CN1094863C - 自行车的电动操作装置 - Google Patents

Abstract

一种实际上对制动操作与变速操作成为从属关系的2个回转操作独立地进行的、采用刹车线的自行车，通过与变速有关的电控，简化了机械构造，提高了操作性。它由可自由回转地安装在车把上的操作部本体2上的第1回转体29，可自由回转地安装在第1回转体29上以进行变速控制的转换机构，驱动变速机构的伺服马达，以及驱动此伺服马达的电路构成；通过操作杆23在相垂直的2方向的操作，用同一操作杆23能够安全、轻便地进行制动控制和变速操作。

Description

自行车的电动操作装置

本发明涉及一种自行车的电动操作装置。更详细地说，涉及一种在刹车杆本体上除了制动动作外还添加与其不同方向的回转动作、通过回转动作在电指令下进行变速控制、速度表显示转换等的自行车的电动操作装置。

在自行车的车把轴上，设置着除制动车轮的制动杆之外的变速操作装置。将此变速操作装置与制动杆本体成一体设置，并且用同一操作杆就能进行制动操作和变速操作的自行车用操纵装置已由本申请人提出，例如，日本专利申请特开平2-225191号。

此自行车用操纵装置的制动用缆线的一端与摆动体连接。此摆动体可自由回转地支承着与延迟线一端相连的回转体。此回转体上设有操作杆，操作操作杆使摆动体摆动，便会拉伸刹车线来进行制动操作。

变速操作时，围绕着垂直于摆动轴线的回转轴线转动操作杆使回转体驱动回转，从而拉伸延迟线以进行变速操作。因此，在操作杆作用下，摆动体的摆动有助于转动，同样，由于操作杆的动作，回转体的回转有助于变速。在拉伸有强张力的延迟线时，必须要有必要程度的强扭矩作用到回转体上。

与自行车运动化相一致，人们越发希望轻便且要求多段变速功能的变速操作装置，以便尽可能地减弱延迟线的张力。但是，若延迟线的张力低于某种程度，对于机械的变速操作机构而言，在机构上将难以实现，导致会受到较大限制。在美国专利5,357,177号说明书以及日本专利申请特开平8-113181号公报中公开了一种使自行车的变速操作自动化的自动变速控制装置。

此自动变速控制装置由于制动操作装置与变速操作装置通常分开设置，在必须进行快速操作时欠缺快速性。此外，在手动变速机中，提出了显示变速段数的显示装置，例如，日本专利申请特开昭63-90490号公报所示。这样的显示装置由于设置在不同于制动操作装置的位置上，操作性不佳。

此外，近年来，也提出了在自行车上装载小型计数器和液晶显示装置，以显示自行车的速度、行走距离、时间，骑行者的脉动节拍等，例如见日本专利申请特公昭62-11871号。由于这些显示不能同时进行，要用显示方式转换开关进行转换以进行所希望的显示。

在美国专利4,071,892号说明书中已知将用于转换显示方式的按钮开关设置于制动杆的托座上。此按钮开关由于设置在与制动操作杆不同的位置，必须从制动操作位置移开才能进行按钮操作。

本发明的目的在于提供一种自行车的电动操作装置，它具有适于安装在自行车车把上的制动操作部，以便对制动装置的操作进行控制，其中，所述电动操作装置还包括安装在此制动操作部内的转换机构，其中该转换机构对其沿与制动控制部的第二移动路径不同的第一路径的移动作出响应而输出电信号，其中所述转换机构包括一个识别信号输出机构，它输出所述电信号以便识别变速装置的变位位置，所述识别信号输出机构包括：一个固定部；一个与用以操作自行车传动机构的操作部件一起旋转的回转部；安装在所述固定部上的电触点；与回转部一起旋转以便转换电触点的互连状态的转换元件。

根据本发明的一个优选实施方案，所述识别信号输出机构还包括一个安装在所述固定单元上的电阻保护膜。

根据本发明的另一个优选实施方案，所述制动操作部包括一个操作杆，其中该操作杆沿第二路径摆动制动操作部以控制制动操作，其中所述操作杆沿第一路径摆动所述转换机构，一个包括第一路径的第一平面基本上垂直于一个包括第二路径的第二平面。

图1是第1实施例的电动变速操作装置的运动用自行车的整体图；

图2(a)是第1实施例的变速操作装置的局剖视图，图2(b)是沿图2(a)A-A线的剖视图；

图3是变速转换信号的流程图；

图4是变速操作的信号流程的流程图；

图5是第2实施例的变速操作装置的局剖图；

图6(a)是沿图5B-B线的剖视图，图6(b)是沿图5C-C线的剖视图；

图7是第3实施例的变速操作装置的剖视图；

图8是第3实施例的变速操作装置的局部放大的剖视图；

图9(a)是触极部件的立体图，图9(b)是触极部件的主视图，图9(c)是回转体的仰视图；

图10是第3实施例的变速转换信号的流程图；

图11是沿图8D-D线的剖视图；

图12是沿图8E-E线的剖视图；

图13是示出沿图8E-E线的剖视图中，从最高段位减速到1段状态的说明图；

图14是示出沿图8E-E线的剖视图中，从最高段位减速到1段下位段状态的说明图；

图15是示出沿图8E-E线的剖视图中，从1段下位段增速到最高段位状态的说明图；

图16是第4实施例的变速操作装置的剖面图；

图17是位置检测器的放大剖视图；

图18示出电刷结构的放大图；

图19示出正面用的位置检测器的触点基板的表面模型的视图；

图20示出正面用的位置检测器的触点基板的里模型的视图；

图21显示正面用位置检测器的等价电动回路的视图；

图22是后面用位置检测器的触点基板的表面模型的视图；

图23是后面用位置检测器的触点基板的里模型的视图；

图24显示后面用位置检测器的等价电动回路的视图。

实施例1

下面，说明本发明的实施例。图1示出装载有本发明的自行车电动操作装置的运动用自行车1。自行车1有前轮3和后轮5，前轮3与后轮5由支架7支撑。后轮5通过后毂可自由回转地支撑在支架7上，而前轮3通过前毂可自由回转地支撑在固定于支架7上的前轮叉9上。

曲柄轴11由轴承可自由回转地支撑到支架7的下部，并在曲柄作用下回转驱动。曲柄轴11的回转经齿轮板、链条等传递到飞轮，再经藏有内装式变速机的毂齿轮，从飞轮传递到后轮5上。这些机构构成变速机构13。

变速机构13由变速伺服装置15经变速线21驱动内装式变速机。变速伺服装置15基本由设置在制动操作部本体2(图2)上的变速操作机构实施。变速伺服装置15的开关由设置在车把19上的变速操作装置17的电动开关进行。

在本例中，变速操作装置17安装在设置于前轮叉9的车把19的曲杆部上。变速伺服装置15由作为电控驱动的驱动源的伺服马达(图中未示出)和将此伺服马达的回转运动转换为直线运动的运动转换机构(图中未示出)构成。另外，作为驱动源的伺服马达可以采用螺线管等。

通过伺服马达而往复运动的驱动器(图中未示出)上紧固着变速线21的一端，变速线21的另一端与变速机构13相连。变速机构13采用公知的内装式变速机构，在此对其不加以详述。此机构使朝向一个方向施力的线21克服此力拉伸，消除此拉伸力，使连接到此变速线21上的变速机构中的线形动作体(图中未示出)往复运动，变更变速比(曲柄轴转数与后轮转数之比)，与以往相比，无任何变化。

如图1所示，变速操作装置17具有操作杆23。操作杆23可分别围绕着相互交叉的2轴回转(摆动)。即，在本例中，操作杆23在包含自行车前进方向G的垂直平面内转动以进行制动动作，即使在垂直于此垂直面的平面内转动也能进行变速操作。并且，车把19上形成制动操作部本体，固定体25安装固定到车把19上。

图2示出了制动操作与变速操作由同一操作杆23进行的第1实施例的具有电动触点的变速操作装置。图2(a)是变速操作装置的局剖图，图2(b)是沿图2(a)A-A线的剖视图。在此，为便于说明将自行车前进方向作为前方加以说明。

第1转轴27围绕着固定体25设置，第1回转体29可自由回转(摆动)地垂直安装在此第1转轴27上。第1回转体29的前端面开有螺孔29a。螺栓31拧入螺孔29a内。螺栓31插入成为固定轴的中空的阶梯套筒4中，而阶梯套筒4固定于第1回转体上。

阶梯套筒4的前端部牢固地推压并固定到螺栓31的头部6，阶梯套筒4的中间部段可自由回转地支承着与阶梯部相接的、由绝缘材料构成的第2回转体8。圆盘状的第2回转体8的前端固定着操作杆23，阶梯套筒4前端的螺纹部4a通过插通隔片12、止片10拧入螺母14，以将这些部件夹固在阶梯套筒4前方的阶梯部之间。

第2回转体8后方沿半径方向穿设着贯通孔18。阶梯套筒4的中间部外周上与前述贯通孔18相对应处形成圆锥形的皿槽16。通过贯通孔18，钢球20装到圆锥形的皿槽16中，将压缩弹簧22内装入贯通孔18并固定定位于钢球20后，通过装上螺钉24，钢球20被推压并保持在皿槽16的内锥面上。

此状态为图2(b)所示的将第2回转体8保持在原位置，即保持在皿槽16最深处。在如此构成的第2回转体8上装有作为2个可动侧电极的触点47H、47L，触点47H、47L与设在第1回转体29上的固定侧电接线端子50相对应，由此，构成电开关段。

更详细地说，第2回转体8后端面装有在同一圆周轨道上形成凹状的2个触点，即促使变速段位上升(上变速开关)的触点47H及促使变速段位下降(下变速开关)的触点47L，和在这2个触点47H、47L之间的作为原位N的绝缘性的定位凹部47N。这2个触点47H、47L分别与导线30a，30b(仅示出一部分)相连。

此外，装有螺栓31的第1回转体29的前端同一面上安装着固定侧电接线端子50。此固定侧电接线端子50具有拧入并固定于第1回转体29的筒体53。电极滚珠51插入筒体53内，电极滚珠51是以从筒体53前端部伸出一部分的方式面对着插入的。

电极滚珠51与导体垫圈57相接，导体垫圈57由导电性的弹簧55推压着从筒体53的前端部伸出一部分。筒体53的后端部设置着销状的固定侧电极49。并且，固定侧电接线端子50的固定侧电极49与导线30c的一端相连。操作杆23的端部外周形成圆形，它的一部分形成切口部28。切口部28面对着止片10的弯折的端部。

实施例1的动作

下面参照图2说明实施例1的动作。首先，在制动车轮时，手持车把19或固定体25，将手指放在操作杆23上并拉靠于手前。通过摆动操作杆23，第1回转体29围绕着第1回转轴27逆时针方向摆动，在此摆动下，牵引图中未示的刹车线，发生制动动作。

接着说明伺服装置15对车速变速的情况。首先，操作杆23如图2(b)所示，处于实线所示位置，在此状态下，钢球20位于皿槽16的中央底部，固定侧电极的电极滚珠51成为与定位凹部47N相接合的状态。

此时，把持车把19或固定体25的手指放到操作杆23上，将此操作杆23沿与第1回转轴27垂直的方向回转(摆动)变位。即，如图2(b)所示，操作杆23转动到箭头a侧时，触点47H与固定侧电接线端子50接触。

如图3方框图所示，当触点47H与固定侧电接线端子50接触时，形成驱动回路，触点47H处的信号输入计算处理部64，在此，识别信号内容(增速信号或减速信号)，当判断为增速信号时，将其输入作为增幅回路的驱动回路65中，动作信号输入伺服马达15中，变速机构13转换至增速侧。

此状态因操作杆23转动的同时第2回转体8也同方向回转，成为钢球20跨上皿槽16斜面的状态，一旦手离开操作杆23，在压缩弹簧22的弹力作用下，操作杆23自动地回归到原位。由此，触点47H离开固定侧电接线端子50，电极滚珠51与定位凹部47N接合。

通过重复此动作，将上升信号依次送入变速机构13，能够得到所希望的段位速度。接着，将操作杆23转至箭头b侧时，触点47L与固定侧电接线端子50接触。通过触点47L与固定侧电接线端子50的接触，形成驱动回路，来自触点47L的信号63输入计算处理部64。

在此，识别信号的内容(增速信号或减速信号)，判定为减速信号时，将其输入驱动回路65，使动作信号输入伺服马达15，变速机构13转换至减速侧。在此状态下，钢球20成为置于皿槽16的斜面的状态，一旦手离开操作杆23，在压缩弹簧22的弹力作用下，操作杆23自动地复原到原位。

由此，图2(b)所示的触点47L离开固定侧电接线端子50，电极滚珠51与定位凹部47N接合。通过重复此动作，下降信号依次传递到变速机构13上，能够获得所希望的段位速度。此外，操作杆23所进行的正反转换动作通过各触点47H、47L连接位置更外侧处不转动的止片10与切口28两侧的接触部28a、28b相接而加以限制。图4是前述计算处理部64动作的简要的流程图。

实施例2

实施例2是通过分别设置高速段位与低速段位的变速操作机构进行转换操作的。图5是变速操作装置的局剖视图，图6(a)是沿图4B-B线的剖视图，图6(b)是沿图5C-C线的剖视图。图中，与前述结构相同的部分采用相同的符号，在此省略对其说明。

实施例2的电动变速操作装置安装在回转体29上，回转体29基本上是通过可自由回转地安装在制动操作部本体2内而进行制动的，电动变速操作装置由将驱动机构电动转换到高速段位的高速段位侧变速信号加以输出的第1转换机构，和将驱动机构电动转换到低速段位的低速段位侧变速信号加以输出的第2转换机构构成。

阶梯套筒45的前端部由螺栓31的头部6牢固地推压固定着，第2回转体34和第3回转体36与阶梯部相接并可自由回转地支承在阶梯套筒45的中间部。第1操作杆33固定到圆盘状第2回转体8的前端部，将隔片12、止片10插入阶梯套筒45前端的螺纹部45a，并通过拧入螺母14紧固，以将这些部件夹在阶梯套筒45前方的阶梯部之间进行固定。

第2回转体34和第3回转体36上分别沿半径方向穿设着贯通孔18，阶梯套筒45中间部的外周上与第3回转体34、36的贯通孔18相对应的位置处形成轴向并排设置的2个圆锥形皿槽16。

第2回转体34和第3回转体36通过这些回转体的贯通孔18将钢球20装到圆锥形皿槽16中，进一步将压缩弹簧22内装到贯通孔18内后，通过装入螺钉24，保持着钢球20推压到各皿槽16内的状态，在前述原理下，将第2、3回转体34、36保持在原位。

如图6(a)及图6(b)所示，第2回转体34上装有触点47H和绝缘性的定位凹部47N，触点47H对应于第1回转体29上的固定侧电接线端子52并促使1个作为可动侧电极的变位段位升高(上变速开关)，由此，构成第1转换机构。

接着，第2操作杆43固定到圆盘状第3回转体36的外周，如图6所示，第3回转体36外周的一部分形成切口部36a，以防止干涉与第2回转体34接触的固定侧电接线端子52。

第3回转体36上还装有触点47L和绝缘性的定位凹部47N，触点47L与设置在第1回转体29上的固定侧电接线端子54相对应以促使1个作为可动侧电极的变速段位下降(下变速开关)，由此，构成第2转换机构。

此外，装有螺栓31的第1回转体29前端的同一面上安装着2个固定侧电接线端子52、54。固定侧电接线端子52、54与实施例1的结构相同，但筒体58、固定侧电极60的尺寸、形状略有不同。固定侧电接线端子52和54与各导线64a，64b的一端相连。

作为第2回转体34的可动侧电极的触点47H和作为第3回转体36的可动侧电极的触点47L分别与图中未示的导线相连。此外，第1操作杆33的端部外周形成圆形，它的一部分形成切口部28，止片10的弯曲端部面对此切口部28以限制转动范围。

另外，第1回转体29的前方固定着制动螺栓62，限制着第2操作杆43朝向比触点47L和固定侧电接线端子52的连接位置更内侧回转。

实施例2的动作

下面，参照附图5及6说明实施例2的动作。首先，在制动车轮时，用手把持着车把19或固定体25，手指搭在第1操作杆33上使其靠近手边。通过摆动第1操作杆33，第1回转体29围绕着第1回转轴27逆时针方向摆动，在此摆动作用下，牵引图中未示的刹车线进行制动动作。

接着对段位变速情况加以说明。第1操作杆33如图6(a)、图6(b)所示，处于实线所示位置，在此状态下，图5所示的钢球20位于皿槽16的中央底部，固定侧电接线端子52的电极滚珠51处于与定位凹部47N接合的状态。

此外，第2操作杆43处于如图6(b)所示的假想线所示位置，在此位置，钢球20位于皿槽16的中央底部，固定侧电接线端子54的电极滚珠5 1处于与定位凹部47N接合的状态。这样，握持着车把19或固定体25的手指搭在第1操作杆33上，使第1操作杆33沿与第1回转轴27垂直的方向回转变位。

即，如图6(a)所示，第1操作杆33转至箭头a侧(自行车内侧)时，触点47H与固定侧电接线端子52接触。因触点47H与固定侧电接线端子52接触，图3所示的驱动回路形成，一旦触点47H处的信号63a输入计算处理部64，则在此识别信号的内容(增速信号或减速信号)，当判定为增速信号时，将其输入驱动回路65，动作信号输入伺服马达15，变速机构13转换至增速侧。

此状态由于第1回转体34随着第1操作杆33的回转也在同一方向回转，成为钢球20跨上皿槽16斜面的状态，一旦手离开第1操作杆33，在压缩弹簧22的弹力作用下，第1操作杆33自动地转至箭头b侧，并回归到原位。由此，触点47H离开固定侧电接线端子52，电极滚珠51与一侧的定位凹部47N接合。通过重复此动作，上升(升速)信号依次送入变速机构13，能够得到所希望的段位速度。

接着，当第2操作杆43转至箭头a侧(自行车内侧)时，触点47L与固定侧电接线端子54接触。由于触点47L与固定侧电接线端子54的接触，图3所示的驱动回路65闭合，一旦触点47L处的信号63b输入计算处理部64，则在此识别信号内容(增速信号或减速信号)，当判定为减速信号时，就将其输入驱动回路65，使动作信号输入伺服马达15，变速机构13转换至减速侧。

此状态由于第2回转体36随着第2操作杆43的回转也在同一方向回转，成为钢球20跨上皿槽16斜面的状态，一旦手离开第2操作杆43，在压缩弹簧22的弹力作用下，第2操作杆43自动地转至箭头b侧，并回归到原位。

由此，触点47L离开固定侧电接线端子54，电极滚珠51与另一侧的定位凹部47N接合。通过重复此动作，上升信号依次送入变速机构13，能够得到所希望的段位速度。

下面，由图4所示的流程图说明变速信号的流程。首先，当图6(a)，(b)所示的操作杆33转至a侧时，在步骤1(ST1)中，判断上升开关是否为ON，当为ON时，在步骤2(ST2)升速，计数器加1。

在步骤3(ST3)判断现在位置是否在最高段位，在最高段位时结束变速动作，当不在最高段位时，在步骤4(ST4)进行1段升速。此外，当变速杆43转至a侧时，在步骤(ST5)判断下降开关是否为ON，为ON时，在步骤(ST6)速度下降，计数器减去1。

在步骤7(ST7)判断现在位置是否为最低段位，在最低段位时结束变速动作，不在最低段位时，在步骤8(ST8)进行1段减速。

实施例3

实施例3是与前述实施例同样的，通过进行制动操作和变速操作的操作杆的回转来实现多段变速，最大限度地利用了以往的结构，根据转换操作输出电信号的转换机构内装到制动操作部本体上。

即，此变速机构分别设有对应于6段变速机构的电动触点，可将现在每一段位用机构逐一地机械记忆。如图7所示，自行车的车把D上设有沿自行车前进方向G延伸的大致为C型的曲杆部D1。条带部件102以在自行车前进方向伸出的状态安装到曲杆部D1上。

设有支承到条带部件102上、外形为易握的夹钳形状的固定部件104。固定部114围绕着固定部件104设置，此固定部114由条带部件102夹紧到曲杆部D1上。此固定是通过旋转螺钉102a、拉伸条带部件102而夹紧曲杆部D1的。与固定部114的空间侧表面成一体地形成杆支承部111。

杆支承部111支承着杆轴101，基部120上形成有轴孔120a和U型承线件120b。通过将杆轴101插入轴孔120a中，基部120可相对杆轴101自由回转(摆动)。

承线件120b上系紧着刹车线W的一端。如图8所示，在基部120的沿自行车前进方向G侧的端面上连接着板体121，板体121上开有螺孔140。板体121上分别设有2个与螺孔140等间距的轴孔141。板体121的前面连有板体122，板体122上穿通有轴孔142。

并且，板体122上分别穿通2个与轴孔142等距离的轴孔143，板体122上穿有螺孔145。垂直于杆轴101的固定螺栓131穿过轴孔142，拧入螺孔140固定到板体121和板体122上。

拧入螺孔140中的固定螺栓131通过拧入固定螺栓131，使螺纹头有阶梯的支承轴134压向基部120侧。支承轴134的基部120侧的一端部由于预先插入轴孔141及143，支承轴134相对板体121及板体122不能回转地安装在板体上。

有阶梯的圆筒状回转体108可自由回转地支承在支承轴134的外周上。支承轴134与回转体108之间装入回动弹簧113。触极部件100与由支承轴134的轴垂直面、板体122的轴垂直端面和支承轴134的轴垂直端面形成的阶梯面接合。

如图8及图9所示，回转体108具有内侧环状部分108a和外侧环状部分108b。内侧可动端子A安装到内侧环状部分108a上，内侧可动端子A的一部分从内侧环状部分108a的端面露到外侧。

外侧可动端子B装到外侧环状部分108b上，外侧可动端子B的一部分从外侧环状部分108b的端面露到外侧。并且，6体的固定侧端子C(C1-C6)与触极部件100接合。固定侧端子C具有内侧固定端子C1-C3和外侧固定端子C4-C6。内侧固定端子C1-C3嵌插入触极部件100的支承轴134的大直径阶梯部的端面角部。

内侧可动端子A通过可自由空转的接触滚珠191能够电连接到内侧固定端子C1-C3上。外侧固定端子C4-C6与触极部件100的板体122的轴垂直端面接合。外侧可动端子B通过可自由空转的接触滚珠192能够电连接到外侧固定端子C4-C6上。

内侧固定端子C1-C3与外侧固定端子C4-C6由绝缘材料固定并作为同体物形成。3体的内侧固定端子C1-C3设置在回转体8中心轴垂直面上的同心圆上的3个不同角度位置。3体的外侧固定端子C4-C6设置在回转体8中心轴垂直面上的同心圆上的3个不同角度位置。

图10示出控制伺服装置15的控制回路的功能框图。形成由可动端子A、B和与它们连接的固定端子C1-C6构成的、作为6位转换机构的转换开关S。这些转换开关S与控制部E连接，控制部E有CPU、计算处理部N和记忆部M。在内侧可动端子A及外侧可动端子B同时回转的程序中，如图9所示，端子间如下方式组合连接。

连接顺序为(A-C1)、(B-C4)、(A-C2)、(B-C5)、(A-C3)、(B-C6)，在记忆部M识别各位置并加以记忆。因此，如图8所示可动端子沿A1方向回转时，以前述顺序连接回路，此方向回转时的组合连接能够用计算处理部N识别。

由于此方向(A1方向)的连接，控制部E对伺服装置15发出向高段位方向回转的指令，同样的，也能够反方向(B1方向)连接，由此，控制部E对伺服装置15发出向低段位方向回转的指令。

如图8所示，在回转体108的外周相邻地设置着利用阶梯部分的嵌合部108c，108d。半圆形的定位板128相对回转体108不能回转地设置在嵌合部108c上。圆板状送进板138相对回转体108不能回转地设置在嵌合部108d上。

定位板128与送进板138相邻设置。回转体108的前端面与支承轴134的阶梯面大致一致，板体152与此端面相接，并保持插入支承轴134。承簧板155与板体152的前端面接触，且保持不能回转地插入支承轴134。

接触承簧板155端面的套筒154不能回转地装到支承轴134上。阶梯轴承164可回转地支承着套筒154，此阶梯轴承164安装并固定于操作杆109的端部107上形成的轴孔170内。

操作杆107与承簧板155之间插入螺旋扭簧193，对操作杆107施加朝一方向转动(摆动)的力。垫圈156与操作杆107的前端面接触并插入和保持在支承轴134上，另外板体157与垫圈156相接并插入和保持在支承轴134上。

垫圈156、板体157在与套筒154前端面相接的状态下，通过拧入到支承轴134端面的螺母151而夹固着。由此，操作杆109的轴向移动被限制，并且围绕着套筒154施加朝一方向回转的力且可自由回转(摆动)地支承着。同样，回转体108也通过内装的螺旋扭簧113被施加朝一方向回转的力，从而可自由回转地插通并支承在支承轴134中间的大直径阶梯部上。

固定螺栓131的头部和支承轴134的螺纹部设有围绕内部机构的碗形盖115。安装于基部120前端面的板体122上生成螺纹孔145。螺纹孔145与阶梯状的支轴144螺纹连接。

控制杆177可自由回转(摆动)地支承到支轴144的小直径阶梯部，控制杆177将支轴144插入并穿过控制杆177与板体122之间。支轴144的外周上设有螺旋扭簧133，在螺旋扭簧133的作用下，控制杆177被施加一方向(顺时针)回转的力(见图11)。

操作杆109上生成凹入部106(参见图8)，控制杆177可回转地进入。沿操作杆109回转中心部外侧延伸的端部开有螺纹孔170a，阶梯状的支轴174的螺栓171与此螺纹孔170a螺纹连接。

如图11所示，与操作杆109的后端面有间距的爪部件118可自由回转地轴支在支轴174的大直径阶梯部。操作杆109的一端固定到支轴174上。螺旋扭簧193插入并设置在支轴174上。爪部件118与操作杆109之间夹入螺旋扭簧193，在此螺旋扭簧193的作用下，对爪部件118施加朝一方向回转的力。

此外，图11示出了固定安装于回转体108阶梯部的定位板128，此定位板128的半圆形外周上形成朝一方向倾斜的6个接合槽129。并且，在控制杆177的基端部形成应与前述接合槽129接合的朝一方向倾斜的接合爪179。

在控制杆177的基端部中，夹住支轴144的接合爪179相反侧的端部有定位板128侧弯曲的接触部178。控制杆177的操作杆107侧的侧面突出设置着止块189。如图11及图12所示，圆板状的送进板138的一部分外周上形成5个朝爪部件118侧倾斜的接合齿139。夹住送进板138回转中心的相反侧形成5个波形的限制凹部137。形成于送进板138上的波形限制凹部13 7与位于前述定位板128外周上的6个接合槽129同节距设置，与接合凹部129沿周方向移开半节距设置。

此外，支承控制杆177的支轴144可回转地轴支着止动爪187，止动爪187在控制杆177的侧端部上，并且朝向波形限制凹部137的端部突出设置。止动爪187与控制杆177的侧面邻接并可自由回转地轴支在支轴144上，止动爪187的基端部侧设有接合舌片186，在插入止动爪187与控制杆177之间的螺旋扭簧143作用下，施加有以144为中心逆时针方向的回转力。

另外，承簧板155上设有接受螺旋扭簧173一端的承簧片155a和解除部155b。支轴174的外周上设有由螺旋扭簧193施力的爪片118。

操作杆端部107的回转中心部的外周上形成接触部116，此接触部116与设置在圆筒支承轴164外周一端部上的止块117相接。

实施例3的动作

下面，说明实施例3的动作。首先，参照图7，说明制动操作时的动作。用手把持着车把D的曲杆部D1或固定部件104。把持曲杆部D1或固定部件104的手指搭在操作杆109的操作部105上，将操作杆109的操作部105靠近曲杆部D1侧。

操作杆109的操作部105与基部120借助于支承轴134成为一体化，从而以杆轴101为中心摆动。通过摆动，牵引并制动刹车线W。下面，参照图7，说明变速时的动作。用手把持着车把D的曲杆部D1或固定部件104，把持曲杆部D1或固定部件104的手指搭在操作杆109的操作部105或控制杆177的操作部上。

使操作杆109的操作部105或控制杆177的操作部围绕着与杆轴101相垂直的支承轴134，以所见自行车前进方向G为基准从车把D处逆时针方向回转。通过这样的回转操作，进行变速。

下面，参照图11-图15，详述进行变速的机构。图11示出保持最高速段位(6级)的状态，图13示出从最高速段位(6级)仅转换为低一段的低速侧段位(5级)途中的状态。

图14示出从最高速段位(6级)保持在仅低一级的低速侧(5级)段位的状态。图15示出从最高速段位(6级)转为仅低一级的低速侧段位(5级)起转换为最高速段位途中的状态。在此，说明操作开始位置。即，在操作开始位置，不考虑高速段位或低速段位，而是保持特定段位的状态。

如图11及图14所示，设置在操作杆109杆端部107上的接触部116使手尽量不与操作杆109的操作部105接触，接触部116与设置在阶梯轴承164外周一端部上的止块117相接，轴承164不能回转地设置在支承轴134上。

此时，操作杆109的操作部105相对杆轴101垂直并处于静止状态。此外，爪片118的前端由于由螺旋扭簧193施力，而与承簧板155的解除部155b接触。

此时，爪片118的前端不与送进板138上形成的5个接合齿139的任一个接合，送进板138不能回转地设置在回转体108上。结果，处于操作开始位置的爪片118的前端不能将操作杆109的操作部105的回转操作所生成的力传递到回转体108上。

不能回转地设置在回转体108上的定位板128的6个接合槽129使手尽量不接触控制杆177，定位板177与位于控制杆177角度部的接合爪179接合。通过这种接合，回转体108克服螺旋扭簧113，限制回转体108的回转。

下面，参照图11及图14，说明从高速段位转换到低速段位的操作和动作。如图11所示，设置在控制杆177基端部的接合爪179与不能回转地设置在回转体108上的定位板128的6个接合槽129中、显示最高速段位(6级)的一个接合槽129相接合。

图11示出最高速段位(6级)的操作开始位置。由此状态进行变速。用手把持图7所示的车把D的曲杆部D1或固定部件104，将手指搭在操作杆109的操作部105上。

并且，将操作杆109的操作部105围绕着与杆轴101相垂直的支承轴134，以所见自行车前进方向G为基准从车把D处逆时针方向回转。如图13所示，通过操作杆109操作部105的回转操作，解除爪片118的前端与承簧板155的解除部155b的接触。

爪片118由于由弹簧193施力，当解除爪片118的前端与承簧板155的解除部155b的接触时，爪片118的前端与不能回转地设置在回转体108上的送进板138的5个接合齿139中的1个接触。

在爪片118的前端作用下，操作部105的操作力传递到回转体108上时，传递到回转体108上的操作部105的操作力克服螺旋扭簧113的弹力使回转体108逆时针方向回转。形成于定位板128上的6个接合槽129及设置在控制杆177基端部上的接合爪179一同有效地仅朝回转体108的时针方向回转，并且形成限制机构。

这样，通过回转体108逆时针方向的回转，使形成于定位板128上的6个接合槽129中最高速段位(6级)的接合槽129与设置在控制杆177基端部上的接合爪179的接合脱开。此时，对设置在支承控制杆177的支轴144上的螺旋扭簧143施力的止动爪187与形成于送进板138上的波形限制凹部137相接。

形成于送进板138上的限制凹部137被设置成与形成于定位板128上的接合槽129沿周向移开半个节距。通过止动爪187与限制凹部137相接，限制了操作部105的操作力和螺旋扭簧113的往复移动量。

形成于定位板128上的接合槽129与设置在控制杆177基端部的接合爪179脱离接合后再次接合时，与控制杆177的操作杆端部107侧成一体设置的止块189与止动爪187基端部侧上的舌片186接触，并将舌片186推向回转体108侧。

并且，施力于螺旋扭簧143的止动爪187与送进板138上的限制凹部137的接触再次解除。如图4所示，形成于定位板128上的6个接合槽129中显示比最高速段位(6级)仅低一级的低速侧段位(5级)时的接合槽129与控制杆177基端部上的接合爪179接合。

由此，保持在仅比最高速段位低一级的低速侧段位(5级)，此机构成为再次操作开始位置。即使变速至还低一级的低速侧段位(4级)，也可以重复前述动作。

下面，参照图11-图15，说明从低速段位转换至高速段位的操作和动作。如图14所示，设置在控制杆177基端部的接合爪179与形成于定位板128上的6个接合槽129中显示比最高速段位仅低一级的低速侧段位(5级)时的接合槽129接合，定位板128不能回转地设置在回转体108上。

图14示出仅比最高速段位低一级的低速侧段位的操作开始位置。在此，进行变速动作时，用手把持着图7所示的车把D的曲杆部D1或固定部件104，将把持曲杆部D1或固定部件104的手指动作控制杆177的操作部。

并且，使控制杆177的操作部围绕着与杆轴101相垂直的支承轴134，以所见自行车前进方向G为基准从车把D处逆时针方向回转。如图15所示，由于控制杆177操作部的回转，形成于定位板128上的接合槽129中显示比最高速段位(6级)仅低一级的低速侧段位(5级)时的接合槽129与设置在控制杆177基端部上的接合爪179脱离接合。

此时，回转体108在螺旋扭簧113的弹力作用下，促使其朝高速段位(6级)侧回转运动，但在使回转体108回转变速至每一段时，必须限制回转体108的回转量。为此，在使控制杆177的操作部逆时针方向往复移动操作之际，具有使设置在控制杆177基端部上的接合爪179的相反侧端部的相接部178与定位板128的外周面相接的限制机构。

作为其他的限制机构，具有使止动爪187与形成于送进板138上的限制凹部137相接的机构，其中，止动爪187是由用以支承控制杆177的支轴144上设置的螺旋扭簧143施力的。由于这些限制机构，限制了回转体108的回转量。

自形成于定位板128上的接合槽129与位于控制杆177基端部的接合爪179脱离接合的状态而再次接合时，止块189与舌片186接触，并将此舌片186推向回转体108侧。

此时，再次解除止动爪187与限制凹部137的接触。如图11所示，设置在控制杆177基端部的接合凸部179与形成于定位板128的6个接合槽129中仅显示一段高速侧段位即最高速段位(6级)的接合槽129接合。

并且，保持最高速段位(6级)。此时，机构再次成为操作开始位置。另外，由较低速侧段位变速至一段高速侧段位时，也可以重复前述动作。

实施例4

下面，说明本发明的实施例4。图16是变速操作装置301的剖视图。变速操作装置301装载在摆动体本体302上，制动操作与变速操作可由同一操作杆303进行。摆动体本体302通过穿入其轴孔304的摆动轴(图中未示出)可自由摆动地设置于杠杠式托架上。而制动用钢丝绳307的一端连到摆动体本体302上。驱动变速装置中前延迟器(图中未示出)或后延迟器(图中未示出)的延迟线(图中未示出)的一端连到变速操作装置301的卷筒308上。

制动操作时，握住操作杆303，使摆动体本体302与变速操作装置同时围绕着摆动轴摆动，拉伸制动用钢丝绳307，进行制动器的制动操作。变速操作时，使操作杆303围绕着与摆动轴垂直的回转轴回转以回转驱动卷筒308，拉伸延迟线，进行变速操作。因此，在操作杆303作用下摆动体本体302的摆动引起制动动作，在操作杆303作用下，卷筒308的回转引起变速动作。变速操作装置301的构造为公知结构，例如见日本特开平2-225191号，而且其具体的结构并不是本发明的要点，为此省略对其说明。

变速操作装置301上设有检测卷筒308回转位置的位置检测器309。此位置检测器309相当于识别信号输出机构。位置检测器309通过触点电测卷筒308的角度。因此，根据卷筒308的角度检测，能够检测延迟器的变位位置。位置检测器309与有多个信号线的前钢丝绳310的一端相连。前钢丝绳310的另一端上构成插头311，与杠杠式托架内的插座相连，进而与自行车用显示装置等连接。位置检测器309输出显示变速装置的变位位置的信号，能够将此变位位置显示在自行车用显示装置等上。

图17是位置检测器309的放大的剖视图。位置检测器309由固定到摆动体本体302上的固定部320，和相对于卷筒308及固定部320回转的回转部330构成。回转部330的接合突起331与卷筒308接合，通过变速操作，在卷筒308回转时，与之连动的回转部330也回转。

回转部330上固定着密封部件340和作为转换部件的电刷350。密封部件340由与加强件341成一体成形的橡胶、合成橡胶等构成，防止水分或异物从回转部330与固定部320之间侵入位置检测器309内的电动触点等。固定于固定部320上的触点基板360上形成多个电动触点，通过电刷350转换这些电动触点间的连接状态。此外，触点基板360与有多根信号线的前钢丝绳310连接，通过前钢丝绳310，输出电动触点间的连接状态。

图18示出电刷350的构造。电刷350由磷青铜等弹性良好的导电体构成，通过安装孔352，与密封部件340一同固定到回转部330上。电刷350两端的触点部351分别与形成于触点基板360，370上的电动触点接触，使电动触点间连接·断开。

图19显示正面用位置检测器309的触点基板360的表型视图。表侧为电刷350接触侧，形成多个电动触点361，362，362b，363，363b，364。此外，图19左端部形成扁缆310的接线端子。扁缆310上至少有4根信号线。设置有将这些电动触点相互连接的双点划线显示的电刷350，以转换电动触点间的连接状态。

图20示出前面用位置检测器的触点基板360的里面型的视图。在里侧设有将表面侧的电动触点362与电动触点362b电连接的连接型362a，和将表面侧的电动触点363与电动触点363b电连接的连接型363a。表面侧的电动触点与里面侧的连接型通过通孔电连接。

图21是显示前面用位置检测器309的等价电回路的视图。通过电刷350的转位，转换电动触点361与电动触点362-364的连接状态。根据电动触点361与电动触点362-364中哪一个触点是否连接，能够识别前变速装置的变位位置。由于前变速装置的变位段数比较少，能用这样的回路检出变位位置。此时，变位段数为3级。

图22是显示后面用位置检测器309的触点基板370的表面型的视图。表面侧为接触电刷350侧，生成多个电动触点371，372，372b，373-380。此外，在图22的右端形成扁钢丝绳310的连接端子。扁钢丝绳310上必须有至少3根信号线。设置有将这些电动触点互相连接的用双点划线显示的电刷350，以转换电动触点间的连接状态。

图23生成后面用位置检测器的触点基板370的里面型的视图。在里面侧设有将表面侧的电动触点372与电动触点372b电连接的连接型372a，电阻保护膜381，电阻端子373a-380a。电阻保护膜381的两端与电阻端子373a和连接型372a连接。此外，电阻保护膜381的中间部的等间隔位置上连有电阻端子374a-380a。表面侧的电动触点373-380上分别电连接着里面侧的电阻端子373a-380a。表面侧的电动触点与里面侧的连接型、电阻端子通过通孔电连接。

图24是显示后面用位置检测器309的等价电回路的视图。根据电刷350的转位，转换电动触点371与电动触点372-380的连接状态。根据电动触点371与电动触点372-380中的哪一个触点是否连接，因电动触点371与电动触点372之间的电阻值或电动触点371与电动触点373之间的电阻值的阶段变化，能够识别后变速装置的变位位置。

后面用位置检测器309具有阶段式变化电阻值的电位计的作用。例如，将预定的电压施加到电动触点372，373之间时，如检测出电动触点371，372之间的电压，则能够根据新检测电压识别变位位置。将检测出的电压值转换为显示变位位置的数值时，可以使用AD计算机。由于后变速装置的变位段数比较低，最好是用这样的回路检测变位位置。此时，变位段数为9级。

正如上述，通过设置在变速操作装置301上的作为识别信号输出机构的检测器309，能够容易地识别变速装置的变位位置等，并且，通过将此显示在自行车显示装置上，运动者能够容易且安全地进行变位位置等的确认。此外，由于是使变位段数少的前面用位置检测器直接检测电动触点的连接·断开状态，和使变位段数多的后面用位置检测器根据电动触点间的电阻值的变化检测变位位置，能够与各变位段数相对应地进行造价低且最恰当的检测。

其他实施例

以上，根据附图说明了本发明的实施例，但本发明并不限于这些实施例的具体构成，可以在不超出本发明要点的范围内作出变化或变更。

例如，转换机构是通过转换操作将增速或减速的电信号输出到变速机构的，也可以使用不仅单单输出转换信号、而且将CRT等显示部设置在装于车把上的转换操作部以将各变速转换机构每段显示的转换或车轮的转数、速度等显示方式加以转换的转换开关。

从前述说明已知前述实施例中为机械触点，但并不限于此，可以用磁性、电阻抗、光等检测的非接触型的公知开关机构。

本发明的自行车的电动变速操作装置能够平稳地在同一位置进行制动操作与变速操作，以及各种显示方式的转换等开关操作。

此外，本发明的自行车的电动变速操作装置因将制动操作与变速操作成为机械从属关系的机构变化为电动操作的独立的机构，简化了机械结构，并且，能够在操作轻便、操作性能改善的同时提高了安全性。

通过在变速操作装置上设置识别信号机构，能够容易检测变速装置的变位位置等，并且，通过将其显示在自行车用显示装置上，能够使运动者容易且安全地识别变位位置等。

Claims (3)

1.一种自行车的电动操作装置，具有适于安装在自行车车把上的制动操作部，以便对制动操作进行控制，其特征在于，

所述电动操作装置还包括：安装在此制动操作部内的转换机构，其中该转换机构对其沿与制动控制部的第二移动路径不同的第一路径的移动作出响应而输出电信号，所述转换机构包括一个识别信号输出机构，它输出所述电信号以便识别变速装置的变位位置，

所述识别信号输出机构包括：

一个固定部；

一个与用以操作变速装置的操作部件一起旋转的回转部；

安装在所述固定部上的电触点；

与回转部一起旋转以便转换电触点的互连状态的转换部件。

2.按照权利要求1所述的自行车的电动操作装置，其特征在于，所述识别信号输出机构还包括一个安装在所述固定部上的电阻保护膜。

3.按照权利要求1或2所述的自行车电动操作装置，其特征在于，所述制动操作部包括一个操作杆，其中该操作杆沿第二路径摆动制动操作部以控制制动操作，其中所述操作杆沿第一路径摆动所述转换机构，包括第一路径的第一平面基本上垂直于包括第二路径的第二平面。

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