設計された、または生産されたさまざまなフリーハブメカニズムの設計とは何ですか？（必ずしも作成されている必要はありません！）

適切な投稿には次のものが含まれます。

• 理想的には画像または技術的な図面を使用した設計の説明
• デザインを使用した、または作成した企業
• 長所と短所
• 発生した元の設計/漸進的な改善

これまでに知られているデザイン（投稿があるものはリンクされています）：

• 標準の爪とラチェット（およびそのバリエーション）
• スターラチェット（DT Swiss /クリスキング）
• スプラグクラッチ（オニキス）
• ローラーベアリングクラッチ（真の精密ステルス、シマノサイレント）
• 「カムプレートデザイン」（アメリカンクラシック）爪/ラチェットとスターラチェットの組み合わせ。

私は知っているデザインを探して記入しようとしていますが、まだ行っていない場合はお気軽に回答を投稿してください。また、ここにリストされていないデザインの回答をお気軽に投稿してください！すでに投稿されたデザインの追加情報を提供します！

標準の爪とラチェットの設計

この設計は、自転車のフリーハブで最も一般的であり、採用するのに最も安価です。

機構

最も単純な形式では、この設計は、歯付きの表面とつめ（歯付き表面に係合し、一方向にのみ移動できるレバー）で構成されています。

自転車では、この設計は通常反転され、つめはフリーハブ本体にあり、ハブの内壁の歯付き面に係合します。

動作中のメカニズムの基本的なアニメーションはここにあります。この設計では、つめに一定の張力を加えて、つめをハブの本体に常に外側に押し出す必要があります。（これは、この設計で、ラチェット表面の歯に押し付けられている爪からバズまたはクリックが発生する場所でもあります）これは通常、板バネ、小さなコイルバネ、および/または金属リングによって達成されます。

この設計は板ばねを利用します

コイルばね

金属リングを利用した機構の技術図

長所と短所

長所

• 一般的で安価
• サービスが簡単

短所

• 物理的制約により制限される、より低い（より速い）エンゲージメント。噛み合いの度合いが低いほど、より小さな歯の接触面と爪が必要になります。（巧妙な回避策については以下を参照してください）
• スプリングが弱くなったり、冷えた/経年によりグリースが厚くなるために故障しやすい（「ペダルを踏んでも何も起こらない」）
• 最も基本的なデザインで、比較的高度な（遅い）エンゲージメント
• 歯と爪が常に接触しているために摩耗しやすい

バリエーション

多くの設計では、つめごとに複数の噛み合い歯を使用し、より小さな歯とより多くの噛み合わせポイント（より低い噛み合い）を可能にします。これらの小さな歯は摩耗しやすい傾向があります。Halo supadriveは3度のエンゲージメントに 120ポイントのエンゲージメントを採用しています

120ポイントのエンゲージメントを利用するHalo Supadrive

SRAMのダブルタイム設計では、反対のペアで4つの爪を使用します。ペアはわずかにオフセットされており、常に1つのペアのみが噛み合いますが、26度の歯ラチェットは7度の噛み合いに対して52の噛み合いポイントを提供します。

アメリカンクラシックカムプレートデザイン

正式名称は「6爪カム作動式エンゲージメントシステム」です。この設計は、より複雑なものの1つですが、American Classicによれば、比較的低い抵抗で強力なフリーハブを提供し、6つのすべての二重歯爪を同時に高精度で噛み合わせます。

機構

このメカニズムの係合には、チェーン/コグからの作動順にリストされたいくつかの部分があります。

• フリーハブ本体のワイヤスプリングが係合します。
• ハブ内のカムプレート
• フリーハブをハブ本体にロックするハブ本体の爪

ワイヤスプリングは、周方向トラック内のフリーハブボディのハブ側にあります。

ホイールがフリーホイールすると、このワイヤはカムプレートの歯に沿って移動します。ペダルに電力が供給されると、このワイヤはカムプレートの時計回りの動きを強制します

1つの爪を取り外し、「係合」位置にある爪を示しています

この時計回りの動きにより、爪が内側に移動し、フリーハブ本体に係合し、係合します。

以下のこのビデオは、カムプレートの動作を示しています。ドライバーはワイヤースプリングとして機能しています。これは、デザイナーのビル・フックがメカニズムを説明するもう一つの有用なビデオです。〜0：33に、カッタウェイを介して動作中のメカニズム全体を見ることができます。

フリーハブがホイールよりもゆっくりと移動すると、フリーハブ本体自体が爪とカムプレートを格納状態に戻します。

長所と短所

長所

• 低抵抗、接触しているのはカムプレートとワイヤースプリングのみ
• これらは常に接触している唯一の部品であるため、交換部品は最小限です
• 接触面が比較的大きいため、頑丈
• ライター？特にその強さのために。設計目標の一部は、フリーハブのボディ/接触面と爪をアルミニウムで作ることでしたが、ここには数字はありません

短所

• これが生産コストに関係するかどうかにかかわらず、これらはAm Classicホイールでのみ利用可能であり、これらのホイールは一般に高価であるため、このデザインのホイールセットを入手するには高価です。
• 比較的低いエンゲージメント-24ポイントは360/24 = 15度のエンゲージメントを意味します

スターラチェットとバリエーション

最もシンプルな形式のこのデザインは、DT Swissによって使用されています。この設計には、簡単に交換可能なラチェットプレートが組み込まれており、すべての係合ポイントがトルクを伝達するという利点があります。より複雑なバリエーションは、Chris Kingハブで使用されているものです。

メカニズム-DT Swiss

1.エンドピース2.ベアリング3.スレッドリング4.アクスル5.円錐形スプリング6.スターラチェット7.ローターボディ

DT Swissシステムは、ハブ本体とフリーハブにある2つのラチェット対向ラチェットプレートで構成されています。これらは、一対の円錐ばねによって互いに保持されます。ライダーがペダルを踏むと、歯が噛み合い、フリーハブラチェットプレートが円周に沿ってスプラインを介して回転します。これにより、ハブのラチェットプレートに電力が伝達され、これにより、円周に沿ったスプラインを介してハブに電力が伝達されます。

ラチェットプレートの動作を示す非常に基本的なアニメーションがここにあります。

アップグレードとサービス

このシステムの最大の利点の1つは、ラチェットプレートを簡単にアップグレード、交換、または保守できることです。これは実際にはツール不要の修理です！最も基本的なDT Swissハブには18トンのラチェットプレートが含まれており、20度の係合が可能です。これは、36t（10deg）または54tプレート（6.67deg）にアップグレードできます。これは、ローエンドのDTホイールに対して行うことができるため、必要に応じて、より安価なホイールを使用し、はるかに高いエンゲージメントを得ることができます。これにより、ハブの寿命を延ばすために、すべての接触面を交換することができます（ハブ内の摩耗または剥がれにくいスプラインを除く）。

長所と短所

長所

• すべての接点は常にトルクを伝達しています
• 簡単に修理および交換できるコンポーネントは簡単に交換できます

短所

• 接触面間の摩耗を高める高接触
• プレートは、ライダーのトルクではなく、スプリングによって一緒に押されるので、より多くのトルクが加えられるとスキップする可能性が高くなります（Am ClassicとChris Kingとは対照的ですが）。
• 多くの車輪のコストが比較的低い婚約

バリエーション-クリスキング

これも、より複雑なフリーハブメカニズムの設計の1つです。その核となるのは、星型ラチェットシステムです。いくつかの重要な違いがあります。

• 両方のラチェットはハブの内側にあり、大きくすることができます
• ドライブプレート（フリーハブボディにタイミングを合わせたもの）は、最も遠いものです
• ドライブプレートはバネ付きで、もう一方はフリーハブボディ内に固定されています
• トルクの下で2つのプレートを強制する「リング駆動」機構

1.スプリング2.ドライブプレート3.固定プレート

左：ドライブプレート、右：固定プレート

これを本当に際立たせるのは、リング駆動機構です。これは、ドライブプレートに係合するフリーハブボディのらせん状の溝を介して行われます。フリーハブにトルクがかかると、2つのプレートが強制的に結合されます。より多くのトルクが加えられると、プレートはより強く押し付けられ、スリップまたはスキップを効果的に排除します。

上部にらせん状の溝がある駆動リング

多くの人はおそらく、クリスキングのハブは過剰であると言うでしょう-彼らは非常によく作られており、彼らの寿命（そしてあなたのメカニックの頭痛）に寄与するはずの多くのベアリングを利用しています。エンゲージメント72ポイント（5度）で、他のハブとほぼ同じ速度でエンゲージできます。また、プレートはライダーのトルクによって強制されるため、スプリングは弱くなり、引きずり/摩耗が少なくなり、歯は剥がれずに小さくなります（より速い係合）。多くの人にとってコスト/便益を正当化するのは難しいかもしれませんが、自転車にうまく作られたハブがあると気分が良くなるなら、クリス・キングよりうまくやるのは難しいです。

スプラグクラッチ

スプラグクラッチは、モーターサイクル、ヘリコプター、飛行機、自動車のトランスミッションなどで使用されている産業用アプリケーションにしばらく存在していました。私の知る限り、オニキスは自転車ハブにそれをもたらす唯一の会社です。スプラグクラッチは、低い転がり抵抗と実質的に瞬間的な係合を提供します。信頼性と耐久性もありますが、これには重量とコストがかかります。

機構

一見すると、スプラグクラッチはカートリッジベアリングに非常によく似ています。主な違いは、丸いボールベアリングの代わりに、レースの間にカム形状のローブがあり、それが一方向への移動を許可し、他の方向へのバインドを可能にすることです。これらは金属クリップによって一定の張力で保持されます。

クラッチのこのタイプは、多くの産業用アプリケーションを持っているとして、それは以下のような機能方法を説明する役に立つ動画のかなりの数があり、この1とこれは（マーケティングをスキップする37Sに進んでください）。

Onyxはこの設計をかなり単純な方法で組み込んでいます。カムローブは、ハブシェルと、フリーハブ本体からハブ内部に延びる加工面との間にあります。

長所と短所

長所

• 0度のエンゲージメント（瞬間）
• 高トルクに耐えることができる
• フリーホイールシステムの中で最も低い摩擦（オニキスとデューク大学の研究による）
• 非常に低いメンテナンスが必要

短所

• いつものように、コスト
• 重量-接触面は耐久性のために鋼である必要があるため。最近、彼らは重量を減らすためにアルミニウムの歯車キャリアを備えた2つの部分のフリーハブボディに移動しました（上図）