JPH11180102A - 自転車用車輪ハブの回転支持装置 - Google Patents

自転車用車輪ハブの回転支持装置

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JPH11180102A
JPH11180102A JP10217047A JP21704798A JPH11180102A JP H11180102 A JPH11180102 A JP H11180102A JP 10217047 A JP10217047 A JP 10217047A JP 21704798 A JP21704798 A JP 21704798A JP H11180102 A JPH11180102 A JP H11180102A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で信頼性があり、簡単な手順で迅
速に組み立てられる自転車用車輪ハブの回転支持装置を
提供する。 【解決手段】 車輪ハブと車軸との間に介装した転がり
軸受けの内側リングの内表面の少なくとも一部分はほぼ
円錐形状を呈していて、この円錐形状の内表面の部分が
前記環状機素の円錐状外表面と接触している。そこで、
転がり軸受けの内側リングが回転自在に前記車軸に安定
よく組みつけられる作用位置まで前記環状機素を車軸と
転がり軸受けとの間において車軸の長手方向に押し付け
る手段を設けて、前記環状機素をその作用位置にロック
するようにもしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自転車用車輪ハブ
の回転支持装置に関し、詳述すれば、ハブの空洞を貫通
する車軸と、該車軸の外周面とハブの空洞を形成する壁
面との間に介装されていて、それぞれが車軸に取り付け
た内側リングとハブに取り付けた外リングとを有する一
対の転がり軸受けと、該軸受けをそれぞれ組立完成状態
にロックする手段とからなる構造の自転車用車輪ハブの
回転支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自転車の車輪は、一般にはハブと複数本
のスポークとリムとからなり、ハブを中心としてスポー
クがリムへと放射状に延在してハブとリムとを同心的に
連結している。車軸はハブを貫通して、両端が自転車フ
レームの一部であるフロントフォークもしくはリアフォ
ークに連結されているが、この車輪とハブとの間には転
がり軸受けが介装されているので、自転車フレームに対
する車輪の回転が円滑に行われるようになっている。要
するに、ハブの空洞を貫通する車軸と、該車軸の外周面
とハブの空洞を形成する内壁面との間に介装されてい
て、それぞれが車軸に取り付けた内側リングとハブに取
り付けた外側リングとを有する一対の転がり軸受けと、
該軸受けをそれぞれ組立完成状態にロックする手段とか
らなる構造の自転車用車輪ハブの回転支持装置は、従来
より広く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来公知の
自転車用車輪ハブの回転支持装置では、ロック手段がね
じ込み式ロックリングで構成されている。このような構
成のロック手段では、長期にわたる自転車の使用に伴っ
てロックリングが車軸に対して弛み易く、一旦弛んでし
まうとハブの内壁面と車軸との間に介装した転がり軸受
けに不均一な負荷がかかり、そのために転がり軸受けが
破損するなどの問題がある。それに、通常の転がり軸受
けは、外側リング（外側軌道輪）と内側リング（内側軌
道輪）との間に転子たるボールが介装されているのでは
あるが、自転車においては内側リングは車軸の端部にお
ける外周面がその役目を担っている。従って、ロック手
段や転がり軸受けなどを含む従来の自転車用車輪ハブの
回転支持装置では、車輪の組立が煩雑である問題をも抱
えている。
【０００４】従って、本発明は前述の諸問題転を解消す
べくなされたものであって、構造が簡単で信頼性があ
り、簡単な手順で迅速に組み立てられる自転車用車輪ハ
ブの回転支持装置を提供するのを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】従来構成の自転車用車輪
ハブの回転支持装置に付随する前述の問題点を解消すべ
くなした本発明では、ロック手段がほぼ円錐状外表面を
有し、車軸の外表面と転がり軸受けの内側リングとの間
に介装した少なくとも一つの環状機素を備えている。こ
の転がり軸受けの内側リングの内表面の少なくとも一部
分はほぼ円錐形状を呈していて、この円錐形状の内表面
の部分が前記環状機素の円錐状外表面と接触している。
そこで、転がり軸受けの内側リングが回転自在に前記車
軸に安定よく組みつけられる作用位置まで前記環状機素
を車軸と転がり軸受けとの間において車軸の長手方向に
押し付ける手段を設けている。この押付け手段は、前記
環状機素をその作用位置にロックするようにもなってい
る。
【０００６】本発明の好ましい一実施の形態では、車軸
が例えば軽合金の如くの金属製であれば、前記環状機素
は、当該車軸の端部に螺着するリングナットにより前記
作用位置まで長手方向に沿って押し付けられるようにな
っている。
【０００７】また、本発明の好ましい別の実施の形態で
は、車軸の前記端部の外表面は円滑、即ち、ネジ溝のな
い外表面をなしており、環状機素は、車軸上を摺動自在
な環状クランプにより長手方向に沿って押し付けられる
ようにしている。前記したリングナットにしても、ま
た、この環状クランプにしても、何れも割り型リングの
形状をしていて、当該リングナットないし環状クランプ
を車軸上で前記作用位置にロックするために、接線方向
に沿ってクランプさ用を行うクランプ用ネジを備えてい
る。
【０００８】環状クランプを利用した前記の実施の形態
は、車軸が複合材で構成されているがために、その車軸
の端部にネジ条が形成できない場合に特に適している。
また、この場合では車軸はその全長に亙って径のほぼ均
一な円筒形をしており、ハブを支持する両端部での軸受
けには、前述構成の環状ロック機素が備わっている。こ
の場合に車軸が複合材に代えて金属材で構成されている
場合では、一方の軸受けの内側リングを車軸の一端に直
接形成した円筒形表面と当接させ、他方の軸受けには前
述した環状機素を設けることも出きる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以後、本発明の好ましい実施の形
態を詳述するが、先ず、第１実施の形態を示した図１か
ら図３において、１は自転車用車輪ハブを示す。この車
輪ハブ１は、軽合金の如くの金属材からなり、その内部
にその全長に亙って延在する空洞２が形成されているほ
ぼ筒状のハブ本体からなる。図示の実施の形態では、ハ
ブ１の筒状本体は、径が一定で円筒形状の中間部３と、
スポークの内端が取り付けられる環状フランジ５を有す
るほぼ釣鐘状の末広がり端部４とを有している。
【００１０】この車輪ハブ１は車軸６に回転自在に装着
されているが、この車軸も金属性であり、両端は自転車
のフレームの一部であるフロントフォークまたはリアフ
ォーク（以後、単に「フォーク」と称する）に取り付けら
れるようになっている。詳述すれば、車軸６の一方端に
は短軸８が一体形成されており、他方端には、車軸６と
は別部材である短軸７が車軸６の当該端の内面にネジ溝
が形成されなる内ネジ溝付き端部９に螺入されてい
る。、
【００１１】車軸６に装着したハブ１と当該車軸６との
間であって、車軸６の両端部には転がり軸受け１１、１
２がそれぞれ介装されている。図示の実施の形態にあっ
たは、各転がり軸受け１１、１２はボール軸受けであっ
て、車軸ハブ１と車軸６との間で長手方向に作用する力
のみならず、それと直行する半径方向に作用する力を互
いに伝達できるようになっている。転がり軸受け１１、
１２は何れも、車軸６に回転自在の連結した内側リング
１１ａ、１２ａと、車軸ハブ１に回転自在に連結して外
側リング１１ｂ、１２ｂと、両者間に転動自在に介装し
たボールの如くの転子とからなる。
【００１２】前述の構成の回転支持装置は、外表面１３
ａがほぼ円錐状で、内表面が円筒状となった環状機素１
３を車軸６と軸受け１１の内側リング１１ａとの間に楔
状に挿入することにより組み付けることができる。この
ために、内側リング１１ａの内表面はほぼ円錐状に形成
されていて、環状機素１３を前述のように挿入すると当
該環状機素１３の円錐状外表面１３ａと接触係合するよ
うになっている。この環状機素１３は、軸受け１１の内
側リング１１ａが車軸６と一体化される作用位置まで、
図１において右方へと押し込まれるようになっている。
このように内側リング１１ａが押し込まれると、外側リ
ング１１ｂは、車輪ハブ１の端部における空洞２に臨む
内周面に形成した環状肩部１５に当接して係止される。
【００１３】円錐型環状機素１３が作用位置へと車軸６
の長手方向に沿って押し込んだ後に、車軸６の外ネジ溝
付き端部１７にリングナット１６を螺着させることによ
り軸受け１１を組立完成状態にすることができる。
【００１４】他方、車軸６のネジ溝のない端部にあって
は、その端部の一部分１８に、軸受け１２の内側リング
１２ａの内表面に形成した円錐状表面部１９と協働する
円錐状表面が形成されている。円錐型環状機素１３を前
述のように作用位置へと図１において右方に押し込む
と、軸受け１１に作用した長手方向への力が車輪ハブ１
を介して軸受け１２に伝達されるので、軸受け１２の内
側リング１２ａは車軸６における円錐状表面部１８と摺
動係合するから、当該円錐型環状機素１３は軸受け１２
をも安全にクランプすることになる。
【００１５】円錐型環状機素１３に押込み力を作用させ
るリングナット１６は、円錐型環状機素１３が作用位置
に達するまで螺合させると、その状態を保つようにロッ
クされる。即ち、リングナット１６には、図３に明確に
示すように割れ目１３があり、また、その接線方向にク
ランプ用ネジ１６ｂが螺入されるようになっている。こ
のクランプ用ネジ１６ｂを締め付けると、割れ目１６ａ
の間隔は狭められ、それによりリングナット１６が車軸
６のネジ溝付き端部上に環状機素１３を押し込んだ状態
でロックされる。
【００１６】図示の実施の形態では、リングナット１６
に接線方向に延在するクランプ用ネジ１６ｂを設けて、
割れ目１６ａの間隔を狭めることにより、当該リングナ
ット１６を車軸６に対してロックさせているが、別の方
法としては、ロック用ナット別途設けたリングナット
や、自己ロック型リングナットの如くの他のクランプ型
ロック手段を利用することもできるのは言うまでもな
い。
【００１７】次に図４と図５をと参照しながら、本発明
の第２実施の形態を詳述する。この第２実施の形態で
は、車軸６が、例えばカーボンファイバーの如くの複合
材からなり、径が全長に亙って均一な円筒状を呈してい
る場合に特に適用されるものである、周知のように複合
材では、図２に示した外ネジ溝付き端部１７のように外
周面にネジ溝を刻設することはできず、従って図４と図
５とに示した車軸６にはネジ溝が何処にも形成されてい
ない。
【００１８】前述のように車軸６にネジ溝がない場合で
は、転がり軸受け１１、１２は、それぞれに対応する円
錐型環状機素１３、１３’でクランプされている。ま
た、この第２実施の形態での車軸６は真円筒形であるか
ら、その両端に設けている短軸７、８は、車軸６とは別
部材で短軸７、８に対する入れ子の形になっている。即
ち、短軸７、８は車軸６の対応端において車軸６の空洞
１０に挿入して接着ないし融着されている。
【００１９】また、車軸６の外周面にはネジ溝がないこ
とから、円錐型環状機素１３は、第１実施の形態におけ
るリングナット１６と同様に割れ目１６'ａを有し、そ
の割れ目１６'ａの間隔を狭めることで当該環状機素１
３を車軸６上に摩擦作用でロックするクランプ用ネジ１
６'ｂが備わった環状クランプ１６'により押し込まれる
ようになっている。即ち、環状クランプ１６'を車軸６
の端部に装着すると同時にそれを押し込むことで、環状
機素１３をその作用位置へと押し込むのではあるが、ク
ランプ用ネジ１６'ｂを締め付けることによりその環状
クランプ１６'を車軸６上にロックすることができると
同時に、軸受け１１も第１実施の形態において説明した
のと同様に組付け状態にロックされることになる。この
時、他方の軸受け１２については、環状クランプ１６'
の押込みに伴って内側リング１２ａも円錐型環状機素１
３'に乗り上がるまで押し込まれることから、当該軸受
け１２も同様にその位置のロックされることになる。こ
の円錐型環状機素１３'は、車軸６の端部に取り付けた
短軸８に形成されて短軸６より半径方向外方に突出した
環状フランジ２１により車軸６から離脱不能状態に装着
されているスペーサースリーブ２０に当接して係止され
ている。
【００２０】回転支持装置を組付け状態にロックするた
めに環状クランプ１６'に作用させるべき圧力は、例え
ば車軸６の空洞１０の全長に亙って、また、短軸７、８
の中心穴をも延在するネジを含む工具を利用することで
発生させることができる。このネジには短軸８と当接す
る頭部が備わっていて、環状クランプ１６'に力を作用
させるリングナットが螺合するようになっている。この
ような工具は、本発明を構成するものでもないこと、当
業者にはこのような工具がなくてもクランプ１６'の組
み付けが容易に達成できることから、添付図面には図示
していない。
【００２１】図４に示した実施の形態においては、車輪
ハブ１の中間部３の内径は車軸６の外形よりも僅かだけ
大きくして、車軸６の過剰な撓みを防ぎつつ当該車軸６
を適切に回転支持させている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施の形態による自転車用車輪
ハブの回転支持装置の縦断面図。
【図２】 図１に示した車軸の一端部の拡大縦断面図。
【図３】 図１に示した回転支持装置の分解斜視図。
【図４】 本発明の第２実施の形態による自転車用車輪
ハブの回転支持装置の縦断面図。
【図５】 図４に示した回転支持装置の分解斜視図。
【符号の説明】
１・・・・自転車用車輪ハブ ２・・・・空洞 ６・・・・車軸 ７、８・・・・短軸 １１、１２・・・・転がり軸受け １１ａ，１２ａ・・・・内側リング １１ｂ、１２ｂ・・・・外側リング １３、１３’・・・・環状機素 １７、１８・・・・外ネジ溝付き端部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハブ（１）の空洞（２）を貫通する車軸
    （６）と、該車軸の外周面とハブの空洞（２）を形成す
    る壁面との間に介装されていて、それぞれが車軸（６）
    に取り付けた内側リング（１１ａ、１２ａ)とハブに取
    り付けた外側リング（１１ｂ、１２ｂ）とを有する一対
    の転がり軸受け（１１、１２）と、該軸受け（１１、１
    ２）をそれぞれ作用位置にロックする手段とからなる構
    造の自転車用車輪ハブの回転支持装置において、 前記ロック手段がほぼ円錐状外表面（１３ａ）を有し、
    車軸（６）の外表面と転がり軸受け（１１）の内側リン
    グ（１１ａ）との間に介装した少なくとも一つの環状機
    素（１３）を備えており、 前記転がり軸受け（１１）の内側リング（１１ａ）の内
    表面の少なくとも一部分（１４）はほぼ円錐形状を呈し
    ていて、この円錐形状の内表面の部分（１４）が前記環
    状機素（１３）の円錐状外表面（１３ａ）と接触してお
    り、 転がり軸受け（１１）の内側リング（１１ａ）が回転自
    在に前記車軸（６）に安定よく組みつけられる作用位置
    まで前記環状機素（１３）を車軸（６）と転がり軸受け
    （１１）との間において車軸（６）の長手方向に押し付
    ける手段（１６；１６'）が設けて、前記環状機素（１
    ３）をその作用位置にロックするようにもしたことを特
    徴とする自転車用車輪ハブの回転支持装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のものであって、前記押
    付け手段が、内周にネジ溝が形成されているリングナッ
    ト（１６）からなり、このリングナットは車軸（６）の
    ネジ溝付き端部（１７）に螺着されているとともに、車
    軸（６）上にそれをロックする手段（１６ａ、１６ｂ）
    を備えてなることを特徴とする自転車用車輪ハブの回転
    支持装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のものであって、前記押
    付け手段が、車軸（６）のネジ溝なし端部に摺動自在の
    装着され、それを車軸（６）にロックする手段（１６'
    ａ、１６'ｂ）を備えた環状クランプ（１６'）からなる
    ことを特徴とする自転車用車輪ハブの回転支持装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のものであって、一方の
    軸受け（１１）には円錐型環状機素（１３）を設け、他
    方の軸受け（１２）は、円錐状表面を有し、車軸（６）
    に直接形成した部分（１８）にロックさせたことを特徴
    とする自転車用車輪ハブの回転支持装置。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載のものであって、車軸
    （６）はその全長に亙って径の均一な円筒形を呈してお
    り、而して、軸受け（１１、１２）に対応してそれぞれ
    に円錐型環状機素（１３、１３'）を設け、一方の環状
    機素（１３）は前記押付け手段（１６'）により力が直
    接作用するようになっており、他方の環状機素（１
    ３'）は車軸（６）に連結した係止機素（２０、２１）
    に当接していることを特徴とする自転車用車輪ハブの回
    転支持装置。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のものであって、前記車
    軸（６）は金属製であることを特徴とする自転車用車輪
    ハブの回転支持装置。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載のものであって、前記車
    軸（６）は複合材製であることを特徴とする自転車用車
    輪ハブの回転支持装置。
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