JP2018532645A - トルクをスプロケットからホイールハブに伝達するための変速機要素 - Google Patents

Abstract

トルクを、各スプロケット５からなるスプロケットセット３からホイールアクスル７上に軸受け支持された自転車の後部ホイールハブ９に伝達するための変速機要素１（ドライバ）は、スプロケット５に連結するための第１のインターフェース１３を備える。この第１のインターフェースは、スプロケットまたはカセットをドライバに軸方向および／または径方向および／または接線方向において固定するように配置される。ドライバ１は、スプロケット５に連結するための第２のインターフェース１５を更に備える。第２のインターフェースは、スプロケットをドライバに軸方向および／または径方向および／または接線方向において固定するように配置される。第２のインターフェース１５は更に、第１のインターフェース１３よりも大きな直径で存在する。

Description

本発明は、トルクを、スプロケットセット（カセット）の一部を構成するスプロケットから自転車の後部ホイールのホイールアクスル上に軸受け支持されたホイールハブに伝達するための変速機要素（ドライバ）に関し、この変速機要素（ドライバ）は、ホイールハブに連結するための第１のアダプタとスプロケットに連結するための第１のインターフェースとを備え、第１のインターフェースは、スプロケットまたはカセットをドライバに軸方向および／または径方向および／または接線方向において固定するように配置されるか、または、第１のインターフェースは、スプロケットまたはスプロケットセットが変速機要素上に軸方向および／または径方向および／または接線方向において支持されるように配置される。アダプタは、ホイールハブ内またはホイールハブ上に存在する連結部分と連携して、これらの２つの部分の間の連結部を構成し、インターフェースは、スプロケット内またはスプロケット上に存在する連結部分と連携して、これらの２つの部分の間の連結部を構成する。スプロケットセット（カセット）においては、各スプロケットを互いに取り付けるか、またはスプロケットキャリアを介して互いに接続してもよい。自転車はまた、変速機要素上に存在する各スプロケットからなる種々のサブセットを備えてもよい。

このタイプの変速機要素（ドライバ）は一般的に知られている。

本発明の目的は、冒頭の段落において定義したタイプの変速機要素（ドライバ）を提供することであり、この変速機要素には各スプロケットがより望ましい様式で取り付けられてもよい。この目的のために、本発明に係るドライバは、ドライバが、スプロケットに連結するための第２のインターフェースを更に備え、第２のインターフェースは、スプロケットをドライバに軸方向および／または径方向および／または接線方向において固定するように配置され、そして、第２のインターフェースからホイールアクスルの軸線までの距離が、第１のインターフェースからホイールアクスルの軸線までの距離よりも大きいことから理解されるべきであるが、第２のインターフェースが、第１のインターフェースよりも大きな直径で存在することを特徴とする。

本発明によるドライバの一実施形態は、ドライバが、スプロケット（またはスプロケットセット）に連結するための第３のインターフェースを更に備え、この第３のインターフェースは、スプロケットをドライバに軸方向および／または径方向および／または接線方向において固定するように配置され、第３のインターフェースが、第２のインターフェースよりも大きな直径で存在することを特徴とする。

本発明によるドライバの更なる実施形態は、第１および／または第２のインターフェースがスプロケットを軸方向において固定／支持することができることを特徴とする。

本発明によるドライバの更に別の実施形態は、第２のインターフェースのみがスプロケットを軸方向において固定／支持することができることを特徴とする。

好ましくは、第２のインターフェースの直径は、第１のインターフェースの直径より少なくとも５ｍｍ大きい。

また、第２または第３のインターフェースの直径は、第１のインターフェースの直径より好ましくは１０ｍｍ大きい。

本発明によるドライバのまた更に別の実施形態は、第１および第２のインターフェースが、種々のスプロケットからなる第１のサブセットをドライバに固定し、第２および第３のインターフェースが、種々のスプロケットからなる第２のサブセットをドライバに固定することを特徴とする。

好ましくは、ドライバは、ロックナットと協働するための雌ねじを備える。

また、好ましくは、ドライバは、アダプタとインターフェースまたは各インターフェースとの間に存在する変速機を含む。好ましくは、この変速機は、少なくとも３つの回転部材からなる遊星歯車セットによって構成され、これら３つの回転部材のうち、第１の回転部材がインターフェースまたは各インターフェースに接続され、第２の回転部材がアダプタに接続され、第３の回転部材がホイールアクスルに連結可能である。

本発明はまた、本発明によるドライバに適用されるスプロケットセット（スプロケットキャリア／カセット）に関連する。このカセットに関し、本発明は、カセットが、ドライバの第１および第２のインターフェースにそれぞれ連結される第１および第２の更なるインターフェースを備えることを特徴とする。

本発明によるカセットの一実施形態は、２つの更なるインターフェースが、それぞれ異なる直径でカセット内に存在することを特徴とする。

本発明によるカセットの更なる実施形態は、カセットが、第１および／または第２のインターフェースおよびそれらと協働する第１および／または第２の更なるインターフェースによって、軸方向においてドライバに対して閉塞されていることを特徴とする。

本発明によるカセットの更に別の実施形態は、カセットが、第２のインターフェースおよびそれと協働する第２の更なるインターフェースによって、ドライバに対して軸方向に閉塞され、ロックナットが軸方向の圧力を与えることを特徴とする。

本発明によるカセットのまた更に別の実施形態は、カセットが、カセットをドライバ上に軸方向および／または径方向および／または接線方向において位置付ける第３の更なるインターフェースを備えることを特徴とする。

本発明によるカセットの更なる実施形態は、３つの更なるインターフェースが、それぞれ異なる直径でカセット内に存在することを特徴とする。

好ましくは、第２の更なるインターフェースの直径は、第１の更なるインターフェースの直径より少なくとも５ｍｍ大きい。

また、第２または第３の更なるインターフェースの直径は、第１の更なるインターフェースの直径より好ましくは１０ｍｍ大きい。

本発明によるカセットのより更なる実施形態は、カセットが、各スプロケットからなる少なくとも２つのサブセットからなり、これら少なくとも２つのサブセットが、ドライバに装着された後、互いに接続されることを特徴とする。

以下に、本発明によるドライバおよびスプロケットセット（カセット）の実施形態の各例に基づき、本発明をより詳細に説明する。これら各例は以下の図面に示されている。

公知のドライバを示す後部ホイール構造の概略図を示す。

本発明によるドライバの一実施形態による後部ホイール構造の概略図を示す。

図２に示す後部ホイールアクスル構造のドライバの断面図を示す。

スプロケットセットを備えたドライバの斜視図を示す。

スプロケットセットを備えたドライバの断面図を示す。

スプロケットセットの断面図を示す。

各スプロケットからなる２つのサブセットを備えたドライバの断面図を示す。

各スプロケットからなる２つのサブセットの斜視図を示す。

図面の詳細な説明

図１は、公知のドライバ１’を示す後部ホイール構造の概略図である。ドライバ１’は、トルクを、スプロケットセット３’の一部を構成するスプロケット５から自転車の後部ホイールのホイールアクスル７上に軸受け支持されたホイールハブ９に伝達する。公知のドライバ１’は、ホイールハブに連結するためのアダプタ１１と、スプロケットセット３’に連結するための第１のインターフェース１３’および第２のインターフェース１５’とを備える。各インターフェースは、スプロケットセット（カセット）をドライバに軸方向および／または径方向および／または接線方向において固定するように配置される。ピン２５は、ホイールアクスルに挿通され、このピンは２つの軸方向タブ２７とともに、ホイールアクスル７を自転車フレームのドロップアウト２３内にロックする。ロックナット２１は、ドライバ１’内の雌ねじにねじ込まれて、第２のインターフェース１５’とロックナット間において軸方向にスプロケットセット３’をロックする。

本発明は、ドライバ（スリーブによって構成される）およびカセットに集約された種々のスプロケットに関連する。スリーブ（変速機ハウジング）は、各スプロケットのインテークを提供する少なくとも３つのインターフェースを含む。しかも、ドライバにはねじ山が付けられており、ロックナットが存在し、このロックナットによって全てのスプロケットを固定結合することができる。

３つのインターフェースは全てドライバとは異なる直径で存在し、そのうち、第１のインターフェースが最小の直径で存在し、第３のインターフェースが最大の直径で存在する。第２のインターフェースは、直径について、第１のインターフェースと第３のインターフェースとの間の値で存在する。

第２のインターフェースは、軸方向タブを備え、この軸方向タブにおいて、各スプロケットに、ロックナットによって予め張力を付与することができる。本発明による付加的な軸方向の第２のインターフェースの利点は、ロックナットと軸方向タブとの間の動力ループが、軸方向タブが第３のインターフェースにおいて用いられた場合よりも短いことである。より小型の各スプロケットに対して動力ループがより短い結果として、このロッキングはより一層剛性に優れ、より確定されたものとなっている。

仮に、軸方向タブが第１のインターフェースにおいて用いられた場合、１つのロックナットによって、２つ以上の部分からなるカセットに張力を付与することは不可能であろう（または、ほとんど不可能であろう）。

好ましい実施形態において、変速機（歯車システム）は、カセットの下に存在する。カセットは少なくとも単一のスプロケットからなるが、好ましくは種々のスプロケットの組み合わせからなる。

図２以降の図面は、本発明によるドライバ１の一実施形態を示す。ドライバ１は、スプロケット５に連結するための第２のインターフェース１５を含む。この第２のインターフェースは、スプロケットをドライバに軸方向および／または径方向および／または接線方向において固定するように配置される。第２のインターフェース１５は更に、第１のインターフェース１３よりも大きな直径で存在する。

ドライバは、スプロケット５に連結するための第３のインターフェース１７を更に含み、この第３のインターフェースは、スプロケットをドライバ１に軸方向および／または径方向および／または接線方向において固定するように配置され、第３のインターフェースは第２のインターフェース１５よりも大きな直径で存在する。第２のインターフェース１５は、スプロケット５を軸方向において固定／支持する。

第２のインターフェース１５の直径は、第１のインターフェース１３の直径より少なくとも５ｍｍ大きく、第２のインターフェース１５または第３のインターフェース１７の直径は、第１のインターフェース１３の直径より少なくとも１０ｍｍ大きい。

第１のインターフェース１３および第２のインターフェース１５は、種々のスプロケットからなる第１のサブセット（Ａ）をドライバ１に固定し、第２のインターフェース１５および第３のインターフェース１７は、種々のスプロケットからなる第２のサブセット（Ｂ）をドライバに固定する。

ドライバ１は、ロックナット２１と協働するための雌ねじ１９を有する。ドライバ１は、アダプタ１１とインターフェースまたは各インターフェース１３、１５、および１７との間に設置された変速機２９を含む。

変速機２９は、少なくとも３つの回転部材からなる遊星歯車セットによって構成され、これら３つの回転部材のうち、第１の回転部材３１がインターフェスまたは各インターフェース１３、１５、および１７に接続され、第２の回転部材３３がアダプタに接続され、第３の回転部材３５がホイールアクスル７に連結可能である。

カセット３は、それぞれドライバの第１のインターフェース１３および第２のインターフェース１５に連結された第１の更なるインターフェイス３７および第２の更なるインターフェース３９を含み、これら２つの更なるインターフェース３７および３９は、それぞれ異なる直径でカセット３内に存在する。軸方向において、カセット３は、第１のインターフェース１３および／または第２のインターフェース１５およびそれらと協働する第１の更なるインターフェース３７および／または第２の更なるインターフェース３９によって、ドライバ１に対して閉塞されている。

軸方向において、カセットは、第２のインターフェースおよびそれと協働する第２の更なるインターフェースによって、ドライバに対して閉塞され、ロックナットが軸方向の圧力を与える。カセット３は、カセットをドライバ１上に軸方向および／または径方向および／または接線方向において位置付ける第３の更なるインターフェース４１を含む。３つの更なるインターフェース３７、３９、および４１は、それぞれ異なる直径でカセット３内に存在する。

第２の更なるインターフェース３９の直径は、第１の更なるインターフェース３７の直径より少なくとも５ｍｍ大きい。第２の更なるインターフェース３９または第３の更なるインターフェース４１の直径は、第１の更なるインターフェース３７の直径より少なくとも１０ｍｍ大きい。

カセットは、各スプロケット５からなる少なくとも２つのサブセット（Ａ、Ｂ）を含み、各スプロケット５からなる少なくとも２つのサブセット（Ａ、Ｂ）は、ドライバ１に装着された後、互いに接続される。

図４は、ドライバおよびカセット（ロード、ワンピース、スチール）を等角図で示す。理解し易くするために、ワンピースカセットは、ドライバとの接続部上の具体的な詳細が明らかになるように切り取られている。

以下の表は全インターフェース方向の一覧である。図４の挿入図において示された各方向の説明を参照されたい。
（１）複合カセットの変形例については径方向のアラインメントが必要。これは、単一ピ ース（ロード）カセットについては必要ない。これを行った場合、過剰な制約とな るであろう。

図５ 先の表および各図面において示したインターフェースの概説に基づき、図５に示されたカセットのドライバへの取り付けは以下の通り説明することができる。
・カセット（ワンピース体）は、インターフェース＃１およびインターフェース＃３において径方向に支持されている。
・複合カセットは、インターフェース＃１、インターフェース＃２、およびインターフェース＃３において径方向に支持されている。
・インターフェース＃１およびインターフェース＃３において、ワンピースおよび複合カセットは、トルクをドライバに伝達する。
・最小スプロケットは、インターフェース＃１において、径方向に支持され、トルクをドライバに伝達する。最小スプロケットは、典型的には、ワンピースカセット体の一部ではなく、別個の部分として作成された１１ｔスプロケットである。
・最小で別個のスプロケットは、ドライバの各雌ねじにねじこまれたロックリングによって、カセット（Ａ／Ｂ）の本体に対して軸方向に押し込まれることになる。
・カセット本体（Ａ／Ｂ）は、前述の別個のスプロケットを介して、インターフェース＃２における軸方向の各面に軸方向に押し込まれる。

図６は、ワンピースアセンブリとして作成されたロードカセットを示す。最小コグは、分離され得るが、その内径上において同じスプライン断面形状を有しなければならない。

図７および図８に示されたカセットのデザインは、複合構造の１つの提案である。この複合構造の目的は、より軽量のカセットを制作することである。

部分（Ａ）は、スチールで作られている（分離または一体化された最小スプロケットを含む）。より大型のスプロケットにかかるチェーン力が一般に低めであることから、部分（Ｂ）は、スチールよりも強度が低く軽量な、チタンなどの材料で作ることができる。

この提案されたデザインは、第１の部分（Ｂ）をドライバに装着し、該当する場合には、その後、部分（Ａ）および分離された最小スプロケット（Ａ’）をドライバに装着して作成される。部分（Ｂ）は、軸方向においてカセット全体を効果的に位置付ける各軸方向タブを有することになる。

部分（Ａ）と部分（Ｂ）との間の適正な回転アラインメント（タイミング）を維持するように規定を設ける必要があるが、このアラインメントを通じたトルク伝達は必要ない。

本発明を各図面に基づいて上記で説明してきたが、本発明がこれら図面に示された各実施形態に決して限定されるものではないことに注意すべきである。本発明は、請求項によって規定される範囲内で、各図面に示された実施形態から逸脱する全ての実施形態にも適用される。

Claims (19)

1. トルクを、スプロケットセット（カセット）（３）の一部を構成するスプロケット（５）から自転車の後部ホイールのホイールアクスル（７）上に軸受け支持されたホイールハブ（９）に伝達するための変速機要素（ドライバ）（１）であって、当該ドライバは、前記ホイールハブに連結するための第１のアダプタ（１１）と前記スプロケット（５）に連結するための第１のインターフェース（１３）とを備え、前記第１のインターフェースは、前記スプロケットまたは前記カセットを前記ドライバに軸方向および／または径方向および／または接線方向において固定するように配置され、
   前記ドライバ（１）は、前記スプロケット（５）に連結するための第２のインターフェース（１５）を更に備え、前記第２のインターフェースは、前記スプロケットを前記ドライバに前記軸方向および／または前記径方向および／または前記接線方向において固定するように配置され、前記第２のインターフェース（１５）が前記第１のインターフェース（１３）よりも大きな直径で存在することを特徴とするドライバ。
2. 前記ドライバが、前記スプロケット（５）に連結するための第３のインターフェース（１７）を更に備え、当該第３のインターフェースは、前記スプロケットを前記ドライバ（１）に前記軸方向および／または前記径方向および／または前記接線方向において固定するように配置され、前記第３のインターフェースが前記第２のインターフェース（１５）よりも大きな直径で存在することを特徴とする、請求項１に記載のドライバ。
3. 前記第１および／または前記第２のインターフェース（１３、１５）が、前記スプロケット（５）を前記軸方向において固定可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載のドライバ。
4. 前記第２のインターフェース（１５）のみが、前記スプロケット（５）を前記軸方向において固定可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載のドライバ。
5. 前記第２のインターフェース（１５）の直径は、前記第１のインターフェース（１３）の直径より少なくとも５ｍｍ大きいことを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載のドライバ。
6. 前記第２または前記第３のインターフェース（１５、１７）の直径は、前記第１のインターフェース（１３）の直径より少なくとも１０ｍｍ大きいことを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載のドライバ。
7. 前記第１および前記第２のインターフェース（１３、１５）が、種々のスプロケットからなる第１のサブセット（Ａ）を前記ドライバ（１）に固定し、前記第２および前記第３のインターフェース（１５、１７）が、種々のスプロケットからなる第２のサブセット（Ｂ）を前記ドライバに固定することを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載のドライバ。
8. 前記ドライバ（１）が、ロックナット（２１）と協働するための雌ねじ（１９）を備えることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載のドライバ。
9. 前記ドライバ（１）が、前記アダプタ（１１）と前記インターフェースまたは前記各インターフェース（１３、１５、１７）との間に存在する変速機（２９）を含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載のドライバ。
10. 前記変速機（２９）が、少なくとも３つの回転部材からなる遊星歯車セットによって構成され、これら３つの回転部材のうち、第１の回転部材（３１）が前記インターフェースまたは前記各インターフェース（１３、１５、１７）に接続され、第２の回転部材（３３）が前記アダプタに接続され、第３の回転部材（３５）が前記ホイールアクスル（７）に連結可能であることを特徴とする、請求項９に記載のドライバ。
11. 先行する請求項のいずれか１項に記載のドライバ（１）に適用される、各スプロケット（５）からなるスプロケットセット（３）（カセット）であって、前記カセット（３）が、前記ドライバの前記第１および前記第２のインターフェース（１３、１５）にそれぞれ連結される第１および第２の更なるインターフェース（３７、３９）を備えることを特徴とするカセット。
12. 前記２つの更なるインターフェース（３７、３９）が、それぞれ異なる直径で前記カセット（３）内に存在することを特徴とする、請求項１１に記載のカセット。
13. 前記カセット（３）が、前記第１および／または前記第２のインターフェース（１３、１５）およびそれらと協働する前記第１および／または前記第２の更なるインターフェース（３７、３９）によって、前記軸方向において前記ドライバ（１）に対して閉塞されていることを特徴とする、請求項１１または１２に記載のカセット。
14. 前記カセットが、前記第２のインターフェースおよびそれと協働する前記第２の更なるインターフェースによって、前記軸方向において前記ドライバに対して閉塞され、前記ロックナットが軸方向の圧力を与えることを特徴とする、請求項１１、１２または１３に記載のカセット。
15. 前記カセット（３）が、前記カセットを前記ドライバ（１）上に前記軸方向および／または前記径方向および／または前記接線方向において位置付ける第３の更なるインターフェース（４１）を備えることを特徴とする、請求項１１、１２、１３または１４に記載のカセット。
16. 前記３つの更なるインターフェース（３７、３９、４１）が、それぞれ異なる直径で前記カセット（３）内に存在することを特徴とする、請求項１５に記載のカセット。
17. 前記第２の更なるインターフェース（３９）の直径は、前記第１の更なるインターフェース（３７）の直径より少なくとも５ｍｍ大きいことを特徴とする、先行する請求項１１から１６のいずれか１項に記載のカセット。
18. 前記第２または前記第３の更なるインターフェース（３９、４１）の直径は、前記第１の更なるインターフェース（３７）の直径より少なくとも１０ｍｍ大きいことを特徴とする、先行する請求項１１から１７のいずれか１項に記載のカセット。
19. 前記カセットが、各スプロケット（５）からなる少なくとも２つのサブセット（Ａ、Ｂ）を含み、前記少なくとも２つのサブセット（Ａ、Ｂ）が、前記ドライバ（１）に装着された後、互いに接続されることを特徴とする、先行する請求項１０から１８のいずれか１項に記載のカセット。