JP2005145125A

JP2005145125A - 自転車ケーブル用シール具

Info

Publication number: JP2005145125A
Application number: JP2003382020A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tezuka; 俊雄手塚
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2005-06-09
Also published as: DE602004021546D1; US20050098339A1; EP1531121A2; EP1531121A3; TWI239926B; TW200516027A; EP1531121B1; US20080127769A1; CN1616299A; US7340976B2

Abstract

【課題】インナーケーブルが出入りするケースの出入り部分での防水性能を向上させるとともに、インナーケーブルの配索作業を容易にできるようにする。
【解決手段】ケーブルシール具４２０は、自転車に装着可能なケース４００を有する変速補助機構に連結されるインナーケーブル７８をケースとの出入り部分でシールするシール具であって、取付部材４２１と、シール部材４２２とを有している。取付部材は、基端に設けられケースに固定可能な固定部４３１と、固定部内に基端から先端に向けてインナーケーブルが通過可能に設けられ動作装置に向けて拡径するガイド部４３２とを有している。シール部材は、取付部材の先端に着脱自在に密着される装着部４３５と、装着部と一体形成されガイド部に連通する大径部４４０及び大径部より小径でインナーケーブルの外周面に接触する接触部４４１が形成されたシール部４３６とを有し、シール部をインナーケーブルが通過する弾性体製の部材である。
【選択図】図６

Description

本発明は、ケーブルシール具、特に、自転車に装着可能なケースを有する動作装置に連結されるインナーケーブルをケースとの出入り部分でシールする自転車用ケーブルシール具に関する。

自転車には、操作部と変速装置や制動装置などの動作装置とを連結するためにアウターケーシングを挿通可能なインナーケーブルが使用されている。最近では、変速操作部と変速装置との間に動作装置としての変速補助機構が設けられ、変速操作部と変速補助機構及び変速補助機構と変速装置とをそれぞれインナーケーブルで連結して変速装置を変速操作部の操作に応じて動作させるものも開発されている（たとえば、特許文献１）。

このようなインナーケーブルにより動作装置を連結して動作させる場合、通常はアウターケーシングにインナーケーブルを挿通させて使用している。しかし、動作装置間の距離が短い場合には、インナーケーブルだけを使用して２つの動作装置を連結することがある。たとえば、変速補助機構を自転車のボトムブラケットに設け、それを別の動作装置であるフロントディレーラにインナーケーブルを用いて連結する場合は、アウターケーシングを用いずにインナーケーブルだけで両者を連結している。
特開２００１−１９１９７４号公報。

一般に、自転車に装着される動作装置は、屋外に露出しているため、防水性能を高めて錆びなどの発生による性能の低下を抑える必要がある。そこで、ケース内に動作装置を収納することが考えられる。この場合、ケースからケーブルが出入りする出入り部分で防水性能を確保することが重要である。アウターケーシングを動作装置に装着する場合は、アウターケーシングと動作装置との間にシール部材（たとえばＯリング等）を装着することにより、ある程度の防水性能を確保できる。しかし、インナーケーブルだけを動作装置に装着する場合、インナーケーブルはワイヤを縒り線にして構成されているため、その表面は螺旋状の凹凸となっておりシールするのが困難である。また、インナーケーブルをケースの外部に取り出す際に、構造によっては、インナーケーブルを外部に導出しにくい場合があり、インナーケーブルの外部への配索作業が煩わしくなるおそれがある。

本発明の課題は、インナーケーブルが出入りするケースの出入り部分での防水性能を向上させるとともに、インナーケーブルの配索作業を容易にできるようにすることにある。

発明１に係る自転車用ケーブルシール具は、自転車に装着可能なケースを有する動作装置に連結されるインナーケーブルをケースとの出入り部分でシールするシール具であって、取付部材と、シール部材とを有している。取付部材は、基端に設けられケースに固定可能な固定部と、固定部内に基端から先端に向けてインナーケーブルが通過可能に設けられ動作装置に向けて拡径するガイド部とを有している。シール部材は、取付部材の先端に着脱自在に密着される装着部と、装着部と一体形成されガイド部に連通する大径部及び大径部より小径でインナーケーブルの外周面に接触する接触部が形成されたシール部とを有し、シール部をインナーケーブルが通過する弾性体製の部材である。

このシール具では、固定部をケースに固定してインナーケーブルをガイド部からシール部を通してケース外部の動作装置に連結する。このインナーケーブルはケース内の動作装置に向けて拡径されたガイド部を通ってシール部材のシール部に接触して外部に導出され、ケース外の動作装置に連結される。ここでは、取付部材にガイド部を設けたので、インナーケーブルを外部に導出する際にインナーケーブルがガイド部によって容易に外部に案内される。このため、インナーケーブルの外部への配索作業が容易になる。また、シール部に大径部を設けるとともにそれより小径でインナーケーブルに接触する接触部を設けたので、シール部でインナーケーブルの外周面をシールできるとともに、シール部をインナーケーブルに接触させた状態でインナーケーブルが外方に移動してもシール部がまくれ込みにくくなり、インナーケーブルが出入りするケースの出入り部分での防水性能を向上させることができる。

発明２に係る自転車用ケーブルシール具は、発明１に記載のシール具において、固定部には雄ねじ部が形成されており、固定部はケースにねじ込み固定される。この場合には、固定部をねじ込むことによりシール具を簡単に装着できる。

発明３に係る自転車用ケーブルシール具は、発明１又は２に記載のシール具において、シール部の接触長さは、６ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。この場合には、シール部の接触長さが長くなるので、螺旋状の凹凸がある外周面を有するインナーケーブルを確実にシールできる。

発明４に係る自転車用ケーブルシール具は、発明１から３のいずれかに記載のシール具において、シール部材は、スチレン系エラストマー製である。この場合には、シール部材が弾性体の中では比較的硬質で滑りやすい、たとえばＳＢＳ，ＳＥＢＳ等のスチレン系エラストマー製であるので、ＮＢＲ等のエラストマーを使用するより摺動抵抗が小さくなるとともに耐久性が向上する。

発明５に係る自転車用ケーブルシール具は、発明１から４のいずれかに記載のシール具において、取付部材は、先端側にシール部材の装着部を装着するための装着筒部を有している。この場合には、取付部材の装着筒部にシール部材を装着できるので、弾性体製のシール部材の装着が容易になるとともに、シール部材と取付部材とを確実にシールできる。

発明６に係る自転車用ケーブルシール具は、発明５に記載のシール具において、装着筒部の先端は他の部分より大径に形成されている。この場合には、装着筒部の大径部分でシール部材を係止できるので、弾性体製のシール部材を取付部材に対して簡単に脱落止めできる。

発明７に係る自転車用ケーブルシール具は、発明５又は６に記載のシール具において、シール部は、内部に大径部及び接触部が形成され、装着筒部の内周面に嵌合するように筒状に形成され、装着部は、シール部の先端に連なり装着筒部の先端部及び外周部を覆うように形成され装着筒部の外周面に係止される。この場合には、筒状部から折れ曲がるように装着筒部の外周面に装着部を形成することにより、シール部材の装着筒部への装着及びシールを確実に行える。

本発明によれば、取付部材にガイド部を設けたので、インナーケーブルを外部に導出する際にインナーケーブルがガイド部によって容易に外部に案内される。このため、インナーケーブルの外部への配索作業が容易になる。また、シール部に大径部を設けるとともにそれより小径でインナーケーブルに接触する接触部を設けたので、シール部でインナーケーブルの外周面をシールできるとともに、シール部をインナーケーブルに接触させた状態でインナーケーブルが外方に移動してもシール部がまくれ込みにくくなり、インナーケーブルが出入りするケースの出入り部分での防水性能を向上させることができる。

［自転車の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態を装着した変速変速補助機構１４を組み入れた自転車１０を示す側面図である。自転車１０は、いかなる種類の自転車でもよく、この実施形態の自転車１０は、トップチューブ２２、ヘッドチューブ２４、ヘッドチューブ２４から下向きに延出するダウンチューブ２６、トップチューブ２２から下向きに延出するシートチューブ３０、ダウンチューブ２６とシートチューブ３０との接合部に位置するボトムブラケット３２（図２）、トップチューブ２２から後方下向きに延出する１対のシートステイ３４、及びボトムブラケット３２から後方に延出する１対のチェーンステイ３８を含む典型的フレーム１８を有している。ヘッドチューブ２４内にフォーク４２が回転自在に支持されており、フォーク４２の下方端部に前輪４６が回転自在に支持されている。フォーク４２及び前輪４６の方向は、周知の方法でハンドルバー５０が制御する。複数枚のスプロケット（図示せず）が同軸方向に取り付けられた後輪５４は、シートステイ３４とチェーンステイ３８との接合部に回転自在に支持されており、複数枚のフロントスプロケット（チェーンホイール）６２を支持するペダルアセンブリ５８が、ボトムブラケット３２内で回転自在に支持されている。この実施形態では、３枚のフロントスプロケット６２が、ペダルアセンブリ５８と同軸状に一体回転する。チェーン６６が、フロントスプロケット６２の１枚と、後輪５４に取り付けられたフリーホイールスプロケットの１枚とに係合される。チェーン６６の位置をフロントスプロケット６２の１枚から別の１枚に移動させるのがフロントディレーラ７０であり、チェーン６６の位置をフリーホイールスプロケットの１枚から別の１枚に移動させるのがリアディレーラ７４である。双方の操作は周知の通りである。この実施形態において、フロントディレーラ７０の制御は、変速補助機構１４に連結された出力制御用のインナーケーブル７８の引張り及び解放により行われ、変速補助機構１４の制御は、ハンドルバー５０左側に取り付けられたシフト制御装置８４に接続されている変速ワイヤ８２のインナーケーブル８０により行われる。リアディレーラ７４の制御は、従来通りの方法で変速ワイヤ８６のインナーケーブル８１により行われる。

［変速補助機構］
図２は、変速補助機構１４をさらに詳しく示す図である。図２に示すように、変速補助機構１４はボトムブラケット３２に取り付けられており、入力ユニット１５０と、位置決めユニット１５４と、回転部材係合ユニット１５８と、これに取り付けられたカバー１６２と、位置決めユニット１５４を収納するケース４００とを含んでいる。この実施形態において、変速補助機構１４は、クランクアーム１６６と併用されている。クランクアーム１６６は駆動軸取付ボス１７０を有している。駆動軸取付ボス１７０はクランクアームスプライン１７４を有しており、このクランクアームスプライン１７４に、ボトムブラケット３２に回転自在に支持される駆動軸１８２の端部に形成された駆動軸スプライン１７８が回転不能に係合される。また、駆動フランジ１８６が、駆動軸取付ボス１７０から半径方向外向きに延出して形成されており、この駆動フランジ１８６に、半径方向に対向して位置する１対の回転部材１９０を支持している。１対の回転部材１９０は変速動作を行わせるための駆動部材として機能しており、この駆動部材１９０は、駆動フランジ１８６の側部表面１９４に立設された軸１９１に回転自在に装着された円筒状の部材である。なお、駆動フランジ１８６とカバー１６２との間の隙間は、カバー１６２に装着された、たとえばＯリングなどを用いたシール部材１５９によりシールされている。

図３は、入力ユニット１５０の具体的な一実施形態を示す分解図である。入力ユニット１５０は、入力ユニット取付部材１９８と、ワイヤ連結部材２０２と、捩じりコイルばね１３２と、入力リンク２０６とを含んでいる。入力ユニット取付部材１９８は、インナーケーブル８０用ガイド孔２１０と、位置決めユニット１５４の駆動軸２１８（図５）を内部に収容する中央駆動軸開口２１４と、直径方向に対向して位置する１対の開口２２２（図３に一方のみを図示）とを有する。ワイヤ連結部材２０２は、インナーケーブル８０の巻取り及び伸張を行うワイヤ巻取り溝２２６と、ネジ２３４の形態であるワイヤ連結部２３０と、ワイヤ保持部２３８と、インナーケーブル８０をワイヤ連結部材２０２に固定するナット２４２と、位置決めユニット１５４の駆動軸２１８を収容する駆動軸開口２４６とを含む。入力リンク２０６は、ワイヤ連結部材２０２の回転位置を位置決めユニット１５４に伝達する役割を果たすものであり、駆動軸収容開口２５２を設けた駆動軸取付部分２５０と、連結タブ２５４と、半径方向に延出する部分２５８と、軸方向に延出する連結部分２６２とを含む。連結タブ２５４は、駆動軸取付部分２５０から軸方向に延出して、入力ユニット取付部材１９８の開口２２２内及びワイヤ連結部材２０２の対応開口（図示せず）内に挿入されることにより、連結部材２０２と入力リンク２０６とをユニットとして回転させるものである。したがって、連結部材２０２と入力リンク２０６とは共に、シフト制御装置８４の変速位置に対応して、中間位置、高速位置及び低速位置の３つの変速位置をとることになる。ワイヤ連結部材２０２と入力リンク２０６とを時計回り（ワイヤ巻取り）方向に付勢するように、捩じりコイルばね１３２の一方の端部１３３は、ワイヤ連結部材２０２に取り付けられ、もう一方の端部１３４は入力ユニット取付部材１９８に取り付けられている。なお、ワイヤ連結部材２０２と入力ユニット取付部材１９８との間の隙間は、入力ユニット取付部材１９８に装着された、たとえばＯリングなどを用いたシール部材２５１によりシールされている。この結果、入力ユニット取付部材１９８とカバー１６２とにより塞がれたケース４００の内部に水や異物などが浸入しにくくなる。

図４は、回転部材係合ユニット１５８のカバー１６２を取り外した、変速補助機構１４を示す斜視図であり、図５は変速補助機構１４を示す背面断面図である。図４及び図５に示すように、回転部材係合ユニット１５８は、内部に駆動軸１８２を収容する開口２７４を有するボトムブラケット取付部材２７０（図４）と、軸方向に延在する側部壁２７８と、制御カムスロット２８６を有し側部壁２７８に装着されたカムプレート２８２と、下方旋回軸２９２を支持する開口２９０とを含む。回転部材係合部材２９４の先端部分は、この実施形態ではレバー形状であり、クランクアーム１６６上の駆動部材１９０を係合するための弓状回転部材係合面２９８を有する。回転部材係合部材２９４の基端部分は、旋回軸３１０（図５）により位置決めユニットインターフェースプレート３０２と支持プレート３０６との間で旋回自在に接続されて、回転部材係合リンクを形成している。この回転部材係合部材２９４の先端部部分と基端部部分との間に、特に、旋回軸３１０の極めて近くにカムフォロア３１４が配置されている。カムフォロア３１４は、カムスロット２８６により形成された制御カム表面３１８に係合するものである。バネ３２０（図５）が、位置決めユニットインターフェースプレート３０２及び支持プレート３０６を反時計回り方向に付勢する。この実施形態では、位置決めユニットインターフェースプレート３０２、支持プレート３０６、カムフォロア３１４及び制御カム表面３１８を、回転部材係合部材２９４を回転部材係合位置に固定し、回転部材係合部材２９４を回転部材非係合位置に向けて復帰させる。また、カムフォロア３１４は回転部材係合部材２９４上に設けられているが、カムフォロアをスロット２８６内に配置し、制御カムを回転部材係合部材２９４上に設けることも可能である。

図４に示すように、回転部材係合部材２９４の先端が駆動部材１９０に係合しない回転部材非係合位置にある場合、駆動部材１９０は、変速補助機構１４に何の作用も及ぼさずにクランクアーム１６６と共に回転する。シフト制御装置８４が、高速変速位置又は低速変速位置のいずれかに回転させられると、位置決めユニットインターフェースプレート３０２及び支持プレート３０６（ともに図５）が図４の反時計回りに旋回する。これにより、カムフォロア３１４がカムスロット２８６内にて回転部材係合位置にとどまるため、回転部材係合部材２９４が旋回軸３１０を中心に時計回りに旋回する。この位置において、回転部材係合面２９８が駆動部材１９０の通路内にくるため、駆動部材１９０の１つが、回転部材係合面２９８に接触し、回転部材係合部材２９４が位置決めユニットインターフェースプレート３０２及び支持プレート３０６を、バネ３２０の付勢力に対抗して時計回りに回転させることになる。クランクアーム１６６が回転を続けると、係合されていた駆動部材１９０が回転部材係合部材２９４からはずされるため、回転部材係合部材２９４は回転部材非係合位置に戻るように反時計回りに旋回し、バネ３２０が位置決めユニットインターフェースプレート３０２及び支持プレート３０６を、図４に示す位置に戻るように反時計回りに旋回させることになる。

位置決めユニット１５４は、低速変速位置と中間変速位置と高速変速位置とで、フロントディレーラ７０に連結されたインナーケーブル８０を動作させるものである。位置決めユニット１５４は、入力リンク２０６に連動して動作するとともに、その動作により回転部材係合部材２９４の移動を制御する。そして、回転部材係合部材２９４の移動により、インナーケーブル８０ｂを高速変速位置（フロントディレーラの最も大径のスプロケットにチェーンを掛ける位置）と中間変速位置（中間径のスプロケットにチェーンを掛ける位置）と低速変速位置（小径のスプロケットにチェーンの掛ける位置）との３つの変速位置に位置決めする。

位置決めユニット１５４は、入力ユニット取付部材１９８により一側がカバーされたケース４００の内部に収納されている。ケースの他側は、カバー１６２によりカバーされている。ケース４００には、駆動軸２１８が回動自在に装着されている。この駆動軸２１８にインナーケーブル７８を巻き取る巻取体３５０が装着されている。インナーケーブル７８は、ケース４００にねじ込み固定されたケーブルシール具４２０を通ってフロントディレーラ７０に向けて導出されている。

図６に示すように、ケーブルシール具４２０は、ケース４００に固定される取付部材４２１と、取付部材４２１に装着される弾性体製のシール部材４２２とを有している。取付部材４２１は、基端に設けられケース４００に固定可能な固定部４３１と、固定部４３１内に基端から先端に向けてインナーケーブル７８が通過可能に設けられ位置決めユニット１５４に向けて拡径するガイド部４３２とを有している。固定部４３１には、通常は１．２ｍｍ程度であるインナーケーブル７８の径を考慮してたとえば、Ｍ８（ＪＩＳ）程度の径の雄ねじ部４３３が形成されており、固定部４３１はケース４００の後部上面に斜めに形成された取付孔４０２にねじ込み固定される。ガイド部４３２は、ラッパ状の滑らかな曲面でケース４００内に向かって徐々に拡径するように形成されている。取付部材４２１は、先端側にシール部材４２２を装着するための装着筒部４５０を有している。装着筒部４５０の先端は他の部分より大径に形成されており、シール部材４２２を係止しやすい構造になっている。

シール部材４２２は、たとえば、アロン化成株式会社製のスチレン系熱可塑性エラストマーであるＥＬＡＳＴＭＥＲＡＲ７６０や、完全水添スチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＥＢＳ）である三菱化学株式会社製のＲＡＢＡＯＮ（商品名）ＳＪ５４００等のスチレン系エラストマー製の部材であり、弾性体としては比較的硬質で耐久性が高いものである。シール部材４２２は、取付部材４２１の先端に形成された装着筒部４５０に着脱自在に密着される装着部４３５と、装着部４３５と一体形成されガイド部４３２に連通する大径部４４０及び大径部４４０より小径でインナーケーブル７８の外周面に接触する接触部４４１が形成されたシール部４３６とを有している。

装着部４３５は、シール部４３６の先端に連なり装着筒部４５０の先端部及び外周部を覆うように形成され装着筒部４５０の外周面に係止される。

シール部４３６は、装着筒部４５０の内周面に嵌合するように筒状に形成されている。内部に大径部４４０及び接触部４４１が形成されている。このシール部４３６をインナーケーブル７８が通過してインナーケーブル７８の外周面がシールされている。シール部４３６の接触長さＬは、１０ｍｍ程度である。なお、シール部４３６の接触長さＬは、６ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましい。接触長さＬが６ｍｍ未満になると、外周面が螺旋状に凹凸しているインナーケーブル７８の外周面を十分にシールできない。また、接触長さＬが１５ｍｍを超えると接触抵抗が大きくなり、インナーケーブル７８のスムーズな移動を妨げるおそれがある。

このようなケーブルシール具４２０によりインナーケーブル７８をシールすることにより、ケース４００の内部に水や異物が浸入しにくくなり、ケース４００内に収納された位置決めユニット１５４の動作不良が生じにくくなる。また、ケーブルシール具４２０の取付部材４２１にガイド部４３２を設けたので、インナーケーブル７８を外部に導出する際にインナーケーブル７８がガイド部４３２によって容易に外部に案内される。このため、インナーケーブル７８の外部への配索作業が容易になる。また、シール部４３６に大径部４４０を設けるとともにそれより小径でインナーケーブル７８に接触する接触部４４１を設けたので、シール部４３６でインナーケーブル７８の外周面をシールできるとともに、シール部４３６をインナーケーブル７８に接触させた状態でインナーケーブル７８が外方に移動してもシール部が４３６まくれ込みにくくなり、インナーケーブル７８が出入りするケース４００の出入り部分での防水性能を向上させることができる。

〔他の実施形態〕
（ａ）前記実施形態では、動作装置の一例として変速補助機構１４を例示したが、本発明が装着される動作装置は、変速補助機構に限定されず、たとえば、電子制御可能なディレーラやサスペンションを含み動作装置やそれらをインナーケーブルにより動作させる動作装置等の種々の自転車用動作装置に用いることができる。

（ｂ）前記実施形態では、固定部４３１に雄ねじ部４３３を形成してケース４００に固定したが、図７に示すように、固定部５３１を複数のスリット等を形成した弾性係止片５３３で構成してもよい。また、回転して係止するバヨネット構造などを採用してもよい。

（ｃ）ねじ孔４０２の径をインナーケーブル７８の径にかかわらず大きな径（たとえば１０ｍｍ以上の径）にしてもよい。この場合、ねじ孔４０２からケース４００内部が見やすくなり、位置決めユニット１５４の確認及びメンテナンス等を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態が採用された自転車の側面図。変速補助機構を示す斜視図。入力ユニットの具体的な一実施形態を示す分解斜視図。回転部材係合ユニットの具体的な一実施形態を示す分解斜視図。変速補助機構を示す背面断面図。ケーブルシール具の半截断面図。他の実施携帯の図６に相当する図。

符号の説明

１０自転車
１４変速補助機構
７８インナーケーブル
４００ケース
４２０ケーブルシール具
４２１取付部材
４２２シール部材
４３１固定部
４３２ガイド部
４３３雄ねじ部
４３５装着部
４３６シール部
４４０大径部
４４１接触部
４５０装着筒部

Claims

自転車に装着可能なケースを有する動作装置に連結されるインナーケーブルを前記ケースとの出入り部分でシールする自転車用ケーブルシール具であって、
基端に設けられ前記ケースに固定可能な固定部と、前記固定部内に前記基端から先端に向けて前記インナーケーブルが通過可能に設けられ前記動作装置に向けて拡径するガイド部とを有する取付部材と、
前記取付部材の先端に着脱自在に密着される装着部と、前記装着部と一体形成され前記ガイド部に連通する大径部及び前記大径部より小径で前記インナーケーブルの外周面に接触する接触部が形成されたシール部とを有し、前記シール部を前記インナーケーブルが通過する弾性体製のシール部材と、
を備えた自転車用ケーブルシール具。
前記固定部には雄ねじ部が形成されており、前記固定部は前記ケースにねじ込み固定される、請求項１に記載の自転車用ケーブルシール具。
前記シール部の接触長さは、６ｍｍ以上１５ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の自転車用ケーブルシール具。
前記シール部材は、スチレン系エラストマー製である、請求項１から３のいずれかに記載の自転車用ケーブルシール具。
前記取付部材は、先端側に前記シール部材の前記装着部を装着するための装着筒部を有している、請求項１から４のいずれかに記載の自転車用ケーブルシール具。
前記装着筒部の先端は他の部分より大径に形成されている、請求項５に記載の自転車用ケーブルシール具。
前記シール部は、内部に前記大径部及び接触部が形成され、前記装着筒部の内周面に嵌合するように筒状に形成され、
前記装着部は、前記シール部の先端に連なり前記装着筒部の先端部及び外周部を覆うように形成され前記装着筒部の外周面に係止される、請求項５又は６に記載の自転車用ケーブルシール具。