JPH1120771A - 自転車用回転部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度が低下しにくくかつ供給される潤滑剤が
抜けにくいとともに内部への潤滑剤の供給が容易な自転
車用回転部品を提供する。 【解決手段】 自転車用内装変速ハブは、ハブ軸２１
と、ハブシェル２３と、軸受部３４と、コースタブレー
キ２７とを備えている。ハブシェル２３は、ハブ軸２１
の外周側に配置されハブ軸２１回りに回転可能な筒状の
部材である。軸受部３４は、ハブ軸２１外面に設けられ
た玉押し３４ａと、ハブシェル２３の左端内周部に形成
されたハブわん３４ｂと、玉押し３４ａとハブわん３４
ｂとの間に両者に接触可能に配置された複数の鋼球３４
ｃと、複数の鋼球３４ｃを環状に保持し、かつ鋼球保持
部分の間に配置された鋼球保持片３８ｃに内部に潤滑剤
を供給するための給油孔３９ｂが形成されたリング状の
リテーナ３４ｄとを有している。コースタブレーキ２７
は、収納空間２４に軸受部３４に近接して設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、回転部品、特に、
自転車の回転部に装着される、たとえば自転車用内装変
速ハブのような自転車用回転部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車にはコースタハブや内装変速ハブ
等の各種のハブやボトムブラケットやペダル等の各種の
回転部品が多く用いられている。自転車用回転部品は、
一般に、軸状部材と、軸状部材の外周側に配置され軸状
部材と相対回転自在な筒状部材と、軸状部材と筒状部材
との間に介装された複数の軸受部とを有している。軸受
部は、通常、筒状部材の両端部に配置されている。

【０００３】この種の軸受部には、転がり軸受を構成す
る複数の鋼球（転動体の一例）が用いられている。内装
変速ハブの場合、鋼球は、たとえばハブ軸（軸状部材の
一例）に設けられた玉押し（内側部材の一例）とハブシ
ェル（筒状部材の一例）に設けられたハブわん（外側部
材の一例）との間に両者に接触可能に配置されている。
また鋼球は、リテーナ（保持体の一例）により周方向に
等間隔に保持されている。リテーナは、リング状の部材
であり、鋼球を保持するために鋼球間に鋼球保持片が径
方向内方に湾曲して延びている。

【０００４】この種の回転部品では、回転や内部の動作
を円滑にするためにグリースや潤滑油等の潤滑剤を内部
部材に供給する必要がある。たとえば、コースタブレー
キ付の内装変速ハブの場合、ハブ軸に回転自在に支持さ
れた金属製のハブシェルに接触する金属製のブレーキシ
ューにグリースを定期的に補給する必要がある。これ
は、ブレーキシューとバブシェルとがともに金属製の部
材であるため、両者の間でグリースがなくなると両者が
磨耗し所望の制動性能が得られなくなるからである。

【０００５】内装変速ハブの内部のブレーキシューにグ
リースを供給する場合、軸受部からグリースを入れよう
とするとリテーナの鋼球保持片が邪魔してグリースを内
部に供給できない。このため、従来、後輪を自転車から
外し内装変速ハブをハブ軸端から分解してブレーキシュ
ーにグリースを直接供給している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
内装変速ハブの内部に潤滑剤を供給する場合、その都度
回転部品を分解して潤滑剤を供給しなければならないの
で、潤滑剤を供給するのに手間がかかり面倒である。そ
こで、ハブシェルの外周面から内周面にブレーキシュー
に向けて給油孔を形成し、そこから潤滑剤を供給するこ
とが考えられる。しかし、強度が必要なハブシェルに孔
をあけるとハブシェルの強度が低下するという問題があ
る。しかもハブシェル側から潤滑剤を供給すると、径方
向に沿って潤滑剤を供給することになるので、せっかく
潤滑剤を供給してもハブシェルが回転すると遠心力によ
り供給した潤滑剤が抜けやすい。

【０００７】本発明の課題は、強度が低下しにくくかつ
供給される潤滑剤が抜けにくいとともに内部への潤滑剤
の供給が容易な自転車用回転部品を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明１に係る自転車用回
転部品は、自転車の回転部に装着される部品であって、
軸状部材と、筒状部材と、第１軸受部とを備えている。
筒状部材は、軸状部材の外周側に配置され軸状部材と相
対回転自在な部材である。第１軸受部は、軸状部材の外
面に設けられた内側部材と、筒状部材の内周面に設けら
れた外側部材と、外側部材と内側部材との間に両部材に
接触可能に配置された複数の転動体と、複数の転動体を
環状に保持し、かつ転動体保持部分の間に内部に潤滑剤
を供給可能な潤滑剤通過部が形成されたリング状の保持
体とを有し、軸状部材と筒状部材とを相対回転自在に支
持するためのものである。

【０００９】この回転部品では、軸状部材又は筒状部材
を固定すると一方の部材が他方の部材に第１軸受部によ
り相対回転自在に支持される。この筒状部材の内部に潤
滑剤を供給する場合には、第１軸受部に潤滑剤を供給す
る。すると、第１軸受部に供給された潤滑剤が潤滑剤通
過部を介して内部に供給される。ここでは、保持体に潤
滑剤通過部を設けたので、潤滑剤が第１軸受部を介して
内部に供給される。このため、回転部品を自転車から外
して分解することなく内部に潤滑剤を容易に供給でき
る。しかも、潤滑剤は第１軸受部の保持体を介して回転
軸方向に沿って供給されるので遠心力が作用しても抜け
にくい。また、強度が必要な筒状部材に孔をあける必要
がないので、強度も低下しない。

【００１０】発明２に係る自転車用回転部品は、発明１
に記載の部品において、第１軸受部と回転軸方向に間隔
を隔てて配置され、軸状部材の外面に設けられた内側部
材と、筒状部材の内周面に設けられた外側部材と、外側
部材と内側部材との間に両部材に接触可能に配置された
複数の転動体と、複数の転動体を環状に保持するリング
状の保持体とを有し、軸状部材と筒状部材とを相対回転
自在に支持するための第２軸受部をさらに備える。この
場合には複数の軸受部により軸状部材と筒状部材とが相
対回転自在に支持されるので、回転が滑らかになる。

【００１１】発明３に係る自転車用回転部品は、発明１
又は２に記載の部品において、第１軸受部は筒状部材の
端面に面して配置され、筒状部材の端面を覆ってその間
の隙間をカバーするように２つの部材のいずれかに固定
され、かつ第１軸受部に対して給油可能に透孔が形成さ
れたカバー部材をさらに備えている。この場合には、第
１軸受部がカバー部材によりカバーされるので泥水や埃
等の異物が第１軸受部に侵入しにくく、しかもカバー部
材を介して第１軸受部に潤滑剤を供給できる。

【００１２】発明４に係る自転車用回転部品は、発明３
に記載の部品において、透孔に着脱自在に装着される蓋
部材をさらに備えている。この場合には、透孔を形成し
てもその透孔に蓋部材が着脱自在に装着されるので透孔
から異物が侵入しにくくなるとともに、透孔から供給し
た潤滑剤が透孔から抜けにくくなる。発明５に係る自転
車用回転部品は、発明１から４のいずれかに記載の部品
において、自転車用回転部品は、自転車のフレームに装
着可能であり、入力体からの動力を選択された所定の変
速比で出力体に伝達する自転車用内装変速ハブである。
この場合には、内装変速ハブの内部に潤滑剤を供給しや
すくなる。

【００１３】発明６に係る自転車用回転部品は、発明５
に記載の部品において、自転車用内装変速ハブは、フレ
ームに固定可能な軸状部材としてのハブ軸と、ハブ軸回
りに回転可能であり入力体に連結可能な駆動体と、内部
に収納空間を有するとともにハブ軸回りに回転可能であ
り、出力体に連結可能な筒状部材としての筒状の従動体
と、ハブ軸と従動体の一端との間に配置され従動体を前
記ハブ軸に回転自在に支持するための第１軸受部と、駆
動体と従動体の他端との間と、ハブ軸と駆動体との間に
それぞれ配置され、従動体及び駆動体をそれぞれハブ軸
に回転自在に支持するための２つの第２軸受部と、従動
体の収納空間内に配置され、駆動体からの動力の複数の
動力伝達経路のいずれかを介して従動体に伝達する動力
伝達機構と、動力伝達機構の複数の動力伝達経路のいず
れか一つを選択するための選択機構と、従動体の内部に
第１軸受部に近接して配置され、駆動体の進行方向と逆
方向の回転に連動して従動体を制動するコースタブレー
キ機構とを備える。この場合には、ハブシェルの内部に
設けられたコースターブレーキ機構に第１軸受部を介し
て潤滑剤を容易に供給できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施形態１ 〔全体構成〕図１において、本発明の一実施形態を採用
した自転車は軽快車であり、ダブルループ形のフレーム
体２とフロントフォーク３とを有するフレーム１と、ハ
ンドル部４と、駆動部５と、前輪６と、３段変速の内装
変速ハブ１０が装着された後輪７と、前ブレーキ装置８
と、内装変速ハブ１０を手元で操作するための変速操作
部９とを備えている。

【００１５】フレーム１には、サドル１１、ハンドル部
４、前輪６及び後輪７を含む各部が取り付けられてい
る。ハンドル部４は、フロントフォーク３の上部に固定
されたハンドルステム１４とハンドルステム１４に固定
されたハンドルバー１５とを有している。ハンドルバー
１５の右端には前ブレーキ装置８を構成するブレーキレ
バー１６とグリップ１７と変速操作部９とが装着されて
いる。変速操作部９は、ブレーキレバー１６の内側でハ
ンドルバー１５に装着されており、インナーケーブルと
アンターケーシングとからなる変速操作ケーブル７３に
より内装変速ハブ１０と連結されている。変速操作部９
は、インナーケーブルを巻取操作するための巻取レバー
と巻取レバーによる巻取操作を解除してインナーケーブ
ルを繰り出す解除レバーとを有する一般的な構成であり
詳細な説明を省略する。

【００１６】駆動部５は、フレーム体２の下部（ハンガ
ー部）に設けられたギアクランク１８と、ギアクランク
１８に掛け渡されたチェーン１９と、内装変速ハブ１０
とを有している。 〔内装変速ハブの構成〕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段構成のコースタ
ーブレーキ付きのハブである。この内装変速ハブ１０
は、図２に示すように、自転車のフレーム体２の後爪２
ａ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２４と、動力伝達経路を選択するための操作機構２
５と、操作機構２５を動作させるためのベルクランク２
６と、コースターブレーキ２７とを有している。

【００１７】ハブ軸２１は、図２及び図３に示すよう
に、中央部が大径で両端部が小径で両端にネジが形成さ
れた棒状の部材である。ハブ軸２１の軸芯部には、図２
右端から中央部に向かって操作穴２１ａが形成されてい
る。操作穴２１ａの底部近傍には、軸芯を貫通する貫通
溝２１ｂが形成されている。貫通溝２１ｂは、ハブ軸２
１の軸芯を貫通しかつ軸芯に対して所定の溝傾斜角度β
（図８参照）分傾斜し、図８右から左に向かうにしたが
い進行方向と逆側に捩じれて形成されている。このよう
な貫通溝２１ｂは、所定径のエンドミルを使用して軸芯
を貫通する孔を形成したのち、ハブ軸２１を進行方向に
緩やかに回転させながら軸方向中央側に送ることで形成
される。したがって、このような貫通溝２１ｂは、両端
で交差した貫通孔が軸方向の移動に応じて徐々に回転し
て螺旋状に連続した形状である。この溝傾斜角度βは、
１０度から５０度の範囲が好ましい。

【００１８】駆動体２２は、一端内周が軸受部３０を介
してハブ軸２１に回転自在に支持されており、一端部外
周には小ギア３２が固定されている。さらに駆動体２２
の他端側内周部には、複数のセレーション内歯２２ａが
軸方向に沿って形成されている。軸受部３０は、図３に
示すように、ハブ軸２１にネジ込まれた玉押し３０ａ
と、駆動体２２の内周面に形成されたハブわん３０ｂ
と、玉押し３０ａとハブわん３０ｂとの間に両者に接触
可能に配置された複数の鋼球３０ｃと、鋼球３０ｃを等
間隔に環状に保持するリング状のリテーナ３０ｄとを有
している。駆動体２１の外周部には軸受部３３が配置さ
れており、ハブシェル２３を回転自在に支持している。

【００１９】ハブシェル２３は筒状部材であり、その内
周部の収容空間２３ａに駆動体２２及び遊星歯車機構２
４を収容している。ハブシェル２３は、両端に配置され
た軸受部３３，３４を介してハブ軸２１回りに回転可能
である。軸受部３３は、軸受部３０と同様に、駆動体２
２の外周面に形成された玉押し３３ａと、ハブシェル２
３の右端内周面に形成されたハブわん３３ｂと、鋼球３
３ｃと、リテーナ３３ｄとを有している。軸受部３０，
３３は、玉押し３０ａ及び駆動体２２にそれぞれ固定さ
れた防水キャップ３１ａ，３１ｂによりカバーされてい
る。

【００２０】軸受部３４は、図４に示すように、ハブ軸
２１の左端部にネジ込まれた玉押し３４ａと、ハブシェ
ル２３の左端内周面に形成されたハブわん３４ｂと、鋼
球３４ｃと、リテーナ３４ｄとを有している。軸受部３
４は、玉押し３４ａに固定された防水キャップ３５によ
りカバーされている。防水キャップ３５は、金属製の有
底筒状部材であり、底部に星形の孔が形成されており星
形の孔部分で玉押し３４ａに回転不能に装着されてい
る。また玉押し３４ａには、フレーム体２の後部に先端
が固定されるブレーキアーム３７が回転不能に装着され
ている。これにより玉押し３４ａは、フレーム体２に対
して回転不能になっている。

【００２１】リテーナ３４ｄは、図５及び図６に示すよ
うに、リング状の内フランジ部３８ａと、内フランジ部
３８ａの外周部から９０度折れ曲がって延びるパイプ状
の周壁部３８ｂと、周壁部３８ｂから内方に半円状に湾
曲した鋼球保持片３８ｃとを有している。鋼球保持片３
８ｃは周方向に間隔を隔てて複数形成されており、その
間と内フランジ部３８ａとの間で鋼球３４ｃを脱落しな
い程度に緩やかに保持している。内フランジ部３８ａの
鋼球３４ｃを保持している部分の間には、軸受部３４よ
り内側への給油を円滑に行うための潤滑剤通過部として
の半円弧状の切欠き部３９ａが形成されている。また、
鋼球保持片３８ｃには、同じ目的のために潤滑剤通過部
としての給油孔３９ｂが形成されている。なお、この切
欠き部３９ａ及び給油孔３９ｂは、必ずしも鋼球３４ｃ
保持部分の間の全てに形成する必要はない。しかし、鋼
球３４ｃ保持部分の間の全てにこれらを形成すると給油
をより円滑に行える。

【００２２】図４に示すように、防水キャップ３５の軸
受部３４ｃに対向した斜め下後方位置（図４では上位
置）には、グリース孔３５ａが１か所形成されている。
グリース孔３５ａには合成樹脂製のキャップ３５ｂが着
脱可能に装着されており、グリース孔３５ａは、通常は
キャップ３５ｂにより塞がれている。防水キャップ３５
のグリース孔３５ａ形成部分はリテーナ３４ｄとキャッ
プ３５ｂとの干渉を避けるためにわずかに外方に突出し
ている。なお、グリース孔３５ａを斜め下後方位置にし
たのは、この部分にはフレーム体２の後爪２ａやスタン
ド等の邪魔な部材が少ないので、グリースガン等の適宜
の給油器具を使用してグリースを充填する場合、充填作
業を行いやすいからである。

【００２３】また、ハブシェル２３の外周部両端には、
スポーク７ａ（図１参照）を支持するためのハブ３６
ａ，３６ｂが固定されている。 〔遊星歯車機構の構成〕遊星歯車機構２４は、図３に示
すように、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４
１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。

【００２４】ギア枠４１は筒状の部材であり、ハブ軸２
１に回転自在に支持されている。ギア枠４１には円周方
向に３つの切欠き４１ａが形成されており、この各切欠
き４１ａに遊星ギア４２がピン４４により回転自在に支
持されている。またギア枠４１の一端内周部にはセレー
ション内歯４１ｂが、他端外周部にはセレーション外歯
４１ｃ（図１）がそれぞれ形成されている。

【００２５】リングギア４３は、ほぼ円筒状に形成され
ており、遊星ギア４２から駆動体２２の外周側まで延び
ている。リングギア４３の他端内周部には内歯４３ｂが
形成されている。遊星ギア４２は、前述のように太陽ギ
ア４０に噛み合うと同時に、リングギア４３の内歯４３
ｂにも噛み合っている。また、リングギア４３の一端側
には切欠き４３ａが形成されており、この切欠き４３ａ
に、図７に示すように第１ワンウェイクラッチ５０を構
成するクラッチ爪５３がピン５４により揺動自在に支持
されている。このクラッチ爪５３は、捩じりコイルバネ
５５により起立方向に付勢されている。第１ワンウェイ
クラッチ５０は、リングギア４３からハブシェル２３に
進行方向の回転駆動力のみ伝達する。クラッチ爪５３
は、ハブシェル２３の内周面に形成されたラチェット歯
２３ｂにリングギア４３が進行方向に回転したときのみ
噛み合う。この第１ワンウェイクラッチ５０は、リング
ギア４３が進行方向に回転する伝達可能状態であっても
後述するクラッチ部材の移動によりクラッチ爪５３がラ
チェット歯２３ｂに噛み合う動力伝達状態と、ラチェッ
ト歯２３ｂから退避する動力遮断状態とに切り換え可能
である。

【００２６】駆動体２２とリングギア４３との間には、
駆動体２２からリングギア４３に進行方向の回転駆動力
のみを伝達する第２ワンウェイクラッチ５１が配置され
ている。また、ギア枠４１とハブシェル２３との間に
は、ギア枠４１からハブシェル２３に進行方向の回転駆
動力のみを伝達する第３ワンウェイクラッチ５２が配置
されている。第３ワンウェイクラッチ５２は、一端内周
部にセレーション内歯５６ａが形成された筒状のクラッ
チケース５６を有している。このセレーション内歯５６
ａがギア枠４１のセレーション外歯４１ｃに係合し、ク
ラッチケース５６とギア枠４１とは一体で回転する。こ
れらの２つのワンウェイクラッチ５１，５２は、第１ワ
ンウェイクラッチ５０と異なり伝達可能状態での切り換
えは行えない。なお、第２ワンウェイクラッチ５１に
は、第１ワンウェイクラッチ５０と同様な構造のピンタ
イプのブレーキクラッチ（図示せず）が装着されてお
り、駆動体２２が逆転したときに駆動体２２の回転をリ
ングギア４３に伝達する。

【００２７】〔操作機構の構成〕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。クラッチ部材４５
は、駆動体２２とギア枠４１とを連結状態と離脱状態と
に切り換えるとともに、第１ワンウェイクラッチ５０を
動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるものであ
る。クラッチ部材４５は、ハブ軸２１の外周に軸方向に
移動自在かつ回転自在に配置されている。

【００２８】クラッチ部材４５は、図７に示すように筒
状の部材であり、その一端側の外周部にはセレーション
外歯４５ａが形成されており、セレーション外歯４５ａ
はセレーション内歯２２ａにスライド自在に係合してい
る。また、クラッチ部材４５の他端側には大径部４５ｂ
が形成されておりその外周部にはセレーション外歯４５
ｃが形成されている。セレーション外歯４５ｃは、ギア
枠４１に形成されたセレーション内歯４１ｂに係合可能
である。大径部４５ｂと一端側との間にはテーパ面４５
ｄが形成されている。このテーパ面４５ｄは、第１ワン
ウェイクラッチ５０のクラッチ爪５３を実線で示す起立
位置（動力伝達位置）から２点鎖線で示す退避位置（動
力遮断位置）に倒すために設けられている。クラッチ部
材４５が左側から右端の減速位置に移動すると、クラッ
チ爪５３がテーパ面４５ｄに沿って大径部４５ｂに乗り
上げ退避姿勢に倒れる。

【００２９】クラッチ部材４５の内周面には、図３に示
すように２つの段差部４５ｅ，４５ｆが軸方向に間隔を
隔てて形成されている。左側の段差部４５ｆには、図７
に示すように複数のカム面４７が周方向に間隔を隔てて
形成されている。カム面４７は、図８に示すように、一
端側に凹んだ平坦面４７ａと、平坦面４７ａの進行方向
Ａの下流側に連なるアール面４７ｂと、上流側に連なる
傾斜面４７ｃとを有している。この傾斜面４７ｃの軸芯
に対する傾斜角度αは、貫通溝２１ｂの溝傾斜角度βよ
り大きくかつ２０度から７０度の範囲が好ましい。

【００３０】クラッチ操作部４６は、クラッチ部材４５
をハブ軸２１の軸方向に移動させるとともに、クラッチ
部材４５と係合してクラッチ部材４５の回転駆動力を軸
方向への変位に変換するものである。クラッチ操作部４
６は、図３に示すように、操作穴２１ａ内を軸方向に移
動するプッシュロッド４８と、プッシュロッド４８によ
りギア枠４１側に押圧される変速キー４９とを有してい
る。

【００３１】プッシュロッド４８は、図９に示すよう
に、所定長さを有する操作体６５と、操作体６５の先端
に軸方向に移動可能に装着された作動体６６と、操作体
６５と作動体６６との間に配置された第１コイルバネ６
０とを有している。操作体６５は、ロッド部６８とロッ
ド部６８にねじ込まれた当接部６９とを有している。ロ
ッド部６８の基端にはネジ部６８ａが形成され、先端に
は大径部６８ｂが形成されている。このネジ部６８ａが
当接部６９にねじ込まれている。また、大径部６８ｂが
作動体６６の内部に形成されたガイド孔６６ａにスライ
ド自在に装着されている。なお、ガイド孔６６ａは操作
体６５側が小径になっており、操作体６５が抜けないよ
うになっている。第１コイルバネ６０は、作動体６６の
端面と当接部６９の端部との間に圧縮状態で介装され、
作動体６６と操作体６５とを離反する方向に付勢し、作
動体６６が変速キー４９を押圧すると、クラッチ部材４
５をギア枠４１側に付勢する。

【００３２】変速キー４９は、図７に示すように、断面
が三角形状の棒状部材であり、押圧されると貫通溝２１
ｂ内を進行方向と逆方向に旋回しながら、すなわち捩じ
れながら軸方向に移動する。変速キー４９の貫通溝２１
ｂへの接触面４９ｂは貫通溝２１ｂに沿うような角度に
形成されている。たとえば、貫通溝２１ｂの溝傾斜角度
βが３０度の場合、接触面４９ｂのハブ軸芯に対する角
度も略３０度である。また、変速キー４９は、クラッチ
部材４５の他端内周部に装着された止め輪６３により、
クラッチ部材４５の内部でそれより外方への移動を規制
されている。したがって、実際には図７に示すようにク
ラッチ部材４５の外方に飛び出すことはない。これによ
り変速キー４９は、プッシュロッド４８に押圧されてク
ラッチ部材４５を図３左方に移動させる。

【００３３】また、変速キー４９は、クラッチ部材４５
の内部でカム面４７に当接可能である。変速キー４９が
カム面４７の平坦部４７ａに当接した状態でクラッチ部
材４５が進行方向に回転すると、変速キー４９はカム面
４７の傾斜面４７ｃにより貫通溝２１ｂの案内面２１ｃ
側に押圧され軸方向左方への移動が規制され、クラッチ
部材４５が軸方向右方に移動する。すなわち、クラッチ
部材４５の回転駆動力を軸方向への変位に変換して変速
操作をアシストする。

【００３４】変速キー４９の両端には切欠き部４９ａが
形成されており、そこには、一端がハブ軸２１に係止さ
れた第２コイルバネ６１が係止されている。この第２コ
イルバネ６１により変速キー４９は常にクラッチ部材４
５側に付勢されている。また、変速キー４９とクラッチ
部材４５との間には第３コイルバネ６２が介装されてい
る。第３コイルバネ６２は、図示しない規制部材により
所定長さに全長が規制されており、圧縮されると変速キ
ー４９がクラッチ部材４５に当接する前に両者を離反す
る方向に付勢する。これにより、移動中においてクラッ
チ部材４５は変速キー４９からの距離が一定になり正確
に位置決めされる。

【００３５】ここで、第１〜第３コイルバネ６０，６
１，６２の付勢力は、この順に小さくなっている。すな
わち、バネ力がこの順に小さくなっている。ここで、第
１コイルバネ６０のバネ力が第２コイルバネ６１より小
さいと、プッシュロッド４８で変速キー４９を押圧して
も第１コイルバネ６０が撓んで変速キー４９が移動しな
い。また、第２コイルバネ６１のバネ力が第３コイルバ
ネ６２より小さいと、第２コイルバネ６１で変速キー４
９を押圧しても変速キー４９がカム面４７に入らず、変
速操作をアシストできない。

【００３６】なお、第１コイルバネ６０は、操作穴２１
ａ内で操作体６５と作動体６６との間の比較的大きな空
間に配置されているので、巻数を増やしてバネ定数とバ
ネ力とを低くすることが可能である。このため、第２及
び第３コイルバネ６１，６２のバネ定数とバネ力とをさ
らに低くすることができ、増速側への変速時にプッシュ
ロッド４８を押圧する力、すなわち変速操作部９におけ
る巻取レバーの操作力を軽減することができる。この結
果、インナーケーブルの張力も小さくなり、インナーケ
ーブルが破断しにくくなる。

【００３７】〔ベルクランクの構成〕ベルクランク２６
は、ハブ軸２１の軸端に装着されている。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
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。

【００３８】〔コースターブレーキの構成〕コースター
ブレーキ２７は、図４に示すように、軸受部３４に近接
して配置されており、ブレーキケース５６に装着されて
いる。ブレーキケース５６は、ギア枠４１と進行方向に
連動して回転し、逆方向には回転しないようになってい
る。コースターブレーキ２７は、ブレーキケース５６に
支持されたブレーキローラ５７と、ギア枠４１の他端外
周に形成されたカム面４１ｄと、ハブシェル２３の他端
側内面に制動作用するブレーキシュー５８とを備えてい
る。ブレーキローラ５７は、駆動体２２が進行方向と逆
方向に回転した際にギア枠４１のカム面４１ｄにより径
方向外方に押されるようになっている。ブレーキシュー
５８は、外径がハブシェル２３の内径より僅かに小さい
金属製の半割りパイプ状の部材である。ブレーキシュー
５８は、ブレーキケース５６の外周部に径方向移動自在
に装着されかつ玉押し３４ａに回動不能に連結されてい
る。また、ブレーキシュー５８は、図示しない付勢部材
によりハブシェル２３と逆側に付勢されている。この結
果、駆動体２２が逆方向に回転した際に、リングギア４
３を介してギア枠４１が逆転し、カム面４１ｄによりブ
レーキローラ５７が径方向外方に押され、ブレーキシュ
ー５８が付勢部材の付勢力に抗してハブシェル２３の内
面に接触して制動する。

【００３９】このブレーキシュー５８の制動作用を円滑
にするためにブレーキシュー５８にはグリースが塗布さ
れている。このグリースが切れると、ハブシェル２３と
ブレーキシュー５８との摩擦力が大きくなりすぎ両者が
磨耗して所望の制動力が得られない。このために、軸受
部３４のリテーナ３４ｄに切欠き部３９ａと給油孔３９
ｂとを設けるとともに防水キャップ３５にグリース孔３
５ａを設け、内装変速ハブ１０を分解することなく内装
変速ハブ１０の他端部からブレーキシュー５８にグリー
スを容易に供給できるようになっている。

【００４０】また、コースターブレーキ２７を装着する
とブレーキロック現象が生じやすい。ブレーキロック現
象は、逆転制動時に第１ワンウェイクラッチ５０が動力
伝達状態であると、ブレーキがかかった状態で駆動力が
伝達され、ブレーキを解除できなくなる現象である。こ
の現象を防止するために、この実施形態では、爪ケージ
５９が第１ワンウェイクラッチ５０に装着されている。

【００４１】爪ケージ５９は、ハブシェル２３のラチェ
ット歯２３ｂと第１ワンウェイクラッチ５０のクラッチ
爪５３との間に一定角度の遊びを設け、その遊び分リン
グギア４３が回転する間にブレーキを解除できるように
するものである。すなわち、爪ケージ５９は、クラッチ
爪５３を一定角度起立できないようにするか、又は起立
していても一定角度ラチェット歯２３ｂに係止できない
位置で起立させ、駆動開始時のクラッチ爪５３がラチェ
ット歯２３ｂに係止される時間を遅らせるものである。

【００４２】〔変速動作〕このような遊星歯車機構２４
及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２
２−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。

【００４３】変速は、プッシュロッド４８を変速操作ケ
ーブル７３を介してベルクランク２６で操作することに
より行う。 〔減速−増速側での動作〕プッシュロッド４８が押し込
まれていない図３に示す状態では、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、第１ワンウェイクラッチ５０の
クラッチ爪５３はクラッチ部材４５により図７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５
０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及び第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及びリングギア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。

【００４４】一方、変速操作部９の巻取レバーが操作さ
れると、ベルクランク２６のリンク部材７１が揺動しプ
ッシュロッド４８が１段分押し込まれる。この結果、第
１コイルバネ６０のバネ力が第２コイルバネ６１のバネ
力より強いので、変速キー４９がプッシュロッド４８を
介してリンク部材７１により押されて貫通溝２１ｂに案
内され、ハブ軸回りに回転しながら図３左方に移動し、
止め輪６３を介してクラッチ部材４５も押されて直結位
置に移動する。そして、図１０に示す直結位置にクラッ
チ部材４５が配置されると、テーパ面４５ｄにより退避
姿勢にさせられていた第１ワンウェイクラッチ５０のク
ラッチ爪５３は、捩じりコイルバネ５５のバネ力により
図７に実線で示す起立姿勢に復帰する。この状態では、
第１ワンウェイクラッチ５０は、進行方向の回転のみリ
ングギア４３からハブシェル２３に伝達可能になる。し
たがって、駆動体２２からの回転は直結動力伝達経路を
介してそのままハブシェル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、さらに
第１ワンウェイクラッチ５０を介してハブシェル２３に
伝達され、駆動体２２の回転はリングギア４３を介して
直接ハブシェル２３に伝達される。なお、このとき、リ
ングギア４３から遊星歯車機構２４を介してギア枠４１
に回転が伝達されギア枠４１が減速回転するが、ハブシ
ェル２３の回転がギア枠４１より速いため、ギア枠４１
から第３ワンウェイクラッチ５２を介してハブシェル２
３に回転が伝達されることはない。

【００４５】直結状態から巻取レバーが操作されてさら
にプッシュロッド４８が押し込まれると、変速キー４９
がさらに左方に移動し、クラッチ部材４５もそれに応じ
て増速位置に移動する。そして、図１１に示す増速位置
にクラッチ部材４５が配置されると、クラッチ部材４５
のセレーション外歯４５ｃとギア枠４１のセレーション
内歯４１ｂとが噛み合う。この増速位置への移動の際
に、セレーション外歯４５ｃとセレーション内歯４１ｂ
とが噛み合う位置に配置されているときには、クラッチ
部材４５がギア枠４１に当接した後、そのままクラッチ
部材４５は左方の増速位置に移動する。しかし噛み合わ
ない位置に配置されているときには、クラッチ部材４５
がギア枠４１に当接した時点で変速キー４９及びクラッ
チ部材４５は左方への移動を一旦停止する。すると、プ
ッシュロッド４８の作動部６６が後退し第１コイルバネ
６０が圧縮して変速キー４９が押圧される。そして、ク
ラッチ部材４５が回転して２つの歯４５ｃ，４１ｂが噛
み合う位置になると、第１コイルバネ６０のバネ力によ
り変速キー４９を介してクラッチ部材４５が移動し２つ
の歯４５ｃ，４１ｂが噛み合う。

【００４６】この状態では、駆動体２２に伝達された回
転は、増速伝達経路を介してハブシェル２３に伝達され
る。すなわち、駆動体２２からクラッチ部材４５を介し
てギア枠４１に伝達され、さらにギア枠４１に伝達され
た回転は、遊星歯車機構２４、リングギア４３及び第１
ワンウェイクラッチ５０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及び
リングギア４３の歯数によって決定される変速比で入力
回転は増速して出力される。なお、このとき、駆動体２
２から第２ワンウェイクラッチ５１を介してリングギア
４３に向けて回転が伝達されようとするが、リングギア
４３の回転の方が駆動体２２より速いので第２ワンウェ
イクラッチ５１から回転は伝達されない。

【００４７】このような減速側から増速側への変速時に
は、駆動体２２とリングギア４３との間で直接回転が伝
達されるため、力が作用していないクラッチ部材４５を
移動させればよい。このため、クラッチ部材４５を押す
ための第１コイルバネ６０のバネ力は小さくてよく、し
かも第２コイルバネ６１のバネ力はそれよりも小さいの
で軽い力で変速操作を行える。

【００４８】〔増速−減速側でのアシスト動作〕図１１
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４
５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６
１のバネ力だけではクラッチ部材４５が図１１右方に移
動しない。このような状態で、図１１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４
７ａ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。

【００４９】ここで、変速キー４９は、第２コイルバネ
６１により押圧されかつ貫通溝２１ｂが軸芯に対して傾
斜しかつ螺旋状に捩じれているので、前述したように軸
方向左方に逃げにくくなっている。したがって、第２コ
イルバネ６１の付勢力及び変速キー４９と案内面２１ｃ
との摩擦力に見合う力以下の駆動力が伝達されたときに
は、変速キー４９は軸方向に逃げない。しかし、それよ
り大きなきな駆動力が作用すると、クラッチ部材４５が
移動せずに変速キー４９が第２コイルバネ６１の付勢力
及び案内面２１ｃとの摩擦力に打ち勝って軸方向左方に
逃げることがある。ここで、上記摩擦力は、溝傾斜角度
βにより設定可能である。この溝傾斜角度βを大きくし
すぎると、プッシュロッド４８で変速キー４９を押した
ときに、変速キー４９が左方に移動しにくくなる。ま
た、溝傾斜角度βを小さくしすぎると、プッシュロッド
４８による押圧時の抵抗は少なくなるが、摩擦力も低減
する。従って、この溝傾斜角度βは１０度から５０度の
範囲が好ましい。なお、この溝傾斜角度βとカム面４７
の傾斜面４７ｃの傾斜角度αと３つのコイルバネ６０〜
６２のバネ力を調整することで、アシスト時に変速キー
４９が逃げる限界の駆動力を調整可能である。

【００５０】一方、設定された駆動力より大きな駆動力
が作用して変速キー４９が軸方向に逃げてクラッチ部材
４５が移動しない場合にも、ギアクランク１８が上死点
又は下死点付近に到達して駆動力が小さくなると、変速
キー４９によるアシスト力によりクラッチ部材４５が押
圧され右方に移動する。このため、急な坂道等で非常に
大きな駆動力が作用しているときには変速が行われず、
変速ショックが少なくなるとともに、セレーション歯や
ワンウェイクラッチ等の駆動力の伝達部分が破損しにく
くなる。

【００５１】クラッチ部材４５が移動すると、第３コイ
ルバネ６２により変速キー４９は、カム面４７から離れ
る。このため、クラッチ部材４５が回転しても変速キー
４９との接触による異音が発生することはない。そし
て、図１０に示す直結位置に配置されると、前述したよ
うに直結伝達経路を介して回転が駆動体２２からハブシ
ェル２３に伝達される。

【００５２】直結位置にクラッチ部材４５が配置された
状態で解除レバーが操作されると、さらにプッシュロッ
ド４８が後退し、変速キー４９がクラッチ部材４５を押
圧する。このとき、クラッチ部材４５のテーパ面４５ｄ
が第１ワンウェイクラッチ５０のクラッチ爪５３に接触
してクラッチ爪５３を起立姿勢から退避姿勢に倒そうと
する。しかし、クラッチ爪５３は、リングギア４３から
ハブシェル２３に動力を伝達しているので、第２コイル
バネ６１の付勢力だけでは退避姿勢に倒しにくい。この
場合にも変速キー４９がクラッチ部材４５のカム面４７
に当接すると、前述と同様にアシスト力が発生してクラ
ッチ部材４５を軸方向に移動させ、クラッチ爪５３を倒
すことができる。

【００５３】ここでは、減速側から増速側への増速変速
操作の際には、クラッチ部材４５を介さずに回転をリン
グギア４３に直接伝達しているので、変速時の操作力を
軽減できる。しかも、増速側から減速側への減速変速操
作の際にはクラッチ部材４５の回転力を軸方向の変位に
代えてアシストしているので、増速側への変速時にもペ
ダルを踏んだままで軽い操作力で変速可能になる。

【００５４】〔ブレーキ給油手順〕ブレーキシュー５８
にグリースを供給する場合には、キャップ３５ｂを外し
てグリース孔３５ａにグリースガンの先を挿入し、軸受
部３４にグリースを充填する。すると、リテーナ３４ｄ
の切欠き３９ａ及び給油孔３９ｂからグリースが内部に
染みだしブレーキシュー５８に供給される。このよう
に、リテーナ３４ｄに切欠き３９ａ及び給油孔３９ｂを
設けたので、グリースがリテーナ３４ｄに邪魔されるこ
となく内部に円滑に供給される。このため、ハブ１０を
分解する必要がなくなり内部のブレーキシュー５８にグ
リースを容易に供給できる。しかも強度が必要なハブシ
ェル２３に孔加工を行わなくて済むので、ハブシェル２
３の強度を低下させることがない。また、グリースの供
給が軸方向に沿って行われるので、遠心力が作用しても
グリースが抜けにくい。また、同時に軸受部３４ａにも
給油が行われるのでハブシェル２３の回転も滑らかにな
る 〔他の実施例〕 （ａ） 上記実施形態では、回転部品としてコースタブ
レーキ付の内装変速ハブを例に説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、ローラブレーキ付のハブ
やペダル軸を支持するボトムブラケットやハンドルポス
トを支持するヘッド部等の潤滑剤を内部に供給する必要
がある全ての自転車用回転部品に適用できる。

【００５５】（ｂ） 上記実施形態では、コースターブ
レーキ２７側の軸受部３４にのみ給油孔３９ｂを設けた
が、軸受部３０，３３の保持体に給油孔を設けてもよ
い。 （ｃ） 上記実施形態では、潤滑剤の供給をさらに円滑
にするためにリテーナ３４ｄの内フランジ部３７ａに切
欠き部３９ａを設けたが、切欠き部３９ａを設けなくて
もよい。また、防水キャップが装着されていない場合に
はグリース孔を設けなくてもよい。

【００５６】（ｄ） 上記実施形態では、潤滑剤通過部
として切欠き部３９ａ及び給油孔３９ｂを例示したが、
潤滑剤通過部の形態はこれらに限定されるものではな
く、スリット等の他の形態でもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明に係る自転車用回転
部品では、保持体に潤滑剤通過部を設けたので、潤滑剤
が第１軸受部を介して内部に供給される。このため、回
転部品を自転車から外して分解することなく内部に潤滑
剤を容易に供給できる。しかも、潤滑剤は第１軸受部の
保持体を介して回転軸方向に沿って供給されるので遠心
力が作用しても抜けにくい。また、強度が必要な筒状部
材に孔をあける必要がないので、強度も低下しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が採用された自転車の側面
図。

【図２】その内装変速ハブの縦断面構成図。

【図３】その内装変速ハブの減速位置における右側要部
拡大部分図。

【図４】その内装変速ハブの左側要部拡大部分図。

【図５】リテーナの要部正面図。

【図６】図５のVI−VI断面図。

【図７】操作機構の要部斜視図。

【図８】変速キーとカム面との関係を示す模式図。

【図９】プッシュロッドの側面部分断面図。

【図１０】内装変速ハブの直結位置における図３に相当
する図。

【図１１】内装変速ハブの増速位置における図３に相当
する図。

【符号の説明】

１０ 内装変速ハブ ２１ ハブ軸 ２２ 駆動体 ２３ ハブシェル ２４ 遊星歯車機構 ２５ 操作機構 ３２ 小ギア ３０，３３，３４ 軸受部 ３０ａ，３３ａ，３４ａ 玉押し ３０ｂ，３３ｂ，３４ｂ ハブわん ３０ｃ，３３ｃ，３４ｃ 鋼球 ３０ｄ，３３ｄ，３４ｄ リテーナ ３５ 防水キャップ ３５ａ グリース孔 ３５ｂ キャップ ３９ａ 切欠き部 ３９ｂ 給油孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自転車の回転部に装着される自転車用回転
   部品であって、 軸状部材と、 前記軸状部材の外周側に配置され前記軸状部材と相対回
   転自在な筒状部材と、 前記軸状部材の外面に設けられた内側部材と、前記筒状
   部材の内周面に設けられた外側部材と、前記外側部材と
   内側部材との間に前記両部材に接触可能に配置された複
   数の転動体と、前記複数の転動体を環状に保持し、かつ
   前記転動体保持部分の間に内部に潤滑剤を供給可能な潤
   滑剤通過部が形成されたリング状の保持体とを有し、前
   記軸状部材と筒状部材とを相対回転自在に支持するため
   の第１軸受部と、を備えた自転車用回転部品。
2. 【請求項２】前記第１軸受部と回転軸方向に間隔を隔て
   て配置され、前記軸状部材の外面に設けられた内側部材
   と、前記筒状部材の内周面に設けられた外側部材と、前
   記外側部材と内側部材との間に前記両部材に接触可能に
   配置された複数の転動体と、前記複数の転動体を環状に
   保持するリング状の保持体とを有し、前記軸状部材と筒
   状部材とを相対回転自在に支持するための第２軸受部を
   さらに備える、請求項１に記載の自転車用回転部品。
3. 【請求項３】前記第１軸受部は前記筒状部材の端面に面
   して配置され、 前記筒状部材の端面を覆ってその間の隙間をカバーする
   ように前記２つの部材のいずれかに固定され、かつ前記
   第１軸受部に対して給油可能に透孔が形成されたカバー
   部材をさらに備える、請求項１又は２に記載の自転車用
   回転部品。
4. 【請求項４】前記透孔に着脱自在に装着される蓋部材を
   さらに備える、請求項３に記載の自転車用回転部品。
5. 【請求項５】前記自転車用回転部品は、自転車のフレー
   ムに装着可能であり、入力体からの動力を選択された所
   定の変速比で出力体に伝達する自転車用内装変速ハブで
   ある、請求項１から４のいずれかに記載の自転車用回転
   部品。
6. 【請求項６】前記自転車用内装変速ハブは、 前記フレームに固定可能な前記軸状部材としてのハブ軸
   と、 前記ハブ軸回りに回転可能であり前記入力体に連結可能
   な駆動体と、 内部に収納空間を有するとともに前記ハブ軸回りに回転
   可能であり、前記出力体に連結可能な前記筒状部材とし
   ての筒状の従動体と、 前記ハブ軸と前記従動体の一端との間に配置され前記従
   動体を前記ハブ軸に回転自在に支持するための前記第１
   軸受部と、 前記駆動体と前記従動体の他端との間と、前記ハブ軸と
   前記駆動体との間にそれぞれ配置され、前記従動体及び
   駆動体をそれぞれ前記ハブ軸に回転自在に支持するため
   の２つの前記第２軸受部と、 前記従動体の収納空間内に配置され、前記駆動体からの
   動力の複数の動力伝達経路のいずれかを介して従動体に
   伝達する動力伝達機構と、 前記動力伝達機構の複数の動力伝達経路のいずれか一つ
   を選択するための選択機構と、 前記従動体の内部に前記第１軸受部に近接して配置さ
   れ、前記駆動体の進行方向と逆方向の回転に連動して前
   記従動体を制動するコースタブレーキ機構とを備える、
   請求項５に記載の自転車用回転部品。