JP5065264B2 - 自転車用変速ハブ - Google Patents

Description

この発明は自転車用変速ハブに関する。

一般に、自転車の変速システムはディレイラーギヤとハブギヤとに分類することができる。ここに、ディレイラーギヤは、複数の駆動および被動スプロケットを用いて、変速するためにチェーンを移動させ、ハブギヤは、自転車の後輪用のフレームの一部の間に取り付けられ、ハブシェル内のギヤレシオによって変速する。

従来のハブギヤは、ギヤ列のギヤレシオによって速度を調整するためにギヤ列をハブシェル内に取り付ける、すなわち、ディレイラーギヤの問題点を解決する革命的方法、というような工夫がなされているが、構造が複雑である。さらに、ハブギヤは低速状態を支持せず、よって、子供や老人が過度の力でペダルを踏む必要がある。さらに、ペダリング中にハブギヤの速度を変えることができない。

したがって、この発明は従来技術において生ずる上記問題に鑑みて為されたものであって、この発明の目的は、チェーンが移動しない結果スカートがチェーンで巻き上げられるのを防止でき、容易に変速することができ、簡単な構造を有し、乗り手がペダルを踏んでいる間でも変速でき、子供や老人が簡単で便利な方法で自転車に乗ることができるように低速と高速との間で速度設定ができる自転車用変速ハブを提供することにある。

この発明の典型的な実施例についてより詳細に言及することとし、その例を添付図面にて説明する。同等の部品を参照するために、可能なかぎり図面および明細書を通じて同じ参照数字を使用する。

図１ないし図４に示すように、自転車用変速ハブは以下を備えている：

フレームの一部の間に固定されたハブ軸１００であって、その外側の周辺表面にサンギヤ１１０が形成され、長円形の貫通穴を有し、制御ピン４４０が内側の周辺表面を滑るよう取り付けられるための内腔、を有するハブ軸１００；

駆動スプロケット（図示せず）の駆動力が伝達される被動スプロケット２２０，および、一端が被動スプロケット２２０に連結され、他端には第２および第３爪２３０および２４０を取り付けることができるように外側および内側の周辺表面に爪座が形成され、中間部に複数の穴が形成されたドライバー２１０，を有する動力伝達装置２００；

動力伝達装置２００のドライバー２１０に取り付けられた第３爪２４０から動力が伝達されるように一端にラチェットが形成されたキャリア３４０であって、これに取り付けられた複数の遊星ギヤ３２０を有し、他端に爪座が形成されたキャリア３４０；ハブ軸１００に形成されたサンギヤ１１０に噛み合うように取り付けられた複数の遊星ギヤ３２０；および、遊星ギヤ３２０に噛み合うリングギヤ３１０であって第１爪３３０が取り付けられたリングギヤ３１０、を有する多速伝動装置３００；

位置決め部材２５０に挿入して取り付けられた第１爪制御部材４５０および第３爪制御部材４６０であって、リングギヤ３３０およびドライバー２１０に取り付けられた第１爪３３０および第３爪２４０をピンまたは鋼球を用いて制御する第１爪制御部材４５０および第３爪制御部材４６０、ドライバー２１０に固定的に取り付けられ第１および第３爪制御部材４５０および４６０の位置を定める位置決め部材２５０、スライド部材４２０を左右方向に動かすスライドピン４３０，制御ピン４４０，および、復帰スプリング４１０、を有する伝動装置コントローラ４００；および

リングギヤ３１０およびキャリア３４０に取り付けられた第１爪３３０および第４爪３５０から駆動力が伝達されるように内部に形成されたラチェットを有するハブシェル５００。

ここに、図５に示すように、第３爪制御部材４６０は、第３爪２４０を制御するためにキャリア３４０内に配置してもよい。

この発明の動作を、図１ないし図４を参照しつつ以下に説明する。

この発明は、ギヤ列のギヤレシオにしたがって速度を設定するために外部レバーを操作するものに適応される。

１．低速状態

スライド部材４２０が第１および第３爪３３０および２４０を解除するために第１および第３爪制御部材４５０および４６０を持ち上げるよう移動させられた状態において、ペダルの駆動力が駆動スプロケットを介して被動スプロケット２２０を駆動する。被動スプロケット２２０の駆動は、一方を固定されたドライバー２１０を右回りに回転させる。ドライバー２１０の回転は、第２爪２３０を介してリングギヤ３１０を駆動する。リングギヤ３１０は、複数の遊星ギヤ３２０と連係してキャリア３４０を駆動するために回転する。このとき、キャリア３４０の回転速度は遅く、そして、キャリア３４０の回転力は、キャリア３４０の一端に取り付けられた第４爪３５０を介して、内側の周辺表面にラチェットが形成されたハブシェル５００を駆動し、その結果、自転車を前方へ動かす。

２．中速状態

スライド部材４２０が移動させられ、したがって、第１爪制御部材４５０および第３爪制御部材４６０が、第１爪３３０を係合させ第３爪２４０を解除するよう動作する状態において、駆動スプロケットの駆動力が被動スプロケット２２０を駆動する。被動スプロケット２２０は、一方を固定されたドライバー２１０を駆動する。ドライバー２１０は、第２爪２３０を介してリングギヤ３１０を駆動する。リングギヤ３１０は、リングギヤの一端に取り付けられた第１爪３３０を介してハブシェル５００を駆動する。このとき、遊星ギヤ３２０はリングギヤ３１０より遅い速度で回転し、したがって、キャリア３４０に取り付けられた第４爪３５０はハブシェル５００の回転に全く影響を与えない。

３．高速状態

スライド部材４２０が移動させられ、したがって、第１および第３爪制御部材４５０および４６０が、第１および第３爪３３０および２４０を係合するよう動作する状態において、駆動スプロケットの駆動力が被動スプロケット２２０を駆動する。被動スプロケット２２０はドライバー２１０を回転させる。ドライバー２１０は、第３爪２４０を介してキャリア３４０を回転させる。キャリア３４０の回転は、遊星ギヤ３２０を介して、遊星ギヤ３２０に噛み合ったリングギヤ３１０に伝達される。このとき、リングギヤ３１０に伝達された回転はキャリアギヤ３４０のそれよりも速い。さらに、リングギヤ３１０の高速回転は、リングギヤ３１０の一端に取り付けられた第１爪３３０を介してハブシェル５００に伝達され、その結果、自転車を駆動する。

この発明では、ペダリング中の、高速−＞中速−＞低速、または、低速−＞中速−＞高速のような速度変更が望まれていることに鑑み、速度変更は、外側の周辺表面に円形のスプラインが形成されるとともに一端がテーパ状のスライド部材４２０，および、ペダル踏力によって引き起こされる第１および第３爪制御部材４５０および４６０の回転、によって強制的に行われる。

上述のように、この発明は、速度がギヤ列のギヤレシオによって変更できるよう、自転車の後輪のハブの中にギヤ列を組み立てる。その結果、変速が容易に実行でき、そして、外部の汚染物質を遮ることができ、かくして、内部のギヤハブの腐食を抑制する。さらに、ペダリング中に変速したとしても、容易に変速できる。低速、中速、高速の３速の間で変速できるので、老人や子供が容易に自転車のペダルを踏むことができ、そして、乗り手がペダリング中に、強制的に変速を実行することができる。

この発明の好適な実施例は説明のために記述されたのであるが、当業者は、添付のクレームにて開示される発明の範囲および精神から逸脱することなしに種々の変更、追加、置換が可能であることを認識するであろう。

図１は、この発明による自転車用変速ハブを説明する断面図である。 図２は、この発明による自転車用変速ハブにおける伝動装置コントローラを説明する部分斜視図である。 図３は、この発明による伝動装置コントローラの、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図４は、この発明による伝動装置コントローラの、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図５は、図１の変速ハブの他の実施例を説明する図面である。

Claims (2)

1. フレームの一部の間に固定されたハブ軸であって、その外側の周辺表面にサンギヤが形成され、長円形の貫通穴を有し、制御ピンが内側の周辺表面を滑るよう取り付けられるための内腔、を有するハブ軸；
   以下を有する動力伝達装置：駆動スプロケットの駆動力が伝達される被動スプロケット；および、一端が被動スプロケットに連結され、他端には第２および第３爪を取り付けることができるように外側および内側の周辺表面に爪座が形成され、中間部にピンまたは鋼球を挿入することができる複数のピン穴が形成されたドライバー；
   以下を有する多速伝動装置：動力伝達装置のドライバーに取り付けられた第３爪から動力が伝達されるように一端にラチェットが形成されたキャリアであって、これに取り付けられた複数の遊星ギヤを有し、他端に爪座が形成されたキャリア；ハブ軸に形成されたサンギヤに噛み合うように取り付けられた複数の遊星ギヤ；および、遊星ギヤに噛み合うリングギヤであって第１爪が取り付けられたリングギヤ；
   以下を有する伝動装置コントローラ：位置決め部材に挿入して取り付けられた第１爪制御部材および第３爪制御部材であって、リングギヤおよびドライバーに取り付けられた第１爪および第３爪をピンまたは鋼球を用いて制御する第１爪制御部材および第３爪制御部材；ドライバーに固定的に取り付けられ第１および第３爪制御部材の位置を定める位置決め部材であってピンまたは鋼球を規則的な間隔で挿入することができるピン穴が形成された位置決め部材；スライド部材を左右方向に動かすスライドピン；制御ピン；および、復帰スプリング；および、
   リングギヤおよびキャリアに取り付けられた第１爪および第４爪から駆動力が伝達されるように内部に形成されたラチェットを有するハブシェル；
   を備えた自転車用変速ハブであって、
   伝動装置コントローラは、外側の周辺表面に円形のスプラインが形成されるとともに一端に向かってテーパが付けられたスライド部材の移動、および、ペダル踏力によって引き起こされる第１および第３爪制御部材の回転、によって強制的に、位置決め部材に挿入された第１および第３爪制御部材が上昇方向および下降方向に伸張および縮小するよう構成することで、第１および第３爪を制御する、自転車用変速ハブ。
2. 請求項１による変速ハブであって、
   第３爪制御部材がキャリアに配置された、変速ハブ。

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