JP3634331B2 - 自転車変速機変速用の補助装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車変速機に関するものであり、より詳しくは、自転車変速機の変速操作を補助するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
ディレイラやハブ変速機のような自転車変速機の操作に必要な操作を軽減するために、種々の装置が開発されてきた。特にディレイラ型変速機の操作を補助するのに適したような装置の例が、米国特許第５３５８４５１号に示されている。リアディレイラの操作を補助するための該公報に記載された装置は、常に運動する複雑な可動部を備えており、運動量を増加させるとともに該構成部材の早期の摩耗を招く可能性のあるものである。フロントディレイラの操作を補助すべく該公報に記載された装置は、２つだけのフロントスプロケットに適応するものである。しかしながら、多くの自転車は２以上のフロントスプロケットを備えている。従って、２以上のスプロケットと共に使用できるような補助装置が望まれている。また、常に運動する可動部の数を最小限にすることも、有用なことである。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自転車変速機の変速操作を補助するための装置に関するものである。従来技術の装置と同様に、該装置は２つのフロントスプロケットに適応することができるが、更に、該装置は２以上のフロントスプロケットにも適応することができる。さらに、本発明による全ての技術的貢献を認識するための臨界ではないが、開示された実施形態は、常に動く可動部の数を最小限に抑え、内部的な応力および部材の摩耗を削減するものである。
【０００４】
本発明の第１の実施形態において、これに限定されるものではないが、自転車変速機の操作を補助するために回転体からの力を利用する補助装置は、装着部材と、該装着部材に連結された入力伝達部材とを備えてなり、該入力伝達部材は第１入力位置、第２入力位置および第３入力位置へと移動するように構成されてなる。出力伝達部材は前記装着部材に連結されており、前記入力伝達部材の第１入力位置、第２入力位置および第３入力位置とそれぞれ対応するような第１出力位置、第２出力位置および第３出力位置へと移動するように構成されてなる。回転体係合部材は、回転体係合位置と回転体非係合位置との間を移動し、運動伝達部材は、前記回転体係合部材から出力伝達部材へと運動を伝達するために備えられる。スイッチング機構は、前記入力伝達部材が第１入力位置、第２入力位置又は第３入力位置のいずれか１つにあり、且つ前記出力伝達部材が対応した第１出力位置、第２出力位置又は第３出力位置にないときに、前記回転体係合部材を回転体係合位置へ移動させ、前記入力伝達部材が第１入力位置、第２入力位置又は第３入力位置のいずれか１つにあり、且つ前記出力伝達部材が対応した第１出力位置、第２出力位置又は第３出力位置にあるときに、前記回転体係合部材を回転体非係合位置へ移動させるように備えられる。
【０００５】
本発明の他の実施形態において、自転車変速機の操作を補助するために回転体からの力を利用する補助装置は、上述した部材の多くを備え、２以上のギアに適応し又はしないものとし得る。該実施形態において、入力伝達部材と出力伝達部材は、回転軸に対して回転するように装着部材に連結されている。該回転軸は、入力伝達部材および出力伝達部材とで共通となっており（必然的なものではないが）、それによってこれら２つの部材が適当な対応位置にない場合に検知し易いものとなる。
【０００６】
本発明の他の実施形態において、自転車変速機の操作を補助するために回転体からの力を利用する補助装置は、第１の実施形態として挙げた部材の多くを備え、且つ上述した実施形態のように、２以上のギアに適応し又はしないものとし得る。該実施形態では、スイッチング機構は、前記入力伝達部材が前記第１入力位置又は第２入力位置へ移動し、且つ前記出力伝達部材が対応する第１出力位置又は第２出力位置に移動しないときに、回転軸の方向に移動するような軸スライド部材を備えている。とりわけ、斯かる特徴によれば、該スイッチング機構を側方へ分散し得るものとなる
【０００７】
【発明の実施の形態】
【０００８】
図１は、自転車変速機に、変速操作を補助するための本発明に係る補助装置１４の特定の実施形態を組み込んだ自転車１０の側面図である。自転車１０は、あらゆるタイプとすることができ、本実施形態では自転車１０は、トップチューブ２２と、ヘッドチューブ２４と、該ヘッドチューブ２４から下方へ延びるダウンチューブ２６と、トップチューブ２２から下方へ延びるシートチューブ３０と、ダウンチューブ２６とシートチューブ３０の接合部に配設されたボトムブラケット３２と、トップチューブ２２から後方且つ下方へ延びる一対のシートステー３４と、ボトムブラケット３２から後方へ延びる一対のチェーンステー３８からなる典型的なフレーム１８を備えている。フォーク４２はヘッドチューブ２４に回転可能に支持されており、ホイール４６はフォーク４２の下端に回転可能に支持されている。フォーク４２およびホイール４６の回転方向は、周知の方法でハンドルバー５０によって制御される。同軸となるように装着された複数のフリーホイールスプロケット（図示せず）を備えたリアホイール５４は、シートステー３４とチェーンステー３８の接合部に回転可能に支持されており、複数のフロント（チェーンホイール）スプロケット６２を支持するペダルアッセンブリ５８は、ボトムブラケット３２に回転可能に支持されている。チェーン６６は、複数のフロントスプロケット６２の一つと、リアホイール５４に装着された複数のフリーホイールスプロケットの一つとを拘束している。フロントディレイラ７０は、チェーン６６を一のフロントスプロケット６２から他のそれへと移動させ、リアディレイラ７４は、チェーン６６を一のフリーホイールスプロケットから他のそれへと移動させる。これらの操作は良く知られたものである。本実施形態では、フロントディレイラ７０は、補助装置１４に連結された引張および解放用のワイヤ７８によってコントロールされ、補助装置１４はボーデンタイプのコントロールケーブル８２によってコントロールされる。リアディレイラ７４は、ボーデンタイプのコントロールケーブル８６によって慣用的な方法でコントロールされる。
【０００９】
図２は、補助装置１４の部分透視図であり、図３は、図２に示された補助装置の分解図である。該実施形態において、補助装置１４は、フロントディレイラ７０の操作を補助するために、ボトムブラケット３２中に回転自在に装着され且つペダルアッセンブリ５８によって回転されるクランク軸９０の回転力を利用する。補助装置１４は、上部枠体１００及び１０４並びに下部枠体１０６（図３には示さず）を備えている。上部枠体１００及び１０４は、各々開口部１０８及び１１２を有し、且つそれらはボトムブラケット３２の開口部と一直線となっており、互いにネジ１１６によって締め付けられている。主として下部枠体１０６によって形成される空間に配設される部材は、装着部材１２０、１２４、１２６及び１２８であり、これらは、装着部材１２８の開口部１３６を通り且つ中空ボルト１４４の開口部１４０を通り且つ装着部材１２０のネジ穴１４８中へ延びるネジ１３２によって互いに連結されている。該アッセンブルユニットにおいて、中空ボルト１４４の頭部１５２は、装着部材１２４と装着部材１２０の筒状部１５６との間に挟まれており、中空ボルト１４４の軸部１６０は、装着部材１２４の開口部１６４を通って延び、中空ボルト１４４のネジ部１６８は、装着部材１２６のネジ穴１７２にねじ込まれ、中空ボルト１４４の端部は、装着部材１２８の側面に当接している。装着部材１２８は、ボルト１７４及びワッシャ１７５によって自転車に取り付けられる。
【００１０】
入力伝達部材１７６は、該入力伝達部材１７６中の開口部１９２及び装着部材１２０中の開口部１９６を通って延びる筒状ベアリング１８８によって支持されている。よって、入力伝達部材１７６は、回転軸Ｘを中心として回転するように、装着部材１２０、１２４、１２６及び１２８に対して回転自在に取り付けられる。入力伝達部材１７６は、入力伝達部材１７６と装着部材１２０との間に周知の方法で固定されたバネ２００によって、装着部材１２０、１２４、１２６及び１２８に対して反時計回りの方向へ付勢されている。入力伝達部材１７６は、入力制御ワイヤ巻き面１８０と、ネジ２０４、ワッシャ２０８及びワイヤ受け部材２１２とからなるワイヤ連結部材１８４とを備えている。ネジ２０４は、インナーワイヤ８０が入力伝達部材１７６とワイヤ受け部材２１２との間に硬く挟まれるように、入力伝達部材１７６のネジ穴２１６にねじ込まれる。そして、インナーワイヤ８０は、該インナーワイヤ８０を引くと入力伝達部材１７６がバネ２００による付勢力に抗して時計回りに回転し、該インナーワイヤを放すと入力伝達部材１７６がバネ２００の付勢力によって反時計回りに回転するようにワイヤ巻き面１８０を巻くように構成されている。本実施形態では、３つのフロントスプロケット６２があるために、入力伝達部材１７６は３つの区別された入力位置へ移動することが必要となる。
【００１１】
入力駆動部材２２０が入力伝達部材１７６とともに回転するように、該入力駆動部材２２０は、装着部材１２４のスロット２２８を通るようにして延び且つ入力伝達部材１７６の保持スロット（図示せず）上へと延びる一対の連結タブ２２４を備えている。入力駆動部材２２０の駆動アーム２３０は、中間リング２３６から延びる支柱２３２に連結され、Ｃクリップ２４０でそこに固定される。中間リング２３６に回転自在に取り付けられるローラー形状の位置検知部材係合部材２４５及び２４６は、位置検知円弧を決定する位置検知部材２４４の内周面と係合する。位置検知部材２４４の連結耳部２５２は、他の位置検知部材２６０の連結タブ２５６に連結される。位置検知部材２６０は、楕円型の内周面２６３と、ツメ案内面を決定する外周面２６８と、制御面２７２及び２７６を備えている。位置検知部材２４４と位置検知部材２６０とは、ともに装着部材１２６から延びる枢支軸２６４に枢着されており、且つそれらは、連結タブ２５６と、装着部材１２６から延びた突出部２７９との間に連結されたバネ２７８によって、反時計回りの方向へ付勢されている。本実施形態の位置検知部材２４４及び２６０は、位置検知ユニットとみなすことができる。
【００１２】
ワイヤ巻き部材の形状とされた出力伝達部材２８０は、組み立て状態において装着部材１２４に接触する筒状ベアリング２８４に支持されるため、該出力伝達部材２８０は回転軸Ｙ回りに回転するものとなる。本実施形態において、回転軸Ｙは、回転軸Ｘと一致している。出力伝達部材２８０は、ワイヤ巻き溝２８６と、ワイヤ連結部材の機能によりケーブルエンドビード（図示せず）をそこへ受けるためのケーブルエンドストップ２８８（図７）とを備えている。本実施形態では、３つのフロントスプロケットを備えているため、出力伝達部材２８０は３つの区別された出力位置へ移動する必要がある。接触部材２９０及び２９２は、以下に述べる方法で中間リング２３６の内周面と係合するために、出力伝達部材２８０の一面に取り付けられる。ラチェット２９８は、出力伝達部材２８０とともに回転するように、出力伝達部材２８０中の保持スロット（図示せず）へ延びる一対の連結タブ３０２を有している。ラチェット２９８は、一連の（例えば３つの）駆動歯３０６と、駆動面及び位置保持面を規定する一連の（例えば３つの）位置保持歯３１０とを備えている。
【００１３】
ツメ歯３１５及び３１６を有する位置保持ツメ部材３１４は、装着部材１２６から延びる枢支軸３１８に回転自在に支持されている。位置保持ツメ部材３１４は、Ｃクリップ３２２によって枢支軸３１８上に保持されており、上述と同様の手段によってバネ３２６によって時計回り方向に付勢されている。位置解放板３３０は、組み立て状態において装着部材１２６に接触する筒状ベアリング３３４に回転自在に支持されている。位置解放板３３０には、ツメ解放突起３３８、ツメ係合突起３４２、及び駆動ツメ受けリセス３４６として形成されたツメ解放部位が備えられている。位置解放板３３０は、位置解放板３３０から延びる付勢アーム３５１と装着部材１２６から延びる付勢アーム３５２との間に連結されたバネ３５０によって反時計回りの方向に付勢されている。装着耳部３５８を有する運動変換板３５４として形成された運動伝達部材は、装着部材１２６上で対応する装着耳部３６２と、枢支軸３６６を介して回転自在に連結されている。運動変換板３５４は、以下に述べるようにして機能する駆動タブ３７０を備えている。
【００１４】
駆動軸４００は、装着部材１００に形成された開口部４０８に装着される筒状ベアリング４０４を通って延び、ベアリング３３４、２８４及び１８８を通って延び、図４に示したように装着部材１２０から出て、装着部材１０４の側面に配設されるベアリング４１２で終わる。軸スライド部材としてのプッシュロッド４１６は、駆動軸４００の中央穴４２０を通って延びている。枢支軸４２６をそこから延ばしているツメ連結部材４２４は、駆動軸４００の一端に配設された対応する連結溝４３２と噛み合う連結タブ４２８によって、駆動軸４００に回転しないように連結されている。運動伝達ツメ部材４３６は、Ｃクリップ４４０によって枢支軸４２６に回転自在に支持されており、バネ４４４によって時計回り方向に付勢されている。他のツメ連結部材４４８は、駆動軸４００の他端に配設された対応する連結溝４５６と噛み合う連結タブ４５２によって、駆動軸４００に回転しないように連結されている。連結タブ４５２の径方向内側端部は、固定ネジ４６０をそこへねじ込んで受けるために、螺刻面が形成されている。解放制御タブ４６６および付勢タブ４６７を有する解放制御部材４６４は、ツメ連結部材４４８上の対応する装着ツメ４７２と係合する装着耳部４６８により、ツメ連結部材４４８に回転自在に取り付けられている。本実施形態において、解放制御部材４６４は、ツメ保持部材とみなすことができ、付勢タブ４６７と固定ネジ４６０との間に装着されたバネ４７６によって、時計回りの方向に付勢されている。ツメ連結部材４４８、即ち駆動軸４００は、ツメ連結部材４４８と装着部材１０４から延びるバネ支持部４８４との間に装着されるバネ４８０によって、反時計回りの方向へ付勢されている。
ツメ板４８８、４９２及び４９６は、締付具５００及び５０４によって互いに締め付けられており、ツメ板４８８及び４９６は、枢支軸５０８を介してツメ連結部材４４８に回転自在に取り付けられている。ツメ板４８８、４９２及び４９６は、全体として、ツメ板４９６とツメ連結部材４４８との間に連結されたバネ５１２（本実施形態では、ツメ移動部材とみなし得る）から時計回りの付勢力をうける回転体係合ツメ部材４９８を構成する。弓形のツメ制御面５１７（本実施形態では、他のツメ保持部材とみなし得る）及び弓形の解放制御面５１８を有するツメ制御部材５１６は、枢支軸５２０を介して装着部材１０４に回転自在に連結され、さらに解放制御面５１８と装着部材１０４との間で枢支軸５２０の周りに取り付けられるバネ５２４によって、図３において反時計回りの方向の付勢力を受ける。ツメ制御面５１７は、締付具５００から延びる相補的なツメ制御面５２６と係合する。
【００１５】
本実施形態では、回転体係合ツメ部材４９８、ツメ連結部材４４８、駆動軸４００、ツメ連結部材４２４、ツメ４３６及びラチェット２９８は、軸９０回りの回転運動を出力伝達部材２８０へ伝達するための運動伝達機構の構成要素である。さらに、本実施形態では、ツメ制御部材５１６、解放制御部材４６４、プッシュロッド４１６、運動変換部材３５４、位置検知部材２４４及び２６０、中間リング２３６及び入力駆動部材２２０は、入力伝達部材１７６が第１入力位置、第２入力位置又は第３入力位置のいずれかにあり且つ出力伝達部材２８０が対応する第１出力位置、第２出力位置又は第３出力位置にはないとき、回転体係合ツメ部材４９８を回転体係合位置にまで移動させ、さらに、入力伝達部材１７６が第１入力位置、第２入力位置又は第３入力位置のいずれかにあり且つ出力伝達部材２８０が対応する第１出力位置、第２出力位置又は第３出力位置にあるとき、回転体係合ツメ部材４９８を回転体非係合位置にまで移動させるためのスイッチング機構の構成要素である。
【００１６】
インナーワイヤ８０が引かれたときの補助装置１４の動作が図５乃至１３Ｃに示されている。図５、６Ａ及び６Ｂに示したように、インナーワイヤ８０の引っ張りは、入力伝達部材１７６がバネ２００の付勢力に抗して、出力伝達部材２８０（本実施形態では）に対してシフトアップ位置にまで時計回りに回転する要因となる。これは、入力伝達部材１７６と入力駆動部材２２０とが一体として共に回転するため、次に、入力駆動部材２２０を時計回りに回転させる要因となる。入力駆動部材２２０の駆動アーム２３０は、直ちに中間リング２３６を時計回りに回転させるが、図６Ｂに示したように、中間リング２３６の内周面２９４が出力伝達部材２８０上の接触部材２９０と接触すると、接触部材２９０は支点として作用し、一致した回転軸Ｘ及びＹに対して中間リング２３６を偏心回転させる。その結果、中間リング２３６は、右方向へ向かう力の成分を有することとなり、ローラー２４６は位置検知部材２４４に抗して右方向へ向かう力を発揮し、位置検知部材２４４及び２６０は、枢支軸２６４で反時計回りに回転する。この位置検知部材２４４及び２６０の反時計回りの回転は、位置検知部材２６０の制御面２７６が入力伝達部材１７６に対して径方向に移動する要因となり、出力伝達部材２８０が装着耳部３５８を上方（スイッチオン位置とみなし得る）へ押動する要因となり、従って、駆動タブ３７０がプッシュロッド４１６を押圧すように運動変換板３５４が反時計回りに回転することとなる。
【００１７】
図７および８に示したように、駆動タブ３７０はプッシュロッド４１６を右へ移動させ、プッシュロッド４１６は付勢タブ４６７に抗して解放制御部材４６４を反時計回りに回転するように押す。これは、解放制御タブ４６６を下方へ回転させ、続いて、ツメ制御部材５１６の重量がバネ５２４の付勢力に打ち勝つためにツメ制御部材５１６を時計回りに回転させることとなる。ツメ制御部材５１６の時計回りの回転は、ツメ制御面５１７を上方へ移動させる要因となり、バネ５１２の付勢力が作用する結果、回転体係合ツメ部材４９８が回転体係合位置にまで時計回りに回転するのを許容する。この位置において、回転体係合ツメ部材４９８は、軸９０と一体的に回転（反時計回り）するように備えられた回転体５３４上に形成された２つの歯５３０の双方と係合し得る。こうして、回転体係合ツメ部材４９８は、回転体係合部材として機能し得る。
【００１８】
図９Ａ乃至９Ｃは、装置１４が補助動作を開始したときの該補助装置の図である。これらの図は、チェーン６６が最も小さいフロントスプロケット６２を拘束しており、次のより大きいスプロケットへ変更される際の状態に対応したものである。図９Ｂに示したように、回転体係合ツメ部材４９８は回転体係合位置にあり、回転体５３４上の歯５３０の一つと接触している。位置検知部材２６０が、図９Ｃに示したような反時計回りに回転した位置にあるとき、楕円形の内周面２６３は、ツメ案内面２６８が右方向へ移動してラチェット２９８の駆動歯３０６を露出させること、さらに、運動伝達ツメ部材４３６を案内して最も近い駆動歯３０６と係合させることを許容する。このとき、位置保持ツメ部材３１４のツメ歯３１６は、最も右の位置保持歯３１０の右側に位置する。
【００１９】
図１０Ａおよび１０Ｂは、回転体係合ツメ部材４９８が回転体５３４とともに移動し始めたときの運動伝達機構の作用を説明している。これらの図に示されているように、回転体５３４の反時計回りの回転は、ツメ連結部材４４８と駆動軸４００とを時計回りに回転させる要因となる。これは、続いてツメ連結部材４２４と運動伝達ツメ部材４３６とを最も近い駆動歯３０６に係合させ、ラチェット２９８を出力伝達部材２８０とともに時計回りに回転させる要因となる。そして、出力伝達部材２８０は、フロントディレイラ７０が作動するようにワイヤ７８を引く。同時に、ツメ歯３１６は上方へ且つ最も右側の位置保持歯３１０を超えるように上昇する。
【００２０】
図１１Ａ及び１１Ｂは、該回転体係合ツメ部材４９８が回転体５３４と非係合状態となったときの、運動伝達機構の作用を説明している。この状態において、回転体係合ツメ部材４９８は既に回転体５３４の歯５３０と非係合の状態となっており、ラチェット２９８は、ツメ歯３１６が上昇しているが中央の位置保持歯３１０を越えないようなところまで回転している。このとき、駆動軸４００及びツメ連結部材４４８は、バネ４８０によってツメ連結部材４４８上に及ぼされる付勢力によって、反時計回りに回転し始める。
【００２１】
図１２Ａ乃至１２Ｃは、回転体係合ツメ部材４９８がスタート位置へ向かって移動する際の補助装置１４の図であり、図１３Ａ乃至１３Ｃは、シフト操作が完了したときの補助装置１４の図である。図１２Ａ乃至１２Ｃに示したように、駆動軸４００及びツメ連結部材４４８は、反時計回りに回転し、運動伝達ツメ部材４３６は駆動歯３０６から非係合となり、ラチェット２９８及び出力伝達部材２８０は、フロントディレイラ７０に組み込まれた戻りバネによってワイヤ７８に作用する付勢力により、反時計回りに回転する。出力伝達部材２８０は図９Ａ乃至９Ｃに示された位置よりも正味に時計回りに回転した位置にあるため、接触部材２９０は、もはや中間リング２３６の内周面２９４に対して支点として作用せず、中間リング２３６のローラー２４５は、位置検知部材２４４を時計回りに回転させるべく位置検知部材２４４の内周面２４８を押圧しない。その時、位置検知部材２６０の制御面２７６は、もはや運動変換板３５４の装着耳部３５８を押し上げることなく（スイッチオフ位置にあるとみなし得る）、運動変換板３５４は時計回りに回転し、図１２Ａに示したように、プッシュロッド４１６は左方向へ移動し解放制御部材４６４はバネ４７６の付勢力によって時計回りに回転し、ツメ制御部材５１６は反時計回りに回転し、ツメ制御面５１７は、回転体係合ツメ部材４９８を反時計回りに回転させて図１３Ｂに示したような回転体非係合位置にまで回転するように締付具５００のツメ制御面５２６を押し下げる。さらに、ラチェット２９８は、位置保持ツメ部材３１４のツメ歯３１６がバネ３２６の付勢力の下で図１３Ｃに示したように最も右の位置保持歯３１０の左側に接触して、出力伝達部材２８０の位置を保持するまで回転する。
【００２２】
本実施形態においては、ラチェット２９８及び出力伝達部材２８０は、初め所望の位置を越えて回転してから所望の位置まで戻ることに注目すべきである。これは、いわゆる“オーバーシフト”の効果を生じ、フロントディレイラ７０はチェーン６６を目的となるスプロケットを越えて移動させ、その後所望の位置、即ち、通常、目的のスプロケット上となる中央位置へ戻す。一般的には、手動のディレイラ操作によってなされるこの効果は良く知られており、チェーンを小さいスプロケットから大きいスプロケットへ移動させようとする際に時折好ましいものである。もちろん、用途に応じて、該機構はそのような現象を除いて設計することも可能である。
【００２３】
インナーワイヤ８０が解放された際の補助装置１４の作用が、図１４乃至１９Ｃに示されている。インナーワイヤ８０を解放することは、入力伝達部材１７６及び入力駆動部材２２０をバネ２００の付勢力に従い、（本実施形態では）出力伝達部材２８０に対してシフトダウン位置にまで反時計回りに回転させる要因となる。入力駆動部材２２０の駆動アーム２３０は中間リング２３６を反時計回りに回転させるが、図１４に示したように、中間リング２３６の内周面２９４が出力伝達部材２８０の接触部材２９２に接触すると、接触部材２９２が支点として機能し、中間リング２３６を、一致した回転軸ＸおよびＹに対して偏心的に回転させる要因となる。その結果、ローラー２４５は、位置検知部材２４４に対して左方向に向かう力を発揮し、そして、位置検知部材２４４及び２６０を枢支軸２６４で時計回りに回転させる要因となる。この位置検知部材２４４及び２６０の時計回りの回転は、位置検知部材２６０の制御面２７２が左側の装着耳部３５８を上方へ押し上げる要因となり、駆動タブ３７０がプッシュロッド４１６を押圧するように、運動変換板３５４を反時計回りに回転させる。
【００２４】
この時の補助装置１４の操作は、ワイヤ８０が引かれた際の操作と類似しているため、相違点についてのみ説明する。主な相違は、運動伝達ツメ部材４３６の操作にある。位置検知部材２４４及び２６０が時計回りに回転するため、位置検知部材２６０のツメ案内面２６８は、図１５Ｂに示したように、運動伝達ツメ部材４３６がラチェット２９８の駆動面３０６と係合しないように左へ移動する。その結果、図１６Ｂに示したように、運動伝達ツメ部材４３６はツメ案内面２６８に沿って、駆動面３０６をバイパスし、図１７Ｂに示したように、運動伝達ツメ部材４３６が位置解放板３３０のツメ係合突起３４２に係合するまで移動する。そして、運動伝達ツメ部材４３６は、ツメ解放突起３３８がツメ歯３１６の左側面を押圧するように、位置解放板３３０を回転させ、こうして、位置保持ツメ部材３１４が枢支軸３１８に対して反時計回りに回転する要因となる。ツメ歯３１６が最も右の位置保持歯３１０の先端を通過すると、ラチェット２９８は、図１８Ｂに示したように、中央の位置保持歯３１０がツメ歯３１５に捉えられるまで反時計回りに回転する。運動伝達ツメ部材４３６がツメ係合突起３４２から離れてスタート位置に戻るように移動すると、位置解放板３３０は、ばね３５０の付勢力によって反時計回りに回転し、よって、ツメ解放突起３３８は歯３１６から離れる方向へ回転する。これは、続いて、位置保持ツメ部材３１４を図１９Ｂに示したような最終位置にまで時計回りに回転させることを許容するものである。
【００２５】
本実施形態に係る補助装置の一つの利点は、該補助装置が如何なる数のフロントスプロケットに対しても設計し得ることである。さらに、中間リング２３６、ローラー２４５および２４６、接触部材２９０及び２９２、そして位置検知部材２４４及び２６０の設計により、ライダーは、一度に、２以上のギアをシフトすることができる。より詳しくは、ライダーが、フロントスプロケット６２の最も小さいものから最も大きいものへと（第１入力位置から第３入力位置へと）、２以上のギアをシフトするために入力伝達部材１７６を回転させるためにワイヤ８０を引くと、中間リング２３６は、出力伝達部材２８０が第２出力位置へ回転した後にも接触部材２９０及び２９２の支点効果が残るような位置へとさらに回転する。こうして、突出部（歯）５３０がそれを過ぎて回転した後には、回転体係合ツメ部材４９８は対応する突出部５３０と非係合となるが、出力伝達部材２８０の第３出力位置への回転の要因となるべく、もう一度回転体係合ツメ部材４９８が突出部５３０の一つと係合するまで、回転体係合ツメ部材４９８は回転体係合位置に留まる。一旦、出力伝達部材２８０が第３入力位置に対応する第３出力位置にまで到達すると、接触部材２９０及び２９２の支点効果は終わり、該システムは上述したように、空転状態へ戻る。
【００２６】
上述した内容は、本発明の様々な実施形態のうちの一つの記載であるが、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、更なる変更を行うことができる。例えば、種々の構成部材の大きさ、形状、位置又は方向を所望のように変更することができる。一の部材による機能は、二又はそれ以上によって果たし得る。全ての利点が特定の実施形態において同時に達成される必要はない。従来技術からみて独特であり、それ一つだけ又は他の特徴との組み合わせによる全ての特徴は、そのような特徴が具体化された構造的及び／又は機能的概念を含んだ、出願人による更なる発明の別な開示とみなすべきである。このように、本発明の範囲は、開示された特定の構造や、ある構造又は特徴にはじめの焦点をあてた態様によって制限されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、自転車変速機に、変速操作を補助するための本発明に係る装置を組み込んだ特定の自転車の側面図である。
【図２】図２は、自転車変速機の変速のためになされた本発明に係る補助装置の特定の実施形態の拡大した部分透視図である。
【図３】図３は、図２に示された補助装置の分解図である。
【図４】図４は、図２に示されたスイッチング機構の一部を示した組み立て図である。
【図５】図５は、図４に示したスイッチング機構の分解図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、入力伝達部材が時計回りに回転したとき、位置検知部材の作用を示した正面図である。
【図７】図７は、該スイッチング機構の作用を示した側面図である。
【図８】図８は、該スイッチング機構と運動伝達機構との相互作用を示した分解図である。
【図９】図９Ａは、該装置が補助動作をしている際の該補助装置の側面図である。図９Ｂは、図９Ａの９Ｂ−９Ｂ線断面図である。図９Ｃは、図９Ａの９Ｃ−９Ｃ線断面図である。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、回転体係合ツメ部材が回転体とともに回転している際の、運動伝達機構の作用を説明したものである。
【図１１】図１１Ａおよび図１１Ｂは、回転体係合ツメ部材が回転体から非係合状態にある際の、運動伝達機構の作用を説明したものである。
【図１２】図１２Ａは、回転体係合ツメ部材がスタート位置にまで戻ることを示した補助装置の側面図である。図１２Ｂは、図１２Ａの１２Ｂ−１２Ｂ線断面図である。図１２Ｃは、図１２Ａの１２Ｃ−１２Ｃ線断面図である。
【図１３】図１３Ａは、シフト操作が完了した際の補助装置の側面図である。図１３Ｂは、図１３Ａの１３Ｂ−１３Ｂ線断面図である。図１３Ｃは、図１３Ａの１３Ｃ−１３Ｃ線断面図である。
【図１４】図１４は、入力伝達部材が反時計回りに回転する際の位置検知部材の作用を示した正面図である。
【図１５】図１５Ａおよび図１５Ｂは、該装置が補助動作をしている際の、運動伝達機構の作用を説明したものである。
【図１６】図１６Ａおよび図１６Ｂは、回転体係合ツメ部材が回転体とともに回転している際の運動伝達機構の作用を説明したものである。
【図１７】図１７Ａおよび図１７Ｂは、回転体係合ツメ部材が回転体から非係合状態となった際の運動伝達機構の作用を説明したものである。
【図１８】図１８Ａおよび図１８Ｂは、回転体係合ツメ部材がスタート位置まで戻る際の運動伝達機構の作用を説明したものである。
【図１９】図１９Ａおよび図１９Ｂは、シフト操作が完了した際の運動伝達機構の作用を説明したものである。
【付号の説明】
１４ 補助装置
９０ クランク軸
１２０、１２４、１２６、１２８ 装着部材
１７６ 入力伝達部材
２２０ 入力駆動部材
２３６ 中間リング
２４４ 位置検知部材
２４５、２４６ ローラー（位置検知部材係合部材）
２６０ 位置検知部材
２８０ 出力伝達部材
２９０、２９２ 接触部材
２９８ ラチェット
３１４ 位置保持ツメ部材
３３０ 位置解放板
３３８ ツメ解放突起
３４２ ツメ係合突起
３５４ 運動変換板
４００ 駆動軸
４１６ プッシュロッド
４２４ ツメ連結部材
４３６ 運動伝達ツメ部材
４４８ ツメ連結部材
４６４ 解放制御部材
４９８ 回転体係合ツメ部材
５１６ ツメ制御部材
Ｘ、Ｙ 回転軸

Claims (34)

1. 自転車変速機の操作を補助するために回転体からの力を使用する補助装置であって、
   装着部材と、
   該装着部材に連結された入力伝達部材であって、少なくとも第１入力位置、第２入力位置及び第３入力位置へ移動する該入力伝達部材と、
   前記装着部材に連結された出力伝達部材であって、前記入力伝達部材の第１入力位置、第２入力位置および第３入力位置に各々対応した第１出力位置、第２出力位置及び第３出力位置へ移動する該出力伝達部材と、
   回転体係合位置と回転体非係合位置との間を移動する回転体係合部材と、
   該回転体係合部材から前記出力伝達部材へ運動を伝達するための運動伝達機構と、
   前記入力伝達部材が第１入力位置、第２入力位置又は第３入力位置のいずれか１つにあり、前記出力伝達部材が対応した第１出力位置、第２出力位置又は第３出力位置にないときには、前記回転体係合部材を回転体係合位置へ移動させ、前記入力伝達部材が第１入力位置、第２入力位置又は第３入力位置のいずれか１つにあり、前記出力伝達部材が対応した第１出力位置、第２出力位置又は第３出力位置にあるときには、前記回転体係合部材を回転体非係合位置へ移動させるようなスイッチング機構と、
   を備えてなることを特徴とする補助装置。
2. 前記入力伝達部材が、入力制御ワイヤと連結する入力制御ワイヤ連結部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の補助装置。
3. 前記入力伝達部材が、入力制御ワイヤ巻き面を備えたことを特徴とする請求項２記載の補助装置。
4. 前記出力伝達部材が、出力制御ワイヤと連結する出力制御ワイヤ連結部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の補助装置。
5. 前記出力伝達部材が、出力制御ワイヤ巻き面を備えたことを特徴とする請求項４記載の補助装置。
6. 前記運動伝達機構が、
   前記出力伝達部材と連結された駆動面を有するラチェットと、
   該駆動面と係合するための運動伝達ツメ部材と
   を備えてなることを特徴とする請求項１記載の補助装置。
7. 前記運動伝達機構が、前記回転体係合部材が回転体と係合したときに回転するような駆動軸を備えており、前記運動伝達ツメ部材が該駆動軸に連結されていることを特徴とする請求項６記載の補助装置。
8. 前記回転体係合部材が、前記駆動軸に連結された回転体係合ツメ部材を備えていることを特徴とする請求項７記載の補助装置。
9. 前記ラチェットが一連の位置保持歯を有してなり、更に、前記出力伝達部材を選択位置に保持するために該一連の位置保持歯のうち選択された一つと係合する位置保持ツメ部材を備えてなることを特徴とする請求項８記載の補助装置。
10. 前記回転体係合ツメ部材が前記駆動軸の一端に連結され、前記運動伝達ツメ部材が該駆動軸の他端に連結されていることを特徴とする請求項９記載の補助装置。
11. 前記入力伝達部材が入力伝達部材回転軸に対して回転するために前記装着部材に連結され、前記出力伝達部材が出力伝達部材回転軸に対して回転するために前記装着部材に連結されていることを特徴とする請求項１記載の補助装置。
12. 前記スイッチング機構が、前記入力伝達部材及び出力伝達部材に作動的に連結された位置検知部材を備えてなり、
    該位置検知部材は、前記入力伝達部材が第１入力位置、第２入力位置又は第３入力位置のいずれか一つにあり、前記出力伝達部材が対応した第１出力位置、第２出力位置又は第３出力位置にないときにはスイッチオン位置へ移動し、
    前記入力伝達部材が第１入力位置、第２入力位置又は第３入力位置のいずれか一つにあり、前記出力伝達部材が対応した第１出力位置、第２出力位置又は第３出力位置にあるときにはスイッチオフ位置へ移動するように構成されたことを特徴とする請求項１１記載の補助装置。
13. 前記回転体係合部材が、回転体係合ツメ部材を備えていることを特徴とする請求項１２記載の補助装置。
14. 前記スイッチング機構が、
    前記回転体係合ツメ部材を前記回転体係合位置へ移動させるツメ移動部材と、
    前記スイッチング機構がスイッチオフ位置にあるときに前記回転体係合ツメ部材を前記回転体非係合位置に保持し、前記スイッチング機構がスイッチオン位置にあるときに、前記ツメ移動部材が前記回転体係合ツメ部材を前記回転体係合位置にまで移動させるのを許容するようなツメ保持部材
    とを備えたことを特徴とする請求項１３記載の補助装置。
15. 前記位置検知部材が、前記入力伝達部材に対して径方向に移動することを特徴とする請求項１４記載の補助装置。
16. 前記スイッチング機構が、更に前記位置検知部材の径方向の運動を、少なくとも部分的に入力伝達部材の回転軸方向へ変換するための、運動変換部材を備えてなることを特徴とする請求項１５記載の補助装置。
17. 前記スイッチング機構が、更に前記運動伝達部材と前記ツメ保持部材との関連運動を生じさせるためのプッシュロッドを備えたことを特徴とする請求項１６記載の補助装置。
18. 前記入力伝達部材の回転軸が、前記出力伝達部材の回転軸と一致していることを特徴とする請求項１５記載の補助装置。
19. 前記スイッチング機構が、更に前記位置検知部材と係合する位置検知部材係合部材を備えた中間リングを備えてなり、該中間リングが前記入力伝達部材によって回転されることを特徴とする請求項１８記載の補助装置。
20. 前記スイッチング機構が、更に前記中間リングに偏心回転を生じさせるような接触部を備えていることを特徴とする請求項１９記載の補助装置。
21. 前記接触部が、前記出力伝達部材と連結されていることを特徴とする請求項２０記載の補助装置。
22. 前記位置検知部材が位置検知円弧を構成するように円周上に延びた表面を備えており、前記位置検知部材係合部材が該位置検知円弧と係合し、前記接触部が該中間リングの内周面と係合するように構成されていることを特徴とする請求項２１記載の補助装置。
23. 前記位置検知部材係合部材がローラーを構成していることを特徴とする請求項２２記載の補助装置。
24. 前記運動伝達機構が、
    前記出力伝達部材に連結された駆動面を有したラチェットと
    該駆動面と係合するための運動伝達ツメ部材と
    を備えてなることを特徴とする請求項１２記載の補助装置。
25. 前記ラチェットが一連の位置保持歯を有してなり、更に、前記出力伝達部材を選択位置に保持するために該一連の位置保持歯のうち選択された一つと係合する位置保持ツメ部材を備えてなることを特徴とする請求項２４記載の補助装置。
26. 更に、位置保持ツメ部材を解除するための解除部材を備えてなることを特徴とする請求項２５記載の補助装置。
27. 前記入力伝達部材が前記出力伝達部材に対してシフトアップ位置へ回転し、前記入力伝達部材が前記出力伝達部材に対してシフトダウン位置へ回転することを特徴とする請求項２６記載の補助装置。
28. 更に、ツメ案内部材を備えており、該ツメ案内部材は、前記入力伝達部材が前記シフトアップ位置又はシフトダウン位置のいずれか一方へ回転したときに前記運動伝達ツメ部材を前記ラチェットの駆動面と係合するように案内し、且つ前記入力伝達部材が前記シフトアップ位置又はシフトダウン位置の他方へ回転したときに前記運動伝達ツメ部材が前記解除部材と係合するように案内することを特徴とする請求項２７記載の補助装置。
29. 前記入力伝達部材は、シフトアップ位置へ向かって第１の方向へ回転し、且つ該入力伝達部材は、シフトダウン位置へ向かって該第１の方向とは反対の第２の方向へ回転することを特徴とする請求項２８記載の補助装置。
30. 前記ツメ案内部材が、前記位置検知部材に連結されていることを特徴とする請求項２９記載の補助装置。
31. 前記ツメ案内部材が、前記位置検知部材と一体となっていることを特徴とする請求項３０記載の補助装置。
32. 前記入力伝達部材が第２入力位置に位置し、前記出力伝達部材が第２出力位置に位置し、且つ前記入力伝達部材が少なくとも前記第１入力位置又は第３入力位置のいずれか一方へ移動するとき、前記出力伝達部材が対応する第１出力位置又は第３出力位置へ移動することを特徴とする請求項１記載の補助装置。
33. 自転車変速機の操作を補助するために回転体からの力を使用する補助装置であって、
    装着部材と、
    回転軸に対して回転するように該装着部材に連結された入力伝達部材であって、少なくとも第１入力位置と第２入力位置へ移動する該入力伝達部材と、
    回転軸に対して回転するように前記装着部材に連結された出力伝達部材であって、前記入力伝達部材の第１入力位置と第２入力位置に各々対応した第１出力位置と第２出力位置へ移動する該出力伝達部材と、
    回転体係合位置と回転体非係合位置との間を移動する回転体係合部材と、
    該回転体係合部材から前記出力伝達部材へ運動を伝達するための運動伝達機構と、
    前記入力伝達部材が第１入力位置又は第２入力位置のいずれか１つにあり、前記出力伝達部材が対応した第１出力位置又は第２出力位置にないときには、前記回転体係合部材を回転体係合位置へ移動させ、前記入力伝達部材が第１入力位置又は第２入力位置のいずれか１つにあり、前記出力伝達部材が対応した第１出力位置又は第２出力位置にあるときには、前記回転体係合部材を回転体非係合位置へ移動させるようなスイッチング機構と、
    を備えてなり、前記スイッチング機構が、更に前記位置検知部材の径方向の運動を、少なくとも部分的に入力伝達部材の回転軸方向へ変換するための、運動変換部材を備えてなる
    ことを特徴とする補助装置。
34. 自転車変速機の操作を補助するために回転体からの力を使用する補助装置であって、
    装着部材と、
    該装着部材に連結された入力伝達部材であって、少なくとも第１入力位置及び第２入力位置へ移動する該入力伝達部材と、
    前記装着部材に連結された出力伝達部材であって、前記入力伝達部材の第１入力位置及び第２入力位置に各々対応した第１出力位置及び第２出力位置へ移動する該出力伝達部材とを備え、
    該入力伝達部材及び出力伝達部材は回転軸に対して回転するように構成されており、
    前記入力伝達部材が第１入力位置又は第２入力位置のいずれか１つにあり、前記出力伝達部材が対応した第１出力位置又は第２出力位置にないときには、前記回転体係合部材を回転体係合位置へ移動させ、前記入力伝達部材が第１入力位置又は第２入力位置のいずれか１つにあり、前記出力伝達部材が対応した第１出力位置又は第２出力位置にあるときには、前記回転体係合部材を回転体非係合位置へ移動させるようなスイッチング機構を備え、
    該スイッチング機構は、前記入力伝達部材が前記第１入力位置又は第２入力位置へ移動し且つ前記出力伝達部材が対応する第１出力位置又は第２出力位置に移動しないときに、回転軸の方向に移動するような軸スライド部材を備えたことを特徴とする補助装置。

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