JP3950875B2

JP3950875B2 - 自転車用電気配線支持構造

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Publication number: JP3950875B2
Application number: JP2004220287A
Authority: JP
Inventors: 直弘西本
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2024-07-28
Also published as: BRPI0501778A; US7388151B2; US20060022425A1; DE602005005397T2; EP1621455A2; JP2006036065A; EP1621455A3; DE602005005397D1; TW200606061A; EP1621455B1; CN1727247A

Description

本発明は、配線支持構造、特に、少なくとも一部が自転車のフレームに装着された複数の電気部品を接続する電気配線を支持する自転車用電気配線支持構造に関する。

最近、自転車に複数の電気部品を搭載することが広く行われている。たとえば、前後の変速装置を電動化してフレームの中間部及び後部に装着するとともに、ハンドルの両端にスイッチを有する変速操作部を設けているものが知られている（たとえば、特許文献１）。このような、複数の電気部品を電気配線で接続する場合、従来は、電気配線をフレーム内に通したり、タイラップなどの配線バンドを利用して電気配線をフレームに固定したりしている。
特開２００４−０９０７８１号公報

電気配線をフレーム内に通すと、すっきりとした外観が得られる。しかし、配線をフレーム内部に通すために特別なフレーム構造が必要になるとともに、配線をフレーム内に通す作業に時間を要し、フレームのコスト及び配線作業のコストが増大する。

配線を配線バンドで固定すると、配線作業が簡単になり配線作業のコストを低下できる。しかし、配線が外部にたるんだ状態で露出してすっきりとした良好な外観が得られない。また、配線が外部に露出するため、特に地表に近いフレーム装着部分で走行中に配線が障害物に引っかかって断線する等の配線トラブルが発生するおそれがある。

本発明の課題は、複数の電気部品を接続する自転車用電気配線支持構造において、電気配線による自転車の外観の悪化を抑えかつ配線トラブルを生じにくくすることにある。

発明１に係る自転車用電気配線支持構造は、少なくとも一部が、変速ケーブルのアウターケーシングを係止するためのケーブル係止部を有する自転車のフレームに装着された複数の電気部品を接続する電気配線を支持する構造であって、第１カバー部材と、第２カバー部材と、固定部材と、を備えている。第１カバー部材は、フレームに沿って直線状に配置され、電気配線の一部を覆う硬質の部材である。第２カバー部材は、第１カバー部材に連結可能であり、電気配線の残りの少なくとも一部を覆う可撓性を有し第１カバー部材より軟質の部材である。固定部材は、第１カバー部材を自転車のフレームのケーブル係止部に固定可能なものである。

この電気配線支持構造では、フレームに沿った部分では、電気配線はフレームに直線状に配置された第１カバー部材により覆われ、フレームから離れる部分では、第１カバー部材に連結された軟質の第２カバー部材により覆われる。ここでは、フレームに沿った部分では、電気配線が硬質の第１カバー部材により直線状に配置されるので、配線がたるんだり外部に露出したりすることがない。また、フレームに沿っていない部分では、軟質の第２カバー部材により自由に湾曲させることができる。このため、配線がたるんだ状態で外部に露出する部分が少なくなり、電気配線による自転車の外観の悪化を抑えることができる。また、フレームに沿った部分で電気配線がたるまなくなるので、配線トラブルの発生を抑えることができる。また、硬質の第１カバー部材が固定部材によりフレームのケーブル係止部に固定されるので、硬質の第１カバー部材をフレームに沿って直線状に確実に配置できる。

発明２に係る自転車用電気配線支持構造は、発明１に記載の構造において、第１カバー部材は、長手方向に沿って形成された溝部を有する。この場合には、第１カバー部材の溝部から電気配線を装着することができ、第１カバー部材への電気配線の装着が容易になる。

発明３に係る自転車用電気配線支持構造は、発明２に記載の構造において、溝部は、第１カバー部材の全長にわたって形成されている。この場合には、第１カバー部材への電気配線の装着がより容易になる。

発明４に係る自転車用電気配線支持構造は、発明１から３のいずれかに記載の構造において、第２カバー部材は、第１カバー部材の端部外周に装着可能な筒状の装着部と、装着部から延びる蛇腹部とを有する。この場合には、蛇腹部を設けることにより第２カバー部材の柔軟性が向上する。

発明５に係る自転車用電気配線支持構造は、発明１から４のいずれかに記載の構造において、電気部品は、自転車のハンドルに装着された変速操作部と、フレームに装着された電源と、フレームの中間部及び後端部に設けられた前後の電動ディレーラであり、第１カバー部材は、変速操作部と電源との間で前記第フレームに沿って直線状に装着されるとともに、電源と電動リアディレーラとの間でフレームに沿って直線状に装着されている。この場合には、変速制御を電動化しても電気配線による外観の悪化や配線トラブルを抑えることができる。

本発明によれば、フレームに沿った部分では、電気配線が硬質の第１カバー部材により直線状に配置されるので、配線がたるんだり外部に露出したりすることがない。また、フレームに沿っていない部分では、軟質の第２カバー部材により自由に湾曲させることができる。このため、配線がたるんだ状態で外部に露出する部分が少なくなり、電気配線による自転車の外観の悪化を抑えることができる。また、フレームに沿った部分で電気配線がたるまなくなるので、配線トラブルの発生を抑えることができる。

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、ロードレーサであり、フロントフォーク９８及びフロントフォーク９８に固定されたハンドル部１０４を有するダイヤモンド形のフレーム１０２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、フロントフォーク９８及びフレーム１０２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とを備えている。

ハンドル部１０４は、図１に示すように、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、ドロップ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。ハンドルバー１１２の中央部には、自転車の速度や走行距離や変速位置を表示する表示ユニット１２０が配置されている。表示ユニット１２０は、ハンドルステム１１１に装着された表示器ブラケット１２０ａに着脱自在に装着されている。

ブレーキレバー１１３ｆ，１１３ｒは、図２に示すように、ハンドルバー１１２の端部にそれぞれ装着される前後のブレーキブラケット１１５ｆ，１１５ｒと、ブレーキブラケット１１５ｆ，１１５ｒに揺動自在に装着される前後のレバー部材１１６ｆ，１１６ｒとを有している。レバー部材１１６ｆ，１１６ｒの後面には、前後のディレーラ９７ｆ，９７ｒの変速操作用の前後の変速操作部（電気部品の一例）１２１ｆ，１２１ｒが各別に設けられている。前変速操作部１２１ｆ及び後変速操作部１２１ｒは、後レバー部材１１６ｒ及び前レバー部材１１６ｆに手をおいた状態で変速できるようにするために各別に設けられている。

各変速操作部１２１ｆ，１２１ｒは、中立位置Ｐ０と、中立位置Ｐ０から内方に揺動した第１位置Ｐ１と、中立位置Ｐ０から外方に揺動した第２位置Ｐ２とに揺動自在な変速操作部材１２４をそれぞれ有している。変速操作部材１２４は、中立位置Ｐ０に向けて付勢されている。また、変速操作部１２１ｆには、図４に示すように、前シフトアップスイッチ１３０ｆ及び前シフトダウンスイッチ１３１ｆが内部に設けられている。変速操作部１２１ｒにも同様に後シフトアップスイッチ１３０ｒ及び後シフトダウンスイッチ１３１ｒが内部に設けられている。なお、この実施形態では、第１位置Ｐ１に変速操作部材１２４が操作されると前後のシフトアップスイッチ１３０ｆ，１３０ｒがオンし、第２位置Ｐ２に変速操作部材１２４が操作されると前後のシフトダウンスイッチ１３１ｆ，１３１ｒがオンするように構成されている。この組み合わせは適宜に設定される。

駆動部１０５は、図１に示すように、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（電気部品の一例）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、フレーム１０２のシートチューブ１０２ａに設けられ２つの変速位置にチェーン９５を案内するディレーラである。フロントディレーラ９７ｆは、図４に示すように、フロントモータ１２５ｆ、フロントモータ駆動部１２６ｆ、フロント変速制御部１２７ｆ及びフロントセンサ１２８ｆが内部に設けられ、２つの変速位置を有する電気制御可能な電動ディレーラである。リアディレーラ９７ｒは、図１に示すように、フレーム１０２の後部に設けられ、１０個の変速位置のいずれかにチェーン９５を案内するディレーラである。リアディレーラ９７ｒは、図４に示すように、リアモータ１２５ｒ、リアモータ駆動部１２６ｒ、リア変速制御部１２７ｒ及びリアセンサ１２８ｒが内部に設けられ、１０の変速位置を有する電気制御可能な電動ディレーラである。ここで、前後のモータ駆動部１２６ｆ，１２６ｒは、減速ユニット及びモータ駆動回路を含むユニットである。前後の変速制御部１２７ｆ，１２７ｒは、それぞれマイクロコンピュータを含む制御回路を有しており、ソフトウェアにより変速信号に応じてモータ駆動部１２６ｆ，１２６ｒを各別に制御する。前後のセンサ１２８ｆ，１２８ｒは、各ディレーラ９７ｆ，９７ｒの変速位置を検出するためのセンサである。

これらのディレーラ９７ｆ，９７ｒの各部及び変速操作部１２１ｆ，１２１ｒには、図３に示すように、フレーム中央部のハンガー部１０２ｂに装着されたバッテリケース（電気部品の一例）１２９に収納されたたとえば二次電池や一次電池等の電源１２９ａからの電力が電気配線を介して供給されて動作する。

このように自転車の各所に装着された複数の電気部品（前後のリアディレーラ９７ｆ，９７ｒ、変速操作部１２１ｆ，１２１ｒ、表示ユニット１２０、表示器ブラケット１２０ａ）は、図４に示すように、５本の電気配線ＥＷ１〜ＥＷ５により接続されている。ここで、電気配線ＥＷ１は、前変速操作部１２１ｆから後変速操作部１２１ｒに延びる配線であり、後変速操作部１２１ｒに接続されている。この実施形態では、後変速操作部１２１ｒを中継してバッテリケース１２９に接続されている。この電気配線ＥＷ１は、たとえば、３芯のケーブルであり、前変速操作部１２１ｆからの変速信号が送信される。この電気配線ＥＷ１は、ハンドルバー１１２に巻き付けられるテープにより部分的にカバーされる。

電気配線ＥＷ２は、後変速操作部１２１ｒからバッテリケース１２９に延びる配線であり、たとえば５又は６芯のケーブルである。電気配線ＥＷ２には、前後の変速操作部１２１ｆ，１２１ｒからの変速信号がバッテリケース１２９に送信される。また、前後のセンサ１２８ｆ，１２８ｒからの変速位置信号がバッテリケース１２９から送信され後変速操作部１２１ｒを介して表示ユニットに送信される。電気配線ＥＷ２の後変速操作部１２１ｒとの接続部分の近傍は、ハンドルバー１１２に巻き付けられるテープによりカバーされる。

電気配線ＥＷ３は、バッテリケース１２９からフロントディレーラ９７ｆに延びる配線であり、たとえば、４芯のケーブルである。電気配線ＥＷ３には、前変速操作部１２１ｆからのフロント変速信号がバッテリケース１２９を経由してフロントディレーラ９７ｆに送信されるとともに、フロントディレーラ９７ｆからのフロント変速位置信号がバッテリケース１２９に送信される。

電気配線ＥＷ４は、バッテリケース１２９からリアディレーラ９７ｒに延びる配線であり、たとえば、４芯のケーブルである。電気配線ＥＷ４には、後変速操作部１２１ｒからのリア変速信号がバッテリケース１２９を経由してリアディレーラ９７ｆに送信されるとともに、リアディレーラ９７ｒからのリア変速位置信号がバッテリケース１２９に送信される。

電気配線ＥＷ５は、後変速操作部１２１ｒと表示器ブラケット１２０ａとを接続する配線であり、たとえば、５又は６芯のケーブルである。電気配線ＥＷ５では、前記の変速位置信号が表示ユニットに送信される。これにより表示ユニット１２０では、現在の変速位置が表示される。この電気配線ＥＷ５は、電気配線ＥＷ１と同様にハンドルバー１１２に巻き付けられるテープにより部分的にカバーされる。

このような電気配線ＥＷ２〜ＥＷ４を支持する本発明の一実施形態による電気配線支持構造１０は、図３に示すように、フレーム１０２のダウンチューブ１０２ｃ、チェーンステイ１０２ｄ、及びシートチューブ１０２ａに沿って直線状に配置され、電気配線ＥＷ２、電気配線ＥＷ３、及び電気配線ＥＷ４の一部を各別に覆う硬質の３つの第１カバー部材１１ａ〜１１ｃと、第１カバー部材１１ａ〜１１ｃに連結可能であり、電気配線ＥＷ２、電気配線ＥＷ３、及び電気配線ＥＷ４の残りの一部を各別に覆う可撓性を有し第１カバー部材１１ａ〜１１ｃより軟質の３つの第２カバー部材１２ａ〜１２ｃとを有している。

第１カバー部材１１ａ〜１１ｃは、たとえば、ポリアセタール樹脂等の硬質でかつ比較的弾性を有し割れにくい材質のものである。第１カバー部材１１ａ〜１１ｃは、図５及び図６に示すように、チューブで構成されかつ長手方向全長にわたって形成された溝部１１ｄを有する断面がＣ字状の部材であり。この第１カバー部材１１ａ〜１１ｃの内部に電気配線ＥＷ２〜ＥＷ４が装着されてカバーされる。

電気配線ＥＷ２をカバーする第１カバー部材１１ａの先端は、ダウンチューブ１０２ｃに設けられた第１ケーブル固定具１５により固定されている。第１ケーブル固定具１５は、図９に示すようにダウンチューブ１０２ｃを貫通する固定ナット１３に螺合する固定ボルト１４によりダウンチューブ１０２ｃに固定されている。第１ケーブル固定具１５は、底部側が拡径しかつ底部がダウンチューブ１０２ｃの表面に沿って湾曲した載頭四角錐台形状の部材であり、内部に固定ナット１３が収容されている。この第１ケーブル固定具１５の下部に第１カバー部材１１ａを係止可能なＵ字状の装着凹部１５ａが形成されており、第１カバー部材１１ａが弾性的に係止されている。第１カバー部材１１ａの基端は、バッテリケース１２９に挿入されている。

電気配線ＥＷ３をカバーする第１カバー部材１１ｂは、フロントディレーラ９７ｆのブラケット９７ｆｂにより上端部がシートチューブ１０２ａに固定されている。下端部は、バッテリケース１２９に挿入されている。

電気配線ＥＷ４をカバーする第１カバー部材１１ｃは、第２ケーブル固定具１６によりチェーンステイ１０２ｄに固定されている。第２ケーブル固定具１６は、チェーンステイ１０２ｄの後部に設けられた変速ケーブルのアウターケーシングを係止するためのケーブル係止部２０に着脱自在に装着されている。第２ケーブル固定具１６は、図１０に示すように、第１カバー部材１１ｃを支持するための支持部材２１と、支持部材２１をケーブル係止部２０に固定するためのテーパリング２２と、テーパリング２２とテーパ面で接触するテーパナット２３と、テーパナット２３に螺合する固定ボルト２４とを有している。

支持部材２１は、たとえばポリプロピレンなどの比較的軟質な合成樹脂製の部材であり、図１１に示すように、接続部２５で接続され折りたたまれる一体形成された部材である。支持部材２１は、折りたたんだ状態で固定ボルト２４が貫通する大径部２６と第１カバー部材１１ｃが挟持される小径部２７とを有している。大径部２６は、貫通方向に分割され、小径部２７は、半径方向に分割されている。大径部２６には、固定ボルト２４が貫通する貫通孔２６ａが形成されており、小径部２７には、第１カバー部材１１ｃが挟持される半割の固定孔２７ａが形成されている。固定孔２７ａの直径は第１カバー部材１１ｃの直径よりやや小さい。これにより、支持部材２１を貫通孔２６ａが重なるように折りたたんだとき、第１カバー部材１１ｃが確実に支持される。

第２ケーブル固定具１６では、固定ボルト２４を貫通孔２６ａを貫通させてテーパナット２３に締め込むと、テーパ面でテーパナット２３に対してテーパリング２２が軸方向の交差する方向に移動し、ケーブル係止部２０に第２ケーブル固定具１６が固定される。これにより、第１カバー部材１１ｃがチェーンステイ１０２ｄに装着される。

電気配線ＥＷ２，ＥＷ４をカバーする第２カバー部材１２ａ，１２ｃは、たとえば、ゴム系の合成樹脂製であり弾性を有し可撓性を有する材質のものである。第２カバー部材１２ａ，１２ｃは、図７及び図８に示すように、第１カバー部材１１ａ，１１ｃの外周面に弾性的に連結可能な大径の装着部１２ｄと、装着部１２ｄより小径のカバー部１２ｅとを有するチューブ状の部材である。この第２カバー部材１２ａ，１２ｃの内部に電気配線ＥＷ２，ＥＷ４が装着されてカバーされる。

電気配線ＥＷ３をカバーする第２カバー部材１２ｂは、たとえば、ゴム系の合成樹脂製であり弾性を有し可撓性を有する材質のものである。第２カバー部材１２ｂは、図１２に示すように、第１カバー部材１１ｂの外周面に弾性的に連結可能な大径の装着部１２ｄと、装着部１２ｄに連なる蛇腹部１２ｆと、蛇腹部１２ｆに連なり装着部１２ｄより小径のカバー部１２ｅとを有するチューブ状の部材である。この第２カバー部材１２ｂの内部に電気配線ＥＷ３が装着されてカバーされる。

このような構成の自転車では、フロントディレーラ９７ｆが低速位置にある状態で前変速操作部１２１ｆの操作により、前シフトアップスイッチ１３０ｆがオンすると、その前シフトアップ信号が電気配線ＥＷ１，ＥＷ２を介してバッテリボックス１２９に送られ、さらに電気配線ＥＷ３を介してフロントディレーラ９７ｆのフロント変速制御部１２７ｆにシフトアップする指令が出力される。この結果、フロントディレーラ９７ｆが高速位置に移動する。

一方、フロントディレーラ９７ｆが高速位置にある状態で前変速操作部１２１ｆのいずれかの操作により、前シフトダウンスイッチ１３１ｆがオンすると、同様に前シフトダウン信号が電気配線ＥＷ１，ＥＷ２を介してバッテリボックス１２９に送られ、さらに電気配線ＥＷ３を介してフロントディレーラ９７ｆのフロント変速制御部１２７ｆにシフトダウンする指令が出力される。この結果、フロントディレーラ９７ｆが低速位置に移動する。もちろん、リアディレーラ９７ｒの制御においても同様である。また、変速が行われると、前後のセンサ１２８ｆ，１２８ｒから電気配線ＥＷ４，ＥＷ３，ＥＷ２，ＥＷ５を介して変速位置信号が表示ユニット１２０に送信され、変速位置の表示が切り換わる。

ここでは、フレーム１０２に沿った部分では、電気配線ＥＷ２〜ＥＷ４が硬質の第１カバー部材１１ａ〜１１ｃにより直線状に配置されるので、電気配線ＥＷ２〜ＥＷ４がたるんだり外部に露出したりすることがない。また、フレーム１０２に沿っていない部分では、軟質の第２カバー部材１２ａ〜１２ｃにより自由に湾曲させることができる。このため、電気配線ＥＷ２〜ＥＷ４がたるんだ状態で外部に露出する部分が少なくなり、電気配線ＥＷ２〜ＥＷ４による自転車の外観の悪化を抑えることができる。また、フレーム１０２に沿った部分で電気配線ＥＷ２〜ＥＷ４がたるまなくなるので、配線トラブルの発生を抑えることができる。

〔他の実施形態〕
（ａ）前記実施形態では、第１カバー部材１１ａ〜１１ｃに長手方向全長にわたり溝部１１ｄを形成したが、溝部を一部に形成してもよいし、全く形成しなくてもよい。

（ｂ）前記実施形態では、第１カバー部材１１ａ〜１１ｃに硬質で割れにくいポリアセタール樹脂を使用したが、硬質であれば金属を用いてもよくまた、炭素繊維強化樹脂等を用いてもよい。

（ｃ）前記実施形態では、第２カバー部材１２ａ〜１２ｃにゴム系の合成樹脂を使用したが、柔軟で可撓性を有するものであれば、ポリエチレンやポリプロピレン等の他の材質でもよい。

本発明の一実施形態が採用された自転車の側面図。そのハンドル部分の正面図。そのフレーム部分の配線図。変速制御システムのブロック図。第１カバー部材の正面図。図５のVI−VI断面図。第２カバー部材の正面図。その半截断面図。第１ケーブル固定具の断面図。第２ケーブル固定具の断面図。その支持部材の斜視図。第２カバー部材の半截断面図。

符号の説明

１０電気配線支持構造
１１ａ〜１１ｃ第１カバー部材
１１ｄ溝部
１２ａ〜１２ｃ第２カバー部材
１２ｄ装着部
１２ｆ蛇腹部
１５第１ケーブル固定具
１６第２ケーブル固定具
９７ｆ，９７ｒ前後のディレーラ（電気部品の一例）
１０２フレーム
１０２ａシートチューブ
１０２ｃダウンチューブ
１０２ｄチェーンステイ
１２１ｆ，１２１ｒ前後の変速操作部（電気部品の一例）
１２９バッテリケース（電気部品の一例）
ＥＷ２〜ＥＷ４電気配線

Claims

少なくとも一部が、変速ケーブルのアウターケーシングを係止するためのケーブル係止部を有する自転車のフレームに装着された複数の電気部品を接続する電気配線を支持する自転車用電気配線支持構造であって、
前記フレームに沿って直線状に配置され、前記電気配線の一部を覆う硬質の第１カバー部材と、
前記第１カバー部材に連結可能であり、前記電気配線の残りの少なくとも一部を覆う可撓性を有し前記第１カバー部材より軟質の第２カバー部材と、
前記第１カバー部材を前記自転車のフレームの前記ケーブル係止部に固定可能な固定部材と、
を備えた自転車用電気配線支持構造。
前記第１カバー部材は、長手方向に沿って形成された溝部を有する、請求項１に記載の自転車用電気配線支持構造。
前記溝部は、前記第１カバー部材の全長にわたって形成されている、請求項２に記載の自転車用電気配線電気支持構造。
前記第２カバー部材は、
前記第１カバー部材の端部外周に装着可能な筒状の装着部と、
前記装着部から延びる蛇腹部とを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用電気配線支持構造。
前記電気部品は、前記自転車のハンドルに装着された変速操作部と、前記フレームに装着された電源と、前記フレームの中間部及び後端部に設けられた前後の電動ディレーラであり、
前記第１カバー部材は、前記変速操作部と前記電源との間で前記第フレームに沿って直線状に装着されるとともに、前記電源と前記電動リアディレーラとの間で前記フレームに沿って直線状に装着されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の自転車用電気配線支持構造。