JP2000314438A - 自転車用フリーホイール - Google Patents

自転車用フリーホイール

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JP2000314438A
JP2000314438A JP2000108184A JP2000108184A JP2000314438A JP 2000314438 A JP2000314438 A JP 2000314438A JP 2000108184 A JP2000108184 A JP 2000108184A JP 2000108184 A JP2000108184 A JP 2000108184A JP 2000314438 A JP2000314438 A JP 2000314438A
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    • B62M9/10—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 幾つかのスプロケットを支持でき、且つ小さ
いギアを受け入れるように一端部においてコンパクトな
自転車用フリーホイールを提供する。 【解決手段】 本発明の自転車用フリーホイールは、第
１ベアリング面を備えた第１部分と第２部分とを有する
内側管状体と、該内側管状体との相対的な回転運動がで
きるように前記内側管状体の周囲に同軸配置され、所定
直径の第１部分と該第１部分の前記所定直径よりも小さ
い所定直径の第２部分とを有してなる外側管状体と、前
記外側管状体の前記第１部分に取外し可能に固定され、
第２ベアリング面を有している外側ベアリングハウジン
グと、前記第１及び第２ベアリング面間に第１円形パタ
ーンで配設された一連の第１ベアリングとを備え、前記
外側管状体の第２部分と前記内側管状体の第２部分とが
間隙を存し隣接することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野及び発明が解決しようとする課
題】本発明は、概して、自転車用フリーホイールに関す
る。特に、本発明は、１１丁のギア(１１の歯を有する
ギア)のような小さいギアを一端部で受け入れるために
コンパクトな、自転車用フリーホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】自転車に乗ることは、輸送手段となって
いるのと同様に、ますます人気のあるレクリエーション
の一形態となってきている。さらに、自転車に乗ること
は、大変人気のある競技的なスポーツとなっている。自
転車が、レクリエーション、輸送又は競技の何れに用い
られようとも、自転車産業は、常にその構成部品を改善
し続けている。過去ずっと発展的に設計し直しされてき
た、自転車の特殊部品の１つに、自転車後輪のハブのフ
リーホイールがある。
【０００３】特に、殆どの自転車は、幾つかの変速段を
出せるようになっている。自転車用の動力伝達装置の、
普及している１つの形態は、自転車後輪のハブに装着さ
れた複数のスプロケットを有している。ペダルをこいで
いる間、自転車のチェーンは、後輪を回転させるために
リアスプロケットの一つに係合している。自転車ライダ
ーがこぐのを停止したとき、スプロケットが停止してい
る間も後輪は回転し続けることができるべきである。従
って、リアハブには一方向クラッチを有するフリーホイ
ールが設けられる。
【０００４】今日、自転車の変速装置によって提供され
る変速段数の増加に伴い、後輪用の多段スプロケットホ
イールユニットは、５乃至７という増えた数のスプロケ
ットを備えている。
【０００５】自転車後輪へ一回転方向にのみ駆動力を伝
達するのに用いられるフリーホイールは、通常、自転車
の後輪のハブに装着されている。フリーホイールは、ペ
ダルの如何なる回転もなしに自転車が自由に前進できる
ように用いられる。フリーホイールには、リアハブにネ
ジ止めされることによって該リアハブのボスに装着され
るボスタイプフリーホイールと、リアハブの一体部品と
して該リアハブに締付けられるフリーハブタイプフリー
ホイールとがある。両タイプのフリーホイールは、外部
管状部品と、外側円筒部品に対して相対的に回転できる
ように前記外部管状部品の径方向内側に装着された内部
管状部品と、外側管状部品から内側管状部品に一回転方
向にのみ駆動力を伝達するために外側管状部品と内側管
状部品との間に設けられた一方向クラッチとが備えられ
ている。外側管状部品には複数のギアが装着されてお
り、他方、内側管状部品は、通常、自転車のリアハブに
装着されている。
【０００６】スプロケットホイールとボスとの間に、両
者の相対的な回転を積極的に禁止する為にスプラインが
形成されている。このユニットは自転車の後輪に用いら
れるので、駆動力は、一方向機構を介して後輪軸とボス
との間で伝達されなければならない。この目的のため、
ボスは一方向クラッチの外側レースとして形成されてお
り、一方向クラッチと内側レースはボスの内周上に配置
される。
【０００７】リアギア又はスプロケットの数は何年もの
あいだ、増え続けているので、フリーホイールは大きく
なり重くなってきている。さらに、ギア及びスプロケッ
トの増えた数のおかげで広い幅にわたるトルクがスプロ
ケットからフリーホイールに加わるようになっている。
【０００８】かかる観点から、従来技術における前述の
問題を解消する自転車用フリーホイールを求める要請が
ある。本発明は、従来技術における前記要請及び本開示
から当業者には明らかとなるであろう他の要請に応える
ものである。
【０００９】本発明の目的は、幾つかのスプロケットを
支持でき、且つ小さいギアを受け入れるように一端部に
おいてコンパクトな自転車用フリーホイールを提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述の目的は、自転車用
フリーホイール、即ち、第１ベアリング面を備えた第１
部分と第２部分とを有する内側管状体と、該内側管状体
との相対的な回転運動ができるように前記内側管状体の
周囲に同軸配置され、所定直径の第１部分と該第１部分
の前記所定直径よりも小さい所定直径の第２部分とを有
してなる外側管状体と、前記外側管状体の前記第１部分
に取外し可能に固定され、第２ベアリング面を有してい
る外側ベアリングハウジングと、前記第１及び第２ベア
リング面間に第１円形パターンで配設された一連の第１
ベアリングとを備え、前記外側管状体の第２部分と前記
外側管状体の第２部分とが間隙を存し隣接することを特
徴とする自転車用フリーホイールを提供するによって基
本的に達成される。かかる構成において、外側管状体の
第２部分は、内側管状体の第２部分と間隙を存し隣接し
た位置となるので、外側管状体の第２部分の直径を外側
管状体の第１部分の直径よりも小さいものにでき、該外
側管状体の第１部分に取り付けるスプロケットよりも直
径の小さいスプロケットを取り付けることができる。本
発明の一実施形態に係る自転車用フリーホイールは、前
記内側管状体の前記第１部分に取外し可能に固定される
外側ベアリングハウジングをさらに備え、前記内側管状
体の前記第１部分は第１ベアリング面を有し、前記外側
ベアリングハウジングは第２ベアリング面を有し、前記
第１ベアリングは前記第１及び第２ベアリング面間に配
設されることができる。
【００１１】前述の目的は、自転車用フリーホイール、
即ち、第１及び第２部分を有する内側管状体と、該内側
管状体との間で相対的な回転運動ができるように前記内
側管状体の周囲に同軸に配置され、自由端部と取付端部
との間で軸方向に延びる一連の第１スプラインを備える
第１部分、及び、自由端部と取付端部との間に延びる一
連の第２スプラインを備える第２部分を有してなる外側
管状体と、内側及び外側管状体面間に配設された第１円
形配置の一連の第１ベアリングとを備え、前記外側管状
体の第２部分と前記内側管状体の第２部分とが間隙を存
し隣接し、前記外側管状体の第１部分は、前記第１スプ
ラインが所定径方向高さの状態で、所定直径を有し、前
記外側管状体の前記第２部分は、前記外側管状体の前記
第１部分の所定直径よりも小さい所定直径を有し、前記
外側管状体の前記第１部分は、前記外側管状体の前記第
１部分の前記取付端部に隣接した少なくとも１つの当接
ストッパを有し、該当接ストッパは、前記第１スプライ
ンの前記径方向高さよりも大きい距離だけ前記外側管状
体の前記第１部分から径方向外側に延びることを特徴と
する自転車用フリーホイールを提供することによっても
基本的に達成される。かかる構成においても、外側管状
体の第２部分は、内側管状体の第２部分と間隙を存し隣
接した位置となるので、外側管状体の第２部分の直径を
外側管状体の第１部分の直径よりも小さいものでき、該
第１部分に取り付けるスプロケットよりも直径の小さい
スプロケットを取り付けることができる。
【００１２】本発明の一実施形態に係る自転車用フリー
ホイールは、前記内側管状体の前記第１部分に取外し可
能に固定される側板をさらに備え、前記外側ベアリング
ハウジングと前記第１ベアリングとを前記第２ベアリン
グ面と前記側板との間に位置させることができる。ま
た、本発明の一実施形態に係る自転車用フリーホイール
は、前記外側ベアリングハウジング上に形成された第３
ベアリング面と前記側板上に形成された第４ベアリング
面との間に配置され且つ、第２円形配置で配設された一
連の第２ベアリングをさらに備えることができる。さら
に、前記第１ベアリングの前記第１円形配置と前記第２
ベアリングの前記第２円形配置とは実質的に同一直径と
することができる。さらに、前記第１及び第３ベアリン
グ面は、実質的に散開する方向に向いており、且つ前記
第２及び第４ベアリング面は、実質的に収束する方向に
向いているようにすることができる。
【００１３】本発明における、これらの及び他の目的、
形態、要旨及び効果は、添付の図面を参照しつつ、本発
明の好ましい実施の形態を開示する後述する実施の形態
から、当業者にとって明らかになるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】初めに図１〜図３を参照すると、
以下に説明するように、本発明に係るフリーホイールが
装着された自転車1が図示されている。自転車1は、フロ
ントフォーク3が可動自在に結合されたフレーム2と、リ
アハブ5を介してフレーム2に回転自在に結合されたリア
ホイール4と、フロントハブ7を介してフレーム2に回転
自在に結合されたフロントホイール6と、フレーム2に位
置調整自在に結合されたシート8と、フロントホイール6
を操舵するためにフロントフォーク3に結合されたハン
ドルバー9と、自転車1を推進させるためのドライブトレ
イン10とを備えている。ドライブトレイン10は、基本的
にはボトムブラケット(図示せず)を介してフレーム2に
対して回転自在に固定されたスプロケットのフロントセ
ット11と、ペダル13を備えた一対のクランクアーム12
と、ドライブチェーン14と、従来と同じ様式でリアホイ
ール4のリアハブ5に結合されたフリーホイール15とを備
えている。自転車1のこれらの部品は本技術分野でよく
知られており、本発明に従って変更された点以外は、本
明細書においては詳細には説明又は図示しない。さら
に、ブレーキ、変速装置、付加的なスプロケット等のよ
うな種々の従来からの自転車部品は、本明細書では図示
又は説明されないが、本発明に関連して用いられ得る。
【００１５】図４〜図６を参照してわかるように、フリ
ーホイール15は、基本的には内側管状体16と、該内側管
状体16に同軸に装着された外側管状体17と、内側管状体
16を外側管状体17に回転自在に連結させるベアリングア
センブリ18と、内側管状体16及び外側管状体17間での一
方向回転を許容するように内側管状体16及び外側管状体
17間に結合される一方向クラッチ20とを備える。上述し
たように、フリーホイール15は、図２に示されるよう
に、リアハブ５に固定的に結合されている。
【００１６】好ましい実施形態において、外側管状体17
は、外側管状体17の外側表面に回転不能に装着された７
枚のスプロケット21〜27を備えている。スプロケット21
〜27間の間隙は、２つの大きなスペーサ28、１つの中位
のスペーサ30及び１つの小さいＬ字形状スペーサ32によ
って保持されている。ベアリングアセンブリ18は、以下
に説明するように、外側管状体17上にスプロケット21、
22及び23を保持しており、一方、スプロケット24〜27
は、ロッキングリング34を介して外側管状体17の外側表
面上に保持されている。
【００１７】図６〜図８に示されるように、以下さらに
詳細に、内側管状体16について説明される。内側管状体
16は、軸方向に延在する、段付き形状の内側面を画定し
ている孔40を有した段付き外形形状を有している。内側
管状体16は、基本的には、第一内側部41と、第２内側部
42と、第１内側部41及び第２内側部42の間に延びる環状
壁部43とを有している。第１内側部41は、第１有効径を
有し、他方、第２内側部42は、第１内側部41の第１の直
径よりも小さい第２有効径を有している。好ましくは、
内側管状体16は、剛性を有する軽量の材料によって構成
される。例えば、内側管状体16は、アルミニウム、チタ
ニウム、鉄等によって構成される一部品だけの単一部材
とすることができる。
【００１８】第１内側部41は、内側面にネジ44が形成さ
れた管状部分である。ネジ44は、フリーホイール15を自
転車1にしっかりと固定するためにリアハブ5の一部分と
螺合して収容するように、構成されている。第１内側部
41の外側面は、湾曲したベアリング面46(第１ベアリン
グ面)が形成されている環状フランジ45、及び、ベアリ
ングアセンブリ18の一部を固定するための一連の雄ネジ
47を有する。ベアリング面46は、連続環状面であり、ベ
アリングアセンブリ18の一部である。ベアリング面46は
湾曲しており、回転軸Ａに対して実質的に角度４５度で
外方に向いている。換言すれば、ベアリング面46は、第
２内側部42に向かって軸方向に向いた部分を幾分か有し
ていると同時に、第１内側部41の外側面から外方へ向い
ている。
【００１９】第２内側部42は、該内側部の内側面上に形
成された一連のスプライン48を備える管状部分である。
第２内側部42の外側面は、環状溝部49及び一対の爪座50
を有する、より大きい直径部分を備えた階段形状を有し
ている。溝部49及び爪座50は、内側管状体16及び外側管
状体17との間での回転運動を制御するための一方向クラ
ッチ20の一部分を受け入れるように設計されている。こ
のようにして外側管状体17は内側管状体16の長さ方向軸
Ａの回りで一方向に自由に回転できるが、内側管状体16
の長さ方向軸Ａの回りで前記一方向の反対方向には回転
しない。
【００２０】図９〜図１１を参照して、以下、詳細に、
外側管状体17について説明される。外側管状体17は、好
ましくは、実質的に硬い剛性材料によって構成される、
一部品だけの単一部材として形成されることが好まし
い。例えば、外側管状体17は、アルミニウム若しくはチ
タニウム、又は、鉄のような僅かに重い材料によって構
成され得る。外側管状体17は、基本的には、第１外側部
51と、第２外側部52と、第３外側部53と、第１外側部51
及び第３外側部53の間に延びる環状壁部57と、第３外側
部53及び第２外側部52の間に延びる環状壁部60とを有し
ている。外側管状体17は、徐々に段階的に減少する直径
を有した３段階の形状として構成されている。特に、外
側管状体17は、第１の所定の直径の第１外側部51と、該
第１外側部51の所定の第１直径よりも小さい所定の第２
直径の第２外側部52と、該第１外側部51と該第２外側部
52との間に、該第２外側部52の所定の第２直径よりも大
きいが、前記第１外側部51の所定の第１直径よりも小さ
い所定の第３直径の第３外側部53とを備えている。
【００２１】第１外側部51は、以下に説明するように、
ベアリングアセンブリ18の一部を第１外側部に固定する
ための雌ネジ54を有する内側面を備えている。第１外側
部51の外側表面は、スプロケット21〜23を回転不能に固
定するため、その外周上に延びる複数のスプライン55を
有している。各スプライン55は、径方向外側に向けて延
びる、当接ストッパ56を有している。当接ストッパ56
は、第１外側部51の外側表面上におけるスプロケット21
〜23の軸方向の動きを制限する。換言すれば、当接スト
ッパ56は、第３外側部53の近くに位置する第１外側部51
の外側表面の端部に位置している。
【００２２】第１外側部51と第２外側部52との間に位置
する第３外側部53は、第３外側部53の外側表面上のスプ
ロケット24及び25が軸方向で動くのを制限するための当
接部を形成している、径方向に延びる壁部57によって第
１外側部51に接続されている。詳細には、第３外側部53
は、第３外側部53の外周上に形成された、複数の、軸方
向に延びるスプライン58を有する。該スプライン58は、
スプロケット24及び25と外側管状体17との相対的な回転
運動を防止する。第３外側部53の内側面は、図９〜１０
に示されるように、内周上に、軸方向に延びるラチェッ
トギア59が備えられている。
【００２３】ラチェットギア59は、一方向クラッチ20の
一部分をなしており、以下にさらに詳細に説明される。
外側管状体17は、先端部(自由端部)側を細くし、ベアリ
ングアセンブリ18を取付端部(ハブ側に取付るための取
付端部)側に寄せる配置としたので、先端部側には取付
端部側よりも小さいスプロケットでも取り付けることが
できる。ラチェットギア59は、外側管状体17が、小さい
スプロケットによってかけられる力を扱うのに十分な強
度を有し且つ該外側管状体がコンパクトとなるようにし
て、スプライン58どうしの間に位置するように配設され
る。好ましくは、ラチェットギア59は、図１１に好適に
示されるように、隣接するスプライン58の一部分の位置
にオーバラップしている。如何なる場合でも、ラチェッ
トギア59の大多数は、スプライン58の間の溝部中に位置
されている。このように、ラチェットギア59の位置とス
プライン58の位置とをオーバラップさせ、スプライン58
の底面部にラチェットギア59の山部がオーバラップする
位置関係とすることで、外側管状体17の第３外側部の管
状体肉厚を平均化し、従って外側管状体直径を小さく抑
えることができる。
【００２４】第２外側部52は、径方向に延びる壁部60を
介して第３外側部53に結合されている。内側管状体16の
壁部43とともに外側管状体17の壁部60は、一方向クラッ
チ20が配設される空間を画定している。図６に示される
ように、壁部43及び60は、内側管状体16及び外側管状体
17の間の一方向クラッチ20が軸方向に動くのを制限して
いる。第２外側部52は、該第２外側部の外周上に配置さ
れた、軸方向に延びる複数のスプライン61を備えたスプ
ライン部と、複数のネジ62を有するネジ部とを有する。
スプライン61は、スプロケット26及び27が外側管状体17
に対して回転しないように、外側管状体17の第２外側部
52上にスプロケット26及び27を回転不能に固定するよう
に設計されている。第２外側部52のネジ62は、第３外側
部53上にスプロケット24及び25を固定するのに加えて、
第２外側部52上にスプロケット26及び27を固定するため
にロッキングリング34を螺合して収容するように構成さ
れている。
【００２５】再度、図４〜図６を参照して、ベアリング
アセンブリ18がさらに詳細に説明される。ベアリングア
センブリ18は、好ましくは、外側ボールレース、乃至
は、ハウジング70、一連の第１ボールベアリング71、一
連の第２ボールベアリング72、側板73、及び、１つ又は
複数のシム74を備えている。内側管状体16の外側ベアリ
ング面46もまた、ベアリングアセンブリ18の一部分をな
している。ベアリングアセンブリ18は、フリーホイール
15の一端部に寄せて全て配置されているので、おり、コ
ンパクトで、他端部は、図５に示されたような１１丁の
ギア(１１個の歯を有するギア)27のような小さいギアを
受け入れるように構成することができる。
【００２６】図１２及び図１３に示されるように、外側
ボールレース乃至はハウジング70は、軸方向に延びる部
分(以下、軸方向部分という)80と、該軸方向部分80の一
端部から径方向外側に延びるフランジ部分81とを備え
る。外側ボールレース乃至はハウジング70を外側管状体
17にしっかり固定すべく外側管状体17の第１外側部51の
雌ネジ部54に螺合して係合するために、軸方向部分80
は、該軸方向部分の外側面周りに形成された雄ネジ82を
有している。軸方向部分80は、また、内方延在フランジ
の両側に配される第１外側ベアリング面83(第２ベアリ
ング面)及び第２外側ベアリング面84(第３ベアリング
面)を有している。
【００２７】第１外側ボールベアリング面83は、第１ボ
ールベアリング71を支持するための湾曲面を有した連続
環状面である。第１外側ベアリング面83は、内側ベアリ
ング面46に面し、フリーホイール15の軸Ａに対して実質
的に４５度の角度をなす軸上で互いに対向するように配
設されている。第２外側ベアリング面84は、第２ボール
ベアリング72を支持するための湾曲面を有した連続環状
面である。第２外側ベアリング面84は、また、フリーホ
イール15の長さ方向軸Ａに向かって内側に４５度で、第
１外側ベアリング面83の向きとは反対の軸方向(外側)に
向かっている。従って、第１外側ベアリング面83(第２
ベアリング面)と第２外側ベアリング面84とは互いに収
束する方向、内側ベアリング面46(第１ベアリング面)と
第２内側ベアリング面88(第４ベアリング面)とは互いに
散開する方向である。第１外側ベアリング面83は、第１
円形配置で第１ボールベアリング71を収容するように構
成されている。第２外側ベアリング面84は、第２円形配
置で第２ボールベアリング72を収容するように構成され
ている。外側ボールレース乃至はハウジング70の径方向
フランジ部分81は、外側ボールレース乃至はハウジング
70を外側管状体17にネジ止めするためのツールと係合す
る(受け入れる)を収容するための複数のノッチ85を備え
ている。
【００２８】図１４及び図１５に示されるように、側板
73は軸方向部分86と径方向フランジ部分87とを備え、第
２内側ベアリング面88(第４ベアリング面)が側板73上の
外側面上で軸方向部分と径方向フランジ部分との間に形
成されている。軸方向部分86は、側板73を内側管状体16
に固定するために内側管状体16の雄ネジ47と螺合するす
る一連の雌ネジ89を備えている。
【００２９】図５及び図６に示されるように、シム74
は、側板73の軸方向部分86の自由端部と内側管状体16の
当接面との間に配設されている。これらのシム74は、内
側ベアリング面46及び88の相対的な位置を、互いに相手
に対して、調整するために用いられる。換言すれば、内
側ベアリング面46と88との相対的な軸方向距離を変更す
るために、より少ない数、又は、より多い数のシム74が
挿入され得る。代わりに、内側ベアリング面46及び88の
相対的な軸方向距離を変更するために異なる軸方向長さ
の単一のシムに置換されてもよい。
【００３０】さて、図４〜図６に戻って参照すると、一
方向クラッチ20は、爪バネ91及び該爪バネ91上で互いに
１８０度間隙を存し配設された一対の爪92を備えてい
る。一方向クラッチ20は、さらに、外側管状体16の一部
分及び内側管状体17の一部分をも含んでいる。特に、一
方向クラッチ20は、また、内側管状体16の環状溝部49及
び爪座50と、外側管状体17のラチェットギア59とを備え
る。爪バネ91は、爪92を爪座50中に固定するための溝部
49内に配置される。外側管状体17が、長さ方向軸Ａの回
りに一つの方向に回転できるが他の方向に回転できない
ように、爪バネ91が、通常状態においてラチェットギア
59に係合するように爪92を保持する。
【００３１】大きなスペーサ28は、好ましくは、金属材
料のような硬い剛性材料によって構成されている。大き
なスペーサ28は、適切な間隙を維持する為に、スプロケ
ット21、22及び23の間に配設される。
【００３２】中位のスペーサ30は、スプロケット24及び
25の間に配設されており、Ｌ字形状のスペーサ32は、径
方向に延びる部分がスプロケット26に係合し、外側に延
びる部分がスプロケット25に係合する状態でスプロケッ
ト25及び26の間に配設されている。
【００３３】フリーホイール15は、基本的には、はじめ
に、ベアリングアセンブリ18と一方向クラッチ20の一部
分とを内側管状体16に組み込むことによって組み立てら
れる。詳細には、一連の第１ボールベアリング71は、内
側管状体16のベアリング面46上に配置され、その際、外
側ボールレース乃至はハウジング70は、外側ベアリング
面83が一連の第１ボールベアリング71に係合するように
内側管状体16の回りに配置される。次に、適切な数のシ
ム74が内側管状体16の周囲に配設される。シム74が適切
な位置に配設されるので、一連の第２ボールベアリング
72が配置された状態で側板73は、この時点で、内側管状
体16上に装着される。特に、側板73の雌ネジ89は、内側
管状体16の雄ネジ47に螺合される。これにより、ベアリ
ングアセンブリ18を内側管状体16に装着するのを完了さ
せる。換言すれば、外側ボールレース70は、この時点
で、ベアリングアセンブリ18を備える内側管状体16に対
して回転自在に装着される。
【００３４】次に、爪92を備えた爪バネ91は、従来の様
式で内側管状体16の第２部分(第２内側部)42に装着され
得る。特に、爪バネ91は、爪92が爪坐(ノッチ)50中に位
置する状態で内側管状体16の第２部分42の環状溝部49中
に挿入される。この時点で、内側管状体16は外側管状体
17の内側に装着され得る状態となっている。
【００３５】しかし、外側管状体17の内側に内側管状体
16を装着する以前に、少なくとも、スプロケット21〜23
及びスペーサ28は、外側管状体17の第１部分51の外側表
面上に装着されるべきである。他方、スプロケット24〜
27と、スペーサ30及び32は、内側管状体16が外側管状体
17の内側に装着される前又は後に装着され得る。何れに
せよ、本実施形態において、スプロケット21〜23及びス
ペーサ28は第１方向から装着され、一方、スプロケット
24〜27及びスペーサ30及び32は反対方向から装着され
る。
【００３６】スプロケット21〜23及びスペーサ28は、従
来と同じ様式でスプライン55によって外側管状体17の第
１部分(第１外側部)51の外側面上に回転不能に装着され
る。スプロケット21〜23は、外側ボールレース乃至はハ
ウジング70の環状フランジ81とスプライン55上に形成さ
れた複数の当接ストッパ56との間に固定されている。ス
プロケット21〜23間の間隙は、この２つの大きなスペー
サ28によって保持され、このスペーサはスプロケット21
〜23の間に配設されている。
【００３７】詳細には、外側ボールレース乃至はハウジ
ング70の雄ネジ82は、内側管状体16を外側管状体17の内
側にしっかり固定し、スプロケット21〜23及びスペーサ
28を外側管状体17の第１部分51の外側面上に保持するた
めに、外側管状体17の雌ネジ54にネジ込まれている。従
って、内側管状体16は、この時点で、ベアリングアセン
ブリ18によって外側管状体17の内側に回転自在に支持さ
れている。ベアリングアセンブリ18中に摩耗が生じると
きは、１つ又は複数のシム74は、より小さいシムに交換
され得るか、又は、摩耗を調節するようにシムの数が減
少され得る。
【００３８】この時点で、スプロケット24〜27及びスペ
ーサ30及び32は外側管状体17の外側面に装着されうる。
特に、スプロケット24〜27はスプライン58及び61によっ
て外側管状体17の第３部分53(第３外側部)及び第２部分
(第２外側部)52上に回転不能に装着されている。スプロ
ケット24は、スペーサ30がスプロケット24及び25の間に
配設されている状態で、外側管状体17の壁部57に当接し
ている。Ｌ字形状スペーサ32は、スプロケット25及び26
の間に配設されている。スプロケット27は、スプロケッ
ト26及び27の間に間隔を保つために一体的に形成された
スペーサである。最後に、ロッキングリング34が、スプ
ロケット24〜27を適正な位置に固定するために外側管状
体17のネジ62にネジ込まれる。この時点で、フリーホイ
ール15は、従来の様式で自転車1のリアハブ5に装着され
得る。
【００３９】実施の形態２ 図１６を参照し、本発明の第２の実施形態に従うフリー
ホイール115を詳細に説明する。この実施形態は、当接
ストッパ56が除外され、外側管状体117の大きい直径部1
51上の環状の当接フランジ156に置換されている点の他
は、実施の形態１と実質的に同様である。従って、フリ
ーホイール115の全てのスプロケット121〜127が一方向
から装着される。本実施の形態と実施の形態１とが類似
しているという観点から本明細書では、本実施の形態は
詳細には図示又は説明しない。
【００４０】基本的に、フリーホイール115は、内側管
状体116、該内側管状体116に同軸的に装着される外側管
状体117、内側管状体116を外側管状体117に回転自在に
連結しているベアリングアセンブリ118と、内側管状体1
16と外側管状体117との間で一方向回転を許容するよう
に内側管状体116と外側管状体117との間に結合された一
方向クラッチ120とに回転自在に連結するベアリングア
センブリ118とを備えている。内側管状体116は、第１の
実施の形態の内側管状体16と同様の構成であり、従っ
て、内側管状体116は本明細書では詳細に図示又は説明
しない。前述したように外側管状体117は、当接ストッ
パ56が本実施の形態では除外され外側管状体117の大き
い直径部151上の環状の当接フランジ156に置換されてい
る点を除外すると、実質的に第１の実施の形態と同様で
ある。
【００４１】本実施の形態においては、外側管状体117
もまた、外側管状体117の外側面に回転不能に装着され
た７つのスプロケット121〜127を有する。スプロケット
121〜127間の間隙は、２つの大きいスペーサ128と、僅
かに小さいスペーサ129と、１つの中位のスペーサ130
と、１つのＬ字形状スペーサ132とによって保持されて
いる。スプロケット121〜127は、ロッキングリング134
を介して外側管状体117の外側面上に保持される。
【００４２】ベアリングアセンブリ118は、好ましく
は、外側ボールレース又はハウジング170と、一連の第
１ボールベアリング171と、一連の第２ボールベアリン
グ172、側板173及び１又は複数のシム174とを備える。
ベアリングアセンブリ118がフリーホイール115の一端部
に全て配置されるので、他端部は、小さいスプロケット
127を受け入れるために比較的小さい直径を有し得る。
コンパクト且つ単純な構造が得られる。ベアリングアセ
ンブリ118が実質的に第１の実施の形態のベアリングア
センブリ18と実質的に同様であるので、ベアリングアセ
ンブリ118は本明細書では詳細に図示又は説明しない。
【００４３】本発明を説明するために種々の実施形態を
選択したが、特許請求の範囲によって画される発明の範
囲から逸脱することなく、種々の変形及び変更がなされ
得ることは当業者にとって本開示から明らかである。さ
らに、本発明に従った、前述した実施形態の説明は、単
に本発明の説明のためだけであり、特許請求の範囲及び
その均等範囲によって画される本発明を制限するもので
はない。
【００４４】
【発明の効果】本発明は、幾つかのスプロケットを支持
でき且つ依然としてコンパクトな自転車用フリーホイー
ルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るフリーホイールを
備えた従来の自転車の側面図。
【図２】後輪の車軸に装着されたフリーホイールと該フ
リーホイールに連結された複数のスプロケットの側面
図。
【図３】７枚のスプロケットが連結された、本発明に係
るフリーホイールの斜視図。
【図４】図１〜図３に示したフリーホイールの部分拡大
斜視図。
【図５】図１〜図４に示したフリーホイールの部分拡大
斜視図。
【図６】図１〜図５に示したフリーホイールの長さ方向
部分断面図。
【図７】上半分を断面図にして、図１〜図６に示したフ
リーホイールの内側管状体を示す側面図。
【図８】図１〜図６に示したフリーホイールのための、
図７に示した内側管状体の右端部側面図。
【図９】上半分を断面図にして、図１〜図６に示したフ
リーホイールの、外側管状体を示す左側面図。
【図１０】図１〜図６に示したフリーホイール用の、図
９に示した外側管状体の左側面図。
【図１１】図１〜図６に示したフリーホイール用の、図
９及び図１０に示した外側管状体の右側面図。
【図１２】上半分を断面図にして、図１〜図６に示した
フリーホイール用の外側ボールレースを示す側面図。
【図１３】図１〜図６に示したフリーホイール用の、図
１２に示した外側ボールレースの右端部側面図。
【図１４】上半分を断面図にして、図１〜図６に示した
フリーホイール用の側板を示す側面図。
【図１５】図１〜図６に示したフリーホイール用の、図
１４に示した側板の右端部側面図。
【図１６】本発明の実施の形態２に係るフリーホイール
の変形例の部分断面図。
【符号の説明】
1…自転車、3…フロントフォーク、6…フロントホイー
ル、11…スプロケット、15…フリーホイール、16…内側
管状体、17…外側管状体、20…一方向クラッチ、18…ベ
アリングアセンブリ、45…環状フランジ、46…ベアリン
グ面、70…外側ボールレース、73…側板
フロントページの続き (72)発明者 プアット ティアム リン シンガポール 350143，＃04−26，アベニ ュー２，ポトン パシル，エイピーティー ビーエルケイ 143 (72)発明者 老 健 大阪府堺市三原台２−４−17−307

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１ベアリング面を備えた第１部分と第
    ２部分とを有する内側管状体と、 該内側管状体との相対的な回転運動ができるように前記
    内側管状体の周囲に同軸配置され、所定直径の第１部分
    と該第１部分の前記所定直径よりも小さい所定直径の第
    ２部分とを有してなる外側管状体と、 前記外側管状体の前記第１部分に取外し可能に固定さ
    れ、第２ベアリング面を有している外側ベアリングハウ
    ジングと、 前記第１及び第２ベアリング面間に配設された第１円形
    配置の一連の第１ベアリングとを備え、前記外側管状体
    の第２部分と前記内側管状体の第２部分とが間隙を存し
    隣接することを特徴とする自転車用フリーホイール。
  2. 【請求項２】 前記外側ベアリングハウジングは、前記
    外側管状体の前記第１部分に螺合している請求項１記載
    の自転車用フリーホイール。
  3. 【請求項３】 前記内側管状体の前記第１部分に取外し
    可能に固定される側板をさらに備え、前記外側ベアリン
    グハウジングと前記第１ベアリングとを前記第２ベアリ
    ング面と前記側板との間に位置させる請求項１又は２記
    載の自転車用フリーホイール。
  4. 【請求項４】 前記側板は、前記内側管状体の前記第１
    部分に螺合している請求項３記載の自転車用フリーホイ
    ール。
  5. 【請求項５】 前記外側管状体は、前記外側管状体の前
    記第１及び第２部分の間に配設された第３部分をさらに
    備え、前記外側管状体の前記第３部分は前記外側管状体
    の前記第１部分よりも小さい直径であり、しかも前記外
    側管状体の前記第２部分よりも大きい直径を有している
    請求項１〜４の何れか１項記載の自転車用フリーホイー
    ル。
  6. 【請求項６】 前記外側管状体の前記第３部分は、ラチ
    ェットギアが配設された内側面を有し、且つ、前記内側
    管状体の前記第２部分には前記ラチェットギアに係合す
    る可動自在な爪が連結される請求項５記載の自転車用フ
    リーホイール。
  7. 【請求項７】 前記外側管状体の前記第２及び第３部分
    には、該第２及び第３部分間で直径方向に延びる壁部を
    有し、 前記内側管状体の前記第１及び第２部分は、該第１及び
    第２部分間で直径方向に延びる壁部を有し、且つ、 前記可動自在の爪は前記外側管状体の壁部と内側管状体
    との壁部の間に横方向に拘束される請求項５又は６記載
    の自転車用フリーホイール。
  8. 【請求項８】 前記外側管状体の前記第１部分は、軸方
    向に延びる、一径方向高さの一連の第１スプラインと該
    第１スプラインの径方向高さよりも大きい距離だけ径方
    向外側に延びる少なくとも１つの当接ストッパを備え、
    前記外側管状体の前記第２部分は、軸方向に延びる一連
    の第２スプラインを備える請求項１〜７の何れか１項記
    載の自転車用フリーホイール。
  9. 【請求項９】 複数の前記当接ストッパは、前記外側管
    状体の前記第１部分の第１スプライン上に形成される請
    求項８記載の自転車用フリーホイール。
  10. 【請求項１０】 前記外側管状体の前記第２部分は、軸
    方向に延びる一連の第２スプラインを含む請求項１〜７
    の何れか１項記載の自転車用フリーホイール。
  11. 【請求項１１】 前記当接ストッパと前記外側ベアリン
    グハウジングの径方向に延びるフランジとの間における
    前記外側管状体の前記第１部分の第１スプライン上に回
    転不能に固定された一連の第１スプロケットと、 ロッキング部材によって前記外側管状体の前記第２部分
    に回転不能に固定された一連の第２スプロケットが連結
    される請求項８〜１０の何れか１項記載の自転車用フリ
    ーホイール。
  12. 【請求項１２】 前記外側管状体は、前記外側管状体の
    前記第１及び第２部分の間に配設された、外側管状体の
    第３部分をさらに備え、該外側管状体の該第３部分は、
    前記外側管状体の前記第１部分よりも小さい直径であ
    り、しかも前記外側管状体の前記第２部分よりも大きい
    直径を有する請求項１１記載の自転車用フリーホイー
    ル。
  13. 【請求項１３】 前記外側管状体の前記第３部分に回転
    不能に固定された一連の第３スプロケットがさらに連結
    される請求項１２記載の自転車用フリーホイール。
  14. 【請求項１４】 前記第２スプロケットは、Ｌ字形状断
    面を有する環状スペーサによって前記第３スプロケット
    から離間されている請求項１１〜１３の何れか１項記載
    の自転車用フリーホイール。
  15. 【請求項１５】 前記外側管状体は、スプラインが備え
    られた外側表面と、ラチェットギアが備えられた内側表
    面とを有し、前記スプラインは、ラチェットギアの間に
    位置し且つ隣接するラチェットギアに重なり、前記内側
    管状体は、前記ラチェットギアに係合する可動自在の爪
    が連結される外側表面を有する請求項１記載の自転車用
    フリーホイール。
  16. 【請求項１６】 前記外側管状体は、ラチェットギアが
    備えられた内側表面を有し、且つ前記内側管状体は、前
    記ラチェットギアに係合する可動自在な爪が連結される
    外側表面を有する請求項１記載の自転車用フリーホイー
    ル。
  17. 【請求項１７】 第１及び第２部分を有する内側管状体
    と、 該内側管状体との間で相対的な回転運動ができるように
    前記内側管状体の周囲に同軸に配置され、自由端部と取
    付端部との間で軸方向に延びる一連の第１スプラインを
    備える第１部分、及び、自由端部と取付端部との間に延
    びる一連の第２スプラインを備える第２部分を有してな
    る外側管状体と、 内側及び外側管状体間に配設された第１円形配置の一連
    の第１ベアリングとを備え、 前記外側管状体の第２部分と前記内側管状体の第２部分
    とが間隙を存し隣接し、 前記外側管状体の第１部分は、前記第１スプラインが所
    定径方向高さの状態で、所定直径を有し、前記外側管状
    体の前記第２部分は、前記外側管状体の前記第１部分の
    所定直径よりも小さい所定直径を有し、 前記外側管状体の前記第１部分は、前記外側管状体の前
    記第１部分の前記取付端部に隣接した少なくとも１つの
    当接ストッパを有し、該当接ストッパは、前記第１スプ
    ラインの前記径方向高さよりも大きい距離だけ前記外側
    管状体の前記第１部分から径方向外側に延びることを特
    徴とする自転車用フリーホイール。
  18. 【請求項１８】 複数の前記当接ストッパは、前記外側
    管状体の前記第１部分の第１スプライン上に形成される
    請求項１７記載の自転車用フリーホイール。
  19. 【請求項１９】 前記当接ストッパと前記外側ベアリン
    グハウジングの径方向に延びるフランジとの間における
    前記外側管状体の前記第１部分の第１スプライン上に回
    転不能に固定された一連の第１スプロケットと、 ロッキング部材によって前記外側管状体の前記第２部分
    に回転不能に固定された一連の第２スプロケットとが連
    結される請求項１７又は１８記載の自転車用フリーホイ
    ール。
  20. 【請求項２０】 前記外側管状体は、前記外側管状体の
    第１及び第２部分の前記取付端部の間に配設された、前
    記外側管状体の第３部分をさらに備え、前記外側管状体
    の前記第３部分は、前記外側管状体の前記第１部分より
    も小さい直径であり、しかも前記外側管状体の前記第２
    部分よりも大きい直径を有する請求項１７〜１９の何れ
    か１項記載の自転車用フリーホイール。
  21. 【請求項２１】 前記外側管状体の前記第３部分に回転
    不能に固定される一連の第３スプロケットが連結される
    請求項２０記載の自転車用フリーホイール。
  22. 【請求項２２】 前記外側管状体の前記第３部分は、ラ
    チェットギアが備えられた内側表面を有し、前記内側管
    状体の前記第２部分には、前記ラチェットギアに係合す
    る可動自在な爪が連結される請求項２０又は２１記載の
    自転車用フリーホイール。
  23. 【請求項２３】 前記内側管状体の前記第１部分に取外
    し可能に固定される外側ベアリングハウジングをさらに
    備え、前記内側管状体の前記第１部分は第１ベアリング
    面を有し、前記外側ベアリングハウジングは第２ベアリ
    ング面を有し、前記第１ベアリングは前記第１及び第２
    ベアリング面間に配設される請求項１７記載の自転車用
    フリーホイール。
  24. 【請求項２４】 前記内側管状体上に前記外側ベアリン
    グハウジングを保持するために前記内側管状体の前記第
    １部分に取外し可能に固定される側板をさらに備える請
    求項２３記載の自転車用フリーホイール。
  25. 【請求項２５】 前記側板は、前記内側管状体の前記第
    １部分に螺合している請求項２４記載の自転車用フリー
    ホイール。
  26. 【請求項２６】 前記外側ベアリングハウジングは、前
    記外側管状体の前記第１部分に螺合している請求項２３
    〜２５の何れか１項記載の自転車用フリーホイール。
  27. 【請求項２７】 前記外側ベアリングハウジング上に形
    成された第３ベアリング面と前記側板上に形成された第
    ４ベアリング面との間に配置され且つ、第２円形配置で
    配設された一連の第２ベアリングをさらに備える請求項
    ３又は２４記載の自転車用フリーホイール。
  28. 【請求項２８】 前記第１ベアリングの前記第１円形配
    置と前記第２ベアリングの前記第２円形配置とは実質的
    に同一直径である請求項２７記載の自転車用フリーホイ
    ール。
  29. 【請求項２９】 前記第１及び第２ベアリングは、複数
    のボールベアリングによって構成される請求項２７又は
    ２８記載の自転車用フリーホイール。
  30. 【請求項３０】 前記第１及び第３ベアリング面は、実
    質的に散開する方向に向いており、且つ前記第２及び第
    ４ベアリング面は、実質的に収束する方向に向いている
    請求項２７〜２９の何れか１項記載の自転車用フリーホ
    イール。
  31. 【請求項３１】 前記外側管状体は、ラチェットギアが
    備えられた内側表面を有し、且つ前記内側管状体は、前
    記ラチェットギアに係合する可動自在な爪が連結される
    外側表面を有する請求項１７記載の自転車用フリーホイ
    ール。
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