JP2018027773A - 自転車フロントディレイラ制御ケーブル用作動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精密にギアシフトを行い得る自転車フロントディレイラ制御ケーブル用作動装置を提供する。【解決手段】作動装置（１０）は、ハンドルバーに固定されるケーシング（１１）と、その中に装着されるケーブル巻取ブッシュ（１３）と、これと同軸で回転する回転部材（１４）と、固定部材（１８）とを備える。回転部材と固定部材は、いずれか一方がポインタ（１５，１６）を、他方がポインタの係合する締結軌道（１９）を備える。締結軌道（１９）は複数の停止領域を備え、軌道外にも追加停止領域が設けられている。二つの停止領域間のポインタの移動に対応してケーブル巻取ブッシュ（１３）は所定角度回転し、フロントディレイラ（３００）を作動させる。【選択図】図３

Description

本発明は、自転車のハンドルバーに装着されるのに適した、自転車フロントディレイラ制御ケーブル用の作動装置に関する。好ましくは、前記自転車は、競走用自転車である。

通常、自転車には、コグセットに作用するリアディレイラが設けられている。コグセットは、後輪のハブに連結された、異なる径および歯数を有する一連の同軸の歯車（スプロケット）で構成されている。

自転車には、チェーンセットと関連するフロントディレイラも設けることができる。チェーンセットは、一対のペダルにより回転駆動されるボトムブラケットのピンと連結される、異なる径および歯数を有する一連の歯車（クラウンギア）で構成されている。

通常、チェーンセットには、２つ、または３つのクラウンギアがあり、その直径は、自転車のフレームに最も近いクラウンギアから次第に大きくなる。

ディレイラは、フロントまたはリアであるかに関わらず、コグセットとチェーンセットとの間で、輪の形で延在する伝動チェーンと係合し、このチェーンを異なる径および歯数を有する歯車へと移動させることによって異なる変速比（ギア比）を実現する。

具体的には、チェーンが大径側の歯車から小径側の歯車へと移行する際の動作は「ダウンシフト（downward gearshifting）」と呼ばれ、チェーンが小径側の歯車から大径側の歯車へと移動する際の動作は「アップシフト（upward gearshifting）」と呼ばれる。これに関し、フロントディレイラを基準にした場合、ダウンシフトは低い変速比への移行に相当し、アップシフトは高い変速比への移行に相当する。

ディレイラの双方向の運動は、運転者が操作し易いようにハンドルバーに装着された作動装置によって実現される。

より具体的には、機械式のギアシフト装置の場合、フロントディレイラは、チェーンセットのクラウンギアの間で非伸縮性のケーブル（通常、シースが付いており、一般的に「ボーデンケーブル」と称される）から加えられる牽引動作によって第１の方向（上方）に動かされ、また、そのケーブルの牽引解除およびディレイラ内に設けられたばねの弾性復元運動によって反対の第２の方向（下方）に動かされる。

フロントディレイラは、クラウンギア上の異なる係合位置間で、チェーンを物理的に移動させるのに適したチェーンガイドを作動させる、リンク機構によって作動される。

チェーンガイドは、インナープレートおよびアウタープレートを備え、両者は互いに実質的に平行で、かつクラウンギアが位置する平面に対して実質的に平行である。インナープレートはアウタープレートから離間しており、これらのプレートは、制御ケーブルの牽引または牽引解除により、同時かつ堅固に並進する。

ダウンシフトにおいて、ディレイラのアウタープレートはチェーンを捕捉し、係合しているクラウンギアから動かして、よりフレーム近くに配置されたより小さいクラウンギアに落とし込む。

アップシフトにおいて、ディレイラのインナープレートはチェーンを捕捉し、これを携えて、フレームからより遠くに配置されたより大きいクラウンギアへと移動させる。

一対の機械式のエンドストップはディレイラの偏位を制限し、ディレイラがチェーンをフレームに近づけ過ぎたり、フレームから離し過ぎたりできないようにする（これにより、チェーンがクラウンギアを超えて移動しないようにする）。

作動装置内では、制御ケーブルが、回転体（一般的に「ケーブル巻取ブッシュ」と称される）の巻取り動作によって牽引作動され、回転体の巻き出し動作によって作動解除される。回転体の回転は、運転者によって適切な単一のレバーまたは（アップシフト用の第１レバーとダウンシフト用の第２レバーとの）２つの制御レバーを用いて制御される。

いずれにせよ作動装置は、ケーブル巻取ブッシュを、回転方向（角運動方向）に所定のインデックス角度（indexing angle）で離間している、複数の所定の角度位置に回転静止状態に保持できなければならない。この機能は、ケーブル巻取ブッシュと作動装置の固定されたケーシングとの間において様々に機能する、いわゆるインデクサによって実現される。先行技術において、多くの種類のインデクサが知られている。

フロントディレイラを制御するために用いられる１つの型のインデクサは、インデックスブッシュと、いわゆるボール保持ディスクとを備え、それらの相互作用により、ケーブル巻取ブッシュの所定の角度位置を安定して実現することができる。

具体的には、ボール保持ディスクおよびインデックスブッシュは、運転者が作動する制御レバーによって回転状態にされる制御軸に嵌合されている。ボール保持ディスクおよびケーブル巻取ブッシュは制御軸を中心とした回転に拘束されているが、インデックスブッシュは制御軸を中心として回転しない。

インデックスブッシュには、（クラウンギア数の関数として）２つ以上の停止領域があり、ボール保持ディスクによって保持されるボールを、それぞれの安定した平衡位置に係合させる。通常、停止領域はインデックスブッシュの扇型セクタ上に配置され、かつ扇形セクタ上の円弧に沿って配列される。つまり、停止領域は、インデックスブッシュの中心から同一の半径距離に配置される。停止領域は、ケーブル巻取ブッシュのインデックス角度と同一の角度で回転方向に離間している。

アップシフトを実施するために、運転者は相対制御レバーを作動させ、制御軸が回転状態となる。これにより、ボール保持ディスクのボールは、ボールがより遠くの停止領域に到達して停止するまで、インデックスブッシュを中心とした角回転（所定回転角の回転）を行う。このような回転の途中、ボールが占有していた停止領域を通り過ぎて円周上の次の停止領域を占有する際に、ボールにより軸方向に押されて、ボール保持ディスクおよびインデックスブッシュは（カップスプリングの動作とは対照的に）、互いに離間する方向に移動する。インデックスブッシュに関するこのようなボールの回転は、ボール保持ディスクの回転に対応し、したがって、ケーブル巻取ブッシュの回転に対応する。ケーブル巻取ブッシュ上の制御ケーブルの巻取りにより、ディレイラのチェーンガイドプレートが並進を生じ、直近の大径側のクラウンギアにチェーンを脱線させて、ギアシフトが行われる。

同様に、ダウンシフトを実施するために、運転者は相対制御レバーを作動させ、制御軸を回転状態にする。これにより、ボール保持ディスクのボールは直前の停止領域に動かされて停止する。こうしたボール保持ディスクの回転は、制御ケーブルを巻き出すケーブル巻取ブッシュの回転に対応する。制御ケーブルの解除により、ディレイラのチェーンガイドプレートが並進を生じ、小径側のクラウンギアにチェーンを脱線させる。

通常、インデックスブッシュは、停止領域を１つ以上備えており、フロントディレイラを最小のクラウンギアに配置させる。例えば、具体的には、フロントディレイラが実質的に下方エンドストップに押し付けられる位置（制御ケーブルが最も弱く牽引されているか、または緩んでいる位置）に対応する第１停止領域と、フロントディレイラが下方エンドストップから少し離れて最小のクラウンギアの完全に中心に配置された第２停止位置と、フロントディレイラがインナープレートにより、最小のクラウンギアと実質的に軸合わせされた第３の位置との、三つの停止領域を備えるものを考えることができる。

これら３つの停止領域により、チェーンは、フロントディレイラのチェーンガイドプレートの１つに摺接することなく、リアコグセットのいずれの歯車とも係合することが可能である。実際、リアコグセットはその回転軸の方向に数センチメータ偏位しており、チェーンは係合しているコグセットの歯車により多少歪んでいる。

したがって、運転者は、制御レバーを作動させ、チェーンセットの最小のクラウンギア上にチェーンがあるとき、チェーンが係合するコグセットの歯車に応じて最も適切な停止領域に係合させる。

最大のクラウンギアからダウンシフトを行う際、チェーンは、フロントディレイラのアウタープレートによって押されて、チェーンセットの最小のクラウンギアへと実質的に自由落下でジャンプするので、３つの停止領域はギアシフト動作の妨げとはならない。したがって、上記の停止領域のうち、第３の停止領域も、ディレイラのアウタープレートが十分な力でチェーンを押して、チェーンを最小のクラウンギアに落下させるために十分である。

一方、アップシフトには、チェーンが最大の歯車に係合するまで、インナープレートがチェーンと共に移動することが必要である。

このため、通常、最大のクラウンギア上にチェーンを配置するにあたっては、フロントディレイラのインデックスブッシュ上に単一の停止領域があり、最大のクラウンギアへチェーンを係合させるディレイラの効果的な変位を確実化する。

本願の出願人は、チェーンセットの最大のクラウンギアに上にチェーンがあるとき、コグセットの全ての歯車を用いることが可能であることから、コグセットの最大の歯車が係合しているときは、インナープレートにチェーンを摺接させないためには、２つのチェーンガイドプレートの間を、非常に大きく離さなければならないことに着眼した。

本願の出願人は、チェーンガイドプレート間の距離が短いほど、より速くより精密なアップシフトが可能であると気付いた。実際、チェーンガイドプレート間の距離が短いほど、アップシフトにおいて、より速やかにインナープレートをチェーンに介在させることができ、結果的により速くより精密なギアシフト動作が可能である。

しかし、本願の出願人は、チェーンガイドプレート間の距離を短縮することにより、チェーンセットのより大きいサイズのクラウンギアにチェーンが係合するときは、２つのコグセットの全ての歯車を効果的に使用できないことにも気づいた。

従って、本発明は、自転車のフロントディレイラに用いられる制御ケーブル用の作動装置であって、
自転車のハンドルバーに固定されるように構成されたケーシングと、
前記ケーシング内に装着され、回転軸を中心として、第１の角度位置（回転角位置）から最後の角度位置の間で第１の回転方向に、前記最後の角度位置と第１の角度位置の間で第２の回転方向に、所定角度回転して、自転車のフロントディレイラを作動させる、ケーブル巻取ブッシュと、
前記ケーシング内に、前記回転軸回りに回転し得る状態で装着された回転部材と、
前記ケーシング内に、回転不能な状態で装着された固定部材と、
を備える作動装置において、
前記回転部材および前記固定部材のいずれか一方は、他方の前記部材に設けられて複数の停止領域を具備する締結軌道に摺動可能に係合するポインタを備え、
前記締結軌道が設けられた前記固定部材または前記回転部材が、さらに、該締結軌道に沿って配置されていない少なくとも１つの追加停止領域を備え、
該追加停止領域は、該ポインタによって係合可能であり、かつ該締結軌道において隣り合う二つの停止領域の間に配置されており、
前記ケーブル巻取ブッシュは、前記ポインタが２つの停止領域の間を移行するのに追従して、２つの角度位置の間を移行する、作動装置に関する。

本願明細書および特許請求の範囲において、停止領域に関する「次」という用語は、第１の回転方向に沿った他の停止位置の直近にある停止位置を示すために用いられる。

ケーブル巻取ブッシュの、第１の回転方向への回転は、アップシフト操作に対応し、ケーブル巻取ブッシュの、第２の回転方向への回転は、ダウンシフト操作に対応する。

ポインタが摺動する締結軌道に沿って配置された停止領域は、ポインタ、ひいてはケーブル巻取ブッシュが、フロントディレイラの位置に対応する角度位置に対応することを可能とする。これは、チェーンセットのクラウンギアのギアシフトを実施するために有用であり、また好ましくは、伝動チェーンがチェーンセットの最小クラウンギアに係合するときに、フロントディレイラが多くの位置を得るために有用である。

ポインタおよびケーブル巻取ブッシュのこれらの角度位置は、ギアシフト時に、例えばアップシフト時に、運転者が制御レバーを作動させるとき、順次到達可能である。

このようにして、フロントディレイラは、ギアシフト動作時に伝動チェーンと共に移動し、伝動チェーンを大径側のクラウンギアへと正確に移動させることができる。

本願の出願人は、停止領域を締結軌道の外側に、すなわち、締結軌道における通常のポインタの摺動時には到達できない位置に配置することにより、締結軌道に従ってギアシフト動作を実施するときには直ぐには到達できない角度位置に、ケーブル巻取ブッシュ、ひいてはフロントディレイラを配置することが可能であることに気付いた。

また、本願の出願人は、締結軌道の２つの隣接する（軌道上の順序が隣り合う）停止領域の間にこのような追加停止領域を配置することにより、ケーブル巻取ブッシュ、ひいてはフロントディレイラの、中間的角度位置を実現することが可能であることにも気付いた。例えば、フロントディレイラを最大の歯車上に配置する締結軌道沿いの停止領域の角度位置と、その直前の締結軌道沿いの停止領域の角度位置の中間の角度位置が実現でき、これは例えば、ダウンシフト時に、伝動チェーンをより小径のクラウンギアに配置する際に有用である。

このようにして、締結軌道外の停止領域は、ダウンシフトを実施するには不十分であるものの、コグセットの歯車上の伝動チェーンが異なる配置をとる際に、これを補償するために、ディレイラを最大のクラウンギア上に再配置するには十分な距離、フロントディレイラを移動させることが可能である。

したがって、伝動チェーンがチェーンセットの最大のクラウンギア上にあるときに、コグセット全体を使用可能である点を損なうことなく、フロントディレイラのサイズ、具体的には、２つのチェーンガイドプレート間の距離を縮小することが可能である。

本発明の、自転車のフロントディレイラの制御ケーブル用の作動装置は、個別にまたは組合せとして、以下の好適な構成を１つ以上備えてもよい。

自転車のハンドルバーに固定されるように構成されたケーシング内には、前記ケーシングに対して固定され、軸に沿って延在する中央ピンが設けられる。この軸は、本発明の装置の一部をなす構成要素の基準となる主軸である。「軸方向」、「半径方向」、「周方向」および「直径方向」等の方向の記載は、全てこの軸を基準としている。同様に、半径方向について「外側」および「内側」という表現も、それぞれ、この軸からの離間すること、この軸に向かうことを意味すると理解すべきである。二つの互いに逆向きの回転方向（角回転方向）も、この軸回りの回転について定義している。この軸は、ケーブル巻取ブッシュの回転軸と一致することが好ましい。

好ましくは、前記ケーブル巻取ブッシュの最後の角度位置は、該締結軌道に沿って配置された最後の停止領域に対応し、前記ケーブル巻取ブッシュの第１の角度位置は、締結軌道に沿った第１停止領域に対応し、前記追加停止領域は締結軌道に沿った最後の停止領域と最後から２番目の停止領域との間に配置されている。

このようにして、前記追加停止領域は、ダウンシフトにおいて、制御ケーブルの牽引が最大となるケーブル巻取ブッシュの角度位置となる。
こうした（制御ケーブルの牽引が最大となる）ケーブル巻取ブッシュの位置は、実際、チェーンセットの最大のクラウンギアにおけるディレイラの位置に対応する。

前記追加停止領域には、ケーブル巻取ブッシュが第２の回転方向に沿って回転する際には、ポインタが到達でき、ケーブル巻取ブッシュが第１の回転方向に沿って回転する際には、ポインタが到達できないことが好ましい。

既に述べたように、前記第２の回転方向に沿った前記ブッシュの回転はダウンシフトに対応する。したがって、前記追加停止領域は、制御ケーブルの牽引を最大とするケーブル巻取ブッシュの角度位置からのダウンシフト時にのみ到達可能である。

このようにして、運転者がアップシフトを実施するために前記制御レバーを作動させて、ディレイラの最大のクラウンギアに伝動チェーンを移動させるときは、この追加停止領域は到達されず（飛び越えられて）、伝動チェーンが最大のクラウンギアへと効果的に持ち上がることを確実とする。

出願人は、実際、アップシフト時に（締結軌道の外側の）追加停止領域上をスライダが通過すると、ディレイラのインナープレートが伝動チェーンを十分に移動させることができず、伝動チェーンを最大のクラウンギアに到達させることができない可能性があることに気付いた。これにより、運転者の快適性およびギアシフト動作の反応性が損なわれる。

締結軌道に沿った停止領域および前記追加停止領域は、回転軸からの半径方向の距離がいずれも等しいことが好ましい。

好ましくは、全ての停止領域の半径方向の距離が等しいことにより、仮想的な円弧にそって、ポインタが通過し得る、代替経路が形成される。このようにして、締結軌道が提供する経路とは別に、停止領域の間の通路となるポインタの代替経路が形成される。

上記のことから、第２の回転方向に沿ったケーブル巻取ブッシュの回転時、すなわち、ダウンシフト時には、ポインタがこの代替的な円弧状経路を辿ることが好ましく、ケーブル巻取ブッシュの第１の回転方向に沿った回転時、すなわち、アップシフト時には、ポインタは締結軌道に沿った経路を辿ることが好ましい。

前記締結軌道は、該締結軌道に沿った停止領域を位置決めする複数の湾曲部と、隣接する各２つの湾曲部の間にそれぞれ延在する複数の自由摺動路（free sliding paths）とを備えることが好ましい。

前記自由摺動路は、１つの湾曲部から次の湾曲部へ、半径方向では、内側に向けて延在する実質的に直線状の部分を備えることが好ましい。

自由摺動路の前記直線状部分の伸長幅は、この経路によって連結される２つの前記停止領域の間の回転方向距離に比例することが好ましい。

好ましくは、前記湾曲部は、ケーブル巻取ブッシュが第２の回転方向に沿って回転する際に、ポインタに対して円周方向肩部を規定（位置決め）する。

このようにして、ダウンシフト時に、ポインタは停止領域を通過（乗り越え）させられ、ケーブル巻取ブッシュにより課せられる回転に追従する。

この通過により、ポインタは上記の代替的な円弧状経路上を運ばれ、ポインタは他の停止領域や、締結軌道外に配置された停止領域に到達することが可能となる。

好ましくは、前記湾曲部は、ケーブル巻取ブッシュが第一の回転方向に沿って回転する際に、ポインタの移動を容易にする傾斜部を備えることが好ましい。

この移動促進傾斜部により、第一回転方向に沿ってケーブル巻取ブッシュが回転する際、すなわちアップシフト時に、前記ポインタが停止領域を離れて、締結軌道に沿って自由摺動路に挿入されることが可能となる。

好ましくは、該自由摺動路が各湾曲部の近傍に配置された停止肩部（stop shoulder）を備え、該停止肩部は、第１の回転方向に沿った前記ケーブル巻取ブッシュの回転時には該ポインタによって通過可能であり、第２の回転方向に沿った前記ケーブル巻取ブッシュの回転時にはポインタによって通過不能であることが好ましい。

このようにして、第２の回転方向に沿ったケーブル巻取ブッシュの回転時に、ポインタが湾曲部の円周方向肩部に沿って摺動する傾向にあったとしても、前記停止肩部は、ポインタが自由摺動路を逆方向に通過することを防止し、前記代替的な円弧状経路がダウンシフト時にポインタが辿り得る唯一の経路となる。

前記追加停止領域は、２つの隣接する湾曲部の間で、該２つの湾曲部を連結する各自由摺動路の半径方向外側に配置されていることが好ましい。

本発明の好適な実施形態において、
少なくとも１つのポインタが設けられた前記固定部材または回転部材が、第１のポインタと、該第１のポインタから回転角で１８０度離間する第２のポインタとを備え、
該締結軌道が設けられた前記固定部材または前記回転部材は、さらに一組の、複数の停止領域を具備する締結軌道と、該締結軌道に沿って配置されていない少なくとも１つの追加停止領域とを備え、
前記２つの締結軌道と、それぞれの停止領域と、各締結軌道に沿って配置されていない前記追加停止領域とが、互いに同一の形状で、直径方向で対称となる位置に配置されており、
前記ケーブル巻取ブッシュは、各ポインタが同時に、１つの停止位置から隣接する停止位置へ移行するのに追従して、１つの角度位置から隣接する角度位置へと移行する、
作動装置であることが好ましい。

したがって、同じ形状の停止領域が回転角で１８０度離間しており、同様に回転角で１８０度離間した２つのポインタによって係合される。このようにして、前記ポインタと前記締結軌道との間で伝達される力が最適に分配され、装置の信頼性および操作の精密性が向上する。

上記のことから、２つの締結軌道の停止領域の数は同一であり、前記ケーブル巻取ブッシュの角度位置の数から１を引いた数に等しい。既に述べたように、２つのポインタによって同時に係合される締結軌道の外側の追加停止領域によって、ケーブル巻取ブッシュの追加的な角度位置が設定される。

前記装置は、径方向に延在し且つ回転角で１８０度離れた第１および第２の実質的に直線の溝部を有するボール保持ディスクを備え、前記第１溝部および第２溝部はそれぞれのポインタを摺動可能に受容することが好ましい。

好ましくは、前記ポインタに作用して径方向外方から押圧する弾性部材が、各溝部に収納される。この弾性部材によって加えられる弾性力によってポインタは押し戻され、締結軌道に追従する。

好ましくは、第１ポインタおよび第２ポインタは、前記溝部から軸方向に突出して、それぞれの締結軌道と摺動可能に係合する。

本発明の好適な実施形態において、締結軌道は固定部材の上に形成され、可動部材はポインタが摺動可能な状態で設けられたボール保持ディスクを備える。

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、本発明の好適な実施形態についての以下の説明から明らかになる。

本発明に係る自転車のフロントディレイラの制御ケーブル用の作動装置の他の部分をより良好に強調するために、一部の部品を取り除いた斜視図である。 図１の装置の他の部分をより良好に強調するために、一部の部品を取り除いた背面図である。 図１の装置の一部の詳細の概略平面図である。 図１の装置の一部の詳細の概略平面図である。 本発明の装置によって作動されたフロントディレイラの、チェーンセットに対する位置の概略図である。 本発明の装置によって作動されたフロントディレイラの、チェーンセットに対する位置の概略図である。 本発明の装置によって作動されたフロントディレイラの、チェーンセットに対する位置の概略図である。 本発明の装置によって作動されたフロントディレイラの、チェーンセットに対する位置の概略図である。

添付の図面を参照して、本発明に係る自転車のフロントディレイラの制御ケーブル用の作動装置の好適な実施形態を示す。作動装置全体は符号１０で示される。

図１に例示するように、作動装置１０は、自転車の統合ブレーキ・ギアシフト作動装置１００に含まれることが好ましい。

添付の図面には、自転車のフロントディレイラ３００を介してチェーンセット２００上で変速比を変更するために用いられる制御ケーブルの作動装置１０が示されている。

装置１０は、従来の方法で、例えば、ストラップ（図示せず）を介して、自転車のハンドルバーに固定されたケーシング１１（図２）を備える。ストラップは、ハンドルバーに制動レバー１０１も拘束することが好ましい（図１）。

ケーシング１１内には、ケーシング１１の内側で回転軸Ｘを中心として回転可能な中央ピン１２が設置されている。（後述の記載から明らかなように）回転軸Ｘは、装置１０の構成部品の主たる基準軸である。以下、「軸方向」、「半径方向」、「周方向」および「直径方向」などの方向の記載は、全て回転軸Ｘを基準としている。同様に、半径方向について「外側」および「内側」との表現も、それぞれ、回転軸Ｘから離間すること、回転軸Ｘに向かうこと（接近すること）であると理解すべきである。２つの互いに反対の回転方向（角運動方向）も、それぞれ、回転軸Ｘを中心とする第１の回転方向Ａおよび第２の回転方向Ｂとして定義される。

装置１０は、ケーブル巻取ブッシュ１３を備え、ケーブルはこれに固定され、巻き取られる。ケーブル巻取ブッシュ１３はケーシング１１内に取り付けられており、第１の回転方向Ａおよび第２の回転方向Ｂに回転軸Ｘを中心として、所定角、回転可能である。ケーブル巻取ブッシュ１３は、制御ケーブルの巻取りが最小となる第１の角度位置から制御ケーブルの巻取りが最大となる最後の角度位置に向けて、またはこれと逆向きに回転可能である。

ケーブル巻取ブッシュ１３の第１の角度位置と最後の角度位置との間において、互いに異なる位置に、所定のインデックス角度で回転方向に離間する中間角度位置がさらに設けられている。このインデックス角度は互いに全て同一ではない。好ましくは、このインデックス角度は、互いに全て異なっている。ケーブル巻取ブッシュ１３の各角度位置は、チェーンセット２００のクラウンギア２０１，２０２に対するフロントディレイラ３００の角度位置に対応する。

図５から図８は、フロントディレイラ３００が２つのクラウンギア２０１，２０２に対して取る得る幾つかの位置を概略的に示している。

具体的には、ケーブル巻取ブッシュ１３の第１の角度位置は、チェーンセット２００の最小の歯車２０１における伝動チェーンの位置に対応する。ケーブル巻取ブッシュ１３の最後の角度位置は、チェーンセット２００の最大の（最大の直径を有する）歯車２０２における伝動チェーンの位置に対応する。

ケーブル巻取ブッシュ１３は、中央ピン１２と一体となって回転する。

装置１０は、さらに、回転軸Ｘを中心として回転可能な状態でケーシング１１内に取り付けられた回転部材１４を備える。回転部材１４はピン１２に固定的に接続されており、回転部材の各回転はケーブル巻取ブッシュ１３の同一の回転に対応する。好ましくは、回転部材１４は、第１のポインタ１５および第２のポインタ１６を具備する実質的に円柱形のボール保持ディスクである（図４）。２つのポインタ１５，１６は好ましくは球状体であり、本明細書の以降の部分においては、ポインタまたはボールとして区別なく記載される。

ボール保持ディスク１４は、その内部に形成された２つの半径方向溝部１７を有する。溝部は外側に向かって閉じられ、直径方向で対向する同一形状を有し、そのそれぞれに、ボール１５，１６が可動状態で収納される。２つのボール１５，１６は、溝部１７内にそれぞれ取り付けられたばね（スプリング）１７ａによって溝部１７内で外向に弾性的に付勢している。あるいは、ボール１５，１６は、ボール保持ディスク１４内に取り付けられた板ばね（図示せず）によって溝部１７の外側に向かって付勢している。どちらの場合でも、ばねは、各溝部１７の半径方向外端にボール１５，１６を位置付ける。溝部１７は、ボールがボール保持ディスク１４の軸方向の厚み部分から、部分的に突出し、ポインタを軸方向に突出させるように、ボール保持ディスク１４の片側に開口している。

ケーシング１１の内部には、２つの締結軌道１９が設けられた固定部材１８も、ケーシング１１に固定されて回転不能に取り付けられる。固定部材１８はインデックスブッシュであることが好ましい。２つのポインタ１５，１６は、それぞれ締結軌道１９上に係合している。

各締結軌道１９はボール保持ディスク１４に直接対向しており、ポインタ１５，１６はそれぞれの締結軌道１９と係合する。各締結軌道１９の深さは、ボール保持ディスク１４から軸方向に突出するポインタ１５，１６の一部を受容する深さである。

各締結軌道１９は、それぞれ２つのポインタ１５，１６が順次係合し得る停止領域２０を備えている。

停止領域２０により、締結軌道１９に沿ったポインタの安定位置（停止位置）が定まる。

２つの締結軌道１９は同一の形状を有し、回転角で１８０度離間しているので、図３に示されたように、同一の停止領域２０は回転角で１８０度離間している。

停止位置２０は、締結軌道１９の複数の湾曲部２１によって位置決めされ、かつ各２つの隣接する湾曲部２１の間に延在する複数の自由摺動路２２によって連結される。

自由摺動路２２は、２つの連続する湾曲部２１を連結する実質的に直線状の部分２３を備える。実質的に直線状の部分２３は、半径方向においては、インデックスブッシュ１８の内側に向かって延在し、湾曲部２１の終端部を次の湾曲部２１の始端部と連結する。

締結軌道１９は、連続的な外縁及び内縁によって結界されており、該外縁は、停止領域２０を位置決めする一連の湾曲部２１と、一連の自由摺動路２２の存在により、規則的に屈曲している。内縁も同様である。

各ポインタ１５，１６が１つの停止領域から隣接する停止領域へ同時に移行することに対応して、ケーブル巻取ブッシュ１３は２つの隣接する角度位置の間で回転する。

各停止領域２０と隣接する停止領域２０は、これらに対応するケーブル巻取ブッシュ１３の２つの角度位置を分かつインデックス角度と同じインデックス角度で、回転方向に離間している。

ケーブル巻取ブッシュ１３の角度位置を相互に離間するインデックス角度がそれぞれ異なるように、停止領域を相互に離間するするインデックス角度もそれぞれ異なることが好ましい。

インデックスブッシュ１８には、各締結軌道１９に対し、追加停止領域２４も設けられている。追加停止領域２４は、それぞれの締結軌道１９の外側に配置されている。つまり、追加停止領域２４は、締結軌道１９を移動することによって到達できない。

各追加停止領域２４は、各軌道の２つの湾曲部２１の間に配置されている。図３に示された実施例において、追加停止領域２４は、第１の回転方向に沿って最後の湾曲部２１と最後から２番目の湾曲部２１との間に設けられている。追加停止領域２４は、最後から２番目の湾曲部を最後の湾曲部２１に連結する自由摺動路２２の半径方向外側に配置されている。

停止領域２０および追加停止領域２４は、インデックスブッシュ１８の中心から同一の半径方向距離で配置されており、全て仮想的な円周あるいは円弧に沿って配置されている。

構造的には、追加停止領域２４は、インデックスブッシュ１８の表面上の溝からなり、この溝は、停止領域２０と同一の軸方向深さを有し、実質的に円周状または実質的に長円形のエッジにより結界されている。

ケーブル巻取ブッシュ１３の、第１の回転方向への角回転は、フロントディレイラ３００のアップシフト操作に対応し、ケーブル巻取ブッシュ１３の第２の回転方向Ｂへの角回転はフロントディレイラ３００のダウンシフト操作に対応する。

これに関し、装置１０は、アップシフトまたはダウンシフトを実現するために、中央ピン１２に作動する操作機構３０を備える。

操作機構３０は、第１制御レバー３１（図１）を備える。これは、回転軸Ｘを中心として第１の回転方向Ａに、休止位置から作用位置へ角回転運動可能であり、回転軸Ｘを中心として第２の回転方向Bに、作用位置から休止位置へ角回転運動可能である。

第１制御レバー３１は、アップシフト操作のみ可能なものであることが好ましい。

このため、操作機構３０は、ケーブル巻取ブッシュ１３と一体となって回転し、かつ第１制御レバー３１が作用する係合ブッシュ３２を備える。第１制御レバー３１は、休止位置から作用位置へと移行する際に係合ブッシュ３２と一体となって回転し、作用位置から休止位置へと移行する際に係合ブッシュ３２に対して回転自在である。

具体的には、係合ブッシュ３２は実質的に円柱状であり、係合ブッシュ３２の半径方向外側に延在する歯付きセクタを備える。

第１制御レバー３１を第１の回転方向Ａへ回転させると、このレバーは歯付きセクタと係合し、係合ブッシュ３２を第１の回転方向Ａへ回転させる。

第１制御レバー３１を第２の回転方向Ｂに回転させたときは、このレバーは、係合ブッシュ３２の回転なしに、歯付きセクタを牽引して回転させ、休止位置への戻りストロークを生じさせることができない。

弾性部材３３は、第１制御レバー３１およびケーシング１１の間で作用し、第１制御レバー３１を休止位置へと戻す。この弾性部材３３は、ケーシング１１内に中央ピン１２と同軸で取り付けられたねじりばね（トーションスプリング）であり、一方の端ではケーシング１１に拘束され、他方の端では第１制御レバー３１に拘束されている。

第１制御レバー３１と係合ブッシュ３２との間の接続リンク自体は従来技術を用いるので、詳細な説明は省略する。

操作機構３０は、さらに、第２制御レバー３５（図１）を備える。第２制御レバー３５（図１）はボール保持ディスク１４に作用して、ケーブル巻取ブッシュ１３と共に、回転軸Ｘを中心として第２の回転方向Ｂに回転させることができ、これによりダウンシフトを実現する。

第２制御レバー３５は、スパイク（図示せず）に作用し、このスパイクがボール保持ディスク１４上の半径方向外部に配置された歯１４ａに作用する。

第２制御レバー３５を作動させることにより、爪がボール保持ディスク１４を第２の回転方向Ｂに回転させる。ダウンシフトが生じると、第２制御レバー３５および爪は、例えば、ねじりばねなどの弾性部材３６の効果により、初期位置に戻る。

第２制御レバー３５、爪および歯付きセクタ１４ａのアセンブリを用いるダウンシフト機構は、従来型の物であるので、詳細な説明は省略する。

アップシフト時に、ボール保持ディスク１４はインデックスブッシュ１８に対して、第１の回転方向Ａに回転し、２つのポインタ１５，１６は、２つの停止領域２０の間に延在する各自由摺動路２２に沿って締結軌道に滑り入る。ポインタ１５，１６が停止領域に到達すると、制御ケーブルの牽引により、チェーンセット２００のクラウンギアに対してフロントディレイラ３００が移動する。

本発明の好適な実施形態において、チェーンセット２００のクラウンギア２０１，２０２は（図５から図８に示されているように）合計２個である。締結軌道１９に沿った停止領域２０は（図３に示されているように）合計３個である。

ケーブル巻取ブッシュ１３の第１の角度位置は、各締結軌道１９の第１停止領域２０へのポインタ１５，１６の係合に対応し、フロントディレイラ３００の最小のクラウンギア２０１への位置づけに対応する。（図８に示されているように）フロントディレイラ３００は、ディレイラが伝動チェーンに最小のクラウンギア２０１を飛び越えさせられないように、ディレイラ自体の下方エンドストップにぶつかる位置にある。ケーブル巻取ブッシュ１３のこの角度位置により、例えば、伝動チェーンがフロントディレイラ３００のプレートに摺接することなく、最小のクラウンギア２０１がコグセットのより大きい歯車と係合することが可能である。

アップシフトを成す際、ボール保持ディスクは（ケーブル巻取ブッシュ１３と共に）第１の回転方向Ａに回転し、また、ポインタ１５，１６は各締結軌道１９の第２停止領域２０に位置付けられる。

具体的には、ポインタ１５，１６は、各湾曲部２１と、関連する自由摺動部２２の結合部において、移動促進傾斜部２５に行き当たり、自由摺動部に滑り込んでポインタが配置される次の湾曲部２１に到達する。締結軌道１９に追従して、ポインタ１５，１６はバネに対抗して、溝部１７の半径方向内側に摺動する。

第１のアップシフト操作が行われると、ケーブル巻取ブッシュ１３がとる角度位置は、（図７に示されているように）チェーンセット２００の最小のクラウンギア２０１上にあり、下方エンドストップからは離れたフロントディレイラ３００の位置に対応する。これにより、伝動チェーンがフロントディレイラ３００のプレートに摺接することなく、最小のクラウンギア２０１がコグセットの最小の歯車と係合する。

さらにアップシフト操作を行うと、ボール保持ディスクは（ケーブル巻取ブッシュ１３と共に）第１の回転方向Ａに回転し、ポインタ１５，１６は各締結軌道１９の最後の停止領域２０に配置される。ケーブル巻取ブッシュ１３のこの角度位置は、（図５に示されているように）チェーンセット２００の最大のクラウンギア２０２におけるフロントディレイラ３００の位置に対応する。このアップシフトにより、フロントディレイラは伝動チェーンを捕捉し、移行時に伝動チェーンを伴って、最大のクラウンギア上に脱線させることができる。フロントディレイラのこの位置において、フロントディレイラ３００のプレートが伝動チェーンに摺接することなく、クラウンギアはコグセットの最小の歯車と効果的に係合することが可能である。

締結軌道１９の最後の停止領域２０は他の停止領域２０に対して円周方向に細長い形状を有する。これにより、ケーブル巻取ブッシュ１３は、余剰ストロークを行うことが可能であり、制御ケーブルの最大牽引および最大のクラウンギアへの安全なアップシフトを確実に行うことができる。

アップシフト時には、ポインタ１５，１６は締結軌道１９の外側に配置された追加停止領域２４と係合しない。

ダウンシフト時には、ボール保持ディスク１４が第２の回転方向Ｂへ回転する際、ポインタ１５，１６は、湾曲部２１によって設けられる肩部２６に行き当たり、これが締結軌道１９に沿ったポインタの摺動を妨げるので、自由摺動路２２を辿ることができない。

第２の回転方向Ｂへのポインタ１５，１６の回転は、さらに、自由摺動路２２に配置された停止肩部２７によって妨げられる。他方、第１の回転方向Ａに沿った回転時には、ポインタは、このような停止肩部２７上を通過することができる。

このようにして、ダウンシフト時には、ポインタ１５，１６はケーブル巻取ブッシュ１３の作用により、各停止領域２０を乗り越え、ケーブル巻取ブッシュ１３によって与えられる回転に追従する。締結軌道１９からのポインタ１５，１６の係合解除は、ボール保持ディスク１４をインデックスブッシュ１８に対して軸方向に押圧する弾性部材（図示せず）によって加えられる弾性力に抗して生じる。

この通過により、ケーブル巻取ブッシュ１３が第２の回転方向Ｂに沿って回転するとき、ポインタ１５，１６は、ボール保持ディスク１４の溝部１７の半径方向外側位置に配置され、円周軌道を辿る。これにより、ポインタ１５，１６は締結軌道１９への代替的な経路を移動する。溝部１７におけるポインタ１５，１６の半径方向外側位置は、締結軌道１９上の停止領域の半径方向位置および追加停止領域２４の半径方向位置と一致する。

ケーブル巻取ブッシュ１３の最後の角度位置（フロントディレイラが最大のクラウンギア２０２上に伝動チェーンを配置する位置）からダウンシフト操作が行われると、ポインタ１５，１６はそれぞれの追加停止領域２４に到達する。

ケーブル巻取ブッシュ１３のこの角度位置において、フロントディレイラ３００はチェーンセット２００の最大のクラウンギア２０２に配置され、これにより、伝動チェーンは最大のクラウンギア２０２との連結を保つ。具体的には、フロントディレイラ３００は、（図６に示すように）ケーブル巻取ブッシュ１３の最後の角度位置に対し、最小のクラウンギア２０１により近い位置にある。ケーブル巻取ブッシュ１３のこの角度位置により、伝動チェーンがフロントディレイラ３００のプレートに対して摺接することなく、最大のクラウンギア２０２がコグセットの最大の歯車と係合することができる。

さらにダウンシフト操作を行う際、ポインタ１５，１６は、フロントディレイラ３００を動かしながら、第２停止領域２０に配置され、伝動チェーンが最小のクラウンギア２０１上に配置される。

上記のように、運転者は、アップシフト時には追加停止領域２４に到達不能であり、ダウンシフト時にのみ到達可能である。

図示されていない実施形態において、３つのクラウンギアを有するチェーンセットを作動させるために有用な多数の停止領域を備えた締結軌道が考えられる。この場合、各締結軌道毎に（上記のような一個の追加停止領域の代わりに）２つの追加停止領域を設けることが可能であり、各追加停止領域は、第１の回転方向に沿って、より少ない歯数を有するクラウンギアから、より大きいクラウンギアへのギアシフト動作に対応する締結軌道上の停止領域の直前に配置される。

当然ながら、当業者であれば、特定の要件や付随の要件を満足するために、これまでの本発明の説明に様々な変更や変形を施すことが考えられる。例えば、最大のクラウンギア上の伝動チェーンの係合を維持しながら、最小のクラウンギアに向けてフロントディレイラを移動させるため、一続きの、複数の追加停止領域を設けることができる。いずれにせよ、そのような変更および変形の全ては、添付の特許請求の範囲によって定められる保護範囲に包含される。

フロントディレイラ ３００
作動装置 １０
ケーシング １１
ケーブル巻取ブッシュ １３
回転部材 １４
ポインタ １５、１６
溝部 １７
固定部材 １８
締結軌道 １９
停止領域 ２０
湾曲部 ２１
自由摺動路 ２２
直線状部分 ２３
追加停止領域 ２４
円周方向肩部 ２６
停止肩部 ２７
X 回転軸
A 第１の回転方向
B 第２の回転方向

Claims (14)

1. 自転車のフロントディレイラ（３００）に用いられる制御ケーブル用の作動装置（１０）であって、
   自転車のハンドルバーに固定されるように構成されたケーシング（１１）と、
   前記ケーシング（１１）内に装着され、回転軸（Ｘ）を中心として、第１の角度位置から最後の角度位置の間で第１の回転方向（Ａ）に、前記最後の角度位置と第１の角度位置の間で第２の回転方向（Ｂ）に、所定角度回転して、自転車のフロントディレイラ（３００）を作動させる、ケーブル巻取ブッシュ（１３）と、
   前記ケーシング（１１）内に、前記回転軸（Ｘ）回りに回転し得る状態で装着された回転部材（１４）と、
   前記ケーシング（１１）内に、回転不能な状態で装着された固定部材（１８）と、
   を備える作動装置において、
   前記回転部材（１４）および前記固定部材（１８）のいずれか一方は、他方の前記部材（１４，１８）に設けられて複数の停止領域（２０）を具備する締結軌道（１９）に摺動可能に係合するポインタ（１５，１６）を備え、
   前記締結軌道（１９）が設けられた前記固定部材（１８）または前記回転部材（１４）が、さらに、該締結軌道（１９）に沿って配置されていない少なくとも１つの追加停止領域（２４）を備え、
   該追加停止領域（２４）は、該ポインタ（１５，１６）によって係合可能であり、かつ該締結軌道（１９）において隣り合う二つの停止領域（２０）の間に配置されており、
   前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）は、前記ポインタ（１５，１６）が２つの停止領域（２０）の間を移行するのに追従して、２つの角度位置の間を移行する、作動装置。
2. 請求項１に記載の作動装置（１０）であって、
   前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）の該最後の角度位置は、前記締結軌道（１９）に沿って配置された最後の停止領域（２０）に対応し、
   前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）の前記第１の角度位置は前記締結軌道（１９）に沿った第１停止領域（２０）に対応し、
   前記追加停止領域（２４）は該締結軌道（１９）に沿った前記最後の停止領域と最後から２番目の停止領域（２０）との間に配置されている、作動装置。
3. 請求項１または２に記載の作動装置（１０）であって、
   前記第２の回転方向（Ｂ）に沿って前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）が回転する時には該ポインタ（１５，１６）が前記追加停止領域（２４）に到達でき、
   前記第１の回転方向（Ａ）に沿って前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）が回転する時には該ポインタ（１５，１６）は前記追加停止領域（２４）に到達不可能である、作動装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の作動装置（１０）であって、前記締結軌道（１９）に沿った前記停止領域（２０）および前記追加停止領域（２４）は、前記回転軸（Ｘ）からの半径方向への離間距離が等しい、作動装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の作動装置（１０）であって、前記締結軌道（１９）が、前記締結軌道（１９）沿いの前記停止領域（２０）を位置決めする複数の湾曲部（２１）と、各２つの隣接する湾曲部（２１）の間にそれぞれ延在する複数の自由摺動路（２２）とを備える、作動装置。
6. 請求項５に記載の作動装置（１０）であって、前記自由摺動路（２２）が、１つの湾曲部（２１）から次の湾曲部（２１）に、半径方向では、内側に向けて延在する実質的に直線状の部分（２３）を備える、作動装置。
7. 請求項５または６に記載の作動装置（１０）であって、前記湾曲部（２１）が、前記第２の回転方向（Ｂ）に沿った前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）の回転時における前記ポインタ（１５，１６）に対する円周方向肩部（２６）を位置決めする、作動装置。
8. 請求項５から７のいずれか１項に記載の作動装置（１０）であって、前記自由摺動路（２２）が各湾曲部（２１）の近傍に配置された停止肩部（２７）を備え、前記停止肩部（２７）は、前記第１の回転方向（Ａ）に沿った前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）の回転時には前記ポインタ（１５，１６）によって通過可能であり、前記第２の回転方向（Ｂ）に沿った前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）の回転時には前記ポインタ（１５，１６）によって通過不能である、作動装置。
9. 請求項５から８のいずれか１項に記載の作動装置であって、前記追加停止領域（２４）が、２つの隣接する湾曲部（２１）の間において、該２つの湾曲部（２１）を連結する前記自由摺動路（２２）の半径方向外側に配置されている、作動装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の作動装置（１０）であって、
    少なくとも１つのポインタが設けられた前記固定部材（１８）または回転部材（１４）が、第１のポインタ（１５）と、該第１のポインタ（１５）から回転角で１８０度離間する第２のポインタ（１６）とを備え、
    該締結軌道（１９）が設けられた前記固定部材（１８）または前記回転部材（１４）は、さらに一組の、複数の停止領域（２０）を具備する締結軌道（１９）と、該締結軌道（１９）に沿って配置されていない少なくとも１つの追加停止領域（２４）とを備え、
    前記２つの締結軌道（１９）と、それぞれの停止領域（２０）と、各締結軌道（１９）に沿って配置されていない前記追加停止領域（２４）とが、互いに同一の形状で、直径方向で対称となる位置に配置されており、
    前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）は、各ポインタ（１５，１６）が同時に、１つの停止位置（２０）から隣接する停止位置へ移行するのに追従して、１つの角度位置から隣接する角度位置へと移行する、作動装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の作動装置（１０）であって、半径方向に延在し且つ回転角で１８０度離間した第１および第２の実質的に直線状の溝部（１７）を有するボール保持ディスク（１４）を備え、前記第１の溝部および第２の溝部（１７）がそれぞれのポインタ（１５，１６）を摺動可能に受容する、作動装置。
12. 請求項１１に記載の作動装置（１０）であって、該第１ポインタ（１５）および第２ポインタ（１６）が前記溝部（１７）から軸方向に突出して、各締結軌道（１９）と摺動可能に係合する、作動装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の作動装置（１０）であって、該締結軌道（１９）は該固定部材（１８）上に形成され、該可動部材（１４）は該ポインタ（１５，１６）が摺動可能に設けられたボール保持ディスクを備える、作動装置。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の作動装置（１０）であって、各締結軌道の停止領域（２０）の数は、前記ケーブル巻取ブッシュ（１３）の角度位置の数から１を引いた数に等しい、作動装置。

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