CN101041371B - 自行车用变速辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于在踏频显示中可以在与骑车者相应的最佳时机进行变速。自行车计算机(31)包括分级显示部(52)和指针部(43a)。分级显示部(52)分级显示自行车的踏频(曲柄转速)。指针部(43a)可沿着分级显示部(52)分级移动，根据显示的踏频的显示级来比对变速时机。

Description

自行车用变速辅助装置

技术领域

本发明涉及辅助装置，特别是涉及在自行车的变速操作时对骑车者的变速操作进行辅助的自行车用变速辅助(support)装置。

背景技术

在利用具有变速装置的自行车行进的情况下，若以曲柄转速即踏频恒定的方式行进，则能够以高的能量效率行进。在遇到上坡、逆风或路况不佳而使行进负荷变大的情况下，将变速装置降档而减速，但踏频不变。即、用变速装置改变速度而使踏频恒定，这种行进方法是高效的方法。但是，在初学者的情况下，因为不能熟练掌握以恒定的踏频行进的技术，有时会按照变速档而以不同的踏频行进。

于是，以往利用显示踏频的踏频显示装置(自行车用变速辅助装置的一例)进行练习，使得在恒定的时机变速。以往的踏频显示装置可以利用显示自行车速度的、被称为自行车计算机的显示装置来显示踏频的数值(例如，参照专利文献1)。可以利用设于自行车的链条撑杆上的2个传感器、与安装于曲柄及后轮的辐条上的磁铁这两者的组合来检测踏频及速度。

专利文献1：特开2005-67354号公报

根据上述以往的方案，可确认被显示的踏频数值而以恒定的踏频进行变速操作，从而熟悉高效的行进方法。但是，恒定的踏频也根据各骑车者的身体能力而不同，所以骑车者必须根据自己的身体能力等而预先记住踏频，读取踏频变为该数值这一情况来进行变速。但是，在行进中瞬间读取数值非常难，对踏频数值的识别会滞后，难以在与骑车者相应的最佳时机进行变速操作。

发明内容

本发明的课题在于在自行车用变速辅助装置中，可以在与骑车者相应的最佳时机进行变速。

技术方案1的自行车用变速辅助装置，包括分级显示部和指针部。分级显示部分级显示自行车的曲柄转速。指针部，可沿着分级显示部分级移动，根据显示的曲柄转速的显示级来比对变速时机。

根据该变速辅助装置，设置为使指针部移动，以使指针部指示与骑车者的身体能力相应的曲柄转速的显示级。若在行进过程中，骑车者在分级显示部显示到指针部所指的显示级时进行变速操作，则可以恒定的曲柄转速进行变速操作。在此，因为分级显示曲柄转速，并且指针部可沿着该显示级移动，所以通过用指针部指示与骑车者相应的曲柄转速的显示级，仅通过比较显示级与指针部就可瞬间掌握最佳的曲柄转速。因此，可在曲柄转速的显示级上升到指针部的时刻瞬间进行变速操作，从而可在与骑车者相应的最佳时机进行变速。

技术方案2的自行车用变速辅助装置，在技术方案1记载的装置中，分级显示部可用多种显示色来显示曲柄转速，该自行车用变速辅助装置还包括：对指针部所示的位置进行检测的位置检测部；显示控制部，若显示在分级显示部上的上述曲柄转速的级别接近检测出的位置，则将显示色从第一色变更为第二色。在该情况下，因为若分级显示部的显示级接近指针部的位置则显示色变化，所以能更可靠且迅速地认识到曲柄转速接近指针部这一情况。

技术方案3的自行车用变速辅助装置，在技术方案2所述的装置中，显示控制部，在曲柄转速的显示级超过指针部时，将显示色变更为第三色。在该情况下，因为曲柄转速超过指针部而增加时，用其他颜色显示，所以可瞬间认识到最佳变速时机已过。

技术方案4的自行车用变速辅助装置，在技术方案1～3的任一项所述的装置中，还包括对曲柄转速进行数值显示的数值显示部。在该情况下，因为曲柄转速被数值显示，所以可以掌握准确的曲柄转速。

技术方案5的自行车用变速辅助装置，在技术方案1～4的任一项所述的装置中，分级显示部对曲柄转速进行分级显示，每一级对应多个转速。在该情况下，因为曲柄转速变化多个转速时，分级显示部的显示才变化，所以可瞬间掌握大概的曲柄转速。

根据本发明，因为分级显示曲柄转速，并且指针部可沿着该显示级移动，所以可用指针部指示与骑车者相应的曲柄转速的显示级，由此仅通过比较显示级与指针部就可瞬间掌握最佳的曲柄转速。因此，通过在曲柄转速的显示级上升到指针部的时刻瞬间进行变速操作，可在与骑车者相应的最佳时机进行变速。

附图说明

图1是采用本发明的第一实施方式的自行车的侧视图。

图2是车把周围的俯视图。

图3是车把杆中心部的局部立体图。

图4是自行车计算机的立体图。

图5是自行车计算机的控制系统的框图。

图6是第一实施方式的控制流程图。

图7A是表示第一实施方式的一显示例子的图。

图7B是表示第一实施方式的又一显示例子的图。

图8是第二实施方式的相当于图5的图。

图9是第二实施方式的相当于图6的图。

图10A是表示第二实施方式的一显示例子的图。

图10B是表示第二实施方式的又一显示例子的图。

图11是第三实施方式的相当于图5的图。

图12A表示第三实施方式的一显示例子的图。

图12B是表示第三实施方式的又一显示例子的图。

图12C是表示第三实施方式的再一显示例子的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1表示安装有本发明的第一实施方式的自行车。自行车包括：具有车架体2与前叉3的车架1；车把部4；前轮5f以及后轮5r；将踏板6的旋转传递给后轮5r的驱动部7；前后的制动装置8f、8r。

车架体2是公知的菱形车架体，包括：前三角部分，具有头管15、上管16、下管17、座管18，其中在头管15前部，前叉3绕向斜前方倾斜的轴转动自如地安装；后三角部分，具有鞍座撑杆19与链条撑杆20。

在座管18上，安装有鞍座9的座杆9a以可调整上下位置的方式安装。在前叉3的下端部安装有前轮5f。在座管18的下端部设有驱动部7，在链条撑杆20的后端部安装有后轮5r。此外，在链条撑杆20的中间部安装有速度传感器35与曲柄传感器36。两传感器35、36例如使用的是检测磁力而接通断开的行程开关。速度传感器35，利用固定在后轮5r的辐条上的速度检测用的磁铁37来生成并无线发送与后轮5r的转速相应的速度脉冲。曲柄传感器36，利用固定自行车的链轮曲柄25的右曲柄25a上的曲柄转速(踏频)检测用的磁铁38来无线发送与右曲柄25a转速相应的踏频脉冲。

如图2以及图3所示，车把部4包括车把立管21a、与嵌合固定在车把立管21a的上端的车把杆21b。另外，在图3中，仅图示出了车把立管21a与车把杆21b相安装的部分。车把立管21a嵌合固定在前叉3的上部。车把杆21b包括：左右一对的握把22、左右一对的变速操作部23、左右一对的制动操作部24。在车把杆21b的中央部分，安装有用于安装各种显示装置的杆托架30。如图2以及图3所示，杆托架30具有：基端安装于车把杆21b的一对托架部30a、固定于托架部30a的前端的棒状安装杆30b。

在该实施方式中，在杆托架30的中央安装有本发明的一实施方式的自行车用变速辅助装置、即显示踏频以及自行车速度的自行车计算机31，在其两侧安装有显示后述的前后外置变速装置11、12的变速位置的变速位置显示装置32、33。变速位置显示装置32、33借助连接缆线32a、33a连接于左右的变速操作部23。

如图1所示，驱动部7具有链条10、与架设链条7的前后的外置变速装置11、12。前外置变速装置11包括：链轮曲柄25，设于座管18的下部(悬架部)，具有例如齿数不同的3个链轮并在前端安装有脚踏6；以及前拨链器26。前拨链器26根据变速操作部23的操作，将链条10挂到设于链轮曲柄25上的3个链轮中的某一个上。

后外置变速装置12包括：后拨链器27、和安装于后轮5r的后轮毂并具有例如齿数不同的8个链轮G1～G8的多级链轮组28。后拨链器27，与借助变速缆线13连结的变速操作部23的操作相应地将链条10挂在某一个链轮G1～G8上。

如图4所示，自行车计算机31包括可安装在安装杆30b上的安装托架40、和固定在安装托架40上的壳体部件41。壳体部件41包括：扁平有底圆筒状的壳体主体42、转动自如地安装在壳体主体42上表面的前盖(bezel)部43。壳体主体42在上表面具有透明窗42a，在内部以与透明窗42a相对的方式配置有液晶显示部44。

此外，如图5所示，在壳体主体42的内部，设有由例如微型计算机构成的显示控制部45。上述各部分借助安装于壳体主体42的未图示的电池工作。在显示控制部45上连接有将显示模式切换为速度模式与踏频模式的模式开关46、和用于设定显示模式的设定开关47。此外，显示控制部45分别接收来自速度传感器35以及曲柄传感器36的速度脉冲以及踏频脉冲。显示控制部45根据速度脉冲与后轮5r的直径算出自行车的车速，在为速度模式时，将其数值显示以及分级显示在液晶显示部44上。此外，根据踏频脉冲算出踏频(每一分钟内右曲柄25a的转动圈数(rpm))，在为踏频模式时将其数值显示以及分级显示在液晶显示部44上。

液晶显示部44例如可以用彩色进行段式显示，具有：设置在中央并以7段方式显示2位数值的数值显示部50；以包围数值显示部50三方的方式配置成U字状，由20段构成的分级显示部52。在速度显示模式时，在数值显示部50上以数值显示出车速，在踏频模式时，在数值显示部50以数值显示出踏频。分级显示部52例如可以用蓝色显示各段，速度每增加5km/h或踏频每增加5rpm，蓝色的显示便接通。即、在速度显示模式时，车速从0到99km/h按照每5km/h为一级的方式显示，在踏频显示模式时，踏频从0到99rpm按照每5rpm为一级的方式显示。若设置这样的分级显示部52，则踏频变化多个转速，显示才变化一次，因此可以瞬间掌握大概的踏频。

前盖部43以可对应各显示级定位的方式安装在壳体主体42上。在前盖部43上，用于指示与骑车者相应的最佳踏频的指针部43a例如呈圆弧状地凹陷形成。指针部43a的圆周方向长度大致为2个显示段的长度，具体地说，为10rpm左右范围的长度。另外，在该实施方式中，前盖部43不是在分级显示部52的所有级别范围内转动，而是在弯曲成圆弧状的25rpm～79rpm的范围、即第6级～16级的11级范围内，以可逐级定位的方式转动。骑车者若按照对应于自身体力的踏频转动前盖部43，则在行进时，在分级显示部52的显示到达指针部43a时进行变速，从而可以在与骑车者相应的最佳时机进行变速。

接着，对显示控制部45的控制动作进行说明。

若将电池安装到自行车计算机31上，则在图6的步骤S1进行初始设定。在该初始设定中，显示模式被设定为速度模式。在步骤S2中，通过模式开关46以及设定开关47来判断是否设定了速度模式。在为速度模式时，转移到步骤S3，将显示模式设为速度模式，根据从速度传感器35接收的脉冲和后轮5r的直径算出车速，并显示在液晶显示部44的数值显示部50以及分级显示部52上，返回步骤S2。

在不是速度模式而是踏频模式时，从步骤S2转移到步骤S4，读取来自曲柄传感器36的脉冲，算出踏频CR。在步骤S5中，用蓝色显示算出的踏频CR以下的分级显示部52的段。在步骤S6中，将踏频CR数值显示在数值显示部50上，返回步骤S2。图7A和图7B示出了该状态。在图7A中，踏频为48rpm，前盖部43的指针部43a设定为40rpm～49rpm。在图7B中，踏频为57rpm，前盖部43的指针部43a设定为55rpm～64rpm。在该情况下，两者的踏频都到达了变速时机，所以通过在这些时机进行变速操作，可以在与骑车者相应的最佳时机进行变速。

在此，因为分级显示踏频，并且指针部43a可沿着该显示级移动，所以通过用指针部43a指示与骑车者相应的踏频的显示级，仅通过比较显示级与指针部43a就可瞬间掌握变速的最佳踏频。因此，通过在踏频的显示级上升到指针部43a的时刻瞬间进行变速操作，可以在与骑车者相应的最佳时机进行变速。

(第二实施方式)

在第二实施方式中，使液晶显示部44的分级显示部52的显示色变化，以更加容易识别到达最佳踏频这一情况。在图8中，在第二实施方式中，除了第一实施方式之外，还在显示控制部145上连接有前盖传感器48。前盖传感器48设置在壳体主体42的内部，例如以11级检测前盖部43的指针部43a所示的转动位置。前盖传感器48使用的是例如与前盖部43联动地转动的旋转编码器等合适的旋转相位检测用传感器。此外，分级显示部51可用例如蓝色(第一色的一例)与红色(第二色的一例)来显示各段。

接着，对第二实施方式的显示控制部145的控制动作进行说明。

若将电池安装到自行车计算机31上，则在图9的步骤S11进行初始设定。在该初始设定中，显示模式被设定为速度模式。在步骤S12中，通过模式开关46以及设定开关47来判断是否设定了速度模式。在为速度模式时，转移到步骤S13，将显示模式设为速度模式，根据从速度传感器35接收的脉冲和后轮5r的直径算出车速，并显示在液晶显示部44的数值显示部50以及分级显示部52上，返回步骤S12。

在不是速度模式而是踏频模式时，从步骤S12转移到步骤S14，从前盖传感器48读入指针部43的转动位置BL。在步骤S15中，读取来自曲柄传感器36的脉冲，算出踏频CR。在步骤S16中，判断算出的踏频CR是否小于转动位置BL、即踏频CR是否还没到达指针部43a。在踏频CR未到达时，转移到步骤S17，用蓝色显示算出的踏频CR以下的分级显示部52的段。图10B示出了该状态。在图10B中，踏频为54rpm，前盖部43的指针部43a设置为55rpm～64rpm。因此，以后若踏频增加1rpm，则步骤S17的判断变为“否”。

若在步骤S16判断为踏频CR不小于前盖位置BL，则从步骤S16转移到步骤S18。在步骤S18中，判断踏频CR是否与表示指针部43a的相位的前盖位置BL接近并一致。如前所述，指针部43a具有与分级显示部52的相邻2段相当的圆周方向长度。因此，若踏频CR进入指针部43a所示的相邻2段范围内，则该判断变为“是”。若踏频CR与前盖位置BL一致，则转移到步骤S19。在步骤S19中，用红色显示与前盖位置BL一致的段，表示小于前盖位置BL的踏频的段则用蓝色显示。图10A示出了该状态。踏频CR与前盖位置BL不一致的情况是踏频超过前盖位置BL的情况。在该情况下，从步骤S19转移到步骤S20。在步骤S20中，用红色仅显示与前盖位置BL一致的踏频，用蓝色显示比其小或超过该位置的段。由此，可认识到变速时机已过。

若步骤S17、步骤S19或步骤S20的处理结束，则转移到步骤S21。在步骤S21中，将踏频CR数值显示在数值显示部50上，返回步骤S12。

在图10A中，踏频CR为46rpm，前盖部43的指针部43a设定为40rpm～49rpm。在该情况下，由横线阴影表示的、表示0～39rpm的段用蓝色显示，与前盖位置BL一致的、用纵线阴影表示的40～44rpm的段与45～49rpm的段用红色显示。在图10A中，因为用易于引起注意的红色显示踏频接近变速时机这一情况，所以可迅速掌握变速时机，通过在该时机进行变速操作，可以在与骑车者相应的最佳时机进行变速。此外，在图10B中，仅用蓝色显示，所以可迅速地判断出还没到变速时机。

(第三实施方式)

在第二实施方式中，在踏频CR超过前盖位置时用蓝色显示超出的段，但在第三实施方式中，在踏频CR超过前盖位置时，不是用蓝色，而使用黄色(第三色的一例)表示超出的段。

在第三实施方式中，因为含有显示控制部45的控制系统的构成与第二实施方式相同，所以省略说明。但是，分级显示部52除了第一色(蓝)、第二色(红)之外还可以显示第三色(黄)。

接着，对显示控制部145的控制动作进行说明。

在图11中，步骤S31～步骤S39以及步骤S41与图9的步骤S11～步骤S19以及步骤S21相同，所以省略说明。在步骤S40中，用红色仅显示与前盖位置BL一致的段，用蓝色显示比该位置小的段。进而，在图12A中用黄色显示由纵横阴影表示的、超过前盖位置BL的段。

在图12A～12C中，踏频CR都是59rpm，前盖部43的指针部43a在图12A中设定为40～49rpm、在图12B中设定为50～59rpm、在图12C中设定为60～69rpm。在图12A中，由横线阴影表示的、表示0～39rpm的段用蓝色显示，与前盖位置BL一致的、用纵线阴影表示的40～44rpm的段与45～49rpm的段用红色显示。此外，用纵横阴影表示的50～59rpm的段用黄色显示。在此，因为用易于引起注意的不同于第一色即蓝色的红色，表示踏频接近变速时机这一情况，并且用与第二色红色不同的黄色表示超过了变速时机的段，所以可瞬间认识到变速时机已过这一点。

在图12B中，由横线阴影表示的、表示0～49rpm的段用蓝色显示，与前盖位置BL一致的、用纵线阴影表示的50～54rpm的段与55～59rpm的段用红色显示。由此，用易于引起注意的红色表示踏频接近变速时机这一情况，因此能迅速地掌握变速时机，通过在该时机进行变速操作，可以在与骑车者相应的最佳时机进行变速。此外，在图12C中，仅用蓝色显示，所以可迅速判断出还没到变速时机。如上所述，即使踏频相同，若前盖位置不同，则也为不同的显示。这一点在第二实施方式中也相同。

(其他实施方式)

(a)在上述实施方式中，前盖部43的转动位置限制在11级，但不加以限制也可以。在该情况下，分级显示部的显示优选为分割成多个段的环状形状。

(b)在上述第二实施方式与第三实施方式中，若踏频与前盖位置一致则改变显示色，但是例如也可以包括一致前的一个段以及/或者一致后的一个段在内，都改变显示色。

(c)在上述第一及第三实施方式中，显示色的第一色设为蓝色、第二色设为红色、第三色设为黄色，但显示色并不限于这些颜色。

(d)在上述实施方式中，显示部设为段式的液晶显示部，但是显示部不限于段式的液晶显示部，可以是点阵式的液晶显示部或使用EL元件或发光二极管的显示装置等可电气控制的所有显示装置。

(e)在上述实施方式中，在速度显示时也使分级显示部进行显示，但也可以在速度显示时不用分级显示部显示车速。此外，可以在踏频显示时不用数值显示部来显示踏频。在该情况下，可以用数值显示部显示车速而用分级显示部显示踏频。

Claims (5)

1.一种自行车用变速辅助装置，包括：分级显示自行车的曲柄转速的分级显示部，其特征在于，还具有指针部，可沿着上述分级显示部分级移动，根据上述显示的曲柄转速的显示级来比对变速时机。

2.如权利要求1所述的自行车用变速辅助装置，其特征在于，上述分级显示部可用多种显示色来显示上述曲柄转速，该自行车用变速辅助装置还包括：对上述指针部所示的位置进行检测的位置检测部；显示控制部，若显示在上述分级显示部上的上述曲柄转速的级别与上述检测出的位置一致，则将上述显示色从第一色变更为第二色。

3.如权利要求2所述的自行车用变速辅助装置，其特征在于，上述显示控制部，在上述曲柄转速的显示级超过上述指针部时，将上述显示色变更为第三色。

4.如权利要求1～3的任一项所述的自行车用变速辅助装置，其特征在于，还包括对上述曲柄转速进行数值显示的数值显示部。

5.如权利要求1～3的任一项所述的自行车用变速辅助装置，其特征在于，上述分级显示部对上述曲柄转速进行分级显示，每一级对应多个转速。

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