JP2005239138A - 保護構造を備えたモータ駆動フロントディレーラアッセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】 チェーンガイドがあるシフト位置で動かなくなった場合、モータを保護する。
【解決手段】 このモータ駆動ディレーラアッセンブリは、モータユニット３３と、フロントディレーラ３１と、モータリンク機構３４とを備えている。モータユニット３３は、第１及び第２回転位置の間で回転する出力シャフト８５を有する。フロントディレーラ３１は、固定体４２と、チェーンガイド４０と、固定体４２とチェーンガイド４０との間に機能的に連結するディレーラリンク機構４１とを備える。モータリンク機構３４は、出力シャフト８５及びフロントディレーラリンク機構４１に機能的に連結されており、出力シャフト８５の回転に応じてチェーンガイド４０を移動させる。モータリンク機構３４は、剛性伝達状態と伝達力吸収状態との間で移動するジャミング保護構造を有している。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、自転車用モータ駆動ディレーラに関する。より詳細には、本発明は、チェーンガイドがシフト位置の１つで動かなくなった場合、モータを保護する構造を備えた自転車用モータ駆動ディレーラに関する。

自転車に乗ることは、移動の手段であるととともに、レクレーションの形態としてもますます人気が高まっている。また、自転車に乗ることは、プロ、アマを問わず、競技スポーツとしても人気が高い。レクレーション、移動、競技の用途に関わらず、自転車産業において、種々の自転車部品は常に改良が続けられている。

近年、ライダーにとって、ライディングを簡単に、また、より楽しいものとするために、自転車には電気部品が装備されてきている。中には、サイクルコンピュータあるいは制御ユニットによってライディングコンディションに応じて自動的に調整されるシフトユニットを装備している自転車がある。特に、フロント及びリアディレーラは、近年、自動化されてきている。

フロントディレーラは、一般的に、自転車フレームのシートチューブあるいはボトムブラケットに固定される。基本的に、フロントディレーラは、自転車フレームに移動不能に固定された固定部材すなわちベース部材と、固定部材に対して相対的に移動可能に支持された可動部材とを含む。一般に、固定部材は、シートチューブに固定される管状の取付け部材である。可動部材は、一般に、チェーンと当接しフロントスプロケット間で移動させるための１組のケージプレートを有するチェーンガイドを備える。可動部材は、通常、バネによって、所定の方向に、固定部材に対して相対的に付勢される。可動部材は、通常、フロントディレーラに連結されるシフト制御ケーブルを引っ張り及び／または解放することにより、固定部材に対して相対的に移動される。可動部材及び固定部材は、通常、回動リンクを介して相互に連結される。手動フロントディレーラにおいて、制御ケーブルは、トルクを印加するよう一の回動リンクに接続され、それによって、リンクが可動部を移動させる。制御ケーブルは、操作力が制御ケーブルに印加される位置でリンクに固定される。ケーブルに対するこの力は、リンク揺動トルクに変換される。モータ駆動フロントディレーラにおいて、モータは、制御ケーブルを引っ張り、解放するために用いられる。あるいは、モータは駆動系によってフロントディレーラに接続される。
米国特許６，０７３，７３０号 米国特許６，２１２，０７８号

本開示によって、この技術分野において、モータ駆動フロントディレーラの改良に対するニーズがあることが明らかにされる。本発明は、このニーズと同様に、本開示から、当業者に対して、明らかにされる他のニーズに対してもなされたものである。

本発明の目的は、チェーンガイドがシフト位置の１つで動かなくなった場合においても、モータを保護する構造を備えている自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリを提供することにある。

本発明の他の目的は、信頼性の高い自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリを提供することにある。

本発明の他の目的は、調整が容易であるように構成された自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリを提供することにある。

本発明の他の目的は、比較的簡単な構成で、製造及び組み立てにコストがかからない自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリを提供することにある。

本発明に係る自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリは、モータユニットと、フロントディレーラと、モータリンク機構とを備えている。モータユニットは、第１回転位置と第２回転位置との間で回転する出力シャフトを有する。フロントディレーラは、出力シャフトに機能的に連結され、固定体と、チェーンガイドと、固定体とチェーンガイドとの間に機能的に連結するディレーラリンク機構とを備えている。モータリンク機構は、出力シャフト及びフロントディレーラリンク機構に機能的に連結されており、出力シャフトの回転に応じてチェーンガイドを移動させる。モータリンク機構は、剛性伝達状態と伝達力吸収状態の間で移動するジャミング保護構造を備えている。

本発明の、これらおよび他の、目的、特徴、態様、利点は、添付の図面と組み合わせて、本発明の好ましい態様を開示する以下の説明から当業者に明らかにされる。

以上のような本発明によれば、フロントディレーラアッセンブリをモータで駆動されるようにした装置において、チェーンガイドがシフト位置の１つで動かなくなった場合においても、モータを保護することができる。

本発明にかかる実施形態を、図面を用いて説明する。以下の本発明にかかる実施形態の説明は単なる例示であって、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって決められる本発明を限定するものではないことは、本開示から、当業者には明らかであろう。

図１に、本発明の第１実施形態によるモータ駆動フロントディレーラッセンブリ１２を備える自転車１０を示す。図１〜５に示す通り、自転車１０はシートチューブ１６を有する自転車フレーム１４を有しており、シートチューブ１６に、ブラケット１８及び留め具すなわちボルト１９によってモータ駆動フロントディレーラッセンブリ１２が装着されている。フロントディレーラ１２は、電気シフトケーブルを介して電気制御装置に連結された電気シフトユニット２０によって従来と同様に操作され、これによって、チェーン２１を自転車駆動部２４の少なくとも２つのフロントスプロケットすなわちチェーンホイール２２，２３の間で移動させる。それぞれの制御装置は、好ましくは米国特許６，０７３，７３０号（出願人、株式会社シマノ）及び米国特許６，２１２，０７８号（出願人、株式会社シマノ）にかかる電気シフトユニット２０に、機能的に連結される１組のシフトボタンを備えている。

自転車１０のこれらの部品は周知であるので、これらの部品は、本発明と組み合わせて用いるために変更したものを除いて、ここでは詳細に説明、例示しない。また、ここでは説明、例示しない種々の従来の自転車部品も、本発明と組み合わせて使用することができる。

モータ駆動フロントディレーラッセンブリ１２は、基本的に、モータ駆動フロントディレーラユニット３１と、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２と、フロントディレーラモータユニット３３と、モータリンク機構３４とを備える。モータ駆動フロントディレーラユニット３１、フロントディレーラモータユニット３３及びモータリンク機構３４はすべて、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２に装着される。モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２は、自転車フレーム１４のシートチューブ１６にモータ駆動ディレーラッセンブリ１２を固定して連結するように構成されている。

後述する通り、モータ駆動フロントディレーラッセンブリ１２は、少なくとも図１〜図６に示す下位側シフト位置と図７〜図１０に示すトップ側シフト位置との間を移動するように構成されている。また、図１１に示す通り、モータリンク機構３４はディレーラ保護配置のための設計がなされており、モータ駆動フロントディレーラユニット３２がひっかかって動かなくなった場合であっても、ディレーラモータユニット３３は動作できる。チェーン２１をシフトさせる基本動作は従来のものと同様でありここでは詳細に例示しない。

図１〜図１１から明らかなように、フロントディレーラユニット３１は、以下に説明する、チェーンガイド４０と、ディレーラリンク機構４１と、装着部材３２の一部である固定体４２とを基本的に備える。チェーンガイド４０及び固定体４２と共に、ディレーラリンク機構４１は、チェーンガイド４０の横方向移動を制御する４節リンク機構を形成する。ディレーラリンク機構４１は、固定体４２とチェーンガイド４０との間に機能的に接続されるよう構成されており、これによって少なくともトップ側シフト位置と低速側シフト位置との間、すなわち、少なくとも第１及び第２シフト位置との間でチェーンガイド４０の横方向移動が行われる。より詳細には、チェーンガイド４０は、モータリンク機構３４に機能的に連結されるディレーラリンク機構４１によって、固定体４２に可動に連結される。これによって、フロントディレーラモータユニット３３の動作に応じて第１シフト位置と第２シフト位置との間でチェーンガイド４０を移動させる。チェーンガイド４０のこの横方向移動によって、自転車ドライブトレイン２４のスプロケット２２と２３との間でチェーン２１をシフトさせる。

チェーンガイド４０は、好ましくは硬質剛性材料から構成される。例えば、チェーンガイド４０は、好ましくは所望の形状に曲げられた板金など金属材料から構成される。図３、図４、図８及び図９から明らかなように、チェーンガイド４０は第１及び第２シフト回動点Ｐ_１，Ｐ_２をそれぞれ有する。これにより、ディレーラリンク機構４１をチェーンガイド４０に回動可能に固定する。詳細には、ピボットピン４３，４４が、チェーンガイド４０を回動可能にディレーラリンク機構４１に連結する。チェーンガイド４０は、１組の垂直シフトプレート４０ａ，４０ｂによって形成されるチェーン収容スロットを有する。垂直シフトプレート４０ａ，４０ｂはチェーン２１と係合するように構成されており、これによって、自転車１０に対してほぼ横方向にチェーン２１を移動させることが可能である。シフトプレート４０ａ，４０ｂは、１組のプレート４０ｃ，４０ｄによって互いに連結される。上部プレート４０ｃは、シフトプレート４０ａ，４０ｂの間で一体的に形成される。下部プレート４０ｄは、外側のシフトプレート４０ｂと一体的に形成された一端を有する。他端は、ネジあるいはリベットなどの留め具を介して内側シフトプレート４０ａに取り付けられる。

ディレーラリンク機構４１は、基本的に、第１すなわち外側リンク４５と、第２すなわち内側リンク４６とを備える。これらのリンクは、固定体４２に回動可能に連結された第１端部と、チェーンガイド４０に回動可能に連結された第２端部とを有する。詳細には、外側リンク４５は、ピボットピン４７によって固定体４２の第１固定回動点Ｐ_３に回動可能に連結された第１端部４５ａと、ピボットピン４３によってチェーンガイド４０の第１シフト回動点Ｐ_１に回動可能に連結された第２端部４５ｂとを有する。同様に、内側リンク４６は、ピボットピン４８によって固定体４２の第２固定回動点Ｐ_４に回動可能に連結された第１端部４６ａと、ピボットピン４４によってチェーンガイド４０の第２シフト回動点Ｐ_２に回動可能に連結された第２端部４６ｂとを有する。

以上の説明から明らかなように、ディレーラリンク機構４１は、好ましくは、外側リンク４５と、内側リンク４６と、第１及び第２シフト回動点Ｐ_１，Ｐ_２の間に延びるチェーンガイド４０の一部と、第１及び第２固定回動点Ｐ_３，Ｐ_４の間に延びる固定体４２の一部とによって形成される４節リンク機構である。このように、回動点Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４の回動軸はすべて、互いにほぼ平行である。

ディレーラリンク機構４１が最も延びた位置にチェーンガイド４０を保持するとき、チェーンガイド４０は最も外側のスプロケット２２、つまりシートチューブ１６から最も離れたスプロケット上に位置する。ディレーラリンク機構４１が最も収縮した位置にチェーンガイド４０を保持するとき、チェーンガイド４０は最も内側のスプロケット２３、つまりシートチューブ１６に最も近いスプロケット上に位置する。チェーンガイド４０及びディレーラリンク機構４１のこれらの移動は、シフトユニットによって制御される。

外側リンク４５は、トップ側位置調整ネジ４９及び低速側位置調整ネジ５０を収容する２つのネジ孔４５ｃ，４５ｄ（図１９以降を参照）を有する。外側リンク４５の２つのネジ孔４５ｃ，４５ｄと、調整ネジ４９，５０とは、チェーンガイド４０のトップ側及び低速側位置を細かく調整する機械的調整装置を形成する。このように、機械的調整装置は、固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０の第１及び第２シフト位置を変更するように構成されている。つまり、第１すなわち低速用調整ネジ５０は、固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０の第１すなわち低速側シフト位置を変更するように構成されている。また、第２すなわちトップ用調整ネジ４９は、固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０の第２すなわちトップ側シフト位置を変更するように構成されている。ここでは、調整ネジ４９，５０が外側リンク４５に装着されている。しかしながら、調整ネジ４９，５０を、調整ネジが螺合されていない固定体４２、チェーンガイド４０、リンク４５，４６の１つ、あるいはモータリンク機構３４に調整ネジの自由端を当接させた状態で、固定体４２、チェーンガイド４０、リンク４５，４６のいずれか１つに装着することができることは、本開示から明らかであろう。また、調整ネジはモータリンク機構３４及びディレーラリンク機構４１の一方に螺合されて連結されており、調整ネジの自由端は、調整ネジが螺合されていないモータリンク機構３４及びディレーラリンク機構４１の一方と当接していることも、本開示から明らかであろう。例示の実施形態においては、以下に説明する通り、低速用調整ネジ５０は、固定体４２と当接する低速用調整ネジ５０の自由端によって固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０の低速側シフト位置を変更するように構成されている。また、トップ用調整ネジ４９は、モータリンク機構３４と当接するトップ用調整ネジ４９の自由端によって、固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０のトップ側シフト位置を変更するように構成されている。

図１２〜図１８から明らかなように、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２は、基本的に、自転車フレーム装着部５１と、フロントディレーラ装着部５２と、モータユニット装着部５３とを備える。自転車フレーム装着部５１と、フロントディレーラ装着部５２と、モータユニット装着部５３とは、単一部材として一体的に形成される。フロントディレーラ装着部５２及びモータユニット装着部５３はディレーラモータ支持構造を形成する。

自転車フレーム装着部５１は、ブラケット１８によって、自転車フレーム１４のシートチューブ１６に連結されるように構成されている。自転車フレーム装着部５１は、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２の第１の側から、ネジ孔５４ｂを有する曲面状フロント面５４ａを形成する自由端へ、外側に突出する突出部５４を備える。曲面状フロント面５４ａは、ブラケット１８の対応する曲面部と当接するように構成されており、これによって、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２はブラケット１８に対して相対的に回転することがない。ボルト１９の１つは自転車フレーム装着部５１のネジ孔５４ｂに螺合される。また、他の２つのボルト１９は、シートチューブ１６に形成されたネジ孔に螺合される。これによって、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２は、ブラケット１８を介して自転車フレーム１４に固定される。

フロントディレーラ装着部５２は、フロントディレーラユニット３１のディレーラリンク機構４１に連結されるように構成されている。詳細には、フロントディレーラ装着部５２は、第１及び第２リンク支持部５２ａ，５２ｂを有する。第１及び第２リンク支持部５２ａ，５２ｂは、それらの間に第１及び第２リンク４５，４６の収容のためにリンク収容空間を形成する。このように、第１及び第２リンク支持部５２ａ，５２ｂは、フロントディレーラ固定体４２を形成する。第１及び第２リンク支持部５２ａ，５２ｂは、それぞれ、第１固定回動点Ｐ_３の第１回動軸を形成する第１ピボットピン装着孔５２ｃと、第２固定回動点Ｐ_４を形成する第２ピボットピン装着孔５２ｄとを有する。第１及び第２リンク支持部５２ａ，５２ｂは、第１ピボットピン装着孔５２ｃにおいて、第２ピボットピン装着孔５２ｄとは第１及び第２リンク支持部５２ａ，５２ｂの間隔が異なるように構成されている。これによって、異なるサイズの第１及び第２リンク４５，４６が収容され得る。第２固定回動点Ｐ_４の第２回動軸は、第１固定回動点Ｐ_３の第１回動軸とほぼ平行である。図８から明らかなように、第２固定回動点Ｐ_４を形成する第２ピボットピン装着孔５２ｄの第１回動軸がネジ孔５４ｂを貫通している。

モータユニット装着部５３は、フロントディレーラモータユニット３３と連結されるように構成されている。モータユニット装着部５３は複数の（３つの）ネジ孔５３ａを備える。これらのネジ孔５３ａは、モータユニット装着部５３の複数の装着部を形成する。モータユニット装着部５３は、また、中心軸を有する出力シャフト切欠き部５３ｂを備えている。その中心軸は、フロントディレーラ装着部５２の第１及び第２固定回動点Ｐ_３，Ｐ_４の回動軸とほぼ平行である。モータユニット装着部５３の出力シャフト切欠き部５３ｂは、モータユニット装着部５３の部材に囲まれた孔である。モータユニット装着部５３は、バネ装着ピン５５が装着されるピン装着孔５３ｃをさらに有する。

次に図２、図７及び図３６〜図４７を参照して、フロントディレーラモータユニット３３は、基本的に、ディレーラモータユニット支持構造６１（図２、図７、図３６及び図３９〜図４７）と、ディレーラモータ６２（図３７及び図３８）と、モータドライブトレイン６３（図３７及び図３８）と、位置制御装置６４（図３６及び図３７）とを備える。フロントディレーラモータユニット３３は、ディレーラモータ支持部を形成するモータユニット装着部５３に装着される。フロントディレーラモータユニット３３は、モータリンク機構３４及びディレーラリンク機構４１によってチェーンガイド４０に機能的に連結される。このように、シフトユニット２０によるフロントディレーラモータユニット３３の動作が、低速側及びトップ側シフト位置の間でチェーンガイド４０をシフトさせる。

ディレーラモータユニット支持構造６１は、基本的に、モータユニットケーシングすなわちハウジング７１（図３９〜図４３）と、モータユニットカバー７２（図４４〜図４７）とを備える。ケーシング７１及びカバー７２は、ディレーラモータ６２及びモータドライブトレイン６３を囲むとともに支持するように構成されている。好ましくは、ケーシング７１及びカバー７２は、硬質プラスチック材料などの剛性で軽量な材料から構成されている。

図３７〜図３９に示す通り、ケーシング７１は、内部にフロントディレーラモータユニット３３を収容するとともに支持する凹部７１ａを有する。ケーシング７１は、また、１組のギアシャフト支持孔７１ｂ，７１ｃと、出力シャフト孔７１ｄとを有する。それらはモータドライブトレイン６３を支持するように構成されている。

図３８に示す通り、ディレーラモータ６２は、ディレーラモータユニット支持構造６１のケーシング７１に装着される。ディレーラモータ６２は、バッテリー源あるいは発電器によって電力が供給される可逆電動モータである。ディレーラモータ６２は、電気コードによってシフトユニット２０に、他の電気コードによって動力源（バッテリー源あるいは発電器）に、それぞれ電気的に接続される。ディレーラモータ６２は、モータドライブトレイン６３に機能的に連結された駆動シャフト７５を有する。ディレーラモータ６２などの可逆電動モータは、周知であるので、詳細に説明、例示しない。

図３７及び図３８に示す通り、モータドライブトレイン６３は、基本的に、ウォームギア８１と、第１中間ギア８２と、第２中間ギア８３と、出力ギア８４とを備える。出力ギア８４は出力シャフト８５に装着される。モータドライブトレイン６３は、出力シャフト８５を介してモータリンク機構３４にディレーラモータ６２の駆動シャフト７５の回転運動を伝達する。詳細には、ウォームギア８１はディレーラモータ６２の駆動シャフト７５に装着されており、ウォームギア８１の螺旋歯は第１中間ギア８２の第１セットの歯と噛み合う。第１中間ギア８２は、第２中間ギア８３の第１セットの歯と噛み合う第２セットの歯を有する。そして、第２中間ギア８３は、出力ギア８４の歯と噛み合う第２セットの歯を有する。出力ギア８４は出力シャフト８５に装着されている。これにより、出力シャフト８５はモータリンク機構３４に連結される。このように、モータドライブトレイン６３は、ディレーラモータ６２の駆動シャフト７５と出力シャフト８５との間に配置される。

図４３に示す通り、出力シャフト８５は、ベアリング８６によって、ケーシング７１の出力シャフト孔７１ｄに回転可能に支持される。もちろん、ベアリング８６を、ケーシング７１の代わりにモータ駆動ディレーラ装着部材３２に装着し、これによって、出力シャフト８５をモータ駆動ディレーラ装着部材３２に回転可能に支持してもよい。いずれの場合も、出力シャフト８５は、第１回転位置と第２回転位置との間で回転軸Ａ_１の回りに回転するように構成されている。第２回転位置は、ディレーラモータ６２の駆動シャフト７５の回転による第１回転方向とは逆である。出力シャフト８５は、出力シャフト８５の回転軸Ａ_１からオフセットした軸Ａ_２を有する偏心駆動ピン８５ａを備える。

図３６及び図３７に示す通り、位置制御装置６４は、基本的に、プリント回路板８７と、位置センサ部材８８と、フォトインタラプタ８９と、トップ−低速ブラシセンサ９０とを備える。プリント回路板８７上には、シフトユニット２０を介してディレーラモータ６２の動作を制御する複数個の電気回路が、従来と同様に形成されている。より詳細には、プリント回路板８７は、片持ち式で連結された電気接点ブラシ８７ａ，８７ｂ，８７ｃを有する電気接点プレートを備える。これらブラシ８７ａ，８７ｂ，８７ｃは、出力ギア８４に装着されるトップ−低速ブラシセンサ９０と接触する。つまり、トップ−低速ブラシセンサ９０は出力ギア８４と共に回転する。ブラシ８７ａ，８７ｂ，８７ｃは選択的に３つの電気接点と接触する。つまり、ブラシ８７ａ，８７ｂ，８７ｃは、接点９０ａ，９０ｂ，９０ｃと協働して、第１回転方向あるいは第２回転方向（反対方向）のいずれにもディレーラモータ６２を駆動する電気回路を構成する。出力シャフト８５の位置は、位置センサ部材８８及びフォトインタラプタ８９を用いることにより決定される。位置センサ部材８８は対向する中間ギア８２に装着されており、これによって、位置センサ部材８８は共に回転する。位置センサ部材８８には、フォトインタラプタ８９によって検出される複数の開口部が、周方向に間隔を空けて配置される。つまり、フォトインタラプタ８９は、第１中間ギア８２の相対位置を決定する位置センサ部材８８を検出する。第１中間ギア８２の位置は出力シャフト８５の位置と直接関連するため、出力シャフト８５の位置を容易に決定することができる。このように、シフトユニット２０は、第１中間ギア８２の相対位置に基づいてチェーンガイド４０の位置を決定することができる。

図１〜図１１を参照して、モータリンク機構３４は、基本的に、駆動すなわちモータリンク９１と、セーバリンク９２と、セーバリンク付勢部材９３と、位置決め付勢部材９４とを備える。セーバリンク９２及びセーバリンク付勢部材９３は、異物等の噛み込みによってチェーンガイド４０の移動が妨げられた際にモータ等を保護する構造、すなわちジャミング保護構造を形成する。モータリンク機構３４は、出力シャフト８５の偏心駆動ピン８５ａとディレーラリンク機構４１との間に機能的に連結される。このジャミング保護構造は、剛性伝達状態と伝達力吸収状態の間で移動するように構成されている。

図４、図６、図９、図１０及び図１１に示す通り、駆動リンク９１は、出力シャフト８５とディレーラリンク機構４１に対して相対的に構成され、第１シフト位置と第２シフト位置との間でチェーンガイド４０をシフトさせる。図２３〜図２５に詳細に示す通り、駆動リンク９１は、第１駆動リンク端部９１ａと第２駆動リンク端部９１ｂとを有する。第１駆動リンク端部９１ａは、出力シャフト８５の偏心駆動ピン８５ａに装着されており、これによって、偏心駆動ピン８５ａは第１駆動リンク端部９１ａに形成された孔の中で回転することができる。第２駆動リンク端部９１ｂは、ピボットピン９５によってセーバリンク９２に回動可能に連結される。したがって、出力シャフト８５が回転するとき、駆動リンク９１が移動すなわちシフトされる。駆動リンク９１は、第１及び第２駆動リンク端部９１ａ，９１ｂの間に延びる長手方向軸Ｌを有する。駆動リンク９１の長手方向軸Ｌは、チェーンガイド４０が第１シフト位置にあるときの第１方向（図４及び図６）と、チェーンガイド４０が第２シフト位置にあるときの第２方向（図９及び図１０）を有しており、駆動リンク９１の長手方向軸Ｌの第１及び第２方向は、４５度未満で変更される。

図２６〜図２９からよくわかる通り、セーバリンク９２は、好ましくは、第１セーバリンク端部９２ａと、第２セーバリンク端部９２ｂと、制御すなわちストップフランジ９２ｃとを有する。セーバリンク９２の第１セーバリンク端部９２ａは、ピボットピン９５によって、駆動リンク９１の第２駆動リンク端部９１ｂに回動可能に連結される。第２セーバリンク端部９２ｂは、ディレーラリンク機構４１の外側リンク４５に機能的に連結されている。制御すなわちストップフランジ９２ｃは第２セーバリンク端部９２ｂから延設されており、図１０に示す通り、モータリンク機構３４がトップ側シフト位置に駆動されるときに、トップ用調整ネジ４９と当接するように配置される。このように、トップ用調整ネジ４９は、セーバリンク９２の制御すなわちストップフランジ９２ｃと当接するトップ用調整ネジ４９の自由端によって、チェーンガイド４０のトップ側シフト位置を固定体４２に対して相対的に変更するように構成されている。

フロントディレーラユニット３１を調整する際に、フロントディレーラユニット３１は、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２及びブラケット１８によって、フレーム１２に装着される。そして、トップ側シフト位置はトップ用調整ネジ４９を調整することにより設定され、これによって、チェーンガイド４０がフロントチェーンホイール２２上に配置される。トップ側シフト位置のこの調整は、外側リンク４６とセーバリンク９２との間の相対配置を変更する。詳細には、トップ用調整ネジ４９の調整は、セーバリンク付勢部材９３の付勢力を打ち消すこと、つまり、セーバリンク付勢部材９３を圧縮することによって、外側リンク４６とセーバリンク９２との間の相対配置を変更する。トップ側シフト位置がセットされると、チェーンガイド４０が外側リンク４６と共に移動するので、低速側シフト位置もトップ用調整ネジ４９の調整により変更される。このようにして、低速側位置が、固定体４と当接する低速用調整ネジ５０を用いることにより設定され、これにより、チェーンガイド４０は小径のフロントチェーンホイール２３上に配置される。言い換えると、低速用調整ネジ５０の調整は、セーバリンク付勢部材９３の付勢力をさらに打ち消すこと、つまり、セーバリンク付勢部材９３をさらに圧縮することによって、チェーンガイド４０がフロントチェーンホイール２３上に配置されたときの外側リンク４６とセーバリンク９２との間の相対配置を変更する。

図３０及び図３１から明らかなように、セーバリンク付勢部材９３は、好ましくは、コイル部９３ａと、第１脚部９３ｂと、第２脚部９３ｃとを有するトーションバネである。コイル部９３ａは、外側リンク４５にセーバリンク９２を接続するピボットピン４７の回りに配置される。セーバリンク付勢部材９３の第１脚部９３ｂは、セーバリンク９２と係合する。また、第２脚部９３ｃは、ディレーラリンク機構４１の外側リンク４５と当接する。このように、セーバリンク９２は、ピボットピン４７の回りに、ディレーラのリア側から見て反時計回り方向に付勢される。また、外側リンク４５は、ピボットピン４７の回りに、ディレーラのリア側から見て時計回りに付勢される。つまり、セーバリンク付勢部材９３は、通常（正常）動作時は、駆動リンク９１とディレーラリンク機構４１との間の実質的に剛性な連結を保持する付勢力を与える。このように、セーバリンク９２はディレーラリンク機構４１に回動可能に連結されるとともに、セーバリンク付勢部材９３はセーバリンク９２とディレーラリンク機構４１との間に機能的に連結される。これにより、伝達力吸収状態から剛性伝達状態にセーバリンク９２を付勢する。そのため、通常（正常）動作時においては、セーバリンク４２とディレーラリンク機構４１との間は実質的に剛性な連結が保持され、一方、異物の噛み込み等によってチェーンガイドの移動が妨げられた異常時には、セーバリンク４２とディレーラリンク機構４１とは弾性的に連結されることになって、モータからの駆動力がセーバリンク付勢部材９３に吸収される。

より詳細には、図１１に示すように、チェーンガイド４０がトップ側位置で動かなくなった状態で、モータリンク機構３４が出力シャフト８５によって低速側シフト位置に駆動されると、セーバリンク９２は、セーバリンク付勢部材９３の第１脚部９３ｂの付勢力に抗して、ピボットピン４７の回りに、ディレーラのリアから見て時計回りに回転する。このように、セーバリンク９２及びセーバリンク付勢部材９３を用いることにより、弾性的な連結がセーバリンク９２とディレーラリンク機構４１との間に形成される。つまり、セーバリンク９２及びセーバリンク付勢部材９３は、ディレーラリンク機構４１に駆動リンク９１の第２駆動リンク端部９１ｂを接続する弾性的な連結を形成する。この弾性的連結はジャミング保護構造を形成する。

位置決め付勢部材９４は、好ましくは、偏心駆動ピン８５ａに連結された第１端部と、モータユニット装着部５３のバネ装着ピン５５に接続された第２端部とを有する引張バネである。位置決め付勢部材９４は、トップ側位置か低速側位置のいずれかに位置決め付勢部材９４の付勢力がモータリンク機構３４を保持するように構成されている。つまり、モータリンク機構３４がトップ側位置にあるとき、位置決め付勢部材９４の力線は、出力シャフト８５の回転軸Ａ_１からオフセットされており、これによって、出力シャフト８５にディレーラのリア側から見て反時計回りの力を印加する。しかしながら、モータリンク機構３４が低速側位置に移動したとき、位置決め付勢部材９４の力線は時計回りの力が出力シャフト８５に印加されるような状態となる。したがって、位置決め付勢部材９４は、モータが作動していないとき、トップあるいは低速側位置のいずれかにチェーンガイド４０を保持する補助を十分に行うように構成されている。

ここで用いられた、次の用語、「前方、後方、上、下向き、垂直、水平、下、横」同じく他の同様な方向を示す用語が、本発明の自転車の方向を示す用語として使用されている。こうした、本発明において用いられるこれらの用語は、本発明が適用される自転車に対して相対的な意味で用いられる。

ここでは、「ほぼ」、「およそ」、「約」といった程度を示す用語は、最終結果が大きく変わらないような、妥当な変形の条件の変更量を意味するものとして用いる。変更が、変形という語の意味を損なわない限り、これらの用語には変形の条件の少なくとも±５％の変更を含むものとする。

本発明の説明のためにいくつかの実施形態が選択されただけであって、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱することがない範囲で、種々の変更、変形ができることは、本開示から当業者には明らかであろう。さらに、前述の本発明にかかる実施形態の説明は単なる例示であって、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって決められる本発明を限定するものではないことは、本開示から当業者には明らかであろう。

本発明の一実施形態によるモータ駆動フロントディレーラッセンブリを備える自転車の側面図。 低速側シフト位置における、図１において示したモータ駆動フロントディレーラの拡大側面図。 低速側シフト位置における、図１及び図２において示したモータ駆動フロントディレーラの拡大前面図。 低速側位置における、図１〜図３において示したモータ駆動フロントディレーラの拡大背面図。 低速側シフト位置における、図１〜図４において示したモータ駆動フロントディレーラの平面図。 例示する目的で、固定体の一部を破断した、図１〜図５に示したモータ駆動フロントディレーラの部分背面図。 トップ側シフト位置における、モータ駆動フロントディレーラの側面図。 トップ側シフト位置における、モータ駆動フロントディレーラの前面図。 トップ側シフト位置における、モータ駆動フロントディレーラの背面図。 例示する目的で、固定体の一部を破断したフロントディレーラの部分背面図。 モータリンク機構が低速側位置にあり、かつ、チェーンガイドがトップ側位置に残るようにディレーラリンク機構が保持されているモータ駆動フロントディレーラの部分背面図。 図１〜図１１において示したフロントディレーラのモータ駆動フロントディレーラ装着部材の前面の斜視図。 図１２において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の背面の斜視図。 図１２及び図１３において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の前面図。 図１２〜図１４において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の背面図。 図１２〜図１５において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の右側面図。 図１２〜図１６において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の平面図。 図１５の切断線１８−１８に沿って見た、図１２〜図１７に示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の断面図。 図１〜図１１において示したフロントディレーラの右側すなわち外側リンクの側面の斜視図。 図１９において示した右側リンクの右側面図。 図１９及び図２０において示した右側リンクの背面図。 図２１の切断線２２−２２に沿って見た、図１９〜図２１に示した右側リンクの断面図。 図１〜図１１において示したフロントディレーラのモータリンクの背面図。 切断線２４−２４に沿って見た、図２３に示したモータリンクの長手断面図。 図２３及び図２４において示したモータリンクの平面図。 図１〜図１１において示したフロントディレーラのセーバリンクの側面図。 図２６に示したセーバリンクの側面図。 図２６及び図２７に示したセーバリンクの内側図。 図２６〜図２８において示したセーバリンクの底面図。 図１〜図１１において示したフロントディレーラのセーババネの側面図。 図３０に示したセーババネの立面図。 図１〜図１１において示したフロントディレーラの出力シャフトの軸方向の図。 図３２に示した出力シャフトの側面図。 出力ギアが装着された出力シャフトの斜視図。 出力シャフトギアが装着された出力シャフトの側面図。 カバーを除去した、フロントディレーラモータユニット前面図。 例示する目的で、カバー及びプリント回路板が除去されたモータユニットの前面図。 フロントディレーラモータユニットのドライブトレインを例示するためにカバー、プリント回路板及びセンサーホイールが除去されたモータユニットの前面図。 フロントディレーラモータユニットのモータケーシングすなわちハウジングの内側図。 フロントディレーラモータユニットの、図３９に示したケーシングすなわちハウジングの外観図。 フロントディレーラモータユニットの、図３９及び図４０に示したケーシングすなわちハウジングの側面図。 図３９の切断線４２−４２に沿って見た、フロントディレーラモータユニットの、図３９〜図４１に示したケーシングすなわちハウジングの断面図。 出力シャフト及び出力シャフトギアが装着されたフロントディレーラモータユニットのケーシングすなわちハウジングの下部の拡大部分断面図。 フロントディレーラモータユニットのカバーの前面の斜視図。 図４４において示したフロントディレーラモータユニットのカバーの前面図。 図４４及び図４５において示したフロントディレーラモータユニットのカバーの内側図。 フロントディレーラモータユニットのカバーの断面図。

符号の説明

１０ ・・・自転車
１２ ・・・モータ駆動フロントディレーラアッセンブリ
１８ ・・・ブラケット
３１ ・・・モータ駆動フロントディレーラユニット
３３ ・・・フロントディレーラモータユニット
３４ ・・・モータリンク機構
４０ ・・・チェーンガイド
４１ ・・・ディレーラリンク機構
４２ ・・・固定体
６３ ・・・モータドライブトレイン
８５ ・・・出力シャフト
８５ａ・・・偏心駆動ピン
９１ ・・・駆動リンク
９１ａ・・・第１駆動リンク端部
９１ｂ・・・第２駆動リンク端部
Ｌ ・・・長手方向軸Ｌ
９２ ・・・セーバリンク
９２ａ ・・・第１セーバリンク端部
９２ｂ ・・・第２セーバリンク端部
９２ｃ ・・・トップフランジ
９３ ・・・セーバリンク付勢部材
９４ ・・・位置決め付勢部材

Claims (15)

1. 第１回転位置と第２回転位置との間で回転する出力シャフトを有するモータユニットと、
   前記出力シャフトに機能的に連結されており、固定体と、チェーンガイドと、前記固定体と前記チェーンガイドとの間に機能的に連結されるディレーラリンク機構とを有するフロントディレーラと、
   前記出力シャフトと前記ディレーラリンク機構との間に機能的に連結されており、前記出力シャフトの回転に応じて前記チェーンガイドを移動させるモータリンク機構と、
   を備え、
   前記モータリンク機構は、剛性伝達状態と伝達力吸収状態の間で移動するジャミング保護構造を備える、
   自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリ。
2. 請求項１に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
   前記出力シャフトは、前記出力シャフトの回転軸からオフセットして設けられた偏心駆動ピンを有する。
3. 請求項１に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
   前記ジャミング保護構造は、前記ディレーラリンク機構に回動可能に連結されたセーバリンクと、前記セーバリンクと前記ディレーラリンク機構との間に機能的に連結され伝達力吸収状態から剛性伝達状態にセーバリンクを付勢する付勢部材とを備え、通常動作時には前記セーバリンクと前記ディレーラリンク機構との間を実質的に高い剛性で連結する。
4. 請求項３に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
   前記付勢部材は、前記セーバリンクと前記ディレーラリンク機構との間に形成される回動軸の回りに配置されるコイル部を有する捩りバネである。
5. 請求項３に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
   前記モータリンク機構は前記セーバリンクと前記出力シャフトとの間に回動可能に連結される駆動リンクをさらに備えている。
6. 請求項５に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
   前記出力シャフトは前記出力シャフトの回転軸からオフセットして設けられた偏心駆動ピンを有する。
7. 請求項１又は５に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
   前記フロントディレーラは前記固定体に対して前記チェーンガイドの少なくとも第１及び第２シフト位置の一方を変更するための機械的調整装置をさらに有する。
8. 請求項７に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
   前記機械的調整装置は前記固定体に対して前記チェーンガイドの第１及び第２シフト位置の両方を変更する。
9. 請求項８に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
   前記機械的調整装置は前記固定体に対して前記チェーンガイドの第１シフト位置を変更するための第１調整ネジを有する。
10. 請求項９に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
    前記機械的調整装置は前記固定体に対して前記チェーンガイドの第２シフト位置を変更するための第２調整ネジをさらに有する。
11. 請求項７に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
    前記機械的調整装置は、前記固定体、前記チェーンガイド及び前記ディレーラリンク機構の１つに螺合された調整ネジを有しており、前記調整ネジの自由端は、前記調整ネジが螺合されていない前記固定体、前記チェーンガイド及び前記ディレーラリンク機構の１つと当接している。
12. 請求項７に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
    前記機械的調整装置は前記モータリンク機構及び前記ディレーラリンク機構の一方に螺合された調整ネジを有しており、前記調整ネジの自由端は前記調整ネジが螺合されていない前記モータリンク機構及び前記ディレーラリンク機構の他方と当接している。
13. 請求項７に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
    前記出力シャフトは前記出力シャフトの回転軸からオフセットして設けられた偏心駆動ピンを有する。
14. 請求項１に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
    前記モータユニットは、駆動シャフトを有するモータと、前記駆動シャフトと前記出力シャフトとの間に連結された駆動部とをさらに備えている。
15. 請求項１４に記載の自転車用モータ駆動フロントディレーラアッセンブリであって、
    前記出力シャフトは前記出力シャフトの回転軸からオフセットして設けられた偏心駆動ピンを有する。

Images