JP4122013B2

JP4122013B2 - 複数の出力部材の複合操作を行う自転車用制御装置

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Publication number: JP4122013B2
Application number: JP2005125181A
Authority: JP
Inventors: 竜也川上
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2025-04-22
Also published as: CN1693136A; JP2005313889A; EP1591354A2; EP1591354B1; US20050241430A1; TWI238799B; US7421926B2; TW200535042A; EP1591354A3; CN100408426C

Description

本発明は自転車に関し、特に、複数の出力部材の複合操作を行う自転車用制御装置に関する。

従来の自転車は、内装変速機あるいは外装変速機のいずれかを備える。内装変速機は、一般に、リアホイールのハブ内部に装着される遊星ギア機構を備えており、遊星ギア機構は、ハンドルに装着されるレバーの移動に応じて変速機のギア比を変更する。外装変速機は、一般に、ペダルクランクに装着される複数のフロントスプロケットと、自転車フレームに装着されるフロントディレーラと、リアホイールに装着される複数のリアスプロケットと、自転車フレームに装着されるリアディレーラとを備えている。フロントディレーラは、ハンドルに装着される１つ以上のフロントディレーラ制御レバーの移動に応じて複数のフロントスプロケット間でドライブチェーンを切換える。リアディレーラは、ハンドルに装着される１つ以上のリアディレーラ制御レバーの移動に応じて複数のリアスプロケット間でドライブチェーンを切換える。

近年では、自転車用内装変速機および自転車用外装変速機の機能が組み合わせられるようになった。このようなシステムにおいては、遊星ギア機構がリアホイールハブの内部に装着され、複数のリアスプロケットがリアホイールに装着され、リアディレーラが自転車フレームに装着される。遊星ギア機構は、（一般に内装ハブ変速機と呼ばれる）内装変速機用コンポーネントを形成する。また、複数のリアスプロケットおよびリアディレーラは、外装変速機用コンポーネントを形成する。遊星ギア機構は、ハンドルに装着される１つ以上の内装変速機制御レバーの移動に応じて内装変速機用コンポーネントのギア比を変更する。リアディレーラは、ハンドルに装着する１つ以上の外装変速機制御レバーの移動に応じて外装変速機用コンポーネントのギア比を変更するために複数のリアスプロケットの間でドライブチェーンを切換える。

フロント／リアディレーラおよび内装／外装複合変速機のような複数の変速機用コンポーネントを有する既知の自転車においては、一方の変速機用コンポーネントが、ある専用制御装置によって動作され、他方の変速機用コンポーネントが別の専用制御装置によって動作される。このことは自転車用変速機全体を複雑なものにし、所望のギア比に設定するためにどの変速機用コンポーネントを操作するべきであるかをライダーが覚えておく必要がある。時には、ライダーは、所望のギア比に設定するために両方の変速機用コンポーネントをほぼ同時に操作する必要がある。このことは、熟練したサイクリストさえもが、自転車を効果的に乗りこなしにくくなるという原因にもなっている。

ライダーが変速の状態を認識することができるように、変速ギア表示器がそれぞれの変速機に提供されるときがある。この場合、別々のギア表示器がそれぞれの変速機に提供されるので、２つの外装変速機あるいは内装／外装複合変速機が自転車に配置されたときには、ライダーが、常に、複数のギア表示器によって提供される情報を考慮しなければならない。このことは、複数の変速機によって提供される全体のギア比の感覚をつかむことを非常に難しくする。

本発明は、例えば、複数の自転車変速機を制御するために用いることができる制御装置の様々な特徴に対してなされたものである。１つの実施例として、機械的操作装置は、第１出力部材と、第１出力部材ポジショニング機構と、第２出力部材と、第２出力部材ポジショニング機構と、第１入力部材とを備える。第１出力部材ポジショニング機構は、第１出力部材を複数の第１出力部材位置に位置決めする。第２出力部材ポジショニング機構は、第２出力部材を複数の第２出力部材位置に位置決めする。第１入力部材は、第１レスト位置と第１操作位置との間で移動する。操作ユニットは、第１入力部材と、第１出力部材ポジショニング機構と、第２出力部材ポジショニング機構とに機能的に連結され、これにより、第１レスト位置と第１操作位置との間での第１入力部材の移動が、第１出力部材ポジショニング機構および第２出力部材ポジショニング機構の少なくとも一方を動作させる。

本発明のさらなる特徴は以下の説明から明らかにされるであろう。このような単独の特徴あるいは上述の特徴と組み合わせた特徴は、特許請求の範囲に記載されたような発明やそれら発明の均等物に基づいて形作られる。

図１は自転車１の具体的な実施例の側面図である。自転車１は、非円形断面を持つ管状部材を溶接することにより構成されたフレーム体２を備える。フロントフォーク３は、傾斜軸の回りに回転するようにフレーム体２のフロント部へ取り付けられる。また、ハンドルアッセンブリ４はフロントフォーク３のトップ部に取り付けられる。サドル１８は、フレーム体２の上部中央部に取り付けられる。駆動機構５はフレーム体２の下部に取り付けられる。フロントホイール６は、フロントフォーク３の底部に回転可能に取り付けられる。また、リアホイール７は、フレーム体２のリア部へ回転可能に取り付けられる。フロントサスペンション１３ｆはフロントフォーク３へ装着される。また、リアサスペンション１３ｒはフレーム体２の固定部と連接部との間に装着される。

８段外装変速機９がフレーム体２のリア部へ装着され、３段内装変速機１０がリアホイール７に装着される。外装変速機９は、例えば、多段スプロケットアッセンブリ２５と、ディレーラ２６と、を備える。多段スプロケットアセンブリ２５は、リアホイール７に装着される８つのスプロケットＲ１〜Ｒ８を備える。また、ディレーラ２６はフレーム体２の後部に装着される。本実施例において、スプロケットＲ１は横方向の最も内側のスプロケットであり、スプロケットＲ８は横方向の最も外側のスプロケットである。また、ディレーラ２６は、横方向の最も内側のスプロケットＲ１方向へ付勢される。内装変速機１０は、リアホイール７のハブ内に配置された遊星ギア変速機を有している。外装変速機９および内装変速機１０は、ともに、内装／外装複合変速機１１を形成する。

図１に示すように、駆動機構５は、クランク２７と、チェーン２９と、を備える。クランク２７は、フレーム体２のボトムブラケットに回転可能に装着されており、右側のクランクアーム２７ａと、左側のクランクアーム２７ｂと、を備える。フロントスプロケットＦ１は右側のクランクアーム２７ａに装着される。チェーン２９は、フロントスプロケットＦ１と、リアディレーラ２６によって決定されるリアスプロケットＲ１〜Ｒ８のいずれか１つに係合する。

図１および図２に示すように、ハンドルバーアッセンブリ４は、フロントフォーク３のトップ部に取付けられるハンドルステム１２と、ハンドルステム１２のトップ部へ取付けられるハンドルバー１５と、を備える。ブレーキレバーアッセンブリ１６およびグリップ１７は、ハンドルバー１５の両端部に装着される。図２に示す右側ブレーキレバーアッセンブリ１６は、ブレーキレバー１９と、シフト制御装置２０とを備える。ブレーキレバー１９は、従来と同様に構成され、従来と同様にブレーキケーブルアッセンブリ（図示せず）を操作する。シフト制御装置２０は、シフト制御ケーブルアッセンブリ３０，３４それぞれを介して外装変速機９および内装変速機１０を手動で操作可能にする。

図２に示すように、シフト制御装置２０は、ハウジング３８と、従来と同様の方法でねじ４４を用いてハンドル１５にハウジング３８を取付けるための取付けバンド４２と、変速機１１のシフトアップのためのシフトアップレバー４８の態様をとる入力部材と、変速機１１のシフトダウンのためのシフトダウンレバー５２の態様をとる別の入力部材と、インナケーブル３０ｂをハウジング３８へと通しながらシフト制御ケーブルアッセンブリ３０のアウタケーシング３０ａを終結させるためのケーブル調整筒状部５６と、インナケーブル３４ｂをハウジング３８へと通しながらシフト制御ケーブルアッセンブリ３４のアウタケーシング３４ａを終結させるためのケーブル調整筒状部６０と、変速ギア表示器６８を見るための表示器ウィンドウ６４とを備える。

変速ギア表示器６８は、棒グラフと同様に機能する。シェード表示部７２の長さが、変速機１１全体のギア比（速度状態）を示す。図２は、第１速度状態を表す変速ギア表示器６８を示す。シェード表示部７２が、サイクリストが丘を登る状態を示す第１アイコン７４ａ（図２）の近くへ延びるとき、駆動機構５は、クランク２７の回転に対してリアホイール７の回転数を少なくし、登りのライディングが容易にできるようにする。シェード表示部７２がサイクリストが平坦な地形をライディングする状態を示す第２アイコン７４ｂの近くへ延びるとき、駆動機構５は、クランク２７の回転に対してリアホイール７の回転数を中程度にする。シェード表示部７２がサイクリストが丘を下る状態を示す第３アイコン７４ｃ（図３、本実施例においては１２番目の速度状態）の近くへ延びるとき、駆動機構５は、クランク２７の各回転に対してリアホイール７の回転を多くし、高速ライディングを容易にする。いずれの場合も、変速ギア表示器６８は、自転車変速機の全状態に関する情報を提供する単一のユニットであり、これにより、ライダーはより簡単に変速ができるようになる。

概して、シフトアップレバー４８を押すことにより、シフト制御装置２０がインナケーブル３０ｂおよび／またはインナケーブル３４ｂを移動させ、変速機１１を徐々により大きなギア比に変更する。シフトダウンレバー５２を押すことにより、シフト制御装置２０がインナケーブル３０ｂおよび／またはインナケーブル３４ｂを移動させ、変速機１１を徐々により小さいギア比に変更する。例えば、この実施例においては、シフトアップレバー４８を押すことにより、外装変速機９および内装変速機１０は、表１に示すポジションになる。

逆に、シフトダウンレバー５２を押すことにより、外装変速機９および内装変速機１０は、表２に示すポジションになる。

図４Ａは、図２のＡ−Ａ線における断面図であり、この図は、９番目の速度状態（外装変速機＝７；内装変速機＝２、つまり（７，２））におけるシフト制御装置２０を示す。図４Ｂは、図２のＢ−Ｂ線における断面図であり、この図は、９番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、シフト制御装置２０の９番目の速度状態（７，２）から１０番目の速度状態（８，２）への動作を例示するために用いられる概略図である。これらの図に示すように、インナケーブル３０ｂは、従来のケーブル端ビード（図示せず）を介して、変速制御部材の態様をとる出力部材に接続される。この変速制御部材は、外装変速ケーブル巻取り部材８０の態様をとる。また、インナケーブル３４ｂは、ワイヤコネクター８３を介して、変速制御部材の態様をとる出力部材に接続される。この変速制御部材は、内装変速ケーブル引張り部材８２の態様をとる。外装変速ケーブル巻取り部材８０は、その上面において延びる１組の制御ピン８４ａ，８４ｂ（図５Ａおよび図１０Ａ）を有する。制御歯９２を有する外装変速機ラチェット８８の態様をとるポジショニング部材は、外装変速ケーブル巻取り部材８０に取付けられ、外装変速ケーブル巻取り部材８０および外装変速ラチェット８８の両方は、共通の回動中心軸Ｘを規定するピボットシャフト９３の回りに一体に回転する。ピボットシャフト９３は、また、軸Ｘの回りに回転する、シフトアップレバー４８と、内装変速ケーブル引張り部材８２とを支持する。図５Ｂからよくわかるように、内装変速ケーブル引張り部材８２は、複数の駆動歯９４ａ，９４ｂと、複数のポジショニング歯９５と、制御凹部９７を規定するスイッチ制御アーム９６と、上面に延設される制御ピン９９を有する制御アーム９８と、ワイヤコネクター８３に接続される作動アーム１０１と、を備える。

バネ１０２（図４Ｂ）は、図２に示したシフトアップ制御レバー４８をレスト位置へ反時計回りに付勢するために、シフトアップ制御レバー４８とハウジング３８との間に接続される。駆動爪１００の態様をとる駆動部材は、ピボットシャフト１０４を介してシフトアップレバー４８に回動可能に連結される。駆動爪１００は、爪バネ（図示せず）によって反時計回り方向に付勢されており、シフトアップレバー４８の反時計回りの回転に応じて、外装変速ケーブル巻取り部材８０および内装変速ケーブル引張り部材８２を互いに独立して回転させるように用いられる。この目的のために、駆動爪１００は、本体１０８と、段部１１６を介して本体１０８のフロント部から延びる外装変速駆動歯１１２と、本体１０８のリア部から延びる内装変速駆動歯１２０と、本体１０８の上面からピボットシャフト１０４の右側に延びる爪制御ピン１２４と、を備える。段部１１６によって、外装変速駆動歯１１２は軸Ｘ方向に内装変速駆動歯１２０からオフセットされる。これにより、外装変速駆動歯１１２と外装変速ラチェット８８の制御歯９２との位置調整がなされ、外装変速駆動歯１２０と内装変速ケーブル引張り部材８２の駆動歯９４ａ，９４ｂとの位置調整がなされる。

切換部材１３０（図４Ｂおよび図５Ｂ）と、第１切換部材制御部１３１（図４Ａおよび図５Ａ）と、第２切換部材制御部１３２（図４Ａ）と、は、ピボットシャフト１３４によって回動可能に支持される。切換部材１３０はバネ（図示せず）によって反時計回り方向に付勢される。第１切換部材制御部１３１は他のバネ（図示せず）によって時計回り方向に付勢される。第２切換部材制御部１３２は他のバネ（図示せず）によって反時計回り方向に付勢される。切換部材１３０は、爪制御面１３８と、制御突出部１４２と、を備える。後述するように、爪制御面１３８は、爪制御ピン１２４と協働する。第１切換部材制御部１３１は、制御凹部１４６およびサポート面１５０を形成するＵ字状部材である。後述するように、制御凹部１４６は、外装変速ケーブル巻取り部材８０から延びる制御ピン８４ａ，８４ｂを受ける部分である。また、サポート面１５０は第１切換部材制御部１３１の制御突出部１４２を支持する。第２切換部材制御部１３２は、カム従動部１６０と、制御ピン１６４と、制御テール部１６６と、を備える。カム従動部１６０は、外装変速ケーブル巻取り部材８０の外周面に形成されるカム面１６８に当接し、後述する状態を除いて、カム従動部１６０を径方向外側位置に保持する。制御ピン１６４は、第１切換部材制御部１３１のサポート面１５０に当接する。制御テール部１６６は、内装変速ケーブル引張り部材８２の制御アーム９６の制御凹部９７に選択的に係合する。

図５Ａおよび図５Ｂによりわかりやすく示すように、ピボットシャフト１７２によって回動可能に支持された外装変速ポジショニング爪１７０は、外装変速ケーブル巻取り部材８０を位置決めするために用いられる。また、ピボットシャフト１７６によって回動可能に支持された内装変速ポジショニング爪１７４は、内装変速ケーブル引張り部材８２を位置決めするために用いられる。外装変速ポジショニング爪１７０は、制御歯９２と係合する爪歯１８０ａ，１８０ｂと、第１制御タブ１８４と、第２制御タブ１８８とを備える。内装変速ポジショニング爪１７４は、ポジショニング歯９５と係合する爪歯１９２ａ，１９２ｂと、第１制御タブ１９６と、第２制御タブ２００とを備える。

シフトダウンレバー５２の上端部は、ピボットシャフト（図示せず）によってハウジング３８に回動可能に連結される。図４Ａに示すように、シフトダウンレバー５２はシフトダウン制御レバー２０４に連結され、シフトダウンレバー５２が押されるときは、常に、シフトダウン制御レバー２０４は（図４Ａで見て）上方へ移動させられる。バネ２０８は、シフトダウン制御レバー２０４を図４Ａにおいて下向きに付勢するために、シフトダウン制御レバー２０４とハウジング３８との間に接続され、図２に示された位置へシフトダウンレバー５２の下部を外向きに回動させる。シフトダウン制御レバー２０４は、サポート軸２１２をスライド可能かつ回転可能に受ける制御スロット２１０を備える。サポート軸２１２は、外装変速爪制御部材２１６と、内装変速爪制御部材２２０とを支持する。図７Ａおよび図７Ｂからよくわかるように、外装変速爪制御部材２１６の第１端部２２８は、爪駆動フック２３２と、制御ピン２３６とを備える。制御ピン２３６は、爪制御スイッチング部材２４２におけるスロット２４０（図４Ａ）と係合する。外装変速爪制御部材２１６の第２端部２４６は、バネ２５０の端部間に配置されるスプリングピン２４８を備える。バネ２５０は、サポートシャフト２１２まわりに巻きつけられ、外装変速爪制御部材２１６を反時計回りに付勢する。内装変速爪制御部材２２０の第１端部２６０は、制御当接部２６４を備える。内装変速爪制御部材２２０の第２端部２６８は、バネ２７６の端部間に配置されるバネピン２７２を備える。バネ２７６は、サポートシャフト２１２まわりに巻きつけられ、内装変速爪制御部材２２０を反時計回りに付勢する。制御当接部２８０は、内装変速爪制御部材２２０の中間部に形成される。

図４Ａに示すように、爪制御スイッチング部材２４２は、ピボットシャフト２８４を介してハウジング３８に回動可能に連結される。上述のスロット２４０に加えて、爪制御スイッチング部材２４２は、スイッチ制御当接部２８８を規定する制御アーム２８６を備える。

シフト制御装置２０の動作が、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａおよび図５Ｂに示す９番目の速度状態（７，２）から図６Ａおよび図６Ｂに示す１０番目の速度状態（８，２）へのシフトアップに対して説明される。この説明には、図５Ａおよび図５Ｂに示す概略図がよく用いられる。シフトアップレバー４８のレスト位置において、駆動爪１００の外装変速駆動歯１１２は、従来の構成のレッジ（図示せず）によって、外装変速ラチェット８８と非接触に保持される。シフトアップレバー４８が反時計回りに回転させられると、駆動爪１００は反時計回りに回動し、外装変速駆動歯１１２は外装変速ラチェット８８の制御歯９２ａを押圧する。駆動爪１００が反時計回りに回動するため、内装変速駆動歯１２０は内装変速ケーブル引張り部材８２の駆動歯９４ａあるいは９４ｂのいずれとも係合せず、内装変速ケーブル引張り部材８２は静止したままである。外装変速駆動歯１１２によって、外装変速ラチェット８８が外装変速ケーブル巻取り部材８０を反時計回りに回転させられる。これにより、インナケーブル３０ｂが巻き取られ、ディレーラ２６をスプロケットＲ８へ移動させる。この間に、外装変速ポジショニング爪１７０は、制御歯９２ｂからの押圧の結果として時計回りに回転し、爪歯１８０ａが、制御歯９２ｂを乗り越えて制御歯９２ｂ，９２ｃの間の空間に入る。それから、爪歯１８０ａは、外装変速ラチェット８８を保持するように制御歯９２ｂに当接し、これにより、外装変速ケーブル巻取り部材８０が、シフトアップレバー４８が解放された後に適切な位置に保持される。シフト制御ユニット２０の最終状態は図６Ａおよび図６Ｂに示される。

図７Ａから図７Ｄは、シフトダウンレバー５２の押圧操作に応じて、図６Ａおよび図６Ｂに示す１０番目の速度状態（８，２）から、図４Ａおよび図４Ｂに示す９番目の速度状態（７，２）へシフトダウンするときのシフト制御装置２０の動作を示す概略図である。図７Ａおよび図７Ｂは、シフトアップレバー４８およびシフトダウンレバー５２がそれぞれのレスト位置にあるときのシフト制御装置２０を示す。また、図７Ｃおよび図７Ｄは、シフトアップレバー４８がそのレスト位置にある間にシフトダウンレバー５２が押されているときのシフト制御装置２０を示す。図７Ａおよび図７Ｃに示すように、シフトダウンレバー５２を押すことにより、シフトダウン制御レバー２０４が上方へ移動し、これにより、サポート軸２１２が制御スロット２１０内でスライドし、また上方に移動する。外側爪制御部材２１６および内側爪制御部材２２０も、サポート軸２１２と共に移動するので上方へ移動する。その結果、外側爪制御部材２１６の爪駆動フック２３２が、外部ポジショニング爪１７０の第１制御タブ１８４を引張り、外部ポジショニング爪１７０を図７Ａに示す位置から図７Ｃに示す位置に時計回りに回転させる。すると、爪歯１８０ａが外装変速ラチェット８８の制御歯９２ｂから外れ、外装変速ケーブル巻取り部材８０および外装変速ポジショニングラチェット８８が時計回りに回転することが可能になる。それから、爪歯１８０ｂは、シフトダウンレバー５２が解放されるまで、外装変速ケーブル巻取り部材８０および外装変速ポジショニングラチェット８８がさらに回転しないように、制御歯９２ｃに当接する。その後、爪歯１８０ａは、図４Ａおよび図５Ａに示したのと同様に、制御歯９２ａに当接する。この間に、内装変速機爪制御部材２２０は内装変速ポジショニング爪１７４に影響を与えない。この理由は、内装変速爪制御部材２２０の第１端部２６０は、内装変速ポジショニング爪１７４の第１制御タブ１９６と係合する対応のフックを備えておらず、また、内装変速ポジショニング爪２２０の制御当接部２８０は、内装変速ポジショニング爪１７４の第２制御タブ２００と当接しないからである。したがって、内装変速ケーブル引張り部材８２は静止したままである。

図８Ａから図８Ｄは、シフトアップレバー４８の押圧操作に応じて、図６Ａおよび図６Ｂに示す１０番目の速度状態（８，２）から図９Ａおよび図９Ｂに示す１１番目の速度状態（７，３）へシフトアップするときのシフト制御装置２０の動作を示す概略図である。シフト制御装置２０が１０番目の速度状態にあるとき、外装変速ケーブル巻取り部材８０の制御ピン８４ａ，８４ｂは、第１切換部材制御部１３１における制御凹部１４６と係合し、第１切換部材制御部１３１をピボットシャフト１３４回りに反時計回りに図８Ａに示す位置へ回転させる。これにより、図８Ｂに示すように、スイッチング部材１３０がピボットシャフト１３４回りに反時計回りに回転し、制御面１３８が駆動爪１００の爪制御ピン１２４を押圧して駆動爪１００を時計回りに回転させる。その結果、シフトアップレバー４８が反時計回りに回転すると、駆動爪１００の内装変速駆動歯１２０は内装変速ケーブル引張り部材８２の駆動歯９４ｂと係合し、図８Ｄに示すように内装変速ケーブル引張り部材８２を反時計回りに回転させる。このようにして、作動アーム１０１が、インナケーブル３４ｂを引張り、内装変速機１０を高速状態にセットする。この間に、内装変速ポジショニング爪１７４は、ポジショニング歯９５ａからの押圧の結果として時計回りに回転し、爪歯１９２ａをポジショニング歯９５ａを乗り越えさせることができる。そして、爪歯１９２ａは、ポジショニング歯９５ａに当接し、シフトアップレバー４８が解放された後に内装変速ケーブル引張り部材８２を適切な位置に保持する。

上述のように内装変速ポジショニング爪１７４が時計回りに回転するとき、内装変速ポジショニング爪１７４の第１制御タブ１９６が内装変速機爪制御部材２２０の制御当接部２６４を押圧し、サポート軸２１２をシフトダウン制御レバー２０４における制御スロット２１０内で上方へスライドさせる。この結果、外装変速爪制御部材２１６の爪駆動フック２３２は、外部ポジショニング爪１７０の第１制御タブ１８４を引張り、外部ポジショニング爪１７０を図８Ａに示す位置から図８Ｃに示す位置に、時計回りに、回転させる。爪歯１８０ａは、あらかじめ係合している外装変速ラチェット８８の制御歯９２から外れる。これにより、シフト制御装置２０を１０番目の速度状態から９番目の速度状態にシフトダウンすると、上述したのと同様に、外装変速ケーブル巻取り部材８０および外装変速ポジショニングラチェット８８が時計回りに回転する。この結果として、内装変速機１０が１つのギアごとにシフトアップされるだけでなく、外装変速機９が１つのギアごとにシフトダウンされる。シフト制御ユニット２０の最終状態は図９Ａおよび図９Ｂに示される。

ここで、２番目の速度状態（２，１）から３番目の速度状態（１，２）にシフトするときにも、同じことが起きるということを示しておく。図１０Ａおよび図１０Ｂは、２番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。この場合、第２切換部材制御部１３２のカム従動部１６０は、カム面１６８上に形成された切換凹部１６９（図９Ａ）に配置される。その結果、制御ピン１６４は、第１切換部材制御部１３１を反時計回りに押圧し、次に、スイッチング部材１３０をピボットシャフト１３４回りに反時計回りに回転させる。これにより、爪制御面１３８が駆動爪１００の爪制御ピン１２４に押圧して、駆動爪１００を時計回りに回転させる。その結果、シフトアップレバー４８が反時計回りに回転すると、駆動爪１００の内装変速駆動歯１２０は内装変速ケーブル引張り部材８２の駆動歯９４ａと係合し、これにより、内装変速ケーブル引張り部材８２を反時計回りに回転させる。このようにして、作動アーム１０１が、インナケーブル３４ｂを引張り、内装変速機１０を中間速度状態にセットする。同時に、外装変速ポジショニング爪１７０、内装変速ポジショニング爪１７４、外側爪制御部材２１６および内側爪制御部材２２０は、上述と同様に協働して、外装変速ケーブル巻取り部材８０を１つのギア位置ごとに時計回りに回転させて、最終的に３番目の速度状態（１，２）にする。内装変速ケーブル引張り部材８２が回転して低速位置から離れた後、第２切換部材制御部１３２の制御テール部１６６は、制御凹部９７に配置され、内装変速ケーブル引張り部材８２の制御アーム９８に当接する。これにより、内装変速ケーブル引張り部材８２が中間速度または高速状態にある限り、第２切換部材制御部１３２が動作しないようにすることができる。

シフト制御装置２０が図９Ａおよび図９Ｂに示す１１番目の速度状態にあるとき、シフトアップレバー４８を再び回転させることにより、シフト制御装置は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す１２番目の速度状態に移行する。この場合、外装変速ケーブル巻取り部材８０はインナケーブル３０ｂを引張るよう反時計回りに回転し、これにより、ディレーラ２６はチェーン２９をスプロケットＲ７からスプロケットＲ８に切換える。この動作は、上述の、９番目の速度状態から１０番目の速度状態にシフトさせる場合と同様である。

図１２Ａから図１２Ｄは、シフトダウンレバー５２の押圧操作に応じて、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す１２番目の速度状態（８，３）から図６Ａおよび図６Ｂに示す１０番目の速度状態（８，２）へシフトダウンするときのシフト制御装置２０の動作を示す概略図である。図１１Ｂからよくわかるように、１２番目の速度状態において、内装変速ケーブル引張り部材８２の制御アーム９８の制御ピン９９が、爪制御切換部材２４２の制御アーム２８６の切換制御当接部２８８を押圧し、爪制御切換部材２４２をピボットシャフト２８４回りで反時計回りに回転させる。外装変速爪制御部材２１６の制御ピン２３６が、爪制御切換部材２４２におけるスロット２４０に係合するので、外装変速機爪制御部材２１６および内装変速機爪制御部材２２０が、爪制御切換部材２４２の反時計回りの回転の結果として時計回りにともに回転する。したがって、シフトダウンレバー５２が押され、図１２Ｃに示すようにシフトダウン制御レバー２０４およびサポート軸２１２が上方へ移動すると、外装変速爪制御部材２１６の爪駆動フック２３２は、外装変速ポジショニング爪１７０の第１制御タブ１８４に非係合になる。このため、外装変速ポジショニング爪１７０は回転せず、同様に、外装変速ラチェット８８および外装変速ケーブル巻取り部材８０も回転しない。一方、内装変速爪制御部材２２０の制御当接部２８０は、図１２Ｄに示すように、内装変速ポジショニング爪１７４の第２制御タブ２００を押圧し、内装変速ポジショニング爪１７４を時計回りに回転させる。爪歯１９２ａは、内装変速ケーブル引張り部材８２のポジショニング歯９５ａから外れ、内装変速ケーブル引張り部材８２を時計回りに回転させる。そして、爪歯１９２ｂはポジショニング歯９５ｃに当接し、シフトダウンレバー５２が解放されるまで、外装変速ケーブル引張り部材８２のさらなる回転を防止する。その後、爪歯１９２ａは、図５Ｂに示すように、ポジショニング歯９５ｂと当接する。

ここで、３番目の速度状態（１，２）から１番目の速度状態（１，１）にシフトダウンするときにも、同じことが起こることにふれておく。この場合（図面には示していない）、外装変速ケーブル巻取り部材８０から延設される制御ピン８４ａは、爪制御切換部材２４２を下向きに押圧し、これにより、爪制御切換部材２４２を反時計回りに回転させ、上述のようにシフト制御装置２０が動作する。

図１３は変速ギア表示アッセンブリ３００の分解図である。変速ギア表示器アッセンブリ３００は、太陽ギア部材３０４の態様をとる表示器駆動部材と、リングギア部材３０８の態様をとる他の表示器駆動部材と、遊星ギア３１２の態様をとる中間部材と、動力伝達部材３１６と、動力伝達部材３２０と、変速ギア表示ユニット３２４とを備える。太陽ギア部材３０４は、環状の太陽ギア体３２８と、外部太陽ギア歯部３３２と、外装変速連結ピン３３６とを備える。外装変速連結ピン３３６は外装変速ラチェット８８における連結開口部３４０（図１２Ｃ）に係合し、太陽ギア部材３０４、外装変速ラチェット８８および外装変速ケーブル巻取り部材８０が１つのユニットとして回転する。リングギア部材３０８は、中心に配置された開口部３４６を有する扇形のリングギア体３４４と、内部リングギア歯部３４８と、内装変速連結ピン３５６とを備える。内装変速連結ピン３５６は、内装変速ケーブル引張り部材８２における連結開口部３６０（図１２Ｄ）に係合し、リングギア部材３０８および内装変速ケーブル引張り部材８２が１つのユニットとして回転する。遊星ギア３１２は、連結開口部３６４を備えており、太陽ギア歯部３３２およびリングギア歯部３４８とそれぞれ噛合するように、太陽ギア部材３０４とリングギア部材３０８との間に配置される。

動力伝達部材３１６は、動力伝達アーム３６８の態様をとる運動変換部材を備える。この動力伝達アーム３６８は、一端に内部スプラインが形成された開口部３７２と、他端に二叉に分岐した遊星ギア連結ピン３７６とを有している。遊星ギア連結ピン３７６は、遊星ギア３１２における連結開口部３６４に係合する。分離切頭円錐状保持器３８０は、遊星ギア連結ピン３７６の端部に配置されており、遊星ギア連結ピン３７６が連結開口部３６４に配置されるとき遊星ギア３１２の底面側に配置され、遊星ギア３１２は動力伝達アーム３６８に保持される。

動力伝達部材３２０は、運動伝達シャフト３８４と、扇形の運動方向変換部材３８８と、を備える。運動伝達シャフト３８４は、外側スプラインが形成された端部３９２を備える。外側スプラインが形成された端部３９２は、動力伝達アーム３６８の内部スプラインが形成された開口部３７２に係合し、動力伝達アーム３６８および運動伝達シャフト３８４が軸Ａ回りに１つのユニットとして回転する。外側扇型ギア部３９６は、運動方向変換部材３８８の径方向外側面に配置される。

変速ギア表示ユニット３２４は、前面４０４および後面４０８を有する円盤状の表示器体４００を備えており、シェード表示部７２が前面４０４に配置されている。運動方向変換リングギア４１２およびハウジング連結ピン４１６の態様をとる回転変換ユニットは、後面４０８に配置される。運動方向変換リングギア４１２は、動力伝達部材３２０の扇形ギア部３９６に係合し、表示器体４００は、動力伝達部材３２０の回転に応じて、軸Ａにほぼ垂直な軸Ｂの回りに回転する。ハウジング連結ピン４１６は、変速ギア表示ユニット３２４をハウジング３８に回転可能に連結し、これにより、図２および図３に示すように、シェード表示部７２が表示器ウィンドウ６４を通して視認可能になる。

本発明にかかる様々な実施形態を説明したが、本発明の意図および範囲を逸脱することなくさらなる変形を行ってもよい。例えば、様々な部品の大きさ、形状、配置、および向きは、所望に応じて変更されてもよい。互いに直接的に連結あるいは接触する部品は、それらの間に中間構造物を備えていてもよい。ある構成要素の機能は、２つあるいはそれ以上によって達成されるようにしてもよい。ある実施形態の構造および機能は、他の実施態様に適用してもよい。すべての利点が必ずしも同時に特定の実施の形態にもたらされる必要はない。単独あるいは他の特徴との組み合わせにおいて先行技術と異なるそれぞれの特徴は、この特徴により実施される構造的コンセプトおよび／又は機能的コンセプトを含むさらなる発明に対する内容をも考慮されるべきである。このように、本発明の範囲は、開示された特定の構造、または特定の構造あるいは特徴に対して初めに注目・強調した内容によって限定されるものではない。

図１は、自転車の具体的な実施例の側面図である。図２は、シフト制御装置が１番目の速度位置にある、ハンドルバーに装着されるシフト制御装置の詳細図である。図３は、１２番目におけるシフト制御装置の図である。図４Ａは、図２のＡ−Ａ線に沿って見た、９番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図４Ｂは、図２のＢ−Ｂ線に沿って見た、９番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、シフト制御装置２０の９番目の速度状態から１０番目の速度状態へのシフトアップ動作を例示するために用いられる概略図である。図６Ａは、図２のＡ−Ａ線に沿って見た、１０番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図６Ｂは、図２のＢ−Ｂ線に沿って見た、１０番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図７Ａおよび図７Ｂは、シフト制御装置２０の１０番目の速度状態から９番目の速度状態へ戻るシフトダウン動作を例示するために用いられる概略図である。図８Ａから図８Ｄは、シフト制御装置２０の１０番目の速度状態から１１番目の速度状態への動作を例示するために用いられる概略図である。図９Ａは、図２のＡ−Ａ線に沿って見た、１１番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図９Ｂは、図２のＢ−Ｂ線に沿って見た、１１番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図１０Ａは、図２のＡ−Ａ線に沿って見た、２番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図１０Ｂは、図２のＢ−Ｂ線に沿って見た、２番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図１１Ａは、図２のＡ−Ａ線に沿って見た、１２番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図１１Ｂは、図２のＢ−Ｂ線に沿って見た、１２番目の速度状態におけるシフト制御装置２０を示す。図１２Ａから図１２Ｄは、シフト制御装置２０の１２番目の速度状態から１０番目の速度状態への動作を例示するために用いられる概略図である。図１３はギア表示アッセンブリの分解図である。

符号の説明

１自転車
５駆動機構
２０シフト制御装置
３０，３４シフト制御ケーブルアッセンブリ
４８シフトアップレバー
５２シフトダウンレバー
５６，６０ケーブル調整筒状部
６４表示器ウィンドウ
６８変速ギア表示器
７２シェード表示部
８０外装変速ケーブル巻取り部材
８２内装変速ケーブル引張り部材
８３ワイヤコネクター
８４ａ，８４ｂ制御ピン
８８外装変速機ラチェット
９２制御歯
９３ピボットシャフト
９４ａ，９４ｂ駆動歯
９５ポジショニング歯
９６スイッチ制御アーム
９７制御凹部
９８制御アーム
９９制御ピン
１０１作動アーム
１００駆動爪
１１２外装変速駆動歯
１２０内装変速駆動歯
１３０切換部材
１３１第１切換部材制御部
１３２第２切換部材制御部
１３８爪制御面
１４２制御突出部
１４６制御凹部
１６０カム従動部
１６６制御テール部
１７０外装変速ポジショニング爪
１７４内装変速ポジショニング爪
２０４シフトダウン制御レバー
２１６外装変速爪制御部材
２２０内装変速爪制御部材
２３２爪駆動フック
２４２爪制御スイッチング部材
２８６制御アーム
２８８スイッチ制御当接部
３００変速ギア表示アッセンブリ
３０４太陽ギア部材
３１２遊星ギア
３１６，３２０動力伝達部材
３２８太陽ギア体
３３２外部太陽ギア歯部
３４８内部リングギア歯部
３５６内装変速連結ピン
３６８動力伝達アーム
３８０分離切頭円錐状保持器
３８４運動伝達シャフト
３８８運動方向変換部材
３９６外側扇型ギア部
４００表示器体
４１２運動方向変換リングギア

Claims

第１出力部材と、
前記第１出力部材を複数の第１出力部材位置に位置決めする第１出力部材ポジショニング機構と、
第２出力部材と、
前記第２出力部材を複数の第２出力部材位置に位置決めする第２出力部材ポジショニング機構と、
第１レスト位置と第１操作位置との間で移動する第１入力部材と、
前記第１レスト位置と前記第１操作位置との間の前記第１入力部材の移動によって、前記第１出力部材ポジショニング機構および前記第２出力部材ポジショニング機構の少なくとも一方が動作するように、前記第１入力部材と、前記第１出力部材ポジショニング機構と、前記第２出力部材ポジショニング機構とに機能的に連結される操作ユニットと、
を備え、
前記第１出力部材は、前記第２出力部材に対して相対的に回転する、
自転車用機械的操作装置。
前記第１出力部材および前記第２出力部材は同軸回りに回転する、
請求項１に記載の自転車用機械的操作装置。
前記第１レスト位置から前記第１操作位置までの前記第１入力部材の少なくとも１つの移動に対して、前記第１出力部材は、第１の第１出力部材位置から第２の第１出力部材位置に移動し、前記第２出力部材は、第１の第２出力部材位置から第２の第２出力部材位置へ移動しない、
請求項１又は２に記載の自転車用機械的操作装置。
前記第１レスト位置から前記第１操作位置までの前記第１入力部材の少なくとも１つの移動に対して、前記第１出力部材は、第１の第１出力部材位置から第２の第１出力部材位置に移動し、前記第２出力部材は、第１の第２出力部材位置から第２の第２出力部材位置へ移動する、
請求項１から３のいずれかに記載の自転車用機械的操作装置。
前記第１レスト位置から前記第１操作位置までの前記第１入力部材の前記少なくとも１つ移動に対して、前記第１出力部材は、前記第１の第１出力部材位置から前記第２の第１出力部材位置に選択された方向に移動し、前記第２出力部材は、前記第１の第２出力部材位置から前記第２の第２出力部材位置に前記選択された方向とは反対の方向に移動する、
請求項４に記載の自転車用機械的操作装置。
前記第１出力部材は、第１ケーブル移動部材を有する、
請求項１から５のいずれかに記載の自転車用機械的操作装置。
前記第１ポジショニング機構は、前記第１ケーブル移動部材に連結される第１ラチェットを有する、
請求項６に記載の自転車用機械的操作装置。
前記第２出力部材は、第２ケーブル移動部材を有する、
請求項１から７のいずれかに記載の自転車用機械的操作装置。
前記第１ポジショニング機構は、前記第１ケーブル移動部材に連結される第１ラチェットを有しており、第２ポジショニング機構は、前記第２ケーブル移動部材に連結される第２ラチェットを有する、
請求項８に記載の自転車用機械的操作装置。
前記操作ユニットは、前記第１レスト位置から前記第１操作位置への前記第１入力部材の移動に応じて、前記第１出力部材および前記第２出力部材の少なくとも一方に、前記第１出力部材に接続された第１ケーブルおよび前記第２出力部材に接続された第２ケーブルのいずれか一方を引っ張らせる、
請求項１から９のいずれかに記載の自転車用機械的操作装置。
前記操作ユニットは、前記第１レスト位置から前記第１操作位置への前記第１入力部材の移動に応じて、前記第１出力部材および前記第２出力部材の一方のみに、前記第１ケーブルおよび前記２ケーブルのいずれか一方を引っ張らせる、
請求項１０に記載の自転車用機械的操作装置。
前記操作ユニットは、前記第１レスト位置から前記第１操作位置への前記第１入力部材の移動に応じて、前記第１出力部材に前記第１ケーブルを引っ張らせ、前記第２出力部材に前記第２ケーブルを解放させる、
請求項１０に記載の自転車用機械的操作装置。
第２レスト位置と第２操作位置との間で移動する第２入力部材をさらに備え、
前記操作ユニットは、前記第２レスト位置から前記第２操作位置への前記第２入力部材の移動に応じて、前記第１出力部材および前記第２出力部材の少なくとも一方に、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルのいずれか一方を解放させる、
請求項１０に記載の自転車用機械的操作装置。
前記操作ユニットは、前記第２レスト位置から前記第２操作位置への前記第２入力部材の移動に応じて、前記第１出力部材および前記第２出力部材の一方のみに、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルのいずれか一方を解放させる、
請求項１３に記載の自転車用機械的操作装置。
第１出力部材と、
その移動に応じて前記第１出力部材が移動するように前記第１出力部材に機能的に連結される第１入力部材と、
第２出力部材と、
前記第１入力部材と、前記第１出力部材と、前記第２出力部材とに機能的に連結され、前記第１入力部材の選択された移動によって第１出力部材を移動させた後に、前記選択された移動と同じ方向における前記第１入力部材の複数の次の移動によって前記第２出力部材を複数回移動させる切換ユニットと、
を備える自転車用機械的操作装置。
第１出力部材と、
その移動に応じて前記第１出力部材が移動するように前記第１出力部材に機能的に連結される第１入力部材と、
第２出力部材と、
前記第１入力部材と、前記第１出力部材と、前記第２出力部材とに機能的に連結され、前記第１入力部材の複数の連続的な移動によって前記第１出力部材を複数回移動させた後に、前記第１入力部材の次の移動によって前記第２出力部材を移動させる切換ユニットと、
を備える自転車用機械的操作装置。
第１出力部材と、
その移動に応じて前記第１出力部材が移動するように前記第１出力部材に機能的に連結される入力部材と、
前記入力部材と前記第１出力部材とに機能的に連結され、前記入力部材の選択された移動によって前記第１出力部材を第１方向に移動させた後に、前記選択された移動と同じ方向の前記入力部材の次の移動によって前記第１出力部材を前記第１方向と異なる第２方向に移動させる切換ユニットと、
を備える自転車用機械的操作装置。
前記切換ユニットは、前記入力部材と前記第１出力部材とに機能的に連結され、前記入力部材の複数の連続的な移動によって前記第１出力部材を第１方向に複数回移動させた後に、前記複数の連続的な移動と同じ方向の前記入力部材の次の移動によって、前記第１出力部材を前記第１方向と異なる第２方向に移動させる、
請求項１７に記載の自転車用機械的操作装置。
第２出力部材をさらに備え、
前記切換ユニットは、前記入力部材と、前記第１出力部材と、前記第２出力部材とに機能的に連結され、前記入力部材の前記選択された移動によって前記第１出力部材を前記第１方向に移動させた後に、前記選択された移動と同じ方向の前記入力部材の次の移動によって前記第１出力部材を前記第１方向と異なる前記第２方向に移動させるとともに、前記第２出力部材を移動させる、
請求項１７又は１８に記載の自転車用機械的操作装置。
第２出力部材をさらに備え、
前記切換ユニットは、前記入力部材と、前記第１出力部材と、前記第２出力部材とに機能的に連結され、前記入力部材の複数の連続的な移動によって前記第１出力部材を前記第１方向に複数回移動させた後に、前記複数の連続的な移動と同じ方向の前記入力部材の次の移動によって前記第１出力部材を前記第１方向と異なる前記第２方向に移動させるとともに、前記第２出力部材を移動させる、
請求項１７又は１８に記載の自転車用機械的操作装置。