(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速ケーブルを介して変速装置を操作するため、
前記変速ケーブルを巻き取るために軸芯(X)回りに回転可能な巻取体(10)と、  前記巻取体(10)を一方方向に回転させるために前記軸芯(X)方向に変位操作される操作手段とを備えた自転車用変速操作装置において、
前記操作手段は、前記軸芯(X)方向に第１位置と第２位置との間で変位可能でかつ前記軸芯(X)回りに変位可能なアイドラー(30)と、前記アイドラー(30)と連動して前記軸芯(X)方向に変位可能なスライド操作体(20)とから構成され、かつ  前記アイドラー(30)の第１位置において前記アイドラー(30)と前記巻取体(10)を係合させるとともに第２位置において離脱させるため前記巻取体(10)とアイドラー(30)との間に噛み合い手段(40)が形成され、前記アイドラー(30)の第２位置において前記スライド操作体(20)の軸芯(X)方向の変位を前記アイドラー(30)の前記軸芯(X)回りの変位に変換するため前記スライド操作体(20)と前記アイドラー(30)との間にカム手段(50)が形成されている自転車用変速操作装置。
【請求項２】
前記巻取体(10)と前記スライド操作体(20)と前記アイドラー(30)はリング体として構成されており、前記巻取体(10)と前記スライド操作体(20)と前記アイドラー(30)は前記軸芯(X)に対して同芯配置されている請求項１に記載の自転車用変速操作装置。
【請求項３】
前記巻取体(10)と前記アイドラー(30)との離脱状態において前記巻取体(10)の回転を防止する巻取体保持手段(60)が設けられている請求項１又は２に記載の自転車用変速操作装置。
【請求項４】
前記巻取体保持手段(60)は、前記巻取体(10)の内周面に形成されたインナースプライン部(11)と前記スライド操作体(20)の外周面に形成されたアウタースプライン部(21)とから構成されている請求項３に記載の自転車用変速操作装置。
【請求項５】
前記カム手段(50)は前記スライド操作体(20)に周方向に並んで形成された複数の傾斜カム面(22)と前記傾斜カム面(22)に適合するように前記アイドラー(30)に周方向に並んで形成された複数の傾斜カムフォロア面(32)とから構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の自転車用変速操作装置。
【請求項６】
前記噛み合い手段(40)は前記巻取体(10)に周方向に並んで形成された複数の係合歯部(12)と前記アイドラー(30)に周方向に並んで形成された複数の被係合歯部(31)とから構成されており、前記係合・被係合歯部は前記巻取体(10)の前記変速ケーブル巻取り方向の回転変位が前記第１位置における前記アイドラー(30)を前記第２位置の方へ変位させるように形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の自転車用変速操作装置。
【請求項７】
前記巻取体(10)と前記スライド操作体(20)と前記アイドラー(30)は共通の筒軸体(70)に支持されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の自転車用変速操作装置。
【請求項８】
前記アイドラー(30)を前記第１位置に付勢する付勢手段(4)が備えられている請求項１〜７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、変速ケーブルを介して変速装置を操作する自転車用変速操作装置に関し、この変速操作装置は、前記変速ケーブルを巻き取るために軸芯回りに回転可能な巻取体と、前記巻取体を一方方向に回転させるために前記軸芯方向に変位操作される操作手段とを備えている。
【０００２】
【従来の技術】
上述した形態に類似する自転車用変速操作装置としては、例えば特開平２ー２７０６９３に示されたような巻取体の回転軸芯回りに回転操作される操作レバーによって巻取体を回転させる構造をもつものがある。この装置では、増速・減速の両変速操作は揺動式の操作レバーで行われる。これとは異なり、巻取体の回転軸芯に沿ってスライド操作される操作手段によって巻取体を一方方向に回転させる構造を採用しているものもある。このような構造をもつ変速操作装置は、特開昭６１ー２２２８８９から知られており、これによれば、リング体として形成された巻取体の両端面の外縁領域にはそれぞれ変速位置を決定するラチェット歯と一時的に巻取体の位置保持を行う切り欠き部が形成されており、このラチェット歯と切り欠き部の一部を挟み込むように配置された上側ラチェットと下側ラチェットを設けた操作手段が巻取体の回転軸芯に沿ってスライド可能に備えられている。この巻取体の変速時の一方方向の回転は揺動式の操作レバーによって行われるが、巻取体の変速時の他方方向への回転は、操作手段を押し下げることにより上側ラチェットを切り欠き部内に侵入させるとともに下側ラチェットを変速位置決め用ラチェットから外し、リターンバネによる作用により上側ラチェットが切り欠き部のストッパ壁に接当するまで巻取体を戻し回転させ、その後操作手段の上昇移動により下側ラチェットを変速位置決め用ラチェット歯に侵入させるとともに上側ラチェットを切り欠き部内から退避させることで実現する。
【０００３】
このような従来の変速操作装置では、操作手段の上側ラチェットと下側ラチェットとは同一の部材に設けられているためそれらの位置関係は固定されることとなり、一時的な巻取体の位置保持のための噛み合いとその解除及び変速位置決めのための噛み合いとその解除のタイミングが必ずしも満足できるものではなく、そのことはスムーズな変速操作プロセスに対してマイナスの要因となっている。
【０００４】
さらに、上述の操作手段は上側ラチェットと下側ラチェットとが巻取体の径方向外方から挟み込むような形態を採用しているため、変速操作装置全体の構造は、巻取体の回転軸芯から局部的に側方に突き出すような形となり、デザイン的にも取付の自由度に関しても問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、巻取体の少なくとも一方方向の回転を巻取体の回転軸芯方向の操作変位によって実現する構造をもった変速操作装置において、巻取体の位置を一時的に保持しながら次の変速段に対応する位置へ巻取体を回転させる一連の変速操作プロセスがスムーズに行われる構造を提供することである。
【０００６】
本発明のもう１つの課題は、巻取体の側方に局部的に突出する部材がないような構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明による自転車用変速操作装置は、変速ケーブルを巻き取るために軸芯回りに回転可能な巻取体を一方方向に回転させるために前記軸芯方向に変位操作される操作手段が、前記軸芯方向に第１位置と第２位置との間で変位可能でかつ前記軸芯回りに変位可能なアイドラーと、前記アイドラーと連動して前記軸芯方向に変位可能なスライド操作体とから構成され、かつ
【０００８】
前記アイドラーの第１位置において前記アイドラーと前記巻取体を係合させるとともに第２位置において離脱させるため前記巻取体とアイドラーとの間に噛み合い手段が形成され、前記アイドラーの第２位置において前記スライド操作体の軸芯方向の変位を前記アイドラーの前記軸芯回りの変位に変換するため前記スライド操作体と前記アイドラーとの間にカム手段が形成されている。
【０００９】
〔作用〕
上記変速操作装置によれば、操作手段は軸芯に沿ってスライド操作されるスライド操作体と、噛み合い手段を介して巻取体と係合・離脱可能なアイドラーとの２分割に構成されており、スライド操作体による軸方向に沿った変位により第２位置に移動したアイドラーは巻取体から離脱し、さらにスライド操作体の軸方向変位をアイドラーの回転変位へ変換するカム手段の作用によりこのアイドラーは次の変速位置に対応する巻取体との噛み合い領域に前記軸芯回りに回転させられ、続いて巻取体とアイドラーとが完全に噛み合い結合するまで相対回転することにより巻取体は新しい変速段位置となる。
【００１０】
〔効果〕
上述した操作手段の２分割構成により、巻取体との噛み合いの離脱のための軸方向変位、次の変速段に対応する領域への回転変位、そして巻取体との再噛み合いのための逆の軸方向変位といった変速操作プロセスが正確かつスムーズに行われる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施態様に１つとして、図１から明らかなように、前記巻取体１０と前記スライド操作体２０と前記アイドラー３０はリング体として構成されており、前記巻取体１０と前記スライド操作体２０と前記アイドラー３０は前記軸芯Ｘに対して同芯配置されているものがある。この構成によれば、巻取体１０とスライド操作体２０とアイドラー３０は、共通の、例えば筒軸体７０に外嵌支持されることができ、変速操作装置全体の構成が簡単でかつ組立易いものとなる。
【００１２】
前記巻取体１０と前記アイドラー３０との離脱状態において前記巻取体１０が、例えば対象となる変速装置等のリターンバネ等の作用で一気に回転してしまうことを防止するため巻取体保持手段６０を設けることが好ましいが、この巻取体保持手段６０は、図７と９に示すように前記巻取体１０の内周面に形成されたインナースプライン部１１とスライド操作体２０の外周面に形成されたアウタースプライン部２１とから構成することができる。図９で示されたスライド操作体２０の形態では、そのアウタースプライン部２１は８個の歯を備えており、周方向に４５度のピッチで分布している。図７で示された巻取体１０の形態では、そのインナースプライン部１１は２４個の歯もしくは凹部を備えており、周方向に１５度のピッチで分布している。スライド操作体２０は筒軸体７０の外周面に設けられたスプライン部７１（図１１）に噛み合う溝つまりインナースプライン部２３を設けており、軸方向には移動可能であるが筒軸体７０回りの回転は不能となっている。さらに巻取体１０の筒軸体７０回りの回転は、後で説明するアイドラー３０の作用により所定のピッチ、ここでは１５度単位となるように限定されている。従って、前記巻取体１０のインナースプライン部１１とスライド操作体２０のアウタースプライン部２１は、スライド操作体２０が前記巻取体１０とアイドラー３０との係合を離脱させるため前記巻取体１０のインナースプライン部１１に向かって軸方向移動する際常に噛み合うように位置することになる。
【００１３】
前記噛み合い手段４０は、図８に示すように前記巻取体１０の軸芯Ｘに垂直な面に周方向に並んで形成された２４個の係合歯部１２と、図１０に示すように前記アイドラー３０の軸芯Ｘに垂直な面に周方向に並んで形成された２４個の被係合歯部３１とから構成されており、この係合・被係合歯部は、図２（ロ）と図８と図１０の組み合わせからから良く理解できるように、手動操作体によって与えられた巻取体１０の変速ケーブル巻取り方向の回転変位が前記第１位置におけるアイドラー３０を前記第２位置の方へ変位させるような傾斜面１２ａと３１ａを形成している。つまり、巻取体１０を巻取方向に回転操作する際はその回転力は係合歯部１２の傾斜面１２ａからアイドラー３０の被係合歯部の傾斜面３１ａに伝達され、アイドラー３０を第２位置の方へ押しやり、噛み合い手段４０により連結を解除する。アイドラー３０は好ましくはリングばね４によって第１位置に付勢するように構成すると、巻取体１０の巻取方向への回転操作は、１５度単位でクリック感を伴いながら行われる。
【００１４】
前記カム手段５０は、図２（ロ）と図９と図１０の組み合わせからから良く理解できるように、前記スライド操作体２０のアイドラー３０側端部の外周面に周方向に並んで形成された、ここでは１２個の傾斜カム面２２とこの傾斜カム面に適合するように前記アイドラー３０のスライド操作体２０側の内周面に周方向に並んで形成された、ここでは１２個の傾斜カムフォロア面３２とから構成されている。この両傾斜面の形状は、前記アイドラー３０を前記第２位置の方に移動操作することで傾斜カム面２２と接当した傾斜カムフォロア面３２を介してさらに前記アイドラー３０を前記第２位置まで移動させ、さらなる前記スライド操作体２０の移動操作は軸方向停止位置にあるアイドラー３０を巻取方向に回転させるように設定されている。アイドラー３０のこの回転により、前記巻取体１０の係合歯部１２は前記アイドラー３０の次の被係合歯部３１の領域と対応する位置にくる。次に、スライド操作体２０を前記第１位置の方へ戻すと、巻取体３０は巻き戻し方向に、係合歯部１２と次の被係合歯部３１とが噛み合うまで回転する。巻取体３０この巻き戻し方向の回転は、前述した巻取体保持手段６０の働きにより確実に噛み合い手段４０の１ピッチづつ行うことが可能となる。前記アイドラー３０の所定の回転を許すために、図１０に示すように、前記アイドラー３０の内周面に形成された内側スプライン部７１の各凹入部は、筒軸体７０の外周面に設けられたスプライン部７１の１つの歯の幅に対して周方向で５度程度の回転遊びを備えている。
【００１５】
本発明の好適な実施形態では、一方ではスライド操作体２０に形成された前記カム手段５０のための傾斜カム面２２と前記筒軸体７０のスプライン部７１に噛み合うインナースプライン部２３は軸芯Ｘに垂直なほぼ同じ面に位置しており、他方ではアイドラー３０に形成された噛み合い手段４０のための被係合歯部３１と前記カム手段５０のために形成された傾斜カム面３２が軸芯Ｘに垂直なほぼ同じ面に位置しており、このことはスライド操作体２０とアイドラー３０の軸方向の寸法を小さくすることに貢献する。さらに、前記巻取体保持手段６０のためのインナースプライン部１１や噛み合い手段４０のための係合歯部１２も筒状に形成された巻取体１０の内周側に設けられている場合、図１から明らかなように、巻取体１０とスライド操作体２０とアイドラー３０の共通の支軸としての筒軸体７０と巻取体１０によって形成されるリング空間内にアイドラー３０の全体とスライド操作体２０の少なくとも一部を収納するすることができる。この目的のため、図１１に示されているように、筒軸体７０の一端には径方向外方に延びた鍔部７２が設けられており、この鍔部７２には前記スライド操作体２０の軸方向に延びた延長部２４を挿通させるための貫通孔７３が周方向で９０度ピッチで分布して形成されている。さらに巻取体１０も、スライド操作体２０から離れた方の端部には径方向内方に延びた底壁１３が設けられており、この底壁１３には筒軸体７０が挿通する中央貫通孔１４が設けられている。なお、この巻取体１０は、組立上の理由から、前記底壁１３と操作ケーブル３との連結部を含む第１部材１０ａと、インナースプライン部１１や噛み合い手段４０を形成している第２部材１０ｂとの２分割に構成されており、第１部材１０ａと第２部材１０ｂとの連結のためのスプライン１６が設けられている。これにより、この変速操作装置は、基体となる筒軸体７０に対して巻取体１０の第１部材１０ａと第２部材１０ｂ、スライド操作体２０、アイドラー３０を順に軸方向に差し込むことによって容易に組み立てることができる。
【００１６】
【実施例】
図１に本発明による自転車用変速操作装置１が示されており、一点鎖線でその断面が示されている自転車のハンドルバー１００にバンド体２を用いて締め付け固定されている。この変速操作装置１は、基本的には、巻取体１０、スライド操作体２０、アイドラー３０、筒軸体７０から構成されている。筒軸体７０は、バンド体２に設けられた径方向の段付き孔に係合するとともにこの段付き孔内を延びているシャフト２ａに外嵌装着されるように軸芯Ｘを有する内周面を有し、締め付けナット２ｂによって固定されており、この筒軸体７０の軸芯Ｘを有する外周面にスライド操作体２０、アイドラー３０、巻取体１０が外嵌装着されている。その際、スライド操作体２０とアイドラー３０は、スライド操作体２０に設けられたインナースプライン部２３と筒軸体７０に設けられたアウタースプライン部７１の係合により相対回転は不能で軸方向に変位可能に連結されている。これに対して、図１０から理解できるように、アイドラー３０と筒軸体７０は、アイドラー３０に設けられたインナースプライン部３３と筒軸体７０に設けられたアウタースプライン部７１の係合によって連結されているが、その係合には周方向に５度程度の遊びを設けているため、アイドラー３０は筒軸体７０に対してり軸芯Ｘ回りで５度程度の回転は許されるとともに軸方向に変位可能である。巻取体１０は、筒軸体７０の外周面に沿って、つまり軸芯Ｘ回りに回転可能である。
巻取体１０は、操作ケーブル３によってここでは図示されていないディレーラと連結されており、操作体１０を操作ケーブル３の巻き取り方向へ回転させることにより操作ケーブル３が引っ張られ、ディレーラは例えば増速方向に切り換えられる。逆に、操作体１０を操作ケーブル３の巻き戻し方向へ回転させることにより操作ケーブル３がゆるみ、リターンばね等の作用によりディレーラは例えば減速方向に切り換えられる。
【００１７】
巻取体１０の巻き取り方向への回転は、バンド体２の側方から前記シャフト２ａに対して直角に突き出したピン２ｃに回転可能に支持された円盤状のダイヤル５の回転操作によって行われる。この目的のために、ダイヤル５と筒軸体１０との間にベベルギヤ機構８０が設けられている。
【００１８】
巻取体１０の巻き戻し方向への回転は、後で詳しく説明されるが、スライド操作体２０を、これの先端部に装着されたキャップ６でもって押し下げ操作することにより行われるが、その際スライド操作体２０の軸方向変位はアイドラー３０を介して回転変位に変換されて巻取体１０に伝達される。この目的のために、スライド操作体２０とアイドラー３０との間にカム手段５０が設けられている。さらに、変速操作の際巻取体１０がリターンばね等の作用により一気に終端位置まで回転することを防止する、いわゆる一気変速防止機構として、巻取体１０を一時的に保持する巻取体保持手段６０がスライド操作体２０と巻取体１０の間に設けられている。
【００１９】
所望の変速位置での巻取体１０の筒軸体７０に対する固定は、アイドラー３０を介して行われ、この目的のために巻取体１０とアイドラー３０との間に噛み合い手段４０が設けられている。
【００２０】
図１から明らかなように、前述した噛み合い手段４０、カム手段５０、巻取体保持手段６０は、径方向に内方に延びた底壁１３を備えた巻取体１０と、径方向外方に延びた鍔部７２を備えた筒軸体７０の組み付け構造から生じる実質的に閉鎖されたリング空間内に位置することになり、防塵上の観点から好都合な構造となる。
【００２１】
以下図２から図６を用いて、この変速操作装置１のスライド操作体２０による変速操作時の作用を説明する；
なお、図２から図６の各図において（イ）は巻取体１０、スライド操作体２０、アイドラー３０の各作用段階における状態を断面図で示しており、（ロ）は噛み合い手段４０、カム手段５０、巻取体保持手段６０の各作用段階における状態を展開模式図で示している。
【００２２】
第２図は変速操作前の段階を示しており、巻取体１０はアイドラー３０により噛み合い手段４０を介してリターンばね等による矢印Ｒ方向への回転力に抗して所定の位置に位置決めされている。スライド操作体２０は、ばね７の付勢力によりホームポジションとしての第１位置に位置している。
【００２３】
第３図は、キャップ６を押し込むことによってスライド操作体２０を軸方向（図面において下方に）に移動させ、位置保持手段６０のインナースプライン部１１とアウタースプライン部２１が噛み合い始めるとともにカム手段５０の傾斜カム面２２と傾斜カムフォロア面３２とが接当する段階を示している。
【００２４】
第４図は、さらにキャップ６を押し込むことによってスライド操作体２０をさらに軸方向に移動させ、その際傾斜カム面２２と傾斜カムフォロア面３２との接当状態下においてアイドラー３０をばね４の付勢力に抗して軸方向（図面において下方に）に終端位置（第２位置）まで移動させ、噛み合い手段４０の係合歯部１２と被係合歯部３１との係合が離脱している段階を示している。この段階において、つまり噛み合い手段４０の係合歯部１２と被係合歯部３１との係合が離脱しているにもかかわらず、位置保持手段６０のインナースプライン部１１とアウタースプライン部２１との噛み合いを介して、巻取体１０は一時的にスライド操作体２０によって保持されている。
【００２５】
第５図は、さらにキャップ６を押し込むことによってスライド操作体２０に伝達された軸方向変位力の一部がカム手段５０の傾斜カム面２２と傾斜カムフォロア面３２によりアイドラー３０の軸芯Ｘ回りで矢印Ｆ方向の回転力に変換されることによりアイドラー３０が矢印Ｆ方向に回転している段階を示している。このアイドラー３０の回転により、噛み合い手段４０の係合歯部１２と被係合歯部３１は互いに次の歯の領域に変位することになる。
【００２６】
第６図は、キャップ６に対する押し込みを解除することによりスライド操作体２０を第１位置の方へ移動させ、これにより位置保持手段６０のインナースプライン部１１とアウタースプライン部２１との噛み合いが外れると同時にばね４によってアイドラー３０が軸方向でスライド操作体２０の方に（図面において上方に）移動する段階を示している。この段階において実現する、位置保持手段６０の噛み合いが外れることにより巻取体１０が矢印Ｒの方向に回転すること、及びアイドラー３０の軸方向で左方への移動により係合歯部１２に被係合歯部３１が噛み合い進入することとにより、最終的には、巻取体１０は矢印Ｒ方向での１段の変速、例えば減速変速が完了する。
【００２７】
逆方向の変速、例えば増速変速は、ダイヤル５を回転操作して巻取体１０を矢印Ｆ方向に回転させることによって行われるが、その際アイドラー３０は軸方向右方、つまり噛み合い手段４０の噛み合い離脱方向へばね４の付勢力に抗して移動することから、ラチェット機構の如く１歯づつの段階的な巻取体１０の回転が実現する。この目的のために、噛み合い手段４０の係合歯部１２と被係合歯部３１は、巻取体１０の矢印Ｆ方向の回転をアイドラー３０の噛み合い離脱する軸方向変位をもたらすように傾斜面と垂直面とが交互の繰り返す形状に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変速操作装置の実施例を示す部分断面側面図
【図２】図１による変速操作装置の作動状態を示し、（イ）は断面側面図で、（ロ）は噛み合い手段、カム手段、巻取体保持手段の展開模式図
【図３】図１による変速操作装置の作動状態を示し、（イ）は断面側面図で、（ロ）は噛み合い手段、カム手段、巻取体保持手段の展開模式図
【図４】図１による変速操作装置の作動状態を示し、（イ）は断面側面図で、（ロ）は噛み合い手段、カム手段、巻取体保持手段の展開模式図
【図５】図１による変速操作装置の作動状態を示し、（イ）は断面側面図で、（ロ）は噛み合い手段、カム手段、巻取体保持手段の展開模式図
【図６】図１による変速操作装置の作動状態を示し、（イ）は断面側面図で、（ロ）は噛み合い手段、カム手段、巻取体保持手段の展開模式図
【図７】図１の矢視Ａからみた巻取体の第２部材の正面図
【図８】図１の矢視Ｂからみた巻取体の第２部材の正面図
【図９】図１の矢視Ｃからみたスライド操作体の正面図
【図１０】図２の矢視Ｄからみた筒軸体の断面を含むアイドラーの正面図
【図１１】筒軸体の部分断面側面図
【符号の説明】
１０        巻取体
２０        スライド操作体
３０        アイドラー
４０        噛み合い手段
５０        カム手段
６０        巻取体保持手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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