JP2005059844A - パラレルギアを用いた自転車用ツイストグリップ式のシフト装置 - Google Patents

パラレルギアを用いた自転車用ツイストグリップ式のシフト装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 簡易な構成で組み付け作業を容易に行うことができる保持機構を提供することにある。
【解決手段】 パラレルギアを用いた自転車用ツイストグリップ式シフト装置10は、自転車に装着するためのベース部材14と、ベース部材14に回転自在に支持され回転軸まわりに第1および第2の方向に回転するツイストグリップ用操作部材18と、ベース部材14に回転自在に装着され操作部材18の回転に応じて操作部材18の回転軸に実質的に平行な軸まわりに回転する変速機制御部材22と、操作部材18の回転に応じて軸方向に移動する中間部材戻り止め部82を有する中間部材34とを備えている。
【選択図】 図3

Description

本発明は、自転車、特に、ツイストグリップから変速機制御構成要素に回転力を伝達するためにパラレルギアを用いた自転車用ツイストグリップ式のシフト装置に関する。
従来の自転車には、ツイストグリップ式シフト制御装置が使用されており、この装置は、ツイストグリップ用操作部材がハンドルバー軸と同軸で回転するのに応じて、変速機制御構成要素を引っ張ったり解放したりするものである。こうした装置の例が、特許文献1に示されている。この特許に開示されている装置は、ハンドルバーの軸と同軸で回転するツイストグリップ用操作部材と、この操作部材と同軸で回転する駆動ギアと、この駆動ギアに噛合してハンドルバー軸と平行な軸を中心に回転する被駆動ギアと、被駆動ギアと同軸で回転して変速機制御ケーブルの巻取りおよび解放を行うケーブルリールとを含む。操作部材がホームポジションから時計回り方向および反時計回り方向に回転すると、この回転に応じてケーブルリールが回転する。保持機構は、ケーブルリールを、操作部材が操作された後に操作部材がホームポジションに戻れるような選択位置に、維持している。
特許文献1には、保持機構として、クリック機構と、パワーラチェット機構とが開示されている。クリック機構は、主に、係合凹部を有するクリックプレートと、ボールホルダと、クリックプレートとボールホルダとの間に挟持され係合凹部に係合する複数の鋼球とを有している。クリック機構では、操作部材が回動操作されると、鋼球がボールホルダとともに回転し、クリックプレートの係合凹部に順次係合していく。パワーラチェット機構は、主に、外周にラチェット歯が形成されたラチェットローラと、ラチェットローラのラチェット歯に係合するラチェット爪と、ラチェット爪をラチェットローラ側に付勢するばね部材とを有している。パワーラチェット機構では、操作部材が回動操作されると、ラチェット爪がばね部材によってラチェットローラ側に付勢された状態で、ラチェット爪がラチェットローラ外周のラチェット歯に順次係合していく。このようにして、クリック機構およびパワーラチェット機構では、操作部材が所定の回動位置に保持される。
米国特許第5,315,891号
従来のツイストグリップ式シフト制御装置では、保持機構を組み立てる際に、クリックプレートとボールホルダとの間に複数の鋼球を組み付けたり、ばね部材にラチェット爪を連結してラチェット爪をラチェットローラのラチェット歯に係合させたりする必要がある。複数の鋼球はクリックプレートやボールホルダより比較的小さな部材であるため、鋼球を各プレート間に組み付ける作業は、緻密な作業が要求される。同様に、ばね部材やラチェット爪もラチェットローラより比較的小さな部材であるため、ばね部材にラチェット爪を連結してラチェット爪をラチェットローラのラチェット歯に係合させる作業は、緻密な作業が要求される。
本発明は、自転車用ツイストグリップ式シフト制御装置における上記のような問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、簡易な構成で組み付け作業を容易に行うことができる保持機構を提供することにある。
本実施形態においては、自転車用ツイストグリップ式シフト制御装置が、自転車に装着するためのベース部材と、前記ベース部材に対して回転自在に支持されて回転軸をまわりに第1の方向および第2の方向に回転するようになっているツイストグリップ用操作部材と、ベース部材に対して回転自在に取付けられ操作部材の回転に応じて変速機制御構成要素の巻取りおよび解放を制御できるようになっている変速機制御部材と、操作部材の回転に応じて回転軸の方向に移動する中間部材とを含む。変速機制御部材は、操作部材の軸と実質的に平行な回転軸まわりに回転する。中間部材は、操作部材および変速機制御部材の回転位置を維持するための中間部材戻り止めを含んでいる。
自転車用ツイストグリップ式シフト制御装置を上記のように構成することによって、中間部材を含む保持機構を、簡易な構成にすることができるとともに、容易に組み立てることができる。
本発明のさらなる特徴は、以下の説明から明らかになるであろう。こうした特徴も、単独でまたは上記特徴と併せて、請求の範囲内に記載した本発明の根本原理およびその等価物となり得るものである。
図1〜図3のそれぞれは、ツイストグリップ式シフト制御装置10の具体的な一実施形態を示す斜視図、断面図および分解組立図であり、ツイストグリップ式シフト制御装置10に関連する作動コンポーネントを示している。この実施形態において、ツイストグリップ式シフト制御装置10は、ハンドルバー軸HAを有するハンドルバーHのような自転車の一部にツイストグリップ式シフト制御装置10を取付けるためのベース部材14と、ベース部材14に対して回転自在に支持され軸OAを中心に第1の方向および第2の方向に回転するツイストグリップ用操作部材18と、操作部材18の回転に応じて軸TAを中心にベース部材14に対して相対回転可能に取付けられた変速機制御部材22と、軸IAの方向に移動可能に取付けられた中間部材34と、中間部材34とベース部材14との間に配置された付勢部材36と、操作部材18と中間部材34との間に配置されたリング状の操作部材戻り止めユニット38とを含む。変速機制御部材22は、外側ケーシング30内を摺動する変速機制御ワイヤ26のような変速機制御部材を、引っ張ったり解法したりするものである。変速機制御ワイヤ26は、内装ハブ変速機、ディレーラまたは他の変速機のような変速機に接続されることになる。この実施形態では、操作部材18の軸OAも中間部材34の軸IAもハンドルバー軸HAと同軸にある。また、変速機制御部材22の軸TAは、操作部材18の軸OAから所定の間隔を隔てた位置において、操作部材18の軸OAに平行になっている。無論、こうした特徴を他の実施形態では変更してもよい。デザイン上の理由から、上記さまざまなコンポーネントの一部または全部を、1つまたは複数のカバー(図示せず)でカバーしてもよい。
図3でさらに明らかなように、ベース部材14は、ベース部材取付け部42と、操作部材/中間部材取付け部46と、変速機制御部材取付け部50とを含む。従来と同様にネジ58を使用して、ベース部材取付け部42と取付けサドル54との間でハンドルバーHをクランプすることにより、ベース部材14をハンドルバーHに固定することができる。操作部材/中間部材取付け部46は略円形管状部材であり、ベース部材取付け部42の一方の側壁62から外方に延びている。操作部材/中間部材取付け部46は、中間部材取付け部66と操作部材取付け部70とを含んでいる。
この実施形態において、中間部材34は、リング状中間部材本体74と、リング状中間部材本体74の内周面76から径方向内方に突出する1対のガイド突起78と、中間部材戻り止めユニット82とを有している。この戻り止めユニット82には、中間部材本体74の軸方向外側部84側で内周上に形成された複数の台形状戻り止め歯83が含まれている。
中間部材34は中間部材取付け部66に取付けられる。この取り付けでは、まず付勢バネ36を中間部材取付け部66の周囲に配置する。そして、ガイド突起78を、付勢バネ36の付勢力に反して、中間部材取付け部66に径方向に対向した状態で形成された1対の装着用溝86内へと軸方向内側にスライドさせる。そして、中間部材34を、反時計回りに回転させる。このとき、ガイド突起78は、装着用溝に対応して径方向に対向した状態で形成された1対の移行溝90(一方のみを図3に図示)に沿って、周方向にスライドする。続いて、ガイド突起78を、付勢バネ36の付勢力によって、装着用溝および移行溝に対応して径方向に対向した状態で形成された1対のロック用溝94(一方のみを図3に図示)に沿って、軸方向外側にスライドさせる。この位置では、ガイド突起78が、径方向に対向した状態で形成された1対のロック用当接面98(一方のみを図3に図示)によって、軸方向外側に移動できないようになっている。また、ガイド突起78は、ロック用当接面に対応して径方向に対向して形成された複数対の回転ロック用当接面102A,102B(1対のみを図3に図示)によって、実質的に回転方向にもロックされている。ここで、回転ロック用当接面102A,102Bは、周方向に互いに向き合った状態になっている。こうした構造により、中間部材34は、ハンドルバー軸HAおよび操作部材の軸OAの方向にロック用溝94の内部で軸方向に所定距離だけスライドすることができるが、ベース部材14に対しては実質的に相対回転不能に取付けられている。
この実施形態において、操作部材18は、略管状のハンドグリップ部106と、略管状のハンドグリップ部106の内側に設けられた変速機制御部材駆動部110とを有している。ここで、ハンドグリップ部106は、ハンドルバー軸HAおよび操作部材の軸OAのまわりに同軸で回転できるように、操作部材取付け部70の外周に装着される。操作部材取付け部70には、操作部材18を軸支持するための軸受部111が形成されている。保持タブ52は、図1に示すように、操作部材18を操作部材取付け部70の周囲にて軸方向に保持している。変速機制御部材駆動部110は、周方向に配置された複数のギア用突起114を有する円形ギアになっている。複数(例えば3つ)の戻り止めユニット連結構造は、連結用開口部118と、連結突起126とからなっている。連結用開口部118は、変速機制御部材駆動部110の側壁122に周方向に所定の間隔を隔てて設けられている。そして、操作部材戻り止めユニット38の軸方向外側側壁130から操作部材の軸OA方向に突出した連結突起126が、連結用開口部118に係合する。この構造により、操作部材18は操作部材戻り止めユニット38と一体に回転する。
操作部材戻り止めユニット38は、均等間隔で配置された複数(例えば3つ)の三角形状戻り止め突起134をさらに有している。三角形状戻り止め突起134は、操作部材戻り止めユニット38の軸方向内側壁部138から操作部材の軸OAの方向に突出している。この突起134それぞれは、隣接する1対の戻り止め歯83の面83Aと面83Bとの間に形成される台形空間140(図4(A)参照)に係合するようになっている。このように、各戻り止め突起134は、これに対応する連結突起126とは反対の方向に突出している。
図4(A)に示すように、この実施形態における戻り止め歯83の面83Aの傾斜は、これに対向する面83Bの傾きより急峻であり、各戻り止め突起134の面134Aの傾斜は、これに対向する面134Bの傾きより急峻である。これは、自転車の変速機が、一般的に、戻り付勢機構を有しているためである。戻り付勢機構は、変速機制御部材22から制御ワイヤ26を巻き取るために、制御ワイヤ26を一方向に付勢している。この戻り付勢機構により、図4(A)に示すように、操作部材18および操作部材戻り止めユニット38は、中間部材34に対して下方に付勢される。面83Aおよび面134Aの角度を面83Bおよび134Bの角度より急峻にすることにより、面83Aおよび面134Aにおいて戻り付勢機構の付勢力に抵抗して、操作部材18および操作部材戻り止めユニット38の位置を中間部材34およびベース部材14に対して維持している。面83Bおよび134Bの角度を面83Aおよび面134Aの角度より緩くすることにより、制御ワイヤ26を変速機制御部材22まわりに巻取るときに、操作部材18を回転させやすくしている。これについては、以下に説明する。
この実施形態において、隣接する戻り止め歯83の面83Aと面83Bとの間にできる空間140の周方向幅は、戻り止め歯83の面83Aおよび面83Bに対応する面134Aおよび134Bにより形成される各戻り止め134の周方向幅を上回っている。この構造により、あそび141が、各戻り止め突起134の面134Bとこれに対向する戻り止め歯83の面83Bとの間に形成される。このあそび141は、制御ワイヤ26および自転車変速機の累積弛みを吸収するためのものである。このあそびは、従来技術に周知の方法および目的で、自転車変速機のオーバーシフトを補正することもできる。
変速機制御部材取付け部50は、回転ストッパ146を有するピボット支柱142と、ワイヤガイド斜面150と、ワイヤガイド溝154と、外側ケーシング30の終点となる外側ケーシング終点開口部158とを含む。このピボット支柱142に変速機制御部材22が回転自在に取付けられ、ネジ162、ワッシャ166およびナット170により保持される。このネジ162は、ピボット支柱142と変速機制御部材取付け部50の本体とを貫通する開口164内に挿通される。
変速機制御部材22は、ワイヤ巻取りドラム174と変速機制御部材披駆動部178とを有している。ワイヤ巻取りドラム174は、変速機制御ワイヤ26を巻取るためのワイヤ巻取り溝182と、変速機制御ワイヤ26の端部に従来通りに形成されているワイヤ端のニップル188(図1)を受けるワイヤ終点開口部186と、ピボット支柱142に形成された回転ストッパ146に係合して変速機制御部材22のベース部材14に対する動作範囲を制限する回転ストッパ190とを有している。変速機制御部材披駆動部178は、周方向に設けられた複数のギア歯192を有する円形状ギアである。
図4(A)〜図4(C)は、変速機制御ワイヤ26が引っ張られるときのツイストグリップ式シフト制御装置10の動作を示している。図4(A)に示すアイドル位置において、操作部材18および操作部材戻り止めユニット38は、変速機内の戻り付勢機構により中間部材34に対して下向きに付勢されている。したがって、この自転車では、各戻り止め突起134の面134Aは、これに対応する戻り止め歯83の面83Aに接触して支持された状態にあり、操作部材18および操作部材戻り止めユニット38は、ベース部材14に対して静止した状態に保持されている。この状態で、乗り手が自転車変速機の付勢機構の付勢力に対抗して、図1における反時計回り方向に操作部材18を回転させる。すると、戻り止め突起134は、まず、上述した制御ワイヤおよび自転車変速機における累積損失動作を吸収するために、あそび141を横切るように移動する。そして、制御ワイヤ26が、変速機制御部材22のワイヤ巻取りドラム174のワイヤ巻取り溝182内に巻き取られる。それから、各戻り止め突起134の面134Bは、面134Bに対応する戻り止め歯83の面83Bに当接する。中間部材34は、ベース部材14の中間部材取付け部66に回転不能に連結されているもののロック用溝94内で軸方向に移動できるため、各戻り止め突起134の面134Bは、面134Bに対応する戻り止め歯83の面83B上をスライドする。そして、各戻り止め突起134の面134Bは、中間部材34を、付勢バネ36の付勢力に対抗して図4(B)に示すように左へ向けて軸方向に移動させる。面83Bおよび134Bの傾斜が緩くなっているので、付勢バネ36および自転車変速機の戻り付勢機構によってもたらされる動作時の抵抗は少なくなっている。各戻り止め突起134の先端部が戻り止め歯83の先端部を通過すると、中間部材34が右方向に移動し、各戻り止め突起134が隣の1対の戻り止め歯83間の空間140内に入り込む。そして、図4(C)に示すように、各戻り止め突起の面134Aと面134Aに対応する戻り止め歯83の面83Aとが接触することにより、操作部材18および操作部材戻り止めユニット38が、ベース部材14に対して静止した状態に保持される。この実施形態において、連続的に設けられた空間140間の距離は、上記動作により、制御ワイヤ26が引っ張られたときに、自転車変速機がギアを1段(通常、低い方のギア比へと)シフトさせことができるように、設定されている。
図5(A)〜図5(C)は、変速機制御ワイヤ26が解放されるときのツイストグリップ式シフト制御装置10の動作を示している。図5(A)に示すアイドル位置において、各戻り止め突起134の面134Aは、これに対応する戻り止め歯83の面83Aに支持された状態にあり、操作部材18および操作部材戻り止めユニット38はベース部材14に対して静止した状態に保持されている。この状態で、乗り手が操作部材18を図1における時計方向に回転させると、この場合には各戻り止め突起134の面134Aが、これに対応する戻り止め歯83の面83Aに対して摺動して、中間部材34が、付勢バネ36の付勢力に対抗して、図5(B)に示すように左へ向けて軸方向に移動する。各戻り止め突起134の先端部がこれに対応する戻り止め歯83の先端部を通過すると、中間部材34が右方向に移動するため、各戻り止め突起134が隣の1対の戻り止め歯83間の空間140内に入り込む。そして、各戻り止め突起の面134Aと面134Aに対応する戻り止め歯83の面83Aとが接触することにより、操作部材18および操作部材戻り止めユニット38がベース部材14に対して静止した状態に保持される。この場合、制御ワイヤ26は、自転車変速機がギアを1段(通常、高い方のギア比へと)シフトさせるのに十分な量だけ解放される。
以上、本発明の特徴に対するさまざまな実施形態を説明してきたが、本発明の趣旨および範囲を逸脱しないように、上記とは異なる他の実施形態を用いることも可能である。例えば、図6は、他の実施形態であるツイストグリップ式シフト制御装置10′を示す斜視図であり、ツイストグリップ式シフト制御装置10′に関連する作動コンポーネントを示している。この実施形態は図1〜図3に示した実施形態と非常に類似しているが、中間部材の位置が異なっている。したがって、図1〜図3に図示した実施形態のコンポーネントと同じコンポーネントに同じ参照符号を付与し、以下には、図6に示した実施形態において異なる点についてのみ説明する。
この実施形態には、第1の実施形態に備えられていた中間部材34、付勢バネ36および操作部材戻り止めユニット38は含まれていない。その代わり、図7に示すように、ピボット支柱142が中間部材取付け部200および変速機制御部材取付け部204を含んでおり、この中間部材取付け部200の周囲に、付勢バネ208および中間部材212が取付けられている。中間部材212は、第1の実施形態における中間部材34の場合と同様に、その内周面から延出するガイド突起(図示せず)を含んでいる。このガイド突起は、第1の実施形態で説明したのと同様に、中間部材取付け部200に形成された装着用溝、移行溝、およびロック溝(図示せず)に係合する。中間部材212は、(中間部材戻り止めユニットに形成されていた)複数の戻り止め歯216を含んでおり、この歯216が、第1の実施形態における戻り止め歯83および戻り止め突起134と同様に、(操作部材戻り止めユニットに形成されていた)複数の戻り止め突起220に係合する。この実施形態において、戻り止め突起220は、制御部材22を巻き上げるワイヤ巻取りドラム174と一体に形成されている。付勢バネ208および中間部材212が、第1の実施形態における付勢バネ36、中間部材34および操作部材戻り止めユニット38と同様に、変速機制御部材22に係合する。
上述したさまざまなコンポーネントのサイズ、形状、位置および方向は、所望のものに変更可能である。直接的に連結したり互いに接触したりするものとして示されたコンポーネントは、中間構造体をコンポーネント間に配置するようにしても良い。1つの構成要素による機能が、2つの構成要素によって実行されるようにしても良く、この反対もまた可能である。一実施形態が備える構造および機能を、他の実施形態に採用するようにしてもよい。本発明による利点すべてを、必ずしも、ある特定の一実施形態において一度に満足させる必要はない。従来技術とは異なる本発明の各特徴は、単独または組み合わせにより、さらなる発明として記載することも可能であるものと解釈されるべきである。また、本発明の特徴は、(1つまたは複数の)特徴により具体化される構造上および/または機能上の概念を含むものと解釈されるべきである。このように、本発明の範囲は、本明細書で開示された具体的な構造や、特定の構造または特徴において焦点または強調した点に、制限されるものではない。
ツイストグリップ式シフト制御装置の具体的な一実施形態を示す斜視図であり、関連する作動コンポーネントを示している。 図1のツイストグリップ式シフト制御装置を示す断面図である。 図1のツイストグリップ式シフト制御装置を示す分解組立図である。 変速機制御構成要素を引っ張ったときの、図1のツイストグリップ式シフト制御装置の動作を示す図である。 変速機制御構成要素を引っ張ったときの、図1のツイストグリップ式シフト制御装置の動作を示す図である。 変速機制御構成要素を引っ張ったときの、図1のツイストグリップ式シフト制御装置の動作を示す図である。 変速機制御構成要素を解放したときの、図1のツイストグリップ式シフト制御装置の動作を示す図である。 変速機制御構成要素を解放したときの、図1のツイストグリップ式シフト制御装置の動作を示す図である。 変速機制御構成要素を解放したときの、図1のツイストグリップ式シフト制御装置の動作を示す図である。 ツイストグリップ式シフト制御装置に対する他の一実施形態を示す斜視図であり、関連する作動コンポーネントを示している。 図6のツイストグリップ式シフト制御装置に含まれる付勢バネ、中間部材および変速機制御部材を示す断面図である。
符号の説明
10,10′ ツイストグリップ式シフト制御装置
14 ベース部材
18 ツイストグリップ用操作部材
22 変速機制御部材
34,212 中間部材
38 操作部材戻り止めユニット
82 中間部材戻り止めユニット
110 変速機制御部材駆動部
178 変速機制御部材披駆動部
OA 操作部材の軸
TA 変速機制御部材の軸
IA 中間部材の軸

Claims (9)

  1. 自転車用ツイストグリップ式シフト装置であって、
    前記自転車に装着されるベース部材と、
    前記ベース部材に回転自在に支持され回転軸まわりに第1および第2の方向に回転するツイストグリップ用操作部材と、
    変速機制御構成要素の引っ張りおよび解放を制御するために前記ベース部材に回転自在に装着され、前記操作部材の回転に応じて前記操作部材の回転軸に実質的に平行な軸まわりに回転する変速機制御部材と、
    前記操作部材の回転に応じて軸方向に移動し、前記操作部材および前記変速機制御部材の回転位置を維持するための中間部材戻り止め部を有する中間部材と、
    を備える自転車用ツイストグリップ式シフト装置。
  2. 前記操作部材の軸は、前記変速機制御部材の軸から離れた位置に配置されている、
    請求項1に記載の自転車用ツイストグリップ式シフト装置。
  3. 前記操作部材の軸は、前記中間部材の軸と実質的に同軸である、
    請求項1又は2に記載の自転車用ツイストグリップ式シフト装置。
  4. 前記中間部材は、前記ベース部材に対して実質的に回転不能になっている、
    請求項1から3のいずれかに記載の自転車用ツイストグリップ式シフト装置。
  5. 前記操作部材は、前記変速機制御部材のギア部に噛み合うギア部を有している、
    請求項1から4のいずれかに記載の自転車用ツイストグリップ式シフト装置。
  6. 前記操作部材は、前記操作部材および前記変速機制御部材の前記回転位置を維持するために前記中間部材戻り止め部に係合する操作部材戻り止め部を有している、
    請求項1から5のいずれかに記載の自転車用ツイストグリップ式シフト装置。
  7. 前記中間部材の軸は、前記変速機制御部材の軸に実質的に同軸になっている、
    請求項1から6のいずれかに記載の自転車用ツイストグリップ式シフト装置。
  8. 前記中間部材は、前記ベース部材に対して実質的に回転不能になっている、
    請求項1から7のいずれかに記載の自転車用ツイストグリップ式シフト装置。
  9. 前記変速機制御部材は、前記操作部材および前記変速機制御部材の前記回転位置を維持するために前記中間部材戻り止め部に係合する変速機制御部材戻り止め部を有している、
    請求項1から8のいずれかに記載の自転車用ツイストグリップ式シフト装置。
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