(57)【要約】      （修正有） 【課題】自転車において、ラチェットとワンウェイクラッチを組み合わせることで、伝達トルクが大きく、バックラッシュを少なくしたツインクラッチハブを提供する。【解決手段】ツインクラッチハブであって、自転車のハブシャフト１０にそれぞれローラー式ワンウェイクラッチ３１と、ラチェットポールと、自転車の後輪スプロケットの駆動動力に連結できるスプロケットハブ４０と、を備える。該スプロケットハブ４０から動力を該ラチェットポール、及び、該ローラー式ワンウェイクラッチ３１に伝動し、更に該ラチェットポール、及び、該ローラー式ワンウェイクラッチ３１からそれぞれ動力を該ハブに伝動する。ラチェットポールのバックラッシュ角度がローラー式ワンウェイクラッチ３１のスプリングバック角度を上回る、又は、等しくなった時、バックラッシュがゼロに近づくため、ローラー式ワンウェイクラッチ３１が動力を伝動する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ハブシャフトと、
２つのベアリングを経由して前記ハブシャフトを回転可能に支持し、軸方向の一端に内向きの凹み部を有し、前記凹み部にラチェットホイールのラチェット爪部材が設けられるハブハウジングと、
前記ハブシャフトが組み込まれ、前記ハブハウジングの内周面の位置と伝動可能に接続され、外周面にローラー式ワンウェイクラッチが設けられ、前記ローラー式ワンウェイクラッチの両側にそれぞれベアリングが構設されるクラッチシャフトと、
前記ラチェットホイールのラチェットギアが設けられる組立部が一端に設けられ、内周面が前記ローラー式ワンウェイクラッチと伝動可能に接続し、前記ラチェットギアが前記ラチェットホイールの前記ラチェット爪部材の近傍に組み込まれることで、完全なラチェットホイールを構成するスプロケットハブとを、備え、
これにより、前記スプロケットハブが自転車の動力を伝動する時、前記ローラー式ワンウェイクラッチを経由することで、バックラッシュを低減することが可能であり、前記ローラー式ワンウェイクラッチ、及び、前記ラチェットホイールの合力によりバックラッシュをより低減することが可能であることを特徴とするツインクラッチハブ。
【請求項２】
両ペダルが設けられているクランクによりチェーンセットを経由して前記スプロケットハブに動力を伝動し、
前記クランクはチェーンセットの一端のチェーンリングに連結され、前記スプロケットハブは前記チェーンセットの他端のチェーンリングに固定され、前記両ペダルを踏み込むと、前記クランクを回転させて、動力が前記チェーンセットを経由して前記スプロケットハブを駆動することを特徴とする請求項１に記載のツインクラッチハブ。
【請求項３】
前記スプロケットハブは、上下に往復伝動する両スイングアームに接続し、
前記両スイングアームは、一端が前記スプロケットハブに固定され、前記スプロケットハブを回転させることを特徴とする請求項１に記載のツインクラッチハブ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ツインクラッチハブに関し、特に、ラチェットホイールの比較的大きな出力トルク及びワンウェイベアリングのバックラッシュが起こらない動力伝動効果を備えるツインクラッチハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
原油価格の高騰時代及び環境保全における大気汚染のニーズに対応し、自転車の利用が徐々に増える傾向がある。そして、世界の各大都市においても自転車の貸し出し・返却の簡便なプランが推進されている。利用者は、甲地で自転車を借受け、乙地で返却することで自動車、オートバイクの利用を減らすことができる。よって、自転車の普及はすでに国レベルにまで引き上げてきたことが分かる。且つ自転車は徒歩に代わる移動手段であるだけではなく、一つの運動器具でもあり、ペダルの踏み込み過程において運動の目的を達成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６９８７８号公報。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の自転車後輪のハブ内部にラチェットポールが設けられ、該ラチェットポールにはバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）があるため、効率低下が起きるだけではなく、該自転車の乗り心地にも不快感を与えてきた。該バックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）は、上下動ペダルへの影響が回転式ペダルへの影響より大きいため、該従来のハブはやはり改善の余地がある。
【０００５】
従来の自転車では、ローラー式ワンウェイクラッチ（Ｏｎｅ  ｗａｙ  ｒｏｌｌｅｒ  ｃｌｕｔｃｈ）の使用が少ない。なぜなら該ローラー式ワンウェイクラッチが耐えることができる回転力（Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ）は比較的低いからである。上り坂などの比較的大きな回転力（Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ）を必要とする場合、該ローラー式ワンウェイクラッチが使用できない。
本考案は、ツインクラッチハブを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本考案のツインクラッチハブには自転車のハブシャフトにそれぞれローラー式ワンウェイクラッチ（Ｏｎｅ  ｗａｙ  ｒｏｌｌｅｒ  ｃｌｕｔｃｈ）と、ラチェットポール（ｒａｔｃｈｅｔ  ｐａｗｌ）と、自転車の後輪スプロケットの駆動動力に連結できるスプロケットハブと、を備える。該スプロケットハブから動力を該ラチェットポール及び該ローラー式ワンウェイクラッチに伝動し、更に該ラチェットポール及び該ローラー式ワンウェイクラッチからそれぞれ動力を該ハブに伝動する。ラチェットポールのバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）角度がローラー式ワンウェイクラッチのスプリングバック角度を上回る又は等しくなった時、バックラッシュがゼロに近づくため、ローラー式ワンウェイクラッチが動力を伝動する。ラチェットポールのバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）角度がローラー式ワンウェイクラッチのスプリングバック角度を下回る又は等しくなった時、該ローラー式ワンウェイクラッチ、該ラチェットポールの合力でハブを駆動することで、高効率なツインクラッチハブを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本考案の一実施形態によるツインクラッチハブの立体分解図である。
【図２】本考案の一実施形態によるツインクラッチハブの立体図である。
【図３】本考案の一実施形態によるツインクラッチハブの断面図である。
【図４】本考案の一実施形態によるツインクラッチハブの動力伝動を示す断面図である。
【図５】本考案の一実施形態によるツインクラッチハブの動力伝動を示す断面図である。
【図６】本考案の一実施形態によるツインクラッチハブの第１応用例を示す模式図である。
【図７】本考案の一実施形態によるツインクラッチハブの第２応用例を示す模式図である。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
本考案の一実施形態の立体分解、組み立てた立体図及び組み立てた平面断面を図１〜図３を参照しながら説明する。本考案に係るツインクラッチハブには、ハブシャフト１０と、ハブハウジング２０と、クラッチシャフト３０と、スプロケットハブ４０とを、備える。
【０００９】
該ハブシャフト１０は、２つのベアリング１１、１２で該ハブハウジング２０に支持し、該ハブハウジング２０を自由に回転させることができる。該ハブハウジング２０の一側が内向き凹み且つラチェットホイール（ｒａｔｃｈｅｔ  ｗｈｅｅｌ）２２のラチェット爪部材２２１を構設する。
【００１０】
該クラッチシャフト３０は該ハブシャフト１０に組み込まれ、且つ該ハブハウジング２０の内周面２１の位置に連結される。該クラッチシャフト３０の外周面にローラー式ワンウェイクラッチ（Ｏｎｅ  ｗａｙ  ｒｏｌｌｅｒ  ｃｌｕｔｃｈ）３１が構設され、該ローラー式ワンウェイクラッチ３１の両側にそれぞれベアリング３２、３３が構設される。
【００１１】
ラチェットホイール２２のラチェットギア２２２が構設されるように、該スプロケットハブ４０の一側に組立部４１を設ける。該スプロケットハブ４０の内周面４２と該ローラー式ワンウェイクラッチ３１と連結して動力伝動する。該ラチェットギア２２２は該ラチェットホイール２２のラチェット爪部材２２１そばに組み込まれることで、完全なラチェットホイール（ｒａｔｃｈｅｔ  ｗｈｅｅｌ）２２を構成する。
【００１２】
本考案は、自転車ハブに関し、特に一方向の自転車フリーホイール（Ｆｒｅｅｗｈｅｅｌ）の惰性で進むことに関するものである。
【００１３】
一方向の自転車フリーホイールの駆動時、ラチェット爪部材２２１のポール２２１１でラチェットギア２２２に当接し、従って駆動動力をラチェットギア２２２及びラチェット爪部材２２１を経由してハブハウジング２０に伝動できるようにする。しかし空転時、ポール２２１１がラチェットギア２２２の斜面により払ってラチェットギア２２２が空転させることができる。よって、ラチェットギア２２２の歯数は４１歯であれば、ポール２２１１が６本の場合、そのバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）角度が１．４５度に近づく。且バックラッシュ角度が大きいほど、ポール２２１１及びラチェットギア２２２が受ける衝撃も大きくなる。このため、上下動ペダルの繰り返し駆動動力によりバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）を更に顕著な動力損失となり、走り中もアンバランス感覚及び不快感がある。
【００１４】
ローラー式ワンウェイクラッチ（Ｏｎｅ  ｗａｙ  ｒｏｌｌｅｒ  ｃｌｕｔｃｈ）３１が一方向のバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）を更にゼロに近づくのは、最も理想的である。本考案のクラッチは、ローラー式ワンウェイクラッチ３１の効果及びバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）を更にゼロに近づける長所を高めるため、回転力（Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ）に対する耐性が好ましいラチェットホイール２２を組み合わせて両者の長所を保留して本考案を開発した。平素走行時のバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）をゼロにさせ、ローラー式ワンウェイクラッチ（Ｏｎｅ  ｗａｙ  ｒｏｌｌｅｒ  ｃｌｕｔｃｈ）３１を駆動する。回転力（Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ）をアップする必要がある時、ローラー式ワンウェイクラッチ（Ｏｎｅ  ｗａｙ  ｒｏｌｌｅｒ  ｃｌｕｔｃｈ）３１の回転力（Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ）とラチェットホイール（ｒａｔｃｈｅｔ  ｗｈｅｅｌ）２２の回転力（Ｔｏｒｑｕｅ  ｐｏｗｅｒ）の合力をさせ、且つバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）をゼロに近づくことを実現する。本考案は、フリーハブを高効率のツインクラッチハブ（Ｔｗｉｎ  Ｃｌｕｔｃｈ  ＨＵＢ）に改良した。
【００１５】
自転車フリーハブがラチェットホイール２２とローラー式ワンウェイクラッチ３１の合力の作用時、ローラー式ワンウェイクラッチ３１はそのバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）をゼロに近づく長所、ラチェットホイール２２がその回転力に対する耐性が好ましい長所を発揮し、合力で高効率及びバックラッシュをゼロに近づくツインクラッチハブになることができる。
【００１６】
ローラー式ワンウェイクラッチ３１のスプリングバック角度はラチェットホイール２２のバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）を下回る又は等しくする時、該ローラー式ワンウェイクラッチ３１はバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）をゼロに近づけるように自転車フリーホイール（Ｆｒｅｅｗｈｅｅｌ）を動力伝動する。
【００１７】
ローラー式ワンウェイクラッチ３１のスプリングバック角度はラチェットホイール２２のバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）を上回る又は等しい時、該ローラー式ワンウェイクラッチ３１及び該ラチェットホイール２２の合力で自転車フリーホイール（Ｆｒｅｅｗｈｅｅｌ）を動力伝動する。本考案の設計について、ローラー式ワンウェイクラッチ３１の過負荷角度は、１．９度であれば、ラチェットホイール２２のバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）が１．４５度を下回るよう設計できる。こうすることで１．９度範囲内のローラー式ワンウェイクラッチ３１はバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）をゼロに近づくよう動力伝動でき、且つ該ローラー式ワンウェイクラッチ３１の過負荷前にラチェットホイール２２が合力で動力伝動して過負荷を防止すると共に高効率な動力伝動を実現できる。
【００１８】
図４、図５を参照しながら説明する。そこで、該スプロケットハブ４０は自転車の動力をスプロケットハブ４０の内周面４２を経由して伝動し、並びに該ローラー式ワンウェイクラッチ３１がバックラッシュをゼロに近づくよう動力伝動させ、またクラッチシャフト３０及び該ハブハウジング２０内周面２１を経由して該ハブハウジング２０に伝動できる。
【００１９】
若しくは、該スプロケットハブ４０は自転車の動力をスプロケットハブ４０の内周面４２及びローラー式ワンウェイクラッチ３１とスプロケットハブ４０の組立部４１及びラチェットホイール２２のラチェットギア２２２を経由して伝動し、ローラー式ワンウェイクラッチ３１がクラッチシャフト３０及び該ハブハウジング２０の内周面２１を経由して該ラチェットホイール２２と合力でハブハウジング２０を回転させることでバックラッシュをゼロに近づき、動力伝動もより一層効率を持つ。
【００２０】
図６を参照しながら説明する。上記の該スプロケットハブ４０の動力伝動は、クランク５０を両ペダル５１に連結させ、該クランク５０が更にチェーンセット５２の一チェーンリング５２１に連結され、別のチェーンリング５２２が該スプロケットハブ４０に固定され、両チェーンリング５２１、５２２の間にチェーン５２３で連結して動力伝動し、該両ペダル５１を踏み込むと、該クランク５０を回転させて動力が該チェーンセット５２を経由して該スプロケットハブ４０を駆動する。
【００２１】
図７を参照しながら説明する。上記の該スプロケットハブ４０の動力伝動は、両スイングアーム６０の上下に往復運動させ、該両スイングアーム６０の一端が該スプロケットハブ４０に固定されることで、該スプロケットハブ４０の回転を駆動できる。
【符号の説明】
【００２２】
１０・・・ハブシャフト、
１１・・・ベアリング、
１２・・・ベアリング、
２０・・・ハブハウジング、
２１・・・内周面、
２２・・・ラチェットホイール、
２２１・・・ラチェット爪部材、
２２１１・・・ポール、
２２２・・・ラチェットギア、
３０・・・クラッチシャフト、
３１・・・ローラー式ワンウェイクラッチ、
３２・・・ベアリング、
３３・・・ベアリング、
４０・・・スプロケットハブ、
４１・・・組立部、
４２・・・内周面、
５０・・・クランク、
５１・・・ペダル、
５２・・・チェーンセット、
５２１・・・チェーンリング、
５２２・・・チェーンリング、
５２３・・・チェーン、
６０・・・スイングアーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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