(57)【要約】【課題】ディスクロータの厚みを薄くして軽量化を図ってもディスクロータの変形を抑えることができかつ制動面のふれを抑えることができるようにする。【解決手段】フロントハブ３０は、ハブ軸４０と、ハブ体４１と、第１及び第２軸受４２，４３と、ブレーキ装着部４５とを備えている。ハブ軸４０は、フレームに回転不能に装着される軸である。ハブ体４１は、複数本のスポークを係止するスポーク係止孔５１ｃ，５１ｄを両端に有し、ハブ軸の外周側に配置されるものである。第１及び第２軸受は、ハブ体をハブ軸に対して回転自在に支持するものである。ブレーキ装着部４５は、第１スポーク係止部と一体形成されスポークが係止される最小半径位置より径方向外方に設けられたロータ取付部５２を有し、ロータ取付部にディスクブレーキ１８ｆのディスクロータ２５ｆを装着可能なものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪のリムと複数本のスポークを介して連結され前記車輪を自転車のフレームに対して回転自在に装着させるための自転車用ハブであって、
前記フレームに回転不能に装着されるハブ軸と、
前記複数本のスポークを係止する第１及び第２スポーク係止部を第１端と第２端とに有し、前記ハブ軸の外周側に配置されるハブ体と、
前記ハブ体を前記ハブ軸に対して回転自在に支持する軸受部と、
前記第１スポーク係止部と一体形成され前記スポークが係止される最小半径位置より径方向外方に設けられたロータ取付部を有し、前記ロータ取付部にディスクブレーキ装置のディスクロータを装着可能なブレーキ装着部と、
を備えた自転車用ハブ。
【請求項２】
前記ブレーキ装着部は、前記ハブ体の前記第１端に径方向に放射状に前記第１スポーク係止部より径方向外方に突出して設けられた複数の第１アームを有し、前記ロータ取付部は、前記第１アーム部の先端に設けられ、前記第１スポーク係止部は、前記第１アーム部の途中に設けられている、請求項１に記載の自転車用ハブ。
【請求項３】
先端に前記ロータ取付部を設けていない状態の前記第１アーム部と同一形状で前記第２端に設けられた第２アーム部をさらに備え、
前記第２スポーク係止部は、前記第２アーム部の途中に設けられている、請求項２に記載の自転車用ハブ。
【請求項４】
前記第１及び第２端に他の部分より大径にそれぞれ形成された第１及び第２ハブフランジ部をさらに備え、
前記第１及び第２スポーク係止部は、前記第１及び第２ハブフランジに設けられ、
前記複数の第１アーム部は、前記第１ハブフランジ部に径方向外方に放射状に突出して設けられている、請求項２に記載の自転車用ハブ。
【請求項５】
前記ロータ取付部は、前記第１スポーク係止部のスポーク係止位置よりハブ軸方向外方に突出している、請求項１から４のいずれかに記載の自転車用ハブ。
【請求項６】
前記ハブ軸は前記自転車のフロントフォークに装着される、請求項１から５のいずれかに記載の自転車用ハブ。
【請求項７】
前記ハブ体の第２端に連結され、外周に少なくとも一枚のスプロケットが装着されるフリーホイールをさらに備え、
前記ハブ軸は、前記自転車のフレームの後端部に装着される、請求項１から５のいずれかに記載の自転車用ハブ。
【請求項８】
前記第１及び第２スポーク係止部には、前記スポークのニップルが係止される、請求項１から７のいずれかに記載の自転車用ハブ。
【請求項９】
前記第１及び第２スポーク係止部には、前記スポークのスポーク線の頭部が係止される、請求項１から７のいずれかに記載の自転車用ハブ。
【請求項１０】
前記ハブ軸には、中心に貫通孔が形成されており、
前記貫通孔を貫通し両端にねじ部が形成されたクイックハブロッドを有するクイックレリーズ機構をさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載の自転車用ハブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車用ハブ、特に、車輪を自転車のフレームに対して回転自在に装着させるための自転車用ハブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自転車の車輪には、車輪を自転車のフレームに対して回転自在に装着させるためのハブが車輪の中心に設けられている。従来のハブは、フレームに回転不能に装着されるハブ軸と、ハブ軸の外周側に配置されるハブ体と、ハブ軸とハブ体との間に配置された左右１対の軸受とを備えている。
【０００３】
このような自転車用ハブにおいて、ディスクブレーキ装置のディスクロータをハブ体に装着可能なものが従来知られている（特許文献１参照）。従来の自転車用ハブは、ディスクロータを固定するロータ取付部を有している。ディスクロータは、ブレーキキャリパに収納されたブレーキパッドに挟持される制動面を有する外リング部と、ロータ取付部に固定される内リング部と、両リング部を連結するアーム部とを有している。この内リング部にロータ固定部に締結される取付孔が周方向に間隔を隔てて複数形成されている。ロータ取付部は、ハブ体の一端側に周方向に間隔を隔てて突出して形成されており、突出部分にねじ孔が形成されている。このねじ孔に取付孔を貫通してボルトをねじ込むことによりディスクロータがロータ取付部に固定される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２４６９０４号公報（図２，図６参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、ディスクロータの内周部に設けられた内リング部をロータ取付部に固定している。この内リング部は、制動面を有する外リング部から内周側に延びるアーム部で外リンク部と連結されている。このように、ディスクロータの制動面より大きく離れた位置でロータをハブ体に固定すると、制動時のディスクロータの変形を抑えるためにディスクロータの厚みを厚くしなければならず全体の軽量化を図りにくい。また、固定部分の直径が制動面と比べてかなり小さくなるため、制動面のふれが生じて精度が劣化するおそれがある。
【０００６】
本発明の課題は、ディスクロータを装着可能な自転車用ハブにおいて、ディスクロータの厚みを薄くして軽量化を図ってもディスクロータの変形を抑えることができかつ制動面のふれを抑えることができるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る自転車用ハブは、車輪のリムと複数本のスポークを介して連結され車輪を自転車のフレームに対して回転自在に装着させるためのハブであって、ハブ軸と、ハブ体と、軸受部と、ブレーキ装着部とを備えている。ハブ軸は、フレームに回転不能に装着される軸である。ハブ体は、複数本のスポークを係止する第１及び第２スポーク係止部を第１端と第２端とに有し、ハブ軸の外周側に配置されるものである。軸受部は、ハブ体をハブ軸に対して回転自在に支持するものである。ブレーキ装着部は、第１スポーク係止部と一体形成されスポークが係止される最小半径位置より径方向外方に設けられたロータ取付部を有し、ロータ取付部にディスクブレーキ装置のディスクロータを装着可能なものである。
【０００８】
この自転車用ハブでは、スポークが第１及び第２スポーク部に係止されるとともに、ディスクロータが取り付けられるロータ取付部が第１スポーク係止部と一体形成されスポークが係止される最小半径位置より径方向外方に設けられている。ここでは、ディスクロータを取り付けるロータ取付部をスポークが係止される最小半径位置より径方向外方に設けているので、制動面に近い位置でディスクロータをハブ体に取り付けることができる。このため、ディスクロータの厚みを薄くして軽量化を図ってもディスクロータの変形を抑えることができるとともに、ディスクロータのふれを抑えることができるようになる。
【０００９】
発明２に係る自転車用ハブは、発明１に記載のハブにおいて、ブレーキ装着部は、ハブ体の第１端に径方向に放射状に第１スポーク係止部より径方向外方に突出して設けられた複数の第１アームを有し、ロータ取付部は、第１アーム部の先端に設けられ、第１スポーク係止部は、第１アーム部の途中に設けられている、この場合には、放射状に突出する第１アーム部にロータ装着部とスポーク係止部が設けられているので、ハブの構成を簡素化できハブの軽量化を図ることができる。
【００１０】
発明３に係る自転車用ハブは、発明２に記載のハブにおいて、先端にロータ取付部を設けていない状態の第１アーム部と同一形状で第２端に設けられた第２アーム部をさらに備え、第２スポーク係止部は、第２アーム部の途中に設けられている。この場合には、左右のアーム部をロータ取付部を除いて同一形状にできるので、意匠の上でも好ましい外観が得られる。
【００１１】
発明４に係る自転車用ハブは、発明２に記載のハブおいて、第１及び第２端に他の部分より大径にそれぞれ形成された第１及び第２ハブフランジ部をさらに備え、第１及び第２スポーク係止部は、第１及び第２ハブフランジに設けられ、複数の第１アーム部は、第１ハブフランジ部に径方向外方に放射状に突出して設けられている。この場合には、第１ハブフランジからアーム部が延びているので、規格品のスポークを使用しやすくなる。
【００１２】
発明５に係る自転車用ハブは、発明１から４のいずれかに記載のハブにおいて、ロータ取付部は、第１スポーク係止部のスポーク係止位置よりハブ軸方向外方に突出している。この場合には、ロータ取付部がスポーク係止位置より外方に配置されるので、ディスクロータとスポークとの干渉を避けやすくなり、スポークやディスクロータの取付が容易になる。
【００１３】
発明６に係る自転車用ハブは、発明１から５のいずれかに記載のハブにおいて、ハブ軸は前記自転車のフロントフォークに装着される。この場合には、制動力が後輪より必要なフロントハブに装着されるディスクロータの厚みを薄くしてもディスクロータの変形を抑えることができるとともに、ディスクロータのふれを抑えることができるようになる。
【００１４】
発明７に係る自転車用ハブは、発明１から５のいずれかに記載のハブにおいて、ハブ体の第２端に連結され、外周に少なくとも一枚のスプロケットが装着されるフリーホイールをさらに備え、ハブ軸は、自転車のフレームの後端部に装着される。この場合には、リアハブに装着されるディスクロータの厚みを薄くしてもディスクロータの変形を抑えることができるとともに、ディスクロータのふれを抑えることができるようになる。
【００１５】
発明８に係る自転車用ハブは、発明１から７のいずれかに記載のハブにおいて、第１及び第２スポーク係止部には、スポークのニップルが係止される。この場合には、ニップルとニップルに螺合するスポーク線を有するスポークのニップルが両係止部に係止されるので、放射状の両アーム部にスポーク係止部を設けやすくなる。
【００１６】
発明９に係る自転車用ハブは、発明１から７のいずれかに記載のハブにおいて、第１及び第２スポーク係止部には、スポークのスポーク線の頭部が係止されるこの場合には、通常の規格化されたスポーク線を使用しやすくなる。
発明１０に係る自転車用ハブは、発明１から９のいずれかに記載のハブにおいて、ハブ軸には、中心に貫通孔が形成されており、貫通孔を貫通し両端にねじ部が形成されたクイックハブロッドを有するクイックレリーズ機構をさらに備える。この場合には、クイックレリーズ機構により、ハブをフレームに対して迅速に着脱できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１において、本発明の一実施形態を採用した自転車１０は、フロントフォーク２１を含むフレーム１２と、フロントフォーク２１に固定されたハンドル１４と、チェーンやペダルやディレーラ等からなる駆動部１５と、フレーム１２の前後に装着され、リム２２ａとスポーク２２ｂとフロント及びリアハブ３０，３１とを有する前輪及び後輪１６，１７と、前後のディスクブレーキ１８ｆ，１８ｒとを備えている。
【００１８】
ディスクブレーキ１８ｆ，１８ｒは、自転車のフレーム１２に装着されたブレーキキャリパ２４ｆ，２４ｒと、前後のハブ３０，３１に装着されたディスクロータ２５ｆ，２５ｒとをそれぞれ有している。ブレーキキャリパ２４ｆ，２４ｒは、油圧チューブ２６ｆ，２６ｒを介して前後のブレーキレバー２７ｆ，２７ｒ（後ブレーキレバー２７ｆのみ図示）に設けられたピストン（図示せず）に連結されている。ディスクロータ２５ｆ，２５ｒは、図１及び図４に示すように、ブレーキキャリパ２４ｆ，２４ｒにより挟持されるリング状の制動面２８ｆ，２８ｒ（図４では２８ｆのみ図示）を有しており、その内周側に前後のハブ３０，３１に取り付けられる、たとえば４つの取付部２９ｆ，２９ｒ（図４では２９ｆのみ図示）が周方向に間隔を隔てて配置され、制動面２８ｆ，２８ｒから僅かに径方向内方に突出して形成されている。
【００１９】
フロントハブ３０は、図１に示すように、前輪１６をフロントフォーク２１に対して回転自在に装着させるためのものであり、前輪１６のリム２２ａと複数本のスポーク２２ｂを介して連結されている。図２に示すように、フロントハブ３０は、フロントフォーク２１に回転不能に固定されるハブ軸４０と、ハブ軸４０の外周側に配置されるハブ体４１と、ハブ軸４０とハブ体４１との間に配置された第１及び第２軸受４２，４３と、第１軸受４２の第１玉押し７２をハブ軸４０に対して回り止めする回り止め部材４４と、前ディスクロータ２５ｆを装着するためのブレーキ装着部４５とを備えている。フロントハブ３０は、ハブロッド６１とその両端に配置されたカムレバー６２及びナット６３とを有する公知のクイックレリーズ機構６０により、ハブ軸４０の両端部が左右両方のフロントフォーク２１に固定されている。
【００２０】
ハブ軸４０は、たとえば強度が高いＡ７０７５アルミニウム合金製であり、内部をクイックレリーズ機構６０のハブロッド６１が貫通し、両端がクイックレリーズ機構６０によってフロントフォーク２１の先端部に固定されるものである。ハブ軸４０は、中空の第１軸部４６と、第１軸部４６に螺合する中空の第２軸部４７とを有している
第１軸部４６は、ハブ軸４０の大部分を構成する軸であり、両端部に両軸受４２，４３が装着されるとともに、一端（図２左端）に第２軸部４７が螺合している。第１軸部４６の一端側外周面には第１軸受４２の第１玉押し７２が螺合する雄ねじ部４６ａが形成され、一端内周面には、第２軸部４７が螺合する雌ねじ部４６ｂが形成されている。また、一端外周面には、回り止め部材４４が回転不能に係止される互いに平行に配置された面取り部（図示せず）が形成されている。
【００２１】
第１軸部４６の他端側（図２右端側）には、第２軸受４３の第２玉押し７５が圧入固定される圧入部４６ｃと、圧入部４６ｃに軸方向外方に隣接して位置決めのための突起部４６ｄとが形成されている。また、他端にはフロントフォーク２１が固定される小径のフォーク固定部４６ｅが形成されている。フォーク固定部４６ｅとの段差部分の端面には、フロントフォーク２１との回り止めのためのローレット部４６ｆが放射状の凹凸で形成されている。
【００２２】
第２軸部４７は、第１軸部４６より小径の筒状部材であり、図２右端外周面には第１軸部４６の雌ねじ部４６ｂに螺合する雄ねじ部４７ａが形成されている。また、左端には、フロントフォーク２１が固定される小径のフォーク固定部４７ｂが形成されている。フォーク固定部４７ｂとの段差部分の端面には、フロントフォーク２１との回り止めのためのローレット部４７ｃが放射状の凹凸で形成されている。雄ねじ部４７ａとフォーク固定部４７ｂとの間には大径の鍔部４７ｄが形成されている。鍔部４７ｄは、回り止め部材４４を抜け止めするために設けられている。第２軸部４７の一端側内周面には、工具で回転させるための６つの角を有する工具係止部（図示せず）が形成されている。
【００２３】
ハブ体４１は、図２〜図４に示すように、たとえばＡ６１５１等の比較的強度が高く軽量なアルミニウム合金製であり、中央部分が絞られた略左右対称の筒状の部材である。ハブ体４１の大径部分の外周面には、略同一形状で放射状に延びるたとえば４つの第１及び第２アーム部５１ａ，５１ｂが形成されている。第１アーム部５１ａの先端には、ハブ軸方向外方に延びる丸棒状のロータ取付部５２が一体形成されている。このロータ取付部５２を除いた状態で第１アーム部５１ａと第２アーム部５１ｂとは略同一形状である。この第１アーム部５１ａとロータ取付部５２とはブレーキ装着部４５を構成している。第１及び第２アーム部５１ａ，５１ｂの途中の回転方向の側面には、径方向に間隔を隔ててたとえば２個のスポーク係止孔５１ｃ，５１ｄが形成されている。スポーク係止孔５１ｃ，５１ｄには、スポーク線２２ｃとスポーク線２２ｃの先端に螺合する鍔付きのニップル２２ｄとを有するスポーク２２ｂのニップル２２ｄが係止されている。
【００２４】
スポーク係止孔５１ｃとスポーク係止孔５１ｄとは、ハブ軸を中心とする円弧に対する接線より僅かに径方向側に傾いて形成されかつ両係止孔５１ｃ，５１ｄは逆方向に傾いており、異なる方向にスポーク２２ｂが延出される。しかも、第１アーム部５１ａと第２アーム部５１ｂとでスポーク係止孔５１ｃ，５１ｄはそれぞれ逆方向に傾いている。したがって、図４では２本並んで描かれたスポーク２２ｂのうち、ハッチングした１本は第１アーム部５１ａのスポーク係止孔５１ｃ，５１ｄに、残りの１本は第２アーム部５１ｂのスポーク係止孔５１ｃ，５１ｄに交互に係止されている。
【００２５】
ハブ体４１の両端には、ハブ軸４０との隙間をカバーするためのたとえば合成樹脂製のカバー部材７０ａ，７０ｂが着脱可能に装着されている。
第１軸受４２は、図２に示すように、ハブ体４１に設けられた第１玉受け７１と、ハブ軸４０に螺合する第１玉押し７２と、第１玉押し７２と第１玉受け７１との間に両者にそれぞれ接触して転動するボール７３とを有している。
【００２６】
第１玉押し７２の外周面には、周方向に並べて形成された多数の凹凸からなるセレーション部７２ａが形成されており、このセレーション部７２ａに回り止め部材４４が係合して第１玉押し７２が回り止めされる。
第２軸受４３は、図２に示すように、ハブ体４１に設けられた第２玉受け７４と、ハブ軸４０に固定された第２玉押し７５と、第２玉押し７５と第２玉受け７４との間に両者にそれぞれ接触して転動するボール７６とを有している。第２玉受け７４は、第１玉受け７１と同様な形状及び材質の部材である。第２玉押し７５はハブ軸４０の第１軸部４６の圧入部４６ｃに圧入固定されている。第２玉押し７５は、突起部４６ｄにより位置決めされている。
【００２７】
回り止め部材４４は、たとえばＡ６１５１等の比較的強度が高く軽量なアルミニウム合金製の部材である。回り止め部材４４は、図２に示すように、径が異なる２つの内周面を有する筒状部材であり、小径内周面が第１軸部４６に回転不能に連結され、大径内周面が第１玉押し７２に回転不能に連結されている。この回り止め部材４４が、ハブ軸４０と第１玉押し７２とに回転不能に係止されるので、第１玉押し７２をハブ軸４０に対して回り止めできる。
【００２８】
ブレーキ装着部４５は、前述したように、たとえば４つの第１アーム部５１ａと、第１アーム部５１ａの先端に一端形成されたロータ取付部５２とを有している。ロータ取付部５２の先端は、機械加工により同一平面に配置されるように取付面が形成されており、取付面５２ａには、ディスクロータ２５ｆを取り付けるための取付ボルト５３がねじ込まれるねじ孔５２ｂが形成されている。また取付面５２ａには、ディスクロータ２５ｆをハブ軸４０と同芯に芯出しするための芯出し部（図示せず）が形成されている。
【００２９】
このように構成されたフロントハブ３０では、ディスクロータ２５ｆを取り付ける際には、ディスクロータ２５ｆを芯出しした状態で取付ボルト５３をねじ孔５２ｂにねじ込むことにより、ディスクロータ２５ｆがフロントハブ３０に固定される。ここでは、途中にスポーク係止孔５１ｃ，５１ｄを有する第１アーム部５１ａをフロントハブ３０側に設け、その第１アーム部５１ａの先端に一体形成されたロータ取付部５２にディスクロータ２５ｆを取り付けるように構成したので、制動面２８ｆとロータ取付部５２とが近接する。このため、このため、ディスクロータ２５ｆの厚みを薄くして軽量化を図ってもディスクロータ２５ｆの変形を抑えることができるとともに、ディスクロータ２５ｆのふれを抑えることができるようになる。
【００３０】
なお、図１に示すように、フリーホイールを有するリアハブ３１にも同様な構造でディスクロータ２５ｆが装着されている。すなわち、リアハブ３１にも第１及び第２アーム部５１ａ，５１ｂが形成されかつ第１アーム部５１ａの先端にロータ取付部５２が一体形成されている。これらでディスクロータ２５ｒをリアハブ３１に固定するブレーキ装着部４５が構成されている。
【００３１】
〔他の実施形態〕
（ａ）前記実施形態では、ハブ体４１に４つの第１及び第２アーム部５１ａ，５１ｂを設けたが、図５及び図６に示すように、５つの第１及び第２アーム部１５１ａを設けてもよく、図７に示すように３つの第１アーム部２５２ａを設けてもよい。
【００３２】
（ｂ）前記実施形態では、第１アーム部５１ａにスポーク係止孔４１ｃ，５１ｄを形成したが、図８又は図９に示すように、アーム部３５１ａ又は４５１ａをハブ体の大径部分に他の部分より大径に形成された第１及び第２ハブフランジ１５４又は２５４（第１フランジのみ図示）に設けてもよい。第１ハブフランジ１５４又は２５４には、第１スポーク係止部１５１ｃ又は２５１ｃが周方向に間隔を隔てて形成されている。なお、図８に示す実施形態ではスポーク１２２ｂは、径方向に沿って放射状に配置され、図９に示す実施形態では、一般的な配置と同様にスポーク２２２ｂは、径方向に対して傾いて配置されている。また、スポーク１２２ｂ又は２２２ｂのスポーク線１２２ｃ又は２２２ｃがスポーク係止部１５１ｃ又は２５１ｃに係止されている。このような実施形態においても、アーム部の個数は２以上１０以下であればいくつでもよい。
【００３３】
（ｃ）前記実施形態ではフロントハブに本発明を適用したが、前述したようにリアハブ３１にも本発明を適用できる。また、ハブの形態は前記実施形態に限定されず、特にハブ体の形態は一体型ではなく複数の部材から構成される分割型のものなど、どのような形状でもよい。さらに、ハブ内にブレーキ調整機構や発電機構や変速機構を備えていてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ディスクロータを取り付けるロータ取付部をスポークが係止される最小半径位置より径方向外方に設けているので、制動面に近い位置でディスクロータをハブ体に取り付けることができる。このため、ディスクロータの厚みを薄くして軽量化を図ってもディスクロータの変形を抑えることができるとともに、ディスクロータのふれを抑えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用された自転車の側面図。
【図２】本発明の一実施形態によるフロントハブの半截断面図。
【図３】その正面部分図。
【図４】その側面部分図。
【図５】他の実施形態の図３に相当する図。
【図６】その図４に相当する図。
【図７】さらに他の実施形態の図４に相当する図。
【図８】さらに他の実施形態の図４に相当する図。
【図９】さらに他の実施形態の図４に相当する図。
【符号の説明】
１０  自転車
１６，１７  前輪及び後輪
１８ｆ，１８ｒ  前後のディスクブレーキ
２２ａ  リム
２２ｂ  スポーク
２２ｃ  スポーク線
２２ｄ  ニップル
２５ｆ，２５ｒ  ディスクロータ
３０  フロントハブ
４０  ハブ軸
４１  ハブ体
４２，４３  第１及び第２軸受
５１ａ，５１ｂ  第１及び第２アーム部
５１ｃ，５１ｄ  スポーク係止孔
５２  ロータ取付部
１５４，２５４  ハブフランジ
【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】
2004210242.tif 000009
【図８】
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【図９】
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