JP3684364B2 - 自転車用リアハブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リアハブ、特に、自転車のフレーム後部に装着される自転車用リアハブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自転車のリアハブ、特に、スプロケットが着脱自在に装着される軽快車に使用されるリアハブは、自転車のフレーム後部に回転不能に装着されるハブ軸と、ハブ軸に回転自在に装着されるハブシェルと、ハブシェルの一端側に回転自在に装着された駆動体と、駆動体とハブシェルとの間に配置され駆動体からハブシェルに一方向の回転を伝達するワンウェイクラッチと、駆動体の外周面に駆動体に対し相対回転不能かつ軸方向移動不能に装着されたスプロケットとを備えている。
【０００３】
駆動体の外周面には、スプロケットを回転不能に装着するために軸方向に延びる係止溝が周方向に間隔を隔てて配置されている。スプロケットは、駆動体の外周面に装着された環状のばね部材により抜け止めされている。ばね部材は、弾性を有する鋼鉄製の線材をＣ字状に湾曲して形成されたものであり、駆動体の外周面に形成された環状溝に装着されている。また、駆動体と軸受部との間には、軸受部への異物の侵入を防止するためのシール部材が装着されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、駆動体の外周面に軸方向に延びる係止溝が形成されるとともに、環状溝が形成され、環状溝にばね部材が装着されている。このように外周面には複数の溝が形成されるとともにばね部材が装着されているため、駆動体の外周部分が見栄えのよくないものになる。また、外周面が露出しているため、環境によっては駆動体やそれに装着されたばね部材などが腐食するおそれがある。
【０００５】
本発明の課題は、自転車用リアハブにおいて、駆動体の外周部分の見栄えをよくするとともに、駆動体を腐食しにくくすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る自転車用リアハブは、自転車のフレーム後部に装着されるハブであって、ハブ軸と、バブシェルと、第１及び第２軸受部と、駆動体と、ワンウェイクラッチと、スプロケットと、カバー部材と、シール部材とを備えている。ハブ軸は、フレーム後部に回転不能に装着される軸である。ハブシェルは、ハブ軸に回転自在に装着されるものである。第１及び第２軸受部は、ハブシェルの両端部でハブ軸との間に配置されたものである。駆動体は、ハブシェルの一端側に回転自在に装着されたものである。ワンウェイクラッチは、駆動体とハブシェルとの間に配置され駆動体からハブシェルに一方向の回転を伝達するものである。スプロケットは、駆動体の外周面に駆動体に対し相対回転不能かつ軸方向移動不能に装着されたものである。カバー部材は、スプロケットの外側面に先端が接触し、駆動体の外周面を覆うように駆動体に装着されるものである。第１軸受部は、ハブ軸にねじ込み固定される第１玉押しと、ハブシェルの一端に回転不能に装着された第１玉受けと、第１玉押しと第１玉受けとの間に配置された複数の球体とを有し、シール部材は、駆動体の内周面と第１軸受部の第１玉押しの外周面との隙間をシールする。
【０００７】
このリアハブでは、チェーンを介してスプロケットにクランクの回転が伝達されると、駆動体が回転してその回転がワンウェイクラッチを介してハブシェルに伝達されて後輪が回転する。駆動体の外周面は、先端がスプロケットの外側面に接触するカバー部材により覆われている。一般に、駆動体の外周面には、スプロケットを装着するための部材や構造が設けられている。たとえば、スプロケットを回転不能に装着するための軸方向に沿った溝や軸方向移動不能に装着するための環状溝が形成されている。この環状溝には、たとえば、ばね部材が装着されており、装着されたばね部材によりスプロケットの軸方向の移動を防止している。ここでは、駆動体の外周面には、先端がスプロケットの外側面に接触し駆動体の外周面を覆うようにカバー部材が装着されている。このため、駆動体の外周面が外部に露出せず、駆動体の外周部分の見栄えがよくなるとともに、駆動体が腐食しにくくなる。また、第１軸受の軸方向外方がシール部材により覆われるので、第１軸受に液体や塵埃などの異物が侵入しにくくなり、第１軸受の寿命が長くなる。
【０００８】
発明２に係る自転車用リアハブは、発明１に記載のリアハブにおいて、カバー部材は、駆動体の外周面を覆う筒部と、先端がスプロケットに接触する前記筒部から拡径する拡径部とを有する。この場合には、スプロケットに接触する部分が筒部より拡径しているので、駆動体の外周面に装着され外周面より突出する部材を覆いやすくなる。
【０００９】
発明３に係る自転車用リアハブは、発明２に記載のリアハブにおいて、カバー部材は、筒部の基端から径方向内方に延びるフランジ部をさらに有する。この場合には、フランジ部により駆動体の端面が保護されるとともに、たとえばシール部材を第１軸受の軸方向外方に装着するとシール部材も保護できる。
【００１０】
発明４に係る自転車用リアハブは、発明１から３のいずれかに記載のリアハブにおいて、スプロケットは、駆動体の外周面に装着されるリング状のばね部材により軸方向の移動を規制されており、カバー部材はばね部材の外周側を覆っている。この場合には、ばね部材がカバー部材により覆われるので、ばね部材を用いてスプロケットの移動を規制しても、ばね部材が露出しなくなりばね部材が腐食しにくくなる。
【００１１】
発明５に係る自転車用リアハブは、発明１から４のいずれかに記載のリアハブにおいて、カバー部材は、駆動体の外周面に弾性係止されている。この場合には、カバー部材が駆動体の外周面に弾性係止されているだけであるので、カバー部材の装着が容易である。
【００１２】
発明６に係る自転車用リアハブは、発明５に係るリアハブにおいて、駆動体の外周面には、環状凹部が形成されており、カバー部材は弾性係止のために径方向内方に延び前記環状凹部に係合する係合凸部をさらに有する。この場合には、凹凸係合によりカバー部材を弾性係止しているので、カバー部材の係止構造が簡素になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１において、本発明の一実施形態を採用した自転車１０１は、フロントフォーク９８を含むフレーム１０２と、フロントフォーク９８に固定されたハンドル１０４と、チェーンやペダルなどからなる駆動部１０５と、フレーム１０２の前後に装着され、スポーク９９を有する前輪及び後輪１０６，１０７とを備えている。後輪１０７は、フレーム１０２の後部に設けられたチェーンスティ１０８に装着されている。
【００１４】
図１及び図２において、本発明の一実施形態によるリアハブ１０は、自転車の後輪１０７に設けられるものであり、後述するハブ軸１５の両端部がフレーム１０２のチェーンスティ１０８に、ハブ軸１５にねじ込まれるナット５０により固定され、後述する両ハブフランジ２２ａ，２２ｂにスポーク９９が係止されている。
【００１５】
図２に示すように、リアハブ１０は、自転車の後輪１０７とともにチェーンスティ１０８の後端に装着されるものである。このリアハブ１０は、チェーンスティ１０８の後端に回転不能に装着されるハブ軸１５と、ハブ軸１５の外周側に回転自在に装着されるハブシェル１６と、ハブシェル１６の両端部でハブ軸１５との間に配置された第１及び第２軸受部１７，１８と、ハブシェル１６の一端側に回転自在に装着された駆動体１９と、駆動体１９とハブシェル１６との間に配置され駆動体１９からハブシェル１６に一方向の回転を伝達するワンウェイクラッチ２０と、駆動体１９の外周面１９ａに駆動体１９に対し相対回転不能かつ軸方向移動不能に装着されたスプロケット２１と、スプロケット２１の外側面に先端が接触し、駆動体１９の外周面１９ａを覆うように駆動体１９に装着されるカバー部材２３とを備えている。
【００１６】
ハブ軸１５は、たとえば外周に雄ねじ部１５ａが全長にわたり形成された棒状部材であり、その両端がナット５０によってチェーンスティ１０８の後端部に固定されている。
【００１７】
ハブシェル１６は、左ハブフランジ２２ａが一体形成された左本体部１６ａと、右ハブフランジ２２ｂが装着された右本体部１６ｂと、左本体部１６ａの内周側に固定された左接続部１６ｃと、左接続部１６ｃと右本体部１６ｂとを連結する筒状の連結部１６ｄとを有している。
【００１８】
左本体部１６ａは、段付き円筒状の部材であり、鋼板をプレス成形して形成されている。左本体部１６ａの端部側外周面には、たとえばバンドブレーキなどのブレーキ装置が装着されるブレーキ取付部１６ｅが形成されている。
【００１９】
右本体部１６ｂは、機械加工により形成された段付き筒状部材であり、大径側の外周面には、右ハブフランジ２２ｂが回転不能に圧入されている。小径側の外周面には、ワンウェイクラッチ２０を構成する複数のラチェット爪３０が起伏自在に装着されている。また、小径側の先端外周面１６ｆには、第１軸受部１７の第１玉受け１７ａが回転不能に連結されている。
【００２０】
左接続部１６ｃは、鋼板をプレス成形して得られた断面Ｃ字状の二重円筒形状の部材であり、左本体部１６ａが外周側に連結部１６ｄが内周側にそれぞれ回転不能に固定されている。連結部１６ｄは、ハブ軸１５と同芯に配置された筒状部材である。
【００２１】
１対のハブフランジ２２ａ，２２ｂには、周方向に間隔を隔ててたとえば３６個のスポーク係止孔２２ｃ，２２ｄがそれぞれ等間隔で形成されている。スポーク係止孔２２ｃとスポーク係止孔２２ｄとは、ピッチが半ピッチ分ずれて形成されている。
【００２２】
第１軸受部１７は、図３に示すように、ハブシェル１６の右端に配置されている。第１軸受部１７は、右本体部１６ｂに回転不能に装着された第１玉受け１７ａと、ハブ軸１５の雄ねじ部１５ａにねじ込み固定された第１玉押し１７ｂと、第１玉押し１７ｂと第１玉受け１７ａとの間に配置された複数の球体１７ｃとを有している。第１玉押し１７ｂは、駆動体１９の内周側に配置されており、駆動体１９の内周面との間には、両者の隙間をシールする第１シール部材２４が配置されている。第１シール部材２４は、概ね円板状のたとえばニトリルゴムなどの弾性体製の部材である。第１シール部材２４は、第１玉押し１７ｂの外周面に装着されており、先端が駆動体１９の内周面に接触している。
【００２３】
第２軸受部１８は、図２に示すように、左本体部１６ａに回転不能に装着された第２玉受け１８ａと、ハブ軸１５の雄ねじ部１５ａにねじ込み固定された第２玉押し１８ｂと、第２玉押し１８ｂと第２玉受け１８ａとの間に配置された複数の球体１８ｃとを有している。第２玉押し１８ｂと左本体部１６ａの端面との間には、その間の隙間をシールする第２シール部材２５が装着されている。第２シール部材２５もたとえばニトリルゴムの等の弾性体製である。
【００２４】
駆動体１９は、図３及び図４に示すように、たとえば炭素鋼製の概ね筒状の部材であり、その外周面１９ａには、ハブ軸方向に延びる６つの係止溝１９ｂが周方向に間隔を隔てて形成されているとともに、第１及び第２環状溝１９ｃ，１９ｄが軸方向に所定の間隔で形成されている。
【００２５】
係止溝１９ｂは断面が半円弧状に形成されている。この係止溝１９ｂにスプロケット２１が回転不能に係止される。係止溝１９ｂが形成された外周面１９ａの奥側には、スプロケット２１が当接する環状接触面１９ｆが形成されている。この環状接触面１９ｆにスプロケット２１が位置決めされる。
【００２６】
第１環状溝１９ｃは、リング状のばね部材２６を装着するための溝であり、ばね部材２６の線径の略半分の深さで形成されている。スプロケット２１を環状接触面１９ｆに接触させた状態で第１環状溝１９ｃにばね部材２６を装着すると、スプロケット２１の軸方向の移動が規制される。なお、ばね部材２６は弾性を有する金属線材製のばね材をＣ型に湾曲させて形成されている。第２環状溝１９ｄは、カバー部材２３を係止するための溝である。駆動体１９は、第３軸受部２７によりハブシェル１６に回転自在に支持されている。
【００２７】
第３軸受部２７は、駆動体１９の内周面に形成された１対の玉受け面２７ａと、左本体部１６ｂの外周面及び第１玉受け１７ａに形成された１対の玉押し面２７ｂと、玉受け面２７ａと玉押し面２７ｂとの間に配置された複数の球体２７ｃとを有している。なお、駆動体１９の左端内周面と左本体部１６ｂとの隙間には、第３シール部材２８が装着されている。この第１及び第３シール部材２４，２８により駆動体１９の内周側への異物の侵入を一括して防止できる。
【００２８】
ワンウェイクラッチ２０は、右本体部１６ｂに起伏自在に装着されたラチェット爪３０と、駆動体１９の内周面１９ｅに形成され、ラチェット爪３０の先端を係止可能な鋸歯状のラチェット歯３１と、ラチェット爪３０を起きる方向に付勢する付勢部材３２とを備えている。ワンウェイクラッチ２０は、自転車の進行方向の回転のみを駆動体１９からハブシェル１６の右本体部１６ｂに伝達し、逆方向の回転を伝達しない。
【００２９】
スプロケット２１は、外周にチェーンが巻回されるものであり、クランクの回転がチェーンを介して伝達されて回転する。スプロケット２１の内周面には、係止溝１９ｂに係合する６つの係止突起２１ａが形成されている。スプロケット２１は、ばね部材２６により軸方向の移動が規制されている。
【００３０】
カバー部材２３は、図３及び図５に示すように、たとえば、ポリエチレンなどの合成樹脂製の概ね有底筒状の部材である。カバー部材２３は、駆動体１９の外周面１９ａを覆う筒部２３ａと、先端がスプロケット２１の外側面に接触し筒部２３ａの先端から拡径する拡径部２３ｂと、筒部２３ａの基端から径方向内方に延びるフランジ部２３ｃとを有している。
【００３１】
筒部２３ａは、駆動体１９の外周面１９ａにほぼ接触する内周面を有しており、筒部２３ａの内周面には、第２環状溝１９ｄに弾性的に係止される４つの係止突起２３ｄが内方に突出して形成されている。筒部２３ａの外周面は端部に向かって僅かに先細りに形成されている。拡径部２３ｂは、筒部２３ａの先端から外方に凸に湾曲して拡径している。そして湾曲した先端がスプロケット２１の外側面に接触している。この拡径部２３ｂの内周側にばね部材２６が装着されている。このため、ばね部材２６はほぼ密閉された空間に配置されることになり、ばね部材２６をステンレス鋼製のばね素材ではなく、鋼製の比較的錆びやすい安価な素材で形成してもばね部材２６が錆びにくくなる。フランジ部２３ｃは、駆動体１９の内周面より僅かに内方に突出している。このため、駆動体１９の内周面と第１玉押し１７ｂとの間に装着された第１シール部材２４と重なり合う部分が生じ、第１シール部材２４を保護することができる。
【００３２】
このように構成されたリアハブ１０では、クランクを進行方向に回すとチェーンを介してスプロケット２１が進行方向に回転し、その回転が駆動体１９からワンウェイクラッチ２０を介してハブシェル１６に伝達され、後輪１０７が回転する。リアハブ１０の駆動体１９の外周側には、カバー部材２３が装着されている。このため、走行中に水はねが生じても液体は駆動体の外周面に付着したり、内部に侵入したりしにくい。このため、駆動体１９の腐食を防止できるとともに。駆動体１９の見栄えがよくなる。
【００３３】
〔他の実施形態〕
（ａ）前記実施形態では、カバー部材２３にフランジ部２３ｃを設けたが、フランジ部２３ｃを設けなくてもよい。
【００３４】
（ｂ）前記実施形態では、スプロケット２１を係止溝により回転不能に係止したが、ねじにより固定してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動体の外周面に、先端がスプロケットの外側面に接触し駆動体の外周面を覆うようにカバー部材が装着されている。このため、駆動体の外周面が外部に露出せず、駆動体の外周部分の見栄えがよくなるとともに、駆動体が腐食しにくくなる。また、第１軸受の軸方向外方がシール部材により覆われるので、第１軸受に液体や塵埃などの異物が侵入しにくくなり、第１軸受の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を採用した自転車の側面図。
【図２】 本発明の一実施形態によるリアハブの半截断面図。
【図３】 その右側部分の断面拡大図。
【図４】 図３のIV−IV線断面図
【図５】 図３のＶ−Ｖ線断面図。
【符号の説明】
１０ リアハブ
１５ ハブ軸
１６ ハブシェル
１７，１８第１及び第２軸受部
１７ａ 第１玉受け
１７ｂ 第１玉押し
１７ｃ 球体
１９ 駆動体
１９ｂ 係止溝
１９ｃ，１９ｄ 第１及び第２環状溝
２０ ワンウェイクラッチ
２１ スプロケット
２３ カバー部材
２３ａ 筒部
２３ｂ 拡径部
２３ｃ フランジ部
２３ｄ 係止突起
２４ 第１シール部材
２６ ばね部材

Claims (6)

1. 自転車（１０１）のフレーム（１０２）後部に装着される自転車用リアハブ（１０）であって、
   前記フレーム（１０２）後部に回転不能に装着されるハブ軸（１５）と、
   前記ハブ軸（１５）に回転自在に装着されるハブシェル（１６）と、
   前記ハブシェル（１６）の両端部で前記ハブ軸（１５）との間に配置された第１及び第２軸受部（１７），（１８）と、
   前記ハブシェル（１６）の一端側に回転自在に装着された駆動体（１９）と、
   前記駆動体（１９）とハブシェル（１６）との間に配置され前記駆動体（１９）から前記ハブシェル（１６）に一方向の回転を伝達するワンウェイクラッチ（２０）と、
   前記駆動体（１９）の外周面に前記駆動体（１９）に対し相対回転不能かつ軸方向移動不能に装着されたスプロケット（２１）と、
   前記スプロケット（２１）の外側面に先端が接触し、前記駆動体（１９）の外周面を覆うように前記駆動体（１９）に装着されるカバー部材（２３）と、を備え、
   前記第１軸受部（１７）は、前記ハブ軸（１５）にねじ込み固定される第１玉押し（１７ｂ）と、前記ハブシェル（１６）の一端に回転不能に装着された第１玉受け（１７ａ）と、前記第１玉押し（１７ｂ）と前記第１玉受け（１７ａ）との間に配置された複数の球体（１７ｃ）とを有し、
   前記駆動体（１９）の内周面と前記第１軸受部（１７）の前記第１玉押し（１７ｂ）の外周面との隙間をシールするシール部材（２４）をさらに備える、自転車用リアハブ。
2. 前記カバー部材（２３）は、前記駆動体（１９）の外周面を覆う筒部（２３ａ）と、先端が前記スプロケット（２１）に接触する前記筒部（２３ａ）から拡径する拡径部（２３ｂ）とを有する、請求項１に記載の自転車用リアハブ。
3. 前記カバー部材（２３）は、前記筒部（２３ａ）の基端から径方向内方に延びるフランジ部（２３ｃ）をさらに有する、請求項２に記載の自転車用リアハブ。
4. 前記スプロケット（２１）は、前記駆動体（１９）の外周面に装着されるリング状のばね部材（２６）により前記軸方向の移動を規制されており、
   前記カバー部材（２３）は前記ばね部材（２６）の外周側を覆っている、請求項１から３のいずれかに記載の自転車用リアハブ。
5. 前記カバー部材（２３）は、前記駆動体（１９）の外周面に弾性係止されている、請求項１から４のいずれかに記載の自転車用リアハブ。
6. 前記駆動体（１９）の外周面には、環状凹部（１９ｄ）が形成されており、
   前記カバー部材は（２３）弾性係止のために径方向内方に延び前記環状凹部（１９ｄ）に係合する係合凸部（２３ｄ）をさらに有する、請求項５に記載の自転車用リアハブ。

Images