(57)【要約】      （修正有）【課題】自転車用動力付き変速機のアクチュエータ機構における偶発的変位の可能性を、簡単かつ効果的なやりかたで回避あるいは軽減するアクチュエータ・デバイスを提供する。【解決手段】アクチュエータ・デバイス１００が、関節型四辺形機構１０１、および前記関節型四辺形部材１０１を変形させるべく長さが可変であるモータ部材１２０を有しており、前記モータ部材１２０が、ナット１０と係合するねじ付きの駆動軸すなわちねじ１２２を有している。本発明によれば、アクチュエータ・デバイスが、前記ねじ１２２と前記ナット１０との間に摩擦制御手段４０を有しており、これらの間の自然発生的な偶発的な動きを妨げている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つのコネクティングロッド（１０２、１０３、１０４、１０５）を４つのピン部材（１０６、１０７、１０８、１０９）によって一体にヒンジ接続した関節型四辺形機構（１０１）において、第１のコネクティングロッド（１０２）が、自転車のフレームに一体に固定され、第２のコネクティングロッド（１０３）が、前記関節型四辺形部材（１０１）において第１のコネクティングロッド（１０２）に対向するとともに変速機のディレイラのための支持具（１１３）に固定された関節型四辺形機構（１０１）、および
駆動軸（１２３）に沿って長さが可変であり、対向する２つのピン部材（１０６、１０７）間に作用して、これらを互いに接近または離間させて前記関節型四辺形部材（１０１）を変形させるモータ部材（１２０）を有しており、
前記モータ部材（１２０）が、前記ピン部材のうちの第１のピン部材（１０６）に取り付けられた支持具（１１６）に収容された電動モータ（１２１）、前記駆動軸（１２３）に軸方向に沿って配置され、前記電動モータ（１２１）によって駆動されて回転するねじ（１２２）、および、前記ねじ（１２２）と噛み合い係合するとともに、前記ピン部材のうちの前記第１のピン部材（１０６）と対向する第２のピン部材（１０７）に取り付けられるナット（１０）を備えているデバイスにおいて、
前記ねじ（１２２）と前記ナット（１０）との間に摩擦制御手段（４０）を有していることを特徴とする自転車用変速機のためのアクチュエータ・デバイス（１００）。
【請求項２】
請求項１において、前記摩擦制御手段が、前記ねじおよび／または前記ナットの表面処理から構成されているアクチュエータ・デバイス。
【請求項３】
請求項１において、前記摩擦制御手段が、前記ねじと前記ナットとの間に施された摩擦制御材料から構成されているアクチュエータ・デバイス。
【請求項４】
請求項１において、前記摩擦制御手段が、前記ねじ（１２２）および前記ナット（１０）の一方を他方に対して角度方向に付勢すべく、前記ねじ（１２２）および前記ナット（１０）の一方に作用する弾性部材（４０）を有しているアクチュエータ・デバイス。
【請求項５】
請求項４において、前記弾性部材（４０）が、前記ナット（１０）と前記コネクティングロッドのうちの１つ（１０５）との間に作用するアクチュエータ・デバイス。
【請求項６】
請求項４において、前記弾性部材（４０）が、前記モータ部材（１２０）と前記コネクティングロッドのうちの１つとの間に作用するアクチュエータ・デバイス。
【請求項７】
請求項４から６までの何れか一項において、前記弾性部材がばね（４０）であるアクチュエータ・デバイス。
【請求項８】
請求項７において、前記ばね（４０）に予荷重が与えられているアクチュエータ・デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用変速機のためのアクチュエータに関し、すなわち、チェーンを種々の歯車の間で移動させるべく、チェーンを案内するディレイラを変位させるための機械装置に関する。
【０００２】
本明細書および特許請求の記載において、変速機という場合には、自転車の後輪に組み合わされた種々のスプロケットの間でチェーンを移動させる後ろ側変速機であってもよく、あるいはクランクに組み合わされた種々のクラウンの間でチェーンを移動させる前側変速機であってもよい。
【背景技術】
【０００３】
通常は、変速機のアクチュエータ・デバイスは、４つのコネクティングロッドが４つのピン部材によって４つのピン軸に従って一体にヒンジ接続された関節型四辺形機構（典型的には、関節型平行四辺形機構）を有しており、第１のコネクティングロッドが、自転車のフレームに一体に取り付けられるとともに、第２のコネクティングロッド（関節型四辺形部材において第１のコネクティングロッドに対向している）が、変速機のディレイラの支持具に取り付けられ、この関節型四辺形部材の変形によってディレイラの変位すなわち変速が決定される。
【０００４】
前記関節型四辺形部材の変形は、制御レバーの動きをボーデン・ケーブル（Ｂｏｗｄｅｎ  Ｃａｂｌｅ）によってアクチュエータに伝えることによって手動操作で達成することができ、あるいは、適切な機構を通じて自転車乗りから与えられた適切な指令に従い、電動モータによる動力操作で達成することができ、関節型四辺形部材の種々の部品を互いに変位させて関節型四辺形部材を変形させ、ディレイラを変位させる。動力駆動のアクチュエータは、例えば特許文献１に記載されており、そこでは、当該機構が、関節型四辺形部材の対向するピンをお互いに接近および離間するように駆動することによって動作している。
【特許文献１】欧州特許出願公開公報第１３５７０２３号                    （特開２００４−１７２８号）
【０００５】
変速機の製作者にとっての永遠の目標は、容易かつ信頼できる変速操作の基礎となる動作の正確さを向上させることにある。変速機をより高度な自転車競走において使用しよう
とすればするほど、このような要望がなおいっそう必要とされることは明らかである。電動モータ部材を採用した場合、ボーデン・ケーブルによる伝達がなくなって変形動作がきわめて直接的になるため、このような要望がますます重要になる。
【０００６】
さらに、通常の使用において動力付きアクチュエータを備える変速機の性能が、変速機そのものに加わった衝撃によって生じた、視認できないこともしばしばであるごくわずかの損傷によってさえも損なわれるので、本出願人自身は、これを回避することに取り組んできた。この目的のため、予荷重を与えたばねが機構に挿入されており、或る応力限界まで（変速機の通常動作の典型例である）は剛体のように振る舞い、異常時の大きい応力が加わると弾性的に変形し、かつ初期位置へと確実に弾性的に復帰する。これに関しては、本出願人による特許文献２（本願優先権主張日時点で未公開）を参照されたい。
【特許文献２】欧州特許出願公開公報第１５０４９８９号                  （出願番号：第０３４２５５３４．９号）
【０００７】
本発明の発明者らは、特には運搬段階であるが走行中も含め、或る歯車比がしっかりと選択されているときに振動または衝撃が加わることによって偶発的かつ自然発生的にねじとナットとの間に生じるアクチュエータ機構内のわずかな位置ずれによって、動力付きアクチュエータを備える変速機の良好な動作が時に損なわれることがあるという点に気が付いた。前記位置ずれによって、アクチュエータの較正条件（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）が変化するため、新たな較正を実行しない限り、変速は不可能ではないかもしれないが困難になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の基礎となる技術的課題は、動力駆動付き変速機のアクチュエータ機構における偶発的変位の可能性を、簡単かつ効果的なやり方で、回避あるいは少なくとも軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのような課題は、請求項１に記載のアクチュエータによって解決される。好ましい態様は、従属請求項に示されている。
【００１０】
詳細には、本発明は、
４つのコネクティングロッドを４つのピン部材によって一体にヒンジ接続した関節型四辺形機構において、第１のコネクティングロッドが、自転車のフレームに一体に固定され、第２のコネクティングロッドが、この関節型四辺形部材において第１のコネクティングロッドに対向するとともに変速機のディレイラのための支持具に固定された関節型四辺形機構（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ  ｑｕａｒｄｒｉｌａｔｅｒａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）、
および駆動軸に沿って長さが可変であり、対向する２つのピン部材間に作用して、これらを互いに接近または離間させて前記関節型四辺形部材を変形させるモータ部材を有し、
前記モータ部材が、前記ピン部材のうちの第１のピン部材に取り付けられた支持具に収容される電動モータ、前記駆動軸に軸方向に沿って配置され、前記電動モータによって駆動されて回転するねじ、および、このねじと噛み合い係合するとともに、前記ピン部材のうちの前記第１のピン部材と対向する第２のピン部材に取り付けられるナットを備えているデバイスにおいて、
前記ねじと前記ナットとの間に摩擦制御手段（ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ
ｍｅａｎｓ）を有していることを特徴とする自転車用変速機のためのアクチュエータ・デバイスに関する。
【００１１】
ねじとナットとの間の摩擦を制御することによって、これらの間の自然発生的な偶発的運動を抑制することができ、多くの場合には防止することができる。このような摩擦は、好ましくは、有意的でありながら小さくあるべきであり、有意的であるとは、すなわち自転車に加わる振動によってねじとナットとの間に自然発生的に生じうる変位を効果的に制動するため、充分大きい値を有しているということを意味し、小さくあるとは、すなわちアクチュエータの通常の動作を妨げることが事実上無いよう、充分小さい値を有しているということを意味する。
【００１２】
そのような摩擦は、例えば、ローレット加工（ｋｎｕｒｌｉｎｇ）などのねじおよび／またはナットの表面処理、あるいは、ねじとナットの間に施される所定の摩擦係数を有する摩擦制御材料など、さまざまなやり方で得ることができる。
【００１３】
好ましくは、前記摩擦制御手段が、前記ねじおよび前記ナットの一方を他方に対して角度方向に付勢（ａｎｇｕｌａｒｌｙ  ｆｏｒｃｅ）すべく、前記ねじおよび前記ナットの一方に作用する弾性部材を有している。このような弾性部材の作用が、ねじとナットの間に局所的な圧縮応力を引き起こし、結果としてこれらの間の摩擦を増加させる。より好ましくは、前記弾性部材がばねであり、さらに好ましくは、予荷重を与えられたばね（ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ  ｓｐｒｉｎｇ）である。ばねの予荷重は、ばねの伸びがほぼ無視できることと相俟って、ねじとナットの間の圧力をほぼ一定に確実に保ち、同様に摩擦すなわち制動効果（ｂｒａｋｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）を一定に保つ。
【００１４】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しつつ行なう本発明の好ましい実施形態に関する以下の説明から、さらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
特に図１および２を参照すると、本発明の第１の実施形態による自転車用変速機、特に後ろ側変速機のためのアクチュエータ・デバイスが、参照番号１００で示されている。
【００１６】
デバイス１００は、関節型四辺形アクチュエーション機構１０１、より正確には関節型平行四辺形機構を有しており、この関節型四辺形アクチュエーション機構１０１が、モータ部材１２０によって駆動されて自転車の後ろ側変速機の通常のディレイラ（図示されていない）を駆動するよう構成されている。他の実施形態（図示されていない）においては、関節型四辺形が平行四辺形ではなく、不等辺四辺形であってもよい。
【００１７】
機構１０１は、４つのピン部材によって一体に関節接続された４つのコネクティングロッドを有している。コネクティングロッドは、自転車のフレームに取り付けるための支持具１１２に組み合わされた第１のコネクティングロッド１０２、第１のコネクティングロッド１０２に対向するとともに、ディレイラに取り付けるための支持具１１３に組み合わされた第２のコネクティングロッド１０３、第３のコネクティングロッド１０４、および第４のコネクティングロッド１０５からなる。ピン部材は、第１のピン部材１０６（第１のコネクティングロッド１０２と第３のコネクティングロッド１０４の間）、第１のピン部材に対向する第２のピン部材１０７（第２のコネクティングロッド１０３と第４のコネクティングロッド１０５の間）、第３のピン部材１０８（第１のコネクティングロッド１０２と第４のコネクティングロッド１０５の間）、および第３のピン部材に対向する第４のピン部材１０９（第２のコネクティングロッド１０３と第３のコネクティングロッド１０４の間）からなる。
【００１８】
モータ部材１２０のための支持具１１６が、第１のピン部材１０６に組み合わされている。ピン部材に関連して支持具１１６について述べている「組み合わされた」という用語は、ここおよび以下において、当該部材がピン部材に機械的に接続されていることを意味し、あるいはピン部材と一体に形成されていることを意味し、さらにはそのような部材がピン部材の機能を果たすことができるように構成されていることを意味している。モータ部材１２０は、電動モータ１２１（図示されていない制御ケーブルおよび制御部材によって給電され制御される）を有しており、電動モータ１２１は、駆動軸１２３に沿って延びモータ１２１によって回転するねじ付きの駆動軸（以下では、ねじともいう）１２２を備えている。図示の例では、支持具１１６は、駆動軸１２３をピン１０６の軸にほぼ位置させてモータ１２１を収容できるよう、ほぼ揺りかごの形状 （ｃｒａｄｌｅ  ｓｈａｐｅ）を有している。
【００１９】
モータ部材１２０は、ねじ１２２と螺合するとともに第２のピン部材１０７に組み合わされているナット１０によって、機構１０１に接続されている。モータ部材１２０は、ナット１０および支持具１１６を通じてピン部材１０６と１０７の間の対角線を伸縮させ、機構１０１を動かすことができる。
【００２０】
ナット１０（図３により詳しく示されている）は、本出願と同じ出願人の特許文献２に記載されたナットであり、あるいは、例えば特許文献１に記載されているものなど、より簡単なナットを設けてもよい。ナット１０は、軸Ａに沿って延びる筒状の本体１１を有しており、この筒状の本体１１に、同一であって互いに対向して整列している２つのピン部分１２が、軸Ａにほぼ直交する軸Ｂに沿って延びて一体化されている。ピン部分１２は、筒状の本体１１と一体であり、好ましくは、筒状の本体１１と一体で形成されている。筒状の本体１１の内側には、筒状の本体１１の両端に形成された２つの環状の当接面（ａｂｕｔｍｅｎｔ  ｓｕｒｆａｃｅ）、すなわち第１の当接面１４および第２の当接面１５の間を軸Ａに沿って延びて貫通する多角形断面の空洞１３が設けられている。
【００２１】
さらにナット１０は、筒状スリーブ１６を有しており、ねじ１２２とナット１０との間の噛み合い係合を可能にするため、筒状スリーブ１６の内面に、ねじ１２２の雄ねじと一致する雌ねじが設けられている。スリーブ１６は、円形断面の外形を有する部位１６ａ、および多角形断面の外形を有する部位１６ｂを有しており、部位１６ｂの多角形断面が内側の空洞１３の断面と一致して、筒状の本体１１の空洞１３へと挿入されたスリーブ１６を、軸Ａに沿ってスライドすることは可能であるが、そのような軸を中心として回転することはできないようにしている。スリーブ１６の両端には、２つの張り出し当接鍔（ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇ  ａｂｕｔｍｅｎｔ  ｃｏｌｌａｒ）すなわち第１の鍔１７および第２の鍔１８が設けられている。
【００２２】
第１の鍔１７は、円環ワッシャの形態であり、スリーブ１６の円形の部位１６ａにおいて、スリーブ１６の外表面に円周状に形成された対応する溝２０に取り付けられている。第２の鍔１８は、スリーブ１６の部位１６ｂの頭部が円形に張り出した形態である。
【００２３】
さらにナット１０は、スリーブ１６上に挿入したばね３０を有している。ナット１０を組み付けた状態（図１）において、スリーブ１６は、第２の鍔１８が第２の当接面１５に当接し、かつばね３０が第１の当接鍔１７と第１の当接面１４との間で圧縮された状態で、筒状の本体１１に挿入されている。
【００２４】
一例として描かれているばね３０は、金属製のコイルばねであるが、これに代え、筒状のエラストマーばねを使用することができ、あるいは、ナット１０に同じ作用をもたらすことができる他の任意のばねを使用することができる。
【００２５】
ばね３０の選択、寸法決定および圧縮、ならびにナット１０の組み立ては、本出願と同じ出願人の前記特許文献２の開示に従い、ナット１０が取り付けられるアクチュエータ・デバイス内においてナット１０がもたらさなければならない保護作用に応じて実行される。
【００２６】
ナット１０の弾性的変形（ｅｌａｓｔｉｃ  ｙｉｅｌｄ）により、たとえモータ１２１がオフであっても、ピン部材１０６、１０７間の対角線の延長（あるいは、何であれモータ１２１によって与えられる延長とは異なる延長）が可能である。この目的のため、ナット１０は、ねじ１２２を第２の当接鍔１８の側からスリーブ１６に挿入することによって組み付けされ、したがって衝撃が生じると、スリーブ１６を筒状の本体１１内でスライドさせてばね３０を圧縮しようとする。
【００２７】
本発明によれば、機構１０１が、ねじ１２２とナット１０との間に摩擦制御手段を有している。そのような手段は、コネクティングロッド１０５とナット１０との間に作用するばね４０を有しており、この目的のため、ばね４０は、コネクティングロッド１０５へと引っ掛けるための端部４１と、ナット１０の筒状の本体１１へと引っ掛けるための端部４２とを有している。
【００２８】
ばね４０には、ナット１０を角度方向に押してナット１０を軸Ｂ（ピン１０７の軸と一致している）を中心として回転しようとする方向に付勢し、すなわちナット１０を駆動軸１２３に対する整列から逸らそうとする方向に付勢するため、予荷重が与えられている。したがって、ばね４０によるこの付勢が、ねじ１２２とナット１０のねじ付きスリーブ１６との間に局所的な圧縮応力を引き起こし、その結果、これら部材間の摩擦が増加する。ばね４０の寸法および特には予荷重が、そのような摩擦が有意的でありながら小さくある（先に説明した意味で）ようにされる。これにより、アクチュエータ１００が振動を受けた場合に、生じる可能性のあるねじ１２２とナット１０との間の位置ずれを防止することができ、あるいは少なくとも抑制することができる。
【００２９】
ナット１０に作用するばね４０に代えて、ねじ１２２すなわちモータ１２０に作用して、これらが取り付けられているピン１０６の軸に対してねじ１２２を角度方向に付勢する同様のばねを設けることが可能である。ねじ１２２の長さを考慮すると、この解決策では、同じ効果を得るためには、使用するばねがばね４０よりもはるかに大きな力を加える必要がある。
【００３０】
ばね４０の代案として、あるいはばね４０に加えて、ねじ１２２とナット１０との間の摩擦制御手段として、ねじ１２２の雄ねじおよび／またはナット１０のスリーブ１６の雌ねじに、特定の表面処理が施されていてもよい。そのような処理は、例えば、ねじの一方および／または他方への点付け（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）であってよく、さらにはローレット加工(ｋｎｕｒｌｉｎｇ)であってよい。
【００３１】
さらに、ばね４０および／または前記表面処理の代案として、あるいはばね４０および／または前記表面処理に加えて、ねじ１２２とナット１０との間の摩擦制御手段が、ねじの一方または両方への特別なワニスまたは樹脂の塗布を含んでいてもよい。このようにして、実際においては、摩擦制御材料が２つのねじの間に配置される。
【００３２】
以上、後ろ側変速機のためのアクチュエータ１００への特定の応用例について本発明を
説明した。しかしながら、ねじとナットの間の接続について完全に同様のやり方を行うことにより、本発明を前側変速機のアクチュエータについても等しく実施できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるアクチュエータの斜視図である。
【図２】図１のアクチュエータのいくつかの部品についての分解斜視図である。
【図３】図１のアクチュエータの細部についての分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    ナット
４０    ばね
１０１  関節型四辺形部材
１０２  コネクティングロッド
１０３  コネクティングロッド
１０４  コネクティングロッド
１０５  コネクティングロッド
１０６  ピン部材
１０７  ピン部材
１０８  ピン部材
１０９  ピン部材
１１３  支持具
１１６  支持具
１２０  モータ部材
１２１  電動モータ
１２２  ねじ
１２３  駆動軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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