(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車のハンドルに対して固定可能の固定部材と、
前記固定部材に対して、前記ハンドルの先端領域の長手方向に沿う第１軸芯周りで一方方向と他方方向に回動可能の操作部と、
変速用ケーブルを引き戻し操作するために前記操作部の回動に伴って前記第１軸芯周りで回動可能の巻き取り体を有する自転車用変速操作装置において、
前記操作部と前記巻き取り体の間には、前記巻き取り体と前記第１軸芯周りで一体回転し、かつ、前記固定部材材に対して係合している係合位置と、係合が解除されている非係合位置の間で前記第１軸芯方向の相対移動が可能の中間体が設けられ、前記操作部は、前記一方方向に回転した際に前記中間体との接当により前記中間体を前記一方方向に駆動する駆動面を有し、
前記中間体は、前記固定部材に対して接当する事により、前記中間体の前記一方方向の回転を前記中間体の前記非係合位置への変位に変換する第１カム面と、前記中間体が係合位置にある際に前記固定部材材に対して接当することにより前記中間体の前記第１軸芯周りの回転を阻止する位置保持面を有することを特徴とする自転車用変速操作装置。
【請求項２】
前記中間体は前記操作部の前記他方方向への回転を前記中間体の前記非係合位置への変位に変換する第２カム面を有する請求項１に記載の自転車用変速操作装置。
【請求項３】
前記第１カム面と前記第２カム面は前記第１軸芯に対して垂直に延びる同一面上に設けられており、前記第１軸芯に対する径方向にずれた状態でそれぞれ円弧状に設けられている請求項１または２に記載の自転車用変速操作装置。
【請求項４】
前記操作部の前記駆動面と前記中間体の位置保持面はいずれも前記第１軸芯方向に延びている請求項３に記載の自転車用変速操作装置。
【請求項５】
前記操作部の前記駆動面の前記第１軸芯方向の高さは、前記位置保持面の前記第１軸芯方向の高さより高い請求項１から４のいずれか１項に記載の自転車用変速操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車用変速装置のためのグリップタイプの操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハンドル先端付近に、ハンドル先端の長手方向に延びる軸周りで回転自在の操作部により変速操作用ケーブルの巻き取り体を巻き取りあるいは巻き戻し操作したりするものはあった。このように巻き取り操作した後、巻き取り体を選択された変速段に対応する位置で位置決めを行う必要がある。
この位置決めの方法として単に摩擦抵抗を利用した方法や、特開平３−１７６２９０に開示されるような、固定部材側に変速段位置に凹部があり、これに操作部材側の凸部が係止して位置保持する方法や、ワンウエイラチェット機構を備えたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この様な摩擦抵抗や、凹部と凸部の係合を利用した位置決め機構等では、巻き取り体の選択された変速段に対応する位置での位置決めを確実に行うために係合力を大きくする必要があるが、これでは操作に必要な力も大きなものが必要となる。
又、ラチェット機構などでは部品点数が多くなったり、金属部品を多く利用する必要があり、コスト的にも改善の余地があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明による自転車用変速操作装置では、操作部と巻き取り体の間には、前記巻き取り体と前記第１軸芯周りで一体回転し、かつ、前記固定部材に対して係合している係合位置と、係合が解除されている非係合位置の間で前記第１軸芯方向の相対移動が可能の中間体が設けられ、前記操作部は、前記一方方向に回転した際に前記中間体との接当により前記中間体を前記一方方向に駆動する駆動面を有し、前記中間体は、前記固定部に対して接当する事により、前記中間体の前記一方方向の回転を前記中間体の前記非係合位置への変位に変換する第１カム面と、前記中間体が係合位置にある際に前記固定部材に対して接当することにより前記中間体の前記第１軸芯周りの回転を阻止する複数の位置保持面を有する自転車用変速操作装置を提供する。
【０００５】
上記の構造であると、巻き取り体と一体回転する中間体が固定部材に接当する事により、中間体を介した巻き取り体の固定部材に対する確実な固定が可能となり、操作部の一方方向への回動をこの中間体の固定部材に対する係合を解除する方向に変換する第１カム面によりこの固定の容易な解除が可能である。
また、本発明の好適実施例において、前記中間体に前記操作部の前記他方方向への回転を前記中間体の前記非係合位置への変位に変換する第２カム面を設けることが好ましい。この様に構成することにより、前記操作部の他方方向への回動によっても、巻き取り体の固定部材に対する位置決めが解除され、多方向への変速も同様に行うことが可能になる。
【０００６】
また、本発明の好適実施例において、前記第１カム面と前記第２カム面を前記第１軸芯に対して垂直に延びる同一面上に設け、前記第１軸芯に対する径方向にずれた状態でそれぞれ円弧状に設けることが好ましい。この様にすると、中間体をコンパクト化することが可能で、変速操作装置全体を小型化することが可能である。
また、好適には前記操作部の前記駆動面と前記中間体の位置保持面をいずれも前記第１軸芯方向に延びるように構成することにより、第１軸芯に対する周方向の力に対して一番効率的に対応できるような面が形成できて、中間体の固定部材に対する位置保持と、操作部の中間体に対する駆動が確実なものとなる。
【０００７】
又、好適実施例により前記操作部の前記駆動面の前記第１軸芯方向の高さを、前記位置保持面の前記第１軸芯方向の高さより高くすることにより、操作部を第１軸芯周りで回転操作し、中間体を第１軸芯方向へ変位させた際、中間体の操作部に対する係合を解除することなく中間体の固定部材に対する係合を解除することができる。この事により、操作部は常に中間体を介して巻き取り体と一体的に回転し、固定部材に対して、異なる位置に固定することが可能になる。
本発明によるその他の特徴と利点は以下図面を用いた発明の実施の形態の説明で明らかになるであろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１では、本発明による自転車用変速操作装置が備えられているマウンテンバイク１が示されている。この自転車には前輪２、後輪３、ペダル４、後輪３に設けられたスプロケット群７のいずれかにチェン５を掛け替えるためのディレーラ６、ブレーキ機構９等が備えられている。ハンドルに８取り付けられたグリップタイプの変速操作装置１０が変速用ケーブル１１を介してディレーラ６を操作する。
本明細書では、前方向、後ろ方向、横方向などの方向を示す表現が使われるが、これは自転車に対する方向である。従って、例えば、右方向は、ライダーが座席に座った状態での右方向である。
【０００９】
図１に示されるとおり、典型的なマウンテンバイクではハンドル８は自転車１の横方向に延びるが、本発明による装置は、ハンドル８の先端に設けられる変速操作装置１０に関するものであり、ハンドル自体の形状には限定されない。しかし、ハンドル８の先端は、長筒形状を有しているため、長手方向は明確に定義される。
図２に示されるとおり、ハンドルの先端に取り付けられた変速用操作部である操作部１６をハンドル８の長手方向に沿った第１軸芯Ｘ周りで回転させることにより、変速用ケーブル１１を引き操作或いは緩め操作することによりディレーラ６を操作するのである。尚本実施例の変速装置では７段変速が可能である。
図３で示されるとおり、変速用ケーブル１１を巻き取る巻き取り体１８は第１軸芯Ｘ周りで回転するのであるが、偏向用プーリ２１によりケーブル１１が変速操作装置１０の外では、ハンドル８に沿って延びるようにケーブル１１の延びる方向が変更される。この偏向用プーリ２１はブレーキ装置９のブレーキアーム９ａを支持するブラケット部９ｂに取り付けられてあり、第１軸芯とは直角の第２軸芯Ｙ周りで回転可能である。従って、変速用ケーブル１１の巻き取り体１８に巻かれている部分は、第１軸芯Ｘに対して垂直面内に位置しているが、変速操作装置１０の外の部分は第１軸芯に沿って延びている。
【００１０】
次に、変速操作装置１０の構造について詳しく説明する。
自転車ハンドル８の右端部分に取り付けられ、リアディレーラ６を操作する変速操作装置１０に対して説明するが、同様の変速操作装置をハンドルの左端に設けることもできる。
この変速操作装置１０は、ハンドルに対し相対回転ができない状態で取り付けられた固定部材１５と、この固定部材上で、第１軸芯Ｘ周りで回転可能の変速用操作部であるグリップ部１６と、固定部材１５と操作部１６の両方に対してギヤ係合し、第１軸芯Ｘ周りで回転可能であると共に、第１軸芯に沿って移動可能であるアイドラーと呼ばれる中間体１７と、この中間体と常にギヤ係合し、従って一体回動可能の巻き取り体１８等を備えている。
【００１１】
次に変速操作装置１０の各部材について図３と図４を参照して説明する。
固定部材１５は、好適には樹脂製であり、全体的にはハンドル８の外周にフィットする長筒形状を有している。筒状胴部１５ａの右端部には操作部１６と接当する事により操作部１６の右方向の移動を規制するための規制突起１５ｂが設けられている。
この規制突起１５ｂとは反対側で、中間体１７と接当する部分には大径部分１５ｃが設けられ、この大径部分１５ｃの第１軸芯Ｘとは垂直で、中間体１７と対向する面１５ｓには固定部材ギヤ部１５１が設けられている。この第１軸芯Ｘとは垂直で中間体１７に対向する面１５ｓを固定部材の基準面１５ｓと呼ぶ。固定部材ギヤ部１５１は固定部材１５の基準面１５ｓより第１軸芯方向に延びる複数のギヤ歯を有し、このギヤ歯の基準面１５ｓよりの高さは１５ｈで示されている。
中径筒状部１５ｄがこの大径部分１５ｃより更に中間体１７の方向に延びており、中間体１７の内径面１７ａと接当支持する面を形成している。この中径筒状部１５ｄの外径は、筒状胴部１５ａの外径より大きく、大径部分１５ｃの外径より小さい。
【００１２】
グリップ部である操作部１６は、上述された固定部材１５に外嵌し、固定部材１５に対して第１軸芯方向には移動不可能に、かつ、第１軸芯周りでは回転可能に支持されている。この操作部１６は全体的には筒状の形状を有しており、中間体１７と対向する部分には胴部１６ａより外径が大きい大径部分１６ｂを有する。この大径部分６ｂの中間体１７と対向する基準面１６ｓにはギヤ部１６０が設けられている。このギヤ部１６０は操作部１６の基準面１６ｓより第１軸芯方向に延びる複数のギヤ歯を有し、このギヤ歯の基準面１６ｓよりの高さは１６０ｈで表される。
次に、アイドラーと呼ばれる中間体１７について説明する。この中間体１７は全体的に環状をしており、この内径面１７ａは固定部材１５の中径筒状部１５ｄに対してスライド可能な状態で外嵌している。この中間体１７の第１軸方向の幅は固定部材１５の中径筒状部１５ｄの第１軸方向の幅より小さく、第１軸方向に変位可能であり、且つ、第１軸周りで回転可能である。図３に示される巻き取り体１８と中間体１７の間に配置される板バネ２０により中間体１７は操作体１６の方向に付勢されている。この中間体１７の操作部１６に対向する面には固定部材１５のギヤ部１５１と係合する中間体第１ギヤ部１７０と操作部１６のギヤ部１６０とギヤ係合する中間体第２ギヤ部１７１が備えられている。図４で示されるとおり、第１ギヤ部１７０は、第２ギヤ部１７１より径方向内径側に設けられている。
中間体１７の巻き取り体と対向する側の周部１７ｂの内面には巻き取り体１８と係合するセレーション１７２が設けられている。このセレーション１７２は第１軸芯方向に延びており、その長さは１７２ｈで示されている。
【００１３】
第１と第２ギヤ部１７０と１７１は、各々、第１軸芯とは垂直で、操作部１６と対向する基準面１７ｓより操作部１６の方向に、第１軸芯に沿って延びているギヤ歯を有する。操作部１６のギヤ部１６０と係合する中間体第２ギヤ部１７１のギヤ歯の歯丈１７１ｈは、固定部材１５のギヤ部１５１と係合する中間体第２ギヤ部のギヤ歯の歯丈１７０ｈより大きい。
図５（ａ）では操作部１６のギヤ部１６０と対向する中間体第２ギヤ部１７１の断面が、又、図５（ｂ）では固定部材１５のギヤ部１５１と対向する中間体第１ギヤ部１７０の断面が模式的に示されている。
図５（ａ）と図５（ｂ）で明らかな通り、これらギヤ部のギヤ歯は各々第１軸芯Ｘに沿った方向に延びる面と、第１軸芯Ｘに対して傾斜した面を有する。即ち、中間体第１ギヤ部１７０のギヤ歯には第１軸芯Ｘに沿った方向に延びる位置保持面１７０ａが備えられ、この面が、固定部材１５のギヤ部１５１の対応する面１５１ａと接当する。更に、第１軸芯Ｘに対して傾斜した第１カム面１７０ｂが中間体第１ギヤ部１７０のギヤ歯に備えられ、この面が固定部材の１５１ｂに対して接当する。
【００１４】
又、中間体第２ギヤ部１７１のギヤ歯には第１軸芯Ｘに沿って延びた面１７１ａと第１軸芯Ｘに対して傾斜した第２カム面１７１ｂが設けられている。この中間体第２ギヤ部１７１に対向する操作部１６のギヤ部１６０のギヤ歯には中間体を回転駆動するための、第１軸芯に沿って延びた駆動面１６０ａと、第２カム面１７１ｂと対応する面１６０ｂが備えられている。
尚、固定部材のギヤ歯、中間部材のギヤ歯、操作部のギヤ歯の歯長Ｗは全て変速段を一段分変速するに必要な変位と同じ長さに設定されている。
次に巻き取り体の形状を説明する。
図３に示されるとおり、巻き取り体の一番内径側の一部は固定部材１５に外嵌しており、外周部には中間体１７のセレーション１７２に対してギヤ係合する歯１８１が備えられている。この歯１８１の第１軸芯方向の幅は、中間体１７のセレーション１８２の第１軸芯方向の幅より小さく、中間体１７が第１軸芯に沿って変位しても、中間体１７と巻き取り体１８のギヤ係合が保持されるようになっている。
外周部のすぐ内径側で、巻き取り体の偏向用プーリ２１に対向する面には偏向用プーリ２１とギヤ係合するためのセレーション１８２が設けられている。巻き取り体１８の大径部１８ａと基部１８ｂの間には肩部１８ｃが形成されており、この肩部１８ｃにおいて変速用ケーブル１１のインナーワイヤ１１ａが巻き取られる。図３に示される１８ｄはインナーワイヤ１１ａの先端を巻き取り体１８に連結する連結部である。
【００１５】
次に、図３を用いて偏向用プーリ２１の構造を説明する。
偏向用プーリ２１はブレーキ装置のブラケット９ｂに対して第２軸芯周りで回転可能に固定ネジ２２により保持されている。この第２軸芯は第１軸芯に対して直角である。インナーワイヤ１１ａの巻き取り体１８に巻き取られた部分は第１軸芯とは垂直の面に位置するが、偏向用プーリ２１により、このインナーワイヤ１１ａの変速操作装置の外の部分をハンドルの長手方向に延ばすことができる。
偏向用プーリ２１は全体的に円盤状をしており、この周部には巻き取り体のセレーション１８２と係合する係合歯２１ａが設けられている。又、この周部よりすぐ内径側に、第２軸芯方向に延びる肩部２１ｂが形成されており、この肩部２１ｂにインナーワイヤ２１ｂが周接するのである。
この偏向用プーリ２１には変速段を表示する表示部が設けられている。この表示部は図２に示されるとおり、偏向用プーリ２１の側面に書かれた変速段を表す数字であり、これが固定部２３に備えられたカバー２５に設けられた窓より見ることができる。この窓と、変速段を示す数字は変速段に対応する数字を表示できるように位置調整がなされている。
【００１６】
次に図６と図７を参照して本発明による変速操作装置、特に中間体１７と固定部１５と操作部のそれぞれのギヤ部で構成されるクラッチの部分に焦点を当てて実際の動きを説明する。ただし簡単のために図６と７ではギヤ歯の形状を簡略化して図示している。
図６では操作部１６を巻き取り方向に操作する際にこれらの部分が移動する様子を図６（ａ）から（ｄ）の順に示されている。
先ず、操作部１６を、巻き取り体１８の巻き取り方向に対応する一方方向（図６中矢印Ｄ１で示される方向）に回転させると、操作部部１６のギヤ部１６０の駆動面１６０ａが中間体１７の第２ギヤ部１７１の面１７１と接当し中間体１７を第１軸芯Ｘ周りに回転する。そうすると、中間体１７の第１ギヤ部１７０と第２ギヤ部１７１は一体的に形成されているため、第１ギヤ部１７０が、固定部材１５１に対して移動する。
【００１７】
図６（ｂ）と（ｃ）で示されるとおり、第１ギヤ部の第１カム面１７０ｂにより、巻き取り体１８の巻き取り方向への回動と共に、中間体１７０が第１軸方向に変位する。そして、更に操作部１６０を巻き取り方向に回転すると、図６（ｄ）に示されるとおり中間体１７の第１ギヤ部のギヤ歯は固定部材１５のギヤ歯を乗り越え、中間体１７が、固定部材１５に対し１変速段分ｗ移動した位置で再び固定部材１５に対し係止された状態になる。このとき中間体１７の位置保持面１７０ａがこれに対応する固定部材１５の面１５１ａと接当して中間体１７が固定部材１５に対して位置保持される。
この際、中間体第２ギヤ部１７１と操作部１６のギヤ部１６０の係合部分においては、中間体第２ギヤ部１７１の歯丈１７１ｈが、中間体第１ギヤ部１７０のギヤ歯の歯丈１７０ｈよりも高いため、中間体第１ギヤ部１７０のギヤ歯が固定部材１５のギヤ歯を乗り越えても、中間体第２ギヤ部１７１のギヤ歯は操作部１６のギヤ部１６０の歯を乗り越えず、同じ歯同士で係止している。すなわち、中間体１７の操作部１６に対する相対位置は操作部１６の操作以前と変化はない。
【００１８】
中間体１７は巻き取り体１８と常に係合しているため、巻き取り体１８は中間体１７とともに固定部材１５に対して１変速段分ｗ移動する。
次に操作部１６を巻き取り方向と反対方向の巻き戻し方向へ回転操作した際の、固定部材１５に対する中間体１７と巻き取り体１８の移動について図７を参照して説明する。
図７では操作部１６を巻き取り方向に操作する際にこれらの部分が移動する様子を図６（ａ）から（ｄ）の順に示されている。
操作部１６を図７においてＤ２で示される上記の一方方向とは逆の方向へ回動すると、中間体１７の第２ギヤ部に設けられた第２カム面１７１ｂがこれに対応する操作部のギヤ部１６０と摺動し、操作部１６がＤ２の方向へ変位すると共に、中間体１７は第１軸芯方向に沿って操作部１６より離れる方向へ移動する。この際、中間体１７の位置保持面１７０ａは固定部材１５の対応する１５１ａと係止しているため、位置保持面１７０ａは固定部材１５の対応する面１５１ａに対してスライドするのみであり、従って、中間部材１７はこの時点では第１軸芯周りの回転変位はしない。更に操作部１６をＤ２で示される方向に回転すると、中間体第１ギヤ部１７０のギヤ歯の歯丈１７０ｈが中間体第２ギヤ部１７１の歯丈１７１ｈよりも低いため、図７ｃで示されるとおり、中間体第１ギヤ部１７０のギヤ歯が、これに対応する固定部材１５のギヤ歯を乗り越える。この際、中間体１７は巻き取り体１８を介して、巻き戻し方向（Ｄ２で示される方向）へ付勢されているため、図７ｄで示されるとおり中間体１７は、固定部材１５に対し一変速段分（ｗ）巻き戻し方向へ移動する。この際、中間体第２ギヤ部１７１は操作部１６のギヤ部１６０に対し、一旦は離れる方向へ移動するが、中間体第１ギヤ部１７０のギヤ歯が固定部材１５のギヤ歯を乗り越えた際、再度同じ歯と係合する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変速操作装置を備えた自転車の斜視図
【図２】本発明による変速操作装置の斜視図
【図３】本発明による変速操作装置の重要部分を示す断面図
【図４】本発明による変速操作装置の重要部分の位置関係を示す一部断面図
【図５】中間部と固定部材と操作部のそれぞれのギヤ部の形状を示す断面図
【図６】図５に示されたギヤ部の巻き取り時における動きを示す断面図
【図７】図５に示されたギヤ部の巻き戻し時における動きを示す断面図
【符号の説明】
８              ハンドル
９ｂ            ブレーキブラケット
１０            変速操作装置
１１            変速操作用ケーブル
１１ａ          インナーケーブル
１５            固定部材
１６            操作部
１７            中間部
１８            巻き取り体
２１            回転体
【図１】
0003678496.tif 000002
【図２】
0003678496.tif 000003
【図３】
0003678496.tif 000004
【図４】
0003678496.tif 000005
【図５】
0003678496.tif 000006
【図６】
0003678496.tif 000007
【図７】
0003678496.tif 000008