(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向第１側（４０ａ）と、軸方向第２側（４０ｂ）とを有するスプロケット本体（４０）と、
前記スプロケット本体の外周から径方向外側に延び、円周方向に間隔を隔てて設けられた複数の歯（Ａ３〜Ｋ３）とを備え、
前記複数の歯は、第１アップシフト歯（Ａ３）と、前記第１アップシフト歯に隣接する第２アップシフト歯（Ｂ３）と、前記第２アップシフト歯に隣接する第３アップシフト歯（Ｃ３）とを含む複数のアップシフト歯を含み、
前記第１、第２及び第３アップシフト歯は、自転車用チェーン（２３）のアウターリンクプレート（２３ｂ）が前記第２アップシフト歯に噛み合う際のチェーンのアップシフトを防ぐように自転車チェーンのアライメントを維持し、インナーリンクプレート（２３ａ）が前記第２アップシフト歯に噛み合う際に第１アップシフトパスに沿って自転車用チェーンをシフトするよう寸法取りされている、
自転車用多段スプロケットアセンブリ用スプロケット。
【請求項２】
前記第１アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に沿った第１アップシフト平面（４１ｂ）を有し、
前記第２アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に第１アップシフト寄りかかり凹部（４８）を有し、
前記第３アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に沿った第２アップシフト平面（５１ｂ）を有している、
請求項１に記載のスプロケット。
【請求項３】
前記アップシフト歯は、前記第３アップシフト歯に隣接する第４アップシフト歯（Ｄ３）をさらに備え、前記第１、第２、第３及び第４アップシフト歯は前記第１アップシフトパスを形成している、請求項１に記載のスプロケット。
【請求項４】
前記第１アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に沿った第１アップシフト平面を備え、
前記第２アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に第１アップシフト寄りかかり凹部を備え、
前記第３アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に沿った第２アップシフト平面を備え、
前記第４アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に第２アップシフト凹部（５５ａ）を備えてインナーリンクプレートアップシフト案内面を形成している、
請求項３に記載のスプロケット。
【請求項５】
前記第１アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側及び第２側に平行な先端部（４３）を備えた、請求項１に記載のスプロケット。
【請求項６】
前記第１アップシフト歯の前記先端部は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側及び軸方向第２側の中央に設けられている、請求項５に記載のスプロケット。
【請求項７】
前記第１アップシフト歯の前記先端部は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側又は軸方向第２側にオフセットされている、請求項５に記載のスプロケット。
【請求項８】
前記第１アップシフト歯の前記先端部は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側にオフセットされている、請求項７に記載のスプロケット。
【請求項９】
前記第２アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側及び軸方向第２側に平行な先端部（４７）を有している、請求項１に記載のスプロケット。
【請求項１０】
前記第２アップシフト歯の前記第１アップシフト寄りかかり凹部は、前記第３アップシフト歯に接近するにつれ凹部が深くなるよう円周方向に傾斜している、請求項２に記載のスプロケット。
【請求項１１】
前記アップシフト歯の歯底径はスプロケット本体の外周により決定され、前記第２アップシフト歯の前記第１アップシフト寄りかかり凹部は前記歯底径の径方向外側に位置している、請求項２に記載のスプロケット。
【請求項１２】
前記第３アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側及び軸方向第２側に平行な先端部（５３）を有している、請求項２に記載のスプロケット。
【請求項１３】
前記第３アップシフト歯は、径方向高さを有し、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に前記径方向高さの約半分の高さに沿って前記第２アップシフト平面の径方向外側に設けられたインナーリンクプレート滑り面（５２ｂ）を有する、請求項１２に記載のスプロケット。
【請求項１４】
前記第３アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に配置され、前記第２アップシフト平面の径方向外側に配置された、インナーリンクプレート滑り面（５２ｂ）を有する、請求項２に記載のスプロケット。
【請求項１５】
前記第３アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に沿って第１アップシフト面（５１ａ）を備えている、請求項１に記載のスプロケット。
【請求項１６】
前記第３アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に沿って第２アップシフト面（５１ｂ）を備えている、請求項１５に記載のスプロケット。
【請求項１７】
前記第１アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に沿って第３アップシフト面（４１ａ）を備えている、請求項１６に記載のスプロケット。
【請求項１８】
前記第１アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に沿って第４アップシフト面（４１ｂ）を備えている、請求項１７に記載のスプロケット。
【請求項１９】
前記第３アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に配置されたアウターリンクプレート案内面（５２ｂ）を備え、前記アウターリンクプレート案内面は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に接近するにつれ前記第２アップシフト平面から傾斜している、請求項２に記載のスプロケット。
【請求項２０】
前記第３アップシフト歯は、前記第４アップシフト歯との間にピッチが形成され、前記ピッチは前記第２アップシフト歯と前記第３アップシフト歯との間のピッチよりも大きい、請求項３に記載のスプロケット。
【請求項２１】
前記第４アップシフト歯は、先端部（５７）に形成されるとともに前記先端部から前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に向かって径方向内側に傾斜したインナーリンクプレート案内面（５５ａ）を備えている、請求項３に記載のスプロケット。
【請求項２２】
前記第４アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に形成されるとともに前記インナーリンクプレート案内面の径方向内側に配置されたインナーリンクプレート逃げ凹部（５９）を備えている、請求項２１に記載のスプロケット。
【請求項２３】
前記第４アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に配置されたアップシフト凹部（５８）を備え、前記第４アップシフト歯の前記アップシフト凹部は前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に対し前記インナーリンクプレート逃げ凹部よりも深い、請求項２２に記載のスプロケット。
【請求項２４】
前記第４アップシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に形成されたインナーリンクプレート逃げ凹部（５９）を備えている、請求項３に記載のスプロケット。
【請求項２５】
前記歯は、第１ダウンシフトパスを形成するようトリミングされた複数のダウンシフト歯（Ｆ３〜Ｉ３）を含んでいる、請求項１に記載のスプロケット。
【請求項２６】
前記スプロケット本体の前記軸方向第１側は、前記ダウンシフト歯の少なくとも１つに沿って延びる第１ダウンシフト案内凹部（７１）を備えている、請求項２５に記載のスプロケット。
【請求項２７】
前記スプロケット本体の前記軸方向第１側は、前記第１ダウンシフト凹部に隣接する前記ダウンシフト歯の少なくとも１つに沿って延びる第２ダウンシフト案内凹部（７２）を備え、前記第２ダウンシフト案内凹部は前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に対し前記第１ダウンシフト凹部よりも深い、請求項２６に記載のスプロケット。
【請求項２８】
前記ダウンシフト歯は、前記第１ダウンシフトパスの一部を形成するよう連続して配列された第１、第２及び第３ダウンシフト歯（Ｆ３，Ｇ３，Ｈ３）を含み、回転方向に対し前記第１及び第２ダウンシフト案内凹部の後方に配置されている、請求項２７に記載のスプロケット。
【請求項２９】
前記ダウンシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に第１ダウンシフト寄りかかり凹部（８１ｂ）が形成された第１ダウンシフト歯（Ｈ３）を含んでいる、請求項２５に記載のスプロケット。
【請求項３０】
前記ダウンシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に第２ダウンシフト寄りかかり凹部が形成された第２ダウンシフト歯を含み、前記第２ダウンシフト歯は前記第１ダウンシフト歯に隣接している、請求項２９に記載のスプロケット。
【請求項３１】
前記ダウンシフト歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に第３ダウンシフト寄りかかり凹部が形成された第３ダウンシフト歯を含み、前記第３ダウンシフト歯は前記第２ダウンシフト歯に隣接している、請求項３０に記載のスプロケット。
【請求項３２】
前記スプロケット本体の前記軸方向第１側は、回転方向に対し前記第１ダウンシフト歯の前方に隣接して配置されるとともに前記ダウンシフト歯に沿って延びる第１ダウンシフト案内凹部（７１）を備えている、請求項３１に記載のスプロケット。
【請求項３３】
前記スプロケット本体の前記軸方向第１側は、前記第１ダウンシフト凹部に隣接する前記ダウンシフト歯の少なくとも１つに沿って延びる第２ダウンシフト案内凹部（７２）を備え、前記第２ダウンシフト案内凹部は前記スプロケット本体の前記軸方向第１側に対し前記第１ダウンシフト案内凹部よりも深い、請求項３２に記載のスプロケット。
【請求項３４】
前記ダウンシフト歯は、回転方向に対し前記アップシフト歯の後方に配置されている、請求項２５に記載のスプロケット。
【請求項３５】
前記ダウンシフト歯と前記アップシフト歯とは、少なくとも１つの前記アップシフト歯が前記ダウンシフト歯の１つを形成するよう重複している、請求項２５に記載のスプロケット。
【請求項３６】
前記アップシフト歯の２つは、前記ダウンシフト歯の２つを形成している、請求項３５に記載のスプロケット。
【請求項３７】
前記第１アップシフト歯と前記第２ダウンシフト歯とは第１統合歯（ＡＩ３’）を形成し、前記第２アップシフト歯と前記第３ダウンシフト歯とは第２統合歯（ＢＩ３’）を形成している、請求項３６に記載のスプロケット。
【請求項３８】
前記第１統合歯は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に沿った、径方向に延びたエッジを備えている、請求項３７に記載のスプロケット。
【請求項３９】
前記第３アップシフト歯（Ｃ’３）は、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に径方向に延びるエッジに沿ったアップシフト平面（５１ａ’）と、前記第３アップシフト歯の前記軸方向第２側に凹部を形成するよう前記アップシフト平面の前記径方向に延びるエッジから延びる傾斜面とを備えている、請求項３８に記載のスプロケット。
【請求項４０】
前記アップシフト歯は、前記第１アップシフトパスを形成する前記アップシフト歯から円周方向に間隔をおいて設けられた補足的なアップシフト歯によって形成された第２アップシフトパスをさらに備えている、請求項１に記載のスプロケット。
【請求項４１】
前記スプロケット本体（４０”）は、総数が偶数個の前記歯（Ａ５”〜Ｋ５”）を備えている、請求項４０に記載のスプロケット。
【請求項４２】
前記歯は、円周方向に間隔をおいて設けられた１対のダウンシフトパスを形成するようトリミングされた複数のダウンシフト歯を含んでいる、請求項４０に記載のスプロケット。
【請求項４３】
前記スプロケット本体は、総数が奇数個の前記歯を備えている、請求項１に記載のスプロケット。
【請求項４４】
軸方向第１側と、軸方向第２側とを有するスプロケット本体と、
前記スプロケット本体の外周から径方向外側に延び、円周方向に間隔をおいて設けられた複数の歯とを備え、
前記複数の歯は、
前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に沿って設けられた第１インナーリンクプレートアライメント面と、前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に第１ダウンシフト寄りかかり凹部とを有する第１シフト歯と、
前記スプロケット本体の前記軸方向第２側にアップ・ダウンシフト寄りかかり凹部を有し、回転方向とは反対の方向に前記第１シフト歯に隣接して配置される第２シフト歯と、
前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に沿った第２インナーリンクプレートアライメント面を有し、回転方向とは反対の方向に前記第２シフト歯に隣接して配置される第３シフト歯と、
前記スプロケット本体の前記軸方向第１側にインナーリンクプレートのアップシフト案内面を形成する第１アップシフト凹部を有し、回転方向とは反対の方向に前記第３シフト歯に隣接して配置される第４シフト歯と、
前記スプロケット本体の前記軸方向第２側に第２ダウンシフト寄りかかり凹部を有し、回転方向に前記第１シフト歯に隣接して配置される第５シフト歯とを含み、
前記第１、第２、第３及び第４シフト歯はアップシフトパスを形成し、前記第１、第２及び第５シフト歯は、ダウンシフトパスを形成している、
自転車用多段スプロケットアセンブリ用スプロケット。
【請求項４５】
円周方向に間隔を隔てて設けられた複数の歯を備えた外周部を有する小径スプロケットと、
回転方向に前記小径スプロケットと共に回転するよう前記小径スプロケットに隣接して配置され、軸方向第１側（４０ａ）と軸方向第２側（４０ｂ）とを有するスプロケット本体（４０）と、前記スプロケット本体の外周部から径方向外側に延び、円周方向に間隔をおいて設けられた複数の歯（Ａ３〜Ｋ３）とを有する大径スプロケットとを備え、
前記大径スプロケットは、
第１アップシフト歯と、前記第１アップシフト歯（Ａ３）に隣接する第２アップシフト歯（Ｂ３）と、前記第２アップシフト歯に隣接する第３アップシフト歯（Ｃ３）とを備え、
前記第１、第２及び第３アップシフト歯は、
自転車用チェーン（２３）のアウターリンクプレート（２３ｂ）が前記第２アップシフト歯に噛み合う際にチェーンのアップシフトを防ぐように自転車チェーンのアライメントを維持するとともに、インナーリンクプレート（２３ａ）が前記第２アップシフト歯に噛み合う際に第１アップシフトパスに沿って自転車用チェーンをシフトするよう寸法取りされている、
自転車用多段スプロケットアセンブリ用スプロケット。
【請求項４６】
自動シフト制御装置（２５）と、
現在の速度を示す信号を供給するよう前記自動シフト制御装置に連結された速度検出装置と、
前記自動シフト制御装置に連結されて、前記自動シフト制御装置からのシフト信号に応答してチェーン（２３）を移動させるチェーンシフト装置（２８）と、
円周方向に間隔を隔てて設けられた複数の歯を備えた外周部を有する小径スプロケットと、回転方向に前記小径スプロケットと共に回転するよう前記小径スプロケットに隣接して配置され、軸方向第１側と軸方向第２側とを有するスプロケット本体と、前記スプロケット本体の外周部から径方向外側に延びる円周方向に間隔を隔てて設けられた複数の歯とを有する大径スプロケットとを備えた多段スプロケットアセンブリ（１２）とを有し、
前記大径スプロケットの前記複数の歯は、第１アップシフト歯（Ａ３）と、前記第１アップシフト歯に隣接する第２アップシフト歯（Ｂ３）と、前記第２アップシフト歯に隣接する第３アップシフト歯（Ｃ３）とを含む複数のアップシフト歯を備え、
前記第１、第２及び第３アップシフト歯は、自転車用チェーンのアウターリンクプレート（２３ｂ）が前記第２アップシフト歯に噛み合う際にチェーンのアップシフトを防ぐように自転車チェーンのアライメントを維持し、インナーリンクプレート（２３ａ）が前記第２アップシフト歯に噛み合う際に第１アップシフトパスに沿って自転車用チェーンをシフトするよう寸法取りされている、
自転車用自動シフトアセンブリ。
【請求項４７】
前記チェーンシフト装置はモータ付きリアディレーラである、請求項４６に記載の自動シフトアセンブリ。
【請求項４８】
前記速度検出装置は、磁石（３０）と磁石作動式センサ（２９）とを含んでいる、請求項４に記載の自動シフトアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多段スプロケットアセンブリに関し、特に、大径スプロケットと小径スプロケットとを各々少なくとも１枚有し、少なくとも１枚の大径スプロケットの歯は、小径スプロケットと大径スプロケットとの間で自転車用チェーンが滑らかにシフトされるよう設計されたスプロケットアセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
サイクリングは、交通の手段としてだけでなく、レクリエーションとしてもますます普及している。さらに、自転車競技は、アマ／プロの両方の分野で非常に人気の高い競技スポーツとなった。自転車がレクリエーション、交通、競技のいずれに使われる場合でも、自転車業界は自転車の様々な部品に絶えず改良を重ねてきている。過去数年の間、自転車のドライブトレインは設計し直されてきた。特に、自転車用部品の製造業者は、シフトレバー、シフトケーブル、ディレーラ、チェーン、スプロケットなどの様々なシフト部品のシフトパフォーマンスを継続して改善している。
【０００３】
特に、自転車用スプロケットアセンブリは、広範囲にわたり再設計され続けてきたドライブトレインの部品である。自転車用スプロケットアセンブリは、特に、シフトを滑らかにするように改善されている。
従来の多段スプロケットアセンブリは、小径スプロケットと大径スプロケットとを各々１つ備え、（１）大径スプロケットにおける１組の隣接歯の中心点と小径スプロケットにおける１組の隣接歯の中心点とは、チェーンパスの接線上に配置され、（２）前記中心点間の距離は、チェーンピッチの倍数に等しい整数であり、（３）大径スプロケットの第１歯は、自転車を走行させる回転方向に隣接する歯との間の中心点の後方に配置され、駆動チェーンと容易に噛み合うよう作成され、これにより駆動チェーンが小径スプロケットから大径スプロケットへシフトさせる際の速度変化効率を改善すべく、小径スプロケット及び大径スプロケットが組み立てられている。
【０００４】
駆動チェーンは、間接ピンとローラとで互いに回動自在に連結され、複数のインナーリンクプレートと複数のアウターリンクプレートとを備えた連続したループである。１対のインナーリンクプレートの相対する表面間の距離は、１組のアウターリンクプレートの相対する表面間の距離よりも小さい。すなわち、各々の対のアウターリンクプレートは、インナーリンクプレートの外側に配置されて、より広い幅の空間を形成し、各々の対のインナーリンクプレートは、アウターリンクプレートの内側に配置されて、より狭い幅の空間を形成している。
【０００５】
上記説明に従って構成された駆動チェーンは、ディレーラによって大径スプロケット又は小径スプロケットのいずれかに付勢され、シフトされる。具体的には、チェーンがシフトされる間、ディレーラがスプロケットの回転軸の軸方向にチェーンを動かすことにより、チェーンは、１つのスプロケットから隣接する次のスプロケットへとシフトされる。大径スプロケットの歯を修正することにより、チェーンは、滑らかなアップシフト動作又はダウンシフト動作が行われる。チェーンが大径スプロケットから次の小径スプロケットへと移動する場合は、アップシフトが行われる。チェーンが小径スプロケットから次の大径スプロケットへと移動する場合は、ダウンシフトが行われる。
【０００６】
スプロケットアセンブリが駆動方向に回転されると、インナーリンクプレート及びアウターリンクプレートが１枚のスプロケットの歯と噛み合う。偶数個の歯を持つスプロケットの場合は、インナーリンクプレート及びアウターリンクプレートは常に同じ歯に噛み合う。奇数個の歯を持つスプロケットの場合は、スプロケットアセンブリが回転するたびに、インナーリンクプレート及びアウターリンクプレートは交互に異なる歯と噛み合う。したがって、スプロケットの歯は、インナーリンクプレート及びアウターリンクプレートの両方と交互に噛み合う。歯数が奇数であるスプロケットの歯は、一般に、インナーリンクプレート又はアウターリンクプレートのいずれかがアップシフトの歯と噛み合うシフティングに適合するよう設計されている。したがって、スプロケットの歯は、インナーリンクプレート用のシフトパスと、アウターリンクプレート用の別のシフトパスとを必要とする。チェーンが誤ったシフトパスにシフトされると、運転者は、大抵、ペダリングショックを受けることになる。
【０００７】
改良型スプロケットアセンブリの一例は、Nagano に付与された米国特許No. 4,889,521 に開示されている。Nagano 特許に開示されているスプロケットアセンブリは、小径スプロケットから大径スプロケットへのシフトに非常に良い操作性を示すが、大径スプロケットから小径スプロケットへのシフトについては開示されていない。また、シマノ社は、シマノ社のHyperGlide (HG) スプロケットプラスの基本設計と新しいランプ及び歯の構成と共に、アップシフトをコントロールするInteractive Glide (IG) スプロケットを発表している。
【０００８】
アップシフト及びダウンシフトのパスを採用するスプロケットの一例は、Sung社及びその他に付与された米国特許No. 6,045,472 に開示されている。Sung 社及びその他の特許には、隣接する２本のシフトパスを持つように設計されたスプロケットが示されている。Interactive Glide (IG) スプロケットもまた、奇数歯を有するスプロケットと、チェーンのアウターリンクプレートとの組み合せの問題によって、２本のアップシフトパスを備えている。この問題を解決するために、２本のシフトパスを隣接させて配置することで、スプロケットの歯に接触するチェーンのインナーリンク及びアウターリンクの組み合せにしたがって、アップシフトパスの片方がアップシフトに寄与するようになっている。
【０００９】
具体的には、Sung 社及びその他特許の図４に示されるように、チェーンのアウターリンクプレートが歯１３に噛み合うと、チェーンのインナーリンクプレートは４Ｂによって案内される。ただし、チェーンのアウターリンクプレートが歯１４に噛み合う場合、チェーンのインナーリンクプレートは４Ｃによって案内される。したがって、４Ｂと４Ｃの設計は異なっている。４Ｃの径方向部は４Ｂよりも高く、第２のアップシフト逃がし点から第２アップシフト噛み合い点まで、チェーンのたるみを取り込んでいる。その結果、第１アップシフトパスと、それに隣接する第２アップシフトパスとのシフト性能は異なってくる。一方のアップシフトパスが他方のアップシフトパスよりも優れ、性能の優れたアップシフトパスはペダリングショックを防ぐことが可能なほど滑らかである。しかし、他方のアップシフトパスはそれほど滑らかではなく、ペダリングショックの発生する場合がある。
【００１０】
大径スプロケットから小径スプロケットへとアップシフトされる際、チェーンは小径スプロケット又は大径スプロケットの歯頂部に載る可能性がある。そのような場合、大径スプロケットの歯と、小径スプロケットの歯との位置関係がシフトに適さなくなり、チェーンシフトが妨げられ、運転者は、大抵、ペダリングショックを受けることになる。
【００１１】
上記観点から、大径スプロケットから小径スプロケットへの滑らかで信頼性のあるチェーンシフト動作を確保する改良型スプロケットアセンブリが必要になっている。本発明では、本技術における上記の必要性ならびにその他の必要性を示し、本開示によって、当業者はそれを明確に理解することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、大径スプロケットから小径スプロケットへの滑らかで信頼のおけるチェーンシフト動作を確保するようスプロケットの歯を修正することにより、優れたアップシフトパスを与えるスプロケットを提供することにある。
運転者は、ディレーラによるアップシフト中にペダリングショックなしに滑らかなアップシフトを楽しむことができる。本改良型多段スプロケットアセンブリは、電動式自動シフト機構と併用される場合に特に有利である。
【００１３】
本発明の目的は、大径スプロケットから小径スプロケットへの滑らかなアップシフト動作を与える大径スプロケットを提供することにある。
本発明の別の目的は、激しい運転負荷が掛かっている場合でも、チェーンを比較的容易かつ確実に大径スプロケットから小径スプロケットへシフト可能な少なくとも１つの大径スプロケットと、少なくとも１つの小径スプロケットとを備えたスプロケットアセンブリを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、軸方向第１側と軸方向第２側とを有するスプロケット本体と、スプロケット本体の外周から径方向外側に延び、円周方向に間隔を隔てて設けられた複数の歯とを備えた自転車用多段スプロケットアセンブリ用スプロケットを提供することにより達成できる。
【００１５】
複数の歯は、第１アップシフト歯と、第１アップシフト歯に隣接する第２アップシフト歯と、第２アップシフト歯に隣接する第３アップシフト歯とを含む複数のアップシフト歯を含む。第１、第２及び第３アップシフト歯は、自転車用チェーンのアウターリンクプレートが第２アップシフト歯に噛み合う際のチェーンのアップシフトを防ぐように自転車用チェーンのアライメントを維持し、インナーリンクプレートが第１アップシフトパスに沿って第２アップシフト歯に噛み合う際に自転車用チェーンをシフトするよう寸法取りされている。
【００１６】
当業者にとって、本発明のその他の目的、特徴、様相、利点は、添付された図面と共に本発明の実施形態を開示するの以下の詳細な説明から明らかになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による多段スプロケットアセンブリ１２が装着された自転車用リアハブ１１を有する従来の自転車１０を示す。自転車１０は、前輪１５及び後輪１６が回転自在に連結された自転車フレーム１４を有している。フロントフォーク１７は、従来の方法で、フレーム１４と前輪１５との間に連結される。フロントフォーク１７に固く連結されているハンドルバー１８を回転させると、前輪１５も回転する。後輪１６は、フレーム１４の後部に回転自在に連結されている。フレーム１４は、調整自在に連結されたシート１９と、自転車１０を走行させるドライブトレイン２０とをさらに備えている。
【００１８】
ドライブトレイン２０は、本発明によるリア多段スプロケットアセンブリ１２と、１対のペダル２２と、前記ペダル２２と共に回転するフロント多段スプロケットアセンブリ２２と、リア多段スプロケットアセンブリ１２及びフロント多段スプロケットアセンブリ２２の間に延びるチェーン２３とを備えている。ドライブトレイン２０は、電動式自動シフトアセンブリによって作動される。電動式自動シフトアセンブリは、シフト制御装置２５と、配線接続箱又は接続装置２６と、モータ付きフロントディレーラ２７と、モータ付きリアディレーラ又はチェーンシフト装置２８とを備えている。
【００１９】
シフト制御装置２５は、プリント回路基板上に形成され、バッテリー装置によって給電されるマイクロコンピュータを含んでいる。シフト制御装置２５のマイクロコンピュータは、中央処理装置（ＣＰＵ）と、ランダムアクセスメモリ部品（ＲＡＭ）と、読み取り専用メモリ部品（ＲＯＭ）と、Ｉ／Ｏインタフェースとを備えている。シフト制御装置２５は、以下に詳細に説明するように、自動であることが望ましい。自転車業者にとってマイクロコンピュータの様々な部品については従来から周知であるので、シフト制御装置２５のマイクロコンピュータで使用される部品についてここでは説明しない。また、本発明を実施するためには、シフト制御装置２５が様々な電子部品、回路、機械部品を含んでもよい。
【００２０】
自転車業者にとって自転車１０の部品及びドライブトレイン２０については、従来から周知であるので、自転車１０のこれらの部品について、本発明に従って修正されたもの除き、ここでは詳細に説明しない。また、ここでは詳細に説明しないが、ブレーキ、追加スプロケットなど、様々な従来の自転車用部品も本発明と共に使用できる。
【００２１】
シフト制御装置２５は、図２に示すように、フロントディレーラ２７及びリアディレーラ２８を手動で操作するためのダウンシフト及びアップシフト用ボタン２５ａ，２５ｂを備えているのが望ましい。ボタン２５ａ及びボタン２５ｂの間には突起２５ｃが配置され、運転者の親指またはその他の指にボタン２５ａ，２５ｂに相対する基準点を提供している。シフト制御装置２５は、さらに、中央処理装置に情報を提供する検出／測定装置又は部品を少なくとも１つ備えている。検出／測定部品は、所定の動作コマンドを生成する。検出／測定部品は、所定の動作コマンドが中央処理装置（ＣＰＵ）に受け取られるよう、シフト制御装置２５の中央処理装置に操作自在に連結されている。
【００２２】
シフト制御装置２５は、接続装置２６を通じてフロントディレーラ２７またはリアディレーラ２８（あるいは両方）に自動シフト用の信号を送る。接続装置２６は、シフト制御装置２５からの信号を受信する単一のパワー入力と、フロントディレーラ２７又はリアディレーラ２８（あるいは両方）に信号を送信する１対のパワー出力とを備えるのが望ましい。パワー入力は、シフト制御装置２５を接続装置２６に連結している。パワー出力の一方は、フロントディレーラ２７を接続装置２６に連結し、パワー出力の他方は、リアディレーラ２８を接続装置２６に連結するのが望ましい。
【００２３】
シフト制御装置２５を操作可能な検出／測定部品の１種類は、速度検出装置である。シフト制御装置２５及び接続装置２６は、センサ２９及び磁石３０を含む速度検出装置に操作自在に連結される。センサ２９は、フロントフォーク１７上に取り付けられ、前輪１５のスポークの１本に取り付けられた磁石３０を検出する磁気操作可能なセンサであるのが望ましい。このように、速度情報が、バッテリー駆動の電子シフト制御装置２５に送られる。自転車速度センサ２９は、自転車１０のフロントフォーク１７に連結される。この自転車速度センサ２９は、前輪１５に取り付けられた磁石３０を検出することで自転車の速度信号を送出する。センサ２９は、前輪１５と共に回転する磁石３０を検出可能なフロント読み取りスイッチ又はその他の部品を備えている。センサ２９は、前輪１５が所定の角度又は回転数だけ回転するごとにパルスを発生する。センサ２９がパルス又は信号を発生すると、パルス信号送信回路は、直ちに、このパルス信号をシフト制御装置２５の中央処理装置に送り、チェーン２３がアップシフトされるかまたはダウンシフトされるかが決定される。このように、センサ２９及び磁石３０は、シフト制御装置の検出装置又は測定部品を形成している。すなわち、センサ２９は前輪１５の回転速度を測定する。
【００２４】
本発明によるマルチ・スプロケットアセンブリ１２は、モータ式リアディレーラ２８を操作する自動シフトアセンブリと併用される場合に、特に有用である。本発明に利用可能な自動シフトアセンブリの一例は、シマノ株式会社に付与された Kimura 社の 米国特許 No. 6,073,061 に開示されている。
このような装置では、自転車の速度が所定の上限速度を超えると、自動シフトアセンブリがリアディレーラ２８を作動させ、チェーン２３をアップシフト方向に移動させる。自転車の速度が所定の下限速度を下回ると、自動シフトアセンブリがリアディレーラ２８を作動させ、チェーン２３をダウンシフト方向に移動させる。自動シフトアセンブリが手動シフトに設定されると、運転者は、突然のペダリングショックを低減するような、リアディレーラ２８をシフトする最良のタイミングを予期することができる。ただし、自動シフトアセンブリが自動モードにある場合、運転者はシフトの発生を予期することはできない。したがって、突然のペダリングショックが非常に起こりやすいときに、運転者はリアディレーラ２８がシフトするのを防ぐことはできない。しかし、本発明による多段スプロケットアセンブリ１２を使用すると、自動シフトアセンブリが自動シフトモードにある場合でも、突然のペダリングショックは低減されるかまたは除去される。
【００２５】
自転車業者にとって、自転車の部品やドライブトレイン２０については、従来から周知であるので、本発明により修正される場合を除き、ここでは詳細に説明しない。また、ここでは詳細に説明しないブレーキ、追加スプロケットなどの様々な自転車用部品も本発明と共に使用可能である。
ここで使用するように、以下で用いる「前方、後方、上方、上、下方、垂直、水平、下、横」などの方向を示す語並びに他の同様の方向を表す語は、自転車の通常の乗車位置に対してスプロケットアセンブリ１２の設置されている方向を表す。したがって、スプロケットアセンブリ１２を説明するこれらの語は、自転車１０の通常の乗車位置を基準に解釈されなければならない。
【００２６】
[第１実施形態]
ここで図３及び図４を参照して、本発明の第１実施形態によるスプロケットアセンブリ１２について説明する。第１実施形態によるスプロケットアセンブリ１２は、所定の間隔を隔てて互いに配置されたスプロケットＳ１〜Ｓ７を備えた７段階スプロケットアセンブリである。スプロケットＳ１〜Ｓ７は、リアハブのフリーホイール１１（表示しない）に、スプロケットＳ１〜Ｓ７が中央ハブ軸Ｏを中心に一体に回転するよう、従来の方法で固く装着されている。図４に示すように、スプロケットＳ１〜Ｓ７は時計回りの方向Ｒに一体に回転する。
【００２７】
本発明によるスプロケットアセンブリは、本実施形態よりも多数又は少数のスプロケットを備えてもよい。すなわち、本発明は、ディレーラ又は同様の部品を使用する自転車用の大径スプロケットと小径スプロケットを各々少なくとも１枚有する多段スプロケットアセンブリであってもよい。
多段スプロケットアセンブリ１２は、図５に示すような従来型自転車チェーンである駆動チェーン２３と噛み合うよう設けられている。駆動チェーン２３は、間接ピン及びローラが互いに回動自在に連結された複数のインナーリンクプレート２３ａ及び複数のアウターリンクプレート２３ｂを備えた連続的なループである。チェーンシフトの過程で、チェーン２３は、リアディレーラ２８によってスプロケットＳ１〜Ｓ７の回転軸方向に移動されて、１つのスプロケットから隣接するスプロケットへとシフトされる。大径スプロケットの歯を修正することにより、チェーン２３は滑らかなダウンシフト又はアップシフトの動作を行えるようになる。
【００２８】
図３に、アップシフト及びダウンシフトの方向を示すようスプロケットアセンブリ１２を図示する。具体的に、アップシフトはチェーン２３が大径スプロケットから次の小径スプロケットへと移動されるときに発生し、ダウンシフトはチェーン２３が小径スプロケットから次の大径スプロケットへと移動されるときに発生する。
【００２９】
スプロケットアセンブリ１２が図４に示す時計回りの方向Ｒに回転されると、インナーリンクプレート２３ａ及びアウターリンクプレート２３ｂは、スプロケットの歯の１個と噛み合う。スプロケットが偶数個の歯を持つ場合、インナーリンクプレート２３ａ及びアウターリンクプレート２３ｂは常に同じ歯と噛み合う。スプロケットが奇数個の歯を持つ場合、インナーリンクプレート２３ａ及びアウターリンクプレート２３ｂはスプロケットアセンブリ１２が回転するたびに交互に異なる歯と噛み合わされる。すなわち、スプロケットＳ３，Ｓ４，Ｓ５（すべて奇数個の歯を有する）の歯は、インナーリンクプレート２３ａ及びアウターリンクプレート２３ｂの両方と交互に噛み合うこととなる。特に、スプロケットＳ３，Ｓ４，Ｓ５の歯は、以下に説明するように、インナーリンクプレート２３ａの１つがスプロケットの選択された歯と噛み合う場合にのみアップシフト動作が起こるよう設計されている。
【００３０】
本発明の第１実施形態による多段スプロケットアセンブリ１２は、スプロケットＳ１〜Ｓ７について、順に、１１歯、１３歯、１５歯、１７歯、２１歯、２７歯、３３歯の歯構成を備えている。スプロケットＳ１〜Ｓ７は、その他の歯構成を有してもよい。本発明は、歯の合計数が奇数であるスプロケットについて最適化されている。以下に説明するように、本発明によるスプロケットは、歯の合計数が偶数に構成されてもよい。スプロケットＳ１〜Ｓ７は、金属材料のような適切な剛性材料で構成されるのが望ましい。
【００３１】
スプロケットＳ１〜Ｓ７の軸幅及び、チェーン２３のインナーリンクプレート２３ａ間の横間隔は、以下に説明するように、チェーン２３のアップシフトを制御するよう寸法取りされている。例えば、チェーン２３のインナーリンクプレート２３ａ間の横間隔は約２．５ｍｍ であり、７段階スプロケットアセンブリ１２によるスプロケットＳ１〜Ｓ７の軸幅は約２．３ｍｍ であるのが望ましい。８段階スプロケットアセンブリ（第２実施形態のスプロケットアセンブリ１２’）の場合、以下に詳細に説明するように、軸幅は約２．１ｍｍ であるのが望ましい。
【００３２】
本発明の第１実施形態による自転車用スプロケットアセンブリ１２を説明する際、簡略化のため、ここではスプロケットＳ３，Ｓ４，Ｓ５についてのみ詳細に説明する。スプロケットＳ３，Ｓ４，Ｓ５について説明する本発明の原理は、スプロケットアセンブリ１２のその他のスプロケット（すなわちＳ１，Ｓ２，Ｓ６，Ｓ７）にも適用してもよい。
【００３３】
ここで図６及び図７を参照すると、スプロケットＳ３は、スプロケット本体４０と、プロケット本体４０の外周から径方向外側に延びる円周方向に間隔を隔てて設けられた複数（１５本）の歯Ａ３〜Ｋ３とを備えている。スプロケット本体４０は、次の小径スプロケットＳ２に面する、軸方向第１側または小径スプロケット側４０ａと、次の大径スプロケットＳ４に面する、軸方向第２側または大径スプロケット側４０ｂとを有している。スプロケットＳ３の中心部は、従来の方法でリアハブのフリーホイール１１（表示しない）に装着されたスプライン孔４０ｃを備えている。簡略化のため、スプロケットＳ３の歯は、スプロケットS３の回転方向Ｒに対し、反時計回りの方向にアルファベット順にラベル付けされ、特に、ほぼ同一の歯は、同じ参照文字を有している。スプロケットＳ３の歯とほぼ同一のスプロケットＳ３，Ｓ５の歯に、同様の命名法を用いている。
【００３４】
以下に説明するように、スプロケットＳ３の特定の歯は、チェーン２３が隣接するスプロケットＳ２及びＳ４に滑らかにアップシフト又はダウンシフトされるようトリミングされている。Ａ３からＥ３までの一連の歯は共に機能してチェーン２３のアップシフトを制御し、第１アップシフトパスを形成するアップシフト歯である。Ｆ３からＩ３までの一連の歯は、共に働いてチェーン２３のダウンシフトを制御し、第１ダウンシフトパスを形成する、ダウンシフト歯である。スプロケットＳ３は、１本のアップシフトパスと１本のダウンシフトパスとを持つよう図示されているが、スプロケットＳ３が２本のアップシフトパスと、２本のダウンシフトパスを持つものであってもよい。
【００３５】
チェーン２３がスプロケットＳ３などの第１スプロケットからスプロケットＳ２またはＳ４などの次の小径又は大径スプロケットにシフトされる際の、第１スプロケットと噛み合う最後のローラの中心点は逃し点と呼ばれ、受取り側のスプロケットと噛み合う最初のローラの中心点は係合点と呼ばれる。逃し点と係合点との間のチェーンリンクは、チェーンシフト過程でアップシフトパスまたはダウンシフトパスを形成する。
【００３６】
ここで図１９及び図２０を参照しながら、チェーン２３のシフト動作について詳細に説明する。アップシフト操作中、チェーンは大径スプロケットＳ５から小径スプロケットＳ４へとシフトされる。このアップシフト過程において、大径スプロケットＳ５は元のスプロケットと見なされ、小径スプロケットＳ４は受取り側スプロケットと見なされる。大径スプロケットＳ５はアップシフトの逃し点Ｐ１を有し、小径スプロケットＳ４はアップシフトの係合点Ｐ２を有している。ダウンシフト過程において、小径スプロケットＳ４は元のスプロケットと見なされるので、大径スプロケットＳ５は受取り側スプロケットと見なされる。小径スプロケットＳ４はダウンシフトの逃し点Ｐ３を有し、大径スプロケットＳ５はダウンシフトの係合点Ｐ４を有している。
【００３７】
逃し点と係合点とがスプロケットアセンブリ１２の中心点に対して成す角度は、大径スプロケットＳ５及び小径スプロケットＳ４間の位相角度として定義される。ダウンシフト動作による位相角はダウンシフト位相角と呼ばれ、アップシフト動作による位相角はアップシフト位相角と呼ばれている。
ダウンシフト歯Ｆ３〜Ｉ３は、比較的従来どおりであり、ほぼ Nagano に付与された米国特許 No. 4,889,521 に従って構成されている。したがって、ダウンシフト歯Ｆ３〜Ｉ３の構成及び機能について、ここでは詳細に説明しない。同様に、残りの歯Ｊ３〜Ｋ３の構成及び機能は本発明において重要ではない。したがって、残りの歯Ｊ３〜Ｋ３の構成及び機能について、ここでは詳細に説明しない。むしろ以下では、アップシフト歯Ａ３〜Ｅ３の構成及び機能について重点的に説明している。
【００３８】
アップシフト歯Ａ３〜Ｅ３は、チェーン２３が隣接するスプロケットＳ２に滑らかにアップシフトされるようトリミングされている。具体的に、歯Ａ３は第１アップシフト歯であり、歯Ｂ３は第１アップシフト歯Ａ３に隣接する第２アップシフト歯であり、歯Ｃ３は第２アップシフト歯Ｂ３に隣接する第３アップシフト歯であり、歯Ｄ３は第３アップシフト歯Ｃ３に隣接する第４アップシフト歯であり、歯Ｅ３は第４アップシフト歯Ｄ３に隣接する第５アップシフト歯である。
【００３９】
第１、第２及び第３アップシフト歯Ａ３，Ｂ３，Ｃ３は、さらに、自転車用チェーン２３の１対のアウターリンクプレート２３ｂが第２アップシフト歯Ｂ３と噛み合う際に、チェーン２３のアップシフトを妨げるよう寸法取りされている。特に、Ａ３及びＣ３は、自転車用チェーン２３の１対のアウターリンクプレート２３ｂが第２アップシフト歯Ｂ３と噛み合う際のチェーン２３のアップシフトを妨げるよう、自転車用チェーン２３とスプロケット本体４０とのアライメントを維持して寸法取りされている。ただし、第１、第２及び第３アップシフト歯Ａ３，Ｂ３，Ｃ３は、さらに、１対のインナーリンクプレート２３ａが第２アップシフト歯Ｂ３と噛み合う際に、自転車用チェーン２３のアップシフトを許可するよう寸法取りされている。すなわち、スプロケットＳ３は奇数個の歯を持つので、スプロケットアセンブリ１２が１回転するごとに、インナーリンクプレート２３ａ及びアウターリンクプレート２３ｂは交互に異なる歯と噛み合う。したがって、Ｓ３の歯は、インナーリンクプレート２３ａ及びアウターリンクプレート２３ｂと交互に噛み合い、１対のインナーリンクプレート２３ａが第２アップシフト歯Ｂ３と噛み合う場合にのみアップシフトが可能となる。
【００４０】
図７に示すように、第１アップシフト歯Ａ３は、１対の平らな側面（アップシフト面）４１ａ，４１ｂで規定されるベース部と、角度付き表面４２ａ，４２ｂで規定される先端部とを備えているのが望ましい。角度付きまたはテーパ付き表面４２ａ，４２ｂは、中央に位置する円周先端面４３にまで延びている。歯先は、２つの角度付き表面４２ａ，４２ｂと、円周先端面４３とによって形成される。
【００４１】
平らな側面４１ａ，４１ｂは、スプロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行に位置している。第１アップシフト歯Ａ３の平らな側面４１ａ，４１ｂは、順に小径スプロケット側４０ａと、大径スプロケット側４０ｂとにほぼ水平に沿うのが望ましい。第１アップシフト歯Ａ３の平らな側面４１ａ，４１ｂは、第１アップシフト歯Ａ３のチェーン整列部を形成している。すなわち、１対のインナーリンクプレート２３ａが第１アップシフト歯Ａ３上に配置されると、平らな側面４１ａ、４１ｂはインナーリンクプレート２３ａと噛み合い、スプロケット本体４０に対してチェーン２３が横及び軸方向に動くのを妨げる。
【００４２】
第１アップシフト歯Ａ３の歯先は、一般又は通常の歯先として描かれている。すなわち、先端面４３は、スプロケット側面４０ａ及び４０ｂの中間部の中心に配置され、スプロケット側面４０ａ，４０ｂに平行に延びている。平らな側面４１ａ又は４１ｂ（あるいは両方）をトリミングして、Nagano に付与された米国特許No. 4,889,521 の図８に示されるような面取り表面を形成することも可能である。また、本発明の第２実施形態に示すように、先端面４３をスプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａまでオフセットさせることも可能である。
【００４３】
ここで、図９を参照すると、第２アップシフト歯Ｂ３は、１対のインナーリンクプレート２３ａと噛み合うと、スプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａにチェーンがシフトする余地を与えるように構成されている。第２アップシフト歯Ｂ３は、１対の平らな側面４５ａ，４５ｂで規定されるベース部と、角度付き表面４６ａ，４６ｂで規定される先端部とを備えているのが望ましい。角度付きまたはテーパ付き表面４６ａ，４６ｂは、中央に位置する円周先端面４７にまで延びている。チェーン２３の歯Ｂ３への着脱が容易に行えるように、２つの角度付き表面４６ａ，４６ｂをトリミングして面取り表面を形成することもできる。
【００４４】
歯先は、２つの角度付き表面４６ａ，４６ｂと円周先端面４７とによって形成される。本実施形態による先端面４７は、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行に延びている。先端面は、さらに、図９（ｂ）に示すように、スプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａにオフセットされている。
【００４５】
平らな側面４５ａ，４５ｂは、スプロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行に位置している。平らな側面４５ａは、小径スプロケット側４０ａとほぼ水平に沿っているのが望ましい。一方、平らな側面４５ｂは、小径スプロケット側４０ｂから引っ込んだ位置に配置され、アップシフト寄りかかり凹部４８を形成している。
【００４６】
アップシフト寄りかかり凹部４８は、インナーリンクプレート２３ａの１つを収容する大きさを有している。すなわち、図２３に示すように、アップシフト寄りかかり凹部４８により、チェーン２３のインナーリンクプレート２３ａはスプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａにシフトする。したがって、アップシフト寄りかかり凹部４８により、チェーン２３はスプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａに対し横方向または軸方向にシフトされ、アップシフトが可能になる。アップシフト寄りかかり凹部４８は、第３アップシフト歯Ｃ３に接近するにつれ凹部が深くなるよう円周方向に傾斜しているのが望ましい。第２アップシフト歯Ｂ３の歯底径は、スプロケット本体４０の外周によって決定され、アップシフト寄りかかり凹部４８は、主に、歯底径から径方向外側に配置される。アップシフト寄りかかり凹部４８の一部は、第２アップシフト歯Ｂ３の歯底径の内側にもかかり、インナーリンクプレート逃がし凹部４９を形成している。インナーリンクプレート逃がし凹部４９の曲率は、この領域と接触するインナーリンクプレート２３ａ部分の曲率にほぼ一致している。
【００４７】
ここで、図１０を参照すると、第３アップシフト歯Ｃ３は、１対の平らな側面５１ａ，５１ｂで規定されるベース部と、角度付き表面５２ａ，５２ｂで規定される先端部と、径方向に延びた平面５２ｃとを備えているのが望ましい。角度付き表面５２ａ，５２ｂ及び径方向延長面５２ｃは、互いに、円周方向に延びた先端面５３を形成している。刃先は、これらの表面５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５３によって形成されている。
【００４８】
平らな側面５１ａ，５１ｂは、スプロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行に位置している。２つの平らな側面５１ａ，５１ｂは、順に小径スプロケット側４０ａと、大径スプロケット側４０ｂとにほぼ水平に沿っているのが望ましい。第３アップシフト歯Ｃ３の平らな側面５１ａ，５１ｂは、第３アップシフト歯Ｃ３のチェーン整列部を形成している。すなわち、１対のインナーリンクプレート２３ａが第３アップシフト歯Ｃ３上に配置されると、平らな側面５１ａ，５１ｂはインナーリンクプレート２３ａと噛み合い、スプロケット本体４０に対してチェーン２３が横及び軸方向に動くのを妨げている。第１アップシフト歯Ａ３と第３アップシフト歯Ｃ３とは、第２アップシフト歯Ｂ３のみで隔たれているので、第１アップシフト歯Ａ３及び第３アップシフト歯Ｃ３の両歯は、チェーン２３のインナーリンクプレート２３ａ又はアウターリンクプレート２３ｂのいずれか一方と噛み合うことになる。チェーン２３のインナーリンクプレート２３ａが第１及び第３アップシフト歯Ａ３，Ｃ３に噛み合うと、チェーン２３は第２アップシフト歯Ｂ３のアップシフト寄りかかり凹部４８へと横方向にシフトされることはできない。
【００４９】
角度付き表面５２ａ，５２ｂと、径方向延長面５２ｃとは、インナーリンクプレート２３ａが第３アップシフト歯Ｃ３と噛み合う際に、インナーリンクプレート２３ａを大径スプロケット側４０ｂに案内するノッチトップを形成している。これによって、インナーリンクプレート２３ａが第３アップシフト歯Ｃ３と噛み合う際に、チェーン２３がアップシフトされないことをさらに保証している。
【００５０】
歯先面５３は、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行に延びている。さらに、図１０（ｂ）に示すように、歯先面５３はスプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａにオフセットされている。
図１０（ｃ）に示すように、第３アップシフト歯Ｃ３と第４アップシフト歯Ｄ３との間にピッチが形成されている。このピッチは、第２アップシフト歯Ｂ３と第３アップシフト歯Ｃ３との間のピッチよりも大きいものである。すなわち、第３アップシフト歯Ｃ３の後方エッジは、第３アップシフト歯Ｃ３の幅Ｗ１がその他のアップシフト歯の幅Ｗ２よりも小さいようにトリミングされている。
【００５１】
ここで、図１１を参照すると、第４アップシフト歯Ｄ３は、インナーリンクプレート逃し部を備え、アップシフト中にチェーン２３がスプロケットＳ３とＳ２との間をスライドする余地を与えている。第４アップシフト歯Ｄ３は、特に、スプロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行に位置している、１対の平らな側面５５ａ，５５ｂで規定されるベース部を備えている。第４アップシフト歯Ｄ３の小径スプロケット側４０ａは、スプロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行な凹部付き表面５８をさらに備えている。
【００５２】
平らな側面５５ａは、インナーリンクプレートの案内面を形成している。インナーリンクプレート案内面５５ａは、スプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａから凹部切りされている。第４アップシフト歯Ｄ３の大径スプロケット側４０ｂは、スプロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行な、平らな側面５５ｂを備えている。平らな側面５５ｂもまた、大径スプロケット側４０ｂとほぼ水平に沿っているのが望ましい。
【００５３】
面取り表面５６ａ，５６ｂは、インナーリンクプレート案内面５５ａ及び平らな側面５５ｂから円周状の先端面５７まで、外向きにテーパされている。先端面５７は、第１アップシフト歯Ａ３の先端面４３よりも薄くなっている。先端面５７は、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行に延びている。さらに、図１１（ｂ）に示すように、先端面５７はスプロケット本体４０のス大径スプロケット側４０ｂにオフセットされている。
【００５４】
面取り表面５６ａは、インナーリンクプレート２３ａが第４アップシフト歯Ｄ３と噛み合う際に、チェーンを小径スプロケット側４０ａに向かわせるインナーリンクプレートの上部案内面を形成している。
インナーリンクプレート案内面５５ａの内側エッジは曲面５９を備え、曲面５９は、アップシフト中にチェーン２３がスプロケットＳ３及びＳ２の間をスライドする余地を与えるインナーリンクプレート逃し部を形成している。曲面５９の曲率は、この領域と接触するインナーリンクプレート２３ａ部分の曲率にほぼ一致している。
【００５５】
ここで、図１２（ａ）、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）を参照すると、第５アップシフト歯Ｅ３は、１対の平らな側面６１ａ，６１ｂで規定されるベース部と、平らな側面６１ｂから延び、円周方向に延びた先端面６３を形成している、角度付き表面６２ｂとを備えているのが望ましい。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、チェーン２３が歯Ｅ３へ容易に脱着されるように、角度付き表面６２ｂをトリミングして面取り表面を形成することもできる。先端面６３は、スプロケットＳ３の大径スプロケット側４０ｂに隣接して配置される。歯Ｅ３の先端面６３は、スプロケット本体４０の第１及び軸方向第２側４０ａ，４０ｂに平行に延び、スプロケットＳ３の大径スプロケット側４０ｂオフセットされている。
【００５６】
平らな側面６１ａ，６１ｂは、スプロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行に位置している。平らな側面６１ｂは、さらに、大径スプロケット側４０ｂにほぼ水平に沿っているのが望ましい。一方、平らな側面６１ａは、小径スプロケット側４０ａから引っ込んだ位置に配置されている。したがって、歯Ｅ３の小径スプロケット側４０ａ上の側面６１ａは、第４アップシフト歯Ｄ３のリセス（逃げ凹部）付き表面５８と同じ高さに配置され、アウターリンクプレート逃し部または第２アップシフト凹部を形成している。
【００５７】
Ｆ３からＩ３までの５本の一連の歯は、共に働いてチェーン２３のダウンシフトを制御し、第１ダウンシフトパスを形成する、ダウンシフト歯である。ダウンシフト歯Ｆ３〜Ｉ３は、回転方向Ｒについて、アップシフト歯Ａ３〜Ｅ３の直後に配列されている。
図６及び図７を再び参照すると、ダウンシフト歯Ｆ３は、小径スプロケット側４０ａに形成された第１ダウンシフト案内凹部７１を備えている。ダウンシフト歯Ｇ３は、小径スプロケット側４０ａに形成された第２ダウンシフト案内凹部７２を備えている。本実施形態において、スプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａを基準に、第２ダウンシフト案内凹部７２は第１ダウンシフト案内凹部７１よりも深くなっている。
【００５８】
ダウンシフト歯Ｈ３は、チェーン２３を掴む又はチェーン２３と完全に噛み合う最初のダウンシフト歯に設計され、第１ダウンシフト歯とみなされる。ダウンシフト歯Ｈ３の小径スプロケット側４０ａは、平面８０ａと逃げ凹部８１ａとを備えたベース部を有している。平らな側面８０ａは、スプロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ，４０ｂとほぼ平行に位置している。平らな側面８０ａは、小径スプロケット側４０ａにほぼ水平に沿っているのが望ましい。逃げ凹部８１ａは、ダウンシフト歯Ｉ３に最も近いエッジ上で凹部が深くなるように傾斜するのが望ましい。ダウンシフト歯Ｈ３は、スプロケット本体４０の大径スプロケット側４０ｂに形成された第１ダウンシフト寄りかかり凹部８１ｂを備えるのが望ましい。第１ダウンシフト寄りかかり凹部８１ｂは、ダウンシフト歯Ｇ３に最も近いエッジ上で深くなるように傾斜するのが望ましい。
【００５９】
各ダウンシフト歯Ｉ３は、スプロケット本体４０の外周から径方向外側に延びる平面８４ａを備えたベース部を有するのが望ましい。平面８４ａは、スプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａに対して傾斜している。平らな側面８４ａは、ダウンシフト歯Ｈ３に最も近いエッジ上で深くなるように傾斜するのが望ましい。
【００６０】
各歯Ｊ３は、スプロケット本体４０の小径スプロケット側４０ａに凹部８５ａを備えるのが望ましい。これらの凹部８５ａは、チェーン２３のダウンシフト中にインナーリンクプレート２３ａとの干渉を防ぐよう設計されている。すなわち、小径スプロケットＳ２から大径スプロケットＳ３へのダウンシフト中、チェーン２３は横方向に曲折するようねじられる。チェーン２３のこのねじれにより、チェーン２３のアウターリンクプレートは、最初にダウンシフト歯Ｈ３に噛み合わされ、続いて、ダウンシフト歯Ｉ３に噛み合わされる。このように、チェーン２３は、さらに、スプロケット本体４０の大径スプロケット側４０ｂの方向に横にねじられ、最終的にスプロケット本体４０に沿う。チェーン２３の第２のカーブは、インナーリンクプレート２３ａの１つが歯Ｊ３の凹部８５ａに嵌るようスプロケット本体４０の大径スプロケット側４０ｂにオフセットされている。
【００６１】
歯Ｋ３は、チェーン２３を駆動する標準歯であリ、本発明によるダウンシフト中又はアップシフト中に特別な機能を示すものではない。したがって、歯Ｋ３について、ここでは詳細に説明しない。
ここで、図１３から図１６を参照すると、スプロケットＳ４は１７本の歯を備え、前述の１５歯スプロケットＳ３と類似する形状の歯を有している。１７歯スプロケットＳ４と、前述の１５歯スプロケットＳ３との主な相違点は、１７歯スプロケットＳ４が２個の余分の標準歯Ｋ３を有することである。１７歯スプロケットＳ４と１５歯スプロケットＳ３との類似点を考慮して、１５歯スプロケットＳ３の歯と同じ機能を有する１７歯スプロケットＳ４の歯に、異なる下付き番号と共に同一の参照文字を与えている。したがって、１７歯スプロケットＳ４の歯について、ここでは詳細に説明しない。
【００６２】
スプロケットＳ４は、スプロケット本体４０と、プロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、円周方向に間隔を隔てて設けられた複数（１７本）の歯Ａ４〜Ｋ４とを備えている。スプロケットＳ４のスプロケット本体４０は、次の小径スプロケットＳ３に面する軸方向第１側又は小径スプロケット側４０ａと、次の大径スプロケットＳ５に面する軸方向第２側又は大径スプロケット側４０ｂとを有している。スプロケットＳ４の中心部は、従来の方法でリアハブのフリーホイール（表示しない）に設置されている、スプライン孔４０ｃを備えている。
【００６３】
スプロケットＳ４の特定の歯は、チェーン２３が隣接するスプロケットＳ２及びＳ４に滑らかにアップシフト又はダウンシフトされるように、前述したスプロケットＳ３の場合とほぼ同じ方法で、トリミングされている。Ａ４からＥ４までの一連の歯は、共に働いてチェーン２３のアップシフトを制御し、第１アップシフトパスを形成する、アップシフト歯である。Ｆ４からＩ４までの一連の歯は、共に働いてチェーン２３のダウンシフトを制御し、第１ダウンシフトパスを形成する、ダウンシフト歯である。スプロケットＳ４は、１本のアップシフトパスと、１本のダウンシフトパスを持つように図示されているが、スプロケットＳ４が２本のアップシフトパスと、２本のダウンシフトパスを持つことも可能なことは、この開示から当業者には明らかである。
【００６４】
ここで、図１７から図１８を参照すると、スプロケットＳ５は２１本の歯を備え、前述の１５歯スプロケットＳ３と類似する形状の歯を有している。１７歯スプロケットＳ４と、前述の１５歯スプロケットＳ３との主な相違点は、２１歯スプロケットＳ５が１本のアップシフトパスと、２本のダウンシフトパスとを有することである。
【００６５】
２１歯スプロケットＳ５と１５歯スプロケットＳ３との類似点を考慮して、１５歯スプロケットＳ３の歯と同じ機能を有する２１歯スプロケットＳ５の歯に、異なる下付き番号と共に同一の参照文字を与えている。したがって、２１歯スプロケットＳ５の歯について、ここでは詳細を説明または図示していない。
スプロケットＳ５は、基本的に、スプロケット本体４０と、プロケット本体４０の外周から径方向外側に延び、円周方向に間隔を隔てて設けられた複数（２１本）の歯Ａ５〜Ｋ５とを備えている。スプロケットＳ５のスプロケット本体４０は、次の小径スプロケットＳ４に面する軸方向第１側又は小径スプロケット側４０ａと、次の大径スプロケットＳ６に面する軸方向第２側又は大径スプロケット側４０ｂとを有している。スプロケットＳ５の中心部は、従来の方法でリアハブのフリーホイール（表示しない）に設置されている、スプライン孔４０ｃを備えている。
【００６６】
スプロケットＳ５の特定の歯は、チェーン２３が隣接するスプロケットＳ４及びＳ６に滑らかにアップシフト又はダウンシフトされるよう、前述したスプロケットＳ３の場合とほぼ同じ方法で、トリミングされている。Ａ５からＥ５までの一連の歯は、共に働いてチェーン２３のアップシフトを制御し、第１アップシフトパスを形成する、アップシフト歯である。スプロケットＳ５のアップシフト歯Ｂ５〜Ｅ５は、前述したスプロケットＳ３の歯Ｂ３〜Ｅ３とほぼ同じである。スプロケットＳ５のアップシフト歯Ａ５は、前述のスプロケットＳ３のアップシフト歯Ａ３とは異なっている。スプロケットＳ５のアップシフト歯Ａ５は、寧ろ、凹部を小径スプロケット側４０ａに備えている。すなわち、スプロケットＳ５のアップシフト歯Ａ５は、前述のスプロケットＳ３の歯Ｊ３に類似している。Ｆ５からＩ５までの一連の歯は、共に働いてチェーン２３のダウンシフトを制御し、２本のダウンシフトパスを形成するダウンシフト歯である。スプロケットＳ５の歯Ｆ５〜Ｉ５は、前述したスプロケットＳ３の歯Ｆ３〜Ｉ３とほぼ同じである。
【００６７】
[第２実施形態]
ここで図２４及び図４０を参照して、本発明の第２実施形態によるスプロケットアセンブリ１２’について説明する。第２実施形態によるスプロケットアセンブリ１２’は、所定の間隔で等間隔に配置されたスプロケットＳ１’〜Ｓ８’を備えた８段階スプロケットアセンブリである。
【００６８】
本発明の第２実施形態による多段スプロケットアセンブリ１２’は、スプロケットＳ１’〜Ｓ８’について、順に、１１歯、１３歯、１５歯、１７歯、２１歯、２５歯、２９歯、３３歯の歯構成を備えている。スプロケットＳ１’〜Ｓ８’がその他の歯構成を有してもよい。本発明は、歯の合計数が奇数であるスプロケットについて最適化されている。以下に説明するように、本発明によるスプロケットは、歯の合計本数が偶数に構成されることもできることは、この開示から当業者には明らかである。
【００６９】
第２実施形態によるスプロケットアセンブリ１２’には、第１実施形態によるスプロケットアセンブリ１２の特徴の多くが使用されている。したがって、スプロケットアセンブリ１２とは異なるスプロケットアセンブリ１２’の特徴についてのみ、ここでは詳細に説明する。本実施形態によるスプロケットと第１実施形態によるスプロケットとの類似点を考慮して、第１実施形態の歯と同じ機能を有する本実施形態の歯に、シングルプライム符号（’）と共に同一の参照文字を与えている。したがって、これらの類似歯と、その動作に関する説明は、本実施形態から省略する。
【００７０】
スプロケットＳ３’とスプロケットＳ３との主な相違点は、スプロケットＳ３’のアップシフトパスとダウンシフトパスが重複することである。したがって、本実施形態によるダウンシフト歯は、回転方向に対して、アップシフト歯の前方に配置されている。すなわち、第１アップシフト歯Ａ３と、第２ダウンシフト歯Ｉ３とは、第１統合歯（アップ・ダウンシフト）ＡＩ３’に形成され、第２アップシフト歯Ｂ３と、第３ダウンシフト歯Ｉ３とは、第２統合歯（アップ・ダウンシフト）ＢＩ３’に形成されている。ただし、第２統合歯ＢＩ３’は、第２アップシフト歯Ｂ３と基本的に同一である。また、アップシフト歯Ｃ３’〜Ｅ３’もスプロケットＳ３’で修正されている。したがって、歯ＡＩ３’，Ｃ３’，Ｄ３’についてのみ、ここでは詳細に説明する。
【００７１】
ここで、図２７を参照すると、第１統合歯ＡＩ３’は、１対の平らな側面（アップシフト面）４１ａ’，４１ｂ’で規定されるベース部と、角度付き表面４２ａ’，４２ｂ’で規定される先端部とを備えているのが望ましい。角度付きまたはテーパ付き表面４２ａ’，４２ｂ’は、円周方向に延びる先端面４３’を形成している。また、先端面４３’は、スプロケット本体４０’の小径スプロケット側４０ａ’にオフセットされている。
【００７２】
平らな側面４１ａ’，４１ｂ’は、スプロケット本体４０’の外周から径方向外側に延びている。平らな側面４１ａ’は、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’とほぼ平行に位置している。平らな側面４１ｂ’は、スプロケット本体４０のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’に対し、角度または傾斜を有している。平らな側面４１ａ’は、小径スプロケット側４０ａ’とほぼ水平に沿っているのが望ましい。一方、平らな側面４１ｂ’は、スプロケット本体４０’の大径スプロケット側４０ｂ’にほぼ沿った後縁４４’を有している。この後縁４４’は、スプロケット本体４０’の大径スプロケット側４０ｂ’からほぼ径方向に延びている。すなわち、平らな側面４１ｂ’は、スプロケット本体４０’の大径スプロケット側４０ｂ’に対し、角度又は傾斜を有して凹部を形成している。平らな側面４１ｂ’によって形成された凹部は、後縁４４’で大径スプロケット側４０ｂ’と平になっている。後縁４４’は、第２統合歯ＢＩ３’に隣接し、ダウンシフト歯Ｈ３’に隣接するリードエッジ上で深くっている。
【００７３】
第１統合歯ＡＩ３’の平らな側面４１ａ’と後縁４４’とは、第１統合歯ＡＩ３’のチェーン整列部を形成している。すなわち、１対のインナーリンクプレート２３ａが第１統合歯ＡＩ３’上に配列されると、平らな側面４１ａ’及び後縁４４’はインナーリンクプレート２３ａと噛み合い、スプロケット本体４０’を基準とするチェーン２３の横方向または軸方向の運動を妨げている。
【００７４】
ここで、図２８を参照すると、第２統合歯ＢＩ３’は、１対のインナーリンクプレート２３ａが噛み合うと、スプロケット本体４０’の小径スプロケット側４０ａ’にチェーンがシフトする余地を与えるように構成されている。第２統合歯ＢＩ３’は、１対の平らな側面４５ａ’，４５ｂ’で規定されるベース部と、角度付き表面４６ａ’，４６ｂ’で規定される先端部とを備えているのが望ましい。角度付きまたはテーパ付き表面４６ａ’，４６ｂ’は、円周方向に延びる先端面４７’にまで延びている。チェーン２３の統合歯ＢＩ３’への脱着が簡単に実行できるように、２つの傾斜面４６ａ’，４６ｂ’をトリミングして面取り表面を形成することもできる。
【００７５】
歯先は、２つの傾斜面４６ａ’，４６ｂ’と、円周先端面４７’とによって形成される。本実施形態による先端面４７’は、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’とほぼ平行に延びている。先端面４７’は、さらに、図２８（ｂ）に示すように、スプロケット本体４０’の小径スプロケット側４０ａ’にオフセットされている。
【００７６】
平らな側面４５ａ’，４５ｂ’は、スプロケット本体４０’の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’とほぼ平行に位置している。平らな側面４５ａ’は、小径スプロケット側４０ａ’とほぼ水平に沿っているのが望ましい。一方、平らな側面４５ｂ’は、小径スプロケット側４０ｂ’から引っ込んだ位置に配置され、アップシフト寄りかかり凹部４８’を形成している。
【００７７】
アップシフト寄りかかり凹部４８’は、インナーリンクプレート２３ａの１つを収容する大きさを有している。すなわち、図４０に示すように、アップシフト寄りかかり凹部４８’により、チェーン２３のインナーリンクプレート２３ａはスプロケット本体４０’の小径スプロケット側４０ａ’にシフトする。したがって、アップシフト寄りかかり凹部４８’により、チェーン２３はスプロケット本体４０’の小径スプロケット側４０ａ’を基準に横方向または軸方向にシフトされ、アップシフトが可能になる。アップシフト寄りかかり凹部４８’は、第３アップシフト歯Ｃ３’に接近するにつれ凹部が深くなるよう、円周状に曲折するのが望ましい。第２統合歯ＢＩ３’の歯底径は、スプロケット本体４０’の外周によって決定され、アップシフト寄りかかり凹部４８’は、主に、歯底径から径方向外側に配置される。アップシフト寄りかかり凹部４８’の一部は、第２統合歯ＢＩ３’の歯底径の内側にもかかり、インナーリンクプレート逃がし凹部４９’を形成している。インナーリンクプレート逃がし凹部４９’の曲率は、この領域と接触するインナーリンクプレート２３ａ部分の曲率にほぼ一致している。
【００７８】
ここで、図２９を参照すると、第３アップシフト歯Ｃ３’は、角度付き表面５０’と、１対の平らな側面５１ａ’，５１ｂ’とで規定されるベース部を備えているのが望ましい。第３アップシフト歯Ｃ３’の刃先は、１対の角度付き表面５２ａ’，５２ｂ’と、径方向延長面５２ｃ’とに定義されている。角度付き表面５２ａ’，５２ｂ’と、径方向延長面５２ｃ’とは互いに収束し、円周方向に延びた先端面５３‘を形成している。歯先は、これらの表面５２ａ’，５２ｂ’，５２ｃ’，５３’によって形成されている。
【００７９】
平らな側面５１ａ’，５１ｂ’は、スプロケット本体４０’の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’とほぼ平行に位置している。２つの平らな側面５１ａ’，５１ｂ’は、順に小径スプロケット側４０ａ’と、大径スプロケット側４０ｂ’とにほぼ水平に沿っているのが望ましい。第３アップシフト歯Ｃ３’の平らな側面５１ａ’，５１ｂ’は、第３アップシフト歯Ｃ３’のチェーン整列部を形成している。すなわち、１対のインナーリンクプレート２３ａが第３アップシフト歯Ｃ３’上に配置されると、平らな側面５１ａ’、５１ｂ’はインナーリンクプレート２３ａと噛み合い、スプロケット本体４０’に対してチェーン２３が横及び軸方向に動くのを妨げている。第１アップシフト歯Ａ３’と第３アップシフト歯Ｃ３’とは、第２統合歯ＢＩ３’のみで隔たれているので、第１アップシフト歯Ａ３’及び第３アップシフト歯Ｃ３’の両歯は、チェーン２３のインナーリンクプレート２３ａ又はアウターリンクプレート２３ｂのいずれか一方と噛み合うことになる。チェーン２３のインナーリンクプレート２３ａが第１及び第３アップシフト歯Ａ３’，Ｃ３’に噛み合わされると、チェーン２３は第２統合歯ＢＩ３’のアップシフト寄りかかり凹部４８’へと、横方向にシフトされることはできない。
【００８０】
角度付き表面５２ａ’，５２ｂ’と、径方向延長面５２ｃ’とは、インナーリンクプレート２３ａが第３アップシフト歯Ｃ３’と噛み合う際に、インナーリンクプレート２３ａを大径スプロケット側４０ｂ’に案内するノッチトップを形成している。これによって、インナーリンクプレート２３ａが第３アップシフト歯Ｃ３’と噛み合う際に、チェーン２３がアップシフトされないことをさらに確実にしている。
【００８１】
歯先面５３’は、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’とほぼ平行に延びている。さらに、図２９（ｂ）に示すように、歯先面５３’はスプロケット本体４０’の小径スプロケット側４０ａ’にオフセットされている。
図２９（ｃ）に示すように、第３アップシフト歯Ｃ３’と第４アップシフト歯Ｄ３’との間にピッチが形成されている。このピッチは、第２統合歯ＢＩ３’と第３アップシフト歯Ｃ３’との間のピッチよりも大きいものである。すなわち、第３アップシフト歯Ｃ３’の後方エッジは、第３アップシフト歯Ｃ３’の幅Ｗ１’がその他のアップシフト歯の幅Ｗ２’よりも狭いようにトリミングされている。
【００８２】
ここで、図３０を参照すると、第４アップシフト歯Ｄ３’は、インナーリンクプレート逃し部を備え、アップシフト中にチェーン２３がスプロケットＳ３’とＳ２’との間をスライドする余地を与えている。第４アップシフト歯Ｄ３’は、特に、スプロケット本体４０’の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’とほぼ平行に位置している、１対の平らな側面５５ａ’，５５ｂ’で規定されるベース部を備えている。第４アップシフト歯Ｄ３’の小径プロケット側４０ａ’は、スプロケット本体４０’の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’とほぼ平行な凹部付き表面５８’をさらに備えている。凹部付き表面５８’は、第５アップシフト歯Ｅ３’まで延び、アウターリンクプレート逃げ凹部または第２アップシフト凹部を形成している。
【００８３】
平らな側面５５ａ’は、インナーリンクプレートの案内面を形成している。インナーリンクプレート案内面５５ａ’は、スプロケット本体４０’の小径スプロケット側４０ａ’から凹部切りされている。第４アップシフト歯Ｄ３’の大径スプロケット側４０ｂ’は、スプロケット本体４０’の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’とほぼ平行な、平らな側面５５ｂ’を備えている。平らな側面５５ｂ’もまた、大径スプロケット側４０ｂ’とほぼ水平に沿っているのが望ましい。
【００８４】
面取り表面５６ａ’，５６ｂ’は、インナーリンクプレート案内面５５ａ’及び平らな側面５５ｂ’から円周状の先端面５７’まで、外向きにテーパされている。先端面５７’は、第１統合歯ＡＩ３’の先端面４３’よりも薄くなっている。先端面５７’は、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’、４０ｂ’とほぼ平行に延びている。さらに、図３０（ｂ）に示すように、先端面５７’はスプロケット本体４０’の大径スプロケット側４０ｂ’にオフセットされている。
【００８５】
面取り表面５６ａ’は、インナーリンクプレート２３ａが第４アップシフト歯Ｄ３’と噛み合う際に、チェーンを小径スプロケット側４０ａ’に向かわせるインナーリンクプレートの上部案内面を形成している。
インナーリンクプレート案内面５５ａの内側エッジは曲面５９’を備え、曲面５９’は、アップシフト中にチェーン２３がスプロケットＳ３及びＳ２の間をスライドする余地を与える、インナーリンクプレート逃し部を形成している。曲面５９’の曲率は、この領域と接触するインナーリンクプレート２３ａ部分の曲率にほぼ一致している。
【００８６】
ここで、図３１を参照すると、第５アップシフト歯Ｅ３’は、１対の平らな側面６１ａ’，６１ｂ’で規定されるベース部と、平らな側面６１ｂ’から延び、円周方向に延びた先端面６３’を形成する角度付き表面６２ｂ’とを備えているのが望ましい。図３１（ａ）及び図３１（ｂ）に示すように、チェーン２３が歯Ｅ３’へ容易に脱着されるように、角度付き表面６２ｂ’をトリミングして面取り表面を形成することもできる。先端面６３’は、スプロケットＳ３’の大径スプロケット側４０ｂ’に隣接して配置される。歯Ｅ３’の先端面６３’は、スプロケット本体４０’の第１及び軸方向第２側４０ａ’，４０ｂ’に平行に延び、スプロケットＳ３’の大径スプロケット側４０ｂ’オフセットされている。
【００８７】
平らな側面６１ａ’，６１ｂ’は、スプロケット本体４０’の外周から径方向外側に延び、スプロケット本体４０’のスプロケット側面４０ａ’，４０ｂ’とほぼ平行に位置している。平らな側面６１ｂ’は、さらに、大径スプロケット側４０ｂ’にほぼ水平に沿っているのが望ましい。一方、平らな側面６１ａ’は、小径スプロケット側４０ａ’から引っ込んだ位置に配置されている。したがって、歯Ｅ３’の小径スプロケット側４０ａ’上の側面６１ａ’は、第４アップシフト歯Ｄ３’の凹部付き表面５５ａ’と同じ高さに配置されている。
【００８８】
ここで、図３２及び図３３を参照すると、スプロケットＳ４’は１７本の歯を備え、前述の１７歯スプロケットＳ４の歯に類似した形状の歯を有している。スプロケットＳ４’と前述のスプロケットＳ４との主な相違点は、１７歯スプロケットＳ４は２本の余分なダウンシフト歯Ｊ４を備えることである。１７歯スプロケットＳ４と１７歯スプロケットＳ４’との類似点を考慮して、１７歯スプロケットＳ４の歯と同じ機能を有する１７歯スプロケットＳ４’の歯に、異なる下付き番号と共に同一の参照文字を与えている。したがって、１７歯スプロケットＳ４’の歯について、ここでは詳細に説明しない。
【００８９】
スプロケットＳ４’は、スプロケット本体４０’と、プロケット本体４０’の外周から径方向外側に延び、円周方向に間隔を隔てて設けられた複数（１７本）の歯Ａ４’〜Ｋ４’とを備えている。スプロケットＳ４’のスプロケット本体４０’は、次の小径スプロケットＳ３’に面する軸方向第１側又は小径スプロケット側４０ａ’と、次の大径スプロケットＳ５’に面する軸方向第２側又は大径スプロケット側４０ｂ’とを有している。スプロケットＳ４’の中心部は、従来の方法でリアハブのフリーホイール（表示しない）に設置されている、スプライン孔４０ｃ’を備えている。
【００９０】
スプロケットＳ４の特定の歯は、チェーン２３が隣接するスプロケットＳ２’及びＳ４’に滑らかにアップシフト又はダウンシフトされるよう、前述したスプロケットＳ４の場合とほぼ同じ方法で、トリミングされている。Ａ４’からＥ４’までの一連の歯は、共に機能してチェーン２３のアップシフトを制御し、第１アップシフトパスを形成する、アップシフト歯である。Ｆ４’からＩ４’までの一連の歯は、共に働いてチェーン２３のダウンシフトを制御し、第１ダウンシフトパスを形成する、ダウンシフト歯である。スプロケットＳ４’は、１本のアップシフトパスと１本のダウンシフトパスとを持つよう図示されているが、スプロケットＳ４’が２本のアップシフトパスと２本のダウンシフトパスとを有していてもよい。
【００９１】
ここで、図３４及び図３５を参照すると、スプロケットＳ５’は２１本の歯を備え、前述の１５歯スプロケットＳ３’と類似する形状の歯を有している。２１歯スプロケットＳ５’と、前述の１５歯スプロケットＳ３’との主な相違点は、２１歯スプロケットＳ５’は、より多くの歯を有し、歯Ｅ５’がスプロケットＳ３’の場合と同様、すなわち平らな側面６１ａ’が平らな側面５５ａ’と同じ高さにあるように構成されることである。
【００９２】
２１歯スプロケットＳ５’と１５歯スプロケットＳ３及びＳ３’との類似点を考慮して、１５歯スプロケットＳ３’の歯と同じ機能を有する２１歯スプロケットＳ５’の歯に、異なる下付き番号と共に同一の参照文字を与えている。したがって、２１歯スプロケットＳ５’の歯について、ここでは詳細に説明しない。
スプロケットＳ５’は、スプロケット本体４０’と、プロケット本体４０’の外周から径方向外側に延び、円周方向に間隔を隔てて設けられた複数（２１本）の歯Ａ５’〜Ｋ５’とを備えている。スプロケットＳ５’のスプロケット本体４０’は、次の小径スプロケットＳ４’に面する軸方向第１側又は小径スプロケット側４０ａ’と、次の大径スプロケットＳ６’に面する軸方向第２側又は大径スプロケット側４０ｂ’とを有している。スプロケットＳ５’の中心部は、従来の方法でリアハブのフリーホイール（表示しない）に設置されている、スプライン孔４０ｃ’を備えている。
【００９３】
スプロケットＳ５’の特定の歯は、チェーン２３が隣接するスプロケットＳ４’及びＳ６’に滑らかにアップシフト又はダウンシフトされるように、前述したスプロケットＳ３及びＳ３‘（あるいは両方）の場合とほぼ同じ方法で、トリミングされている。
ここで、図３６及び図３７を参照すると、スプロケットＳ６’は２５本の歯を備え、前述の２１歯スプロケットＳ５’と類似する形状の歯を有している。２５歯スプロケットＳ６’と、前述の２１歯スプロケットＳ５’との主な相違点は、２５歯スプロケットＳ６’が２本のアップシフトパスと、２本のダウンシフトパスとを有することである。
【００９４】
２５歯スプロケットＳ６’と２１歯スプロケットＳ５’との類似点を考慮して、スプロケットＳ５’の歯と同じ機能を有する２５歯スプロケットＳ６’の歯に、異なる下付き番号と共に同一の参照文字を与えている。したがって、２５歯スプロケットＳ６’の歯について、ここでは詳細に説明しない。
スプロケットＳ６’は、スプロケット本体４０’と、プロケット本体４０’の外周から径方向外側に延び、円周方向に間隔を隔てて設けられた複数（２５本）の歯Ａ６’〜Ｋ６’とを備えている。スプロケットＳ６’のスプロケット本体４０’は、次の小径スプロケットＳ４’に面する軸方向第１側又は小径スプロケット側４０ａ’と、次の大径スプロケットＳ６’に面する軸方向第２側又は大径スプロケット側４０ｂ’とを有している。スプロケットＳ６’の中心部は、従来の方法でリアハブのフリーホイール（表示しない）に設置されている、スプライン孔４０ｃ’を備えている。
【００９５】
[偶数歯構成のスプロケット]
図４０及び図４２に、本発明によるスプロケットＳ５”を図示している。スプロケットＳ５”には、スプロケットＳ３〜Ｓ５について説明した本発明の原理が利用されている。本実施形態によるスプロケットと第１及び第２実施形態によるスプロケットとの類似点を考慮して、前記実施形態の歯と同じ機能を有する本実施形態の歯に、ダブルプライム記号と共に同一の参照文字を与えている。したがって、これらの類似歯と、その動作に関する説明は、本実施形態から省略される。
【００９６】
スプロケットＳ５”を、前記実施形態のスプロケットＳ５又はＳ５’の代わりに使用することができる。スプロケットＳ５”は、スプロケット本体４０”と、スプロケット本体４０”の外周から径方向外側に延び、円周方向に間隔を隔てて設けられた複数（２０本）の歯Ａ５”〜Ｋ５”とを備えている。このように、スプロケットＳ５”の歯の総数は偶数に等しい。スプロケットＳ５”は、偶数個の歯を備えているので、１対のアップシフトパスが形成されるよう、２組のアップシフト歯を備えている。第１アップシフトパスを形成する第１組のアップシフト歯は、第２アップシフトパスを形成する第２組のアップシフト歯から円周上に間隔を開けて配置されている。２本のアップシフトパスの間隔は、チェーン２３がスプロケットＳ５”上にシフトされる方法にしたがって、アップシフトパスの一方のみが使用されるような間隔になっている。すなわち、第２アップシフト歯Ｂ５”の片方のみが１対のインナーリンクプレート２３ａと噛み合い、残りの第２アップシフト歯Ｂ５”は１対のアウターリンクプレート２３ｂと噛み合う。
【００９７】
ここで使用されている「ほぼ」、「約」、「おおよそ」などの程度を表す用語は、最終結果が著しく変化しないような、妥当な量の変化を意味する修正用語である。これらの語は、修正対象の語の意味を否定しない場合は、±５％の偏差を含むものと解釈される。
ここでは、本発明の選択した実施形態を説明、図示しているが、本開示から本技術に精通するものには明らかであるが、以下の請求事項で定義された本発明の意図または範囲から離れることなく、様々な修正、変更を加えることができる。さらに、本発明による複数の実施形態の説明は、図示のみを目的とし、附随する請求事項や同等の請求による定義によって本発明を制限するものではない。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、大径スプロケットから小径スプロケットへの滑らかで信頼のおけるチェーンシフト動作が確保され、優れたアップシフトパスを与えるスプロケットが得られる。
また、運転者は、ディレーラによるアップシフト中にペダリングショックなしに滑らかなアップシフトを楽しむことができる。さらに、本発明は、電動式自動シフト機構と併用される場合に特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるスプロケットアセンブリを備えた後輪を有する自転車の側面図。
【図２】図１に示された自転車用ハンドルバー及びシフト制御装置の手動アップシフト及びダウンシフト・コントロールの一部を示す拡大側面図。
【図３】本発明の実施形態による７段階スプロケットアセンブリの背面略図。
【図４】本発明の実施形態による７段階スプロケットアセンブリの側面図。
【図５】本発明の実施形態による、図４に示されたスプロケットアセンブリと共に使用されるチェーンの一部を示す拡大上面図。
【図６】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、１５歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図７】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、図６に示された１５歯スプロケットの大径スプロケット側の側面図。
【図８】図６及び図７に示された１５歯スプロケットの第１アップシフト歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第１アップシフト歯の部分的上平面図（ｂ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第１アップシフト歯を示す小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図９】図６及び図７に示された１５歯スプロケットの第２アップシフト歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第２アップシフト歯の部分的上平面図（ｂ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第２アップシフト歯を示す小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図１０】図６及び図７に示された１５歯スプロケットの第３アップシフト歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第３アップシフト歯の部分的上平面図（ｂ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第３アップシフト歯を示す、小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図１１】図６及び図７に示された１５歯スプロケットの第４アップシフト歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第４アップシフト歯の部分的上平面図（ｂ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第４アップシフト歯を示す、小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図１２】図６及び図７に示された１５歯スプロケットの第５アップシフト歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第５アップシフト歯の部分的上平面図（ｂ）図６及び図７に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第５アップシフト歯を示す、小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図１３】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、１７歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図１４】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、図１３に示された１７歯スプロケットの大径スプロケット側の側面図。
【図１５】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、図１３及び図１４に示された１７歯スプロケットの小径スプロケット側の側面斜視図。
【図１６】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、図１３から図１５に示された１７歯スプロケットの大径スプロケット側の側面斜視図。
【図１７】図４に示されたスプロケットアセンブリによる２１歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図１８】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、図１７に示された２１歯スプロケットの大径スプロケット側の側面図。
【図１９】連結させた１７歯スプロケット及び２１歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図２０】チェーンが２１歯スプロケットから１７歯スプロケットへとアップシフトされた、１７歯スプロケット及び２１歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図２１】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、図６及び図７に示された１５歯スプロケットのアップシフト歯のエッジを示す部分的側面図。
【図２２】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、図６及び図７に示された１５歯スプロケットの第１及び第３アップシフト歯がインナーリンクプレートに噛み合わされて、図４に示されたスプロケットアセンブリの１３歯スプトケットヘチェーンがアップシフトされるのを妨げている、１５歯スプロケットのアップシフト歯のエッジを示す部分的側面図。
【図２３】図４に示されたスプロケットアセンブリによる、図６及び図７に示された１５歯スプロケットの第１及び第３アップシフト歯がアウターリンクプレートに噛み合わされて、図４に示されたスプロケットアセンブリの１３歯スプトケットヘチェーンがアップシフトされるのを可能にしている、１５歯スプロケットのアップシフト歯のエッジを示す部分的側面図。
【図２４】本発明の第２実施形態による、８段階スプロケットアセンブリの側面図。
【図２５】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、１５歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図２６】図２４及び図２５に示されたスプロケットアセンブリによる、１５歯スプロケットの大径スプロケット側の側面図。
【図２７】図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、第１アップシフト／第２ダウンシフト統合歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第１アップシフト／第２ダウンシフト統合歯を示す部分的上平面図（ｂ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第１アップシフト／第２ダウンシフト統合歯を示す、小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図２８】図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、第２アップシフト／第３ダウンシフト統合歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第２アップシフト／第３ダウンシフト統合歯を示す部分的上平面図（ｂ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第２アップシフト／第３ダウンシフト統合歯を示す、小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図２９】図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、第３アップシフト歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第３アップシフト歯を示す部分的上平面図（ｂ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第３アップシフト歯を示す、小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図３０】図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、第４アップシフト歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第４アップシフト歯を示す部分的上平面図（ｂ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第４アップシフト歯を示す、小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図３１】図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、第５アップシフト歯を示す、大径スプロケット側の部分的側面図（ａ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）に示された第５アップシフト歯を示す部分的上平面図（ｂ）図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの、（ａ）及び（ｂ）に示された第５アップシフト歯を示す、小径スプロケット側の部分的側面図（ｃ）。
【図３２】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、１７歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図３３】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、図３２に示された１７歯スプロケットの大径スプロケット側の側面図。
【図３４】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、２１歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図３５】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、図３４に示された２１歯スプロケットの大径スプロケット側の側面図。
【図３６】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、２５歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図３７】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、図３６に示された２５歯スプロケットの大径スプロケット側の側面図。
【図３８】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットのアップシフト歯のエッジを示す部分的側面図。
【図３９】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの第１及び第３アップシフト歯がインナーリンクプレートに噛み合わされて、図２４に示されたスプロケットアセンブリの１３歯スプトケットヘチェーンがアップシフトされるのを妨げている、１５歯スプロケットのアップシフト歯のエッジを示す部分的側面図。
【図４０】図２４に示されたスプロケットアセンブリによる、図２５及び図２６に示された１５歯スプロケットの第１及び第３アップシフト歯がアウターリンクプレートに噛み合わされて、図２４に示されたスプロケットアセンブリの１３歯スプトケットヘチェーンがアップシフトされるのを可能にしている、１５歯スプロケットのアップシフト歯のエッジを示す部分的側面図。
【図４１】本発明による偶数歯スプロケットの小径スプロケット側の側面図。
【図４２】本発明による偶数歯スプロケットの大径スプロケット側の側面図。
【符号の説明】
Ａ３〜Ｋ３  歯
Ａ３  第１アップシフト歯
Ｂ３  第２アップシフト歯
Ｃ３  第３アップシフト歯
２３  自転車用チェーン
２３ａ  インナーリンクプレート
２３ｂ  アウターリンクプレート
４０  スプロケット本体
【図１】
0003703747.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003703747.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003703747.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003703747.tif 000008
【図８】
0003703747.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003703747.tif 000012
【図１２】
0003703747.tif 000013
【図１３】
0003703747.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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