JP2014237438A - オレオ式の流体圧制御部が一体化した自転車のハンドルバーアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】運転者にとっての嵩の問題や、設計者にとっての寸法制約の問題が生じないオレオ式の流体圧制御部を備えた、自転車のハンドルバーアセンブリを提供する。
【解決手段】自転車１のハンドルバーアセンブリ１０は、ハンドルバープロファイル１１と、自転車１の車載装置５を制御するための少なくとも１つの油圧系統３０と、を備えている。本発明にかかる自転車１のハンドルバーアセンブリ１０は、油圧系統３０が、ハンドルバープロファイル１１の内部に収容されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自転車のハンドルバーアセンブリに関する。

最近の自転車、特に、高性能自転車では、オレオ式の流体圧制御部を用いた車載装置を搭載することがますます一般的になっている。そのような車載装置の一例として、ディスクブレーキシステムが挙げられる。ディスクブレーキシステムは、キャリパー同士をディスクに向けて閉じることによって制動を得るものであるが、十分な制動を得るのに必要な力は、運転者が一般的なケーブル系統を手動で操作して加えるには大き過ぎる。そのため、ディスクブレーキシステム等のブレーキシステムでは、運転者が手動で加えた力をオレオ式の流体圧系統に伝達させる。具体的には、ピストンを作動させることによってシリンダ内の作動油を加圧する。加圧された作動油が適切なチューブを通ってブレーキキャリパーに供給されることにより、制動が得られる。

ディスクブレーキシステム以外の装置にも、オレオ式の流体圧制御部を有利に採用することができる。

自転車へのオレオ式の流体圧系統の取付は、当該流体圧系統を、自転車の部品、例えば、フレームやハンドルバーなどに固定することによって行うことが知られている。ブレーキレバーからピストンへと至るケーブルを、そのブレーキレバーで作動することにより、シリンダ内の作動油が加圧される。しかし、このような構成では、オレオ式の流体圧系統の嵩によって自転車の走行中に邪魔になるだけでなく、外観の美しさが損なわれる。

また、オレオ式の流体圧制御部をブレーキレバーに直接取り付ける構成も知られている。この場合の流体圧制御部は、ブレーキレバーのすぐ近傍に位置するので、ピストンをブレーキレバーでほぼ直接的に作動させてシリンダ内の作動油を加圧することになる。この場合の流体圧制御部は、自転車の他の部品に取り付けられた場合のオレオ式の流体圧系統よりも嵩が減るので運転者の妨げになり難い。

しかしながら、出願人は、オレオ式の流体圧制御部をブレーキレバーに直接取り付けた場合に嵩の問題が生じないのは、シリンダの寸法が極めて小さい場合に限られることに気付いた。事実、設計者は、制動性能が低下しても極めて小さいシリンダを採用せざるを得ないか、あるいは、妨げになることを承知のうえである程度の嵩を許容するしかない。

そこで、出願人は、運転者にとっての嵩の問題や、設計者にとっての寸法制約の問題が生じない、オレオ式の流体圧制御部を作り出すことを考えた。

以上を踏まえて、本発明は、請求項１に記載された自転車のハンドルバーアセンブリに関する。好適な構成は、従属請求項に記載されている。

具体的には、本発明は、ハンドルバープロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）であるハンドルバーロッドと、自転車の車載装置を制御するための少なくとも１つのオレオ式の流体圧系統とを備える自転車のハンドルバーアセンブリに関する。このハンドルバーアセンブリは、前記オレオ式の流体圧系統が、前記ハンドルバーロッドの内部に収容されていることを特徴とする。

オレオ式の流体圧系統の嵩の問題は、これをハンドルバーロッドの内部に収容することによって解決される。さらに、ハンドルバーロッドの寸法は比較的大きいので、オレオ式の流体圧制御部をブレーキレバーに直接取り付ける場合に比べて、設計者に課される寸法制約が緩和される。これにより、極めて大きい力を加えることのできる制御部を、比較的簡単に製作することができる。

また、上記の構成によれば、オレオ式の流体圧系統を、衝撃や大気中の作用物質から保護することができる。さらに、オレオ式の流体圧系統を外から見えなくできるので、自転車の外観を損なわずに済むだけでなく、自転車の窃盗犯の注意を引かずに済む。事実、オレオ式の流体圧系統がハンドルバーの外側やフレームの外側やブレーキレバーに取り付けられた自転車の場合、離れた場所からでも、高価な自転車であることが直ぐに分かってしまう。

本発明の一実施形態では、前記ハンドルバーロッドが内部空間を有し、前記オレオ式の流体圧系統が、前記ハンドルバーロッドのその内部空間に固定的に収容されたシリンダを含む。これにより、既に市販されているシリンダも容易に利用できるので、製造コストを安く維持することができる。

好ましくは、前記ハンドルバーロッドが中空に成形され、前記シリンダがこのハンドルバーロッドと一体成形される。これにより、寸法制約をほぼ気にすることなく、前記シリンダを理想的に設計することが可能になる。さらに、この構成によれば、前記シリンダもハンドルバーの構造体の一部になる。すなわち、前記シリンダをハンドルバーの構造強度に寄与させることができる。これにより、ハンドルバー全体の寸法を、当該ハンドルバーの最大限の軽量化が得られるように小さくすることができる。高性能が限界まで追及されるこの種の自転車では、あらゆる部品の軽量化が極めて重要視されるので、上記の構成は大いに有利である。

好ましくは、前記シリンダは、前記ハンドルバーロッドに設けられた開口の箇所に、注油路を具備している。この構成によれば、前記シリンダがハンドルバーに固定された状態であっても、極めて素早く且つ簡単に、前記シリンダに油を注いで補充することができる。

好ましい一実施形態では、前記車載装置が、前記オレオ式の流体圧系統で押圧された流体（例えば作動油）によって作動される流体圧ブレーキである。好ましくは、前記ハンドルバーアセンブリは、さらに、ブレーキレバーおよびブレーキケーブルを含むブレーキ制御部と、制御レバーと、前記制御レバーと前記ハンドルバーロッドとの間のピンと、を備えており、前記ブレーキケーブルは、当該ブレーキケーブルの第１の端部で前記ブレーキレバーに拘束されており、前記制御レバーは、前記ブレーキケーブルの第２の端部に拘束されており、前記オレオ式の流体圧系統は、前記シリンダ内を摺動するピストンを含み、このピストンは、前記シリンダ内の流体を加圧するように前記ブレーキレバーの作動に追従して作動するように前記制御レバーに拘束されている。

すなわち、この実施形態における前記ブレーキレバーおよび当該ブレーキレバーに接続された前記ブレーキケーブルは、前記ブレーキケーブルがハンドルバーのところまで行くだけで制御レバーを作動できる点を除けば、一般的な機械式のパッド型ブレーキを具備した通常の自転車のものと全く同じである。したがって、前記ブレーキレバーに関しても、さらには、前記ブレーキケーブルの取付に関しても、一般的な機械式のブレーキの部品を利用することができる。

好ましくは、前記ピストンは、前記制御レバーのうちの、前記ピンと前記ブレーキケーブルの取付位置との間の中間位置にヒンジ接続されている。前記制御レバーにおけるピン（てこの支点）、前記ブレーキケーブル（駆動力を加える力点）および前記ピストン（作用力の作用点）の位置関係は、典型的ないわゆる「第２種てこ」の位置関係であり、加えられる駆動力よりも作用力のほうが大きくなると同時に、作用力の作用点の運動量よりも駆動力の力点の運動量のほうが大きくなる（その逆も然りである）。このような構成は、作動流体である作動油の圧縮量が少なくて済み、つまり、前記ピストンの変位量が大きくなくてよいので、少ない運動量で前記シリンダ内の作動油を高い圧力にさせる極めて好適な構成である。

変形例として、前記制御レバーにおける前記位置関係は、前記ピンを前記ブレーキケーブルと前記ピストンとの間の中間位置に設定した「第１種てこ」の位置関係であってもよい。しかし、この構成では、先ほどの構成と同じ利点を確保しようとすると嵩が増えてしまう。具体的には、駆動力の力点から支点までの距離と作用力の作用点から支点までの距離がそれぞれ必要になるので、駆動力の力点から支点までの距離によって嵩の上限が決まる先ほどの「第２種てこ」の構成よりも嵩が増えることになる。

好ましくは、オレオ式の流体圧による前記シリンダに、２つの互いに平行な耳部が設けられており、これらの耳部に、前記ピンが係合する２つの孔が形成されている。このような構成によれば、前記制御レバーと前記シリンダとの間の係合が直接的になるので、前記ブレーキケーブルからの力が前記ハンドルバーロッド材を通らさずに前記ピストンに伝わる。これにより、前記ハンドルバーロッドの寸法を、前記シリンダがあることによって生じる付加の力に耐えられる大きさにする必要がなくなる。

より好ましくは、前記ハンドルバーロッドは、前記シリンダの前記耳部に設けられた前記孔の箇所に、２つの孔を有しており、前記ピンは、それら前記耳部に設けられた前記孔および前記ハンドルバーロッドに設けられた前記孔の両方に係合している。これにより、前記ピンを、前記シリンダと前記ハンドルバーロッドとの間の連結部の剛性向上に寄与させることができる。

好ましくは、前記ハンドルバーアセンブリは、さらに、前記制御レバーと前記ピストンとの間の制御調節装置を備えている。これにより、前記ブレーキケーブルの牽引による前記ピストンの働き、つまり、前記ブレーキケーブルの牽引による作動油の圧力を調節することができる。より好ましくは、前記制御調節装置は、前記ピストンに取り付けられたねじ付きシャンクを有しており、このねじ付きシャンクは、前記制御レバーに回転可能に取り付けられた円筒体に形成されたねじ付き座部と螺合係合している。このような簡単な装置により、正確な調節を容易に行うことができる。

好ましくは、前記ハンドルバーアセンブリは、さらに、前記ブレーキケーブルと前記制御レバーとの間のケーブル調節装置を備えている。これにより、前記ブレーキケーブルの牽引による前記制御レバーの働き、つまり、前記ブレーキケーブルの牽引による作動油の圧力を調節することができる。

前記ケーブル調節装置は、例えば、既知の構成ではあるが、軸方向厚さが相異なる複数の角度セクタをそれぞれ有する、一対の対向するリングナットを含む。この構成によれば、それら一対のリングナットを組み付けた際の軸方向厚さを、２つのリングナットの相互角度位置に基づいて変化させることができる。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う、好ましい実施形態についての以下の説明から明らかになる。

本発明にかかるハンドルバーアセンブリを備えた自転車の一部を示す斜視図である。 図１の自転車のハンドルバーアセンブリの斜視図である。 図２のハンドルバーアセンブリの詳細図であり、一部の部品を分解又は省略している。 図３の組立後の詳細図であり、一部の部品を省略している。 図４の詳細図であって、図４とは異なる角度からみた図である。 図４の他の詳細図であり、部品は省略していない。 図２のハンドルバーアセンブリの断面図であって、図５の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面を示す図である。 図２のハンドルバーアセンブリの他の詳細図であり、一部の部品を分解又は省略している。 図８の詳細断面図であって、図８の線ＩＸ−ＩＸに沿った断面を示す図である。

図をとおして、符号１は高性能自転車全体を指す。図１には、自転車１のフレーム２の少なくとも一部、フォーク３および前輪４が示されている。また、自転車１にはディスクブレーキ５が設けられており、図には前輪側のディスクブレーキ５が示されている。

フォーク３には、本発明にかかるハンドルバーアセンブリ１０が装着されている。ハンドルバーアセンブリ１０は、ハンドルバープロファイルであるハンドルバーロッド１１を備えている。ハンドルバーロッド１１は、その２つの各端部において、ハンドグリップ１２（例えば、図示のように湾曲型のハンドグリップ）を有している。

好ましくは、ハンドルバーロッド１１は、高分子材料のマトリクス中に構造繊維（例えば、カーボン繊維など）を組み込んだ複合材料を用いて中空に成形されたものである。

ハンドルバーロッド１１の中央領域には、２つのオレオ式の流体圧系統である油圧系統３０が収容されている。これら２つのオレオ式の油圧系統３０は、それぞれ、自転車１における２つのブレーキのうちの１つを制御するものである。具体的には、これらオレオ式の油圧系統３０は、ハンドルバーロッド１１の内部に収容されている。

オレオ式の油圧系統３０は、それぞれ、シリンダ３１およびピストン３２を含む。シリンダ３１は、ハンドルバーロッド１１の内部に固定的に収容されている。好ましくは、シリンダ３１は、ハンドルバーロッド１１と一体成形されている。ピストン３２は、ステム３３に取り付けられてシリンダ３１内を密封摺動する。シリンダ３１とハンドルバーロッド１１とを一体成形すると、これらの取付が安定し、シリンダ３１もハンドルバーロッド１１の構造強度に寄与する。事実、シリンダ３１による強度の寄与分を考慮に入れて、ハンドルバーロッド１１を薄肉化することができる。

シリンダ３１は注油路３４を具備している。この注油路３４は、ハンドルバーロッド１１に設けられた開口１３の箇所に配置される。注油路３４は、開口１３を介して着脱自在なねじ付きキャップ３５によって閉塞される。後で詳述するように、シリンダ３１の内部には、加圧を受ける流体、特に、作動油（図示せず）が入っている。シリンダ３１には作動油出口３６が設けられており、この作動油出口３６に接続されたチューブ３７が、加圧された流体を前記ブレーキ５のうちの１つに供給する。周知のとおり（よって図示しないが）、この加圧された流体により、ブレーキキャリパーがブレーキディスクに向けて操作される。

ハンドルバーアセンブリ１０は、その各ハンドグリップ１２ごとに、ブレーキ制御部１４を備えている。ブレーキ制御部１４は、ブレーキレバー１５、制御レバー１６およびブレーキケーブル１７を含む。制御レバー１６は、当該制御レバー１６の一端部の近傍に位置したピン１８により、ハンドルバーロッド１１に回動可能に連結している。ブレーキケーブル１７は、当該ブレーキケーブル１７の第１の端部でブレーキレバー１５に拘束されており（既知の構成であり、よって図示しない）、さらに、第２の端部でケーブルクランプ１９を介して制御レバー１６に拘束されている。

ピストン３２のステム３３は、シリンダ３１内の流体を加圧するようにブレーキレバー１５の作動に追従し作動するように制御レバー１６に拘束される。ピストン３２は、制御レバー１６のうちの、ピン１８とブレーキケーブル１７の取付位置との間の中間位置にヒンジ接続される。

シリンダ３１には、２つの互いに略平行な耳部３８が設けられている。各耳部３８には、ピン１８が係合する２つの孔３９のうちの対応する１つの孔３９が形成されている。ハンドルバーロッド１１は、孔３９の箇所に対応する位置に、２つの孔２０を有している。ピン１８は、それら耳部３８に設けられた孔３９およびハンドルバーロッド１１に設けられた孔２０の両方に係合している。これにより、制御レバー１６とシリンダ３１との間の回動可能な連結が直接的になるので、シリンダ３１に対する制御レバー１６の機械的な働きも、直接的で且つ確実なものになる。さらに、ピン１８により、ハンドルバーロッド１１へシリンダ３１を繋ぎ留めることができる。

ハンドルバーアセンブリ１０は、さらに、制御レバー１６とピストン３２との間の制御調節装置４１を備えている。制御調節装置４１は、ピストン３２のステム３３に取り付けられたねじ付きシャンク４２を有しており、このねじ付きシャンク４２は、制御レバー１６に回転可能に取り付けられた円筒体４４に形成されたねじ付き座部４３と螺合係合している。ステム３３のうちの、ねじ付きシャンク４２の近傍の箇所には、当該ねじ付きシャンク４２の回転による作動を容易にするためのリングナット４５が固定的に取り付けられている。

各ブレーキ制御部１４は、さらに、ブレーキケーブル１７と制御レバー１６との間のケーブル調節装置４７を含む。ケーブル調節装置４７は、例えば、既知の構成ではあるが、軸方向厚さが相異なる複数の角度セクタをそれぞれ有する（図示せず）、一対の対向するリングナット４８，４９を含む。それら一対のリングナット４８，４９を組み付けた際の軸方向厚さは、２つのリングナット４８，４９の相互角度位置に基づいて変化させることができる。また、ブレーキケーブル１７のシース５２の端部５１が当接するワッシャ５０も設けられている。

以上の説明から、ハンドルバーアセンブリ１０の動作は明らかである。制動時には、運転者が通常どおりブレーキレバー１５を作動させることにより、シース５２内のブレーキケーブル１７が牽引される。このブレーキケーブル１７により、制御レバー１６がピン１８を中心として角度を成して動かされ、これにより、シリンダ３１内のピストン３２が押される。その結果、シリンダ３１内の流体が加圧され、この圧力がチューブ３７を通ってブレーキキャリパー５に伝達されることで制動が得られる。

ブレーキキャリパー５同士を近付けるための力は加圧された流体の圧力に依存するが、その流体の圧力が、運転者によってブレーキレバー１５に加えられる力に依存するだけでなく、制御レバー１６における力点から支点までの距離と支点から作用点までの距離、さらには、ピストン３２の断面積およびシリンダ３１の断面積にも特に依存することは明らかである。具体的に説明すると、シリンダ３１をハンドルバーロッド１１の内部に収容する構成のおかげで、シリンダ３１の断面積を嵩ばって妨げにならない範囲で比較的大きくし、流体の圧力を確実に増大させることができる。

Claims (11)

1. ハンドルバープロファイル（１１）と、
   自転車の車載装置（５）を制御するための少なくとも１つの油圧系統（３０）と、
   を備える、自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、
   前記油圧系統（３０）が、前記ハンドルバープロファイル（１１）の内部に収容されていることを特徴とする、自転車のハンドルバーアセンブリ。
2. 請求項１に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、前記ハンドルバープロファイル（１１）が内部空間を有しており、前記油圧系統（３０）が、前記ハンドルバープロファイル（１１）のその内部空間に固定的に収容されたシリンダ（３１）を含む、自転車のハンドルバーアセンブリ。
3. 請求項２に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、前記ハンドルバープロファイル（１１）が中空に成形されており、前記シリンダ（３１）がこのハンドルバープロファイル（１１）と一体成形されている、自転車のハンドルバーアセンブリ。
4. 請求項２または３に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、前記シリンダ（３１）が、前記ハンドルバープロファイル（１１）に設けられた開口（１３）の箇所に、注油路（３４）を具備している、自転車のハンドルバーアセンブリ。
5. 請求項２に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、前記車載装置が、前記油圧系統（３０）で押圧された流体によって作動される流体圧ブレーキ（５）であり、
   当該ハンドルバーアセンブリが、さらに、ブレーキレバー（１５）およびブレーキケーブル（１７）を含むブレーキ制御部（１４）と、
   制御レバー（１６）と、
   前記制御レバー（１６）と前記ハンドルバープロファイル（１１）との間のピン（１８）と、を備えており、
   前記ブレーキケーブル（１７）は、当該ブレーキケーブル（１７）の第１の端部で前記ブレーキレバー（１５）に拘束されており、前記制御レバー（１６）は、前記ブレーキケーブル（１７）の第２の端部に拘束されており、
   前記油圧系統（３０）は、前記シリンダ（３１）内を摺動可能なピストン（３２）を含み、
   このピストン（３２）は、前記シリンダ（３１）内の流体を加圧するように前記ブレーキレバー（１５）の作動に追従して作動するように前記制御レバー（１６）に拘束されている、自転車のハンドルバーアセンブリ。
6. 請求項５に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、前記ピストンが、前記制御レバー（１６）のうちの、前記ピン（１８）と前記ブレーキケーブル（１７）の取付位置との間の中間位置にヒンジ接続される、自転車のハンドルバーアセンブリ。
7. 請求項５に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、油圧による前記シリンダ（３１）に、２つの互いに平行な耳部（３８）が設けられ、これらの耳部（３８）に、前記ピン（１８）が係合する２つの孔（３９）が形成される、自転車のハンドルバーアセンブリ。
8. 請求項７に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、前記ハンドルバープロファイル（１１）が、前記シリンダの前記耳部（３８）に設けられた前記孔（３９）の箇所に、２つの孔（２０）を有し、前記ピン（１８）は、それら前記耳部（３８）に設けられた前記孔（３９）および前記ハンドルバープロファイル（１１）に設けられた前記孔（２０）の両方に係合する、自転車のハンドルバーアセンブリ。
9. 請求項６に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、当該ハンドルバーアセンブリが、さらに、前記制御レバー（１６）と前記ピストン（３２）との間の制御調節装置（４１）を備える、自転車のハンドルバーアセンブリ。
10. 請求項９に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、前記制御調節装置（４１）が、前記ピストン（３２）に取り付けられたねじ付きシャンク（４２）を有し、このねじ付きシャンク（４２）は、前記制御レバー（１６）に回転可能に取り付けられた円筒体（４４）に形成されたねじ付き座部（４３）と螺合係合する、自転車のハンドルバーアセンブリ。
11. 請求項５に記載の自転車のハンドルバーアセンブリにおいて、当該ハンドルバーアセンブリが、さらに、前記ブレーキケーブル（１７）と前記制御レバー（１６）との間のケーブル調節装置（４７）を備える、自転車のハンドルバーアセンブリ。
    

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