JP6399723B1 - 自転車用変速操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンポーネントの構成部品をすべて交換することなく、変速操作レバーを容易に変速位置に停止させることができる自転車用変速操作装置を提供する。【解決手段】 変速操作装置１００は、自転車のリアディレーラー７０とシフトワイヤー６０を介して連結する装置であって、変速操作レバー部４０と、変速操作レバー部４０の操作によりに回転し、シフトワイヤー６０の巻き上げ及び巻き戻しを行う操作軸１と、操作軸１の回転に従って切り換わるリアディレーラー７０の各変速位置に対応した回転停止位置が設定されている交換可能な変速位置通知部１０とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、自転車の変速機を変速操作する装置及びこれに用いられる装置に係り、特に、コンポーネントの構成部品をすべて交換することなく、変速操作レバーを容易に変速位置に停止させることができる自転車用変速操作装置及び変速位置通知装置に関する。

自転車のコンポーネントは、例えば（１）変速操作レバーとブレーキレバー、（２）リアディレーラー（変速機）、（３）クランク、を一つのグループとし、さらに（４）フロントディレーラー（変速機）を加えで一つのグループを構成している。

このようなコンポーネントにおいて、例えばリアディレーラーと変速操作レバーで変速装置を構成する。リアディレーラーとして、変速位置を位置決めできる機構を備えたインデックスタイプが知られている（特許文献１）。

インデックスタイプのリアディレーラーに対応する変速操作装置は、変速位置に対応して変速操作レバーの操作位置をクリック音等で告知するインデックスタイプが使用される。

リアディレーラーの他の構成として、変速位置を位置決めする機構を備えていないタイプが知られている。このタイプのリアディレーラーの変速操作は、所定の回動範囲内で回動可能とする変速操作レバーを操作しながら変速位置を感覚的に決定する。変速操作レバーから操作力を解放すると、その位置に摩擦力により停止するフリクションタイプが知られている。

インデックスタイプ及びフリクションタイプの変速装置は、チェーンに所定の張力を付与するためのテンションばねがディレーラーに設けられている。変速操作は、例えば変速操作レバーを低速側にシフトすると、ワイヤーケーブルからなるシフトワイヤーを介してガイドプーリがテンションばねのばね力に抗して変速ギヤの高速ギヤ側から低速ギヤ側に移動する。

変速操作レバーのシフト量は、例えばガイドプーリが変速ギヤのギヤ間を移動する移動幅に対応するが、製品毎に移動幅が異なる。

特開２００９−００８２５８号公報

自転車のコンポーネントにおいて、一つのグループを構成する各部品、特に変速装置について一般に互換性がないことから、交換の際にはディレーラーと変速操作装置の双方を同時に同じ製品と交換しなければならない。

変速操作装置について、さらに以下の問題が指摘されている。
１．変速操作レバーを操作する際に、操作方向によってはディレーラーのテンションばねのばね力に抗して変速操作レバーを操作しなければならないため、操作が重くなる。

２．ディレーラーのテンションばねのばね力が変速操作レバーに加わるため、変速操作レバーがずれやすく、シフトワイヤーが変速位置に固定できなくなり、チェーンが変速ギヤから外れることも考えられる。

そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、コンポーネントの構成部品をすべて交換することなく、変速操作レバーを容易に変速位置に停止させることができる自転車用変速操作装置及び変速位置通知装置を提供することを目的としている。

本発明の他の目的は、ディレーラーに合わせて変速位置の通知を容易に行え、自転車用変速操作装置に対して交換可能な変速位置通知装置を提供することにある。

さらに、本発明の目的は、変速操作レバーの操作を軽くすることができる自転車用変速操作装置を提供することにある。

〔発明１〕 上記目的を達成するために、発明１の自転車用変速操作装置は、自転車の変速機とシフトワイヤーを介して連結する自転車用変速操作装置であって、前記シフトワイヤーの引き上げ及び戻しを行う変速操作レバー部と、前記変速操作レバー部の操作に従って切り換わる前記変速機の各変速位置に対応した停止位置が設定されている交換可能な変速位置通知部とを備える。

ここで、「通知」とは、表示、振動、音出力、発熱その他五感により知覚可能な方法で通知することが含まれる。以下、通知の概念については同じである。

〔発明２〕 さらに、発明２の自転車用変速操作装置は、発明１の自転車用変速操作装置において、前記変速位置通知部は、前記変速操作レバー部の操作に従って相対回転する第１部材と第２部材を有し、前記第１部材は、前記変速機の変速位置に対応する回転角度位置に通知位置部を有し、前記第２部材は、前記通知位置部と共同して停止位置を通知する通知作動部を有し、前記第１部材又は前記第２部材のいずれか一方又は双方が交換可能となっている。

〔発明３〕 さらに、発明３の自転車用変速操作装置は、発明１及び２のいずれか１の自転車用変速操作装置において、前記変速機側から前記シフトワイヤーを介して加わる逆入力をキャンセルする方向に付勢力を与える与圧部を備える。

〔発明４〕 さらに、発明４の自転車用変速操作装置は、発明１乃至３のいずれか１の自転車用変速操作装置において、前記変速操作レバー部から入力される力を伝達し、前記変速操作レバー部に逆入力される力の伝達を遮断する逆入力遮断部を備える。

〔発明５〕 さらに、発明５の自転車用変速操作装置は、発明４の自転車用変速操作装置において、前記逆入力遮断部は、前記変速操作レバー部と前記与圧部との間に配置されている。

〔発明６〕 さらに、発明６の自転車用変速操作装置は、自転車の変速機とシフトワイヤーを介して連結する自転車用変速操作装置であって、前記シフトワイヤーの引き上げ及び戻しを行う変速操作レバー部と、前記変速機側から前記シフトワイヤーを介して加わる逆入力をキャンセルする方向に付勢力を与える与圧部とを備える。

〔発明７〕 さらに、発明７の自転車用変速操作装置は、自転車の変速機とシフトワイヤーを介して連結する自転車用変速操作装置であって、前記シフトワイヤーの引き上げ及び戻しを行う変速操作レバー部と、前記変速操作レバー部から入力される力を伝達し、前記変速操作レバー部に逆入力される力の伝達を遮断する逆入力遮断部とを備える。

〔発明８〕 一方、上記目的を達成するために、発明８の変速位置通知装置は、自転車の変速機とシフトワイヤーを介して連結し、前記シフトワイヤーの引き上げ及び戻しを行う変速操作レバー部を備える自転車用変速操作装置に適用される変速位置通知装置であって、前記変速操作レバー部の操作に従って切り換わる前記変速機の各変速位置に対応した停止位置が設定され、前記自転車用変速操作装置に対し交換可能となっている。

以上説明したように、発明１の自転車用変速操作装置によれば、交換前後の変速機の仕様が異なる場合、交換後の変速機に対応する変速位置通知部に交換すれば交換後の変速機でも変速位置が分かるので、変速操作レバー部を比較的容易に変速位置に停止させることができる。このため、従来のようにコンポーネントの構成部品をすべて交換する必要がなくなり、変速機の交換で足りる。

さらに、発明２の自転車用変速操作装置によれば、変速位置通知部を簡単な構成とすることができ、また交換する部品も少なくてすむ。このため、変速位置通知部の交換部品を安価に用意することができる。

さらに、発明３又は６の自転車用変速操作装置によれば、与圧部の与圧で変速操作レバー部の操作が軽くなる。

さらに、発明４又は７の自転車用変速操作装置によれば、変速操作レバー部への逆入力が遮断されるので、変速機を所定の位置に維持することができる。

さらに、発明５の自転車用変速操作装置によれば、変速操作レバー部を操作しない場合には、与圧部の与圧が逆入力に対してキャンセルする方向に作用することを防止することができ、変速機を所定の位置に維持することができる。

変速操作装置１００の概略図である。 変速操作装置１００の側面図である。 変速操作装置１００の正面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、第１部材１１の正面図である。 図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、第２部材１２の正面図である。 図４のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図４のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 図４のＦ−Ｆ線に沿った断面図であり、シフトアップのレバー操作を説明する図である。 図４のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。 逆入力遮断部の他の実施の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１乃至図１０は、本実施の形態を示す図である。

〔変速操作装置〕
まず、変速操作装置１００の概略構成を説明する。
図１は、変速操作装置１００の概略図である。図２は、変速操作装置１００の側面図である。図３は、変速操作装置１００の正面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１において、変速操作装置１００は、操作軸１と、変速位置通知部１０と、与圧部２０と、逆入力遮断部３０と、シフトダウン用の第１操作レバー４１とシフトアップ操作用の第２操作レバー４２を有する変速操作レバー部４０とを備える。操作軸１には、図１中の左側である後端側に変速位置通知部１０が配置され、順に右側の先端側に向けて与圧部２０、逆入力遮断部３０、変速操作レバー部４０が配置される。

変速操作装置１００は、シフトワイヤー６０を介してリアディレーラー７０に連結される。

リアディレーラー７０の構成を簡単に説明すると、車軸７１接続される複数の変速ギヤ７２（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ）と、チェーン（不図示）が掛けられているプーリ７３を備えたリンク機構７４と、リンク機構７４を所定方向（図１では高速変速ギヤ７２ａ側）に付勢するテンションばね７５を備える。シフトワイヤー６０の一端６１がリンク機構７４に固定され、他端６２が変速位置通知部１０の後記するシフトワイヤーを巻き付けるプーリと兼用される第２部材１２に固定される。

第１操作レバー４１をシフトダウン方向ＳＤに回転操作すると、操作軸１がシフトダウン方向ＳＤに回転し、第２部材１２にシフトワイヤー６０が巻き上げられる。その際、プーリ７２を小径のギヤ７２ａ側から大径のギヤ７２ｅ側に移動させるためにリンク機構７４がテンションばね７５のばね力に抗して駆動される。このため、操作軸１にはテンションばね７５のばね力がシフトダウン方向ＳＤとは逆方向のシフトアップ方向ＳＵに作用する。第２操作レバー４２をシフトアップ方向ＳＵに回転操作すると、操作軸１がシフトアップ方向ＳＵに回転し、第２部材１２に巻き付いているシフトワイヤー６０がテンションばね７５のばね力で巻き戻される。

なお、リアディレーラー７０は、変速操作とテンションばね７５のばね力の作用方向の関係を説明するため、及び変速位置と変速位置通知部１０における回転停止位置との関係を説明するために用いたもので、本発明がリアディレーラー７０の構成に限定されるものではない。

変速操作装置１００は、図２乃至図４に示すように、自転車ハンドル８０に取り付け金具８１を介して取り外し可能に取り付けられるグリップ本体部９０内に配置される。グリップ本体部９０は例えば強化プラスチック製で、外側にゴムカバー９０ａが装着される。グリップ本体部９０には、ブレーキレバー８２が取り付けられている。

図１及び図４において、グリップ本体部９０内には第１室９１、第２室９２、第３室９３、第４室９４が形成されている。第１室９１に変速位置通知部１０が配置され、第２室９２に与圧部２０が配置され、第３室９３に逆入力遮断部３０が配置され、第４室９４に第１ワンウエイクラッチ機構４３、第２ワンウエイクラッチ機構４４が配置されている。操作軸１は、第１室９１〜第４室９４を貫通して配置され、複数個所に配置したボール軸受９５に回転自在に軸支されている。グリップ本体部９０内には、ブレーキワイヤー８３を内装するブレーキアウター８４が挿通される。

第１室９１は、後端が開放されていて、グリップ本体部９０を自転車ハンドル８０から取り外すと、変速位置通知部１０が露出する。

〔変速位置通知部〕
次に、変速位置通知部１０の構成を説明する。
図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、第１部材１１の正面図である。図６は、図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、第２部材１２の正面図である。

変速位置通知部１０は、第１部材１１と第２部材１２とを備える。本実施の形態において、変速位置通知部１０は、第１部材１１と第２部材１２の相対的回転によりクリック感を伴って変速位置を通知し第１操作レバー４１、第２操作レバー４２の回転を停止するクリック通知構成を採用している。第１部材１１は、平板状の板部材で構成され、中心点Ｘ１を中心とする半径Ｒの円周上に第１グループ１１Ａと第２グループ１１Ｂに分けて複数の通知位置部である係合部をなす係合孔１３ａ、１３ｂが形成される。第１グループ１１Ａに形成される複数の係合孔１３ａと、第２グループ１１Ｂに形成される複数の係合孔１３ｂは、中心点Ｘ１を中心にして１８０度の回転対称に形成されている。

第２部材１２は、中心点Ｘ１を中心とする円盤形状に形成され、外周面が例えばＶ字溝に形成されたプーリ兼用に構成される。第１部材１１と第２部材１２は、操作軸１の回転中心Ｘ１にそれぞれの中心点Ｘ１を位置合わせて対向配置される。第２部材１２には、第１部材１１との対向面（後面）に通知作動部である係合体をなす第１クリックボール１４ａと第２クリックボール１４ｂが中心点Ｘ１を点対称として配置される。第１クリックボール１４ａと第２クリックボール１４ｂは、図４に示すように、第２部材１２に形成された有底のボール穴部１５ａ、１５ｂにそれぞれ装入されている。ボール穴部１５ａ、１５ｂには、クリックばね１６ａ、１６ｂが内装され、第１クリックボール１４ａと第２クリックボール１４ｂを第１部材１１の対向面（前面）に向けて押圧する。

第２部材１２の外周部には、図６に示すように、シフトワイヤー６０の他端６２と係合固定される係合突起部１２ａが形成される。シフトワイヤー６０の他端６２は抜け止め部材６３が固定されていて、係合突起部１２ａに抜け止め部材６３が係合する。第２部材１２は、シフトダウン方向ＳＤに回転することで、シフトワイヤー巻き上げ部をなすプーリ兼用の第２部材１２にシフトワイヤー６０が巻き取られる。

本実施の形態において、第２部材１２は操作軸１の後端に固定され、第１部材１１は第１室９１の取付け部９１ａにねじ９１ｂを介して取り外し可能に固定される。第１部材１１には、図５に示すように、４隅にねじ９１ｂが挿通される孔部１１ａが形成されている。

第１部材１１は、第２部材１２の後方位置に僅かな隙間を有して配置され、第１クリックボール１４ａと第２クリックボール１４ｂがクリックばね１６ａ、１６ｂの弾性力で第１部材１１の前面に押圧されている。第１クリックボール１４ａと第２クリックボール１４ｂで第１部材１１を点対称位置で押圧することで、バランスを取っている。

操作軸１が回転すると、第２部材１２が操作軸１と一体に回転する。第１グループ１１Ａに形成される複数の係合孔１３ａと、第２グループ１１Ｂに形成される複数の係合孔１３ｂは、リアディレーラー７０の変速位置に対応した回転角度位置にそれぞれ形成されている。例えば、変速ギヤ７０ａから変速ギヤ７０ｂにプーリ７３が移動するためにシフトワイヤー６０を移動させる距離に対応して操作軸１が回転する角度をθ１とする。第１操作レバー４１を操作して操作軸１を介して第２部材１２が角度θ１回転すると、第１クリックボール１４ａと第２クリックボール１４ｂが第１グループ１１Ａの所定の係合孔１３ａと第２グループ１１Ｂの所定の係合孔１３ｂにクリック係合する。

すなわち、複数の係合孔１３ａ、１３ｂを、リアディレーラー７０の変速位置に合わせて形成することで、各変速位置で第１クリックボール１４ａと第２クリックボール１４ｂが各変速位置に対応する回転角度位置に形成した係合孔１３ａ、１３ｂにクリック係合して第１操作レバー４１、第２操作レバー４２の回転が停止する。

したがって、リアディレーラー７０を他の仕様のディレーラーに交換する場合、交換するディレーラーの変速位置に合わせた回転角度位置に複数の係合孔１３ａ、１３ｂを形成した新しい第１部材１７に交換すればよいことになる。新しい第１部材１７への交換は、グリップ本体部９０を自転車ハンドル８０から取り外すと、グリップ本体部９０の後面に古い第１部材１１が露出するので、簡単に交換が行える。

〔与圧部〕
次に、与圧部２０の構成を説明する。
図７は、図４のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

与圧部２０は、図１、図４及び図７に示すように、例えばゼンマイばね２１で構成され、蓄勢された回転力を操作軸１に対してシフトダウンＳＤ側へ付与している。本実施の形態において、操作軸１は、シフトダウン方向ＳＤに回転すると、テンションばね７５のばね力が反力として作用する。このため、第１操作レバー４１をシフトダウン方向ＳＤに回転操作する際、テンションばね７５の反力で第１操作レバー４１が重くなる。

本実施の形態では、操作軸１に付与するゼンマイばね２１のばね力が、テンションばね７５の反力と相殺（キャンセル）する方向に作用している。このため、第１操作レバー４１をシフトダウン方向ＳＤに回転操作する際、ゼンマイばね２１に蓄勢されたばね力が操作軸１に加わるので、第１操作レバー４１を軽い力で操作することができる。なお、ゼンマイばね２１のばね力がテンションばね７５のばね力よりも小さく、シフトワイヤー６０の張力に影響を与えることのない範囲に設定される。

与圧部２０は、図４に示すように、第２室９２内に右巻きのゼンマイばね２１を収容したハウジング２４が操作軸１の軸回りに回転可能に配置される。ハウジング２４は軸方向前後にフランジ２４ａが対向配置され、一対のフランジ２４ａ間にウオームホイール２３が周方向に形成されている。ゼンマイばね２１の中心部に操作軸１が貫通し、ゼンマイばね２１の内端２１ａが操作軸１に固定される。グリップ本体部９０には、第２室９２に臨むようにウオームギヤ室９２ａが形成されている。ウオームギヤ室９２ａには、操作軸１の軸方向と直交方向に与圧調整用のウオームギヤ２２が回転自在で、ウオームギヤ２２の軸方向に沿って移動不能に配置される。ウオームギヤ室９２の一端側に開口９２ｂが形成され、ドライバーを開口９２ｂから差し込んでウオームギヤ２２を回転すると、ウオームギヤ２２に噛み合うウオームホイール２３が操作軸１の周りを回転し、ハウジング２４が操作軸１の周りを回転する。ハウジング２４の内周面には、ゼンマイばね２１の外端２１ｂが固定されている。ゼンマイばね２１のばね力は、ハウジング２４及びウオームギヤ２２を介してグリップ本体部９０と、操作軸１との間に付与される。グリップ本体部９０を固定側とすると、ゼンマイばね１のばね力が操作軸１にシフトダウン方向ＳＤに向けて付与される。ウオームギヤ２２の回転によりハウジング２４がシフトアップ方向ＳＵ又はシフトダウン方向ＳＤに回転し、ゼンマイばね２１のばね力を調整可能としている。

〔逆入力遮断部〕
次に、逆入力遮断部３０の構成を説明する。
逆入力遮断部３０は、図４に示すように、操作軸１を入力軸部１Ａと出力軸部１Ｂに分け、入力軸部１Ａのシフトアップ方向ＳＵ及びシフトダウン方向ＳＤの回転は出力軸部１Ｂに伝達するが、逆に出力軸部１Ｂから入力軸部１Ａへのシフトダウン方向ＳＤへの回転力伝達を遮断する。入力軸部１Ａに変速操作レバー部４０が配置され、出力軸部１Ｂに与圧部２０と変速位置通知部１０が配置される。

すなわち、テンションばね７５のばね力により出力軸部１Ｂに回転力が加わっても変速操作レバー部４０への回転力の伝達（逆入力）が遮断される。このため、リアディレーラー７０を所定の位置に維持することができる。

また、与圧部２０の与圧がテンションばね７５のばね力を相殺する方向に作用すると、チェーンが変速ギヤから外れやすくなる。しかし、出力軸部１Ｂは入力軸部１Ａからの回転力が伝達された場合を除いてシフトダウン方向ＳＤへ回転することがない。このため、与圧部２０の与圧がテンションばね７５ばね力によるチェーンの張力に影響を与えることがなく、チェーンが変速ギヤから外れることを防止することができる。

図８は、図４のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
逆入力遮断部３０は、図８に示すように、外周部に５個の出力突起部３１を径方向外方に突出形成した出力軸部１Ｂと、出力突起部３１の間に配置された５個の入力係合片３２を備えた入力軸部１Ａと、５個の入力係合片３２を回転可能に内装する筒部３３と、筒部３３に外装される右巻きに構成されるねじりコイルばね３４と、締付部材３４の外周側に配置された固定部材３５と、鋼球やローラなどで構成される転動係合体３６と、により構成される。

ねじりコイルばね３４の両側のばね端３４ａが固定部材３５の切欠係合部３５ａに周方向の隙間３５ｂを有して係合する。筒部３３はねじりコイルばね３４内に所定の摩擦力を有して回転可能に内装されている。筒部３３をねじりコイルばね３４の巻き方向であるシフトダウン方向ＳＤに回転すると、ねじりコイルばね３４が巻締めされて内径が縮まる。したがって、ねじりコイルばね３４を介して固定部材３５に筒部３３が連結され、筒部３３をシフトダウン方向ＳＤへ回転させることができない。

逆に、ねじりコイルばね３４の捩じり方向と逆のシフトアップ方向ＳＵに筒部３３を回転させると、ねじりコイルばね３４の巻締め作用が働かないので、前記所定の摩擦力以上の回転力で筒部３３がシフトアップ方向ＳＵに回転する。

一方、転動係合体３６は、筒部３３の内周面と、出力突起部３１の先端面３１ａとの間に配置される。出力突起部３１の先端面３１ａは平坦面に形成されている。入力係合片３２は、入力軸部１Ａがシフトダウン方向ＳＤに回転すると、出力突起部３１と当接すると共に転動係合体３６と当接して出力突起部３１の内周面の中央部に位置決めする。この状態で転動係合体３６は非ロック状態に保持され、入力軸部１Ａは出力軸部１Ｂをシフトダウン方向ＳＤに回転させる。

他方、入力軸部１Ａがシフトアップ方向ＳＵに回転すると、入力係合片３２は、隣の出力突起部３１に当接するが転動係合体３６との当接が解除され、転動係合体３６に対する位置規制が解除される。この状態で、入力係合片３２が出力突起部３１をシフトアップ方向ＳＵに回転させると同時に、転動係合体３６が出力突起部３１の先端面３１ａの中央部から離れ、内筒３３と出力突起部３１をロックさせる。このロック状態で内筒３３は出力軸部１Ｂと一体化する。前述のように、内筒３３は固定部材３５に対してシフトアップ方向ＳＵへの回転が許容される。

すなわち、入力軸部１Ａに対して第１操作レバー４１によるシフトダウン方向ＳＤの回転操作、及び第２操作レバー４２によるシフトアップ方向ＳＵの回転操作が行われると、出力軸部１Ｂに回転力が伝達される。

次に、出力軸部１Ｂにシフトダウン方向ＳＤの回転力が加わると、出力突起部３１が入力係合片３２から離れて入力係合片３２による転動係合体３６に対する位置規制が外れ、転動係合体３６により内筒３３と出力突起部３１とがロックする。このロック状態で内筒３３にシフトダウン方向ＳＤへの回転力が加わるが、上述のようにねじりコイルばね３４の締め付け作用で内筒３３が固定部材３５に固定される。したがって、出力軸部１Ｂからシフトダウン方向ＳＤに逆入力が加わっても、入力軸部１Ａには伝達されることがない。

また、出力軸部１Ｂからシフトアップ方向ＳＵへ逆入力が加わると、入力係合片３２による転動係合体３６に対する位置規制が作用して出力突起部３１と内筒３３とは非ロック状態に維持される。そして、出力突起部３１が入力係合片３２をシフトアップ方向ＳＵに押し、入力軸部１Ａに出力軸部１Ｂからの逆入力が伝達される。

〔トルクリミッター〕
逆入力遮断部３０により、出力軸部１Ｂにシフトダウン方向ＳＤの回転が加わっても、出力軸部１Ｂが回転しない。このため、例えば落車時においてリアディレーラーに大きな外力が加わり、リアディレーラーがシフトダウン方向ＳＤに大きく動くと、大きなトルクが出力軸部１Ｂに加わり、逆入力遮断部３０が破損するおそれがある。このため、逆入力遮断部３０または出力軸部１Ｂにトルクリミッターを設け、所定以上のトルクが出力軸部１Ｂに加わっても、トルクリミッターが作動し、逆入力遮断部３０の破損を防止することができる。トルクリミッターの構成は特に限定されるものではない。

図８に示す逆入力遮断部３０のように、出力軸部１Ｂからの逆入力によりねじりコイルばね３４が軸部材に巻締めすることで、逆入力をロックする機構の場合、ねじりコイルばね３４と前記軸部材とが摩擦力でロックする。このため、前記摩擦力を超える逆入力トルクが出力軸部１Ｂに加わると、出力軸部１Ｂが回転し逆入力遮断部３０の破損を防止することができる。すなわち、図８に示す逆入力遮断部３０は、トルクリミッターを備えた構成である。

〔変速操作レバー部〕
次に、変速操作レバー部４０の構成を説明する。
変速操作レバー部４０は、図１乃至図４に示すように、シフトダウン用の第１操作レバー４１の後方にシフトアップ操作用の第２操作レバー４２が配置される。第１操作レバー４１はブレーキレバー８２の後方に上下方向に沿って平行に配置される。第２操作レバー４２はハンドル８０の内側に略真横に沿って延びている。自転車の運転者は、ハンドル８０を握った状態、又はグリップ本体部９０を握った手の指で第１操作レバー４１と第２操作レバー４２を操作できるようにしている。

第１操作レバー４１は第１ワンウエイクラッチ機構４３を介して操作軸１に連結され、第２操作レバー４２は第２ワンウエイクラッチ機構４４を介して操作軸１に連結されている。

次に、第２クラッチ機構４４の構成を図４及び図９に基づいて説明する。
図９は、図４のＦ−Ｆ線に沿った断面図であり、シフトアップのレバー操作を説明する図である。同図（ａ）は第２操作レバー４２の操作待機位置を示し、同図（ｂ）は操作開始位置を示し、同図（ｃ）はシフトアップ操作位置を示す。

第２クラッチ機構４４は、操作軸１に固定された第２ラチェットギヤ４５ｂと、操作軸１に回転可能に取り付けられた第２リンクプレート４６ｂとを備え、第２リンクプレート４６ｂに操作軸１と平行な第２支軸４７ｂを介して第２操作レバー４２が回転可能に取り付けられている。第２操作レバー４２の先端部には、第２ラチェットギヤ４５ｂにラチェット係合する第２ラチェット爪４８ｂが形成されている。第２ラチェットギヤ４５ｂは、シフトアップ方向ＳＵに向けてラチェット歯が形成されている。

第２リンクプレート４６ｂはグリップ本体部９０との間に設けた第２リンクプレートばね４９ｂにより、シフトダウン方向ＳＤに付勢され、不図示のストッパーに当接して操作待機位置に待機する。第２操作レバー４２は、第２操作レバー４２と第２リンクプレート４６ｂとの間に設けた第２レバーばね５０ｂにより、シフトダウン方向ＳＤに付勢され、不図示のストッパーに当接して係合退避位置に待機する。前記係合退避位置において、第２ラチェット爪４８ｂは第２ラチェットギヤ４５のラチェト歯から退避している。また、第２リンクプレートばね４９ｂのばね力は、第２レバーばね５０ｂのばね力よりも強く設定されている。

第２クラッチ機構４４は、図９（ａ）に示す第２操作レバー４２の操作待機位置において、第２操作レバー４２をシフトアップ方向ＳＵに操作しない場合、第２ラチェットギヤ４５ｂとは非係合状態にあり、第１操作レバー４１をシフトダウン方向ＳＤへ操作して操作軸１を回転させることができる。

図９（ａ）に示す第２操作レバー４２の操作待機位置から第２操作レバー４２をシフトアップ方向ＳＵに操作すると、図９（ｂ）に示すように、第２レバーばね５０ｂのばね力に抗して第２操作レバー４２が第２リンクプレート４６ｂに対して回転し、第２ラチェット爪４８ｂが第２ラチェットギヤ４５ｂのラチェット歯に係合する。

さらに第２操作レバー４２をシフトアップ方向ＳＵに回転すると、図９（ｃ）に示すように、第２操作レバー４２は第２リンクプレート４６ｂと一体となって、シフトアップ方向ＳＵに回転し、第２ラチェットギヤ４５ｂを介して操作軸１をシフトアップ方向ＳＵに回転させる。第２操作レバー４２に対する操作力を解除すると、第２操作レバー４２と第２リンクプレート４６ｂが図９（ａ）に示す操作待機位置に戻る。このシフトアップ操作を短く繰り返し、又は大きく行うことで、操作軸１を変速位置に対応した所定の回転角度位置まで回転させることができる。

第２操作レバー４２によるシフトアップ方向ＳＵへの回転操作でゼンマイばね２１が蓄勢される。

次に、第１ワンウエイクラッチ機構４３の構成を図１０に基づいて説明する。なお、第１ワンウエイクラッチ機構４３は第２ワンウエイクラッチ機構４４と基本的な構成が同一であるため、同一部材には名称の前に付す「第２」の用語に代えて「第１」の用語を記載し、符号の数字の後に示す添え字の「ｂ」に代えて「ａ」を付して説明を省略する。

図１０は、図４のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。
第１ラチェットギヤ４５ａは、ラチェット歯の向きがシフトダウン方向ＳＤに向いており、第１操作レバー４１の先端部に設けた第１ラチェット爪４８ａが第２ラチェット爪４８ｂとは反対の位置に設けられている。第１リンクプレート４６ａは、第１リンクプレートばね４９ａにより、グリップ本体部９０に対し、シフトアップ方向ＳＵに付勢され、不図示のストッパーに当接する操作待機位置に待機する。

第１操作レバー４１は、操作軸１と平行な第１支軸４７ａにより第１リンクプレート４６ａに回転可能に取り付けられ、第１リンクプレートばね４９ａよりもばね力が弱い第１レバーばね５０ａのばね力でシフトアップ方向ＳＵに付勢されている。

第１操作レバー４１は、第１支軸４７ａよりも下方位置に設けたヒンジ部材５１を介してレバー本体部４１Ａと、係合爪部４１Ｂとに２分割される。ヒンジ部材５１に設けたヒンジ軸５１ａは、第１支軸４７ａと直交する。第１支軸４７ａは、図４に示すように、ブレーキレバー８２の支軸８２ａに平行に配置されている。したがって、ブレーキレバー８２を操作してブレーキレバー８２が回転すると、ブレーキレバー８２に押されたレバー本体部４１Ａがヒンジ軸５１を支点として回転し、ブレーキレバー８２の操作を阻害しないようになっている。

第１操作レバー４１を第１レバーばね５０ａのばね力に抗してシフトダウン方向ＳＤに回転すると、第１係合爪４８ａが第１ラチェットギヤ４５のラチェット歯に噛み合う。さらに第１操作レバー４１をシフトダウン方向ＳＤに回転すると、第１リンクプレート４６ａと一体的に第１リンクプレートばね４７ａのばね力に抗して第１ラチェットギヤ４５ａを介して操作軸１をシフトダウン方向に回転させる。第１操作レバー４１から指を離すと、第１操作レバー４１は、図１０に示す操作待機位置に戻り、次のシフトダウン動作を待つ。このシフトダウン操作を短く繰り返し、又は大きく行うことで、操作軸１を変速位置に対応した所定の回転角度位置まで回転させることができる。また、第１操作レバー４１が操作待機位置に戻っている状態で、第２操作レバー４２によるシフトアップ操作が行える。

なお、本実施形態において、第１操作レバー４１をシフトダウン方向ＳＤに回転操作する際、テンションばね７５のばね力をキャンセルする方向に与圧部２０のばね力が加わる。このため、第１操作レバー４１を軽く押すだけでシフトダウン操作が行える。

次に、本実施の形態の効果を説明する。
本実施の形態では、変速操作レバー部４０と、変速操作レバー部４０の操作によりに回転し、シフトワイヤー６０の巻き上げ及び巻き戻しを行う操作軸１と、操作軸１の回転に従って切り換わるリアディレーラー７０の各変速位置に対応した回転停止位置が設定されている交換可能な変速位置通知部１０とを備える。

これにより、交換前後のリアディレーラー７０の仕様が異なる場合、交換後のリアディレーラー７０に対応する変速位置通知部１０に交換すれば交換後のリアディレーラー７０でも変速位置が分かるので、変速操作レバー部４０を比較的容易に変速位置に停止させることができる。このため、従来のようにコンポーネントの構成部品をすべて交換する必要がなくなり、リアディレーラー７０の交換で足りる。

さらに、本実施の形態では、変速位置通知部１０は、変速操作レバー部４０の操作に従って相対回転する第１部材１１と第２部材１２を有し、第１部材１１は、リアディレーラー７０の変速位置に対応する回転角度位置に通知位置部を有し、第２部材１２は、通知位置部と共同して回転停止位置を通知する通知作動部を有し、第１部材１１又は第２部材１２のいずれか一方又は双方が交換可能となっている。

これにより、変速位置通知部１０を簡単な構成とすることができ、また交換する部品も少なくてすむ。このため、変速位置通知部１０の交換部品を安価に用意することができる。

さらに、本実施の形態では、操作軸１に対し、リアディレーラー７０側からシフトワイヤー６０を介して加わる逆入力をキャンセルする方向に回転力を付与する与圧部２０を備える。

これにより、与圧部２０の与圧で変速操作レバー部４０の操作が軽くなる。
さらに、本実施の形態では、変速操作レバー部４０から入力される回転力を伝達し、変速操作レバー部４０に逆入力される回転力の伝達を遮断する逆入力遮断部３０を備える。

これにより、変速操作レバー部４０への逆入力が遮断されるので、リアディレーラー７０を所定の位置に維持することができる。

さらに、本実施の形態では、逆入力遮断部３０は、変速操作レバー部４０と与圧部２０との間に配置されている。

これにより、変速操作レバー部４０を操作しない場合には、与圧部２０の与圧が逆入力に対してキャンセルする方向に作用することを防止することができ、リアディレーラー７０を所定の位置に維持することができる。

〔変形例〕
なお、上記実施の形態において、逆入力遮断部３０を採用したが、これに限らず、他の形式の逆入力遮断部を採用することもできる。

図１１は、逆入力遮断部の他の実施の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。逆入力遮断部１３０は、図８に示す逆入力遮断部３０と同様の動作原理を有する。異なる点は、シフトダウン方向ＳＤ及びシフトアップ方向ＳＵの両方向への逆入力を遮断する構成で、逆入力の遮断を行うための構成部材にねじりコイルばね１３３を使用することにより、シフトダウン方向ＳＤ及びシフトアップ方向ＳＵの両方向に対して所定以上の逆入力トルクが出力軸部１Ｂに加わった場合、ねじりコイルばね１３３とねじりコイルばね１３３が巻締められる円筒状のブッシュ部材１３２とがトルクリミッターとして機能する。ブッシュ部材１３２は入力軸部１Ａの外周に外装され、固定ハウジング１３１に対して回転不能に固定される。ブッシュ部材１３２の外周にねじりコイルばね１３３が外装される。ねじりコイルばね１３３の係止部をなす一端１３３ａと他端１３３ｂは軸回りに約９０度の角度差を有して設けられている。

固定ハウジング１３１内に入力軸部１Ａの端部１３４と出力軸部１Ｂの端部１３５が配置される。入力軸部１Ａの端部１３５は円盤形状のフランジ部１３６を有し、フランジ部１３６の一部が、約９０度の角度で扇形状に切欠いた切欠部１３７に形成されている。出力軸部１Ｂの端部１３５は円盤形状のフランジ部１３８を有し、フランジ部１３８の一部から軸方向に沿って切欠部１３７に軸回りに遊嵌する係合突起部１３９が形成されている。

ねじりコイルばね１３３の一端１３３ａは切欠部１３７の一端側面１３７ａに係合し、他端１３３ｂが切欠部１３７の他端側面１３７ｂに係合する。ねじりコイルばね１３３は一端１３３ａと他端１３３ｂが入力軸部１Ａのフランジ部１３６の軸方向両端に係合しているので、入力軸部１Ａをシフトアップ方向ＳＵとシフトダウン方向ＳＤの両方向に回転しても、ねじりコイルばね１３３はブッシュ部材１３２を締め付けることがない。

一方、出力軸部１Ｂをシフトアップ方向ＳＵに回転すると、係合突起部１３９がねじりコイルばね１３３の一端１３３ａを押すので、ねじりコイルばね１３３がブッシュ部材１３２を巻締めし、出力軸部１Ｂの回転がロックされる。また、出力軸部１Ｂをシフトダウン方向ＳＤに回転すると、係合突起部１３９がねじりコイルばね１３３の他端１３３ｂを押すので、ねじりコイルばね１３３がブッシュ部材１３２を巻締めし、出力軸部１Ｂの回転がロックされる。すなわち、出力軸部１Ｂの両方向回転がそれぞれロックされ、逆入力が遮断される。

さらに、出力軸部１Ｂにテンションばね７５のばね力を超える大きなトルクが加わると、ねじりコイルばね１３３とブッシュ部材１３２とが滑り、ロックが解除されるトルクリミッターとして作用する。

図８及び図１１の逆入力遮断部３０、１３０はいずれも逆入力を遮断する機構の一例を示すものであって、本発明はこれらの機構に限定されるものではなく、逆入力を遮断できるものであればどのようなものであってもよい。

また、上記実施の形態において、変速操作装置１００はリアディレーラー７０に接続したが、これに限らず、フロントディレーラーに接続することもできる。

また、上記実施の形態及びその変形例において、変速機はどのような構成のものであってもよく、内装変速機、外装変速機であってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例において、第１部材１１をグリップ本体部９０に交換可能に固定し、第２部材１２を操作軸１に固定しているが、第１部材１１を操作軸１に固定し、第２部材１２をグリップ本体部９０に固定するようにしてもよく、この場合は第２部材１２を取り外した後、第１部材１１を操作軸１から取り外せばよい。また、第１部材１１と第２部材１２の両方を交換してもよい。すなわち、相対回転する第１部材１１と第２部材１２のいずれか一方又は双方を交換することで、仕様の異なるディレーラーに交換しても、変速位置通知部１０を交換するだけで、交換後のディレーラーに対してインデックスタイプの操作感で変速操作が行える。

また、上記実施の形態及びその変形例において、変速位置通知部１０と変速操作レバー部４０とは操作軸１の両端部に配置した構成としているが、操作軸１を用いずに変速操作レバー部４０と一体に設けた構成としてもよい。この場合、変速操作レバー部４０の操作レバー（第１操作レバー４１と第２操作レバー４２の２本で別々に増減速変速操作を行う構成だけでなく、１本の操作レバーで増減速の変速操作を行う構成を含む。）の回転操作で第１部材１１と第２部材１２を相対回転させる。シフトワイヤー６０の他端６２は変速操作レバー部４０に設けたプーリ等のシフトワイヤー巻き上げ部に固定し、操作レバーのシフトアップ、シフトダウン操作で当該シフトワイヤー巻き上げ部に巻き上げ、巻き戻しさせる。シフトワイヤー６０を変速操作レバー部４０に一体に設けた第２部材１２に巻き上げ、巻き戻しさせるようにしてもよい。

操作軸１を設けない変速操作装置の他の構成としては、例えば、図４に示すブレーキレバー８２及びブレーキワイヤー８３の接続構造のように、変速操作レバーにシフトワイヤー６０を接続し、変速操作レバーの操作によりシフトワイヤー６０の引き上げ及び戻しを行う構成を採用することもできる。

また、上記実施の形態及びその変形例において、変速位置通知部１０は、第１部材１１と第２部材１２が相対回転する構成を採用したが、これに限らず、スライドする構成を採用することもできる。例えば、リアディレーラー７０の各変速位置に対応した停止位置が設定されている交換可能なゲージ部材をケース内にスライド可能に収容し、シフトワイヤー６０をゲージ部材に連結する。そして、変速操作レバーの操作によりゲージ部材をスライドさせ、ケースの基準位置にゲージ部材の停止位置が一致するように変速操作レバーを停止させるようにする。

また、上記実施の形態及びその変形例において、変速位置通知部１０は、変速位置を通知する構成として、変速位置で第２部材１２の通知作動部であるクリックボールが第１部材１１の通知位置部である係合孔１３ａ、１３ｂに係合し、クリック感を伴って変速操作レバー部４０の操作レバーを停止させる通知機能を備えたクリック通知構成としている。本発明の変速位置通知部はクリック通知構成に限定されるものではない。例えば、第１部材１１に各変速位置を表示する通知位置部であるマーク部を設け、第２部材１２を通知作動部である指示針とし、各変速位置で前記指示針が前記マーク部を指示して変速位置を通知するように構成することができる。この場合は、運転者が前記指針と前記マーク部を目視することで、変速位置に変速操作されたことを確認することができる。

また、変速位置通知構成として、機械的構成だけでなく、電気的構成、例えば第１部材１１の係合孔１３ａ（１３ｂ）に代えて通知位置部である電気的接点を設け、第２部材１１を通知作動部であるスイッチング作動部材とすることで、各変速位置を電気的通知により通知できるようにしてもよい。この電気的な変速位置通知構成は、接触又は非接触方式の電気的接点で検出した各変速位置の変速位置信号を表示部に出力することで、変速位置を運転者に目視（ブザー音を伴うようにしてもよい。）により確認させることができる。前記表示部は自転車の任意の位置に配置することができるので、運転者の好みによって配置することができる。

また、上記実施の形態及びその変形例において、与圧部２０としてゼンマイばね２１を用いたが、本発明はゼンマイばね２１に限定されることはなく、例えばねじりばねであってもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例において、逆入力遮断部３０は、図８に示す構成に限定されるものではなく、例えばウオームギヤとウオームホイールで構成されるウオーム歯車装置であってもよい。この場合、ウオームギヤを入力軸部１Ａで駆動し、ウオームギヤに噛み合うウオームホイールの回転軸を出力軸部１Ｂに連結する構成となる。ウオーム歯車装置で構成される逆入力遮断部３０は、シフトダウン方向ＳＤだけでなく、シフトアップ方向ＳＵへの逆入力も遮断することができる。

また、上記実施の形態及びその変形例において、変速操作レバー部４０は、シフトダウン操作を第１操作レバー４１で行い、シフトアップ操作を第２操作レバー４２で行っているが、１つの操作レバーでシフトダウン操作とシフトアップ操作を行うようにしてもよい。

１００…変速操作装置、 １…操作軸、 １Ａ…入力軸部、 １Ｂ…出力軸部、 １０…変速位置通知部、 １１、１７…第１部材、 １１ａ…孔部、 １２…第２部材、 １２ａ…係合突起部、 １１Ａ…第１グループ、 １１Ｂ…第２グループ、 １３ａ、１３ｂ…係合孔、 １４ａ…第１クリックボール、 １４ｂ…第２クリックボール、 １５ａ、１５ｂ…ボール穴部、 １６ａ、１６ｂ…クリックばね、 ２０…与圧部、 ２１…ゼンマイばね、 ２１ａ…内端、 ２１ｂ…外端、 ２２…ウオームギヤ、 ２３…ウオームホイール、 ２４…ハウジング、 ２４ａ…フランジ、 ３０、１３０…逆入力遮断部、 ３１…出力突起部、 ３１ａ…先端面、 ３２…入力係合片、 ３３…筒部、 ３４…ねじりコイルばね、 ３４ａ…ばね端、 ３５…固定部材、 ３５ａ…切欠係合部、 ３５ｂ…隙間、 ３６…転動係合体、 ４０…変速操作レバー部、 ４１…第１操作レバー、 ４１Ａ…レバー本体部、 ４１Ｂ…係合爪部、 ４２…第２操作レバー、 ４３…第１ワンウエイクラッチ機構、 ４４…第２ワンウエイクラッチ機構、 ４５ａ…第１ラチェットギヤ、 ４６ａ…第１リンクプレート、 ４７ａ…第１支軸、 ４８ａ…第１ラチェット爪、 ４９ａ…第１リンクプレートばね、 ５０ａ…第１レバーばね、 ４５ｂ…第２ラチェットギヤ、 ４６ｂ…第２リンクプレート、 ４７ｂ…第２支軸、 ４８ｂ…第２ラチェット爪、 ４９ｂ…第２リンクプレートばね、 ５０ｂ…第２レバーばね、 ５１…ヒンジ部材、 ５１ａ…ヒンジ軸、 ６０…シフトワイヤー、 ６１…一端、 ６２…他端、 ６３…抜け止め部材、 ７０…リアディレーラー、 ７１…車軸、 ７２（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ）…変速ギヤ、 ７３…プーリ、 ７４…リンク機構、 ７５…テンションばね、 ８０…自転車ハンドル、 ８１…取り付け金具、 ８２…ブレーキレバー、 ８２ａ…支軸、 ８３…ブレーキワイヤー、 ８４…ブレーキアウター、 ９０…グリップ本体部、 ９０ａ…ゴムカバー、 ９１…第１室、 ９１ａ…取付け部、 ９１ｂ…ねじ、 ９２…第２室、 ９２ａ…ウオームギヤ室、 ９２ｂ…開口、 ９３…第３室、 ９４…第４室、 ９５…ボール軸受、 １３１…固定ハウジング、 １３２…ブッシュ部材、 １３３ａ…一端、 １３３ｂ…他端、 １３４、１３５…端部、 １３６、１３８…フランジ部、 １３７…切欠部、 １３９…係合突起部、 １３７ａ…一端側面、 １３７ｂ…他端側面

Claims (4)

1. 自転車の変速機とシフトワイヤーを介して連結する自転車用変速操作装置であって、
   前記シフトワイヤーの引き上げ及び戻しを、変速位置の位置決めを行うことなく連続的に行う変速操作レバー部と、
   前記変速操作レバー部から入力される力を伝達し、前記変速操作レバー部に逆入力される力の伝達を遮断する逆入力遮断部とを備えることを特徴とする自転車用変速操作装置。
2. 請求項１において、
   前記逆入力遮断部は、
   一定間隔で外方向に延びる入力係合片を有する入力軸部と、
   前記入力係合片と互いに入り込んで係合することができる出力突起部を有する出力軸部と、
   円筒状内面と円筒状外面とを有する筒部と、
   互いに隣り合う前記入力係合片と前記入力係合片との間であって前記出力突起部の先端面と前記筒部の前記円筒状内面との間に位置する転動係合体とを備え、
   前記出力軸部に働く逆入力は前記転動係合体が前記出力突起部の先端面と前記筒部の前記円筒状内面との間にロックされることにより前記入力軸部に伝達されないことを特徴とする自転車用変速操作装置。
3. 自転車の変速機とシフトワイヤーを介して連結する自転車用変速操作装置であって、
   前記シフトワイヤーの引き上げ及び戻しを行う変速操作レバー部と、
   前記変速操作レバー部から入力される力を伝達し、前記変速操作レバー部に逆入力される力の伝達を遮断する逆入力遮断部とを備え、
   前記逆入力遮断部は、
   一定間隔で外方向に延びる入力係合片を有する入力軸部と、
   前記入力係合片と互いに入り込んで係合することができる出力突起部を有する出力軸部と、
   円筒状内面と円筒状外面とを有する筒部と、
   互いに隣り合う前記入力係合片と前記入力係合片との間であって前記出力突起部の先端面と前記筒部の前記円筒状内面との間に位置する転動係合体とを備え、
   前記出力軸部に働く逆入力は前記転動係合体が前記出力突起部の先端面と前記筒部の前記円筒状内面との間にロックされることにより前記入力軸部に伝達されないことを特徴とする自転車用変速操作装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項において、
   前記変速機側から前記シフトワイヤーを介して加わる逆入力をキャンセルする方向に付勢力を与える与圧部を備え、
   前記逆入力遮断部は、前記変速操作レバー部と前記与圧部との間に配置されていることを特徴とする自転車用変速操作装置。

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