JP2023543350A - 可変歯谷部半径を有するスプロケット - Google Patents

Abstract

スプロケット周縁周りに変化する歯谷部半径を有するスプロケットは、付加的なギアトルク増大及びギアロールアウトの増大をライダーに提供し、これは坂を登る際に特に有益である。ある実施形態においては、スプロケットは、鎖輪の少なくとも一部にわたって減少歯谷部半径を有する自転車鎖輪である。他の実施形態においては、スプロケットは、カセットコグの少なくとも一部にわたって増加歯谷部半径を有する自転車後輪カセットコグである。減少歯谷部半径及び増加歯谷部半径の両方の領域が所与のスプロケット上に存在し得る。スプロケット谷底部面は丸くなっていてもよく、Ｎ個の頂点に接続するＮ個の線分を含んでいてもよい。谷底部面の線分は湾曲していても真っ直ぐであってもよい。谷底部面の頂点は湾曲していても角度が付いていてもよい。自転車及びモータサイクルの実施形態が提示される。

Description

関連する出願に対する相互参照

本願は、本出願であり、2020年９月23日に提出された米国仮特許出願第63/198,002号の優先権を主張するものである。当該仮特許出願は本明細書に完全に記載されているものとして参照により組み込まれる。

開示される実施形態は、概して、自転車及びモータサイクル用のドライブトレイン部品の分野に属し、より詳細には、自転車及びモータサイクル用のスプロケットについて述べられるものである。

自転車に長距離乗る、速度を出して乗る、向かい風で乗る、あるいは自転車で連続する急な坂を登ると、身体的にも精神的にも疲労し得る。特に、有意義な休息をとらずに連続した急な又は長い坂を登る（すなわち、常に一定の重力に打ち勝つ必要がある）ことは、すべてのサイクリングの鍛錬の中で、おそらく最も疲弊させ、恐ろしく、疲労を引き起こし、恐れられているものである。これは、自転車にとって「良い日」ではないか、骨の折れる登坂の前に付加的な疲労が溜まっている場合には特に当てはまる。最近では、自転車のライダーにドライブトレインのギアトルク増大を提供する、より大きな後輪自転車スプロケット（カセットコグ（cassette cog））及びより小さな前輪自転車スプロケット（鎖輪（chainring））が利用できることになったことに伴い、登坂は、利用可能なドライブトレインのギア比が提供するギアトルク増大が少なかった以前よりも幾分簡単なものとなっている。したがって、本技術分野においては、ギアの歯を少なくすることなく「典型的な」ものを超えるギアトルク増大の増加を提供することにより、より簡単で早いペダリングのリズム（rpm）を提供し、ドライブトレインのギアロールアウト（それぞれのペダルの回転のための前方移動の距離）を持続、維持、あるいは増加することにより、ライダーが同一又はより少ないエネルギーを費やしていても、スピードを上げることができる機構に対する需要が存在する。

概要

本開示は、スプロケット周縁周りで変化する歯谷部半径を有するスプロケットの実施形態を教示するものである。本明細書で使用される場合には「スプロケット」は、概して、歯を有するホイールを意味し、チェーン又は歯の付いたベルトと係合するように構成されるものである。スプロケットの１つの種類は、自転車の鎖輪又は鎖車（chainwheel）である。スプロケットの他の種類は、自転車の後輪カセットコグである。当業者であれば、前輪側又は後輪側モータサイクルスプロケットに必要な変更を加えて本開示を適用できることを理解するであろう。

本発明の利点を完全に理解するためには、まず、登坂と他のサイクリングの鍛錬との間の差を理解する必要がある。第一に、登坂は、ライダーは重力に打ち勝つ必要があるので比較的平坦な地形で自転車に乗るよりも難しい。坂を登る際には、重力を常に感じ、登坂がより急になれば又はより長くなると、あるいは自転車又はライダーがより重くなるとさらに重力を感じる。登坂における本来的な問題は、ペダルストロークごとに一定の重力に打ち勝とうとするすべての人に最終的に影響を与える必然的な疲労である。登坂の際の疲労を遅れさせる好ましい方法は、快適な持続可能なリズム（すなわち、ペダルストローク内でクランクアーム、ペダル、及び足が円状に移動する毎分当たりの回転数）を維持することである。速い持続可能なリズムでペダリングは「スピニング」とも呼ばれる。骨の折れる登坂においてほとんど必ず起きるが、リズムが遅くなると、ペダルに作用するライダーのトルクのピークは本来的に増加する。登坂時に筋肉疲労を大きく加速させるものは（リズムが遅くなることによる）このトルクの増加である。

登坂の生体力学的効果の共通点は、リズムをウェイトトレーニングにおける特定の抵抗量と同種のものであると考えることである。ある程度の抵抗では、完全に疲弊することなく快適に何度も繰り返すことができる。（例えばバーベルに重量を追加することにより）抵抗が増加すると、疲弊前に繰り返すことができる回数がより少なくなる。これは、追加された抵抗に打ち勝つために必要とされる努力を増やすことにより生じる。自転車のライダーが所与のパワーを出力している場合、リズムが遅くなると、ペダルに作用するトルクが増加する。より遅いリズムを介して自転車を前に移動させ続けるためにライダーにより出力されるこのトルクの増加は、疲労を大きく加速させる原因となる。さらに、リズムの減少は、さらなる疲労の増加を永続させ、疲弊に至るまで本質的に「雪だるま式の効果」を生じさせる。

このように、開示されたスプロケットの重要な効果は、歯数を増減することなく、ギアトルク増大及びギアロールアウトにおける有利な増加を利用することで、より簡単かつ速く坂を登れることである。

例示的な構成においては、スプロケットは、チェーンピッチの距離だけ離れた複数のチェーンローラを有する協動チェーンと係合する。スプロケットは、複数の歯であって、複数の歯のすべての数が歯数である複数の歯と、複数の歯のうち２つの隣接する歯の間にそれぞれ配置される複数の歯谷部とを備える。それぞれの歯谷部は、前記スプロケットの回転軸に最も近い点に谷底部を有し、回転軸から谷底部まで測定される歯谷部半径を有する。スプロケットは、チェーンピッチと歯数の積に比例する公称谷部半径を有する。複数の歯谷部は、公称谷部半径よりも小さい減少歯谷部半径を有する１以上の隣接歯谷部を含む歯谷部の第１のセットと、公称谷部半径以上の増加歯谷部半径を有する１以上の隣接歯谷部を含む歯谷部の第２のセットとを含む。歯谷部の第１のセットは、歯谷部の第２のセットから周方向にずれており、歯谷部の第１のセットのうち少なくとも３つが含まれており、互いに周方向にずれている。

他の例示的な構成においては、スプロケットは、チェーンピッチの距離だけ離れた複数のチェーンローラを有する協動チェーンと係合する。スプロケットは、複数の歯であって、複数の歯のすべての数が歯数である複数の歯と、複数の歯のうち２つの隣接する歯の間にそれぞれ配置される複数の歯谷部とを備える。それぞれの歯谷部は、スプロケットの回転軸に最も近い点に谷底部を有し、回転軸から谷底部まで測定される歯谷部半径を有する。スプロケットは、チェーンピッチと歯数の積に比例する公称谷部半径を有する。複数の歯谷部は、公称谷部半径よりも大きい増加歯谷部半径を有する１以上の隣接歯谷部を含む歯谷部の第１のセットと、公称谷部半径以下の減少歯谷部半径を有する１以上の隣接歯谷部を含む歯谷部の第２のセットとを含む。歯谷部の第１のセットは、歯谷部の第２のセットから周方向にずれており、歯谷部の第１のセットのうち少なくとも３つが含まれており、互いに周方向にずれている。

実施形態においては、歯谷部の第１のセット及び歯谷部の第２のセットはともにパターンコアを規定し、パターンコアは周方向に少なくとも３回繰り返される。

実施形態においては、スプロケットの周縁に近い仮想谷底部面は、谷底部のそれぞれを通過し、Ｎ個の頂点に接続するＮ個の線分を含む。Ｎ個の線分のそれぞれは、歯谷部の第１のセットにより規定され、Ｎ個の頂点のそれぞれは、歯谷部の第２のセットにより規定される。ある実施形態においては、Ｎは５から14までの数（始めと終わりを含む）である。ある実施形態においては、Ｎ個の線分のそれぞれは湾曲している。ある実施形態においては、Ｎ個の頂点のそれぞれは湾曲している。ある実施形態においては、Ｎ個の線分のそれぞれは真っ直ぐである。ある実施形態においては、Ｎ個の頂点のそれぞれは角度が付いている。

ある実施形態においては、谷底部面は丸い形状を有する。

上記で列挙した実施形態に加えて、スプロケット及びそのようなスプロケットを有するシステムの原理を例として示す添付図面を参照して行われる以下の詳細な説明から他の実施形態が明らかになるであろう。

スプロケットの非制限的で非排他的な実施形態が以下の図を参照して述べられる。同様の参照番号は、特に示されない限り、様々な図面を通じて同様の部品を示すものとする。

図１は、自転車鎖輪として好適なスプロケットの実施形態の側面図である。

図２は、不規則な谷底部面を示すスプロケットの実施形態の側面図である。

図３は、自転車カセットコグとして好適なスプロケットの他の実施形態の側面図である。

図４は、自転車カセットコグとして好適なスプロケットの他の実施形態の側面図である。

図５は、自転車カセットコグとして好適なスプロケットの他の実施形態の側面図である。

図６は、自転車カセットコグとして好適なスプロケットの他の実施形態の側面図である。

図７は、自転車鎖輪として好適なスプロケットの他の実施形態の側面図である。

図８は、自転車鎖輪として好適なスプロケットの他の実施形態の側面図である。

図９は、図８の実施形態の反対側の側面図である。

図10は、図８の実施形態の端面図である。

図11は、図８の実施形態の反対側の図であり、可変歯谷部半径を示している。

当業者であれば、図における要素は簡略化及び明確化のために図示されており、必ずしも縮尺通りに描かれているものではないことを理解するであろう。例えば、図における要素の一部の寸法は、様々な実施形態の理解の向上を手助けするために他の要素に対して誇張されている場合がある。また、商標的に実施可能な実施形態において有用又は必要な、一般的であって良く理解されている要素は、これらの様々な実施形態の図示の邪魔にならないように図示されていないことが多い。

詳細な説明

まず、図１を参照すると、可変歯谷部半径106を有する、概して100で示されるスプロケットの実施形態が示されている。図示されている実施形態は36個の歯を有しており、それぞれの歯は102で示されている。この自転車鎖輪として特に好適なものである。歯102の間の領域は歯谷部104と呼ばれ、チェーン900、例えば自転車チェーン（一点鎖線で示される）のチェーンローラ902と係合するように構成される。それぞれの歯谷部104においてスプロケットの回転軸110に最も近い点は本明細書では谷底部114と呼ばれる。スプロケット100の谷底部面108が破線で示されている。谷底部面は、スプロケットのそれぞれの谷底部を通過するスプロケットの周縁近くの仮想面に対応している。典型的な円形の鎖輪上では、一定の歯谷部半径により描かれる谷底部面は円であり、これは谷底部円と呼ばれることがある。

それぞれの歯谷部104は、回転軸110から当該歯谷部の谷底部114まで測定される歯谷部半径106を有している。スプロケット100は、周縁周りに可変歯谷部半径を有している。比較のために、36個の歯を有し、12.7mm（0.5インチ）のチェーンピッチ「Ｐ」（チェーンローラの機械的中心（一般的にリベットが位置している）から測定される、３つの隣接するチェーンローラ間の距離の半分）を有するチェーンとの使用のために構成される典型的な円形の鎖輪は、約68.86mmの不変歯谷部半径を有している。スプロケット100も36個の歯を有しており、68.86mm未満、68.86mmより大きいか、又は約68.86mmの間で変化し得る歯谷部半径106を有している。

本明細書で歯谷部半径の増加又は減少について述べるとき、参照される実施形態と同一の数の歯を有する典型的な円形の自転車スプロケット（すなわち鎖輪又はカセットコグ）に関して、歯谷部半径の測定に対して比較がなされる。

「自転車」という用語は、競輪用自転車、砂利道自転車、マウンテンバイク（フルサスペンション又はハードテイル（hard tail））、クロスカントリーバイク、トレイルバイク、広幅タイヤの自転車、シティバイク、クルーザバイク、トライアスロンバイク、タイムトライアルバイク、ハイブリッドバイク、ロードバイク、アーバンバイク、通勤自転車、トラックバイク、若者の自転車、固定ギアバイク、１ｘ又は「１倍」自転車、部分的又は完全電動自転車又はスクータ、サイクロクロスバイクなどに対して使用される。

本明細書で使用される場合には、単数形は、文脈が明確にそうでないことを示していない限り、複数形も含むことを意図している。さらに、「備えている」及び／又は「備える」という用語は、本明細書で使用される場合には、述べられている特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は成分が存在することを特定するものであるが、１以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、成分、及び／又はこれらのグループの存在又は追加を排除するものではないことは理解されるであろう。

本出願で使用される場合には、「約」という用語は、特定されている数字のプラスマイナス0.25％の範囲内の値を意味している。

図２において、スプロケット100の歯谷部半径106には、Ｒ、Ｒ－、又はＲ＋のラベルが付けられている。ラベルＲは、同じ数の歯を有する円形の鎖輪の歯谷部半径にほぼ等しい歯谷部半径を示しており、本明細書では公称谷部半径とも呼ばれる。スプロケット100のような36個の歯の例に関しては、「Ｒ」のラベルが付けられた歯谷部半径は、68.86mm±0.25％の範囲内にあり得るか、あるいは68.86mmと等しくなり得る。公称谷部半径は、チェーンピッチと歯の数（すなわち、スプロケットのすべての歯の総数、歯数とも呼ばれる）の積に比例する。換言すると、公称谷部半径は、同一の歯数を有する円形鎖輪の外周の長さに比例する。

ラベルＲ－は、公称谷部半径に対して減少した歯谷部半径を示している。36個の歯の例に関しては、「Ｒ－」のラベルが付けられた歯谷部半径は、例えば、68.5mm、67.8mm、67.6mm又はこれ未満となり得る。ラベルＲ＋は、公称谷部半径に対して増加した歯谷部半径を示している。36個の歯の例に関しては、「Ｒ＋」のラベルが付けられた歯谷部半径は、例えば、69.25mm、69.5mm、69.75mm又はこれよりも長くなり得る。

ラベルＲ－又はＲ＋は、所与のスプロケットに対して複数の歯谷部半径に適用され得るが、共通のラベルを有するすべての半径が必ずしも等しい値を有しているとは限らない。例えば、Ｒ－のラベルが付けられた３つの歯谷部半径は、68.0mm、67.9mm、及び67.8mmという異なる半径を有し得る。他の例においては、Ｒ＋のラベルが付けられた３つの歯谷部半径は、69.3mm、69.5mm、及び69.7mmという異なる半径を有し得る。場合によっては、共通のラベルを有する半径の一部又はすべてが等しい値を有することがある。

図１及び図２の実施形態においては、Ｒ－で示される鎖輪の一部にわたって歯谷部半径106が減少している。チェーン900が、減少歯谷部半径の部分における鎖輪と係合するときに、ライダーが感じる効果は、ペダリングのリズム（一般的に、分当たりのペダル回転数）を快適に増加させ得る点で、わずかに小さい半径のギアへのシフトに類似している。この設計の重要な利点は、ペダリングのリズムが増加することにより、付加的なギアトルク増大を提供するために歯の総数を減らす必要なしに、自転車が前に動く速度が増加することにある。

図示された実施形態においては、スプロケット100は、公称谷部半径Ｒよりも短い減少歯谷部半径106をそれぞれ有する隣接する歯谷部を含む、歯谷部の第１のセット116を有している。図２に示されるように、歯谷部の第１のセット116は、半径Ｒ－を有する３つの歯谷部を含んでいる。他の実施形態においては、歯谷部の第１のセット116は、１つの歯谷部又は２つの隣接する歯谷部又は他の個数の隣接する歯谷部を含み得る。また、スプロケット100は、公称谷部半径Ｒ以上の増加歯谷部半径106をそれぞれ有する隣接する歯谷部を含む、歯谷部の第２のセット118を有している。図２に示されるように、歯谷部の第２のセット118は、Ｒ、Ｒ＋、Ｒの半径を有する３つの連続する歯谷部を含んでいる。他の実施形態においては、歯谷部の第２のセット118は、１つの歯谷部又は２つの隣接する歯谷部又は他の個数の隣接する歯谷部を含み得る。

歯谷部の第１のセット116と歯谷部の第２のセット118はスプロケットの周囲で複数回繰り返してもよい。図２の実施形態においては、歯谷部の第１のセット116は、歯谷部の第２のセット118から周方向にずれている。図示される実施形態においては、複数の歯谷部104は、歯谷部の第１のセット116（Ｒ－の領域）と歯谷部の第２のセット118（Ｒ又はＲ＋が付された１以上の半径）とが交互になったパターンを含んでいる。ある実施形態においては、歯谷部の第１のセット116の少なくとも３つが存在しており、これらがスプロケットの周囲に互いに周方向にずれている。

図２に最も良く示されているように、スプロケット100は、６つの頂点を結ぶ６つの線分を含み、六角形状に近い形状となった谷底部面108を有している。本明細書で述べられる任意の略多角形状は、直線の辺ではなく、湾曲した線分又は辺を有するか、角度のついた頂点ではなく、線分間で湾曲した頂点を有し得る。あるいは、本明細書で述べられる略多角形状は、直線の線分又は辺を有し得るか、あるいは線分間に角度のついた頂点を有し得る。鎖輪を横切るように示されている一点鎖線は、鎖輪を６つのセクション120に分割している。この例では、それぞれのセクション120は、歯谷部の第１のセット116により規定される線分と、歯谷部の第２のセット118により規定される頂点とを含んでいる。「Ｒ，Ｒ＋，Ｒ，Ｒ－，Ｒ－，Ｒ－」からなる歯谷部半径パターンコアが鎖輪の周囲で６回繰り返され、パターンのコア１回の繰り返しがそれぞれのセクション120に対応している。

減少歯谷部半径の領域（歯谷部の第１のセット116）と増加歯谷部半径を有する１以上の歯谷部（歯谷部118の第２のセット）とを交互に設けることによる利点が存在する。第一に、歯谷部の第２のセット118は、歯谷部の第１のセット116と相互作用するチェーンにより生成されるチェーンの緩みを取ることに役立つ。そのような構成は、チェーンがスプロケットの全周の周りに適切に係合することを保証し、スキッピングやチェーンローラがそれぞれの歯谷部104内に完全に係合することを妨げるなどの間違ったチェーンの係合の問題（これは典型的な円形のスプロケットが係合しているかのように何気なくドライブトレインが振る舞うことにより設計の目的を台無しにし得る）を避けるものである。第二に、歯谷部の第２のセットの増加歯谷部半径（単一の歯谷部だけの上に存在し得る）は、要するに、ライダーがリズムを変えないようなわずかに大きな半径のギアに変えるのと同様の効果を有する。このシナリオにおいては、自転車は、より速い速度で前方に移動し、ライダーにわずかな加速の感覚を与える。第三に、減少歯谷部半径と増加歯谷部半径とを交互にすることにより、谷底部面の形状が丸くなり、これにより丸くない鎖輪に対しては非常に好ましい滑らかなペダルのストロークが提供される。

他の実施形態においては、６回よりも多くの回数又は６回よりも少ない回数スプロケットの周囲で繰り返すパターンで歯谷部半径が変化し得る。そのような構成により、図１～図２に示されるような略六角形状以外の略多角形状の谷底部面となり得る。例えば、略八角形状の谷底部面を有するスプロケットは、パターンコアを８回繰り返した歯谷部半径の変化パターンを有し得る。略十角形状の谷底部面を有するスプロケットは、パターンコアを10回繰り返した歯谷部半径の変化パターンを有し得る。ｎ個の辺を有する多角形に近い谷底部面を有するスプロケットは、パターンコアをｎ回繰り返した歯谷部半径の変化パターンを有し得る。多くの回数繰り返す（すなわち、線分と頂点の数「ｎ」が大きい）パターンは、スプロケットに対して丸くなった感触を提供し、したがってより滑らかなペダルストロークを提供し得るので、歯数の大きなスプロケットには望ましい場合がある。述べられている実施形態は、偶数個のパターンコアの繰り返し又は偶数個の辺を有する略多角形状面を含み得るものであるが、同様の原理は、奇数個のパターンコアの繰り返し又は奇数個の辺を有する略多角形状面を有するスプロケットに適用され得る。

それぞれのパターンコアは、増加半径Ｒ＋を有する複数の歯谷部と減少半径Ｒ－を有する複数の歯谷部とを含み得る。例示的なパターンコアは、ギアの歯数に好適な回数だけスプロケットの周りで繰り返すものであり、「Ｒ－，Ｒ＋」、「Ｒ－，Ｒ－，Ｒ＋」、「Ｒ＋，Ｒ－，Ｒ－，Ｒ＋」、「Ｒ＋，Ｒ－，Ｒ－，Ｒ－，Ｒ＋」などを含み得る。

次に、図３及び図４を参照すると、自転車の後輪カセットコグとして使用されるスプロケット300及び400の実施形態が示されている。カセットコグとして使用される実施形態においては、（Ｒ＋が付されている）カセットコグの部分にわたる歯谷部半径106の増加が、付加的なギアトルク増大の利点を提供し、ライダーが快適にリズムを上げることが可能となり、これにより、自転車が前方に移動する速度を増加させることができる。上述したように、歯数は固定されたままであり、これは本来的に速度を増加させるものであるが、ペダリングのリズムが（同じ歯数の円形カセットコグに比べて）増加している。図３のスプロケット300は24個の歯を有し、図４のスプロケット400は28個の歯を有している。それぞれのスプロケット300，400は、スプロケットの周縁周りのパターンで変化する歯谷部半径106を有している。これらの実施形態のパターンコアは「Ｒ，Ｒ，Ｒ＋，Ｒ＋」である。

他の歯谷部半径のパターンも使用され得る。例えば、それぞれ公称谷部半径Ｒよりも大きな増加歯谷部半径（Ｒ＋）を有する１～３個の歯谷部を有する歯谷部の第１のセット116と、公称谷部半径以下の減少歯谷部半径（Ｒ－又はＲ）を有する１～３個の歯谷部を含む歯谷部の第２のセット118とを交互にしてもよい。

図５及び図６は、スプロケット500及び600がそれぞれ自転車の後輪カセットコグとして示されている追加の実施形態を示している。図５のスプロケット500は16個の歯を有し、図６のスプロケット600は20個の歯を有する。それぞれのスプロケット500，600は、スプロケットの周縁周りのパターンで変化する歯谷部半径106を有している。これらの実施形態のパターンコアは「Ｒ，Ｒ＋」である。

図７は、自転車の鎖輪として好適なスプロケットの他の実施形態700を示している。図示される実施形態は36個の歯を有している。スプロケット700の谷底部面108は丸くなっている。歯谷部半径106は、スプロケット700の周縁周りのパターンで変化している。図示されているパターンは、３個のＲ＋、３個のＲ、３個の一定減少半径Ｒ１－、３個の別の一定減少半径Ｒ２－である。他の例のパターンでは、３つの同様の半径のグループのうち１つ以上が２つの同様の半径のグループに置き替えられる。他の例のパターンでは、Ｒの半径がＲ＋の半径に置き替えられる。Ｒ＋の半径はこれら２つのグループの間で同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば「Ｒ１－，Ｒ１－，Ｒ２－，Ｒ２－，Ｒ３＋，Ｒ３＋，Ｒ４＋，Ｒ４＋」のパターンを使用してもよい。これらのパターンは、加工目的に応じて又はより滑らかな完全な回転を実現するために適合され得る。

図８～図10は、それぞれ自転車の鎖輪として好適なスプロケットの他の実施形態800の一方の側面図、他方の側面図、及び端面図である。図示されている実施形態は34個の歯を有している。この実施形態では、図８の一点鎖線で分離されて示されているように６つのセクション120が存在している。図11は、この実施形態の可変歯谷部半径を示しており、例示的な半径寸法（ミリメートルの値）を提供するものである。この鎖輪は、交互になった６つの歯谷部の第１のセット116と６つの歯谷部の第２のセット118とを含んでいる。それぞれのセット116，118のそれぞれの半径値が互いに同じではないことが理解できるであろう。加えて、それぞれのセット内の半径の値も変化し得る（一部は２つの半径を有し、一部は３つの半径を有するものとして示されている）。この実施形態においては、歯谷部半径は、図９及び図11に見られる背面の周縁により示されるように略六角形状を描いている。この略六角形の６つの線分は歯谷部の第１のセット116のそれぞれの領域にあり、６つの頂点は歯谷部の第２のセット118のそれぞれの領域にある。

鎖輪の実施形態は、数多くの異なる取付孔の構成を通じたクランクアームに対して回転方向に整列されて、スプロケットの位置決めをライダーのペダルストロークに対して最適なものにできることは理解できよう。最後に、正しい設置を容易にするためにスプロケットの面上に印を刻印又はマーキングしてもよい。

本明細書で述べられている実施形態は、偶数個の歯を有するスプロケットを開示しているが、同様の原理が奇数個の歯を有するスプロケットに適用され得る。

本明細書で述べられている実施形態による１以上のスプロケットを有するスプロケットアセンブリがさらに提供される。例えば、スプロケットアセンブリは、２～14個のコグ、あるいは14個よりも多くのコグを有する自転車カセットであってもよく、このスプロケットアセンブリには図３～図６の実施形態のうち１つ以上が含まれる。

スプロケットアセンブリは、２つ又は３つの鎖輪を有する自転車クランクセットであってもよく、このスプロケットアセンブリには図１、図２、図７、又は図８～図11の実施形態のうちいずれかが含まれる。スプロケットアセンブリは、異なる歯数を有する３つの鎖輪を含む自転車クランクセットであってもよく、このスプロケットアセンブリにおいては鎖輪のうち１つよりも多くが可変歯谷部半径を有している。

可変歯谷部半径を有する少なくとも１つのスプロケット（鎖輪又はカセットコグ）を含む自転車がさらに提供される。可変歯谷部半径を有する少なくとも１つの鎖輪と、可変歯谷部半径を有する少なくとも１つの後輪カセットコグとを含む自転車がさらに提供される。

可変歯谷部半径を有する少なくとも１つのスプロケット（前輪側又は後輪側）を含むモータサイクルがさらに提供される。モータサイクルのトランスミッション出力カウンタシャフトが取り付けられた前輪側スプロケットに関して、いずれかの歯谷部の半径の減少によりギアトルク増大が増加し、いずれかの歯谷部の半径の増加によりギアトルク増大が減少する。モータサイクルの後輪スプロケットに関しては、歯谷部半径の増加によりギアトルク増大が増加し、歯谷部半径の減少によりギアトルク増大が減少する。

本明細書で述べられるスプロケットの実施形態は例示的なものであり、等価な結果を得るために数多くの修正、組合せ、変形例、及び再構成を簡単に考えることができる。さらに、上述したスプロケットの説明においては、本発明を特定の実施形態又は実施形態の特定の組み合わせに限定するものとして解釈すべきものは存在しない。

100 スプロケット
102 歯
104 歯谷部
106 歯谷部半径
108 谷底部面
110 回転軸
114 谷底部
116 歯谷部の第１のセット
118 歯谷部の第２のセット
120 セクション
300 スプロケット（追加の実施形態）
400 スプロケット（追加の実施形態）
500 スプロケット（追加の実施形態）
600 スプロケット（追加の実施形態）
700 スプロケット（追加の実施形態）
800 スプロケット（追加の実施形態）
900 チェーン
902 チェーンローラ
Ｐ チェーンピッチ

Claims (17)

1. チェーンピッチの距離だけ離れた複数のチェーンローラ（902）を有する協動チェーン（900）と係合するように構成されるスプロケット（100，700，800）であって、
   複数の歯（102）であって、前記複数の歯のすべての数が歯数である複数の歯（102）と、
   前記複数の歯のうち２つの隣接する歯の間にそれぞれ配置される複数の歯谷部（104）と
   を備え、
   それぞれの歯谷部は、前記スプロケットの回転軸（110）に最も近い点に谷底部（114）を有し、前記回転軸から前記谷底部まで測定される歯谷部半径（106）を有し、
   前記スプロケットは、前記チェーンピッチと前記歯数の積に比例する公称谷部半径を有し、
   前記複数の歯谷部は、
   前記公称谷部半径よりも小さい減少歯谷部半径を有する１以上の隣接歯谷部を含む歯谷部の第１のセット（116）と、
   前記公称谷部半径以上の増加歯谷部半径を有する１以上の隣接歯谷部を含む歯谷部の第２のセット（118）と
   を含み、
   前記歯谷部の第１のセットは、前記歯谷部の第２のセットから周方向にずれており、
   前記歯谷部の第１のセットのうち少なくとも３つが含まれており、互いに周方向にずれている、
   スプロケット。
2. 前記歯谷部の第１のセット及び前記歯谷部の第２のセットはともにパターンコアを規定し、前記パターンコアは周方向に少なくとも３回繰り返される、請求項１に記載のスプロケット。
3. 前記スプロケットの周縁に近い仮想谷底部面（108）は、前記谷底部のそれぞれを通過し、Ｎ個の頂点に接続するＮ個の線分を含み、
   前記Ｎ個の線分のそれぞれは、前記歯谷部の第１のセットにより規定され、
   前記Ｎ個の頂点のそれぞれは、前記歯谷部の第２のセットにより規定される、
   請求項１又は請求項２に記載のスプロケット。
4. Ｎは５から14までの数（始めと終わりを含む）である、請求項３に記載のスプロケット。
5. 前記Ｎ個の線分のそれぞれは湾曲している、請求項３又は請求項４に記載のスプロケット。
6. 前記Ｎ個の頂点のそれぞれは湾曲している、請求項３から５のいずれか一項に記載のスプロケット。
7. 前記谷底部面は丸い形状を有する、請求項３から６のいずれか一項に記載のスプロケット。
8. チェーンピッチの距離だけ離れた複数のチェーンローラ（902）を有する協動チェーン（900）と係合するように構成されるスプロケット（300，400，500，600）であって、
   複数の歯（102）であって、前記複数の歯のすべての数が歯数である複数の歯（102）と、
   前記複数の歯のうち２つの隣接する歯の間にそれぞれ配置される複数の歯谷部（104）と
   を備え、
   それぞれの歯谷部は、前記スプロケットの回転軸（110）に最も近い点に谷底部（114）を有し、前記回転軸から前記谷底部まで測定される歯谷部半径（106）を有し、
   前記スプロケットは、前記チェーンピッチと前記歯数の積に比例する公称谷部半径を有し、
   前記複数の歯谷部は、
   前記公称谷部半径よりも大きい増加歯谷部半径を有する１以上の隣接歯谷部を含む歯谷部の第１のセット（116）と、
   前記公称谷部半径以下の減少歯谷部半径を有する１以上の隣接歯谷部を含む歯谷部の第２のセット（118）と
   を含み、
   前記歯谷部の第１のセットは、前記歯谷部の第２のセットから周方向にずれており、
   前記歯谷部の第１のセットのうち少なくとも３つが含まれており、互いに周方向にずれている、
   スプロケット。
9. 前記歯谷部の第１のセット及び前記歯谷部の第２のセットはともにパターンコアを規定し、前記パターンコアは周方向に少なくとも３回繰り返される、請求項８に記載のスプロケット。
10. 前記スプロケットの周縁に近い仮想谷底部面108は、前記谷底部のそれぞれを通過し、Ｎ個の頂点に接続するＮ個の線分を含み、
    前記Ｎ個の線分のそれぞれは、前記歯谷部の第１のセットにより規定され、
    前記Ｎ個の頂点のそれぞれは、前記歯谷部の第２のセットにより規定される、
    請求項８又は請求項９に記載のスプロケット。
11. 前記Ｎ個の線分のそれぞれは湾曲している、請求項10に記載のスプロケット。
12. 前記Ｎ個の頂点のそれぞれは湾曲している、請求項10又は請求項11に記載のスプロケット。
13. Ｎは５から14までの数（始めと終わりを含む）である、請求項10から12のいずれか一項に記載のスプロケット。
14. 前記谷底部面は丸い形状を有する、請求項10から13のいずれか一項に記載のスプロケット。
15. 請求項１から14のいずれか一項に記載のスプロケットを含むスプロケットアセンブリを有する自転車。
16. 請求項１から14のいずれか一項に記載のスプロケットを含むスプロケットアセンブリを有するモータサイクル。
17. 請求項１から14のいずれか一項に記載のスプロケットを含むスプロケットアセンブリ。
    

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