自行车后轮用链轮组及使用该组的自行车后轮用多段链轮

摘要

本发明涉及一种由轮毂部，和具有从该轮毂部的外周面向径方向外方延伸的多数支持臂的辐，和在前述支持臂向轮毂部轴芯方向形成的第一着装面与第2着装面分别着装的第1链轮及第2链轮而成的自行车后轮用链轮组及使用该组的自行车后轮用多段链轮。辐的固定第1链轮的着装面和固定比前述第一链轮齿数少1-3齿的第22链轮的第2着装面，在支撑臂的前端形成互相对向，同时在辐的内周面设有接受单向离合器机构的卡合装置。本发明虽然具有齿数差少的两个链轮，却仍具轻量化的优点。

说明书

本发明涉及一种自行车后轮用链轮组及使用该组的自行车后轮用多段链轮。

近年来，随着在自行车使用的变速装置的变速段数增加，在后轮用多段轮设置的链轮数也增加为5-7片，而要求其安装构造的简化和安装方法的容易化。为了满足此要求，例如在日本专利63-4893号公报所述的后轮用多段链轮，是将做为环板形成的多数片链轮，构成在圆筒状的链轮构件外周面经由间隔物外嵌。虽然各链轮和间隔物的互相连结是根据螺丝等进行，但是，为了使链轮和轮毂构件之间不会相对旋转，在此等之间形成有栓槽。在如此的构造，从具有最大外径的链轮的齿部至轮毂卡合部的距离将会变长，为了避免扭矩传达时的变形将需要充份的厚度，所以难免会增加重量。

亦即，通常辐是使用铝等轻金属，而链轮从强度上考虑而使用各种钢材料，为了轻量化使链轮的体积缩小，轻量化很重要。

为了解决上述习知的链轮组具有问题，在将日本专利开平4-297390号公报已提案，由轮毂部和具有从该轮毂部的外周面向轮毂部轴芯直角地径向方向外方延伸的多数支持臂的辐，和在各支持臂的一侧面沿轮毂部轴芯的径方向形成阶段状形成的着装表面安装的环装链轮而成的链轮组。在此构造，因为各链轮的环形状，具有能设置齿部和安装孔程度的短的径方向宽度，所以对轻量化有很大的改善。但是，如此构成的链轮的最大缺点，是邻接的链轮的齿数差少，结果在其在其直径无大差时，一方的链轮的适切的安装部和他方的链轮的适切的安装部将会在直径方向重叠，因此，为了将该2个链轮安装在同一支持臂，结果将需要加大链轮的直径方向的宽度，而会失去轻量化的优点。

本发明的目的在于提供即使其链轮的齿数差少，例如1-3齿，也能对构造的简化及轻量化有贡献的自行车后轮用链轮组，及使用该组的自行车后轮用多段链轮。

本发明的技术方案为：

一种自行车后轮用链轮组，由具有轴芯X的轮毂部，和从前述轮毂部的外周面向径方向外方延伸的多数的支持臂的辐，和在前述支持臂向前述轴芯X的径方向形成的第一着装面和第二装面分别着装的第一链轮与第二链轮而成的自行车后轮用链轮组，其特征在于：

前述第一链轮具有比第二链轮多的齿数，其齿数差为1-3，并且，

前述辐(的第一着装面和第二着装面在前述支持臂的前端领域形成互相对向，

同时，在前述辐的内周面设有接受单向离合器机构的卡合装置。

所述的自行车后轮用链轮组，其特征在于：在变速时，从前述第2链轮向前述第1链轮移行的链条列的开始挂上前述第1链轮的链滚子，根据位于前述第一链轮的齿间中心领域的相位关系，由固定装置将前述第一链轮和第二链轮固定在前述第一着装面和第二着装面上。

所述的自行车后轮用链轮组，其特征在于：在前述第一链轮的前述第二链轮侧的侧面，形成有在变速时将接受从前述第二轮向前述第一链轮移行的链条列的链条片的至少一部分的凹部。

所述的自行车后轮用链轮组，其特征在于：在前述第二链轮的和前述第一链轮相反侧的侧面，形成有在变速时至少将接受从比前述第二链轮小径的链轮移行至前述第二链轮的链条列的|条片的至少一部分的凹部。

所述的自行车后轮用链轮组，其特征在于：前述固定装置，做为插通在贯穿前述第一着装面和第二着装面的安装孔的共同的安装销而构成，前述第一，第二链轮将根据插通在前述安装孔的共同的安装销同时固定。

所述的自行车后轮用链轮组，其特征在于：前述辐，由比前述第一，第二链轮比重轻的材料制作。

所述的自行车后轮用链轮组，其特征在于：前述辐由铝合金制作，而前述第一，第二链轮由钢制作。

一种自行车后轮用多段链轮，具有至少1个如权利要求1至7中的任何一项所述的链轮组，其特征在于：沿着前述链轮组的轴芯至少设有1个环板状的链轮，在前述环板状的链轮的内周面也设有和前述链轮组的卡合装置共同工作的第二卡合装置。

所述的自行车后轮用链轮组，其特征在于：设有多数个前述链轮组，

各链轮组的辐轮轮毂部设有向轴芯X的径方向延伸的前侧端面和后侧端面，并且，

前述轮毂部的轴芯X方向的长度，决定为根据使一方的链轮组的前侧端面挡接在他方的链轮组的后侧端面而能得到着装在各链轮组的各链轮的轴芯X方向的最后安装间隔。

所述的自行车后轮用链轮组，其特征在于：

前述环板状的链轮具有环状间隔物，前述环状间隔物的轴芯X方向的长度，决定为根据在此等小径链轮之间挟入前述环状间隔物而能够得到各小径链轮的轴芯方向的最后安装间隔。

所述的自行车后轮用链轮组，其特征在于：前述链轮组和小径链轮和环状间的根据将此等的一部分或全部向轴芯X方向贯穿的连结螺丝连结。  所述的自行车后轮用多段链轮，其特征在于：

前述链轮组的卡合装置和前述环板状链轮的卡合装置，为在各别的内周面沿轴芯X方向形成的和单向离合器机构的外座圈环卡合的卡合沟。

本发明的效果为：

本发明的自行车后轮用链轮组，辐的固定第1链轮的第1着装面，和固定比前述第1链轮齿数少1-3齿的第2链轮的第2着装面，是在支持臂的前端领域形成互相对向，同时在前述辐的内周面设有接受单向离合器机构的卡合装置。

本发明的自行车后轮用多段链轮，至少具有1个上述根据本发明的链轮组，沿着前述链轮组的轴芯至少设有1个环板状的链轮，在该环板状的链轮的内周面，也设有和前述链轮组的卡合装置共同工作的第2卡合装置。

根据上述构成，齿数差少的2个链轮将能在支持臂的前端区域，形成在表侧和背侧互相对向的着装面分别固定，所以适合一方的链轮的安装部和适合他方的链轮的安部部即使在径方向重叠，也能由表侧和背侧的空间位置的不同而避免其干扰，或者，也会有安装构造的共同化的优点。无论如何，因为链轮的环形状能具有短的径方向宽度，所以虽然具有齿数差少的2个链轮，却能维持轻量化的优点。

下面将依据附图说明本发明

图1为根据本发明的后轮用7段链轮的横截面图。

图2为使用在图1中的7段链轮的第一链轮组的横截面图。

图3为使用在图1中的7段链轮的第一链轮组的正面图。

图4为显示上升变速时的链条的挂换的部分扩大展开图。

图5为显示上升变速时的链条的挂换的部分扩大图。

图6为辐的正面图。

图7为辐的斜视图。

图8为环状链轮的正面图。

图9为环状间隔物的正面图。

本发明的1个实施例，如图1，2，3，6，7所示，其特征为，在变速时，从前述第二链轮30向前述第一链轮20移行链条列7的前述第1链轮20开始挂上链滚子71，在位于前述第一链轮20的齿间中心领域的相位关系，由固定装置6将前述第一链轮20和第二链轮30固定在前述第一着装面16和第2着表面17上。据此，在第一链轮20和第二链轮30根据固定装置6固定在辐10的阶段，在上升变速时链条为了顺利地咬合在大径侧的链轮的齿而要求的，第一链轮20的特定齿22a和第二链轮30的特定齿32a的相位关系，经全周至少将有1个实现。该要求的相位关系，换言之，是换挂移行的链条列7继续脱落的第二链轮30的特定齿的谷部33和开始挂上的第一链轮20的特定齿的谷部23的距离，在实质上亦即从链条换挂的观点而言，是成为链条节距的整数倍。

并且，在2个链轮具有如此的齿的相位关系时，如图7显示，如果在前述第一链轮20的前述第二链轮30侧的侧面，形成有接受在变速时从前述第二链轮30向前述第一链轮20移行的链条列7的链条片的至少一部分的凹部24时，移行的链条列将能靠近第一链轮20侧，所以移行的链条将容易挂上第一链轮20的特定齿22a。该凹部24，如图面所显示，从前述特定齿的前方(对链轮的旋转方向)的谷部23向前方经2个齿的领域22b，22c，略沿着移行链条的轨迹切开。并且，为了使链条容易挂上，也将提案使前述特定齿22a，和移行链条列的行走方向一致地形成倾斜，或降低齿高度等做为容易咬合的齿形成。此等特征，考虑该组做为后轮用多段链轮时，同时也将使用比第二链轮小径的链轮，不只第一链轮20，在第二链轮30也同样地适用。

将前述第一链轮20和第二链轮30安装在前述第一着表面16和第二着装表面17的固定装置6，安装销，即以铆钉或螺栓，螺帽等，或从支持臂直接突出的突起构成，前者在各支持臂将设置如贯穿前述第一着装表面16和第二着装面17地向轴芯X方向延伸的安装孔21，而该安装孔21插通前述安装销。在前述第一，第二链轮也在对应处设置贯穿孔，前述安装销6做为前述第一，第二链轮用的共同的安装销。此时，因链轮为了轻量化尽量使径方向的宽度短的环体构成，所以如果为了设置其贯穿孔，具有从环体内周面向径方向内方突出的舌片25的构造时，将更适合轻量化目的。

以下，说明对机械强度无不良影响而为了设法轻量化的实施例。因为链轮形成为了和链条咬合用的齿，故其材料本身必须先考虑机械性强度，但是前述辐因为能以力学构造性手法解决强度问题，所以两者以不同的材料制作为理想，前述辐以比前述第一，第二链轮比重轻的材料制作。具体而言，特别推荐将前述辐以铝合金制作，而将前述第一，第二链轮以钢制作。

在至少具有1个根据上述本发明的自行车后轮用链轮的自行车后轮用多段链轮的一实施例，有沿着前述链轮组的轴芯至少并设1个环板状链轮3a，3b，3c，而在前述环板状链轮的内周面，也设有和前述链轮组的卡合装置101a共同工作的第二卡合装置101b。亦即，根据本发明的链轮组和习知的环板状链轮的组合，做为整体组合的状态，将实现把后车轴用自由轮毂的单向离合器机构卡合接受的卡合装置。根据该构成，能够将该后轮用多段链轮直接着装在习知的自由轮毂。

此时，在设有多数个前述链轮组的情况，如果在各链轮组的辐轮毂部设置向轴芯X的径方向延伸的前侧端面和后侧端面，且前述轮毂部的轴芯X方向的长度，根据使一方的链轮组的前侧面挡接在他方的链轮组的后侧端面，使之能得到分别装在各链轮组的各链轮的轴芯X方向的最后安装间隔地决定时，只埯将多数的链轮组合并，就能保证各链轮的齿的间隔。

独立的环板状的链轮，如已往，将根据环状间隔物4决定邻接的和链轮的齿的间隔，但是，因为此等所有构件能够根据向轴心方向将此等构件的至少一部分贯通的连结螺丝5连结而一体化，故能防止从自由轮毂将该后轮用多段链轮拆卸时会散开。

在图1，显示有为了构成自行的后车轴，在自行车框80使用快释机构91栓紧固定的自由轮毂90。该自由轮毂90在一端设有由外座圈环92a和内座圈环92b和单向用爪92c在一端设有由外座圈环92a和内座圈环92b和单向用爪92c而成的单向离合器机构92。在前述外座圈环92a的环制动器93规制轴方向的移动。为了规制后轮7段链轮100和外座圈环92a的相对旋转，虽然在后轮7段链轮100的内周面对应于前述卡合沟92d形成有卡合装置101，但是对此将容后详述。

图1所示的后轮7段链轮100，由2个后轮用链轮组，即第1链轮组1和第2链轮组2及环状链轮3，亦即3个齿数不同的第一，第二链轮组及环状链轮3，亦即3个齿数不同的第一，第二，第三环状链轮3a，3b，3c，和配置在其间的环状间隔物4，和为了将此等全部构件一体化而将此等在轴方向贯穿的连结螺丝5构成。

第一链轮组1，如图2和3所示，由具有轴芯X的轮毂部11，和从该轮毂部11的外周面，在本实施例，是在轴芯X实质上向直角向径方向外方延伸的具有6支支持臂15的辐10，和安装在该辐10的第一链轮20和第二链轮30构成。第一链轮20的齿数为21齿，第二链轮30的齿数为19齿，其齿数差为2齿，结果2个链轮的外径差不多。做为第一链轮20的安装基准面的在各支持臂15的前端领域，形成有对前述轴芯X实质地向直角沿着径方向的第一着装面，然后做为第二链轮30的安装基准面在各支持臂15的前端领域，形成有对前述轴芯X实质性向直角沿径方向的第二着装面17，该第1着装面16和第2着装面17互相对向配置，亦即分别成为表侧和背侧的位置关系。

在轴芯X平行地设有从支持臂15的第一着装面16向第2着装面17贯穿的安装孔18。并且，如图3所示，在第二链轮30的内周面形成有向轴芯方向突出的舌片部35，利用该舌片部35设有贯穿孔31。也许从图面较难理解，但是在第一链轮20的内周面也形成有轴芯方向突出的舌片部25，在此设有贯穿孔21。根据插通在该贯穿孔21和31及支持臂15的安装孔18的铆钉销6，两链轮将在支持臂15的着装面以所定的位置关系固定。关于该两链轮的所定位置关系，将使用图3，6，7说明。

如在图3显示，第一链轮20和第二链轮30根据各别的齿部22和32的相对性位置，亦即使轴芯X周围的相位所定地偏移，而在变速时使在从第二链轮30向第一链轮20移行的链条列7的开始挂到1链轮20的链滚子71，位于第1链轮20的齿部22a和齿部22b之间的中心领域，亦即使之位于齿谷部23。此点显示在图6和7。此时，从第2链轮30开始脱落的链滚子72，在第二链轮30的齿部32a和32b之间的中心领域，亦即位于齿谷部33。亦即，从第二链轮30的齿部32a和32b之间的中心领域移行至第一链轮20的齿部22a和齿部22b之间的中心领域的沿链条7的距离，实质上成为链条节距的整数倍。

据此变速时的链条7的移行虽会变为顺利，更且，在第一链轮20的第二链轮30侧的侧面，形成有至少接受移行的链条列7的链条片的一部分的凹部24。据此，移行的链条列7会靠第一链轮20侧，移行的链条列7和第一链轮20的咬合会更顺利。该凹部24，是扩大至移行的链条列7开始挂上的齿部22a的前方(对矢视的链轮的旋转方向)的齿部22b，和更前方的齿部22c的侧壁及其下方，而能接受移行的链条列7的链条片的至少一部分。再者，在图6，因链条列7的外片位于齿部22a，所以齿部22a进入在其外片间的空间，但是，链条列7的齿片位于齿部22a时，将成为齿部22a挡接在内片外面的位置关系。包含该双方的位置关系，齿部22a视为移行的链条列7的开始挂上的齿部，该齿部22a和齿部22b之间的齿谷部23，做为前述第一链轮20的第二链轮30的相位关系的基准。

再者，虽然在此只说明第一链轮组1，但是第二链轮组2也是以相同的位置关系编装，并且20的第一链轮组1和第二链轮组2之间及包含其他环状链轮3a，3b，3c的所有链轮之间也维持此关系。因此，不只在第二链轮30也形成有凹部34，除了最小径的链轮外全部都形成有凹部，但是为了零件的共同化，也可以在最小径的链轮使用形成凹部。

再回到第一链轮组1的说明，其辐10如图4所显示，在轮毂部11的内周面形成有向轴方向延伸的卡合沟101a。并且，在支持臂部15和轮毂部的境界领域，有前述连结螺丝5贯穿的孔19在周方向多数处均等分布地设置。

轮毂部10具有向轴芯X的径方向延伸的前侧端面12和后侧端面13，但是其端面间的距离即轮毂部10的轴芯X方向的长度，如图1所显示，根据使第一链轮组的前侧端面挡接在第二链轮组的后侧端面，使之能得到着装在各链轮组的相邻的链轮的轴芯X方向的最后安装间隔地加以决定。

到此为止，根据图面说明第一链轮组1，但是第二链轮组2的形状也类似，虽然着装的链轮的齿数为17齿和16齿，随之辐的臂部长度变短而不同，但是在其他点实质上相同。在轮毂部的内周面也形成有向轴方向延伸的卡合沟101a，也设有贯穿连结螺丝5的孔。由以上的情况，对第二链轮组2将省略说明。

图8，虽然显示板状的第一，第二，第三环状链轮3a，3b，3c，但是在本实施例，齿数分别成为15齿，14齿，13齿。在其内周面设有轴方向延伸的卡合沟101b，同时在内周面附近也同样地有贯穿连结螺丝5的孔。

图9，显示环状间隔物4，在其内周面设有向轴方向延伸的卡合沟101c，同时在外周面也设有穿通连结螺丝5的凹部。该环状间隔物4的厚度，决定为相邻的链轮能得到轴芯X方向的最后安装间隔。

如图1所示，当第一链轮组1和第二链轮组2及第一，第二，第三环状链轮3a，3b，3c和环状间隔物4，根据连结螺丝5一体化时，形成在各构件的内周面的卡合沟101a，101b，101c将做为全体，实现咬合在自由轮毂90的卡合凹部92d卡合沟亦即卡合装置101。

以上，虽然显示根据本发明的链轮组和将此使用2个后轮7段链轮的实施例，但是，着装在链轮组的链轮的齿数，除了21齿和19齿及18齿和17齿之外，能够采用其齿数差少的各种齿数的组合。同时，链轮组和环状链轮的组合也能任意地选择，也能够只以链轮组构成后轮多段链轮。也可以替设在链轮内周面的卡合装置101，而设置单向离合器机构2的外座圈环部本身。

虽然在本实施例，做为链轮的材料使用钢，而做为辐的材料使用铝合金，但是也可以自由地使用特殊合金或烧结合金，以及其他人造材料。