JP4135161B2

JP4135161B2 - 自転車用ブレーキ操作装置

Info

Publication number: JP4135161B2
Application number: JP2007267452A
Authority: JP
Inventors: 公二宇野
Original assignee: 公二宇野
Priority date: 2007-07-14
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2027-10-15
Also published as: JP2008074402A; US20100199798A1; DE112008001717T5; DE112008001717B4; US8646353B2; WO2009011110A1

Description

本発明は、自転車用ブレーキを操作する為の装置に関する。

自転車用ブレーキ操作装置においては、特許文献１から３に記載の実施例のように、アウターケーシング及びインナーワイヤーによって構成されるブレーキワイヤーを介してリムブレーキキャリパーやディスクブレーキキャリパー等を操作する案が知られている。
また、特許文献４に記載の実施例のように、液体で満たされたブレーキホースを介してリムブレーキキャリパーやディスクブレーキキャリパー等を操作する案が知られている。
また、特許文献１から４の案は、アウターケーシング及びインナーワイヤーによって構成されるシフトワイヤーを介して変速機を操作することも可能である。

特開平０５−２８６４７６号公報特開２００５−１５３８６４号公報特開平０５−０９７０８８号公報特開２００６−１２３８９８号公報

また、自転車用ブレーキ操作装置においては、特許文献５から６に記載の実施例のように、ブレーキレバーの揺動中心軸線に対して略垂直、且つブレーキレバーの長手方向に対して略垂直な軸線を中心に回転可能な操作部の回転を検出して電気信号を出力可能な案が知られている。
また、特許文献６には、ブレーキレバー及びブラケットにそれぞれ操作部が設置される実施例が記載されている。

特開平１０−２３０８８８号公報特開２００７−１３７４１２号公報

また、自転車用変速機操作装置においては、特許文献７に記載の実施例のように、液体で満たされたシフトホースを介して変速機を操作する案が知られており、また特許文献８に記載の実施例のように、気体で満たされたシフトホースを介して変速機を操作する案が知られている。

特開２００３−０４８５９３号公報特開平１１−２４５８７３号公報

また、自転車用電動変速機においては、特許文献９から１０に記載の実施例のように、外装変速機を制御する案や、特許文献１１のように内装変速機を制御する案が知られている。

特開２００６−１３７２０６号公報特開２００６−００７８４１号公報特開２００３−０４０１８７号公報

また、特許文献１から８には、変速機を制御する為の信号出力手段が記載されており、特許文献１から４はワイヤーによって、特許文献５から６は電気によって、特許文献７は液体によって、特許文献８は気体によって、それぞれ信号出力する案であると言える。

自転車用ブレーキ操作装置に、検出手段によって回転を検出可能な操作部を備える場合、ブレーキ操作の妨げになりにくく、且つ自転車の転倒時に破損しにくく、且つ操作ポジションの違いや手の大きさの違いがあっても操作フィーリングや操作効率が変化しにくく、且つ防塵や防水設計が容易となるようなものが求められている。

本発明の実施形態図等を用いて以下に説明するが、これは本発明の内容をより把握しやすいようにする為で、添付の特許請求の範囲を縮小するものではない。

また、以下に使用する前、後、右、左、及び下はいずれも、水平面を安定直進走行する自転車を基準にしており、例えば前方とは自転車の前進方向である。
はじめに、図１又は４を用いて代表的な自転車のハンドル周辺について簡単に説明する。ドロップタイプのハンドル１は中央部１６をハンドルポスト１８前端部１７にクランプされており、一端部１４は後方に向かって湾曲しており、湾曲した部分にブラケット２のバンド８が巻き回されてブラケット２が前方を向いて固定されている。またハンドル１の他端部は一端部１４と鏡像関係にあるので図１から６において記載を省略している。またハンドルポスト１８はステアリングチューブに接続されており、ステアリングチューブは自転車フレームのヘッドチューブ２０に挿入されてベアリング１９によってヘッドチューブ２０に対して回転可能に支持されている。

発明１に係る自転車用ブレーキ操作装置は、例えば図１から３の組み、又は、図４から６の組み、のように、
自転車のハンドル１に固定可能なブラケット２と、
ブラケット２に配置される軸線３を中心に揺動可能にブラケット２に支持されるブレーキレバー４と、
ブレーキレバー４の長手方向に沿うように配置される軸線５を中心に回転可能にブレーキレバー４に支持される操作部６と、
軸線５を中心とする操作部６の回転を検出可能な検出手段７と、
を備える、
自転車用ブレーキ操作装置である。

発明２に係る自転車用ブレーキ操作装置は、例えば図１から３の組み、又は、図４から６の組み、のように、
自転車のハンドル１に固定可能なブラケット２と、
ブラケット２に配置される軸線３を中心に揺動可能にブラケット２に支持されるブレーキレバー４と、
ブレーキレバー４の長手方向に対してなす角３０度以内に配置される軸線５を中心に回転可能にブレーキレバー４に支持される操作部６と、
軸線５を中心とする操作部６の回転を検出可能な検出手段７と、
を備える、
自転車用ブレーキ操作装置である。

発明３に係る自転車用ブレーキ操作装置は、例えば図１から３の組み、又は、図４から６の組み、のように、
自転車のハンドル１に固定可能なブラケット２と、
ブラケット２に配置される軸線３を中心に揺動可能にブラケット２に支持されるブレーキレバー４と、
ブレーキレバー４の長手方向に沿うように配置される軸線５を中心に回転可能に支持される操作部６と、
軸線５を中心とする操作部６の回転を検出可能な検出手段７と、
を備え、
ハンドル１にブラケット２が固定され、且つブレーキレバー４操作前の待機状態において、軸線５はブレーキレバー４及びハンドル１の間に配置される、
自転車用ブレーキ操作装置である。

発明４に係る自転車用ブレーキ操作装置は、例えば図１から３の組み、又は、図４から６の組み、のように、
自転車のハンドル１に固定可能なブラケット２と、
ブラケット２に配置される軸線３を中心に揺動可能にブラケット２に支持されるブレーキレバー４と、
ブレーキレバー４の長手方向に対してなす角３０度以内に配置される軸線５を中心に回転可能に支持される操作部６と、
軸線５を中心とする操作部６の回転を検出可能な検出手段７と、
を備え、
ハンドル１にブラケット２が固定され、且つブレーキレバー４操作前の待機状態において、軸線５はブレーキレバー４及びハンドル１の間に配置される、
自転車用ブレーキ操作装置である。

案１に係る自転車用ブレーキ操作装置は、発明１から４のいずれかの自転車用ブレーキ操作装置において、例えば図１から３の組み、又は、図４から６の組み、のように、
ブレーキレバー４の長手方向に沿うように操作部６の長手方向が配置される、
自転車用ブレーキ操作装置である。

案２に係る自転車用ブレーキ操作装置は、発明１から４のいずれかの自転車用ブレーキ操作装置において、例えば図１から３の組み、又は、図４から６の組み、のように、
軸線５に沿うように操作部６の長手方向が配置される、
自転車用ブレーキ操作装置である。

以上のように本発明では、ブレーキレバー４からの操作部６のはみ出し量が少ないので、ブレーキレバー４の揺動範囲が十分に確保可能でブレーキ操作の妨げになりにくく、且つ自転車の転倒時に破損しにくい。さらに、操作部６が軸線５を中心とする回転運動をするので直線運動をする操作部に比べて操作に必要な力が小さく安定しやすいので操作フィーリングが安定し、且つ防塵や防水が必要な場合に軸線５を中心としてシールを設けやすい。

また、発明１又は２によると、本発明の効果に加えて、操作部６を比較的シンプルな構造によって支持可能となる。

また、発明３又は４によると、本発明の効果に加えて、ブレーキレバー４及びハンドル１に操作部６が守られるので、さらに操作部６が破損しにくくなる。

また、案１又は２によると、本発明の効果に加えて、複数の操作部を配置しなくても、操作ポジションや手の大きさの違いにさらに柔軟に対応可能であり、且つ揺動中心軸線に対して略垂直な方向に長く伸ばされた従来の操作部に比べて、操作部６のいずれの部分を操作しても軸線５からの距離が比較的安定するので様々な操作ポジションで安定した操作フィーリングが得られる。

〔第１実施形態〕
図１から３において、待機状態であるブレーキレバー４は中空棒状のブラケット２の前端部に配置される軸線３を中心とする軸ピンに一端部が支持されて下方に伸びる棒状であり、ブレーキレバー４の他端部を後方に揺動させることで、軸線３に対して平行且つブレーキレバー４の中間部に配置される軸線９を中心とする軸ピンに一端部が接続されたプッシュロッド１０の他端部が油圧シリンダ１１の内筒を押して、油圧シリンダ１１に一端部が接続された連結部材１２であるブレーキホースの内圧が上昇し、連結部材１２の他端部に接続された油圧式ブレーキキャリパーが制動動作を開始する。

また、ブラケット２の上面１５、左側面２３、及び右側面３２にそれぞれ、右手の親指及び人差し指の根元部、親指の中間部、及び人差し指の中間部を当てた操作ポジションや、ハンドル１の一端部１４を右手で握った操作ポジションが代表的であり、どちらの操作ポジションからも人差し指をブレーキレバー４の前面２４に掛止可能である。
また、ブレーキレバー４の後面に沿うように、且つブレーキレバー４の長手方向に対してなす角３０度以内に配置される軸線５（なす角３０度以内であれば、ブレーキレバー４の長手方向に軸線５は十分沿っていると言えるだろう）を中心として回転可能な棒状の操作部６は、一端部に軸線５を中心とする軸形状２９と、他端部に軸線５を中心とする円筒形状と、軸線５に沿うように軸線５の後方、前方、及び左側方にそれぞれフィン形状２５から２７と、を備え、他端部の円筒形状３０はブレーキレバー４の中間部に設置される検出手段７の入力軸に回転不能に接続されることでブレーキレバー４に回転可能に支持され、軸形状２９はブレーキレバー４他端部の支持部２８に回転可能に支持されている。
また、検出手段７は、軸線５を中心とする入力軸を中立位置に戻す為の付勢部材と、中立位置から正転方向に５度程度回転させることで第１及び第２端子、逆転方向に５度程度回転させることで第２及び第３端子が閉じるような機構を備えるスイッチであり、第１、第２、及び第３端子がそれぞれ、信号線１３の３芯に電気的に接続されて、信号線１３によって自転車フレームに設置された変速制御基板に電気的に接続されている。また変速制御基板は第２端子が第１及び第３端子のどちらと閉じられるかを監視しており、一方が閉じられればアップ変速、他方が閉じられればダウン変速を行うように変速動作用のアクチュエータを制御している。また操作部６は、フィン形状２６及び２７がそれぞれブレーキレバー４に当たる為に、中立位置から正逆方向にそれぞれ１０度程度しか回転できない。
また、図１から３では省略されているが、ハンドル１の他端部にも鏡像関係にある自転車用ブレーキ操作装置が固定されており、左手で操作可能である。

〔第２実施形態〕
図４から６において、待機状態であるブレーキレバー４は中空棒状のブラケット２の前端部に配置される軸線３を中心とする軸ピンに中間部が支持されて下方に伸びる棒状であり、ブレーキレバー４の他端部を後方に揺動させることで、軸線３に対して平行且つブレーキレバー４の一端部に配置される軸線９を中心とする軸ピンに一端部が接続されたインナーワイヤー３５が、ブラケット２に一端部が係止された連結部材１２であるアウターケーシングから引っ張り出され、連結部材１２の他端部が係止されインナーワイヤー３５の他端部が接続されたワイヤー式ブレーキキャリパーが制動動作を開始する。

また、ブラケット２の上面１５、左側面２３、及び右側面３２にそれぞれ、右手の親指及び人差し指の根元部、親指の中間部、及び人差し指の中間部を当てた操作ポジションや、ハンドル１の一端部１４を右手で握った操作ポジションが代表的であり、どちらの操作ポジションからも人差し指をブレーキレバー４の前面２４に掛止可能である。
また、ブレーキレバー４の後面に沿うように、且つブレーキレバー４の長手方向に対してなす角３０度以内に配置される軸線５を中心として回転可能な棒状の操作部６は、一端部に軸線５を中心とする軸形状２９と、他端部に軸線５を中心とする円筒形状３０と、軸線５に沿うように軸線５の後方にフィン形状２５と、を備え、他端部の円筒形状３０はブレーキレバー４の中間部に設置される検出手段７の入力軸に回転不能に接続されることでブレーキレバー４に回転可能に支持され、軸形状２９はブレーキレバー４他端部の支持部２８に回転可能に支持されている。
また、ブレーキレバー４の後面に沿うように、且つブレーキレバー４の長手方向に対してなす角３０度以内に、且つ軸線５の後方に配置される軸線３３を中心として回転可能な棒状の操作部３４は、一端部に軸線３３を中心とする軸形状３６と、他端部に軸線３３を中心とする円筒形状４０と、軸線３３の後方及び左側方にそれぞれフィン形状３７及び３８と、を備え、他端部の円筒形状４０はブレーキレバー４の中間部に設置される検出手段３９の入力軸に回転不能に接続されることでブレーキレバー４に回転可能に支持され、軸形状３６はブレーキレバー４他端部の支持部２８に回転可能に支持されている。
また、検出手段７は、軸線５を中心とする入力軸を初期位置に戻す為の付勢部材と、初期置から５度程度回転させることで第１及び第２端子が閉じるような機構を備えるスイッチであり、また検出手段３９は、軸線３３を中心とする入力軸を中立位置に戻す為の付勢部材と、中立位置から正転方向に５度程度回転させることで第３及び第４端子、逆転方向に５度程度回転させることで第４及び第５端子が閉じるような機構を備えるスイッチである。また第１及び第３端子が電気的に接続され、且つ第２及び第４端子が電気的に接続され、且つ第３、第４、及び第５端子がそれぞれ、信号線１３の３芯に電気的に接続されて、信号線１３によって自転車フレームに設置された変速制御基板に電気的に接続されている。また変速制御基板は第４端子が第３及び第５端子のどちらと閉じられるかを監視しており、一方が閉じられればアップ変速、他方が閉じられればダウン変速を行うように変速動作用のアクチュエータを制御している。また操作部６は、フィン形状２５が操作部３４に当たる為に、初期位置から１０度程度しか回転できない。また操作部３４は、フィン形状３７及び３８がそれぞれ、操作部６及びブレーキレバー４に当たる為に、中立位置から正逆方向にそれぞれ１０度程度しか回転できない。
また、図４から６では省略されているが、ハンドル１の他端部にも鏡像関係にある自転車用ブレーキ操作装置が固定されており、左手で操作可能である。

〔その他の実施形態〕
第１実施形態の自転車用ブレーキ操作装置を第２実施形態のようにワイヤー式に変更することや、第２実施形態の自転車用ブレーキ操作装置を第１実施形態のように油圧式に変更することが出来る。

第１及び第２実施形態において、軸線５を中心とする回転可能範囲が制限されている操作部６を、例えばフィン形状２５から２７を小型化する等して１回転以上の回転が可能なようにし、ロータリーエンコーダで回転を検出して電気信号を出力するように変更することが出来る。

第１及び第２実施形態において、軸形状２９による回転の替わりに、例えば操作部６及びブレーキレバー４を繊維強化樹脂で一体成形し、軸線５が通る部分だけ薄く成形して操作部６が僅かな角度だけ回転できるというようなピボットレスの構造であっても良い。

第１及び第２実施形態において、アップ変速及びダウン変速用の電気信号をそれぞれ出力可能にしたが、例えば第２実施形態の操作部３４を取り去っても良い。この際、操作部６のシングルクリック及びダブルクリックでアップ変速及びダウン変速を判断させる等の案や、ブラケット２の例えば左側面２３に新たに操作部を設ける等の案が考えられる。

第１及び第２実施形態において、接点を直接動かすようなスイッチの替わりに、リードスイッチ及び磁石、フォトトランジスタ等の光センサー及びスリット、ホール素子等の磁気センサー及び磁石、等のような公知の様々な検出手段が使用出来る。

第１及び第２実施形態において、信号線１３を用いるような有線式の替わりに、無線式で信号出力しても良い。この際、例えば検出手段７からの電気信号で変調された搬送波を出力する為の制御基板、アンテナ、及び電池をブラケット２に内蔵させれば良いだろう。

第１及び第２実施形態において、自転車の変速機を制御する替わりに、前照灯、ウインカー、ホーン、速度表示機等を制御しても良いだろう。

第１及び第２実施形態において、ハンドル１及びブラケット２を例えばカーボンシート等によって一体成形することで、ハンドル１にブラケット２を固定しても良いだろう。

第１及び第２実施形態において、電気的なスイッチである検出手段７の替わりに、例えば特許文献２の実施例のように爪と爪車によって操作部６の回転を検出するような案や、特許文献８の実施例のように気体制御弁によって操作部６の回転を検出するような案が考えられる。

第１実施形態において、操作部６がブレーキレバー４に支持される替わりに、軸線３に対して略平行な軸線を中心に揺動可能にブラケット２に支持される部材に操作部６が支持されて、操作部６は実質的に軸線５を中心に回転可能にブラケット２に支持されるような構成が考えられる。このとき、特許文献３の実施例のように、ブレーキレバー４の揺動操作に操作部６が追従するように構成、配置すれば良いだろう。

第１実施形態を固定したハンドル１を左側方から見た、ブラケット２破断面図第１実施形態を左側方から見た図第１実施形態を右側方から見た、ブラケット２破断面図第２実施形態を固定したハンドル１を左側方から見た、ブラケット２破断面図第２実施形態を左側方から見た図第２実施形態を右側方から見た、ブラケット２破断面図

符号の説明

１. ハンドル
２. ブラケット
３,５,９,３３. 軸線
４. ブレーキレバー
６,３４. 操作部
７,３９. 検出手段
８. バンド
１０. プッシュロッド
１１. 油圧シリンダ
１２. 連結部材
１３. 信号線
１４. 一端部
１５. 上面
１６. 中央部
１７. 前端部
１８. ハンドルポスト
１９. ベアリング
２０. ヘッドチューブ
２１. トップチューブ
２２. ダウンチューブ
２３. 左側面
２４. 前面
２５,２６,２７,３７,３８. フィン形状
２８. 支持部
２９,３６. 軸形状
３０,４０. 円筒形状
３１. 下面
３２. 右側面
３５. インナーワイヤー

Claims

自転車のハンドルに固定可能なブラケットと、
前記ブラケットに配置される第１軸線を中心に揺動可能に前記ブラケットに支持されるブレーキレバーと、
前記ブレーキレバーの長手方向に沿うように配置される第２軸線を中心に回転可能に前記ブレーキレバーに支持される操作部と、
前記第２軸線を中心とする前記操作部の回転を検出可能な検出手段と、
を備える、
自転車用ブレーキ操作装置。
自転車のハンドルに固定可能なブラケットと、
前記ブラケットに配置される第１軸線を中心に揺動可能に前記ブラケットに支持されるブレーキレバーと、
前記ブレーキレバーの長手方向に対してなす角３０度以内に配置される第２軸線を中心に回転可能に前記ブレーキレバーに支持される操作部と、
前記第２軸線を中心とする前記操作部の回転を検出可能な検出手段と、
を備える、
自転車用ブレーキ操作装置。
自転車のハンドルに固定可能なブラケットと、
前記ブラケットに配置される第１軸線を中心に揺動可能に前記ブラケットに支持されるブレーキレバーと、
前記ブレーキレバーの長手方向に沿うように配置される第２軸線を中心に回転可能に支持される操作部と、
前記第２軸線を中心とする前記操作部の回転を検出可能な検出手段と、
を備え、
前記ハンドルに前記ブラケットが固定され、且つ前記ブレーキレバー操作前の待機状態において、前記第２軸線は前記ブレーキレバー及び前記ハンドルの間に配置される、
自転車用ブレーキ操作装置。
自転車のハンドルに固定可能なブラケットと、
前記ブラケットに配置される第１軸線を中心に揺動可能に前記ブラケットに支持されるブレーキレバーと、
前記ブレーキレバーの長手方向に対してなす角３０度以内に配置される第２軸線を中心に回転可能に支持される操作部と、
前記第２軸線を中心とする前記操作部の回転を検出可能な検出手段と、
を備え、
前記ハンドルに前記ブラケットが固定され、且つ前記ブレーキレバー操作前の待機状態において、前記第２軸線は前記ブレーキレバー及び前記ハンドルの間に配置される、
自転車用ブレーキ操作装置。