הילוכים (אופניים)

באופניים, ההילוכים מאפשרים לרוכב להתאים את המרחק שעוברים האופניים עם כל סיבוב של הדוושות לתנאי הדרך. אופניים המאפשרים בחירת הילוכים תוך כדי רכיבה הומצאו כבר בשנת 1887 בבריטניה, אולם הוכנסו לשימוש משמעותי רק בעשור הראשון של המאה ה-20. באופניים בהם יש הילוך אחד קבוע, גלגל השיניים המניע (המחובר לדוושות), גדול מגלגל השיניים המונע (המחובר לציר הגלגל האחורי). באופניים בעלי מספר הילוכים, נמצאים על אחד הצירים או על שניהם מספר גלגלי שיניים בגדלים שונים. כאשר גלגל השיניים הגדול ביותר הוא המונע, וגלגל השיניים הקטן ביותר הוא המניע (גלגל השיניים המחובר לדוושות), תתקבל מהירות נסיעה איטית, אך מומנט רב יועבר לפני הדרך (כביש, מסלול עפר וכדומה), כך שלרוכב יהיה קל יותר להאיץ גם בשטח משופע. כאשר גלגל השיניים הגדול ביותר הוא המניע, וגלגל השיניים הקטן ביותר הוא המונע, תתקבל מהירות נסיעה גבוהה. כדי לקבל יחסי העברה שונים, יש לשלב זוגות גלגלי שיניים שונים. דבר זה מושג על ידי הסטת השרשרת בין גלגלי השיניים. כדי להסיט את השרשרת, משתמש רוכב האופניים בידיות קטנות, הנמצאות, על פי רוב, על הגה האופניים. הידיות מותחות כבלי מתכת דקים המתוחים לאורך שלדת האופניים. כבלי המתכת מזיזים מנגנון שתפקידו להסיט את השרשרת בין גלגלי השיניים השונים. משלהי שנות העשרה של המאה ה-21 נמכרות באופן מסחרי מערכות חשמליות להעברת הילוכים. מערכות אלו עושות שימוש במתגים הממוקמים לפי נוחות הרוכב, חוטי חשמל ומנועים חשמליים המסיטים את השרשרת לגלגל השיניים הרצוי. ישנם מספר מנגנונים להסטת השרשרת: זרוע מתכת קצרה (במקרה שגלגלי השיניים נמצאים על הציר של הדוושות) המסיטה את השרשרת ימינה ושמאלה בין ההילוכים השונים. השרשרת עוברת דרך גלגל שיניים קטן, גלגל שיניים זה מורכב על זרוע מתכתית, כך שהכבלים הדקים מסיטים את הזרוע ימינה ושמאלה. לכל ציר עם גלגלי שיניים יש ידית האחראית להסטת השרשרת. הידיות בהם משתמש הרוכב כדי להחליף את ההילוכים מופיעות בתצורות שונות: ידיות בהן ישנה הסטה קבועה בין הילוך להילוך (מצוידות במחוג קטן המורה על ההילוך). ידיות המותחות את הכבלים ללא מרווח קבוע בין הילוך להילוך. במקרה כזה, נדרש הרוכב להסיט לבד את הידית עד שירגיש בהעברת ההילוך. ידיות עם הסטה קבועה. אך לכל ציר יש שתי ידיות, אחד להעלות הילוך ואחד להוריד. מערכת העברת הילוכים מורכבת על ידיות האחיזה בדומה להפעלתן באופנוע. במדינות דוברות אנגלית נהוג לתת להילוכים השונים מידות באינצ'ים. הילוך בעל מידת אינצ'ים מסוימת הוא הילוך המקביל לגלגל בעל רדיוס בגודל זה באופניים בהם הדוושות מחוברות ישירות לגלגל הקדמי. אופנים המאפשרים בחירת הילוכים תוך כדי רכיבה הומצאו כבר בשנת 1887 בבריטניה, אולם הוכנסו לשימוש משמעותי רק בעשור הראשון של המאה ה-20. עם זאת, עד שנת 1937 לא הורשו הרוכבים במירוץ הטור דה פראנס להשתמש באופני הילוכים והאפשרות היחידה להחלפת הילוכים שהורשתה הייתה העברה ידנית של השרשרת בין גלגלי שיניים בגדלים שונים, תוך שחרור חלקי של הגלגל. גלגלי שיניים היו בשני צידי הגלגל האחורי ועל מנת להשתמש בגלגל שיניים בצד השני של הגלגל הרוכב היה צריך לשחרר את הגלגל לגמרי ולהופכו. מערכות הילוכים של אופניים סובלות לרוב מחופש המצריך העברת יתר של כוונון ידית ההילוכים כדי להגיע להילוך הנכון, במיוחד כאשר מעבירים מגלגל שיניים קטן לגדול ממנו. דבר זה דרש מהרוכב מיומנות בהעברת הילוכים שכללה קביעת כמות כוונון היתר ואת משך הזמן שלו. במשך השנים הוגשו מאות פטנטים על מערכות להעברה אוטומטית של הילוכים באופניים. פטנט על מערכת אחת של העברה אוטומטית של הילוכים נתנה לחברה ישראלית בשם מונוטורק. רכיבה על אופניים מדיה וקבצים בנושא הילוכים בוויקישיתוף העברת הילוכים נכונה באופניים, באתר אופניים מדריך הסבת סינגל ספיד, באתר BIKEDEALZ Bicycle Gears - History Lesson, October 02, 2008 Christopher S. Thompson, The Tour de France: A Cultural History, University of California Press, 2008, page 10 Vic Armijo, The complete idiot's guide to cycling, Alpha Books, 1999, page 24 United States Court of Appeals for the Federal Circuit, 2009-1170, SRAM CORPORATION v AD-II ENGINEERING, INC., page 3 אלי אשכנזי, פיתוח ישראלי חדש מאפשר העברת הילוכים אוטומטית באופניים, באתר הארץ, 8 ביולי 2005 מכלול תמסורת אוטומטית פנימית, פטנט ישראלי מספר 174095, יומן הפטנטים הישראלי, יוני 2007, עמוד 2421