JP2004249885A - ハンドルステムおよび速度表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】速度表示装置の表示の見易さを確保した上で小型化および軽量化を達成することができるハンドルステムを提供する。
【解決手段】自転車のハンドルを取り付けるハンドルステム１０であって、ハンドルステムをその自転車に装着するための縦ロッド２１と、速度センサからの信号を受けて速度を表示する速度表示装置３と、上記の縦ロッドに交差するように前方に延びる前方突出部６において、速度表示装置を収納する表示装置収納部１とを備え、縦ロッドに沿って見て、表示装置収納部が、その縦ロッドに重なる重なり配置、およびその縦ロッドに隣接する隣接配置、のいずれかの配置をとる。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自転車用のハンドルステムおよび速度表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来の自転車の前部を示す図である。この自転車のハンドルステム１２０の前方突出部の先端にハンドルバー１３８が保持されている。ハンドルステム１２０の前方突出部の上面においてライダから見易い位置に、表示装置収納凹部１３４が設けられ、この表示装置収納凹部１３４に、速度等を表示する表示装置１３５が嵌め込まれている。表示装置からはリード線（コード）１４９が延びており、中空の縦ロッド１２１およびヘッドチューブ１０７などの中を通り、センサ１１６に接続されている。センサ１１６は磁場を感知する素子からなり、小型永久磁石１１５が回転してセンサ１１６の近くを通り過ぎる際に磁束を感知する。リード線１４９は外から見えないように、縦ロッド１２１などの中を通しているが、ヘッドチューブ１０７に巻き付け、外から見える構成にしてもよい。
【０００３】
図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。図示するハンドルステム１２０は、その下部が自転車のヘッドチューブ内に挿入される中空の縦ロッド１２１と、その縦ロッド１２１の上方端から前方に延びる前方突出部１２２と、前方突出部１２２の前方端に設けられたハンドルバー保持部１２３とを備える。ハンドルバー保持部１２３には、ハンドルバー１３８を挿通させるための挿通孔１３９が設けられ、ハンドルバー１３８を挿通孔１３９の中に挿通させ、ハンドルステム１２０の前方突出部１２２に固定することができる。
【０００４】
ハンドルステム１２０には、縦ロッド１２１の下方端に嵌入され上方に移動することによって縦ロッド１２１を自転車の前ホークステムに固定する嵌入部材１２４が備えられる。また、縦ロッド１２１および嵌入部材１２４を貫通して延び嵌入部材１２４を上方に移動させるための引き上げ棒１２６を備えている。
【０００５】
引き上げ棒の雄ねじに螺合される嵌入部材１２４は、引き上げ棒の回転にも回転しないように係合しており、引き上げ棒を回転させることにより、上方に移動し、縦ロッドの下方端を拡開する。縦ロッドが拡開すると、その外面が広がり、前ホークステムに固定される。
【０００６】
前方突出部１２２は好ましくは扁平形状とされ、その上面に凹部１３４が設けられる。速度等を表示する表示装置１３５は、この凹部１３４に収められる。凹部１３４の下面には、前方突出部１２２の下面にまで貫通する固定用孔１３６が設けられている。固定用孔１３６は、表示装置１３５を凹部１３４に固定するために用いられる。すなわち、図７に示すように、固定用孔１３６内には前方突出部１２２の下方から固定用ねじ１３７が挿入され、表示装置の底壁に設けた雌ねじに螺合される。上記固定用ねじの螺合により表示装置は凹部１３４に固定される。
【０００７】
表示装置１３５には、本体内に電池が収納されており、液晶表示部や各種演算を行う半導体装置の電力を供給している。表示装置から引き出されたリード線１４９は、引き上げ棒の軸線に沿って開けられた貫通孔を通り、速度計などのセンサから導かれたリード線と、例えば、ヘッドチューブ（図示せず）内でコネクタを介して接続される（たとえば、特許文献１、２、３を参照）。
【０００８】
上記の構造により、ライダは自転車走行中に表示装置に表示される速度、走行距離などを確認することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−２４８８９号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平１０−７０４９号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開平１１−１１９１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハンドルステムの小型化および軽量化の要求は止まることなく継続され、上記の速度表示装置を備えたハンドルステムにおいても速度表示の見易さを確保した上で、さらに小型化および軽量化の要求がなされている。また、別の目的として、速度表示装置の取付方法について、簡単で確実な取付方法が求められている。
【００１３】
本発明の目的は、最も広くは速度表示装置の表示の見易さを確保した上で小型化および軽量化を達成することができるハンドルステムを提供することにある。また、本発明のうちの所定の発明における上記とは別の目的は、簡単で確実な取り付けができる速度表示装置を備えるハンドルステムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のハンドルステムは、自転車のハンドルを取り付けるハンドルステムである。このハンドルステムは、そのハンドルステムをその自転車に装着するための縦ロッドと、速度センサからの信号を受けて速度を表示する速度表示装置と、上記の縦ロッドに交差するように前方に延びる前方突出部において、速度表示装置を収納する表示装置収納部とを備える。そして、縦ロッドに沿って見て、表示装置収納部が、その縦ロッドに重なる重なり配置、およびその縦ロッドに隣接する隣接配置、のいずれかの配置をとる。
【００１５】
上記の重なり配置または隣接配置をとることにより、速度表示装置の表示の大きさを確保した上で、ハンドルステムの前方突出部の前方突出し長さを短くできる。この結果、ハンドルステムを小型化し、かつ軽量化することができる。なお、縦ロッドは、ハンドルステムの縦孔部に、別の素材、たとえばステンレス鋼のチューブであるハンドルポストが圧入されて一体化されて形成されたものであってもよい。この場合、縦ロッドは、縦孔部とハンドルポストとで形成される。また、上記の縦ロッドは、ハンドルステムと材質的にも同じで、ハンドルステムと一体に成形されて製造されたハンドルポストを含むハンドルステムの部分であってもよい。
【００１６】
また、上記のハンドルを保持するハンドルバー保持部と表示装置収納部とが隣接し、ハンドルバー保持部に保持されるハンドルバーを締め付ける雌雄ねじが、前方方向に交差するように斜めに配置されるようにできる。
【００１７】
この構成により、ハンドルバーと速度表示装置との間の距離をなくして、前方突出部を小型化できる。また、上記の雌雄ねじを斜めに配置することにより、ハンドルバー保持部を小型化しても雌雄ねじの長さを確保して締結力を確保することができる。
【００１８】
また、上記の速度表示装置が、表示装置収納部に接着剤により接着されてもよい。この構成により、簡単に速度表示装置を表示装置収納部に固定することができる。
【００１９】
また、上記の表示装置収納部が速度表示装置を係止するための突起を有し、速度表示装置が突起に弾性変形して係止する係止爪を有してもよい。
【００２０】
この構成により接着剤が劣化して接着力が減退しても、速度表示装置が抜け出る事態を防止することができる。
【００２１】
上記の速度表示装置は、配線基板および表示部を含む本体部と、該本体部から取り外し可能な電池収納部とを備え、表示装置収納部には下方に開口する貫通孔が設けられ、電池収納部が貫通孔から下方に突き出すように配置され、貫通孔の縁には、速度表示装置が収納された状態のまま本体部の底面に設けられた押しボタンスイッチを下方からピン状押し具により押しやすくするガイド用テーパ部が設けられてもよい。
【００２２】
この構成により、速度表示装置の調整、リセット、スタートを容易に行なうことができ、かつ外乱要因により上記押しボタンスイッチが簡単に押されることがなくなる。
【００２３】
本発明の速度表示装置は、自転車のハンドルステムに取り付けられる速度表示装置である。上記の速度表示装置は、配線基板および液晶表示部を含む本体部と、該本体部から取り外し可能な電池収納部とからなり、本体部の底面側に外部から操作するすべてのボタンスイッチを備えている。
【００２４】
この構成により、簡単におもて面側から外乱要因などにより速度表示装置の設定条件が変更されることがなくなる。この結果、長期間にわたって所定の設定条件の下で安定して速度表示がなされるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるハンドルステムを装着した自転車を示す図である。ハンドルステム１０の前方突出部６の先にハンドルバー１１が取り付けられている。上記前方突出部６に交差する方向に延びる縦ロッド２１は、ハンドルステムとして一体鋳造された縦孔部２１ａと、その縦孔部２１ａに圧入されたハンドルポスト２１ｂとから形成されている。ハンドルステムは、たとえばアルミ合金（Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系）の一体鋳造で形成されており、その縦孔部２１ａに、たとえばステンレス製管のハンドルポスト２１ｂが圧入されている。本実施の形態では、縦ロッドは上記のように２つの部分を連結したものであるが、アルミ合金でハンドルポストも含めて一体的に形成されたものであってもよい。
【００２６】
上記の縦ロッド２１は、ヘッドチューブ５７に挿入される。ヘッドチューブ５７内には、マグネット１５が側を通るたびに速度表示装置にそれを知らせる速度センサ１６が配置されている。ヘッドチューブ内には、上記速度表示装置に上記信号を伝達するためのリード線が配置されている。速度表示装置の本体では、その信号に基づいて速度を演算して求める。
【００２７】
図２は、図１に示すハンドルステムの斜視図である。ハンドルステム１０は、大まかには、前方に突き出る前方突出部６と、その前方突出部に交差するように配置され、下方に延びる縦ロッド２１とで構成されている。前方突出部６の先にはハンドルバーを挿入するハンドルバー挿入孔９が設けられたハンドルバー保持部８が配置されている。ハンドルバー保持部８には、ハンドルバー挿入孔９にハンドルバーを通した後、そのハンドルバーを締め付ける締結ねじ２３ａが配置されている。この締結ねじ２３ａは雄ねじであるが、この雄ねじが螺合される部分には、当然、雌ねじが設けられており、雄ねじを雌ねじに螺合させることによりハンドルバ挿入孔に挿入されたハンドルバーを周囲から締め付けて固定する。本実施の形態では、この締結ねじが、前方と平行ではなく斜めに配置されており、この斜め配置により、ハンドルバー保持部の前方方向長さを短縮しても、上記雄ねじと雌ねじの螺合長さを確保して締結力を向上させることができる。すなわち、この締結ねじの斜め配置による締結力の向上により、ハンドルバー保持部を小型化し、軽量化することが可能となる。
【００２８】
上記の前方突出部６の上面には、速度表示装置を収納する表示装置収納部１が設けられている。この表示装置収納部１は、段差状に形成され、段差の中央部に下方に突き抜ける開口が設けられている。この表示装置収納部１には、電池収納部５および本体部４を含む速度表示装置３が収納され、本体部は上記の段差で保持され、電池収納部５は上記の開口を下方に突き出るように配置される。本体部は、配線基板や液晶表示装置などの他に、その上面４ａを形成する透明プレートと、上記段差部に接着される底面部４ｂと、底面部から下方に向けて配置された押しボタンスイッチ４ｆとを備えている。
【００２９】
ハンドルステム１０の後部には、前方突出部６に交差するように下方に延びる縦孔部２１ａが形成されている。この縦孔部２１ａには、上述のようにハンドルポストを形成するチューブ２１ｂが圧入されている。縦孔部２１ａと、ハンドルポスト２１ｂとで、縦ロッド２１を形成する。縦ロッドの中には、縦ロッド上端から引き上げ棒２６が挿通され、その下端部に嵌め入れられる嵌入れ部材３４に螺合され、その嵌入れ部材３４を縦ロッド内に引き上げるようにしてその下端に嵌め入れる。引き上げ棒２６は、縦ロッド内を通され、その縦ロッドの上端と下端とで止められた長いボルトと見ることができが、その上端には、ラバーキャップ２７が被せられる。
【００３０】
速度表示装置から引き出されたリード線２９は、表示装置収納部の後端に設けられた、リード線を通す通し溝１ｂを通り、引き上げ棒２６と縦ロッド２１との間に引き入れられる。リード線２９はさらに嵌入れ部材３４の側部に設けられた溝３４ａを通って、速度センサ１６に連結される。嵌め入れ部材は、上述のように縦ロッドを回転しても回転しないので、リード線がねじれることはない。
【００３１】
図３は、図２のハンドルステムの側面図である。図３を参照して、縦ロッド２１の上部を形成する縦孔部２１ａと、速度表示装置３とは、縦ロッド２１に沿って見たとき、部分的に重なっている。すなわち、重なり配置をとっている。縦ロッド２１の中心部には、上述のように引き上げ棒２６が挿通され、その引き上げ棒の上端が止められるので、速度表示装置を縦ロッドの中心軸線に交差するほど後側に寄せることはできない。しかし、図３に示すハンドルステムでは、速度表示装置は、縦ロッドに沿って見たとき、縦孔部の前方側と部分的に重なるほど、前方突出部内で後側に位置している。これは、引き上げ棒の上端を覆うために縦孔部の上端内側に嵌め込まれるラバーキャップ２７と、速度表示装置の本体表示部４ａとが接していることからも確認することができる。速度表示装置は、前方突出部内で可能なかぎり後側に位置しているということができる。上述のように、重なり配置の代わりに隣接配置をとっても、上記の前方突出部の短縮を実現することができることは言うまでもない。なお、隣接配置とは、縦ロッドに沿って見て、縦ロッドの輪郭線と表示装置収納部の輪郭線との間に、縦孔部の孔を囲む部分の厚みを超えるような隙間がないほど両者が近接していることをさす。したがって、隣接配置というとき、縦ロッドの輪郭線と表示装置収納部の輪郭線との間には、縦孔部の孔を囲む部分の厚み程度の隙間があってもよい。
【００３２】
また、ハンドルバー保持部８は、前方突出部の前端部を形成しているが、速度表示装置の本体表示部４ａと、そのハンドルバー保持部８とは平面的に見て隣接している。したがって、図３に示すハンドルステムでは、前方突出部において、速度表示部は上記の説明した重複が生じるほど後側に位置し、ハンドルバー保持部も本体上面部４ａとの間に隙間をあけないほど後側に位置している。このため、図３に示すハンドルステムは、速度表示装置における表示の見易さを確保した上で、前方突出部の長さの短縮を追求したものということができる。この結果、ハンドルステムの小型化、軽量化を達成することができる。
【００３３】
図３に示すように、速度表示装置の電池収納部はハンドルステムを下方に突き抜けている。電池収納部の下端５ａには、コインなどをさし込んで回すことにより着脱を容易にするように、溝５ｂを設けてある。
【００３４】
図４は、図２に示すハンドルステムの上面図である。表示装置は、透明プレート４ａなどを含む本体上面部と、その下に位置する配線基板や液晶表示部などを含む本体部と、電池収納部とを備えている。
【００３５】
図５は、図２に示すハンドルステムの底面図である。速度表示装置の本体部４は、収納凹部１に嵌め合わされ、本体部の底部と収納凹部の底面とが接着剤で接着され固定される。電池収納部は、図示されていない電池ケース係止爪を備えており、この係止爪により貫通孔の下方から本体部底部の係合部に係合され、着脱自由である。
【００３６】
本体部の底面には、下方側からピン状棒で押し込んで切り換える押しボタンスイッチ４ｆが配置されている。この押しボタンスイッチ４ｆを、ピン状棒で押し込み易くするために、開口１ａの縁、とくにコーナー部にガイド用テーパ部１７が設けられている。テーパは、下方ほど断面が広くなるように拡大するように付けられている。使用者は、ハンドルステムの下側からペン先やドライバなどを用いて、ガイド用テーパ部１７にこれらドライバ等をさし込み簡単に押しボタンスイッチを切り換えることができる。本実施の形態における速度表示装置では、これら押しボタンスイッチは、速度表示装置のおもて面側には配置されていない。このため、ハンドルステムの底面側の、外部から奥まった箇所に位置するので、外部から意図しない要因により簡単に押されることがない。この結果、所定の設定条件を長期間、安定に維持することができる。
【００３７】
図６は、図２に示すハンドルステムの部分断面図である。この図６によれば、縦ロッドの縦孔部２１ａと表示装置収納部１とが、縦ロッド２１に沿って見て、部分的に重複していることが分る。また、表示装置収納部を縦ロッドの中心軸線と交差する位置まで後退させることができない理由も明らかである。表示装置収納部を縦ロッドの中心軸線と交差する位置まで後退させると、引き上げ棒の操作ができなくなるからである。さらに、表示装置収納部１の前部と、ハンドルバー保持部とが平面的に見て隣接していることも分る。
【００３８】
上記の構成をとることにより、上記ハンドルステムにおける前方突出部は非常に短縮され、大幅な小型化、軽量化を実現することができ。また、ハンドルステムを形成する材料が減るため、材料費の節減が可能となる。一例として小型化および軽量化の例を挙げると、たとえば、従来、幅３９．２ｍｍ、長さ６４．０ｍｍ、質量２１５ｇ（グラム）のハンドルステムを、同じ速度表示装置を配置して本実施の形態にしたがって作製したところ、幅３６．６ｍｍ、長さ５１．７ｍｍ、質量１４０ｇ（グラム）と大幅な小型化と軽量化を実現することができた。
【００３９】
また、図６に示す速度表示装置は、本体部４の底面および側面において、接着剤により表示装置収納部と接着されている。このため、速度表示装置を非常に簡単に表示装置収納部に固定させることができる。この結果、製造費用を低減することが可能となる。
【００４０】
図７は、速度表示装置の本体部４から引き出されたリード線２９が通る、表示装置収納部と縦ロッドとに設けられた通し溝を示す部分断面斜視図を示す図である。図７において、本体部の底面から引き出されたリード線２９は、通し溝１ｂを通過して、縦孔部２１ａと引き上げ棒２６との間の隙間を通される。このような通し溝を設けることにより、小さなスペースを利用してリード線を縦ロッド内に通すことができる。
【００４１】
図８は、速度表示装置とハンドルステムとの係止構造を示す図である。速度表示装置の本体部の底面から一対の係止爪４ｇが下側に向き合うように配置され、その係止爪の爪の返りの部分が表示装置収納部に設けられた突起部１４に係止され、速度表示装置の抜け出しを防止している。また、速度表示装置の本体部底部４ｂは、表示装置収納部の段差部１ｓに面し、接着剤３７で接着されている。接着剤は本体部４の側面にも、表示装置収納部との接着に用いられている。
【００４２】
図８におけるＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である図９に示すように、上記の突起部１４は、表示装置収納部の段差部１ｓから内側に突き出ている。この突起部の前後に位置する一対の係止爪が、間に突起部を挟んでその突起部に係止することにより、抜き落ちが防止される。
【００４３】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行なったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるハンドルステムが装着された自転車を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるハンドルステムを示す分解斜視図である。
【図３】図２のハンドルステムの側面図である。
【図４】図２のハンドルステムの上面図である。
【図５】図２のハンドルステムの底面図である。
【図６】図２のハンドルステムの部分断面図である。
【図７】リード線の経路を説明する図２のハンドルステムの部分断面斜視図である。
【図８】図２のハンドルステムにおける速度表示装置の抜け止め防止機構を説明する部分断面図である。
【図９】図８におけるＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】従来のハンドルステムが装着された自転車を示す図である。
【図１１】従来のハンドルステムを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 表示装置収納部、１ａ 表示装置収納部開口、１ｂ リード線通し溝、１ｓ 収納部段差部、３ 速度表示装置、４ 表示装置本体部、４ａ 透明プレート、４ｆ 押しボタンスイッチ、４ｇ 係止爪、５ 電池収納部、５ａ 電池収納部底部、５ｂ コイン溝、６ 前方突出部、８ ハンドルバー保持部、９ ハンドルバー挿入孔、１０ ハンドルステム、１４ 突起部、１５ マグネット、１６ 速度センサ、１７ ガイド用テーパ部、２１ 縦ロッド、２１ａ 縦孔部、２１ｂ ハンドルポスト、２３ａ 締結ねじ、２６ 引き上げ棒、２７ ラバーキャップ、２９ リード線、３４ 嵌入れ部材、３４ａ リード線用溝。

Claims (6)

1. 自転車のハンドルを取り付けるハンドルステムであって、
   前記ハンドルステムをその自転車に装着するための縦ロッドと、
   速度センサからの信号を受けて速度を表示する速度表示装置と、
   前記縦ロッドに交差するように前方に延びる前方突出部において、前記速度表示装置を収納する表示装置収納部とを備え、
   前記縦ロッドに沿って見て、前記表示装置収納部が、その縦ロッドに重なる重なり配置、およびその縦ロッドに隣接する隣接配置、のいずれかの配置をとる、ハンドルステム。
2. 前記ハンドルを保持するハンドルバー保持部と前記表示装置収納部とが隣接し、前記ハンドルバー保持部に保持されるハンドルを締め付ける締結ねじが、前記前方の方向に交差するように斜めに配置されている、請求項１に記載のハンドルステム。
3. 前記速度表示装置が、前記表示装置収納部に接着剤により接着されている、請求項１または２に記載のハンドルステム。
4. 前記表示装置収納部が前記速度表示装置を係止するための突起を有し、前記速度表示装置が前記突起に弾性変形して係止する係止爪を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のハンドルステム。
5. 前記速度表示装置は、配線基板および表示部を含む本体部と、該本体部から取り外し可能な電池収納部とを備え、前記表示装置収納部には下方に開口する貫通孔が設けられ、前記電池収納部が前記貫通孔から下方に突き出すように配置され、前記貫通孔の縁には、前記速度表示装置が収納された状態のまま前記本体部の底面に設けられた押しボタンスイッチを下方からピン状押し具により押しやすくするガイド用テーパ部が設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載のハンドルステム。
6. 自転車のハンドルステムに取り付けられる速度表示装置であって、
   前記速度表示装置は、配線基板および液晶表示部を含む本体部と、該本体部から取り外し可能な電池収納部とからなり、
   前記本体部の底面側に外部から操作するすべてのボタンスイッチを備えている、速度表示装置。

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