JP2017110793A - ハブラチェット構造 - Google Patents

Abstract

【課題】自転車用ハブラチェットで合致連動がスムーズで且つ精度が大幅に増進され、更にハブラチェットの伝導効果が増加されたものを提供する。
【解決手段】ハブ座１０とフリーハブボディ座２０とを含み、ハブ座とフリーハブボディ座との間に連動リング３０と、受動リング４０と、駆動リング５０とが設けられる。受動リングは連動リングの中空部分に合わせて組み込まれ合致して連動される。受動リングの外壁の円周には噛み合い鋸歯４２が設けられ、駆動リングはフリーハブボディ座内に嵌め込まれて同時回転状態にされる。駆動リングはハブ座の端面に向かって戻り止め鋸歯５３が設けられ、戻り止め鋸歯によって受動リングの噛み合い鋸歯同士と互いに噛み合って連動される。戻り止め鋸歯の歯車のピッチが噛み合い鋸歯の歯車のピッチより長く、各戻り止め鋸歯間に等間隔の退避平面を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明はラチェットの構造に関し、特にハブラチェット構造に関する。

従来のハブラチェット構造は、図９、１０、１１に示されるように、自転車ハブのラチェット構造であり、ハブ座とフリーハブボディ座との間に設けられる。ストップリングと、駆動ユニットと、受動ユニットとを含み、ストップリングはハブ座内に固定される中空円環体であり、その中に錐型の斜錐内穴を設け、その内径縁には受け縁を設ける。駆動ユニットは上記ハブ座とフリーハブボディ座との間に設け、駆動座があり、その片端には第一スターラチェットが設けられ、上記ハブ座内に向けて軸方向に伸び、そして複数の第一鋸歯を円周に設ける。受動ユニットは上記斜錐内穴内に設けられ、また上記駆動ユニットと合わせられ、また上記斜錐内穴内で線形変位ができ、それに受動座があり、その外径縁は上記斜錐内穴と合わせられる錐面となり、また上記受け縁が一方向に受けられる受け部がある。上記受動座は上記駆動座の端面と相対する部分に第二スターラチェットが設けられ、その上にそれぞれ第一鋸歯と噛み合える複数の第二鋸歯を円周に設ける。
以上のように上述の従来構造に存在する欠点はわかりやすく、その主な原因は次である。上述の構造では、互いに噛み合う駆動ユニットと受動ユニットとの間はそれぞれ第一、第二スターラチェットとの間に歯車のピッチが存在する。歯数が同じの第一、第二鋸歯は正常の歯数の場合は確実に噛み合って連動状態が達成されるが、歯数の増加、歯車のピッチの縮小によって駆動ユニットが受動ユニットを連動して瞬間的に噛み合って回転する精度を上げる時は、歯数の増加によって第一、第二鋸歯の歯の深さを低下させ、次第に第一、第二鋸歯間の噛み合う深さに影響し、第一、第二スターラチェット間を確実に噛み合えない状態にされ、鋸歯同士が滑ったり、外れたりする状況になり、鋸歯の摩損を加速させ、噛み合い連動の使用寿命を低減させ、実に構造における欠点であり、実用性を伴わないものである。
従って、本発明者は長年に関連製品の製造開発・設計経験に基づき、鋭意設計・研究した後、実用性を満たす本発明を得た。

現在技術に存在する上述の欠点を解決するようハブラチェット構造を提供する。

ハブラチェット構造は、ハブ座とフリーハブボディ座とを含み、ハブ座とフリーハブボディ座との間に連動リングと、受動リングと、駆動リングとが設けられる。その中、上記連動リングは弾性ユニットと共にハブ座内に組み込まれ、中空には連動歯部が円環状に設けられ、上記受動リングは連動リングの中空部分に合わせて組み込まれ、また外環径には噛み合い歯部が設けられ連動リングの連動歯部と合致して連動される。受動リングの外壁の円周には噛み合い鋸歯が設けられ、上記駆動リングはフリーハブボディ座内に嵌め込ませて同時回転状態にされる。また駆動リングはハブ座の端面に向かって戻り止め鋸歯が設けられ、戻り止め鋸歯によって受動リングの噛み合い鋸歯同士と互いに噛み合って連動される。また上記戻り止め鋸歯の歯車のピッチが噛み合い鋸歯の歯車のピッチより長く、また各戻り止め鋸歯間に等間隔の退避平面を形成させることで、戻り止め鋸歯の歯数は噛み合い鋸歯の歯数より倍に少なくなり、戻り止め鋸歯の噛み合い効果が向上される。上述の構造によって、ハブラチェット構造が構成される。

従来技術と比較して、受動リングの噛み合い鋸歯の歯車のピッチは駆動リングの戻り止め鋸歯より短いため、噛み合い鋸歯の歯数は戻り止め鋸歯より倍多くなる。自転車がハブラチェットの合致連動の精度を上げたい場合は、受動リングの噛み合い鋸歯の歯数を増やし、戻り止め鋸歯は歯車のピッチが長く、退避平面が形成されているため歯の噛み合い深さが深められることで、戻り止め鋸歯と噛み合い鋸歯間の噛み合い連動の正確度を増進でき、滑ったり外れたりする状況が防げられる。これによって、噛み合い鋸歯の歯数の増加と、戻り止め鋸歯の歯車のピッチの拡大によって、確実的な噛み合い状態を提供できるため、ハブラチェット合致連動がスムーズになり、精度が大幅に増進され、ハブラチェットの伝導効果が増加される。

図１は、本発明に係るハブラチェット構造を示す立体図である。 図２は、本発明に係るハブラチェット構造を示す分解図である。 図３は、本発明に係るハブラチェット構造を示す組立断面図である。 図４は、本発明に係る受動リングと駆動リングの噛み合い連動を示す図である。 図５は、本発明に係る受動リングと駆動リングの噛み合い連動を示す局部拡大図である。 図６は、本発明に係る受動リングと駆動リングが外れた状態を示す図である。 図７は、本発明に係る受動リングと駆動リングが外れた状態を示す局部拡大図である。 図８は、本発明に係るもう一つ別の実施例を示す図である。 図９は、従来のハブラチェット構造を示す立体図である。 図１０は、従来のハブラチェット構造を示す分解図である。 図１１は、従来のハブラチェット構造を示す組立断面図である。

まず、図１、２に示すように、ハブラチェット構造は、ハブ座１０及びフリーハブボディ座２０を含む。ハブ座１０とフリーハブボディ座２０との間に連動リング３０と、受動リング４０と、駆動リング５０とが設けられる。その中で、上記連動リング３０は弾性ユニット３１と共にハブ座１０内に組み込まれ、中空部分には連動歯部３２が円環状に設けられ、上記受動リング４０は連動リング３０の中空部分に合わせて組み込まれ、また外環径には噛み合い歯部４１を設けて連動リング３０の連動歯部３２と合致して連動される。受動リング４０が連動リング３０に組み込んだ後は弾性ユニット３１によって押され、押し出し弾力を備える。受動リング４０の外壁の円周には噛み合い鋸歯４２を設け、上記駆動リング５０はフリーハブボディ座２０内に嵌め込ませて同時回転状態にされる。その中、フリーハブボディ座２０には非円形状の開口２１があり、上記駆動リング５０は非円柱状の嵌合座５１を設け、嵌合座５１を通してフリーハブボディ座２０内部に組み込まれて連動される。また駆動リング５０の嵌合座５１は、外側へ広がってストッパ部５２が設けられ、ストッパ部５２はフリーハブボディ座２０の開口２１に止まって位置止めされる。ストッパ部５２はハブ座１０の端面に向かって戻り止め鋸歯５３を設け、戻り止め鋸歯５３によって受動リング４０の噛み合い鋸歯４２同士と互いに噛み合って連動される。また上記戻り止め鋸歯５３の歯車のピッチが噛み合い鋸歯４２の歯車のピッチより長く、また各戻り止め鋸歯５３間は等間隔の退避平面５４を形成させることで、戻り止め鋸歯５３の歯数は噛み合い鋸歯４２の歯数より倍少なくなり、その中で、戻り止め鋸歯５３と噛み合い鋸歯４２間の歯数は５倍から１０倍の間がベストである。

次は図１−３に示すハブラチェット構造について説明する。上記ハブ座１０は中空部分に弾性ユニット３１と連動リング３０とを順番に組み込ませ、それからネジ方式で連動リング３０とハブ座１０とを締め付けて固定させると共に、弾性ユニット３１を連動リング３０とハブ座１０との間に制限させる。上記受動リング４０は噛み合い鋸歯４２を外向けに連動リング３０内に組み込ませ、外周縁の噛み合い歯部４１が連動リング３０の連動歯部３２と噛み合って連動状態に形成させる。また弾性ユニット３１に押されて内側に引っ込みまたは外側に押し出しの移動余地が生じ、上記駆動リング５０は嵌合座５１によってフリーハブボディ座２０の開口２１内に組み込ませることで、駆動リング５０はフリーハブボディ座２０と一緒に回転連動できる。また、ストッパ部５２によって開口端に当てて制限させることで、駆動リング５０とフリーハブボディ座２０とが一体に組み立てられる。さらに、フリーハブボディ座２０とハブ座１０とを組み立てて、駆動リング５０は弾性ユニット３１に押されて連動リング３０と密着させられ、また戻り止め鋸歯５３と受動リング４０との噛み合い鋸歯４２が互いに合致して噛み合う。上述構造によって、ハブラチェットの装着を完成させる。
ハブラチェット構造における実際の使用状況は、引き続き図３−５を参照されたい。上記ハブラチェットはフリーハブボディ座２０によって変速歯盤（未図示）の設置を提供するため、運転者がペダルを踏む時、曲柄によって歯盤を連動し、そしてフリーハブボディ座２０を帯同して回転したり戻り止めしたりする。この時、運転者がペダルを正回転に踏んで前へ進む際、フリーハブボディ座２０は同時に駆動リング５０を連動し、それから駆動リング５０の戻り止め鋸歯５３によって受動リング４０の噛み合い鋸歯４２と噛み合って連動するため、受動リング４０は連動リング３０を連動してハブ座１０が回転したり戻り止めたりするように果たし、自転車が前進する状態になる。

反対に、運転者がペダルを逆回転に踏む時の状態について、図６、７を参照されたい。戻り止め鋸歯５３の設計は噛み合い鋸歯４２を押し出して外れた状態にされ、また駆動リング５０が回転及び戻り止めする際に受動リング４０に推されて引っ込むことによって、フリーハブボディ座２０は回転時に作動させないため、ハブ座１０が空転状態にされる。また走行中にペダルを踏むのをやめた際、噛み合い鋸歯４２の設計は回転状態中に戻り止め鋸歯５３との噛み合い状態から脱し、ハブ座１０を空転状態にされ、ペダリングなしの走行状態になる。
上述の具体的な実施例の構造により、受動リング４０の噛み合い鋸歯４２の歯車のピッチが駆動リング５０の戻り止め鋸歯５３より短いため、噛み合い鋸歯４２の歯数は戻り止め鋸歯５３より倍に多くなる。自転車がハブラチェットの合致連動の精度を高めたい場合は、受動リング４０の噛み合い鋸歯４２の歯数を増やし、戻り止め鋸歯５３は歯車のピッチが長く、退避平面５４が形成されているため歯の噛み合い深さが深められることで、戻り止め鋸歯５３と噛み合い鋸歯４２間の噛み合い連動の正確度を増進でき、滑ったり外れたりする状況が防げられる。これにより、噛み合い鋸歯４２の歯数の増加、及び戻り止め鋸歯５３の歯車のピッチの増長によって、確実的な噛み合い状態を提供できるため、ハブラチェット合致連動がスムーズになり、精度が大幅に増進され、ハブラチェットの伝導効果が増加される。

また、ハブラチェット構造におけるもう一つの実施例は図８を参照されたい。上記受動リング４０の噛み合い鋸歯４２と駆動リング５０の戻り止め鋸歯５３の間の組み合わせは互いに置き換えることができる。上記噛み合い鋸歯４２の歯車のピッチは戻り止め鋸歯５３の歯車のピッチより長く、また各噛み合い鋸歯４２の間に等間隔の退避平面４３が形成されることで、噛み合い鋸歯４２の歯数は戻り止め鋸歯５３の歯数より倍に少なくなり、噛み合い鋸歯４２の噛み合い効果が向上される。
以上は、本発明に係る実施例の一部に過ぎないため、本発明の実施範囲を制限するものではない。即ち、本発明の特許請求の範囲内で行われる変化、修飾なども本発明の範囲に属すべきである。

１０ ハブ座
２０ フリーハブボディ座
２１ 開口
３０ 連動リング
３１ 弾性ユニット
３２ 連動歯部
４０ 受動リング
４１ 噛み合い歯部
４２ 噛み合い鋸歯
４３ 退避平面
５０ 駆動リング
５１ 嵌合座
５２ ストッパ部
５３ 戻り止め鋸歯
５４ 退避平面
６０ ハブ座
６１ フリーハブボディ座
７０ ストップリング
７１ 斜錐内穴
７２ 受け縁
８０ 駆動ユニット
８１ 駆動座
８２ 第一スターラチェット
８２１ 第一鋸歯
９０ 受動ユニット
９１ 受動座
９２ 円錐面
９３ 受け部
９４ 第二スターラチェット
９４１ 第二鋸歯

Claims (6)

1. ハブ座とフリーハブボディ座とを含むハブラチェット構造であって、
   上記ハブ座と上記フリーハブボディ座との間には、連動リングと、受動リングと、駆動リングとが設けられ、
   上記連動リングは、弾性ユニットと共に上記ハブ座内に組み込まれ、中空部分には連動歯部が円環状に設けられ、
   上記受動リングは、上記連動リングの上記中空部分に合わせて組み込まれ、かつ外環径に設けられる噛み合い歯部は上記連動リングの上記連動歯部と合致して連動され、上記受動リングの外壁の円周には噛み合い鋸歯が設けられ、
   上記駆動リングは、上記フリーハブボディ座内に嵌め込ませて同時回転状態になっており、かつ上記駆動リングにはハブ座の端面に向かって戻り止め鋸歯が設けられ、上記戻り止め鋸歯によって上記受動リングの上記噛み合い鋸歯同士と互いに噛み合って連動され、上記戻り止め鋸歯の歯車のピッチが噛み合い鋸歯の歯車のピッチより長く、かつ各戻り止め鋸歯間は等間隔の退避平面が形成されており、上記戻り止め鋸歯の歯数は上記噛み合い鋸歯の歯数より倍に少なくなるため、上記戻り止め鋸歯の噛み合い効果が向上されることを特徴とするハブラチェット構造。
2. 上記受動リングの上記噛み合い鋸歯と上記駆動リングの上記戻り止め鋸歯との間の組み合わせは互いに置き換えることができ、その場合は、上記噛み合い鋸歯の歯車のピッチは上記戻り止め鋸歯の歯車のピッチより長く、また各噛み合い鋸歯の間に等間隔の退避平面が形成されることで、上記噛み合い鋸歯の歯数は上記戻り止め鋸歯の歯数より数倍で少なく、上記噛み合い鋸歯の噛み合い効果が向上されることを特徴とする請求項１のハブラチェット構造。
3. 上記受動リングは上記連動リングに組み込まれた後に上記弾性ユニットによってさらに押され、それによって内縮間隔が形成されることを特徴とする請求項１または２のハブラチェット構造。
4. 上記フリーハブボディ座には非円形状の開口があり、上記駆動リングには非円柱状の嵌合座が設けられ、上記嵌合座を通して上記フリーハブボディ座内部に組み込まれて同時回転状態が形成されることを特徴とする請求項１または２のハブラチェット構造。
5. 上記駆動リングの上記嵌合座の外側にはストッパ部が広がって設けられ、上記ストッパ部は上記フリーハブボディ座の開口で位置止めされ、上記ストッパ部は上記ハブ座の端面に向かって戻り止め鋸歯が設けられることを特徴とする請求項４のハブラチェット構造。
6. 上記戻り止め鋸歯と上記噛み合い鋸歯間の歯数の比は、５倍〜１０倍の範囲内であることを特徴とする請求項１または２のハブラチェット構造。