JP4280764B2 - 自転車用変速操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速操作装置、特に、自転車のハンドルバーに装着可能な自転車用変速操作装置に関する。

自転車には、内装変速装置や外装変速装置などの変速装置が搭載されているものがある。このような変速装置が搭載された自転車には、ハンドルバーにブレーキ操作装置と別体のグリップ式の変速操作装置が設けられているものが知られている。

従来のグリップ式の変速操作装置は、ハンドルバーに装着される取付部と、取付部に回動自在に装着された操作部と、取付部と操作部との間に配置された変速ケーブル巻き取り用の巻取部材と、巻取体を位置決めする位置決め機構とを有している（たとえば、特許文献１参照）。取付部には、クランプボルトにより締め付けられてハンドルバーに固定されるクランプ部が設けられている。

取付部には、ボーデン型の変速ケーブルのアウターケーシングが係止されるアウター係止部が設けられている。巻取部材には、ボーデン型の変速ケーブルのインナーケーブルの一端が係止されるインナー係止部が設けられている。インナーケーブルの他端は、ディレーラや内装変速ハブなどの変速装置に連結されている。インナーケーブルは、通常は予め変速操作装置に先端が係止された状態で販売される。インナーケーブルの長さは予め設定されており、たとえば、２ｍ程度である。
特開２００４−０３４９８０公報

前記従来の構成では、インナーケーブルの長さが予め決められているので、アウター係止部から巻取部材に係止されるまでの変速操作装置内に配置されるインナーケーブルの長さが長いと、変速装置までインナーケーブルが届かないおそれがある。したがって、変速操作装置内に配置可能なインナーケーブルの長さが制限される。

また、前かごとの干渉を避けるためなどの理由で変速ケーブルの取付方向を変更すると、インナーケーブルの移動方向変更部分における取付部との接触によりインナーケーブルの移動に対する摩擦力が大きくなり操作力が大きくなる。このため、変速ケーブルの取付方向も制限される
このように変速操作装置内のインナーケーブルの長さや変速ケーブルの取付方向が制限されるため、変速操作装置の形状や構造に制約が生じ変速操作装置の設計の自由度が低い。

本発明の課題は、変速ケーブルが連結される変速操作装置において、設計の自由度を向上させることにある。

発明１に係る自転車用変速操作装置は、取付部と、巻取部材と、操作部材と、ガイド部と、連結ケーブルと、ケーブル連結部材と、を備えている。取付部は、自転車のハンドルバーに装着可能な本体部と、本体部から延び、ボーデン型変速ケーブルのアウターケーシングを係止可能なアウター係止部が設けられたケーブル導入部と、を有する。巻取部材は、取付部に回動可能に連結された部材である。操作部材は、巻取部材に連結されて巻取部材を回動操作する部材である。ガイド部は、ケーブル導入部内に設けられたものである。連結ケーブルは、一端が巻取部材に連結されたものである。ケーブル連結部材は、連結ケーブルの他端に連結され、変速ケーブルのインナーケーブルの先端を着脱可能に係止するインナー係止部を有し、巻取部材の回動に応じてガイド部に沿って移動するものである。ガイド部は湾曲部を有し、ケーブル連結部材は湾曲部に沿って移動する。

この変速操作装置では、変速ケーブルのインナーケーブルの先端は、ケーブル連結部材のインナー係止部に係止される。ケーブル連結部材は、一端が巻取部材に連結された連結ケーブルの他端に連結されている。また、ケーブル連結部材は、巻取部材の回動に応じてケーブル導入部の内部に設けられたガイド部に沿って移動する。このため、インナーケーブルが連結ケーブルを介して巻取部材に連結されとともに、ケーブル連結部材がガイド部に案内されて滑らかに移動することができる。ケーブル連結部材の移動方向を変更できるようにガイド部を構成すれば、インナーケーブルから連結ケーブルを経て巻取部材に至るケーブルの移動方向を簡単に変更できる。ここでは、巻取部材とインナーケーブルとの間に連結ケーブルを設けるとともに、インナーケーブルが係止されるケーブル連結部材がガイド部に案内されるので、インナーケーブルの長さが制限されにくくなるとともに、変速ケーブルの取付方向が制限されにくくなる。このため、変速操作装置の形状や構造に対する制約が少なくなり、変速操作装置の設計の自由度が向上する。

また、ガイド部が湾曲部を有するので、ガイド部で連結ケーブルの移動方向を変更することができる。

発明２に係る自転車用変速操作装置は、発明１に記載の装置において、巻取部材は、ハンドルバーの軸回りに回動可能であり、ケーブル導入部は、本体部からハンドルバーと交差する方向に延びた後にハンドルバーに沿った方向に曲がっている。この場合には、変速ケーブルがハンドルバーに沿って配置されるので、前かごなどの装備品を自転車の前部に取り付けても変速ケーブルが装備品と干渉しにくくなる。

発明３に係る自転車用変速操作装置は、発明１又は２に記載の装置において、連結ケーブルの他端はケーブル連結部材に固定されている。この場合には、連結ケーブルの他端にケーブル連結部材が溶接やカシメ固定などの適宜の固定手段により固定されているので、ケーブル連結部材を連結ケーブルに連結する手間を省ける。

本発明によれば、巻取部材とインナーケーブルとの間に連結ケーブルを設けるとともに、インナーケーブルが係止されるケーブル連結部材がガイド部に案内されるので、インナーケーブルの長さが制限されにくくなるとともに、変速ケーブルの取付方向が制限されにくくなる。このため、変速操作装置の形状や構造に対する制約が少なくなり、変速操作装置の設計の自由度が向上する。

図１において、本発明の一実施形態が搭載された自転車１は、フロントフォーク３及びフロントフォーク３に上部に固定されたハンドルバー４を有するフレーム２を備えた軽快車である。フレーム２の前部には、前かご６が装備されている。フレーム２の後端部には、変速装置を構成する、たとえば複数段（たとえば高中低の３段）変速可能な内装変速ハブ１８が装着されている。内装変速ハブ１８は、ボーデン型変速ケーブル３０のインナーケーブル３０ａ（図２）を介してハンドルバー４に装着されたグリップ式の変速操作装置１５に連結されている。なお、インナーケーブル３０ａは、内装変速ハブ１８により内装変速ハブ１８方向に引っ張られている。変速操作装置１５のハンドルバー４の内側には、ブレーキ操作装置１６が配置されている。

ブレーキ操作装置１６は、図２及び図３に示すように、ハンドルバー４に装着可能なブラケット２０と、ブラケット２０に揺動自在に連結されたブレーキレバー２１とを有している。ブラケット２０は、ハンドルバー４にクランプボルト２２により締め付け固定されるクランプ部２５と、クランプ部２５と一体形成されブレーキレバー２１を揺動軸２３により揺動自在に連結するレバー連結部２６と、レバー連結部２６からブレーキレバー２１と逆側に延びるアウター係止部２７とを有している。クランプ部２５とレバー連結部２６との間には、ブレーキレバー２１の先端側に延びる段差部２６ａが形成されており、揺動軸２３は、段差部２６ａに近接して配置されている。したがって、揺動軸２３は、クランプ部２５よりブレーキレバー２１の先端側に配置されている。アウター係止部２７には、ボーデン型ブレーキケーブル３１のアウターケーシング３１ｂが係止される。

ブレーキレバー２１は、基端が揺動軸２３に連結されている。ブレーキレバー２１は、基端から中間部にかけてブラケット２０内に収納されており、中間部にブレーキケーブル３１のインナーケーブル３１ａが係止される。また、ブレーキレバー２１は、中間部から先端に向けて折れ曲がってハンドルバー４と間隔を隔ててアウター係止部２７から離れる方向に延びている。

＜変速操作装置の構成＞
変速操作装置１５は、ボーデン型変速ケーブル３０のインナーケーブル３０ａを、内装変速ハブ１８の変速段数に合わせて、複数段階（たとえば、低速位置と中速位置と高速位置との３段階）に引っ張ったり解放したりすることができるグリップ式のものである。

変速操作装置１５は、図４から図７に示すように、ハンドルバー４に装着可能な取付部４０と、取付部に回動可能に連結された巻取部材４１と、巻取部材４１に機能的に連結された操作部材４２と、取付部４０に設けられたガイド部４３（図５）と、一端が巻取部材４１に連結された連結ケーブル４４と、連結ケーブル４４の他端に連結されたケーブル連結部材４５とを備えている。

取付部４０は、合成樹脂製の取付部本体（本体部の一例）５０と、取付部本体５０に固定された金属製のクランプ部材５１と、取付部本体５０と一体形成され取付部本体５０から延びるケーブル導入部５２と、取付部本体５０の内周部に回転不能に連結される回動支持部（図４）５３と、有している。また、取付部４０は、カバー部材５４により開口部分が覆われている。取付部本体５０は、回動支持部５３が内周部に連結される筒状の連結部５５と、連結部５５より小径に形成され、内部にクランプ部材５１が固定されるＵ字状のクランプ収納部５６と、ブラケット２０の少なくとも一部を収納可能な収納部５７と、を有している。

クランプ収納部５６の間隔を隔てて配置されたＵ字の第１及び第２辺５６ａ，５６ｂは、ケーブル導入部５２と実質的に直交する方向に向いている。これにより、収納部５７の形成が可能になる。第１及び第２辺５６ａ，５６ｂの先端側には、後述するクランプボルト６０が貫通可能な貫通孔５６ｃと、後述するナット部５１ｂを配置可能な貫通孔５６ｄとが各別に形成されている。

収納部５７は、クランプ収納部５６の第２辺５６ｂの外側面に設けられている。収納部５７は、ブレーキ操作装置１６のブラケット２０の段差部２６ａを収納可能に連結部５５に向かって凹んで形成されている。

クランプ部材５１は、図６に示すように、ハンドルバー４をクランプ可能にＵ字状に形成され一端側にクランプボルト６０の頭部６０ａが係止される貫通孔５１ａを有し、他端側にクランプボルト６０が螺合するナット部５１ｂを有している。

ケーブル導入部５２は、取付部本体５０からハンドルバー４と交差する方向に延びた後にハンドルバー４に沿った方向に湾曲している。ケーブル導入部５２のハンドルバー４に沿った方向の先端には、変速ケーブル３０のアウターケーシング３０ｂを係止可能なアウター係止部５９が設けられている。したがって、変速ケーブル３０の先端はハンドルバー４に沿った方向に配置され、前かご６がフレーム２の前部に装着されていても、前かご６が変速ケーブル３０と干渉しにくい。

ケーブル導入部５２の先端には、アウター係止部５９がねじ込まれてインナーケーブル３０ａの張りを調整可能なねじ孔５２ａが形成されているとともに、インナーケーブル３０ａを横から配置できるケーブル用スリット５２ｂが形成されている。アウター係止部５９は、ロックナット５９ａにより回り止めされる。ケーブル導入部５２の一面には、インナーケーブル３０ａ及び連結ケーブル４４が移動可能な移動空間５２ｃが形成されている。移動空間５２ｃの内壁面には、位置決め突起５２ｄが形成されている。

回動支持部５３は、図４に示すように、巻取部材４１及び操作部材４２を回動自在に支持するとともに、操作部材４２及び巻取部材を３つの変速位置のいずれかに位置決めする。回動支持部５３は、巻取部材４１及び操作部材４２を回動自在に支持する筒状の支持体６２と、操作部材４２と一体回転する中間部材６３と、中間部材６３を支持体に向けて付勢するたとえば皿ばねの形態の付勢部材６４とを有している。支持体６２は、操作部材４２を支持する操作支持部６２ａと、巻取部材４１を支持する巻取支持部６２ｂ、両支持部６２ａ，６２ｂの間に配置された大径の鍔部６２ｃとを有している。

中間部材６３は、アイドラと呼ばれる概ね円板状の部材であり、外周側が操作部材４２に係合して操作部材４２と一体回動するとともに軸方向に移動自在に巻取支持部６２ｂに装着されている。また内周側が鍔部６２ｃに係合して回動方向の３つの位置のいずれかに位置決めされる。中間部材６３は、巻取部材４１に係合する係合突起６３ａを有し、係合突起６３ａを介して巻取部材４１を回動させる。

巻取部材４１は、ハンドルバー４の軸回りに回動可能であり、取付部４０の支持体６２の巻取支持部６２ｂに回動自在に支持されている。巻取部材４１には、連結ケーブル４４の一端が係止されるケーブル係止部４１ａが外周側に設けられている。また、連結ケーブル４４が巻き付けられるケーブル巻付溝４１ｂが外周面に形成されている。

操作部材４２は、概ね筒状の部材であり、操作支持部６２ａに回動自在に支持される合成樹脂製の回動部４２ａと、回動部４２ａの外周側に一体回動可能に装着される合成ゴム製の操作グリップ部４２ｂとを有している。この操作グリップ部４２ｂに隣接してハンドルバー４の端部には、図２に示すように、グリップ７０が装着されている。

ガイド部４３は、図５に示すように、取付部４０のケーブル導入部５２の移動空間５２ｃ内に着脱可能に設けられている。ガイド部４３は、たとえばポリアセタール樹脂やフッ素樹脂等の摺動抵抗が比較的小さい合成樹脂製の部材であり、ケーブル導入部５２の湾曲部分に配置される湾曲部４３ａと、ケーブル連結部材４５の浮き上がりを防止するために他の部分より突出して形成された浮き上がり防止部４３ｂと、ケーブル導入部５２の移動空間５２ｃの内壁面に形成された位置決め突起５２ｄに係合して位置決めするための位置決め凹部４３ｃと、を有している。

連結ケーブル４４は、図４に示すように、インナーケーブル３０ａと略同様な仕様のケーブル本体４４ａと、ケーブル本体４４ａの一端にたとえば溶接接合され、巻取部材４１のケーブル係止部４１ａに着脱可能に係止される円柱状のニップル４４ｂと、を有している。ケーブル本体４４ａの長さは、巻取部材４１が３つの位置のいずれかに回動しても、連結ケーブル４４の他端に連結されたケーブル連結部材４５がガイド部４３に配置され得る長さである。

ケーブル連結部材４５は、図５及び図７に示すように、たとえば、亜鉛合金やアルミニウム合金や鉄系合金等の金属製の部材である。ケーブル連結部材４５の基端には、連結ケーブル４４が固定されている。具体的には、連結ケーブル４４の他端を金型内に挿入した状態で成型することにより連結ケーブル４４の他端をケーブル連結部材４５の基端に固定している。ケーブル連結部材４５には、インナーケーブル３０ａの先端に固定された円柱状のニップル３０ｃを係止するインナー係止部４５ａが形成されている。ケーブル連結部材４５の側面には、側部から先端にかけてインナーケーブル３０ａが通過可能なスリット４５ｂが側面とインナー係止部４５ａとを貫通して形成されている。

＜変速操作装置の動作＞
この変速操作装置１５では、操作部材４２を回すと巻取部材４１が変速ケーブル３０のインナーケーブル３０ａを巻取方向及び繰り出し方向に移動させて変速操作が行われる。具体的には、操作部材４２を巻取方向（図６時計回り）に回動操作すると、操作部材４２から中間部材６３を介して巻取部材４１が低速位置から中速位置又は高速位置に回動する。巻取部材４１が回動すると、連結ケーブル４４が巻取部材４１に巻き取られるとともに、他端に固定されたケーブル連結部材４５がケーブル導入部５２内を図５上方にガイド部４３に沿って移動し、ケーブル連結部材４５に係止されたインナーケーブル３０ａが図５左方に引っ張られ移動する。これにより、インナーケーブル３０ａに連結された内装変速ハブ１８が中速又は高速に変速動作する。このとき、ケーブル連結部材４５がガイド部４３に案内されているので、摩擦抵抗が小さくなり、ケーブル連結部材４５の移動方向が変化しても変速操作をスムーズに行える。このため、変速ケーブルの取付方向の制限が緩和される。また、高速位置又は中速位置から低速位置側に向けて操作部材４２を回動させると、内装変速ハブ１８により引っ張られたインナーケーブル３０ａがケーブル連結部材４５及び連結ケーブル４４を図５右方に移動させてインナーケーブル３０ａが解放される。

ここでは、巻取部材４１とインナーケーブル３０ａとの間に連結ケーブル４４を設けるとともに、インナーケーブル３０ａが係止されるケーブル連結部材４５がガイド部４３に案内されるので、インナーケーブル３０ａの長さが制限されにくくなるとともに、変速ケーブル３０の取付方向が制限されにくくなる。このため、変速操作装置１５の形状や構造に対する制約が少なくなり、変速操作装置１５の設計の自由度が向上する。

また、ハンドルバー４に変速操作装置１５とブレーキ操作装置１６とを並べて配置する際には、最初にブレーキ操作装置１６のブラケット２０をハンドルバー４の端部から内側にずらせながらハンドルバーに仮止めする。次に変速操作装置１５の取付部４０をクランプボルト６０を回してハンドルバー４に仮止めする。このとき、ブレーキ操作装置１６のブラケット２０の段差部２６ａを収納部５７に収納した状態で取付部４０をハンドルバー４に装着する。そして、グリップ７０をハンドルバー４に装着して変速操作装置１５をグリップ７０に合わせてハンドルバー４に固定する。最後に、ブレーキ操作装置１６を収納部５７に段差部２６ａが収納された状態でハンドルバー４に固定する。ここでは、ブラケット２０の一部（段差部２６ａ）が取付部４０の収納部５７に収納されるので、ブラケット２０に揺動自在に装着されたブレーキレバー２１の先端が可及的にハンドルバー４の軸方向外側に配置される。このため、ブレーキレバー２１を操作できる長さが減少するのを可及的に抑えることができる。

＜他の実施形態＞
（ａ）前記実施形態では、内装変速ハブ１８を変速操作するグリップ式の変速操作装置１５を例に本発明をしたが、本発明はこれに限定されずハンドルバーに装着される変速操作装置であればどのような形態や変速段数でもよい。たとえば、ディレーラを用いた外速変速装置又は内装変速装置を変速するグリップ又はレバー式の変速操作装置にも本発明を適用できる。

（ｂ）前記実施形態では、ブレーキ操作装置１６と別体の変速操作装置１５を例示したが、ブレーキ操作装置と一体の変速操作装置にも本発明を適用できる。この場合、ブレーキレバーで少なくとも一方向の変速操作できるものでもよいし、ブレーキレバーと別の操作部材で変速操作できるものでもよい。

（ｃ）前記実施形態では、連結ケーブル４４の一端にニップル４４ｂを固定し、連結ケーブル４４が巻取部材４１に着脱可能に係止されているが、連結ケーブルの一端は巻取部材４１に連結されていればよく、たとえば、巻取部材に溶接接合などの適宜の固定手段により固定してもよい。また、前記実施形態では、連結ケーブル４４の他端をケーブル連結部材４５に固定しているが、連結ケーブルの他端はケーブル連結部材に連結されていればよく、たとえば一端と同様にニップルを他端に固定してケーブル連結部材に着脱可能に係止してもよい。

（ｄ）前記実施形態では、アウター係止具５９がインナーケーブル３０ａの張りを調整可能な別部材であったが、アウターケーシング３０ｂを係止できる構造であれば、調整機能を有していなくてもよい。たとえば、ケーブル導入部５２の先端にアウター係止部を一体形成してもよい。

本発明の一実施形態が採用された自転車の側面図。 その変速操作装置取付部分の正面図。 その変速操作装置取付部分の背面拡大図。 変速操作装置の要部分解背面図。 変速操作装置のケーブル導入部の正面拡大図。 変速操作装置の右側面図。 図５のVII−VII断面図。

符号の説明

４ ハンドルバー
１５ 変速操作装置
３０ 変速ケーブル
３０ａ インナーケーブル
３０ｂ アウターケーシング
４０ 取付部
４１ 巻取部材
４２ 操作部材
４３ ガイド部
４４ 連結ケーブル
４５ ケーブル連結部材
４５ａ インナー係止部
５０ 取付部本体（本体部の一例）
５２ ケーブル導入部
５９ アウター係止部

Claims (3)

1. 自転車のハンドルバーに装着可能な本体部と、前記本体部から延び、ボーデン型変速ケーブルのアウターケーシングを係止可能なアウター係止部が設けられたケーブル導入部と、を有する取付部と、
   前記取付部に回動可能に連結された巻取部材と、
   前記巻取部材に連結されて前記巻取部材を回動操作する操作部材と、
   前記ケーブル導入部内に設けられたガイド部と、
   一端が前記巻取部材に連結された連結ケーブルと、
   前記連結ケーブルの他端に連結され、前記変速ケーブルのインナーケーブルの先端を着脱可能に係止するインナー係止部を有し、前記巻取部材の回動に応じて前記ガイド部に沿って移動するケーブル連結部材と、を備え、
   前記ガイド部は湾曲部を有し、前記ケーブル連結部材は前記湾曲部に沿って移動する、自転車用変速操作装置。
2. 前記巻取部材は、前記ハンドルバーの軸回りに回動可能であり、
   前記ケーブル導入部は、前記本体部から前記ハンドルバーと交差する方向に延びた後に前記ハンドルバーに沿った方向に曲がっている、請求項１に記載の自転車用変速操作装置。
3. 前記ケーブル連結部材は、前記連結ケーブルの他端に固定されている、請求項１又は２に記載の自転車用変速操作装置。

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