JP6088673B1 - ハブラチェットの組立構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ペダリングの確実度と安全性を高め、無駄な運動エネルギーの消耗を抑えて使用寿命を延長するハブラチェットの組立構造を提供する。【解決手段】ハブラチェットの組立構造は、ハブ座１０と、連動リング２０と、スリーブ３０と、ラチェットユニット４０とを含む。上記連動リング２０の連動歯２１は多歯数、短歯距離の方式より構成され、しかも歯数は最多１５５本もあり、ラチェットユニット４０の各つめ部分は連動歯２１に対応して同様に歯距離が短い方式で噛み合い歯が設置される。これにより噛み合い歯の連動歯２１の歯端での滑動距離が有効に縮められるのでラチェットユニット４０と連動リング２０間の噛み合い連動の間隔も縮められるため、噛み合い連動の状態が迅速に達成でき、さらに狭い隙間のペダリングが形成され、大幅にペダリングの確実度が高められ、安全性も兼ねられる。【選択図】図２

Description

本発明はハブユニットに関し、特にハブラチェットの組立構造に関する。

現在、迅速又は簡便に噛み合えるハブラチェット装置については図９に示されるように、心軸とハブ座とを含む。ハブ座は上記心軸に回転可能に嵌められ、また片端を凹ませてラチェット槽が形成され、ラチェット槽の内周には等間隔に複数の歯槽が形成される。ラチェット筒は上記心軸に回転可能に嵌められ、上記ラチェット筒は上記ハブ座に向ける一端に上記ラチェット槽に嵌め込める輪状体が設けられ、上記輪状体は間隔を残して複数の二組に等分できる互いに交錯して設置する容置槽が設けられ、各容置槽と隣接する両側との距離は一つの歯距離である間隔の設置形態に設計され、各容置槽にそれぞれつめとつめばねが組み込まれる。運転者が改めてペダリングをする時、ラチェット槽に最も近いつめが自動的に選定されて作動し、迅速に噛み合えて上記ハブ座を連動する効果が達成できる。

しかし、上述の従来構造にはまだ不足する部分があり、その主な原因は次である。上述の従来のハブ構造では、ハブ座内の歯槽とつめユニットの噛み合いは径方向に噛み合うため、ハブが自転車のスムーズな運転作動を有効に提供できるが、長時間乗る場合には、つめが歯槽に対してギアずれを発生する際、受けた力が均等に全てのつめに分散できない上に、いくつかのつめの端部が集中的な摩擦を受けるため、つめと歯槽の歯紋が加速的に摩損に消耗され、またつめが外れる状況が発生し、またはつめユニットを頻繁に取り換えないといけなくなるため、コストが高まる。

また、上記ハブ槽内部の歯槽の数が少ないため、歯槽間の距離が長くなり、またつめと歯槽間の噛み合い角度も９０度より大きく、同時につめと歯槽間の確実に噛み合う行程が増えることによってつめと歯槽間の摩擦抵抗力が比較的大きくなるため、作動効果が相対的に低減されてハブの自転回数と自転車の走行距離が減少される。運転者が改めてペダリングをする時、各歯槽の間隔が長くなって迅速につめが噛み合い連動の状態を提供できないため、空回りになる恐れがあり、安全性に欠ける。
従って、本発明者は長年にわたる関連製品の製造開発と設計経験に基づき、緻密に設計し、慎重に思案した後、実用性を満たす本発明を得た。

現在技術に存在する上述の欠点を解決するようハブラチェットの組立構造を提供する。

ハブラチェットの組立構造であって、ハブ座と、連動リングと、スリーブと、ラチェットユニットとを含む。ハブ座は軸の外側に取り付けられ、上記軸で回転作動できる。また、ハブ座の片側には、連動リングを嵌合固定するための非円孔状の固定溝が提供される。連動リングの外周は非円環状であり、内部には順番に幾つかの連動歯が設けられ、上記連動リングの連動歯の数は１４５本から１５５本の間であり、これらの連動歯の角度は５７度から６２度の間である。スリーブはハブ座の片側に合わせて取り付けられ、ハブ座と連動リングに対する一端部に連動突起部が設けられ、上記連動突起部は外円周には少なくても２つのラチェット槽が設けられる。ラチェットユニットはスリーブのラチェット槽の数に合わせて幾つかのつめ部分が設けられ、それぞれつめばねと合わせてラチェット槽に組み込まれる。これによって、各つめ部分はハブ座とスリーブの間に設けられ、各つめ部分は軸を円心に連動突起部と連動して回転し、上記つめ部分はつめばねによって押し出され、ラチェット槽外より突出した端部には噛み合い歯が設けられ、さらに噛み合い歯と連動リングの連動歯の噛み合いによって連動される。また、これらのつめ部分と連動リングの噛み合い連動の力作用角度は１００度から１１０度の間であり、かつこれらのつめ部分の噛み合い歯の総数は２０本から３２本の間である。単一つめ部分の噛み合い歯の歯数はつめ部分の数量によってすべて４本から８本が設けられ、さらにこれらの噛み合い歯の角度は５５度から６０度の間である。上述の構造によって、ハブラチェットの組立構造が構成される。

従来技術と比較すると、（一）連動リングの連動歯は多歯数、短歯距離の方式より構成され、しかも歯数は最多１５５本もあり、ラチェットユニットの各つめ部分は連動歯に対応して同様に歯距離が短い方式で噛み合い歯が設置される。これで噛み合い歯は連動歯の歯端での滑動距離が有効に縮められるのでラチェットユニットと連動リング間の噛み合い連動の間隔も縮められるため、噛み合い連動の状態が迅速に達成でき、さらに狭い隙間のペダリング効果が達成され、大幅にペダリングの確実度が高められ、安全性も兼ねられる。

（二）さらに、連動リングとラチェットユニット間の配置状態によって、両者間の歯が互いに噛み合う角度は７０度より小さくなり、工程が減少され、歯数が増加されるため、摩擦抵抗力が有効に低減され、無駄な運動エネルギーの消耗も避けられる。更に連動歯と噛み合い歯間の摩耗が減少されるため、ハブラチェットの使用寿命が高められ、実用性も兼ねられる。

図１は、本発明に係るハブラチェットの組立構造を示す立体図である。 図２は、本発明に係るハブラチェットの組立構造を示す分解図である。 図３は、本発明に係るハブラチェットの組立構造を示す組立断面図及び正回転による噛み合い状態図である。 図４は、本発明に係る連動歯とつめ部分の噛み合いを示す局部拡大図である。 図５は、本発明に係るつめ部分と連動リングが噛み合い連動する力作用角度を示す図である。 図６は、本発明に係るもう一つ別の組立状態を示す断面図である。 図７は、本発明に係るハブラチェットの組立構造が逆回転により脱離した状態を示す図である。 図８は、本発明に係るもう一つ別の実施例を示す図である。 図９は、従来のハブラチェットの組立構造を示す図である。

まず、図１、２に併せて図３、４、５に示されるように、ハブラチェットの組立構造は、ハブ座１０と、連動リング２０と、スリーブ３０及びラチェットユニット４０とを含む。その中で、ハブ座１０は軸１１の外側に取り付けられ、上記軸１１の上に回転作動できる。また、ハブ座１０の片側には、連動リング２０を嵌合固定するための非円孔状の固定溝１２が提供される。連動リング２０の外周は非円環状であり、内部には順番に幾つかの連動歯２１が設けられ、上記連動リング２０の連動歯２１の数は１４５本から１５５本の間であり、好ましい配置数量は１５０本である。また、これらの連動歯２１の角度は５７度から６２度の間であり、好ましくは５９度である。また、各連動歯２１間の夾角は５５度から６０度の間である。スリーブ３０はハブ座１０の片側に合わせて取り付けられ、ハブ座１０と連動リング２０に対する一端部に連動突起部３１が設けられる。上記連動突起部３１の外円周には、最少２つのつめ部分４１のラチェットユニット４０を組み込むため、少なくても２つのラチェット槽３２が設けられるが、最多は６つのつめ部分４１のラチェットユニット４０を組み込み、それに合わせて６つのラチェット槽３２が設けられる。また、これらのラチェット槽３２には共に第一槽部３２１と第二槽部３２２があり、ラチェットユニット４０はスリーブ３０のラチェット槽３２の数に合わせて幾つかのつめ部分４１が設けられ、それぞれつめばね４２と合わせてラチェット槽３２に組み込まれる。これによって、各つめ部分４１はハブ座１０とスリーブ３０の間に設けられ、また各つめ部分４１は軸１１を円心に連動突起部３１と連動して回転し、上記つめ部分４１はつめばね４２によって押し出され、ラチェット槽３２外より突出した端部には噛み合い歯４１１が設けられ、さらに噛み合い歯４１１と連動リング２０の連動歯２１の噛み合いによって連動される。また、これらのつめ部分４１と連動リング２０の噛み合い連動の力作用角度は１００度から１１０度の間であり、好ましくは１０５度である。また、これらのつめ部分４１の噛み合い歯４１１の総数は２０本から３２本の間である。一つのつめ部分４１の噛み合い歯４１１の歯数は共につめ部分４１の数量によって４本から８本が設けられ、本実施例は６つのつめ部分４１があり、各つめ部分４１にはそれぞれ五つの噛み合い歯４１１が設けられることによって噛み合い歯４１１の数は３０本に達し、さらにこれらの噛み合い歯４１１の角度は５５度から６０度の間であり、好ましい噛み合い歯４１１の角度は５７度であり、また各噛み合い歯４１１の夾角は５７度から６２度の間である。

次は図１、２、３に併せて図６に示されるハブラチェットの組立構造について説明する。上記ハブ座１０は固定溝１２によって連動リング２０が嵌合固定される。上記スリーブ３０は連動突起部３１のラチェット槽３２によって順番につめ部分４１に設置される。また、第一、第二槽部３２１、３２２によってつめ部分４１とつめばね４２が嵌入定位されるため、つめ部分４１はつめばね４２に押されて第一槽部３２１を軸中心とし、外向けに伸び、つめ部分４１が設けられているスリーブ３０がハブ座１０にある連動リング２０の端部に合わせて組み込まれる。また、連動突起部３１を連動リング２０内に嵌め込ませることで、ラチェットユニット４０がスリーブ３０とハブ座１０の間に制限される。さらに、つめ部分４１の噛み合い歯４１１が連動リング２０の連動歯２１と互いに嵌合して噛み合い、最後に軸受１１１により軸１１の端部に締め付ける。同時に、スリーブ３０を軸１１に制限させ、スリーブ３０はラチェットユニット４０によってハブ座１０と噛み合って連動され、或は脱離して自転状態になる。上述の構造によって、ハブラチェットの組立構造が完成される。

ハブラチェットの組立構造のもう一つの実施例は、図８を参照されたい。上記実施例はスリーブ３０の連動突起部３１に三つのラチェット槽３２が設けられ、そして三つのつめ部分４１のラチェットユニット４０に合わせて組み込まれる。またこれらのつめ部分４１は共に七つの噛み合い歯４１１が設けられることでつめ部分４１の総数は２１本に達する。

ハブラチェットの組立構造の実際の使用状態は、引き続き図３−６を参照されたい。上記ハブ座１０はスリーブ３０に合わせて飛輪ユニット（未図示）が設けられ、運転者がペダルを踏む時、クランクによって飛輪ユニットを連動し、そしてスリーブ３０を連動回転して制動する。この時、運転者がペダルを正回転に踏んで前へ進む時は、スリーブ３０はラチェットユニット４０によって連動リング２０の連動歯２１と噛み合って連動し、また連動リング２０によってハブ座１０を連動して制動することで、自転車が前へ走行する状態になる。また上記連動リング２０の連動歯２１は１５０本もあるので、各連動歯２１の間の歯距離は小さく、細歯状態になる。これらのつめ部分４１の噛み合い歯４１１は連動歯２１に合わせて細歯状になるため、つめ部分４１と連動リング２０の連動歯２１が互いに噛み合う速度を加速することができ、ペダリング隙間の発生を有効に避けられ、運転時の確実度と安全性が高められる。

反対に、運転者がペダルを逆回転に踏む時、図７を参照されたい。つめ部分４１の噛み合い歯４１１の回転方向と連動歯２１の噛み合い方向が反対になり、つめ部分４１は連動歯２１の端面で滑り落ちる状態になり、ラチェット槽３２の内側に縮み、スリーブ３０が回転する時に作動しないため、ハブ座１０が空回り状態になる。また走行過程中にペダリングを停止した時、つめ部分４１が回転状態で連動リング２０との噛み合い状態より脱離するため、ハブ座１０が空回り状態になり、自然に進む走行状態になる。

上述の具体的な実施例の構造によって、以下の効果が得られる。（一）連動リング２０の連動歯２１は多歯数、短歯距離の方式より構成され、しかも歯数は最多１５５本もあり、ラチェットユニット４０の各つめ部分４１は連動歯２１に対応して同様に歯距離が短い方式で噛み合い歯４１１が設置される。これで噛み合い歯４１１は連動歯２１の歯端での滑動距離が有効に縮められるのでラチェットユニット４０と連動リング２０間の噛み合い連動の間隔も縮められるため、噛み合い連動の状態が迅速に達成でき、さらに狭い隙間のペダリングが形成され、大幅にペダリングの確実度が高められ、安全性も兼ねられる。

（二）さらに、連動リング２０とラチェットユニット４０間の配置状態によって、両者間の歯が互いに噛み合う角度は７０度より小さくなり、工程が減少され、歯数が増加されるため、摩擦抵抗力が有効に低減され、無駄な運動エネルギーの消耗も避けられる。更に連動歯２１と噛み合い歯４１１間の摩耗が減少されるため、ハブラチェットの使用寿命が延長され、実用性も兼ねられる。

以上は、本発明に係る実施例の一部に過ぎないため、本発明の実施範囲を制限するものではない。即ち、本発明の特許請求の範囲内で行われる変化、修飾なども本発明の範囲に属すべきである。

１０ ハブ座
１１ 軸
１１１ 軸受
１２ 固定溝
２０ 連動リング
２１ 連動歯
３０ スリーブ
３１ 連動突起部
３２ ラチェット槽
３２１ 第一槽部
３２２ 第二槽部
４０ ラチェットユニット
４１ つめ部分
４２ つめばね
４１１ 噛み合い歯
５０ 心軸
６０ ハブ座
６１ ラチェット槽
６１１ 歯槽
７０ ラチェット筒
７１ 輪状体
７２ 容置槽
７３ つめ
７４ つめばね

Claims (7)

1. ハブ座と、連動リングと、スリーブと、ラチェットユニットとを含むハブラチェットの組立構造であって、
   上記ハブ座は、軸の外側に取り付けられ、上記軸で回転作動でき、またハブ座の片側には、連動リングを嵌合固定するための非円孔状の固定溝があり、
   上記連動リングは、外周が非円環状であり、内部には順番に幾つかの連動歯が設けられ、上記連動リングの上記連動歯の数は１４５本から１５５本の間であり、またこれらの連動歯の角度は５７度から６２度の間であり、かつ各連動歯間の夾角は５５度から６０度の間であり、
   上記スリーブは、上記ハブ座の片側に合わせて取り付けられ、上記ハブ座と上記連動リングに対する一端部には連動突起部が設けられ、上記連動突起部の外円周には少なくても２つのラチェット槽が設けられ、
   上記ラチェットユニットは、上記スリーブの上記ラチェット槽の数に合わせて幾つかのつめ部分が設けられ、それぞれのつめばねと合わせて上記ラチェット槽に組み込ませることによって、各つめ部分は上記ハブ座と上記スリーブとの間に設けられ、各つめ部分は軸を円心として上記連動突起部と連動して回転し、上記つめ部分はつめばねによって押し出され、ラチェット槽外より突出した端部には噛み合い歯が設けられ、さらに噛み合い歯と上記連動リングの上記連動歯の噛み合いによって連動され、またこれらのつめ部分と連動リングの噛み合い連動の力作用角度は１００度から１１０度の間であり、かつこれらつめ部分の噛み合い歯の総数は２０本から３２本の間であり、一つのつめ部分の噛み合い歯の歯数はつめ部分の数量によってすべて４本から８本が設けられ、さらにこれらの噛み合い歯の角度は５５度から６０度の間であり、また各噛み合い歯の夾角は５７度から６２度の間であることを特徴とするハブラチェットの組立構造。
2. 上記スリーブの上記連動突起部には最多６つのラチェット槽が設けられ、それに合わせて６つのつめ部分を含むラチェットユニットが組み込まれることを特徴とする請求項１のハブラチェットの組立構造。
3. それぞれの上記ラチェット槽には、つめ部分とつめばねを嵌入定位するための第一槽部と第二槽部とが設けられ、また上記つめ部分はつめばねに押されて第一槽部を軸中心とし、外向けに伸びることを特徴とする請求項１または２のハブラチェットの組立構造。
4. 上記連動リングの上記連動歯の配置数は１５０本であることを特徴とする請求項１のハブラチェットの組立構造。
5. 上記連動歯の角度は５９度であることを特徴とする請求項１または４のハブラチェットの組立構造。
6. 上記つめ部分と上記連動リングの噛み合い連動の力作用角度は１０５度であることを特徴とする請求項１のハブラチェットの組立構造。
7. 上記噛み合い歯の角度は５７度であることを特徴とする請求項１または６のハブラチェットの組立構造。