JPS6223175B2 - - Google Patents
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- JPS6223175B2 JPS6223175B2 JP12736983A JP12736983A JPS6223175B2 JP S6223175 B2 JPS6223175 B2 JP S6223175B2 JP 12736983 A JP12736983 A JP 12736983A JP 12736983 A JP12736983 A JP 12736983A JP S6223175 B2 JPS6223175 B2 JP S6223175B2
- Authority
- JP
- Japan
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- clutch
- hub
- cone
- drive body
- bicycle
- Prior art date
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
- F16D41/24—Freewheels or freewheel clutches specially adapted for cycles
- F16D41/36—Freewheels or freewheel clutches specially adapted for cycles with clutching ring or disc axially shifted as a result of lost motion between actuating members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
本発明は、例えばコースターブレーキ付きハブ
などにおいて、スプロケツトホイールを備えた駆
動体によりねじ送りされるクラツチコーンと、ハ
ブ体の内周に形成されたコーン状のクラツチ面と
により構成され、クラツチコーンをクラツチ面に
押し付けることにより駆動体の回転力をハブ体に
伝える一方、クラツチコーンをクラツチ面から離
すことによりハブ体がフリー回転しうるように機
能するクラツチ装置の改良に関する。
などにおいて、スプロケツトホイールを備えた駆
動体によりねじ送りされるクラツチコーンと、ハ
ブ体の内周に形成されたコーン状のクラツチ面と
により構成され、クラツチコーンをクラツチ面に
押し付けることにより駆動体の回転力をハブ体に
伝える一方、クラツチコーンをクラツチ面から離
すことによりハブ体がフリー回転しうるように機
能するクラツチ装置の改良に関する。
本発明者は、先に、コースターブレーキ付きハ
ブ等において、駆動体によつてねじ送りされるク
ラツチコーンのコーン状のクラツチ外面とハブ体
の内周のコーン状のクラツチ内面が互いにこすり
合わせ状に接合した駆動力に伝達するように構成
された、いわゆるコーンクラツチが、従来そのテ
ーパの開角が狭く、クラツチ接合時に両クラツチ
面がくさび状に食い付くという不都合があつた点
を改良し、そのテーパの開角を大きくするととも
に両クラツチ面に互いに向きが逆の爪歯を形成す
ることにより、上記のような食い付きをなくすと
同時に駆動力伝達時には両クラツチ面の爪歯が掛
合してクラツチのすべりを完全になくすようにし
たクラツチ装置を提案した(特願昭58−37803号
参照)。また、本発明は、上記のように改良した
クラツチ装置を、いわゆるフリーホイールに代わ
る一方向クラツチとして応用した自転車用ユニツ
トハブも提案している(特願昭58−42943号およ
び特願昭58−46942号参照)。 本発明は上記の本発明者が提案したクラツチ装
置をさらに改良し、クラツチ切れがよりスムース
に行なわれるようにすることにより、このクラツ
チ装置の用途をさらに拡大しうるようにしたもの
である。 本発明にかかるクラツチ装置は、第1図に示す
ような、ペダルを逆転することによつても前進駆
動走行しうる自転車のハブに適用すると、この自
転車を初めて実用化すること可能となる。この自
転車の原理は次の通りである。 ハブ1には、フリーギヤがハブ1に対して相対
正転することができず、かつ、相対逆転すること
ができるように構成した一対のフリーホイール
2,3が並設されており、これらのフリーホイー
ル2,3にはチエーンCが図のようにかけられて
いる。前記のフリーホイール2,3は、通常のフ
リーホイールと同様、中子とこれに回転可能に支
持したフリーギヤ体との間に一方向クラツチたる
ラチエツト機構が組み込まれたものが用いられて
いる。 図において、ペダルを正回転させると、チエン
Cは、A方向に走行し、フリーホイール2のみが
正転してチエンの駆動力をハブ1に伝え、自転車
は前進する。このときフリーホイール3はフリー
逆転している。一方、ペダルを逆回転させる場
合、チエンCがB方向に走行し、フリーホイール
3のみが正転してチエンCの駆動力をハブ1に伝
え、この場合においても自転車は前進する。この
ときもう1個のフリーホイール2はフリー逆転す
る。したがつて、この自転車は、ペダルを正転し
ているときも逆転しているときも前進することに
なる。前記2個のフリーホイールの歯数が異なる
ようにしておけば、ペダルを正転させるときと逆
転させるときで自転車の走行速度が変わる2段変
速機能を有する自転車が達成されるし、また、ペ
ダルを回転させるのではなくシーソーのように揺
動するようにこいでも前進するというユニークな
ものととすることもできる。しかしながら、この
ような自転車においてハブに何の考慮も施さない
と、この自転車をバツクさせることができない、
という問題が生じる。すなわち、自転車をバツク
させハブを逆転しようとすると、前記の2個のフ
リーホイールはともにフリーギヤ体が中子に対し
て相対逆転できて相対正転しえないようになつて
いるため、逆転する中子は2個のフリーギヤ体を
ともに逆転させようとするのである。しかしなが
ら図のようなチエンのかけかたから明らかなよう
に、事実上2個のフリーギヤがともにおなじ方向
に回転することはできないため、結果的にこの自
転車をバツクさせることはできないことになる。
たとえば駐車させた自転車を後方へ引き出すこと
などを想定すると、上記の問題を解決しない限
り、この自転車を実用化することができないこと
は明らかである。 第1図に示す自転車における上記のような問題
を解決するには、自転車の停止時に2個のフリー
ホイールとは無関係にハブ体が自由回転しうるよ
うにすることが必要である。ただし、走行中にフ
リーホイールと無関係にハブ体が自由回転すると
通常の走行ができなくなるので、走行中は、フリ
ーホイールとハブ体の動力伝達経路を確保してお
かなければならない。ここに、本発明のクラツチ
装置をハブ内に適用する余地が生じるのである。
本発明によつて改良されたクラツチ装置を第1図
の自転車のハブに適用すると、この自転車の上記
の問題は見事に解決され、この自転車の実用化が
はじめて可能となる。 すなわち、本発明の目的は、駆動体の停止時に
ハブ体が正転すると、駆動体とハブ体との間の動
力伝達経路が完全に断たれ、このときハブ体が駆
動体に対して正逆の双方向に自由回転することが
できる一方、駆動体が正転するとこの駆動体と前
記ハブ体とを連結し、駆動体の回転力がハブ体に
伝達されるようにしたクラツチ装置を提供するこ
とである。
ブ等において、駆動体によつてねじ送りされるク
ラツチコーンのコーン状のクラツチ外面とハブ体
の内周のコーン状のクラツチ内面が互いにこすり
合わせ状に接合した駆動力に伝達するように構成
された、いわゆるコーンクラツチが、従来そのテ
ーパの開角が狭く、クラツチ接合時に両クラツチ
面がくさび状に食い付くという不都合があつた点
を改良し、そのテーパの開角を大きくするととも
に両クラツチ面に互いに向きが逆の爪歯を形成す
ることにより、上記のような食い付きをなくすと
同時に駆動力伝達時には両クラツチ面の爪歯が掛
合してクラツチのすべりを完全になくすようにし
たクラツチ装置を提案した(特願昭58−37803号
参照)。また、本発明は、上記のように改良した
クラツチ装置を、いわゆるフリーホイールに代わ
る一方向クラツチとして応用した自転車用ユニツ
トハブも提案している(特願昭58−42943号およ
び特願昭58−46942号参照)。 本発明は上記の本発明者が提案したクラツチ装
置をさらに改良し、クラツチ切れがよりスムース
に行なわれるようにすることにより、このクラツ
チ装置の用途をさらに拡大しうるようにしたもの
である。 本発明にかかるクラツチ装置は、第1図に示す
ような、ペダルを逆転することによつても前進駆
動走行しうる自転車のハブに適用すると、この自
転車を初めて実用化すること可能となる。この自
転車の原理は次の通りである。 ハブ1には、フリーギヤがハブ1に対して相対
正転することができず、かつ、相対逆転すること
ができるように構成した一対のフリーホイール
2,3が並設されており、これらのフリーホイー
ル2,3にはチエーンCが図のようにかけられて
いる。前記のフリーホイール2,3は、通常のフ
リーホイールと同様、中子とこれに回転可能に支
持したフリーギヤ体との間に一方向クラツチたる
ラチエツト機構が組み込まれたものが用いられて
いる。 図において、ペダルを正回転させると、チエン
Cは、A方向に走行し、フリーホイール2のみが
正転してチエンの駆動力をハブ1に伝え、自転車
は前進する。このときフリーホイール3はフリー
逆転している。一方、ペダルを逆回転させる場
合、チエンCがB方向に走行し、フリーホイール
3のみが正転してチエンCの駆動力をハブ1に伝
え、この場合においても自転車は前進する。この
ときもう1個のフリーホイール2はフリー逆転す
る。したがつて、この自転車は、ペダルを正転し
ているときも逆転しているときも前進することに
なる。前記2個のフリーホイールの歯数が異なる
ようにしておけば、ペダルを正転させるときと逆
転させるときで自転車の走行速度が変わる2段変
速機能を有する自転車が達成されるし、また、ペ
ダルを回転させるのではなくシーソーのように揺
動するようにこいでも前進するというユニークな
ものととすることもできる。しかしながら、この
ような自転車においてハブに何の考慮も施さない
と、この自転車をバツクさせることができない、
という問題が生じる。すなわち、自転車をバツク
させハブを逆転しようとすると、前記の2個のフ
リーホイールはともにフリーギヤ体が中子に対し
て相対逆転できて相対正転しえないようになつて
いるため、逆転する中子は2個のフリーギヤ体を
ともに逆転させようとするのである。しかしなが
ら図のようなチエンのかけかたから明らかなよう
に、事実上2個のフリーギヤがともにおなじ方向
に回転することはできないため、結果的にこの自
転車をバツクさせることはできないことになる。
たとえば駐車させた自転車を後方へ引き出すこと
などを想定すると、上記の問題を解決しない限
り、この自転車を実用化することができないこと
は明らかである。 第1図に示す自転車における上記のような問題
を解決するには、自転車の停止時に2個のフリー
ホイールとは無関係にハブ体が自由回転しうるよ
うにすることが必要である。ただし、走行中にフ
リーホイールと無関係にハブ体が自由回転すると
通常の走行ができなくなるので、走行中は、フリ
ーホイールとハブ体の動力伝達経路を確保してお
かなければならない。ここに、本発明のクラツチ
装置をハブ内に適用する余地が生じるのである。
本発明によつて改良されたクラツチ装置を第1図
の自転車のハブに適用すると、この自転車の上記
の問題は見事に解決され、この自転車の実用化が
はじめて可能となる。 すなわち、本発明の目的は、駆動体の停止時に
ハブ体が正転すると、駆動体とハブ体との間の動
力伝達経路が完全に断たれ、このときハブ体が駆
動体に対して正逆の双方向に自由回転することが
できる一方、駆動体が正転するとこの駆動体と前
記ハブ体とを連結し、駆動体の回転力がハブ体に
伝達されるようにしたクラツチ装置を提供するこ
とである。
上記の課題を達成するため、本発明では次の技
術的手段を講じている。 すなわち、本発明は、 ハブ軸と、 ハブ軸の一端部において回転可能に支持され、
外方にスプロケツトを、内方に螺軸部をもつ駆動
体と、 ハブ軸の他端部と上記駆動体の外周とに、両端
部内周において回転可能に支持され、駆動体側内
周に、軸方向内方ほど拡径する円錐内面状のクラ
ツチ内面をもつハブ体と、 上記螺軸部に、螺軸部の正転時、上記クラツチ
内面方向にねじ送りされるように螺合され、上記
クラツチ内面と密着接合しうる円錐外面状のクラ
ツチ外面をもつクラツチコーンと、 を少くとも備える自転車用ユニツトハブあるいは
コースターブレーキ付ハブ等において、 上記ハブ体のクラツチ内面と、上記クラツチコ
ーンのクラツチ外面の双方に、互いに掛合しう
る、なめらかな頂部を有する掛合突部を設けたこ
と、を特徴とする。
術的手段を講じている。 すなわち、本発明は、 ハブ軸と、 ハブ軸の一端部において回転可能に支持され、
外方にスプロケツトを、内方に螺軸部をもつ駆動
体と、 ハブ軸の他端部と上記駆動体の外周とに、両端
部内周において回転可能に支持され、駆動体側内
周に、軸方向内方ほど拡径する円錐内面状のクラ
ツチ内面をもつハブ体と、 上記螺軸部に、螺軸部の正転時、上記クラツチ
内面方向にねじ送りされるように螺合され、上記
クラツチ内面と密着接合しうる円錐外面状のクラ
ツチ外面をもつクラツチコーンと、 を少くとも備える自転車用ユニツトハブあるいは
コースターブレーキ付ハブ等において、 上記ハブ体のクラツチ内面と、上記クラツチコ
ーンのクラツチ外面の双方に、互いに掛合しう
る、なめらかな頂部を有する掛合突部を設けたこ
と、を特徴とする。
駆動体が正転駆動されるとき(自転車の右方か
ら見てハブ軸に関して右まわりの回転を正転、左
回りの回転を逆転という。以下おなじ)、この駆
動体の螺軸部によつてクラツチコーンはハブ体の
クラツチ内面の方へ移動させられ、これのクラツ
チ外面はハブ体のクラツチ内面に接合するととも
に両クラツチ面の掛合突部同士が掛合し、駆動体
の駆動力を確実にハブ体に伝達する。一方、走行
中ペダルを止めて駆動体の回転が停止している場
合には、ハブ体は、自転車の惰力走行によつて正
転しているから、これのクラツチ内面の前記掛合
突部がクラツチコーンの掛合突部を引つ掛けてこ
のクラツチコーンを強制的に正方向に回転させる
ため、このクラツチコーンは駆動体の螺軸上を前
記クラツチ内面から離れる方向に送られ、両掛合
突部同士の掛合が解かれてもクラツチコーンが若
干オーバランするためにクラツチ装置の動力伝達
は確実に断たれる。クラツチ装置の動力伝達が断
たれると、ハブ体は正方向のみならず、逆方向に
もフリー回転することができるようになる。 また、従来、コースターブレーキ付きハブ等に
用いられていたコーンクラツチは、その駆動力を
確実にハブ体に伝達するようにするにはコーンの
テーパの開角を狭め、クラツチ接合時のくさび効
果を高める必要があり、このようにすると逆にク
ラツチ切れが悪くなるという性質があり、その構
造上、駆動伝達の確実性とクラツチ切れの良好性
を同時に満足することはできなかつたのである
が、本発明のクラツチ装置をコースターブレーキ
付きハブに適用すると駆動伝達の確実性を共に満
足させることができる。 なお、上記の本発明の技術的手段のうち、両ク
ラツチ面に設けるべき掛合突起の頂部をなめらか
にしたことによる特有の効果は、次に説明する実
施例の説明において明らかにする。
ら見てハブ軸に関して右まわりの回転を正転、左
回りの回転を逆転という。以下おなじ)、この駆
動体の螺軸部によつてクラツチコーンはハブ体の
クラツチ内面の方へ移動させられ、これのクラツ
チ外面はハブ体のクラツチ内面に接合するととも
に両クラツチ面の掛合突部同士が掛合し、駆動体
の駆動力を確実にハブ体に伝達する。一方、走行
中ペダルを止めて駆動体の回転が停止している場
合には、ハブ体は、自転車の惰力走行によつて正
転しているから、これのクラツチ内面の前記掛合
突部がクラツチコーンの掛合突部を引つ掛けてこ
のクラツチコーンを強制的に正方向に回転させる
ため、このクラツチコーンは駆動体の螺軸上を前
記クラツチ内面から離れる方向に送られ、両掛合
突部同士の掛合が解かれてもクラツチコーンが若
干オーバランするためにクラツチ装置の動力伝達
は確実に断たれる。クラツチ装置の動力伝達が断
たれると、ハブ体は正方向のみならず、逆方向に
もフリー回転することができるようになる。 また、従来、コースターブレーキ付きハブ等に
用いられていたコーンクラツチは、その駆動力を
確実にハブ体に伝達するようにするにはコーンの
テーパの開角を狭め、クラツチ接合時のくさび効
果を高める必要があり、このようにすると逆にク
ラツチ切れが悪くなるという性質があり、その構
造上、駆動伝達の確実性とクラツチ切れの良好性
を同時に満足することはできなかつたのである
が、本発明のクラツチ装置をコースターブレーキ
付きハブに適用すると駆動伝達の確実性を共に満
足させることができる。 なお、上記の本発明の技術的手段のうち、両ク
ラツチ面に設けるべき掛合突起の頂部をなめらか
にしたことによる特有の効果は、次に説明する実
施例の説明において明らかにする。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ具
体的に説明する。図面には、第1図に示した自転
車の駆動部に使用するように特に構成したユニツ
トハブに本発明を使用した例を示してある。 第2図および第3図において、11はハブ体、
12は外方部に歯数の異なる一対のフリーホイー
ル2,3が取付けられ、ハブ体11の内部に延入
する右ねじの螺軸部13を有する駆動体、14は
駆動体12の螺軸部13に螺合され、かつ駆動体
12が回転することによりハブ軸15方向に往復
移動可能なクラツチコーンをそれぞれ示す。前記
一対のフリーホイール2,3は、駆動体12の外
方部に形成した螺軸部16に軸方向にならべてそ
の中子17,18をねじ付けるとよいが、本実施
例においては、フリーホイール3の中子18の軸
方向長さを駆動体12の螺軸部16より長くし、
まず、螺軸部16にフリーホイール3をねじ付け
た後前記螺軸部16とおなじ径の螺軸を形成した
アタツチメント19をフリーホイール3の中子1
8のねじ穴にねじ付け、さらにこのアタツチメン
ト19にフリーホイール2の中子17をねじ付け
るようにして、フリーホイール2をフリーホイー
ル3の外側に適宜つなげうるように構成してあ
る。これらのフリーホイール2,3はラチエツト
機構を介装することにより中子に対してギヤ体が
一方向にのみ回転可能に支持させた公知の構造の
ものを利用することができる。 駆動体12は、その外方内周に形成されたワン
20と、ハブ軸15にねじ付けられた玉押し21
との間に転動可能な複数の鋼球22を介装するこ
とにより、ハブ軸15に対して回転可能となつて
いる。また、ハブ体11は、これの左端部内周に
設けられたワン23とハブ軸15の左方部にねじ
付けられた玉受け部材24との間、および、ハブ
体11の右端部内周に形成した玉受け25と駆動
体12のフリーホイールより内側の肩部に形成し
た玉受け面26との間にそれぞれ転動可能な複数
個の鋼球27,28を介装することにより、ハブ
軸15に対しても駆動体12に対しても相対回転
可能となつている。上記ハブ体11は、次に説明
する本発明のクラツチ装置29により、駆動体1
2が正転駆動しようとするときはこの駆動力によ
り確実に正方向に回転させられ、一方、駆動体1
2の駆動力が解除されたとき、または駆動体12
が停止しているときは、正方向のみならず逆方向
にも自由回転することができるようになつてい
る。 前記クラツチ装置29は、前記ハブ体11の右
端部内周面になめらかな頂部をそなえた掛合突部
30を有する内方拡開コーン状のクラツチ内面3
1を形成するとともに、駆動体12の螺軸部13
にねじ付けられたクラツチコーン14の外周に前
記クラツチ内面31と接合しうる、なめらかな頂
部をそなえた掛合突部32を有するコーン状のク
ラツチ外面33を形成することにより構成され、
さらに本実施例においては、前記クラツチコーン
14とハブ軸15との間に摩擦部材を介在させる
ことによりこのクラツチコーン14のハブ軸15
に対する相対回転に一定の摩擦抵抗を付与し、さ
らに前記クラツチコーン14を常時前記クラツチ
内面31から離れる方向に弾力的に付勢するとい
う構成を付加してある。 前記クラツチ内面31およびクラツチ外面33
に設けるなめらかな掛合突部30および32は、
たとえば、第6図に詳細に示されているように、
ゆるやかなのぼり斜面34とやや急なくだり斜面
35とを断面円弧状のなめらかな頂部でつないだ
ような断面形状を有するラチエツト歯に似たもの
とすることができる。ただしラチエツト歯のよう
に歯先が鋭角状に切り立つたものは不可で、あく
までもその山形状は鋭角状のなだらかなものとす
ることが肝要である。第6図に示されているよう
に、クラツチ内面31の掛合突部30とクラツチ
外面33の掛合突部32は同様の形状に形成すれ
ばよいが、互いにほぼ密着しうるようにその向き
が逆となつている。また、クラツチコーン14が
ハブ体11に駆動力を伝達するときは互いの急な
くだり斜面35同士が接合する。これらの掛合突
部30および32は、図示例のように形成しなけ
ればならないことは必ずしもなく、たとえば断面
が三角山、台形山あるいは丸状山、さらにはこれ
らを組み合せたもの等種々の形態とすることがで
きる。また、図示例においては、クラツチ内面3
1の掛合突部30を連続的に形成し、クラツチ外
面33の掛合突部32を間欠的に形成してある
が、これとは逆に、掛合突部32を連続的に形成
するとともに掛合突部30を間欠的に形成するこ
と、あるいは、双方を連続的に形成し、または間
欠的に形成することもできる。 また、本実施例のクラツチ装置29において、
前記クラツチコーン14を常時クラツチ内面31
から離れる方向、すなわち図示例においては第2
図Q方向に向け弾力付勢するのであるが、これ
は、たとえば次のように構成することができる。 駆動体12の螺軸部13部における軸方向の内
孔36とハブ軸15との間に空間37を形成する
とともに、この空間37に、ハブ軸15に套挿す
るようにして圧縮コイルバネ38を介装し、この
圧縮コイルバネを利用して前記クラツチコーン1
4を弾力付勢するのである。この圧縮コイルバネ
38の外端部は、たとえば玉押し21の内端壁に
当接させるとともに若干縮径させてハブ軸15に
巻付くようにする一方、内端部38aはハブ軸1
5に摺動自在にはめこまれたドーナツ円板状の係
止板39の係合部に係合させてある。さらに、こ
の係止板39の外周部内壁は、クラツチコーン1
4の内周にはめ込んだ止め輪40の外側壁に当接
させてある。かくして前記圧縮コイルバネ38の
弾力により、第2図矢印Q方向に常時押しやられ
る前記の係止板39が止め輪40を第2図矢印Q
方向に押すこととなるので、結果的にクラツチコ
ーン14は常時第2図矢印Q方向に弾力的に付勢
されることとなる。この圧縮コイルバネ38の外
端部は上記のようにハブ軸15に巻付くようにす
るほか、玉押し21に適当な係合部を設けてこれ
に係合させるなどしてもよい。また、クラツチコ
ーンを弾力付勢するための手段として、図示例に
おいては係止板39の右側に圧縮コイルバネを介
装して、この係止板を第2図Q方向に押すように
しているが、係止板39の左側に引張バネ(図示
略)を介装することにより、係止板39を第2図
Q方向に引つ張るようにしてもよいことは勿論で
ある。 さらに、本実施例のクラツチ装置29において
は、クラツチコーン14のハブ軸15に対する相
対回転に一定の摩擦抵抗を付与するのであるが、
図示例においてはこれを、内周部がハブ軸15に
対して固定状の玉受け24の内方部に形成した軸
部41に取付けられ、かつ、外周部がクラツチコ
ーン14の内周面に弾性的に摺接する渦巻きバネ
42を介装することにより構成している。なお、
前記の圧縮コイルバネ38の弾力をある程度大き
くすると、前記係止板39と前記止め輪40との
間にある程度の摺動抵抗を得ることができるの
で、このようにした場合上記の渦巻きバネ42を
省略することができる。なお、クラツチコーンの
ハブ軸に対する相対回転に抵抗を付与するための
手段としては、そのほか、クラツチコーン14と
ハブ軸15との間隙に樹脂製の摩擦ブロツク(図
示略)を充填するなど種々の手段が考えられる。 なお、前記クラツチコーン14のねじ部および
駆動体の螺軸部13の一方または双方には、クラ
ツチコーン14の送りを円滑にするため、たとえ
ばフツ素樹脂コーテイングを施す時、摩擦抵抗を
低減するための手段を講じておくことが好まし
い。 次に、本実施例の動作について説明する。 駆動体12に取付けられた一対のフリーホイー
ル2,3には、第1図に摸式的に示した自転車と
同様にチエンCが掛けられているものとする。 ペダルを正転方向にこぐと、外側のフリーホイ
ール2が駆動体12を正方向に回転させる。この
とき内側のフリーホイール3は、逆方向にフリー
回転してカチヤカチヤというラチエツト音を発生
させている。駆動体12が正転すると、クラツチ
コーン14は、ハブ軸15に対して相対回転しに
くくなつているから、回転しないまま駆動体12
の送りねじ13に送られて第2図矢印P方向に移
行し、そのクラツチ外面33がハブ体11のクラ
ツチ内面31に接合する。クラツチ外面33がク
ラツチ内面31に接合するとこのクラツチコーン
14はそれ以上矢印P方向に移行することができ
ないから、駆動体12と共回りを始め、この駆動
体12の正転がハブ体11に伝達される。したが
つてペダルをこぐ力がハブ体11の正転に伝達さ
れ、自転車は前進する。このときのクラツチ外面
33およびクラツチ内面31の接合状態を第5図
aに示してある。このとき、両クラツチ面の掛合
突部30,32同士が掛合するので、相対的にす
べりが発生することは全くなく、したがつて駆動
体12の回転駆動力を確実にハブ体11に伝達す
ることができるのである。 ペダルを逆転方向にこぐと内側のフリーホイー
ル3が正転し、これが駆動体12を正転させる。
このとき外側のフリーホイール2は逆方向にフリ
ー回転し、ラチエツト音を発生させている。この
場合においても駆動体12は正転駆動されるの
で、上記と同様にハブ体11が正転させられる。
ただし、図示例の場合、外側のフリーホイール2
の方が内側のフリーホイール3より径が大きいの
で、ペダルを正方向にこぐ場合の方が大きな力を
ハブ体11に伝えることができる。 一方、走行中ペダル回転を停止すると、駆動体
12の回転も停止する。しかし自転車は惰力によ
り前方に走行しているからハブ体11は正方向に
回転している。クラツチコーン12はそのクラツ
チ外面33の掛合突部32がハブ体11側のクラ
ツチ内面31の掛合突部30に引つ掛けられて強
制的に正方向に連れ回りさせられ、したがつて螺
軸部13上を第2図矢印Q方向に移動させられ
る。このときの状況を第5図bおよびcに示して
ある。このクラツチコーン12がある程度矢印Q
方向に移行させられるとやがて両クラツチ面3
1,33の突部31,32の引つ掛かりもなくな
り、ハブ体11のクラツチコーン14ないし駆動
体12との連繋は完全に遮断され、したがつてハ
ブ体11は正方向のみならず逆方向にも自由回転
することができるようになる。このことは、自転
車のペダルを止めた状態での惰力走行ができると
ともに、自転車をバツクすることができるという
ことを意味する。 第1図に示す自転車においては駆動体12が逆
転することができない、ということは前にも説明
した。したがつて、バツクさせる場合などにおい
てハブ体11が逆転しているとき、不用意にこの
ハブ体11の逆回転がクラツチコーンないし駆動
体12に伝達されるようなことがあつてはならな
いことが理解されるであろう。本発明において
は、両クラツチ面31,33の掛合突部30,3
2の頂部をなめらかな形状とすることにより、上
記のような不都合が生じることを効果的に回避し
ているのである。すなわち、クラツチコーン14
は、上記のようにハブ体11の掛合突部30に引
つ掛けられて連れ回りさせられるとき、自身の惰
力回転により前記掛合突部30に対する引つ掛り
の可能性が完全になくなるまでQ方向に移行す
る。そうして、この状態からクラツチコーン14
に何らかの外力が作用して若干矢印P方向に戻
り、両掛合突部30,32の頂部同士がが接触す
るようなことがあつても、これらの掛合突部の頂
部はなめらかな形状となつているため、相互掛合
には至らず、ハブ体11の逆転力がクラツチコー
ン14に伝達されることはない。なお、本実施例
のようにとくにクラツチコーン14を第2図矢印
Q方向に付勢しなくとも、前記両掛合突部30,
32の頂部をなめらかにするという構成だけで、
ハブ体11が逆転するときにこの両掛合突部3
0,32が不用意に掛合することを回避しうるこ
とはいうまでもない。 以上説明したように、本発明のクラツチ装置
は、駆動体を停止したときハブ体を正逆両方向に
自由回転させることができるとともに駆動体が正
転駆動する場合にはその駆動力を確実にハブ体に
伝達することができるので、たとえば、第1図に
示すような自転車のハブ内に使用するクラツチと
して適用することができる。また、本発明は第1
図のような特殊な自転車のみならず、通常の自転
車のハブにおける一方向伝動クラツチとして用い
れば、ラチエツト機構を備えた従来のフリーホイ
ールを省略することができる。またこの場合に
も、自転車をバツクさせるときペダルが逆回転し
ないので、左右に隣の自転車が密接して置かれた
駐輪場から自己の自転車を引き出すときに都合が
よいなどの効果もでてくる。さらに本発明のクラ
ツチ装置は、コースターブレーキ付きハブにおい
て、駆動体の回転力をハブ体に伝達したり、その
駆動力の伝達を解除したりするコーンクラツチに
代えて使用しうることは勿論である。
体的に説明する。図面には、第1図に示した自転
車の駆動部に使用するように特に構成したユニツ
トハブに本発明を使用した例を示してある。 第2図および第3図において、11はハブ体、
12は外方部に歯数の異なる一対のフリーホイー
ル2,3が取付けられ、ハブ体11の内部に延入
する右ねじの螺軸部13を有する駆動体、14は
駆動体12の螺軸部13に螺合され、かつ駆動体
12が回転することによりハブ軸15方向に往復
移動可能なクラツチコーンをそれぞれ示す。前記
一対のフリーホイール2,3は、駆動体12の外
方部に形成した螺軸部16に軸方向にならべてそ
の中子17,18をねじ付けるとよいが、本実施
例においては、フリーホイール3の中子18の軸
方向長さを駆動体12の螺軸部16より長くし、
まず、螺軸部16にフリーホイール3をねじ付け
た後前記螺軸部16とおなじ径の螺軸を形成した
アタツチメント19をフリーホイール3の中子1
8のねじ穴にねじ付け、さらにこのアタツチメン
ト19にフリーホイール2の中子17をねじ付け
るようにして、フリーホイール2をフリーホイー
ル3の外側に適宜つなげうるように構成してあ
る。これらのフリーホイール2,3はラチエツト
機構を介装することにより中子に対してギヤ体が
一方向にのみ回転可能に支持させた公知の構造の
ものを利用することができる。 駆動体12は、その外方内周に形成されたワン
20と、ハブ軸15にねじ付けられた玉押し21
との間に転動可能な複数の鋼球22を介装するこ
とにより、ハブ軸15に対して回転可能となつて
いる。また、ハブ体11は、これの左端部内周に
設けられたワン23とハブ軸15の左方部にねじ
付けられた玉受け部材24との間、および、ハブ
体11の右端部内周に形成した玉受け25と駆動
体12のフリーホイールより内側の肩部に形成し
た玉受け面26との間にそれぞれ転動可能な複数
個の鋼球27,28を介装することにより、ハブ
軸15に対しても駆動体12に対しても相対回転
可能となつている。上記ハブ体11は、次に説明
する本発明のクラツチ装置29により、駆動体1
2が正転駆動しようとするときはこの駆動力によ
り確実に正方向に回転させられ、一方、駆動体1
2の駆動力が解除されたとき、または駆動体12
が停止しているときは、正方向のみならず逆方向
にも自由回転することができるようになつてい
る。 前記クラツチ装置29は、前記ハブ体11の右
端部内周面になめらかな頂部をそなえた掛合突部
30を有する内方拡開コーン状のクラツチ内面3
1を形成するとともに、駆動体12の螺軸部13
にねじ付けられたクラツチコーン14の外周に前
記クラツチ内面31と接合しうる、なめらかな頂
部をそなえた掛合突部32を有するコーン状のク
ラツチ外面33を形成することにより構成され、
さらに本実施例においては、前記クラツチコーン
14とハブ軸15との間に摩擦部材を介在させる
ことによりこのクラツチコーン14のハブ軸15
に対する相対回転に一定の摩擦抵抗を付与し、さ
らに前記クラツチコーン14を常時前記クラツチ
内面31から離れる方向に弾力的に付勢するとい
う構成を付加してある。 前記クラツチ内面31およびクラツチ外面33
に設けるなめらかな掛合突部30および32は、
たとえば、第6図に詳細に示されているように、
ゆるやかなのぼり斜面34とやや急なくだり斜面
35とを断面円弧状のなめらかな頂部でつないだ
ような断面形状を有するラチエツト歯に似たもの
とすることができる。ただしラチエツト歯のよう
に歯先が鋭角状に切り立つたものは不可で、あく
までもその山形状は鋭角状のなだらかなものとす
ることが肝要である。第6図に示されているよう
に、クラツチ内面31の掛合突部30とクラツチ
外面33の掛合突部32は同様の形状に形成すれ
ばよいが、互いにほぼ密着しうるようにその向き
が逆となつている。また、クラツチコーン14が
ハブ体11に駆動力を伝達するときは互いの急な
くだり斜面35同士が接合する。これらの掛合突
部30および32は、図示例のように形成しなけ
ればならないことは必ずしもなく、たとえば断面
が三角山、台形山あるいは丸状山、さらにはこれ
らを組み合せたもの等種々の形態とすることがで
きる。また、図示例においては、クラツチ内面3
1の掛合突部30を連続的に形成し、クラツチ外
面33の掛合突部32を間欠的に形成してある
が、これとは逆に、掛合突部32を連続的に形成
するとともに掛合突部30を間欠的に形成するこ
と、あるいは、双方を連続的に形成し、または間
欠的に形成することもできる。 また、本実施例のクラツチ装置29において、
前記クラツチコーン14を常時クラツチ内面31
から離れる方向、すなわち図示例においては第2
図Q方向に向け弾力付勢するのであるが、これ
は、たとえば次のように構成することができる。 駆動体12の螺軸部13部における軸方向の内
孔36とハブ軸15との間に空間37を形成する
とともに、この空間37に、ハブ軸15に套挿す
るようにして圧縮コイルバネ38を介装し、この
圧縮コイルバネを利用して前記クラツチコーン1
4を弾力付勢するのである。この圧縮コイルバネ
38の外端部は、たとえば玉押し21の内端壁に
当接させるとともに若干縮径させてハブ軸15に
巻付くようにする一方、内端部38aはハブ軸1
5に摺動自在にはめこまれたドーナツ円板状の係
止板39の係合部に係合させてある。さらに、こ
の係止板39の外周部内壁は、クラツチコーン1
4の内周にはめ込んだ止め輪40の外側壁に当接
させてある。かくして前記圧縮コイルバネ38の
弾力により、第2図矢印Q方向に常時押しやられ
る前記の係止板39が止め輪40を第2図矢印Q
方向に押すこととなるので、結果的にクラツチコ
ーン14は常時第2図矢印Q方向に弾力的に付勢
されることとなる。この圧縮コイルバネ38の外
端部は上記のようにハブ軸15に巻付くようにす
るほか、玉押し21に適当な係合部を設けてこれ
に係合させるなどしてもよい。また、クラツチコ
ーンを弾力付勢するための手段として、図示例に
おいては係止板39の右側に圧縮コイルバネを介
装して、この係止板を第2図Q方向に押すように
しているが、係止板39の左側に引張バネ(図示
略)を介装することにより、係止板39を第2図
Q方向に引つ張るようにしてもよいことは勿論で
ある。 さらに、本実施例のクラツチ装置29において
は、クラツチコーン14のハブ軸15に対する相
対回転に一定の摩擦抵抗を付与するのであるが、
図示例においてはこれを、内周部がハブ軸15に
対して固定状の玉受け24の内方部に形成した軸
部41に取付けられ、かつ、外周部がクラツチコ
ーン14の内周面に弾性的に摺接する渦巻きバネ
42を介装することにより構成している。なお、
前記の圧縮コイルバネ38の弾力をある程度大き
くすると、前記係止板39と前記止め輪40との
間にある程度の摺動抵抗を得ることができるの
で、このようにした場合上記の渦巻きバネ42を
省略することができる。なお、クラツチコーンの
ハブ軸に対する相対回転に抵抗を付与するための
手段としては、そのほか、クラツチコーン14と
ハブ軸15との間隙に樹脂製の摩擦ブロツク(図
示略)を充填するなど種々の手段が考えられる。 なお、前記クラツチコーン14のねじ部および
駆動体の螺軸部13の一方または双方には、クラ
ツチコーン14の送りを円滑にするため、たとえ
ばフツ素樹脂コーテイングを施す時、摩擦抵抗を
低減するための手段を講じておくことが好まし
い。 次に、本実施例の動作について説明する。 駆動体12に取付けられた一対のフリーホイー
ル2,3には、第1図に摸式的に示した自転車と
同様にチエンCが掛けられているものとする。 ペダルを正転方向にこぐと、外側のフリーホイ
ール2が駆動体12を正方向に回転させる。この
とき内側のフリーホイール3は、逆方向にフリー
回転してカチヤカチヤというラチエツト音を発生
させている。駆動体12が正転すると、クラツチ
コーン14は、ハブ軸15に対して相対回転しに
くくなつているから、回転しないまま駆動体12
の送りねじ13に送られて第2図矢印P方向に移
行し、そのクラツチ外面33がハブ体11のクラ
ツチ内面31に接合する。クラツチ外面33がク
ラツチ内面31に接合するとこのクラツチコーン
14はそれ以上矢印P方向に移行することができ
ないから、駆動体12と共回りを始め、この駆動
体12の正転がハブ体11に伝達される。したが
つてペダルをこぐ力がハブ体11の正転に伝達さ
れ、自転車は前進する。このときのクラツチ外面
33およびクラツチ内面31の接合状態を第5図
aに示してある。このとき、両クラツチ面の掛合
突部30,32同士が掛合するので、相対的にす
べりが発生することは全くなく、したがつて駆動
体12の回転駆動力を確実にハブ体11に伝達す
ることができるのである。 ペダルを逆転方向にこぐと内側のフリーホイー
ル3が正転し、これが駆動体12を正転させる。
このとき外側のフリーホイール2は逆方向にフリ
ー回転し、ラチエツト音を発生させている。この
場合においても駆動体12は正転駆動されるの
で、上記と同様にハブ体11が正転させられる。
ただし、図示例の場合、外側のフリーホイール2
の方が内側のフリーホイール3より径が大きいの
で、ペダルを正方向にこぐ場合の方が大きな力を
ハブ体11に伝えることができる。 一方、走行中ペダル回転を停止すると、駆動体
12の回転も停止する。しかし自転車は惰力によ
り前方に走行しているからハブ体11は正方向に
回転している。クラツチコーン12はそのクラツ
チ外面33の掛合突部32がハブ体11側のクラ
ツチ内面31の掛合突部30に引つ掛けられて強
制的に正方向に連れ回りさせられ、したがつて螺
軸部13上を第2図矢印Q方向に移動させられ
る。このときの状況を第5図bおよびcに示して
ある。このクラツチコーン12がある程度矢印Q
方向に移行させられるとやがて両クラツチ面3
1,33の突部31,32の引つ掛かりもなくな
り、ハブ体11のクラツチコーン14ないし駆動
体12との連繋は完全に遮断され、したがつてハ
ブ体11は正方向のみならず逆方向にも自由回転
することができるようになる。このことは、自転
車のペダルを止めた状態での惰力走行ができると
ともに、自転車をバツクすることができるという
ことを意味する。 第1図に示す自転車においては駆動体12が逆
転することができない、ということは前にも説明
した。したがつて、バツクさせる場合などにおい
てハブ体11が逆転しているとき、不用意にこの
ハブ体11の逆回転がクラツチコーンないし駆動
体12に伝達されるようなことがあつてはならな
いことが理解されるであろう。本発明において
は、両クラツチ面31,33の掛合突部30,3
2の頂部をなめらかな形状とすることにより、上
記のような不都合が生じることを効果的に回避し
ているのである。すなわち、クラツチコーン14
は、上記のようにハブ体11の掛合突部30に引
つ掛けられて連れ回りさせられるとき、自身の惰
力回転により前記掛合突部30に対する引つ掛り
の可能性が完全になくなるまでQ方向に移行す
る。そうして、この状態からクラツチコーン14
に何らかの外力が作用して若干矢印P方向に戻
り、両掛合突部30,32の頂部同士がが接触す
るようなことがあつても、これらの掛合突部の頂
部はなめらかな形状となつているため、相互掛合
には至らず、ハブ体11の逆転力がクラツチコー
ン14に伝達されることはない。なお、本実施例
のようにとくにクラツチコーン14を第2図矢印
Q方向に付勢しなくとも、前記両掛合突部30,
32の頂部をなめらかにするという構成だけで、
ハブ体11が逆転するときにこの両掛合突部3
0,32が不用意に掛合することを回避しうるこ
とはいうまでもない。 以上説明したように、本発明のクラツチ装置
は、駆動体を停止したときハブ体を正逆両方向に
自由回転させることができるとともに駆動体が正
転駆動する場合にはその駆動力を確実にハブ体に
伝達することができるので、たとえば、第1図に
示すような自転車のハブ内に使用するクラツチと
して適用することができる。また、本発明は第1
図のような特殊な自転車のみならず、通常の自転
車のハブにおける一方向伝動クラツチとして用い
れば、ラチエツト機構を備えた従来のフリーホイ
ールを省略することができる。またこの場合に
も、自転車をバツクさせるときペダルが逆回転し
ないので、左右に隣の自転車が密接して置かれた
駐輪場から自己の自転車を引き出すときに都合が
よいなどの効果もでてくる。さらに本発明のクラ
ツチ装置は、コースターブレーキ付きハブにおい
て、駆動体の回転力をハブ体に伝達したり、その
駆動力の伝達を解除したりするコーンクラツチに
代えて使用しうることは勿論である。
第1図は、本発明のクラツチ装置を適用すると
有利な自転車の一例の駆動部の概略構成図、第2
図は、本発明の一実施例の縦断面図、第3図は、
第2図のものの構成部品を分解した状態で示す斜
視図、第4図aは、クラツチコーンの一部断面
図、第4図bは、ハブ体の一部断面図、第4図c
は、駆動体の一部断面図、第5図aは、第2図の
−線断面図、第5図bは、クラツチ装置のク
ラツチ内面とクラツチ外面が離れたときの第5図
aに相当する図、第6図a,b,cはクラツチ内
面およびクラツチ外面の詳細および作用説明図で
ある。 11……ハブ体、12……駆動体、13……螺
軸部、14……クラツチコーン、15……ハブ
軸、30……掛合突部、31……クラツチ内面、
32……掛合突部、33……クラツチ外面。
有利な自転車の一例の駆動部の概略構成図、第2
図は、本発明の一実施例の縦断面図、第3図は、
第2図のものの構成部品を分解した状態で示す斜
視図、第4図aは、クラツチコーンの一部断面
図、第4図bは、ハブ体の一部断面図、第4図c
は、駆動体の一部断面図、第5図aは、第2図の
−線断面図、第5図bは、クラツチ装置のク
ラツチ内面とクラツチ外面が離れたときの第5図
aに相当する図、第6図a,b,cはクラツチ内
面およびクラツチ外面の詳細および作用説明図で
ある。 11……ハブ体、12……駆動体、13……螺
軸部、14……クラツチコーン、15……ハブ
軸、30……掛合突部、31……クラツチ内面、
32……掛合突部、33……クラツチ外面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ハブ軸と、 ハブ軸の一端部において回転可能に支持され、
外方にスプロケツトを、内方に螺軸部をもつ駆動
体と、 ハブ軸の他端部と上記駆動体の外周とに、両端
部内周において回転可能に支持され、駆動体側内
周に、軸方向内方ほど拡径する円錐内面状のクラ
ツチ内面をもつハブ体と、 上記螺軸部に、螺軸部の正転時、すなわちこの
螺軸部が、駆動力を伝達された駆動体の回転方向
と同方向に回転する時、上記クラツチ内面方向に
ねじ送りされるように螺合され、上記クラツチ内
面と密着接合しうる円錐外面状のクラツチ外面を
もつクラツチコーンと、 を少くとも備える自転車用ユニツトハブあるいは
コースターブレーキ付ハブ等において、 上記ハブ体のクラツチ内面と、上記クラツチコ
ーンのクラツチ外面の双方に、互いに掛合しう
る、なめらかな頂部を有する掛合突部を設けたこ
とを特徴とする、自動車用ユニツトハブあるいは
コースターブレーキ付ハブ等におけるクラツチ装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12736983A JPS6018626A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 自転車用ユニツトハブあるいはコ−スタ−ブレ−キ付きハブ等におけるクラツチ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12736983A JPS6018626A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 自転車用ユニツトハブあるいはコ−スタ−ブレ−キ付きハブ等におけるクラツチ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6018626A JPS6018626A (ja) | 1985-01-30 |
JPS6223175B2 true JPS6223175B2 (ja) | 1987-05-21 |
Family
ID=14958262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12736983A Granted JPS6018626A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 自転車用ユニツトハブあるいはコ−スタ−ブレ−キ付きハブ等におけるクラツチ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6018626A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6288601U (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-06 | ||
JPH01128767A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-22 | Kibun Kk | 複数の半固形材料からなる成形品の成形装置 |
EP2533984B1 (de) * | 2010-02-09 | 2015-04-08 | Griemla, Stefan | Fahrradnabe sowie verfahren zu deren herstellung |
US9873287B2 (en) * | 2016-02-29 | 2018-01-23 | Shimano Inc. | Bicycle hub assembly and bicycle transmission system |
-
1983
- 1983-07-12 JP JP12736983A patent/JPS6018626A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6018626A (ja) | 1985-01-30 |
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