JP3431555B2 - 動力伝達ユニット及びシフト制御装置 - Google Patents

動力伝達ユニット及びシフト制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自転車の変速機用
の制御装置に関し、より詳しくは、自転車の変速機コン
トロールケーブル用の動力伝達ユニット及びシフト制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自転車の変速機は、一般的に、ライダー
によって回転させられるレバー又はリングを有する手動
型のシフト制御ユニットによってコントロールされる。
前記シフト制御ユニットは、管状のアウターケーシング
内を摺動するインナーケーブルを有する形式のコントロ
ールケーブルに連結されている。ここで、前記インナー
ケーブルは、一端部が前記シフト制御装置に連結され、
他端部が自転車の変速装置に連結される。
【０００３】前記変速装置は、ディレイラ型又は内装変
速ハブ型とすることができる。該変速装置においては、
シフト制御装置の操作によって前記インナーワイヤが選
択的に引きつけられる又は解放されると、前記変速装置
のギアの噛み合わせが変化するようになっている。斯か
る変速装置は、通常、ペダルクランク（前方変速装置）
及び／又は後輪（後方変速装置）に配設されている。
【０００４】最も一般的なタイプの自転車変速装置であ
るディレイラ型を用いて操作される自転車は、通常、前
方変速装置及び後方変速装置の双方を有している。斯か
る自転車においては、前方変速装置用のシフト制御ユニ
ットはハンドルバーの左側の把持端部に装着され、後方
変速装置用のシフト制御ユニットはハンドルバーの右側
の把持端部に装着される。
【０００５】一般的なシフト制御ユニットは、通常、手
動で操作されるレバー又はリングの回転に応じて、イン
ナーワイヤーを巻き付ける又は巻き戻すプーリーを有し
ている。該プーリーに設けられたケーブル巻き付け溝
は、変速装置のギアシフト動作特性に適応するインナー
ワイヤーの巻き付け又は解放比率を得る為に、円形、拡
径、縮径等の種々の形状をとり得る。結果として、異な
る種類の変速装置に対応する為には、通常、異なる種類
のシフト制御ユニットが製造される必要がある。
【０００６】さらに、ある種のシフト制御ユニットは、
変速装置の現在のギア変速位置を示すギアインジケータ
を有している。一のギアインジケータは、プーリーの回
転に応じて回転するディスク又はニードル形状とされ
る。他のギアインジケータは、シフト制御ユニットハウ
ジング上の固定スケールに対して移動する，手動で操作
されるレバー又はリング上に付された単純なマークとさ
れる。何れの場合にも、ギアインジケータはシフト制御
ユニットのハウジングに配設される。シフト制御ユニッ
トは、通常、ハンドルバーの両把持端部に装着されるか
ら、ライダーは現在の選択ギアを確認する為に、視線を
道路又は道から外して、ハンドルバーの両端部を見なけ
ればならない。このことは、自転車の操縦にとって、不
都合である。特に、レースの際には、レースに勝つ為に
レースコース及び他のライダーに対して多くの注意を払
うことが要求されるから、非常に不都合である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記課題に鑑
みなされたものであり、一の目的は、ライダーが前方を
見ながら一又は複数の自転車変速装置のギア位置を確認
し得る動力伝達ユニットを提供することである。また、
本発明の他の目的は、斯かる動力伝達ユニットと共働す
るシフト制御装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る動力伝達ユ
ニットは、自転車のハンドルバーに装着可能であり、手
動型のシフト制御ユニットに連結されたインナーワイヤ
及びアウターケーシングからなるコントロールケーブル
と係合するものであって、ハウジングと、ハンドルバー
取付部材と、プーリーと、インジケータ移動ギアと、イ
ンジケータディスクとを備えている。ハウジングは、シ
フト制御ユニットに連結されるコントロールケーブル及
び変速装置に連結されるコントロールケーブルのそれぞ
れのアウターケーシングが互いに略直交する方向に延び
るように装着され、シフト制御ユニットと分離してハン
ドルバーに装着可能である。ハンドルバー取付部材はハ
ウジングをハンドルバーに取り付けるための部材であ
る。プーリーは、シフト制御ユニットに連結されるコン
トロールケーブル及び変速装置に連結されるコントロー
ルケーブルのインナーワイヤが装着され、ハウジングに
第１軸の回りに回転自在に支持され、インナーワイヤの
移動に伴って回転しながらコントロールケーブルの方向
を転換する。ギアインジケータは、第１軸と実質的に直
交する第２軸の回りに回転自在となるようにハウジング
に設けられ、プーリーの回転に応じて回転する。
【０００９】また、さらに他の形態においては、プーリ
ーは外周面にベベルギアが形成されており、ギアインジ
ケータは、外周面にプーリー外周面のベベルギアと噛み
合うベベルギアが形成されたインジケータ移動ギアと、
インジケータ用の指針を有しインジケータ移動ギアと共
に回転するインジケータディスクとを有している。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、ハンドルバー１４に取り
付けられた，本発明に係るシフト制御装置１０の特定の
一実施の形態の平面図である。前記ハンドルバー１４
は、通常のハンドルバーステム（図示せず）に取り付け
られるスリーブ２２内に固着される中央部１８と、ラバ
ー又はフォームグリップ３０で覆われる左側把持部２６
と、ラバー又はフォームグリップ３８で覆われる右側把
持部３４とを有している。内装クランクハブ又はディレ
イラ変速装置等の前方変速装置を制御する為に手操作さ
れるシフト制御ユニット４２は、左側把持部２６に近接
した位置でハンドル１４に装着され、内装車輪ハブ又は
ディレイラ変速装置等の後方変速装置を制御する為に手
操作されるシフト制御ユニット４６は右側把持部２６に
近接した位置でハンドル１４に装着される。
【００１１】シフト制御ユニット４２は、ブレーキレバ
ー５４を支持するハウジング５０と、環状のアクチュエ
ータ５８とを有している。一方、シフト制御ユニット４
６は、ブレーキレバー６４を支持するハウジング６２
と、環状のアクチュエータ６６とを有している。シフト
制御ユニット４２は、管状のアウターケーシング７８内
を摺動するインナーワイヤ７４（図２参照）を有するコ
ントロールケーブルセグメント７０に連結されており、
アクチュエータ５８の回転によってインナーワイヤ７４
が選択的に引っ張られ又は解放され、前方変速装置のギ
アの噛み合いが変化するようになっている。同様に、シ
フト制御ユニット４６は、管状のアウターケーシング８
８内を摺動するインナーワイヤ８４（図２参照）を有す
るコントロールケーブルセグメント８０に連結されてお
り、アクチュエータ６６の回転によってインナーワイヤ
８４が選択的に引っ張られ又は解放され、後方変速装置
のギアの噛み合いが変化するようになっている。本実施
の形態においては、シフト制御ユニット４２，４６は、
インデックス付のシフト制御ユニットとされている。該
指インデックス付シフト制御ユニットは、参考の為に本
明細書に組み入れられる，山根卓郎氏による1997年５月
13日付出願の「自転車用シフト制御装置」に係る米国特
許出願第08/854520号の開示に従って製造することがで
きる。もちろん、ツイストグリップ型自転車変速装置用
シフト制御ユニットは、従前から存在し、よく知られて
いる。従って、シフト制御ユニット４２，４６は、種々
の方法に従って製造することができ、インデックス付に
限られるものではない。
【００１２】コントロールケーブルセグメント７０，８
０は、それぞれ、シフト制御ユニット４２，４６に接続
され、ハンドルバー１４に平行に延び、動力伝達ユニッ
ト９０に接続されている。さらに、動力伝達ユニット９
０は、一般的なケーブル調整バレル１０２，１１２のそ
れぞれを介して、コントロールケーブルセグメント１０
０，１１０に接続されている。前記コントロールケーブ
ルセグメント１００は、アウターケーシング１０８内を
摺動するインナーワイヤ１０４を有し、前記コントロー
ルケーブルセグメント１１０は、アウターケーシング１
１８内を摺動するインナーワイヤ１１４を有している。
コントロールケーブルセグメント７０，１００は、コン
トロールケーブル１２０の一部分であり、コントロール
ケーブルセグメント８０，１１０は、コントロールケー
ブル１３０の一部分である。詳細は後述するが、動力伝
達ユニット９０は、シフト制御ユニット４２の回転特性
の変化を伴って又は変化を伴わず、コントロールケーブ
ル１２０の方向を、コントロールケーブルセグメント７
０における水平方向からコントロールケーブルセグメン
ト１００における垂直方向へと変化させる。同様に、動
力伝達ユニット９０は、シフト制御ユニット４６の回転
特性の変化を伴って又は伴わず、コントロールケーブル
１３０の方向を、コントロールケーブルセグメント８０
における水平方向からコントロールケーブルセグメント
１１０の垂直方向へと変化させる。同時に、動力伝達ユ
ニット９０は、前方変速装置の状態を示す前方ギアイン
ジケータ１３４と、後方変速装置の状態を示す後方ギア
インジケータ１３８とを有している。
【００１３】図１に示されるように、動力伝達ユニット
９０は、ハウジング１５０と、該動力伝達ユニット９０
をスリーブ２２の左側においてハンドルバー１４に取り
付ける第１ハンドルバー取付部材１５４と、該動力伝達
ユニット９０をスリーブ２２の右側においてハンドルバ
ー１４に取り付ける第２ハンドルバー取付部材１５８と
を有している。本実施の形態においては、第１ハンドル
バー取付部材１５４は、第２ハンドルバー取付部材１５
８に対し実質的に平行に配設されている。図４〜図６に
示されるように、ハウジング１５０は、上壁１６０と、
後壁１６４と、底壁１６８とを有している。プーリー１
７０の形態をなすケーブル方向転換部材は、ピボットボ
ルト１７４及びワッシャ１７８を介して後壁１６４に相
対回転自在に支持され、プーリー１８０の形態をなすケ
ーブル方向変換部材は、ピボットボルト１８４及びワッ
シャ１８８を介して後壁１６４に相対回転自在に支持さ
れている。
【００１４】本実施の形態においては、プーリー１７
０，１８０は、基本的に同様の構造を有しており、従っ
て、プーリー１８０についてのみ詳細に説明する。図６
〜図８により詳細に示されるように、プーリー１８０
は、コントロールケーブルセグメント８０におけるイン
ナーワイヤ８４を巻き付ける為の実質的に一定の曲率半
径Ｒ１を有する第１ケーブル巻き付け溝１９０と、イン
ナーワイヤ８４に固着される一般的なケーブルエンドビ
ード（図示せず）を支持する為の第１ケーブル取付部１
９４と、コントロールケーブルセグメント１１０のイン
ナーワイヤ１１４を巻き付ける為の（少なくとも実際に
ケーブルを巻き付ける部分における）実質的に一定の曲
率半径Ｒ２を有する第２ケーブル巻き付け溝１９８と、
インナーワイヤ１１４に固着される一般的なケーブルエ
ンドビード（図示せず）を支持する為の第２ケーブル取
付部２０２とを有している。一般的に、曲率半径Ｒ２
は、高入出力比を有する後方ディレイラ（ケーブルスト
ロークに対する変換比率が大きい後方ディレイラ）に対
し、アクチュエータ６６の一回転毎のケーブル引張率を
「ステップダウン」させる為に、曲率半径Ｒ１より小さ
くされている。低入出力比のディレイラ（ケーブルスト
ロークに対する変換比率が小さいディレイラ）において
は、曲率半径Ｒ２は曲率半径Ｒ１より小さくすることが
でき、さらに、４バーリンクタイプのディレイラとして
知られているような種々の入出力比を有するディレイラ
に対しては曲率半径Ｒ１及びＲ２の何れも可変とするこ
とができる。
【００１５】図９〜図１２は、本発明に係る動力伝達ユ
ニットにおいて使用され得るプーリー及びケーブルの他
の態様の模式図である。図４〜図８において示される態
様においては、各コントロールケーブルは、２つのイン
ナーワイヤを有する２つのコントロールケーブルセグメ
ントによって構成されていた。これに対し、図９〜図１
２に示される態様においては、各コントロールケーブル
は、図４〜図８に示されるるように、ハウジングに取り
付けられる２つのアウターケーシングセグメントを有し
ているが、インナーケーブルに関しては１本のみを有し
ている。即ち、図９に示す態様においては、プーリー１
７０′，１８０′は、単一の螺旋状ケーブル巻き付け溝
を有しており、インナーワイヤ３００，３０４は、各プ
ーリー周り約２７０゜に亘って巻き付くようになってい
る。各巻き付け溝の曲率半径は略一定であり、１：１の
変速比を生じさせる。各ケーブルの方向転換角は約９０
゜であるが、ケーブル３００，３０４を２７０゜の角度
で巻き付けることによって、ケーブル３００，３０４と
それぞれのプーリー１７０′，１８０′とのしっかりと
した係合が保証される。さらに、ケーブル３００，３０
４を２７０゜巻き付けることは、各ケーブル３００，３
０４がハウジング１５０の底部から入り及び底部から出
ることを許容し、これにより、ケーブルが正確に９０゜
の角度で方向転換されていることをユーザーに対し明ら
かにすることができる。図１０〜図１２は、プーリー１
７０″，１８０″の巻き付け側の曲率半径Ｒ１が、巻き
戻し側の曲率半径Ｒ２より大きい場合の態様を示してい
る。斯かる態様における効果は、前記第１の実施の形態
におけると実質的に同一である。同様の構成が、巻き付
け側から巻き戻し側に向かって曲率半径を増大させる為
に使用され得る。ここで、半径Ｒ２が巻き付け側半径で
あり、且つ、半径Ｒ１が巻き戻し側半径である。
【００１６】図５及び図６にさらに示されるように、プ
ーリー１８０は、インジケータ移動ギア３５８の外周面
上に配された対応するベベルギア３５４と噛合する，該
プーリーの外周面上に形成されたベベルギア３５０を有
している。インジケータ移動ギア３５８は、着脱自在な
締結部材３６４を介して、インジケータディスク３６０
に固定されており、これにより、インジケータディスク
３６０がインジケータ移動ギア３５８と共に回転するよ
うになっている。図５に示されるように、プーリー１８
０は、コンパクトな構造を提供する為に、インジケータ
ディスク３６０の回転インジケータ軸Ｙに実質的に直交
するプーリー軸Ｘ周りに回転するようになっている。
【００１７】この実施の形態においては、インジケータ
ディスク３６０は、上壁１６０に形成されたリセス３６
２内に固着されている。インジケータディスク３６０
は、図１に示されるように、後方ギアインジケータを形
成する為にハウジング上に形成又はプリントされたギア
印と共働する，該ディスク上に形成又はプリントされた
指針を有している。同様の移動ギア及びインジケータデ
ィスク（図示せず）が、前方ギアインジケータ１３４を
形成する為にプーリー１７０と噛合しており、さらに、
目視用窓３７０を有するカバー３６６（図１参照）が外
部部材からインジケータ１３４，１３８を保護する為に
上壁１６０を囲繞するように配設されている。
【００１８】図６に示されるように、ハンドルバー取付
部材１５８は、ハウジング１５０上の装着フランジ３８
０内の開口３７９に位置合わせされる開口３７８を有す
るＵ字形状の部材とされている。装着ボルト３８４が、
開口３７８，３７９を貫通し、ハンドルバー取付部材１
５８をハウジング１５０に取り付ける為にナット（図示
せず）と係合する。ハウジング１５０に対するハンドル
バー取付部材１５８の位置は、ボルト３８４を緩め、該
両部材を所望相対位置に設定し、該ボルトを再び締め付
けることによって、調整することができる。ハンドルバ
ー取付部材１５８は、さらに、締結部材３９２が挿通さ
れる開口３８８，３９０を備えている。締結部材３９２
は、前記開口３９０内に相対回転不能に固定されるナッ
ト３９４にねじ込まれ、これにより、ハンドルバー取付
部材１５８がハンドルバー１４に対し締結される。ハン
ドルバー１４に対するハンドルバー取付部材１５８の位
置は、ボルト３９２を緩め、該両部材を所望の相対位置
に設定し、再度ボルトを締め付けることによって、調整
することができる。ハンドルバー取付部材１５４も同様
に構成されている。
【００１９】前述した説明から、動力伝達ユニット９０
が、シフト制御ユニットの異なるシフト特性に適応する
ようにプーリー１７０，１８０を変更するだけで、種々
のシフト制御ユニットに使用され得ることは明らかであ
ろう。斯かる動力伝達機構は、コントロールケーブルが
ハンドルバーに沿って移動し、且つ、それから自転車の
メインフレームに沿って各変速装置に向かって移動する
ことを許容する。さらに、動力伝達ユニット９０はハン
ドルバーの中央部に装着されているから、ライダーは、
ハンドルバーの両端部に目線を移すことなく、容易にギ
アインジケータ１３４，１３８を目視することができ
る。
【００２０】本発明に係る種々の実施の形態について説
明したが、本発明の要旨及び範囲を逸脱しない限りにお
いて、種々の変形が適用可能である。例えば、種々の構
成部材における大きさ、形状、位置又は姿勢は、前述し
たように、変形可能である。さらに、単一部材による作
用を、２つの部材によって果たすことも可能であり、逆
に、２つの部材による作用を単一の部材によって果たす
ように構成することも可能である。また、全ての効果が
特定の実施の形態において同時に奏されることは必要で
はない。従って、動力伝達ユニット９０はハンドルバー
の中央部に装着させるようにしたが、該動力伝達ユニッ
トは、シフト制御ユニットの少なくとも一つから離間さ
れている限りにおいて、種々の位置に装着させることも
可能である。また、プーリーは、図４に示されるような
互いに左側及び右側に水平方向に沿って配される態様に
代えて、互いに上下に（例えば、ハンドルバーステムに
対し垂直方向に沿って）配されることも可能である。
【００２１】付随的なインデックス機構４００は、図６
に破線で示されるように、１又は２以上のプーリーに対
して配設され得る。斯かるインデックス機構は周知であ
り、従って、詳細には説明しない。これに代えて、前記
インデックス機構をインジケータ移動ギアに配設するこ
とも可能である。プーリー１７０及び／又はプーリー１
８０周りのインナーワイヤの巻き付け方向を逆向きとす
ることにより、インジケータディスクの回転方向を反対
方向とすることができる。
【００２２】ギアインジケータは、シフト制御ユニット
から離間されるように、動力伝達ユニットと共に又はそ
れ自身単独で形成されることができる。該ギアインジケ
ータが単独で形成される場合、コントロールケーブルの
インナーワイヤは、プーリーで終焉される。斯かる構成
は、例えば、図４〜図８に示される実施の形態において
第２コントロールケーブルセグメント１００，１１０を
削除すること、又は、インナーワイヤをインジケータ移
動ギア周りに巻き付けること等の方法によって、得られ
る。
【００２３】前述した実施の形態に対して種々の変形が
適用可能であることは明白である。従って、本発明の要
旨は、開示した特定の構成に限定されるものではない。
本発明の要旨は、特許請求の範囲によって画されるべき
である。
【００２４】
【発明の効果】本発明に係る動力伝達ユニットによれ
ば、ライダーは進行方向から視線をそらすことなく、変
速装置のギア位置を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る自転車用シフト制御装置
の一実施の形態の平面図である。
【図２】図２は、図１におけるII−II線矢視図である。
【図３】図３は、図１におけるIII−III線断面図であ
る。
【図４】図４は、図１に示した伝動ユニットの前方を切
り取った状態の図である。
【図５】図５は、図４におけるＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図６は、図５に示す伝動ユニットの分解図であ
る。
【図７】図７は、図６におけるVII−VII線断面図であ
る。
【図８】図８は、図６におけるVIII−VIII線断面図であ
る。
【図９】図９は、本発明におけるプーリー及びケーブル
の他の実施の形態の模式図である。
【図１０】図１０は、本発明におけるプーリー及びケー
ブルのさらに他の実施の形態の模式図である。
【図１１】図１１は、図１０におけるXI−XI矢視図であ
る。
【図１２】図１２は、図１１におけるXII−XII線断面図
である。
【符号の説明】
１０ シフト制御装置 １４ ハンドルバー ４２，４６ シフト制御ユニット ７０ 第１ケーブルセグメント ８０ 第２ケーブルセグメント ９０ 動力伝達ユニット １２０ 第１コントロールケーブル １３０ 第２コントロールケーブル １３４，１３８ ギアインジケータ １５０ ハウジング １５４ 第１ハンドルバー取付部材 １５８ 第２ハンドルバー取付部材 １７０，１８０ プーリー １９０ 第１ケーブル巻き付け溝 １９４ 第１ケーブル取付部 １９８ 第２ケーブル巻き付け溝 ２０２ 第２ケーブル取付部 ４００ インデックス機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−48366（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−337193（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−35566（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−48388（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−259985（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−34044（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−175584（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−176920（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−163488（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭32−3511（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62M 25/00 B62K 23/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自転車のハンドルバー(14)に装着可能であ
    り、手動型のシフト制御ユニット(42)(46)に連結された
    インナーワイヤ(74)(84)及びアウターケーシング(78)(8
    8)からなるコントロールケーブル(70)(80)と係合する動
    力伝達ユニットであって、 前記シフト制御ユニットに連結されるコントロールケー
    ブル(70)(80)及び前記変速装置に連結されるコントロー
    ルケーブル(100)(110)のそれぞれのアウターケーシング
    (78)(88)(108)(118)が互いに略直交する方向に延びるよ
    うに装着され、前記シフト制御ユニットと分離して前記
    ハンドルバーに装着可能なハウジング(150)と、 前記ハウジングを前記ハンドルバーに取り付けるための
    ハンドルバー取付部材(154)と、 前記シフト制御ユニットに連結されるコントロールケー
    ブル及び前記変速装置に連結されるコントロールケーブ
    ルのインナーワイヤ(74)(84)(104)(114)が装着され、前
    記ハウジングに第１軸の回りに回転自在に支持され、前
    記インナーワイヤの移動に伴って回転しながらコントロ
    ールケーブルの方向を転換するプーリー(170)(180)と、 前記第１軸と実質的に直交する第２軸の回りに回転自在
    となるように前記ハウジングに支持され、前記プーリー
    の回転に応じて回転するギアインジケータと、を備えた
    動力伝達ユニット。
  2. 【請求項２】前記プーリーは外周面にベベルギアが形成
    されており、 前記ギアインジケータは、外周面に前記プーリー外周面
    のベベルギアと噛み合うベベルギアが形成されたインジ
    ケータ移動ギアと、インジケータ用の指針を有し前記イ
    ンジケータ移動ギアと共に回転するインジケータディス
    クとを有している、 請求項１に記載の動力伝達ユニット。
  3. 【請求項３】手動型シフト制御ユニットと、 前記シフト制御ユニットの操作に応じて巻き付け及び開
    放されるように、前記シフト制御ユニットに連結された
    コントロールケーブルと、 前記請求項１又は２に記載の動力伝達ユニットと、 を備えたシフト制御装置。
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