JP3428585B2 - 自転車の内装変速ハブ - Google Patents
自転車の内装変速ハブInfo
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- JP3428585B2 JP3428585B2 JP2001000032A JP2001000032A JP3428585B2 JP 3428585 B2 JP3428585 B2 JP 3428585B2 JP 2001000032 A JP2001000032 A JP 2001000032A JP 2001000032 A JP2001000032 A JP 2001000032A JP 3428585 B2 JP3428585 B2 JP 3428585B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sun gear
- stop member
- hub
- gear
- stop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
- B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
- B62M11/14—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
- B62M11/16—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the ground-wheel hub
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自転車変速機に関
し、特に、遊星ギア機構を用いた内装変速ハブに関す
る。
し、特に、遊星ギア機構を用いた内装変速ハブに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】典型的な自転車の内装変速ハブは、ハブ
軸と、ハブ軸に対し回転自在に支持される駆動体と、ハ
ブ軸に対し回転自在に支持される出力部材とを備えてい
る。駆動体は、通常、ペダルクランクに接続されたチェ
ーンからの駆動力を受けるようスプロケットに装着され
ており、出力部材は、通常、ホイールリムに接続される
ことでホイールスポークに接続されるハブシェルであ
る。遊星ギア機構は、通常、駆動体とハブシェルとの間
に配置されており、変速機の駆動比を変える複数の伝達
経路を経由して駆動体からハブシェルに回転力を伝達す
る。例えば、３段変速ハブでは、遊星ギア機構は、ハブ
軸に対し回転自在に支持された第１サンギア及び第２サ
ンギアと、ハブ軸に対し回転自在に支持され第１及び第
２サンギアと係合する中間ギアユニットと、中間ギアユ
ニットに係合するリングギアと有している。
軸と、ハブ軸に対し回転自在に支持される駆動体と、ハ
ブ軸に対し回転自在に支持される出力部材とを備えてい
る。駆動体は、通常、ペダルクランクに接続されたチェ
ーンからの駆動力を受けるようスプロケットに装着され
ており、出力部材は、通常、ホイールリムに接続される
ことでホイールスポークに接続されるハブシェルであ
る。遊星ギア機構は、通常、駆動体とハブシェルとの間
に配置されており、変速機の駆動比を変える複数の伝達
経路を経由して駆動体からハブシェルに回転力を伝達す
る。例えば、３段変速ハブでは、遊星ギア機構は、ハブ
軸に対し回転自在に支持された第１サンギア及び第２サ
ンギアと、ハブ軸に対し回転自在に支持され第１及び第
２サンギアと係合する中間ギアユニットと、中間ギアユ
ニットに係合するリングギアと有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】遊星ギア機構において
ギア比が変わると、通常、ハブ軸に対する第１及び第２
サンギアの回転が選択的に停止する。このため、通常、
第１サンギアは第１サンギアとハブ軸との間に介在する
連結部材によりハブ軸に連結されることとなり、また、
第２サンギアは第２サンギアとハブ軸との間に介在する
他の連結部材によりハブ軸に連結されることとなる。両
方の作用を実行するために、時々、１つの連結部材が用
いられる。この連結部材は、通常、ハブ軸に沿ってスラ
イドする細長い部材の形態を採り、まず第１サンギアの
第１ストッパーとハブ軸の第１ストッパーとに係合し、
次いで第２サンギアの第２ストッパーとハブ軸の第２ス
トッパーとに係合するよう連結部材はハブ軸に沿ってス
ライドする。細長い部材の幅が第１サンギアの第１スト
ッパーと第２サンギアの第２ストッパーとの間の距離よ
り短い場合、細長い部材は、第１及び第２サンギアの両
方から係合解除し、これにより、駆動体とハブシェルと
の間の駆動力伝達経路が遮断され、ハブシェルが惰性で
回転してしまう。
ギア比が変わると、通常、ハブ軸に対する第１及び第２
サンギアの回転が選択的に停止する。このため、通常、
第１サンギアは第１サンギアとハブ軸との間に介在する
連結部材によりハブ軸に連結されることとなり、また、
第２サンギアは第２サンギアとハブ軸との間に介在する
他の連結部材によりハブ軸に連結されることとなる。両
方の作用を実行するために、時々、１つの連結部材が用
いられる。この連結部材は、通常、ハブ軸に沿ってスラ
イドする細長い部材の形態を採り、まず第１サンギアの
第１ストッパーとハブ軸の第１ストッパーとに係合し、
次いで第２サンギアの第２ストッパーとハブ軸の第２ス
トッパーとに係合するよう連結部材はハブ軸に沿ってス
ライドする。細長い部材の幅が第１サンギアの第１スト
ッパーと第２サンギアの第２ストッパーとの間の距離よ
り短い場合、細長い部材は、第１及び第２サンギアの両
方から係合解除し、これにより、駆動体とハブシェルと
の間の駆動力伝達経路が遮断され、ハブシェルが惰性で
回転してしまう。
【０００４】本発明の目的は、変速機構が時間を要さず
に変速され、これにより駆動体が空転するのを抑えるこ
とにある。
に変速され、これにより駆動体が空転するのを抑えるこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、自転車の内装
変速ハブに向けられており、サンギアに選択的に係合す
る連結部材は、１つのギアから他のギアに変速された場
合にハブが惰性で回転するのを抑える。本発明の一実施
形態では、自転車の内装変速ハブは、自転車フレームに
変速機を保持するための、軸芯を有するハブ軸と、ハブ
軸に対し回転自在に保持される駆動体と、ハブ軸に対し
回転自在に支持される出力部材と、遊星ギア機構とを備
えている。遊星ギア機構は、ハブ軸に対し回転自在に支
持され、軸芯方向に移動可能なサンギアと、ハブ軸に対
し回転自在に支持された遊星ギアキャリアと、遊星ギア
キャリアに回転自在に支持され、サンギアに係合する遊
星ギアと、遊星ギアと係合するリングギアとを含んでい
る。サンギアは、ハブ軸に回転不能に連結される第１位
置とハブ軸から係合解除される第２位置との間で軸芯方
向に移動する。第１停止部材及び第２停止部材は、互い
に第１幅だけ離れてハブ軸に配置され、補助停止部材は
サンギアに配置されている。サンギア及び補助停止部材
の少なくとも一方は、ハブ軸から第２位置に向けてサン
ギアを押す表面を有している。
変速ハブに向けられており、サンギアに選択的に係合す
る連結部材は、１つのギアから他のギアに変速された場
合にハブが惰性で回転するのを抑える。本発明の一実施
形態では、自転車の内装変速ハブは、自転車フレームに
変速機を保持するための、軸芯を有するハブ軸と、ハブ
軸に対し回転自在に保持される駆動体と、ハブ軸に対し
回転自在に支持される出力部材と、遊星ギア機構とを備
えている。遊星ギア機構は、ハブ軸に対し回転自在に支
持され、軸芯方向に移動可能なサンギアと、ハブ軸に対
し回転自在に支持された遊星ギアキャリアと、遊星ギア
キャリアに回転自在に支持され、サンギアに係合する遊
星ギアと、遊星ギアと係合するリングギアとを含んでい
る。サンギアは、ハブ軸に回転不能に連結される第１位
置とハブ軸から係合解除される第２位置との間で軸芯方
向に移動する。第１停止部材及び第２停止部材は、互い
に第１幅だけ離れてハブ軸に配置され、補助停止部材は
サンギアに配置されている。サンギア及び補助停止部材
の少なくとも一方は、ハブ軸から第２位置に向けてサン
ギアを押す表面を有している。
【０００６】本発明の他の実施形態では、自転車の内装
変速ハブは、自転車フレームに変速機を保持するため
の、軸芯を有するハブ軸と、ハブ軸に対し回転自在に支
持される駆動体と、ハブ軸に対し回転自在に支持される
出力部材と、駆動体と出力部材との間に配置された遊星
ギア機構とを含んでいる。遊星ギア機構は、ハブ軸に対
し回転自在に支持された第１サンギアと、ハブ軸に対し
回転自在に支持された第２サンギアと、ハブ軸に対し回
転自在に支持され、第１サンギア及び第２サンギアに係
合する中間ギアユニットと、中間ギアユニットと係合す
るリングギアとを有している。
変速ハブは、自転車フレームに変速機を保持するため
の、軸芯を有するハブ軸と、ハブ軸に対し回転自在に支
持される駆動体と、ハブ軸に対し回転自在に支持される
出力部材と、駆動体と出力部材との間に配置された遊星
ギア機構とを含んでいる。遊星ギア機構は、ハブ軸に対
し回転自在に支持された第１サンギアと、ハブ軸に対し
回転自在に支持された第２サンギアと、ハブ軸に対し回
転自在に支持され、第１サンギア及び第２サンギアに係
合する中間ギアユニットと、中間ギアユニットと係合す
るリングギアとを有している。
【０００７】この実施形態では、ハブ軸に対し第１サン
ギア及び第２サンギアの少なくとも一方に選択的に回転
不能に連結されるために、サンギア停止機構が設けられ
ている。サンギア停止機構は、互いに第１幅だけ離れた
第１停止部材及び第２停止部材を有しており、第１停止
部材及び第２停止部材は、ハブ軸に連結されている。サ
ンギア停止機構はまた、第１サンギア及び第２サンギア
に連結された補助停止ユニットを有している。補助停止
ユニットは、第１停止部材及び第２停止部材の少なくと
も一方に選択的に係合するよう第１停止部材と第２停止
部材との間を移動するとともに、第１停止部材及び第２
停止部材の少なくとも一方に係合し、その一部は第１幅
より大きい第２幅を有している。
ギア及び第２サンギアの少なくとも一方に選択的に回転
不能に連結されるために、サンギア停止機構が設けられ
ている。サンギア停止機構は、互いに第１幅だけ離れた
第１停止部材及び第２停止部材を有しており、第１停止
部材及び第２停止部材は、ハブ軸に連結されている。サ
ンギア停止機構はまた、第１サンギア及び第２サンギア
に連結された補助停止ユニットを有している。補助停止
ユニットは、第１停止部材及び第２停止部材の少なくと
も一方に選択的に係合するよう第１停止部材と第２停止
部材との間を移動するとともに、第１停止部材及び第２
停止部材の少なくとも一方に係合し、その一部は第１幅
より大きい第２幅を有している。
【０００８】さらに他の実施形態では、第１停止部材及
び第２停止部材はハブ軸に連結されるとともに、補助停
止ユニットは、第１サンギアとハブ軸との間に配置され
た第１補助部材と、第２サンギアとハブ軸との間に配置
された第２補助停止部材とを有しており、軸芯方向に移
動する。切換動作を確実にするために、第１停止部材、
第２停止部材及び補助停止部材の少なくとも１つは、補
助停止ユニットを選択的に係合された第１停止部材また
は第２停止部材から離れるよう押す表面を有している。
び第２停止部材はハブ軸に連結されるとともに、補助停
止ユニットは、第１サンギアとハブ軸との間に配置され
た第１補助部材と、第２サンギアとハブ軸との間に配置
された第２補助停止部材とを有しており、軸芯方向に移
動する。切換動作を確実にするために、第１停止部材、
第２停止部材及び補助停止部材の少なくとも１つは、補
助停止ユニットを選択的に係合された第１停止部材また
は第２停止部材から離れるよう押す表面を有している。
【０００９】
【発明の詳細な説明】図１は本発明による自転車ハブ変
速機１０の一実施形態を示す一部切断図であり、図２は
高速位置での変速機１０の縦断面図である。変速機１０
は、軸芯Ｘに沿って延びる、変速機１０を自転車フレー
ム１８に保持するためのハブ軸１４を含んでいる。ベア
リング支持面２６，２８を有するベアリングレース２
２，２４は、それぞれ軸１４にねじ付けて取り付けられ
ており、ロックナット３２，３６と共に固定されてい
る。変速起動ロッド４０は軸１４内に形成された中心孔
４４内に滑り込むよう配置されており、変速起動ロッド
４０の内側端５２に保持されたシフトキー４８は、後述
する方法でギア比を切り換えるために軸１４に形成され
たスロット５６を通って外周側に延びている。
速機１０の一実施形態を示す一部切断図であり、図２は
高速位置での変速機１０の縦断面図である。変速機１０
は、軸芯Ｘに沿って延びる、変速機１０を自転車フレー
ム１８に保持するためのハブ軸１４を含んでいる。ベア
リング支持面２６，２８を有するベアリングレース２
２，２４は、それぞれ軸１４にねじ付けて取り付けられ
ており、ロックナット３２，３６と共に固定されてい
る。変速起動ロッド４０は軸１４内に形成された中心孔
４４内に滑り込むよう配置されており、変速起動ロッド
４０の内側端５２に保持されたシフトキー４８は、後述
する方法でギア比を切り換えるために軸１４に形成され
たスロット５６を通って外周側に延びている。
【００１０】内周ベアリング支持面６４と外周ベアリン
グ支持面６７とを有する駆動体６０は、ベアリング支持
面２８，６４の間に配置されたボールベアリング６８に
よりハブ軸１４に対し回転自在に支持されている。駆動
体６０は、通常のラチェット及び歯止め機構を用いた周
知のワンウェイクラッチ（フリーホイール）装置７６を
介してチェーン駆動スプロケット７２を支持しており、
これにより、駆動スプロケット７２が片方の回転方向に
のみ駆動体６０に駆動的に係合している。駆動体６０の
内周面には、後述する理由から複数のギア停止歯７８が
形成されている。
グ支持面６７とを有する駆動体６０は、ベアリング支持
面２８，６４の間に配置されたボールベアリング６８に
よりハブ軸１４に対し回転自在に支持されている。駆動
体６０は、通常のラチェット及び歯止め機構を用いた周
知のワンウェイクラッチ（フリーホイール）装置７６を
介してチェーン駆動スプロケット７２を支持しており、
これにより、駆動スプロケット７２が片方の回転方向に
のみ駆動体６０に駆動的に係合している。駆動体６０の
内周面には、後述する理由から複数のギア停止歯７８が
形成されている。
【００１１】ハブシェル８０の形態での出力部材は、内
周ベアリング支持面８４，８８を有しており、これによ
り、ハブシェル８０は、ベアリング支持面２６，８４の
間に配置されたボールベアリング９２とベアリング支持
面６７，８８の間に配置されたボールベアリング９６と
により軸１４に回転自在に支持されている。ハブシェル
８０の内周面はまた、リングギア９８を形成する円周方
向に並んだ複数の歯を含んでいる。ハブシェル８０は、
周知の方法でホイールスポーク（図示せず）に取り付け
られたハブフランジ１００，１０４を含んでおり、ハブ
フランジ１００，１０４はそれぞれスポーク取付孔１０
８，１１２を有している。
周ベアリング支持面８４，８８を有しており、これによ
り、ハブシェル８０は、ベアリング支持面２６，８４の
間に配置されたボールベアリング９２とベアリング支持
面６７，８８の間に配置されたボールベアリング９６と
により軸１４に回転自在に支持されている。ハブシェル
８０の内周面はまた、リングギア９８を形成する円周方
向に並んだ複数の歯を含んでいる。ハブシェル８０は、
周知の方法でホイールスポーク（図示せず）に取り付け
られたハブフランジ１００，１０４を含んでおり、ハブ
フランジ１００，１０４はそれぞれスポーク取付孔１０
８，１１２を有している。
【００１２】遊星ギア機構１２０は、駆動体６０とハブ
シェル８０との間の駆動力伝達経路内に配置されてお
り、回転力を複数の駆動力伝達経路を介して駆動体６０
からハブシェル８０に伝達し、これにより駆動（ギア）
比を変えるためのものである。遊星ギア機構１２０は、
軸１４に対し回転自在に支持された第１サンギア１２４
と、軸１４及び第１サンギア１２４に対し回転自在に支
持された別個独立の第２サンギア１２８と、軸１４に対
し回転自在に支持された中間ギアユニット１３２とを有
しており、中間ギアユニット１２８は、第１サンギア１
２４，第２サンギア１２８及びリングギア９８に係合し
ている。中間ギアユニット１３２は、本実施形態では駆
動体６０を有する１部材として形成された遊星ギアキャ
リア１３６を含んでいる。小径遊星ギア１４０は、大径
遊星ギア１４４を有する１つの部材として形成されてお
り、両遊星ギア１４０，１４４は、遊星ギア軸１４８に
より遊星ギアキャリア１３６に回転自在に支持されてい
る。小径遊星ギア１４０は、第１サンギア１２４に係合
し、大径遊星ギア１４４は、第２サンギア１２８及びリ
ングギア９８に係合している。図示しないが、３つのこ
れらの遊星ギア／軸ユニットは、周知の方法で遊星ギア
キャリア１３６により円周方向に支持されている。
シェル８０との間の駆動力伝達経路内に配置されてお
り、回転力を複数の駆動力伝達経路を介して駆動体６０
からハブシェル８０に伝達し、これにより駆動（ギア）
比を変えるためのものである。遊星ギア機構１２０は、
軸１４に対し回転自在に支持された第１サンギア１２４
と、軸１４及び第１サンギア１２４に対し回転自在に支
持された別個独立の第２サンギア１２８と、軸１４に対
し回転自在に支持された中間ギアユニット１３２とを有
しており、中間ギアユニット１２８は、第１サンギア１
２４，第２サンギア１２８及びリングギア９８に係合し
ている。中間ギアユニット１３２は、本実施形態では駆
動体６０を有する１部材として形成された遊星ギアキャ
リア１３６を含んでいる。小径遊星ギア１４０は、大径
遊星ギア１４４を有する１つの部材として形成されてお
り、両遊星ギア１４０，１４４は、遊星ギア軸１４８に
より遊星ギアキャリア１３６に回転自在に支持されてい
る。小径遊星ギア１４０は、第１サンギア１２４に係合
し、大径遊星ギア１４４は、第２サンギア１２８及びリ
ングギア９８に係合している。図示しないが、３つのこ
れらの遊星ギア／軸ユニットは、周知の方法で遊星ギア
キャリア１３６により円周方向に支持されている。
【００１３】第１サンギア１２４は、第１サンギア１２
４が第２サンギア１２８に当接するよう、第１サンギア
１２４に形成された接当面１５８と軸１４に配置された
接当面１６２との間に配置されたコイルスプリング１５
４により第２サンギア１２８に向けて付勢されている。
同様に、第２サンギア１２８は、ベアリングレース２４
に配置された接当面１６８と円筒状スラストベアリング
１７８の第１端１７４との間に配置されたコイルスプリ
ング１６６により第１サンギア１２４に向けて別個独立
に付勢されている。スラストベアリング１７８の他端
は、第２サンギア１２８の側面１８６に対し当接してい
る。スプリング１５４は、スプリング１６６より大きい
バネ力を有している。
４が第２サンギア１２８に当接するよう、第１サンギア
１２４に形成された接当面１５８と軸１４に配置された
接当面１６２との間に配置されたコイルスプリング１５
４により第２サンギア１２８に向けて付勢されている。
同様に、第２サンギア１２８は、ベアリングレース２４
に配置された接当面１６８と円筒状スラストベアリング
１７８の第１端１７４との間に配置されたコイルスプリ
ング１６６により第１サンギア１２４に向けて別個独立
に付勢されている。スラストベアリング１７８の他端
は、第２サンギア１２８の側面１８６に対し当接してい
る。スプリング１５４は、スプリング１６６より大きい
バネ力を有している。
【００１４】スプライン形状を有する複数の第１サンギ
ア停止部材１９０は、軸１４の外周面に円周方向に形成
されており、第１サンギア１２４の内周面に移動不能に
かつ円周方向に一体に形成された同じくスプライン形状
を有する複数の補助停止部材１９４に選択的に係合す
る。同様に、スプライン形状を有する複数の第２サンギ
ア停止部材１９８は、軸１４の外周面に円周方向に形成
されており、第２サンギア１２８の内周面に移動不能に
かつ円周方向に一体に形成された同じくスプライン形状
を有する複数の補助停止部材２０２に選択的に係合す
る。
ア停止部材１９０は、軸１４の外周面に円周方向に形成
されており、第１サンギア１２４の内周面に移動不能に
かつ円周方向に一体に形成された同じくスプライン形状
を有する複数の補助停止部材１９４に選択的に係合す
る。同様に、スプライン形状を有する複数の第２サンギ
ア停止部材１９８は、軸１４の外周面に円周方向に形成
されており、第２サンギア１２８の内周面に移動不能に
かつ円周方向に一体に形成された同じくスプライン形状
を有する複数の補助停止部材２０２に選択的に係合す
る。
【００１５】第２サンギア１２８の内周面はまた、シフ
トキー４８に係合するための溝２１０を含んでいる。こ
れにより、変速起動部材４０が右方に移動すると、第２
サンギア１２８は右側に移動し、第１サンギア１２４は
スプリング１５４の付勢力により第２サンギア１２８に
追従して右側に移動する。変速起動部材４０が左方に移
動すると、第２サンギア１２８は、左方に移動すると同
時に第１サンギア１２４を左方に押す。
トキー４８に係合するための溝２１０を含んでいる。こ
れにより、変速起動部材４０が右方に移動すると、第２
サンギア１２８は右側に移動し、第１サンギア１２４は
スプリング１５４の付勢力により第２サンギア１２８に
追従して右側に移動する。変速起動部材４０が左方に移
動すると、第２サンギア１２８は、左方に移動すると同
時に第１サンギア１２４を左方に押す。
【００１６】図２〜５は変速機の動作を示し、図２は高
速位置での変速機１０を示し、図３は中速位置での変速
機１０を示し、図５は低速位置での変速機１０を示す。
変速機１０が図２に示す高速位置にある場合、第１サン
ギア停止部材１９０は第１サンギア１２４の補助停止部
材１９４に係合し、これにより、第１サンギア１２４が
軸１４に回転不能に連結される。第２サンギア停止部材
１９８は、第２サンギア１２８の補助停止部材２０２か
ら係合解除され、これにより、第２サンギア１２８は自
由に回転する。この結果、駆動力は、大径遊星ギア１４
４及びリングギア９８を介して、第１サンギア１２４及
び小径遊星ギア１４０の歯の数により決定された比率で
駆動体６０からハブシェル８０に伝達される。
速位置での変速機１０を示し、図３は中速位置での変速
機１０を示し、図５は低速位置での変速機１０を示す。
変速機１０が図２に示す高速位置にある場合、第１サン
ギア停止部材１９０は第１サンギア１２４の補助停止部
材１９４に係合し、これにより、第１サンギア１２４が
軸１４に回転不能に連結される。第２サンギア停止部材
１９８は、第２サンギア１２８の補助停止部材２０２か
ら係合解除され、これにより、第２サンギア１２８は自
由に回転する。この結果、駆動力は、大径遊星ギア１４
４及びリングギア９８を介して、第１サンギア１２４及
び小径遊星ギア１４０の歯の数により決定された比率で
駆動体６０からハブシェル８０に伝達される。
【００１７】変速機１０は、変速起動ロッド４０が右方
に移動することにより図３に示す中速位置となり、これ
により、第１サンギア停止部材１９０が第１サンギア１
２４の補助停止部材１９４から係合解除して第１サンギ
ア１２４が自由に回転し、第２サンギア停止部材１９８
が第２サンギア１２８の補助停止部材２０２に係合して
第２サンギア１２８が軸１４に回転不能に連結される。
この結果、駆動力は駆動体６０から大径遊星ギア１４４
及びリングギア９８を介してハブシェル８０に、第２サ
ンギア１２８及び大径遊星ギア１４４の歯の数により決
定された比率で伝達される。
に移動することにより図３に示す中速位置となり、これ
により、第１サンギア停止部材１９０が第１サンギア１
２４の補助停止部材１９４から係合解除して第１サンギ
ア１２４が自由に回転し、第２サンギア停止部材１９８
が第２サンギア１２８の補助停止部材２０２に係合して
第２サンギア１２８が軸１４に回転不能に連結される。
この結果、駆動力は駆動体６０から大径遊星ギア１４４
及びリングギア９８を介してハブシェル８０に、第２サ
ンギア１２８及び大径遊星ギア１４４の歯の数により決
定された比率で伝達される。
【００１８】図５に示すように、補助停止部材１９４，
２０２の外側端間の距離Ｄは、第１サンギア停止部材１
９０の内側端と第２サンギア停止部材１９８との間の距
離ｄより大きい。これにより、図２に示す高速位置か
ら、第１サンギア１２４及び第２サンギア１２８の両方
が軸１４に対し自由に回転可能な図３に示す中速位置に
変速されるまでの時間がなくなる。したがって、ハブシ
ェル８０は、高速位置から中速位置に変速される場合に
惰性的に回転しないようになる。第１サンギア１２４の
補助停止部材１９４は、軸Ｘ方向に傾斜した図４Ａ〜４
Ｃに示すテーパ面２２０を有しており、これにより、第
１サンギア１２４及び第２サンギア１２８の両方が軸１
４に確実に常に連結しないようになる。したがって、補
助停止部材１９４が高速位置から図４Ａ、４Ｂに示すよ
う右側まで移動するにつれ、テーパ面２２０は、補助停
止部材１９４の矢印Ａ方向の回転動作を矢印Ｂ方向の軸
方向の動きに変換してするための駆動面として機能し、
図４Ｃに示すように補助停止部材１９４を第１サンギア
停止部材１９０から確実に係合解除させる。
２０２の外側端間の距離Ｄは、第１サンギア停止部材１
９０の内側端と第２サンギア停止部材１９８との間の距
離ｄより大きい。これにより、図２に示す高速位置か
ら、第１サンギア１２４及び第２サンギア１２８の両方
が軸１４に対し自由に回転可能な図３に示す中速位置に
変速されるまでの時間がなくなる。したがって、ハブシ
ェル８０は、高速位置から中速位置に変速される場合に
惰性的に回転しないようになる。第１サンギア１２４の
補助停止部材１９４は、軸Ｘ方向に傾斜した図４Ａ〜４
Ｃに示すテーパ面２２０を有しており、これにより、第
１サンギア１２４及び第２サンギア１２８の両方が軸１
４に確実に常に連結しないようになる。したがって、補
助停止部材１９４が高速位置から図４Ａ、４Ｂに示すよ
う右側まで移動するにつれ、テーパ面２２０は、補助停
止部材１９４の矢印Ａ方向の回転動作を矢印Ｂ方向の軸
方向の動きに変換してするための駆動面として機能し、
図４Ｃに示すように補助停止部材１９４を第１サンギア
停止部材１９０から確実に係合解除させる。
【００１９】変速機１０は、変速起動ロッド４０がさら
に右方に移動すると図５に示す低速位置となり、これに
より、第２サンギア停止部材１９８は第２サンギア１２
８の補助停止部材２０２から係合解除され、第２サンギ
ア１２８は自由に回転する。第１サンギア停止部材１９
０は、第１サンギア１２４の補助停止部材１９４から係
合解除した状態を維持し、これにより、第１サンギア１
２４は自由回転を続ける。しかしながら、この場合、第
２サンギア１２８は大径遊星ギア１４４と駆動体６０の
遊星ギア停止歯７８との両方に係合する。この結果、駆
動力は、駆動体６０から大径遊星ギア１４４及びリング
ギア９８を経由して駆動体６０から１：１の駆動比でハ
ブシェル８０に直接伝達される。
に右方に移動すると図５に示す低速位置となり、これに
より、第２サンギア停止部材１９８は第２サンギア１２
８の補助停止部材２０２から係合解除され、第２サンギ
ア１２８は自由に回転する。第１サンギア停止部材１９
０は、第１サンギア１２４の補助停止部材１９４から係
合解除した状態を維持し、これにより、第１サンギア１
２４は自由回転を続ける。しかしながら、この場合、第
２サンギア１２８は大径遊星ギア１４４と駆動体６０の
遊星ギア停止歯７８との両方に係合する。この結果、駆
動力は、駆動体６０から大径遊星ギア１４４及びリング
ギア９８を経由して駆動体６０から１：１の駆動比でハ
ブシェル８０に直接伝達される。
【００２０】第２サンギア１２８が図３に示す位置から
図５に示す位置までの変速を完了させるのを確実にする
ため、第２サンギア１２８の補助停止部材２０２は図６
Ａ〜６Ｃに示すようテーパ面２２４を有しており、テー
パ面２２４は、補助停止部材２０２の矢印Ａ方向の回転
力を矢印Ｂ方向の軸方向の動きに変換するための駆動面
として機能し、補助停止部材２０２を第２サンギア停止
部材１９８から確実に係合解除させる。
図５に示す位置までの変速を完了させるのを確実にする
ため、第２サンギア１２８の補助停止部材２０２は図６
Ａ〜６Ｃに示すようテーパ面２２４を有しており、テー
パ面２２４は、補助停止部材２０２の矢印Ａ方向の回転
力を矢印Ｂ方向の軸方向の動きに変換するための駆動面
として機能し、補助停止部材２０２を第２サンギア停止
部材１９８から確実に係合解除させる。
【００２１】上述の説明は、本発明の種々の実施形態の
記述であり、本発明の精神及び範囲を逸脱しないのであ
れば更なる実施形態が採用されてもよい。例えば、第１
サンギア１２４及び第２サンギア１２８は、第１サンギ
ア停止部材１９０及び第２サンギア停止部材１９８が軸
Ｘ方向に移動した状態で軸Ｘ方向に静止した状態を維持
してもよい。いずれの実施形態においても、テーパ面２
２０，２２４の如く機能するテーパ面は、第１サンギア
停止部材１９０及び／または第２サンギア停止部材１９
８のみに若しくはテーパ面２２０，２２４にさらに形成
されてもよく、または、サンギアの外周面の歯に形成さ
れてもよい。本発明は、サンギアの図における左方への
動きに同様に適用してもよい。本発明は、ハブシェル８
０に回転不能に連結されたサンギア、及び／または、別
個独立の遊星ギアに回転不能に連結されたサンギアを有
するハブに適用されてもよい。種々の構成部品の大き
さ、形状、位置、向きは変更されてもよい。１つの部材
の機能は、２つの部材によって、またその２つが逆にな
って発揮されてもよい。一実施形態における全ての利点
が同時に必要となるわけではない。単独でまたは他の特
徴との組み合わせで先行技術から独立した各特徴は、そ
のような特徴により具現化された構造及び／または機能
の概念を含む、出願人による更なる発明の独立した記述
と考えられるべきである。したがって、本発明の範囲
は、開示された構成、または特定の構成若しくは特徴の
明白な最初の焦点により限定されるものではない。
記述であり、本発明の精神及び範囲を逸脱しないのであ
れば更なる実施形態が採用されてもよい。例えば、第１
サンギア１２４及び第２サンギア１２８は、第１サンギ
ア停止部材１９０及び第２サンギア停止部材１９８が軸
Ｘ方向に移動した状態で軸Ｘ方向に静止した状態を維持
してもよい。いずれの実施形態においても、テーパ面２
２０，２２４の如く機能するテーパ面は、第１サンギア
停止部材１９０及び／または第２サンギア停止部材１９
８のみに若しくはテーパ面２２０，２２４にさらに形成
されてもよく、または、サンギアの外周面の歯に形成さ
れてもよい。本発明は、サンギアの図における左方への
動きに同様に適用してもよい。本発明は、ハブシェル８
０に回転不能に連結されたサンギア、及び／または、別
個独立の遊星ギアに回転不能に連結されたサンギアを有
するハブに適用されてもよい。種々の構成部品の大き
さ、形状、位置、向きは変更されてもよい。１つの部材
の機能は、２つの部材によって、またその２つが逆にな
って発揮されてもよい。一実施形態における全ての利点
が同時に必要となるわけではない。単独でまたは他の特
徴との組み合わせで先行技術から独立した各特徴は、そ
のような特徴により具現化された構造及び／または機能
の概念を含む、出願人による更なる発明の独立した記述
と考えられるべきである。したがって、本発明の範囲
は、開示された構成、または特定の構成若しくは特徴の
明白な最初の焦点により限定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、変速機構が時間を要さ
ず変速されるため、駆動体が空転するのを抑えることが
できる。
ず変速されるため、駆動体が空転するのを抑えることが
できる。
【図１】本発明による自転車ハブ変速機の一実施形態を
示す一部切断図。
示す一部切断図。
【図２】高速位置での自転車ハブ変速機の縦断面図。
【図３】中速位置での自転車ハブ変速機の縦断面図。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、ハブ軸の第１サンギア停止
部材から第１サンギアが係合解除するのを示す詳細図。
部材から第１サンギアが係合解除するのを示す詳細図。
【図５】低速位置での自転車ハブ変速機の縦断面図。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃは、ハブ軸の第２サンギア停止
部材から第２サンギアが係合解除するのを示す詳細図。
部材から第２サンギアが係合解除するのを示す詳細図。
１０ 変速機
１４ ハブ軸
１８ 自転車フレーム
６０ 駆動体
８０ ハブシェル
９８ リングギア
１２０ 遊星ギア機構
１２４ 第１サンギア
１２８ 第２サンギア
１３２ 中間ギアユニット
１９０ 第１サンギア停止部材
１９８ 第２サンギア停止部材
Ｘ 軸芯
ｄ 第１幅
Ｄ 第２幅
Claims (18)
- 【請求項１】軸芯を有するハブ軸と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される駆動体と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される出力部材と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される第１サンギア
と、前記ハブ軸に対し回転自在に支持される第２サンギ
アと、前記ハブ軸に対し回転自在に支持されるとともに
前記第１サンギアと前記第２サンギアとに係合する中間
ギアユニットと、前記中間ギアユニットと係合するリン
グギアとを含む遊星ギア機構と、 前記ハブ軸に対し前記第１サンギア及び第２サンギアの
少なくとも一方に選択的に回転不能に連結するサンギア
停止機構とを備え、 前記サンギア停止機構は、前記ハブ軸 に連結され、互いに第１幅だけ離れて前記ハ
ブ軸に配置された第１停止部材及び第２停止部材と、前記第１サンギア及び第２サンギア に連結され、前記第
１停止部材及び第２停止部材の少なくとも一方に選択的
に係合するよう前記第１停止部材と前記第２停止部材と
の間を移動するとともに前記第１停止部材及び第２停止
部材の少なくとも一方に係合し、その一部が前記第１幅
より大きい第２幅を有している補助停止ユニットとを有
する、 自転車の内装変速ハブ。 - 【請求項２】前記第１停止部材、前記第２停止部材及び
前記補助停止ユニットの少なくとも１つは、前記補助停
止部材を前記選択的に係合された第１停止部材及び第２
停止部材から離れるよう押す表面を有している、請求項
１に記載の内装変速ハブ。 - 【請求項３】前記補助停止ユニットは、前記第１サンギ
アに連結された第１補助停止部材と、前記第２サンギア
に連結された第２補助停止部材とを含んでいる、請求項
１に記載の内装変速ハブ。 - 【請求項４】前記補助停止ユニットは前記軸芯の方向に
移動する、請求項３に記載の内装変速ハブ。 - 【請求項５】前記第１補助停止部材は前記第１サンギア
と前記ハブ軸との間に配置され、前記第２補助停止部材
は前記第２サンギアと前記ハブ軸との間に配置されてい
る、請求項４に記載の内装変速ハブ。 - 【請求項６】前記第１サンギア及び第２サンギアを前記
軸芯方向に移動させるよう前記ハブ軸内に配置される作
動部材をさらに備えている、請求項５に記載の内装変速
ハブ。 - 【請求項７】前記第１補助部材停止部材は前記第１サン
ギアの内周面と前記ハブ軸との間に配置され、前記第２
補助停止部材は前記第２サンギアの内周面と前記ハブ軸
との間に配置されている、請求項５に記載の内装変速ハ
ブ。 - 【請求項８】前記第１補助停止部材は前記第１サンギア
に移動不能に装着され、前記第２補助停止部材は前記第
２サンギアに移動不能に連結されている、請求項７に記
載の内装変速ハブ。 - 【請求項９】前記第１補助停止部材は前記第１サンギア
と一体であり、前記第２補助停止部材は前記第２サンギ
アと一体である、請求項８に記載の内装変速ハブ。 - 【請求項１０】前記第１停止部材及び前記第１補助停止
部材の少なくとも一方は、前記第１補助停止部材を前記
第１サンギアの回転力に反応して前記第１停止部材から
離れるよう押す表面を有している、請求項９に記載の内
装変速ハブ。 - 【請求項１１】前記第１サンギアは前記第２サンギアと
別体である、請求項５に記載の内装変速ハブ。 - 【請求項１２】前記第１サンギアは前記第２サンギアに
対し回転する、請求項１１に記載の内装変速ハブ。 - 【請求項１３】前記第１サンギアを前記第２サンギアに
向けて付勢するための付勢機構をさらに備えている、請
求項１２に記載の内装変速ハブ。 - 【請求項１４】前記第１サンギアは前記第２サンギアに
当接している、請求項１３に記載の内装変速ハブ。 - 【請求項１５】軸芯を有するハブ軸と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される駆動体と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される出力部材と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持されるサンギアと、前
記ハブ軸に対し回転自在に支持されるとともに前記サン
ギアに係合する中間ギアユニットと、前記中間ギアユニ
ットと係合するリングギアとを含む遊星ギア機構と、 前記ハブ軸に対し前記サンギアを選択的に回転不能に連
結するサンギア停止機構とを備え、 前記サンギア停止機構は、前記ハブ軸 に連結され、互いに第１幅だけ離れて前記ハ
ブ軸に配置された第１停止部材及び第２停止部材と、前記サンギア に連結され、前記第１停止部材及び第２停
止部材の少なくとも一方に選択的に係合するよう前記第
１停止部材と前記第２停止部材との間を移動する補助停
止ユニットとを有しており、 前記第１停止部材、前記第２停止部材及び前記補助停止
ユニットの少なくとも１つは、サンギアの回転力に反応
して前記補助停止ユニットを前記選択的に係合された第
１停止部材及び第２停止部材から離れるよう押す表面を
有する、 自転車の内装変速ハブ。 - 【請求項１６】軸芯を有するハブ軸と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される駆動体と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される出力部材と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される第１サンギア
と、前記ハブ軸に対し回転自在に支持される第２サンギ
アと、前記ハブ軸に対し回転自在に支持されるとともに
前記第１サンギアと前記第２サンギアとに係合する中間
ギアユニットと、前記中間ギアユニットと係合するリン
グギアとを含む遊星ギア機構と、 前記ハブ軸に対し前記第１サンギア及び第２サンギアの
少なくとも一方に選択的に回転不能に連結するサンギア
停止機構とを備え、 前記サンギア停止機構は、前記ハブ軸 に連結され、互いに第１幅だけ離れて前記ハ
ブ軸に配置された第１停止部材及び第２停止部材と、前記第１サンギア及び第２サンギア に連結され、前記第
１停止部材及び第２停止部材の少なくとも一方に選択的
に係合するよう前記第１停止部材と前記第２停止部材と
の間を移動する補助停止ユニットとを有しており、 前記第１停止部材、前記第２停止部材及び前記補助停止
ユニットの少なくとも１つは、前記第１サンギア及び第
２サンギアの回転力に反応して前記補助停止ユニットを
前記選択的に係合された第１停止部材及び第２停止部材
から離れるよう押す表面を有している、 自転車の内装変速ハブ。 - 【請求項１７】軸芯を有するハブ軸と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される駆動体と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される出力部材と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持されるとともに前記軸
芯方向に移動可能なサンギアと、前記ハブ軸に対し回転
自在に支持される遊星ギアキャリアと、前記遊星ギアキ
ャリアに回転自在に支持されるとともに前記サンギアに
係合する遊星ギアと、前記遊星ギアと係合するリングギ
アとを含み、前記サンギアが、前記サンギアが前記ハブ
軸に回転不能に連結される第１位置と前記サンギアが前
記ハブ軸から連結解除される第２位置との間で前記軸芯
方向に移動する遊星ギア機構と、互いに第１幅だけ離れて前記ハブ軸に配置された第１停
止部材及び第２停止部材 と、前記サンギア に配置された補助停止部材とを備え、前記第１停止部材及び第２停止部材 、及び前記補助停止
部材の少なくとも一方は前記第２位置に向けて前記サン
ギアを前記ハブ軸から離れるよう押す表面を有してい
る、 自転車の内装変速ハブ。 - 【請求項１８】軸芯を有するハブ軸と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される駆動体と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持される出力部材と、 前記ハブ軸に対し回転自在に支持されるとともに前記軸
芯方向に移動可能なサンギアと、前記ハブ軸に対し回転
自在に支持される遊星ギアキャリアと、前記遊星ギアキ
ャリアに回転自在に支持されるとともに前記サンギアに
係合する遊星ギアと、前記中間ギアユニットと係合する
リングギアとを有し、前記サンギアが、前記サンギアが
前記ハブ軸に回転不能に連結される第１位置と前記サン
ギアが連結部材に回転不能に連結される第２位置との間
で前記軸芯方向に移動するとともに、前記連結部材は、
前記駆動体、前記遊星ギアキャリア及び出力部材の１つ
である遊星ギア機構と、互いに第１幅だけ離れて前記ハブ軸に配置された第１停
止部材及び第２停止部材 と、前記サンギア に配置される補助停止部材とを備え、前記第１停止部材及び第２停止部材 、及び前記補助停止
部材の少なくとも一方は前記サンギアを前記ハブ軸から
離れるよう前記連結部材に向けて押す表面を有してい
る、 自転車の内装変速ハブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/474,883 US6325739B1 (en) | 1999-12-29 | 1999-12-29 | Bicycle hub transmission with a mechanism for stopping rotation of one or more sun gears relative to another member |
| US09/474883 | 1999-12-29 |
Publications (2)
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|---|---|
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| JP3428585B2 true JP3428585B2 (ja) | 2003-07-22 |
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ID=23885337
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001000032A Expired - Fee Related JP3428585B2 (ja) | 1999-12-29 | 2001-01-04 | 自転車の内装変速ハブ |
Country Status (7)
| Country | Link |
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| JP2968204B2 (ja) * | 1996-03-15 | 1999-10-25 | 株式会社シマノ | 逆転ブレーキ装置付き内装ハブ |
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- 2000-12-29 DE DE60035947T patent/DE60035947T2/de not_active Expired - Lifetime
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