(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部分（３、４）と、前記第１の部分に対して軸（Ｘ）を中心として回転運動するように取り付けられた第２の部分（１、２）とを有する機械のための制御装置であって、前記機械の前記第１の部分に対して固定された第１制御機構と前記機械の前記第２の部分に対して固定された第１被制御機構との間で動作するように設計された第１機械的リンク機構（７Ａ、１５、７Ｂ）を備え、前記第１機械的リンク機構は、前記軸（Ｘ）を中心として相対的に回転可能であり、前記第１制御機構及び前記第１被制御機構にそれぞれ接続された２つの部分（１５Ａ、１５Ｄ）を有する第１ベアリング（１５）を備え、前記機械の前記第１の部分に対して固定された第２制御機構と前記機械の前記第２の部分に対して固定された第２被制御機構との間で動作するように設計された第２機械的リンク機構（６Ａ、１６、６Ｂ）を特徴とし、前記第２機械的リンク機構（６Ａ、１６、６Ｂ）は、前記第１ベアリングの半径方向外側に配置された第２ベアリング（１６）を備え、前記第２ベアリング（１６）は、前記軸（Ｘ）を中心として相対的に回転可能であり、前記第２制御機構及び前記第２被制御機構にそれぞれ接続された２つの部分を有し、前記第１，２ベアリング（１５、１６）は、軸方向において過度の寸法を占有しないように互いに配置される、制御装置。
【請求項２】
前記第１の部分に対して固定された第３制御機構と前記第２の部分に対して固定された第３被制御機構との間で動作するように設計された第３機械的リンク機構（５Ａ、１７、５Ｂ）を特徴とし、前記第３機械的リンク機構は、前記第２ベアリングの半径方向外側に配置された第３ベアリング（１７）を備え、前記第３ベアリング（１７）は、前記軸（Ｘ）を中心として相対的に回転可能であり、前記第３制御機構及び前記第３被制御機構にそれぞれ接続された２つの部分を有する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１，２，３機械的リンク機構が、それぞれ、前記機械の相対的に回転可能な部分に固定された前記第１，２，３制御機構と前記第１，２，３被制御機構との間で動作することを特徴とする、請求項２に記載の制御装置を備えた機械。
【請求項４】
前記相対的に回転可能な部分のうちの第１の部分がステアリングステム（３）を構成し、前記相対的に回転可能な部分のうちの第２の部分が、ヘッドチューブ（２）を構成することを特徴とする、請求項３により構築される自転車。
【請求項５】
前記第１，２ベアリング（１５，１６）、または、前記第１，２，３ベアリング（１５、１６、１７）が、前輪フォーク（４）をハンドルバーに接続する前記ステアリングステム（３）を囲むことを特徴とする、請求項４に記載の自転車。
【請求項６】
前記第１，２ベアリング（１５，１６）、または、前記第１，２，３ベアリング（１５、１６、１７）が、前記ステアリングステム（３）が回転可能に取り付けられた前記ヘッドチューブ（２）内に囲まれることを特徴とする、請求項５に記載の自転車。
【請求項７】
前記第１，２，３被制御機構のいずれかがリアブレーキ又はギアであることを特徴とする、請求項４、５、又は６に記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある機械部分に固定された制御機構（ハンドルバー又は自転車の均等物であり得る）と、同じ機械の別の部分に固定された被制御機構との間で動作するように設計された機械的リンク機構であって、第２の部分は自転車のフレームであり得る、機械的リンク機構に関する。機械が自転車である場合、「制御機構」は通常、何等かの形態のレバーを含み、「被制御機構」は通常、ブレーキ又はギアである。
【背景技術】
【０００２】
自転車の前輪は、フレームに対して回転する必要があるため、リンク機構はこの回転移動に適合しなければならない。（特許文献１）には、シングルリアブレーキに対してこれを行うことができる一方法が記載されている。他の既知の技法は、ハンドルバー及び関連する部分のいくらかの回転を許すのに十分に撓むボーデンケーブルを使用するが、いくつかのいわゆる「フリースタイル」自転車で必要とされるような前輪支持体の無制限の回転に適合することができない。この問題に対処するために、（特許文献２）及び（特許文献３）に記載のように、ボーデンケーブルの２つの部分間の連結部を回転させる多くの提案がなされてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】仏国特許第５７１４０８号明細書
【特許文献２】米国特許第５９９２８６９号明細書
【特許文献３】英国特許第２３５１３２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これら既知の回転可能な連結部はすべて、自動車フレームの固定部分上で制御される単なる一機構でしかない。大半の自転車は少なくとも２つのこのような機構、例えば、リアブレーキ及びギア又はリアブレーキ及び２つのギアを有するため、これは深刻な問題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、第１の部分と、第１の部分に対して軸を中心として回転運動するように取り付けられた第２の部分とを有する機械のための制御装置であって、機械の第１の部分に対して固定された制御機構と機械の第２の部分に対して固定された被制御機構との間で動作するように設計された機械的リンク機構を備え、リンク機構は、軸を中心として相対的に回転可能であり、制御機構及び被制御機構にそれぞれ接続された２つの部分を有するベアリングを備え、機械の第１の部分に対して固定された第２の制御機構と機械の第２の部分に対して固定された第２の被制御機構との間で動作するように設計された第２のリンク機構を特徴とし、第２のリンク機構は、第１のベアリングの半径方向外側に配置された第２のベアリングを備え、第２のベアリングは、軸を中心として相対的に回転可能であり、第２の制御機構及び第２の被制御機構にそれぞれ接続された２つの部分を有する、制御装置が提供される。
【０００６】
ベアリングは軸に対して異なる半径方向位置に配置されるため、異なるリンク機構は互いに干渉せず、所望であれば、軸方向において過度の寸法を占有しないように、一方を他方の内部に配置することができる。好ましいように、上記機械が自転車であり、第１及び第２の部分のそれぞれが前輪フォーク及びフレームに対して固定される場合、これにより、リンク機構をステムの周囲に、且つフレームのヘッドチューブ内部に配置することが可能になる。
【０００７】
本発明を実施し得る一方法について、添付図面を参照して例としてこれより説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】前輪フォーク及びステムの部分を示す、本発明により構築された制御装置を有する自転車のヘッドチューブの斜視図である。
【図２】図１の軸Ｘ−Ｘ及び線ＩＩ−ＩＩを通る断面として部分的に示される図１のヘッドチューブの内部の斜視図である。
【図３】図２に示す部品の平面図であり、上部ベアリング支持体が取り外されて、内部支持シリンダが明らかになっており、他の内部部品はこの図には示されていない。
【図４】図３の内部支持シリンダのみの斜視図である。
【図５】図２ではあまり詳細には見えないリンクベアリングのうちの１つを通る詳細な軸方向断面である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず図１を参照すると、図示の自転車は、上部主要ベアリング組立体２Ａ及び下部主要ベアリング組立体２Ｂを担持するヘッドチューブ２を含むフレーム１を備える。ステアリングステム３がヘッドチューブを通り、軸Ｘ−Ｘを中心としてこれら主要ベアリング内で回転する。ステム３は、前輪フォーク４及びハンドルバー（図示せず）を担持する。
【００１０】
リアブレーキリンク機構が、ハンドルバーに取り付けられ、上部ボーデンケーブル７Ａに接続された手動制御機構（図示せず）を備える。これは、後述するリンク機構ベアリングを介して下部ボーデンケーブル７Ｂにリンクされ、下部ボーデンケーブル７Ｂは、自転車のリアブレーキ機構に繋がる。
【００１１】
ギアリンク機構が、これも又はンドルバーに取り付けられ、上部ボーデンケーブル６Ａに接続された手動制御機構（図示せず）を備える。これは、後述するリンク機構ベアリングを介して下部ボーデンケーブル６Ｂにリンクされ、下部ボーデンケーブル６Ｂはギア機構に繋がる。
【００１２】
第２のギアリンク機構が、これも又はンドルバーに取り付けられ、上部ボーデンケーブル５Ａに接続された手動制御機構（図示せず）を備える。これは、後述するリンク機構ベアリングを介して下部ボーデンケーブル５Ｂにリンクされ、下部ボーデンケーブル５Ｂは第２のギア機構に繋がる。
【００１３】
これより図２、図３、及び図４を参照すると、上部主要ベアリング２Ａは、上部ボーデンケーブル５Ａ、６Ａ、及び７Ａを受ける部分２Ｄを有し、部分２Ｄは円錐中央開口部を有し、上部主要ベアリング２Ａは、円錐中央開口部により、図示されていない圧縮嵌めによりステム３（図２には示されず）に把持される。ヘッドチューブの下部円錐ケース２Ｅが、下部ボーデンケーブル５Ｂ、６Ｂ、及び７Ｂ（６Ｂは図示せず）を受ける。部分２Ｄ及び２Ｅには、ヘッドチューブに対して同軸に、直径が徐々に増大する４つの円筒形ガイド８、９、１０、及び１１を配置するように機能する円形溝２Ｆ、リブ２Ｇ、及びリセス２Ｈが形成される。ガイド８及び１０は部分２Ｄに対して固定され、そのため、ハンドルバーと共に回転する一方で、ガイド９及び１１は部分２Ｅに固定され、そのため、自転車のヘッドチューブ及びフレームに対して固定される。ガイド１１はヘッドチューブ２内部にぴったりと嵌る。
【００１４】
円筒形支持体８、９、１０、及び１１は、それらの間に、内部で３つの軸方向管状ボールベアリング１５、１６、及び１７が案内される管状断面の３つの垂直チャネル１２、１３、及び１４を画定する。ベアリング１５、１６、及び１７はすべて、運動の両極端の中間にあるとき、同じ軸方向位置を有する。図２は、制御機構のうちの１つ又は複数を操作した結果、他のベアリングよりも低いベアリング１６を示す。これらベアリングはすべて、主に軸方向の力を伝達するように設計される。
【００１５】
図５は、例として、ベアリング１５及び直径以外は同様の他のベアリングを示す。このベアリング１５は、ケーブル７Ａに取り付けられ、円筒形外面にリセスが形成された上部リング１５Ａを有し、リセス内に、ボールレール１５Ｂが嵌る。部分１５Ａ及び１５Ｂはボアを有し、これらボアを通る３つのロールピン１５Ｃにより一緒にロックされて、ベアリングの上部を形成する。ベアリングは下部リング１５Ｄも有し、下部リング１５Ｄはケーブル７Ｂに取り付けられ、内面にリセスが形成され、リセス内にボールレース１５Ｅが嵌る。部分１５Ｄ及び部分１５Ｅは、３つのロールピン１５Ｆにより一緒にロックされて、ベアリングの下部を形成する。ボール１５Ｇはレース１５Ｂと１５Ｅとの間に保持され、座金１５Ｈが、上部１５Ｂと下部１５Ｄとの間に嵌り、ベアリングを通して圧縮力を伝達する。
【００１６】
ロールピン１５Ｃは、リング１５Ａの内面からガイド円筒形８内の３つそれぞれのスロット８Ａ内に内側に突出する。ガイド円筒形８はハンドルバーに対して固定されるため、これにより、部分１５Ａ及び１５Ｂを備えるベアリング１５の上半分が、ハンドルバーと共に回転し、空間１２内でぶつからないことが保証される。
【００１７】
ロールピン１５Ｆは、リング１５Ｄの外面からガイド円筒形９内の３つそれぞれのスロット９Ａ内に外側に突出する。ガイド円筒形９はフレームに対して固定されるため、これにより、部分１５Ｄ及び１５Ｅを含むベアリング１５の下半分がフレームに対して回転せず、空間１２内でぶつからないことが保証される。
【００１８】
ベアリング１６及び１７の構造並びにベアリング１６及び１７が空間１３及び１４内でぶつからずに案内される方法は、ベアリング１５と同様である。唯一の違いはベアリングの直径並びにどのロールピンが内側及び外側に突出するかの選択であり、これは常に、下部ベアリング部分（制御されるブレーキ又はギアに接続される）が、フレームに対して固定されたシリンダのスロット内に突出するピンを有する一方で、上部ベアリング部分（手動で操作可能な制御機構に接続される）が、ステアリングステムに対して固定されたシリンダのスロット内に突出するように選択される。内側及び外側のシリンダ８及び１１が、ベアリング１５及び１７のそれぞれの上部及び上部のピンを受ける３つのみのスロットを必要とする一方で、中間シリンダ９は、ベアリング１５及び１６の下部を案内する６つのスロットを必要とし、中間シリンダ１０も同様に、ベアリング１６及び１７の上部を案内する６つのスロットを必要とすることに留意する。
【００１９】
動作に際して、張力がブレーキケーブル７Ａに加えられると、ベアリング部分１５Ａが、チャネル１２の壁及び対応するスロット８Ａ内のピン１５Ｃの動作により案内されて、持ち上げられ、ピン１５Ｃの動作により、ピン１５Ｃがない場合には部分１５の摩擦のない回転に干渉する任意の砂埃又は他の不要な物質又は影響が存在する場合であっても、軸方向移動を許しながら、部分１５Ａがハンドルバーと共に回転することが制限される。換言すれば、ハンドルバーに対する部分１５Ａの回転は、スロット８Ａにより回避される。この動作により、ハンドルバーの回転中にボーデンケーブル７Ａの撓みがない。この回転防止動作がなければ発生し得るこの撓みは、ベアリングの傾斜、結果としてのチャネル１２内のベアリング１５の詰まり又は衝突を発生させる力を加えるという影響を有し得る。これにより、ブレーキを不注意で操作してしまうことも回避される。
【００２０】
ベアリング部分１５Ａ及び１５Ｂの上方移動により、部分１５Ｅ及び１５Ｄもチャネル１２内で上昇し、ボーデンケーブル７Ｂに張力をかけ、それにより、リアブレーキを動作させる。スロット９Ａ内のピン１５Ｆの動作により、ピン１５Ｆの動作がなければ部分１５Ｄの摩擦なしの回転に干渉する任意の砂埃又は他の不要な物質又は影響が存在する場合であっても、部分１５Ｄがフレームに対して回転することが防止される。この動作により、ハンドルバーの回転中にボーデンケーブル７Ｂの撓みがない。この回転防止動作がなければ発生し得るこの撓みは、ベアリングの傾斜、結果としてのチャネル１２内のベアリングの詰まり又は衝突を発生させる力を加えるという影響を有し得る。この動作は、ハンドルバーの回転により、不注意にブレーキを操作してしまう危険性も回避する。
【００２１】
両組のギアの動作は、リアブレーキシステムについて説明した原理と同じ原理に従う。
【００２２】
ベアリングは、無制限の回転を可能にするため、ハンドルバーの完全な３６０度ターンを実行することが可能である。この操作中、ボーデンケーブル５Ａ、６Ａ、及び７Ａは、ハンドルバーに対して完全に移動しない状態を保つ一方で、ケーブル５Ｂ、６Ｂ、及び７Ｂはフレームに対して移動しない状態を保ち、ケーブルが詰まる、又は不利に撓む危険性をなくす。ケーブルの撓みが発生しないため、代替の構築では、ボーデンケーブルに代えて、機械式、電気機械式、水圧又は油圧式部品を含み得る撓まない連結部を利用することが可能である。
【００２３】
本発明について、特に自転車に関連して説明したが、同じ原理は、２つ以上の機械的制御リンク機構を２つの相対的に回転する部分間を通す必要があるロボット機械及び農業機械を含む他の機械でも同等に使用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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