JPH10181668A - 自転車用スプロケットクラスター、自転車用多段スプロケット装置、自転車用ハブ及びスプロケット装置、自転車用チェーン及びスプロケットクラスター - Google Patents

自転車用スプロケットクラスター、自転車用多段スプロケット装置、自転車用ハブ及びスプロケット装置、自転車用チェーン及びスプロケットクラスター

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JPH10181668A
JPH10181668A JP9347591A JP34759197A JPH10181668A JP H10181668 A JPH10181668 A JP H10181668A JP 9347591 A JP9347591 A JP 9347591A JP 34759197 A JP34759197 A JP 34759197A JP H10181668 A JPH10181668 A JP H10181668A
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sprockets
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自転車用スプロケットクラスターにおいて、
隣接するスプロケットの間の隙間を小さくし、互いに装
着されるスプロケットの数を多くする。 【解決手段】 自転車用スプロケットクラスター１００
は、軸方向に決められた位置に同心に装着された複数の
スプロケットＦ1 〜Ｆ14を備えている。小径スプロケッ
トにおける歯底径部と、大径スプロケットにおいて歯底
径部に対して軸方向に並んだ部分との間にフリースペー
スｆが形成されている。隣接するスプロケット間には複
数のスプロケットの少なくとも１つの厚み以下の隙間が
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自転車ドライブ機
構、特に、多数のフリーホイールスプロケットを含む自
転車用多段スプロケット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来の典型的なディレーラ付き用
自転車用チェーン駆動機構を図示する略図である。図１
に示すように、ペダル３を有するクランクアーム１は自
転車フレーム２に回転可能に連結されている。チェーン
ホイール装置Ｃは、複数のスプロケット（たとえば
Ｃ1 ，Ｃ2 ）を有し、クランクアーム１に連結されてい
る。ペダル３が円弧を描くように回転すると、スプロケ
ットＣ1 及びＣ2 はクランクアーム１と一体に回転させ
られる。フリーホイール装置Ｆは、複数のスプロケット
Ｆ1 ，Ｆ2 等を有しており、自転車（図示せず）の後輪
に装着されている。チェーン４はチェーンホイール・ス
プロケットの１つ及びフリーホイール・スプロケットの
１つを選択して係合する。前側ディレーラ５は、チェー
ンガイド６を有しており、チェーンを複数のチェーンホ
イール・スプロケットのいずれかに切り替えるためのも
のである。後側ディレーラ７は、ガイドプーリ８とテン
ションプーリ９を有しており、チェーンを複数のフリー
ホイール・スプロケット間で切り替えるためのものであ
る。
【０００３】自転車の乗り手にギアの選択肢を多くする
ためには、スプロケットの数、特に後側フリーホイール
のスプロケットの数を増やすことが望ましい。しかし、
チェーンホイール及び／又はフリーホイールを装着する
ための側方の空間の大きさは、自転車の設計及び認めら
れた設計基準によって制限されている。このため、多く
のスプロケットを限られた空間内に入れるためには、通
常は隣接するスプロケット間のスペースを狭くする必要
がある。他方、隣接するスプロケット間の隙間を最も小
さくできる限界はチェーンの幅により定められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図２は従来のチェーン
４における１セグメントの断面図である。従来のチェー
ン４は、交互に配置されている外リンク対１０Ａ，１０
Ｂと、内リンク対１１Ａ，１１Ｂとを有している。各外
リンク対１０Ａ，１０Ｂは対応する内リンク対１１Ａ，
１１Ｂに対してかしめ連結ピン１２によって揺動自在に
連結されている。より具体的に説明すると、各外リンク
１０Ａ，１０Ｂの端部と各内リンク１１Ａ，１１Ｂの端
部は連結ピン１２を受けるための孔を有している。１つ
の外リンク対１０Ａ，１０Ｂの端部は関連する内リンク
対１１Ａ，１１Ｂの端部に位置が合わされて並んでお
り、内リンク１１Ａ，１１Ｂは外リンク１０Ａ，１０Ｂ
の内側に配置されている。以上の構造により、各端部に
おける孔は互いに一直線上に並んでいる。内リンク１１
Ａ，１１Ｂの端部には、前述の孔が形成された互いに当
接するフランジ部１１Ｃ，１１Ｄがそれぞれ形成されて
いる。ローラ１３は内リンク対１１Ａ，１１Ｂ間に配置
され、フランジ部１１Ｃ，１１Ｄに回転自在に支持され
ている。連結ピン１２は各リンク端部１０Ａ，１０Ｂ，
１１Ａ及び１１Ｂに形成された孔を通り、さらに連結ピ
ン１２は外リンク端部１０Ａ，１０Ｂにかしめられてい
る。
【０００５】このようにして通常のチェーン４の側方幅
は、２つの外リンク１０Ａ，１０Ｂの最高幅、２つの内
リンク１１Ａ，１１Ｂの最高幅及びローラ１３の幅（こ
の幅はフランジ部１１Ｃ，１１Ｄの幅にほぼ等しい）の
３つの合計に等しくなっている。このようにチェーンの
幅が広いため、多段フリーホイール装置のスプロケット
の数は制限されている。
【０００６】より具体的には、隣接するスプロケット間
の最小隙間は以下に述べる各長さの合計に等しい。１つ
の内リンクの厚み、１つの外リンクの厚み、連結ピンの
側方突出部分の厚み、チェーンのバインディングを防止
するための小さなフリースペースである。この合計はほ
ぼ２．８ｍｍになる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の自転車
用スプロケットクラスターは、互いに対して軸方向に決
められた位置に同心に装着された複数のスプロケットを
備えている。小径スプロケットにおける歯底径部と大径
スプロケットにおいて歯底径部に対して軸方向に並んだ
部分との間にフリースペースが形成されている。隣接す
るスプロケットの間には複数のスプロケットの少なくと
も１つの厚み以下の隙間が形成されている。
【０００８】この自転車用スプロケットクラスターで
は、隣接するスプロケットの間の隙間が小さいため、装
着されるスプロケットの数を多くできる。請求項２に記
載の自転車用スプロケットクラスターでは、請求項１に
おいて、隣接するスプロケット間の隙間は複数のスプロ
ケットの各々の厚み以下である。請求項３に記載の自転
車用スプロケットクラスターは、軸方向に決められた位
置に同心に装着された複数のスプロケットを備えてい
る。小径スプロケットにおける歯底径部と、大径スプロ
ケットにおいて歯底径部に対して軸方向に並んだ部分と
の間にフリースペースが形成されている。隣接するスプ
ロケットの間の隙間はおよそ２．０ｍｍ以下である。
【０００９】請求項４に記載の自転車用スプロケットク
ラスターでは、請求項３において、隣接するスプロケッ
トの間の隙間はおよそ１．８ｍｍ以下である。請求項５
に記載の自転車用スプロケットクラスターは、同心に装
着された少なくとも１０個のスプロケットを備えてい
る。軸方向最外端のスプロケットの軸方向外側面と軸方
向最内端のスプロケットの軸方向内側面との間の長さは
５０ｍｍ以下である。
【００１０】請求項６に記載の自転車用スプロケットク
ラスターでは、請求項５において、軸方向最外端のスプ
ロケットの軸方向外側面と軸方向最内端のスプロケット
の軸方向内側面との間の長さは４７ｍｍ以下である。請
求項７に記載の自転車用多段スプロケット装置は、半径
方向延長部を有する装着部材と、装着部材と一体の部材
からなり半径方向延長部の半径方向外側端に配置された
第１スプロケットと、第１スプロケットと同心になるよ
うに半径方向延長部に装着された複数の第２スプロケッ
トとを備えている。
【００１１】請求項８に記載の自転車用多段スプロケッ
ト装置では、請求項７において、装着部材は複数の張り
出し部を有しており、各第２スプロケットは複数の張り
出し部の１つに装着されている。請求項９に記載の自転
車用多段スプロケット装置では、請求項８において、装
着部材は軸方向外側面を有するボス部を含んでいる。多
段スプロケット装置は、ボス部の軸方向外側面の軸方向
外側に配置された複数の第３スプロケットをさらに備え
ている。
【００１２】請求項１０に記載の自転車用多段スプロケ
ット装置では、請求項７〜８のいずれかにおいて、装着
部材は軸方向内側面を有するボス部を含んでおり、ボス
部の軸方向内側面は第１スプロケットより軸方向外側に
位置している。請求項１１に記載の自転車用多段スプロ
ケット装置では、請求項７〜１０のいずれかにおいて、
隣接する第２スプロケット間の隙間は複数の第２スプロ
ケットの少なくとも１つの厚み以下である。
【００１３】請求項１２に記載の自転車用多段スプロケ
ット装置では、請求項１１において、隣接する第２スプ
ロケット間の隙間は複数の第２スプロケットの各々の厚
み以下である。請求項１３に記載の自転車用多段スプロ
ケット装置では、請求項７〜１２のいずれかにおいて、
装着部材は半径方向に延びる複数のアームを有してい
る。第１スプロケットは装着部材と一体の部材として形
成されている。第１スプロケットは複数のアームの半径
方向外側端に配置されている。複数の第２スプロケット
は第１スプロケットと同心になるように複数のアームに
装着されている。
【００１４】請求項１４に記載の自転車用ハブ及びスプ
ロケット装置は、間隔をあけて配置された第１及び第２
ハブフランジを含むハブと、第１ハブフランジに近接し
て配置されハブに対して同心に装着されたスプロケット
クラスターとを備えている。スプロケットクラスター
は、半径方向延長部を有する装着部材と、半径方向延長
部に装着された複数のスプロケットとを含んでいる。複
数のスプロケットの少なくとも１つは第１ハブフランジ
の軸方向外側面より軸方向内側に位置している。
【００１５】請求項１５に記載の自転車用ハブ及びスプ
ロケット装置では、請求項１４において、複数のスプロ
ケットは装着部材と一体に形成された第１スプロケット
を含んでいる。第１スプロケットは半径方向延長部の半
径方向外側端に配置されている。請求項１６に記載の自
転車用ハブ及びスプロケット装置では、請求項１５にお
いて、装着部材は軸方向内側面を有するボス部を含んで
おり、ボス部の軸方向内側面は第１スプロケットより軸
方向外側に位置している。
【００１６】請求項１７に記載の自転車用ハブ及びスプ
ロケット装置では、請求項１５において、装着部材は複
数の張り出し部を含んでいる。複数のスプロケットは複
数の第２スプロケットを含んでおり、各第２スプロケッ
トは複数の張り出し部の１つに装着されている。請求項
１８に記載の自転車用ハブ及びスプロケット装置では、
請求項１７において、装着部材は軸方向外側面を有する
ボス部を含んでおり、複数のスプロケットはボス部の軸
方向外側面の軸方向外側に配置された複数の第３スプロ
ケットを含んでいる。
【００１７】請求項１９に記載の自転車用ハブ及びスプ
ロケット装置では、請求項１４〜１８のいずれかにおい
て、隣接するスプロケットの間の隙間は複数のスプロケ
ットの少なくとも１つの厚み以下である。請求項２０に
記載の自転車用ハブ及びスプロケット装置では、請求項
１９において、隣接するスプロケット間の隙間は複数の
スプロケットの各々の厚み以下である。
【００１８】請求項２１に記載の自転車用ハブ及びスプ
ロケット装置では、請求項１４〜２０のいずれかにおい
て、装着部材は半径方向に延びる複数のアームを有して
おり、複数のスプロケットは複数のアームに装着されて
いる。請求項２２に記載の自転車トランスミッションに
用いられるチェーン及びスプロケットクラスターでは、
チェーンは、複数の中間リンクと、複数の外リンク対
と、複数の連結部材とを有している。各連結部材は複数
の中間リンクの１つの一端を対応する外リンク対間に連
結し、それにより複数の中間リンクは複数の外リンク対
と交互に並んでいる。各中間リンクはその各端部間にス
プロケット歯をその中に受けるための凹部を有してお
り、凹部は中間リンクの各端部にある連結部材間に延び
ている。
【００１９】スプロケットクラスターは同心に装着され
た複数のスプロケットを有しており、各スプロケットは
チェーンに係合する複数の歯を有しており、１つのスプ
ロケット歯は各中間リンクの凹部内に延びスプロケット
に係合する。この自転車用チェーンでは、各中間リンク
は各端部間にスプロケット歯を受けるための凹部を有し
ており、その構造により、各中間リンクは、従来のチェ
ーンにおいてローラとそれに対応する内リンク対によっ
て従来得られたのと同様の機能を発揮する。この自転車
用チェーンは、幅が狭いため、隣接するスプロケット同
士の間の隙間が小さいスプロケットクラスターと組み合
わせて用いることで、装着されるスプロケットの数を多
くできる。
【００２０】請求項２３に記載のチェーン及びスプロケ
ットクラスターでは、請求項２２において、隣接するス
プロケットの間の隙間は複数のスプロケットの少なくと
も１つの厚み以下である。請求項２４に記載のチェーン
及びスプロケットクラスターでは、請求項２３におい
て、隣接するスプロケットの間の隙間は複数のスプロケ
ットの各々の厚み以下である。
【００２１】請求項２５に記載のチェーン及びスプロケ
ットクラスターでは、請求項２２〜２４のいずれかにお
いて、隣接するスプロケットの間の隙間は２．０ｍｍ以
下である。請求項２６に記載のチェーン及びスプロケッ
トクラスターでは、請求項２２〜２５のいずれかにおい
て、複数のスプロケットは少なくとも１０個ある。
【００２２】請求項２７に記載のチェーン及びスプロケ
ットクラスターでは、請求項２６において、複数のスプ
ロケットは同心に装着されており、軸方向最外端のスプ
ロケットの外側面と軸方向最内端のスプロケットの内側
面との間の長さは５０ｍｍ以下である。
【００２３】
【発明の実施の形態】スプロケットクラスター 図１３は本願に係る多段スプロケットクラスター１００
の一実施形態の部分断面を有する側面図である。この実
施形態では、スプロケットクラスター１００は少なくと
も１０個の（たとえば１４個のスプロケットＦ1 〜
Ｆ14）を有している。スプロケットクラスター１００は
フリーホイール装置Ｆの一部であり、フリーホイール装
置Ｆはハブ装置Ｈの一部でもある。ハブ装置Ｈはハブフ
ランジ１１０，１１４を含んでおり、ハブフランジ１１
０，１１４はすでに知られた方法でスポーク１１６に連
結されている。スポーク１１６はハブ装置Ｈをホイール
リム（図示せず）に連結させている。この実施形態で
は、フリーホイール装置Ｆは装着シリンダ１２０を含ん
でいる。装着シリンダ１２０は、スプロケットクラスタ
ー１００の内周面に形成されたスプライン１２６に係合
するためのスプライン１２４をその外周面に有してい
る。装着シリンダ１２０の自由端はその内周面にねじが
切られた部分１２８を有しており、ねじが切られた部分
１２８はロックリング１３３のねじの切られた外周面１
３２に係合することでスプロケットクラスター１００を
装着シリンダ１２０に固定する。
【００２４】この実施形態では、スプロケットクラスタ
ー１００は５０ｍｍ未満又は５０ｍｍに等しい合計幅Ｌ
（図１３）を有している。より具体的には、スプロケッ
トクラスター１００は、軸方向最内端にあるスプロケッ
トＦ1 の軸方向内側面１４０と軸方向最外端にあるスプ
ロケットＦ14の軸方向外側面１４４との間に４７ｍｍ未
満（たとえば４６．４２ｍｍ）又は４７ｍｍに等しい合
計幅Ｌを有している。以上に述べた構造は、スプロケッ
トＦ1 〜Ｆ14のいくつかの厚みを２ｍｍ未満又は２ｍｍ
に等しく形成することで実現される。ここでは、全ての
スプロケットを厚みを２ｍｍ以下にする必要はない。ま
た、各スプロケットでは少なくとも外周縁部分の厚みを
２ｍｍ以下にすればよく、全体の厚みを２ｍｍ以下にし
なくてもよい。この実施形態では、スプロケットＦ1 〜
Ｆ14は１．８ｍｍ未満（たとえば１．７６ｍｍ）又は
１．８ｍｍに等しい厚みを有している。スプロケットＦ
14は、他のスプロケットよりも厚く形成することで、自
転車の高速操作から生じる力を受け止められるように形
成されている。さらに、隣接するスプロケット同士の間
の隙間はたとえばスプロケットＦ1 〜Ｆ14の少なくとも
１つの厚み以下となっている。軸方向に隣接する大径の
スプロケットと小径のスプロケットと間の隙間は、小径
スプロケットにおける歯底径部（たとえば図１４におい
てＲと記された領域を含み、スプロケット各歯底及び歯
底より半径方向内側の部分からなる円環部分、言い換え
るとスプロケットの中心から歯底近傍までを半径とする
円環部分）と、大径スプロケットにおいて歯底径部に対
して軸方向に並んだ部分との間のフリースペースｆ（図
１３）で測定される。この隙間は小径スプロケットにお
いて歯底径部の上方部分と、大径スプロケットにおいて
軸方向に重なる部分との間を測定して得てもよい。
【００２５】この実施形態では、隣接するスプロケット
の間の隙間は（２つの測定方法の少なくとも１つを使っ
て測定する）、各スプロケットＦ1 〜Ｆ14の厚み以下で
あり、たとえば１．６６ｍｍである。最小隙間はチェー
ンの外リンクの厚みにより制限されており、この実施形
態では０．９ｍｍである。採用する測定方法に関わら
ず、少なくともいくらかのフリースペースｆ（たとえば
０．９ｍｍ）が小径スプロケットにおいて歯底径部と、
大径スプロケットにおいて歯底径部に対して軸方向に並
んだ部分との間に設けられている。
【００２６】図１４はスプロケットクラスターの正面図
ある。この実施形態では、スプロケットＦ1〜Ｆ14は米
国特許４，８８９，５２１の内容にしたがって構成され
配置されている。すなわち、小スプロケットにおいて隣
接する歯の間の中心点Ｏ１と隣の大スプロケットにおい
て隣接する歯の間の中心点Ｏ２とは、チェーンが小径ス
プロケットから大径スプロケットにシフトされるときの
チェーンパスに沿って延びる接線上にあり、その間の長
さはチェーンピッチの整数倍に等しい。さらに、チェー
ンガイド部１５０が大径スプロケットの内側面において
中心点とＯ１とＯ２との間のチェーンパスに沿った１カ
所に形成されている。
【００２７】図１５はスプロケットクラスター１００を
構成するサブクラスター１６０，１６４及び１６８を示
すための分解図である。サブクラスター１６０はスプロ
ケットＦ1 〜Ｆ7 を含んでいる。サブクラスター１６４
はスプロケットＦ8 〜Ｆ9 を含んでいる。サブクラスタ
ー１６８はスプロケットＦ10〜Ｆ14を含んでいる。サブ
クラスター１６０は図１６及び図１７でより明らかに示
されている装着部材１７２を含んでいる。装着部材１７
２は内側面１８０と外側面１８４とを有するボス１７６
を含んでいる。この明細書で用いられる「内側」及び
「外側」という用語は図１３及び図１７に示された図に
よって定義される。「内側」及び「外側」は、図１３に
示すハブ装置Ｈ、フリーホイール装置Ｆやスプロケット
クラスター１００の軸方向（図１３の左右方向）の向き
（右側又は左側）を表す用語である。「内側」は図１３
においてハブ装置Ｈの中心に向かう向きであり、図１３
において左側を意味する。「外側」は図１３において右
側を意味する。
【００２８】複数の（たとえば４つの）アーム１８８
が、ボス１７６から半径方向外側に延びている。各アー
ム１８８は、図１５及び図１７に示すように軸方向内側
に傾いており、半径方向外側部が半径方向内側部より軸
方向内側に位置している。この実施形態では、スプロケ
ットＦ1 は、装着部材１７２と一体の部材として形成さ
れており、アーム１８８の半径方向外側端部に配置され
ている。スプロケットＦ 1 は、軸方向内側面１４０の下
方に位置する厚みの大きい部分１９２を含んでおり、こ
れによりスプロケットを補強し、装着部材１７２にさら
なる剛性を付加している。厚みの大きい部分１９２の厚
みはたとえば２．５ｍｍである。各アーム１８８は複数
の張り出し部２００を有している。ここでは各スプロケ
ットＦ2 〜Ｆ7 は対応する張り出し部２００に装着さ
れ、装着部材１７２に対してボルト又はリベット２０４
（図１５）によって堅く固定されている。スプライン１
２６Ａは、ボス１７６の内周面に形成され、装着シリン
ダ１２０のスプライン１２４に係合している。
【００２９】図１７により明瞭に示すように、装着部材
１７２は凹形状の断面を有している。すなわち、ボス１
７６の内側面１８０はスプロケットＦ1 の厚みの大きい
部分１９２の内側面１９６より軸方向外側に位置する。
このようにして、スプロケットクラスター１００がハブ
装置Ｈに装着されたときに、スプロケットＦ1 は図１３
に示すようにハブフランジ１１０の外側面１９４より軸
方向内側に位置する。好ましくは、ハブフランジ１１０
全体が厚みの大きい部分１９２の内側面１９６より軸方
向外側に位置する、又はハブフランジ１１０の内側面１
９が厚みの大きい部分１９２の内側面１９６と軸方向に
一致するようになっている。以上の場合には、装着部材
１７２の凹部はスポーク１１６に干渉しないように形成
される必要がある。
【００３０】サブクラスター１６４は、ボス２１４と半
径方向に延びるアーム２１８とを有する装着部材２１０
を含んでいる。装着部材１７２のアーム１８８とは異な
り、アーム２１８は半径方向外側に直線状に延びてい
る。スプロケットＦ8 とＦ9 はアーム２１８にボルト又
はリベット２２０によって装着されている。スプライン
１２６Ｂはボス２１４の内周面に形成され、装着シリン
ダ１２０のスプライン１２４に係合している。この係合
により、スプロケットＦ8 とＦ9 は装着部材１７２の外
側面１８４の軸方向外側に配置されている。
【００３１】サブクラスター１６８はスプロケットＦ10
〜Ｆ14を備えている。スプロケットＦ10〜Ｆ12は互いに
対してスペーサ２２２，２２４を介して離されている。
スプライン１２６ＣはスプロケットＦ10〜Ｆ14及びスペ
ーサ２２２，２２４の内周面に形成されている。スプラ
イン１２６Ｃは装着シリンダ２０のスプライン１２４に
係合している。スプロケットＦ13はスプロケットＦ12か
らスプロケットＦ13の半径方向延長部を離すための側方
曲がり部２２８を含んでいる。スプロケットＦ 14は側方
曲がり部２３２を含んでいる。側方曲がり部２３２はス
プロケットＦ13の側方曲がり部２２８内に着座してお
り、スプロケットＦ14の半径方向延長部をスプロケット
Ｆ13から離している。チェーン 図３は本願に係る自転車用チェーン１５の特定の実施形
態の側面図であり、図４はその平面図である。これらの
図面に示すように、自転車用チェーン１５は複数の中間
リンク１４、複数の外リンク対１８Ａ，１８Ｂ、及び複
数の連結部材（たとえば連結ピン）２２とを含んでい
る。各連結部材２２は複数の中間リンク１４の１つの端
部を対応する外リンク対１８Ａ，１８Ｂ間に連結し、そ
のため複数の中間リンク１４は複数の外リンク対１８
Ａ，１８Ｂと交互に並んでいる。この実施形態では、各
中間リンク１４はほぼ均一な幅Ｗを有する単一の中実な
部材である。複数の中間リンク１４の各端部は幅Ｗであ
り、各端部は対応する外リンク対１８Ａ，１８Ｂ間に幅
Ｗに対応する空間を形成している。各端部の幅Ｗは係合
しているスプロケット歯の厚みＳにほぼ等しいことが望
ましい。さらには、各中間リンク１４の断面厚みＴは中
間リンク１４の幅Ｗより大きい。このため、各中間リン
ク１４は概ね薄く平坦なプレート形状を有している。こ
の実施形態では、中間リンク１４の端部と対応する外リ
ンク対１８Ａ，１８Ｂの端部との間には他の構造は配置
されていない。実際、チェーン１５全体は中間リンク１
４、外リンク対１８Ａ，１８Ｂ、及び連結部材２２のみ
から構成されている。この実施形態では中間リンク１４
の端部は対応する外リンク対１８Ａ，１８Ｂの端部に接
触しているが、中間リンク１４の端部と対応する外リン
ク対１８Ａ，１８Ｂの端部との間に小さな空間が形成さ
れていてもよい。
【００３２】外リンクプレート１８Ａ，１８Ｂは、スプ
ロケットをその中に受けるための空間１９を形成するた
めに互いに間をあけて配置された薄いプレートである。
外リンクプレート１８Ａは側方に湾曲した中間部分２０
Ａを有している。側方湾曲中間部２０Ａは外リンクプレ
ート１８Ｂから離れる方向に湾曲している。外リンクプ
レート１８Ｂは同様に側方に湾曲した中間部分２０Ｂを
含んでいる。側方に湾曲中間部分２０Ｂは外リンクプレ
ート１８Ａから離れる方向に湾曲している。側方湾曲中
間部分２０Ａ，２０Ｂは、ギアチェンジ時にスプロケッ
ト歯がチェーンを引っかけるのを助ける。
【００３３】図３及び図５に示すように、各中間リンク
１４はその各端部間に凹部２６を形成している。凹部２
６はその中にスプロケット歯を受けるための構造であ
る。図５はフリーホイールスプロケット歯３０に係合す
るチェーン１５の一例であるが、以下に述べる説明はチ
ェーンがチェーンホイールの１つに係合する場合にも当
てはまる。この実施形態では、凹部２６は中間リンク１
４の各端部にある連結部材２２間に延びている。この結
果、各中間リンク１４の各端部にある連結部材２２同士
（たとえば各連結部材２２の中心点同士）を連結する仮
想線Ｌは、凹部２６を横切っている。すなわち凹部２６
は仮想線Ｌを越えてさらに深くなっており、各中間リン
ク１４の両端部にある連結部材２２の間にはスプロケッ
ト歯３０が挿入可能になっている。図５に示すチェーン
１５がホイールに係合した状態では、複数のスプロケッ
ト歯３０は外リンク対１８Ａ，１８Ｂ内と凹部２６内と
に交互に配置され、中間リンク１４の端部及び各連結部
材２２は隣接するスプロケット歯３０の間に位置する。
【００３４】凹部２６を設けても中間リンク１４の強度
を落とさないために、この実施形態では各中間リンク１
４の上側面は凸形状の凸状面３２になっている。図６
は、自転車チェーン１５がフリーホイールスプロケット
Ｆnにどのように係合するかを詳細に示した図であり、
図７は自転車チェーン１５がチェーンホイール・スプロ
ケットＣn にどのように係合するかを示した詳細な図で
ある。中間リンク１４に凹部２６が形成されることによ
り、各中間リンク１４の各端部にはドライブ側（図６，
７の右側）のドライブ面３４と、ドライブ側と反対側
（図６，７の左側、以後「反対側」と称する）のドライ
ブ面３６とが形成されている。より詳細に説明すると、
中間リンク１４のドライブ側端部には、凹部２６に面す
るドライブ面３６と、外側（ドライブ側）のドライブ面
３４とが形成されている。中間リンク１４の反対側端部
には、凹部２６に面するドライブ面３４と、外側（反対
側）のドライブ面３６とが形成されている。図７におい
てチェーンホイールＣn がドライブ側に回転すると、各
スプロケット歯４０のドライブ側面は中間リンク１４の
ドライブ面３６を押す。これによりチェーン１５が駆動
される。自転車のチェーン１５が後輪を駆動するとき
に、図６に示すように各中間リンク１４のドライブ面３
４が各フリーホイール・スプロケット歯３０の反対側面
を押す。この結果、フリーホイールはチェーン１５に抵
抗力を与えながら回転する。このようにしてドライブ面
３４，３６は従来のチェーンにおけるローラの機能を果
たす。
【００３５】以上の動作における本発明の特徴すなわち
利点をさらに詳細に説明する。チェーン１５が各ホイー
ルに係合した状態で、スプロケット歯３０，４０は中間
リンク１４の凹部２６内に入り込み、ドライブが行われ
る側のドライブ面３４，３６にほぼ全面的に接触する。
この状態で各連結部材２２が隣接するスプロケット歯３
０，４０間に配置されている。このように、深く形成さ
れた凹部２６のドライブ面３４，３６にスプロケット歯
３０，４０が当接することで、ドライブ面の接触が安定
し、チェーン１５の駆動信頼性が得られる。この実施形
態では、チェーンの機能をさらに高めるために、ドライ
ブ面３４，３６はそれぞれが接触する歯の前後面に合致
した輪郭を有している。
【００３６】図８は、チェーン１５に使用可能なディレ
ーラガイドプーリ４４とディレーラテンションプーリ４
８の一実施形態を例示した詳細な図である。テンション
プーリ４８は通常の方法で構成されていていもよい。す
なわちテンションプーリ歯５２はチェーン１５における
隣接する連結部材２２間の各空間内に延びていてもよ
い。しかし、この実施形態における各中間リンク１４は
スプロケット歯を収容しない凸状面３２を有しているた
め、ガイドプーリ４４はスプロケット歯５６の数を少な
くしている。スプロケット歯５６は各外リンク対１８
Ａ，１８Ｂによって形成された空間内にのみ延びてい
る。ガイドプーリ４４は複数の中間リンク１４の凸状面
３２を受けるための凹状面６０を有している。 〔他の実施形態〕 図９は本発明に係る自転車チェーン１５に使用可能な中
間リンク１４の他の実施形態の平面図である。この実施
形態では、各中間リンク１４の中間部分７０は端部より
幅が広く、リンクの強度を向上させている。
【００３７】図１０は本発明に係る自転車チェーン１５
に使用可能な中間リンク１４のさらに他の実施形態の側
面図であり、図１１はその背面図である。この実施形態
では、リブ６４は各中間リンク１４の中間部分６８から
側方に突出し、リンクの強度を向上させている。図１２
は本発明に係る自転車チェーン１５で使用可能な中間リ
ンク１４のさらに他の実施形態を示す平面図である。こ
の実施形態では、中間リンク１４は複数の中間リンクプ
レート１４Ａ，１４Ｂ及び１４Ｃからなる。リンクプレ
ートの数は適用対象によって変更可能である。
【００３８】上記に述べたのは本願の様々な実施形態の
説明であり、本願発明の思想及び範囲から離れることな
くさらに変更を加えることが可能である。たとえば部品
のサイズ、形状及び向きは望ましいように変更できる。
スプロケットＦ1 は装着部材１７２とは別体の部材とし
て形成してもよい。チェーン１５には異なるタイプの連
結部材を用いてもよい。装着部材１７２は円錐台形状デ
ィスクに形成してもよい。スプロケットクラスター１０
０の各スプロケットの厚みは均一でなくてもよい。中間
リンク１４の端部と対応する外リンク対１８Ａ，１８Ｂ
の端部との間には薄い摩擦ブッシュを設けてもよい。中
間リンク１４は必ずしも凸状の上面を有する必要はな
い。チェーン１５のドライブ面３４又は３６の一方は省
略可能である。スプロケットクラスター１００の歯は好
みに応じて変更可能であり、高さを減らした歯を用いた
り、歯を省略してもよい。
【００３９】このように、本発明の範囲は以上に開示さ
れた特定の構造に限定すべきではない。その代わりに、
本発明の真実の範囲は以下に続く請求項によって決定さ
れるものである。
【００４０】
【発明の効果】本発明に係る多段スプロケットでは、隣
接するスプロケット同士の間の隙間を小さくすること
で、幅の大変狭いチェーンを用いることができ、互いに
装着されるスプロケットの数を多くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の自転車用チェーン駆動機構を示す略図。
【図２】従来の自転車用チェーンの断面図。
【図３】本発明に係るディレーラ付き自転車用チェーン
の特定の実施形態の側面図。
【図４】図３に示されたディレーラ付き自転車用チェー
ンの平面図。
【図５】スプロケットに係合する図３に示されたディレ
ーラ付き自転車用チェーンの側面図。
【図６】図３に示された自転車用チェーンがフリーホイ
ールスプロケットにどのように係合するかを詳細に示し
た図。
【図７】図３に示された自転車用チェーンがチェーンホ
イールスプロケットにどのように係合するかを詳細に示
した図。
【図８】図３に示された自転車用チェーンに使用可能な
ガイド及びテンションプーリの一実施形態を図示した
図。
【図９】本発明に係る自転車用チェーンに使用可能な中
間リンクの他の実施形態の平面図。
【図１０】本発明に係る自転車用チェーンに使用可能な
中間リンクの他の実施形態の側面図。
【図１１】本発明に係る自転車用チェーンに使用可能な
中間リンクの他の実施形態の背面図。
【図１２】本発明に係る自転車用チェーンに使用可能な
中間リンクのさらに他の実施形態の平面図。
【図１３】本願に係る、スプロケットクラスターの特定
の実施形態の側面図。
【図１４】図１３に示されたスプロケットクラスターの
特定の実施形態の正面図。
【図１５】図１３に示されたスプロケットクラスターの
分解図。
【図１６】図１３に開示されたスプロケットクラスター
の装着部材の特定の実施形態の側面図。
【図１７】図１６に示された装着部材の部分断面図。
【符号の説明】
１００ スプロケットクラスター １１０，１１４ フランジ １２０ 装着シリンダ １２４ スプライン １２６ スプライン １７２ 装着部材 １７６ ボス １８８ アーム ２００ 張り出し部 Ｆ フリーホイール装置 Ｈ ハブ装置

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自転車用スプロケットクラスターであっ
    て、 軸方向に決められた位置に同心に装着された複数のスプ
    ロケットを備え、 小径スプロケットにおける歯底径部と大径スプロケット
    において前記歯底径部に対して軸方向に並んだ部分との
    間にフリースペースが形成され、隣接するスプロケット
    の間には前記複数のスプロケットの少なくとも１つの厚
    み以下の隙間が形成されている、自転車用スプロケット
    クラスター。
  2. 【請求項２】前記隣接するスプロケットの間の隙間は前
    記複数のスプロケットの各々の厚み以下である、請求項
    １に記載の自転車用スプロケットクラスター。
  3. 【請求項３】軸方向に決められた位置に同心に装着され
    た複数のスプロケットを備え、 小径スプロケットにおける歯底径部と大径スプロケット
    において前記歯底径部に対して軸方向に並んだ部分との
    間にフリースペースが形成され、隣接するスプロケット
    の間の隙間はおよそ２．０ｍｍ以下である、自転車用ス
    プロケットクラスター。
  4. 【請求項４】前記隣接するスプロケット同士の間の前記
    隙間はおよそ１．８ｍｍ以下である、請求項３に記載の
    自転車用スプロケットクラスター。
  5. 【請求項５】互いに同心に装着された少なくとも１０個
    のスプロケットを備え、 軸方向最外端の前記スプロケットの軸方向外側面と軸方
    向最内端の前記スプロケットの軸方向内側面との間の長
    さは５０ｍｍ以下である、自転車用スプロケットクラス
    ター。
  6. 【請求項６】前記軸方向最外端の前記スプロケットの前
    記軸方向外側面と前記軸方向最内端の前記スプロケット
    の軸方向内側面との間の前記長さは４７ｍｍ以下であ
    る、請求項５に記載の自転車用スプロケットクラスタ
    ー。
  7. 【請求項７】半径方向延長部を有する装着部材と、 前記装着部材と一体の部材からなり前記半径方向延長部
    の半径方向外側端に配置された第１スプロケットと、 前記第１スプロケットと同心になるように前記半径方向
    延長部に装着された複数の第２スプロケットと、を備え
    た自転車用多段スプロケット装置。
  8. 【請求項８】前記装着部材は複数の張り出し部を有して
    おり、前記各第２スプロケットは前記複数の張り出し部
    の１つに装着されている、請求項７に記載の自転車用多
    段スプロケット装置。
  9. 【請求項９】前記装着部材は軸方向外側面を有するボス
    部を含んでおり、 前記多段スプロケット装置は、前記ボス部の前記軸方向
    外側面の軸方向外側に配置された複数の第３スプロケッ
    トをさらに備えている、請求項８に記載の自転車用多段
    スプロケット装置。
  10. 【請求項１０】前記装着部材は軸方向内側面を有するボ
    ス部を含んでおり、 前記ボス部の前記軸方向内側面は前記第１スプロケット
    より軸方向外側に位置している、請求項７〜８のいずれ
    かに記載の自転車用多段スプロケット装置。
  11. 【請求項１１】隣接する第２スプロケットの間の隙間は
    前記複数の第２スプロケットの少なくとも１つの厚み以
    下である、請求項７〜１０のいずれかに記載の自転車用
    多段スプロケット装置。
  12. 【請求項１２】前記隣接する第２スプロケットの間の前
    記隙間は前記複数の第２スプロケットの各々の厚み以下
    である、請求項１１に記載の自転車用多段スプロケット
    装置。
  13. 【請求項１３】前記装着部材は半径方向に延びる複数の
    アームを有しており、前記第１スプロケットは前記装着
    部材と一体の部材として形成されており、前記第１スプ
    ロケットは前記複数のアームの半径方向外側端にそれぞ
    れ配置されており、前記複数の第２スプロケットは前記
    第１スプロケットと同心になるように前記複数のアーム
    に装着されている、請求項７〜１２のいずれかに記載の
    自転車用多段スプロケット装置。
  14. 【請求項１４】自転車用ハブ及びスプロケット装置であ
    って、 間隔をあけて配置された第１及び第２ハブフランジを含
    むハブと、 前記第１ハブフランジに近接して配置され前記ハブに対
    して同心に装着されたスプロケットクラスターとを備
    え、 前記スプロケットクラスターは、半径方向延長部を有す
    る装着部材と、前記半径方向延長部に装着された複数の
    スプロケットとを含み、 前記複数のスプロケットの少なくとも１つは前記第１ハ
    ブフランジの軸方向外側面より軸方向内側に位置してい
    る、自転車用ハブ及びスプロケット装置。
  15. 【請求項１５】前記複数のスプロケットは前記装着部材
    と一体に形成された第１スプロケットを含み、前記第１
    スプロケットは前記半径方向延長部の半径方向外側端に
    配置されている、請求項１４に記載の自転車用ハブ及び
    スプロケット装置。
  16. 【請求項１６】前記装着部材は軸方向内側面を有するボ
    ス部を含んでおり、 前記ボス部の軸方向内側面は前記第１スプロケットより
    軸方向外側に位置している、請求項１５に記載の自転車
    用ハブ及びスプロケット装置。
  17. 【請求項１７】前記装着部材は複数の張り出し部を含ん
    でおり、前記複数のスプロケットは複数の第２スプロケ
    ットを含んでおり、前記各第２スプロケットは前記複数
    の張り出し部の１つに装着されている、請求項１５に記
    載の自転車用ハブ及びスプロケット装置。
  18. 【請求項１８】前記装着部材は外側面を有するボス部を
    含んでおり、前記複数のスプロケットは前記ボス部の前
    記軸方向外側面の軸方向外側に配置された複数の第３ス
    プロケットを含んでいる、請求項１７に記載の自転車用
    ハブ及びスプロケット装置。
  19. 【請求項１９】隣接するスプロケットの間の隙間は前記
    複数のスプロケットの少なくとも１つの厚み以下であ
    る、請求項１４〜１８のいずれかに記載の自転車用ハブ
    及びスプロケット装置。
  20. 【請求項２０】前記隣接するスプロケットの間の前記隙
    間は前記複数のスプロケットの各々の厚み以下である、
    請求項１９に記載の自転車用ハブ及びスプロケット装
    置。
  21. 【請求項２１】前記装着部材は半径方向に延びる複数の
    アームを有しており、前記複数のスプロケットは前記複
    数のアームに装着されている、請求項１４〜２０のいず
    れかに記載の自転車用ハブ及びスプロケット装置。
  22. 【請求項２２】自転車トランスミッションに用いられる
    自転車用チェーン及びスプロケットクラスターであっ
    て、 前記チェーンは、複数の中間リンクと、複数の外リンク
    対と、複数の連結部材とを有しており、 前記各連結部材は前記複数の中間リンクの１つの一端を
    対応する外リンク対間に連結し、前記複数の中間リンク
    は前記複数の外リンク対と交互に並び、 前記各中間リンクはその各端部間にスプロケット歯をそ
    の中に受けるための凹部を有しており、前記凹部は前記
    中間リンクの各端部にある前記連結部材間に延びてお
    り、 前記スプロケットクラスターは同心に装着された複数の
    スプロケットを有しており、前記各スプロケットは前記
    チェーンに係合する複数の歯を有しており、それにより
    １つのスプロケット歯は前記各中間リンクの前記凹部内
    に延びスプロケット係合を行う、自転車用チェーン及び
    スプロケットクラスター。
  23. 【請求項２３】隣接するスプロケットの間の隙間は前記
    複数のスプロケットの少なくとも１つの厚み以下であ
    る、請求項２２に記載の自転車用チェーン及びスプロケ
    ットクラスター。
  24. 【請求項２４】前記隣接するスプロケットの間の前記隙
    間は前記複数のスプロケットの各々の厚み以下である、
    請求項２３に記載の自転車用チェーン及びスプロケット
    クラスター。
  25. 【請求項２５】前記隣接するスプロケットの間の前記隙
    間は２．０ｍｍ以下である、請求項２２〜２４のいずれ
    かに記載の自転車用チェーン及びスプロケットクラスタ
    ー。
  26. 【請求項２６】前記複数のスプロケットは少なくとも１
    ０個ある、請求項２２〜２５のいずれかに記載の自転車
    用チェーン及びスプロケットクラスター。
  27. 【請求項２７】前記複数のスプロケットは同心に装着さ
    れており、軸方向最外端の前記スプロケットの軸方向外
    側面と軸方向最内端の前記スプロケットの軸方向内側面
    との間の長さは５０ｍｍ以下である、請求項２６に記載
    の自転車用チェーン及びスプロケットクラスター。
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