JP2004182045A - リアーディレイラー - Google Patents
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Abstract
【課題】チェーンが大きいチェーンホィールに掛けられた場合でも、テンションスプロケットホィールがそれほど地面に接近しない構造のリアディレイラーを提供し、もって転倒事故あるいはトラブルの少なくすること、更に、車輪の脱着が容易であり、車輪サイズに対する適用範囲の広いリアーディレイラーを提供することを課題とするものである。
【解決手段】ガイドアーム２３及びテンションアーム２４はそれぞれ異なるガイドアーム揺動軸線２３２及びテンションアーム揺動軸線２４３を中心として揺動可能である。これらのアームの揺動は互いに独立に行われ、変速状態に応じて、ガイドスプロケットホィール２３１とテンションスプロケットホィール２４１の距離が変化する。
【選択図】 図２
【解決手段】ガイドアーム２３及びテンションアーム２４はそれぞれ異なるガイドアーム揺動軸線２３２及びテンションアーム揺動軸線２４３を中心として揺動可能である。これらのアームの揺動は互いに独立に行われ、変速状態に応じて、ガイドスプロケットホィール２３１とテンションスプロケットホィール２４１の距離が変化する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車の外装変速機として使用されるリアーディレイラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自転車の外装変速機としてディレイラーが使用される。ディレイラーは同心で並べられた複数のチェーンホィールの一つに掛け渡されているチェーンを他のチェーンホィールに架け替えることによって自転車を変速するための装置である。現在主として自転車に使用されているディレイラーの一例はＷＯ９６／２４７８７号、特開２０００−２４７２８４号公報、その他、多くの特許文献に開示されている。
【０００３】
このようなディレイラー、特にリアーディレイラーは、回動自在な基部が一方の回転方向に付勢され、パンタグラフ機構を介して設けられた平行揺動部材に逆方向に付勢されたテンションアームが設けられており、このテンションアームに２つのスプロケットホィールが回転自在に支持されている。この２つのスプロケットホィール（ガイドスプロケットホィール及びテンションスプロケットホィール）とチェーンホィールにはチェーンが掛け渡されており、上記チェーンホィールに近い方のガイドスプロケットホィール側を上記パンタグラフ機構によって上記複数のチェーンホィールのどれか一つの前方側に移動させる（このときテンションスプロケットも共に移動する）ことにより、チェーンの掛け替えが行われる。
【０００４】
掛け替えによって生じたチェーンのたるみは、上記パンタグラフ機構と上記平行揺動部材とが一体的に回動すること、及び、この平行揺動部材の更に先端に設けられた上記テンションアームが回動することによる２つの回動運動の合成によって吸収される。このため、動作が複雑でバランスや耐久性等に問題があった。
【０００５】
また、自転車の部品は規格化されており、他の部品同様に使用者は車輪を自己に合わせてあるいは使用現場に応じて多くのサイズの中から適宜のものを選択して使用する。このとき、リアーディレイラーによっては小さい車輪に対応できないため、所望のサイズの車輪を選択できないことがあった。
【０００６】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ９６／２４７８７号パンフレット
【特許文献２】
特開２０００−２４７２８４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来、リアーディレイラーは上述したように２つの回動運動の合成によってチェーンのたるみを吸収するため、チェーンの架け替え先が大径のリアーチェーンホィールであった場合には、テンションアームの先端に設けられたテンションスプロケットホィールが地面に近づくことになる。特に、リアーディレイラーに加えてフロントディレイラーをも備えるようにした多重の変速装置の場合、選択されたチェーンホィールがフロントが小径、リアーが大径の場合には、地面に対して直角になるので、テンションスプロケットホィールがいっそう地面に近づくことになる。
【０００８】
テンションスプロケットホィールが地面に近づくと、これが路端の石に衝突し、あるいは草木をチェーンに噛み込むことによって、転倒による事故あるいは変速装置自体のトラブルが生じるおそれが増加する。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑み、チェーンが大きいチェーンホィールに掛けられた場合でも、テンションスプロケットホィールがそれほど地面に接近しない構造のリアディレイラーを提供し、もって転倒事故あるいはトラブルの少なくすることを課題とするものである。更に、車輪の脱着を容易にし、車輪サイズに対する適用範囲の広いリアーディレイラーを提供するとともに変速時のチェーン掛け替えの動作を単純にして耐久性の向上をはかることを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、
第１番目の発明の解決手段は、自転車本体に取り付けるための取付部を有する基部部材、平行揺動部材、上記基部部材と上記平行揺動部材との間に介在し、これらとともに実質的な平行リンク機構を構成する一対のパラレルクランク、上記平行揺動部材上であって、後輪車軸軸線と平行な第１揺動軸線を中心として自由に揺動可能に設けられたガイドアーム、上記ガイドアーム上であって、上記第１揺動軸線と平行な軸線を中心として回転自在に設けられたガイドスプロケット、上記平行揺動部材上であって、上記後輪車軸軸線と平行な第２揺動軸線を中心として揺動可能に設けられたテンションアーム、上記テンションアーム上であって、上記第２揺動軸線と平行な軸線を中心として回転自在に設けられたテンションスプロケット、及び、上記テンションスプロケットを自転車後方に向けて付勢するため、上記テンションアームと上記平行揺動部材との間に設けられた付勢バネを備えたことを特徴とする自転車用のリアーディレイラーである。
【００１１】
第２番目の発明の解決手段は、第１番目の発明のリアーディレイラーにおいて、上記平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線が、上記後輪車軸軸線に対して直交していることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１２】
第３番目の発明の解決手段は、第１番目の発明のリアーディレイラーにおいて、上記平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線が、上記後輪車軸軸線に対して傾斜していることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１３】
第４番目の発明の解決手段は、第１番目から第３番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記第１揺動軸線が、上記第２揺動軸線よりも自転車前方側に位置することを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１４】
第５番目の発明の解決手段は、第１番目から第４番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記第２揺動軸線と上記テンションスプロケットの軸線とを結ぶ上記テンションアーム上の距離は、上記第１揺動軸線と上記ガイドスプロケットの軸線とを結ぶ上記ガイドアーム上の距離よりも長いことを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１５】
第６番目の発明の解決手段は、第１番目から第５番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記取付部は、自転車本体に取り付ける際に取付ボルトを通すための貫通穴を備えていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１６】
第７番目の発明の解決手段は、第１番目から第６番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、コントロールケーブルを掛けるためのケーブルプーリーが上記基部部材に対して回転自在に設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１７】
第８番目の発明の解決手段は、第７番目の発明のリアーディレイラーにおいて、上記ケーブルプーリーには回転に対する摩擦を軽減するための転動ベアリングが設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１８】
第９番目の発明の解決手段は、第７番目又は第８番目のいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記貫通穴と上記ケーブルプーリーとは同心であることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１９】
第１０番目の発明の解決手段は、第１番目から第９番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記基部部材は、上記貫通穴によって回動可能に自転車本体に取り付けることができるとともに自転車本体に対する、この基部部材には回動位置を制限するために調整可能なストッパーが設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００２０】
第１１番目の発明の解決手段は、第１番目から第８番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記取付部は、上記基部部材本体とは別体のブラケット部材であり、この基部部材本体はこのブラケット部材に対して回動自在に取り付けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００２１】
第１２番目の発明の解決手段は、第１１番目の発明のリアーディレイラーにおいて、上記基部部材には、上記ブラケット部材に対する回動位置を制限するために調整可能なストッパーが設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００２２】
第１３番目の発明の解決手段は、第１番目から第１２番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記パラレルクランクの一方には、コントロールケーブルを固定するためのケーブル固定手段が設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００２３】
第１４番目の発明の解決手段は、第１番目から第１３番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーが上記取付部によって車体本体に取り付けられており、後輪車軸にはこのリアーディレイラーによってチェーンが掛け替えられる複数のリアーチェーンホィールが同軸で固定されていることを特徴とする自転車である。
【００２４】
第１５番目の発明の解決手段は、第１４番目の発明の自転車において、この自転車が有するペダルクランク軸には、これと同軸の複数のフロントチェーンホィールが固定されており、上記チェーンを掛け替えるためのフロントディレイラーが備えられていることを特徴とする自転車である。
【００２５】
第１６番目の発明の解決手段は、それぞれ回転自在なガイドスプロケットとテンションスプロケット間にチェーンを掛け渡し、上記ガイドスプロケットと上記テンションスプロケット間の距離を変更することによって、チェーンが掛けられるチェーンホィールが変更されたとき、チェーンホィールの径に応じて変化するチェーンのたるみを吸収することを特徴とする自転車の外装変速装置におけるチェーンのたるみ吸収方法である。
【００２６】
第１７番目の発明の解決手段は、自転車の後輪車軸軸線と平行な第１揺動軸線を中心として自由に揺動可能なガイドアームと上記後輪車軸軸線と平行な第２揺動軸線を中心として揺動可能であって自転車後方に向かう付勢力が与えられたテンションスアームのそれぞれに回転自在に設けられているガイドスプロケットとテンションスプロケット間にチェーンを掛け渡し、上記ガイドスプロケットと上記テンションスプロケット間の距離を変更することによって、後輪車軸に固定されたチェーンが掛けられるチェーンホィールが変更されたとき、チェーンホィールの径に応じて変化するチェーンのたるみを吸収することを特徴とする自転車の外装変速装置におけるチェーンのたるみ吸収方法である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
第一実施形態
＊ 本リアーディレイラーが取り付けられる自転車の概要
図１は本発明の実施形態を説明するための自転車１の概要図であって、全実施形態に共通の図面である。自転車１は、フレーム１１、ハンドル軸１４１、フォーク１２１、前車輪１２、ハンドル１４、サドル１５、ペダルクランク１６１、ペダル１６２、フロントチェーンホィール１６、リアーチェーンホィール１７、チェーン１８を備えている。
【００２９】
通常の自転車と同様に、フレーム１１はほぼ四辺形をなしており、一つの頂部にはハンドル軸１４１が回動自在に支持されており、ハンドル軸１４１の下端にはフォーク１２１が設けられている。フォーク１２１の先端には前車輪１２が自由回転可能に設けられている。ハンドル軸１４１の他端上端には自転車１を操縦するためのハンドル１４が固定されている。
【００３０】
フレーム１１の他の頂部には、フレーム１１に対してクランク軸が回転可能に設けられており、クランク軸には複数枚のフロントチェーンホィール１６が同心で固定されている。クランク軸の両端には一対のペダルクランク１６１が固定されており、ペダルクランク１６１の反対端にはペダル１６２が固定されている。また、フレーム１１の他の頂部には、サドル１５が設けられている。
フレーム１１の残る頂部には、フリーホィール（不図示）を介して複数枚のリアーチェーンホィール１７が同軸で設けられている。この頂部近傍には、リアーディレイラー１７２が設けられており、このリアーディレイラー１７２が備えるガイドスプロケットホィール２３１、テンションスプロケットホィール２４１（後述）、リアーチェーンホィール１７及びフロントチェーンホィール１６にはチェーン１８が掛け渡されている。
【００３１】
＊ リアーディレイラーの構造
専用のディレイラー取付部１１１を備えたフレーム１１に対して使用するに適したリアーディレイラー１７２の例について説明する。図２は、このリアーディレイラー１７２とフレーム１１を側面から見たときの外観図、図３はこれを自転車後方から見たときの模式図である。また、図４は、取り外したリアーディレイラー１７２を単独で示す説明図、図５は上記構造を持ったフレーム１１のディレイラー取付部１１１の部分図である。なお、図３において、ガイドアーム揺動軸線２３２とテンションアーム揺動軸線２４３との平行揺動部材２２上における位置関係は、この図が平行リンク機構による変速を説明するためのものであるため、正確に表されてはいない。
【００３２】
図５に示すように、ディレイラー取付部１１１は、フレーム１１の車軸取付部１１３の下方に突き出た構造部分であり、雌ねじを切ったディレイラー取付穴１１２１及びストッパー１１２２を備えている。リアーディレイラー１７２が基部部材２１によってフレーム１１に取り付けられたとき、ディレイラー取付穴１１２１の中心線は後述するようにディレイラー揺動軸線１７２１と一致することになる。
【００３３】
基部部材２１の縦断面を図６に示す。基部部材２１は、ストッパー２５２がねじ込まれる雌ねじを有する突き出し部２１３及びディレイラー取付ボルト２１１を通すための貫通穴２１２が設けられている。また、基部部材２１の側面には一対のパラレルクランク２２１が揺動自在に取り付けられている。
【００３４】
基部部材２１は、貫通穴２１２を通してディレイラー取付ボルト２１１をディレイラー取付穴１１２１にねじ込むことにより取り付けられる。また、ケーブルプーリー２５１が、プーリーベアリング２５１１を介してディレイラー取付ボルト２１１回りに回動自在に取り付けられている。図６の場合、プーリーベアリング２５１１には滑り軸受が示されているが、ボールベアリングのような転動型のベアリングを使用することも可能である。
【００３５】
この構造によって、基部部材２１及びケーブルプーリー２５１は独立してフレーム１１に対して回転可能となっている。基部部材２１が回動するとき、基部部材２１に設けられたストッパー２５２とフレームに設けられたストッパー１１２２が当接することにより、基部部材２１は一定の角度位置で停止する。ストッパー２５２の突出量はこれを回すことによって調整可能であるため、基部部材２１の停止角度位置は調整可能である。なお、この２つのストッパーは分解組み立て時を除いて、当接状態を保つ、すなわち、自転車を通常使用している場合には、変速時を含めてこれらのストッパーは接触したままである。
【００３６】
図７は、平行揺動部材２２とこれに取り付けられているテンションアーム２４の取付部の一部断面構造を示す。パラレルクランク２２１の一方の各端は平行揺動部材２２に軸支されている。このため、基部部材２１、平行揺動部材２２、及びこれらを結びつける一対のパラレルクランク２２１によって、平行リンク機構が構成される。したがって、図３に示すように、平行揺動部材２２は、基部部材２１に対する角度を変化させることなく相対的位置を変更することができ、ガイドスプロケットホィール２３１に掛けられたチェーン１８が噛合するリアーチェーンホィール１７を変更することができる。なお、変速操作のためのコントロールケーブル２５の端部を固定するためにケーブル端固定部材２２１１がパラレルクランク２２１の一方に設けられており、コントロールケーブル２５を操作することによって上記平行揺動部材２２の位置が変更される（図２、図４等参照）。
【００３７】
平行揺動部材２２には円筒形の付勢バネポット２２３が固定されている。付勢バネポット２２３は内部に空所２２３１を有しており、この中にコイル状の付勢バネ２４２が納められている。付勢バネ２４２の一端はポット内で係止されており、他端はテンションアーム２４に係止されている。テンションアーム２４には環状溝２４４１を有するテンションアーム軸２４４が固定されており、このテンションアーム軸２４４は、付勢バネ２４２を貫通して上記付勢バネポット２２３内に挿入され、抜け止めピン２４５と環状溝２４４１とによって回転は許容されているが抜け出さないようになっている。付勢バネ２４２にねじり力を与えて組み立てるため、テンションアーム２４は平行揺動部材２２に対してテンションアーム揺動軸線２４３（第２揺動軸線）回りに回転可能であるが、付勢バネ２４２によって一定の方向に付勢力（取付られた状態で自転車後方に折れ曲がろうとする付勢力）が与えられていることになる。
【００３８】
また、図４等に示されるように、ガイドアーム２３は、平行揺動部材２２上のガイドアーム揺動軸線２３２（第１揺動軸線）回りに自由揺動可能に設けられている。ガイドアーム２３及びテンションアーム２４には、それぞれガイドスプロケットホィール２３１及びテンションスプロケットホィール２４１が回転自在に支持されている。テンションアーム揺動軸線２４３（第２揺動軸線）とテンションスプロケットホィール２４１の軸線とを結ぶテンションアーム２４上の距離は、ガイドアーム揺動軸線２３２（第１揺動軸線）とガイドスプロケットホィール２３１の軸線とを結ぶガイドアーム２３上の距離よりも長くする方が好ましい。また、ガイドアーム揺動軸線２３２が、テンションアーム揺動軸線２４３よりも自転車前方側に位置するようにする方が好ましい。そして、上述のように、ガイドアーム２３及びテンションアーム２４が平行揺動部材２２上で互いに独立に揺動可能である点が本発明の特徴となっている。
【００３９】
＊ リアーディレイラーと変速状態
図８、図９、図１０は、変速状態に応じて変化するリアーディレイラー１７２の様子を示すための説明図である。
【００４０】
図８はフロントチェーンホィール１６、リアーチェーンホィール１７とも小径のものが選択された場合について示しており、ガイドアーム２３及びテンションアーム２４とも自転車後方向に大きく旋回している。小径ホィールが選ばれたことによって生じたチェーン１８の大きなたるみは特にテンションアーム２４の旋回によってほとんどが吸収されている。
【００４１】
図９は大径のフロントチェーンホィール１６と小径のリアーチェーンホィール１７が選択された場合について示しており、フロントチェーンホィール１６によってチェーン１８の長さが消費されたことによって、消費された分がテンションアーム２４の下方への旋回によって吸収されている。この場合でも、テンションアーム揺動軸線２４３の位置はほとんど変化していないことに注意を要する。従来のものでは、平行揺動部材２２（相当部材）の旋回とテンションアームの旋回とが複合されるため、図１に示すｈ（地面からテンションスプロケットホィールまでの高さ）が極端に少なくなるため、既述の転倒や草木噛み込みのトラブルが発生しがちであったが、本発明（及び実施形態）では、変速によっては平行揺動部材２２が旋回（揺動）せず、上記ｈを大きくとることができるため、このような問題が生じにくくなる。
【００４２】
図１０はフロントチェーンホィール１６、リアーチェーンホィール１７とも大径のものが選択された場合におけるリアーディレイラー１７２の様子を示している。ガイドアーム２３は大径のリアーチェーンホィール１７に合わせて大きく旋回するとともにテンションアーム２４は図９の場合よりも更に大きく前方にまで旋回している。この場合でも、テンションアーム揺動軸線２４３の位置はほとんど変化していない。また、変速時には、ガイドスプロケットホィール２３１とテンションスプロケットホィール２４１間の距離が変更されており、これによって、チェーン１８が掛けられるフロントチェーンホィール１６及び／又はリアーチェーンホィール１７が変更されたとき、これらの径に応じて変化するチェーンのたるみが吸収されている。
【００４３】
以上のとおり、このリアーディレイラー１７２にあっては、変速の全範囲にわたって、テンションスプロケットホィール２４１がそれほど地面に接近しないため、転倒や草木噛み込みのトラブルは非常に生じにくくなることがわかる。更には、チェーンを掛けるフロントチェーンホィール１６を小径から大径にいたる範囲にわたって変更しても、ガイドスプロケット２３１がこの径に対応する最も安定な位置に自動的に落ち着き、無理な力が働かないため、安定した変速動作を維持することができる。
【００４４】
＊ 組み立て、分解、調整とケーブルプーリー
図１１は、組み立て、分解時にリアーディレイラー１７２全体を基部部材２１において付勢バネ２４２に逆らって強制的に回動させたときの状態を示す説明図である。既述のように、ケーブルプーリー２５１は、基部部材２１及びフレーム１１に対して回転自在となっている。図２に示されるように、フレーム１１の前方から来たコントロールケーブル２５はケーブルプーリー２５１に掛け渡されてからパラレルクランク２２１に設けられたケーブル端固定部材２２１１に端部が固定される。
【００４５】
コントロールケーブル２５を引くことにより、パラレルクランク２２１を図３の実線から点線の範囲で揺動させ、ガイドスプロケットホィール２３１が任意の一つのリアーチェーンホィール１７の前方に位置決めされる。ケーブルプーリー２５１がプーリーベアリング２５１１を介して支持されているため、コントロールケーブル２５を操作するときの摩擦が減じられている。ガイドスプロケットホィール２３１の位置決めによって、チェーン１８が噛合するリアーチェーンホィール１７が変更される。
【００４６】
基部部材２１は、フレーム１１に対して回動可能になっているが、チェーン１８が掛けられているとき（通常時）は、付勢バネ２４２の付勢力によって、２つのストッパー（１１２２と２５２）が互いに当接する方向に付勢されて図２等に示す状態になっている。この状態は付勢バネ２４２の付勢力によるものであるため、これに逆らってリアーディレイラー１７２全体を回すことができる。図１１には、こうしてリアーディレイラー１７２全体を回動させた状態が示されている。
【００４７】
リアーディレイラー１７２全体を回動（時計方向）させることによって、図１１に示されるようにコントロールケーブル２５にたるみを与えることができる。通常、コントロールケーブル２５は、車軸取付部１１３の開口方向とクロスするように張られているので、車輪を取り外そうとしたとき、これに妨げられて容易に取り外しができない。本リアーディレイラー１７２は、上述のようにリアーディレイラー１７２全体を回動させ、コントロールケーブル２５にたるみを与え、たるみを利用して点線のように車輪取り外しの障害とならない位置にまで退避させることができる。これにより、車輪の取り外しが非常に容易になる。
【００４８】
この第１実施形態において、ディレイラー揺動軸線１７２１、テンションアーム揺動軸線２４３、ガイドアーム揺動軸線２３２の相対位置が３角形状に配置されているが、これらの配置位置については、例えば一直線上に配置するなど、自由に設計することが可能である。また、従来ではチェーン１８のたるみを吸収するため２つの付勢バネが使用されいるため、これらのバネ力相互間の設定（設計）が非常に煩わしいものであったが、このリアーディレイラー１７２においては、単一の付勢バネ２４２しか使用されていないので、相対的なバネ力について考慮する必要が無いため設計が容易であり、また、リアーディレイラー１７２自体の製造組み立ても容易である。
【００４９】
第２実施形態
コントロールケーブルには、これを内挿したガイドチューブと組み合わせて使用することが頻繁に行われる。このようなコントロールケーブルを使用する場合には、ケーブルプーリー２５１が不要となる。図１２に示す第２実施形態のリアーディレイラー１７２はガイドチューブ付きのコントロールケーブルを使用した例である。ガイドチューブ２５３の端部はフレーム１１と基部部材２１の突き出し部２１３とのそれぞれに設けられた座に挿入固定され、このガイドチューブ２５３内部にコントロールケーブル２５が挿通される。以上の他は第１実施形態と同様であるため重複する構造、作用、効果に関する説明についてはこれを援用する。
【００５０】
第３実施形態
図１３は第３実施形態のリアーディレイラーを示す。第１、２実施形態ではフレーム１１が専用のディレイラー取付部１１１を備えていることが前提とされている。ところが、このような専用のディレイラー取付部１１１を備えないフレーム１１が使用されることも多いため、この例のリアーディレイラー１７２は取付のためのブラケット部材５を備えたものである。
【００５１】
ブラケット部材５は、図５の点線の枠内と実質的に同じ構造を有しており、このブラケット部材５を第１、２実施形態のリアーディレイラー１７２と組み合わせて新たにリアーディレイラー１７２としたものである。このリアーディレイラー１７２は、ボルト挿通穴５１と車軸取付穴５１３を備え、車軸取付穴５１３を車軸取付穴１１３と重ねるようにして付属のボルト５２（点線）とナットによってフレーム１１に取り付ける。車軸取付穴５１３はフレーム１１側の車軸取付穴１１３と同様に切り欠かれて深さはこれより浅く、ボルト挿通穴５１と車軸取付穴５１３を結ぶ外側輪郭がほぼ車軸取付穴１１３に一致するものである。第１、２実施形態におけるリアーディレイラー１７２に対するフレーム１１の関係がブラケット部材５との関係に置き換えられる点を除いて、第１、２実施形態と同様であるため重複する構造、作用、効果に関する説明についてはこれを援用する。
【００５２】
以上の実施形態のリアーディレイラーにかかる説明では、平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線が後輪車軸軸線に対して直交している例について説明したが、スラント型ディレイラーといわれ、平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線が後輪車軸軸線に対して傾斜している形式のリアーディレイラーにおいても本発明の原理をそのまま適用することが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のリアーディレイラーによれば、チェーンが大きいチェーンホィールに掛けられた場合でも、テンションスプロケットホィールがそれほど地面に接近しないので、もって転倒事故あるいはトラブルの少なくすることができるという効果を奏する。更に、リアーディレイラー自体を回動させ、コントロールケーブルを緩めることができるので、車輪の脱着を容易に行うことができるという効果を奏する。また、車輪サイズに対する適用範囲が広くできるという効果を奏する。更に、付勢バネは一つだけであるため、従来のリアーディレイラーが備える２つの付勢バネの相対的バネ力に関する設計が容易になり、また、製造組み立てが容易になるという効果を奏する。更に、チェーンを掛けるフロントチェーンホィール１６を小径から大径にいたる範囲にわたって変更しても、ガイドスプロケット２３１がこの径に対応する最も安定な位置に自動的に落ち着き、無理な力が働かないため、安定した変速動作を維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための自転車の概要図であって、全実施形態に共通の図面である。
【図２】第１実施形態のリアーディレイラー１７２とフレーム１１を側面から見たときの外観図である。
【図３】第１実施形態のリアーディレイラー１７２とフレーム１１を自転車後方から見たときの模式図である。
【図４】取り外したリアーディレイラー１７２を単独で示す説明図である。
【図５】フレーム１１のディレイラー取付部１１１の部分図である。
【図６】基部部材２１の縦断面図６である。
【図７】平行揺動部材２２とこれに取り付けられているテンションアーム２４の取付部の一部断面構造を示す図面である。
【図８】変速状態に応じて変化するリアーディレイラー１７２の様子を示すための説明図である。
【図９】変速状態に応じて変化するリアーディレイラー１７２の様子を示すための説明図である。
【図１０】変速状態に応じて変化するリアーディレイラー１７２の様子を示すための説明図である。
【図１１】リアーディレイラー１７２全体を回動させた状態を示す外観図である。
【図１２】ガイドチューブ付きコントロールケーブルを使用したリアーディレイラー１７２の例（第２実施形態）である。
【図１３】第３実施形態のリアーディレイラー単体を示す外観図である。
【符号の説明】
１ 自転車
１１ フレーム
１１１ ディレイラー取付部
１１２１ ディレイラー取付穴
１１２２ ストッパー
１１３ 車軸取付部
１２ 前車輪
１２１ フォーク
１４ ハンドル
１４１ ハンドル軸
１５ サドル
１６ フロントチェーンホィール
１６１ ペダルクランク
１６２ ペダル
１７ リアーチェーンホィール
１７２ リアーディレイラー
１７２１ ディレイラー揺動軸線
１８ チェーン
２１ 基部部材
２１１ ディレイラー取付ボルト
２１２ 貫通穴
２１３ 突き出し部
２２ 平行揺動部材
２２１ パラレルクランク
２２１１ ケーブル端固定部材
２２３ 付勢バネポット
２２３１ 空所
２３ ガイドアーム
２３１ ガイドスプロケットホィール
２３２ ガイドアーム揺動軸線
２４ テンションアーム
２４１ テンションスプロケットホィール
２４２ 付勢バネ
２４３ テンションアーム揺動軸線
２４４ テンションアーム軸
２４４１ 環状溝
２４５ 抜け止めピン
２５ コントロールケーブル
２５１ ケーブルプーリー
２５１１ プーリーベアリング
２５２ ストッパー
２５３ ガイドチューブ
５ ブラケット部材
５１ ボルト挿通穴
５１３ 車軸取付穴
５２ ボルト
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車の外装変速機として使用されるリアーディレイラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自転車の外装変速機としてディレイラーが使用される。ディレイラーは同心で並べられた複数のチェーンホィールの一つに掛け渡されているチェーンを他のチェーンホィールに架け替えることによって自転車を変速するための装置である。現在主として自転車に使用されているディレイラーの一例はＷＯ９６／２４７８７号、特開２０００−２４７２８４号公報、その他、多くの特許文献に開示されている。
【０００３】
このようなディレイラー、特にリアーディレイラーは、回動自在な基部が一方の回転方向に付勢され、パンタグラフ機構を介して設けられた平行揺動部材に逆方向に付勢されたテンションアームが設けられており、このテンションアームに２つのスプロケットホィールが回転自在に支持されている。この２つのスプロケットホィール（ガイドスプロケットホィール及びテンションスプロケットホィール）とチェーンホィールにはチェーンが掛け渡されており、上記チェーンホィールに近い方のガイドスプロケットホィール側を上記パンタグラフ機構によって上記複数のチェーンホィールのどれか一つの前方側に移動させる（このときテンションスプロケットも共に移動する）ことにより、チェーンの掛け替えが行われる。
【０００４】
掛け替えによって生じたチェーンのたるみは、上記パンタグラフ機構と上記平行揺動部材とが一体的に回動すること、及び、この平行揺動部材の更に先端に設けられた上記テンションアームが回動することによる２つの回動運動の合成によって吸収される。このため、動作が複雑でバランスや耐久性等に問題があった。
【０００５】
また、自転車の部品は規格化されており、他の部品同様に使用者は車輪を自己に合わせてあるいは使用現場に応じて多くのサイズの中から適宜のものを選択して使用する。このとき、リアーディレイラーによっては小さい車輪に対応できないため、所望のサイズの車輪を選択できないことがあった。
【０００６】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ９６／２４７８７号パンフレット
【特許文献２】
特開２０００−２４７２８４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来、リアーディレイラーは上述したように２つの回動運動の合成によってチェーンのたるみを吸収するため、チェーンの架け替え先が大径のリアーチェーンホィールであった場合には、テンションアームの先端に設けられたテンションスプロケットホィールが地面に近づくことになる。特に、リアーディレイラーに加えてフロントディレイラーをも備えるようにした多重の変速装置の場合、選択されたチェーンホィールがフロントが小径、リアーが大径の場合には、地面に対して直角になるので、テンションスプロケットホィールがいっそう地面に近づくことになる。
【０００８】
テンションスプロケットホィールが地面に近づくと、これが路端の石に衝突し、あるいは草木をチェーンに噛み込むことによって、転倒による事故あるいは変速装置自体のトラブルが生じるおそれが増加する。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑み、チェーンが大きいチェーンホィールに掛けられた場合でも、テンションスプロケットホィールがそれほど地面に接近しない構造のリアディレイラーを提供し、もって転倒事故あるいはトラブルの少なくすることを課題とするものである。更に、車輪の脱着を容易にし、車輪サイズに対する適用範囲の広いリアーディレイラーを提供するとともに変速時のチェーン掛け替えの動作を単純にして耐久性の向上をはかることを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、
第１番目の発明の解決手段は、自転車本体に取り付けるための取付部を有する基部部材、平行揺動部材、上記基部部材と上記平行揺動部材との間に介在し、これらとともに実質的な平行リンク機構を構成する一対のパラレルクランク、上記平行揺動部材上であって、後輪車軸軸線と平行な第１揺動軸線を中心として自由に揺動可能に設けられたガイドアーム、上記ガイドアーム上であって、上記第１揺動軸線と平行な軸線を中心として回転自在に設けられたガイドスプロケット、上記平行揺動部材上であって、上記後輪車軸軸線と平行な第２揺動軸線を中心として揺動可能に設けられたテンションアーム、上記テンションアーム上であって、上記第２揺動軸線と平行な軸線を中心として回転自在に設けられたテンションスプロケット、及び、上記テンションスプロケットを自転車後方に向けて付勢するため、上記テンションアームと上記平行揺動部材との間に設けられた付勢バネを備えたことを特徴とする自転車用のリアーディレイラーである。
【００１１】
第２番目の発明の解決手段は、第１番目の発明のリアーディレイラーにおいて、上記平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線が、上記後輪車軸軸線に対して直交していることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１２】
第３番目の発明の解決手段は、第１番目の発明のリアーディレイラーにおいて、上記平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線が、上記後輪車軸軸線に対して傾斜していることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１３】
第４番目の発明の解決手段は、第１番目から第３番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記第１揺動軸線が、上記第２揺動軸線よりも自転車前方側に位置することを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１４】
第５番目の発明の解決手段は、第１番目から第４番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記第２揺動軸線と上記テンションスプロケットの軸線とを結ぶ上記テンションアーム上の距離は、上記第１揺動軸線と上記ガイドスプロケットの軸線とを結ぶ上記ガイドアーム上の距離よりも長いことを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１５】
第６番目の発明の解決手段は、第１番目から第５番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記取付部は、自転車本体に取り付ける際に取付ボルトを通すための貫通穴を備えていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１６】
第７番目の発明の解決手段は、第１番目から第６番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、コントロールケーブルを掛けるためのケーブルプーリーが上記基部部材に対して回転自在に設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１７】
第８番目の発明の解決手段は、第７番目の発明のリアーディレイラーにおいて、上記ケーブルプーリーには回転に対する摩擦を軽減するための転動ベアリングが設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１８】
第９番目の発明の解決手段は、第７番目又は第８番目のいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記貫通穴と上記ケーブルプーリーとは同心であることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００１９】
第１０番目の発明の解決手段は、第１番目から第９番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記基部部材は、上記貫通穴によって回動可能に自転車本体に取り付けることができるとともに自転車本体に対する、この基部部材には回動位置を制限するために調整可能なストッパーが設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００２０】
第１１番目の発明の解決手段は、第１番目から第８番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記取付部は、上記基部部材本体とは別体のブラケット部材であり、この基部部材本体はこのブラケット部材に対して回動自在に取り付けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００２１】
第１２番目の発明の解決手段は、第１１番目の発明のリアーディレイラーにおいて、上記基部部材には、上記ブラケット部材に対する回動位置を制限するために調整可能なストッパーが設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００２２】
第１３番目の発明の解決手段は、第１番目から第１２番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーにおいて、上記パラレルクランクの一方には、コントロールケーブルを固定するためのケーブル固定手段が設けられていることを特徴とするリアーディレイラーである。
【００２３】
第１４番目の発明の解決手段は、第１番目から第１３番目までのいずれかの発明のリアーディレイラーが上記取付部によって車体本体に取り付けられており、後輪車軸にはこのリアーディレイラーによってチェーンが掛け替えられる複数のリアーチェーンホィールが同軸で固定されていることを特徴とする自転車である。
【００２４】
第１５番目の発明の解決手段は、第１４番目の発明の自転車において、この自転車が有するペダルクランク軸には、これと同軸の複数のフロントチェーンホィールが固定されており、上記チェーンを掛け替えるためのフロントディレイラーが備えられていることを特徴とする自転車である。
【００２５】
第１６番目の発明の解決手段は、それぞれ回転自在なガイドスプロケットとテンションスプロケット間にチェーンを掛け渡し、上記ガイドスプロケットと上記テンションスプロケット間の距離を変更することによって、チェーンが掛けられるチェーンホィールが変更されたとき、チェーンホィールの径に応じて変化するチェーンのたるみを吸収することを特徴とする自転車の外装変速装置におけるチェーンのたるみ吸収方法である。
【００２６】
第１７番目の発明の解決手段は、自転車の後輪車軸軸線と平行な第１揺動軸線を中心として自由に揺動可能なガイドアームと上記後輪車軸軸線と平行な第２揺動軸線を中心として揺動可能であって自転車後方に向かう付勢力が与えられたテンションスアームのそれぞれに回転自在に設けられているガイドスプロケットとテンションスプロケット間にチェーンを掛け渡し、上記ガイドスプロケットと上記テンションスプロケット間の距離を変更することによって、後輪車軸に固定されたチェーンが掛けられるチェーンホィールが変更されたとき、チェーンホィールの径に応じて変化するチェーンのたるみを吸収することを特徴とする自転車の外装変速装置におけるチェーンのたるみ吸収方法である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
第一実施形態
＊ 本リアーディレイラーが取り付けられる自転車の概要
図１は本発明の実施形態を説明するための自転車１の概要図であって、全実施形態に共通の図面である。自転車１は、フレーム１１、ハンドル軸１４１、フォーク１２１、前車輪１２、ハンドル１４、サドル１５、ペダルクランク１６１、ペダル１６２、フロントチェーンホィール１６、リアーチェーンホィール１７、チェーン１８を備えている。
【００２９】
通常の自転車と同様に、フレーム１１はほぼ四辺形をなしており、一つの頂部にはハンドル軸１４１が回動自在に支持されており、ハンドル軸１４１の下端にはフォーク１２１が設けられている。フォーク１２１の先端には前車輪１２が自由回転可能に設けられている。ハンドル軸１４１の他端上端には自転車１を操縦するためのハンドル１４が固定されている。
【００３０】
フレーム１１の他の頂部には、フレーム１１に対してクランク軸が回転可能に設けられており、クランク軸には複数枚のフロントチェーンホィール１６が同心で固定されている。クランク軸の両端には一対のペダルクランク１６１が固定されており、ペダルクランク１６１の反対端にはペダル１６２が固定されている。また、フレーム１１の他の頂部には、サドル１５が設けられている。
フレーム１１の残る頂部には、フリーホィール（不図示）を介して複数枚のリアーチェーンホィール１７が同軸で設けられている。この頂部近傍には、リアーディレイラー１７２が設けられており、このリアーディレイラー１７２が備えるガイドスプロケットホィール２３１、テンションスプロケットホィール２４１（後述）、リアーチェーンホィール１７及びフロントチェーンホィール１６にはチェーン１８が掛け渡されている。
【００３１】
＊ リアーディレイラーの構造
専用のディレイラー取付部１１１を備えたフレーム１１に対して使用するに適したリアーディレイラー１７２の例について説明する。図２は、このリアーディレイラー１７２とフレーム１１を側面から見たときの外観図、図３はこれを自転車後方から見たときの模式図である。また、図４は、取り外したリアーディレイラー１７２を単独で示す説明図、図５は上記構造を持ったフレーム１１のディレイラー取付部１１１の部分図である。なお、図３において、ガイドアーム揺動軸線２３２とテンションアーム揺動軸線２４３との平行揺動部材２２上における位置関係は、この図が平行リンク機構による変速を説明するためのものであるため、正確に表されてはいない。
【００３２】
図５に示すように、ディレイラー取付部１１１は、フレーム１１の車軸取付部１１３の下方に突き出た構造部分であり、雌ねじを切ったディレイラー取付穴１１２１及びストッパー１１２２を備えている。リアーディレイラー１７２が基部部材２１によってフレーム１１に取り付けられたとき、ディレイラー取付穴１１２１の中心線は後述するようにディレイラー揺動軸線１７２１と一致することになる。
【００３３】
基部部材２１の縦断面を図６に示す。基部部材２１は、ストッパー２５２がねじ込まれる雌ねじを有する突き出し部２１３及びディレイラー取付ボルト２１１を通すための貫通穴２１２が設けられている。また、基部部材２１の側面には一対のパラレルクランク２２１が揺動自在に取り付けられている。
【００３４】
基部部材２１は、貫通穴２１２を通してディレイラー取付ボルト２１１をディレイラー取付穴１１２１にねじ込むことにより取り付けられる。また、ケーブルプーリー２５１が、プーリーベアリング２５１１を介してディレイラー取付ボルト２１１回りに回動自在に取り付けられている。図６の場合、プーリーベアリング２５１１には滑り軸受が示されているが、ボールベアリングのような転動型のベアリングを使用することも可能である。
【００３５】
この構造によって、基部部材２１及びケーブルプーリー２５１は独立してフレーム１１に対して回転可能となっている。基部部材２１が回動するとき、基部部材２１に設けられたストッパー２５２とフレームに設けられたストッパー１１２２が当接することにより、基部部材２１は一定の角度位置で停止する。ストッパー２５２の突出量はこれを回すことによって調整可能であるため、基部部材２１の停止角度位置は調整可能である。なお、この２つのストッパーは分解組み立て時を除いて、当接状態を保つ、すなわち、自転車を通常使用している場合には、変速時を含めてこれらのストッパーは接触したままである。
【００３６】
図７は、平行揺動部材２２とこれに取り付けられているテンションアーム２４の取付部の一部断面構造を示す。パラレルクランク２２１の一方の各端は平行揺動部材２２に軸支されている。このため、基部部材２１、平行揺動部材２２、及びこれらを結びつける一対のパラレルクランク２２１によって、平行リンク機構が構成される。したがって、図３に示すように、平行揺動部材２２は、基部部材２１に対する角度を変化させることなく相対的位置を変更することができ、ガイドスプロケットホィール２３１に掛けられたチェーン１８が噛合するリアーチェーンホィール１７を変更することができる。なお、変速操作のためのコントロールケーブル２５の端部を固定するためにケーブル端固定部材２２１１がパラレルクランク２２１の一方に設けられており、コントロールケーブル２５を操作することによって上記平行揺動部材２２の位置が変更される（図２、図４等参照）。
【００３７】
平行揺動部材２２には円筒形の付勢バネポット２２３が固定されている。付勢バネポット２２３は内部に空所２２３１を有しており、この中にコイル状の付勢バネ２４２が納められている。付勢バネ２４２の一端はポット内で係止されており、他端はテンションアーム２４に係止されている。テンションアーム２４には環状溝２４４１を有するテンションアーム軸２４４が固定されており、このテンションアーム軸２４４は、付勢バネ２４２を貫通して上記付勢バネポット２２３内に挿入され、抜け止めピン２４５と環状溝２４４１とによって回転は許容されているが抜け出さないようになっている。付勢バネ２４２にねじり力を与えて組み立てるため、テンションアーム２４は平行揺動部材２２に対してテンションアーム揺動軸線２４３（第２揺動軸線）回りに回転可能であるが、付勢バネ２４２によって一定の方向に付勢力（取付られた状態で自転車後方に折れ曲がろうとする付勢力）が与えられていることになる。
【００３８】
また、図４等に示されるように、ガイドアーム２３は、平行揺動部材２２上のガイドアーム揺動軸線２３２（第１揺動軸線）回りに自由揺動可能に設けられている。ガイドアーム２３及びテンションアーム２４には、それぞれガイドスプロケットホィール２３１及びテンションスプロケットホィール２４１が回転自在に支持されている。テンションアーム揺動軸線２４３（第２揺動軸線）とテンションスプロケットホィール２４１の軸線とを結ぶテンションアーム２４上の距離は、ガイドアーム揺動軸線２３２（第１揺動軸線）とガイドスプロケットホィール２３１の軸線とを結ぶガイドアーム２３上の距離よりも長くする方が好ましい。また、ガイドアーム揺動軸線２３２が、テンションアーム揺動軸線２４３よりも自転車前方側に位置するようにする方が好ましい。そして、上述のように、ガイドアーム２３及びテンションアーム２４が平行揺動部材２２上で互いに独立に揺動可能である点が本発明の特徴となっている。
【００３９】
＊ リアーディレイラーと変速状態
図８、図９、図１０は、変速状態に応じて変化するリアーディレイラー１７２の様子を示すための説明図である。
【００４０】
図８はフロントチェーンホィール１６、リアーチェーンホィール１７とも小径のものが選択された場合について示しており、ガイドアーム２３及びテンションアーム２４とも自転車後方向に大きく旋回している。小径ホィールが選ばれたことによって生じたチェーン１８の大きなたるみは特にテンションアーム２４の旋回によってほとんどが吸収されている。
【００４１】
図９は大径のフロントチェーンホィール１６と小径のリアーチェーンホィール１７が選択された場合について示しており、フロントチェーンホィール１６によってチェーン１８の長さが消費されたことによって、消費された分がテンションアーム２４の下方への旋回によって吸収されている。この場合でも、テンションアーム揺動軸線２４３の位置はほとんど変化していないことに注意を要する。従来のものでは、平行揺動部材２２（相当部材）の旋回とテンションアームの旋回とが複合されるため、図１に示すｈ（地面からテンションスプロケットホィールまでの高さ）が極端に少なくなるため、既述の転倒や草木噛み込みのトラブルが発生しがちであったが、本発明（及び実施形態）では、変速によっては平行揺動部材２２が旋回（揺動）せず、上記ｈを大きくとることができるため、このような問題が生じにくくなる。
【００４２】
図１０はフロントチェーンホィール１６、リアーチェーンホィール１７とも大径のものが選択された場合におけるリアーディレイラー１７２の様子を示している。ガイドアーム２３は大径のリアーチェーンホィール１７に合わせて大きく旋回するとともにテンションアーム２４は図９の場合よりも更に大きく前方にまで旋回している。この場合でも、テンションアーム揺動軸線２４３の位置はほとんど変化していない。また、変速時には、ガイドスプロケットホィール２３１とテンションスプロケットホィール２４１間の距離が変更されており、これによって、チェーン１８が掛けられるフロントチェーンホィール１６及び／又はリアーチェーンホィール１７が変更されたとき、これらの径に応じて変化するチェーンのたるみが吸収されている。
【００４３】
以上のとおり、このリアーディレイラー１７２にあっては、変速の全範囲にわたって、テンションスプロケットホィール２４１がそれほど地面に接近しないため、転倒や草木噛み込みのトラブルは非常に生じにくくなることがわかる。更には、チェーンを掛けるフロントチェーンホィール１６を小径から大径にいたる範囲にわたって変更しても、ガイドスプロケット２３１がこの径に対応する最も安定な位置に自動的に落ち着き、無理な力が働かないため、安定した変速動作を維持することができる。
【００４４】
＊ 組み立て、分解、調整とケーブルプーリー
図１１は、組み立て、分解時にリアーディレイラー１７２全体を基部部材２１において付勢バネ２４２に逆らって強制的に回動させたときの状態を示す説明図である。既述のように、ケーブルプーリー２５１は、基部部材２１及びフレーム１１に対して回転自在となっている。図２に示されるように、フレーム１１の前方から来たコントロールケーブル２５はケーブルプーリー２５１に掛け渡されてからパラレルクランク２２１に設けられたケーブル端固定部材２２１１に端部が固定される。
【００４５】
コントロールケーブル２５を引くことにより、パラレルクランク２２１を図３の実線から点線の範囲で揺動させ、ガイドスプロケットホィール２３１が任意の一つのリアーチェーンホィール１７の前方に位置決めされる。ケーブルプーリー２５１がプーリーベアリング２５１１を介して支持されているため、コントロールケーブル２５を操作するときの摩擦が減じられている。ガイドスプロケットホィール２３１の位置決めによって、チェーン１８が噛合するリアーチェーンホィール１７が変更される。
【００４６】
基部部材２１は、フレーム１１に対して回動可能になっているが、チェーン１８が掛けられているとき（通常時）は、付勢バネ２４２の付勢力によって、２つのストッパー（１１２２と２５２）が互いに当接する方向に付勢されて図２等に示す状態になっている。この状態は付勢バネ２４２の付勢力によるものであるため、これに逆らってリアーディレイラー１７２全体を回すことができる。図１１には、こうしてリアーディレイラー１７２全体を回動させた状態が示されている。
【００４７】
リアーディレイラー１７２全体を回動（時計方向）させることによって、図１１に示されるようにコントロールケーブル２５にたるみを与えることができる。通常、コントロールケーブル２５は、車軸取付部１１３の開口方向とクロスするように張られているので、車輪を取り外そうとしたとき、これに妨げられて容易に取り外しができない。本リアーディレイラー１７２は、上述のようにリアーディレイラー１７２全体を回動させ、コントロールケーブル２５にたるみを与え、たるみを利用して点線のように車輪取り外しの障害とならない位置にまで退避させることができる。これにより、車輪の取り外しが非常に容易になる。
【００４８】
この第１実施形態において、ディレイラー揺動軸線１７２１、テンションアーム揺動軸線２４３、ガイドアーム揺動軸線２３２の相対位置が３角形状に配置されているが、これらの配置位置については、例えば一直線上に配置するなど、自由に設計することが可能である。また、従来ではチェーン１８のたるみを吸収するため２つの付勢バネが使用されいるため、これらのバネ力相互間の設定（設計）が非常に煩わしいものであったが、このリアーディレイラー１７２においては、単一の付勢バネ２４２しか使用されていないので、相対的なバネ力について考慮する必要が無いため設計が容易であり、また、リアーディレイラー１７２自体の製造組み立ても容易である。
【００４９】
第２実施形態
コントロールケーブルには、これを内挿したガイドチューブと組み合わせて使用することが頻繁に行われる。このようなコントロールケーブルを使用する場合には、ケーブルプーリー２５１が不要となる。図１２に示す第２実施形態のリアーディレイラー１７２はガイドチューブ付きのコントロールケーブルを使用した例である。ガイドチューブ２５３の端部はフレーム１１と基部部材２１の突き出し部２１３とのそれぞれに設けられた座に挿入固定され、このガイドチューブ２５３内部にコントロールケーブル２５が挿通される。以上の他は第１実施形態と同様であるため重複する構造、作用、効果に関する説明についてはこれを援用する。
【００５０】
第３実施形態
図１３は第３実施形態のリアーディレイラーを示す。第１、２実施形態ではフレーム１１が専用のディレイラー取付部１１１を備えていることが前提とされている。ところが、このような専用のディレイラー取付部１１１を備えないフレーム１１が使用されることも多いため、この例のリアーディレイラー１７２は取付のためのブラケット部材５を備えたものである。
【００５１】
ブラケット部材５は、図５の点線の枠内と実質的に同じ構造を有しており、このブラケット部材５を第１、２実施形態のリアーディレイラー１７２と組み合わせて新たにリアーディレイラー１７２としたものである。このリアーディレイラー１７２は、ボルト挿通穴５１と車軸取付穴５１３を備え、車軸取付穴５１３を車軸取付穴１１３と重ねるようにして付属のボルト５２（点線）とナットによってフレーム１１に取り付ける。車軸取付穴５１３はフレーム１１側の車軸取付穴１１３と同様に切り欠かれて深さはこれより浅く、ボルト挿通穴５１と車軸取付穴５１３を結ぶ外側輪郭がほぼ車軸取付穴１１３に一致するものである。第１、２実施形態におけるリアーディレイラー１７２に対するフレーム１１の関係がブラケット部材５との関係に置き換えられる点を除いて、第１、２実施形態と同様であるため重複する構造、作用、効果に関する説明についてはこれを援用する。
【００５２】
以上の実施形態のリアーディレイラーにかかる説明では、平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線が後輪車軸軸線に対して直交している例について説明したが、スラント型ディレイラーといわれ、平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線が後輪車軸軸線に対して傾斜している形式のリアーディレイラーにおいても本発明の原理をそのまま適用することが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のリアーディレイラーによれば、チェーンが大きいチェーンホィールに掛けられた場合でも、テンションスプロケットホィールがそれほど地面に接近しないので、もって転倒事故あるいはトラブルの少なくすることができるという効果を奏する。更に、リアーディレイラー自体を回動させ、コントロールケーブルを緩めることができるので、車輪の脱着を容易に行うことができるという効果を奏する。また、車輪サイズに対する適用範囲が広くできるという効果を奏する。更に、付勢バネは一つだけであるため、従来のリアーディレイラーが備える２つの付勢バネの相対的バネ力に関する設計が容易になり、また、製造組み立てが容易になるという効果を奏する。更に、チェーンを掛けるフロントチェーンホィール１６を小径から大径にいたる範囲にわたって変更しても、ガイドスプロケット２３１がこの径に対応する最も安定な位置に自動的に落ち着き、無理な力が働かないため、安定した変速動作を維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための自転車の概要図であって、全実施形態に共通の図面である。
【図２】第１実施形態のリアーディレイラー１７２とフレーム１１を側面から見たときの外観図である。
【図３】第１実施形態のリアーディレイラー１７２とフレーム１１を自転車後方から見たときの模式図である。
【図４】取り外したリアーディレイラー１７２を単独で示す説明図である。
【図５】フレーム１１のディレイラー取付部１１１の部分図である。
【図６】基部部材２１の縦断面図６である。
【図７】平行揺動部材２２とこれに取り付けられているテンションアーム２４の取付部の一部断面構造を示す図面である。
【図８】変速状態に応じて変化するリアーディレイラー１７２の様子を示すための説明図である。
【図９】変速状態に応じて変化するリアーディレイラー１７２の様子を示すための説明図である。
【図１０】変速状態に応じて変化するリアーディレイラー１７２の様子を示すための説明図である。
【図１１】リアーディレイラー１７２全体を回動させた状態を示す外観図である。
【図１２】ガイドチューブ付きコントロールケーブルを使用したリアーディレイラー１７２の例（第２実施形態）である。
【図１３】第３実施形態のリアーディレイラー単体を示す外観図である。
【符号の説明】
１ 自転車
１１ フレーム
１１１ ディレイラー取付部
１１２１ ディレイラー取付穴
１１２２ ストッパー
１１３ 車軸取付部
１２ 前車輪
１２１ フォーク
１４ ハンドル
１４１ ハンドル軸
１５ サドル
１６ フロントチェーンホィール
１６１ ペダルクランク
１６２ ペダル
１７ リアーチェーンホィール
１７２ リアーディレイラー
１７２１ ディレイラー揺動軸線
１８ チェーン
２１ 基部部材
２１１ ディレイラー取付ボルト
２１２ 貫通穴
２１３ 突き出し部
２２ 平行揺動部材
２２１ パラレルクランク
２２１１ ケーブル端固定部材
２２３ 付勢バネポット
２２３１ 空所
２３ ガイドアーム
２３１ ガイドスプロケットホィール
２３２ ガイドアーム揺動軸線
２４ テンションアーム
２４１ テンションスプロケットホィール
２４２ 付勢バネ
２４３ テンションアーム揺動軸線
２４４ テンションアーム軸
２４４１ 環状溝
２４５ 抜け止めピン
２５ コントロールケーブル
２５１ ケーブルプーリー
２５１１ プーリーベアリング
２５２ ストッパー
２５３ ガイドチューブ
５ ブラケット部材
５１ ボルト挿通穴
５１３ 車軸取付穴
５２ ボルト
Claims (17)
- 自転車本体に取り付けるための取付部を有する基部部材、
平行揺動部材、
上記基部部材と上記平行揺動部材との間に介在し、これらとともに実質的な平行リンク機構を構成する一対のパラレルクランク、
上記平行揺動部材上であって、後輪車軸軸線と平行な第１揺動軸線を中心として自由に揺動可能に設けられたガイドアーム、
上記ガイドアーム上であって、上記第１揺動軸線と平行な軸線を中心として回転自在に設けられたガイドスプロケット、
上記平行揺動部材上であって、上記後輪車軸軸線と平行な第２揺動軸線を中心として揺動可能に設けられたテンションアーム、
上記テンションアーム上であって、上記第２揺動軸線と平行な軸線を中心として回転自在に設けられたテンションスプロケット、及び、
上記テンションスプロケットを自転車後方に向けて付勢するため、上記テンションアームと上記平行揺動部材との間に設けられた付勢バネ
を備えたことを特徴とする自転車用のリアーディレイラー。 - 請求項１に記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線は、上記後輪車軸軸線に対して直交していること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１に記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記平行リンク機構が揺動するリンク揺動軸線は、上記後輪車軸軸線に対して傾斜していること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１から請求項３までのいずれかに記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記第１揺動軸線は、上記第２揺動軸線よりも自転車前方側に位置すること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１から請求項４までのいずれかに記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記第２揺動軸線と上記テンションスプロケットの軸線とを結ぶ上記テンションアーム上の距離は、上記第１揺動軸線と上記ガイドスプロケットの軸線とを結ぶ上記ガイドアーム上の距離よりも長いこと
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１から請求項５までのいずれかに記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記取付部は、自転車本体に取り付ける際に取付ボルトを通すための貫通穴を備えていること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１から請求項６までのいずれかに記載されたリアーディレイラーにおいて、
コントロールケーブルを掛けるためのケーブルプーリーが上記基部部材に対して回転自在に設けられていること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項７に記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記ケーブルプーリーには回転に対する摩擦を軽減するための転動ベアリングが設けられていること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項７又は請求項８のいずれかに記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記貫通穴と上記ケーブルプーリーとは同心であること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１から請求項９までのいずれかに記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記基部部材は、上記貫通穴によって回動可能に自転車本体に取り付けることができるとともに自転車本体に対する、この基部部材には回動位置を制限するために調整可能なストッパーが設けられていること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１から請求項８までのいずれかに記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記取付部は、上記基部部材本体とは別体のブラケット部材であり、この基部部材本体はこのブラケット部材に対して回動自在に取り付けられていること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１１に記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記基部部材には、上記ブラケット部材に対する回動位置を制限するために調整可能なストッパーが設けられていること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１から請求項１２までのいずれかに記載されたリアーディレイラーにおいて、
上記パラレルクランクの一方には、コントロールケーブルを固定するためのケーブル固定手段が設けられていること
を特徴とするリアーディレイラー。 - 請求項１から請求項１３までのいずれかに記載されたリアーディレイラーが上記取付部によって車体本体に取り付けられており、後輪車軸にはこのリアーディレイラーによってチェーンが掛け替えられる複数のリアーチェーンホィールが同軸で固定されていること
を特徴とする自転車。 - 請求項１４に記載された自転車において、
この自転車が有するペダルクランク軸には、これと同軸の複数のフロントチェーンホィールが固定されており、上記チェーンを掛け替えるためのフロントディレイラーが備えられていること
を特徴とする自転車。 - それぞれ回転自在なガイドスプロケットとテンションスプロケット間にチェーンを掛け渡し、上記ガイドスプロケットと上記テンションスプロケット間の距離を変更することによって、チェーンが掛けられるチェーンホィールが変更されたとき、チェーンホィールの径に応じて変化するチェーンのたるみを吸収すること
を特徴とする自転車の外装変速装置におけるチェーンのたるみ吸収方法。 - 自転車の後輪車軸軸線と平行な第１揺動軸線を中心として自由に揺動可能なガイドアームと上記後輪車軸軸線と平行な第２揺動軸線を中心として揺動可能であって自転車後方に向かう付勢力が与えられたテンションスアームのそれぞれに回転自在に設けられているガイドスプロケットとテンションスプロケット間にチェーンを掛け渡し、上記ガイドスプロケットと上記テンションスプロケット間の距離を変更することによって、後輪車軸に固定されたチェーンが掛けられるチェーンホィールが変更されたとき、チェーンホィールの径に応じて変化するチェーンのたるみを吸収すること
を特徴とする自転車の外装変速装置におけるチェーンのたるみ吸収方法。
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