JP4145833B2 - 自転車用内装変速ハブ - Google Patents
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Description
〔ハンドル制御部の構成〕
ハンドル制御部12は、盗難防止システム20を構成するものであり、フロントフォーク3を介してハンドル部4の回動を規制する規制状態と規制解除状態とを取り得るものである。ハンドル制御部12は、図2および図3に示すように、フロントフォーク3と連動して回転する回転部材74と、ヘッドパイプ2aに回動不能に設けられた固定部材75と、回転部材74と固定部材75との相対回動を規制する回動規制機構76と、回動規制機構76を規制状態でロックするロック機構77とを有している。
内装変速ハブ10は、減速、直結及び増速の動力伝達経路を含む計3段変速ハブである。この内装変速ハブ10は、図7に示すように、自転車のフレーム体2の後爪2bに固定されるハブ軸21と、ハブ軸21の一端側外周に配置された駆動体22と、ハブ軸21及び駆動体22のさらに外周に配置されたハブシェル23と、遊星歯車機構(変速手段の一例)24と、動力伝達経路を選択するための変速操作機構25と、変速操作機構25を動作させるための第1ベルクランク26と、回転規制機構27とを有している。
遊星歯車機構24は、ハブ軸21と同芯でかつ一体に形成された太陽ギア40と、ハブ軸21の外周に配置されたギア枠41と、太陽ギア40に噛み合う3つの遊星ギア42(図では1つの遊星ギアのみを示している)と、リングギア43とを有している。
変速操作機構25は動力伝達経路を選択するものであり、クラッチ部材45と、クラッチ操作部46とを有している。
第1ベルクランク26は、ハブ軸21の図7右軸端に装着されている。第1ベルクランク26は、軸端に装着された支持ブラケット70と、支持ブラケット70に揺動自在に支持されたリンク部材71とを備えている。この支持ブラケット70に変速操作ケーブル73のアウターケーシング73aが係止され、リンク部材71にインナーケーブル73bが係止されている。リンク部材71の先端は第1プッシュロッド48の基端に当接している。ここでは、変速操作部9によりインナーケーブル73bを引くことでリンク部材71が揺動し第1プッシュロッド48が押圧されて増速側への変速操作が行われる。また、インナーケーブルを緩ませることで第2コイルバネ61により変速キー49を介してクラッチ部材45が押圧されて減速側への変速操作が行われる。
このような遊星歯車機構24およびワンウェイクラッチ50〜52により、この内装変速ハブ10は、
駆動体22−リングギア43−遊星歯車機構24−ギア枠41−ハブシェル23で構成される減速動力伝達経路と、
駆動体22−リングギア43−ハブシェル23で構成される直結動力伝達経路と、
駆動体22−クラッチ部材45−ギア枠41−遊星歯車機構24−リングギア43−ハブシェル23で構成される増速動力伝達経路とを有している。
第1プッシュロッド48が押し込まれていない状態では、クラッチ部材45は右端の減速位置に配置され、駆動体22からの回転は減速動力伝達経路を介して減速され、ハブシェル23に伝達される。すなわち、駆動体22に入力された回転は、第2ワンウェイクラッチ51を介してリングギア43に伝達される。このとき、クラッチ部材45により第1ワンウェイクラッチ50のクラッチ爪53は、図8に2点鎖線で示す退避姿勢に回動し第1ワンウェイクラッチ50は動力遮断状態になっている。このため、リングギア43に伝達された回転は、さらに遊星歯車機構24、ギア枠41および第3ワンウェイクラッチ52を介してハブシェル23に伝達される。この場合は、太陽ギア40、遊星ギア42およびリングギア43の歯数によって決定される変速比によって、入力回転は減速されて出力される。
図7に示す増速位置で変速操作部9の解除レバーが操作されると、第1コイルバネ60による付勢力がなくなり、第2コイルバネ61により変速キー49が押圧されて第1プッシュロッド48は一段分右方に後退する。そして、変速キー49が第3コイルバネ62を介してクラッチ部材45を押圧してクラッチ部材45を直結位置に移動しようとする。ペダルを踏んでおらず駆動力が伝達されていないときにはクラッチ部材45がギア枠41から離脱し、クラッチ部材45は直結位置に移動する。しかし、ペダル踏んでいるとクラッチ部材45からギア枠41に駆動力が伝達されているので、セレーション内歯41bとセレーション外歯45cとが摩擦力により噛み合ったままになることがある。このような場合、第2コイルバネ61のバネ力だけではクラッチ部材45が図7右方に移動しない。このような状態で、図9に示すように、変速キー49がクラッチ部材45のカム面47の平坦面47aに当接すると、クラッチ部材45の進行方向Aへの回転により変速キー49が第1貫通溝21bに挿入された部分の全長で案内面21c側に押圧され摩擦力により軸方向に逃げにくくなる。この結果、変速キー49が傾斜面47cに乗り上げると、クラッチ部材45が右方に移動する。そしてセレーション内歯41bとセレーション外歯45cとの噛み合いが外れると、クラッチ部材45は、変速キー49を介して第2コイルバネ61により押圧されて直結位置に移動する。すなわち、変速キー49とクラッチ部材45のカム面47との接触によりクラッチ部材45の回転運動が軸方向の変位に変換され変速をアシストする。
回転規制機構27は、ハンドル制御部12に制御ケーブル80を介して連結されており、ハンドル制御部12及び制御ケーブル80とで盗難防止システム20を構成している。
盗難防止システム20においては、規制を切り換えるために、鍵82bを錠前本体82aに装着して回し、揺動体82cを揺動させて移動部材83をレバー体28から退入させる。これにより、移動部材83の係止突起83bが係止長溝28gから離脱し、レバー体28が回動自在になる。この状態でレバー体28を図2に二点鎖線で示す規制解除位置から実線で示す規制位置に回す。レバー体28を規制位置側に回すと鍵82bを元に戻し鍵82bを外す。これにより、移動部材83がレバー体28の係止長溝28fに進出して係止され、レバー体28が規制位置で保持され、かつ鍵82bを抜くことにより規制解除位置側に移動できなくなりロックされる。
(a) 前記実施形態では、盗難防止システムにおいて、ハンドル制御部及び回転規制機構において、いずれも規制状態のときに所定以上のトルクで回転部材やハブシェルを回転できるように構成したが、回転できないようにロックしてもよい。この場合には盗難防止効果がさらに高まる。
7 後輪
10 内装変速ハブ
12 ハンドル制御部
21 ハブ軸
21d 第2操作穴(第1ガイド部)
21e 第2貫通溝(第2ガイド部)
23 ハブシェル
27 回転規制機構
80 制御ケーブル
92 第2ベルクランク
95 ロック部材
96 係止部材
101 第2プッシュロッド
102 規制キー
Claims (3)
- 自転車のフレームに回転自在に装着される車輪を構成し、フロントフォークの回動を規制するハンドル制御部と制御ケーブルを介して連結可能であり、かつ変速操作部と変速操作ケーブルを介して連結可能な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回転不能に装着され、第1及び第2端側にそれぞれ開口し軸芯に沿って各別に形成された第1及び第2操作穴と、前記第1及び第2操作穴の底部近傍に径方向に沿って各別に形成され両端が外周面に開口する第1及び第2貫通溝と、を有するハブ軸と、
前記第1操作穴に軸方向移動自在に装着され、前記変速操作ケーブルにより動作可能な第1プッシュロッドと、
前記第2操作穴に軸方向移動自在に装着され、前記制御ケーブルにより動作可能な第2プッシュロッドと、
前記ハブ軸に回転自在に装着されたハブシェルと、
前記ハブシェルに前記自転車のクランクの回転を伝達する駆動体と、
前記駆動体と前記ハブシェルとの間に配置され複数の変速段を有する変速手段と、
前記第1貫通溝に前記軸方向に移動自在に設けられ、前記第1プッシュロッドの前記軸方向の移動に連動して前記変速手段を前記複数の変速段のいずれかで動作させる変速キーと、
前記ハブ軸の外周面に回転不能に装着され、前記ハブシェルに回転不能に連結される第1位置と前記ハブシェルから離脱する第2位置とに前記軸方向に移動自在であり、前記第1位置で前記ハブシェルの回転を規制し第2位置で許可する回転規制手段と、
前記第2貫通溝に前記軸方向に移動自在に設けられ、前記第2プッシュロッドの前記軸方向の移動に連動して前記回転規制手段を前記軸方向に移動させる規制キーと、
を備えた自転車用内装変速ハブ。 - 前記回転規制手段は、前記第1位置に配置されたとき、前記ハブシェルに所定以上のトルクが作用すると前記ハブ軸に対する相対回転を許容する、請求項1項に記載の自転車用内装変速ハブ。
- 前記回転規制手段は、前記第1位置に配置されたとき前記ハブシェルと前記ハブ軸との相対回転により発音する、請求項2に記載の自転車用内装変速ハブ。
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