(57)【要約】      （修正有）【課題】自転車の後輪のハブの重量の減少。【解決手段】つめ保持体１０と、つめ保持体１０に形成された複数の着座部３０に収容されるつめ２０とを持つ自転車後輪のハブ用のワンウェイ伝達装置１において、つめ２０が、鋼やチタニウムなどの材料で製作される一方、つめ保持体１０は、アルミニウム合金などの材料で作られている。着座部３０内でのつめ２０のわずかな回転運動により生じる摩損を最小にするため、耐摩耗性の材料で作られた接触手段４０、６０が、つめ２０と着座部３０との間に挿入されている。第１の実施形態において、接触手段４０、６０は、鋼またはチタニウムで製作され、着座部３０に一体に組み合わされるつめ収容シェル４０を有している。第２の実施形態において、接触手段４０、６０は、表面被着プロセスによって着座部３０に施された耐摩耗性の被覆層６０を持つ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
つめ保持体（１０）と、
前記つめ保持体（１０）に形成された複数の着座部（３０）にそれぞれ収容される複数のつめ（２０）と、
を有している自転車の後輪のハブのためのワンウェイ伝達装置（１）において、
前記つめ保持体（１０）が、前記複数のつめ（２０）よりも重量が軽い材料で作られていることを特徴とするワンウェイ伝達装置。
【請求項２】
請求項１において、前記つめ保持体（１０）がアルミニウム合金で作られている装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記複数のつめのそれぞれのつめ（２０）とそれぞれの着座部（３０）との間に介装される耐摩耗性材料の接触手段（４０、６０）を有している装置。
【請求項４】
請求項３において、前記接触手段（４０、６０）が、前記着座部（３０）に一体に組み合わせることができる、つめ収容シェル（４０）を有している装置。
【請求項５】
請求項４において、前記つめ収容シェル（４０）が、前記着座部（３０）の少なくとも一部分の形状および前記つめ（２０）の少なくとも一部分の形状にほぼ接合する形状を有している装置。
【請求項６】
請求項５において、前記つめ収容シェル（４０）は、前記着座部（３０）の対応するほぼ円筒形の側面部（３１）に当接して配置され、
かつ前記つめ（２０）の対応するほぼ円筒形の側面部（２１）の当接面として機能する、ほぼ円筒形の側面部（４１）と、
前記つめ収容シェル（４０）の第１の自由端に、前記ほぼ円筒形の側面部（４１）の母線に直交する方向に広がるほぼ平坦な第１の前面部（４２）と、
を有しており、
前記第１の前面部（４２）が、前記着座部（３０）のほぼ平坦な前面部（３２）に当接して配置され、かつ、前記つめ（２０）の対応するほぼ平坦な第１の前面部（２２）の軸方向の当接面として機能する装置。
【請求項７】
請求項６において、前記つめ収容シェル（４０）は、前記第１の前面部（４２）の反対側に、前記第１の前面部（４２）と平行であって、かつ、ほぼ円筒形の前記側面部（４１）から突出しているほぼ平坦な第２の前面部（４３）を、前記第１の自由端と反対側の第２の自由端に有しており、前記第２の前面部（４３）が、前記つめ保持体（１０）の前面部（１３）に形成された対応する当接面（３３）に当接するように配置されている装置。
【請求項８】
請求項４〜７の何れか一項において、前記つめ収容シェル（４０）が、前記着座部（３０）に形成された孔（３６）と機械的に組み合わされるピン（４４）を有している装置。
【請求項９】
請求項８において、前記ピン（４４）が、前記第１の前面部（４２）の偏心位置に形成され、前記孔（３６）が、前記着座部（３０）の前記前面部（３２）の偏心位置に形成されている装置。
【請求項１０】
請求項４〜７の何れか一項において、前記つめ収容シェル（４０）が、接着手段の介在によって前記着座部（３０）に組み合わされている装置。
【請求項１１】
請求項４〜１０の何れか一項において、前記つめ収容シェル（４０）が、前記つめ（２０）と同じ材料で作られている装置。
【請求項１２】
請求項４〜１１の何れか一項において、前記つめ収容シェル（４０）が、鋼で作られている装置。
【請求項１３】
請求項４〜１１の何れか一項において、前記つめ収容シェル（４０）が、チタニウムまたは焼結材料で作られている装置。
【請求項１４】
請求項６〜１３の何れか一項において、前記つめ保持体（１０）がほぼリング状であり、
前記つめ収容シェル（４０）が、ほぼ円筒形の前記側面部（４１）の一部にわたって周方向に延びる溝（４５）を有しており、
前記溝（４５）が、前記つめ（２０）に形成されたそれぞれの溝（２５）および前記つめ保持体（１０）の外表面（１１）に形成された周状の溝（１８）に位置するように構成されている装置。
【請求項１５】
請求項１４において、リング状のばね部材（５０）が、前記つめ保持体（１０）に形成された周状の溝（１８）、前記つめ収容シェル（４０）に形成された溝（４５）、および前記つめ（２０）のそれぞれに形成された溝（２５）に収容され、かつ、前記ばね部材（５０）は、前記つめ（２０）の端部（２０ｂ）を半径方向外向きに押された状態に保つべくそれぞれのつめに作用する装置。
【請求項１６】
請求項３において、前記接触手段（４０、６０）は、表面被着プロセスによって前記複数の着座部のそれぞれの着座部（３０）に施された被覆層（６０）を有している装置。
【請求項１７】
請求項１６において、前記被覆層が、前記つめ保持体（１０）の全体に施されている装置。
【請求項１８】
請求項１６において、前記被覆層（６０）が、５〜１００μｍの厚さを有している装置。
【請求項１９】
請求項１６において、前記被覆層（６０）が、１０〜２５μｍの厚さを有している装置。
【請求項２０】
請求項１６〜１９の何れか一項において、前記被覆層（６０）が、化学的もしくは電気化学的被着、金属、セラミックもしくはサーメット粉末から出発する熱スプレー、燃焼法、電気ワイヤ・アークまたはプラズマ法によって施されている装置。
【請求項２１】
請求項１〜１３および１６〜２０の何れか一項において、前記複数の着座部のそれぞれの着座部（３０）に収容され、前記つめ（２０）の一端部（２０ｂ）を半径方向外向きに押された状態に保つべく前記つめ（２０）に作用する弾性押し付け手段を有している装置。
【請求項２２】
請求項１〜２１の何れか一項において、前記着座部（３０）が、前記つめ保持体（１０）の外表面（１１）に形成され、前記つめ保持体（１０）が、ほぼリング状でありかつそれぞれの着座部（３０）の位置に半径方向内向きに広がる厚肉領域（５５）を有している装置。
【請求項２３】
請求項１〜２２の何れか一項において、前記つめ保持体（１０）が、スプロケット保持体（７０）と一体的に結合する接続手段を有している装置。
【請求項２４】
請求項１〜２２の何れか一項において、前記つめ保持体（１０）と一体に形成されたスプロケット保持体（７０）をさらに有している装置。
【請求項２５】
アルミニウム合金で製作されていることを特徴とする、自転車後輪ハブのワンウェイ伝達装置（１）用のつめ保持体（１０）。
【請求項２６】
請求項２５において、それぞれのつめ（２０）を収容する複数の着座部（３０）と、表面被着プロセスによって前記複数の着座部のそれぞれの着座部（３０）に施された耐摩耗性材料からなる被覆層（６０）とを有しているつめ保持体（１０）。
【請求項２７】
請求項２６において、前記被覆層（６０）が、化学的もしくは電気化学的被着、金属、セラミック、もしくはサーメット粉末から出発する熱スプレー、燃焼法、電気ワイヤ・アーク、またはプラズマ法によって施されるつめ保持体（１０）。
【請求項２８】
請求項２５〜２７の何れか一項において、ほぼリング状の本体と、前記ほぼリング状の本体と一体に形成されたスプロケット保持体（７０）とを有しているつめ保持体（１０）。
【請求項２９】
長手シャフト（１０１）、
前記長手シャフト（１０１）に取り付けられた、ほぼ筒状の形状を有し、自由端にリング状のラック（１０３）を備えているハブ本体（１０２）、および
請求項１〜２４の何れか一項に記載のワンウェイ伝達装置（１）を有している、自転車後輪用のハブ（１００）であって、
前記ラック（１０３）は、前記つめ（２０）が第１の動作位置にあるとき、前記ワンウェイ伝達装置（１）のつめ保持体（１０）と一体に回転し、その角速度が前記つめ保持体（１０）の角速度よりも大きいとき、前記つめ保持体（１０）に対して回転自在であるハブ（１００）。
【請求項３０】
請求項２９において、前記長手シャフト（１０１）が、リング形状の当接要素（１４１）上に形成された、１つ以上のくぼみ領域（１４３）を有しているハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車後輪ハブ用のワンウェイ伝達装置に関する。さらに本発明は、そのような伝達装置用のつめ保持体、ならびにそのような伝達装置を備えるハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のとおり、自転車の後輪は、自転車のフレームに組み合わされる、車輪の中心部材であるハブから延びている複数のスポーク、およびタイヤが取り付けられるリムを有している。
【０００３】
ハブは、自転車のスポークが取り付けられるほぼ筒状の本体（ハブ本体と称する）と、ベアリングによって前記本体に組み合わされ、前記本体内を長手方向に延びるシャフトとを有している。このようなシャフトは、自由端において自転車のフレームのフォークに取り付けられる。
【０００４】
自転車乗りのペダル漕ぎ動作によって、ハブ本体が前記シャフトに対して回転し、スポークおよびリムを回転させる。
【０００５】
自転車のチェーンからハブ本体への運動の伝達は、スプロケット保持体とワンウェイ連結装置との係合によって行なわれる。スプロケット保持体に、チェーンと係合するスプロケット組立体が一体に取り付けられており、ワンウェイ連結装置が、スプロケット保持体とハブ本体との間に配置され、自転車を前方に進めるためのペダル漕ぎ動作の際に、ハブ本体をスプロケット保持体と一体に回転させることができる一方で、自転車乗りがペダルを漕いでおらず、あるいはゆっくりとペダルを漕いでおり、かついずれにせよ自転車が前進を続けている場合に、ハブ本体をスプロケット保持体に対して回転自在にさせることができるように構成されている。
【０００６】
スプロケット保持体とワンウェイ連結装置とで構成される組立体は、一般にフリーホイールと呼ばれている。
【０００７】
スプロケット保持体は、ほぼ筒状の形状を有するとともに、外表面に複数のスプラインを有しており、このスプラインが、スプロケットがスプロケット保持体に取り付けられたときに、そのスプロケットの中央の孔と機械的に組み合わせられるように構成されている。
【０００８】
ワンウェイ連結装置は、詳しくは、スプロケット保持体に一体に組み合わされたワンウェイ伝達装置と、ハブ本体の自由端においてハブ本体の円周かつ内側に形成されたリング状のラックとを有している。次いで、ワンウェイ伝達装置は、ほぼ筒状の形状を有し、スプロケット保持体と回転に関して一体のつめ保持体と、該つめ保持体の円周かつ外側に形成された特定の着座部に収容されている複数のつめを有しており、これらのつめが、自転車を前方へと進めるためのペダル漕ぎ動作の際に前記ラックと係合し、自転車が前方への移動を続けているにもかかわらず自転車乗りがペダルを漕いでおらず、あるいはゆっくりとペダルを漕いでいる場合には、ラックから解放されるようにされている。詳しくは、つめは、それらのそれぞれの着座部内で回転自在であるとともに、特定の弾性手段によってつめ保持体からラックに向かって（この保持体から突き出るように）押し出される端部を有している。
【０００９】
スプロケット保持体、つめ保持体、およびハブ本体は、中央の貫通孔を有しており、主軸に沿って延び、車輪の回転軸と一致し、かつ自転車のフレームの後部フォークに固定されるシャフトが、この孔に挿入される。
【００１０】
スプロケット保持体、つめ保持体、およびハブ本体は、このようなシャフト上に互いに隣接して取り付けられる。特定のアンチフリクション・ベアリングが、ハブ本体とシャフトとの間およびスプロケット保持体とシャフトとの間に設けられ、これらのベアリングが、これら本体および保持体をシャフトに対して自由に回転することができるように構成されている。
【００１１】
自転車を前方へと動かすためのペダル漕ぎ動作の際、スプロケット保持体、つめ保持体、およびハブ本体は、互いに回転に関して一体であり、車輪のチェーンに運動を伝達する。このような動作状態においては、つめが、つめ保持体に設けられた特定の弾性手段によって、つめの自由端がつめ保持体から突き出してラックと係合する第１の動作位置へと押され、スプロケット保持体からハブ本体への運動の伝達が可能になる。
【００１２】
一方、自転車乗りがペダルを漕いでおらず、あるいはゆっくりとペダルを漕いでおり、それでも自転車が前方へと進んでいる場合には、スプロケット保持体およびつめ保持体（回転に関して常に互いに一体である）が、ハブ本体の角速度よりも遅い角速度で、ハブ本体に対して回転自在である。このような動作状態においては、つめが、ラックの歯によって、
第2の動作位置に押され、つめの自由端が歯と歯の間の空間に係合することなく、ラックに沿って走行し、かくしてラックがつめ保持体に対して回転することができる。
【００１３】
この技術分野において知られている、すべてのワンウェイ伝達装置は、重たい材料、典型的には鋼またはチタニウムで作られたつめおよびつめ保持体を有している。
【００１４】
具体的には、つめ保持体とスプロケット保持体とが、鋼またはチタニウムで作られた一体の本体を構成しており、つめも同様に鋼またはチタニウムで作られているワンウェイ伝達装置が知られている。
【００１５】
とりわけ競争用自転車の場合において、自転車したがって自転車の種々の構成部品の全重量を最小値まで減らすという自転車および／または自転車部品の製造者にとっての不変のニーズを満足するため、つめ保持体とスプロケット保持体とを別個独立の部品として製作し、次いでそれらの部品を例えばねじ止めによって互いに一体に接続しようとする技術的解決策が、過去に提案されている。この種の解決策においては、スプロケット保持体を、軽量な材料、具体的には、アルミニウム合金で好都合に製作でき、一方、つめ保持体およびつめは、依然として重たい材料、具体的には鋼またはチタニウムで製作されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
自転車の後輪のハブの全重量をさらに小さくするため、本出願人は、つめ保持体が軽量な材料で作られているワンウェイ伝達装置を、設計、製造するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
したがって、本発明の第１の構成は、
つめ保持体と、
前記つめ保持体に形成された複数の着座部にそれぞれ収容される複数のつめと
を有している自転車の後輪ハブ用のワンウェイ伝達装置において、
前記つめ保持体が、前記複数のつめよりも重量が軽い材料で作られていることを特徴とするワンウェイ伝達装置に関する。
【００１８】
好都合なことに、つめ保持体と、つめとに、異なる材料を使用し、特に、つめ保持体をつめよりも重量が軽い材料で製造することによって、従来技術のワンウェイ伝達装置よりも重量が軽いワンウェイ伝達装置を製造することができ、したがって自転車の構成部品の全重量を最小にするという製造者のニーズを満足させることができる。
【００１９】
その好ましい実施形態において、つめ保持体がアルミニウム合金で製作される一方で、つめは、鋼またはチタニウムで製作される。しかしながら、マグネシウム、あるいは充填材入りまたは充填材なしのテクノポリマーなど、アルミニウム合金以外の材料を使用することも、当該使用される材料が常につめの材料よりも重量が軽いならば、本発明の範囲内である。
【００２０】
その好ましい実施形態において、本発明のワンウェイ伝達装置は、前記複数のつめのそれぞれのつめとそれぞれの着座部との間に介在する、耐摩耗性材料による接触手段を有している。
【００２１】
好都合なことに、つめとそれぞれの着座部との間の境界に耐摩耗性材料による前記接触手段を使用することによって、それぞれの着座部内でのつめのわずかな回転運動に起因する摩擦によって生じる摩損を最小限にまで減らすことができ、したがって本発明のワンウェイ伝達装置の信頼性および性能を向上させることができ、さらに本発明のワンウェイ伝達装置の構造耐力を高めることができる。
【００２２】
本発明のワンウェイ伝達装置の第１の実施形態においては、前記接触手段が、前記着座部に一体に組み合わせることができる、つめ収容シェルを有している。
【００２３】
これは、つめおよびつめ保持体から別個独立した構造要素であることが好都合である。この要素は、組み立てが完了したときに、前記着座部と完全に一体化するように、つめ保持体に形成された着座部に着脱可能に組み合わされる。
【００２４】
好ましくは、つめ収容シェルのそれぞれが、つめと同じ材料で製作される。さらに好ましくは、当該材料は、鋼またはチタニウムである。あるいは、つめ収容シェルを、成形プレスついで焼結による方法、あるいは金属粉末射出成型（ＭＩＭ）によって得られる焼結鋼など、焼結材料で製作することも可能である。好ましくは、つめ収容シェルのそれぞれが、それぞれの着座部の少なくとも一部分の形状およびそれぞれのつめの少なくとも一部分の形状とほぼ接合する(conjugate)形状を有している。このようなやり方で、着座部とつめ収容シェルとの間およびつめとつめ収容シェルとの間に正確なカップリングを達成でき、動作時の高度な信頼性および性能を確保することができる。
【００２５】
またさらに好ましくは、つめ収容シェルのそれぞれが、前記着座部の対応するほぼ円筒形の側面部に当接するように構成され、かつ前記つめの対応するほぼ円筒形の側面部に対する当接面として機能するほぼ円筒形の側面部を有しており、さらに、つめ収容シェルのそれぞれが、その第１の自由端に、前記ほぼ円筒形の側面部の母線に直交して広がる第１のほぼ平坦な前面部を有しており、この第１の前面部が、前記着座部のほぼ平坦な前面に当接するように配置され、かつ、前記つめの対応するほぼ平坦な第１の前面部に対して軸方向の当接面として機能する。
【００２６】
したがって、好都合なことに、つめ収容シェルの形状は、つめとそれぞれの着座部との間に挿入されるようになっている本体部については、つめおよびそれぞれの着座部の形状と完全に一致して相補的である。したがって、きわめて高精度なカップリングが確保される。
【００２７】
好ましくは、つめ収容シェルのそれぞれが、前記第１の前面部の反対側に、前記第１の前面部と平行であって、かつ、前記ほぼ円筒形の側面部から突き出しているほぼ平坦な第２の前面部を、前記第１の自由端と反対側の第２の自由端に有しており、この第２の前面部が、前記つめ保持体の前面部に形成された対応する当接面に当接するように構成されている。
【００２８】
好都合なことに、このつめ収容シェルの第２の前面部が、前記第１の前面部と共に、それぞれの着座部におけるつめ収容シェルの堅固なカップリングの確保に貢献する。
【００２９】
本発明のワンウェイ伝達装置の第１の変形においては、つめ収容シェルが、それぞれの着座部に形成された孔と機械的にカップルするピンを有している。
【００３０】
あるいは、着座部にピンを形成して、つめ収容シェルに孔を形成することもできる。
【００３１】
ピンおよび孔がどちらに位置していても、ピンと孔との間の相互のカップリングによって、つめ収容シェルをそれぞれの着座部に一体にカップリングさせることができる。
【００３２】
好ましくは、ピンが、前記つめ収容シェルの第１の前面部（あるいは、着座部の第１の前面部）の偏心位置に形成され、前記孔が、前記着座部の前記前面部（あるいは、前記つめ収容シェルの第１の前面部）の偏心位置に形成される。このようなやり方で、つめ収容シェルをそれぞれの着座部内に正しく中心合わせして組み立てることができるだけでなく、つめ収容シェルとそれぞれの着座部との間の回転運動を防止することができる。
【００３３】
本発明のワンウェイ伝達装置の第２の変形においては、つめ収容シェルが、接着手段の介在によってそれぞれの着座部に組み合わされている。このような変形によれば、つめ収容シェルおよび／またはそれぞれの着座部には、いかなるピンも、それに対応する孔も、形成する必要がない。
【００３４】
つめ収容シェルをそれぞれの着座部において正しく中心合わせして堅固に組み立てできるように選択される具体的な実施形態に関係なく、好ましくは、本発明のワンウェイ伝達装置のつめ保持体はほぼリング状であり、つめ収容シェルが、前記ほぼ円筒形の側面部の一部にわたって周方向に延びる溝を有しており、この溝が、前記つめに形成されたそれぞれの溝および前記つめ保持体の外表面に形成された周状の溝の位置にある。
【００３５】
好都合なことに、この溝をつめ収容シェルに設けることによって、単一のリング状のばね部材（従来からの形式である）を、前記つめ保持体に形成された周方向の溝、前記つめ収容シェルに形成された溝、およびそれぞれのつめに形成された溝に収容することができる。このばね部材が、前記つめに作用して、つめの端部が半径方向外向きに押されている第１の動作位置に前記つめを保持する。この動作位置において、つめが、ハブ本体に形成されたラックに好都合に係合して、ラックを回転させることができる。
【００３６】
すべてのつめに作用するただ１つのリング状ばね部材の代案として、それぞれが前記複数の着座部のそれぞれの着座部に収容されて、それぞれのつめを前記第１の動作位置へと押すべくそれぞれのつめに作用する複数の弾性押し付け手段を使用することが考えられる。
【００３７】
本発明のワンウェイ伝達装置の第２の実施形態においては、前記接触手段が、前記つめ収容シェルの代わりに、表面被着プロセスによって前記着座部のそれぞれの着座部に施された耐摩耗性材料の被覆層を有している。
【００３８】
好都合なことに、この場合には、それぞれの着座部において単に局所的な表面硬化プロセスを実行するだけで、耐摩耗性の向上が達成される。
【００３９】
耐摩耗性材料の被覆層が、以下のプロセス、すなわち、化学もしくは電気化学的被着、金属、セラミックもしくはサーメット粉末から出発する熱スプレー、燃焼法、電気ワイヤ・アーク、またはプラズマ法によって、それぞれの着座部に施される。
【００４０】
この被覆層は、着座部のみに施してもよく、つめ保持体の全体に施してもよい。
【００４１】
好ましくは、被覆層の厚さは、５〜１００μｍの間にある。さらに好ましくは、被覆層の厚さは、１０〜２５μｍの間である。さらに、本発明のワンウェイ伝達装置のこの実施形態においても、単一のリング状のばね部材をつめ保持体に形成された周方向の溝およびそれぞれのつめに形成された溝に収容し、それぞれのつめに作用してそのつめの一端部を前記つめ保持体から突き出す第１の動作位置に保持するように使用することが考えられ、あるいは複数の弾性押し付け手段をそれぞれ前記複数の着座部のそれぞれの着座部に収容し、それぞれのつめに作用してそれぞれのつめを前記第１の動作位置へと押すように使用することが考えられる。
【００４２】
本発明のワンウェイ伝達装置の好ましい実施形態においては、つめ収容シェルを使用するか、着座部表面の被覆プロセスを使用するかにかかわらず、そのような着座部が、前記つめ保持体の外表面に形成され、このつめ保持体は、ほぼリング状であって、各着座部の位置に半径方向内向きに広がる厚肉領域を有している。
【００４３】
好都合なことに、このような厚肉の本体部が、前記着座部が形成された領域に適切に存在することで、つめ保持体の構造耐力の向上に貢献する。
【００４４】
さらに、本発明のワンウェイ伝達装置は、その好ましい実施形態において、前記つめ保持体と一体に形成されたスプロケット保持体を有している。
【００４５】
別の案としては、つめ保持体が、スプロケット保持体に一体的結合するための接続手段（例えば、ねじ山）を有している。
【００４６】
以上述べたワンウェイ伝達装置はワンウェイ連結装置の一部であって、そのようなワンウェイ連結装置は、前記ワンウェイ伝達装置に加え、ハブ本体に一体に形成されたラックを有している。前記つめが、当該つめの端部がつめ保持体から突き出している前記第１の動作位置にある時、ラックと係合してラックを回転させることができる一方、ラックは、ワンウェイ伝達装置そのものよりも大きな角速度を有しているとき、当該装置に対して回転自在である。
【００４７】
本発明の第２の構成は、アルミニウム合金で作られていることを特徴とする、自転車後輪のハブのワンウェイ伝達装置のためのつめ保持体に関する。
【００４８】
そのようなつめ保持体を、上述の形式のワンウェイ伝達装置において好都合に使用することができ、本発明のワンウェイ伝達装置に関して上述した利点のすべてを実現可能にできる。
【００４９】
好ましくは、本発明のつめ保持体は、それぞれのつめを収容するための複数の着座部と、表面被着プロセスによって、これら複数の着座部のそれぞれの着座部に施された耐摩耗性材料の被覆層を有している。
【００５０】
好ましくは、前記被覆層は、以下のプロセス、すなわち化学もしくは電気化学的被着、金属、セラミックもしくはサーメット粉末から出発する熱スプレー、燃焼法、電気ワイヤ・アーク、プラズマ法のうちの任意の１つによって、施されることができる。
【００５１】
本発明のつめ保持体は、その特に好ましい実施形態において、ほぼリング状の本体、および該ほぼリング状の本体と一体に形成されたスプロケット保持体を有している。
【００５２】
また、好ましくは、着座部が前記つめ保持体の外表面に形成され、このつめ保持体がほぼリング状であって、それぞれの着座部の位置に半径方向内向きに広がる厚肉領域を有している。
【００５３】
本発明の第３の構成は、長手シャフトを有するとともに、前記長手シャフトに取り付けられている、自由端にリング状のラックを備えているほぼ筒状の形状を有するハブ本体と上述の形式のワンウェイ伝達装置とを備えた、自転車後輪用のハブに関する。前記つめは、前記つめの自由端がつめ保持体から突き出してラックと係合する第１の動作位置にあるとき、前記ラックは、回転に関して前記ワンウェイ伝達装置のつめ保持体と一体であるが、前記ラックの角速度がつめ保持体の角速度よりも大きいとき、前記つめ保持体に対して回転自在である。
【００５４】
好都合なことに、上述のようなワンウェイ伝達装置を有するこのようなハブは、ワンウェイ伝達装置に関して上述した利点のすべてを達成することができる。
【００５５】
好ましくは、前記ハブの長手軸が、リング状の当接要素上に形成された１つ以上のくぼみ領域を周囲に有している。
【００５６】
本発明のさらなる利点および特徴が、図面を参照しつつ行なう以下の本発明の好ましいいくつかの実施形態についての詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
図１〜３および６〜１０において、本発明によるワンウェイ伝達装置が、番号１で示されている。
【００５８】
装置１は、ほぼリング状であって長手軸Ｘ‐Ｘに沿って延びているつめ保持体１０と、従来からの形式であってすべて番号２０によって示されている３つのつめを有しており、これら３つのつめが、つめ保持体１０の外側の側面１１に形成され、互いに１２０°の角度で配置され、すべて番号３０で示されているそれぞれの着座部に収容されている（全体として従来どおりのやり方である）。
【００５９】
当然ながら、つめ（および対応する着座部）の数が３個以外の数を有するワンウェイ伝達装置も本発明の範囲に含まれる。
【００６０】
着座部３０は、つめ保持体１０の第１の前面部１２と第２の前面部１３との間を延びており、第２の前面部１３において前方に開いている一方で、つめ保持体１０の第１の前面部１２に前面当接面３２を有している。
【００６１】
着座部３０は、対応するつめ２０の支持部２０ａを収容するように構成された第１の支持部３０ａと、つめ２０の端部２０ｂを収容するように構成された第２の支持部３０ｂとを有している。
【００６２】
つめ保持体１０は、つめ２０よりも重量が軽い材料で作られている。特に、本発明の装置１の好ましい実施形態においては、つめ保持体１０がアルミニウム合金で製作される一方で、つめ２０は、鋼またはチタニウムあるいは焼結材料で製作されている。
【００６３】
他の実施形態においては、つめ保持体１０を、マグネシウムまたはテクノポリマーで製作でき、テクノポリマーは充填されていてもよく、充填されていなくてもよい。添付の図面に例として示した実施形態においては、それぞれの着座部３０内でのつめ２０のわずかな回転運動によって生じる摩擦に起因する摩損を最小にするため、耐摩耗性の材料で作られた特定の接触手段が、つめ２０と対応する着座部３０との間に介装されている。そのような接触手段は、着座部３０とは別個独立の構造要素として製作してもよく、あるいはそれぞれの着座部に施される被覆層として製作してもよい。
【００６４】
図１、２、３および８に示すように、本発明のワンウェイ伝達装置の第１の実施形態においては、接触手段が、着座部とは別個独立の構造要素として製作され、すべて番号４０で指し示されている３つのつめ収容シェルで構成されており、つめ収容シェルのそれぞれが、それぞれの着座部３０の支持部３０ａに収容されるとともに、それぞれのつめ２０の支持部２０ａを収容している。
【００６５】
つめ収容シェル４０は、例えば鋼またはチタニウム、あるいは例えば成形プレスして焼結する方法や、金属粉末射出成型（ＭＩＭ）によって得られる焼結鋼などの焼結材料など、重たくてかつ耐摩耗性を有する材料で作られている。つめ収容シェル４０とつめ２０とが同じ材料で作られる態様が好ましい。
【００６６】
つめ収容シェル４０のそれぞれは、それぞれの着座部３０に着脱可能なやり方で組み合わせることができ、あるいは接着手段の介在によってそれぞれの着座部に固定的に組み合わせることができる。いずれの場合にも、つめ収容シェル４０と着座部３０との間のカップリングは、つめ収容シェル４０がそれぞれの着座部３０に堅固に取り付けられるようなものでなくてはならない。
【００６７】
つめ収容シェル４０は、それぞれの着座部３０の接触部３０ａおよびそれぞれのつめ２０の接触部２０ａの形状に対して、ほぼ接合する(conjugate)形状を有している。
【００６８】
詳しくは、図１および４に示されているとおり、つめ収容シェル４０のそれぞれが、ほぼ凸状の円筒形側面部４１を有しており、この側面部４１が、それぞれの着座部３０の対応するほぼ凹状の円筒形側面部３１に当接するように構成され、それぞれのつめ２０の対応するほぼ凸状の円筒形側面部２１の当接面として機能する。さらに、つめ収容シェル４０のそれぞれは、それぞれの自由端に、ほぼ平坦な第１の前面部４２を有し、この前面部４２は、前記ほぼ円筒形の表面部４１の母線に直交する方向に広がり、それぞれの着座部３０の当接面３２に当接するように配置されている。それぞれのつめ収容シェル４０の第１の前面部４２は、それぞれのつめ２０の対応する前面部２２の当接面として機能する。
【００６９】
本発明の一変形においては、つめ収容シェル４０の円筒形側面部が、凸状ではなく凹状であって、それぞれの着座部３０の対応するほぼ凸状の円筒形の側面部に当接するように構成され、それぞれのつめ２０の対応するほぼ凹状の円筒形の側面部の当接面として機能してもよい。つめ２０の表面が凹状の形状であると、つめを構成する重たい材料が減じられ、したがってつめの重量が小さくなって好都合である。
【００７０】
さらに、つめ収容シェル４０のそれぞれは、前記第１の自由端の反対側に、第１の前面部４２と平行であるほぼ平坦な第２の前面部４３を有しており、この第2の前面部４３は、第１の前面部４２の反対側においてほぼ円筒形の側面部４１から突出している。それぞれのつめ収容シェル４０の第２の前面部４３は、つめ保持体１０の第２の前面部１３に形成された対応する当接面３３に当接するように構成されている。
【００７１】
各つめ収容シェル４０の第１の前面部４２には、ピン４４が形成されている。ピン４４は、組み立てられた状態において、それぞれの着座部３０に形成された対応する孔３６に挿入される（図１においては、孔を１つだけ見て取ることができる）。図５に示されているとおり、ピン４４は、それぞれの着座部３０においてつめ収容シェル４０が回転運動することがなく、かつそれぞれの着座部３０に取り付けられたときにつめ収容シェル４０を正確に中心合わせできるよう、前面部４２の偏心位置に形成されている。
【００７２】
図示されていないが他の実施形態においては、ピン４４が、着座部３０の前面部３２の偏心位置に形成され、孔３６が、つめ収容シェル４０の前面部４２の偏心位置に形成される。
【００７３】
本発明のワンウェイ伝達装置１は、つめ２０の端部２０ｂを、当該部位２０ｂがつめ保持体１０から突き出ている第１の動作位置（図２および図３に示されている）へと押すように構成されたリング状のばね部材５０（図２において、一部のみを見て取ることができる）を有している。このようなリング状のばね部材５０は、つめ保持体１０の外表面１１に形成された周状の溝１８内に収容されている。さらにリング状のばね部材５０は、各つめ収容シェル４０のほぼ円筒形の側面部４１の一部分のみに広がる溝４５、およびつめ２０に形成された対応する溝２５内にも収容されている。
【００７４】
リング状のばね部材５０が、つめ２０の支持部２０ａをつめ保持体１０の中心に向かって弾性的に押し付け、つめ２０が回転して、それらの端部２０ｂを第１の動作位置へと移動させる。この動作位置において、つめ２０は、ハブ本体１０２に形成されたラック１０３と係合でき、後でさらに詳しく説明するとおり、ハブ本体１０２を回転させることができる。
【００７５】
すべてのつめ２０に対して作用する単一のリング状のばね部材５０を使用する代わりに、それぞれの着座部３０にそれぞれ収容される複数の弾性押し付け手段（図示されていない）を、それぞれの爪２０に作用して第１の動作位置へと押すように使用することも可能である。
【００７６】
図３に示した好ましい実施形態において、着座部３０のそれぞれに、より大きな構造耐力をつめ保持体１０にもたらすように、つめ保持体１０は、つめ保持体１０の中心に向かって半径方向に広がる厚肉領域５５を有している。厚肉領域５５の形状は、着座部３０の支持部３０ａの形状に対応している。
【００７７】
上述のワンウェイ伝達装置１の好ましい実施形態においては、図８に示すとおり、つめ保持体１０が、従来からの形式のスプロケット保持体７０と一緒に、１つの部品として軽量な材料（例えば、アルミニウム合金）で作られている。
【００７８】
図６、７および９は、本発明のワンウェイ伝達装置１の第２の実施形態を示しており、着座部３０のそれぞれとそれぞれのつめ２０との間に、つめ収容シェル４０の代わりに被覆層６０が設けられている点においてのみ、図１、２、３および７に関してすでに説明した実施形態と相違している。被覆層６０は、耐摩耗性材料であり、表面被着プロセスによってそれぞれの着座部３０に適用される。添付の図面に示されている被覆層６０の厚さは、あくまで例示である。
【００７９】
被覆層６０は、以下のプロセスのうちのいずれか１つによって、それぞれの着座部３０に施される。すなわち、化学または電気化学的被着（chemical or electrochemical galvanic deposition）、金属、セラミック、またはサーメット粉末から出発する熱スプレー、燃焼法、電気ワイヤ・アーク、プラズマ法である。
【００８０】
具体的には、被覆形成プロセスは、ニッケル槽を使用して実行される化学ニッケルめっきである（化学ニッケル）。被覆層６０の厚さは、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜２５μｍの範囲で選択される。
【００８１】
本発明の他の変形においては、それぞれの着座部３０に加え、つめ保持体１０全体に被覆プロセスを施すことが考えられる。
【００８２】
この場合にも、図７に示されているとおり、つめ保持体１０は、着座部３０のそれぞれにおいて、より大きな構造耐力をつめ保持体１０にもたらすように構成された、つめ保持体１０の中心に向かって半径方向に広がる厚肉領域５５を有することができる。さらに、図９に示されているとおり、つめ保持体１０を、従来からの形式のスプロケット保持体７０と一緒に、１つの部品として軽量な材料（例えば、アルミニウム合金）で製作すると好都合である。この場合には、それぞれの着座部３０およびつめ保持体１０に加え、スプロケット保持体７０にも被覆プロセスを施すことが考えられる。
【００８３】
あるいは、つめ保持体１０が、スプロケット保持体７０との一体的接続のためにねじなどの接続手段を有してもよい。
【００８４】
図８〜１２に例として示されているスプロケット保持体７０は、つめ保持体１０の長手軸Ｘ‐Ｘに沿って延びる筒状の本体７１を有するとともに、その外表面に、スプロケットを組み付けるための８つのスプライン７２を有している。これらスプライン７２は、直径が最も大きいスプロケットが当接して配置される端部突起７３を有している。
【００８５】
上述のワンウェイ伝達装置１は、従来からの形式の自転車の後輪ハブ１００に組み合わされる。組み立てられた状態の自転車の後輪のハブを図示している図１２に示されているとおり、ハブ１００は、長手方向の中空シャフト１０１（図１３に詳しく示されている）およびほぼ筒状のハブ本体１０２を有しており、ハブ本体１０２には、つめ保持体１０に面している自由端に、本発明のワンウェイ伝達装置１のつめ２０が係合するように構成されたリング状のラック１０３が設けられている。この自由端において、ハブ本体１０２はさらに、自転車の車輪のスポークを取り付けるための複数の着座部１０４（図１０〜１２に示されている）を有している。
【００８６】
上述のワンウェイ伝達装置(one-way transmission device)１とラック１０３とで構成される組立体が、ワンウェイ連結装置（one-way coupling device）を構成し、このワンウェイ連結装置がスプロケット保持体７０とともに、一般に「フリーホイール」として知られている装置を構成している。
【００８７】
ハブ本体１０２は、一対の調整アンチフリクション・ベアリング(adjustment antifriction bearings)１１０を挿入することによって、シャフト１０１に、ピボット式に取り付けられる。同様のやり方で、スプロケット保持体７０（添付の図面に示した例では、本発明のワンウェイ伝達装置１のつめ保持体１０と一体に形成されている）も、一対のベアリング１２０を介在させることによって、シャフト１０１にピボット式に取り付けられる。一対のベアリング１２０の各ベアリングは、円筒形のスペーサ１３０によって隔てられている。
【００８８】
ラック１０３は、ハブ本体１０２に一体に形成されている。
【００８９】
シャフト１０１は、車輪の回転軸に沿って延び、その自由端１０１ａおよび１０１ｂにおいて、自転車のフレームのフォークに組み合わされるように構成されている。図１３に示されているとおり、シャフト１０１は、対向する両自由端１０１ａおよび１０１ｂにそれぞれ雄ねじ１４０ａ、１４０ｂを有しており、中間部には、当接面１４１および円錐台リング状の領域１４２を有している。
【００９０】
当接面１４１は、非円形の断面を有して、周囲に３つのくぼみ領域１４３（図３においては、そのうちの２つだけを見て取ることができる）を有しており、これらのくぼみ領域１４３が、組み立ての際に、つめ保持体１０の厚肉領域５５に位置する。
【００９１】
組み立ての際、スプロケット保持体７０（つめ保持体１０と一体に形成されている）が、端部１４０ｂからシャフト１０１に取り付けられ、第１の頭部固定リング１４４ｂが、シャフト１０１のねじ１４０ｂにねじ込まれて、一対のベアリング１２０および円筒形のスペーサ１３０を、当接面１４１に対して押し付ける。
【００９２】
ハブ本体１０２が、反対側の端部１４０ａからシャフト１０１上に取り付けられる。第２の頭部固定リング１４４ａが、シャフト１０１のねじ１０１ａにねじ込まれて、ハブ本体１０２をシャフト１０１上で心出しするとともに、シャフト１０１上に固定する。最も内側のベアリング１１０が、シャフト１０１の円錐台リング状領域１４２と同心かつ外側に配置される。
【００９３】
頭部固定リング１４４ａおよび１４４ｂは、ハブ１００が自転車のフレームに取り付けられるときにフレームの後部フォークに対する把持力を向上させるため、外側に刻みを有している。
【００９４】
動作時、自転車乗りが自転車を前方に進めるべくペダルを漕ぐと、スプロケット保持体７０、つめ保持体１０、およびハブ本体１０２が一体となって回転し、チェーンから車輪に運動を伝達する。このような動作状態においては、つめ２０が、リング状のばね部材５０によって、つめ２０の端部２０ｂがつめ保持体１０から突き出してラック１０３と係合する第１の動作位置へと押され、ラック１０３を回転させる。
【００９５】
自転車乗りがペダルを漕いでおらず、あるいはゆっくりとペダルを漕いでおり、それでも自転車が前方へと進んでいる場合には、スプロケット保持体７０およびつめ保持体１０（常に一体で回転する）が、ハブ本体そのものの角速度よりも遅い角速度で、ハブ本体１０２に対して回転自在である。このような動作状態においては、つめ２０が、ラック１０３の歯によって半径方向内向きに押されてラックに沿って走行し、ラック１０３がスプロケット保持体７０に対して回転自在である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明によるワンウェイ伝達装置の第１の実施形態の概略分解斜視図である。
【図２】図１の装置を有するワンウェイ連結装置の組み立てられた状態についての概略正面図である。
【図３】図２に示したワンウェイ連結装置の一変形の概略正面図である。
【図４】図１の装置の細部についての概略斜視図である。
【図５】図４の細部の概略正面図である。
【図６】本発明によるワンウェイ伝達装置の第２の実施形態のワンウェイ連結装置の正面図である。
【図７】図６のワンウェイ連結装置の一変形の概略正面図である。
【図８】図３のワンウェイ連結装置において使用されるワンウェイ伝達装置の好ましい実施形態の概略分解斜視図である。
【図９】図７のワンウェイ連結装置において使用されるワンウェイ伝達装置の好ましい実施形態の概略分解斜視図である。
【図１０】ハブ本体と向き合っている図８または９の装置の概略斜視図である。
【図１１】図８または９の装置と図１０のハブ本体とを有するハブの組み立てられた状態を示す概略斜視図である。
【図１２】図１１のハブの部分断面側面図である。
【図１３】図１１のハブの細部の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００９７】
１        ワンウエイ伝達装置
１０      つめ保持体
２０      つめ
３０      着座部
１００      ハブ
１０１      中空シャフト
１０２      ハブ本体
１０３      ラック
【図１】
2006300326.tif 000003
【図２】
2006300326.tif 000004
【図３】
2006300326.tif 000005
【図４】
2006300326.tif 000006
【図５】
2006300326.tif 000007
【図６】
2006300326.tif 000008
【図７】
2006300326.tif 000009
【図８】
2006300326.tif 000010
【図９】
2006300326.tif 000011
【図１０】
2006300326.tif 000012
【図１１】
2006300326.tif 000013
【図１２】
2006300326.tif 000014
【図１３】
2006300326.tif 000015