JP5406227B2 - 自転車用リアハブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自転車用リアハブ装置に関するものであり、特に、チェーンを介して伝達される回転駆動力を受けて、これらを車輪側へと伝達する役目を果たすギヤの取付けられる自転車用リアハブ装置に関するものである。

従来のこの種のものとしては、例えば特開２００８−２８５１５８号公報または特開２００７−１１３７１１号公報記載のもの等が挙げられる。これらのものは、チェーンからの駆動力を受けて、これを車輪側へと伝達する役目を果たす各ギヤ（リアギヤ）は、車輪を支持するシャフトの延長線上であって車輪の外側のところに当該車輪の基礎をなすリアハブとは別体構造にて設けられるようになっているものである。

特開２００８−２８５１５８号公報 特開２００７−１１３７１１号公報

ところで、上記従来のもの（先行技術）においては、車輪からの上下荷重はベアリング（ころがり軸受）を介してハブ軸に伝達されるようになっている。また、チェーンからの駆動力に基づく荷重は上記ハブ軸とは別個に設けられ、かつ、複数のギヤの取付けられた円筒状部材のところに伝達されるようになっている。そして、これら荷重は最終的には車軸（シャフト）のところに伝達されるようになっているものである。従って、この従来のものにおいては、車軸の先端部のところには、チェーンからの駆動力に基づく荷重がカンチレバー（片持張り）状に作用することとなり、車軸（シャフト）は、大きな撓み変形を生ずるおそれがある。このような問題点を解決するために、チェーンからの駆動力による荷重の入力されるギヤの軸受部である駆動軸の構造を、出来る限り車輪からの荷重を受ける軸受部側に近づけて、上記カンチレバー状に作用する荷重を極力低減化させようとするのが、本発明の目的（課題）である。

上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明である第一の発明においては、車輪の回転運動を支持するとともに、チェーンを介して伝達される回転駆動力を車輪に伝達する役目を果たすギヤの取付けられる自転車用リアハブ装置に関して、車輪の中心部に設けられるものであってタイヤの取付けられるリムからの入力荷重をスポークを介して受けるハブケースと、当該ハブケースの内径側にこれと一体的に設けられるものであって、当該ハブケースの横幅を超えてこれよりも大きく横幅方向に張出すように形成され、かつ、ベアリングを保持するように形成された円筒状の形態からなるベアリングホルダと、当該ベアリングホルダに伝達されたハブケースからの入力荷重を後に述べるシャフト側へ伝達する役目を果たすものであって上記ハブケースの一方の端部側に設けられる第一のベアリングと、上記ハブケースと一体的に形成されたベアリングホルダの一方の端部側に設けられる第二のベアリングと、これら第一のベアリング及び第二のベアリングを介して上記車輪全体を回転自在なように支持するものであって上記ハブケースの幅よりも大きく形成された延長部を有するシャフトと、当該シャフトの延長部のところに設けられるものであってギヤの取付けられる円筒状の部材からなり、その一方の端部は上記ハブケース内に収容された状態でその内径側は上記ベアリングホルダの外径側に設けられるニードルベアリングまたは薄形ベアリングからなる第四のベアリングを介して取付けられるとともに、もう一方の端部側は上記ベアリングホルダの一方の端部側に設けられる上記第二のベアリングよりも、その外側のところに設けられる第三のベアリングを介して取付けられる駆動軸と、からなり、更に、このような構成からなるものにおいて、上記駆動軸の一方の端部側であって上記第四のベアリングの設けられる側の、その外径側のところには複数のラチェット爪が設けられるようにした構成を採ることとした。

請求項１記載の発明である第一の発明について説明する。本発明によれば、上記構成を採ることにより、車輪からの入力荷重は、ハブケース、当該ハブケース内に設けられたベアリングホルダを介して第一のベアリング及び第二のベアリングのところに入力されるとともに、これら両ベアリングのインナレースのところからシャフトへと伝達されることとなる。ところで、本発明のものにおいては、主に車輪からの上下方向荷重を受ける第一及び第二のベアリングはハブケースの幅の値よりも大きな値を有するように形成されたベアリングホルダを介して取付けられるようになっている。従って、車輪からの荷重、特に衝撃的な荷重は、上記ハブケースの幅よりも大きく（拡く）形成されたベアリングホルダを介して上記第一及び第二のベアリングのところにモーメント荷重として入力されることとなる。その結果、上記両ベアリングのところへは衝撃的な荷重が緩和された状態で入力されることとなり、ベアリングは保護されることとなる。従って、本発明のものにおいては、ベアリングの回転運動が常に円滑に保たれることとなる。

また、本発明のものにおいては、チェーンからの駆動力に基づくギヤ側からの荷重入力点をハブケースの端面側に近づけるようにしたので、ベアリングを介してシャフト側に作用するカンチレバー状の入力荷重は極力低減化されることとなる。また、本発明のものにおいては、ギヤの取付けられる駆動軸の一方の端部はハブケース内に嵌まり込んだ状態で設けられようになっているとともに、この嵌まり込んだところにラチェット機構が設けられるようになっていることより、駆動軸側から入力される駆動力は、より確実にハブケースを介して車輪側へと伝達されることとなる。その結果、チェーンからの駆動力は、円滑に、かつ、確実に車輪へと伝達されることとなり、本自転車の加速等がより円滑に行われることとなる。

また、本発明のものにおいては、ベアリングホルダの一方の端部である駆動軸側に形成される部分が、駆動軸内へ伸びるように形成された突出部を有するようになっており、この突出部の先端部のところに、主に車輪側から受ける上下方向荷重の入力されるベアリング（第一または第二のベアリング）が設けられるようになっている。従って、本発明のものにおいては、車輪側から受ける上下方向荷重は、拡いスパンを有する上記ベアリングホルダによって軽減化された状態で上記第一及び第二のベアリングのところへと入力されることとなる。従って、本発明のものにおいては、上記両ベアリングの保護が、より図られることとなる。その結果、車輪の円滑な回転運動が確保されることとなる。

本発明の全体構成を示す断面図である。 本発明の主要部を成すリアハブ装置周りの全体構成を示す断面図である。 本発明におけるリアハブ装置に入力される車輪側からの荷重の作用状態を示す図である。 本発明におけるリアハブ装置に入力されるギヤ側からの荷重の作用状態を示す図である。

本発明を実施するための形態について、図１ないし図４を基に説明する。本実施の形態にかかるものは、図１に示す如く、二又状のフォーク６のところに取付けられるものであって、車輪を形成するタイヤ９９またはリム９５等からの荷重がスポーク９１を介して入力されるとともに、チェーン８を介して伝達される回転駆動力を車輪９に伝達する役目を果たすギヤ７の取付けられる自転車用リアハブ装置に関するものである。具体的には、図１ないし図４に示す如く、車輪９の中心部に設けられるものであってタイヤ９９の取付けられるリム９５からの入力荷重をスポーク９１を介して受けるハブケース１と、当該ハブケース１の内径側に設けられるものであって、後に述べるベアリングを保持する円筒状の形態からなるベアリングホルダ３と、当該ベアリングホルダ３に伝達されたハブケース１からの入力荷重を後に述べるシャフト５側へ伝達する役目を果たすとともに、上記ハブケース１を含む車輪全体を回転自在なように支持する第一のベアリング３１及び第二のベアリング３２と、これら第一のベアリング３１及び第二のベアリング３２を介して上記車輪９全体を回転自在なように支持するものであって、上記ハブケース１の幅の値よりも大きく形成された延長部５５を有するシャフト５と、からなることを基本とするものである。

このような基本構成からなるものにおいて、上記シャフト５の延長部５５のところには、図２に示す如く、シャフト５の延長部５５の外周側に上記ベアリングホルダ３の一部を形成する突出部３９が設けられるようになっている。そして、このような突出部３９の先端部のところには上記第一のベアリング３１または第二のベアリング３２のうちのいずれか一方のもの（本実施の形態においては第二のベアリング３２）が設けられるようになっている。そして、このような突出部３９の外周側のところには、ギヤ７の取付けられる円筒状の部材からなるものであって、その一方の端部２１側は上記ハブケース１内に収容された状態で、その内径側は上記ハブケース１内に設けられたベアリングホルダ３の外径側にニードルベアリングまたは薄肉形ボールベアリングを含む第四のベアリング３５を介して取付けられる駆動軸２が設けられるようになっている。そして、このような駆動軸２の上記ハブケース１内に収納される部分の、その外側には複数のラチェット爪４が設けられるようになっている。そして更に、このような駆動軸２のもう一方の端部２２側のところであって、上記第一のベアリング３１または第二のベアリング３２の、いずれか一方のベアリング（本実施の形態においては第二のベアリング３２）よりも外側のところには第三のベアリング３３が設けられるようになっている。そして、上記駆動軸２はシャフト５の延長部５５のところに回転自在なように取付けられるとともに、上記ハブケース１とはラチェット爪４を介してギヤ７側からの回転駆動力を円滑に伝達することができるように取付けられている。すなわち、本実施の形態のものにおいては、リアハブ全体の構造が二重軸構造となっているものである。

このような構成を採ることにより、本実施の形態のものにおいては、主に車輪９側から入力される荷重（Ｐ_１）に対しては、例えば図３に示す如く、まず、ハブケース１に入力されるとともに、この荷重（力）は、ハブケース１内に設けられたベアリングホルダ３を介して、当該ベアリングホルダ３の両端部に設けられた第一のベアリング３１及び第二のベアリング３２のところへと伝達される。すなわち、本実施の形態のものにおいては、入力荷重をハブケース１内に設けられたベアリングホルダ３の両端部にて左右均等な状態で受止めることができるようになっている。そして、これら両ベアリング３１、３２のところに伝達された荷重（力）は当該両ベアリング３１、３２の取付点を介してシャフト５へと伝達されることとなる。ところで、本実施の形態のものにおいては、上記両ベアリング３１、３２の取付間隔は、車輪を形成するハブケース１の幅の値よりも大きく（拡く）採られていることより、上記荷重（力）は分散された状態でベアリング３１、３２及びシャフト１へと伝達されることとなる。従って、各ベアリング３１、３２を介して入力されるシャフト１への負荷は軽減化されることとなり、シャフト１の両ベアリング３１、３２を介しての回転運動は常に円滑に保持されることとなる。

また、本実施の形態のものにおいては、ギヤ７を介して入力される駆動力に基づく荷重（Ｐ_２）は、例えば図４に示す如く、ギヤ７を保持する駆動軸２が一方の端部（本実施の形態のものにおいては外側の端部）側に設けられた第三のベアリング３３と、ハブケース１内の駆動軸２の取付けられる端部側に設けられたニードルベアリングまたは薄肉形ボールベアリング等からなる第四のベアリング３５とによって支持されるようになっている。従って、本実施の形態のものにおいては、上記駆動力に基づく荷重（Ｐ_２）は上記二つのベアリング３３、３５を介してハブケース１側へと円滑に伝達されることとなる。従って、ハブケース１から横へ張出すように取り付けられる駆動軸２側からの荷重（負荷）に対しては、本実施の形態のものにおいては、これを確実に保持することができるようになり、ギヤ７からの駆動力を円滑に車輪９側へと伝達することができるようになる。

１ ハブケース
２ 駆動軸
２１ 端部
２２ 端部
３ ベアリングホルダ
３１ 第一のベアリング
３２ 第二のベアリング
３３ 第三のベアリング
３５ 第四のベアリング
３９ 突出部
４ ラチェット爪
５ シャフト
５５ 延長部
６ フォーク
７ ギヤ
８ チェーン
９ 車輪
９１ スポーク
９５ リム
９９ タイヤ

Claims (1)

1. 車輪の中心部に設けられるものであってタイヤの取付けられるリムからの入力荷重をスポークを介して受けるハブケースと、当該ハブケースの内径側にこれと一体的に設けられるものであって、当該ハブケースの横幅を超えてこれよりも大きく横幅方向に張出すように形成され、かつ、ベアリングを保持するように形成された円筒状の形態からなるベアリングホルダと、当該ベアリングホルダに伝達されたハブケースからの入力荷重を後に述べるシャフト側へ伝達する役目を果たすものであって上記ハブケースの一方の端部側に設けられる第一のベアリングと、上記ハブケースと一体的に形成されたベアリングホルダの一方の端部側に設けられる第二のベアリングと、これら第一のベアリング及び第二のベアリングを介して上記車輪全体を回転自在なように支持するものであって上記ハブケースの幅よりも大きく形成された延長部を有するシャフトと、当該シャフトの延長部のところに設けられるものであってギヤの取付けられる円筒状の部材からなり、その一方の端部は上記ハブケース内に収容された状態でその内径側は上記ベアリングホルダの外径側に設けられるニードルベアリングまたは薄形ベアリングからなる第四のベアリングを介して取付けられるとともに、もう一方の端部側は上記ベアリングホルダの一方の端部側に設けられる上記第二のベアリングよりも、その外側のところに設けられる第三のベアリングを介して取付けられる駆動軸と、からなり、更に、このような構成からなるものにおいて、上記駆動軸の一方の端部側であって上記第四のベアリングの設けられる側の、その外径側のところには複数のラチェット爪が設けられるようにした構成からなることを特徴とする自転車用リアハブ装置。

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