(57)【要約】【課題】小スプロケットから大スプロケットへのシフトをより円滑に行えるようにする。【解決手段】この自転車用リアスプロケットは、スプロケットボディ５０と、スプロケットボディ５０の歯元部５８から径方向外側に延びる複数のスプロケット歯５４とを備えている。スプロケットボディ５０は第１側面６６及び第２側面７０を有する。そして、歯元部５８の歯元部側面は、スプロケットボディ５０の第１側面６６において歯元部面Ｐを構成し、スプロケットボディ５０の第１側面６６において第１スプロケット歯の内周側の歯元部５８にシフトアシスト用の凹部７４が形成されている。また、第２スプロケット歯は、スプロケットボディ５０の第１側面６６において歯元部面Ｐから横方向外側に延びる突出部５４ｃを有している。【選択図】図２Ｃ
2006168720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１側面及び第２側面を有するスプロケットボディと、
前記スプロケットボディの歯元部から径方向外側に延びる複数のスプロケット歯と、
を備え、
前記歯元部の歯元部側面は、前記スプロケットボディの第１側面において歯元部面を構成し、
前記スプロケットボディの第１側面において第１スプロケット歯の内周側の前記歯元部にシフトアシスト用の凹部が形成されており、
第２スプロケット歯は、前記スプロケットボディの第１側面において前記歯元部面から横方向外側に延びる突出部を有する、
自転車用リアホイールスプロケット。
【請求項２】
請求項１に記載のスプロケットであって、
前記突出部は前記第２スプロケット歯の先端エッジによって形成されている。
【請求項３】
請求項２に記載のスプロケットであって、
前記第２スプロケット歯の前記先端エッジは前記歯元部面に対して傾斜されている。
【請求項４】
請求項３に記載のスプロケットであって、
前記第２スプロケット歯は前記先端エッジの反対側に反対側先端エッジを有しており、前記反対側先端エッジは前記歯元部面に対して傾斜されている。
【請求項５】
請求項４に記載のスプロケットであって、
前記先端エッジは前記反対側先端エッジとほぼ平行である。
【請求項６】
請求項１に記載のスプロケットであって、
前記歯元部面は前記スプロケットボディの前記第１側面の横方向の最も外側の面に配置されている。
【請求項７】
請求項１に記載のスプロケットであって、
前記突出部は前記歯元部面から横方向外側に０．４ｍｍ未満で延びている。
【請求項８】
請求項７に記載のスプロケットであって、
前記突出部は前記歯元部面から横方向外側に約０．２ｍｍで延びている。
【請求項９】
請求項１に記載のスプロケットであって、
前記突出部の先端エッジの反対側の前記第２スプロケット歯の先端エッジは、前記スプロケットボディの前記第２側面から１．３ｍｍ以上横方向に配置されている。
【請求項１０】
請求項９に記載のスプロケットであって、
前記第２スプロケット歯の前記先端エッジによって少なくとも部分的に形成されるコーナーは、前記スプロケットボディの前記第２側面から１．３ｍｍ以上横方向に配置されている。
【請求項１１】
請求項１０に記載のスプロケットであって、
前記コーナーは前記スプロケットボディの前記第１側面に面している。
【請求項１２】
請求項１に記載のスプロケットであって、
前記第２スプロケット歯の回転方向における前記突出部の先端エッジの前にある前記第２スプロケット歯の先端エッジは、前記スプロケットボディの前記第２側面から１．０ｍｍ以上横方向に配置されている。
【請求項１３】
請求項１２に記載のスプロケットであって、
前記第２スプロケット歯の前記先端エッジによって少なくとも部分的に形成されるコーナーは、前記スプロケットボディの前記第２側面から１．０ｍｍ以上横方向に配置されている。
【請求項１４】
請求項１３に記載のスプロケットであって、
前記コーナーは前記スプロケットボディの前記第１側面に面している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用スプロケット、より詳細には、自転車用多段スプロケットアッセンブリであって、自転車のリアハブに装着され、これにより、ドライブチェーンをシフトして自転車の速度を変更する少なくとも１つのより大きい直径のスプロケット、及び少なくとも１つのより小さい直径のスプロケットを備える多段スプロケットアッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許４，８８９，５２１号は、少なくとも１つのより大きい直径のスプロケットと、少なくとも１つのより小さい直径のスプロケットとを備える多段スプロケットアッセンブリを開示している。これらのスプロケットは次のような関係で組み立てられる。すなわち、より大きい直径のスプロケットの１組の隣接する歯の間の中心点、及びより小さい直径のスプロケットの１組の隣接する歯の間の中心点が、チェーンをより小さい直径のスプロケットからより大きい直径のスプロケットにシフトするときのチェーンパスに沿って延びる接線に位置するように組み立てられている。そして、中心点間距離は、チェーンピッチの整数倍とほぼ等しい。また、チェーンがより大きい直径のスプロケットへ向かってスプロケットアッセンブリの軸方向に少し移動することを可能にするよう、チェーンガイド部は、より大きい直径のスプロケットの内面に、チェーンが中心点の間で進行するときのチェーンのパスに対応する位置で、配置される。これにより、より小さい直径のスプロケットからより大きい直径のスプロケットにチェーンをシフトすることを円滑化する。より大きい直径のスプロケットの１つ以上の歯を、スプロケットボディのセンターラインからオフセットする、あるいは傾斜することもでき、これにより、より小さい直径のスプロケットからより大きい直径のスプロケットにチェーンをシフトすることをさらに円滑化することができる。
【特許文献１】米国特許４，８８９，５２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、小スプロケットから大スプロケットへのシフトを、従来に比較してより円滑にすることにある。
【０００４】
本発明の別の課題は、スプロケットの歯の強度を犠牲にすることなく、小スプロケットから大スプロケットへのシフトを従来に比較してより円滑にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る自転車用リアスプロケットは、スプロケットボディと、スプロケットボディの歯元部から径方向外側に延びる複数のスプロケット歯とを備えている。スプロケットボディは第１側面及び第２側面を有する。そして、歯元部の歯元部側面は、スプロケットボディの第１側面において歯元部面を構成し、スプロケットボディの第１側面において第１スプロケット歯の内周側の歯元部にシフトアシスト用の凹部が形成されている。また、第２スプロケット歯は、スプロケットボディの第１側面において歯元部面から横方向外側に延びる突出部を有している。
【０００６】
本発明のさらなる特徴は以下の説明から明らかにされるであろう。そのような特徴は単独で、あるいは上述の特徴と組み合わせて、特許請求の範囲に記載される発明の基本部分及びそれらの均等物を構成する。
【発明の効果】
【０００７】
以上のような本発明では、小スプロケットから大スプロケットへのシフトをより円滑にすることができる。また、スプロケットの歯の強度を犠牲にすることなく、小スプロケットから大スプロケットへのシフトをより円滑にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、より小さい直径の第１スプロケット１０（以下、単に第１スプロケット１０と記す）及びより大きい直径の第２スプロケット１４（以下、単に第２スプロケット１４と記す）の具体的な実施形態の側面図である。第１スプロケット１０、及び多段スプロケット系の一般的な態様の部品、例えば、２〜９枚のスプロケットが、同軸状に装着され、所定の距離で互いに間隔を空けて配置されており、リアホイールハブアクスルなどの共通軸の回りに回転する。ホイールハブアクスルの回りに回転するよう装着されたとき、スプロケット１０，１４は、一般に、管状スプロケット装着スリーブ（図示せず）の周りに複数のスプライン１９を通して装着される。複数のスプライン１９は、スプロケット装着スリーブ上の対応する複数のスプラインと、既知の方法で係合する。各スプロケットの内周部に形成されたスプライン溝１９ａ及びスプライン歯１９ｂは、他のスプライン（溝あるいは歯）１９とは異なる形状を有しており、これにより、それぞれの複数のスプロケットを隣接するスプロケットに対して所定の回転位置に固定する。スプロケット装着スリーブは、その結果として、複数のボールベアリング及びワンウェイクラッチを介してハブアクスルの回りに、既知の方法で回転可能に装着される。
【０００９】
第１スプロケット１０は、スプロケットボディ３４と、スプロケットボディ３４の歯元部４２から径方向外側に延びる複数のスプロケット歯３８とを備える。歯元部４２は、スプロケットボディ３４の歯元円４６から径方向内側に延びる。周知の通り、歯元円は、スプロケットの歯が占める空間の底部によって形成される仮想の円である。
【００１０】
同様に、第２スプロケット１４は、スプロケットボディ５０と、スプロケットボディ５０の歯元部５８から径方向外側に延びる複数のスプロケット歯５４とを備える。歯元部５８は、スプロケットボディ５０の歯元円６２から径方向内側に延びる。本実施形態において、スプロケットボディ５０は第１側面６６及び第２側面７０（図２Ｂ）を有する。歯元部５８で第１側面６６の歯元部側面６６ａ（図２Ｂ及び図２Ｃ）は、歯元部面Ｐを形成している。
【００１１】
スプロケット１０，１４は次のような関係で組み立てられる。すなわち、第１スプロケット１０の１組の隣接する歯３８の間の中心点Ｏ１及び第２スプロケット１４の１組の隣接する歯５４の間の中心点Ｏ２が、図１の鎖線に示すように、チェーン１８を第１スプロケット１０から第２スプロケット１４にシフトするときのチェーンのパスに沿って延びる接線上に位置するように配置される。チェーン１８は一般的な構成を有する。チェーン１８を構成する外側リンクプレート２２の組は内側リンクプレート２６の組と交互に組み合わされ、かつ、互い違いにそれぞれの組のリンクプレートが、リンクプレートの隣接する組と接続ピン３０を介して連結されている。好ましくは、中心Ｏ１，Ｏ２の間の距離Ｌは、チェーン１８のチェーンピッチ（接続ピン３０間の距離）の整数倍とほぼ等しい。
【００１２】
チェーン１８が第２スプロケット１４へ向かってそれていくことを可能にするシフトアシスト凹部７４は、スプロケットボディ５０の第１側面６６で、チェーンが中心Ｏ１，Ｏ２の間で移動するときのチェーン１８の進行パスに対応する位置で、凹部状に形成される。シフトアシスト凹部７４は、好ましくは、チェーン１８の内側リンクプレート２６が第２スプロケット１４の少なくとも１つのシフトアシスト歯５４ａ（そのような２つの歯５４ａを図１に示す）に乗り上げることを防止するために十分な深さで、凹部状に形成される。そして、それぞれのシフトアシスト歯５４ａは、スプロケット１０，１４の駆動回転方向Ｘに対して、第２スプロケット１４のそれぞれの中心Ｏ２の後方に配置されている。また、シフトアシスト凹部７４は、内部に第２スプロケット１４に面するチェーン１８のリンクプレートを収容するために十分な大きさである。その結果、チェーン１８は、所定量、第２スプロケット１４の第２面７０へ向かってそれていくことができ、これにより、外側リンクプレート２２がシフトアシスト歯５４ａと並んだとき、シフトアシスト歯５４ａは、外側リンクプレート２２間の空間１８ａ（図３）と係合する。また、内側リンクプレート２６が、図４及び図５に示す通り、シフトアシスト歯５４ａと並んだとき、チェーン１８の内側リンクプレート２６は、シフトアシスト歯５４ａに乗り上げることが防止される。これにより、駆動回転方向Ｘにおけるシフトアシスト歯５４ａの後方の次の歯５４が、次の組の外側リンクプレート２２における空間１８ａと係合することが可能になる。
【００１３】
本実施形態において、シフトアシスト凹部７４は、中心Ｏ１から多少間隔を空けて配置されたイニシャル端部エッジ７４ａから形成される。イニシャル端部エッジ７４ａは、第１スプロケット１０で中心Ｏ１を形成する２つの隣接するシフトアシスト歯３８間に配置され、かつ、中心Ｏ１と中心Ｏ２との間に配置される。イニシャル端部エッジ７４ａは、ボトムエッジ７４ｂに径方向内側に延びる。ボトムエッジ７４ｂは、末端７４ｃに延びる。末端７４ｃは、おおよそ、シフトアシスト歯５４ａと、回転方向Ｘにおいてシフトアシスト歯５４ａの前方に配置された歯５４ｂとの間の空間の底部に延びている。シフトアシスト凹部７４は、横方向に傾斜することもでき、これにより、チェーン１８を第１スプロケット１０から第２スプロケット１４へシフトすることを、さらにアシストする。シフトアシスト凹部７４がまたがる横方向が薄くなる歯は、周辺の幅を増加することもでき、これにより、歯の強度を高めることもできる。
【００１４】
それぞれのシフトアシスト歯５４ａは、チェーン１８を第１スプロケット１０から第２スプロケット１４へシフトすることをアシストするよう構成される。他の歯５４は、既知の方法で、チェーン１８を第１スプロケット１０から第２スプロケット１４へシフトすることに対してニュートラルであるよう構成され、あるいは、それどころか、チェーン１８を第１スプロケット１０から第２スプロケット１４へシフトすることを妨害するように形成される。
【００１５】
図２Ｃに示す通りに、本実施形態において、シフトアシスト歯５４ａは、平行四辺形の形状を形成する先端エッジ８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄを備える。より詳細には、先端エッジ８４ａ及び８４ｂは、ほぼ直線で、互いにほぼ平行であり、歯元部面Ｐに対して傾斜されている。先端エッジ８４ｃ及び８４ｄは、ほぼ直線で、互いにほぼ平行であり、歯元部面Ｐにほぼ垂直に向けられている。シフトアシスト歯５４ａは、また、先端エッジ８４ｂ，８４ｄの間に形成されたコーナー８８ａに延びる突出部５４ｃを有する。突出部５４ｃは、第１側面６６において歯元部面Ｐから横方向外側に延びている。
【００１６】
突出部５４ｃの１つの利点は、図４及び図５に示す通り、内側リンクプレート２６がシフトアシスト歯５４ａと並ぶとき、コーナー８８ａ近傍の先端エッジ８４ｄの一部分が、チェーン１８の外側リンクプレート２２の前方エッジ２２ａと当接する当接部を形成することにある。これにより、第２スプロケット１４の歯５４とのチェーン１８の適切なピッチ配置を確実にすることに役立ち、したがって、次の組の外側リンクプレート２２が、シフトアシスト歯５４ａにつづく歯５４と確実に係合する。
【００１７】
本実施形態においては、スプロケットボディ６６がおよそ１．６ｍｍの厚さを有するとき、コーナー８８ａは歯元部面Ｐからおよそ０．２ｍｍ延びている。もちろん、歯元部面Ｐから延びる量は、用途に応じて変更できる。そして、最大の延びを、チェーンのサイズ及び第１スプロケット１０と第２スプロケット１４との間の横方向距離によって決定するものとする。その決定は、チェーン１８が第１スプロケット１０と係合されるとき、コーナー８８ａがチェーン１８と接触することを防止するようになされる。既知のスプロケット構造において、コーナー８８ａは、歯元部面Ｐからおよそ０．４ｍｍまで延ばすことができる。
【００１８】
突出部５４ｃが歯元部面Ｐから横方向外側に延びるので、先端エッジ８４ａ，８４ｄ間に形成されたコーナー８８ｂは、既知のシフトアシスト歯の設計よりさらに引っ込んだ場所に配置することもでき、これにより、シフトアシスト歯５４ａの強度を犠牲にすることなく、チェーン１８を第１スプロケット１０から第２スプロケット１４へシフトすることを、さらにアシストする。本実施形態において、コーナー８８ｂは、第２側面７０からおよそ１．３ｍｍで引っ込んだ場所に配置される。もちろん、コーナー８８ａがさらに歯元部面Ｐから突出する場合といった、他の実施形態においては、コーナー８８ｂをさらに引っ込んだ場所に配置することもできる。
【００１９】
同様に、突出部５４ｃが歯元部面Ｐから横方向外側に延びるので、先端エッジ８４ａ，８４ｃ間に形成されたコーナー８８ｃは、既知のシフトアシスト歯の設計よりさらに凹部状に形成することもでき、これにより、シフトアシスト歯５４ａの強度を犠牲にすることなく、チェーン１８を第１スプロケット１０から第２スプロケット１４へシフトすることを、さらにアシストする。この実施形態において、コーナー８８ｃは、第２側面７０からおよそ１．０ｍｍで引っ込んだ場所に配置される。もちろん、コーナー８８ｃがさらに歯元部面Ｐから突出する場合といった、他の実施形態においては、コーナー８８ｂをさらに引っ込んだ場所に配置することもできる。
【００２０】
本発明にかかる種々の実施の形態を説明したが、本発明の精神及び範囲を逸脱することなくさらなる変形を行ってもよい。例えば、シフトアシスト凹部７４は、凹部の代わりに切欠き部で形成することもできる。シフトアシスト凹部７４がまたがる歯の数は用途に応じて増加することも減少することもでき、ある用途においては、歯５４ｂのように、１つの歯のみにまたがることが好ましい。所望により、種々の構成要素の大きさ、形状、配置、向きを変更することもできる。いくつかのそのようなバリエーションが米国特許４，８８９，５２１号に開示されている。他の構成要素と直接的に連結あるいは接触する構成要素は、それらの間に中間構造物を備えていてもよい。１つの構成要素の機能は２つあるいはそれ以上によって達成されてもよい。１つの実施の形態の構造及び機能を他の態様に適用してもよい。すべての利点が必ずしも同時に特定の実施の形態にもたらされる必要はない。先行技術から区別されるそれぞれの特徴は、それ単独として、あるいは他の特徴と組み合わせとして、そのような特徴により実施される構造的あるいは機能的思想を含む出願人によるさらなる発明の内容として付帯的に考慮されるものとする。したがって、本発明の範囲は、開示された特定の構造、または特定の構造あるいは特徴に対して認識した初期の対象あるいは重点によって限定されないものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１及び第２スプロケットの具体的な実施形態の側面図。
【図２Ａ】シフトアシスト歯の具体的な実施形態の前面図。
【図２Ｂ】シフトアシスト歯の上面図。
【図２Ｃ】シフトアシスト歯のより詳細な上面図。
【図２Ｄ】シフトアシスト歯の後面図。
【図２Ｅ】図２Ｂにおける２Ｅ−２Ｅ線に沿って見た図。
【図３】シフトアシスト歯が、自転車用チェーンの外側リンクプレートと並んでいるときの、自転車用チェーンの第１スプロケットから第２スプロケットへのシフトを示す上面図。
【図４】シフトアシスト歯が、自転車用チェーンの内側リンクプレートと並んでいるときの、自転車用チェーンの第１スプロケットから第２スプロケットへのシフトを示す上面図。
【図５】シフトアシスト歯が、自転車用チェーンの内側リンクプレートと並んでいるときの、自転車用チェーンの第１スプロケットから第２スプロケットへのシフトを示す斜視図。
【符号の説明】
【００２２】
３４，５０  スプロケットボディ
３８，５４  スプロケット歯
４２，５８  歯元部
５４ａ  シフトアシスト歯
５４ｃ  突出部
６６  第１側面
７０  第２側面
７４  シフトアシスト凹部
Ｐ  歯元部面
【図１】
2006168720.tif 000003
【図２Ａ】
2006168720.tif 000004
【図２Ｂ】
2006168720.tif 000005
【図２Ｃ】
2006168720.tif 000006
【図２Ｄ】
2006168720.tif 000007
【図２Ｅ】
2006168720.tif 000008
【図３】
2006168720.tif 000009
【図４】
2006168720.tif 000010
【図５】
2006168720.tif 000011