JP2004256100A - 自転車用ハブ軸アセンブリ及び自転車用ボルトアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】 組み付け、分解の作業性を向上した自転車用ハブ軸アセンブリを提供する。
【解決手段】 このアセンブリは、ハブ軸ワッシャとハブ軸とを含む。ハブ軸ワッシャは外周面と軸収容開口部を構成する内周面とを有している。ハブ軸は、シャフト部分と、ヘッド部分と、ワッシャ保持部分とを含む。シャフト部分は、第１の軸端部とねじが形成された第２の軸端部とを備え、第１の軸端部と第２の軸端部との間に中心軸が延在している。ヘッド部分は、シャフト部分の第１の軸端部に形成されており、工具係合面と第２の軸端部向きの軸方向当接面とを含む。ワッシャ保持部分は、ハブ軸ワッシャをシャフト部分の第１の軸端部上に保持するように、シャフトの第１の軸端部に位置している。好適実施形態では、ワッシャ保持部分または部材は、可撓性Ｏリング形態の弾性部材である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自転車用ハブ軸アセンブリ、特に、ワッシャをその上に保持する自転車用ハブ軸アセンブリに関する。また、本発明は自転車用ボルトアセンブリに関する。

自転車の利用は、交通手段としてだけでなく、リクリエーションの一形態としてますます人気が高まっている。さらに、自転車競技もプロアマを問わず大変人気のあるスポーツとなっている。自転車の利用目的がリクリエーション、交通、競技のいずれであれ、自転車業界はそのさまざまな部品をたえず改良しており、ハブもその１つである。自転車で最も重要な特徴の１つは、自転車フレームに対して車輪がいかに良好に回転するかということである。つまり、安価で組立ての容易な車輪を製造しつつ、性能を良好に保つことが重要である。

自転車は、基本的に、タイヤ付きリムを含んでおり、このリムが複数本のスポークでハブに連結されている。このハブはハブシェルを有し、ハブシェルは１対の軸受アセンブリにより１つの軸を中心として回転自在に支持されている。そこで、ハブ軸は、自転車フレームとその軸を中心として回転自在に支持されているハブシェルとに固定される。スポークは、ハブシェルとリムとの間で連結されており、通常、スポーク用ニップルをスポークの径方向外側端部にねじ付けて、リムをハブシェルに連結する。しかし、最近では、自転車の車輪設計によってスポークの構造が逆向きになり、各スポークの外側部分がリムに固定され、ねじ付き端部がハブシェルに固定されるものがある。その場合には、内側端部を、従来のスポーク用ニップルでハブシェルに固定することができる。従来のスポーク用ニップルは、通常、ヘッド部分と、雌ねじ付きシャフト部分とを有している。

これまで、自転車ハブに用いられているハブ軸は、ハブの組立て時にハブ軸ワッシャが落下し易い構造である。このため、ハブの組立て、分解に時間のかかることが多い。
特開２００１−２６０６０６号公報

以上を鑑みて、当業者には本開示内容から、軸受アセンブリを改良した自転車ハブが必要であることが明白であろう。本発明は、従来技術におけるこの要望ならびに他の要望に対処するものである。このことは、本開示内容から当業者に明らかになるであろう。

本発明の１つの目的は、取付けを簡単にするためにハブ軸ワッシャをハブ軸上に保持できる自転車ハブ軸を提供することである。

もう１つの目的は、適切な価格で製造することが比較的容易で、高品質な自転車ハブを提供することである。

本発明の一態様は基本的に、ハブ軸ワッシャとハブ軸とを含む自転車用ハブ軸アセンブリを提供し、そのハブ軸ワッシャに外周面と軸収容開口部を構成する内周面とを設けることで実現できる。この自転車ハブ軸は、シャフト部分と、ヘッド部分と、ワッシャ保持部分とを含む。シャフト部分は、第１の軸端部とねじが形成された第２の軸端部とを備え、第１の軸端部と第２の軸端部との間に中心軸が延在している。ヘッド部分は、シャフト部分の第１の軸端部に形成されており、工具係合面と第２の軸端部向きの軸方向当接面とを含む。ワッシャ保持部分は、ハブ軸ワッシャをシャフト部分の第１の軸端部上に保持するように、シャフトの第１の軸端部に位置している。

本発明の別の態様は基本的に、ハブ軸ワッシャと、自転車ボルトと、弾性部材とを含む自転車用ボルトアセンブリを提供することで実現できる。このワッシャは、外周面と軸収容開口部を構成する内周面とを含む。自転車ボルトは、第１の軸端部およびねじが形成された第２の軸端部を備えるシャフト部分と、第１の軸端部に形成されたヘッド部分とを含む。ヘッド部分は工具係合面と第２の軸端部向きの軸方向当接面とを含む。弾性部材は、シャフト部分の第１の軸端部上に保持され、ワッシャをシャフト部分の第１の軸端部上に保持できるように配置されている。

本発明の別の態様は基本的に、ハブ軸ワッシャと、ハブ軸アセンブリと、ハブシェルとを含む自転車用ハブ軸アセンブリを提供することで実現できる。ハブ軸ワッシャは、外周面と軸収容開口部を構成する内周面とを含む。ハブ軸は、シャフト部分と、ヘッド部分と、ワッシャ保持部分とを含む。ハブシェルは、第１のシェル端部と第２のシェル端部とを有し、第１のシェル端部と第２のシェル端部との間に、中央通路を形成する内側環状面が設けられている。ハブ軸はこの中央通路内に位置して、ハブシェルをハブ軸に対して回転自在に支持している。ハブ軸のシャフト部分は、第１の軸端部とねじが形成された第２の軸端部とを備え、第１の軸端部と第２の軸端部との間に中心軸が延在している。ヘッド部分は、シャフトの第１の軸端部に形成されており、工具係合面と第２の軸端部向きの軸方向当接面とを含む。ワッシャ保持部分は、ハブ軸ワッシャをシャフト部分の第１の軸端部上に保持するように、シャフトの第１の軸端部に位置している。

以下に、図面を参照しながら、選択した本発明の実施形態について説明する。当業者には本開示内容から、この説明が例示のみを目的としており、請求の範囲およびその等価物により定められる本発明を何ら制限するものではないことが明白であろう。

ここで、添付の図面を参照する。これらの図面は本発明の開示内容原本の一部である。

以上のような本発明では、ハブ軸ワッシャをハブ軸上に保持でき、組み付け、分解の作業性が向上する。また、そのために製造コストが上昇することもない。

［第１の実施形態］
まず図１を参照すると、本発明の第１の実施形態による自転車フロントハブ１２および自転車リアハブ１３を備えた自転車１０が例示されている。自転車用フロントハブ１２は前輪１４の一部であり、自転車用リアハブ１３は後輪１５の一部である。自転車用フロントハブ１２はフロントフォーク１６ａに回転自在に連結されており、フロントフォーク１６ａは自転車フレーム１６ｂに移動自在に連結されている。自転車用リアハブ１３は自転車フレーム１６ｂのリアフォーク部分に回転自在に連結されている。具体的に言えば、前輪１４および後輪１５には複数本のスポーク１８が取付けられており、これらは、自転車用フロントハブ１２およびリアハブ１３から外向きに延出して、環状のフロントリムおよびリアリム２０それぞれに連結されている。スポーク１８はニップル（図示せず）によりリム２０に連結され、これにより、スポーク１８のテンションは従来通り調節できるようになっている。空気タイヤは、このリム２０の外側表面に取付けられる。自転車１０はまた、駆動部２２を有しており、これが自転車１０を従来通りに推進させる。例示した実施形態では、前輪１４および後輪１５それぞれに３２本のスポークが取付けられている。無論、当業者には本開示内容から、必要および／または所望に応じて前輪１４および後輪１５に取付けるスポークの本数をこれ以上またはこれ以下に変更できることが明白であろう。各スポーク１８は、ニップルによりリム２０に連結される雄ねじ端部またはスポークヘッドと、従来通り自転車ハブ１２または１３に連結される内側折り曲げ端部とを有する。そこで、スポーク１８の外側端部をニップルに螺合して、そのテンションを調節する。

自転車１０の大半の部品は従来技術で周知であるため、本発明のハブ１２および１３に関連する部分を除き、本明細書ではその説明および例示を省略する。また、本明細書では特に説明していない、ブレーキ、ディレーラ、追加スプロケットなどのさまざまな従来の自転車部品を、本発明と併用することが可能である。

ここで図２を参照すると、自転車用リアハブ１３は基本的に、ハブ軸アセンブリ３１と、ハブシェル３２と、１対の軸受３３ａおよび３３ｂと、リアスプロケット２８を受けるフリーホイール３４とを含む。軸受３３ａおよび３３ｂは、以下で説明するように、ハブシェル３２をハブ軸アセンブリ３１に対して回転自在に支持する部分であり、ハブシェル３２の両端部に螺合されて、ハブシェル３２をハブ軸アセンブリ３１に対して回転自在に支持する。また、ディスクブレーキロータ（図示せず）を、保持リングまたは固締リングにより自転車リアハブ１３に装着することができる。このリングは、Ｋａｎｅｈｉｓａに付与された米国特許第６,３７１,２５２号（株式会社シマノに譲渡）に開示されている例などのリングであり、ハブシェル３２の左側に取付けられる。図２では、便宜上、この固締リングをハブシェル３２の左側端部に取付けていない。

図２に示すように、ハブ軸アセンブリ３１は基本的に、スピンドルまたはハブ軸４０と、ハブ軸ワッシャ４１と、ワッシャ保持部分または部材４２と、軸スリーブ４３と、左側のハブ端部キャップまたは部材４４と、右側のハブ端部キャップまたは部材４５と、ハブ軸ナット４６とを含む。ハブ軸アセンブリ３１は、軸受３３ａ，３３ｂおよびフリーホイール３４を介してハブシェル３２を回転自在に支持している。以下で説明するように、フリーホイール３４により、ハブ軸アセンブリ３１に対するハブシェル３２の回転は１方向に制限されている。フロントハブ１２に装着されるハブ軸アセンブリは、好ましくは、リアハブ１３のハブ軸アセンブリ３１と実質的に同じである。したがって、ここでは自転車用フロントハブ１２についての説明および例示を省略する。

図３および図４に示すように、ハブ軸４０は、シャフト部分５１およびヘッド部分５２を含む硬い剛性部材である。シャフト部分５１およびヘッド部分５２を、好ましくは、適した硬質剛性材料から、単一の部材として一体形成する。ハブ軸４０とハブ軸ナット４６とが自転車フレーム１６ｂに接触して、ハブ軸アセンブリ３１をフレーム１６ｂに固定するようになっている。シャフト部分５１は、第１の軸端部５１ａと、ねじが形成された第２の端部５１ｂとを備えており、この第１の軸端部５１ａに、ヘッド部分５２が設けられている。第１の軸端部５１ａと第２の端部５１ｂとの間に中心軸Ｏが延在している。ヘッド部分５２の一方の端部に工具係合面５２ａが設けられ、もう一方の端部に第２の軸端部５１ｂ向きの軸方向当接面５２ｂが設けられている。ヘッド部分５２の工具係合面５２ａは、軸方向に延在する有底の穴で、その断面を、円形以外、好ましくは六角形とする。

環状溝５１ｃが、シャフト部分の第１の軸端部５１ａの張出し環状部分に形成され、ハブ軸ワッシャ４１をシャフト部分５１の第１の軸端部５１ａに保持できるようになっている。溝５１ｃ内には、弾性部材４２が、シャフト部分５１の第１の軸端部５１に取り外し自在に保持されるように配置されている。

図２に示すように、ハブ軸ワッシャ４１は、シャフト部分５１が含む第１の軸端部５１ａの張出し部分に配置される。この張出し部分の最大直径は、シャフト部分５１が含む第１の軸端部５１ａの最大直径を超える寸法である。図６および図７で最もよくわかるように、ハブ軸ワッシャ４１には、環状外周面５１ａと軸収容開口部を構成する環状内周面４１ｂとが形成されており、その外周面４１ａは環状の階段形状となっている。ハブ軸ワッシャ４１の内周面４１ｂには環状溝４１ｃが形成され、そこで弾性部材４２を受けるようになっている。好ましくは、シャフト部分５１が含む第１の軸端部５１ａの溝５１ｃを、ハブ軸ワッシャ４１の溝４１ｃより深く形成する。

好ましくは、弾性部材４２を、エラストマ材料などの弾性かつ可撓性である材料で形成された可撓性Ｏリングとする。弾性部材４２の開口部の内側径方向幅または直径を、シャフト部分５１の第１の軸端部５１ａに形成された外側幅または直径よりわずかに小さくし、弾性部材４２の外側径方向幅または直径を、ハブ軸ワッシャ４１の溝の内側幅または直径よりわずかに大きくする。これにより、ハブ軸ワッシャ４１を弾性部材４２周囲に取付けると、弾性部材４２は、径方向にわずかに圧縮されて、シャフト部分５１の第１の軸端部５１ａに形成された溝５１ｃ内に収まる。この構造により、弾性部材４２を損なうことなく、ハブ軸ワッシャ４１を、必要および／または所望に応じて簡単に取出す、かつ／または交換することができる。

図２に示すように、軸スリーブ４３は、ハブ軸４０と同軸状に取付けられる管状部材であり、雄ねじ４３ｂが形成された第１の端部４３ａと、環状当たり４３ｃと、フリーホイール３４が設けられた第２の端部４３ｄとを有する。軸スリーブ４３の雄ねじ４３ｂが、ロックナット５４を受ける。このロックナット５４により、軸受３３ａおよび３３ｂがハブシェル３２と軸スリーブ４３との間に保持される。軸スリーブ４３には中央穴４３ｅが設けられており、ここにハブ軸４０を収容する。環状当たり４３ｃが第２の軸受３３ｂの外側端部を軸方向に支持しているため、ロックナット５４を軸スリーブ４３の雄ねじ４３ｂに螺合すると、ロックナット５４から第１および第２の軸受３３ａおよび３３ｂに軸方向の圧縮力が加えられる。

次に、ハブシェル３２について簡単に説明する。好ましくは、ハブシェル３２を単一の部材として形成する。当業者には本開示内容から、ハブシェル３２を、従来技術で周知である材料など、実質的に剛性である材料であればいずれを用いて形成してもよいことが明白であろう。例えば、メッキスチール、ステンレス鋼、アルミニウム、マグネシウムまたはチタンなど、適した金属材料、ならびにカーボン繊維複合材料、セラミックまたはプラスチックなどの非金属材料であればいずれでもよい。無論、必要および／または所望に応じて、ハブシェル３２をさまざまな材料による数片から形成することもできる。

ハブシェル３２は、第１または左側のシェル端部３２ａと、第２または右側のシェル端部３２ｂと、その間に位置する中央管状部分３２ｃとを有する。第１および第２のハブシェル端部３２ａおよび３２ｂは、単一部材として、中央管状部分３２ｃと一体形成されている。ハブシェル３２は、内側管状面を備えた管状部材であり、この内側管状面が、第１のハブシェル端部３２ａと第２のシェル端部３２ｂとの間に延在する中央内部通路を形成している。ハブ軸４０は、この中央内部通路内に配置される。第１および第２の軸受３３ａおよび３３ｂは、ハブシェル３２をハブ軸４０に対して回転させるように、ハブシェル３２をハブ軸４０に対して回転自在に支持している。

第１のシェル端部３２ａは、第１のスポーク装着部分またはフランジ３２ｄと、ブレーキロータ装着部分３２ｅとを有し、第２のシェル端部３２ｂは、第２のスポーク装着部分またはフランジ３２ｆを有する。第１のスポークフランジ３２ｄを、好ましくは、複数個の第１のスポーク穴３２ｇが軸Ｏを中心とする仮想円の周囲に等間隔で設けられた環状部材とする。第１のスポーク穴３２ｇは、スポーク１８の折り曲げ端部を収容するように配置されている。同様に、第２のスポークフランジ３２ｆを、好ましくは、スポーク１８の折り曲げ端部を収容するように複数個の第２のスポーク穴３２ｈが設けられた環状部材とする。第２のスポーク穴３２ｈは、第１のスポーク穴３２ｇと同じ数であるが、第１のスポーク穴３２ｇに対してずれて位置しているため、第１のスポーク穴３２ｇと第２のスポーク穴３２ｈとは軸方向に整合していない。例示した実施形態では、第２のスポーク穴３２ｈは、ハブ軸アセンブリ３１の中心軸Ｏを中心とする仮想円の周囲に等間隔で設けられている。

左側ハブ端部キャップ４４は、環状端部フランジ４４ａおよび管状部分４４ｂを有する管状部材であり、軸スリーブ４３の第１の端部４３ａに連結されている。好ましくは、環状端部フランジ４４ａおよび管状部分４４ｂを、軸スリーブ４３の第１の端部４３ａに設けられている中央穴４３ｅ内にプレス嵌合する。端部フランジ４４ａの直径を、好ましくは、第２の管状部分４４ｂの直径より大きくして、軸スリーブ４３の第１の端部４３ａの軸方向端面に接触する径方向当接面４４ｃを形成する。第２の管状部分４４ｂの外径は、軸スリーブ４３の第１の端部４３ａにて軸スリーブ４３の中央穴４３ｅ内へと摺動できるサイズとなっている。左側ハブ端部キャップ４４にも中央穴４４ｄが設けられており、これは、ハブ軸４０のシャフト部分５１内へと摺動できるサイズである。この構造により、ハブ軸４０を、軸スリーブ４３から簡単に取り出して、リアディレーラ２０を交換することができる。

好ましくは、管状部分４４ｂの外側表面に環状凹部を設け、そこにエラストマ製Ｏリングまたはシール部材４４ｅを配置する。シール部材４４ｅは、軸スリーブ４３の第１の端部４３ａに設けられた中央穴４３ｅ内に左側ハブ端部キャップ４４を摩擦保持すると同時に、管状部分４４ｂの外側表面の界面と軸スリーブ４３の中央穴４３ｅの内側表面との間にシールを形成する。したがって、左側ハブ端部キャップ４４を、簡単に、軸スリーブ４３の中央穴４３ｅ内へと摺動させ、またここから取り出すことができる。端部フランジ４４ａの直径は、軸スリーブ４３の雄ねじ４３ｂの内側ねじ直径より大きくなっているため、フレーム１６が端部フランジ４４ａの広い接触面と接触した時点で、ロックナット５４は軸方向に移動できないようになる。左側ハブ端部キャップ４４は、軸スリーブ４３の中央穴４３ｅ内に摩擦で保持されているだけであるため、簡単に取り外して、ロックナット５４を弛めることができる。

右側ハブ端部キャップ４５は、軸スリーブ４３の第２の端部４３ｄに連結されたカップ状部材である。この右側ハブ端部キャップ４５により、フリーホイール３４が軸スリーブ４３周囲に保持される。基本的に、右側ハブ端部キャップ４５の軸方向内側端部には、外向きフランジ４５ｂを備えた階段形状の内側管状面４５ａが設けられている。好ましくは、外向きフランジ４５ｂを、フリーホイール３４の外側軸方向端部を実質的にシールするサイズとする。この構造により、右側ハブ端部キャップ４５を軸スリーブ４３周囲に簡単に摺動させ、またこれから取り外すことができる。言い換えれば、右側ハブ端部キャップ４５は、軸スリーブ４３上に摩擦で保持されているだけであるため、簡単に装着および取り外して、フリーホイール３４の取り付けおよび交換を行うことができる。

好ましくは、内側管状面４５ａに環状凹部を設け、そこにエラストマ製Ｏリングまたはシール部材４４ｅを配置する。シール部材４５ｃは、右側ハブ端部キャップ４５を軸スリーブ４３の第２の端部４３ｄに対して摩擦保持すると同時に、ハブ軸４２が含む第２の端部４３ｄの外側表面と内側管状面４５ａとの間にシールを形成する。

第１の軸受３３ａは、ハブ軸４０の第１の軸端部４０ａとハブシェル３２の第１のシェル端部３２ａとの間に配置されて、ハブシェル３２の第１のシェル端部３２ａをハブ軸４０の第１の軸端部４０ａに対して回転自在に支持している。第１または左側の軸受３３ａは基本的に複数個の第１の転がり部材またはボール６０を具備しており、このボール６０は、ハブ軸４０の第１の軸端部４０ａ上に支持されている第１の内側レースまたは円錐形部分６１と、ハブシェル３２が含む第１のシェル端部３２ａの雌ねじに螺合された第１の外側レースまたはカップ６２との間に位置している。

再度図２を参照すると、第２または右側の軸受３３ｂは、ハブ軸４０の第２の軸端部４０ｂとハブシェル３２の第２のシェル端部３２ｂとの間に配置されて、ハブシェル３２の第２のシェル端部３２ｂをハブ軸４０の第２の軸端部４０ｂに対して回転自在に支持している。軸受３３ｂは基本的に複数個の第２のボール７０を具備しており、このボール７０は、ハブ軸４０の第２の軸端部４０ｂ上に支持されている第２の内側レースまたは円錐形部分７１と、ハブシェル３２が含む第２の雌ねじ３２ｒに螺合された第２の外側レースまたはカップ７２との間に位置している。

ハブ軸ナット４６は、ねじ穴４６ａを含む、硬い剛性の単一の部材である。ねじ穴４６ａは、シャフト部分５１のねじ部５１ｂに螺合されて、自転車ハブ軸アセンブリ３１を自転車フレーム１６に固定する部分である。

フリーホイール３４は、ハブ軸４０の第２の端部とハブシェル３２の第２の端部との間で作動連結される。これは、比較的従来通りのものであるため、本明細書では詳しい説明および例示を省略する。フリーホイール３４は、比較的従来通りにハブシェル３２に連結される。スプロケット２８が、比較的従来通りにフリーホイール３４に取付けられ、スプロケット２８が回転すると、フリーホイール３４も回転するようになっている。フリーホイール３４が回転すると、今度はハブシェル３２が回転する。フリーホイール３４は基本的に、駆動シリンダ８０と、被駆動シリンダ８２と、一方向回転伝達機構８６と、１対の玉軸受８８と、玉軸受８８を軸方向に互いに離間させる円筒形スペーサ９０とを含む。

駆動シリンダ８０は、外周面を有する管状部材であり、その外側端部に複数本の軸方向に延在するスプライン８０ａが設けられ、内側端部に複数個の伝達爪８０ｂ（図２では１つのみを図示）が連結されている。駆動シリンダ８０の内周面は、球軸受８８により、軸スリーブ４３に対して回転自在に支持されている。伝達爪８０ｂが、一方向回転伝達機構８６の第１の部分を形成しているため、駆動シリンダ８０の内側軸方向端部は、この一方向回転伝達機構８６を介して駆動シリンダ８２に作動連結されている。駆動シリンダ８０のスプライン８０ａは、スプロケット２８を駆動シリンダ８０の外周面に回転不能に連結する部分である。このため、スプロケット２８が駆動シリンダ８０に取り付けられると、一方向回転伝達機構８６を介して、トルクをハブシェル３２に伝達することができる。

駆動シリンダ８０は、その外周面にて、ハブシェル３２の第２のシェル端部３２ｂに形成されたスプラインの内周面に固着される。被駆動シリンダ８２の内周面にはセレーション８２ａが形成されており、これが一方向回転伝達機構８６の第２の部分である。このセレーション８２ａは、従来通り、伝達歯８０ｂと係合する。このため、一方向回転伝達機構８６は、駆動シリンダ８０と被駆動シリンダ８２との間で作動連結されて一方向クラッチを形成する、伝達歯８０ｂおよびセレーション８２ａで構成されている。駆動シリンダ８０の正回転で発生する遠心力により、伝達歯８０ｂは径方向外向きに移動してセレーション８２ａと噛合する。伝達歯８０ｂがセレーション８２ａに係合することにより、駆動力またはトルクがフリーホイール３４から、駆動シリンダ８２と係合するスプラインを設けたハブシェル３２に伝達される。

［第２の実施形態］
次に、図８〜図１２を参照しながら、第２の実施形態によるハブ軸アセンブリ１３１について説明する。ハブ軸アセンブリ１３１は基本的に、ハブ軸アセンブリ３１の代わりに、第１の実施形態のリアハブ１３に使用できるものである。第１の実施形態によるハブ軸アセンブリ３１と第２の実施形態によるハブ軸アセンブリ１３１との類似点を考慮し、便宜上、ハブ軸アセンブリ１３１に関する詳細な説明を省略する。

図８および図９に示すように、ハブ軸アセンブリ１３１は、スピンドルまたはハブ軸１４０と、ハブ軸ワッシャ１４１とを含む。この実施形態において、弾性部材は使用されていない。ハブ軸アセンブリ１３１はさらに、第１の実施形態と同じ軸スリーブ４３と、左側ハブ端部キャップ４４と、右側ハブ端部キャップ４５と、ハブ軸ナット４６とを含む。したがって、ハブ軸アセンブリ１３１は、軸受３３ａおよび３３ｂを介して、第１の実施形態のハブシェル３２を回転自在に支持する。

図１０に示すように、ハブ軸１４０は、シャフト部分１５１、ヘッド部分１５２およびワッシャ保持フランジまたは部分１５３を含む硬い剛性部材である。シャフト部分１５１、ヘッド部分１５２およびワッシャ保持部分１５３を、好ましくは、適した硬質剛性材料から、単一の部材として一体形成する。シャフト部分１５１は、第１の軸端部１５１ａと、ねじが形成された第２の端部１５１ｂとを備えており、この第１の軸端部１５１ａに、ヘッド部分１５２が設けられている。中心軸Ｏが、第１の軸端部１５１ａと第２の端部１５１ｂとの間に延在している。ヘッド部分１５２の一方の端部に工具係合面１５２ａが設けられ、もう一方の端部に第２の軸端部１５１ｂ向きの軸方向当接面１５２ｂが設けられている。ヘッド部分１５２の工具係合面１５２ａは、軸方向に延在する有底の穴であり、その断面を、円形以外、好ましくは六角形とする。

ワッシャ保持フランジ１５３は、シャフト部分１５１が含む第１の軸端部１５１ａの張出し部分に位置する環状部材であり、ハブ軸ワッシャ１４１をシャフト部分１５１の第１の軸端部１５１ａに保持するためのものである。図８および図９にに示されるように、ワッシャ保持フランジ１５３はまず軸方向に延出して、ハブ軸ワッシャ１４１をシャフト部分１５１が含む第１の軸端部１５１ａの張出し部分周囲で摺動できるようにしている。次に、ほぼ径方向に外向きに変形して、ハブ軸ワッシャ１４１をシャフト部分１５１の第１の軸端部１５１ａ上に保持する。

ハブ軸ワッシャ１４１は、シャフト部分１５１が含む第１の軸端部１５１ａの張出し部分周囲に配置される。この張出し部分の最大直径は、シャフト部分１５１が含む第２の軸端部１５１ｂの最大直径より大きい。ハブ軸ワッシャ１４１は、外周面１４１ａと、軸収容開口部を構成する内周面１４１ｂとを含み、その外周面１４１ａは環状の階段形状である。外周面１４１ａは環状凹部１４１ｃを形成する環状階段形状である。内周面１４１ｂは環状凹部１４１ｃを形成する環状の階段形状となっている。ワッシャ保持フランジ１５３は、外向きに変形されると、この環状凹部１４１ｃ内に入り込む。このような構造によって、ハブ軸ワッシャ１４１はワッシャ保持フランジ１５３によりシャフト部分１５１の第１の軸端部１５１ａに保持される。

［第３の実施形態］
次に、図１３〜図１８を参照しながら、第３の実施形態によるハブ軸アセンブリ２３１について説明する。ハブ軸アセンブリ２３１は基本的に、ハブ軸アセンブリ３１の代わりに、第１の実施形態のリアハブ１３に使用できるものである。第１の実施形態によるハブ軸アセンブリ３１と第３の実施形態によるハブ軸アセンブリ２３１との類似点を考慮し、便宜上、ハブ軸アセンブリ２３１に関する詳細な説明を省略する。

図１３に示すように、ハブ軸アセンブリ２３１は、スピンドルまたはハブ軸２４０と、ハブ軸ワッシャ２４１と、弾性部分または部材２４２とを含む。第３の実施形態のワッシャ保持部分は、ハブ軸２４０上に保持されるプレスワッシャである弾性部分または部材２４２ａを含む。ハブ軸アセンブリ２３１はさらに、第１の実施形態と同じ軸スリーブ４３と、左側のハブ端部キャップ４４と、右側のハブ端部キャップ４５と、ハブ軸ナット４６とを含んでいる。これにより、ハブ軸アセンブリ２３１は、軸受３３ａおよび３３ｂを介して第１の実施形態のハブシェル３２を回転自在に支持する。

図１４に示すように、ハブ軸２４０は、シャフト部分２５１およびヘッド部分２５２を含む硬い剛性部材である。シャフト部分２５１とヘッド部分２５２とを、好ましくは、適した硬質剛性材料から、単一の部材として一体形成する。シャフト部分２５１は、第１の軸端部２５１ａと、ねじが形成された第２の軸端部２５１ｂとを含み、その第１の軸端部２５１ａにヘッド部分２５２が設けられている。中心軸Ｏが、第１の軸端部２５１ａと第２の軸端部２５１ｂとの間で長手方向に延在している。ヘッド部分２５２の一方の端部に工具係合面２５２ａが設けられ、もう一方の端部に第２の軸端部２５１ｂ向きの軸方向当接面２５２ｂが設けられている。ヘッド部分２５２の工具係合面２５２ａは、軸方向に延在する有底の穴であり、その断面を、円形以外、好ましくは六角形とする。

ハブ軸ワッシャ２４１は、シャフト部分２５１が含む第１の軸端部２５１ａの張出し部分周囲に配置される。この張出し部分の最大直径は、シャフト部分２５１が含む第２の軸端部２５１ｂの最大直径より大きい。ハブ軸ワッシャ２４１は、環状外周面２４１ａおよび軸収容開口部を構成する環状内周面２４１ｂを備えており、その外周面２４１ａは、環状の階段形状となっている。ハブ軸ワッシャ２４１の内周面２４１ｂは、環状凹部２４１ｃを形成する環状の階段形状である。弾性部材２４２が、この中に配置されて、シャフト部分２５１の第１の軸端部２５１ａに保持される。

好ましくは、弾性部材２４２を、スプリングスチール材料などの弾性かつ可撓性である材料で形成された可撓性クリップとする。弾性部材２４２は、環状リング部分２４２ａを有し、ここに、ボルト受け開口部２４２ｃを構成する４つのフランジ２４２ｂが周方向に配置されている。弾性部材２４２の開口部２４２ｃの内側径方向幅または直径は、シャフト部分２５１が含む第１の軸端部２５１ａの外側幅または直径よりわずかに小さく、弾性部材２４２の外側径方向幅または直径は、ハブ軸ワッシャ２４１が含む環状凹部２４１ｃの内側幅または直径よりわずかに小さくなっている。この構造により、弾性部材２４２がシャフト部分２５１周囲に取り付けられると、弾性部材２４２のフランジ２４２ｂが外向きにわずかに反って、弾性部材２４２をシャフト部分２５１に保持できるようにする。ハブ軸ワッシャ２４１が含む内周面２４１ｂの最も内側の直径が、弾性部材２４２のリング部分２４２ａより小さいため、ハブ軸ワッシャ２４１は、弾性部材２４２によりシャフト部分２５１に保持される。

上記では本発明をハブ軸の形態で例示しているが、当業者には本開示内容から、本発明を他の自転車ボルトと併用できることが明白であろう。例えば、保持部材または部分を備えたハブ軸およびハブ軸ワッシャの構造を、ブレーキケーブル用固定ボルトに用いることができる。

本明細書でいう用語「前方、後方、上方、下向き、垂直、水平、下方および横方向」とは、方向を示す他のいずれの用語と同様に、本発明を装備した自転車に対する方向を指している。したがって、これらの用語は、本明細書を説明するために用いられている場合、本発明を装備した自転車に対するものとして解釈されたい。

本明細書でいう「実質的に」「約」および「およそ」などの程度を示す用語は、最終結果が大幅に変化しない程度に、こうした用語に修飾された条件に妥当量の偏差を含むことを意味している。こうした程度を示す用語が、その用語で修飾する条件の意味を否定するものでない場合には、これらの用語を、修飾された条件に対する少なくとも±５％の偏差を含むものとして解釈すべきである。

以上、選択した実施形態のみを用いて本発明を例示してきたが、当業者であれば、当業者には本開示内容から、請求の範囲に定める本発明の範囲を逸脱することなく、さまざまな変更および修正を本明細書に加えられることが明白であろう。さらに、本発明による実施形態に関する上述は例示のみを目的とするものであって、請求の範囲およびその等価物によって定められる本発明を何ら制限するものではない。

本発明の好適実施形態による自転車用フロントハブおよびリアハブを取付けた従来の自転車を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態による、図１に例示した自転車用リアハブを示す正面図であり、上半分を断面として示している。 本発明の第１の実施形態による、図２に例示した自転車ハブ軸アセンブリを示す分解組立て図であり、下半分を断面として示している。 本発明の第１の実施形態による、図２および図３に例示した自転車ハブ軸のヘッド部分を示す張出し部分正面図である。 本発明の第１の実施形態による、図４に例示した自転車ハブ軸のヘッド部分を示す端面図である。 本発明の第１の実施形態による、図２および図３に例示した自転車ハブ軸に用いる軸ワッシャを示す端面図である。 本発明の第１の実施形態による、図６に例示した自転車ハブ軸用軸ワッシャを示す側面図である。 本発明の第２の実施形態による、別の自転車ハブ軸アセンブリを示す正面図であり、下半分を断面として示している。 本発明の第２の実施形態による、図８に例示した、ワッシャ固定前の状態である別の自転車ハブ軸アセンブリを示す正面図であり、下半分を断面として示している。 本発明の第２の実施形態による、図８および図９に例示した、変形前の状態である別の自転車ハブ軸を示す正面図である。 本発明の第２の実施形態による、図８に例示した自転車ハブ軸アセンブリ用軸ワッシャを示す側面図であり、下半分を断面として示している。 本発明の第２の実施形態による、図８に例示した用軸ワッシャを示す端面図である。 本発明の第３の実施形態による、さらに別の自転車ハブ軸アセンブリを示す正面図であり、下半分を断面として示している。 本発明の第３の実施形態による、別の自転車ハブ軸を示す正面図であり、下半分を断面として示している。 本発明の第３の実施形態による、図１３に例示した自転車ハブ軸アセンブリ用弾性保持部材を示す側面図である。 本発明の第３の実施形態による、図１３に例示した自転車ハブ軸アセンブリ用軸ワッシャを示す側面図であり、下半分を断面として示している。 本発明の第３の実施形態による、図１６に例示した弾性保持部材を示す端面図である。 本発明の第３の実施形態による、図１３に例示した別の自転車ハブ軸に用いる弾性保持部材を示す断面図である。

符号の説明

１０ 自転車
３１ ハブ軸アセンブリ
３２ ハブシェル
３２ａ 第１のシェル端部
３２ｂ 第２のシェル端部
３２ｃ 中央管状部分
４０ ハブ軸
４０ａ，５１ａ，１５１ａ，２５１ａ 第１の軸端部
４０ｂ，５１ｂ，１５１ｂ，２５１ｂ 第２の軸端部
４１，１４１，２４１ ハブ軸ワッシャ
４２ ワッシャ保持部分
４３ 軸スリーブ
４３ａ 第１の端部
４３ｂ 雄ねじ
４３ｃ 環状当たり
４３ｄ 第２の端部
４３ｅ，４４ｄ 中央穴
４４ｅ Ｏリングまたはシール部材
５１ シャフト部分
５１ｃ 環状溝
５２，１５２，２５２ ヘッド部分
５２ａ，１５２ａ，２５２ａ 工具係合面
５２ｂ，１５２ｂ，２５２ｂ 軸方向当接面
１３１，２３１ ハブ軸アセンブリ
１４０，２４０ スピンドルまたはハブ軸
１５１，２５１ シャフト部分
２４２ 弾性部分または部材
２４２ａ 弾性部分
２４２ｂ フランジ
２４２ｃ ボルト受け開口部

Claims (16)

1. 外周面および軸収容開口部を構成する内周面を含むハブ軸ワッシャと、
   シャフト部分、ヘッド部分およびワッシャ保持部分を含むハブ軸と、
   を含む自転車用ハブ軸アセンブリであって、
   前記シャフト部分が、第１の軸端部およびねじが形成された第２の軸端部を含み、前記第１の軸端部と前記第２の軸端部との間に中心軸が延在しており、
   前記ヘッド部分が、前記シャフト部分の第１の軸端部に形成されて、工具係合面と前記第２の軸端部向き軸方向当接面とを含み、
   前記ワッシャ保持部分が、前記ハブ軸ワッシャを前記シャフト部分の第１の軸端部周囲に保持するために前記シャフト部分の第１の軸端部に配置されている、
   自転車用ハブ軸アセンブリ。
2. 第１のシェル端部および第２のシェル端部を有するとともに、前記第１のシェル端部と前記第２のシェル端部との間に延在する中央通路を形成する内側管状面を有し、前記ハブ軸に回転自在に支持されたハブシェルをさらに備えた、請求項１に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
3. 前記ワッシャ保持部分が、前記シャフト部分の第１の軸端部周囲に保持された弾性部材を含む、請求項１又は２に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
4. 前記弾性部材が可撓性オーリングである、請求項３に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
5. 前記ワッシャ保持部分が、前記シャフト部分の第１の軸端部周囲に保持されたプレスワッシャを含む、請求項１又は２に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
6. 前記ワッシャ保持部分が、前記シャフト部分の第１の軸端部を変形した部分である、請求項１又は２に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
7. 前記ハブ軸ワッシャおよび前記シャフト部分の第１の軸端部の少なくとも一方に溝が形成されており、前記溝の中に前記弾性部材が配置される、請求項３に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
8. 前記ハブ軸ワッシャおよび前記シャフト部分の第１の軸端部それぞれに溝が形成されており、前記溝の中に前記弾性部材が配置される、請求項３に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
9. 前記シャフト部分の第１の軸端部に形成された溝が、前記ハブ軸ワッシャに形成された前記溝より深い、請求項８に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
10. 前記ハブ軸ワッシャの外周面が環状の階段形状である、請求項１又は２に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
11. 前記ハブ軸ワッシャが前記シャフト部分の第１の軸端部の張出し部分周囲に配置され、前記張り出し部分は前記シャフト部分の第２の軸端部の最大直径を上回る直径である、請求項１又は２に記載の自転車用ハブ軸アセンブリ。
12. 外周面および軸収容開口部を構成する内周面を含むハブ軸ワッシャと、
    第１の軸端部およびねじが形成された第２の軸端部を含むシャフト部分と、前記シャフト部分の第１の軸端部に形成され工具係合面および前記第２の軸端部向き軸方向当接面を含むヘッド部分とを含む自転車ボルトと、
    前記シャフト部分の第１の軸端部周囲に保持され、前記ワッシャを前記シャフト部分の第１の軸端部上に保持するように配置された弾性部材と、
    を含む自転車用ボルトアセンブリ。
13. 前記弾性部材が可撓性オーリングである、請求項１２に記載の自転車用ボルトアセンブリ。
14. 前記ハブ軸ワッシャおよび前記シャフト部分の第１の軸端部の少なくとも一方に溝が形成されており、前記溝の中に前記弾性部材が配置される、請求項１２に記載の自転車用ボルトアセンブリ。
15. 前記ハブ軸ワッシャおよび前記シャフト部分の第１の軸端部それぞれに溝が形成されており、前記溝の中に前記弾性部材が配置される、請求項１２に記載の自転車用ボルトアセンブリ。
16. 前記シャフト部分の第１の軸端部に形成された溝が、前記ハブ軸ワッシャに形成された前記溝より深い、請求項１５に記載の自転車用ボルトアセンブリ。
    

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