JP2018172114A - 自転車のリアディレイラ - Google Patents

Abstract

【課題】重量が抑えられ、かつ、幅広い範囲のギヤ比を可能にする、自転車リアディレイラの提供。【解決手段】自転車のリアディレイラは、フレームにドロップアウト軸心Ｆに沿って連結可能であるベースボディ１２、可動ボディ１４および一対のコネクティングロッド１３，１５を含む関節接続型の四辺形リンク機構１１と、可動ボディ１４に第１の回転軸心Ｒ回りに回転可能に連結しているチェーンガイド２１と、チェーンガイド２１に第２の回転軸心ＲＳ回りに回転可能に接続されている上側のプーリ２２と、を備える。第１の回転軸心Ｒは、第２の回転軸心ＲＳから偏心距離Ｅぶん離れている。関節接続型四辺形機構１１の傾き角度Ｑは、ドロップアウト軸心Ｆと基準平面ＲＥＦとが、軸心Ｆを貫通し且つ基準平面ＲＥＦと直交する平面上で形成する角度により定まる。傾き角度Ｑは５°〜４０°の極値を含む範囲内にあり、偏心距離Ｅは１８ｍｍ〜５０ｍｍの極値を含む範囲内にある。【選択図】図１

Description

本発明は、自転車のリアディレイラに関する。

リアディレイラは、カセットのうちの異なる歯車間での伝動チェーンの変位を引き起こす機械的な又は電気機械的な装置であって、当該チェーンを係合させたチェーンガイドをこの目的のために変位させる装置である。

通常、リアディレイラは、関節接続型の四辺形リンク機構（articulated quadrilateral linkage）（典型的には、関節接続型の平行四辺形機構）を備える。関節接続型の四辺形リンク機構は、ベースボディおよび上記ベースボディの反対側にある可動ボディを含む。これらベースボディと可動ボディとは、一対のコネクティングロッドによって互いに連結されている。これら一対のコネクティングロッドはそれらのボディへと、４つのピンエレメントにより４つの軸心に従ってヒンジ接続されている。上記ベースボディは自転車のフレームに固定されて、上記可動ボディは上記チェーンガイドと連結している。

上記関節接続型の四辺形機構の変形が、上記チェーンガイドの上記フレームに対する変位であって、（上記カセットを基準とする）軸方向への変位を決める。
上記チェーンガイドは、上記チェーンの延在と略直交する回転軸心を持つ上側のプーリ及び下側のプーリを有している。上側のプーリ及び下側のプーリは、上記伝動チェーンと係合しており、ギアシフト動作時には当該伝動チェーンを引き連れて（随伴させて）移動する。
上記チェーンガイドは、さらに、上記関節接続型の四辺形機構のうちの上記可動ボディへと当該関節接続型の四辺形機構に対して回転（回動）可能であるようにヒンジ接続されており、これによって上記カセット上での上記伝動チェーンの様々な巻き径を可能とすると共に、当該伝動チェーンを張力（テンション）のかかった状態に維持することができる。

上記関節接続型の四辺形機構の変形は、制御レバーの動作及び当該動作がボーデンタイプのケーブルを介して当該関節接続型の四辺形機構へと伝達されることによる手動作動によって、あるいは、運転者により入力された適切な指令を受けることで適切な機構を介して当該関節接続型の四辺形機構のうちの各種部品を相互に変位させることにより当該関節接続型の四辺形機構を変形させる電気モータによる流体圧作動又はモータ駆動によって実現され得る。

自転車のモータ駆動型のギアシフト装置は、例えば特許文献１等に記載されている。このようなギアシフト装置では、上記関節接続型の四辺形機構において互いに反対側にあるピン同士を引き離すか又は近付けることによってリンク機構が動作する。
リアディレイラで正確なギアシフト動作を実現するには、上記チェーンガイドの上記上側のプーリを、上記カセットのスプロケットのプロファイルに沿って移動させること、すなわち、当該ディレイラの可動域全体をとおしてスプロケットから略一定の距離のところで移動させることが適切である。
このようにして、上記伝動チェーンがスプロケット上でより滑らかに且つより速く随伴移動させられて、ギアシフト動作を促す。

さらに、上記上側のプーリは、スプロケットから極めて短い距離のところに配置されるのが好適である。事実、上記チェーンガイドと歯車との間の短い距離は、優れた指令感度を決定づける。というのも、そのような状態であることにより、上記チェーンガイドの、上記カセットの軸心に平行な変位成分を、上記チェーンに加えられる、あるスプロケットから別のスプロケットへの変位を引き起こすのに十分な斜めの動きに対応させられるからである。
よって、上記チェーンガイドの上記上側のプーリは、上記カセットのスプロケットのプロファイルに沿って移動できるように当該上側のプーリの回転軸心に対して及び上記カセットの回転軸心に対して傾いた方向に変位可能である必要がある。

このような目的のために、既知の種類のリアディレイラでは、上記関節接続型の平行四辺形機構の関節接続軸心が、当該リアディレイラと自転車のフレームとの連結軸心[ドロップアウト軸心(drop out axis)]と直交するものとされ、当該連結軸心が上記カセットの回転軸心（後輪の回転軸心と一致する）と平行なものとされる。
このようなリアディレイラでは、上記チェーンガイドが上記関節接続型の四辺形機構のうちの上記可動ボディへと、上記上側のプーリの回転軸心と一致しない（同一でない）軸心に沿ってヒンジ連結している。これら２つの軸心を隔てる距離は、上側のプーリの偏心距離（distance of eccentricity）として知られている。

この種類のリアディレイラでは、上記上側のプーリの移動が、上記関節接続型の四辺形機構のうちの上記可動ボディの水平方向（すなわち、上記ドロップアウト軸心と平行な）変位と、当該上側のプーリ自体の垂直方向（すなわち、上記ドロップアウト軸心と直交する）変位とによって与えられる。
具体的に述べると、上記上側のプーリの上記垂直方向変位は、上記チェーンガイドと上記関節接続型の四辺形機構のうちの上記可動ボディとのヒンジ連結軸心を中心とする回動により決まる。このような回動は、相異なるスプロケットへの上記伝動チェーンの様々な巻き径を可能にするための上記チェーンガイドの回転により引き起こされる。
上記上側のプーリの前述したような偏心が、当該上側のプーリの上記垂直方向変位の数値を決める。その偏心が大きければ大きいほど、上記垂直方向変位も大きくなる。

第２の種類のリアディレイラでは、上記関節接続型の四辺形機構の関節接続軸心が上記ドロップアウト軸心に対して、上記カセットのうちの最小寸法のスプロケットの径方向端部と最大寸法のスプロケットの径方向端部とを繋ぐ線が成す角度（上記カセットの傾斜角度と称される）におおよそ等しい角度で傾いている。

上記上側のプーリは偏心せずに取り付けられていて、すなわち、当該上側のプーリの回転軸心が、上記チェーンガイドと上記関節接続型の四辺形機構のうちの上記可動ボディとの上記ヒンジ連結軸心と一致している（同一である）。
このようにして、上記関節接続型の四辺形機構の変形が上記カセットの上記傾斜角度に平行な方向に沿って発生し、上記上側のプーリも同じ方向に変位させる。相異なるスプロケットへの上記伝動チェーンの様々な巻き径を可能にするための上記チェーンガイドの回転は、上記上側のプーリの変位を引き起こさない。

簡単に既述した第１の種類のリアディレイラは、フロントディレイラが存在しないときにのみ使用され、すなわち、一つのクランクセットとの組合せのみで使用可能である。
事実、仮にクランクセットの箇所で上記伝動チェーンの巻き径が変化させられたとすると、上記チェーンガイドの回転が引き起こされる結果、上記上側のプーリが垂直方向に変位することになる。

第２の種類のリアディレイラは、最小寸法のスプロケットと最大寸法のスプロケットとの歯数の差が顕著であるカセットとの組合せではほぼ使用不能となる。
事実、ディレイラの可動域を十分に確保するために当該リアディレイラの上記コネクティングロッドを極めて長くしなければならず、結果として当該ディレイラの占める空間及び重量が増えることになる。

これを回避しようと、混成型のリンク機構を備えたリアディレイラ、すなわち、上記関節接続型の四辺形機構の関節接続軸心が上記ドロップアウト軸心に対して傾いて且つプーリの偏心が１５ｍｍ未満であるリアディレイラが開発された。
上側のプーリのこのような偏心により、上記関節接続型の四辺形機構のうちの上記コネクティングロッドの寸法を短く維持することができると同時に、フロントディレイラが使用されたときでも大きな弱点を生じさせない。
よって、混成型のリンク機構を備えたリアディレイラは、フロントディレイラとの組合せで、しかも、最小寸法のスプロケットと最大寸法のスプロケットとの歯数の差が大きいカセットを採用したいときに使用される。

欧州特許出願公開第１３５７０２３号明細書

本願の出願人は、自転車、特に競走用自転車では常に、重量を抑えるように努めると同時に幅広い範囲のギヤ比を運転者に提供するように努めるのが重要であることに気付いた。
本願の出願人は、広い可動域を持つカセット、すなわち、最小寸法のスプロケットと最大寸法のスプロケットとの歯数の差が顕著であり且つそのため隣り合う２つのスプロケット間の径の差が大きいカセットを設けることにより、幅広いギヤ比を運転者に提供できることを見出した。

したがって、本発明は、リアディレイラであって、
−ベースボディ、可動ボディ、前記ベースボディへと及び前記可動ボディへと、互いに平行であり且つ基準平面と直交するそれぞれの関節接続軸心に沿って関節接続されている、一対のコネクティングロッドを有する関節接続型の四辺形リンク機構と、
−自転車のフレームにドロップアウト軸心に沿って連結可能であるベースボディと、
−前記可動ボディに第１の回転軸心回りに回転可能に連結しているチェーンガイドと、
−前記チェーンガイドに第２の回転軸心回りに回転可能に接続されている上側のプーリと、を備え、
−前記第１の回転軸心が、前記第２の回転軸心と平行であり、かつ、前記第２の回転軸心から偏心距離ぶん離れており、
−前記関節接続型の四辺形機構の傾き角度は、前記ドロップアウト軸心と前記基準平面とが、当該ドロップアウト軸心を貫通し且つ当該基準平面と直交する平面上で形成する角度により定まる、リアディレイラに関する。
好ましくは、前記傾き角度が実質的に、５°〜４０°の極値(extreme values)を含む範囲内であり、前記偏心距離が、１８ｍｍ〜５０ｍｍの極値を含む範囲内である。

本願の出願人は、最小寸法のスプロケットの歯数と最大寸法のスプロケットの歯数との差に応じて、前記上側のプーリの前記偏心距離と前記関節接続型の四辺形機構の前記傾き角度との、前記リアディレイラの完璧な動作を確実にする単一の最適な組合せ又は複数の最適な組合せが存在することを見出した。

本願の出願人は、前記上側のプーリの前記偏心距離と前記関節接続型の四辺形機構の前記傾き角度との組合せが、このような距離とこのような角度とがゼロないし有限数のあいだで連続的に変化し得ることからほぼ無限に存在することに気付いた。
本願の出願人は、前記傾き角度を実質的に５°〜４０°の極値を含む範囲内に、前記偏心距離を１８ｍｍ〜５０ｍｍの極値を含む範囲内に設定することによって前記リアディレイラが、相互に異なる多数のカセットに対して完璧な動作を確実に行うことを見出した。

これにより、広い可動域を持つカセット、すなわち、最小寸法のスプロケットと最大寸法のスプロケットとの歯数の差が大きく且つそのため隣り合う２つのスプロケット間の径の差が大きいカセットを使用することが可能となり、前記上側のプーリがスプロケットに衝突してリア側のギアシフト動作が妨げられるといったことが確実になくなり、しかも、過度に長いコネクティングロッドを避けることもできる。

本願の出願人は、前記傾き角度が実質的に５°〜４０°の極値を含む範囲内であり且つ前記偏心距離が１８ｍｍ〜５０ｍｍの極値を含む範囲内であるリアディレイラにより、例えば１１−２９タイプ（１番目の数字は最小寸法のスプロケットの歯数を表し、２番目の数字は最大寸法のスプロケットの歯数を表す）、１０−４２タイプ、１０−５０タイプ、さらには９−５５タイプ等のカセットを（好ましくはフロントディレイラが存在しないときに）円滑に且つ効率的に使用できることを見出した。

本願の出願人は、さらに、前記傾き角度が実質的に５°〜４０°の極値を含む範囲内であり且つ前記偏心距離が１８ｍｍ〜５０ｍｍの極値を含む範囲内であるリアディレイラを設置することにより、フロントディレイラを当該リアディレイラとの組合せで使用することも可能となり、いずれにせよ当該リアディレイラの十分な機能性を確保できることを見出した。

前記ドロップアウト軸心は、本発明にかかるディレイラの一部をなす構成要素についての主要な基準軸心である。例えば「軸方向」、「径方向」、「周方向」、「直径方向」等の方向などを示唆する全ての文言は、これを基準とする。同じく、径方向についての「外側」、「内側」の文言は、その軸心から離れること、その軸心に近付くことを意味するものと解釈されたい。したがって、軸方向は、自転車のカセットの延在方向（後輪のハブの回転軸心と一致する）と平行である。

本発明にかかるリアディレイラは、少なくとも１つの以上の好適な構成を、単独で又は複数の組合せとして備えるものとされてもよい。

好ましくは、前記傾き角度は、５°〜３０°の範囲内である。
本願の出願人は、傾き角度が約４０°を超えると、より好ましくは約３０°を超えると、前記コネクティングロッドの長さが前記ディレイラの重量を抑えるには長くなり過ぎることを見出した。
本願の出願人は、さらに、傾き角度が５°未満であると、必要となる偏心が顕著になり過ぎて、ギアシフト動作時に前記上側のプーリがスプロケットに干渉するリスクを伴うことを見出した。

好ましくは、前記偏心距離は、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内であり、より好ましくは２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である。
本願の出願人は、前記コネクティングロッドを確実に許容可能な長さとするための前記上側のプーリの最低限の偏心が、１８ｍｍであることを見出した。

好ましくは、前記第１の回転軸心と前記第２の回転軸心とが、実質的に互いに平行である。
好ましくは、前記傾き角度が増加すると前記偏心距離が減少する。

好ましくは、度(degree)で表される前記傾き角度とミリメートルで表される前記偏心距離との比が、０．１〜２．２の範囲内である。
好ましくは、前記傾き角度が増加すると、当該傾き角度と前記偏心距離との前記比が増加する。
好ましくは、最大寸法のスプロケットの歯数と最小寸法のスプロケットの歯数との差が増加すると、前記偏心距離の許容上限が増加する。

好ましくは、前記一対のコネクティングロッドのうちの第１のコネクティングロッドの２つの関節接続軸心間の距離の、他方のコネクティングロッドの前記関節接続軸心を貫通する平面上への投影が、当該他方のコネクティングロッドのそれら２つの関節接続軸心間の距離よりも短い。
前記関節接続型の四辺形機構が前記カセットのうちの最小寸法のスプロケットとの係合に対応する軸方向最外側の位置から軸方向内側の位置へと移行するときには、前記可動ボディが、２つのコネクティングロッド同士の長さが異なることの影響により、前記固定ボディに対して並進(translate)及び回転する。
これは、前記チェーンガイド及び当該チェーンガイドと共に前記第２の回転軸心（すなわち、前記上側のプーリの回転軸心）が、前記固定ボディに対して回転することを意味する。

前記伝動チェーンは前記上側のプーリへと、当該伝動チェーン自身が前記第２の回転軸心と直交に向くように係合するので、前記チェーンガイドの位置しだいで当該伝動チェーンは、様々な方向に向くことになる。
前記２つのコネクティングロッドが互いに平行でなくても、当該２つのコネクティングロッドの長さを適切に設定することによって前記上側のプーリが、前記伝動チェーンを常にクランクセットへと確実に向かせられる。

好ましくは、前記チェーンガイドが軸方向最外側の位置と軸方向最内側の位置との間の真ん中の距離の箇所に配置されたときに、前記第２の回転軸心が前記ドロップアウト軸心と平行になる。
好ましくは、前記チェーンガイドが軸方向最外側の位置に配置されたときに、前記第２の回転軸心が前記ドロップアウト軸心に対して第１の角度方向に最大の傾きを取る。
好ましくは、前記チェーンガイドが軸方向最内側の位置に配置されたときに、前記第２の回転軸心が前記ドロップアウト軸心に対して前記第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に最大の傾きを取る。
これは、一つのクランクセットのみが使用されているときに極めて有利である。

好ましくは、前記第１の回転軸心は、前記ドロップアウト軸心から前記第２の回転軸心よりも遠い距離のところに配されている。
前記上側のプーリは前記第１の回転軸心よりも前進した位置に配置されており、すなわち、前記第１の回転軸心よりも前記上側のプーリのほうがクランクセット寄りに配置されている。
前記リアディレイラは、機械式であってもよいし、電気機械式（電動式）であってもよい。

具体的に述べると、前記関節接続型の四辺形リンク機構は、指令によって牽引状態にされる制御ケーブルにより、前記チェーンガイドの軸方向外側の位置から当該チェーンガイドの軸方向内側の位置への間で変形可能である。
好ましくは、前記関節接続型の四辺形リンク機構は、リターンスプリングにより、前記チェーンガイドの軸方向内側の位置から当該チェーンガイドの軸方向外側の位置への間で変形可能である。
変形例として、前記関節接続型の四辺形リンク機構は、電動アクチュエータにより、前記チェーンガイドの軸方向外側の位置から当該チェーンガイドの軸方向内側の位置への間で及びその逆にも変形可能である。
好ましくは、本発明にかかるリアディレイラは、最大径のスプロケットと最小径のスプロケットとの歯数の差が２０以上であるカセットとの組合せで使用可能である。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う、本発明の幾つかの好適な実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。

本発明にかかるリアディレイラの斜視図である。 図１のディレイラの背面図である。 図２のディレイラの側面図である。 図１のディレイラの、ある動作形態での背面図である。 図１のディレイラの、別の動作形態での背面図である。

図面を参照する。図面には、自転車のリアディレイラ（全体に符号１０を付す）が示されている。

リアディレイラ１０は、自転車の後輪に設けられた複数のスプロケット１００間で伝動チェーン（図示せず）を変位させるように構成されている。スプロケット１００は、（図４及び図５に示すように）寸法が互いに異なり、軸方向に沿って同軸上で隣り合っており、前記後輪の回転軸心と一致する軸心Ｘ回りに回転する。

リアディレイラ１０は、関節接続型の四辺形リンク機構１１を備える。関節接続型の四辺形リンク機構１１は、一対のコネクティングロッド１３，１５によって互いに連結された、ベースボディ１２および可動ボディ１４を含む（図１）。
第１のコネクティングロッド１３は、ベースボディ１２へと第１の関節接続軸心Ａで、可動ボディ１４へと第２の関節接続軸心Ｂで関節接続されており、第２のコネクティングロッド１５は、ベースボディ１２へと第３の関節接続軸心Ｃで、可動ボディ１４へと第４の関節接続軸心Ｄで関節接続されている。

ベースボディ１２は、自転車のフレームへと関節接続エレメント（articulation element）１６を介して固定されるように意図されている。
関節接続エレメント１６は、関節接続型の四辺形機構１１を自転車のフレームへと、プリロードスプリング（図示せず）に抗して回転可能に連結する。
関節接続エレメント１６は自転車のフレームへと、カセット１００の回転軸心Ｘと平行なドロップアウト軸心Ｆに沿って連結される。

関節接続型の四辺形機構１１において、ベースボディ１２の反対側にある可動ボディ１４は、チェーンガイド２１と第１の回転軸心Ｒ回りに回転可能に連結している。
チェーンガイド２１は第１の回転軸心Ｒ回りに回転することで、カセット１００のうちの様々なスプロケットへの前記伝動チェーンの様々な巻き径を可能にするように可動ボディ１４に対して揺動することができる。

この目的のために、チェーンガイド２１と可動ボディ１４との間には連結ピン３０（図１）が設けられていて且つ当該連結ピン３０には、前記伝動チェーンに張力（テンション）を付与するばね（図示せず）が、チェーンガイド２１に一対の力を印加するように且つ前記伝動チェーンがどのスプロケットに係合しているのかにかかわらず当該伝動チェーンが常に張力のかかった状態となるのを確実にするように動作している。
好ましくは、このようなばねは、関節接続エレメント１６に対して動作する前記プリロードスプリング（pre-load spring）と同一のものである。
連結ピン３０には、前記チェーンに張力を付与する前記ばねのプリロードを調節するシステムが備え付けられている。

チェーンガイド２１は、前記伝動チェーンが部分的に巻かれる、上側のプーリ２２および下側のプーリ２３を有している。
下側のプーリ２３は、チェーンガイド２１のうちの２つの互いに対向するプレート２４，２５に回転可能に固定されている。
上側のプーリ２２は、チェーンガイド２１の前記２つのプレート２４，２５のうちの少なくとも一方のプレート２４に、好ましくは両方のプレート２４，２５に回転可能に固定されている。
２つのプーリ２２，２３は、それぞれの第２及び第３の回転軸心ＲＳ，ＲＩ回りに回転することができる。一部のソリューションでは、第２及び第３の回転軸心ＲＳ，ＲＩが互いに平行とされる。

第２及び第３の回転軸心ＲＳ，ＲＩは、ディレイラ１０の動作のあいだ常に、離間距離を同一のまま保つ。
第２の回転軸心ＲＳは、第１の回転軸心Ｒと一致しない（同一ではない）。
具体的に述べると、上側のプーリ２２の第２の回転軸心ＲＳは、図３に示すように、チェーンガイド２１の第１の回転軸心Ｒから可動ボディ１４に向かって偏心距離Ｅのところに配されている。
偏心距離Ｅは、ディレイラ１０の動作のあいだ一定に維持される。

チェーンガイド２１を変位させてギアシフト動作を実行するには、関節接続型の四辺形機構１１が変形される必要がある。
この目的のために、前記ディレイラの作動部材４０であって、可動ボディ１４とベースボディ１２との相対的な変位を決めるように、結果としてチェーンガイド２１の前記カセット１００に対する変位を決めるように関節接続型の四辺形リンク機構１１の形態（形状）を変化させる、作動部材４０が設けられている。
作動部材４０は、完全な機械式であってもよいし、添付の図面に示す例のように電気機械式（電動式）であってもよい。

機械式の作動部材４０の場合には、自転車のフレーム上に設置された、好ましくはハンドルバー上に設置された制御部により、ボーデンタイプの制御ケーブルが作動される。
前記制御ケーブルは、緊張状態にされることで第１のコネクティングロッド１３をベースボディ１２に対して回転駆動させて関節接続型の四辺形機構１１を変形させるように、第１のコネクティングロッド１３とベースボディ１２との間で動作する。
このような変形により、可動ボディ１４が軸方向に沿った変位成分を含む並進を行い、これによってチェーンガイド２１がカセット１００のうちの異なるスプロケットに変位されることが可能となる。
ベースボディ１２と２つのコネクティングロッド１３，１５のうちの一方のコネクティングロッドとの間には、前記制御ケーブルが緩められたときにチェーンガイド２１を逆方向に並進させるように関節接続型の四辺形機構１１を変形させるリターンスプリングが動作している。

電気機械式（電動式）の作動部材の場合には、電動アクチュエータ４１が、ベースボディ１２と２つのコネクティングロッド１３，１５のうちの一方のコネクティングロッド（好ましくは、図１に示すように第２のコネクティングロッド１５）との間で動作する。
変形例として、電動アクチュエータ４１は、ベースボディ１２と第１のコネクティングロッド１３との間の関節接続軸心Ａまたはベースボディ１２と第２のコネクティングロッド１５との間の関節接続軸心Ｃのうちの一方の関節接続軸心に対して作用するものとされてもよい。

前記ハンドルバー上に設置された制御部を操作することにより、運転者によってアクチュエータ４１が第１の動作モードで駆動されることにより、コネクティングロッド１３，１５が固定ボディ１２に対して第１の角度方向に回転され、結果として関節接続型の四辺形機構１１を変形させる。
関節接続型の四辺形機構１１のこのような変形が、第１の軸方向に沿った成分を含む可動ボディ１４の変位を決めて、これによってチェーンガイド２１をカセット１００のうちの異なるスプロケットに変位させる。

前記ハンドルバー上に設置された前記制御部を操作することにより、運転者によってアクチュエータ４１が第２の動作モードで駆動されることにより、コネクティングロッド１３，１５が固定ボディ１２に対して前記第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転され、結果として関節接続型の四辺形機構１１を変形させる。
関節接続型の四辺形機構１１のこのような変形が、第２の軸方向に沿った成分を含む可動ボディ１４の変位を決めて、これによってチェーンガイド２１をカセット１００のうちの異なるスプロケットに変位させる。

作動部材４０の種類にかかわらず、関節接続型の四辺形機構１１の変形により引き起こされるチェーンガイド２１の変位には、上側のプーリ２２を、前記伝動チェーンが係合しなければならないスプロケットまで変位させる機能がある。
具体的に述べると、上側のプーリ２２は前記ディレイラの可動域全体をとおして、カセット１００のスプロケットよりも下方で、各スプロケットから出来る限り一定のままの距離のところに配置されるように並進させられる。

図４及び図５で見て取れるように、カセット１００のうちの最小寸法のスプロケットの径方向最外側点と最大寸法のスプロケットの径方向最外側点とを通る線Ｔは、回転軸心Ｘに対して（したがって、ドロップアウト軸心Ｆに対して）角度Ｐで傾斜している。
関節接続型の四辺形機構１１の変形により引き起こされる可動ボディ１４の、したがってチェーンガイド２１の並進は、ドロップアウト軸心Ｆに対して（したがって、カセット１００の回転軸心Ｘに対して）傾いた方向に沿って生じる並進である。

これに関して説明する。関節接続型の四辺形機構１１は、ドロップアウト軸心Ｆに対して傾き角度Ｑ（図２に示す）で傾いている。傾き角度Ｑは、ドロップアウト軸心Ｆと基準平面ＲＥＦとが、当該ドロップアウト軸心Ｆを貫通し且つ当該基準平面ＲＥＦと直交する平面上で形成する角度により定まる。
基準平面ＲＥＦ（図２に当該基準平面ＲＥＦの線が描かれている）は、関節接続型の四辺形機構１１の関節接続軸心Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと直交する平面である。

関節接続型の四辺形機構１１の変形によって生じる可動ボディ１４の並進の方向は、ドロップアウト軸心Ｆに対して前記傾き角度Ｑぶん傾くことになる。
可動ボディ１４は当該可動ボディ１４の並進時にチェーンガイド２１を動かすことから、可動ボディ１４と一緒に上側のプーリ２２も並進させられる。
可動ボディ１４の並進時に前記伝動チェーンがカセット１００のうちの新たなスプロケットに係合することにより、カセット１００上での当該伝動チェーンの巻き径が変化する。

これが、チェーンガイド２１の前記第１の回転軸心Ｒ回りの回転（回動）を決めて、結果として上側のプーリ２２の第２の回転軸心ＲＳの前記可動ボディ１４に対する変位を決める。このような変位の大きさは、偏心距離Ｅに正比例する。第２の回転軸心ＲＳが可動ボディ１４に対して行うこのような変位は、チェーンガイド２１の第１の回転軸心Ｒと一致する中心を持ち且つ偏心距離Ｅと一致する半径を有する円弧に沿って生じる。

上側のプーリ２２は自転車のクランクセット寄りに、チェーンガイド２１の第１の回転軸心Ｒとは反対側に配置されている。そのため、カセット１００上での前記伝動チェーンの巻き径が大きくなるときの（すなわち、大寸法側のスプロケットに向かうギアシフト動作での）チェーンガイド２１の前記回転（回動）は、上側のプーリ２２の、ドロップアウト軸心Ｆから径方向に遠ざかる変位を決める。

逆に、カセット１００上での前記伝動チェーンの巻き径が小さくなるときの（すなわち、小寸法側のスプロケットに向かうギアシフト動作での）チェーンガイド２１の前記回転（回動）は、上側のプーリ２２の、ドロップアウト軸心Ｆへと径方向に近付く変位を決める。
このようにして、ギアシフト動作時には上側のプーリ２２のこのような変位が可動ボディ１４の前記変位に加算されて、これによって上側のプーリ２２が、カセット１００と同じく前記傾斜角度Ｐぶん実質的に傾いた軌道に沿って移動することができる。

円滑で且つ素早いギアシフト動作を確実にするために、６０進数の度（sexagesimal degrees）で表される前記関節接続型の四辺形機構の傾き角度Ｑとミリメートルで表される前記偏心距離との比が、０．１〜２．２の範囲内、好ましくは０．１０〜０１．７５の範囲内とされる。
前記関節接続型の四辺形機構の傾き角度Ｑが増加すると、偏心距離Ｅは減少する。

前記関節接続型の四辺形機構の傾き角度Ｑの最大角度(maximum angle)は、最小値の５°から最大値の４０°までの間で選択される。本発明の好適な実施形態では、傾き角度Ｑが５°〜３０°の範囲内とされる。
関節接続型の四辺形機構１１の傾き角度Ｑの最大角度は、関節接続型の四辺形機構１１の当該傾き角度Ｑとディレイラ１０と組み合わせて使用される前記カセットの前記傾斜角度Ｐとの比が常に０．６未満になるように選択される。
前記偏心距離は、１８ｍｍ以上ないし５０ｍｍ以下とされる。
本発明の好適な実施形態では、偏心距離Ｅが、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内、より好ましくは２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内となるように選択される。
カセット１００がどの傾斜角度Ｐであっても、６０進数の度で表される前記関節接続型の四辺形機構の傾き角度Ｑとミリメートルで表される前記偏心距離との比は、常に０．１〜２．２の範囲内とされる。

以降に掲載する表には、様々なカセット１００の場合の、すなわち、様々な傾斜角度Ｐを有するカセットの場合の、傾き角度Ｑと偏心距離Ｅとの組合せの幾つかの例を示す。

傾斜角度Ｐ＝４２．８°のカセット１００は、例えば、最小寸法のスプロケットの歯数が１１で最大寸法のスプロケットの歯数が２９のカセットである。
傾き角度Ｑと偏心距離Ｅとの比は、約０．２５の数値を（好ましくは、１１−２９カセットとの組合せで）取り得る。
傾き角度Ｑの好適な数値は約５°であり、偏心距離Ｅの好適な数値は約２０ｍｍである。

傾斜角度Ｐ＝５８．７°のカセット１００は、例えば、最小寸法のスプロケットの歯数が１０で最大寸法のスプロケットの歯数が４２のカセットである。
傾き角度Ｑと偏心距離Ｅとの比は、約０．１５〜約１．６６の範囲内の数値を（好ましくは、１０−４２カセットとの組合せで）取り得る。
傾き角度Ｑの好適な数値は約５°〜約３０°の範囲内であり、偏心距離Ｅの好適な数値は約１８ｍｍ〜約３４ｍｍの範囲内である。

傾斜角度Ｐ＝６４．１°のカセット１００は、例えば、最小寸法のスプロケットの歯数が１０で最大寸法のスプロケットの歯数が５０のカセットである。
傾き角度Ｑと偏心距離Ｅとの比は、約０．１２〜約１．７２の範囲内の数値を（好ましくは、１０−５０カセットとの組合せで）取り得る。
傾き角度Ｑの好適な数値は約５°〜約３５°の範囲内であり、偏心距離Ｅの好適な数値は約２０ｍｍ〜約４２ｍｍの範囲内である。

傾斜角度Ｐ＝６７．１°のカセット１００は、例えば、最小寸法のスプロケットの歯数が９で最大寸法のスプロケットの歯数が５５のカセットである。
傾き角度Ｑと偏心距離Ｅとの比は、約０．１０〜約１．９４の範囲内の数値を（好ましくは、９−５５カセットとの組合せで）取り得る。
傾き角度Ｑの好適な数値は約５°〜約４０°の範囲内であり、偏心距離Ｅの好適な数値は約２０ｍｍ〜約４７ｍｍの範囲内である。

チェーンガイド２１の第１の回転軸心Ｒおよび上側のプーリ２２の第２の回転軸心ＲＳは、互いに平行であり、かつ、さらなる基準平面（添付の図面には示さず）と直交している。
前記さらなる基準平面は、上側のプーリ２２の延在平面(lying plane)と平行である。
前記さらなる基準平面とドロップアウト軸心Ｆとは、関節接続型の四辺形機構１１の可動域全体をとおして一定ではない角度を、当該さらなる基準平面と当該ドロップアウト軸心Ｆとの間に形成する。

具体的に述べると、上側のプーリ２２がチェーンラインと称される方向に沿って向いているときには、前記さらなる基準平面とドロップアウト軸心Ｆとが互いに直交する。
チェーンガイド２１のこのような位置では、上側のプーリ２２の前記延在平面がクランクセットへと向いており、これによって当該上側のプーリ２２（及び下側のプーリ２３）が、前記伝動チェーンをクランクセットへと向かせる。
チェーンガイド２１が軸方向最外側の位置の箇所に配置されて且つこれによって上側のプーリ２２がカセット１００のうちの最小寸法のスプロケットの箇所に配置されているとき（図５に示す）には、前記さらなる基準平面とドロップアウト軸心Ｆとが第１の角度方向に最大の角度を形成する。
チェーンガイド２１のこのような位置においても、上側のプーリ２２の前記延在平面はクランクセットへと向いており、これによって当該上側のプーリ２２が（及び下側のプーリ２３も）、前記伝動チェーンをクランクセットへと向かせる。

チェーンガイド２１が軸方向最内側の位置の箇所に配置されて且つこれによって上側のプーリ２２がカセット１００のうちの最大寸法のスプロケットの箇所に配置されているとき（図４に示す）には、前記さらなる基準平面とドロップアウト軸心Ｆとが前記第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に最大の角度を形成する。
チェーンガイド２１のこのような位置においても、上側のプーリ２２の前記延在平面はクランクセットへと向いており、これによって当該上側のプーリ２２が（及び下側のプーリ２３も）、前記伝動チェーンをクランクセットへと向かせる。

この目的のために、第３の関節接続軸心Ｃと第４の関節接続軸心Ｄとの間の距離Ｄ１の、第１および第２の関節接続軸心Ａ，Ｂを貫通する平面上への投影が、これら第１および第２の関節接続軸心Ａ，Ｂ間の距離Ｄ２よりも短いものとされている。

第１のコネクティングロッド１３が第２のコネクティングロッド１５と平行である場合には、第１および第２の関節接続軸心Ａ，Ｂ間の距離Ｄ２が第３および第４の関節接続軸心Ｃ，Ｄ間の距離Ｄ１よりも長くなるように、第１のコネクティングロッド１３のほうが第２のコネクティングロッド１５よりも長いものとされる。
関節接続型の四辺形機構１１の変形が可動ボディ１４の回転−並進(roto-translation)
を決めて、したがってチェーンガイド２１の回転−並進を決める。

前記リアディレイラには多数の変更や変形が施されてもよく、これら変更や変形の全てが添付の特許請求の範囲の保護範疇に含まれる。

１０ リアディレイラ
１１ 四辺形リンク機構
１２ ベースボディ
１３ 第1のコネクティングロッド
１４ 可動ボディ
１５ 第２のコネクティングロッド
１６ 間接接続エレメント
２１ チェーンガイド
２２ 上側のプーリ
２３ 下側のプーリ
２４ プレート
２５ プレート
３０ 連結ピン
４０ 作動部材
４１ 電動アクチュエータ
１００ カセット
Ａ 関節接続軸心
Ｂ 関節接続軸心
Ｃ 関節接続軸心
Ｄ 関節接続軸心
Ｄ１ Ｃ・Ｄ間の距離
Ｄ２ Ａ・Ｂ間の距離
Ｅ 偏心距離
Ｆ ドロップアウト軸心
Ｐ 傾斜角度
Ｑ 傾き角度
Ｒ 回転軸心
ＲＩ 回転軸心
ＲＳ 回転軸心
ＲＥＦ 基準平面
Ｔ 線
Ｘ 回転軸心

Claims (12)

1. 自転車のリアディレイラ（１０）であって、
   −自転車のフレームにドロップアウト軸心（Ｆ）に沿って連結可能であるベースボディ（１２）、可動ボディ（１４）および一対のコネクティングロッド（１３，１５）を含む関節接続型の四辺形リンク機構（１１）であって、前記一対のコネクティングロッド（１３，１５）が前記ベースボディ（１２）へと及び前記可動ボディ（１４）へと、互いに平行であり且つ基準平面（ＲＥＦ）と直交するそれぞれの関節接続軸心（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に沿って関節接続されている、関節接続型の四辺形リンク機構（１１）と、
   −前記可動ボディ（１４）に第１の回転軸心（Ｒ）回りに回転可能に連結しているチェーンガイド（２１）と、
   −前記チェーンガイド（２１）に第２の回転軸心（ＲＳ）回りに回転可能に接続されている上側のプーリ（２２）と、を備え、
   −前記第１の回転軸心（Ｒ）が、前記第２の回転軸心（ＲＳ）から偏心距離（Ｅ）ぶん離れており、
   −前記関節接続型の四辺形機構（１１）の傾き角度（Ｑ）は、前記ドロップアウト軸心（Ｆ）と前記基準平面（ＲＥＦ）とが、当該ドロップアウト軸心（Ｆ）を貫通し且つ当該基準平面（ＲＥＦ）と直交する平面上で形成する角度により定まり、
   −前記傾き角度（Ｑ）が実質的に、５°〜４０°の極値を含む範囲内であり、前記偏心距離（Ｅ）が、１８ｍｍ〜５０ｍｍの極値を含む範囲内である、リアディレイラ（１０）。
2. 請求項１に記載のリアディレイラ（１０）において、前記傾き角度（Ｑ）が、５°〜３０°の範囲内である、リアディレイラ（１０）。
3. 請求項１または２に記載のリアディレイラ（１０）において、前記偏心距離（Ｅ）が、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内であり、好ましくは２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である、リアディレイラ（１０）。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のリアディレイラ（１０）において、前記第１の回転軸心（Ｒ）と前記第２の回転軸心（ＲＳ）とが、実質的に互いに平行である、リアディレイラ（１０）。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のリアディレイラ（１０）において、前記傾き角度（Ｑ）が増加すると前記偏心距離（Ｅ）が減少する、リアディレイラ（１０）。
6. 請求項１から５に記載のディレイラにおいて、６０進数の度で表される前記傾き角度（Ｑ）とミリメートルで表される前記偏心距離（Ｅ）との比が、０．１〜２．２の範囲内である、ディレイラ。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のリアディレイラ（１０）において、前記一対のコネクティングロッド（１３，１５）のうちの第１のコネクティングロッド（１５）の２つの関節接続軸心（Ｃ，Ｄ）間の距離（Ｄ１）の、他方のコネクティングロッド（１３）の前記関節接続軸心（Ａ，Ｂ）を貫通する平面上への投影が、当該他方のコネクティングロッド（１３）のそれら２つの関節接続軸心（Ａ，Ｂ）間の距離（Ｄ２）よりも短い、リアディレイラ（１０）。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のリアディレイラ（１０）において、前記第１の回転軸心（Ｒ）が、前記ドロップアウト軸心（Ｆ）から前記第２の回転軸心（ＲＳ）よりも遠い距離のところに配されている、リアディレイラ（１０）。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のリアディレイラ（１０）において、前記関節接続型の四辺形リンク機構（１１）が、指令によって牽引状態にされる制御ケーブルにより、前記チェーンガイド（２１）の軸方向外側の位置から当該チェーンガイド（２１）の軸方向内側の位置への間で変形可能である、リアディレイラ（１０）。
10. 請求項９に記載のリアディレイラ（１０）において、前記関節接続型の四辺形リンク機構（１１）が、リターンスプリングにより、前記チェーンガイド（２１）の軸方向内側の位置から当該チェーンガイド（２１）の軸方向外側の位置への間で変形可能である、リアディレイラ（１０）。
11. 請求項１から９のいずれか一項に記載のリアディレイラ（１０）において、前記関節接続型の四辺形リンク機構（１１）が、電動アクチュエータ（４１）により、前記チェーンガイド（２１）の軸方向外側の位置から当該チェーンガイド（２１）の軸方向内側の位置への間で及びその逆にも変形可能である、リアディレイラ（１０）。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のリアディレイラ（１０）の、最大径のスプロケットと最小径のスプロケットとの歯数の差が２０以上であるカセットとの組合せでの使用。

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