JP2006103672A

JP2006103672A - 自転車用変速操作装置

Info

Publication number: JP2006103672A
Application number: JP2005275127A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Kawakami; 竜也川上
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2006-04-20
Also published as: US8770059B2; BRPI0502827A; US8549954B2; EP1642821B2; US20060070478A1; TWI284181B; DE602005007822D1; EP1642821B1; EP1642821A2; US20130291674A1; CN1754765A; TW200610901A; EP1642821A3; CN100417571C

Abstract

【課題】乗り手が線形作動レバーの手前の正確な位置に親指を配置する必要をなくす。
【解決手段】この装置は、ハンドルバー取付軸を定める取付ブラケット１０３に支持されて、回転軸（Ｘ）を中心に回転自在である巻取体１７０と、ホーム位置及びシフト位置の間を移動する作動体２２０と、作動体２２０による移動を巻取体１７０の回転移動に変換する第１ラチェット機構１５０と、作動体に対して移動可能なインターフェース部材２０２とを有している。インターフェース部材は、作動体をホーム位置からシフト位置にまで移動するように、回動軸（Ｐ）の回りに回動し、回動軸（Ｐ）はハンドルバー取付軸に対して傾いている。作動体がホーム位置からシフト位置にまで移動する際、インターフェース部材は、ハンドルバー取付軸を含み回転軸（Ｘ）に平行な平面に向かう方向に移動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、シフト制御ケーブルを通じて変速機構を操作する自転車用変速制御装置に関し、特に、シフト制御ケーブルを巻き取る巻取体が、ホームポジションに自由に戻ることのできる第１シフトレバーによって巻取方向に回転され、別のホームポジションに自由に戻ることのできる第２シフトレバーによって繰り出し方向に回転される装置に関する。

上記の種類の、シフト制御ケーブルを通じて変速機構を操作する自転車用変速制御装置が、米国特許第５，９２１，１３８号に開示されている。この変速制御装置は、ハンドルバーに近接して自転車に装着された制御体を備え、この制御体によりシフト制御ケーブルの引張り及び解放を制御する。そして、第１レバーが、その移動によって制御体がシフト制御ケーブルの引張をもたらすように制御体に取り付けられ、第２レバーが、その移動によって制御体がシフト制御ケーブルの解放をもたらすように制御体に取り付けられている。一方のレバーは制御体に回動自在に連結され、他方のレバーは制御体に対して線形移動するように連結される。線形移動するよう構成されたレバーは、制御体の操作に僅かな線形移動しか必要ではないように、変速機構に連結される。変速機構は、共通平面上に配置された複数のラチェット歯を備え、線形作動体の移動経路は、ラチェット歯の平面に平行である。
米国特許第５，９２１，１３８号公報

線形移動レバーは、ハンドルバーに垂直な方向に移動するので、最も効果的に操作するために、乗り手は、線形作動レバーの直ぐ前に親指を置き、ハンドルバーに垂直な方向にレバーを押さなければならない。しかし、自転車競技中の乗り手は、通常、変速装置を操作するのに親指を正確な位置に配置しなければならないようなことを心配したくないものである。したがって、最も効果的な操作を引き出すためには、乗り手が線形作動レバーの手前の正確な位置に親指を配置する必要のない、前述の種類の変速制御装置が要望されている。

本発明に係る自転車用変速制御装置は、ハンドルバー取付軸（ＨＢ）を定める取付部材と、取付部材に支持されてシフト制御ケーブルを制御するよう回転軸（Ｘ）を中心に回転自在である制御体と、制御体から間隔を置いて配置された当接部を有しホームポジション及びシフト位置の間を移動するよう変速制御装置に連結された作動体と、複数のラチェット歯を備え作動体によるホームポジションからシフト位置ヘの移動を制御体の回転移動に変換する変換機構と、作動体に対して移動可能に設置されて乗り手からの作動力を受け取るよう準備された作動力受面及び作用面を有するインタフェース部材とを有している。インタフェース部材は、作用面が作動力を作動体の当接部に加え、作動体をホームポジションからシフト位置にまで移動するように回動軸（Ｐ）の回りに回動し、回動軸（Ｐ）はハンドルバー取付軸（ＨＢ）に対して傾いている。作動体がホームポジションからシフト位置にまで移動する際、インタフェース部材は、ハンドルバー取付軸（ＨＢ）を含み、回転軸（Ｘ）に平行な平面に向かう方向に移動する。

このような発明では、乗り手が線形作動レバーの手前の正確な位置に親指を配置する必要がなく、操作性の良好な変速制御装置を得ることができる。

図１から図７は、本発明の一実施形態による変速制御装置１０５を示す図である。これらの図に示すように、変速制御装置１０５は、シフト制御ケーブル１０４を引っ張ったり、解放したりするために構成され、ハンドルバー取付軸（ＨＢ）を定める環状取付スリーブ１０３Ａを備えた取付ブラケット１０３を有し、取付スリーブ１０３Ａは、従来の方法でブラケット１０３をハンドルバー１０１に締結するようハンドルバー１０１の周囲に取り付けられる。ねじ２２８によって取付ブラケット１０３に装着された中間ブラケット２２７には、変速制御装置１０５のアーム形状の線形スライド作動体２２０（図４から図７）がスライド自在に取り付けられる。スライド作動体２２０は、ハンドルバー１０１の下方に配置され、当接部を形成する端部２０１で終端する。作動タブ２０２の形状をしたインタフェース部材は、作動力受面２０３と、作用面２０４と、互いに間隔を置いて平行に配置された取付用耳部２１０及び２１２とを備えている。そして、この作動タブ２０２は、回動軸芯２１６と、Ｃ字形クリップ２１７とによって、中間ブラケット２２７上の間隔を置いて平行に配置された１対の取付用耳部２１０，２１２に回動自在に連結されている。また、回動軸芯２１６は、作動タブ２０２が回動軸（Ｐ）の回りに回動するように、取付用耳部２０６，２０８，２１０，２１２の各々の開口２２１，２２２，２２４，２２６を貫通して延びている。親指によって操作される表面の形状または傾斜に変化を持たせるために、作動タブ２０２と同様の一般的構造を有する化粧キャップ２３２（図１及び図２）を、中間ブラケット２２７上の取付用耳部２１０，２１２に回動自在に取り付けるか、あるいは作動タブ２０２の上に被せてもよい。

また、変速制御装置１０５の回動作動体１３０も、ハンドルバー１０１の下方に延びている。ボタンの形状をした作動体１３０の指当接部分１３２が作動タブ２０２の下方右側に配置されている。その結果、ハンドルバー１０１を握った手の親指で、両方の作動体を操作することができる。

図３に示すように、変速制御装置１０５は、支持軸１０８及びピボットピン１５２を有するつめ支持板１０６を備え、これらはすべて装着ボルト１０７と、座金１０７Ａと、ナット１０９とによってブラケット１０３に締結固定される。巻取体１７０の形状をした制御体は、回転軸（Ｘ）を中心に回転するよう、支持軸１０８の周囲に取り付けられている。第１変換機構として使用される第１ラチェット機構１５０は、スライド作動体２２０の変位を巻取体１７０に伝達し、その結果、巻取体１７０が一方向に回転する。また、第２変換機構として使用される第２ラチェット機構１６０は、回動作動体１３０の変位を巻取体１７０に伝達し、その結果、巻取体１７０が他方向に回転する。本実施形態では、回動作動体１３０の変位の結果、巻取体１７０がケーブル１０４を引っ張り、スライド作動体２２０の変位の結果、巻取体１７０がケーブル１０４を解放する。

巻取体１７０には、自転車の前方または後方の変速機構（図示せず）からのシフト制御ケーブル１０４がワイヤ用溝１７４に沿って巻取られるように構成されたドラム部分１６９が装備されている。巻取体１７０は、支持軸１０８に対して順方向または逆方向に回転することで、シフト制御ケーブル１０４を巻き取るか、または繰り出している。巻取体１７０は、一体で回転するように駆動板１７１に連結される。図６及び図７に示すように、駆動板１７１は、複数の駆動歯１７３と、複数の位置保持歯１７２とを備え、図４及び図５に示すように、これらのすべての歯は共通平面（Ｔ）上に配置されている。

スライド作動体２２０は、回動軸芯２６０及びＣ字形クリップ２７０によって、スライド作動体２２０のつめ作動端２５８に配置されたローラ支持耳部２５４及び２５６の間に回転自在に取り付けられた、つめ押しローラ２５０を備え、回動軸芯２６は、取付耳部２５４，２５６の各々の開口２６４，２６６を貫通して延びている。スライド作動体２２０は、解放板２７４と、スライドシム２７６，２７８と、解放板用ブシュ２８０との間で中間ブラケット２２７にスライド自在に取り付けられ、これらはすべて、解放板２７４、スライドシム２７６，２７８、解放板用ブシュ２８０の各々の開口２８４，２８６，２８８，２９０を貫通し、中間ブラケット２２７の互いに対向する２対の開口２９２（そのような開口を２個のみ図３に図示）を貫通して延びる複数のボルト２８２（そのようなボルトを１本のみ図３に図示）によって、中間ブラケット２２７に取り付けられている。ボルト２８２がスライド作動体２２０のスライド動作を妨げないように、スライド作動体２２０は、ボルト２８２を収容する矩形開口を備えている。

解放板２７４は、ばね連結用係止部２９８を備えている。戻しばね３００の一端は、ばね連結用係止部２９８に装着され、戻しばね３００の他端は、開口３０４を貫通してスライド作動体２２０の取付耳部２５６に装着される。図４及び図６に示すように、戻しばね３００は、スライド作動体２２０をホームポジション（ＨＰ１）の方向に付勢している。

第１ラチェット機構１５０は、つめ支持板１０６から延びるピボットピン１５２に回転自在に装着された第１つめ１５１と、駆動板１７１の外周面上に形成された複数の位置保持歯１７２と、第１つめ１５１を位置保持歯１７２と係合する（図６及び図７の）時計回りの方向に付勢するばね１５３とを有している。第１つめ１５１は、位置保持歯１７２と係合するつめ先１５１Ａ，１５１Ｂと、スライド作動体２２０上のつめ押しローラ２５０に係合するつめ作動部分１５１Ｃとを備えている。第１ラチェット機構１５０の動作は、ここに参照として言及されている米国特許第５，９２１，１３８号に開示された変速制御装置の動作と同一であるので、その詳細な説明は省略する。スライド作動体２２０の運動経路は、ラチェット歯平面（Ｔ）にほぼ平行である。

回動作動体１３０には、第２アーム部分１３１と、第２アーム部分１３１の先端部に形成された、指での操作を可能にする第２指当接部分１３２と、つめ支持部分１３３とが設けられている。図４に示すように、座金１０７Ａとつめ支持部分１３３との間には、回動作動体１３０を付勢することによって、指当接部分１３２をホームポジションＨＰ２に付勢するばね１１１が接続されている。回動作動体１３０の運動経路は、ラチェット歯平面（Ｔ）にほぼ平行である。

第２ラチェット機構１６０は、つめ支持部分１３３から延びるピボットピン１６２に回転自在に装着された第２つめ１６１と、駆動板１７１の外周面上に形成された複数の駆動歯１７３と、第２つめ１６１を駆動歯１７３と係合する（図６及び図７の）時計回りの方向に付勢するばね１６３とを有している。回動作動体１３０が図４及び図５に示されたホームポジション（ＨＰ２）にある際、つめ１６１の先端部１６１Ａは、中間ブラケット２２７のレジ２７２Ｄ上に係り、それによって、つめ１６１が駆動板１７２との連結から外される。第２ラチェット機構１６０の動作も、米国特許第５，９２１，１３８号に開示された変速制御装置の動作と同一であるので、その詳細な説明は省略する。

スライド作動体２２０が、つめ押しローラ２５０をつめ作動部分１５１Ｃに押し付けることで、つめ１５１を操作するので、つめ１５１の操作に必要な移動はほんの僅か（例えば、９ミリメートル）である。作動タブ２０２の作動力受面２０３は、本実施形態ではラチェット歯平面（Ｔ）に平行な水平軸（Ｈ）に対して傾斜している。したがって、図４及び図５に示すように、乗り手の親指が垂直方向に下向きの力を加えたとしても、作動タブ２０２は反時計回りに回動する。つめ１５１を操作するのに必要な移動は僅かであり、作動タブ２０２は傾斜しているので、乗り手が親指を正確な位置に当て、ハンドルバーに垂直な方向に押す必要なしに、作動タブ２０２がスライド作動体２２０を動作させ得る。実際、親指を下方に滑らせるだけで、スライド作動体２２０を変速制御装置１０５の正面を横切って移動させることができる。

上記では、本発明の様々な実施形態について説明しているが、本発明の意図または範囲から離れることなく、さらなる修正を加えることができる。例えば、作動体２２０によって巻取体１７０がケーブル繰り出し方向に回転し、作動体１３０によって巻取体１７０がケーブル巻取り方向に回転するようにしてもよい。希望に応じて、作動体２２０が回動移動するように構成され、作動体１３０が前述の作動タブ２０２によってスライド移動するように構成されてもよい。上記実施形態によるスライド作動体２２０の移動経路は、ラチェット歯平面（Ｔ）にほぼ平行であるが、この経路は、例えば、±３０度までの傾斜を有してもよい。

上記実施形態による作動タブ２０２は、ハンドルバー軸（ＨＢ）にほぼ平行な回動軸（Ｐ）を中心に回動するが、多様な乗車スタイルに適応するように、回動軸（Ｐ）がハンドルバー軸（ＨＢ）に対して何度の角度で傾いても構わない。また、必要に応じて、作動タブ２０２の構成を変更してもよい。例えば、図８は、別の実施形態による変速制御装置４００の関連部品の平面図であるが、作動部材４０４の形状をしたインタフェース部材は、作動力受面４０５と、作用面４０６とを備えており、作動部材４０４がハンドルバー軸（ＨＢ）にほぼ垂直かつ回転軸（Ｘ）にほぼ平行な回動軸（Ｐ）を中心に回動するように、回動軸芯４０８を貫通させて、中間ブラケット２２７の右側に接続されている。また、スライド作動体２２０がホームポジションからシフト位置に向かって移動する際、作動部材４０４は、ハンドルバー取付軸（ＨＢ）を含み、回転軸（Ｘ）に平行な平面（ＰＬ）に向かう方向に移動する。この場合、乗り手は、親指または他の指を左方向または前方、あるいは左前方に滑らせて、それによって、作動部材４０４をハンドルバー軸（ＨＢ）に向かって押し付けることで、スライド作動体２２０を操作することができる。

図９は、さらに別の実施形態による変速制御装置４２０の関連部品の平面図であるが、扇形作動部材４２４の形状をしたインタフェース部材は、作動力受面４２５と、作用面４２６とを備えており、作動部材４２４がハンドルバー軸（ＨＢ）にほぼ垂直かつ回転軸（Ｘ）にほぼ平行な回動軸（Ｐ）を中心に回動するように、回動軸芯４２８を貫通させて、中間ブラケット２２７の左側に接続されている。また、スライド作動体２２０がホームポジションからシフト位置に向かって移動する際、作動部材４２４も平面（ＰＬ）に向かう方向に移動する。この場合、乗り手は、親指または他の指を右方向または前方、あるいは右前方に滑らせて、それによって、作動部材４２４をハンドルバー軸（ＨＢ）に向かって押し付けることで、スライド作動体２２０を操作することができる。

図１０は、さらに別の実施形態による変速制御装置４３０の関連部品の平面図であるが、レバー型作動部材４３４の形状をしたインタフェース部材は、作動力受面４３５と、作用面４３６とを備えており、作動部材４３４がハンドルバー軸（ＨＢ）にほぼ垂直かつ回転軸（Ｘ）にほぼ平行な回動軸（Ｐ）を中心に回動するように、回動軸芯４３８を貫通させて、中間ブラケット２２７の右側に接続されている。また、スライド作動体２２０がホームポジションからシフト位置に向かって移動する際、作動部材４３４も平面（ＰＬ）に向かう方向に移動する。本実施形態による作動部材４３４は、回動軸芯４３８から延びる作動力受部材４３７と、回動軸芯４３８から作動力受部材４３７にほぼ垂直な方向に延びる作用部材４３９とを有するＬ字形部材であり、回動軸芯４３８は、作動力受部材４３７及び作用部材４３９の連結部に配置され、作用面４３６は、ハンドルバー軸（ＨＢ）の前方に配置される。したがって、乗り手は、親指または他の指を後方または横方向、あるいは後方横方向に滑らせて、それによって、作動力受部材４３７をハンドルバー軸（ＨＢ）に向かって押し付けることで、スライド作動体２２０を操作することができる。

図１１は、さらに別の実施形態による変速制御装置４４０の関連部品の平面図であるが、レバー型作動部材４４４の形状をしたインタフェース部材は、作動力受面４４５と、作用面４４６とを備えており、作動部材４４４がハンドルバー軸（ＨＢ）にほぼ垂直かつ回転軸（Ｘ）にほぼ平行な回動軸（Ｐ）を中心に回動するように、回動軸芯４４８を貫通させて、中間ブラケット２２７の右側に接続されている。また、スライド作動体２２０がホームポジションからシフト位置に向かって移動する際、作動部材４４４も平面（ＰＬ）に向かう方向に移動する。本実施形態による作動部材４４４も、回動軸芯４４８から延びる作動力受部材４４７と、回動軸芯４４８から作動力受部材４４７にほぼ垂直な方向に延びる作用部材４４９とを有するＬ字形部材であり、回動軸芯４４８は、作動力受部材４４７及び作用部材４４９の連結部に配置され、作用面４４６は、ハンドルバー軸（ＨＢ）の後方に配置される。したがって、乗り手は、親指または他の指を前方または横方向、あるいは前方横方向に滑らせて、それによって、作動力受部材４４７をハンドルバー軸（ＨＢ）に向かって押し付けることで、スライド作動体２２０を操作することができる。

様々な部品の大きさ、形状、位置、方向などを希望に応じて変更してもよい。互いに直結または接触したように示されている部品は、それらの間に中間構造を備えても構わない。１つの要素の機能を２つの要素で実行するか、またはその逆を行ってもよい。１つの実施形態による構造及び機能が、その他の実施形態に適用されてもよい。特定の実施形態によるすべての利点が同時に存在する必要もない。従来の技術とは異なる独特な機能は、単独または他の機能との組合せのいずれであっても、そのような機能によって具体化された構造または機能（あるいは両方）の概念を含め、すべて出願者による独自の発明と見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、開示された特定の構造、あるいは特別な構造または機能に関する最初の焦点または強調点のみに限定されるものではない。

本発明の一実施形態によるハンドルバーに装着された変速制御装置の平面図。変速制御装置の正面図。変速制御装置の分解図。不作動状態にある変速制御装置の断面図。線形作動体が作動位置にある変速制御装置の断面図。ホームポジションにある線形作動体の詳細底面図。作動位置にある線形作動体の詳細底面図。本発明の別の実施形態による変速制御装置の関連部品の平面図。本発明のさらに別の実施形態による変速制御装置の関連部品の平面図。本発明のさらに別の実施形態による変速制御装置の関連部品の平面図。本発明のさらに別の実施形態による変速制御装置の関連部品の平面図。

符号の説明

１０５変速制御装置
１０４シフト制御ケーブル
ＨＢハンドルバー取付軸
１０３取付ブラケット
１０１ハンドルバー
２２０線形スライド作動体
２０２作動タブ（インタフェース部材）
２２０スライド作動体
２０３作動力受面
２０４作用面
Ｐ回動軸
１３０回動作動体
Ｘ回転軸
１５０第１ラチェット機構（第１変換機構）
１７０巻取体
１６０第２ラチェット機構（第２変換機構）
１７１駆動板
１７３駆動歯
１７２位置保持歯
Ｔ共通平面
１５１第１つめ
４０４作動部材（インタフェース部材）
４０５作動力受面
４０６作用面
４２４扇形作動部材（インタフェース部材）
４２５作動力受面
４２６作用面
４３４レバー型作動部材（インタフェース部材）
４３５作動力受面
４３６作用面
４３７作動力受部材
４３９作用部材
４４４レバー型作動部材（インタフェース部材）
４４５作動力受面
４４６作用面
４４７作動力受部材
４４９作用部材

Claims

シフト制御ケーブルによって変速機構を操作する自転車用変速制御装置であって、
変速制御装置をハンドルバーに取り付けるよう構成され、ハンドルバー取付軸を定める取付部材と、
前記取付部材に支持されて、シフト制御ケーブルを制御するよう回転軸（Ｘ）を中心に回転自在である制御体と、
前記制御体から間隔を置いて配置された当接部を有し、第１ホームポジション及び第１シフト位置の間を移動するように前記変速制御装置に連結された第１作動体と、
複数のラチェット歯を備え、前記第１作動体による第１ホームポジションから第１シフト位置ヘの移動を前記制御体の回転移動に変換する第１変換機構と、
前記作動体に対して移動可能に設置されて、乗り手からの作動力を受け取るよう構成された作動力受面及び作用面を有するインタフェース部材とを備え、
前記インタフェース部材は、前記作用面が作動力を前記第１作動体の当接部に加え、前記第１作動体を第１ホームポジションから第１シフト位置にまで移動するように回動軸（Ｐ）の回りに回動し、
前記回動軸（Ｐ）は前記ハンドルバー取付軸（ＨＢ）に対して傾斜し、
前記インタフェース部材は、前記第１作動体が第１ホームポジションから第１シフト位置にまで移動する際、前記ハンドルバー取付軸（ＨＢ）を含み前記回転軸（Ｘ）に平行な平面（ＰＬ）に向かう方向に移動する、
自転車用変速制御装置。
前記複数のラチェット歯はラチェット歯平面（Ｔ）上に配置され、前記ラチェット歯平面（Ｔ）は水平軸（Ｈ）に平行である、請求項１に記載の自転車用変速制御装置。
前記複数のラチェット歯はラチェット歯平面（Ｔ）上に配置され、前記第１作動体の移動経路は前記ラチェット歯平面（Ｔ）にほぼ平行である、請求項１に記載の自転車用変速制御装置。
前記回動軸（Ｐ）は前記ハンドルバー取付軸（ＨＢ）にほぼ垂直である、請求項１に記載の自転車用変速制御装置。
前記回動軸（Ｐ）は前記回転軸（Ｘ）にほぼ平行である、請求項１に記載の自転車用変速制御装置。
前記インタフェース部材はレバーから成る、請求項１に記載の自転車用変速制御装置。
前記レバーは、
前記回動軸（Ｐ）から延びる作動力受部材と、
前記作動力受部材から延びる作用部材とを備えている、
請求項６に記載の自転車用変速制御装置。
前記回動軸（Ｐ）は前記作動力受部材と前記作用部材との連結部に配置されている、請求項７に記載の自転車用変速制御装置。
前記レバーはほぼＬ字形の形状である、請求項７に記載の自転車用変速制御装置。
前記作用部材は前記作動力受部材からほぼ垂直に延びている、請求項９に記載の自転車用変速制御装置。
前記第１作動体は前記第１ホームポジションと前記第１シフト位置との間を線形移動する、請求項１に記載の自転車用変速制御装置。
前記第１作動体は前記第１ホームポジションと前記第１シフト位置との間を直線移動する、請求項１１に記載の自転車用変速制御装置。
第２ホームポジション及び第２シフト位置の間を移動するよう変速制御装置に連結された第２作動体と、
前記第２作動体による第２ホームポジションから第２シフト位置ヘの移動を制御体の回転移動に変換する第２変換機構とをさらに備えている、
請求項１１に記載の自転車用変速制御装置。
前記第２作動体は前記第２ホームポジションと前記第２シフト位置との間を回転移動する、請求項１３に記載の自転車用変速制御装置。
前記第２作動体は前記制御体から間隔を置いた位置に指当接部分を形成している、請求項１４に記載の自転車用変速制御装置。
前記第２作動体は前記回転軸（Ｘ）の回りに回転する、請求項１５に記載の自転車用変速制御装置。
前記第１作動体は前記第１ホームポジションと前記第１シフト位置との間を直線移動する、請求項１６に記載の自転車用変速制御装置。