(57)【要約】    【課題】  スプロケットからの力を受けやすい部分において、強度の改善、スムーズな交換等が可能となる自転車ハブ用アウター及び自転車用ハブを提供することにある。    【解決手段】  このアウター６１は、リアハブ１５のハブ軸４３に回転自在に装着されるものであって、アウター本体７１と、アダプター７３とを備えている。アウター本体７１は、スプロケット６３の内周側に配置され、スプロケット６３の係合部６４に相対回転不能に係合する第１回り止め部７１ａを有する。アダプター７３は、アウター本体７１のアダプター装着部７１ｂに回転自在に装着され、スプロケット６３の係合部６４に相対回転可能に係合する第２回り止め部７３ａを有する筒状のものである。【選択図】      図４
2005029072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車ハブのハブ軸に回転自在に装着される自転車ハブ用アウターであって、
スプロケットの内周側に配置され、前記スプロケットの内周部に相対回転不能に係合する第１回り止め部を有する筒状のアウター本体と、
前記アウター本体の外周部に回転自在に装着され、前記スプロケットの内周部に相対回転可能に係合する第２回り止めを有する筒状のアダプターと、
を備えた自転車ハブ用アウター。
【請求項２】
前記アウター本体及びアダプターは、異種材料からなる、請求項１に記載の自転車ハブ用アウター。
【請求項３】
前記第１及び第２回り止め部は、径方向断面が同一形状であり、軸方向に隣接して配置されるとともに、１つの前記スプロケットに同時に係合することで相対回転が規制される、請求項１または２に記載の自転車ハブ用アウター。
【請求項４】
自転車ハブのハブ軸に回転自在に装着される自転車ハブ用アウターであって、
スプロケットの内周側に配置される筒状のアウター本体と、
前記アウター本体の外周部に相対回転不能に装着されるための内周係合部を内周部に有し、前記アウター本体と異なる材料からなる筒状のアダプターと、
を備えた自転車ハブ用アウター。
【請求項５】
前記アダプターは、前記スプロケットの内周部に相対回転不能に係合する第１回り止め部を有している、請求項４に記載の自転車ハブ用アウター。
【請求項６】
前記アウター本体は、前記スプロケットの内周部に相対回転不能に係合する第２回り止め部を有し、
前記第１及び第２回り止め部は、径方向断面が同一形状であり、軸方向に隣接して配置される、
請求項５に記載の自転車ハブ用アウター。
【請求項７】
前記アダプターは、前記アウター本体の外周部に対し圧入されている、請求項４から６のいずれかに記載の自転車ハブ用アウター。
【請求項８】
ハブ軸と、
前記ハブ軸回りに回転自在に装着され、請求項１から５のいずれかに記載の自転車ハブ用アウターと、
前記自転車ハブ用アウターに軸方向に隣接して配置され、前記ハブ軸回りに回転自在に装着されたハブシェルと、
を備えた自転車ハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車ハブ用アウター、特に、自転車ハブのハブ軸に回転自在に装着される自転車ハブ用アウターに関する。また、本発明は、これを備えた自転車用ハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車は、一般に、車体の骨格をなすフレームを備えており、フレームの後端部には、後輪のリアハブが連結されている。リアハブは、通常、後輪の回転中心に配置されるハブ軸と、ハブ軸回りに回転自在に装着されるアウター及びハブシェルと、アウター及びハブシェルを一方向にのみ相対回転可能に連結するワンウェイクラッチとを備えている。ハブシェルは、外周部に後輪のスポークが連結される筒状の部材である。アウターは、ハブシェルに軸方向に隣接して配置され、スプロケットの内周部に係合する筒状の部材である。
【０００３】
このような自転車では、乗り手がペダルを漕ぐと、チェーンを介してスプロケットが回転し、アウターがスプロケットと一体に回転する。そして、ワンウェイクラッチを介してハブシェルがアウター本体と一体に回転し、これにより、後輪が回転する。
【０００４】
この種のアウターとして、所定の変速操作に従うことで種々の速度段が得られるよう、径の異なる複数のスプロケットを備えた多段スプロケット式のものが既に提案されている（例えば、特許文献１参照。）。複数のスプロケットは、軸方向に並べて配置されるとともに、各内周部には、周方向に凹凸が繰り返された形状の係合部が形成されている。一方、アウターの外周部には、スプロケットの係合部に係合可能な軸方向に延びるスプラインを有する回り止め部が形成されている。
【特許文献１】特開平８−１７５４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ロードレース等に用いられる競技用自転車では、より速い速度で走行できるように、車体の軽量化を図ることが望まれている。そこで、アウターをアルミニウム等の軽量な金属で構成することで、車体の軽量化を図ることが既に提案されている。
【０００６】
しかし、動力伝達時において、アウターの回り止め部は、スプロケットから回転方向に大きな荷重を受ける。したがって、乗り手がペダルを漕ぐ動作に伴ってアウター本体の回り止め部がスプロケットの係合部により回転方向に繰り返し押圧されて、アルミニウム製のアウターでは、回り止め部のスプラインが変形したり、損傷、疲労等が生じたりする。
【０００７】
特に、多段スプロケット式のアウターでは、例えば、一部のスプロケットを新しいものと交換したい場合に、そのスプロケットを外側のスプロケットと一緒に軸方向にスライドさせてアウターから取り外す必要があるため、回り止め部が変形した状態ではそのような作業が困難になる。
【０００８】
本発明の目的は、スプロケットからの力を受けやすい部分において、強度の改善、スムーズな交換等が可能となる自転車ハブ用アウター及び自転車用ハブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明１に係る自転車ハブ用アウターは、自転車ハブのハブ軸に回転自在に装着されるものであって、アウター本体と、アダプターとを備えている。アウター本体は、スプロケットの内周側に配置され、スプロケットの内周部に相対回転不能に係合する第１回り止め部を有する。アダプターは、アウター本体の外周部に回転自在に装着され、スプロケットの内周部に相対回転可能に係合する第２回り止め部を有する筒状のものである。
【００１０】
このアウターでは、アウター本体と別体のアダプターを採用したことにより、両者を異種材料で構成することができるとともに、アダプターをスプロケットから回転方向の力を受けやすい場所に配置することで、変形しやすい部分のみを交換することが可能になる。
【００１１】
発明２に係る自転車ハブ用アウターは、発明１の自転車ハブ用アウターにおいて、アウター本体及びアダプターは、異種材料からなる。
【００１２】
このアウターでは、例えば、アダプターを硬質な材料で構成した場合は変形しにくくなり、さらにこの場合に、アウター本体をアルミ等の比較的軽量な材料で構成した場合は、アダプターの強度を確保しつつアウター全体の軽量化を図ることができる。
【００１３】
発明３に係る自転車ハブ用アウターは、発明１または２の自転車ハブ用アウターにおいて、第１及び第２回り止め部は、径方向断面が同一形状であり、軸方向に隣接して配置されるとともに、１つのスプロケットに同時に係合することで相対回転が規制される。
【００１４】
このアウターでは、スプロケットをアウター全体にわたり軸方向にスライドさせることができるため、スプロケットの交換をスムーズに行うことができる。また、ここでは、アウター本体及びアダプターは、２つの回り止め部が１つのスプロケットに同時に係合することで、互いに回り止めされている。
【００１５】
発明４に係る自転車ハブ用アウターは、自転車ハブのハブ軸に回転自在に装着されるものであって、アウター本体と、アダプターとを備えている。アウター本体は、スプロケットの内周側に配置される筒状のものである。アダプターは、アウター本体の外周部に相対回転不能に装着されるための内周係合部を内周部に有し、アウター本体と異なる材料からなる筒状のものである。
【００１６】
このアウターでは、アダプターは、内周係合部によりアウター本体に対し回り止めされており、１つのスプロケットを２つの回り止め部に同時に係合させるような構成を必要としない。また、発明２のアウターと同様、例えば、アダプターを硬質な材料で構成した場合は変形しにくくなり、さらにこの場合に、アウター本体をアルミ等の比較的軽量な材料で構成した場合は、アダプターの強度を確保しつつアウター全体の軽量化を図ることができる。
【００１７】
発明５に係る自転車ハブ用アウターは、発明４の自転車ハブ用アウターにおいて、アダプターは、スプロケットの内周部に相対回転不能に係合する第１回り止め部を有している。
【００１８】
このアウターでは、アダプターは、第１回り止め部がスプロケットからの押圧力を受けて変形した場合でも、アウター本体から取り外して交換することができる。
【００１９】
発明６に係る自転車ハブ用アウターは、発明５の自転車ハブ用アウターにおいて、アウター本体は、スプロケットの内周部に相対回転不能に係合する第２回り止め部を有している。また、第１及び第２回り止め部は、径方向断面が同一形状であり、軸方向に隣接して配置される。
【００２０】
このアウターでは、スプロケットをアウター全体にわたり軸方向にスライドさせることができるため、スプロケットの交換をスムーズに行うことができる。
【００２１】
発明７に係る自転車ハブ用アウターは、発明４から６のいずれかの自転車ハブ用アウターにおいて、アダプターは、アウター本体の外周部に対し圧入されている。
【００２２】
このアウターでは、具体的に、アダプターはアウター本体に対し圧入されることで相対回転不能に装着されている。
【００２３】
発明８に係る自転車用ハブは、ハブ軸と、自転車アブ用アウターと、ハブシェルとを備えている。自転車ハブ用アウターは、ハブ軸回りに回転自在に装着され、発明１から５のいずれかのものである。ハブシェルは、自転車ハブ用アウターに軸方向に隣接して配置され、ハブ軸回りに回転自在に装着されている。
【００２４】
このハブでは、例えば、自転車のチェーンが回転すると、スプロケットが回転し、アウターがこれと一体に回転する。そして、アウターからのトルクはハブシェルに伝達され、スポークを介して後輪に伝達される。
【００２５】
この場合において、アウターの外周部には、アウター本体と別体のアダプターが用いられているため、両者を異種材料で構成することができるとともに、アダプターをスプロケットから受ける力が大きい場所に配置することで、変形しやすい部分のみを交換することが可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、アウター本体と別体のアダプターを採用したことにより、両者を異種材料で構成することができるとともに、アダプターをスプロケットから回転方向の力を受けやすい場所に配置することで、変形しやすい部分のみを交換することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
［自転車の全体構成］
図１に、本発明の一実施形態によるリアハブ（自転車用ハブ）１５を備えた自転車１の側面を示す。
【００２８】
自転車１は、ロードレース用の自転車であり、車体の骨格をなすフレーム３を備えている。フレーム３は、ダイヤモンド形状のフレーム本体４と、上部がフレーム本体４の前端部４ａに回動自在に装着され下部が二股に分かれたフロントホーク５とを有している。また、自転車１は、フロントホーク５の上端部に連結されたハンドル部７と、フレーム本体４の下部に配置され乗り手がペダルを踏む力を駆動力に変換するための駆動部９と、フロントホーク５の下端に係止されたフロントハブ１１及びこれに連結される前輪１３と、フレーム本体４の後端部に連結されるリアハブ１５及びこれに連結される後輪１７と、前輪１３及び後輪１７を制動するためのフロント及びリア制動装置１９（一方のみ図示）とをさらに備えている。
【００２９】
フレーム本体４には、サドル２１が装着されたシートステイ２２が上下方向に移動可能に固定されている。駆動部９は、フレーム本体４の下端部２６に回転自在に装着された３段の大径ギヤを有するギヤクランク２７と、リアハブ１５の一部を構成する１０段の小径ギヤ（複数のスプロケット）６３と、大径ギヤと小径ギヤ６３との間に掛け渡されたチェーン２９とを有する。
【００３０】
前輪１３及び後輪１７は共に、環状のリム３０と、リム３０の外周部に装着されるチューブ付きタイヤ３１と、リム３０の内周部からほぼ放射状に内周側に延びてフロント及びリアハブ１１，１５に連結される複数のスポーク３２とを有している。
【００３１】
ここで、複数のスプロケット６３について、詳細に説明する。
【００３２】
複数のスプロケット６３は、図２に示すように、複数のスプロケットからなる第１スプロケット群６３ａ〜６３ｆと、第２スプロケット６３ｇと、第３スプロケット６３ｈとから構成されており、スプロケット６３ａからスプロケット６３ｈにかけて順に径が大きくなっている。各スプロケット６３ａ〜６３ｈはそれぞれ、内周部に、アウター本体７１及びアダプター７３（共に後述）に係合するための係合部６４を有している。各係合部６４は、同形状の径方向断面を有している。
【００３３】
第１スプロケット群６３ａ〜６３ｆは、スプロケット６３ａとスプロケット６３bとの間を除いて各スプロケットの軸方向間に、スペーサ６５ａ〜６５ｄが１つずつ配置されている。なお、第１スプロケット群６３ａ〜６３ｆは、セット状態（全てのスプロケット６３がアウター本体７１の外周側に軸方向に並べて配置された状態）では、アダプター７３の回り止め部７３ａ（後述）にのみ係合する。
【００３４】
第２スプロケット６３ｇは、内周側に配置される歯先支持部材（内周支持部）６６ａと、歯先支持部材６６ａの外周部の軸方向両側に装着された２枚の歯先部材（外周歯部）６３ｉ，６３ｊとを有している。歯先支持部材６６ａは、内周部に係合部６４が形成されており、セット状態では、アウター本体７１の回り止め部７１ａ（後述）及びアダプター７３の回り止め部７３ａに同時に係合する。なお、２つの回り止め部７１ａ，７３ａはそれぞれ、同じ軸方向長さにわたり、第２スプロケット６３ｇに係合している。
【００３５】
第３スプロケット６３ｈは、第２スプロケット６３ｉ，６３ｊと同様、内周側に配置される歯先支持部材６６ｂと、歯先支持部材６６ｂの外周部の軸方向両側に装着された２枚の歯先部材６３ｋ，６３ｌとを有している。歯先支持部材６６ｂは、歯先支持部材６６ａと同様、内周部に係合部６４が形成されており、セット状態では、アウター本体７１の回り止め部７１ａにのみ係合する。
【００３６】
［リアハブ］
図３に、本発明の一実施形態によるリアハブ１５を示す。
【００３７】
このリアハブ１５は、クイックレリーズ式のものであり、クイックハブロッド５１を有するクイックレリーズ部５２を備えている。また、リアハブ１５は、ハブ軸４３と、ハブシェル４９と、ワンウェイクラッチ４５と、アウター６１と、ベアリング５０，５３とをさらに備えている。
【００３８】
ハブ軸４３は、後輪１７の回転中心に配置されており、このハブ軸４３に、ハブシェル４９及びアウター６１が回転自在に支持されている。ハブ軸４３は、筒状に延びる軸部４３ａと、軸部４３ａの外周部に装着されハブシェル４９のベアリング５０のボール５０ａ（後述）を押圧するための玉押しナット４３ｂと、玉押しナット４３ｂの緩み止めのために軸部４３ａに装着される緩み止めナット４３ｃと、アウター６１を軸方向に固定するためのナット４３ｄとを有している。軸部４３ａには、クイックハブロッド５１が軸方向に貫通して配置される貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００３９】
ハブシェル４９は、外周側に突出するフランジ部４８が軸方向両側に形成された筒状体であり、ベアリング５０，５３を介してハブ軸４３回りに回転自在に装着されている。フランジ部４８には、後輪１７のスポーク３４が挿通可能な複数のスポーク孔４８ａが周方向に並べて設けられている。
【００４０】
ベアリング５０，５３はそれぞれ、ハブシェル４９とハブ軸４３との間に配置されており、周方向に並べて配置された複数のボール５０ａ，５３ａを有している。
【００４１】
ワンウェイクラッチ４５は、アウター６１とハブシェル４９とを一方向にのみ相対回転可能に連結するものであり、ハブシェル４９とアウター６１との間に配置されている。
【００４２】
［アウター］
アウター６１は、ハブシェル４９に軸方向に隣接して配置されており、図２及び図４に示すように、アウター本体７１と、アダプター７３と、ベアリング７２，７４と、ストッパー７９とを備えている。
【００４３】
アウター本体７１は、複数のスプロケット６３と一体回転可能な筒状部材である。アウター本体７１は、複数のスプロケット６３の内周側に配置されるとともに、ベアリング７２，７４を介してハブ軸４３回りに回転自在に装着される。アウター本体７１は、アルミニウム主体の金属で構成されている。アウター本体７１は、図４に示すように、異なる軸方向領域に互いに一体に形成された、回り止め部７１ａ及びアダプター装着部７１ｂを有している。
【００４４】
回り止め部７１ａは、外周部に軸方向に延びて形成されたスプラインを有しており、第２及び第３スプロケット６３ｇ，６３ｈに係合可能である。また、回り止め部７１ａは、ハブシェル４９側の端部に、第３スプロケット６３ｈの歯先支持部材６６ｂのハブシェル４９側への移動を規制するためのストッパー７１ｅが形成されている。
【００４５】
アダプター装着部７１ｂは、回り止め部７１ａに隣接する軸方向領域に形成されており、内周側に凹んだ滑らかな外周面を有している。
【００４６】
アダプター７３は、アウター本体７１と同様、複数のスプロケット６３と一体回転可能な筒状部材である。アダプター７３は、滑らかな内周面を有しており、アウター本体７１のアダプター装着部７１ｂに装着される。アダプター７３の外周部には、第１及び第２スプロケット６３ａ〜６３ｇに相対回転不能に係合するためのスプライン形状の回り止め部７３ａを有している。回り止め部７３ａは、アウター本体７１の回り止め部７１ａと同形状の径方向断面を有している。また、アダプター７３は、鉄またはチタン主体の金属で構成されている。
【００４７】
ベアリング７２，７４はそれぞれ、ベアリング５０，５３と同様、ハブシェル４９とハブ軸４３との間に配置されており、周方向に並べて配置された複数のボール７２ａ，７４ａを有している。
【００４８】
ストッパー７９は、複数のスプロケット６３が軸方向にスライドして抜け落ちるのを防止し、固定するための部材であり、アウター本体７１のアダプター装着部７１b側の端部に配置されて、アウター本体７１の内側ネジに締め付けられている。
【００４９】
［動作］
次に、動作について説明する。
【００５０】
この自転車１では、乗り手がペダルを漕ぐと、ギヤクランク２７と一体に大径ギヤが回転してチェーン２９が循環する。これに伴って、複数のスプロケット６３が回転し、これに係合するアウター本体７１及びアダプター７３も一体に回転する。そして、ワンウェイクラッチ４５を介して、アウター本体７１及びハブシェル４９は一体に回転し、ハブシェル４９に連結された複数のスポーク３５を介して後輪１７が回転する。
【００５１】
ここで、チェーン２９が第１スプロケット群６３ａ〜６３ｆのいずれかに係合している場合、スプロケットからのトルクは、アダプター７３に入力され、入力されたトルクは、第２スプロケット６３ｇの内周支持部６６ａを介してアウター本体７１に伝達される。そして、一体に回転するアウター本体７１及びアダプター７３から、さらにワンウェイクラッチ４５、ハブシェル４９及び後輪１７に順次伝達される。
【００５２】
この場合において、アダプター７３は、スプロケットから回転方向に力を受けるが、アウター本体７１よりも硬質な材料から構成されているため、強度的に改善されており、変形しにくく、損傷、疲労等が抑えられる。したがって、このアウター６１では、例えば、いずれかのスプロケットを交換したい場合に、そのスプロケットとそれより外側にある他のスプロケットとをスムーズに軸方向にスライドさせることができる。
【００５３】
さらに、このアウター６１では、アウター本体７１のアダプター装着部７３は、ハブ軸４３の端部側に形成されているため、アウター６１の組み立て及び分解を容易に行うことができる。
【００５４】
また、このアウター６１では、アダプター７３及び爪支持部材７５を採用したことにより、それ以外の構成部品であるアウター本体７１等を軽量なアルミニウム主体の金属で構成することができ、軽量化が実現されている。
【００５５】
［他の実施形態］
（ａ）本発明のアウター１６１は、図５に示すように、アダプター１７３として、内周部にセレーション１７３ｂが形成され、アダプター本体１７１に対し圧入により相対回転不能に装着可能に構成されたものを用いてもよい。この場合、アウター本体１７１のアダプター装着部１７１ｂは、図示されるように平滑な外周面を有するものであってもよく、また、セレーション１７３ｂと係合可能なセレーションが形成されたものであってもよい。
【００５６】
（ｂ）リアハブの装着態様は、クイックレリーズ式に限定されず、ナット式であってもよい。
【００５７】
（ｃ）小径及び大径ギヤのスプロケットの数、構成は、特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態による自転車用ハブを備えた自転車を示す側面図
【図２】前記自転車用ハブのアウターの一部をその部分断面と共に示す側面図。
【図３】前記自転車用ハブをその部分断面と共に示す側面図。
【図４】前記自転車用ハブのアウターの一部を示す分解斜視図。
【図５】本発明の他の実施形態による自転車用ハブのアウターの一部を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００５９】
１  自転車
１５  リアハブ
２９  チェーン
４３  ハブ軸
４５  ワンウェイクラッチ
４７  ラチェット爪
４９  ハブシェル
６１  アウター
６３  スプロケット
６６ａ  第１歯先支持部材
６６ｂ  第２歯先支持部材
７１  アウター本体
７１ａ  アウター本体の回り止め部（第１回り止め部）
７１ｂ  アダプター装着部
７１ｃ  爪支持部材装着部
７３  アダプター
７３ａ  アダプターの回り止め部（第２回り止め部）
【図１】
2005029072.tif 000003
【図２】
2005029072.tif 000004
【図３】
2005029072.tif 000005
【図４】
2005029072.tif 000006
【図５】
2005029072.tif 000007