JP2007223349A - 自転車用変速補助具及び自転車用フロントディレーラ - Google Patents

自転車用変速補助具及び自転車用フロントディレーラ Download PDF

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Abstract

【課題】フロントディレーラにおいて、チェーンガイドのチェーン進入側にチェーンが配置されても、ロー側への変速性能が低下するおそれがある。
【解決手段】変速補助具46は、フロントディレーラ97fに固定可能な補助具であって、チェーン接触部60と、固定部62とを備えている。チェーン接触部60は、フロントディレーラ97fのチェーンガイド41の外側プレート56のチェーン進入側に配置され、チェーン95に接触可能なものである。固定部62は、チェーン接触部60をチェーンガイド41に固定するためのものである。
【選択図】図7

Description

本発明は、フロントディレーラ及びフロントディレーラのチェーンガイドに装着可能な自転車用変速補助具に関する。
自転車、特にスポーツタイプの自転車には外装変速装置が採用されている。外装変速装置は、2又は3枚のスプロケットを有するフロントチェーンホイールとフロントディレーラとで構成されるフロント変速装置と、7−10枚のスプロケットを有する多段ギアと、リアディレーラとから構成されるリア変速装置とで構成されることが多い。この種の変速装置のフロントディレーラは、自転車のフレームに固定可能なベース部材と、ベース部材に対して移動自在なチェーンガイドと、チェーンガイドを移動させるための移動機構と、を備えている。チェーンガイドは、内側プレートと内側プレートと間隔を隔てて配置され内側プレートとの間でチェーンを案内可能な外側プレートとを有している。フロントディレーラでは、内側プレートと外側プレートとの間にチェーンを通し、チェーンガイドをフレームと接離する方向に移動させることによりチェーンの複数のスプロケットのいずれか案内する。このようなフロントディレーラにおいて、チェーンガイドの外側プレートの内側面のチェーン進入側を他の部分より凹ませてロー側への変速をスムーズに行えるとともに、変速時以外にチェーンガイドの外側プレートにチェーンが接触しないようにしたものが従来知られている。(たとえば、特許文献1参照)。
米国特許第6641494号明細書
チェーンガイドの外側プレートのチェーン進入側を他の部分より凹ませると、変速時以外にチェーンが接触しなくなる。しかし、フルサスペンションバイクと呼ばれるリアサスペンション付きの自転車の場合、リアサスペンションが延びたとき、すなわち、リアフレームの先端がフロントフレームに対して下方に揺動すると、チェーンがチェーン進入側の凹んだ部分に配置されることがある。この状態でロー側への変速を行おうとすると、外側プレートがうまくチェーンをロー側に押圧することができず、変速性能が低下することがある。
本発明の課題は、フロントディレーラにおいて、チェーンガイドのチェーン進入側にチェーンが配置されても、ロー側への変速性能が低下するおそれがある。
発明1に係る自転車用変速補助具は、フロントディレーラに固定可能な補助具であって、チェーン接触部と、固定部とを備えている。チェーン接触部は、フロントディレーラのチェーンガイドの外側プレートのチェーン進入側に配置され、チェーンに接触可能なものである。固定部は、チェーン接触部をチェーンガイドに固定するためのものである。
この変速補助具の固定部をフロントディレーラのチェーンガイドに固定すると、チェーン接触部が外側プレートのチェーン進入側に配置され、外側プレートのチェーン進入側の厚みが厚くなる。このため、ロー側への変速時にチェーンがチェーン進入側に配置されても、チェーンをロー側に押圧することができる。ここでは、変速補助具に外側プレートのチェーン進入側に配置されるチェーン接触部を設けたので、外側プレートのチェーン進入側の厚みが厚くなる。このため、ロー側への変速時にチェーンが外側プレートのチェーン進入側に配置されても、チェーンをロー側に押圧することができ、ロー側への変速性能が低下しにくくなる。
発明2に係る自転車用変速補助具は、発明1に記載の補助具において、チェーン接触部は、チェーンガイドの内側プレートと対向する外側プレートの内側面に配置可能である。この場合には、チェーン接触部が外側プレートの内側面に配置可能であるので、チェーンをさらに押圧しやすくなる。
発明3に係る自転車用変速補助具は、発明1又は2に記載の補助具において、固定部は、チェーン進入側で内側プレートと外側プレートとを連結する連結部を挟持可能な互いに平行な1対の対向部を有し、対向部の先端に係止され対向部を抜け止めする抜け止め部材をさらに備える。この場合には、内側プレートと外側プレートとのチェーン進入側の連結部を1対の対向部で挟んだ状態で対向部の先端を抜け止め部材で係止するだけで、変速補助具をチェーンガイドに固定かつ抜け止めできるので、変速補助具の装着が容易である。また、チェーン進入側の連結部で変速補助具を固定しているので、ロー側の変速時にも変速に影響を与えにくい。
発明4に係る自転車用変速補助具は、発明1又は2に記載の補助具において、固定部は、チェーン進入側で外側プレートを挟持可能な互いに平行な1対の対向部を有し、対向部の先端に係止され対向部を抜け止めする抜け止め部材をさらに備える。この場合には、外側プレートに変速補補助具が直接装着されるので、変速補助具の構成を簡素化することができる。
発明5に係る自転車用変速補助具は、発明3又は4に記載の装置において、対向部の先端には、抜け止め部材を係止する係止突起が対向部から突出して形成されている。この場合には、係止突起により、抜け止め部材を確実に係止できる。
発明6に係る自転車用変速補助具は、発明1から5のいずれかに記載の補助具において、接触部及び固定部は、合成樹脂製であり一体形成されている。この場合には、チェーン接触部にチェーンが接触してもチェーンとの摺動による音鳴りが生じにくくなる。
発明7に係る自転車用フロントディレーラは、自転車に装着可能なディレーラであって、自転車に装着可能なベース部材と、チェーンガイドと、移動機構と、自転車用変速補助具とを備えている。チェーンガイドは、内側プレートと内側プレートと対向して配置された外側プレートとを有し、ベース部材に対して移動可能なものである。移動機構は、チェーンガイドをベース部材に対して移動させる機構である。自転車用変速補助具は、発明1から6のいずれかに記載のものである。
このフロントディレーラでは、変速補助具により、チェーンガイドの外側プレートのチェーン進入側の厚みを厚くできるので、上記発明1から6のいずれかに記載の作用効果を得ることができる。
本発明によれば、変速補助具に、外側プレートのチェーン進入側に配置されるチェーン接触部を設けたので、外側プレートのチェーン進入側の厚みが厚くなる。このため、ロー側への変速時にチェーンがチェーン進入側に配置されても、チェーンをロー側に押圧することができ、ロー側への変速性能が低下しにくくなる。
<全体構成>
図1において、本発明の一実施形態を採用した自転車101は、フルサスペンションバイクであり、サスペンションフォーク98を有する前フレーム部102a及び前フレーム部102aに揺動自在に装着された後フレーム部102bを有するフレーム102と、サスペンションフォーク98に固定されたハンドル部104と、チェーン95やペダルPDが装着されたクランク96や前後のディレーラ97f,97rや前後のスプロケット群99f,99r等からなる駆動部105と、サスペンションフォーク98及び後フレーム部102b後部に装着された前輪及び後輪106f,106rと、前後のブレーキ装置107f,107rと、前後のディレーラ97f,97rを変速操作する変速操作部110f,110rと、を備えている。前フレーム部102aと、後フレーム部102bとの間には、リアサスペンションユニット102cが装着されている。
ハンドル部104は、ハンドルステム111と、ハンドルステム111の上端で嵌合固定されたハンドルバー112とで構成されている。ハンドルステム111は、フロントフォーク98の上部に嵌合固定されている。ハンドルバー112は、バーハンドル型のものであり、左右1対のブレーキレバー113f,113rを備えている。このブレーキレバー113f,113rの内側に変速操作部110f,110rが一体又は別体に設けられている。変速操作部110f,110rは、変速ケーブル115f,115rを介して前後のディレーラ97f,97rに連結されている。
駆動部105は、前述したようにチェーン95と、チェーン95の架け換えを行う前後のディレーラ97f,97rと、前後のスプロケット群99f,99rとを含んでいる。フロントディレーラ97fは、前フレーム部102aの後下部に設けられたハンガー部(図示せず)から斜め上方に延びるディレーラ装着チューブ102dに設けられ、変速操作部110fにより2つの変速位置に位置決めされチェーン95を案内する。リアディレーラ97rは、後フレーム部102bの後部の後爪部102eに設けられ、変速操作部110rにより10個の変速位置に位置決めされチェーン95を案内する。
前スプロケット群99fは、クランク軸の軸方向に並べて配置された歯数が異なる3枚のスプロケットF1〜F3を有している。後スプロケット群99rは、後輪のハブ軸106aに沿った軸方向に並べて配置された歯数が異なる10枚のスプロケットを有している。ここでは、前スプロケット群99fでは、内側にあるスプロケットF1が最も歯数が少なく、それから外側にあるスプロケットF2,F3にいくにつれて順に歯数が多くなる。また、後スプロケット群99rでは最も内側にあるスプロケットから順に歯数が少なくなり、最も外側にあるトップのスプロケットが最も歯数が少ない。前後のディレーラ97f,97rは、チェーン95を複数のスプロケットのいずれかに移動させて変速動作を行う。この変速操作は、ブレーキレバー113f,113rを利用した変速操作部110f,110rにより行われる。
<フロントディレーラの構成>
フロントディレーラ97fは、図2〜図4に示すように、シートチューブ102aに固定可能なベース部材40と、ベース部材40に対して接離する変速方向に移動自在なチェーンガイド41と、ベース部材40とチェーンガイド41とを回動自在に連結してチェーンガイド41を移動させるための移動機構45とを有している。また、フロントディレーラ97fは、チェーンガイド41に後付けされた変速補助具46を有している。移動機構45は、互いに平行に配置された内リンク42及び外リンク43と、を有している。
ベース部材40は、第1ベースブラケット50と、第1ベースブラケット50に開閉自在に装着され、第1ベースブラケット50とでディレーラ装着チューブ102dを抱き込む第2ベースブラケット51とを有している。第1ベースブラケット50には、上方に内リンク42がリンク軸42aを介して揺動自在に装着される内リンク支持部50aが設けられている。リンク軸42aの外周側には、チェーンガイド41をロー位置側に付勢する付勢部材としての捩じりコイルばね(図示せず)が配置されている。捩じりコイルばねは、一端が第1ベースブラケット50に他端が内リンク42に係止されており、内リンク42に一体形成された筒状のカバー42cにより覆われている。また、内リンク支持部50aの外側に2つの外リンク43がリンク軸(一方のみ図示)43aを介して揺動自在に装着された1対の外リンク支持部50bが外側に突出して設けられている。
チェーンガイド41は、内側に配置された小径のスプロケットF1に対向するロー位置と、中間に配置された中間径のスプロケットF2に対向するミドル位置と、外側に配置された大径のスプロケットF3に対向するトップ位置との3つの変速位置に移動し、3つのスプロケットF1,F2,F3のいずれかにチェーン95を案内する。チェーンガイド41は、内リンク42及び外リンク43の上端に揺動自在に連結されている。チェーンガイド41は、内側プレート55と、内側プレート55の外側に内側プレート55と間隔を隔てて配置された外側プレート56とを有している。この内側プレート55と外側プレート56との間でチェーン95を案内可能である。
内側プレート55及び外側プレート56は、この実施形態では金属薄板をプレスにより所定形状に切断した後折り曲げ加工して形成されている。したがって、この実施形態では、両プレート55,56は、一体形成されており、後端(図2の右側のチェーン進入側)側の一箇所で連結ボルト57により連結されている。また、上部の上連結部58でC字状に折り曲げられた状態で一体に連結されている。
内側プレート55には、背面側に折り曲げられた1対のリンク連結部55f,55gが設けられている。リンク連結部55fは、リンク連結部55gより折り曲げ長さが短い。リンク連結部55fには、一方の外リンク43の上端がリンク軸43bを介して揺動自在に連結されている。リンク連結部55gには、他方の外リンク43の上端がリンク軸43cを介して揺動自在に連結されているとともに、その内側に内リンク42の上端がリンク軸42bを介して揺動自在に連結されている。また、リンク連結部55gの上面には、チェーンガイド41のトップ位置及びロー位置を調整するための2本のねじ47a,47bを有する調整機構47が設けられている。
内側プレート55は、図2〜図4に示すように、スプロケットF1〜F3の外周部に沿いかつ後端から前端(チェーン退出側)に向かってチェーン95と交差可能に延びる円弧状に形成されている。また、内側プレート55は、プレス加工により凹凸及び縁部を形成することにより、外側プレート56より高強度に形成されている。これは、内側プレート55は、ロー位置からトップ位置への強い力が必要なシフトアップ時にチェーン95をスプロケットF1から脱線させるときに使用されるからである。内側プレート55は、外側のトップ位置に配置されたとき、図7に示すように、スプロケットF3の歯先より径方向内側に下辺が配置される。
外側プレート56は、内側プレート55より径方向外方に配置されるような円弧状に形成されている。外側プレート56は、図7に示す外側のトップ位置に配置されたとき、下辺とスプロケットF3の歯先との間に1〜3mm程度の隙間が形成されている。したがって、フロントディレーラ97fは、上述した隙間が形成されるようにディレーラ装着チューブ102dにセットされる。外側プレート56の後部は、C字状に折れ曲がっている。具体的には、後部であるチェーン進入側において、内側プレート55に向かって折れ曲がり内側プレート55と連結される後連結部56aと、後連結部56aからさらに折れ曲がり内側プレート55の後部の内側面に配置されるねじ止め部56bとが形成されている。このねじ止め部56bが連結ボルト57により内側プレート55に連結固定されている。また、外側プレート56の後部側には、チェーン退出側の前部より凹んだ逃がし凹部56cが形成されている。この逃がし凹部56cは、小径側のスプロケットF1にチェーン95が噛み合いかつ後スプロケット群99rの外側スプロケットに噛み合って斜めに配置されるとき、チェーン95が外側プレート56に接触して音鳴りするのを防止するためである。
内リンク42は、図2〜図4に示すように、ベース部材40がディレーラ装着チューブ102dに装着された状態でベース部材40の上方に配置され、第1ベースブラケット50とチェーンガイド41とに両端が回動自在に連結されたものである。内リンク42は、内リンク支持部50aの間に一端が揺動自在に連結されている。内リンク42の他端にはチェーンガイド41が揺動自在に連結されている。また、内リンク42のリンク支持部分には、そこから離れチェーンガイド41に向かって延びるケーブル係止アーム44が一体形成されている。ケーブル係止アーム44の延びた先端には、変速ケーブルのインナーケーブルをボルト止めするケーブル係止部44aが設けられている。
外リンク43は、連結部分43dにより連結されている。外リンク43は、内リンク42よりベース部材40から離れる位置でベース部材40の1対の外リンク支持部50bとチェーンガイド41とに両端が回動自在に連結され、内リンク42と平行に配置されたリンクである。
変速補助具46は、既存のフロントディレーラに後付けにより装着可能な部材である。変速補助具46は、ポリアセタール樹脂やポリイミド樹脂などの弾性を有し硬質で摺動性能が高い合成樹脂製の部材である。チェーン接触部60は、図5及び図6に示すように、外側プレート56の上辺及び下辺に沿って弓状に湾曲して形成されている。変速補助具46はチェーンガイド41の外側プレート56の後部(チェーン進入側)に配置されチェーン95に接触可能なチェーン接触部60と、チェーン接触部60をチェーンガイド41に固定するための固定部62とを備えている。また、変速補助具46は、固定部62を抜け止めするための抜け止め部材64をさらに備えている。
チェーン接触部60は、チェーンガイド41の内側プレート55と対向する外側プレート56の内側面に配置可能であり、具体的には、外側プレート56の内側面の後部に形成された逃がし凹部56cの形成位置に配置されている。その厚みは、逃がし凹部56cが形成されていない部分と同一面になるようにするのが望ましいが、わずかな段差であれば同一面でなくてもよい。
固定部62は、後連結部56aを挟持可能な互いに平行な1対の対向部62a,62bを有している。対向部62a,62bの基端は連結されており全体として間に溝を有するC字状に形成されている。対向部62a,62bの先端には、抜け止め部材64を係止する係止突起62c,62dが対向部62a,62bから突出して形成されている。その突出端には、離反する方向に突出する引っ掛け部62e,62fが形成されている。
抜け止め部材64は、弾性を有する合成樹脂製の部材であり、矩形の開口64aを有する矩形リング状に形成されている。抜け止め部材64は、引っ掛け部62e,62fを超えて係止突起62c,62dに装着されることにより、後連結部56aを挟持する対向部62a,62bを抜け止めする。
<変速補助具の装着手順>
変速補助具46をチェーンガイド41に装着する際には、図6に示すように、固定部62の対向部62a,62bの間に形成された溝を後連結部56aに後方から装着して1対の対向部62a,62bで後連結部56aを挟持する。この状態でチェーン接触部60は、外側プレート56の逃がし凹部56cを覆うように配置される。この結果、逃がし凹部56cの少なくとも一部が埋められて凹部がなくなる。最後に抜け止め部材64を後連結部56aの前方から係止突起62c,62dにはめ込み、固定部62を抜け止めして変速補助具46をチェーンガイド41に固定する。このように、変速補助具46は、既存のフロントディレーラにも後付けでき、装着すると、外側プレート56の内側面の逃がし凹部56cを埋めることができる。
<フロントディレーラの変速動作>
このように構成されたフロントディレーラ97fでは、トップ位置からミドル位置へのシフトダウン又はミドル位置からロー位置へのシフトダウンの際には、チェーン95は、チェーンガイド41の外側プレート56に接触してスプロケットF3又はスプロケットF2から脱線し、スプロケットF2又はスプロケットF1に案内される。このときのチェーン95の通常の架け替え動作を図7に細線で示す。このロー側への変速動作時に段差などを通過してリアサスペンションユニット102cが伸びて後フレーム部102bが前フレーム部102aに対して相対的に図1反時計回りに揺動すると、チェーン95が図7の実線で示すように逃がし凹部56c側に移動する。すると、変速補助具46を装着せずチェーン接触部60がない場合は、外側プレート56の内側面がチェーン95をうまく押圧することができない。
しかし、変速補助具46を上述の手順で装着すると、逃がし凹部56cが埋められて、外側プレート56のチェーン進入側の厚みが厚くなる。この結果、ロー側への変速時にチェーン95がチェーン進入側に配置されても、チェーン95をロー側に押圧することができる。このため、ロー側への変速時にチェーン95が外側プレート56のチェーン進入側に配置されても、チェーン95をロー側に押圧することができ、ロー側への変速性能が低下しにくくなる。
しかも、全体を合成樹脂製で一体形成しているので、変速後にチェーン接触部60にチェーン95が接触しても、チェーン95との摺動による音鳴りが生じにくくなる。
<他の実施形態>
(a)前記実施形態では、リアサスペンションを有するフルサスペンションバイク用の3段変速のフロントディレーラを例に本発明を説明したが、ロードレーサのような2段変速用の2つのスプロケットを有するフロントディレーラにも本発明を適用できる。また、電動ディレーラにも本発明を適用できる。
(b)前記実施形態では、内側プレートと外側プレートとを一体形成しているが、本発明はこれに限定されず、内側プレートと外側プレートとは別体でもよい。
(c)前記実施形態では、固定部を後連結部56aに装着するようにしたが、固定部の装着位置は、後連結部に限定されない。図8及び図9において、変速補助具146のチェーン接触部160は、前記実施形態と同様な形状であるが、固定部162は、前記固定部62と同様な対向部62a,62bをチェーン接触部160の一端側に有しているが、この対向部62a,62bは抜け止めされていない。固定部162は、チェーン接触部160から外側プレート56を内側部から挟持可能な対向部162a,162bをさらに有している。対向部162a,162bの先端には、抜け止め部材164を係止する係止突起162c,162dが対向部162a,162bから突出して形成されている。その突出端には、離反する方向に突出する引っ掛け部162e,162fが形成されている。
このような構成の変速補助具146では、外側プレート56に装着する際には、チェーン接触部160を内側にたわませて係止突起162c,162dが外側プレート56に干渉しないようにした状態で対向部62a,62bを後連結部56aに装着する。この状態でチェーン接触部160は、外側プレート56の逃がし凹部56cを覆うように配置される。この結果、逃がし凹部56cの少なくとも一部が埋められて凹部がなくなる。そして、対向部162a,162bで外側プレート56の上片と下片を挟持した状態で抜け止め部材を係止突起162c,162dにはめ込み、固定部162を抜け止めして変速補助具146をチェーンガイド41に固定する。この場合にも前記実施形態と同様な作用効果が得られる。
(d)前記実施形態では、チェーン接触部と固定部とを一体形成したが別体で構成してもよい。たとえば、チェーン接触部を合成樹脂製とし、固定部を金属製としてもよい。またその逆でもよい。この場合、インサート成形等の手段により一体形成してもよいし、接着等の適宜の固定手段により固定してもよい。
(e)前記実施形態では、変速補助具を後付けできるように、固定部をチェーンガイドにはめ込むように構成したが、固定部の固定方法は前記実施形態に限定されず、接着やねじ止めやカシメ固定などの適宜の固定手段を適用できる。
本発明の一実施形態が採用された自転車の側面図。 そのフロントディレーラの斜視図。 チェーンガイドの側面図。 チェーンガイドの背面面。 変速補助具の斜視図。 変速補助具の装着手順を示す斜視図。 変速補助具を用いたロー位置側への変速動作を説明する図。 他の実施形態の変速補助具の固定部を示す斜視図。 図8のIV−IV断面図。
符号の説明
40 ベース部材
41 チェーンガイド
45 移動機構
46,146 変速補助具
55 内側プレート
56 外側プレート
60,160 チェーン接触部
62,162 固定部
62a,62b、162a,162b 対向部
62c,62d、162c,162d 係止突起
64,164 抜け止め部材
101 自転車

Claims (7)

  1. フロントディレーラに固定可能な自転車用変速補助具であって、
    前記フロントディレーラのチェーンガイドの外側プレートのチェーン進入側に配置され、前記チェーンに接触可能なチェーン接触部と、
    前記チェーン接触部を前記チェーンガイドに固定するための固定部と、
    を備えた自転車用変速補助具。
  2. 前記チェーン接触部は、前記チェーンガイドの内側プレートと対向する前記外側プレートの内側面に配置可能である、請求項1に記載の自転車用変速補助具。
  3. 前記固定部は、前記チェーン進入側で前記内側プレートと前記外側プレートとを連結する連結部を挟持可能な互いに平行な1対の対向部を有し、
    前記対向部の先端に係止され前記対向部を抜け止めする抜け止め部材をさらに備える、請求項1又は2に記載の自転車用変速補助具。
  4. 前記固定部は、前記チェーン進入側で前記外側プレートを挟持可能な互いに平行な1対の対向部を有し、
    前記対向部の先端に係止され前記対向部を抜け止めする抜け止め部材をさらに備える、請求項1又は2に記載の自転車用変速補助具。
  5. 前記対向部の先端には、前記抜け止め部材を係止する係止突起が対向部から突出して形成されている、請求項3又は4に記載の自転車用変速補助具。
  6. 前記接触部及び前記固定部は、合成樹脂製であり一体形成されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の自転車用変速補助具。
  7. 自転車に装着可能な自転車用フロントディレーラであって、
    前記自転車に装着可能なベース部材と、
    内側プレートと前記内側プレートと対向して配置された外側プレートとを有し、前記ベース部材に対して移動可能なチェーンガイドと、
    前記チェーンガイドを前記ベース部材に対して移動させる移動機構と、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の自転車用変速補助具と、
    を備えた自転車用フロントディレーラ。
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