JP2007030820A - 自転車用内装変速ハブのキャップ部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 補助的な部材を用いることなくキャップ部材の防水性を向上できるようにする。
【解決手段】 内装変速ハブ３０のキャップ部材５１は、キャップ本体７０と、第１シール部材７１とを備えている。キャップ本体７０は、ハブシェル４６の筒状部材６２に螺合する雌ねじ部６２ａを有する外筒部７０ｂ及び側壁部７０ｃを有している。側壁部７０ｃは、中心にハブシェル４６の内周側に配置される駆動体４４が貫通可能な開口部７０ｄを有し、外筒部７０ｂの軸方向外側の第１端部７０ｆから径方向内方に延びている。第１シール部材７１は、キャップ本体７０の側壁部７０ｂに配置され、駆動体４４に当接する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、キャップ部材、特に、自転車用内装変速ハブのキャップ部材に関する。

自転車用内装変速ハブは、自転車のフレームに固定可能なハブ軸と、ハブ軸に回転自在に装着された概ね筒状の駆動体と、ハブ軸の外周側に配置された概ね筒状のハブシェルと、複数の動力伝達経路を有し、複数の動力伝達経路のいずれかで駆動体の回転をハブシェルに伝達する変速機構と、を備えている。このような内装変速ハブにおいて、駆動体とハブシェルとの間に配置された防水用のキャップ部材を有するものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。従来のキャップ部材は、環状ハウジングと、環状ハウジングに保持され駆動体に当接するシール部材とを備えている。環状ハウジングは、円筒状の側壁と、側壁から径方向内方に延びるシール連結壁とを有している。側壁には、円周方向に配置された複数のスロットが形成されている。また側壁の軸方向内側の内周面には僅かに径方向内方に突出する連結突起が形成されている。連結突起は、スロットにより分割されており、ハブシェルの外周面に形成された連結溝に係合可能である。このような構成のキャップ部材は、連結突起を連結溝に弾性的に係合させることによりハブシェルに抜け止めされている。

このようなキャップ部材をハブシェルの端部に装着すると、側壁及びシール連結壁によりハブシェルの側部がカバーされるとともに、シール部材が駆動体に当接するので、ハブシェルと駆動体との隙間から液体が侵入しにくくなる。
特許第３４２８５５９号明細書

前記従来の構成では、スロットにより分割された連結突起を連結溝に弾性的に係合させることにより、キャップ部材をハブシェルに対して抜け止めしているので、ハブシェルとキャップ部材との密着性が低い。このため、ハブシェルとキャップ部材との間にハブシェル外部に通じる隙間が生じて液体がハブの内部に浸入するおそれがある。これを防止するため、従来のキャップ部材を有するハブでは、キャップ部材の内部にグリース等の補助的な部材を塗布することにより防水性を向上させている。

本発明の課題は、補助的な部材を用いることなくキャップ部材の防水性を向上できるようにすることにある

発明１に係る自転車用変速ハブのキャップ部材は、キャップ本体と、第１シール部材とを備えている。キャップ本体は、内装変速ハブのハブシェルに螺合するねじ部を有する外筒部及び側壁部を有している。側壁部は、中心にハブシェルの内周側に配置される駆動体が貫通可能な開口部を有し、外筒部の軸方向外側の第１端部から径方向内方に延びている。第１シール部材は、キャップ本体の側壁部に配置され、駆動体に当接する部材である。

このキャップ部材では、ハブシェル装着する際には、ねじ部をハブシェルに螺合させてハブシェルに固定する。すると、第１シール部材が駆動体に当接する。ここでは、ねじ部を螺合させることにより、キャップ部材がハブシェルに装着されるので、ハブシェルとキャップ部材との密着性が向上し、グリースなどの補助的な部材を用いることなく防水性を向上させることができる。

発明２に係る自転車用内装変速ハブのキャップ部材は、発明１に記載の部材において、キャップ本体は、側壁部は、開口部に設けられた内筒部を有し、第１シール部材は、内筒部の内周面に装着されている。この場合に、駆動体が貫通する開口部に内筒部を設けて第１シール部材を内筒部の内周面に装着したので、駆動体に当接する第１シール部材を装着しやすくなる。

発明３に係る自転車用内装変速ハブのキャップ部材は、発明２に記載の部材において、第１シール部材は、内筒部の内周面に弾性的に係止されている。この場合には、ねじなどの別部材を用いる必要がなく、第１シール部材を簡単に装着できる。

発明４に係る自転車用内装変速ハブのキャップ部材は、発明１から３のいずれかに記載の部材において、外筒部の軸方向内側の第２端部に設けられハブシェルに当接する弾性体製の第２シール部材をさらに備える。この場合には、第２端部とハブシェルとの隙間が弾性体製の第２シール部材により生じなくなり、キャップ部材の密着性がさらに向上し、防水性をさらに向上させることができる。

発明５に係る自転車用内装変速ハブのキャップ部材は、発明４に記載の部材において、第２シール部材は、外筒部の前記第１端部に形成された環状凹部に固定され、先端が第２端部より軸方向内側に突出している。この場合には、第２端部より第２シール部材の先端が突出しているので、第２シール部材の先端がハブシェルに確実に接触し、防水性がさらに向上する。

発明６に係る自転車用内装変速ハブのキャップ部材は、発明１から５のいずれかに記載の部材において、キャップ本体は合成樹脂製である。この場合には、キャップ部材を設けても内装変速ハブの重量増を低く抑えることができる。

発明７に係る自転車用内装変速ハブは、自転車のフレームに固定可能なハブ軸と、ハブ軸に回転自在に装着された概ね筒状の駆動体と、ハブ軸の外周側に配置された概ね筒状のハブシェルと、複数の動力伝達経路を有し、複数の動力伝達経路のいずれかで駆動体の回転をハブシェルに伝達する変速機構と、ハブシェルの少なくとも一端に着脱自在に装着可能な請求項１から６のいずれか１項に記載のキャップ部材とを備えている。

この内装変速ハブでは、キャップ部材により、補助部材を用いることなく防水性が向上した内装変速ハブを得ることができる。

発明８に係る自転車用内装変速ハブは、発明７に記載のハブにおいて、ハブシェルは、外周面に雄ねじ部を有し、ねじ部は、外筒部の内周面に形成され雄ねじ部に螺合する雌ねじ部である。この場合には、キャップ部材がハブシェルの外周面に装着されハブシェルの端部がキャップ部材により覆われるので、液体がハブシェルに内に浸入しにくくなり、防水性能がさらに向上する。

本発明によれば、キャップ部材がねじ部を螺合させることによりハブシェルに装着されるので、ハブシェルとキャップ部材との密着性が向上し、補助部材を用いることなく防水性を向上させることができる。

図１において、本発明の一実施形態を採用した自転車１０は、フレーム体２０、サスペンションフォーク２２、及びリアスイングアーム２４を有するフレーム１２と、サスペンションフォーク２２に固定されたハンドル１４と、チェーン２６、ペダルＰＤ及び１枚のフロントスプロケット２８ａが装着されたギアクランク２８、並びに内装変速ハブ３０等からなる駆動部１６と、サスペンションフォーク２２及びリアスイングアーム２４に装着された前輪１８及び後輪１９とを備えている。サスペンションフォーク２２は、フレーム体２０の前部に斜め縦軸回りに回動自在に装着されている。リアスイングアーム２４はリアサスペンション３２を有しており、フレーム体２０の後部に揺動自在に装着されている。リアスイングアーム２４の後端部には、後輪１９を装着するための逆つめ型の後つめ部２４ａが形成されているとともに、後つめ部２４ａの下方に下向きに延びる取付耳部２４ｂが形成されている。

図１に示すように、前輪１８及び後輪１９には、フロント及びリアディスクブレーキ装置３４，３６が装着されている。また、後輪１９に内装変速ハブ３０が装着されている。リアスイングアーム２４の取付耳部２４ｂには、チェーン２６に張力を付与するチェーンテンショナ４０が装着されている。

内装変速ハブ３０は、図２に示すように、リアスイングアーム２４の後つめ部２４ａに固定可能な後輪１９のハブ軸４２と、ハブ軸４２に回転自在に装着された概ね筒状の駆動体４４と、ハブ軸４２の外周側に配置された概ね筒状のハブシェル４６と、駆動体４４の進行方向の回転を複数の動力伝達経路でハブシェル４６に伝達する遊星歯車機構を有する変速機構４８と、動力伝達経路を択一的に切り換える切換機構５０と、ハブシェル４６の端部に装着された本発明の一実施形態によるキャップ部材５１とを有している。リア変速装置としての内装変速ハブ３０は、たとえば８つの動力伝達経路を有する８段変速のものであり、ギアクランク２８（図１）の回転を８段階に変速してハブシェル４６に伝達することができる。ハブシェル４６の一端（図２左端）にリアディスクブレーキ装置３６のディスクロータ５４が装着されている。キャップ部材５１の外周面には、ハブカバー５６が装着されている。

ハブ軸４２は、両端に螺合する固定ナット４３により後つめ部２４ａに回転不能に固定されている。駆動体４４は、一端（図２右端）に小径のボス部４４ａを有しており、ボス部４４ａに装着された軸受６５によりハブ軸４２に回転自在に支持されている。駆動体４４には、リアスプロケット５２が回転不能に装着されている。ハブシェル４６は、左右１対のハブフランジ６０ａ，６０ｂを有するシェル本体６０と、シェル本体６０の一端（図２右端）内周面に回転不能に連結された筒状部材６２とを有している。シェル本体６０は、他端（図２左端）に小径なボス部６０ｃを有する筒状のものであり、ボス部６０ｃで軸受６３によりハブ軸４２を回転自在に支持されている。また、ボス部６０ｃにディスクロータ５４が回転不能に固定されている。

筒状部材６２の内周面には、図３に示すように、ハブシェル４６の一端を駆動体４４に回転自在に支持するための軸受６４の玉受け面６４ａが形成されている。また、筒状部材６２の外周面には、雄ねじ部６２ａと、雄ねじ部６２ａの軸方向内側に並べて配置された環状突起６２ｂ及びセレーション６２ｃとが形成されている。雄ねじ部６２ａには、キャップ部材５１がねじ込み固定される。環状突起６２ｂには、シェル本体６０の一端が当接して位置決めされる。セレーション６２ｃには、シェル本体６０の一端内周面がカシメ固定される。

本発明の一実施形態によるキャップ部材５１は、図３及び図５に示すように、ハブシェル４６を構成する筒状部材６２の雄ねじ部６２ａに螺合する、好ましくは平行ねじである雌ねじ部７０ａを有するキャップ本体７０と、キャップ本体７０に配置され、駆動体４４のボス部４４ａの外周面に当接する第１シール部材７１とを備えている。また、キャップ部材７０は、ハブシェル４６を構成するシェル本体６０の一端面６０ｄに当接する第２シール部材７２をさらに備えている。

キャップ本体７０は、好ましくはポリプロピレン（ＰＰ）等の比較的軟質で弾性を有する合成樹脂製の部材である。キャップ本体７０は、図３から図５に示すように、雌ねじ部７０ａを内周面に有する外筒部７０ｂと、中心にハブシェル４６の内周側に配置される駆動体４４が貫通可能な開口部７０ｄを有し、外筒部７０ｂの軸方向外側の第１端部７０ｆから径方向内方に延びる側壁部７０ｃとを有している。なお、図４では、キャップ本体７０のみ図示しており、第１シール部材７１は図示していない。

外筒部７０ｂは、軸方向内側の第２端部７０ｇが他の部分より僅かに径方向外方に脹らんで形成されており、その内周側に第２シール部材７２が装着される環状凹部７０ｈが形成されている。側壁部７０ｃは、駆動体４４の外側面を覆うように形成されている。側壁部７０ｃは、開口部７０ｄに設けられ第１シール部材７１が内周面に装着される内筒部７０ｅを有している。また、側壁部７０ｃは、内側面に他の部分より厚みが厚く形成された当接面７０ｊを有している。当接面７０ｊは、キャップ部材５１を筒状部材６２に装着したとき、筒状部材６２の軸方向外側の端面に当接する。内筒部７０ｅは、軸方向外側に突出して形成されており、その外周面には、キャップ部材５１を雄ねじ部６２ａにねじ込む際に工具を係止するための互いに平行に面取りされた１対の工具係止部７０ｉが周方向の間隔を隔てて２組形成されている。

第１シール部材７１は、キャップ部材５１と駆動体４４との隙間をシールするために設けられている。第１シール部材７１は、先端に先細りでボス部４４ａに当接するリップ部７１ａを有する、好ましくは合成ゴム等の弾性体製のシール本体７１ｂと、シール本体７１ｂの内部に埋め込まれた金属製のフランジ形状のバックアップ部材７１ｃとを有している。第１シール部材７１は、内筒部７０ｅの内周面に弾性的に係止された状態で装着されている。

第２シール部材７２は、キャップ部材５１とハブシェル４６との隙間をシールするために設けられている。第２シール部材７２は、好ましくはオレフィン系弾性体（ＴＰＯ）等のキャップ本体７０と融着させやすい弾性体製の概ね矩形断面の環状部材であり、環状凹部７０ｈに融着されている。第２シール部材７２の先端は、第２端部７０ｇより軸方向内側に突出している。このように、第２端部７０ｇより第２シール部材７１の先端が突出しているので、第２シール部材７１の先端がハブシェルに確実に接触し、防水性がさらに向上する。

このように構成されたキャップ部材５１は、内装変速ハブ３０の組立が完了するとリアスプロケット５２を装着する前にハブシェル４６に装着される。キャップ部材５１をハブシェル４６に装着する際には、キャップ部材５１を手で回してハブシェル４６の筒状部材６２の雄ねじ部６２ａに雌ねじ部７０ａを螺合させる。その後、工具係止部７０ｉにスパナなどの適宜の工具を係合させ、側壁部７０ｃの当接面７０ｊが筒状部材６２の軸方向外側の端面に当接するまで工具によりキャップ部材５１を締め込む。これによりハブシェル４６にキャップ部材５１がねじ込み固定される。このねじ込み固定された状態では、第１シール部材７１が駆動体４のボス部４４ａの外周面に当接し、第２シール部材７２がハブシェル４６のシェル本体６０の一端面６０ｄに僅かに先端が脹らんだ状態で当接する。ここでは、雌ねじ部７０ａを螺合させることにより、キャップ部材５１がハブシェル４６の筒状部材６２に装着されるので、ハブシェルとキャップ部材との密着性が向上し、グリースなどの補助部材を用いることなく防水性を向上させることができる。

また、第２シール部材７２を外筒部７０ｂの第２端部７０ｇに配置してハブシェル４６との隙間をシールするようにしたので、防水性がさらに向上する。

＜他の実施形態＞
（ａ）前記実施形態では、キャップ部材５１に雌ねじ部７０ａを設け、ハブシェル４６の筒状部材６２に雄ねじ部６２ａを設けたが、本発明はこれに限定されない。図６に示すように、ハブシェル１４６のシェル本体１６０に一端面１６０ｄから延びるねじ筒部１６０ｅを形成し、ねじ筒部１６０ｅの内周面にキャップ部材１５１を装着してもよい。この場合、たとえば、ねじ筒部１６０ｅの内周面に雌ねじ部１６０ｆを形成するとともに、キャップ本体１７０の外筒部１７０の外周面に雄ねじ部１７０ａを形成する。また、外筒部１７０の第２端部１７０ｇの端面には、環状のシール装着溝１７０ｈが形成されており、シール装着溝１７０ｈには、シェル本体１６０の一端面１６０ｄに接触する第２シール部材１７２が当接している。ここでは、第２シール部材１７２としてＯリングが用いられている。その他の構成は前記実施形態と同様なため説明を省略する。

このような構成のキャップ部材１５１においても、前記実施形態と同様に、形成された雌ねじ部１６０ｆに雄ねじ部１７０ａを螺合させ、筒状部材１６２の軸方向外側の端面に側壁部１７０ｃの当接面１７０ｊが当接するまでキャップ部材１５１を締め込むことにより、キャップ部材１５１をハブシェル１４６にねじ込み固定できる。この場合、ハブカバー１５６をねじ筒部１６０ｅの外周面に装着してもよい。

（ｂ）前記実施形態では、側壁部７０ｃに内筒部７０ｅを設けたが、内筒部７０ｅを設けずに、側壁部７０ｃに第１シール部材を装着するようにしてもよい。

（ｃ）前記実施形態では、第２シール部材７２を装着して防水性をさらに向上させたが、第２シール部材を設けなくてもよい。第２シール部材を設けない場合、ねじ部を平行ねじに代えてシール性が向上する管用テーパねじにしてもよい。

（ｄ）前記実施形態では、ハブシェルとキャップ部材との装着部分にグリースなどの補助部材を用いることなく装着したが、たとえば、キャップ部材及び筒状部材をステンレス合金製にした場合に焼き付けを防止するためなど、必要に応じて、たとえばグリースなどの補助部材を用いてもよい。

（ｅ）キャップ部材５１の雌ねじ部７０ａ及び筒状部材６２の雌ねじ部６２ａを左ねじにしてもよい。この場合、駆動体４４が回転せずにハブシェル４６だけが回転しているフリー回転時に、第１シール部材７１のリップ７１ａと駆動体４４との摩擦により、キャップ部材５１がハブシェル（筒状部材６２）４６に対してハブ３０を右側から見て反時計回りに相対回転しようとしても、ねじが緩まなくなる。ただし、リップ７１ａによる摩擦を無視できる場合は、このように左ねじにする必要はない。

本発明の一実施形態が採用された自転車の側面図。 その内装変速ハブの断面図。 そのキャップ部材装着部分の内装変速ハブの断面部分図。 キャップ部材のキャップ本体の正面図。 図４のＶ−Ｖ線を含むキャップ部材の半截断面図。 他の実施形態の図３に相当する図。

符号の説明

３０ 内装変速ハブ
４２ ハブ軸
４４ 駆動体
４６ ハブシェル
４８ 変速機構
５１ キャップ部材
６２ 筒状部材
６２ａ 雄ねじ部
７０ キャップ本体
７０ａ 雌ねじ部
７０ｂ 外筒部
７０ｃ 側壁部
７０ｄ 開口部
７０ｅ 内筒部
７０ｆ 第１端部
７０ｇ 第２端部
７０ｈ 環状凹部
７１ 第１シール部材
７２ 第２シール部材

Claims (8)

1. 自転車用内装変速ハブのキャップ部材であって、
   前記内装変速ハブのハブシェルに螺合するねじ部を有する外筒部、及び中心に前記ハブシェルの内周側に配置される駆動体が貫通可能な開口部を有し、前記外筒部の軸方向外側の第１端部から径方向内方に延びる側壁部を有するキャップ本体と、
   前記キャップ本体の側壁部に配置され、前記駆動体に当接する第１シール部材と、
   を備えた自転車用内装変速ハブのキャップ部材。
2. 前記側壁部は、前記開口部に設けられた内筒部を有し、
   前記第１シール部材は、前記内筒部の内周面に装着されている、請求項１に記載の自転車用内装変速ハブのキャップ部材。
3. 前記第１シール部材は、前記内筒部の内周面に弾性的に係止されている、請求項２に記載の自転車用内装変速ハブのキャップ部材。
4. 前記外筒部の軸方向内側の第２端部に設けられ前記ハブシェルに当接する弾性体製の第２シール部材をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用内装変速ハブのキャップ部材。
5. 前記第２シール部材は、前記外筒部の前記第２端部に形成された環状凹部に固定され、先端が前記第１端部より軸方向内側に突出している、請求項４に記載の自転車用内装変速ハブのキャップ部材。
6. 前記キャップ本体は合成樹脂製である、請求項１から５のいずれか１項に記載の自転車用内装変速ハブのキャップ部材。
7. 自転車用内装変速ハブであって、
   前記自転車のフレームに固定可能なハブ軸と、
   前記ハブ軸に回転自在に装着された概ね筒状の駆動体と、
   前記ハブ軸の外周側に配置された概ね筒状のハブシェルと、
   複数の動力伝達経路を有し、前記複数の動力伝達経路のいずれかで前記駆動体の回転を前記ハブシェルに伝達する変速機構と、
   前記ハブシェルの少なくとも一端に着脱自在に装着可能な請求項１から６のいずれか１項に記載のキャップ部材と、
   を備えた自転車用内装変速ハブ。
8. 前記ハブシェルは、外周面に雄ねじ部を有し、
   前記ねじ部は、前記外筒部の内周面に形成され前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部である、請求項７に記載の自転車用内装変速ハブ。

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