlich ist der Getriebemechanismus M1 mit einer Einwegkupplung 32, einem Gleitmechanismus S, einem Antriebs-Zahnkranz 30, einem angetriebenen Zahnkranzbauteil 40, einer Kette 48 und einer Ausgangswelle 24 versehen, welche später beschrieben werden.
Die Kurbelwelle 11, welche als eine erste drehende Welle wirkt, ist über ein Paar von rechten und linken Lagern 25 drehbar an dem Gehäuse 20 gelagert. Jedes der beiden Lager 25, die an Abschnitten in der Nähe der beiden Enden der Hauptwelle 11a angeordnet sind, ist an beiden Gehäuseteilen 21, 22 innerhalb des Gehäuses 20 gehalten. Ein Antriebs-Zahnkranzbauteil 30, welches als das erste Drehbauteil oder das Antriebs-Drehbauteil wirkt, ist an der Hauptwelle 11a koaxial mit der Hauptwelle 11a zwischen beiden Lagern 25 angeordnet.
Der Antriebs-Zahnkranz 31 steht über die Einwegkupplung 32, welche koaxial mit der Hauptwelle 11a angeordnet ist, und über den Gleitmechanismus S in Antriebsverbindung mit der Hauptwelle 11a, und dann wird der Antriebs-Zahnkranz 31 durch die Kurbelwelle 11 zur Drehung angetrieben. Dann sind, wie in 2 gezeigt, der Antriebs-Zahnkranz 31 und die Einwegkupplung 32 an Positionen angeordnet, an denen sie sich nicht in einer Richtung A3 der Rotations-Mittellinie L3 der Kurbelwelle 11 überlappen.
Unter Bezugnahme auf 4 zusammen mit diesen Figuren ist die Einwegkupplung 32 mit einem Paar von Sperrklinken-Klauen 32c versehen, die als Kupplungselemente wirken, einem inneren Kupplungselement 32a, welches durch einen Teil der Hauptwelle 11a gebildet wird, einem äußeren Kupplungselement 32b, das durch einen Teil eines inneren Zylinders 34 gebildet wird, der später beschrieben werden wird, und eine Ringfeder 32d, die von dem inneren Kupplungselement 32a gehalten wird. Jeder der Sperrklinken-Klauen 32c ist an seinem Basisteil 32c1 in einem Stützteil 32d1 auf eine oszillierbare Art und Weise abgestützt, das von einer Kerbe gebildet ist, die an der Außenumfangsfläche des inneren Kupplungselements 32a gebildet ist, und ist von der Ringfeder 32d derart vorgespannt, dass sein äußeres Ende 32c2 mit vielen Klauen 32b1 eingreifen kann, die an der Innenumfangsfläche des äußeren Kupplungselements 32b gebildet sind.
Wenn dann das innere Kupplungselement 32a relativ zu dem äußeren Kupplungselement 32b in der normalen Drehrichtung A0 der Kurbelwelle 11 gedreht wird, greift das äußere Ende 32c2 jeder der Sperrklinken-Klauen 32c in die Klaue 32b1 ein, wodurch das innere Kupplungselement 32a und das äußere Kupplungselement 32b integral gedreht werden, und wenn andererseits das innere Kupplungselement 32a relativ in einer inversen Drehrichtung entgegengesetzt zur normalen Drehrichtung A0 gedreht wird, greift das äußere Ende 32c2 jeder der Sperrklinken-Klauen 32c nicht in das Klauenteil 32b1 ein, und das innere Kupplungselement 32a und das äußere Kupplungselement 32b können unabhängig voneinander gedreht werden. Aufgrund dieser Tatsache überträgt die Einwegkupplung 32 nur die Rotation in der normalen Drehrichtung A0 der Kurbelwelle 11 zu dem Antriebs-Zahnkranz 31.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 ist zwischen der Einwegkupplung 32 und dem Antriebs-Zahnkranz 31 ein Gleitmechanismus S vorgesehen, welcher ermöglicht, dass der Antriebs-Zahnkranz 31 in Richtung auf die Rotations-Mittellinienrichtung A3 bezogen auf die Hauptwelle 11a bewegt wird, und gleichzeitig integral mit dem äußeren Kupplungselement 32b der Einwegkupplung 32 gedreht wird. Der Gleitmechanismus S ist mit einem inneren Zylinder 34 versehen, welcher einen Teil aufweist, der das äußere Kupplungselement 32b bildet, und über ein Paar von Lagern 33 an einem Außenumfang der Hauptwelle 11a drehbar an der Hauptwelle 11a in einer koaxialen Beziehung damit gelagert, mit einem äußeren Zylinder 35, der um den inneren Zylinder 34 in einer Durchmesser-Richtung herum angeordnet und koaxial mit dem inneren Zylinder ist; und mit einem Kugel-Keilverzahnungsmechanismus 36, welcher als ein Eingriffsmechanismus wirkt, der zwischen der Außenumfangsfläche des inneren Zylinders 34 und der Innenumfangsfläche des äußeren Zylinders 35 angeordnet ist. Dann sind der Antriebs-Zahnkranz 31 und die Kettenführung 37 mit dem äußeren Zylinder 35 verbunden und durch Bolzen B3 integral befestigt; wobei der Antriebs-Zahnkranz 31, die Kettenführung 37 und der äußere Zylinder 35 auf eine integrale Art und Weise gedreht werden und entlang einer Rotations-Mittellinienrichtung entlang der Hauptwelle 11a integral bewegt werden.
Der Kugel-Keilverzahnungsmechanismus 36 für eine integrale Rotation des inneren Zylinders 34, des Antriebs-Zahnkranzes 31 und des äußeren Zylinders 35, d.h. für eine integrale Rotation des Gleitmechanismus S und des Antriebs-Zahnkranzes 31 und zum Ermöglichen, dass der Antriebs-Zahnkranz 31 und der äußere Zylinder 35 in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 gegen den inneren Zylinder 34 und die Hauptwelle 11a bewegt werden, besteht aus einem Paar von Aufnahmenuten 36a, 36b mit halbkreisförmigem Querschnitt, von denen jede derart gebildet ist, dass sie einander in einer Durchmesser-Richtung gegenüberliegen, mit gleichen Win kelpositionen in einer Umfangsrichtung an der Außenumfangsfläche des inneren Zylinders 34 und der Innenumfangsfläche des äußeren Zylinders 35; und aus einer Reihe von Kugeln, welche aus einer Mehrzahl von Kugeln 36c gebildet ist, die als Eingriffselemente wirken und drehbar in einem Paar von Aufnahmenuten 36a, 36b aufgenommen sind und mit dem inneren Zylinder 34 und dem äußeren Zylinder 35 in einer Umfangsrichtung in Eingriff stehen. Als das Paar von Aufnahmenuten 36a, 36b sind eine Mehrzahl von Gruppen, fünf Gruppen bei dieser bevorzugten Ausführungsform, angeordnet, wobei eine Breite jeder der Aufnahmenuten 36a, 36b in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 größer ist als eine Breite der oben genannten Reihe von Kugeln in der Rotations-Mittellinienrichtung A3, und wobei der Antriebs-Zahnkranz 31 in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 innerhalb eines Bewegungsbereichs verlagert werden kann, der gleich dem Verlagerungs-Bewegungsbereich des Umschalt-Bewegungsbereichs der Führungsrolle 63 des später beschriebenen Umwerfers 60 ist. Dann sind der innere Zylinder 34 und der äußere Zylinder 35 mit ersten Anschlägen 34a, 35a und zweiten Anschlägen 34b, 35b zum Begrenzen der Bewegung der oben genannten Reihe von Kugeln in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 versehen, um den oben genannten Bewegungsbereich des Antriebs-Zahnkranzes 31 und des äußeren Zylinders 35 zu definieren, und um zu verhindern, dass die Kugeln 36c herausfallen.
Die Ausgangswelle 24, welche als die zweite drehende Welle dient, ist über ein Paar von Lagern 38, von denen jedes an beiden Gehäuseteilen 21, 22 innerhalb des Gehäuses 20 gehalten ist, drehbar an dem Gehäuse 20 gelagert. Aufgrund dieser Tatsache ist das Gehäuse 20 ein Bauteil, das an dem Körperrahmen F befestigt und angeordnet ist, um die Kurbelwelle 11 und die Ausgangswelle 24 drehbar zu lagern, und um andere Aufbau-Bauteile in dem Getriebemechanismus M1 durch diese Wellen 11 und 24 abzustützen, und um ferner den Getriebe-Umschaltmechanismus M2 abzustützen.
Mit der Ausgangswelle 24 steht ein mehrstufiges angetriebenes Drehbauteil für eine Übertragung in Antriebsverbindung, welches als ein sekundäres Drehbauteil wirkt, das von einer vorbestimmten Mehrzahl von mehr als der Anzahl der Antriebs-Zahnkränze 31 gebildet wird, die als die Drehbauteile des angetriebenen Zahnkranzes 30 wirken, an der Position, die in einer Draufsicht von oben gesehen die Körper-Mittellinie L1 derart kreuzt, dass das angetriebene Drehbauteil immer integral mit der Ausgangswelle 24 zwischen beiden Lagern 38 gedreht wird. Das oben genannte mehrstufige angetriebene Drehbauteil bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein mehrstufiges angetriebenes Zahnkranzbauteil 40, das von Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 gebildet ist, die als die zweiten Drehbauteile für sieben unterschiedliche Arten der Übertragung wirken, welche die vorher genannte vorbestimmte Anzahl von 7 und unterschiedliche Außendurchmesser (d.h. Kopfkreisdurchmesser) aufweisen.
Dann sind sieben Übertragungszahnkränze 41 bis 47, welche von dem 7.-Gang-Übertragungszahnkranz 47 des schnellsten Gangs, der den minimalen Außendurchmesser aufweist, bis zu 1.-Gang-Übertragungszahnkranz 41 des langsamsten Gangs, der den maximalen Außendurchmesser aufweist, reichen, nebeneinander in einer Richtung 44 der Rotations-Mittellinie L4 angeordnet, welche auch als die Rotations-Mittellinie des angetriebenen Zahnkranzbauteils 40 wirkt, sind an der Außenumfangsfläche koaxial mit der Ausgangswelle 24 durch Keilverzahnung verbunden und stehen mit der Ausgangswelle 24 in Antriebsverbindung.
Eine Übertragungskette 48, welche als der endlose, flexible Übertragungsriemen dient, ist über das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 und das angetriebene Zahnkranzbauteil 40 angelegt, und dann wird eine Rotation durch die Kette 48 zwischen der Kurbelwelle 11 und der Ausgangswelle 24 übertragen. Praktischer ausgedrückt ist der Getriebe-Umschaltmechanismus M2 derart eingestellt, dass eine Kette 48 zwischen dem Antriebs-Zahnkranz 31 und einem Betätigungs-Zahnkranz angelegt ist, welcher als ein bestimmter Übertragungszahnkranz wirkt, welcher von dem Getriebe-Umschaltmechanismus M2 als ein Element aus den Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 ausge wählt ist, und die Kette 48 darum gewunden hat (um den Übertragungszahnkranz 47 in 2), indem die Kette 48 unter den Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 verlagert wird. Aufgrund dieser Tatsache wird die Ausgangswelle 24 durch die Kurbelwelle 11 unter einem Übersetzungsverhältns, das durch den oben genannten Betätigungszahnkranz bestimmt ist, der durch die Kette 48 in Antriebsverbindung mit den Antriebs-Zahnkranz 31 steht, zur Drehung angetrieben. Dann wird die Kraft der Ausgangswelle 24 durch den Antrebs-Zahnkranz 15, die Kette 16 und den angetriebenen Zahnkranz 17 (siehe 1) zu dem Hinterrad W_R übertragen.
Unter Bezugnahme auf 3, 5 und 6 umfasst der Getriebe-Umschaltmechanismus M2, der von dem Getriebe-Betätigungsmechanismus 50 betätigt wird, einen Umwerfer 60, der eine Führungsrolle 63 aufweist, und eine Spann-Einstelleinheit 70, welche eine Spannrolle 72 aufweist. Dann ist die Kette 48 um den Antriebs-Zahnkranz 31 und den oben genannten Zahnkranz gewunden, und die Führungsrolle 63 und die Spannrolle 72 sind an einer lösenden Seite der Kette 48 angebracht.
Unter Bezugnahme auf 1 zusammen mit diesen Figuren umfasst der Getriebe-Betätigungsmechanismus 50 ein Getriebe-Betätigungsbauteil 51, das durch einen Getriebeschalter oder dergleichen gebildet wird, der von einem Fahrer betätigt wird, einen Draht 52 zur wirksamen Verbindung des Getriebe-Betätigungsbauteils 51 mit dem Umwerfer 60, um eine Betätigung des Getriebe-Betätigungsbauteils 51 an dem Umwerfer 60 zu übertragen, und eine äußere Röhre 53, welche den Draht 52 abdeckt. Dann wird der Abschnitt des Drahts 52 in der Nähe des Gehäuses 20, der sich über die äußere Röhre 53 hinaus erstreckt, mit einem Balg 57 zum Abhalten von Wasser und Staub bedeckt.
Unter Bezugnahme auf 2, 3 und 5 bis 7 umfasst der Umwerfer 60 eine Umwerferwelle 61, welche drehbar an dem Gehäuse 20 gelagert ist; einen Umwerferarm 62, welcher Basisenden 62a1, 62b1 aufweist, welche derart gleitend an der Umwerferwelle 61 angefügt und gelagert sind, dass sie in einer Richtung der Mittelachsenlinie gedreht und verlagert werden können; eine Führungsrolle 63, welche als ein Führungs-Drehbauteil wirkt und an den äußeren Enden 62a2, 62b2, des Umwerferarms 62 drehbar gelagert ist; einen Stift 65, der als ein Betätigungsbauteil zum Bewegen des Umwerterarms 62 relativ zu der Umwerferwelle 61 in Antwort auf eine Getriebebetätigung durch den Getriebe-Betätigungsmechanismus 50 wirkt; eine Ausgleichsfeder 66 zum Bewirken eines Ausgleichsdrehmoments Tb, das mit einem von dem Umwerfer 62 zu der Umwerferwelle 61 gegen die Umwerferwelle 61 wirkenden Drehmoment Ta ausgeglichen ist; und eine Rückholfeder 64 zum Zurückholen des Umwerferarms 62 zu der ersten Position, die später beschrieben werden wird.
Die Umwerferwelle 61 ist derart an dem Gehäuse 20 gelagert, dass ihre Mittelachsenlinie 5 parallel zu der Rotations-Mittellinie 17 der Führungsrolle 63 und der Rotations-Mittellinie L4 des angetriebenen Zahnkranzbauteils 40 ist. Praktischer ausgedrückt, ist ein Ende 61a der Umwerferwelle 61 an ein Halteloch 25c eines Zylinders 25a des Deckels 25 gefügt, der mit dem ersten Gehäuse 21 durch Bolzen B4 verbunden ist, und an dem ersten Gehäuse 21 durch den Deckel 25 abgestützt, und das andere Ende 61b ist durch ein Halteloch 22c eines zweiten Gehäuses 22 gefügt und an dem zweiten Gehäuse 22 gehalten.
Die Bewegung der Umwerferwelle 61 in einer Richtung (einer Richtung nach links in 2 und 5) in der Mittelachsenlinienrichtung A5 wird durch eine Betätigung begrenzt, bei der die an dem an einer Außenumfangsfläche der Umwerferwelle 61 gebildeten Stufenteil angefügte Scheibe 67 gegen das äußere Ende des Zylinders 25a anliegt, welcher das Halteloch 25c aufweist, das an dem Deckel 25 gebildet ist, und die Bewegung der Umwerferwelle 61 in der anderen Richtung (einer Richtung nach rechts in 2 und 5) in der Mittelachsenlinienrichtung A5 wird durch einen Zustand begrenzt, bei dem eine Drehung der Umwerferwelle 61 durch eine Betätigung ermöglicht wird, bei der jeweils an einem Ende 61a ein Einstellring 69, der an einer an der Außenumfangsfläche gebildeten Nut angefügt ist, gegen die Scheibe 68 anliegt, die an die Außenumfangsfläche eines von dem Deckel 25 hervorstehenden Abschnitts anliegt.
Das andere Ende 66b der Ausgleichsfeder 66, welche aus einer gedrehten Schraubenfeder gebildet ist, und deren eines Ende 66a mit dem Deckel 25 eingreift, steht mit einem Ende 61a in Eingriff, welches ein Führungsrohr 56 zur Verwendung zur Führung des daran befestigten Drahts 52 aufweist, und welches ein Einführungsloch 61c aufweist, in den der Draht 52 eingeführt ist. Dann kann das Ausgleichsdrehmoment Tb auf Grundlage einer Federkraft, welche an der Ausgleichsfeder 66 bei einer Drehung der Umwerferwelle 61 zusammen mit einer Drehung des Umwerterarms 62 erzeugt wird, auf die Umwerferwelle 61 wirken, wodurch eine Position auf der Umwerferwelle 61 in ihrer Drehrichtung definiert wird, und dann werden der Umwerferarm 62 und die Führungsrolle 63 auf der Umwerferwelle 61 gedreht, die derart drehbar an dem Gehäuse 20 gelagert ist, dass die Kette 48 in Antwort auf die Getriebebetätigung an dem Getriebe-Betätigungsmechanismus M2 unter den Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 verlagert werden kann, welche unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen.
Die Umwerferwelle 61 ist mit einem Aufnahmeloch 61d gebildet, um ein säulenähnliches Betätigungselement 54 aufzunehmen, das mit dem Draht 52 über die Einstellschraube 55 verbunden ist, die den Draht 52 in einer Richtung A5 der Mittelachsenlinie L5 befestigt; und mit einem Führungsloch 61e, das als ein Führungsteil zur Verwendung bei der Führung des Stifts 65 wirkt, der durch das oben genannte Betätigungselement 54 durch Eingriff mit dem Betätigungselement 54 bewegt wird. Das Aufnahmeloch 61d ist ein säulenähnliches Loch, wobei die Mittelachsenlinie L5 der Umwerferwelle 61 als eine Mittelachsenlinie angewendet wird. Das Führungsloch 61e wird zu dem Aufnahmeloch 61d freigegeben und ist von einem Paar von Längslöchern gebildet, welche der Umwerferwelle 61 in ihrer Durchmesser-Richtung gegenüberliegend angeordnet sind. Jedes der oben genannten Längslöcher erstreckt sich in der Mittelachsenlinienrichtung A5 und ist gleichzeitig mit einer Schraubenform gebildet, welche in einer Umfangsrichtung verlagert ist.
Der Stift 65 wird in das Führungsloch 61e eingeführt, mit der Umwerferwelle 61 in Eingriff gebracht (siehe 2 und 6), um zu bewirken, dass der Umwerferarm 62 und die Führungsrolle 63 relativ zu der Umwerferwelle 61 gedreht werden, innerhalb eines Umschalt-Bewegungsbereichs, der später beschrieben werden wird, während sie durch das Führungsloch 61e geführt werden, und in Antwort auf eine von dem Getriebe-Betätigungsmechanismus durchgeführte Getriebebetätigung bewegt werden und gleichzeitig in Richtung auf die Mittelachsenlinienrichtung A5 der Umwerferwelle 61 verlagert werden.
Der Umwerferarm 62 weist eine zylindrische Nabe 62c auf, welche gleitend an einen Außenumfang der Umwerferwelle 61 angefügt ist, um in einer Mittelachsenlinienrichtung A5 verlagert und gedreht zu werden; ein Paar von ersten und zweiten Armen 62a, 62b, in welche die Basisenden 62a1, 62b1 an den Außenumfange der Nabe 62c pressgepasst und daran befestigt sind; einen Niet 62e, der als ein Verbindungsbauteil wirkt, das in eine Manschette 62d eingeführt ist, welche an den äußeren Enden beider Arme 62a, 62b angeordnet ist, um einen Abstand zwischen beiden Armen 62a, 62b zu definieren, und um beide Arme 62a, 62b zu verbinden; und eine Haltewelle 62f, welche drehbar an dem Außenumfang der Manschette 62d gelagert ist, die an dem Außenumfang des Niets 62e befestigt ist, und zur drehbaren Lagerung der Führungsrolle 63 zwischen dem ersten und dem zweiten Arm 62a, 62b.
Dann wird die Führungsrolle 63, welche die Kette 48 um sich gewunden hat, um die Haltewelle 62f gedreht, wobei die Mittellinie parallel zu der Rotations-Mittellinie L4 eines Antriebs-Zahnkranzes 40 und der Ausgangswelle 24 als eine Rotations-Mittellinie L7 verwendet wird.
Weiterhin unter Bezugnahme auf 8 wird der Umwerferarm 62 durch den Stift 65 angetrieben, welcher in Antwort auf die Getriebebetätigung auf Grundlage der Betätigung des Getriebe-Betätigungsbauteils 51 (siehe 1) bewegt wird, und der in das Führungsloch 61e eingeführte Stift 65 für eine Verlagerung in der Mittelachsenlinienrichtung A5 und eine Drehung in einer Umfangsrichtung der Umwerferwelle 61, ist an dem Umwerferarm 62 befestigt. Aufgrund dieser Tatsache sind beide Enden des Stifts 65, der sich derart erstreckt, dass er durch das Führungsloch 61e und durch ein Paar von Durchgangslöchern 62c1 der Nabe 62c verläuft, in ein Paar von Durchgangslöchern 62b1 pressgepasst, die an dem Basisende 62b1 des zweiten Arms 62b gebildet sind, und dort befestigt. Zusätzlich ist das äußere Ende des zweiten Arms 62b mit einem Federaufnahmeteil 62ba ausgebildet, das eine Spannfeder 73 einer später beschriebenen Spannvorrichtung 70 aufnimmt, und die Spannfeder 73 ist in dem Federaufnahmeteil 62b2 derart angeordnet, dass sie den Niet 62e umschließt.
Unter Bezugnahme auf 5 ist eine Rückholfeder 64, welche aus einer Kompressions-Schraubenfeder gebildet ist, in dem Gehäuse 20 derart angeordnet, dass ihr eines Ende gegen eine Federaufnahme des Deckels 25 anliegt, und das andere Ende gegen das Basisende 62a1 des ersten Arms 62a anliegt. Dann spannt die Rückholfeder 64 den Umwerferarm 62 derart vor, dass das Basisende 62b1 des zweiten Arms 62b gegen einen Anschlag 22d anliegt, der an dem zweiten Gehäuse 22 gebildet ist und mit einem Halteloch 22c ausgebildet ist, wenn der Umwerferarm 62 die erste Position der Getriebeposition des maximalen hohen Gangs einnimmt, wobei die Kette 48 um den Übertragungszahnkranz 47 gewunden ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Stift 65 an einem Ende des Führungslochs 61e angeordnet und ein kleiner Abstand ist zwischen dem Stift 65 und einem Rand 61f des Lochs gebildet.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 umfasst die Spannvorrichtung 70 eine Halterung 71, welche drehbar an einer Manschette 62d des Umwerterarms 62 zwischen dem ersten und dem zweiten Arm 62a, 62b gelagert ist; eine Spannrolle 72, welche als ein Spann-Drehbauteil wirkt, das drehbar an der Halterung 71 gelagert ist; und eine Spannfeder 73. Die Halterung 71 ist aus einem Paar von einem ersten und einem zweiten Arm 71a, 71b gebildet, welche an den Außenumfang der Haltewelle 62f an ihrem Basisende pressgepasst und daran befestigt sind; eine Manschette 71c, welche an den äußeren Enden beider Arme 71a, 71b angeordnet ist, um einen Abstand zwischen beiden Armen 71a, 71b zu definieren und als eine Haltewelle der Spannrolle 72 zu wirken; einen Niet 71d, der in die Manschette 71c eingeführt ist und als ein Verbindungsbauteil wirkt, das die Manschette 71c hält, um beide Arme 71a, 71b zu verbinden; und ein Lager 71e, das an den Außenumfang der Manschette 71c angefügt ist.
Die Spannrolle 72 ist drehbar mittels eines Lagers 71e zwischen dem ersten und dem zweiten Arm 71a, 71b an der Manschette 71c gelagert. Dann ist die Kette 48 um eine Führungsrolle 63 und eine Spannrolle 72 gewunden, während der erste und der zweite Arm 71a, 71b als eine Kettenführung angelegt werden.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Spannfeder 73 eine gedrehte Schraubenfeder und steht mit dem zweiten Arm 62b an einem Ende 73a in Eingriff, und mit dem zweiten Arm 71b der Spannvorrichtung 70 an dem anderen Ende 73b, wobei ihre Federkraft die Halterung 71 und anschließend die Spannrolle 72 vorspannt und eine Spannkraft mit einem geeigneten Wert auf die Kette 48 ausübt, um zu verhindern, dass die Kette 48 gelockert wird.
Unter Bezugnahme auf 2, 3 und 5 wird ein Umschalt-Bewegungsbereich der Führungsrolle 63 und ein Bewegungsweg der Führungsrolle 63 innerhalb des Umschalt-Bewegungsbereichs beschrieben, um eine Verlagerung der durch die Führungsrolle 63 geführten Kette 48 zu jedem der Übertragungszahnkränze 41 bis 47 zu ermöglichen.
Der oben erwähnte Umschalt-Bewegungsbereich der Führungsrolle 63 bei einer Getriebebetätigung des Getriebe-Betätigungsmechanismus 50 wird durch eine erste Position definiert, bei der der Umwerferarm 62 gegen den Anschlag 22d durch eine Federkraft der Rückholfeder 64 anliegt, und durch die zweite Position, wobei der Stift 65 in eine Richtung bewegt wird (eine Richtung nach links, wie in den 2 und 5 gesehen) und der Umwerferarm 62 gegen die Scheibe 67 anliegt, welche als ein Anschlag wirkt, um zu bewirken, dass die Position in der Mittelachsenlinienrichtung A5 durch einen Zylinder 25a des Deckels 25 eingestellt wird.
Ein Verlagerungs-Bewegungsbereich des Bewegungsbereichs in der Mittelachsenlinienrichtung A5 bei dem oben genannten Umschalt-Bewegungsbereich ist derart eingestellt, dass die Führungsrolle 63 die Position einnehmen kann, die in derselben Mittelachsenlinienrichtung liegt, wie die des Übertragungszahnkranzes 47 mit einem minimalen Außendurchmesser, und die des Übertragungszahnkranzes 41 mit einem maximalen Außendurchmesser, welche in der Mittelachsenlinienrichtung A4 an beiden Enden des angetriebenen Zahnkranzbauteils 40 angeordnet sind, und in diesem Fall wird dieser bezogen auf die Position des Anschlags 22d an der oben genannten ersten Position und auf die Position der Scheibe 67 in der Mittelachsenlinienrichtung A5 an der oben genannten zweiten Position bestimmt.
Anschließend wird ein Drehbewegungsbereich des Bewegungsbereichs in einer Drehrichtung in dem oben genannten Umschalt-Bewegungsbereich entsprechend dem Übertragungszahnkranz 47 mit dem minimalen Außendurchmesser und dem Übertragungszahnkranz 41 mit dem maximalen Außendurchmesser derart eingestellt, dass die Führungsrolle 63 die Position einnimmt, die von diesen Übertragungszahnkränzen 47, 41 um einen vorbestimmten Abstand in einer Durchmesser-Richtung nach außen beabstandet ist.
In diesem Fall ist die Umwerferwelle 61 relativ zu dem Gehäuse 20 drehbar, und die Umwerferwelle ist wiederum in einem Zustand gelagert, bei dem eine Bewegung in der Mittelachsenlinienrichtung A5 im Wesentlichen verhindert ist, so dass der oben genannte Drehbewegungsbereich bezogen auf die Form des Führungslochs 61e und eine Federkraft der Spannfeder 73 erzeugt wird, die gegen den Umwerferarm 62 wirkt, und bezogen auf eine Ausgleichsposition der Umwerferwelle 61 in der Drehrichtung bestimmt wird, bei der ein Drehmoment Ta und ein Ausgleichsdrehmoment Tb in der oben genannten ersten Position und der oben genannten zweiten Position ausgeglichen sind, in Abhängigkeit des auf die Umwerferwelle 61 durch den Stift 65 wirkenden Drehmoments Ta und des Ausgleichsdrehmoments Tb, das auf die Umwerferwelle 61 wirkt und derart von einer Federkraft der Ausgleichsfeder 66 erzeugt wird, dass es mit dem Drehmoment Ta ausgeglichen ist.
Beide Ausrichtungen und Werte dieser Drehmomente Ta, Tb werden durch einige Faktoren beeinflusst, wie beispielsweise eine Federkonstante der Spannfeder 73, eine Federkonstante der Ausgleichsfeder 66, eine Angriffsposition einer Federkraft jeder der Federn 73, 66 und eine Form der Umwerferwelle 61, des Umwerferarms 62 und des Führungslochs 61e. Daher wird ein Fall als ein Beispiel beschrieben, bei dem der oben genannte Drehbewegungsbereich und der oben genannte Bewegungsweg bezogen auf die Federkräfte der Spannfeder 73 und der Ausgleichsfeder 66 eingestellt sind.
Wie in 2 und 3 durch eine durchgezogene Linie angezeigt, sind, wenn der Umwerferarm 62 und demgemäß die Führungsrolle 63 die oben genannte erste Position einnehmen, beide Drehmomente Ta, Tb, welche auf die Umwerferwelle 61 wirken, d.h. das von der Federkraft der Spannfeder 73, deren eines Ende 73a mit dem zweiten Arm 62b eingreift, erzeugte Drehmoment und das Ausgleichsdrehmoment Tb in ihrem ausgeglichenen Zustand gehalten. Eine Anpassung der oben beschriebenen Ausgleichsposition, um zu bewirken, dass die Führungsrolle 63 die oben genannte erste Position einnimmt, wird durch Anpassen einer Anfangslast der Federkraft der Ausgleichsfeder 66 an der oben genannten ersten Position durchgeführt. Praktischer ausgedrückt, ist, wie in 7 gezeigt, der Deckel 25 mit einem Paar von Einführungslöchern 25b ausgebildet, welche gebogene Längslöcher umfassen, in welche jeweils ein Paar von Bolzen B4 eingeführt ist, und die Anfangslast der Ausgleichsfeder 66 wird angepasst, indem die Position des Deckels 25 in seiner Umfangsrichtung entlang dieser Einführungslöcher 25b angepasst wird.
Zusätzlich sind, wie in 2 und 3 durch eine Strichpunktlinie gezeigt, das auf die Umwerferwelle 61 wirkende Drehmoment Ta und das Ausgleichsdrehmoment Tb auch bei dem Fall in einem ausgeglichenen Zustand gehalten, dass der Umwerferarm 62 und demgemäß die Führungsrolle 63 die oben genannte zweite Position einnehmen. Dann wird eine Federkonstante der Ausgleichsfeder 66 derart eingestellt, dass die Führungsrolle 63 die oben genannte zweite Position einnehmen kann. Praktischer ausgedrückt, wird indem Fall, dass der Umwerferarm 62 die oben genannte zweite Position einnimmt, bei der er in einer Uhrzeigerrichtung durch die Betätigungskraft, welche über den Getriebe-Betätigungsmechanismus auf den Stift 65 wirkt, gegenüber der ersten Position gedreht ist, wie in 3 gezeigt, ein Winkel, der zwischen dem Umwerferarm 62 und einer Halterung 71 der Spannvorrichtung 70 gehalten ist, erhöht, um zu bewirken, dass die Federkraft der Spannfeder 73 erhöht ist, und dann ist auch das auf die Umwerferwelle 61 wirkende Drehmoment Ta erhöht. Die Ausgleichsfeder 66 kann eine Federkraft erzeugen, welche proportional zu dem vorbestimmten Winkel erhöht ist, da die Umwerferwelle 61 von einer Position in der Drehrichtung an der ersten Position in einer Gegenuhrzeigerrichtung nur um einen vorbestimmten Winkel gedreht ist, wobei sich das Drehmoment Ta erhöht, wenn der Umwerferarm 62 gedreht wird. Dann wird die Federkonstante der Ausgleichsfeder 66 derart eingestellt, dass das erhöhte Ausgleichsdrehmoment Tb und das erhöhte Drehmoment Ta auf Grundlage der Federkraft an der oben genannten Ausgleichsposition ausgeglichen werden können, wobei die Führungsrolle 63 die oben genannte zweite Position einnimmt.
Aufgrund dieser Tatsache wird ein Drehwinkel der Führungsrolle 63, der aus der oben genannten ersten Position an der oben genannten Ausgleichsposition an der oben genannten zweiten Position erhalten wird, ein kleiner Winkel, welcher um den oben genannten vorbestimmten Winkel (zum Beispiel 10°) kleiner ist als ein Drehwinkel (zum Beispiel 40°), der bezogen auf eine Form des Führungslochs 61e bestimmt ist, unter einer Annahme, dass die Umwerferwelle 61 nicht gedreht wird.
Dann bewirkt das Einstellen der Federkräfte einer derartigen Spannfeder 73 und einer Ausgleichsfeder 66, wie oben beschrieben, dass die Führungsrolle 63 auf dem oben genannten Bewegungsweg innerhalb des oben beschriebenen Umschalt-Bewegungsbereichs bewegt wird, außer bei der oben genannten ersten Position und der oben genannten zweiten Position derart, dass sie bezogen auf jeden der Übertragungszahnkränze 42 bis 46 an jeder der Übertragungspositionen die selbe Position in der Mittelachsenlinienrichtung A5 einnehmen kann, wenn die Umwerferwelle 61 die oben beschriebene Ausgleichsposition einnimmt, und sie kann die um einen vorbestimmten Abstand in einer Durchmesser-Richtung nach außen beabstandete Position einnehmen.
Aufgrund dieser Tatsache wird, wenn das Getriebe-Betätigungsbauteil 51 betätigt wird, und das mit dem Draht 52 verbundene Betätigungsbauteil 54 in eine Richtung der Mittelachsenlinienrichtung A5 bewegt wird (eine Richtung nach links in 2 und 5), so dass es in Richtung auf ein Ende 61a in dem Aufnahmeloch 61d ausgerichtet ist, um ein Verlagern der Kette in Richtung auf die Seite niedrigerer Gänge durchzuführen, der Umwerferarm 62 entlang der Mittelachsenlinienrichtung A5 gegen die Federkraft der Rückholfeder 64 an der Umwerferwelle 61 verlagert, die gegen die Federkraft der Ausgleichsfeder 66 gedreht wird, innerhalb des oben genannten Umschalt-Bewegungsbereichs, zusammen mit dem durch das Führungsloch 61e geführten Stift 65, wobei die Betätigungskraft durch das Bewegungsbetätigungselement 54 wirkt, und es damit um die Umwerferwelle 61 gedreht wird.
Die von der zusammen mit dem Umwerferarm 62 bewegten Führungsrolle 63 geführte Kette 48, welche die Übertragungsposition einnimmt, die durch einen Betätigunsbetrag des Getriebe-Betätigungsbauteils 51 bestimmt ist, ist um den oben genannten Betätigungszahnkranz gewunden, der alternativ aus einer Gruppe von Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 in Antwort auf die Übertragungsposition ausgewählt ist, und der Antriebs-Zahnkranz 31 und der oben genannte Betätigungszahnkranz stehen durch die Kette 48 in Antriebsverbindung.
Anschließend werden die Wirkung und die Effekte der bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die wie oben beschrieben aufgebaut ist.
Wie in 2 und 3 gezeigt, treibt die Kurbelwelle 11, welche dadurch in einer normalen Drehrichtung A0 gedreht wird, dass ein Fahrer die Pedale 12 betätigt, in einem Zustand, bei dem der Übertragungszahnkranz 47 aus einer Gruppe von Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 durch den Umwerfer 60, welcher den Umwerferarm 62 an der oben genannten ersten Position angeordnet hat, als der oben genannte Betätigungszahnkranz ausgewählt ist, d.h. ein Zustand, bei dem die 7.-Gang-Position als die Übertragungsposition ausgewählt ist, den Antriebs-Zahnkranz 31 über die Einwegkupplung 32 und den Gleitmechanismus S zur Drehung an. Aufgrund dieser Tatsache sind die Einwegkupplung 32 und der Gleitmechanismus S in einem Kraftübertragungsweg angeordnet, welcher von der Kurbelwelle bis zu dem Antriebs-Zahnkranz 31 reicht.
Der Antriebs-Zahnkranz 31 treibt den Übertragungszahnkranz 47, die Ausgangswelle 24 und den Antriebs-Zahnkranz 15 über die Kette 48 zur Drehung an, unter einem Übersetzungsverhältns, das durch beide Zahnkränze 31, 47 bestimmt ist. Der Antriebs-Zahnkranz 15 treibt den angetriebenen Zahnkranz 17 (siehe 1) und das Hinterrad W_R über die Kette 16 zur Drehung an. Die Kraft der von dem Fahrer zur Drehung angetriebenen Kurbelwelle 11 wird über den Antriebs-Zahnkranz 31, die Kette 48 und den Übertragungszahnkranz 47 zu der Ausgangswelle 24 übertragen, die Kraft der Ausgangswelle 24 wird über den oben genannten Antnebskraft-Übertragungsmechanismus an das Hinterrad W_R übertragen, und das Fahrrad B fährt in der 7.-Gang-Position.
Wenn das Getriebe-Betätigungsbauteil 51 beispielsweise betätigt wird, um den Übertragungszahnkranz 41 von den Übertragungszahnkränzen 41 bis 46 niedrigerer Gänge als dem oben beschriebenen Betätigungszahnkranz auszuwählen, um die Übertragungsposition durch den Umwerfer 60 umzuschalten, drückt das durch den Draht 52 in einer Richtung nach links in der Mittelachsenlinienrichtung A5 bewegte Betätigungsbauteil 54, wie in 2 ersichtlich, den Stift 65, um zu bewirken, dass der durch das Führungsloch 61e geführte Stift 65 in Richtung zu dem anderen Ende 61g des Führungslochs 61e bewegt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden der integral mit dem Stift 65 bewegte Umwerferarm 62 und die Führungsrolle 63 in einer Richtung nach links, wie in 2 ersichtlich, auf der Umwerferwelle 61 in der Mittelachsenlinienrichtung A5 verlagert, und gleichzeitig werden sie um die Umwerferwelle 61 in einer Uhrzeigerrichtung, wie in 3 ersichtlich, gedreht, und wenn der Umwerferarm 62 an der Scheibe 67 anliegt, können sie die erster-Gang-Position einnehmen (diese erster-Gang-Position ist ebenfalls die oben genannte zweite Position), welche eine Übertragungsposition ist, die in 2 und 3 durch eine Strichpunktlinie angezeigt ist. Der Zustand des Stifts 61p zu diesem Zeitpunkt wird in 5 durch eine Strichpunktlinie angezeigt.
Dann wird die in einer Richtung nach links, wie aus 2 ersichtlich, bewegte Kette 48 zusammen mit der Führungsrolle 63 von dem Übertragungszahnkranz 47 zu dem Übertragungszahnkranz 41 verlagert, und dieser über die Kette 48 in eine Antriebsverbindung mit dem Antriebs-Zahnkranz 31 gebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird der durch den Gleitmechanismus S in der Rotations-Mittellinienrichtung A bewegbare Antriebs-Zahnkranz 31 auf der Hauptwelle 11 in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 durch eine Teilkraft der Spannung in der Kette 48 in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 bewegt, und nimmt die Position ein, die in 2 durch eine Strichpunktlinie angezeigt ist. Zusätzlich nimmt die Spannrolle 72 die Position zum Anlegen einer Spannung mit einem geeigneten Wert an die Kette 48 durch die Spannfeder 73 ein.
Wenn zusätzlich das Getriebe-Betätigungsbauteil 51 betrieben wird, um zu bewirken, dass der Draht 52 derart gelöst wird, dass der oben genannte Betätigungszahnkranz aus den Übertragungszahnkränzen 42 bis 47 schnellerer Gänge als der Übertragungszahnkranz 41 ausgewählt wird, dann bewirkt die Rückholfeder 64, dass der Umwerferarm 62 sich in Richtung auf die oben genannte erste Position bewegt, wobei die Führungsrolle 63 die Übertragungszahnkränze 42 bis 47 schnellerer Gänge als den oben genannten Betätigungszahnkranz auswählt, und dann wird die Kette 48 zu dem oben genannten Betätigungszahnkranz verlagert. Ebenfalls zu diesem Zeitpunkt bewirkt die Kette 48, dass sich der Antriebs-Zahnkranz 31 zusammen mit der Bewegung des Umwerferarms 62 nach oben zu der Position bewegt, die der neuen Übertragungsposition auf der Rotations-Mittellinienrichtung A3 entspricht, und dann fährt das Fahrrad B mit einem Übersetzungsverhältns an einer neuen Übertragungsposition.
Für den Fall, dass die Übertragungsposition auf eine ähnliche Art und Weise umgeschaltet wird, werden der Umwerferarm 62, die Führungsrolle 63 und die Spannrolle 72 in Richtung zu der gewünschten Übertragungsposition in Antwort auf eine Betätigung des Getriebe-Betätigungsbauteils 51 bewegt, und gleichzeitig wird der Antriebs-Zahnkranz 31 auf der Hauptwelle 11a in der Rotations-Mittellinienrichtung durch eine Teilkraft der Spannung der Kette 48 in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 bewegt. Dann wird der oben genannte eine Betätigungszahnkranz, der einer gewünschten Übertragungsposition entspricht, von dem Umwerfer 60 aus einer Gruppe von Zahnkränzen 41 bis 47 ausgewählt, und der Antriebs-Zahnkranz 31 und der Betätigungszahnkranz stehen über die Kette 48 in Antriebsverbindung.
Auf diese Art und Weise ist die Kette 48 über den Antriebs-Zahnkranz 31 und den oben genannten Antriebs-Zahnkranz des angetriebenen Zahnkranzes 40 entlang der Ebene angelegt, die die Rotations-Mittellinie 13 der Kurbelwelle 11 unter einem rechten Winkel kreuzt (diese unter einem rechten Winkel kreuzende Ebene ist in 2 parallel mit der Körper-Mittellinie L1), d.h. parallel mit der oben genannten, unter einem rechten Winkel kreuzenden Ebene, da der Antriebs-Zahnkranz 31 in die gleiche Richtung bewegt wird, wie die der Verlagerung des Umwerferarms 62 in dem oben genannten Umschalt-Bewegungsbereich, während er von der Bewegung des Umwerferarms 62 zum Umschalten der Übertragungsposition gefolgt wird.
Aufgrund dieser Tatsache ist für den Fall der Getriebevorrichtung T, bei der die Kette 48 über den Antriebs-Zahnkranz 30, der mit der Kurbelwelle 11 in Antriebsverbindung steht, und um den angetriebenen Zahnkranz gewunden ist, der mit der parallel zur Kurbelwelle 11 angeordneten Ausgangswelle 24 in Antriebsverbindung steht und der in einer Reihe in der Rotations-Mittellinienrichtung A4 angeordnet ist und von der vorbestimmten Anzahl von Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 gebildet ist, welche größer ist als die Anzahl des Antriebs-Zahnkranzes 31, und wobei die Kette 48 von dem Getriebe-Umschaltmechanismus M2 verlagert wird, wobei der Antnebs-Zahnkranz 31 des Antriebs-Zahnkranzbauteils 30 an der Kurbelwelle 11 in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 derart bewegbar abgestützt ist, dass die Kette 48 an den Antriebs-Zahnkranz 31 des Antriebs-Zahnkranzbauteils 30 entlang der oben genannten, unter einem rechten Winkel kreuzenden Ebene angelegt ist, welche die Rotations-Mittellinie L3 unter einem rechten Winkel kreuzt, und wobei jeder der Übertragungszahnkränze 41 bis 47 des angetriebenen Zahnkranzbauteils 40, d.h. der oben genannte Betätigungszahnkranz, dabei selbst in dem Fall, dass die Kette 48 um irgendeinen der Übertragungszahnkränze 41 bis 47 gewunden ist, das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 in der Rotations-Mittellinienrichtung derart bewegt wird, dass die Kette 48 über das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 und das angetriebene Zahnkranzbauteil 40 entlang der oben genannten, bezogen auf die Rotations-Mittellinie L3 unter einem rechten Winkel kreuzenden Ebene angelegt ist, so dass verhindert wird, dass die Kette 48 bezogen auf die oben genannte, unter einem rechten Winkel kreuzende Ebene geneigt ist, und wobei verhindert wird, dass die Kette 48 von dem Antriebs-Zahnkranz 31 oder den Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 entfernt wird, ohne dass dies eine Be ziehung zu einem Zwischenachsenabstand zwischen der Kurbelwelle 11 und der Ausgangswelle 24 hat (wobei dieser Zwischenachsenabstand einem Abstand zwischen der Rotations-Mittellinie L3 und der Rotations-Mittellinie L4 entspricht), und demgemäß selbst dann, wenn der Zwischenachsenabstand klein ist. Ferner wird verhindert, dass die Kette 48 von entweder dem Antriebs-Zahnkranz 31 oder den Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 während eines Trägheitsfahrzustands des Fahrrads entfernt wird, und wenn der Fahrer aufhört, während der Fahrt des Fahrrads B die Pedale 12 zu betätigen, um zu bewirken, dass die Kurbelwelle 11 angehalten wird, oder in einem Zustand, bei dem die Kurbelwelle in einer inversen Drehrichtung gedreht wird.
Ferner ist das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 durch einen Antriebs-Zahnkranz 31 gebildet, das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 kann durch den zwischen der Kurbelwelle 11 und dem Antnebs-Zahnkranzbauteil 30 angeordneten Gleitmechanismus S in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 bewegt werden, und gleichzeitig steht das Antriebs-Zahnkranzbauteil in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle 11, wodurch der Bewegungsbereich des Antriebs-Zahnkranzbauteils 30 in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 minimiert wird, und die Größe der Getriebevorrichtung T in der Rotations-Mittellinienrichtung klein gemacht wird.
Im Falle der in dem oben genannten Kraftübertragungsweg angeordneten Einwegkupplung 32 und dem Gleitmechanismus S, ist der Gleitmechanismus S zwischen der Einwegkupplung 32 und dem Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 angeordnet, wodurch verglichen mit einem Fall, bei dem ein zwischenliegendes Bauteil, zum Beispiel die Einwegkupplung, zwischen dem Gleitmechanismus S und dem Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 vorhanden ist, eine Trägheit, wenn das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 in eine Rotations-Mittellinienrichtung A3 bewegt wird, niedrig wird, so dass die Bewegung des Antriebs-Zahnkranzbauteils 30 während der Getriebebetätigung schnell gemacht wird, und der Effekt der Verhinderung des Entfernens der Kette noch weiter verbessert wird.
Im Falle der Getnebevorrichtung T, bei der die Kette 48, die an das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 und das mehrstufige angetriebene Zahnkranzbauteil 40 angelegt ist, welches durch eine Mehrzahl von Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 gebildet ist, durch den Getriebe-Umschaltmechanismus M2 unter der Mehrzahl von Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 verlagert wird, wirkt das angetriebene Zahnkranzbauteil 40, welches mit der Ausgangswelle 24 in Antriebsverbindung steht, immer mit dem Hinterrad W_R zusammen, und ist derart ausgelegt, dass es immer auf eine integrale Art und Weise gedreht wird, wobei die Einwegkupplung 32 zum Übertragen einer Drehung der Kurbelwelle 11 in der normalen Drehrichtung A0 zu dem Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 in dem oben genannten Kraftübertragungsweg, der von der Kurbelwelle 11 zu dem Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 reicht, angeordnet ist, wodurch selbst in einer Trägheitsbetätigungszeit des Fahrrads B das integral mit der Ausgangswelle 24 gedrehte angetriebene Zahnkranzbauteil 40 immer mit dem Hinterrad W_R zusammenwirkt und gedreht wird, und das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30, das mit diesem dadurch in Antriebsverbindung steht, dass die Kette 48 um das angetriebene Zahnkranzbauteil 40 gewunden ist, sich in einem Rotationszustand befindet, wobei die Kette 48 in einem Bewegungszustand gehalten wird, so dass die Getriebebetätigung mittels des Getriebe-Umschaltmechanismus M2 durchgeführt werden kann, was dazu führt, dass die Getriebebetätigung immer wie gewünscht durchgeführt werden kann, wenn sich das Fahrrad B in einem Fahrzustand befindet, und eine Fahrleistungsfähigkeit des Fahrrads B wird verbessert.
Das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 und die Einwegkupplung 32 sind koaxial mit der Kurbelwelle und an einer Position angeordnet, an der sie in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 der Kurbelwelle 11 nicht überlappen, wodurch das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 und die Einwegkupplung 32, die koaxial mit der Kurbelwelle 11 angeordnet sind, nicht im Hinblick auf eine Größe in der Durchmesser-Richtung durch die Kurbelwelle 11 und das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 begrenzt werden, so dass eine Kupplungs-Leistungsfähigkeit, wie beispielsweise eine Kupplungs-Belastbarkeit oder dergleichen einfach sichergestellt werden kann, und diese angeordnet werden können, ohne eine Verringerung der Leistungsfähigkeit der Einwegkupplung 32 zu erzeugen. Zusätzlich wird das Sicherstellen einer gewünschten Festigkeit der Kurbelwelle 11 vereinfacht, da es nicht erforderlich ist, dass ein Wellendurchmesser des Wellenabschnitts 11a der Kurbelwelle 11 klein ist, um die Einwegkupplung 32 anzuordnen.
Die Umwerferwelle 61 zum Abstützen des Umwerferarms 62 auf eine drehbare und in der Mittelachsenlinienrichtung A5 verlagerbare Art und Weise, wobei der Umwerferarm 62 die Führungsrolle 63 drehbar lagert, welche die um das aus der Mehrzahl von Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 gebildete angetriebene Zahnkranzbauteil 40 gewundene Kette aufweist, ist an dem Gehäuse 20 derart abgestützt, dass ihre Mittelachsenlinie L5 parallel zu der Rotations-Mittellinie L7 der Führungsrolle 63 und der Rotations-Mittellinie L4 des angetriebenen Zahnkranzbauteils 40 ist, wodurch der Umwerferarm 62 um die Mittelachsenlinie L4 parallel zu dem angetriebenen Zahnkranzbauteil 40 und der Rotations-Mittellinie L7 der Führungsrolle 63 gedreht wird, so dass es nicht notwendig ist, ein bestimmtes Bauteil außer der den Umwerferarm 62 abstützenden Umwerferwelle 61 zum Beibehalten einer parallelen Beziehung mit der Rotations-Mittellinie L7 der Führungsrolle 63 und der Rotations-Mittellinie L4 des angetriebenen Zahnkranzbauteils 40 bereitzustellen. Demzufolge ist die Struktur des Umwerfers 60 vereinfacht und die Anzahl von Komponententeilen ist verringert, und demgemäß sind die Kosten verringert.
Ferner ist die Umwerferwelle 61 drehbar an dem Gehäuse 20 gelagert, der Umwerfer 60 ist mit der Ausgleichsfeder 66 zum Erzeugen eines Ausgleichsdrehmoments Tb versehen, das auf die Umwerferwelle 61 in Antwort auf die durch Rotation der Umwerferwelle 61 zusammen mit einer Rotation des Umwerferarms 62 erzeugte Federkraft, wobei der Stift 65 bewegt wird, während er durch das Führungsloch 61e geführt wird, in Antwort auf die Getriebebetätigung des Getriebe-Betätigungsmechanismus 50, um zu bewirken, dass das Ausgleichsdrehmoment Tb mit dem Drehmoment Ta ausgeglichen ist, das auf die Umwerferwelle 61 von dem Umwerferarm 62 durch den Stift 65 anliegt, wodurch, wenn die Kette 48 unter der Mehrzahl von Übertragungszahnkränzen 41 bis 47 verlagert wird, der Umwerferarm 62 durch den Stift 65 gedreht und gegen die Umwerferwelle 61 verlagert wird, und gleichzeitig die Umwerferwelle 61 durch das Drehmoment Ta gedreht wird, das auf die Umwerferwelle 61 von dem Umwerferarm 62 durch den Stift 65 wirkt, obwohl das durch die Federkraft der Ausgleichsfeder 66 erzeugte Ausgleichsdrehmoment Tb, welches in Antwort auf die oben genannte Drehung erzeugt wird, mit dem Drehmoment Ta ausgeglichen wird, und die Führungsrolle 63 die vorbestimmte Verlagerungsposition einnimmt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Umwerferwelle 61 nicht an dem Gehäuse 20 befestigt, sondern ihre Rotation wird nur durch die Ausgleichsfeder 66 begrenzt, so dass normalerweise eine übermäßige äußere Kraft, welche eine auf den Umwerferarm 62 einwirkende äußere Kraft übersteigt, bewirkt, dass in dem Umwerferarm 62 ein übermäßiges Drehmoment erzeugt wird, zum Beispiel durch eine übermäßige Spannung, die erzeugt wird, wenn die Kette 48 während einer Getriebebetätigung mit dem angetriebenen Zahnkranzbauteil 40 in Eingriff ist, während das Fahrrad B in einem Zustand rückwärts bewegt wird, bei dem der Fahrer nicht auf dem Fahrrad fährt und die Kette zusammen mit dem angetriebenen Zahnkranzbauteil 40 gedreht wird, während sie blockiert ist, und wenn das übermäßige Drehmoment auf den Stift 61e und die Umwerferwelle 61 wirkt, verformt die Umwerferwelle 61 die Ausgleichsfeder 66 und dreht sich, was dazu führt, dass das übermäßige Drehmoment gelöst wird, und das auf den Umwerferarm 62, den Stift 65 und die Umwerferwelle 61 wirkende übermäßige Drehmoment verringert wird, wodurch verhindert wird, dass diese Bauteile mit der übermäßigen Kraft verformt werden, und daher zeigen der Umwerfer 60 und damit die Getriebevorrichtung T eine verbesserte Haltbarkeit.
Die Ausgangswelle 24 an der Getriebevorrichtung T kann in ihrer Anordnung an der Getriebevorrichtung T einfach abgeändert werden und ein Freiheitsgrad in ihrer Anordnung kann weiterhin erhöht werden, um eine Anpassung für eine Änderung von Positionen des Körperrahmens F oder der Schwenkwelle 7 zu erreichen, da die Kette 48 verwendet wird, um den oben genannten Zahnkranz, der mit der Ausgangswelle 24 in einer Antriebsverbindung steht, und den Antriebs-Zahnkranz 31 in eine Antriebsverbindung zu bringen, wobei die Ausgangswelle 24 wiederum mit der Kette 16 in einer Antriebsverbindung steht.
Es wird ein abgeänderter Aufbau bezogen auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben, bei dem ein Teil der oben genannten bevorzugten Ausführungsform wie folgt geändert ist. Das Gehäuse 20 der Getriebevorrichtung T kann aus Kunstharz hergestellt sein. Ferner ist es denkbar, dass die Getriebevorrichtung T nicht mit dem Gehäuse 20 versehen ist, und in diesem Fall sind die Kurbelwelle 11, die Ausgangswelle 24 und der Umwerfer 60 an dem Körperrahmen F befestigt oder an dem Körperrahmen F über ein Stützbauteil abgestützt, wie beispielsweise eine Halterung und dergleichen, die integral mit dem Körperrahmen F gebildet ist.
Es ist auch denkbar, dass ein Riemen als der endlose Übertragungsriemen für eine Getriebebetätigung verwendet wird, und dass ferner Riemenscheiben als das Antriebs-Drehbauteil und das angetriebene Drehbauteil verwendet werden. Zusätzlich ist auch denkbar, dass ein endloser Riemen als ein endloser Ausgangsriemen für das Hinterrad W_R verwendet wird, und dass Riemenscheiben als das Antriebs-Ausgangs-Drehbauteil und das angetriebene Ausgangs-Drehbauteil verwendet werden.
Bei der oben genannten Ausführungsform, kann es auch denkbar sein, dass, obwohl der Antriebs-Zahnkranz 30 durch den Antriebs-Zahnkranz 31 gebildet ist, der als ein Drehelement wirkt, der Antriebs-Zahnkranz durch eine Mehrzahl von Antriebs-Zahnkränzen gebildet ist, welche in der Rotations-Mittellinienrichtung A3 angeordnet sind und unterschiedliche Kopfkreisdurchmesser aufweisen.
Es ist ebenfalls denkbar, dass der oben genannte Eingriffsmechanismus, der an dem Gleitmechanismus S angeordnet ist, eine Keilverzahnung ist, welche durch mehrere Vorsprünge gebildet ist, die an der Außenumfangsflä che des inneren Zylinders 34 und der Innenumfangsfläche des äußeren Zylinders 35 gebildet sind, und durch mehrere Nuten, in die diese Vorsprünge eingefügt sind.
Falls das Antriebs-Zahnkranzbauteil von der Kurbelwelle 11 getrennt ist und koaxial an der zwischenliegenden Rotationswelle angeordnet ist, welche von der Kurbelwelle 11 über die Getriebevorrichtung zur Drehung angetrieben wird, ist die Einwegkupplung 32 in dem Kraftübertragungsweg angeordnet, der von der Kurbelwelle 11 zu dem oben genannten Antriebs-Zahnkranzbauteil reicht, zum Beispiel zwischen der oben genannten zwischenliegenden Rotationswelle und dem Antriebs-Zahnkranzbauteil.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Getriebevorrichtung für ein Fahrrad bereit, die eine Getriebebetätigung selbst während eines Trägheitsfahrens des Fahrrads durchführen kann.
Die Getriebevorrichtung T für ein Fahrrad umfasst das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30, das von der Kurbelwelle 11 zur Drehung angetrieben wird, das mehrstufige angetriebene Zahnkranzbauteil 40, welches mit der Ausgangswelle 24 in Antriebsverbindung steht, die immer mit dem Hinterrad zusammenwirkt und gedreht wird; die Kette 48, die über das Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 und das angetriebene Zahnkranzbauteil 40 angelegt ist; und den Getriebe-Umschaltmechanismus M2 zum Verlagern der Kette 48 unter einer Mehrzahl von Übertragungszahnkränzen 41 bis 47. Das angetriebene Zahnkranzbauteil 40 ist derart angeordnet, dass es immer auf eine integrale Art und Weise gedreht wird, und die Einwegkupplung 32 zum Übertragen einer Rotation der Kurbelwelle 11 in ihrer normalen Drehrichtung zu dem Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 ist in dem Kraftübertragungsweg angeordnet, der von der Kurbelwelle 11 zu dem Antriebs-Zahnkranzbauteil 30 reicht.

Claims

Getriebevorrichtung (T) für ein Fahrrad (B), umfassend: ein Antriebs-Drehbauteil (30), das von einer Kurbelwelle (11) zur Drehung angetrieben wird; ein mehrstufiges angettiebenes Drehbauteil (40), das aus einer Mehrzahl von Drehbauteil-Elementen (41–47) aufgebaut ist, die in einer Antriebsverbindung mit einer Ausgabewelle (24) stehen, die gedreht wird, während sie immer mit einem Antriebsrad des Fahrrads zusammenwirkt; ein endloser Übertragungsriemen (48), der an dem Antriebs-Drehbauteil (30) und dem angetriebenen Drehbauteil (40) angebracht ist; und einen Getriebe-Umschaltmechanismus (M2) zum Verlagern des endlosen Übertragungsriemens (48) zwischen der Mehrzahl von Drehelementen (41–47), wobei das angetriebene Drehbauteil (40) derart angeordnet ist, dass es immer mit der Ausgabewelle (24) gedreht wird, und eine Einwegkupplung (32), welche ein Paar von Sperrklinken-Klauen (32c) zum Übertragen einer Drehung der Kurbelwelle (11) in einer normalen Drehrichtung auf das angetriebene Drehbauteil (30) aufweist, in einem Kraftübertragungsweg, der von der Kurbelwelle (11) bis zu dem angetriebenen Drehbauteil (30) reicht, angeordnet ist.
Getriebevorrichtung (T) für ein Fahrrad (B) nach Anspruch 1, wobei das Antriebs-Drehbauteil (30) und die Einwegkupplung (32) koaxial mit der Kurbelwelle (11) angeordnet sind, und zwar an einer Position, an der sie in einer Richtung der Rotations-Mittellinie (L3) der Kurbelwelle (11) die Kurbelwelle (11) nicht überlappen.
Getriebevorrichtung (T) für ein Fahrrad (B) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei ein Gleitmechanismus in dem Kraftübertragungsweg vorgesehen ist, der es ermöglicht, dass das Antriebs-Drehbauteil (30) in einer Richtung der Rotations-Mittellinie (L3) der Kurbelwelle (11) derart bewegt wird, dass diese integral mit dem Antriebs-Drehbauteil (30) gedreht wird, und der endlose Übertragungsriemen (48) an dem Antriebs-Drehbauteil (30) und dem angetrieben Drehbauteil (40) parallel zu einer Ebene angebracht ist, die die Rotations-Mittellinie (L3) der Kurbelwelle (11) im rechten Winkel kreuzt.