JP3837192B2 - 自転車変速装置用制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自転車、例えば「マウンテンバイク」または「ロードレーサ」のごとき所謂「スポーツ車」に装着かつ使用される事を企図した、自転車変速装置用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９９２年１０月７日に公衆の閲覧に公開された、１９９２年４月７日に出願された本願出願人によるイタリア国特許出願第ＴＯ９２Ａ００３１６号（同国特許第ＩＴ１，２５９，５２３号明細書）、ならびに１９９４年１０月２０日に公衆の閲覧に公開された、１９９３年４月２０日に出願されたイタリア国特許出願第ＴＯ９３Ａ００２６３号（同国特許第ＩＴ１，２６１，５５０号明細書）及びその米国における対応する特許である米国特許第５，４７９，７７６号明細書において、本出願人は、自転車のハンドルバーに固着されるようにされた支持体、前記支持体に回転可能に取り付けられかつ変速制御するための可撓性ケーブルを巻回するための周溝を備えたロータ、種々の速度比に対応する前記ロータの複数の安定位置を提供し、前記ロータに固定された歯車および前記支持体により支持されかつ前記歯車の歯溝を形成する歯面に当接可能な少なくとも１つの弾性要素からなる指示手段、２つの回転方向に前記ロータの回転を発生するために、該ロータと連係しかつ２つの制御レバーにより各々制御される１対のラチエツト装置からなる、マウンテンバイクおよびロードレーサの如き競技用自転車に適した変速制御装置を開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公知の解決において、前記可撓性制御ケーブルは自転車の前方または後方変速装置に接続されることができ、該変速装置は、従来の技術にしたがつて、最小の直径を有する後方のスプロケツト（後方変速装置の場合に）または前方のギア（前方変速装置の場合に）との自転車のチエーンの係合に対応する位置に向かって変速装置の戻しばねによつて偏倚される可動体からなる。それゆえ、サイクリストがより大きい直径のスプロケツトまたはギア上へのチエーンの高速切り換えを生じるために変速装置を作動しなければならず、彼は変速装置のばねの復帰力に打ち勝つのに多大な努力を払わねばならない。
【０００４】
本発明の目的は、公知の変速装置のすべての利点を損なうこと無く変速装置を制御するためにサイクリストに要求される努力を減少するように成した自転車、特に、「スポーツ車」の変速装置に適した制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明による制御装置は、前記支持体と前記ロータとの間には前記制御ケーブルを介して前記変速装置の前記戻しばねの作用と反対方向の作用を前記ロータに働かそうとするばね手段が挿入されており、前記ばね手段が、前記ロータの軸線に対して垂直な平面内に配置された螺旋ばねにより構成されており、前記螺旋ばねの端尾部が、該平面内で前記支持体および前記ロータにそれぞれ係留されており、更に、前記ロータに設けられた周溝が、前記螺旋ばねの上方において該ばねと平行な平面内に配置されていることにより特徴付けられる。
【０００６】
この特徴により、ロータが前記指示手段により保持されないならば、ロータはより低い速度比およびより高い速度比に対応する２つの端位置間の中間の位置に達する。この結果として、最も都合の悪い条件において装置を作動するために使用者によつて働かされねばならない最大の努力は変速装置の戻しばねに打ち勝つために通常の解決において必要である最大の努力より低い。言い換えれば、変速装置ばねの戻し作用を部分的に釣り合わせる前記ばね手段を使用することにより、サイクリストによるロータの作動はより容易でかつより便利である。
【０００７】
以下に、本発明を非限定の例としてのみ付与される添付の図面を参照して説明する。
【０００８】
【実施例】
図１ないし図５において、点線により、支持体３に接続されるスリーブ２が、それ自体公知の方法において、それに締め付けられるマウンテンバイクのハンドルバー１の１部分が示される。図面は、スリーブが、自転車の分野において通常の技術にしたがつて、公知の方法において作られるのでスリーブ２の細部を示さない。プラスチツク材料からなる支持体３はその上方端５が支持体の成形の間に該支持体３に埋め込まれる軸４を支持する。
【０００９】
本明細書において、かつ特許請求の範囲において、用語「上方」および「下方」は自転車に取り付けられた状態における装置の方向付けに関連して使用され、自転車それ自体は作動位置にある。
【００１０】
支持体３から突出する鼻部３ａ（図５参照）において、最小直径のスプロケツトまたはギアとチエーンとの係合位置に変速装置の可動体を保持しようとする戻しばねを備えた自転車の通常の前輪または後輪用変速装置（ディレーラ）に接続される可撓性の金属ケーブル（図示せず）を巻回するための周溝８を有するロータ７が、軸４にブツシユ６を介して回転可能に取り付けられる。
【００１１】
本発明の特徴によれば、ロータ７と支持体３との間には変速装置の戻しばねによつて働かされる作用と反対の戻し作用をロータに働かす螺旋ばねで構成されたばね手段９が挿入される。上記されたように、最も都合の悪い条件においてロータの回転を制御するためにサイクリストに要求される最大の努力の減少が得られる。
【００１２】
それぞれ、ロータの回転を２つの方向に生じるために、ロータ７と連係する２つのそれぞれのラチエツト装置を制御する２本の制御レバー１０及び１１がばね手段９の下方位置に設けられる。
【００１３】
図１に明瞭に示されるように、前記ラチエツト装置の配置はレバー１０，１１の２つの操縦端が、ハンドルバー１に取り付けられた装置の状態において、互いに近接してかつ両方ともハンドルバー１の下に位置に配置され、その結果それらはハンドルバー上の手の位置を変更することなくかつそれ自体ハンドルバーと干渉することなくサイクリストにより容易に操作され得る。前記ラチエツトの細部構成は後述される。
【００１４】
種々の速度比の選択に対応するロータ７の種々の作動位置のスナツプ基準を設けるために、ロータ７に一体的に接続された歯車１２（図３を参照）からなりかつネジ４６（その１本のみが図１に見ることができる）により支持体３に固着される耳片１４ｂを備えたリング１４の内部において、直径方向に対向する位置に固着される弾性要素を構成する２本のピンばね１３と協働する指示手段が設けられる。歯車１２は、ロータ７が２つの平らな対向面７ａを有するので、歯車１２は、ロータ７と一体回転可能に接続されかつ歯車１２は断面においてロータ７の輪郭に対応する輪郭を備えた中央開口を有する。弾性要素を構成する各ピンばね１３はリング１４の対応する内方キヤビテイ内に係留される一端１３ａで終端する固定部分、およびロータ７の種々の作動位置のスナツプ状基準を設けるために歯車１２の歯面１２ａに選択的に係合することができる自由端で終端する可撓性部分１３ｂを有する。リング１４はさらにその周辺縁部で、ストツパ要素として作用する軸方向に下方に延びる部分１４ａ（図１に示されない）を有する。
【００１５】
第１制御レバー１０は自転車の後輪と連係するスプロケツト構体において使用された場合は、より大きい直径のスプロケツトからより小さい直径のスプロケツトへの（図示装置が後方変速装置を制御するのに使用される場合に）増速切り換えを制御し、またはクランク軸と連係するフロント・ギア構体において使用された場合は、より大きい直径のギアからより小さい直径のギアへの（図示装置が前方変速装置を制御するのに使用される場合に）自転車のチエーンの減速切り換えを制御するためのものである。第２制御レバー１１は、上記した使用形態に代えて、後輪と連係するより小さいスプロケツトからより大きいスプロケツトへの、または、クランク軸と連係するより小さいギアからより大きいギアへのチエーンの高速切り換えをも可能にする。第１制御レバー１０がフロント・ギア構体におけるチエーンの低速への切り換え（減速）に使用された場合は、図１において紙面の手前側に（図２において時計廻り方向へ回転）、制御レバーを引っ張ることにより作動され、それに反して第２制御レバー１１は図１の紙面の向こう側へ制御レバーを押す（図４において反時計廻り方向へ回転）ことにより増速方向に作動される。以下ではつきり明瞭になるように、各作動の開始時には、両方のレバー１０およびレバー１１はそれらの始動位置に自動的に戻される。
【００１６】
第１制御レバー１０は、ロータ７のまわりに自由に回転可能に一体に取り付けられかつ第１制御レバー１０と直径的に対向する部分１６を有するプレート１５に接続され、レバー１０から、さらにプレート１５と平行でかつそれから下方に向かって間隔が置かれた他の壁１８に向かって一体的に延びる垂直な壁１７が設けられている。平行なプレート部分１６および向かい合う他の壁１８はピン１９を堅固に支持するのに使用され、更にピン１９は、ロータ７に堅固に取り付けられかつ爪２０と壁１７との間に挿入されるばね２３によつて歯車２２の第１歯２１と協働して係合する位置に向かって偏倚される爪２０を自由に回転可能に取り付けている。第１制御レバー１０が、図２に示される位置に（以下で示されるばね手段によつて）支持されるとき、爪２０がばね２３の作用に抗して、第１歯２１から間隔を置いて保持する固定突起１４ａの隣接端部に対して当接する。
【００１７】
図示されるようにロータ７の軸線のまわりに回転可能に取り付けられるレバー１０に、それに沿って回転する、機構を保護する円筒形のスカート２４が堅固に接続される。
【００１８】
第２制御レバー１１は、その操縦端と反対の端部との間においてピン２７が堅固に接続される２つの平行かつ間隔を置いた水平方向に伸びる壁２５，２６からなるフオーク部分を有する。該ピン２７によつて、第２制御レバー１１の前記フオーク部分は、軸４に自由に回転可能に取り付けられたプレート２８に連接される。ばね２９は、歯車２２に形成された第２の歯３２と、第２制御レバー１１の端部に形成された歯３１（図４）との間隔を保持しようとするように、プレート２８の１部分を形成しかつこのプレートの全体面に対して垂直な壁３０と第２制御レバー１１との間に挿入される。第２制御レバー１１が作動されるとき、該レバー１１は第２の隣接配置された２つの歯３２間の歯面に歯３１を係合させるように、ばね２９の作用に抗して、ピン２７の軸線のまわりに、図４において反時計回り方向に回転し、その結果、その反時計回り方向の軸４を中心としたさらに他の回転が第２制御レバー１１、プレート２８およびロータ７に接続される歯車２２の同時回転を生じる。
【００１９】
両方のレバー１０およびレバー１１はその各作動時にばね手段３３が、２本のレバー１０，１１間に作動的に挿入されるようにピン１９とプレート２５にそれぞれ接続された端尾部３３ａおよび３３ｂを有する単一の螺旋ばね３３により構成されるばね手段によつてそれらの始動位置に向かって押し戻す方法に偏倚している。本装置の両制御レバーに作用する単一の戻しばねであるばね手段３３の使用は、装置の製造および組み立てをより簡単にし、信頼し得る構造でかつよりコストを減少する。
【００２０】
上述した制御装置の作動は以下の通りである。より小さいスプロケツト（後方変速装置制御の場合において）またはより小さいギア（前輪変速装置制御の場合において）に向かって自転車のチエーンの低速切り換えを引き起こそうとするならば、第１制御レバー１０は、図２を参照して、時計回り方向に回転させて、すなわち図１の紙面においては手前側に向かってレバー１０を引っ張ることにより作動される。
【００２１】
「マウンテンバイク」のハンドルバーの右端に隣接して取り付けられた装置を示す図５、図６を参照して、これはサイクリストによつて、第１制御レバー１０の前方面に１またはそれ以上の指を単に置きかつそれを後方に（すなわち図５に関連して下方に）押すことにより、ハンドルバー上の彼の指の位置を変更することなくなされ得る。各作動時、第１制御レバー１０が、解放されると、その始動位置に戻りかつ再び作動され得る。第１制御レバー１０の各揺動は、第１制御レバーに付与された揺動の結果として、１またはそれ以上のスプロケツトまたはギアにわたつてチエーンの切り換えを引き起こすことが可能である。
【００２２】
図２を参照して、第１制御レバー１０の時計回りの回転は、突起１４ａから離れる爪２０の運動を引き起こし、その結果、爪２０はばね２３により押されるので、歯車２２の歯２１と自由に係合する。歯車２２はかくして爪２０との接触負荷により無理に回転させられ、それによりロータ７の対応する回転を発生し、ロータ７の回転は周溝８からの制御ケーブルの巻き解きおよび変速装置の可動体の結果として生じる運動を発生する。
【００２３】
最も都合の悪い条件において、変速装置を作動するためにサイクリストに要求される最大の努力は、変速装置と連係するばねの復帰力が螺旋ばね９の反対作用により少なくとも部分的に補償されるので、通常のレバー作動時に要求される作動力より僅かで済む。決定された速度比の選択に対応するロータの各作動位置は歯車１２の対応する歯面１２ａ内のばね１３ｂのスナツプ係合により目立たせられる。各作動時、レバー１０が解放されるとき、該レバー１０は、ばね３３の作用により、爪２０に対する突起１４ａとの当接により定義される図２に示したその始動位置に戻る。
【００２４】
同様に、第２制御レバー１１が、図１の平面に向かって、該レバーを押す方向に作動することにより、すなわち、ハンドルバーを保持する端部の親指を使用して、図５における配置において、反時計回り方向に第２制御レバー１１を回転させることにより作動されるとき、第２制御レバー１１はピン２７の軸線のまわりに回転して歯３１をプレート２８の第２の歯３２と係合させ、その結果、第２制御レバー１１はプレート２８および歯車２２とともに軸４の周りを回転してロータ７の回転および溝８内の変速装置の制御ケーブルの結果として生じる巻回を生じる。レバー１１が解放されるとき、ばね３３は第２制御レバー１１を図４に示した始動位置に戻し、その位置においてプレート２８は爪２０のストツパ要素として作用する端部と反対の突起１４ａの端部に対して当接する。またこの場合に、第２制御レバーの作動の間中、ロータの種々の作動位置は歯車１２の歯面へのピンばね１３ａ、１３ｂのスナツプ係合により目立たせられる。
【００２５】
図５に示した如く、両レバー１０および１１は、ハンドルバーとの干渉を避けるように、互いに平行なかつ近接してそして両方ともハンドルバー１１の下方の平面内で動く操縦端を有し、その結果これらのレバーはサイクリストによつてハンドルバー上に置かれた使用者の手の位置を変更することなく容易に作動され得る。
【００２６】
さらに図１を参照して、装置は軸４の下方端に固定された、底壁３４によりその下方部分で保護される。
【００２７】
サイクリストに装置の作動位置の表示をするために、支持体３はその上方部分において上方の透明な壁３６により被覆され、かつ増加する数により識別される一連の窓３８（図５参照）と協働し得る表示基準要素３７用のガイドとして役立つ弓形のスロツト３５を有する。１つの窓３８の下の表示基準要素３７の存在はサイクリストにそれぞれの窓と関連付けられる数に対応する選択された速度比を指示する。弓形のスロツト３５はロータ７の軸線から間隔が置かれた中心を持つ曲率を有するので、表示基準要素３７はその下方部分においてロータ７のＣ形状の突起４０内で半径方向に沿って摺動可能に案内される筒状ピン３９を備える。
【００２８】
前記説明から明瞭に理解されるように、本発明による装置はサイクリストがハンドルバー上に置かれた手の位置を変更することなく容易に制御レバーを作動することができかつそれゆえ走行中のより大きい安全性を保証する。同時に、変速装置と連係するばねの復帰作用に抗するばね手段の使用は装置を作動するのに要求される作動力を減少させることができる。装置の構造はさらにとくに簡単でかつ安価でそして減少された数の部品により構成される。最後に、選択された速度比を表示するための手段はとくに簡単でかつ有効である。
【００２９】
本発明による装置のさらに他の特徴は、図１および図５に示されるように、装置の支持体３が、ハンドルバー１に近接してかつそれに対してより高いレベルにおいて、ロータ７の上方端に隣接した上方面を有し、その結果表示窓３６は、公知の解決方法（例えば、ヨーロツパ特許ＥＰ−Ａ−０６２９５４５参照）において、ハンドルバーより低いレベルで配置されたその上方端を有する、制御ロータへ表示基準要素を接続するために、公知の解決において代わりに必要である伝動装置を使用する必要なしに、サイクリストによる容易な観察を可能にするのに申し分ない位置に配置される。本発明による配置は表示窓がハンドルバーの下に配置されかつそれゆえサイクリストが見るのに困難である他の公知の解決方法（例えば、ヨーロツパ特許ＥＰ−Ａ−０６１５８９６参照）に関連しても同様に好ましいものである。
【００３０】
「マウンテンバイク」に使用され得る上述した装置は、また、同一出願人の同時係属特許出願の主題である。
【００３１】
添付図面の図６は競技用自転車に適用し得る本発明による装置の変形例を示す。図１の装置に関連して図６の装置の主要な差はこの装置においてロータが自転車の長手方向に沿って水平に向けられるロータ７の軸線６ａのまわりに回転可能に取り付けられることにある。この場合に、さらにそれ自体公知の技術により、支持体３は自転車のブレーキを制御するブレーキ制御レバー６０を支持する同一体である。図６に明瞭に見ることができるように、またこの場合にロータ７および支持体３にそれぞれ接続される端尾部を有する螺旋ばね９が設けられる。螺旋ばね９はそれゆえロータ７と支持体３との間に作動可能に挿入されかつロータ７に巻回される可撓性ケーブルがそれに接続される変速装置のばねによつて働かされる復帰力に抗することが可能である。
【００３２】
もちろん、本発明の原理は同一のままで、構成の細部および実施例は、本発明の範囲から逸脱することなしに、例としてのみ説示されたそれらに関連して幅広く変形することができる。
【００３３】
【発明の効果】
叙上のごとく、本発明は、自転車のハンドルバーに固着されるべくなされた支持体、前記支持体に回転可能に取り付けられかつ変速制御するための可撓性ケーブルを巻回するための周溝を備えたロータ、種々の速度比に対応する前記ロータの複数の安定位置を提供し、前記ロータに固定された歯車および前記支持体により支持されかつ前記歯車の歯溝を形成する歯面に当接可能な少なくとも１つの弾性要素からなる指示手段、２つの回転方向に前記ロータの回転を発生するために、該ロータと連係しかつ２つの制御レバーにより各々制御される１対のラチエツト装置からなる自転車変速装置用制御装置において、前記支持体と前記ロータとの間には前記制御ケーブルを介して前記変速装置の前記戻しばねの作用と反対方向の作用を前記ロータに働かそうとするばね手段が挿入されており、前記ばね手段が、前記ロータの軸線に対して垂直な平面内に配置された螺旋ばねにより構成されており、前記螺旋ばねの端尾部が、該平面内で前記支持体および前記ロータにそれぞれ係留されており、更に、前記ロータに設けられた周溝が、前記螺旋ばねの上方において該ばねと平行な平面内に配置されている構成を備えているので、公知の変速装置のすべての利点を損なうこと無く、サイクリストに要求される変速装置を制御するための努力を減少することを可能にすると言った利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による制御装置を「マウンテンバイク」に適用した例を示す断面図である。
【図２】 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。
【図３】 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。
【図４】 図１の１ＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。
【図５】 図１の装置の平面図である。
【図６】 本発明による装置を競技用自転車に適用した例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ ハンドルバー
３ 支持体
６ａ 軸線
７ ロータ
８ 可撓性ケーブル巻回手段
９ 螺旋ばね（ばね手段）
１０ 第１制御レバー（制御レバー）
１１ 第２制御レバー（制御レバー）
１２ 歯車（指示手段）
１２ａ 歯面
１３ 弾性要素（指示手段）
６０ ブレーキ制御レバー

Claims (2)

1. 自転車のハンドルバー（１）に固着されるべくなされた支持体（３）、前記支持体（３）に回転可能に取り付けられかつ変速制御するための可撓性ケーブルを巻回するための周溝（８）を備えたロータ（７）、種々の速度比に対応する前記ロータ（７）の複数の安定位置を提供し、前記ロータ（７）に固定された歯車（１２）および前記支持体（３）により支持されかつ前記歯車（１２）の歯溝を形成する歯面（１２ａ）に当接可能な少なくとも１つの弾性要素（１３）からなる指示手段、２つの回転方向に前記ロータの回転を発生するために、該ロータと連係しかつ２つの制御レバー（１０，１１）により各々制御される１対のラチエツト装置からなる自転車変速装置用制御装置において、
   前記支持体（３）と前記ロータ（７）との間には前記制御ケーブルを介して前記変速装置の前記戻しばねの作用と反対方向の作用を前記ロータ（７）に働かそうとするばね手段が挿入されており、
   前記ばね手段が、前記ロータの回転軸線に対して垂直な平面内に配置された螺旋ばね（９）により構成されており、
   前記螺旋ばねの端尾部が、該平面内で前記支持体（３）および前記ロータ（７）にそれぞれ係留されており、
   更に、前記ロータに設けられた周溝（８）が、前記螺旋ばねの上方において該ばねと平行な平面内に配置されていることを特徴とする自転車変速装置用制御装置。
2. 前記螺旋ばね（９）の前記支持体（３）に係留された方の端尾部が、該支持体から半径方向外方に突出していることを特徴とする請求項１に記載の自転車変速装置用制御装置。

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