JP3566650B2 - 自転車変速機切替え用の補助装置及びフロントディレイラ装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車変速機のための制御装置に関するものであり、より詳しくは、自転車変速機の操作を補助するために、回転クランク、アクセル、又は他の回転部材からの回転力を利用する装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】
典型的な自転車変速機は、変速機と、ハンドルバーに装着された手操作シフト制御装置とを結ぶシフト操作ワイヤで操作される。
ライダーは、変速機を所望の態様に制御する該シフト操作ワイヤを、選択的に引いたり又は緩めたりして該シフト操作装置を操作する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
自転車変速機を設計する目的の一つは、最少量の努力によって変速機を容易に操作することにある。
これは、シフト操作装置の不必要な動作を最小限にすることだけでなく、該シフト操作装置を操作するのに必要な力を最小限にすることをも含むものである。チェーンを一つの歯車から他の歯車へシフトするために使用されるディレーラのような自転車変速機の場合には、該チェーンを一つの歯車から他の歯車まで移動させて脱線させることに要する力の量は非常に大きくなる可能性があり、とりわけ、移動先の歯車が元の歯車より実質的に大きい時や、ライダーが実質的な漕ぐ力をチェーンに対して発揮している時にはそうである。
その必要な操作力は、小さな力がチェーンに作用している時のみにシフト操作を行うことによって、削減することは可能であるかが、それは、ライダーが、彼らの漕ぐ技法を意識的に変更すること、そして/又は小さい漕ぐ力がチェーンに作用している時のみに意識的にシフト操作装置を操作することを要するものである。
これは、大変気が取られるものであり、レースのような状況では特にそうである。
また、ディレイラの作動比率が、多少大きい場合もある。
それ故、シフト操作ワイヤはチェーンが一つの歯車から他の歯車へ十分に移動するような実質的な距離を動かねばならず、ライダーはそのような大きな移動量に対応してシフト操作装置を動かすことが強いられる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自転車変速機の切り替えのための補助装置に関するものであり、該変速機を操作するために非常に小さい力を必要とし、そのシフト操作操作ワイヤは非常に少ない量だけ引かれ又は緩められることを必要とし、該補助装置は、自動的に移動量を決定し、シフト操作を行うものである。
本発明の一実施形態において、回転部材からの力を自転車変速機の操作を補助するために使用する補助装置は、装着部材と、カム軸の回りに回転するために装着部材に組み込まれたカム面を有するカム部材と、該カム部材の回転に対応して動くためにカム面に連動するカムフォロアーと、変速機作動手段に該カムフォロアーの動きを伝達するための変速機作動手段カップリングと、カム部材を回転させるためにカム部材に連結され、第1拘束位置と第1非拘束位置との間を動く第一カップリングと、該第1カップリングを第1拘束位置へ移動させるための操作部材と、該カム部材の回転位置に応じて第1カップリングを第1の非拘束位置へ移動させるための解除部材とを具備するものである。
該第1カップリングが、カム部材を選択的に拘束し、あるいは拘束を解くことにより、回転部材の回転力は切り替え操作を補助するために使用される。
【0005】
より特定された実施形態においては、前記カムフォロアーは、前記カム面と連働する第1端部と、第2端部を有するカムフォロアレバーの形態を備える。
前記変速機作動手段カップリングは、ケーブルコネクターであってもよく、前記カムフォロアレバーに連結されていてもよい。
該操作部材は、操作レバーのような形態であってもよく、第1非拘束位置において第1カップリングを支えるためのフックや突起を備えてもよい。
このような実施形態においては、該第1カップリングは、回転部材を拘束するために、カム軸に対して半径方向の内側へ向かって第1拘束位置まで動き、また、該第1カップリングは、回転部材からの拘束を解くために、カム軸に対して半径方向の外側へ向かって第1非拘束位置まで動く。
該第1カップリングが該回転部材を拘束した際には、該第1カップリングは、カム部材を伴なって回転する。
【0006】
二段変速の補助装置に適用した本発明の実施形態においては、第2カップリングは、カム部材を回転させるためにカム部材に対して連結されており、ここで該第2カップリングは、前記回転部材を拘束するための第2拘束位置と、該回転部材の拘束を解除する第2非拘束位置との間を移動する。
該第2カップリングは第1カップリングから離れた位置に配され、該第1カップリングと該第2カップリングとは共に該カム部材と共に回転するように、カム部材に連結されている。
操作部材は、同じく操作レバーの形態を備えてもよく、前記カム部材が初期の位置にある時に、第1カップリングを第1非拘束位置で支持する第1制御面を具備するものである。
さらに、装着部材は、カム部材が初期の位置にある時に、第2カップリングを第2非拘束位置で支持する第2制御面を具備する。
カップリングが機能し、カム部材が第1及び第2のカップリングとともに所定量だけ回転した後には、円周の方向に拡張された第1斜面が、第1カップリングを第1非拘束位置まで戻す。
また、操作レバー上の第1制御面は、第2カップリングを第2非拘束位置まで戻す。
カム面は、カムフォロアーが変速補助ワイヤを二つの異なる変速制御位置へ動かすように形成されている。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る自転車変速機の切替え用の補助装置14の特定の実施形態を組み込んだ自転車の下部ブラケットアッセンブリ10の部分断面図である。下部ブラケットアッセンブリ10は、一般的な自転車フレーム(図示せず)に装着される下部ブラケットシェル18と、管型軸支持スリーブ22と、スリーブカプラ26と、回転部材である軸30と、ボールベアリング34及び38と、クランクアームアッセンブリ42及び46とを備える。
軸支持スリーブ22は、補助装置14の装着部材300を下部ブラケットシェル18上に保持するために第1端部上に半径方向外側へ拡張したフランジ50と、ボールベアリング34及び38とをそれぞれ拘束するためのベアリング面58及び62と、スリーブカプラ26の内周面70を拘束するための外周面66とを有する。
スリーブカプラ70は、下部ブラケットシェル18の側面を拘束するために半径方向外側に拡張したフランジ74を備える。
【0008】
この実施形態において、軸30は実質的に中空の部材であり、ボールベアリング34及び38をそれぞれ拘束するベアリング面78及び82と、クランクアームアッセンブリ42及び46においてクランク軸装着穴99及び100の内周面上に形成された相補的な溝94及び98とをそれぞれ拘束する溝86及び90、そして、クランクアームアッセンブリ42及び46とを軸30に装着するように、ねじボルト108及びと112とをそれぞれ拘束するねじ山のきられた内周面102及び104とを備える。
【0009】
図1及び図2Aに示したように、クランクアームアッセンブリ46は、細長いクランクアーム体120を有し、また、クランク軸装着穴100と溝98とを定める内周面を有するクランク軸装着ボス124を第1端部に有し、ペダル装着ねじ穴128を第2端部に有する。
複数の、例えば5つの歯車装着部材132は、クランク軸装着ボス124の周囲に装着されたシール支持ボス133から半径方向外側に拡張されている。
シール支持ボス133は、補助装置14の側面カバー137の外表面を密閉する環状シール135を支持するための環状の溝134を有する。
【0010】
この実施形態においては、半径方向外側に突き出た複数の歯138と、内周面140とを有する、通常、リング形状の大径の歯車136は、複数の歯車装着部材132とともに一体的に形成される。
通常、半径方向外側に突き出た複数の歯148と内周面152を有するリング形状の小径の歯車144は、ボルト156とスペーサ160とを介して複数の歯車装着部材132に装着される。
クランク軸装着穴100と同軸の環状の駆動リング170は、クランク軸装着ボス124の外周面上の溝178を回転しないように拘束するため、内周面に形成された複数の溝174を有する。
各溝174は、半径方向に最も内側の第1円周面180と、その外側の第2円周面182と、該第1円周面180と該第2円周面182とをつなぐ側面184とを有する。
この実施形態において、第1円周面180と第2円周面182は、それぞれ平滑でありクランクアームアッセンブリ46の回転方向に対して垂直である。
クランク軸装着ボス124上の溝178は、同じ構造を有する。
もちろん、その溝に対して、他の形状や方向を適用することも可能である。
また、駆動リング170はクランク軸装着ボス124と共に一体的に形成することも可能である。
【0011】
駆動リング170の外周面には、互いの位置より180度で離れた、クランクアームアッセンブリ46の回転方向に面した接合面192A及び192Bを有する、1対の駆動突起190A及び190Bとをそれぞれ形成されている。
言い換えると、接合面192Aと192Bは、図2Aにおいて反時計回りの方向に面している。
接合面192Aと192Bとは、クランクアームアッセンブリ46の回転軸Xから、半径方向外側に向かって伸びる架空の直線上にあり、且つクランク軸装着ボス124の外周面に垂直に形成されている。
接合面192Aと192Bとが交差する位置において、駆動リング170の外周面は図2A中で反時計回りに、一定の曲率半径で20度以上で、本実施形態では、45度以上で拡張され、追従する駆動突起の後端に近づくまで、突起の先端に至るまで窪まずに曲率半径が増加する。
本実施形態において、駆動リング170の外周面は、対応する突起の先端に至るまでの平滑な傾斜面が形成されるが、それは同様に弓形にすることもできる。図2Aにおいて明白なように、駆動突起190Aと190Bとは、駆動リング170の外周面からほんのわずかに拡張されている。
駆動突起190Aと190Bとは、環状のシール溝134と同じように、小さい歯車144の内周面152の直径より小さい直径を有している。
【0012】
図2Aに示された該クランクアームアッセンブリ46は、クランクアーム体120の長手方向の中央軸Rを横切るように方向付けられた接合面192Aと192Bを備えている。
しかしながら、接合面192Aと192Bの位置は、歯車の設計に応じて、あるいは他の考慮すべき点に応じて他の位置に設けることもできる。
例えば、図2Bは、本発明に係るクランクアームアッセンブリ46’の他の実施形態の側面図である。
この実施形態もまた、細長いクランクアーム体120、クランク軸装着穴100、溝98、そしてペダル装着ねじ穴128を有する。
しかしながら、本実施形態においては、駆動リング170’は、クランクアームボス124’の外周面123上を強嵌する平滑な内周面171’を有する。
図2Aに示された実施形態と同様に、接合面192Aと192Bは、クランクアームアッセンブリ46の回転軸Xから半径方向外側に向かって伸びる仮想直線に沿って形成され、そして図1のクランク軸装着ボス124と同じ形状を有するクランク軸装着ボス(図示せず)の外周面に対して垂直に延びる。
しかしながら、本実施形態においては、接合面192A及び192Bは、クランクアーム体120の長手方向の中心軸Rに対して平行な方向に拡張されている。
これは、ペダルがペダルストロークの頂点あるいは最下点にあるときに、該接合面が補助装置14(以下に示す)の操作を開始させるようにするものである。
【0013】
本実施形態においては、クランク軸装着ボス124’から半径方向外側に向かって、4つの歯車装着部材132’が拡張されている。
複数の半径方向外側に突出した歯138と内周面140を備えた、一般的な環状の大径歯車136は、複数の歯車装着部材132’とともに一体として形成されている。
半径方向外側に突出した複数の歯148と内周面152とを備えた、一般的な環状の小径歯車144は、ボルト156とスペーサー(図示せず)を介して図2Aに示した実施形態と同様の方法で、複数の歯車装着部材132’に装着されている。
しかしながら、本実施形態においては、チェーン(図示せず)を小径の歯車144から大径の歯車136まで持ち上げ導くために、シフトアップ用のチェーン支持部材201A−201Hが、大径の歯車136の側面203に小径の歯車144に面して配置されている。
このようなチェーン支持部材201A−201Hは良く知られており、それらは大径の歯車136の側面203に面した傾斜面を有する円錐部材として構成されてもよく、それらは大径の歯車136の側面203から突き出た円柱部材として構成されてもよく、あるいはそれらは他の支持フックや接合面として構成されてもよい。
【0014】
この実施形態において、チェーン支持部材201Aは、小径のスプロケット144の最下部の歯148Bから時計回りに3番目の歯148の上に、長手方向の中心軸R方向にと並んで位置し、チェーン支持部材201Bは、最下部の歯148Bから時計回りに4番目と5番目の歯148の上に位置し、チェーン支持部材201Cは、最下部の歯148Bから時計回りに6番目の歯148の上に位置し、チェーン支持部材201Dは、最下部の歯148Bから時計回りに7番目と8番目の歯148の上に位置する。
同様にして、チェーン支持部材201Eは、最上部の歯148Tから時計回りに3番目の歯148の上に長手方向の中心軸R方向に並んで位置し、チェーン支持部材201Fは、最上部の歯148Tから時計回りに4番目と5番目の歯148の上に位置し、チェーン支持部材201Gは、最上部の歯148Tから時計回りに6番目の歯148の上に位置し、チェーン支持部材201Hは、最上部の歯148Tから時計回りに7番目と8番目の歯148の上に位置する。
【0015】
さらに、変速操作の際にチェーンを小径のスプロケット144へ案内するためのシフトダウン促進歯203D−203Fが、大径のスプロケット136上に形成されても良い。
このようなシフトダウン促進歯もまた良く知られており、傾斜し且つ小径のスプロケット144に面した側面を有した歯と、大径のスプロケット136の面に対して回転された歯と、先端の切り取られた歯(203AA及び203Fのように)と、一般的にナブ(nub)又はスパー(spurs)と呼ばれる全体の小さい歯とから構成されている。
この実施形態において、シフトダウン促進歯203Aと203Bとは、大径のスプロケット136の下端において、長手方向の中空軸Rの反対側に配置され、さらにシフトダウン促進歯203Cはシフトダウン促進歯203Bの反時計回りに隣接して配置されている。
同様にして、シフトダウン促進歯203Dと203Eとは、大径のスプロケット136の頂上において、長手方向の中空軸Rの反対側に配置され、さらにシフトダウン促進歯203Fはシフトダウン促進歯203Eの反時計回りに隣接して配置されている。
【0016】
図1に示したように、左側クランクアームアッセンブリ42は、細長いクランクアーム体220と、第一端部においてクランク軸装着穴99と溝86とを定める内周面を有するクランク軸装着ボス224と、第二端上に貫通されたペダル装着穴228とを備える。
【0017】
本実施形態では、補助装置14は、下部ブラケットシェル18の右側に位置するが、他の実施形態では該補助装置14は下部ブラケットシェル18の左側となることもある。
そのような場合には、左側のクランクアームアッセンブリ42は、図3に示されたように構成されることもある。
その実施形態では、環状の駆動リング270は、クランク軸装着ボス224の側面の最も内部の外周面に、補充的なキー溝278を回転しないように連結するための、内周面に形成された複数のキー溝274を備える。
クランク軸装着ボス224及び駆動リング270の構造は、必須ではないが一般的には、右側のクランクアームアッセンブリ46のためのクランク軸装着ボス124及び駆動リング170と同じである。
さらに、この実施形態では、突起290Aと290Bの直径は、クランクアーム装着ボス224の外径よりも大きくなく、好ましくはそれより小さい。
【0018】
図4は、本発明に係る補助装置14’についての特定の実施形態を示す斜視図である。
この補助装置14’は、自転車の左側に装着され、図3に示された駆動リング270と同じ構造の駆動リング270’と連動することを意図されていることを除いては、図1に示された補助装置14と同じように構成されている。
しかし、図4では、駆動リング270’は、補助装置14’の操作の説明を促進するための図5に示されたような、クランク軸30に強嵌される滑らかな円形の内周面271’を有している。
いずれにせよ、補助装置14’は装着部材300’と、通常その必要性もなくクランクアームアッセンブリ42の回転軸Xと一致したカム軸Yの回りに回転するため、装着部材300’にと連結されたカム面308を備えたカム部材(ディレイラ位置決めカム)304と、カム部材304の回転に応答して動くためにカム面308に連動するカムフォロアー311と、カムフォロアー311の動きと変速機作動手段320とをつなぐための変速機作動手段カップリング316と、カム部材304を回転させるためにカム部材に連結された第一カップリング324(ここで、第一カップリング324は第一拘束位置と第一非拘束位置との間を動く)と、第二カップリング326(ここで第二カップリング326は、第二拘束位置と第二非拘束位置との間を動く)と、第一カップリング324を第一拘束位置へ動かすための操作部材323とを備える。
【0019】
この実施形態では、カムフォロアー311は、カムフォロアーレバー312を備え、カムフォロアレバー312の中央位置は、シャフト330を介して装着部材300’に軸支されている。
カムフォロアレバー312の第一端部には、カム面308を拘束するためのローラー334を備え、カムフォロアレバー312の第二端部には、変速機作動手段カップリング316を備える。
変速機作動手段320は、Bowdenケーブルからなり、変速機作動ワイヤ340は、外側ケーシング344の内部でスライドする。
そして、変速機作動手段カップリング316は、ワイヤーコネクターの形状となり、ワイヤ締めつけねじ350は、カムフォロアレバー312の第二端部へねじ込まれる。
装着部材300’は、変速機作動手段320の外側ケーシング344を公知の方法によって終わらせるために、変速機作動手段連結アーム354を備える。
例えば、変速機作動手段連結アーム354は、外側ケーシング344を終わらせ、変速機作動ワイヤ340に対する外側ケーシング344の位置を調整する調整円筒360の貫通部位を拘束するための貫通開口358(図5)を備える。
【0020】
カム部材304が、図4に示された位置から反時計回りに回転されたことを示した図7により明確に示されているように、第一カップリング324は、第一つめ部材370と、第一つめ装着部材374とから成る。
第一つめ部材370の第一端部は、軸378によって、第一つめ装着部材374に軸着され、第一つめ部材370の第二端部は、半径方向内側に向かって延びた第一歯部382を備える。
第一つめ装着部材374は、ねじ386によってカム部材304に固定されている。
第一板ばね388のような形態では、第一バイアス機構は、カム部材304に固定された第一端部390と、第一つめ部材370の第二端部に配された第一制御部398と接する第2端394を備える。
第一板ばね388は、第一歯部382を第一拘束位置まで半径方向内側へ付勢し、上述したように第一つめ部材370は駆動リング270’上の接合面292A又は292Bを拘束する。
【0021】
同様に、第二カップリング326は、第二つめ部材400と、第二つめ装着部材404とから成る。
第二つめ部材400の第一端部は、軸408によって、第二つめ装着部材404に軸着され、第二つめ部材400の第二端部は、半径方向内側に向かって延びた第二歯部412を備える。
第二つめ装着部材404は、ねじ416によってカム部材304に固定されている。
第二板ばね418のような形態では、第二バイアス機構は、カム部材304に固定された第一端部422と、第二つめ部材400の第二端部に配された第二制御部428と接する第二端部424を備える。
第二板ばね418は、第二歯部412を第二拘束位置まで半径方向内側へ付勢し、上述したように第二つめ部材400は、駆動リング270’上の接合面292A又は292Bのいずれか一方を拘束する。
【0022】
この実施形態において、操作部材323は操作レバー325の形状を有し、操作レバー325の中央部は、操作レバー軸Zのまわりに回転するように、軸450によって装着部材300’に回転可能に装着されている。
操作レバー325の第一端部は、以下に詳細に示すように、第一つめ部材370の第一制御部398、又は第二つめ部材400の第二制御部428を支持するために、制御面454を備えたフック形状を有する。
操作レバー325の第二端部は、操作手段カップリング458を備える。
この実施形態では、操作手段は操作ワイヤ460の形態を備え、自転車ハンドルレバー(図示せず)に装着されたシフト操作装置と、操作手段カップリング458との間に連結されている。
従って、操作手段カップリング458は、ワイヤ−コネクターの形状を有し、ワイヤー締結ねじ470は、操作レバー325の第二端部へねじ込まれている。操作部材のバイアスばね474は、操作レバー325を反時計回りの方向に付勢するために、装着部材300’と操作レバー325との間に連結されている。
【0023】
さらに、装着部材300’は、第一つめ部材370と第二つめ部材400を駆動リング270’から非拘束とするために、以下に述べるように、第一つめ部材370と第二つめ部材400を半径方向外側へ動かし、第一非拘束位置および第二非拘束位置まで動かすための、つめ部材解除斜面476と480とを備える。つめ部材解除斜面476はまた、操作レバー325の反時計回りの軸の回転を制御するための止め具としても機能する。
【0024】
シフト補助装置14’の操作について、図5〜12を参照しつつ説明する。
図5は、安定状態で空まわりの状況にあるシフト補助装置14’を示す。
この状況では、操作レバー325の制御面454は、第一歯部382が半径方向外方の第一非拘束位置にくるよう第一制御部398を支持し、そしてつめ部材解除斜面480は、第二歯部412が半径方向外側の第二非拘束位置にくるよう、第二制御部を支持する。
このように、駆動リング270’は、シフト補助装置14’中において、全く力を要することなく軸30と一緒に回転することができる。
【0025】
図6は、操作ワイヤ460が、左側へ引かれた時に、何が起こるかを示したものであり、この実施形態では、該補助装置14’を変速機作動ワイヤ340をシフトアップ方向へ動かす起因となる動作を示したものである。
操作ワイヤ460を引くことにより、操作レバー325は時計回りに回転し、さらに、制御面454は第一制御部398を移動可能とする。
その結果、第一板ばね388は、第一つめ部材370を時計回りに回転させ、第一歯部382を半径方向内側へ第一拘束位置まで移動させる。
こうして、駆動リング270’の接合面292A又は292Bの一方(例えば接合面292A)が、第一歯部382のある円周上まで回転したとき、第一歯部382は、該接合面と接触し、カム部材304は駆動リング及び軸30とともに図7に示したような位置まで反時計回りに回転する。
その時、第二制御部428は、つめ部材解除斜面480の外へスライドし、第二板ばね418は、第二歯部412が半径方向内側の第二拘束位置まで動き、他方の接合面292A又は292B(例えば292B)に接触するように、第二つめ部材400を時計回りに回転させる。
もちろん、カム部材304が第一歯部382の連結力によって回転されることが可能である限り、第二歯部412が駆動リング270’上のいずれかの接合面と接触することは必須ではない。
【0026】
カム面308は、時計回りの方向に半径が増加するように形成されている為、カムフォロアレバー312のローラ334は、半径方向外側へ移動することとなり、そして変速機作動手段カップリング316が変速機作動ワイヤ340を引くこととなる。
カム部材304の反時計回りの回転は、図8に示したように、カム面308が、カムフォロアレバー312による変速機作動ワイヤ340の必要な引き量が略達成されるまで続けられる。
この時、第一制御部398は、つめ部材解除斜面480の近くに位置し、第二制御部428は、つめ部材解除斜面476の近くに位置している。
【0027】
図9に示されたように、カム部材304は回転を続け、第一歯部382を半径方向外側の第一非拘束位置まで移動させるために、第一制御部398は解除斜面480上をスライドし、そして第二歯部412を半径方向外側の第二非拘束位置まで移動させるために、第二制御部428は解除斜面476上をスライドする。
【0028】
その後、図10に示したように、第二制御部428が、操作レバー325の制御面454によって第二非拘束位置で支持されるまで、そして第一制御部398が、つめ部材解除斜面480によって第一非拘束位置で支持されるまで、カム部材304はわずかに動く。
そして、カム部材304は回転を停止し、変速機動作ワイヤ340がシフトアップ位置で維持される。
【0029】
変速機作動ワイヤ340を元のシフトダウン位置にまで解放するためには、図11に示されたように、操作ワイヤ460が再び1度引かれる。
その結果、操作レバー325は、再び時計回りに回転し、制御面454を第二制御部428から外す。
第二つめ部材400が第二板ばね418の付勢力によって時計回りに回転し、第二歯部412が半径方向内側の第二拘束位置まで移動される。
こうして、駆動リング270’の接合面292A又は292Bのいずれか一方(例えば、接合面292A)が、第二つめ部材400のある円周上の位置まで移動した時、第二歯部412はその接合面と接触し、カム部材304は図12に示したような位置まで駆動リング270’および軸30とともに反時計回りに回転する。
同時に、第一制御部398は、つめ部材解除斜面480の外へスライドし、第一つめ部材370は板ばね388の付勢力によって時計回りに回転し、第一歯部382は、他方の接合面292A又は292B(例えば292B)と接触するまで、半径方向内側の第一拘束位置まで移動する。
【0030】
カム面308の半径は、今度は、時計回りの方向に速やかに減少し、カムフォロアレバー312のローラ334は、半径方向内側へ移動し、そして変速機作動手段カップリング316は、変速機作動ワイヤ340を緩める。
カム部材304の反時計回りの回転は、補助装置14’が図5に示したような元の位置に戻るまで続く。
即ち、第一制御部398は、つめ部材解除斜面476の上へスライドし、操作レバー325の制御面454で支持されるようになり、そして第一歯部382は、第一非拘束位置で保持される。
さらに、第二制御部428は、つめ部材解除斜面480上にスライドし、そしてつめ部材解除斜面480によって支持され、第二歯部412が第二非拘束位置に保持されることとなる。
【0031】
図3〜12に示された実施形態によれば、シフトアップとシフトダウンの操作を行うためには、同じ方向へ操作ワイヤを連続して引くという動作によって操作されていることわかる。
図13は、自転車変速シフトのための本発明によって成された補助装置514の他の実施形態を組み込んだ自転車の下部ブラケットアッセンブリの斜視図である。
下部ブラケットアッセンブリ10とクランクアームアッセンブリ42及び46の構造は、図1および図2に示された実施形態と同じであり、これらの構成要素についての詳細な説明は省略する。
以下に、詳細に説明するように、補助装置514は操作レバー524を時計回りに動かすことによってフロントディレイラ520をシフトアップし、操作レバー524を反時計回りに動かすことによって、フロントディレイラ520をシフトダウンする。
操作レバー524は、ハンドルバー(図示せず)に装着されたシフト操作装置と接続された操作ワイヤ523を接続するために、ワイヤカップリング525を備える。
【0032】
この実施形態において、フロントディレイラ520は補助装置514を必須として形成されている。
さらに特定の場合には、補助装置514はフロントディレイラ520の基本的部材として機能する装着部材526を備える。
フロントディレイラ520の他の全ての部材は、従来の構造を有しており、従来のリンク機構528はベース部材526とチェーンガイド532とを連結し、大径スプロケット136と小径スプロケット144との間でチェーン(図示せず)を動かすために、リンク機構528と連結された操作アーム536を引く又は緩めることにより、チェーンガイド532を横方向へ即ち内側又は外側へ動かす。
【0033】
図14は、ディレイラ520とクランクアームアッセンブリ46の除いた補助装置514の斜視図である。
第一の実施形態で示されたように、駆動リング170’は図16〜21中においては、装置の操作の理解を容易とするために、平滑な内周面171’及び軸30を備えたものが示されている。
弓型の操作レバー530は、回転軸534を介して装着部材526に回転可能に連結された第一端部を有し、また、操作レバー軸Wの回りに回転させるために、操作アーム524に連結されている。
ばね535は、回転軸534の回りに配され、操作レバー530を反時計回りの方向に付勢するために、装着部材526と操作レバー530との間に連結されている。
第一制御突起538は、操作レバー530の中央部から半径方向内側へ延び、第一つめ部材制御面544を半径方向外側に面した状態となるよう、横方向内側に延びた第一つめ部材制御リッジ542(図16)が形成されている。
同様に、第二制御突起548は、操作レバー530の第二端部から半径方向内側に延び、第二つめ部材制御面554を半径方向内側に面した状態となるよう、横方向内側に延びた第二つめ部材制御リッジ552が形成されている。
【0034】
図15A及び15Bは、装着部材526をより詳細に示したものである。
装着部材526は、第一つめ部材制御リッジ542を通して受けるための第一開口部562と、第二つめ部材制御リッジ552を通して受け取るための第二開口部566と、半径方向外側に向かって面したつめ部材制御面574と半径方向内側に向かって面したつめ部材制御面578の形成されたつめ部材制御溝570を備える。
つめ部材制御面574は、第一制御リッジ542が半径方向内側に動けるような第一制御リッジ通路582と、つめ部材解除斜面586と、つめ部材解除斜面590とを除いては、略円周形状である。
同様に、つめ部材制御面578は、第二制御リッジ552が半径方向外側に動けるような第二制御リッジ通路594と、つめ部材解除斜面596と、つめ部材解除斜面598とを除いては、略円周形状である。
つめ部材解除斜面586、590、596及び598の機能は、以下に説明する。
【0035】
図16に示されたように、カム面608を有するカム604が、図14に示された軸Yの回りに回転するように、装着部材526に装着されている。
カムフォロアー612は、2部品のレバー(612Aと612B)で形成され、レバー片612Aは回転軸616を介して装着部材526に回転可能に装着されており、レバー片612Aの第二端部はカム面608に連動するためのローラ620を備える。
回転軸616は装着部材526の側面を通って延び、レバー片612Bの第一端部に連結される。
レバー片612Bの第二端部は、変速機作動カップリングとしてディレイラ操作ワイヤ630を通すための開口626の形態を備える。
ディレイラ作動ワイヤ630は、ディレイラ作動ワイヤ630が開口626から上方へ外れないように、ワイヤ終端ビード634を備える。
【0036】
第一実施形態のように、第一カップリング654はカム部材604を回転させるために連結され、第一カップリング654は第一拘束位置と第一非拘束位置との間を動き、第二カップリング656はカム部材604を回転させるために連結され、第二カップリング656は第二拘束位置と、第二非拘束位置との間を動くものである。
【0037】
第一カップリング654は、第一つめ部材670と、第一つめ装着部材674とから構成される。
第一つめ部材670の第一端部は、第一つめ装着部材674の旋回軸678を介して回転可能に連結され、また第一つめ部材670の第二端部は半径方向内側に向かって延びた第一歯部682と第一制御部684を備える。
第一つめ装着部材674はねじ686によってカム部材604に固定されている。
第一板ばね688の形態を備えた第一 バイアス機構は、カム部材604に固定された第一端部690と、第一つめ部材670の第二端部に対して接する第二端部694とを備える。
第一板ばね688は、以下に述べるように、第一歯部682を半径方向内側の第一拘束位置まで付勢し、第一つめ部材670は、駆動リング170’の接合面192A又は192Bのいずれかに接触し、連動する。
【0038】
同様にして、第二カップリング656は、第二つめ部材700と、第二つめ装着部材704とから構成される。
第二つめ部材700の中央部分は、軸708を介して第二つめ装着部材704上に回転可能に連結される。また第二つめ部材700の第一端部は、半径方向内側に向かって延びた第二歯部712を備え、第二つめ部材700の第二端部は、第二制御部714を備える。
第二つめ装着部材704は、ねじ716によってカム部材604に固定される。
第二板ばね718の形態を備えた第二 バイアス機構は、カム部材604に固定された第一端部722と、第二つめ部材700の第一端部に対して接する第二端部724を備える。
第二板ばね718は、以下に述べるように、第二歯部712を半径方向内側の第二拘束位置へ付勢し、第二つめ部材700は、駆動リング170'上の接合面192A又は192Bのいずれかと接触し、連動する。
【0039】
シフト補助装置514の操作について、図16〜21を参照しつつ説明する。
図16は、安定状態で空まわりの状況にあるシフト補助装置514を示す。
この状況では、第一つめ部材制御リッジ542の制御面544は、第一歯部682が半径方向外側の第一非拘束位置にくるように、第一制御部684を支持し、そしてつめ部材解除斜面598は、第二歯部712が半径方向外側の第二非拘束位置にくるよう、第二制御部を支持する。
このように、駆動リング170’は、シフト補助装置514中において、全く力を要することなく軸30と一緒に回転することができる。
【0040】
図17は、操作ワイヤ523が、上方へ行かれた時に、何が起こるかを示したものである。
この場合において、操作レバー524と530とは、ばね535の付勢力に抗して旋回軸534を中心に時計回りに回転し、第一つめ部材制御リッジ542は、第一制御部684が半径方向内側へ向かって移動することを許容する。
その結果、第一つめ部材670は、第一板ばね688の付勢力によって反時計回りに回転し、第一歯部682は半径方向内側の第一拘束位置まで移動する。
こうして、駆動リング170’の接合面192A又は192Bのいずれか一方(例えば接合面192A)が、第一つめ部材670のある円周上まで回転したとき、第一歯部682は、該接合面と接触し、カム部材604は駆動リング170’及び軸30とともに図18に示したような位置まで時計回りに回転する。
同時に、第二制御部714は、つめ部材解除斜面598の外へスライドし、第二歯部712が半径方向内側へ第二拘束位置まで動き、他の接合面192A又は192B(例えば192B)に接触するように、第二つめ部材700は第二板ばね718の付勢力によって旋回軸708の周りを反時計回りに回転する。
【0041】
カム面608は、時計回りの方向に半径が増加し、レバー片612Aのローラ620は、半径方向外側へ移動し、こうしてレバー片612Bは作動ワイヤ630を下方へ引く。
カム部材604の時計回りの回転は、図18に示したように、カム面608が、カムフォロアー612によるディレイラ作動ワイヤ630の必要な引き量を略達成するまで続けられる。
この時、第一制御部684は、つめ部材解除斜面590の近くに位置し、第二制御部714は、つめ部材解除斜面の上へスライドし、第二つめ部材制御リッジ552の第二つめ部材制御面554に接触し、第二歯部712を接合面192Bから非連動とする。
また、レバー片612A上のローラー620は、カム604上のカムリッジ730の反時計方向の位置に速やかに配される。
【0042】
図19に示されたように、カム部材604がさらに回転を続けると、第一つめ部材670が時計回りに回転し、第一歯部682を第一非拘束位置まで移動させるために、第一制御部684はつめ部材解除斜面590上にスライドする。
また、第二制御部714は、反時計回りに第二つめ部材制御面554の端まで移動する。
ローラー620からカムリッジ730へ作用される半径方向内向きの力は、第一制御部684を適確につめ部材解除斜面590上に位置させ、第一歯部682を接合面192Aから解除とするために、より確実にカム部材604をわずかに時計回りに回転させる。
この状態で、カム部材604は回転を止め、ディレイラ作動ワイヤ630はシフトアップされた位置に維持される。
【0043】
自転車変速機をシフトダウン位置へシフトするために、即ち作動ワイヤ630を緩めるために、操作ワイヤ523は図20に示されたように緩められる。
この場合、操作レバー524及び530は、ばね535の付勢力に従って軸534を中心に反時計回りに回転し、第二つめ部材制御リッジ552は、第二つめ部材制御リッジ714が半径方向外側へ動くことを許容する。
その結果、第二つめ部材700は、第二板ばね718の付勢力にしたがって軸708の回りを反時計回りに回転し、第二歯部712は第二非拘束位置まで移動する。
こうして、駆動リング170’の接合面192A又は192Bの一方(例えば接合面192A)が、第二つめ部材700のある円周上まで回転したとき、第二歯部712は、該接合面と接触し、カム部材604は駆動リング170’及び軸30とともに図21に示したような位置まで時計回りに回転する。
同時に、第一制御部684は、つめ部材解除斜面590の外へスライドし、第一歯部682が半径方向内側へ第一拘束位置まで動き、他方のの接合面192A又は192B(例えば192B)に接触するまで、第一つめ部材670は第一板ばね688の付勢力によって軸708の周りを反時計回りに回転する。
【0044】
ローラー620に接触している部分のカム面608は、図21に示すように、反時計回りの方向に半径が減少し、レバー片612Aのローラ620は、半径方向内側へ移動し、こうしてレバー片612Bはディレイラ作動ワイヤ630を緩める。
カム部材604の時計回りの回転は、図21に示したように、カム面608が、カムフォロアー612によるディレイラ作動ワイヤ630を必要なだけ緩めるまで続けられる。
この時、第二制御部714は、つめ部材解除斜面598の近くに位置し、第一制御部684は、つめ部材解除斜面586を上へスライドし(即ち、第一つめ部材670を時計回りに回転させ)、第一つめ部材制御リッジ542の第一つめ部材制御面544に接触し、第一歯部682を接合面192Bと非連動とする。
また、カムフォロアレバー片612上のローラー620は、カム604上のカムリッジ734の反時計回り方向の位置に速やかに配される。
【0045】
さらにカム部材604が回転し続けると、第二制御部714はつめ部材解除斜面598上にスライドし、第二歯部712が第二非拘束位置まで移動するように第二つめ部材700は時計回りに回転し、一方、第一制御部684は第一つめ部材制御面544の端まで回転する。
ローラー620によってカムリッジ734へ及ぼされる半径方向内側へ向かっての力は、第二制御部714が確実につめ部材解除斜面598上に位置し、且つ第二歯部712が接合面192Aから非連動となるまで、カム部材604を回転させつづける。
この状態で、カム部材604は回転を停止し、作動ワイヤ630は図16に示されたようなシフトダウンされた位置で維持される。
【0046】
以上は、本発明の種々の実施形態であるが、本発明の精神と範囲から離れることなく、更なる設計変更を行うことができる。
例えば、駆動突起190A及び190Bは、クランク軸装着ボス124又は224の側面側や外周面に、横方向内側向きに形成してもよい。
種々の構成部材の大きさ、形状、位置あるいは方向は、望ましい状態に変えてもよい。
一部材の機能を二部材によって機能させてもよく、またその逆でもよい。
全ての利点を特定の実施形態で同時に満たすことは必ずしも必要ではない。
従来技術に類しない個々の特徴は、一つあるいは本出願人によってなされ該特徴により具現化された構造的及び/又は機能的範囲を含むさらなる発明との組み合わせとして、別々の開示として考慮するべきである。
即ち、本発明の範囲は、開示された特定の構造、又は特定の構造や特徴として現された見かけ上のものに限定されるべきではない。
【0047】
【発明の効果】
本発明に係る自転車変速機の切替え用の補助装置によれば、非常に小さい力で変速機を操作し、シフト操作操作ワイヤを非常に少ない量だけ引き又は緩めることによって、該補助装置は自動的に移動量を決定しシフト操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る自転車変速機の切替え用る補助装置の特定の実施形態を組み込んだ自転車下部ブラケットアッセンブリを示す部分断面図である。
【図2A】図2Aは、本発明に係る右側クランクアームアッセンブリの特定の実施形態を示す斜視図である。
【図2B】図2Bは、本発明に係る右側クランクアームアッセンブリの他の実施形態を示す側面図である。
【図3】図3は、本発明に係る左側クランクアームアッセンブリの他の実施形態を示す斜視図である。
【図4】図4は、本発明に係る補助装置の特定の実施形態を示す斜視図である。
【図5】図5は、図4の補助装置の、空運転(アイドル)状態における側面図である。
【図6】図6は、図4の補助装置の、操作ワイヤが始めに移動された時の側面図である。
【図7】図7は、図4の補助装置の側面図であり、ディレイラ作動ワイヤを引くために回転部材とともに回転するディレイラ位置決めカムを示すものである。
【図8】図8は、図4の補助装置の側面図であり、回転部材からディレイラ位置決めカムの拘束を解く前である。
【図9】図9は、図4の補助装置の側面図であり、回転部材からディレイラ位置決めカムの解除を示すものである。
【図10】図10は、図4の補助装置の側面図であり、該補助装置が切り替え操作を完了した時を示すものである。
【図11】図11は、図4の補助装置の側面図であり、操作ワイヤが2回目に移動した時を示すものである。
【図12】図12は、図4の補助装置の側面図であり、ディレイラ作動ワイヤを離すために回転部材とともに回転するディレイラ位置決めカムを示すものである。
【図13】図13は、自転車変速機の切り替えに関する本発明に係る補助装置の他の実施形態を組み込んだ自転車下部ブラケットアッセンブリを示す斜視図である。
【図14】図14は、図13の補助装置においてディレイラとクランクアームを除いた斜視図である。
【図15】図15Aは、図13に示す補助装置とともに使用される装着部材を示した側面図であり、制御面の形状を示すものである。図15Bは、図15Aにおける16B−16B線断面図である。
【図16】図16は、図13に示す補助装置の空運転状態の側面図である。
【図17】図17は、図13に示す補助装置の側面図であり、操作ワイヤが第1方向へ移動した時を示すものである。
【図18】図18は、図13に示す補助装置の側面図であり、ディレイラ作動ワイヤを引くために回転部材とともに回転するディレイラ位置決めカムを示すものである。
【図19】図19は、図13に示す補助装置の側面図であり、該補助装置が切り替え操作を完了した時を示すものである。
【図20】図20は、図13に示す補助装置の側面図であり、操作ワイヤが第2の方向へ移動した時を示すものである。
【図21】図21は、図13に示す補助装置の側面図であり、ディレイラ作動ワイヤを離すために回転部材とともに回転するディレイラ位置決めカムを示すものである。
【付号の説明】
10 下部ブラケットアッセンブリ
14 補助装置
170、170’ 駆動リング
300’ 装着部材
304 カム部材
311 カムフォロアー
312 カムフォロアレバー
323 操作部材
324、654 第一カップリング
326、656 第二カップリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車変速機のための制御装置に関するものであり、より詳しくは、自転車変速機の操作を補助するために、回転クランク、アクセル、又は他の回転部材からの回転力を利用する装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】
典型的な自転車変速機は、変速機と、ハンドルバーに装着された手操作シフト制御装置とを結ぶシフト操作ワイヤで操作される。
ライダーは、変速機を所望の態様に制御する該シフト操作ワイヤを、選択的に引いたり又は緩めたりして該シフト操作装置を操作する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
自転車変速機を設計する目的の一つは、最少量の努力によって変速機を容易に操作することにある。
これは、シフト操作装置の不必要な動作を最小限にすることだけでなく、該シフト操作装置を操作するのに必要な力を最小限にすることをも含むものである。チェーンを一つの歯車から他の歯車へシフトするために使用されるディレーラのような自転車変速機の場合には、該チェーンを一つの歯車から他の歯車まで移動させて脱線させることに要する力の量は非常に大きくなる可能性があり、とりわけ、移動先の歯車が元の歯車より実質的に大きい時や、ライダーが実質的な漕ぐ力をチェーンに対して発揮している時にはそうである。
その必要な操作力は、小さな力がチェーンに作用している時のみにシフト操作を行うことによって、削減することは可能であるかが、それは、ライダーが、彼らの漕ぐ技法を意識的に変更すること、そして/又は小さい漕ぐ力がチェーンに作用している時のみに意識的にシフト操作装置を操作することを要するものである。
これは、大変気が取られるものであり、レースのような状況では特にそうである。
また、ディレイラの作動比率が、多少大きい場合もある。
それ故、シフト操作ワイヤはチェーンが一つの歯車から他の歯車へ十分に移動するような実質的な距離を動かねばならず、ライダーはそのような大きな移動量に対応してシフト操作装置を動かすことが強いられる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自転車変速機の切り替えのための補助装置に関するものであり、該変速機を操作するために非常に小さい力を必要とし、そのシフト操作操作ワイヤは非常に少ない量だけ引かれ又は緩められることを必要とし、該補助装置は、自動的に移動量を決定し、シフト操作を行うものである。
本発明の一実施形態において、回転部材からの力を自転車変速機の操作を補助するために使用する補助装置は、装着部材と、カム軸の回りに回転するために装着部材に組み込まれたカム面を有するカム部材と、該カム部材の回転に対応して動くためにカム面に連動するカムフォロアーと、変速機作動手段に該カムフォロアーの動きを伝達するための変速機作動手段カップリングと、カム部材を回転させるためにカム部材に連結され、第1拘束位置と第1非拘束位置との間を動く第一カップリングと、該第1カップリングを第1拘束位置へ移動させるための操作部材と、該カム部材の回転位置に応じて第1カップリングを第1の非拘束位置へ移動させるための解除部材とを具備するものである。
該第1カップリングが、カム部材を選択的に拘束し、あるいは拘束を解くことにより、回転部材の回転力は切り替え操作を補助するために使用される。
【0005】
より特定された実施形態においては、前記カムフォロアーは、前記カム面と連働する第1端部と、第2端部を有するカムフォロアレバーの形態を備える。
前記変速機作動手段カップリングは、ケーブルコネクターであってもよく、前記カムフォロアレバーに連結されていてもよい。
該操作部材は、操作レバーのような形態であってもよく、第1非拘束位置において第1カップリングを支えるためのフックや突起を備えてもよい。
このような実施形態においては、該第1カップリングは、回転部材を拘束するために、カム軸に対して半径方向の内側へ向かって第1拘束位置まで動き、また、該第1カップリングは、回転部材からの拘束を解くために、カム軸に対して半径方向の外側へ向かって第1非拘束位置まで動く。
該第1カップリングが該回転部材を拘束した際には、該第1カップリングは、カム部材を伴なって回転する。
【0006】
二段変速の補助装置に適用した本発明の実施形態においては、第2カップリングは、カム部材を回転させるためにカム部材に対して連結されており、ここで該第2カップリングは、前記回転部材を拘束するための第2拘束位置と、該回転部材の拘束を解除する第2非拘束位置との間を移動する。
該第2カップリングは第1カップリングから離れた位置に配され、該第1カップリングと該第2カップリングとは共に該カム部材と共に回転するように、カム部材に連結されている。
操作部材は、同じく操作レバーの形態を備えてもよく、前記カム部材が初期の位置にある時に、第1カップリングを第1非拘束位置で支持する第1制御面を具備するものである。
さらに、装着部材は、カム部材が初期の位置にある時に、第2カップリングを第2非拘束位置で支持する第2制御面を具備する。
カップリングが機能し、カム部材が第1及び第2のカップリングとともに所定量だけ回転した後には、円周の方向に拡張された第1斜面が、第1カップリングを第1非拘束位置まで戻す。
また、操作レバー上の第1制御面は、第2カップリングを第2非拘束位置まで戻す。
カム面は、カムフォロアーが変速補助ワイヤを二つの異なる変速制御位置へ動かすように形成されている。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る自転車変速機の切替え用の補助装置14の特定の実施形態を組み込んだ自転車の下部ブラケットアッセンブリ10の部分断面図である。下部ブラケットアッセンブリ10は、一般的な自転車フレーム(図示せず)に装着される下部ブラケットシェル18と、管型軸支持スリーブ22と、スリーブカプラ26と、回転部材である軸30と、ボールベアリング34及び38と、クランクアームアッセンブリ42及び46とを備える。
軸支持スリーブ22は、補助装置14の装着部材300を下部ブラケットシェル18上に保持するために第1端部上に半径方向外側へ拡張したフランジ50と、ボールベアリング34及び38とをそれぞれ拘束するためのベアリング面58及び62と、スリーブカプラ26の内周面70を拘束するための外周面66とを有する。
スリーブカプラ70は、下部ブラケットシェル18の側面を拘束するために半径方向外側に拡張したフランジ74を備える。
【0008】
この実施形態において、軸30は実質的に中空の部材であり、ボールベアリング34及び38をそれぞれ拘束するベアリング面78及び82と、クランクアームアッセンブリ42及び46においてクランク軸装着穴99及び100の内周面上に形成された相補的な溝94及び98とをそれぞれ拘束する溝86及び90、そして、クランクアームアッセンブリ42及び46とを軸30に装着するように、ねじボルト108及びと112とをそれぞれ拘束するねじ山のきられた内周面102及び104とを備える。
【0009】
図1及び図2Aに示したように、クランクアームアッセンブリ46は、細長いクランクアーム体120を有し、また、クランク軸装着穴100と溝98とを定める内周面を有するクランク軸装着ボス124を第1端部に有し、ペダル装着ねじ穴128を第2端部に有する。
複数の、例えば5つの歯車装着部材132は、クランク軸装着ボス124の周囲に装着されたシール支持ボス133から半径方向外側に拡張されている。
シール支持ボス133は、補助装置14の側面カバー137の外表面を密閉する環状シール135を支持するための環状の溝134を有する。
【0010】
この実施形態においては、半径方向外側に突き出た複数の歯138と、内周面140とを有する、通常、リング形状の大径の歯車136は、複数の歯車装着部材132とともに一体的に形成される。
通常、半径方向外側に突き出た複数の歯148と内周面152を有するリング形状の小径の歯車144は、ボルト156とスペーサ160とを介して複数の歯車装着部材132に装着される。
クランク軸装着穴100と同軸の環状の駆動リング170は、クランク軸装着ボス124の外周面上の溝178を回転しないように拘束するため、内周面に形成された複数の溝174を有する。
各溝174は、半径方向に最も内側の第1円周面180と、その外側の第2円周面182と、該第1円周面180と該第2円周面182とをつなぐ側面184とを有する。
この実施形態において、第1円周面180と第2円周面182は、それぞれ平滑でありクランクアームアッセンブリ46の回転方向に対して垂直である。
クランク軸装着ボス124上の溝178は、同じ構造を有する。
もちろん、その溝に対して、他の形状や方向を適用することも可能である。
また、駆動リング170はクランク軸装着ボス124と共に一体的に形成することも可能である。
【0011】
駆動リング170の外周面には、互いの位置より180度で離れた、クランクアームアッセンブリ46の回転方向に面した接合面192A及び192Bを有する、1対の駆動突起190A及び190Bとをそれぞれ形成されている。
言い換えると、接合面192Aと192Bは、図2Aにおいて反時計回りの方向に面している。
接合面192Aと192Bとは、クランクアームアッセンブリ46の回転軸Xから、半径方向外側に向かって伸びる架空の直線上にあり、且つクランク軸装着ボス124の外周面に垂直に形成されている。
接合面192Aと192Bとが交差する位置において、駆動リング170の外周面は図2A中で反時計回りに、一定の曲率半径で20度以上で、本実施形態では、45度以上で拡張され、追従する駆動突起の後端に近づくまで、突起の先端に至るまで窪まずに曲率半径が増加する。
本実施形態において、駆動リング170の外周面は、対応する突起の先端に至るまでの平滑な傾斜面が形成されるが、それは同様に弓形にすることもできる。図2Aにおいて明白なように、駆動突起190Aと190Bとは、駆動リング170の外周面からほんのわずかに拡張されている。
駆動突起190Aと190Bとは、環状のシール溝134と同じように、小さい歯車144の内周面152の直径より小さい直径を有している。
【0012】
図2Aに示された該クランクアームアッセンブリ46は、クランクアーム体120の長手方向の中央軸Rを横切るように方向付けられた接合面192Aと192Bを備えている。
しかしながら、接合面192Aと192Bの位置は、歯車の設計に応じて、あるいは他の考慮すべき点に応じて他の位置に設けることもできる。
例えば、図2Bは、本発明に係るクランクアームアッセンブリ46’の他の実施形態の側面図である。
この実施形態もまた、細長いクランクアーム体120、クランク軸装着穴100、溝98、そしてペダル装着ねじ穴128を有する。
しかしながら、本実施形態においては、駆動リング170’は、クランクアームボス124’の外周面123上を強嵌する平滑な内周面171’を有する。
図2Aに示された実施形態と同様に、接合面192Aと192Bは、クランクアームアッセンブリ46の回転軸Xから半径方向外側に向かって伸びる仮想直線に沿って形成され、そして図1のクランク軸装着ボス124と同じ形状を有するクランク軸装着ボス(図示せず)の外周面に対して垂直に延びる。
しかしながら、本実施形態においては、接合面192A及び192Bは、クランクアーム体120の長手方向の中心軸Rに対して平行な方向に拡張されている。
これは、ペダルがペダルストロークの頂点あるいは最下点にあるときに、該接合面が補助装置14(以下に示す)の操作を開始させるようにするものである。
【0013】
本実施形態においては、クランク軸装着ボス124’から半径方向外側に向かって、4つの歯車装着部材132’が拡張されている。
複数の半径方向外側に突出した歯138と内周面140を備えた、一般的な環状の大径歯車136は、複数の歯車装着部材132’とともに一体として形成されている。
半径方向外側に突出した複数の歯148と内周面152とを備えた、一般的な環状の小径歯車144は、ボルト156とスペーサー(図示せず)を介して図2Aに示した実施形態と同様の方法で、複数の歯車装着部材132’に装着されている。
しかしながら、本実施形態においては、チェーン(図示せず)を小径の歯車144から大径の歯車136まで持ち上げ導くために、シフトアップ用のチェーン支持部材201A−201Hが、大径の歯車136の側面203に小径の歯車144に面して配置されている。
このようなチェーン支持部材201A−201Hは良く知られており、それらは大径の歯車136の側面203に面した傾斜面を有する円錐部材として構成されてもよく、それらは大径の歯車136の側面203から突き出た円柱部材として構成されてもよく、あるいはそれらは他の支持フックや接合面として構成されてもよい。
【0014】
この実施形態において、チェーン支持部材201Aは、小径のスプロケット144の最下部の歯148Bから時計回りに3番目の歯148の上に、長手方向の中心軸R方向にと並んで位置し、チェーン支持部材201Bは、最下部の歯148Bから時計回りに4番目と5番目の歯148の上に位置し、チェーン支持部材201Cは、最下部の歯148Bから時計回りに6番目の歯148の上に位置し、チェーン支持部材201Dは、最下部の歯148Bから時計回りに7番目と8番目の歯148の上に位置する。
同様にして、チェーン支持部材201Eは、最上部の歯148Tから時計回りに3番目の歯148の上に長手方向の中心軸R方向に並んで位置し、チェーン支持部材201Fは、最上部の歯148Tから時計回りに4番目と5番目の歯148の上に位置し、チェーン支持部材201Gは、最上部の歯148Tから時計回りに6番目の歯148の上に位置し、チェーン支持部材201Hは、最上部の歯148Tから時計回りに7番目と8番目の歯148の上に位置する。
【0015】
さらに、変速操作の際にチェーンを小径のスプロケット144へ案内するためのシフトダウン促進歯203D−203Fが、大径のスプロケット136上に形成されても良い。
このようなシフトダウン促進歯もまた良く知られており、傾斜し且つ小径のスプロケット144に面した側面を有した歯と、大径のスプロケット136の面に対して回転された歯と、先端の切り取られた歯(203AA及び203Fのように)と、一般的にナブ(nub)又はスパー(spurs)と呼ばれる全体の小さい歯とから構成されている。
この実施形態において、シフトダウン促進歯203Aと203Bとは、大径のスプロケット136の下端において、長手方向の中空軸Rの反対側に配置され、さらにシフトダウン促進歯203Cはシフトダウン促進歯203Bの反時計回りに隣接して配置されている。
同様にして、シフトダウン促進歯203Dと203Eとは、大径のスプロケット136の頂上において、長手方向の中空軸Rの反対側に配置され、さらにシフトダウン促進歯203Fはシフトダウン促進歯203Eの反時計回りに隣接して配置されている。
【0016】
図1に示したように、左側クランクアームアッセンブリ42は、細長いクランクアーム体220と、第一端部においてクランク軸装着穴99と溝86とを定める内周面を有するクランク軸装着ボス224と、第二端上に貫通されたペダル装着穴228とを備える。
【0017】
本実施形態では、補助装置14は、下部ブラケットシェル18の右側に位置するが、他の実施形態では該補助装置14は下部ブラケットシェル18の左側となることもある。
そのような場合には、左側のクランクアームアッセンブリ42は、図3に示されたように構成されることもある。
その実施形態では、環状の駆動リング270は、クランク軸装着ボス224の側面の最も内部の外周面に、補充的なキー溝278を回転しないように連結するための、内周面に形成された複数のキー溝274を備える。
クランク軸装着ボス224及び駆動リング270の構造は、必須ではないが一般的には、右側のクランクアームアッセンブリ46のためのクランク軸装着ボス124及び駆動リング170と同じである。
さらに、この実施形態では、突起290Aと290Bの直径は、クランクアーム装着ボス224の外径よりも大きくなく、好ましくはそれより小さい。
【0018】
図4は、本発明に係る補助装置14’についての特定の実施形態を示す斜視図である。
この補助装置14’は、自転車の左側に装着され、図3に示された駆動リング270と同じ構造の駆動リング270’と連動することを意図されていることを除いては、図1に示された補助装置14と同じように構成されている。
しかし、図4では、駆動リング270’は、補助装置14’の操作の説明を促進するための図5に示されたような、クランク軸30に強嵌される滑らかな円形の内周面271’を有している。
いずれにせよ、補助装置14’は装着部材300’と、通常その必要性もなくクランクアームアッセンブリ42の回転軸Xと一致したカム軸Yの回りに回転するため、装着部材300’にと連結されたカム面308を備えたカム部材(ディレイラ位置決めカム)304と、カム部材304の回転に応答して動くためにカム面308に連動するカムフォロアー311と、カムフォロアー311の動きと変速機作動手段320とをつなぐための変速機作動手段カップリング316と、カム部材304を回転させるためにカム部材に連結された第一カップリング324(ここで、第一カップリング324は第一拘束位置と第一非拘束位置との間を動く)と、第二カップリング326(ここで第二カップリング326は、第二拘束位置と第二非拘束位置との間を動く)と、第一カップリング324を第一拘束位置へ動かすための操作部材323とを備える。
【0019】
この実施形態では、カムフォロアー311は、カムフォロアーレバー312を備え、カムフォロアレバー312の中央位置は、シャフト330を介して装着部材300’に軸支されている。
カムフォロアレバー312の第一端部には、カム面308を拘束するためのローラー334を備え、カムフォロアレバー312の第二端部には、変速機作動手段カップリング316を備える。
変速機作動手段320は、Bowdenケーブルからなり、変速機作動ワイヤ340は、外側ケーシング344の内部でスライドする。
そして、変速機作動手段カップリング316は、ワイヤーコネクターの形状となり、ワイヤ締めつけねじ350は、カムフォロアレバー312の第二端部へねじ込まれる。
装着部材300’は、変速機作動手段320の外側ケーシング344を公知の方法によって終わらせるために、変速機作動手段連結アーム354を備える。
例えば、変速機作動手段連結アーム354は、外側ケーシング344を終わらせ、変速機作動ワイヤ340に対する外側ケーシング344の位置を調整する調整円筒360の貫通部位を拘束するための貫通開口358(図5)を備える。
【0020】
カム部材304が、図4に示された位置から反時計回りに回転されたことを示した図7により明確に示されているように、第一カップリング324は、第一つめ部材370と、第一つめ装着部材374とから成る。
第一つめ部材370の第一端部は、軸378によって、第一つめ装着部材374に軸着され、第一つめ部材370の第二端部は、半径方向内側に向かって延びた第一歯部382を備える。
第一つめ装着部材374は、ねじ386によってカム部材304に固定されている。
第一板ばね388のような形態では、第一バイアス機構は、カム部材304に固定された第一端部390と、第一つめ部材370の第二端部に配された第一制御部398と接する第2端394を備える。
第一板ばね388は、第一歯部382を第一拘束位置まで半径方向内側へ付勢し、上述したように第一つめ部材370は駆動リング270’上の接合面292A又は292Bを拘束する。
【0021】
同様に、第二カップリング326は、第二つめ部材400と、第二つめ装着部材404とから成る。
第二つめ部材400の第一端部は、軸408によって、第二つめ装着部材404に軸着され、第二つめ部材400の第二端部は、半径方向内側に向かって延びた第二歯部412を備える。
第二つめ装着部材404は、ねじ416によってカム部材304に固定されている。
第二板ばね418のような形態では、第二バイアス機構は、カム部材304に固定された第一端部422と、第二つめ部材400の第二端部に配された第二制御部428と接する第二端部424を備える。
第二板ばね418は、第二歯部412を第二拘束位置まで半径方向内側へ付勢し、上述したように第二つめ部材400は、駆動リング270’上の接合面292A又は292Bのいずれか一方を拘束する。
【0022】
この実施形態において、操作部材323は操作レバー325の形状を有し、操作レバー325の中央部は、操作レバー軸Zのまわりに回転するように、軸450によって装着部材300’に回転可能に装着されている。
操作レバー325の第一端部は、以下に詳細に示すように、第一つめ部材370の第一制御部398、又は第二つめ部材400の第二制御部428を支持するために、制御面454を備えたフック形状を有する。
操作レバー325の第二端部は、操作手段カップリング458を備える。
この実施形態では、操作手段は操作ワイヤ460の形態を備え、自転車ハンドルレバー(図示せず)に装着されたシフト操作装置と、操作手段カップリング458との間に連結されている。
従って、操作手段カップリング458は、ワイヤ−コネクターの形状を有し、ワイヤー締結ねじ470は、操作レバー325の第二端部へねじ込まれている。操作部材のバイアスばね474は、操作レバー325を反時計回りの方向に付勢するために、装着部材300’と操作レバー325との間に連結されている。
【0023】
さらに、装着部材300’は、第一つめ部材370と第二つめ部材400を駆動リング270’から非拘束とするために、以下に述べるように、第一つめ部材370と第二つめ部材400を半径方向外側へ動かし、第一非拘束位置および第二非拘束位置まで動かすための、つめ部材解除斜面476と480とを備える。つめ部材解除斜面476はまた、操作レバー325の反時計回りの軸の回転を制御するための止め具としても機能する。
【0024】
シフト補助装置14’の操作について、図5〜12を参照しつつ説明する。
図5は、安定状態で空まわりの状況にあるシフト補助装置14’を示す。
この状況では、操作レバー325の制御面454は、第一歯部382が半径方向外方の第一非拘束位置にくるよう第一制御部398を支持し、そしてつめ部材解除斜面480は、第二歯部412が半径方向外側の第二非拘束位置にくるよう、第二制御部を支持する。
このように、駆動リング270’は、シフト補助装置14’中において、全く力を要することなく軸30と一緒に回転することができる。
【0025】
図6は、操作ワイヤ460が、左側へ引かれた時に、何が起こるかを示したものであり、この実施形態では、該補助装置14’を変速機作動ワイヤ340をシフトアップ方向へ動かす起因となる動作を示したものである。
操作ワイヤ460を引くことにより、操作レバー325は時計回りに回転し、さらに、制御面454は第一制御部398を移動可能とする。
その結果、第一板ばね388は、第一つめ部材370を時計回りに回転させ、第一歯部382を半径方向内側へ第一拘束位置まで移動させる。
こうして、駆動リング270’の接合面292A又は292Bの一方(例えば接合面292A)が、第一歯部382のある円周上まで回転したとき、第一歯部382は、該接合面と接触し、カム部材304は駆動リング及び軸30とともに図7に示したような位置まで反時計回りに回転する。
その時、第二制御部428は、つめ部材解除斜面480の外へスライドし、第二板ばね418は、第二歯部412が半径方向内側の第二拘束位置まで動き、他方の接合面292A又は292B(例えば292B)に接触するように、第二つめ部材400を時計回りに回転させる。
もちろん、カム部材304が第一歯部382の連結力によって回転されることが可能である限り、第二歯部412が駆動リング270’上のいずれかの接合面と接触することは必須ではない。
【0026】
カム面308は、時計回りの方向に半径が増加するように形成されている為、カムフォロアレバー312のローラ334は、半径方向外側へ移動することとなり、そして変速機作動手段カップリング316が変速機作動ワイヤ340を引くこととなる。
カム部材304の反時計回りの回転は、図8に示したように、カム面308が、カムフォロアレバー312による変速機作動ワイヤ340の必要な引き量が略達成されるまで続けられる。
この時、第一制御部398は、つめ部材解除斜面480の近くに位置し、第二制御部428は、つめ部材解除斜面476の近くに位置している。
【0027】
図9に示されたように、カム部材304は回転を続け、第一歯部382を半径方向外側の第一非拘束位置まで移動させるために、第一制御部398は解除斜面480上をスライドし、そして第二歯部412を半径方向外側の第二非拘束位置まで移動させるために、第二制御部428は解除斜面476上をスライドする。
【0028】
その後、図10に示したように、第二制御部428が、操作レバー325の制御面454によって第二非拘束位置で支持されるまで、そして第一制御部398が、つめ部材解除斜面480によって第一非拘束位置で支持されるまで、カム部材304はわずかに動く。
そして、カム部材304は回転を停止し、変速機動作ワイヤ340がシフトアップ位置で維持される。
【0029】
変速機作動ワイヤ340を元のシフトダウン位置にまで解放するためには、図11に示されたように、操作ワイヤ460が再び1度引かれる。
その結果、操作レバー325は、再び時計回りに回転し、制御面454を第二制御部428から外す。
第二つめ部材400が第二板ばね418の付勢力によって時計回りに回転し、第二歯部412が半径方向内側の第二拘束位置まで移動される。
こうして、駆動リング270’の接合面292A又は292Bのいずれか一方(例えば、接合面292A)が、第二つめ部材400のある円周上の位置まで移動した時、第二歯部412はその接合面と接触し、カム部材304は図12に示したような位置まで駆動リング270’および軸30とともに反時計回りに回転する。
同時に、第一制御部398は、つめ部材解除斜面480の外へスライドし、第一つめ部材370は板ばね388の付勢力によって時計回りに回転し、第一歯部382は、他方の接合面292A又は292B(例えば292B)と接触するまで、半径方向内側の第一拘束位置まで移動する。
【0030】
カム面308の半径は、今度は、時計回りの方向に速やかに減少し、カムフォロアレバー312のローラ334は、半径方向内側へ移動し、そして変速機作動手段カップリング316は、変速機作動ワイヤ340を緩める。
カム部材304の反時計回りの回転は、補助装置14’が図5に示したような元の位置に戻るまで続く。
即ち、第一制御部398は、つめ部材解除斜面476の上へスライドし、操作レバー325の制御面454で支持されるようになり、そして第一歯部382は、第一非拘束位置で保持される。
さらに、第二制御部428は、つめ部材解除斜面480上にスライドし、そしてつめ部材解除斜面480によって支持され、第二歯部412が第二非拘束位置に保持されることとなる。
【0031】
図3〜12に示された実施形態によれば、シフトアップとシフトダウンの操作を行うためには、同じ方向へ操作ワイヤを連続して引くという動作によって操作されていることわかる。
図13は、自転車変速シフトのための本発明によって成された補助装置514の他の実施形態を組み込んだ自転車の下部ブラケットアッセンブリの斜視図である。
下部ブラケットアッセンブリ10とクランクアームアッセンブリ42及び46の構造は、図1および図2に示された実施形態と同じであり、これらの構成要素についての詳細な説明は省略する。
以下に、詳細に説明するように、補助装置514は操作レバー524を時計回りに動かすことによってフロントディレイラ520をシフトアップし、操作レバー524を反時計回りに動かすことによって、フロントディレイラ520をシフトダウンする。
操作レバー524は、ハンドルバー(図示せず)に装着されたシフト操作装置と接続された操作ワイヤ523を接続するために、ワイヤカップリング525を備える。
【0032】
この実施形態において、フロントディレイラ520は補助装置514を必須として形成されている。
さらに特定の場合には、補助装置514はフロントディレイラ520の基本的部材として機能する装着部材526を備える。
フロントディレイラ520の他の全ての部材は、従来の構造を有しており、従来のリンク機構528はベース部材526とチェーンガイド532とを連結し、大径スプロケット136と小径スプロケット144との間でチェーン(図示せず)を動かすために、リンク機構528と連結された操作アーム536を引く又は緩めることにより、チェーンガイド532を横方向へ即ち内側又は外側へ動かす。
【0033】
図14は、ディレイラ520とクランクアームアッセンブリ46の除いた補助装置514の斜視図である。
第一の実施形態で示されたように、駆動リング170’は図16〜21中においては、装置の操作の理解を容易とするために、平滑な内周面171’及び軸30を備えたものが示されている。
弓型の操作レバー530は、回転軸534を介して装着部材526に回転可能に連結された第一端部を有し、また、操作レバー軸Wの回りに回転させるために、操作アーム524に連結されている。
ばね535は、回転軸534の回りに配され、操作レバー530を反時計回りの方向に付勢するために、装着部材526と操作レバー530との間に連結されている。
第一制御突起538は、操作レバー530の中央部から半径方向内側へ延び、第一つめ部材制御面544を半径方向外側に面した状態となるよう、横方向内側に延びた第一つめ部材制御リッジ542(図16)が形成されている。
同様に、第二制御突起548は、操作レバー530の第二端部から半径方向内側に延び、第二つめ部材制御面554を半径方向内側に面した状態となるよう、横方向内側に延びた第二つめ部材制御リッジ552が形成されている。
【0034】
図15A及び15Bは、装着部材526をより詳細に示したものである。
装着部材526は、第一つめ部材制御リッジ542を通して受けるための第一開口部562と、第二つめ部材制御リッジ552を通して受け取るための第二開口部566と、半径方向外側に向かって面したつめ部材制御面574と半径方向内側に向かって面したつめ部材制御面578の形成されたつめ部材制御溝570を備える。
つめ部材制御面574は、第一制御リッジ542が半径方向内側に動けるような第一制御リッジ通路582と、つめ部材解除斜面586と、つめ部材解除斜面590とを除いては、略円周形状である。
同様に、つめ部材制御面578は、第二制御リッジ552が半径方向外側に動けるような第二制御リッジ通路594と、つめ部材解除斜面596と、つめ部材解除斜面598とを除いては、略円周形状である。
つめ部材解除斜面586、590、596及び598の機能は、以下に説明する。
【0035】
図16に示されたように、カム面608を有するカム604が、図14に示された軸Yの回りに回転するように、装着部材526に装着されている。
カムフォロアー612は、2部品のレバー(612Aと612B)で形成され、レバー片612Aは回転軸616を介して装着部材526に回転可能に装着されており、レバー片612Aの第二端部はカム面608に連動するためのローラ620を備える。
回転軸616は装着部材526の側面を通って延び、レバー片612Bの第一端部に連結される。
レバー片612Bの第二端部は、変速機作動カップリングとしてディレイラ操作ワイヤ630を通すための開口626の形態を備える。
ディレイラ作動ワイヤ630は、ディレイラ作動ワイヤ630が開口626から上方へ外れないように、ワイヤ終端ビード634を備える。
【0036】
第一実施形態のように、第一カップリング654はカム部材604を回転させるために連結され、第一カップリング654は第一拘束位置と第一非拘束位置との間を動き、第二カップリング656はカム部材604を回転させるために連結され、第二カップリング656は第二拘束位置と、第二非拘束位置との間を動くものである。
【0037】
第一カップリング654は、第一つめ部材670と、第一つめ装着部材674とから構成される。
第一つめ部材670の第一端部は、第一つめ装着部材674の旋回軸678を介して回転可能に連結され、また第一つめ部材670の第二端部は半径方向内側に向かって延びた第一歯部682と第一制御部684を備える。
第一つめ装着部材674はねじ686によってカム部材604に固定されている。
第一板ばね688の形態を備えた第一 バイアス機構は、カム部材604に固定された第一端部690と、第一つめ部材670の第二端部に対して接する第二端部694とを備える。
第一板ばね688は、以下に述べるように、第一歯部682を半径方向内側の第一拘束位置まで付勢し、第一つめ部材670は、駆動リング170’の接合面192A又は192Bのいずれかに接触し、連動する。
【0038】
同様にして、第二カップリング656は、第二つめ部材700と、第二つめ装着部材704とから構成される。
第二つめ部材700の中央部分は、軸708を介して第二つめ装着部材704上に回転可能に連結される。また第二つめ部材700の第一端部は、半径方向内側に向かって延びた第二歯部712を備え、第二つめ部材700の第二端部は、第二制御部714を備える。
第二つめ装着部材704は、ねじ716によってカム部材604に固定される。
第二板ばね718の形態を備えた第二 バイアス機構は、カム部材604に固定された第一端部722と、第二つめ部材700の第一端部に対して接する第二端部724を備える。
第二板ばね718は、以下に述べるように、第二歯部712を半径方向内側の第二拘束位置へ付勢し、第二つめ部材700は、駆動リング170'上の接合面192A又は192Bのいずれかと接触し、連動する。
【0039】
シフト補助装置514の操作について、図16〜21を参照しつつ説明する。
図16は、安定状態で空まわりの状況にあるシフト補助装置514を示す。
この状況では、第一つめ部材制御リッジ542の制御面544は、第一歯部682が半径方向外側の第一非拘束位置にくるように、第一制御部684を支持し、そしてつめ部材解除斜面598は、第二歯部712が半径方向外側の第二非拘束位置にくるよう、第二制御部を支持する。
このように、駆動リング170’は、シフト補助装置514中において、全く力を要することなく軸30と一緒に回転することができる。
【0040】
図17は、操作ワイヤ523が、上方へ行かれた時に、何が起こるかを示したものである。
この場合において、操作レバー524と530とは、ばね535の付勢力に抗して旋回軸534を中心に時計回りに回転し、第一つめ部材制御リッジ542は、第一制御部684が半径方向内側へ向かって移動することを許容する。
その結果、第一つめ部材670は、第一板ばね688の付勢力によって反時計回りに回転し、第一歯部682は半径方向内側の第一拘束位置まで移動する。
こうして、駆動リング170’の接合面192A又は192Bのいずれか一方(例えば接合面192A)が、第一つめ部材670のある円周上まで回転したとき、第一歯部682は、該接合面と接触し、カム部材604は駆動リング170’及び軸30とともに図18に示したような位置まで時計回りに回転する。
同時に、第二制御部714は、つめ部材解除斜面598の外へスライドし、第二歯部712が半径方向内側へ第二拘束位置まで動き、他の接合面192A又は192B(例えば192B)に接触するように、第二つめ部材700は第二板ばね718の付勢力によって旋回軸708の周りを反時計回りに回転する。
【0041】
カム面608は、時計回りの方向に半径が増加し、レバー片612Aのローラ620は、半径方向外側へ移動し、こうしてレバー片612Bは作動ワイヤ630を下方へ引く。
カム部材604の時計回りの回転は、図18に示したように、カム面608が、カムフォロアー612によるディレイラ作動ワイヤ630の必要な引き量を略達成するまで続けられる。
この時、第一制御部684は、つめ部材解除斜面590の近くに位置し、第二制御部714は、つめ部材解除斜面の上へスライドし、第二つめ部材制御リッジ552の第二つめ部材制御面554に接触し、第二歯部712を接合面192Bから非連動とする。
また、レバー片612A上のローラー620は、カム604上のカムリッジ730の反時計方向の位置に速やかに配される。
【0042】
図19に示されたように、カム部材604がさらに回転を続けると、第一つめ部材670が時計回りに回転し、第一歯部682を第一非拘束位置まで移動させるために、第一制御部684はつめ部材解除斜面590上にスライドする。
また、第二制御部714は、反時計回りに第二つめ部材制御面554の端まで移動する。
ローラー620からカムリッジ730へ作用される半径方向内向きの力は、第一制御部684を適確につめ部材解除斜面590上に位置させ、第一歯部682を接合面192Aから解除とするために、より確実にカム部材604をわずかに時計回りに回転させる。
この状態で、カム部材604は回転を止め、ディレイラ作動ワイヤ630はシフトアップされた位置に維持される。
【0043】
自転車変速機をシフトダウン位置へシフトするために、即ち作動ワイヤ630を緩めるために、操作ワイヤ523は図20に示されたように緩められる。
この場合、操作レバー524及び530は、ばね535の付勢力に従って軸534を中心に反時計回りに回転し、第二つめ部材制御リッジ552は、第二つめ部材制御リッジ714が半径方向外側へ動くことを許容する。
その結果、第二つめ部材700は、第二板ばね718の付勢力にしたがって軸708の回りを反時計回りに回転し、第二歯部712は第二非拘束位置まで移動する。
こうして、駆動リング170’の接合面192A又は192Bの一方(例えば接合面192A)が、第二つめ部材700のある円周上まで回転したとき、第二歯部712は、該接合面と接触し、カム部材604は駆動リング170’及び軸30とともに図21に示したような位置まで時計回りに回転する。
同時に、第一制御部684は、つめ部材解除斜面590の外へスライドし、第一歯部682が半径方向内側へ第一拘束位置まで動き、他方のの接合面192A又は192B(例えば192B)に接触するまで、第一つめ部材670は第一板ばね688の付勢力によって軸708の周りを反時計回りに回転する。
【0044】
ローラー620に接触している部分のカム面608は、図21に示すように、反時計回りの方向に半径が減少し、レバー片612Aのローラ620は、半径方向内側へ移動し、こうしてレバー片612Bはディレイラ作動ワイヤ630を緩める。
カム部材604の時計回りの回転は、図21に示したように、カム面608が、カムフォロアー612によるディレイラ作動ワイヤ630を必要なだけ緩めるまで続けられる。
この時、第二制御部714は、つめ部材解除斜面598の近くに位置し、第一制御部684は、つめ部材解除斜面586を上へスライドし(即ち、第一つめ部材670を時計回りに回転させ)、第一つめ部材制御リッジ542の第一つめ部材制御面544に接触し、第一歯部682を接合面192Bと非連動とする。
また、カムフォロアレバー片612上のローラー620は、カム604上のカムリッジ734の反時計回り方向の位置に速やかに配される。
【0045】
さらにカム部材604が回転し続けると、第二制御部714はつめ部材解除斜面598上にスライドし、第二歯部712が第二非拘束位置まで移動するように第二つめ部材700は時計回りに回転し、一方、第一制御部684は第一つめ部材制御面544の端まで回転する。
ローラー620によってカムリッジ734へ及ぼされる半径方向内側へ向かっての力は、第二制御部714が確実につめ部材解除斜面598上に位置し、且つ第二歯部712が接合面192Aから非連動となるまで、カム部材604を回転させつづける。
この状態で、カム部材604は回転を停止し、作動ワイヤ630は図16に示されたようなシフトダウンされた位置で維持される。
【0046】
以上は、本発明の種々の実施形態であるが、本発明の精神と範囲から離れることなく、更なる設計変更を行うことができる。
例えば、駆動突起190A及び190Bは、クランク軸装着ボス124又は224の側面側や外周面に、横方向内側向きに形成してもよい。
種々の構成部材の大きさ、形状、位置あるいは方向は、望ましい状態に変えてもよい。
一部材の機能を二部材によって機能させてもよく、またその逆でもよい。
全ての利点を特定の実施形態で同時に満たすことは必ずしも必要ではない。
従来技術に類しない個々の特徴は、一つあるいは本出願人によってなされ該特徴により具現化された構造的及び/又は機能的範囲を含むさらなる発明との組み合わせとして、別々の開示として考慮するべきである。
即ち、本発明の範囲は、開示された特定の構造、又は特定の構造や特徴として現された見かけ上のものに限定されるべきではない。
【0047】
【発明の効果】
本発明に係る自転車変速機の切替え用の補助装置によれば、非常に小さい力で変速機を操作し、シフト操作操作ワイヤを非常に少ない量だけ引き又は緩めることによって、該補助装置は自動的に移動量を決定しシフト操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る自転車変速機の切替え用る補助装置の特定の実施形態を組み込んだ自転車下部ブラケットアッセンブリを示す部分断面図である。
【図2A】図2Aは、本発明に係る右側クランクアームアッセンブリの特定の実施形態を示す斜視図である。
【図2B】図2Bは、本発明に係る右側クランクアームアッセンブリの他の実施形態を示す側面図である。
【図3】図3は、本発明に係る左側クランクアームアッセンブリの他の実施形態を示す斜視図である。
【図4】図4は、本発明に係る補助装置の特定の実施形態を示す斜視図である。
【図5】図5は、図4の補助装置の、空運転(アイドル)状態における側面図である。
【図6】図6は、図4の補助装置の、操作ワイヤが始めに移動された時の側面図である。
【図7】図7は、図4の補助装置の側面図であり、ディレイラ作動ワイヤを引くために回転部材とともに回転するディレイラ位置決めカムを示すものである。
【図8】図8は、図4の補助装置の側面図であり、回転部材からディレイラ位置決めカムの拘束を解く前である。
【図9】図9は、図4の補助装置の側面図であり、回転部材からディレイラ位置決めカムの解除を示すものである。
【図10】図10は、図4の補助装置の側面図であり、該補助装置が切り替え操作を完了した時を示すものである。
【図11】図11は、図4の補助装置の側面図であり、操作ワイヤが2回目に移動した時を示すものである。
【図12】図12は、図4の補助装置の側面図であり、ディレイラ作動ワイヤを離すために回転部材とともに回転するディレイラ位置決めカムを示すものである。
【図13】図13は、自転車変速機の切り替えに関する本発明に係る補助装置の他の実施形態を組み込んだ自転車下部ブラケットアッセンブリを示す斜視図である。
【図14】図14は、図13の補助装置においてディレイラとクランクアームを除いた斜視図である。
【図15】図15Aは、図13に示す補助装置とともに使用される装着部材を示した側面図であり、制御面の形状を示すものである。図15Bは、図15Aにおける16B−16B線断面図である。
【図16】図16は、図13に示す補助装置の空運転状態の側面図である。
【図17】図17は、図13に示す補助装置の側面図であり、操作ワイヤが第1方向へ移動した時を示すものである。
【図18】図18は、図13に示す補助装置の側面図であり、ディレイラ作動ワイヤを引くために回転部材とともに回転するディレイラ位置決めカムを示すものである。
【図19】図19は、図13に示す補助装置の側面図であり、該補助装置が切り替え操作を完了した時を示すものである。
【図20】図20は、図13に示す補助装置の側面図であり、操作ワイヤが第2の方向へ移動した時を示すものである。
【図21】図21は、図13に示す補助装置の側面図であり、ディレイラ作動ワイヤを離すために回転部材とともに回転するディレイラ位置決めカムを示すものである。
【付号の説明】
10 下部ブラケットアッセンブリ
14 補助装置
170、170’ 駆動リング
300’ 装着部材
304 カム部材
311 カムフォロアー
312 カムフォロアレバー
323 操作部材
324、654 第一カップリング
326、656 第二カップリング
Claims (37)
- 自転車変速機の操作を補助するために回転部材からの力を使用する補助装置であって、
1)装着部材と、
2)該装着部材に組み込まれ、カム面を有し、カム軸の周りに回転するカム部材と、
3)該カム部材の回転に応答して動くために該カム面に連動されたカムフォロアーと、
4)該カムフォロアーの動きと変速機作動手段とを連動させるための変速機作動手段カップリングと、
5)前記カム部材を回転させるために、前記回転部材と前記カム部材とを拘束する第一拘束位置と、前記回転部材と前記カム部材とを非拘束とする第一非拘束位置との間を動く第一カップリングと、
6)該第一カップリングを第一拘束位置へ移動させるための操作部材と、
7)前記第一カップリングをカム部材の回転位置に応じて第一非拘束位置へ動かす解除部材と
を備えることを特徴とする補助装置。 - 前記カムフォロアーは、前記カム部材の回転に応じてカム軸に対して半径方向に動くことを特徴とする請求項1記載の補助装置。
- 前記第一カップリングが、前記カム部材とともに回転するよう、該カム部材に連結されていることを特徴とする請求項1又は2記載の補助装置。
- 前記解除部材が、前記第一カップリングを前記第一非拘束位置まで動かすような解除面を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一カップリングが、第一つめ部材を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記変速機作動手段カップリングが、ワイヤコネクタを備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記カムフォロアーが、カム面に連動する第一端部および第二端部を有するカムフォロアレバーを備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記変速機作動手段カップリングが、前記カムフォロアレバーに連結されていることを特徴とする請求項7記載の補助装置。
- 前記変速機作動手段カップリングが、前記カムフォロアーの第二端部に配されていることを特徴とする請求項7又は8記載の補助装置。
- 前記第一カップリングが、第一拘束位置と第一非拘束位置との間をカム軸に対して半径方向に動くことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一カップリングが、第一拘束位置へ動くためにカム軸に対して半径方向の内側へ動くことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一カップリングが、第一非拘束位置へ動くためにカム軸に対して半径方向の外側へ動くことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一カップリングを半径方向の内側に向かって付勢するバイアス機構を備えていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記操作部材が、前記第一カップリングを第一非拘束位置に保持するような第一制御面を備えていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記操作部材が、前記第一カップリングを第一非拘束位置に保持するための保持位置と、前記第一カップリングを第一拘束位置まで動くことを許容する開放位置との間を動くことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記操作部材が、操作レバーとして構成されていることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記操作レバーが、操作レバー軸の回りに回転することを特徴とする請求項16記載の補助装置。
- 前記第一制御面が、前記第一カップリングを前記第一非拘束位置において支持するためのフック状として構成されていることを特徴とする請求項14〜17のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一制御面が、前記第一カップリングを前記第一非拘束位置において支持するための、カム軸方向に延びた立上部(リッジ)として構成されていることを特徴とする請求項14〜18のいずれか1項に記載の補助装置。
- カム部材の回転に連動し、第二拘束位置と第二非拘束位置との間を動く第二カップリングが備えられていることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第二カップリングが、前記第一カップリングから離れて位置することを特徴とする請求項20記載の補助装置。
- 前記第一カップリングと前記第二カップリングとが共に前記カム部材に連結されていることを特徴とする請求項20又は21記載の補助装置。
- 前記第二カップリングが、前記カム部材の円周に沿った方向に前記第一カップリングから離れて位置することを特徴とする請求項20〜22のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一カップリングが、第一拘束位置と第一非拘束位置の間をカム軸に対して半径方向に動き、第二カップリングが第二拘束位置と第二非拘束位置の間をカム軸に対して半径方向に動くことを特徴とする請求項20〜23のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記装着部材が、前記カム部材が初期位置にある時に前記第二カップリングを第二非拘束位置に保持する第二制御面を備えることを特徴とする請求項20〜24のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一カップリングが第一拘束位置まで動くためにカム軸に対して半径方向内側へ向かって動き、前記第二カップリングが第二拘束位置まで動くためにカム軸に対して半径方向内側へ向かって動くことを特徴とする請求項20〜25のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一カップリングが第一非拘束位置まで動くためにカム軸に対して半径方向外側へ向かって動き、前記第二カップリングが第二非拘束位置まで動くためにカム軸に対して半径方向外側へ向かって動くことを特徴とする請求項20〜26のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一カップリング及び前記第二カップリングを半径方向の内側に向かって付勢するバイアス機構を備えていることを特徴とする請求項20〜27のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第二制御面が、前記カム軸に対して円周方向に延びた斜面を備えていることを特徴とする請求項25〜28のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第一カップリングが第一つめ部材を備え、前記第二カップリングが第二つめ部材を備えることを特徴とする請求項20〜29のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第二カップリングが、前記回転部材を拘束する第一端部と第二端部とを有する第二連結レバーを備え、該第二連結レバーが第一端部と第二端部との間の所定位置を中心に回転することを特徴とする請求項20〜30のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第二制御面が、前記第二連結レバーの第二端部に対して前記第二連結レバーを第二拘束位置から解除する力を付与することを特徴とする請求項31記載の補助装置。
- 前記カム部材が所定の回転位置にある時に、前記第一カップリングを前記第一非拘束位置で支持するように円周方向に延びた第一斜面を備えることを特徴とする請求項1〜32のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記第二制御面は、前記カム部材が初期の位置にある時に第二カップリングを第二非拘束位置に案内するように周囲方向に延びた第二斜面を備えることを特徴とする請求項25〜33のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記カム部材が所定の回転位置にある時に、前記第二カップリングを前記第二非拘束位置に支持するように、前記操作部材からカム軸方向に延びた第二立上部(リッジ)を備えることを特徴とする請求項20〜34のいずれか1項に記載の補助装置。
- 前記カム部材が所定の回転位置にある時に、前記第一カップリングを前記第一非拘束位置に案内するように周囲方向に延びた第三斜面を備えることを特徴とする請求項1〜35のいずれか1項に記載の補助装置。
- フロントディレイラの操作を補助するために回転部材からの力を使用するフロントディレイラ装置であって、
チェーンガイドを移動させるための作動アームを備えたフロントディレイラおよび補助装置からなり、該補助装置は、
1)装着部材と、
2)該装着部材に組み込まれ、カム面を有し、カム軸の周りに回転するカム部材と、
3)該カム面に連動し、該カム部材の回転に応答して動くカムフォロアーと、
4)該カムフォロアーの動きと前記作動アームに連結された変速機作動手段とを連動させるための変速機作動手段カップリングと、
5)前記カム部材を回転させるために、前記回転部材とカム部材とを拘束する第一拘束位置と、前記回転部材とカム部材とを非拘束とする第一非拘束位置との間を動く第一カップリングと、
6)該第一カップリングを第一拘束位置へ移動させるための操作部材と、
7)第一カップリングをカム部材の回転位置に応じて第一非拘束位置へ動かす解除部材とを備えることを特徴とするフロントディレイラ装置。
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