(57)【要約】【課題】チェーンに安定的に係合し得る、自転車のスプロケットアセンブリ用の歯車組立体を提供する。【解決手段】  少なくとも１組の第１の歯車１２および第２の歯車１３と、両者を機械的に接続しつつ、軸方向で離間させる複数の接続体３０とを含み、前記第１の歯車１２および第２の歯車１３は、谷部１５によって隔てられた複数の歯１４を有し、前記第２の歯車１３は、前記第１の歯車１２よりも歯数が多く、前記接続体３０はそれぞれ、前記第２の歯車１３に接続され、該第２の歯車１３から前記第１の歯車１２に向けて半径方向に延びる第１の接続部３１と、前記第１の歯車１２に接続されて該第１の歯車１２から軸方向に延びる第２の接続部３２とを含み、各接続体３０の前記第２の接続部３２の周方向のさしわたしを半径方向に投影したものが、前記第１の歯車の谷部内に完全に収まっている、歯車組立体【選択図】図６
2018135089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプロケットアセンブリ用の歯車組立体（１０）であって、
少なくとも１組の第１の歯車（１２）および第２の歯車（１３）と、
前記第１の歯車（１２）と第２の歯車（１３）とを機械的に接続し、且つ両者を軸方向で離間させる複数の接続体（３０）とを含み、
前記第１の歯車（１２）および第２の歯車（１３）は、それぞれ対応する谷部（１５）によって隔てられた複数の歯（１４）を有し、前記第２の歯車（１３）は、前記第１の歯車（１２）よりも歯数が多いものであり、
前記接続体（３０）はそれぞれ、前記第２の歯車（１３）に接続され、該第２の歯車（１３）から前記第１の歯車（１２）に向けて半径方向に延びる第１の接続部（３１）と、前記第１の歯車（１２）に接続されて該第１の歯車（１２）から軸方向に延びる第２の接続部（３２）とを含み、各接続体（３０）の前記第２の接続部（３２）の周方向のさしわたしを半径方向に投影したものが、前記第１の歯車の谷部内に完全に収まっている、
歯車組立体
【請求項２】
請求項１に記載の歯車組立体（１０）において、それぞれの前記歯（１４）が、前記歯車（１２，１３）の中心（Ｃ）から第１の半径方向距離（Ｄ１）に位置する半径方向最外部（１６）を有し、それぞれの前記谷部（１５）が、前記歯車（１２，１３）の中心（Ｃ）から第２の半径方向距離（Ｄ２）に位置する半径方向最内点（１８）および前記歯車（１２，１３）の中心（Ｃ）から最大の半径方向距離（ＤＭ）に位置する一対の半径方向最外点（１９）を含み、前記最大の半径方向距離（ＤＭ）が、前記第１の半径方向距離（Ｄ１）と前記第２の半径方向距離（Ｄ２）との差から調整係数（Ｋ）を引いたものに等しく、該調整係数（Ｋ）は、極値を含め、前記第１の半径方向距離（Ｄ１）と前記第２の半径方向距離（Ｄ２）との差の１／１０から前記第１の半径方向距離（Ｄ１）と前記第２の半径方向距離（Ｄ２）との差の１／２の範囲内であり、それぞれの谷部（１５）は、前記半径方向最内点（１８）と前記一対の半径方向最外点（１９）との間に形成されている、歯車組立体（１０）。
【請求項３】
請求項２に記載の歯車組立体（１０）において、前記第２の接続部（３２）の周方向のさしわたしが、前記谷部（１５）の前記半径方向最内点（１８）から前記最大の半径方向距離（ＤＭ）と前記第２の半径方向距離（Ｄ２）との差の１０％〜９０％である半径方向距離（Ｄ３）のところに位置した一対の点（２１）間に収まる、歯車組立体（１０）。
【請求項４】
請求項２または３に記載の歯車組立体（１０）において、前記第２の接続部（３２）の周方向のさしわたしを半径方向に投影したものが、前記谷部（１５）の前記半径方向最内点（１８）を通過する、歯車組立体（１０）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の歯車組立体（１０）において、前記第２の接続部（３２）が、前記第１の歯車（１２）の中心（Ｃ）から第１の半径方向長さ（Ｌ１）に位置する半径方向内端部（３３）を有し、該第１の半径方向長さ（Ｌ１）は、前記第１の歯車（１２）の中心（Ｃ）から、該第１の歯車（１２）の前記第２の接続部（３２）と次の第２の接続部（３２）との間に位置する半径方向内縁部（１２ａ）への長さである第２の半径方向長さ（Ｌ２）以下である、歯車組立体（１０）。
【請求項６】
請求項５に記載の歯車組立体（１０）において、全ての前記第２の接続部（３２）の前記内端部（３３）が、前記第１の歯車（１２）の中心（Ｃ）から前記第１の半径方向長さ（Ｌ１）の位置に配列している、歯車組立体（１０）。
【請求項７】
請求項５または６に記載の歯車組立体（１０）において、前記第１の歯車（１２）の、隣接する２つの第２の接続部（３２）間に位置する前記半径方向内縁部（１２ａ）が全て、該第１の歯車（１２）の中心（Ｃ）から前記第２の半径方向長さ（Ｌ２）の位置に配列している、歯車組立体（１０）。
【請求項８】
請求項６に従属する場合の請求項７に記載の歯車組立体（１０）において、前記第１の半径方向長さ（Ｌ１）が、前記第２の半径方向長さ（Ｌ２）に実質的に等しい、歯車組立体（１０）。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の歯車組立体（１０）において、さらに、
フリーホイールボディに係合するように設けられた半径方向内側の円筒状部位（４０）と、
前記円筒状部位（４０）から延びて、前記第１の歯車（１２）のそれぞれの半径方向内縁部（１２ａ）に接続する複数の半径方向スポーク（５０）と、
を備える、歯車組立体（１０）。
【請求項１０】
請求項９に記載の歯車組立体（１０）において、前記半径方向内側の円筒状部位（４０）は、前記フリーホイールボディとの接合界面（４１）を有し、該接合界面（４１）からは、第１の配列（４３）及び第２の配列（４４）に従って設けられた複数の突起部（４２）が、前記フリーホイールボディに形成されて該突起部（４２）に対応する形状を有する各溝状プロファイルに係合するように突出しており、前記第１の配列（４３）及び前記第２の配列（４４）の前記突起部（４２）同士が、軸方向で互いに対向している、歯車組立体（１０）。
【請求項１１】
請求項１０に記載の歯車組立体（１０）において、前記第１の配列（４３）及び前記第２の配列（４４）の前記突起部（４２）同士が、該突起部（４２）間に空の空間が存在するように軸方向に離間している、歯車組立体（１０）。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の歯車組立体（１０）において、さらに、
前記第１の歯車（１２）の歯（１４）の数よりも少ない歯（１４）の数を有する第３の歯車（１１）を備え、該第３の歯車（１１）は、前記第１の歯車（１２）を前記第２の歯車（１２）に接続する前記接続体（３０）と同一の構成を個々に有する接続体（３０）によって前記第１の歯車（１２）に接続されている、第３の歯車（１１）、
を備える、歯車組立体（１０）。
【請求項１３】
請求項９に記載の歯車組立体（１０）において、さらに、
前記第１の歯車（１２）の歯（１４）数よりも少ない歯（１４）数を有する第３の歯車（１１）であって、前記複数のスポーク（５０）によって前記半径方向内側の円筒状部位（４０）に接続されている、第３の歯車（１１）、
を備える、歯車組立体（１０）。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の歯車組立体（１０）において、さらに、
前記第２の歯車（１３）の歯（１４）よりも多数の歯（１４）を有し、該歯（１４）の数が増加していくさらなる歯車を備え、個々の歯車は前記第１の歯車（１２）を前記第２の歯車（１３）に接続する前記接続体（３０）と同一の構成を個々に有する接続体（３０）によって順次互いに接続されており、
前記さらなる歯車のうちで歯数が最も少ない歯車が、前記第１の歯車（１２）を前記第２の歯車（１３）に接続する前記接続体（３０）と同一の構成を有するそれぞれの接続体（３０）によって、前記第２の歯車（１３）に接続されている、歯車組立体（１０）。
【請求項１５】
請求項１２または１３に記載の歯車組立体（１０）において、さらに、前記第３の歯車（１３）の歯（１４）よりも少ない数の歯（１４）を有し、該歯（１４）の数が減少していくさらなる歯車を備え、個々の歯車は前記第１の歯車（１２）を前記第２の歯車（１３）に接続する前記接続体（３０）と同一の構成を個々に有する接続体（３０）によって順次互いに接続されており、
前記さらなる歯車のうちで歯数が最も多い歯車が、前記第１の歯車（１２）を前記第２の歯車（１３）に接続する前記接続体（３０）と同一の構成を有するそれぞれの接続体（３０）によって、前記第３の歯車（１１）に接続されている、歯車組立体（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車のスプロケットアセンブリ用の歯車組立体に関する。
【０００２】
本明細書の残りおよび添付の特許請求の範囲において「歯車組立体」という表現は、自転車の後輪に用いられるスプロケットアセンブリの少なくとも一部を形成するように構成された、２つ以上の歯車の組立体（アセンブリ）のことを指す。
【０００３】
前記歯車組立体は、自転車の後輪のハブのフリーホイールボディに取り付けられて伝動チェーンが係合するように意図されている。
【背景技術】
【０００４】
周知のとおり、自転車のトランスミッションシステムは、運転者が推進押圧を加える一対のペダルクランク、該ペダルクランクとの直接カップリングによって回転される少なくとも１つの駆動歯車、および該駆動歯車によってチェーンを介して回転される相異なる寸法の複数の従動歯車（スプロケットとも称される）を含む。
【０００５】
スプロケットは、ハブを介して自転車の後輪にカップリングされている。ハブは、スポークを介して自転車のリムに強固に連結された第１のボディ、およびスプロケットに強固にカップリングされて一方の回転方向では第１のボディに対して自由に回転し、逆の回転方向では該第１のボディを回転させることで従動輪である後輪を前進させることが可能な第２のボディを有している。専門用語ではこの第２のボディが「フリーホイールボディ」と称される。該フリーホイールボディに取り付けられるスプロケット又は歯車の全体が、一般的に「スプロケットアセンブリ」と称される。
【０００６】
チェーンは、一連のリンクで構成される。各リンクは、通常、互いに対向し、且つ歯車の歯の挿入空間を形成するように離間する一対のプレートで構成される。一つのリンクのプレートはリベットによって隣接するリンクのプレートに回転可能にカップリングされており、該リベットは、リベットに対して自由に回転可能なローラ又はブッシュで取り囲まれている。
【０００７】
スプロケットは、一般的に、チェーンの摺接で発生する摩耗および、スプロケットが動作時に受ける荷重に耐えるように（鋼やチタンのような）極めて強固な材料からなる。
【０００８】
スプロケットアセンブリのスプロケットは、フリーホイールボディの溝に係合するように構成された溝が設けられている半半径方向内側の環状部位を含むものであってもよい。この場合のスプロケット同士は、一般的に形状が円筒状であるスペーサによって軸方向に離間されている。
【０００９】
あるいは、スプロケットアセンブリのスプロケットは、円筒状部材により支持された歯車組立体を形成するように互いに接続されたものであってもよく、該円筒状部材の半径方向内側表面に、フリーホイールボディの溝に係合するように構成された溝が設けられている。
【００１０】
後者の場合、軸方向で互いに接続されているスプロケットの数は２つ以上であってもよく、あるいは、スプロケットアセンブリを構成する全てのスプロケットであってもよい。
【００１１】
特許文献１および特許文献２にはそれぞれ、軸方向で互いに接続されていると共にフリーホイールボディに係合する支持部材にも接続されているスプロケットから全体が形成された、スプロケットアセンブリが示されている。
【００１２】
特許文献３には、２つのスプロケットを備え、所謂ツインセットを構成する歯車組立体であって、さらなる歯車組立体と連結されることによってスプロケットアセンブリを形成し得る歯車組立体が示されている。
【００１３】
歯車組立体における軸方向でのスプロケット間の接続は、スプロケット同士を軸方向で離間した状態に維持する機能と、該スプロケット同士を互いに機械的に接続してスプロケットアセンブリに必要な機械的強度を付与する機能との、二重の機能を有する。
【００１４】
このような軸方向接続部は、第１のスプロケットの側面と該第１のスプロケットに直接対向するよう隣接するスプロケットの側面とに接続された円筒状部によって形成することができる。
【００１５】
ただし、スプロケットアセンブリの重量を低減するために、例えば上述の特許文献１に記載されているように、軸方向接続部の円筒状部に開口を設けるのが一般的な手法である。
【００１６】
また、スプロケットアセンブリの重量を出来る限り軽量に維持するために、歯車組立体のスプロケットの半径方向寸法を出来る限り短くすることが一般的である。このため、スプロケット間の軸方向接続部は、例えば特許文献２等に示されているようにスプロケットの歯の直下にある、該スプロケットの半径方向内側部位に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０３０２３８４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００９／０２１５５６６号明細書
【特許文献３】米国特許第４３８０４４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本出願人は、スプロケットアセンブリ用の上記歯車組立体が、自転車の使用（特には、集中的な使用）時に伝動チェーンの係合の不安定性を生じ得ることを見出した。
【００１９】
本出願人は、泥や小石などが２つのスプロケット間に滑り込んでスプロケット間の接続部に堆積し得ることを見出した。
【００２０】
本出願人は、そのような接続部は（スプロケットアセンブリの重量を低減するために）スプロケットの歯の近傍にあることから、泥および／または小石が蓄積すると、歯車の歯が挿入される空間を形成する、前述の相互に対向する一対のチェーンのプレートにまで届き得ることを見出した。
【００２１】
本出願人は、このような状況では前記一対のプレートが泥および／または小石の蓄積物の上に載ってチェーンを歯から実際に浮き上がらせがちとなることから、歯車の歯が挿入空間と完全に係合しない可能性があることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
したがって、本発明は、スプロケットアセンブリ用の歯車組立体であって、
少なくとも１組の第１および第２の歯車と、
前記第１の歯車と第２の歯車とを機械的に接続し、且つ両者を軸方向で離間させる複数の接続体とを含み、
前記第１の歯車および第２の歯車は、それぞれ対応する谷部によって隔てられた複数の歯を有し、前記第２の歯車は、前記第１の歯車よりも歯数が多いものであり、
前記接続体はそれぞれ、前記第２の歯車に接続され、該第２の歯車から前記第１の歯車に向けて半径方向に延びる第１の接続部と、前記第１の歯車に接続されて該第１の歯車から軸方向に延びる第２の接続部とを含み、各接続体の前記第２の接続部の周方向におけるさしわたし（bulk）を半径方向に投影したものが、前記第１の歯車の谷部内に完全に収まっている、
歯車組立体に関する。
【００２３】
各接続体の前記第２の接続部は、前記第１の歯車の側面から軸方向に突出して、該第１の歯車と前記第２の歯車とを離間した状態に維持する役割を有する持ち送り（bracket）状の構造を形成している。
【００２４】
本出願人は、前記第２の接続部を谷部の大きさ内に収まるように配置することにより、該第２の接続部により形成される前記持ち送り上に泥および／または小石が堆積したとしても、それらはチェーンのローラに対応する位置となることを見出した。
【００２５】
チェーンのローラは、互いに対向して隣り合う二対のプレート間のヒンジとして機能するように設けられており、各対のプレートが隣りの対のプレートに対して回転することを可能にするものである。
【００２６】
そのため、泥および／または小石が集積した場合、集積物は、ローラを半径方向外方に付勢する傾向となり、言い換えればローラを持ち上げる傾向となる。
【００２７】
このようなローラの持ち上げ作用では、単にローラが隣り合う二対のプレートの相対的な傾きを変化させる傾向を持つだけなので、歯車に対するチェーンの正確な係合を妨げるものではない。従って、隣り合うプレート各対の中間部分部に形成された挿入空間にクラウンギヤの歯が実効的に挿通される状態が維持され、歯車に対するチェーンの正確な係合が確保される。
【００２８】
前記歯車組立体は、後輪の回転軸と一致する回転軸を中心として回転するように配置される。このような回転軸は、各スプロケット（又は歯車）の中心を通るものであり、本発明の一部を成す構成要素についての主要な基準軸とされる。「軸方向」、「半径方向」、「周方向」、「直半径方向」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、半径方向についての「外側（外方）」、「内側（内方）」の文言は、その軸から離れること、その軸に近付くことを意味するものと解釈されるべきである。
【００２９】
よって、前記第２の接続部の周方向の大きさは、周方向で該第２の接続部の両側にある２つの端面間の、周方向に沿った距離として定義される。
【００３０】
本発明にかかる歯車組立体は、少なくとも１つの下記の好適な構成を、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。
【００３１】
好ましくは、それぞれの歯は、前記歯車の中心から第１の半径方向距離に位置する半径方向最外部を有し、
各谷部は、前記歯車の中心から第２の半径方向距離に位置する半径方向最内点および前記歯車の中心から最大の半径方向距離に位置する一対の半径方向最外点を含み、前記最大の半径方向距離が、前記第１の半径方向距離と前記第２の半径方向距離の差から調整係数を引いたものに等しく、
該調整係数が、上下限の極値を含め、前記第１の半径方向距離と第２の半径方向距離との差の１／１０から前記第１の半径方向距離と前記第２の半径方向距離との差の１／２の範囲内であり、各谷部は、前記半径方向最内点と前記一対の半径方向最外点との間に形成されている。
【００３２】
従って、２つの歯間の谷部は、該歯の上部及びその側縁部を含まないものであり、最小で該歯の高さ全体の５０％、最大で該歯の高さ全体の９０％の大きさを有する。
【００３３】
好ましくは、前記第２の接続部の周方向の大きさは、前記谷部の前記半径方向最内点から、前記最大の半径方向距離と第２の半径方向距離との差の１０％〜９０％の半径方向距離に位置する一対の点間に収まる。
【００３４】
よって好ましくは、前記第２の接続部は、前記谷部の半径方向の広がりの約１０％〜約９０％の範囲の部分内に収まる。
【００３５】
好ましくは、歯車が真円であるか、又はいずれにせよ円に近似する形状を有する場合には、前記第１の半径方向距離、第２の半径方向距離、および最大の半径方向距離は、それぞれ円周の半径を構成する。
【００３６】
好ましくは、前記第２の接続部の周方向の範囲を半径方向に投影すると、前記谷部の半径方向最内点を通過する。
【００３７】
このようにして、第２の接続部はそれぞれ、個々の谷部内で完全にセンタリングされる。
【００３８】
本出願人は、このようにして、第１の歯車が泥を集積させる大サイズの接触壁を提供しなくなるので、前記第２の接続部上に堆積し得る泥の量が制限されることを見出した。谷部の中央部分が実際半径方向最内点であり、すなわち、泥が集積する接触壁を形成する部分の位置が下がる（すなわち、接触壁の半径方向広がりが短くなる）。
【００３９】
好ましくは、各第２の接続部の周方向の広がり（大きさ：extension）は、個々の谷部の周方向広がりの２／３未満である。
【００４０】
好ましくは、各第２の接続部の周方向の広がりは、個々の前記谷部の周方向の広がりの１／２未満である。
【００４１】
好ましくは、前記第２の接続部は、第１の歯車の中心から第１の半径方向長さ位置に配置される半径方向内端部を有し、該第１の半径方向長さは、第１の歯車の中心から該第1の歯車の半径方向内端部（第２の接続部と、次の第２の接続部との間に位置する）への長さである第２の半径方向長さ以下の長さである。
【００４２】
すなわち、好ましくは、前記第２の接続部の半径方向内端部は、前記第１の歯車の半径方向内端部と同じ半径方向位置にあるか、あるいは、この縁部よりも（少なくとも、該歯車の２つの隣接する第２の接続部間に延在する部分よりも）半径方向で内側に存在している。
【００４３】
本出願人は、これにより前記第１の歯車の半径方向の広がり（大きさ）を最小化でき、第１の歯車を軽量に維持し得ることを見出した。
【００４４】
本出願人は、さらに、この構成によれば、第２の接続部によって形成される持ち送りの、谷部からの半径方向距離を最大化でき、チェーンに影響を及ぼすまでに、前記第２の接続部上に集積すべき泥の量を増加させ得ることを見出した。
【００４５】
前記第２の接続部の内端部は、全て第１の歯車の中心から前記第１の半径方向長さに配置されていることが好ましい。
【００４６】
すなわち、前記第２の接続部の内端部は、全て単一の円周に沿って配列していることが好ましい。
【００４７】
隣接する２つの第２の接続部間に含まれる、第１の歯車の半径方向内縁部が、該第１の歯車の中心から第２の半径方向長さのところに位置していることが好ましい。
【００４８】
すなわち、好ましくは、前記第１の歯車の、２つの隣接する第２の接続部間に含まれる半径方向内縁部は、単一の円周に沿って配列していることが好ましい。
【００４９】
前記第１の半径方向長さは、前記第２の半径方向長さに実質的に等しいことが好ましい。
【００５０】
前記組立体は、さらに、フリーホイールボディに係合するように設けられた半径方向内側の円筒状部位と、前記円筒状部位から延びて、それぞれ前記第１の歯車の半径方向内縁部に接続する複数の半径方向スポークとを備えることが好ましい。
【００５１】
前記半径方向スポークは、少なくとも１つの前記第１の歯車を前記円筒状部に拘束して、
歯車を車輪の回転軸と芯合わせし、且つ前記半径方向内側の円筒状部位から離間した状態に保持する機能を有する。
【００５２】
好ましくは、前記半径方向スポークは、歯車を定位置に保持するために要する材料の量を減らして複数のスプロケットの総重量を軽量に維持するため、実質的に真直な（直線状の）ものであることが好ましい。
【００５３】
好ましくは、前記半径方向内側の円筒状部位の軸方向の大きさは、歯車組立体の前記歯車の軸方向の大きさと等しいことが好ましい。
【００５４】
好ましくは、前記半径方向内側の円筒状部位は、前記フリーホイールボディとの接合界面（インターフェース）を有し、該接合界面からは、第１の配列及び第２の配列に従って設けられた複数の突起部が、前記フリーホイールボディに形成されて該突起部に対応する形状を有する各溝状プロファイルに係合するように突出しており、前記第１の配列の及び前記第２の配列の突起部同士が、軸方向で互いに対向していることが好ましい。
【００５５】
これにより、前記歯車組立体は、前記フリーホイールボディにトルクを伝達することができる。
【００５６】
前記第１の配列及び第２の配列の突起部同士は、該突起部間に空の空間が存在するように軸方向に離間していることが好ましい。
【００５７】
これにより、前記フリーホイールボディとの形状カップリングを損なうことなく前記歯車組立体の総重量を低減することができる。好ましくは、前記歯車組立体は、さらに、前記第１の歯車の歯数よりも少ない歯数を有する第３の歯車を備え、該第３の歯車は、前記第１の歯車を前記第２の歯車に接続する前記接続体と同一の構成を個々に有する接続体によって前記第１の歯車に接続されている。
【００５８】
変形例では、前記第３の歯車は、前記複数のスポークによって前記半径方向内側の円筒状部位に接続されている。これによって、前記歯車から前記半径方向内側の円筒状部位に伝達し得るトルクが増加する。
【００５９】
好ましくは、前記歯車組立体は、さらに、前記第２の歯車の歯数よりも多い歯数を有し、該歯数が増加していくさらなる歯車を備え、個々の歯車は、前記第１の歯車を前記第２の歯車に接続する前記接続体と同一の構成を個々に有する接続体によって順次互いに接続されており、前記さらなる歯車のうちで歯数が最も少ない歯車が、前記第２の歯車に、前記第１の歯車を前記第２の歯車に接続する接続体と同一の構成を個々に有する接続体によって接続されている。
【００６０】
好ましくは、前記歯車組立体は、さらに、前記第３の歯車の歯数よりも少ない歯数を有し、該歯数が減少していくさらなる歯車を備え、個々の歯車は、前記第１の歯車を前記第２の歯車に接続する前記接続体と同一の構成を個々に有する接続体によって順次互いに接続されており、前記さらなる歯車のうちで最も多い歯数を有する歯車が、前記第３の歯車に、前記第１の歯車を前記第２の歯車に接続する前記接続体と同一であるそれぞれの接続体によって接続されている。
【００６１】
好ましくは、前記歯車組立体の歯車の数は、２より多く、かつ、提供さるべきギヤ比の数の必要性に応じ、前記フリーホイールボディ上での利用可能なスペースに応じて任意の歯車の数（例えば、１１等）に達し得る。それぞれの歯車の歯数は、軸方向に隣接する歯車の歯数よりも少ない。
【００６２】
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、本発明の好適な実施形態についての以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明にかかるスプロケットアセンブリ用の歯車組立体の斜視図である。
【図２】図１の組立体の他の斜視図である。
【図３】図１の組立体の実施形態の一変形例を示す斜視図である。
【図４】図３の組立体の正面図である。
【図５】図２の組立体の側面図である。
【図６】図５の組立体の切断面ＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。
【図７】図６の組立体の一部の詳細を示す拡大図である。
【図８】図６の組立体の一部の詳細を示す他の拡大図である。
【図９】図１の組立体の背面図である。
【図１０】図９の組立体の一部の詳細を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
以下図面を参照して、本発明にかかる歯車組立体の幾つかの好適な実施形態を説明する。同一の符号は各実施形態において同じ役割を有する構成／構成要素を指し、実施形態間の違いについては以下に説明する。
【００６５】
歯車組立体の全体に符号１０を付す。歯車組立体１０は、互いに異なる寸法を有し、回転軸Ｘと同軸で互いに平行に配置された複数の歯車（スプロケット）１１，１２，１３を備える。
【００６６】
添付の図面に示す例では、３つの歯車１１，１２，１３が存在し、これらが所謂「トリプルセット」を形成している。図示しないが、他の実施形態では、歯車組立体には４つ以上、例えば４〜１１個の歯車が存在してもよい。
【００６７】
いずれにせよ、どの実施形態の歯車組立体１０も少なくとも２つの、具体的には少なくとも第１の歯車１２および第２の歯車１３を備えており、第１の歯車１２の半径方向の大きさは第２の歯車１３の半径方向の大きさよりも短い。
【００６８】
各々の歯車１１，１２，１３は、複数の谷部１５によって互いに隔てられた複数の歯１４を有している。
【００６９】
各々の歯車１１，１２，１３の寸法、具体的にはそれぞれの歯車１１，１２，１３の直径は、それらの歯１４の数に応じて決まる。歯１４の数が多いほど、歯車の寸法は大きくなる。
【００７０】
歯１４間のピッチ、すなわち、隣接する２つの歯１４同士を隔てる距離は、歯車全体で実質的に一定であり、全ての歯車１１，１２，１３をとおして実質的に同一である。
【００７１】
歯１４は、伝動チェーン（図示せず）のリンクを係合状態で受け入れるように設けられている。具体的には、歯１４は、前記スプロケットアセンブリの回転時に、伝動チェーンの複数対のプレートによって軸方向で結界された複数の挿入空間に順次挿通されるように設けられている。
【００７２】
図４に示すように、全ての歯車１１，１２，１３の各々の歯１４が、該歯車の中心Ｃから第１の半径方向距離Ｄ１に配置される半径方向最外端部１６を有している。歯車組立体１０の回転軸Ｘは前記歯車の中心Ｃを通過する。
【００７３】
同じ歯車内において、歯１４の前記第１の半径方向距離Ｄ１は必ずしも互いに同一ではない。というのも、一部の歯１４が特に、伝動チェーンと係合しやすく構成されて、その第１の半径方向距離Ｄ１が同じ歯車の残りの歯１４とは異なる場合も想定し得るからである。
【００７４】
拡大図７により分かり易く示されているように、個々の歯１４はそれぞれの半径方向最外側端部部位１６に、サイズＳ１の周方向広がりを持つ端部プロファイル１７を有している。サイズＳ１は、必ずしも全て互いに同一でなくてもよい。
【００７５】
各々の歯１４は、さらに、端部プロファイル１７から半径方向内方に末広がり状に下降する各側縁部１７ａを有している。
【００７６】
既述したように、２つの周方向に隣接する歯１４は、谷部１５によって互いに隔てられている。２つの隣接する歯１４同士を隔てる周方向距離は、前記伝動チェーンのピッチの関数であり、全ての歯車１１，１２，１３内で且つ異なる歯車１１，１２，１３を通じて実質的に一定である。
【００７７】
各谷部１５は、略アーチ状のプロファイルを有し、かつ、それぞれの歯車１１，１２，１３の中心Ｃから第２の半径方向距離Ｄ２の位置に配置される半径方向最内点１８を含む。
【００７８】
全ての谷部１５は、さらに、歯車１１，１２，１３の中心Ｃから最大の半径方向距離ＤＭのところに位置する一対の半径方向最外点１９（図７）を含む。
【００７９】
全ての谷部１５の半径方向の広がりは、前記半径方向距離ＤＭが第１の半径方向距離Ｄ１と第２の半径方向距離Ｄ２との差から調整係数Ｋを引いたものに等しくなるもの、すなわち、ＤＭ＝（Ｄ１−Ｄ２）−Ｋとなるものとされる。
【００８０】
上記の第１の半径方向距離Ｄ１は、谷部１５が間に入って延びる、隣接する２つの歯１４の第１の半径方向距離Ｄ１のうち、短いほうに対応しているものとする。
【００８１】
図７に示すように、谷部１５のそのような半径方向広がりは、一対の半径方向最外点１９同士を周方向に隔てる距離Ｌによって与えられる該谷部１５の周方向広がりに対応している。
【００８２】
したがって、全ての谷部１５は、図７に概略的に示されているように、一対の半径方向最外点１９と半径方向最内点１８との間に含まれる複数対の点２０により定義される。一対の半径方向最外点１９と半径方向最内点１８とを隔てる半径方向距離が、谷部１５の高さとして定義される。
【００８３】
調整係数Ｋは、上下限の極値を含め、第１の半径方向距離Ｄ１と第２の半径方向距離Ｄ２の差の１／１０から第１の半径方向距離Ｄ１と第２の半径方向距離Ｄ２との差の１／２までの範囲内とされ、すなわち、（Ｄ１−Ｄ２）／１０≦Ｋ≦（Ｄ１−Ｄ２）／２である。
【００８４】
従って、各谷部１５の最大高さは、第１の半径方向距離Ｄ１と第２の半径方向距離Ｄ２の差の５０％〜９０％である。
【００８５】
換言すれば、２つの隣接する歯１４間の谷部１５という語は、該２つの歯１４間に延びるアーチ状プロファイルであって、該２つの歯１４の半径方向広がりが短いほうの歯１４の半径方向最外端部１６と谷部１５の半径方向最内点１８とを隔てる半径方向距離の５０％超ないし９０％未満の高さに達するアーチ状プロファイルのことを指すものとする。
【００８６】
好ましくは、谷部１５の高さは、前記２つの歯１４の半径方向広がりが短いほうの歯１４の半径方向最外側端部部位１６と谷部１５の半径方向最内点１８とを隔てる半径方向距離の９０％に達し、すなわち、調整係数Ｋが（Ｄ１−Ｄ２）／１０に等しい。
【００８７】
より好ましくは、このような高さは、前記２つの歯１４の半径方向広がりが短いほうの歯１４の半径方向最外端部１６と谷部１５の半径方向最内点１８とを隔てる半径方向距離の７０％に達し、すなわち、調整係数Ｋが（Ｄ１−Ｄ２）／７に等しい。
【００８８】
さらに好ましくは、このような高さは、前記２つの歯１４の半径方向広がりが短いほうの歯１４の半径方向最外端部１６と谷部１５の半径方向最内点１８とを隔てる半径方向距離の５０％に達し、すなわち、調整係数Ｋが（Ｄ１−Ｄ２）／５に等しい。
【００８９】
組立体１０は、図１及び図３に示すように、第１の歯車１２と第２の歯車１３とを機械的に接続し、且つ該第１の歯車１２と該第２の歯車１３とを軸方向で離間させる複数の接続体３０を備える。
【００９０】
接続体３０の数は、該接続体３０により接続される２つの歯車の寸法と組立体１０が有すべき構造剛性の度合いとの関数である。
【００９１】
２つの歯車の寸法が大きいほど、接続体３０の数は多くなる。組立体１０が有すべき構造剛性が大きいほど、接続体３０の数は多くなる。接続体の数の上限は、該接続体３０により接続される２つの歯車の小さいほうの歯車に存在する谷部１５の数と同じである。
【００９２】
それぞれの接続体３０は、第２の歯車１３に接続されて該第２の歯車１３から半径方向に第１の歯車１２に向かって延びる第１の接続部３１を含む。
【００９３】
図１０により分かり易く示されているように、第１の接続部３１は、第２の歯車１３の半径方向内縁部１３ａから延び出て該半径方向内縁部１３ａから半径方向内方に遠ざかる。
【００９４】
第１の接続部３１は、第２の歯車１３の半径方向内縁部１３ａと繋がる第１の領域３１ａ（図９及び図１０）を有する。第１の領域３１ａは、第２の歯車１３の半径方向内縁部１３ａに鋭い縁部を持たずに繋がる曲線状の表面を有している。
【００９５】
第１の接続部３１は、さらに、第１の領域３１ａから半径方向内方に延びる第２の領域３１ｂを有する。
【００９６】
本発明の好適な実施形態では、接続部３１の第２の領域３１ｂが、略真直な（直線状の）半径方向広がりおよび略一定の周方向寸法を有している。
【００９７】
第１の接続部３１の厚さ、すなわち、第１の接続部３１の軸方向寸法は略一定である。第１の接続部３１の厚さは、第２の歯車１３の厚さに略等しい。
【００９８】
第２の歯車１３は第１の接続部３１との一体品であり、すなわち、第１の接続部３１と一緒に形成されている。
【００９９】
第１の接続部３１の半径方向の広がり（大きさ）は、第１の歯車１２の直径と第２の歯車１３の直径との関数である。これら２つの直径の差が小さければ小さいほど、第１の接続部３１の半径方向の広がりは短くなる。
【０１００】
各接続体３０は、さらに、第１の歯車１２に接続されて該第１の歯車１２から軸方向に延びる第２の接続部３２を含む。
【０１０１】
第２の接続部３２は、第１の接続部３１との一体品として形成されている。第２の接続部３２は、さらに、第１の歯車１２との一体品として形成されている。第２の接続部３２は、第１の歯車１２と第２の歯車１３とを軸方向に離間させる量と同じ量だけ、軸方向に延びている。
【０１０２】
第２の接続部３２の厚さ、すなわち、第２の接続部３２の半径方向寸法は略一定であり、好ましくは第１の接続部３１の厚さと同一である。
【０１０３】
図６に示すように、第２の接続部３２の周方向の大きさを半径方向に投影すると、第１の歯車１２の谷部１５内に完全に収まっている。
【０１０４】
第２の接続部３２の周方向のさしわたし（bulk）は、該第２の接続部３２の半径方向両側にある２つの端面間の、周方向に沿った距離として定義される。
【０１０５】
つまり、前記周方向のさしわたしとは、第２の接続部３２の、組立体１０の回転軸Ｘと直交する切断面で得られる断面３２ａの、第１の歯車１２上への軸方向投影又は転写であると言える。
【０１０６】
図８に、第２の接続部３２の、上記の手法に従って得られる断面３２ａを示す。図８に示すように、このような断面３２ａの半径方向投影は、第１の歯車１２の谷部１５内に完全に収まっており、すなわち、該谷部１５の一対の半径方向最外点１９間の距離Ｌ内に収まっている。
【０１０７】
第２の接続部３２の周方向の大きさは、第１の接続部３１の第２の領域３１ｂが収まる大きさとされる。言い換えれば、半径方向外方への前記断面３２ａの投影は、第２の領域３１ｂが収まる大きさとされる。
【０１０８】
好ましくは、第２の接続部３２の周方向の大きさは、谷部１５を形成する前記複数対の点２０の、該谷部の半径方向最内点１８から半径方向距離Ｄ３のところに位置した一対の点２１（図８）間に収まる。
【０１０９】
半径方向距離Ｄ３は、最大の半径方向距離ＤＭと第２の半径方向距離Ｄ２との差の９０％〜１０％の範囲内である。言い換えれば、半径方向距離Ｄ３は、谷部１５が達する前記最大高さの１０％〜９０％の範囲内である。
【０１１０】
図８の例において、半径方向距離Ｄ３は谷部１５が達する前記最大高さの約１５％であり、谷部１５の高さは第１の半径方向距離Ｄ１と第２の半径方向距離Ｄ２との差の約６５％である。
【０１１１】
いずれにせよ、各々の第２の接続部３２の周方向広がりは、それぞれの谷部１５の周方向広がりの２／３未満であり、すなわち、谷部１５の２つの半径方向最外点１９間の距離Ｌの２／３未満である。
【０１１２】
図８の例において、各々の第２の接続部３２の周方向広がりは、谷部１５の２つの半径方向最外点１９間の距離Ｌの約５５％である。
【０１１３】
本発明の好適な実施形態では、前記断面３２ａの半径方向投影が、例えば図８等に示されているように谷部１５の半径方向最内点１８を通過する。
【０１１４】
好ましくは、前記断面３２ａの半径方向投影は、谷部１５の半径方向最内点１８に実質的にセンタリングされる。
【０１１５】
すなわち、第２の接続部３２は、谷部１５の半径方向最内点１８を通る半径方向平面を基準として実質的に対称である。
【０１１６】
第２の接続部３２は、図６に示すように、第１の歯車１２の中心Ｃから第１の半径方向長さＬ１のところにある半径方向内端部３３を有している。図１に示すように、半径方向内縁部３３は、第２の接続部３２が第１の歯車１２に接続される領域に位置している。言い換えれば、半径方向内端部３３は、第１の歯車１２から突き出て該第１の歯車１２の中心Ｃ側に面している。
【０１１７】
第１の歯車１２は、複数の半径方向内縁部１２ａを有している。半径方向内縁部１２ａは、２つの隣接する第２の接続部３２間を途切れなく延びている。
【０１１８】
各々の半径方向内縁部１２ａは、第１の歯車１２の中心Ｃから第２の半径方向長さＬ２のところに位置している。
【０１１９】
本発明の好適な実施形態では、各々の半径方向内縁部１２ａの範囲内全体にわたって第２の半径方向長さＬ２が一定である。
【０１２０】
本発明の好適な実施形態では、全ての半径方向内縁部１２ａが、第１の歯車１２の中心から同じ前記第２の半径方向長さＬ２のところに位置している。
【０１２１】
第１の半径方向長さＬ１、すなわち、第２の接続部３２の半径方向内端部３３と第１の歯車１２の中心Ｃとを隔てる距離は、第２の半径方向長さＬ２、すなわち、半径方向内縁部１２ａと第１の歯車１２の中心Ｃとを隔てる距離以下である。
【０１２２】
すなわち、第２の接続部３２の半径方向内端部３３は、歯車１２の半径方向内縁部１２ａと揃っているか、あるいは、半径方向内縁部１２ａよりも半径方向内側に存在している。
【０１２３】
添付の図面に示す例的な実施形態では、第２の接続部３２の半径方向内端部３３が、例えば図１、図６等で示されているように第１の歯車１２の半径方向内縁部１２ａと揃っている。
【０１２４】
第１の歯車１２は、自転車の後輪のハブのフリーホイールボディ（図示せず）に係合するように設けられた半径方向内側の円筒状部位４０に接続されている。
【０１２５】
半径方向内側の円筒状部位４０は、前記フリーホイールボディとの接合界面４１を有しており、該接合界面４１から複数の突起部４２が突出している。
【０１２６】
突起部４２は、前記フリーホイールボディに設けられて該突起部４２に対応する形状を有する個々の溝状プロファイル（図示せず）に係合して前記フリーホイールボディから半径方向内側の円筒状部位４０に、またその逆にトルクを伝達し得る形状カップリングを形成するよう設計されている。
【０１２７】
図１、図２及び図３に示すように、突起部４２は、第１および第２の配列４３，４４に従って設けられている。
【０１２８】
突起部４２の第１および第２の配列４３，４４同士は軸方向で位置合わせされており、言い換えると、軸方向で互いに対向している。
【０１２９】
軸方向で位置合わせされた突起部４２同士は同じ外形（プロファイル）を有し、これにより実質的に同一の構成となっている。
【０１３０】
２つの相互に対向している突起部４２同士は、突起部４２間に空の空間が存在するように軸方向で離間している。
【０１３１】
図２に示すように、同じ配列内の突起部４２は、全てが互いに同一となるものではないことが好ましい。同じ配列内の少なくとも１つの突起部４２が、残りの突起部４２の外形とは異なる外形を有すれば、フリーホイール上に半径方向内側の円筒状部位４０を取り付ける際の取付角度位置を確実に単一の位置とすることができる。
【０１３２】
半径方向内側の円筒状部位４０と第１の歯車１２との機械的カップリングは、該円筒状部位４０から延びてそれぞれ第１の歯車１２の半径方向内縁部１２ａに達する複数の半径方向スポーク５０により実現される（例えば図１、図３等を参照）。
【０１３３】
半径方向スポーク５０は、半径方向に真直な広がりと長さとを有し、第１の歯車１２の歯を正確に半径方向位置に配置させることができる、
【０１３４】
半径方向スポーク５０は、第１の歯車１２及び半径方向内側の円筒状部位４０と一体品として形成されている。
【０１３５】
半径方向スポーク５０の軸方向の厚さは、第１の歯車１２の半径方向内縁部１２ａ近傍では、図３に示されるように、第１の歯車１２の軸方向厚さと等しくなる。
【０１３６】
組立体１０は、添付の図面の例示的な施形態のように第３の歯車１１を備えてもよい。第３の歯車は、歯１４の数が第１の歯車１２の歯１４の数よりも少なく且つ直径が第１の歯車１２の直径よりも小さい。
【０１３７】
図３及び図４の例では、第３の歯車１１が、前述した接続体３０と同じ構成の接続体３０によって第１の歯車１２に接続されている。
【０１３８】
具体的には、図３に示すように、第１の接続部３１が第１の歯車１２から半径方向に遠ざかるように延び、第２の接続部３２が第３の歯車１１に接続されて該第３の歯車１１から軸方向に遠ざかるように延びている。
【０１３９】
変形例では、図１及び図２の例で示されているように第３の歯車１１も、半径方向スポーク５０によって半径方向内側の円筒状部位４０に接続されている。具体的には、半径方向スポーク５０が、第３の歯車１１の半径方向内縁部１１ａにも接続されている。
【０１４０】
半径方向スポーク５０の軸方向厚さは、第３の歯車１１の半径方向内端部１１ａでは、第３の歯車１１と第１の歯車１２とを隔てる軸方向距離と、第３の歯車１１の軸方向厚さと、第１の歯車１２の軸方向厚さとの合計に実質的に等しくなる。
【０１４１】
つまり、半径方向スポーク５０は、第３の歯車１１と第１の歯車１２とを軸方向に離間させる役割を果たすことになる。
【０１４２】
この例示的な実施形態では、第３の歯車１１が、接続体３０によって第２の歯車１３に接続されてはいない。
【０１４３】
図示しない実施形態では、組立体１０がさらなる歯車を備えてもよく、該さらなる歯車は（それらさらなる歯車の直径が第３の歯車１１の直径よりも小さく、直径が減少していく場合）第３の歯車１１に、又は（それらさらなる歯車の直径が第２の歯車１３の直径よりも大きく且つ該直径が増加していく場合には）第２の歯車１３に接続される。
【０１４４】
第３の歯車１１よりも直径が小さいさらなる歯車が存在する場合には、このようなさらなる歯車が、第１の歯車１２と第２の歯車１３とを接続する接続体３０と同じ構成の接続体３０によって前記第３の歯車に接続される。
【０１４５】
第２の歯車１３よりも直径が大きいさらなる歯車が存在する場合には、このようなさらなる歯車が、第２の歯車１３と第１の歯車１２とを接続する接続体３０と同じ構成の接続体３０によって前記第２の歯車に接続される。
【０１４６】
各々のさらなる歯車は、さらに、第２の歯車１３と第１の歯車１２とを接続する接続体３０と同じ構成の接続体３０によって、直近のより小さいか又は直近のより大きい寸法のさらなる歯車に接続される。
【０１４７】
当然ながら、当業者であれば、特定の要件や、その時々の要件を満足するために、前述した本発明に（例えば、任意の数の歯車を備える組立体１０を想定する等のような）様々な変更や変形を施すことが可能であり、いずれにせよ、これら変更や変形の全ては添付の特許請求の範囲により定まる本発明の保護範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１４８】
１０   歯車組立体
１２   第１の歯車
１２ａ 半径方向内縁部
１３   第２の歯車
１４   歯
１５   谷部
１６   半径方向最外部
１８   半径方向最内点
１９   半径方向最外点
３０   接続体
３１   第１の接続部
３２   第２の接続部
３３   半径方向内端部
４０   円筒状部
５０   半径方向スポーク
Ｄ１   第１の半径方向距離
Ｄ２   第２の半径方向距離
ＤＭ   最大の半径方向距離
Ｌ１   第１の半径方向長さ
Ｌ２   第２の半径方向長さ
【図１】
2018135089.tif 000003
【図２】
2018135089.tif 000004
【図３】
2018135089.tif 000005
【図４】
2018135089.tif 000006
【図５】
2018135089.tif 000007
【図６】
2018135089.tif 000008
【図７】
2018135089.tif 000009
【図８】
2018135089.tif 000010
【図９】
2018135089.tif 000011
【図１０】
2018135089.tif 000012
【外国語明細書】
2018135089000001.pdf
2018135089000002.pdf
2018135089000003.pdf
2018135089000004.pdf