JP3619458B2 - ディスクブレーキ用自転車ハブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車のディスクブレーキハブに関し、特に、一体化されたブレーキロータ装着部を備えた自転車のディスクブレーキハブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
サイクリングは、移動の手段であるのみでなく、ますます人気の高まるレクリエーションの一形態になってきている。また、サイクリングは非常に人気のあるスポーツ競技になっている。自転車がレクリエーション、移動、または競技のいずれに使用されるかに関わらず、自転車産業はその構成部品を絶えず改良している。最近、自転車のブレーキシステムは、ディスクブレーキの利用を含むようになった。ディスクブレーキの利用の結果、自転車用車輪のハブは、ブレーキロータを装着可能できるよう改良された。
【０００３】
最も基本的な自転車用車輪は、ハブと、複数のスポークと、環状リムとを有している。ハブは、自転車のフレームの一部に相対回転するよう取り付けられる。スポークの内端は、ハブに連結され、ハブから外側に向かって延びる。環状リムは、スポークの外端に連結され、その上に空気入りタイヤを支持するための外側部分を有している。一般的に、自転車用車輪のスポークは、細い金属ワイヤのスポークである。ハブの端部には、スポークをハブに連結するのに用いられるフランジが設けられている。特に、ハブのフランジには孔が設けられている。ワイヤスポークは、通常、その内端が屈曲され、くぎの頭部の形状に形成されたヘッドを備えている。スポークのヘッドは、１つのハブフランジの１つの孔に支持される。スポークの外端は、一般的に、スポークニップルに係合するためのねじが切られており、これにより、ワイヤスポークの外端がリムに固定される。スポークニップルは、リムに係合するフランジを有している。
【０００４】
このように構成されたスポークでは、ニップルはリムに形成されたニップル孔内に取り付けられる。スポークは、スポークのヘッドがハブフランジの孔の周囲の領域に係合するまで、ハブフランジの孔に側方から挿入される。スポークの端部の雄ねじは、リムの開口に取り付けられたスポークニップルの雌ねじ内にねじ込まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ハブがディスクブレーキハブまたはリアハブである場合、スポークの取り付け及び／または交換が困難になる場合がある。ディスクブレーキハブの場合、ハブの一端には通常ロータ取付部がある。しばしば、ロータ取付部は、ブレーキロータをハブの端部に直に装着するようボルトを受容する複数のめくら孔である。したがって、ブレーキロータは、側方向にスポークを挿入するのを困難にする。同様に、ハブがリアハブである場合、スプロケットがスポークの取り付けまたは交換の妨げになる場合がある。
【０００６】
また、ハブのめくら孔は、形成するのに時間がかかり、しばしば損傷する。めくら孔が損傷すると、ハブ全体を取り換える必要がある。したがって、これらの従来のハブは、製造及び取り換えにかかる費用が高くなる。
【０００７】
上記に鑑みて、先行技術における上述の問題を克服する自転車ハブが必要となる。本発明は、先行技術におけるこの必要性ばかりでなく、当業者にはこの開示から明らかになるであろうその他の必要性を扱う。
【０００８】
本発明の目的は、一体化されたブレーキロータ取付部を有する自転車ハブを提供することにある。
本発明の他の目的は、比較的軽量な自転車ハブを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、自転車スポークとともに使用するためのディスクブレーキ用自転車ハブであって、第１端と第２端との間に延びる中心軸を有するハブ軸と、ハブ軸が回転可能に支持されるハブ軸により内部通路を規定する中央管状部と中央管状部のハブ軸の中心軸と平行に延びる筒状の第１端部に位置するブレーキロータ取付部とブレーキロータ取付部に隣接する複数の第１スポーク開口部とを有する中空の管状ハブ本体とを備え、第１スポーク開口部は、ハブ本体の中央管状部の第１端部を貫通し、ブレーキロータ取付部は、一体の単一部材として中央管状部と一体的に形成され、ブレーキロータ取付部は複数の貫通孔を有し、第１スポーク開口部はそれぞれ、スポークの拡大ヘッド部（２４ｃ）が通ることのできる大きい幅を有する第１挿入部（６１）と、スポークの拡大ヘッド部を保持するよう第１挿入部の幅より小さい幅を有する第１保持部（６２）とを有する自転車ハブを提供することにより達成される。
【００１０】
本発明のこれら及びその他の目的、特徴、態様、及び利点は、当業者には、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に関連して開示する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１から図３は、特定の部品が以下で説明するように本発明により改良された自転車１０を示す。自転車１０は、フロントフォーク１３が可動状態に連結されたフレーム１２を有する。後輪１４はフレーム１２の後部に回転自在に連結され、前輪１６はフロントフォーク１３に回転自在に連結される。フレーム１２はまた、フレーム１２に調節自在に連結された座席１８と、前輪１６の向きを変えるようフロントフォーク１３に連結されたハンドルバー１９と、自転車１０を推進するための駆動系２０とを含む。自転車１０はまた、キャリパ２１ａ及びブレーキレバー２１ｂを有する１対のディスクブレーキアセンブリ２１を備えている。
【００１２】
自転車１０のこれらの部品は当業者によく知られているので、これらの部品については、本発明により改良される場合を除き、ここでは詳細には説明しない。また、ここで詳細に説明しないブレーキ、ディレーラ、追加スプロケット等の種々の従来の自転車部品は、本発明と共に使用することができる。
【００１３】
図２に示すように、後輪１４はリアハブ２２と、リアハブ２２から外側に向かって延びる複数のスポーク２４と、スポークニップル２８によりスポーク２４の外端に連結されたリム２６と、リム２６の外面に配置されたタイヤ３０とを有する。リアハブ２２はまた、後述するように、６個のボルト３２ａ及び６個のナット３２ｂによりリアハブ２２に取り付けられたブレーキロータ３２を備えている。本実施形態は、３６本のスポークがある車輪であるが、本発明から逸脱することなく他のスポークの構成も可能である。例えば、３２本のスポークの車輪または４０本のスポークの車輪を、本発明から逸脱することなく形成してもよい。スポーク開口の数は、基本的に、本発明のハブと共に使用されるリムにより異なる。
【００１４】
図３に示すように、本発明のリアハブ２２と共に使用するスポーク２４と、リム２６と、スポークニップル２８とは、従来の部品であるのが好ましい。すなわち、独自設計のリアハブ２２は、従来の部品、例えばタンジェントスポーク２４及び従来のリム２６と共に使用することができる。したがって、後輪１４を組み立てる場合、スポーク２４は、リアハブ２２の回転の中心軸芯を中心とする虚円から接線方向に延びる。図２から図５に示す実施形態では、リアハブ２２及びリム２６は、これらの間に連結された３６本のスポーク２４を有している。
【００１５】
「タンジェントスポーク」とは、直線部２４ａと、ヘッド２４ｃを有する屈曲端２４ｂを有し、直線部２４ａが屈曲端２４ｂに対し約９５°の角度をなすようにしたスポークである。このようなスポークは、自転車技術では周知である。図３から分かるように、本実施形態のスポーク２４はそれぞれ、ヘッド２４ｃを備えた屈曲端２４ｂ（内端部）から中心直線部２４ａの反対側に位置する外側ねじ切り端２４ｄを有する。屈曲端２４ｂは、直線部２４ａの中心軸芯に対し約９５°の角度を成す中心軸芯を有する。スポーク２４の屈曲端２４ｂは、第１及び第２スポーク開口内に受容されるよう設計される。特に、スポーク２４のヘッド２４ｃは、直線部２４ａがリアハブ２２の回転の中心軸芯を中心とする虚円に対し実質的に接線方向に延びる状態で、ハブ本体３８の内面と係合する。
【００１６】
リム２６は、スポーク２４の外側ねじ切り端２４ｄを取り付けるために、スポークニップル２８を受容するための複数のスポーク孔３４を有した任意の従来のリムであってもよい。本実施形態では、リム２６は、３６個のスポーク孔３４を備えたＵ字型の断面を有する従来の鋼または合金のリムである。スポーク孔３４は、円周方向に等間隔に配置される。スポーク孔３４は、図３に示すように、断面を２分割する単面Ｐ内にあるのが好ましい。必要であれば、スポーク孔３４がより少ないまたはより多いリムを本発明のハブと共に使用してもよい。例えば、リアハブ２２を、後述するように、より少数の孔を有するよう変更すれば、リム２６は、３６個のスポーク孔の代りに３２個のスポーク孔を有することができる。
【００１７】
リアハブ２２
図５から最もよく分かるように、リアハブ２２は基本的に、ハブ軸３６と、ハブ本体（シェル）３８と、第１ベアリングアセンブリ４０ａと、第２ベアリングアセンブリ４０ｂと、第１スポークシール４２ａと、第２スポークシール４２ｂと、フリーホイール４４と、クイックリリース機構４６とを含む。リアハブ２２の部品のうち、ハブ本体３８と、第１及び第２スポークシール４２ａ，４２ｂとのみが非従来部品である。リアハブ２２の残りの部品は比較的従来のものであるため、リアハブ２２の残りの部品については、ここでは詳細には説明しない。
【００１８】
ハブ軸３６は、第１端部３６ａと第２端部３６ｂとの間に延びる中心軸芯を有する。クイックリリース機構４６は、従来の方法でハブ軸３６と連結されるよう、ハブ軸３６の中心孔３６ｃ内に延びる。ハブ軸３６の第１及び第２端部３６ａ，３６ｂには、ハブ本体３８とベアリングアセンブリ４０ａ，４０ｂとスポークシール４２ａ，４２ｂとフリーホイール４４とに軸方向の力を加える１対のナット５０ａ，５０ｂを受容するよう、ねじが形成されている。第１及び第２ベアリングアセンブリ４０ａ，４０ｂは、ハブ軸３６上にフリーホイール４４を備えたハブ本体３８を回転自在に装着する。フリーホイール４４は、ハブ軸３６をハブ本体３８に対し一方向に自由に回転させることができるが、反対の回転方向にはハブ軸３６をハブ本体３８に対し固定的に連結する。
【００１９】
本発明の一実施形態によるハブ本体３８について説明する。この実施形態では、ハブ本体３８は内部通路５２を画定する中空部材であり、ハブ軸３６はその中に第１及び第２ベアリングアセンブリ４０ａ，４０ｂにより回転自在に支持される。したがって、ハブ本体３８は実質的に管状部材である。詳細には、ハブ本体３８は中心管状部３８ｃを有し、第１及び第２端部３８ａ，３８ｂは、中心管状部３８ｃと一体の単一部材として一体的に形成される。第１端部３８ａは一体的に装着されたブレーキロータ取付部３８ｄを有し、第２端部３８ｂは固定的に連結されたフリーホイール４４を有する。
【００２０】
ハブ本体３８の第１端部３８ａには、スポーク２４の屈曲端２４ｂを受容するために、１組の第１スポーク開口６０ａが設けられる。同様に、ハブ本体３８の第２端部３８ｂには、スポーク２４の屈曲端２４ｂを受容するために、第２組のスポーク開口６０ｂが設けられる。本実施形態では、第１端部３８ａには９つの第１スポーク開口６０ａが設けられ、第２端部３８ｂには９つの第２スポーク開口６０ｂが設けられる。スポーク開口６０ａ，６０ｂは、ハブ本体３８の外周に等間隔に配置される。それぞれのスポーク開口６０ａ，６０ｂはまた、後述するように、２つのスポーク２４を受容するように設計される。したがって、リアハブ２２は、一般的に接線方向に外側に向かって延びる３６本のスポークを有するよう設計される。
【００２１】
第１及び第２組のスポーク開口６０ａ，６０ｂは同一であるのが好ましい。第１及び第２スポーク開口６０ａ，６０ｂは、従来のタンジェントスポーク２４と共に使用するよう設計される。第１及び第２組のスポーク開口６０ａ，６０ｂを異ならせ、ハブ本体３８の一端でタンジェントスポーク２４を使用し、ハブ本体３８の他端で別の種類のスポークを使用するようにしてもよい。第１スポーク開口６０は、ハブ本体３８の外周に、ブレーキロータ取付部３８ｄに隣接して配置される。第１スポーク開口６０ａは、ブレーキロータ３２をボルト３２ａ，ナット３２ｂで容易に取り付けることができるよう、ブレーキロータ取付部３８ｄより軸方向に内側に配置するのが好ましい。
【００２２】
この実施形態では、第１及び第２スポーク開口６０ａ，６０ｂはそれぞれ、挿入部６１と１対の保持部６２とを有する細長いスロットである。したがって、それぞれのスポーク開口６０ａ，６０ｂは、１対のスポーク２４が保持されるとともにスポーク２４が反対方向に延びるよう設計される。
【００２３】
各スポーク開口の挿入部６１は、各スポーク開口の保持部６２の対の間に配置される。各挿入部６１は、スポーク２４のヘッド２４ｃの直径と同じかまたはそれよりわずかに大きくなるよう、離れて配置された１対の対向する曲面６４により形成される。したがって、スポーク２４のヘッド２４ｃを有する屈曲端２４ｂは、挿入部６１を通してスポーク開口６０ａ，６０ｂ内に容易に挿入することができる。
【００２４】
保持部６２は、挿入部６１より小さい直径を有する。より詳細には、保持部６２の直径は、スポーク２４のヘッド２４ｃの直径より小さいので、スポーク２４はスポーク開口６０ａ，６０ｂ内に保持される。保持部６２はそれぞれ、関連つけられる挿入部６１の曲面６４に１対の直面６８により接続される部分円筒面６６により画定されるのが好ましい。
【００２５】
スポーク開口６０ａ，６０ｂは、軸Ａに対し傾斜した細長いスロットとして形成される。したがって、挿入部６１は円周方向のパターンとして配置され、１組の保持部６２が挿入部６１から軸方向外側に配置され、他の組の保持部６２は挿入部６１から軸方向内側に配設される。すなわち、第１組の保持部６２は外周列の保持部６２を形成し、第２組の保持部６２は内周列の保持部６２を形成し、挿入部６１はこれらの保持部６２の列の間に配置される。
【００２６】
各スポーク開口の挿入部６１及び保持部６２は、同時に形成するのが好ましい。また、スポーク開口６０ａ，６０ｂの保持部６２の内端及び外端は、尖鋭な縁がスポーク２４と係合するのを防止するために、テーパをつけるのが好ましい。
【００２７】
挿入部６１はそれぞれ、ハブ軸３６の中心軸芯Ａを通過する中心長手軸芯Ｃ_１を有する。一方、保持部６２は、スポーク開口６０ａ，６０ｂのそれぞれに、挿入部６１の中心長手軸芯Ｃ_１に平行な中心長手軸芯Ｃ_２を有する。したがって、保持部６２の中心長手軸芯Ｃ_２は、ハブ軸３６の中心軸芯を通過しない。むしろ、保持部６２の中心長手軸芯Ｃ_２は、中心軸芯Ａに対し角度がつけられる。各保持部６２の中心長手軸芯Ｃ_２は、ハブ本体３８の半径方向から約５°から約２０°の間の角度がつけられるのが好ましい。本実施形態では、３６個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブに対しては、保持部６２は中心軸芯Ａに対し約１０°の角度がつけられる。３２個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブの場合、保持部６２は中心軸芯Ａに対し約１１°の角度をつけるのが好ましい。保持部６２のこの角度構成の結果、スポーク２４の直線部２４ａは、ハブ本体３８に中心を合わせた虚円に対し接線方向に容易に配置される。さらに、保持部６２のこの角度構成により、スポーク２４を著しく曲げることなく、スポーク２４の直線部２４ａをリム２６のスポーク孔３４に容易に一列に並べられることが可能になる。本実施形態では、スポーク２４の曲げは約５°を超えない。スポーク２４の曲げは小さければ小さいほどよい。
【００２８】
保持部６２をその中心軸芯がハブ軸３６の中心軸芯Ａを通過するよう形成した場合、従来のスポーク２４は過剰な曲げ力の下方に置かれ、その結果、車輪の使用中にスポーク２４が破損するおそれがある。特に、保持部６２の中心軸芯がハブ軸３６の中心を通過する場合、３６個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブでは、中心直線部２４ａを９５°〜１０８°曲げなければならない。対照的に、スポーク２４の保持部６２が角度がつけられている場合、スポーク２４の曲げの量を減少及び／または除去することができる。
【００２９】
ブレーキロータ取付部３８ｄは、一体の単一部材としてハブ本体３８の中心管状部３８ｃと一体的に形成される。本実施形態では、ブレーキロータ取付部３８ｄには、貫通孔７０を備えた６つの取付部が形成される。ここでは６つの個別の取付部について説明するが、より少数またはより多数の取付部を用いてもよい。また、取付部は、必要であれば連続フランジとしてもよい。貫通孔７０はねじを切ってもよく（図７）、またはねじを切らずにおいてもよい（図８の孔７０”）。めくら孔の代りに貫通孔７０を用いることにより、リアハブ２２を比較的低いコストで容易に製造することができる。
【００３０】
図８に示すよう、貫通孔７０”は非ねじ切り孔としてもよい。非ねじ切り貫通孔７０”の場合、ボルト３２ａがブレーキロータ３２の開口内に延び、次いで貫通孔７０”内に延びる。ボルト３２ａの自由端には、ブレーキロータ３２をハブ本体３８に取り付けるために、ねじが形成されたナット３２ｂが取り付けられる。この構成により、ハブ本体３８及びブレーキロータ取付部３８ｄを、アルミニウム等の同一の軽量材料から形成することが可能になる。この構成では、貫通孔７０”が破損した場合に、ハブ本体３８を交換する必要がない。
【００３１】
図７に示すよう、貫通孔７０はねじが形成されている。ねじ切り貫通孔７０の場合、ボルト３２ａはブレーキロータ３２の開口内に延び、次いで貫通孔７０内にねじ込まれる。、ボルト３２ａの自由端には、任意に、ブレーキロータ３２をハブ本体３８により確実に取り付けるために、ねじが形成されたナット３２ｂを取り付けてもよい。この構成では、貫通孔７０のねじ山が破損した場合、ハブ本体３８を交換する必要はない。むしろ、孔３２ａ及びナット３２ｂは、ブレーキロータ３２をハブ本体３８に確実に取り付ける。
【００３２】
ベアリングアセンブリ４０ａ，４０ｂは、ハブ軸３６上にハブ本体３８を回転自在に支持する。ベアリングアセンブリ４０ａは基本的に、インナーレース７６ａとアウターレース７８ａとの間に配置された複数のボール７４ａを含む。同様に、ベアリングアセンブリ４０ｂは基本的に、インナーレース７６ｂとアウターレース７８ｂとの間に配置された複数のボール７４ｂを含む。ベアリングアセンブリ４０ａ，４０ｂは自転車技術では周知なため、ここでは説明を省略する。
【００３３】
ここで図１３及び図１４に移ると、スポーク開口６０ａ，６０ｂをハブ軸３６から隔離するため、スポークシール４２ａ，４２ｂが、スポーク開口６０ａ，６０ｂに隣接するようハブ本体３８の内部通路５２に配置されている。すなわち、スポークシール４２ａ，４２ｂは、異物がスポーク開口６０ａ，６０ｂからリアハブ２２に入るのを防止する。スポークシール４２ａ，４２ｂは、ゴムまたはこれと同様の物から形成される弾性部材であるのが好ましい。シールは、その形状及び構成によっては他の種類の材料から形成してもよい。また、スポークシール４２ａ，４２ｂは、１対の別体のシール部材として示されているが、一体の単一部材として形成してもよい。
【００３４】
好ましい実施形態では、スポークシール４２ａ，４２ｂはまた、スポーク２４とハブ本体３８及びリム２６との組立てにも役立つ。詳細には、好ましい実施形態では、シール４２ａ，４２ｂは、スポーク開口６０ａ，６０ｂ内におけるスポーク２４の動きを抑制し、スポーク２４の屈曲端２４ｂがスポーク開口６０ａ，６０ｂの保持部６２内にとどまるよう構成される。
【００３５】
本実施形態では、スポークシール４２ａは管状部８０ａと中心環状フランジ８２ａとを有する。中心環状フランジ８２ａは、管状部８０ａの周囲に円周方向に延びる。中心環状フランジ８２ａは管状部８０ａの内面と接触してもよく、または管状部８０ａから間隔をおいて配置してもよい。管状部８０ａの端部８４ａ，８６ａは、ハブ本体３８の内面のリング部材８８ａ及び当接面９０ａと係合するよう構成される。端部８４ａ，８６ａの特定の形状は、ハブ本体３８及びその内部構成部品の形状によって変更してもよい。管状部８０ａの端部８４ａ，８６ａは、管状部８０ａの内面と接触してスポーク開口６０ａの下方に隔離された領域を形成する環状フランジであるのが好ましい。スポーク開口６０ａの下方のこの隔離された領域は連続した環状空間である。
【００３６】
リアハブ２２を組み立てると、管状部８０ａの端部８４ａ，８６ａに軸方向の力が加えられ、これらの間に環状シールが形成される。したがって、スポークシール４２ａは、内部通路５２の第１内側部分を内部通路５２の残りの部分から隔離する。スポークシール４２ａにより形成されるこの内側部分は、スポーク開口６０ａの下方に位置する連続した環状第１空間である。
【００３７】
中心環状フランジ８２ａは、第１スポーク開口６０ａの挿入部６１の中心軸芯Ｃ_１を円周方向に通過する面と一列に並ぶのが好ましい。したがって、中心環状フランジ８２ａは、各第１スポーク開口６０ａの２つの保持部６２を互いに軸方向に分離するよう配置される。中心環状フランジ８２ａはまた、第１スポーク開口６０ａの保持部６２にスポーク２４を維持するよう配置される。したがって、スポーク２４のヘッド２４ｃがスポーク開口６０ａの挿入部６１に挿入されると、スポーク２４のヘッド２４ｃが中心環状フランジ８２ａと接触する。次いでヘッド２４ｃは、ヘッド２４ｃがスポーク開口６０ａの挿入部６１内に延びるよう、中心環状フランジ８２ａを何らかの方法で押圧するか変形させる。次いでスポーク２４は、各スポーク開口６０ａの２つの保持部６２の１つに移動または滑動される。中心環状フランジ８２ａは、スポーク２４が偶発的にスポーク開口６０ａの挿入部６１から抜けるのを防止する。したがって、中心環状フランジ８２ａは、後輪１４の組立てに役立つ。すなわち、スポーク２４をスポーク開口６０ａから取り外すことができるようするためには、その前に、中心環状フランジ８２ａを再び移動させるか変形させなければならない。さらに弾性を付加するため、中心フランジ８２ａの外周面に環状溝９２ａを形成してもよい。
【００３８】
スポークシール４２ａと同様に、スポークシール４２ｂは管状部８０ｂ及び中心環状フランジ８２ｂを有する。中心環状フランジ８２ａは、管状部８０ａの周囲に円周方向に延びる。あるいは、スポークシール４２ａ，４２ｂの中心環状フランジ８２ａ，８２ｂはそれぞれ、１対の中心環状フランジをしてもよい。管状部８０ｂの端部８４ｂ，８６ｂは、ハブ本体３８の内面のリング部材８８ｂ及び当接面９０ｂと係合するよう構成される。端部８４ｂ，８６ｂの特定の形状は、ハブ本体３８及びその内部構成部品の形状により異なる。管状部８０ｂの端部８４ｂ，８６ｂは、管状部８０ｂの内面に接触してスポーク開口６０ｂの下方に隔離された領域を形成する環状フランジであるのが好ましい。スポーク開口６０ｂの下方のこの隔離された領域は連続した環状空間である。
【００３９】
リアハブ２２を組み立てると、管状部８０ｂの端部８４ｂ，８６ｂに軸方向の力が加えられて、これらの間に環状シールを形成する。したがって、スポークシール４２ｂは、内部通路５２の第２内側部分を内部通路５２の残りの部分から隔離する。スポークシール４２ｂにより形成されるこの内側部分は、スポーク開口６０ｂの下方に位置する連続した環状第２空間である。
【００４０】
中心環状フランジ８２ａと同様に、中心環状フランジ８２ｂは、第２スポーク開口６０ｂの挿入部６１を中心軸芯Ｃ_１を円周方向に通過する面と一列に並ぶのが好ましい。したがって、中心環状フランジ８２ｂは、各第２スポーク開口６０ｂの２つの保持部６２を互いに軸方向に分離するよう配置される。中心環状フランジ８２ｂはまた、第２スポーク開口６０ｂの保持部６２にスポーク２４を維持するよう配置される。したがって、スポーク２４のヘッド２４ｃがスポーク開口６０ｂの挿入部６１に挿入されると、スポーク２４のヘッド２４ｃが中心環状フランジ８２ｂと接触する。次いでヘッド２４ｃは、ヘッド２４ｃがスポーク開口６０ｂの挿入部６１内に延びるよう、中心環状フランジ８２ｂを何らかの方法で押圧するか変形させる。次いでスポーク２４は、各スポーク開口６０ｂの２つの保持部６２の１つに移動または滑動される。中心環状フランジ８２ｂは、スポーク２４が偶発的にスポーク開口６０ｂの挿入部６１から抜けるのを防止する。したがって、中心環状フランジ８２ｂは、後輪１４の組立てに役立つ。すなわち、スポーク２４をスポーク開口６０ｂから取り外すことができるようするにためには、その前に、中心環状フランジ８２ｂを再び移動させるか変形させなければならない。さらに弾性を付加するため、中心フランジ８２ｂの外周面に環状溝９２ｂを形成してもよい。
【００４１】
フリーホイール４４のようなフリーホイールは自転車業界ではよく知られており、したがって、フリーホイール４４についてここでは詳細には説明しない。フリーホイール４４は、チェーンから自転車後輪に一回転方向のみに駆動力を伝達するために用いられる。フリーホイール４４は、ペダルを回転させることなく、自転車１０を自由に前進させることができる。フリーホイール４４は、従来の方法で、リアハブ２２の一体部分としてリアハブ２２に固定される。フリーホイール４４は外側管状部９４と、内側管状部９６と、ワンウェイクラッチ９８とを有する。内側管状部９６は、内側管状部９６が外側環状部９４に対し自由に回転できるよう、半径方向に外側管状部９４の内側に取り付けられる。ワンウェイクラッチ９８は、外側管状部９４から内側管状部９６へ駆動力を一回転方向にのみ伝達するために、外側管状部９４と内側管状部９６との間に取り付けられる。外側管状部９４はそこに装着された複数の歯車またはスプロケット（図示せず）を有し、内側管状部９６は通常ハブ軸３６上に装着される。
【００４２】
フロントハブ２２’
ここで図１５及び図１６に移ると、本発明によるフロントハブ２２’が示されている。フロントハブ２２’は、フロントハブ２２’がフリーホイールを持たず、かつスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’がリアハブ２２のスポーク開口６０ａ，６０ｂから反対方向に角度がつけられていることを除いては、リアハブ２２と実質的に同一である。また、フロントハブ２２’は上述のスポーク２４及びリム２６と共に使用される。フロントハブ２２’は実質的にリアハブ２２と同一なので、フロントハブ２２’についてここで詳細には説明しない。
【００４３】
フロントハブ２２’は基本的に、ハブ軸３６’と、ハブ本体（シェル）３８’と、第１ベアリングアセンブリ４０ａ’と、第２ベアリングアセンブリ４０ｂ’と、第１スポークシール４２ａ’と、第２スポークシール４２ｂ’と、クイックリリース機構４６’とを含む。フロントハブ２２’の部品のうち、ハブ本体３８’と第１及び第２スポークシール４２ａ’，４２ｂ’とは非従来部品である。フロントハブ２２’の残りの部分は比較的従来のものであり、したがって、フロントハブ２２’の残りの部分について、ここでは詳細には説明しない。
【００４４】
ハブ軸３６’は、第１端部３６ａ’と第２端部３６ｂ’との間に延びる中心軸芯Ａを有する。クイックリリース機構４６’は、従来の方法でハブ軸３６’に連結されるよう、ハブ軸３６’の中心孔３６ｃ’内に延びる。ハブ軸３６’の第１及び第２端部３６ａ’，３６ｂ’には、ハブ本体３８’と、ベアリングアセンブリ４０ａ’，４０ｂ’と、スポークシール４２ａ’，４２ｂ’とに軸方向の力を加える１対のナット５０ａ’，５０ｂ’を受容するためにねじが形成してある。第１及び第２ベアリングアセンブリ４０ａ’，４０ｂ’は、ハブ軸３６’にハブ本体３８’を回転自在に装着する。
【００４５】
本発明の一実施形態によるハブ本体３８’について説明する。この実施形態では、ハブ本体３８’は内部通路５２’を画定する中空部材であり、この中にハブ軸３６’が第１及び第２ベアリングアセンブリ４０ａ’，４０ｂ’により回転自在に支持される。したがって、ハブ本体３８’は実質的に管状部材である。詳細には、ハブ本体３８’は、一体の単一部材として中心環状部３８ｃ’と一体的に形成された第１及び第２端部３８ａ’，３８ｂ’を備えた中心管状部３８ｃ’を有する。第１端部３８ａ’は、一体的に装着されたブレーキロータ取付部３８ｄ’を有する。
【００４６】
ハブ本体３８’の第１端部３８ａ’には、スポーク２４の屈曲端２４ｂを受容するために、１組の第１スポーク開口６０ａ’が設けられる。同様に、ハブ本体３８’の第２端部３８ｂ’には、スポーク２４の屈曲端２４ｂを受容するために、第２組のスポーク開口６０ｂ’が設けられる。本実施形態では、第１端部３８ａ’には９つの第１スポーク開口６０ａ’が設けられ、第２端部３８ｂ’には９つの第２スポーク開口６０ｂ’が設けられる。スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’は、ハブ本体３８’の外周に等間隔に配置される。各スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’はまた、後述するように、２つのスポーク２４を受容するよう設計される。したがって、フロントハブ２２’は、一般的に接線方向に外向きに延びる３６本のスポークを有するよう設計される。
【００４７】
第１及び第２組のスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’は、同一であるのが好ましい。第１及び第２スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’は、従来のタンジェントスポーク２４に使用するよう設計される。ハブ本体３８’の一端ではタンジェントスポーク２４を使用し、ハブ本体３８’の他端では別の種類のスポークを使用するよう、第１及び第２組のスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’は異なってもよい。第１スポーク開口６０ａ’は、ハブ本体３８’の外周にブレーキロータ取付部３８ｄ’に隣接して配置される。第１スポーク開口６０ａ’は、ブレーキロータ３２’をボルト３２ａ’及びナット３２ｂ’で容易に取り付けることができるよう、ブレーキロータ取付部３８ｄ’より軸方向に内側に配設するのが好ましい。
【００４８】
この実施形態では、第１及び第２スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’は、それぞれ挿入部６１’及び１対の保持部６２’を備えた細長いスロットである。したがって、それぞれのスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’は、スポーク２４が対向する方向に延びる状態で、１対のスポーク２４が保持されるよう設計されている。
【００４９】
各スポーク開口の挿入部６１’は、各スポーク開口の保持部６２’の対の間に配置される。各挿入部６１’は、スポーク２４のヘッド２４ｃの幅（直径）と等しいかそれよりわずかに大きくなるよう間隔をおいて配置された１対の対向する曲面６４’により形成される。したがって、スポーク２４のヘッド２４ｃを備えた屈曲端２４ｂを、挿入部６１’からスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’内に容易に挿入することができる。
【００５０】
保持部６２’は、挿入部６１’より小さい直径を有する。より詳細には、保持部６２’の直径は、スポーク２４のヘッド２４ｃの直径より小さいので、スポーク２４がスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’内に保持される。保持部６２’はそれぞれ、関連づけられる挿入部６１’の曲面６４’に１対の直面６８’により接続される部分円筒面６６’により画定されるのが好ましい。
【００５１】
スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’は、軸Ａ’に対し角度がつけられた細長いスロットとして形成される。したがって、挿入部６１’は円周方向のパターンとして配置され、１組の保持部６２’は挿入部６１’から軸方向外側に配置され、他の組の保持部６２’は挿入部６１’から軸方向に内側に配設される。すなわち、第１組の保持部６２’は外周列の保持部６２’を形成し、第２組の保持部６２’は内周列の保持部６２’を形成し、挿入部６１’は、これらの保持部６２’の列の間に配置される。
【００５２】
各スポーク開口の挿入部６１’及び保持部６２’は、同時に形成するのが好ましい。また、スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’の保持部６２’の内端及び外端は、尖鋭な縁がスポーク２４と係合するのを防止するために、テーパをつけるのが好ましい。
【００５３】
それぞれの挿入部６１’は、ハブ軸３６’の中心軸芯Ａ’を通過する中心長手軸芯Ｃ_１’を有する。他方、保持部６２’は、スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’のそれぞれについて、挿入部６１’の中心長手軸芯Ｃ_１’に平行な中心長手軸芯Ｃ_２’を有する。したがって、保持部６２’の中心長手軸芯Ｃ_２’は、ハブ軸３６’の中心軸芯を通過しない。むしろ、保持部６２’の中心長手軸芯Ｃ_２’は、中心軸芯Ａ’に対し傾斜する。各保持部６２’の中心長手軸芯Ｃ_２’は、ハブ本体３８’の半径方向から約５°から約２０°の間の角度がつけられているのが好ましい。本実施形態では、３６個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブで、保持部６２’は中心軸芯Ａに対し約１０°の角度がつけられている。３２個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブの場合、保持部６２’は中心軸芯Ａ’に対し約１１°傾斜するのが好ましい。保持部６２’のこの角度構成の結果、スポーク２４の直線部２４ａは、ハブ本体３８’に中心を合わせた虚円に対し接線方向に容易に配置される。さらに、保持部６２’のこの角度構成により、スポーク２４を著しく曲げることなく、スポーク２４の直線部２４ａをリム２６のスポーク孔３４に容易に整列させることが可能になる。本実施形態では、スポーク２４の曲げは約５°を超えない。
【００５４】
保持部６２’をその中心軸芯がハブ軸３６’の中心軸芯Ａを通過するよう形成した場合、従来のスポーク２４は過剰な曲げ力の下に置かれ、その結果、車輪の使用中にスポーク２４が破損するおそれがある。特に、保持部６２’の中心軸芯がハブ軸３６’の中心を通過する場合、３６個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブでは、中心直線部２４ａを９５°〜１０８°曲げなければならない。対照的に、スポーク２４の保持部６２’が角度がつけられている場合、スポーク２４の曲げの量を減少及び／または除去することができる。
【００５５】
ブレーキロータ取付部３８ｄ’は、一体の単一部材としてハブ本体３８’の中心管状部３８ｃ’と一体的に形成される。本実施形態では、ブレーキロータ取付部３８ｄ’には、貫通孔７０’を有する６つの取付部材が形成される。６つの個別の取付部が図示されているが、この開示から、より少数またはより多数の取付点を利用してもよい。さらに、この開示から、取付部は、必要であれば、連続フランジとしてもよい。貫通孔７０’はねじが形成されてもよく、またはねじを形成しなくともよい。めくら孔の代りに貫通孔７０’を使用することにより、フロントハブ２２’を比較的低いコストで容易に製造することができる。
【００５６】
非ねじ切り貫通孔７０’の場合、ボルト３２ａ’がブレーキロータ３２’の開口内に延び、次いで貫通孔７０’内に延びる。ブレーキロータ３２’をハブ本体３８’に取り付けるために、ボルト３２ａ’の自由端には、ねじが形成されたナット３２ｂ’が取り付けられる。この構成により、ハブ本体３８’及びブレーキロータ取付部３８ｄ’を、アルミニウム等同一の軽量の材料から形成することが可能になる。さらに、貫通孔７０’が破損した場合、ハブ本体３８’を交換する必要がない。
【００５７】
ねじ切り貫通孔７０’の場合、ボルト３２ａ’はブレーキロータ３２’の開口内に延び、次いで貫通孔７０’内にねじ込まれる。ブレーキロータ３２’を、任意にハブ本体３８’により確実に取り付けるために、ボルト３２ａ’の自由端には、ねじが形成されたナット３２ｂ’を取り付けてもよい。この構成では、貫通孔７０’のねじ山が破損した場合、ハブ本体３８’を交換する必要はない。むしろ、孔３２ａ’及びナット３２ｂ’は、ブレーキロータ３２’をハブ本体３８’に確実に取り付ける。
【００５８】
ベアリングアセンブリ４０ａ’，４０ｂ’は、ハブ軸３６’上にハブ本体３８’を回転自在に支持する。ベアリングアセンブリ４０ａ’は基本的に、インナーレース７６ａ’とアウターレース７８ａ’との間に配置された複数のボール７４ａ’を含む。同様に、ベアリングアセンブリ４０ｂ’は基本的に、インナーレース７６ｂ’とアウターレース７８ｂ’との間に配置された複数のボール７４ｂ’を含む。ベアリングアセンブリ４０ａ’，４０ｂ’は自転車技術では周知なため、ここではこれらについて詳細には説明しない。
【００５９】
ここで図１７及び図１８に移ると、スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’をハブ軸３６から隔離するため、スポークシール４２ａ’，４２ｂ’が、スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’に隣接するようハブ本体３８’の内部通路５２’に配置されている。すなわち、スポークシール４２ａ’，４２ｂ’は、異物がスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’からフロントハブ２２’に入るのを防止する。スポークシール４２ａ’，４２ｂ’は、ゴムまたはこれと同様の物から形成される弾性部材であるのが好ましい。シールは、その形状及び構成により、他の種類の材料から形成してもよい。さらに、スポークシール４２ａ’，４２ｂ’は１対の別個のシール部材として図示されているが、スポークシール４２ａ’，４２ｂ’を一体の単一部材として形成してもよい。
【００６０】
好ましい実施形態では、スポークシール４２ａ’，４２ｂ’はまた、スポーク２４とハブ本体３８’及びリム２６との組立てにも役立つ。詳細には、好ましい実施形態では、シール４２ａ’，４２ｂ’は、スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’内におけるスポーク２４の動きを抑制し、スポーク２４の屈曲端２４ｂがスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’の保持部６２’内にとどまるよう構成される。
【００６１】
本実施形態では、スポークシール４２ａ’は管状部８０ａ’と中心環状フランジ８２ａ’とを有する。中心環状フランジ８２ａ’は、管状部８０ａ’の周囲に円周方向に延びる。管状部８０ａ’の端部８４ａ’，８６ａ’は、ハブ本体３８’の内面のリング部材８８ａ’及び当接面９０ａ’と係合するよう構成される。端部８４ａ’，８６ａ’の特定の形状は、ハブ本体３８’及びその内部構成部品の形状により変更してもよい。すなわち、スポークシール４２ａ’はリアハブ２２のスポークシール４２ａと同様に機能するが、フロントハブ２２’に適合するよう多少変更された端部８４ａ’，８６ａ’を有する。
【００６２】
フロントハブ２２’を組み立てると、管状部８０ａ’の端部８４ａ’，８６ａ’に軸方向の力が加えられ、これらの間に環状シールが形成される。したがって、スポークシール４２ａ’は、内部通路５２’の第１内側部分を内部通路５２’の残りの部分から隔離する。スポークシール４２ａ’により形成されるこの内側部分は、スポーク開口６０ａ’の下方に位置する連続した環状第１空間である。
【００６３】
中心環状フランジ８２ａ’は、第１スポーク開口６０ａ’の挿入部６１’の中心軸芯Ｃ_１’を円周方向に通過する面と一列に並ぶのが好ましい。したがって、中心環状フランジ８２ａ’は、各第１スポーク開口６０ａ’の２つの保持部６２’を互いに軸方向に分離するよう配置される。中心環状フランジ８２ａ’はまた、第１スポーク開口６０ａ’の保持部６２’にスポーク２４を維持するよう配置される。したがって、スポーク２４のヘッド２４ｃがスポーク開口６０ａ’の挿入部６１に挿入されると、スポーク２４のヘッド２４ｃが中心環状フランジ８２ａ’と接触する。次いでヘッド２４ｃは、ヘッド２４ｃがスポーク開口６０ａ’の挿入部６１’内に延びるよう、中心環状フランジ８２ａ’を何らかの方法で押圧するか変形させる。次いでスポーク２４は、それぞれのスポーク開口６０ａの２つの保持部６２’の１つに移動されるかスライドする。中心環状フランジ８２ａ’は、スポーク２４が偶発的にスポーク開口６０ａ’の挿入部６１’から抜けるのを防止する。したがって、中心環状フランジ８２ａ’は、前輪１６の組立てに役立つ。すなわち、スポーク２４をスポーク開口６０ａ’から取り外すことができるようするためには、その前に、中心環状フランジ８２ａ’を再び移動させるか変形させなければならない。さらに弾性を付加するため、中心フランジ８２ａ’の外周面に環状溝９２ａ’を形成してもよい。
【００６４】
スポークシール４２ａ’と同様に、スポークシール４２ｂ’は管状部８０ｂ’と中心環状フランジ８２ｂ’とを有する。中心環状フランジ８２ａ’は、管状部８０ａ’の周囲に円周方向に延びる。あるいは、スポークシール４２ａ’，４２ｂ’の中心環状フランジ８２ａ’，８２ｂ’はそれぞれ、１対の中心環状フランジを有してもよい。管状部８０ｂ’の端部８４ｂ’，８６ｂ’は、ハブ本体３８’の内面のリング部材８８ｂ’及び当接面９０ｂ’と係合するよう構成される。端部８４ｂ’，８６ｂ’の特定の形状は、ハブ本体３８’及びその内部構成部品の形状により異なる。フロントハブ２２’を組み立てると、管状部８０ｂ’の端部８４ｂ’，８６ｂ’に軸方向の力が加えられ、これらの間に環状シールが形成される。したがって、スポークシール４２ｂ’は内部通路５２’の第２内側部分を内部通路５２’のその他の部分から隔離する。スポークシール４２ｂ’により形成されるこの内側部分は、スポーク開口６０ｂ’の下方に位置する連続した環状第２空間である。
【００６５】
中心環状フランジ８２ａ’と同様に、中心環状フランジ８２ｂ’は、第２スポーク開口６０ｂ’の挿入部６１’の中心軸芯Ｃ_１を円周方向に通過する面と一列に並ぶのが好ましい。したがって、中心環状フランジ８２ｂ’は、各第２スポーク開口６０ｂ’の２つの保持部６２’を互いに軸方向に分離するよう配置される。中心環状フランジ８２ｂ’はまた、第２スポーク開口６０ｂ’の保持部６２’にスポーク２４を維持するよう配置される。したがって、スポーク２４のヘッド２４ｃがスポーク開口６０ｂ’の挿入部６１’に挿入されると、スポーク２４のヘッド２４ｃが中心環状フランジ８２ｂ’と接触する。次いでヘッド２４ｃは、ヘッド２４ｃがスポーク開口６０ｂ’の挿入部６１’内に延びるよう、中心環状フランジ８２ｂ’を何らかの方法で押圧するか変形させる。次いでスポーク２４は、それぞれのスポーク開口６０ｂ’の２つの保持部６２の１つに移動または滑動される。中心環状フランジ８２ｂ’は、スポーク２４が偶発的にスポーク開口６０ｂ’の挿入部６１’から抜けるのを防止する。したがって、中心環状フランジ８２ｂ’は、前輪１６の組立てに役立つ。すなわち、スポーク２４をスポーク開口６０ｂ’から取り外すことができるようするためには、その前に、中心環状フランジ８２ｂ’を再び移動させるか変形させなければならない。さらに弾性を付加するため、中心フランジ８２ｂ’の外周面に環状溝９２ｂ’を形成することができる。
【００６６】
スポーク開口カバー
図１９及び図２０には、図１５及び図１６に示すフロントハブ２２’に使用するための本発明の一実施形態によるスポーク開口カバー１００が示されている。スポーク開口カバー１００は、スポーク開口カバー１００を裏返してスリット１０２の方向を逆にすることにより、図４及び図５のリアハブ２２に使用することができるが、スポーク開口カバー１００は、フロントハブ２２’についてのみ図示する。
【００６７】
スポーク開口カバー１００は、それぞれスポーク開口６０ａ，６０ａ’または６０ｂ，６０ｂ’からハブ本体３８または３８’に異物が入るのを制限または防止するために使用される。スポーク開口カバー１００は、スポークシール４２ａ，４２ａ’及び４２ｂ，４２ｂ’の代りに、またはスポークシール４２ａ，４２ａ’及びスポークシール４２ｂ，４２ｂ’と併せて使用することができる。スポーク開口カバー１００は、ゴム等の可撓性材料から形成される弾性管状体１０１を有する。スポーク開口カバー１００は、管状体１０１の外周に配設された複数のスリット１０２を有する。スポーク開口カバー１００の管状体１０１は、スポーク開口がスリットと一列に並ぶよう、自転車ハブ２２’の周囲に嵌まる構成及び寸法に形成される。スポーク開口カバー１００は、スポーク２４の取り付け前に、ハブ本体３８’の各端部に取り付けられる。この実施形態は自転車ハブ２２，２２’に使用されるので、スリット１０２は管状体の中心軸芯に対し斜めに延びる。スリット１０２は各端部に拡大開口１０４を有する。拡大開口１０４はスポーク開口６０ａ’または６０ｂ’の保持部６２’と一列に並ぶ一方、スリット１０２の中心部はスポーク開口６０ａ’または６０ｂ’の挿入部６１’の上に重なる。また、スリット１０２の中心部はスポーク２４を保持部６２’に保持して、車輪の組立てを助ける。
【００６８】
図２１及び図２２には、図４及び図５の自転車のリアハブ２２または図１５及び図１６のフロントハブ２２’のいずれかに使用するための本発明の代替の実施形態によるスポーク開口カバー１００’が示されている。スポーク開口カバー１００’は、フロントハブ２２’についてのみ図示されている。
【００６９】
スポーク開口カバー１００’は、スポーク開口６０ａ，６０ａ’または６０ｂ，６０ｂ’からハブ本体３８または３８’に異物が入るのを制限または防止するためにそれぞれ使用される。スポーク開口カバー１００’は、スポークシール４２ａ，４２ａ’及び４２ｂ，４２ｂ’の代りに、またはスポークシール４２ａ，４２ａ’及び４２ｂ，４２ｂ’と併せて使用してもよい。この実施形態では、スポーク開口カバー１００’は、第１端部１０２’及び第２端部１０４’を有し、これらの間に所定の長さを有する薄い可撓性帯片または本体部１０１’である。第１端部１０２’には第１突起１０６’が設けられ、第２端部１０４’には第２突起１０８’が設けられる。第１及び第２突起１０６’，１０８’は、スポーク開口６０ａ’または６０ｂ’の挿入部６１’に摩擦により保持されるよう構成及び寸法が決定される。したがって、第１及び第２突起１０６’，１０８’は、スポーク２４のヘッド２４ｃより大きい所定の直径を有する。本体部１０１’は、スポーク２４のヘッド２４ｃの直径より大きい所定の幅を有するのが好ましい。すなわち、スポーク開口カバー１００’の本体部１０１’は、スポーク開口６０ａ’または６０ｂ’の挿入部６１’の幅より大きい所定の幅を有する。スポーク開口カバー１００’は、スポーク２４がスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’に取り付けられた後、ハブ本体３８’の各端部に取り付けられるよう設計される。
【００７０】
図２３から図２５には、図４及び図５の自転車のリアハブ２２または図１５及び図１６のフロントハブ２２’のいずれかに使用するための本発明の別の代替の実施形態によるスポーク開口カバー１００”が示されている。スポーク開口カバー１００”はフロントハブ２２’についてのみ図示されている。
【００７１】
スポーク開口カバー１００”は、スポーク開口６０ａ，６０ａ’または６０ｂ、６０ｂ’からハブ本体３８または３８’に異物が入るのを制限または防止するためにそれぞれ使用される。スポーク開口カバー１００”は、スポークシール４２ａ，４２ａ’及び４２ｂ，４２ｂ’の代りに、またはスポークシール４２ａ，４２ａ’及び４２ｂ，４２ｂ’と併せて使用してもよい。この実施形態では、スポーク開口カバー１００”は、第１端部１０２”及び第２端部１０４”を有し、これらの間に所定の長さを有する薄い可撓性帯片または本体部１０１”である。
【００７２】
第１端部１０２”には管状コネクタ１０６”が設けられ、第２端部１０４”にはコネクタ１０８”が設けられる。管状コネクタ１０６”は、スポーク開口６０ａ’または６０ｂ’の挿入部６１’の１つに受容されるよう構成及び寸法が決定される。コネクタ１０８’は、弾性戻り止めの形の分割突起である。第２端部１０４”は、第２端部１０２”と重なるよう構成及び寸法を決定され、コネクタ１０８”はスナップ嵌合により管状突起１０６”の孔内に保持される。本体部１０１”の長さは、戻り止め１０８”を管状突起１０６”にスナップ嵌合したときに、スポーク開口カバー１００”がハブ本体３８’の周囲に合うようすべきである。
【００７３】
本体部１０１”は、スポーク２４のヘッド２４ｃの直径より大きい所定の幅を有するのが好ましい。すなわち、スポーク開口カバー１００”の本体部１０１”は、スポーク開口６０ａ’，６０ｂ’の挿入部６１’の幅より大きい所定の幅を有する。スポーク開口カバー１００”は、スポーク２４がスポーク開口６０ａ’，６０ｂ’内に取り付けられた後、ハブ本体３８’の各端部に取り付けられるよう設計される。
【００７４】
［第２実施形態］
ここで、図２６から図２９を参照すると、本発明の第２実施形態による自転車のリアハブ及びフロントハブ１２２，１２２’が示されている。この第２実施形態のリアハブ及びフロントハブ１２２，１２２’は、第１実施形態のスポーク開口６０ａ，６０ａ’及び６０ｂ，６０ｂ’が、後述するようにそれぞれ単一スポークを受容する変形スポーク開口１６０ａ，１６０ａ’及び変形スポーク開口１６０ｂ，１６０ｂ’に置き換えられていることを除いては、第１実施形態の場合と実質的に同一である。リアハブ及びフロントハブ１２２，１２２’は、第１実施形態のリアハブ及びフロントハブ２２，２２’と実質的に同一であるので、この実施形態についてここでは詳細には説明しない。
【００７５】
図２６及び図２７を参照すると、リアハブ１２２は基本的に、ハブ軸１３６と、ハブ本体１３８と、第１ベアリングアセンブリ１４０ａと、第２ベアリングアセンブリ１４０ｂと、第１スポークシール１４２ａと、第２スポークシール１４２ｂと、フリーホイール１４４と、クイックリリース機構１４６とを含む。ハブ軸１３６は、第１端部１３６ａ及び第２端部１３６ｂの間に延びる中心軸芯Ａを有する。
【００７６】
クイックリリース機構１４６は、従来の方法でハブ軸１３６に連結されるよう、ハブ軸１３６の中心孔１３６ｃ内に延びる。ハブ軸１３６の第１及び第２端部１３６ａ，１３６ｂには、ハブ本体１３８と、ベアリングアセンブリ１４０ａ，１４０ｂと、スポークシール１４２ａ，１４２ｂと、フリーホイール１４４とに軸方向の力を加える１対のナット１５０ａ，１５０ｂを受容するためにねじを形成してある。第１及び第２ベアリングアセンブリ１４０ａ，１４０ｂは、フリーホイール１４４を備えたハブ本体１３８をハブ軸１３６上に回転自在に装着する。フリーホイール１４４は、ハブ軸１３６をハブ本体１３８に対し一方向に自由に回転することを可能とするが、反対の回転方向ではハブ軸１３６をハブ本体１３８に対し固定的に連結する。
【００７７】
スポーク２４の屈曲端２４ｂを受容するために、ハブ本体１３８の第１端部１３８ａに１組の第１スポーク開口１６０ａが設けられる。同様に、ハブ本体１３８の第２端部１３８ｂには、スポーク２４の屈曲端２４ｂを受容するために、第２組のスポーク開口１６０ｂが設けられる。本実施形態では、第１端部１３８ａに１８個の第１スポーク開口１６０ａが設けられ、第２端部１３８ｂには１８個の第２スポーク開口１６０ｂが設けられる。スポーク開口１６０ａ，１６０ｂは、ハブ本体１３８の外周に等間隔に配設された対にグループ化される。したがって、リアハブ１２２は、一般的に接線方向に外向きに延びる３６本のスポークを有するよう設計される。
【００７８】
第１及び第２組のスポーク開口１６０ａ，１６０ｂは、同様に配置されるのが好ましい。第１及び第２スポーク開口１６０ａ，１６０ｂは、従来のタンジェントスポーク２４用に設計されている。当然のことながら、ハブ本体１３８の一端ではタンジェントスポーク２４を使用し、ハブ本体１３８の他端では別の種類のスポークを使用するよう、第１及び第２組のスポーク開口１６０ａ，１６０ｂは異なってもよい。第１スポーク開口１６０ａは、ハブ本体１３８の外周にブレーキロータ取付部１３８ｄに隣接して配置される。第１スポーク開口１６０ａは、ブレーキロータ１３２をボルト１３２ａ及びナット１３２ｂで容易に取り付けることができるよう、ブレーキロータ取付部１３８ｄより軸方向に内側に配設するのが好ましい。
【００７９】
この実施形態では、スポーク開口１６０ａ，１６０ｂは、端部１３８ａで円周方向に２列のスポーク開口１６０ａを、端部１３８ｂで円周方向に２列のスポーク開口１６０ｂを形成するよう配置される。スポーク開口１６０ａ，１６０ｂはそれぞれ、挿入部１６１及び保持部１６２を有する。スポーク２４がハブ本体１３８から一般的に対向する方向に延びるよう、スポーク開口１６０ａ，１６０ｂの隣接する対は、対向する方向に向けられる。
【００８０】
各挿入部１６１は、スポーク２４のヘッド２４ｃの直径と等しいかそれよりわずかに大きい直径を有する曲面または部分円筒面１６４により形成される。したがって、スポーク２４のヘッド２４ｃを備えた屈曲端２４ｂを、挿入部１６１からスポーク開口１６０ａ，１６０ｂ内に容易に挿入することができる。
【００８１】
保持部１６２は、挿入部１６１より小さい直径を有する。より詳細には、スポーク２４がスポーク開口１６０ａ，１６０ｂ内に保持されるよう、保持部１６２の直径は、スポーク２４のヘッド２４ｃの直径より小さい。保持部１６２はそれぞれ、関連づけられる挿入部１６１の曲面１６４に接続される部分円筒面１６６により画定されるのが好ましい。
【００８２】
各スポーク開口の挿入部１６１及び保持部１６２は、同時に形成するのが好ましい。また、スポーク開口１６０ａ，１６０ｂの保持部１６２の内端及び外端は、尖鋭な縁がスポーク２４と係合するのを防止するために、テーパをつけるのが好ましい。
【００８３】
上述した第１実施形態と同様に、それぞれの挿入部１６１は、ハブ軸１３６の中心軸芯Ａを通過する中心長手軸芯を有する。一方、保持部１６２は、スポーク開口１６０ａ，１６０ｂのそれぞれについて、関連づけられる挿入部１６１の中心長手軸芯に平行な中心長手軸芯を有する。したがって、保持部１６２の中心長手軸芯は、第１実施形態と同様に、ハブ軸１３６の中心軸芯を通過しない。むしろ、保持部１６２の中心長手軸芯は、中心軸芯Ａに対し傾斜する。各保持部１６２の中心長手軸芯は、ハブ本体１３８の半径方向から約５°から約２０°の間の角度がつけられるのが好ましい。本実施形態では、３６個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブで、保持部１６２は中心軸芯Ａに対し約１０°の角度がつけられる。３２個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブの場合、保持部１６２は中心軸芯Ａに対し約１１°の角度がつけられるのが好ましい。保持部１６２のこの角度構成の結果、スポーク２４の直線部２４ａは、ハブ本体１３８に中心を合わせた虚円に対し接線方向に容易に配置される。さらに、保持部１６２のこの角度構成により、スポーク２４を著しく曲げることなく、スポーク２４の直線部２４ａをリムのスポーク孔に容易に整列させることが可能になる。本実施形態では、スポーク２４の曲げは約５°を超えない。
【００８４】
図２８及び図２９を参照すると、フロントハブ１２２’は基本的に、ハブ軸１３６’と、ハブ本体１３８’と、第１ベアリングアセンブリ１４０ａ’と、第２ベアリングアセンブリ１４０ｂ’と、第１スポークシール１４２ａ’と、第２スポークシール１４２ｂ’と、クイックリリース機構１４６’とを含む。ハブ軸１３６’は、第１端部１３６ａ’と第２端部１３６ｂ’との間に延びる中心軸芯Ａ’を有する。
【００８５】
クイックリリース機構１４６’は、クイックリリース機構１４６’が従来の方法でハブ軸１３６’に連結されるよう、ハブ軸１３６’の中心孔１３６ｃ’内に延びる。ハブ軸１３６’の第１及び第２端部１３６ａ’，１３６ｂ’には、ハブ本体１３８’と、ベアリングアセンブリ１４０ａ’，１４０ｂ’と、スポークシール１４２ａ’，１４２ｂ’に軸方向の力を加える１対のナット１５０ａ’，１５０ｂ’を受容するためにねじが形成してある。第１及び第２ベアリングアセンブリ１４０ａ’，１４０ｂ’は、ハブ軸１３６’にハブ本体１３８’を回転自在に装着する。
【００８６】
ハブ本体１３８’の第１端部１３８ａ’には、スポーク２４の屈曲端２４ｂを受容するために、１組の第１スポーク開口１６０ａ’が設けられる。同様に、ハブ本体１３８’の第２端部１３８ｂ’には、スポーク２４の屈曲端２４ｂを受容するために、第２組のスポーク開口１６０ｂ’が設けられる。本実施形態では、第１端部１３８ａ’には１８個の第１スポーク開口１６０ａ’が設けられ、第２端部１３８ｂ’には１８個の第２スポーク開口１６０ｂ’が設けられる。スポーク開口１６０ａ’，１６０ｂ’は、ハブ本体１３８’の外周に等間隔に配置された対にグループ化される。したがって、フロントハブ１２２’は、一般的に接線方向に外向きに延びる３６本のスポークを有するよう設計される。
【００８７】
第１スポーク開口１６０ａ’は、ハブ本体１３８’の外周にブレーキロータ取付部１３８ｄ’に隣接して配置される。第１スポーク開口１６０ａ’は、ブレーキロータ１３２’をボルト１３２ａ’及びナット１３２ｂ’で容易に取り付けることができるよう、ブレーキロータ取付部１３８ｄ’より軸方向に内側に配設するのが好ましい。
【００８８】
この実施形態では、スポーク開口１６０ａ’，１６０ｂ’は、端部１３８ａ’で円周方向に２列のスポーク開口１６０ａ’を、端部１３８ｂ’で円周方向に２列のスポーク開口１６０ｂ’を形成するよう配置される。スポーク開口１６０ａ’，１６０ｂ’はそれぞれ、挿入部１６１’及び保持部１６２’を有する。スポーク２４がハブ本体１３８’から一般的に対向する方向に延びるよう、スポーク開口１６０ａ’，１６０ｂ’の隣接する対は、対向する方向に向けられる。
【００８９】
各挿入部１６１’は、スポーク２４のヘッド２４ｃの直径と等しいかそれよりわずかに大きい直径を有する曲面または部分円筒面１６４’により形成される。したがって、スポーク２４のヘッド２４ｃを備えた屈曲端２４ｂを、挿入部１６１’からスポーク開口１６０ａ’，１６０ｂ’内に容易に挿入することができる。
【００９０】
保持部１６２’は、挿入部１６１’より小さい直径を有する。より詳細には、スポーク２４がスポーク開口１６０ａ’，１６０ｂ’内に保持されるよう、保持部１６２’の直径は、スポーク２４のヘッド２４ｃの直径より小さい。保持部１６２’はそれぞれ、関連づけられる挿入部１６１’の曲面１６４’に接続される部分円筒面１６６’により画定されるのが好ましい。
【００９１】
各スポーク開口の挿入部１６１’及び保持部１６２’は、同時に形成するのが好ましい。また、スポーク開口１６０ａ’，１６０ｂ’の保持部１６２’の内端及び外端は、尖鋭な縁がスポーク２４と係合するのを防止するために、テーパをつけるのが好ましい。
【００９２】
上述した第１実施形態と同様に、それぞれの挿入部１６１’は、ハブ軸１３６’の中心軸芯Ａ’を通過する中心長手軸芯を有する。一方、保持部１６２’は、スポーク開口１６０ａ’，１６０ｂ’のそれぞれについて、関連づけられる挿入部１６１’の中心長手軸芯に平行な中心長手軸芯を有する。したがって、保持部１６２’の中心長手軸芯は、第１実施形態と同様に、ハブ軸１３６’の中心軸芯を通過しない。むしろ、保持部１６２’の中心長手軸芯は、中心軸芯Ａ’に対し角度がつけられている。各保持部１６２’の中心長手軸芯は、ハブ本体１３８’の半径方向から約５°から約２０°の間の角度がつけられているのが好ましい。本実施形態では、３６個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブで、保持部１６２’は中心軸芯Ａ’に対し約１０°の角度がつけられている。３２個のスポーク孔を有する２６インチのリム及び約２２ｍｍの半径を有するハブの場合、保持部１６２’は中心軸芯Ａ’に対し約１１°傾斜するのが好ましい。保持部１６２’のこの角度構成の結果、スポーク２４の直線部２４ａは、ハブ本体１３８’に中心を合わせた虚円に対し接線方向に容易に配置される。また、保持部１６２’のこの角度構成により、スポーク２４を著しく曲げることなく、スポーク２４の直線部２４ａをリムのスポーク孔に容易に一列に並ばせることが可能になる。本実施形態では、スポーク２４の曲げは約５°を超えない。
【００９３】
精選した実施形態のみを選択して本発明を説明したが、請求の範囲で定義する本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更や変形を行うことができることは、この開示から当業者にとって明白である。また、本発明による実施形態についての上述の説明は、単に説明のために提供されるものであって、請求の範囲により定義される発明及びその均等物を制限することを目的とするものではない。
【００９４】
【発明の効果】
本発明の自転車ハブによれば、一体化されたブレーキロータ取付部を有することができるとともに、比較的軽量なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるフロント及びリアブレーキディスクハブを備えた従来の自転車の側面図。
【図２】図１の自転車の後輪のスプロケットを取り外した状態の側面図。
【図３】図１の自転車のリム、１本のスポーク、及び１つのスポークニップルの部分分解斜視図。
【図４】図２の後輪のリアブレーキディスクハブのスプロケットを取り外した状態の側面図。
【図５】図３の後輪のリアブレーキディスクハブの特定の部分を図解のために切断した側面図。
【図６】図４及び図５のリアブレーキディスクハブ本体のブレーキロータのボルトが取り付けられた状態の左端面図。
【図７】図４及び図５のリアブレーキディスクハブ本体のブレーキロータのボルトが取り外された状態の左端面図。
【図８】非ねじ切りボルト孔を有する図４及び図５に示されたリアブレーキディスクハブ本体の左端面図。
【図９】図４及び図５のリアブレーキディスクハブ本体を図４の断面線９−９に沿って見た部分横断面図。
【図１０】図４及び図５のリアブレーキディスクハブ本体を図４の断面線１０−１０に沿って見た部分横断面図。
【図１１】図４及び図５のリアブレーキディスクハブ本体のスポーク開口の１つの部分立面図。
【図１２】図４及び図５のリアブレーキディスクハブ本体の一部分から２本のスポークが外側に向かって延びる状態の略図。
【図１３】図４及び図５のリアブレーキディスクハブ本体の第１シールの部分断面図。
【図１４】図４及び図５のリアブレーキディスクハブ本体の第２シールの部分断面図。
【図１５】図１の前輪のフロントブレーキディスクハブの側面図。
【図１６】図１の前輪のフロントブレーキディスクハブの特定の部分を図解のために切断した状態の側面図。
【図１７】図１５及び図１６のフロントブレーキディスクハブ本体の第１シールの部分断面図。
【図１８】図１５及び図１６のフロントブレーキディスクハブ本体の第２シールの部分断面図。
【図１９】本発明のハブのスポーク開口カバーの第１実施形態の斜視図。
【図２０】図１９のスポーク開口カバーを取り付けた状態のフロントブレーキディスクハブの側面図。
【図２１】本発明のハブのスポーク開口カバーの第２実施形態の斜視図。
【図２２】図２１のスポーク開口カバーを取り付けた状態のフロントブレーキディスクハブの側面図。
【図２３】本発明のハブ用のスポーク開口カバーの第３実施形態の内側立面図。
【図２４】本発明のハブ用の図２３のスポーク開口カバーの縁部立面図。
【図２５】図２３及び図２４のスポーク開口カバーを取り付けた状態のフロントブレーキディスクハブの側面図。
【図２６】本発明の第２実施形態によるリアブレーキディスクハブのスプロケットを取り外した状態の側面図。
【図２７】本発明の第２実施形態による図２６のリアブレーキディスクハブの特定の部分を図解のために切断した状態の側面図。
【図２８】本発明の第２実施形態によるフロントブレーキディスクハブのスプロケットを取り外した状態の側面図。
【図２９】本発明の第２実施形態による図２８のフロントブレーキディスクハブの特定の部分を図解のために切断した状態の側面図。
【符号の説明】
２２ 自転車ハブ
２４ 自転車スポーク
３６ ハブ軸
３６ａ 第１端
３６ｂ 第２端
３８ ハブ本体
３８ａ 第１端部
３８ｃ 中央管状部
３８ｄ ブレーキロータ取付部
５２ 内部通路
６０ａ 第１スポーク開口部
７０ 貫通孔
Ａ 中心軸芯

Claims (4)

1. 自転車スポーク（２４）とともに使用するための自転車ハブ（２２）であって、
   第１端（３６ａ）と第２端（３６ｂ）との間に延びる中心軸（Ａ）を有するハブ軸（３６）と、
   前記ハブ軸が回転可能に支持される内部通路（５２）を規定する中央管状部（３８ｃ）と、前記中央管状部の前記ハブ軸の前記中心軸と平行に延びる筒状の第１端部（３８ａ）に位置するブレーキロータ取付部（３８ｄ）と、前記ブレーキロータ取付部に隣接する複数の第１スポーク開口部（６０ａ）と、前記第１スポーク開口部から軸方向に間隔をおかれた第２端部（３８ｂ）で周囲に円周方向に配置された１セットの第２スポーク開口部（６０ｂ）とを有する中空の管状ハブ本体（３８）とを備え、
   前記第１スポーク開口部は、前記ハブ本体の前記中央管状部の前記第１端部を貫通し、
   前記ブレーキロータ取付部は、一体の単一部材として前記中央管状部と一体的に形成され、前記ブレーキロータ取付部は複数の貫通孔（７０）を有している、
   前記第１スポーク開口部はそれぞれ、スポークの拡大ヘッド部（２４ｃ）が通ることのできる大きい幅を有する第１挿入部（６１）と、前記スポークの前記拡大ヘッド部を保持するよう前記第１挿入部の前記幅より小さい幅を有する第１保持部（６２）とを有する、ディスクブレーキ用自転車ハブ。
2. 前記第１スポーク開口部はそれぞれ、２本のスポークの拡大ヘッド部を各前記第１スポーク開口部内に保持するよう第２追加保持部（６２）を含む、請求項１に記載のディスクブレーキ用自転車ハブ。
3. 前記貫通孔はねじが形成されていない孔である、請求項１に記載のディスクブレーキ用自転車ハブ。
4. 各前記貫通孔に配置されるボルト（３２ａ）と、各前記ボルトにねじ込まれて連結したナット（３２ｂ）とをさらに備えた、請求項３に記載のディスクブレーキ用自転車ハブ。

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