JP2807428B2 - 自転車変速機用ワイヤ操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自転車の変速機の変速段
を設定するための自転車変速機用ワイヤ操作装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自転車の変速機は、通常、これに連結さ
れた操作ワイヤを引く、緩めるの操作で変速段が変更さ
れる。かかる操作ワイヤを引く、緩めるの操作を行うワ
イヤ操作装置は自転車ハンドル等、適当な位置に設けら
れている。この操作装置は、一般的には、例えばレバー
形状の、二つの操作部を備えており、内部にラチェット
機構、ワイヤ巻き取り部材等を含み、一方の操作部を一
方向に操作するとき、ワイヤが引き込まれ、他方の操作
部の操作により、引き込んだワイヤが変速機側へ繰り出
されることを許す構造をとっている。ワイヤの繰り出し
は通常、変速機に設けたバネの張力で行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の自転車変速機用ワイヤ操作装置は、一方の操作部
を用いてワイヤの巻き込み（引き込み）操作を行って変
更した変速段を元の変速段に戻し変更するときには、他
方の操作部を操作して戻さなければならず、元に戻した
変速段を再び変更するときも再び前記一方の操作部にて
ワイヤ操作しなければならない。

【０００４】このように従来のワイヤ操作装置は、変速
段を低速段から高速段へ、或いは高速段から低速段へ変
更するとき、別個の操作部の操作を要するので、それだ
け操作が煩わしく、操作性が悪い。また、構造的にみて
も、二つの操作部を有する部品点数の多い、且つ、複雑
な構造であり、製造に手間を要し、それだけ高くつく。

【０００５】そこで本発明は、従来のものに比べ、操作
性がよく、構造が簡単で安価に提供できる自転車変速機
用ワイヤ操作装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の自転車変速機用ワイヤ操作装置は、自転車変速機か
らの変速機操作ワイヤを連結されるカム従動部材であっ
て該変速機に対する該ワイヤの繰り出し、引込み量を調
節する方向に可動のカム従動部材と、回動により前記カ
ム従動部材を前記変速機に対する前記ワイヤの繰り出
し、引込み量を調節する方向に駆動するためのカム部材
であって、定位置で往復いずれにも１回転以上回転可能
のカム部材と、前記カム部材を回し操作するカム操作部
材と、前記カム部材を、その非操作時、前記変速機の変
速段に対応するワイヤ繰り出し又は引込み量を設定する
ための所定位置に再操作可能に停止させるための制動手
段とを備えている。

【０００７】前記カム部材は、前記カム従動部材がワイ
ヤの繰り出し、引込み量を調節する方向に可動に当接す
る状態で、往復いずれにも１回転以上回転可能である。
前記カム部材としては次のものを例示できる。 （１）外周側面にカム輸郭曲線を形成した偏心回転部材
（いわゆる板カム、周縁カム等）。 （２）内周面にカム輪郭曲線を形成したリング形状部を
有する偏心回転部材。

【０００８】また、前記カム従動部材としては次のもの
を例示できる。 前記（１）又は（２）のカム部材におけるカム輪郭
曲線に当接せしめられつつ、該カム部材の回転に伴い案
内部材に沿って駆動されるもの。このカム従動部材を採
用するときは、これに変速機操作ワイヤを連結すること
ができる。

【０００９】また、この場合、カム従動部材をカム部材
に当接させておく手段としては、変速機操作ワイヤが変
速機の方へ張力を付与されているときは、このワイヤ張
力を利用して当接させることができる。このほか、カム
従動部材をカム部材に当接させておくバネ力付与手段を
別途設けることも考えられる。 前記（１）又は（２）のカム部材におけるカム輪郭
曲線に当接せしめられつつ、該カム部材の回転に伴い揺
動駆動されるもの。

【００１０】このカム従動部材としては、例えば、カム
部材のカム輪郭曲線に当接従動するための従動部と変速
機からのワイヤを連結するためのワイヤ連結部とを有
し、揺動可能に設けられているもの（例えばレバー状の
もの）を挙げることができる。この場合、該揺動中心と
前記従動部との距離が該揺動中心と前記ワイヤ連結部と
の距離より短く設定されていることが望ましい。このよ
うに設定すると、カム部材に当接する従動部の小さい動
作量の割にはワイヤ連結部の大きい動作、従って大きい
ワイヤ操作量を得ることができ、それだけ従動部の動作
を小さくして変速段の変更を可能ならしめることができ
るので、カム部材を小形に形成でき、それだけ、全体を
小形化、コンパクト化できる。

【００１１】また、このに示すカム従動部材を採用す
るときも、カム従動部材をカム部材に当接させておく手
段としては、変速機操作ワイヤが変速機の方へ張力を付
与されているときは、このワイヤ張力を利用して当接さ
せることができる。このほか、カム従動部材をカム部材
に当接させておくバネ力付与手段を別途設けることも考
えられる。

【００１２】いずれにしても前記カム部材及びカム操作
部材は、装置全体をコンパクト化、小形化し、また、操
作し易くするため、自転車ハンドルを構成するパイプ部
材の周りに回転できるように該パイプ部材に外嵌可能に
形成することが考えられる。

【００１３】この場合、さらに、操作性を向上させるた
めに前記カム操作部材に前記自転車ハンドルの握り部を
兼ねさせることや、カム操作部材を自転車ハンドル握り
部に隣り合わせに配置して前記パイプ部材の周りに回転
できるように構成すること等が考えられる。安全性の点
では後者の方が好ましい。いずれにしても、カム部材や
カム従動部は例えば、自転車ハンドル等に取り付け可能
のハウジングに収容することが考えられる。カム部材や
カム従動部は自転車ハンドル等の自転車本体部分に直接
設けてもよいが、カム部材及びカム従動部のうち少なく
とも一方をかかるハウジングで支持してもよい。

【００１４】前記カム部材の制動手段としては、ａ）カ
ム部材にバネ等による押圧力下に圧接される摩擦制動部
材を含むもの、ｂ）カム部材に摩擦接触する制動バネ部
材を含むもの、ｃ）カム部材に設けた被係合部（被係合
凹所、被係合突起等）に変速段変更のためのカム部材の
回転動作その他の動作に応じて脱離、再係合可能に弾力
的に係合できる係合部、例えば板バネ、圧縮バネその他
のバネ等による外力にて常時カム部材の方へ押し付けら
れるボール、爪その他の係合部を含むもの、ｄ）逆にカ
ム部材に同様の係合部を設け、これに対し同様の被係合
部を臨設してなるもの、ｅ）前記ｃ）とｄ）の組み合わ
せによるもの等を例示できる。

【００１５】かかる制動手段の部品又は部分のうちカム
部材に対し臨設されるものについては、自転車ハンドル
等の自転車本体部分や、前記のハウジングに設けること
ができる。

【００１６】

【作用】本発明の自転車変速機用ワイヤ操作装置は、自
転車ハンドル等の自転車本体部分に装備され、自転車変
速機からの変速機操作ワイヤがカム従動部材に連結され
るとともに該カム従動部材はカム部材に当接せしめら
れ、カム部材はいずれかの変速段に対応する位置で制動
手段により停止される。

【００１７】変速機の変速段を変更するにあたっては、
カム操作部材の手動操作によりカム部材がいずれかの方
向に回され、これに当接しているカム従動部材が変速機
に対する前記ワイヤの繰り出し、又は引込み量を調節す
る方向に駆動され、それに応じて該ワイヤが繰り出し、
又は引込みされて変速機は低速側又は高速側の次段変速
位置に設定され、カム操作部材の操作を止めるとカム部
材は制動手段によりその位置に再操作可能に停止する。

【００１８】本発明のワイヤ操作装置によると、カム部
材を一方向にばかり回して、或いはそれとは反対方向に
ばかり回して例えば最高速段、１又は２以上の中間速
段、最低速段、再び最高速段というように変速段を順次
循環させることもできるし、カム部材を適宜往復回動さ
せて、例えば、最高速段から１又は２以上の中間速段、
さらに最低速段、そして再び中間速段、最高速段と往復
変更したり、最高速段から中間速段、再び最高速段と変
更したり、２以上の中間速段を往復したりする等、往復
操作による変速段変更も可能である。このようにカム操
作部材によりカム部材を往復動させても、同じ方向ばか
りに回しても変速段を変更できるので操作性が良好であ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例を自転車運転者側から見
て、且つ、ハウジングを一部切り欠いて示す図であり、
図２は図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図１及び図
２に示す自転車変速機用ワイヤ操作装置は、円板形のカ
ム部材１、これに当接するレバー形状のカム従動部材２
を備えている。これらはハウジング６に収容されてお
り、カム部材１はこれと一体の偏心軸部１１でベアリン
グ６１を介してハウジング６に回転可能に支持されてい
る。また、カム従動部材２はハウジング内面に立設した
軸棒２０にて揺動可能に支持されている。

【００２０】カム部材１の周側面１２はカム輪郭曲線を
提供しており、一方、カム従動部材２は一端部にカム従
動部としてローラ２１を回転自在に支持しており、他端
部はワイヤ連結部２２とされている。カム従動部材２を
支持する前記の軸棒２０は、ローラ２１とワイヤ連結部
２２との中間部位で該部材２を支持しており、この軸棒
２０による部材２の揺動中心からローラ２１までの距
離、より正確にはローラ２１とカム部材２との接点まで
の距離は該揺動中心からワイヤ連結部２２までの距離よ
り短く設定してある。

【００２１】カム部材１の軸部１１には操作部材３を一
体的に形成してある。前記のベアリング６１は、このカ
ム操作部材３に嵌め通されてハウジング側面に固定され
るベアリングカバー４により脱落を防止されている。ま
た、カム部材１の片側面１３には、部材１の回転中心線
と同心の円上で９０°間隔で合計四つの凹所１３１、１
３２、１３３、１３４を形成してあるとともに、これら
のうち、１８０°間隔をおいた予め定めた二つの位置に
配置される凹所のそれぞれに対しボール係合装置５が設
けられている。

【００２２】各ボール係合装置５はハウジング６の内面
に固設した小シリンダ５１、これに内蔵されたバネ５
２、該バネ５２に押されて一部がシリンダ外へ後退可能
に突出するボール５３を含んでいる。各ボール５３はカ
ム部材１上の凹所１３１、１３２、１３３又は１３４に
対向したとき、それに嵌入係合してカム部材１をその位
置に位置決め停止させることができ、また、カム部材１
を強制的に回し始めるとカム部材の平坦側面に押されて
シリンダ５１内へ後退し、カム部材１の引き続く回動を
許す。

【００２３】すなわち、ここでは凹所１３１〜１３４及
びボール係合装置５がカム部材１の再操作（再回動）可
能の制動手段を構成している。カム部材１上の四つの凹
所１３１〜１３４と一対のボール係合装置５との相互の
配置関係は、カム部材１が、図示しない自転車変速機を
最低速段に設定するための位置Ｐ１（図２に実線で示す
位置、図３（Ａ）参照）、中速段に設定するための位置
Ｐ２又はＰ４（図２に二点鎖線で示す位置、図３（Ｂ）
参照）、最高速段に設定するための位置Ｐ３（図２に二
点鎖線で示す位置、図３（Ｃ）参照）をそれぞれとると
きに相互に係合するように設定してある。

【００２４】前記のカム部材１及びこれと一体の軸部１
１及びカム操作部材３には、これらが自転車ハンドルを
構成するパイプ部材７に所定間隙をおいて外嵌できるよ
うに軸部１１の中心線を中心とする断面円形の貫通孔１
０を形成してある。なお、軸部１１から操作レバーを突
設して、軸部１１及びかかるレバーでカム操作部材を構
成することも考えられる。

【００２５】ハウジング６はカム操作部材３とは反対側
の壁にパイプ部材７を貫通させる孔６３を有しており、
該壁外面にパイプ部材７の外周を抱きしめてハウジング
６をパイプ部材７に固定するためのバンド部６４を有し
ている。以上説明したワイヤ操作装置は、自転車ハンド
ルを構成しているパイプ部材７のハンドル握り部に対応
する端部７１から、該パイプ部材７に挿着される。この
とき、パイプ部材７は、ハウジングバンド部６４、ハウ
ジング壁孔６３、カム部材１及びその軸部１１並びにカ
ム操作部材３の孔１０に順次貫通される。また、軸部１
１とハウジング６との間にベアリング６１が嵌装されて
ベアリングカバー４で抜け止めされ、カム従動部材２の
ワイヤ連結部２２に図示しない変速機からのワイヤＷが
連結される。このときワイヤＷはハウジング６のワイヤ
通し孔６６を介してハウジング内外に連続する。

【００２６】ハウジングバンド部６４は最終的にボルト
ナット６５でパイプ部材７に締め付け固定される。ま
た、パイプ部材７の端部７１にはハンドル握り部Ｈが嵌
着される。この状態でカム操作部材３と握り部Ｈは隣り
合っており、操作部材３を操作し易くなっている。

【００２７】ここではワイヤＷは３段変速できる変速機
に設けたバネにより常時引張り力を受けており、これに
よりカム従動部材２におけるローラ２１が常時カム部材
１に当接する。なお、自転車走行中の振動によってもロ
ーラ２１がカム部材１から離反しないように、例えばカ
ム従動部材２の揺動軸２０に挿着した巻きバネ２００
（図２参照）等のバネでカム従動部材２にバネ力を与
え、これでローラ２１を強制的にカム部材１に当接させ
てもよい。

【００２８】カム従動部材２へのワイヤＷの連結は、次
の状態が得られるように行う。 カム部材１が図３（Ａ）に示す位置Ｐ１をとるとき、
換言すればカム部材１の側周面１２上の軸部１１から一
番遠い部位にローラ２１が当接し、ワイヤ連結部２２が
ワイヤＷをハウジング６内に一番引き込むとき最低速段
が設定され、カム部材１が図３（Ｂ）に示す中間位置
Ｐ２又はＰ４をとるとき中速段が設定され、カム部材
１が図３（Ｃ）に示す位置Ｐ３をとるとき、換言すれば
カム部材１の周側面１２上の軸部１１から一番近い部位
にローラ２１が当接し、ワイヤ連結部２２がワイヤＷを
ハウジング６外へ一番繰り出すとき最高速段が設定され
る。

【００２９】なお、各変速段設定位置においてローラ２
１が嵌まる浅い係合凹所をカム部材１周面に形成してお
いてもよい。このとき前記のバネ２００又はそれと同目
的のバネを併用してもよい。以上説明した状態におい
て、変速機の変速段を変更するにあたっては、カム操作
部材３の手動操作によりカム部材１がいずれかの方向に
回され、これに当接しているカム従動部材２が変速機に
対するワイヤＷの繰り出し、又は引込み量を調節する方
向に駆動され、それに応じてワイヤＷが繰り出し、又は
引込みされて変速機は現在変速段より低速側又は高速側
の次段変速位置に設定され、そこでカム操作部材３の操
作を止めると、一対のボール係合装置５のボール５３が
カム部材１上の二つの凹所（１３１〜１３４のうち二
つ）に係合し、カム部材７はその位置に再操作可能に停
止する。

【００３０】このワイヤ操作装置によると、カム部材を
一方向にばかり回して、或いはそれとは反対方向にばか
り回して例えば最高速段（図３（Ｃ）参照）、中間速段
（図３（Ｂ）参照）、最低速段（図３（Ａ）参照）、再
び最高速段というように変速段を順次循環させることも
できるし、カム部材１を適宜往復回動させて、例えば、
最高速段から中間速段、さらに最低速段、そして再び中
間速段、最高速段と往復変更したり、最高速段から中間
速段、再び最高速段と変更したりする等、往復操作によ
る変速段変更も可能である。このようにカム操作部材３
によりカム部材１を往復動させても、同じ方向ばかりに
回しても、現在設定されている変速段から任意の所望す
る変速段に変更できるので操作性が良好である。

【００３１】また、このワイヤ操作装置では、カム従動
部材２においてその揺動中心からローラ２１までの距離
が同中心からワイヤ連結部２２までの距離より短く設定
されているから、ローラ２１の小さい動作量でワイヤ連
結部２２の大きい動作量を得てワイヤ操作できるので、
変速段変更のためのローラ２１の動作を得るのにカム部
材１は小形に形成でき、それだけ装置全体を小形化、コ
ンパクト化できるし、操作性もよくなる。

【００３２】また、カム操作部材３は自転車ハンドルの
握り部Ｈの隣りにあるので、この点でも操作性がよい。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
他にも種々の態様で実施できる。例えば、説明した前記
実施例装置は、３段変速機に対応するものであるが、本
発明はこれより変速段数の少ない、又は多い変速機にも
適用できる。また、変速段数に応じて制動手段の数やそ
れによる制動ポジション等も適宜変更できる。

【００３３】また、カム部材の形状、特にカム輪郭曲線
は円形に限定されない。例えば変速段数等に対応するワ
イヤの必要移動量等に応じて円形以外の形状も採用でき
る。また、カム従動部材はレバー形状のものに限定され
ない。図４及び図５にカム部材とカム従動部材の他の組
み合わせを例示する。図４に示すカム部材８はカム輪郭
曲線を提供する内周面を備えた円形リング形の部材８１
を円板８２の片側面に固設したもので、パイプ部材７の
周りに偏心回転駆動されるように設けられ、これに先ほ
どの実施例におけると同様のレバー形のカム従動部材２
のローラ２１が内接される。但し、この場合、ローラ２
１は、部材２に作用する引張りバネＳ１にてリング形状
部材８１に当接される。

【００３４】図５に示すカム部材は先ほどの実施例にお
けると同様のカム部材１であるが、カム従動部材Ｒはガ
イドＧに案内されて往復直線運動でき、ガイドに装備し
たバネＳ２にてカム部材１に当接される。ワイヤＷは直
接部材Ｒに連結されている。

【００３５】

【発明の効果】本発明によると、操作性がよく、構造が
簡単で安価に製作できる自転車変速機用ワイヤ操作装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の、自転車運転者側から見
た、一部を切欠して示す図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図３】図１の装置による変速段変更の説明図である。

【図４】本発明におけるカム部材及びカム従動部材の他
の例を示す図である。

【図５】本発明におけるカム部材及びカム従動部材のさ
らに他の例を示す図である。

【符号の説明】

１、８ カム部材 ２、Ｒ カム従動部材 ２１ ローラ（従動部） ２２ ワイヤ連結部 ２０ 部材２の揺動軸棒 ３ カム操作部材 １３１〜１３４ 制動手段の一部を構成するカム部材１
上の凹所 ５ 制動手段の一部を構成するボール係合装置 ６ ハウジング ６１ ベアリング ４ ベアリングカバー ７ 自転車ハンドルのパイプ部材 Ｗ 変速機操作ワイヤ Ｈ ハンドル握り部

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自転車変速機からの変速機操作ワイヤを
   連結されるカム従動部材であって該変速機に対する該ワ
   イヤの繰り出し、引込み量を調節する方向に可動のカム
   従動部材と、 回動により前記カム従動部材を前記変速機に対する前記
   ワイヤの繰り出し、引込み量を調節する方向に駆動する
   ためのカム部材であって、外周側面に前記カム従動部材
   が当接するカム輪郭曲線を有する偏心回転部材からなっ
   ており、定位置で往復いずれにも１回転以上回転可能の
   カム部材と、 前記カム部材を回し操作するカム操作部材と、 前記カム部材を、その非操作時、前記変速機の変速段に
   対応するワイヤ繰り出し又は引込み量を設定するための
   所定位置に再操作可能に停止させるための制動手段とを
   備えていることを特徴とする自転車変速機用ワイヤ操作
   装置。
2. 【請求項２】 前記カム従動部材は、前記カム部材のカ
   ム輪郭曲線に当接従動するための従動部と前記ワイヤを
   連結するためのワイヤ連結部とを有し、揺動可能に設け
   られており、該揺動中心と前記従動部との距離が該揺動
   申心と前記ワイヤ連結部との距離より短く設定されてい
   る請求項１記載の自転車変速機用ワイヤ操作装置。
3. 【請求項３】 前記カム部材及びカム操作部材は、自転
   車ハンドルを構成するパイプ部材の周りに回転できるよ
   うに該パイプ部材に外嵌可能に形成されている請求項１
   又は２記載の自転車変速機用ワイヤ操作装置。
4. 【請求項４】 前記カム操作部材が前記自転車ハンドル
   の握り部に隣り合わせに配置されて前記パイプ部材の周
   りに回転できるように構成されている請求項３記載の自
   転車変速機用ワイヤ操作装置。
5. 【請求項５】 自転車変速機からの変速機操作ワイヤを
   連結されるカム従動部材であって該変速機に対する該ワ
   イヤの繰り出し、引込み量を調節する方向に可動のカム
   従動部材と、 回動により前記カム従動部材を前記変速機に対する前記
   ワイヤの繰り出し、引込み量を調節する方向に駆動する
   ためのカム部材であって、内周面に前記カム従動部材が
   当接するカム輪郭曲線を形成したリング形状部を有する
   偏心回転部材か らなっており、定位置で往復いずれにも
   １回転以上回転可能のカム部材と、 前記カム部材を回し操作するカム操作部材と、 前記カム部材を、その非操作時、前記変速機の変速段に
   対応するワイヤ繰り出し又は引込み量を設定するための
   所定位置に再操作可能に停止させるための制動手段とを
   備えていることを特徴とする自転車変速機用ワイヤ操作
   装置。
6. 【請求項６】 前記カム従動部材は、前記カム部材のカ
   ム輪郭曲線に当接従動するための従動部と前記ワイヤを
   連結するためのワイヤ連結部とを有し、揺動可能に設け
   られており、該揺動中心と前記従動部との距離が該揺動
   中心と前記ワイヤ連結部との距離より短く設定されてい
   る請求項５記載の自転車変速機用ワイヤ操作装置。
7. 【請求項７】 前記カム部材及びカム操作部材は、自転
   車ハンドルを構成するパイプ部材の周りに回転できるよ
   うに該パイプ部材に外嵌可能に形成されている請求項５
   又は６記載の自転車変速機用ワイヤ操作装置。
8. 【請求項８】 前記カム操作部材が前記自転車ハンドル
   の握り部に隣り合わせに配置されて前記パイプ部材の周
   りに回転できるように構成されている請求項７記載の自
   転車変速機用ワイヤ操作装置。