JP2000355295A - 自転車用多段スプロケット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】小径スプロケット側の凹部により、チェインが
大径スプロケット側による事ができ、更に、大径スプロ
ケットの凹部により、チェインがスプロケットの係合歯
に係り易くなるため、チェインの小径スプロケットから
大径スプロケットへの掛け替え操作がよりスムースで、
確実にできること。 【解決手段】小径スプロケットＳｓの、大径スプロケッ
トＳｂとは反対側に凹部Ａ１が設けられ、この凹部付近
から大径スプロケットの方へ掛け替わるチェインＣのリ
ンクの一部が大径スプロケットと重なる部分において、
大径スプロケットにも凹部Ａ２、Ａ３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車用多段スプロケ
ット装置に関し、さらに詳細には歯数を異にする複数の
スプロケットを組合せ、異なるスプロケット間でチェイ
ンを掛け替え操作する自転車用多段スプロケット装置に
関する。

【従来の技術】小径スプロケットから大径スプロケット
へのチェインの掛け替えは、大径スプロケットから小径
スプロケットへのチェインの掛け替えより困難であり、
この小径スプロケットからのチェインの掛け替えをより
スムースに行う努力が従来より行われてきた。その一つ
の例が、大径スプロケットの側面に凹部を設ける事であ
った。

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
小径スプロケットから大径スプロケットへのチェインの
掛け替え性能を向上させるために、大径スプロケットの
みに対して改良の焦点が置かれていたが、小径スプロケ
ット自体の掛け替え性能、或いは、小径スプロケットと
大径スプロケットの位置関係を利用しての掛け替え性能
の向上に着目されていなかった点において、改良の余地
があった。そこで本発明の目的は、大径スプロケットに
加えて、小径スプロケットにも構造的改良を加え、掛け
替え操作をよりスムーズで、より確実におこなうことが
できる自転車用多段スプロケット装置を得ることであ
る。

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による自転車用多段スプロケット装置は、前
記小径スプロケットからそれに隣接する前記大径スプロ
ケットに前記チェインが掛け替え操作される際に、前記
チェインが前記両スプロケットに掛かった状態で、前記
小径スプロケットに最後に係合している前記チェインの
最終係合プレート部が、平面視において前記小径スプロ
ケットと重る部分で、小径スプロケットの大径スプロケ
ットとは反対側の部分に、周方向の少なくとも1 箇所に
おいて、小径側凹設部を設け、更に、前記チェインの前
記最終係合プレート部と、前記大径スプロケットに係合
する係合開始プレート部との間に位置する中間プレート
部が側面視で重なる部分で、前記大径スプロケットの小
径スプロケット側に、大径側凹設部を設けてあることを
特徴とする。

【作用】大径側凹設部を設ける事により、チェインのプ
レートが大径スプロケットの係合歯に係合する際に、大
径スプロケットの小径スプロケット側の側面との干渉を
避けて、チェインをより大径スプロケット側に寄せる事
ができる。同時に、小径スプロケットの大径スプロケッ
トとは反対の面に凹設部を設ける事により、チェインを
小径スプロケットから大径スプロケットへ掛け替え操作
する場合、チェインを大径スプロケット側に寄せること
が可能となる。しかも、大径スプロケットの凹設部と、
小径スプロケットの凹設部が、チェインを介して対応し
た位置に設けられる事になり、掛け替えが行われるチェ
インに対して上記２つの作用が相乗作用として働く。

【発明の効果】大径スプロケットに設けられた凹設部に
よりチェインのリンクが大径スプロケットの係合歯に、
より確実に掛かりやすくなると共に、小径スプロケット
に設けられた凹設部により、同じチェインを、より大径
スプロケットに寄せる事ができ事ができ、チェインが小
径スプロケットと大径スプロケットに渡って掛かる状態
で、大きな湾曲やこじれを起こしたりしてしまうことが
避けられるようになり、従来構成のスプロケット装置と
比較して、小径スプロケットから大径スプロケットへの
掛け替え操作をよりスムーズで、より確実におこなうこ
とができる自転車用スプロケット装置を得ることができ
た。尚、特許請求の範囲において、本発明の実施例を示
す図面との比較を簡単にするためのみに符号を加える
が、これにより本発明を定義する発明の範囲が限定され
るわけではない。

【実施例】本願の実施例をフロントスプロケットに用い
たものについて図面にもとづいて説明する。図１は二枚
のスプロケットを組み付けたスプロケット装置（Ｓ）
を、小径スプロケット（Ｓｓ）取り付け側からみたもの
を示している。即ちこの図面において、大径スプロケッ
ト（Ｓｂ）の手前側に小径スプロケット（Ｓｓ）が取り
付けられているわけである。この例ではスプロケット装
置（Ｓ）がフロント用であるため、図示するように二つ
のスプロケットの径にかなりの径差がある。さて互いに
特定の歯数を有する大径及び小径スプロケット（Ｓｂ）
（Ｓｓ）の間で小径スプロケット（Ｓｓ）から大径スプ
ロケット（Ｓｂ）へチェイン（Ｃ）の掛け替えを行おう
とする場合、特定の位置関係の歯の間だけで掛け替えが
可能となる。例えば大径スプロケット（Ｓｂ）が３６丁
で小径スプロケット（Ｓｓ）が２６丁の場合は、１０ッ
所にこのような掛け替えが始まる歯がある。この組合せ
は、歯数と各スプロケット間の位置関係が決まれば自然
と決定されてくるのであるが、本願の例においてはスプ
ロケット間相互の位置関係を、掛け替えを小径スプロケ
ット（Ｓｓ）の特定の部位から起こすように積極的に決
定している。即ち大径スプロケット（Ｓｂ）から小径ス
プロケット（Ｓｓ）への掛け替え位置、及び小径スプロ
ケット（Ｓｓ）から大径スプロケット（Ｓｂ）への掛け
替え位置をそれぞれ所定数設け、これらをスプロケット
の所定位置（所定の歯から）でおこなうように、これに
最適な位置関係を定めているのである。前述のように掛
け替え操作においては、チェイン（Ｃ）のいづれかのイ
ンナープレート部（ＩＰ）が小径スプロケット（Ｓｓ）
の前記所定の歯と噛み合い、後続するアウタープレート
部（ＯＰ）が大径スプロケット（Ｓｂ）の所定の歯に係
合したものとなるのである。このインナープレート部
（ＩＰ）を離脱インナープレート部（ＩＰ１）と、これ
と噛み合う小径スプロケット（Ｓｓ）の歯を離脱歯（Ｓ
ｓ１）と呼び、そして大径スプロケット（Ｓｂ）と初め
て噛み合うアウタープレート部（ＯＰ）を係合アウター
プレート部（ＯＰ１）と、これと噛み合う歯を係合歯
（Ｓｂ１）と呼ぶ。さらにまたこの係合アウタープレー
ト部（ＯＰ１）に連結して先行するインナープレート部
（ＩＰ）を先行インナープレート部（ＩＰ０）、これに
同様に連結して先行するアウタープレート部（ＯＰ）を
先行アウタープレート部（ＯＰ０）と呼ぶ。さて、以下
に第１、２、３図に基づいて本願の発明を説明する。図
２には掛け替え状態にあるスプロケット装置（Ｓ）がチ
ェイン（Ｃ）とともに示されている。また図３には図２
に示す状態の平面図と特定部位の断面図が示されてい
る。前述の離脱インナープレート部（ＩＰ１）、離脱歯
（Ｓｓ１）、係合アウタープレート部（ＯＰ１）、係合
第一歯（Ｓｂ１）、先行インナープレート部（ＩＰ０）
及び先行アウタープレート部（ＯＰ０）の位置関係が図
２、図３に明確に示されている。まず離脱歯（Ｓｓ１）
付近の形状に付いて説明する。図１に示すように、離脱
歯（Ｓｓ１）の下部および側部領域で、離脱インナープ
レート部（ＩＰ１）がかさなる部位で且つ小径スプロケ
ット（Ｓｓ）側の側部位において、小径側凹設部の一例
として切除された第一切除面（Ａ１）が形成されてい
る。さらに、図２にも示すように、前記チェイン（Ｃ）
の先行アウタープレート部（ＯＰ０）が前記離脱インナ
ープレート部（ＩＰ１）を中心として相対揺動した場合
に、大径スプロケット（Ｓｂ）側部材の後端部（ＯＰ０
ｌ）の回動軌跡に沿って側面視にて前記大径スプロケッ
ト（Ｓｂ）が重なる部位において、大径側凹設部の一部
としての第二切除面（Ａ２）が形成されている。またこ
の先行アウタープレート部（ＯＰ０）の回動軌跡に沿っ
て第三切除面（Ａ３）が形成されており、これも大径側
凹部の一部を形成している。この第二切除面（Ａ２）
は、第三切除面（Ａ３）よりも深く凹設形成されてい
る。そして第二、第三切除面（Ａ２）（Ａ３）の軸芯側
部位は段部（Ｄ）として形成されて、大径スプロケット
（Ｓｂ）の通常厚部と接続し、これら段部（Ｄ）の形状
は、掛替え状態にあるチェイン（Ｃ）のプレートの下端
部の形状のそれぞれ沿うように形成されているのであ
る。また、上述された小径スプロケットにおける特定の
部位とは、適切にチェイン（Ｃ）がかかるような相対位
置に、小径スプロケット（Ｓｓ）の離脱歯（Ｓｓ１）と
大径スプロケット（Ｓｂ）の係合歯（Ｓｂ１）が存在す
る様な部位を意味している。市販されるチェイン（Ｃ）
は、どの自転車にも利用できるようにワンピッチの間隔
が決まっているため、これを距離の単位として使う事が
できる。図２より明らかなとおり、離脱歯（Ｓｓ１）の
周方向の歯幅の中心点（Ｐ）と係合歯（Ｓｂ１）の歯幅
の中心点の距離は、約５ピッチとなっている。次に、小
径スプロケット（Ｓｓ）に形成された第一切除面（Ａ
１）とシフトするチェイン（Ｃ）を介して対応する、大
径スプロケット（Ｓｂ）の第二切除面（Ａ２）の距離関
係について説明する。図２から明らかなとおり、大径ス
プロケット（Ｓｂ）の第二切除面（Ａ２）は、第一切除
面（Ａ１）が形成されている離脱歯（Ｓｓ１）の歯幅の
中心点（Ｐ）から、３ピッチ目から４ピッチ目の間に存
在する。また、第二切除面（Ａ２）は、チェイン（Ｃ）
に沿って計ると、第一切除面（Ａ１）が形成されている
離脱歯（Ｓｓ１）の歯幅の中心点（Ｐ）から３．５ピッ
チ離れた点を含む領域に形成されていることが明白であ
る。一般的には、離脱歯（Ｓｓ１）と係合歯（Ｓｂ１）
の距離が約Ｎ（整数）ピッチであった場合、第二切除面
（Ａ２）は、第一切除面（Ａ１）が形成されている離脱
歯（Ｓｓ１）の歯幅の中心点（Ｐ）からＮ−１．５ピッ
チ離れた大径スプロケット（Ｓｂ）の側面上の点を含む
領域に形成されている事になる。以下にチェイン（Ｃ）
の掛け替え操作を説明するとともに、これらの切除面
（Ａ１）（Ａ２）（Ａ３）の働きについて掛け替え操作
の順をおって説明する。この例ではスプロケット装置
（Ｓ）がフロント用であるため、チェイン（Ｃ）の掛け
替えはスプロケット上側で起こる。まづ乗り手によりデ
ィレーラー（図外）が操作されると、小径スプロケット
（Ｓｓ）に噛み合っているチェイン（Ｃ）が、大径スプ
ロケット（Ｓｂ）の方向へ湾曲させられる。そしてこの
操作の進行とともに、チェイン（Ｃ）は大径スプロケッ
ト（Ｓｂ）の腹部に沿うようになる。そしてチェイン
（Ｃ）進入側で前述の離脱アウタープレート部（ＯＰ
１）が係合歯（Ｓｂ１）に噛み合う。この噛み合い状態
からスプロケット装置（Ｓ）が回動した状態が、図２に
示されている。このときチェイン（Ｃ）は湾曲してお
り、図３（イ）（ロ）に示すように離脱インナープレー
ト部（ＩＰ１）の小径スプロケット側部材（ＩＰ１ｉ）
が小径スプロケット（Ｓｓ）の小径スプロケット側側面
（Ｓｓｉ）に当接する状態となっている。また前記先行
アウタープレート部（ＯＰ０）の大径スプロケット側部
材（ＯＰ０ｏ）が、大径スプロケット（Ｓｂ）の腹部に
沿うような位置関係となっている。ここで離脱インナー
プレート部（ＩＰ１）の小径スプロケット側部材（ＩＰ
１ｉ）が当接する小径スプロケット（Ｓｓ）の小径スプ
ロケット側側面（Ｓｓｉ）には、前述したように第一切
除面（Ａ１）が設けられ、この発明の構造では、従来構
成のスプロケットと比較して、この切除面（Ａ１）の切
除分だけ余裕があるため、離脱インナプレート（ＩＰ
１）が大径スプロケット（Ｓｂ）側に寄ることが可能と
なり、掛け替え操作においてチェイン（Ｃ）の湾曲量を
減少させるとともに、掛け替え操作をスムーズにおこな
うことができるようになっているのである。次に前記第
二切除面（Ａ２）、第三切除面（Ａ３）の役割について
説明する。前述の離脱インナープレート部（ＩＰ１）が
離脱第歯（Ｓｓ１）に係合した状態で、係合アウタープ
レート部（ＯＰ１）が係合歯（Ｓｂ１）に掛かろうとし
ている状態を考える。この状態においてはフロントディ
レーラー（図外）によってリアースプロケット（図外）
につらなる後続のチェイン（Ｃ）は大径スプロケット
（Ｓｂ）側に傾けられており、係合アウタープレート部
（ＯＰ１）、及び先行アウタープレート部（ＯＰ０）の
大径スプロケット（Ｓｂ）側部材が大径スプロケット
（Ｓｂ）側部に当接あるいは近接するようになっている
のである。本願においてはこの近接状態で、スプロケッ
トの回動に伴って先行アウタープレート部（ＯＰ０）の
後端部（ＯＰ０ｌ）及びそれ自身が大径スプロケット
（Ｓｂ）に対して描く軌跡に沿って、前述のように第二
切除面（Ａ２）、第三切除面（Ａ３）が形成されている
のである。このような構成をとるため、チェイン（Ｃ）
掛け替え時にチェイン（Ｃ）と大径スプロケット（Ｓ
ｂ）のスプロケット肉厚方向の位置規制となる先行アウ
タープレート部（ＯＰ０）は、切除分だけ大径スプロケ
ット（Ｓｂ）側によることが許容される。即ち大径スプ
ロケット（Ｓｂ）に寄った状態で、チェイン（Ｃ）が大
径スプロケット（Ｓｂ）に対して離脱インナープレート
部（ＩＰ１）を中心に相対揺動することとなる。この様
にして、係合アウタープレート部（ＯＰ１）の係合状態
が浅い等による不完全な係合状態（先行アウタープレー
ト部（ＯＰ０）が前記軌跡の進入側にある状態）でも、
有効にチェイン（Ｃ）の湾曲量を少なくし、掛け替えを
良好な状態に保つことが可能となったのである。この状
態の断面図が図３（ハ）に示されている。特に近来チェ
イン（Ｃ）の掛け替え性能の向上を図るために、チェイ
ン（Ｃ）のアウタープレート部（ＯＰ）をチェイン
（Ｃ）幅方向に膨出させたものを採用する傾向がある
が、この場合は特に顕著に第三切除面（Ａ３）が有効に
働けるのである。 [ 別実施例］上記の説明においては、大径スプロケット
（Ｓｂ），小径スプロケット（Ｓｓ）なる用語を使用
し、二枚のスプロケットのみでスプロケット装置が構成
されているような説明をしたが、スプロケット装置が複
数枚のスプロケットで構成される場合、スプロケットの
大小関係に応じて上記の関係が順次成立し、本願の発明
を適応できることは当然である。また各面に対して切除
面なる表現を使用したが、これは凹設状態にあればいか
なる加工方法をとってもよい。尚、特許請求の範囲の項
に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記
入により本発明は添付図面の構造に限定されるものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】組み付け状態における大径及び小径スプロケッ
トの正面図、

【図２】チェイン掛け替え状態にあるスプロケットの正
面図、

【図３】（イ）は、チェイン掛け替え状態にあるスプロ
ケットの平面図、（ロ）は、ローロ断面図、（ハ）は、
ハーハ断面図である。

【符号の説明】

Ｃ チェイン Ｓｂ 大径スプロケット Ｓｓ 小径スプロケット ＯＰ アウタープレート部 ＩＰ インナープレート部 Ｓｓ１ 離脱歯 Ｓｂ１ 係合歯

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チェイン（Ｃ）が掛け替え操作される自
   転車用多段スプロケット装置において、 前記小径スプロケット（Ｓｓ）からそれに隣接する前記
   大径スプロケット（Ｓｂ）に前記チェイン（Ｃ）が掛け
   替え操作される際に、前記チェイン（Ｃ）が前記両スプ
   ロケット（Ｓｂ）（Ｓｓ）に掛かった状態で、前記小径
   スプロケット（Ｓｓ）に最後に係合している前記チェイ
   ン（Ｃ）の最終係合プレート部（ＩＰ１）が、平面視に
   おいて前記小径スプロケット（Ｓｓ）と重る部分で、小
   径スプロケット（Ｓｓ）の大径スプロケット（Ｓｂ）と
   は反対側の部分に、周方向の少なくとも1 箇所におい
   て、小径側凹設部（Ａ１）を設け、 更に、前記チェイン（Ｃ）の前記最終係合プレート部
   （ＩＰ１）と、前記大径スプロケット（Ｓｂ）に係合す
   る係合開始プレート部（ＯＰ１）との間に位置する中間
   プレート部（ＯＰ０）が側面視で重なる部分で、前記大
   径スプロケット（Ｓｂ）の前記小径スプロケット（Ｓ
   ｓ）側に、大径側凹設部（Ａ２，Ａ３）を設けてある自
   転車用多段スプロケット装置。
2. 【請求項２】 前記小径側凹設部（Ａ１）は、前記小径
   スプロケット（Ｓｓ）の周部の複数個所において設けら
   れ、前記大径側凹設部（Ａ２，Ａ３）は、前記大径スプ
   ロケット（Ｓｂ）の前記小径側凹設部（Ａ１）と前記チ
   ェイン（Ｃ）を介して対応する個所に設けられている請
   求項１に記載の自転車用多段スプロケット装置。
3. 【請求項３】 前記最終係合プレート部（ＩＰ１）が係
   合している離脱歯（Ｓｓ１）と、前記係合開始プレート
   部（ＯＰ１）が係合している係合歯（Ｓｂ１）の距離
   が、前記チェイン（Ｃ）のピッチの整数倍（Ｎ）であ
   り、前記第二切除面（Ａ２）は、前記チェイン（Ｃ）が
   延びる線上で、第一切除面（Ａ１）が形成されている離
   脱歯（Ｓｓ１）の歯幅の中心点（Ｐ）から、前記整数倍
   より１．５を引いた値と前記ピッチの積で与えられる距
   離だけ離れた大径スプロケット（Ｓｂ）の側面上の点を
   含む領域に形成されている請求項１、又は、２に記載の
   自転車用多段スプロケット装置。