CN110271632A - 自行车用换档器、自行车用变速装置和自行车用电动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使不对变速拉索进行特别的加工也能够检测变速或者预测变速的自行车用换档器、自行车用变速装置、包括自行车用换档器的自行车用电动系统和包括自行车用变速装置的自行车用电动系统。自行车用电动系统的自行车用换档器（70）包括：第一操作部（84），使卷绕变速用的拉索的卷绕部运动；第二操作部（86），与第一操作部（84）连结，并且能够相对于第一操作部（84）进行动作；以及检测部（92）。检测部（92）根据第二操作部（86）相对于第一操作部（84）的运动而输出信号。

Description

自行车用换档器、自行车用变速装置和自行车用电动系统

技术领域

本发明涉及自行车用换档器、自行车用变速装置、包括自行车用换档器的自行车用电动系统以及包括自行车用变速装置的自行车用电动系统。

背景技术

在专利文献1中公开了包括辅助马达和变速器的自行车。在该自行车中，通过检测变速拉索的移位，而实现了与变速级对应的辅助。

现有技术文献

专利文献1：日本专利第4885063号公报。

发明内容

变速拉索一般包含外拉索和内拉索。但是，在上述现有技术中，为了检测内拉索的运动，需要将外拉索分割或者除去。因此，可能会使内拉索的耐用性降低。

本发明的目的是提供一种即使不对变速拉索进行特别的加工也能够检测变速或者预测变速的自行车用换档器、自行车用变速装置、包括自行车用换档器的自行车用电动系统和包括自行车用变速装置的自行车用电动系统。

[1]基于本发明的一个方式的自行车用换档器包括检测操作部的运动的检测部，该操作部使卷绕变速用的拉索的卷绕部运动，上述检测部根据上述操作部的相对于上述卷绕部的运动来输出信号。

[2]根据上述自行车用换档器的一个方式，在上述操作部能够进行动作的范围中的从上述操作部的初始位置到预定位置的范围即自由范围中，即使上述操作部运动，上述卷绕部也不运动，上述检测部根据上述自由范围中的上述操作部的运动来输出上述信号。

[3]根据上述自行车用换档器的一个方式，上述操作部包括：第一操作部，使上述卷绕部运动；以及第二操作部，与上述第一操作部连结，并能够相对于上述第一操作部进行动作，上述操作部根据上述第二操作部相对于上述第一操作部的运动来输出上述信号。

[4]根据上述自行车用换档器的一个方式，上述操作部包括：第一操作部，使上述卷绕部运动；以及第二操作部，与上述第一操作部连结，并能够相对于上述第一操作部进行动作，在上述第一操作部能够进行动作的范围中的从上述第一操作部的第一初始位置到第一预定位置的范围即联动范围中，上述卷绕部与上述第一操作部一起运动，在上述第二操作部能够进行动作的范围中的从上述第二操作部的第二初始位置到第二预定位置的范围即自由范围中，即使上述第二操作部运动，上述第一操作部也不运动，上述检测部根据上述自由范围中的上述第二操作部的运动来输出上述信号。

[5]根据上述自行车用换档器的一个方式，上述检测部是通过上述第二操作部相对于上述第一操作部运动而被按压的开关。

[6]根据上述自行车用换档器的一个方式，上述检测部是开关，在上述第二操作部相对于上述第一操作部的运动量为预定量以上时，该开关被设定为接通。

[7]根据上述自行车用换档器的一个方式，还包括回复机构，该回复机构对上述第二操作部施加反力，以使上述第二操作部相对于上述第一操作部的位置回复到上述第二操作部的第二初始位置。

[8]根据上述自行车用换档器的一个方式，上述第一操作部和上述第二操作部是杆。

[9]根据上述自行车用换档器的一个方式，上述第一操作部是筒状的操作部，上述第二操作部是覆盖上述第一操作部的筒状的部件。

[10]根据上述自行车用换档器的一个方式，上述第一操作部在外周包括凸部和凹部中的一方，上述第二操作部在内周包括嵌入到上述第一操作部的上述凸部和凹部中的一方中的凸部和凹部的另一方，上述检测部配置在上述第一操作部的上述凸部和凹部中的一方与上述第二操作部的上述凸部和凹部中的另一方之间。

[11]基于本发明的一个方式的自行车用变速装置包括：变速器；连结部，连结使上述变速器运动的拉索和上述变速器；以及检测部，检测上述连结部的运动。

[12]基于本发明的一个方式的自行车用电动系统包括：[1]至[10]中的任一项所述的自行车用换档器；以及根据上述检测部的输出信号来控制辅助马达的控制部，上述辅助马达对人力驱动力进行辅助，上述控制部根据上述信号来使上述辅助马达的输出降低或者使上述辅助马达的输出断开。

[13]基于本发明的一个方式的自行车用电动系统包括：[11]所述的自行车用变速装置；和根据上述检测部的输出信号来控制辅助马达的控制部，上述辅助马达对人力驱动力进行辅助，上述控制部根据上述输出信号使上述辅助马达的输出降低或者使上述辅助马达的输出断开。

[14]基于本发明的一个方式的自行车用电动系统包括：变速器；检测上述变速器的运动的检测部；和根据上述检测部的输出信号来控制辅助马达的控制部，上述辅助马达对人力驱动力进行辅助，上述控制部根据上述输出信号使上述辅助马达的输出降低或者使上述辅助马达的输出断开。

[15]基于本发明的一个方式的自行车用电动系统包括：变速器；使上述变速器运动的电动致动器；连结上述电动致动器和上述变速器的连结部；检测上述电动致动器或者上述连结部的运动的检测部；以及根据上述检测部的输出信号来控制辅助马达的控制部，上述辅助马达对人力驱动力进行辅助，上述控制部根据上述输出信号使上述辅助马达的输出降低或者使上述辅助马达的输出断开。

[16]根据上述自行车用电动系统的一个方式，在输入上述输出信号的时间为阈值以上时，上述控制部使上述辅助马达的输出降低，或者使上述辅助马达的输出断开。

[17]根据上述自行车用电动系统的一个方式，在使上述辅助马达的输出降低的时间为阈值以上时，上述控制部使上述辅助马达的输出增加，或者在使上述辅助马达的输出断开的时间为阈值以上时，使上述辅助马达的输出接通。

[18]根据上述自行车用电动系统的一个方式，还包括变速检测部，根据上述变速器的变速完成而输出信号，上述控制部在使上述辅助马达的输出降低时或者在使上述辅助马达的输出断开时，在输入了上述变速检测部的信号时，使上述辅助马达的输出增加，或者使上述辅助马达的输出接通。

根据自行车用换档器、自行车用变速装置、包括自行车用换档器的自行车用电动系统和包括自行车用变速装置的自行车用电动系统，即使不对变速拉索进行特别的加工，也能够检测变速或者预测变速。

附图说明

图1是搭载第一实施方式的自行车用电动系统的自行车的侧视图。

图2是图1的变速装置的正视图。

图3是图2的连结部的后视图。

图4是搭载于图1的自行车的换档器的正视图。

图5是图3的换档器的剖视图。

图6是沿着图5的6-6线的换档器的剖视图。

图7是图6的第二操作部旋转时的换档器的剖视图。

图8是表示图1的控制部对辅助马达的控制的步骤的流程图。

图9是表示图1的控制部对辅助马达的控制的步骤的时间图。

图10是第二实施方式的搭载于自行车的换档器的立体图。

图11是沿着图10中的11-11线的换档器的剖视图。

图12是第三实施方式的自行车用电动系统的变速装置的立体图。

图13是第四实施方式的自行车用电动系统的结构图。

图14是第五实施方式的自行车用电动系统的结构图。

图15是第六实施方式的自行车用电动系统的结构图。

附图标记说明

10 ：自行车

26、170、182、190：变速装置

28：控制部

42：辅助马达

52、140、192：变速器

54：连结部

58：拉索

70、100：换档器

76、106：卷绕部

82、110、112：操作部

84、114、122：第一操作部

86、118、126：第二操作部

90、120、128：回复机构

92、132、172、186、196：检测部

184、194：电动致动器。

具体实施方式

参照图1，对搭载自行车用电动系统的自行车10的结构进行说明。

自行车10包括车架12、车把14、前轮16、后轮18、驱动机构20、辅助机构22、电池单元24、变速装置26、换档器70以及控制部28。辅助机构22、变速装置26、换档器70以及控制部28构成自行车用电动系统。

驱动机构20包含左右的曲柄臂30、曲柄轴32、左右的踏板34、前链轮36、后链轮38以及链条40。左右的曲柄臂30经由一个曲柄轴32而能够旋转地安装于车架12。踏板34能够绕踏板轴旋转地安装于曲柄臂30。

前链轮36与曲柄轴32连结。前链轮36与曲柄轴32同轴地设置。前链轮36与曲柄轴32可以以不相对旋转的方式连结，也可以以在曲柄轴32向前转动时前链轮36也向前转动的方式经由单向离合器（图示略）连结。

后链轮38安装成能够绕后轮18的车轴18A旋转。后链轮38经由单向离合器与后轮18连结。链条40绕挂在前链轮36与后链轮38上。在曲柄臂30借助于施加于踏板34的人力驱动力而旋转时，后轮18通过前链轮36、链条40以及后链轮38而旋转。

辅助机构22通过辅助马达42的驱动而对使前链轮36旋转的人力驱动动力进行辅助。辅助机构22包括检测从曲柄输入的人力驱动力的传感器，并根据人力驱动力来驱动辅助马达42。辅助机构22包括辅助马达42和减速器（省略图示）。辅助马达42是电气马达。辅助马达42的旋转经由减速器而传递至前链轮36。可以在辅助马达42与前链轮36之间设置单向离合器（省略图示），以防止在曲柄臂30向前转动时马达因人力驱动力而旋转。

电池单元24包括电池48和用于将电池48能够拆装地安装于车架12的电池保持架50。电池48包含一个或多个电池单元。电池48由二次电池构成。电池48与辅助马达42电连接，并向辅助马达42供给电力。

辅助机构22与图4所示的辅助操作部44电连接。当按压辅助操作部44的按钮46A时，控制部28使辅助马达42驱动或者使辅助马达42的输出上升。当按压辅助操作部44的按钮46B时，控制部28使辅助马达42停止或者使辅助马达42的输出降低。

如图1和图2所示，变速装置26包括使后链轮38的旋转变速的变速器52以及与变速器52连结的连结部54。变速装置26通过与后轮18的车轴18A的轴毂成为一体的内置变速器而实现。变速器52包括多个变速级。

如图3所示，连结部54包括直接或间接地固定于毂轴上的固定部、和能够相对于毂轴旋转地设置于上述固定部的旋转体56。旋转体56能够拆装地安装于图2所示的变速器52的端部。在旋转体56的外周绕挂有变速用的拉索58的一端。通过拉索58移动，使旋转体56旋转。由此，与旋转体56连结的变速器52的内部的机械要素旋转。由此，改变了构成行星齿轮机构的齿轮的连结状态，从而改变了变速级。

如图4所示，在车把14上相对于车把14能够旋转地安装有把手60。在车把14和把手60上安装有换档器70，该换档器70用于对应于使用者对把手60的操作而使拉索58移动。

换档器70包括固定于车把14的主体部72。如图5所示，主体部72包括：经由未图示的保持架能够拆装地安装于车把14的壳体74、卷绕拉索58的卷绕部76、限制卷绕部76的旋转的离合器78、显示当前的变速级的显示部80（参照图4）。卷绕部76包括供拉索58的端部嵌入的槽76A。

离合器78是圆盘状的部件，固定于壳体74。离合器78在表面具有沿周向排列的多个三角爪78A。卷绕部76在形成于内部的面上形成有沿周向排列的多个三角爪76B，这些三角爪76B与离合器78的三角爪78A啮合。卷绕部76被未图示的弹簧压靠于离合器78。

换档器70包括安装于主体部72且使卷绕部76运动的操作部82。操作部82包括使卷绕部76运动的第一操作部84、以及与第一操作部84连结并能够相对于第一操作部84进行动作的第二操作部86。另外，在第二操作部86的外周还能够安装橡胶制成的盖。

第一操作部84为筒状的部件，在内周形成有内花键84A。内花键84A嵌入到形成于卷绕部76的外周的外花键76C中。因此，第一操作部84能够相对于卷绕部76一体地旋转。

第二操作部86是覆盖第一操作部84的筒状的部件。第二操作部86与在第一操作部84的端部形成的爪84C连结，从而限制旋转轴方向的移动。

如图6所示，在第二操作部86的内周形成有凹部86B。在凹部86B中嵌入有形成于第一操作部84的外周的凸部84B。在操作部82的周向上，凹部86B比凸部84B大。因此，第二操作部86能够相对于第一操作部84略微相对旋转。可以在第一操作部84的外周面与第二操作部86的内周面之间设置套筒或者轴承，以便使相对移动顺畅。

在第二操作部86能够进行动作的范围中的从第二操作部86的第二初始位置到第二预定位置的范围即自由范围中，即使第二操作部86运动，第一操作部84也不运动。第二初始位置例如是图6所示的相对旋转位置，是在周向上凸部84B的中央与凹部86B的中央一致的旋转位置。第二预定位置例如是图7所示的相对旋转位置，是在周向上凸部84B相对于凹部86B不会进一步运动的相对旋转位置。另外，操作部82向周向的两方旋转。因此，在第二预定位置中包含图7所示的相对旋转位置和与图7左右对称的相对旋转位置。

在第一操作部84能够进行动作的范围中的从第一操作部84的第一初始位置到第一预定位置的范围即联动范围中，卷绕部76与第一操作部84一起运动。第一初始位置例如是图7所示的第一旋转位置，是在周向上凸部84B与凹部86B不会进一步运动的旋转位置。第一预定位置例如是第一操作部84比图7进一步旋转并且图5所示的卷绕部76的三角爪76B越过离合器78的三角爪78A的旋转位置。

如图6所示，操作部82还包括回复机构90。在没有对操作部82进行操作时，回复机构90使第二操作部86回复到第二初始位置。回复机构90包括第一弹簧90A和第二弹簧90B。第一弹簧90A配置在凸部84B的周向的一端与凹部86B之间。第二弹簧90B配置在凸部84B的周向的另一端与凹部86B之间。回复机构90对第二操作部86施加反力，以使得第二操作部86的相对于第一操作部84的相对旋转位置回复到第二操作部86的第二初始位置。第一弹簧90A和第二弹簧90B例如由压缩螺旋弹簧或者板簧实现。

换档器70还包括根据操作部82相对于卷绕部76的运动而输出信号的检测部92。检测部92包括第一检测部94和第二检测部96。第一检测部94是开关，配置在凸部84B的周向的一端与凹部86B之间。第二检测部96是开关，配置在凸部84B的周向的另一端与凹部86B之间。第一检测部94和第二检测部96通过使第二操作部86相对于第一操作部84运动而被按压。检测部92在第二操作部86相对于第一操作部84的运动量为预定量以上时被设定为接通，并将接通信号输出至控制部28（参照图1）。第一检测部94和第二检测部96在图6中固定地设置于凸部84B，但是也可以固定地设置于凹部86B。各开关可以是常开开关和常闭开关中的任意一种，但是更优选为常闭开关。

参照图2至图7对换档器70的动作进行说明。

通过操作者的操作，使得在图4所示的第二操作部86向周向的一方转动时，第二操作部86向周向的一方旋转。然后，第二操作部86开始从第二初始位置朝向第二预定位置移动。当第二操作部86的凹部86B的内表面与第二检测部96接触时，第二检测部96输出接通信号。然后，当第二操作部86的相对旋转位置进一步到达图7所示的第二预定位置时，第二操作部86按压第一操作部84，由此，在能够变速的情况下，第一操作部84向周向的一方旋转。在图7中，第二操作部86经由第二检测部96按压第一操作部84，但是也可以在第二操作部86和第一操作部84中的至少一方上设置限制部，在第二检测部96的开关的接点闭合之后，该限制部限制第二操作部86和第一操作部84的向周向的一方的相对旋转。在该情况下，第二操作部86能够经由该限制部来按压第一操作部84。通过设置限制部，能够防止对第二检测部96施加过度的力。另外，所谓能够变速的情况是指，在向升档侧的操作中当前的变速级比最大变速级小的情况。在向降档侧的操作中当前的变速级比最小变速级大的情况。

此时，借助于施加于卷绕部76的转矩，使得三角爪76B将离合器78的三角爪78A上推，卷绕部76相对于离合器78向周向的一方旋转。由此，卷绕部76对拉索58的卷绕量增加。因此，拉索58向换档器70侧移动，使图3所示的连结部54的旋转体56旋转。由此来改变图2所示的变速器52的变速级。

在通过操作者的操作使第二操作部86向周向的另一方转动时，第二操作部86向周向的另一方旋转。并且，第二操作部86的旋转位置开始从第二初始位置朝向第二预定位置移动。当第二操作部86的凹部86B的内表面与第一检测部94接触时，第一检测部94输出接通信号。然后，在第二操作部86的位置进一步到达与图7左右对称的位置即第二预定位置时，第二操作部86按压第一操作部84，由此，在能够变速的情况下，第一操作部84向周向的另一方旋转。在图7中，第二操作部86经由第一检测部94按压第一操作部84，但是也可以在第二操作部86和第一操作部84的至少任意一方上设置限制部，在第一检测部94的开关的接点闭合之后，该限制部限制第二操作部86和第一操作部84的向周向的一方的相对旋转，第二操作部86经由该限制部按压第一操作部84。通过设置限制部，能够防止对第一检测部94施加过度的力。

此时，借助于施加于卷绕部76的转矩，使得三角爪76B将离合器78的三角爪78A上推，卷绕部76相对于离合器78向周向的另一方旋转。由此，卷绕部76对拉索58的卷绕量减少。因此，拉索58向图2所示的变速装置26侧移动，使图3所示的连结部54的旋转体56旋转。由此来改变变速器52的变速级。

如图1所示，将来自曲柄臂30的驱动力和辅助马达42的驱动力输入到变速器52。图2所示的变速器52在改变变速级时，通过使借助于拉索58而运动的机械要素动作，来改变构成行星齿轮机构的齿轮的连结状态。输入到变速器52的转矩越大，机械要素越不易动作。因此，控制部28根据检测部92的输出信号来控制辅助马达42。

参照图8，对控制部28按照每个预定周期进行的处理步骤进行说明。

如步骤S11所示，控制部28判断第一检测部94或者第二检测部96的开关是否接通。具体来说，在从第一检测部94或者第二检测部96输入了接通信号时，判断为第一检测部94或者第二检测部96的开关接通的意思，并前进到步骤S12。

接下来，控制部28在步骤S12中降低辅助马达42的输出。

接着，控制部28判断自降低辅助马达42的输出起是否经过了预定时间TX。预定时间TX优选设定为与认为变速器52（参照图2）对变速级的变更所需要的标准时间相比足够大的时间。

在自降低辅助马达42的输出起经过预定时间TX之前，控制部28重复步骤S13的判断处理。在判断为自降低辅助马达42的输出起经过了预定时间TX的意思时，控制部28在步骤S14中结束降低辅助马达42的输出的控制，结束本处理。其结果是，辅助马达42的输出增加。

如图9所示，在从第一检测部94或者第二检测部96的开关接通的时刻t11到从时刻t11经过了预定时间TX的时刻t12之间，控制部28使辅助马达42的输出小于时刻t11以前的输出。另外，在时刻12以后，在人力驱动力没有变化的情况下，辅助马达42的输出与时刻t11以前为相同大小。辅助马达42的输出随着人力驱动力而变动，因此，当在辅助马达42的输出降低的期间人力驱动力增大或减小的情况下，在时刻t12以后，辅助马达42输出与变动的人力驱动力对应的辅助力。

自行车用电动系统起到以下的作用和效果。

（1）换档器70根据操作部82相对于卷绕部76的运动而向控制部28输出接通信号。因此，控制部28能够进行与变速器52对变速比的变更动作对应的辅助马达42的输出的控制。因此，变速性能提高。

（2）在即使操作部82运动卷绕部76也不运动的自由范围中，检测部92向控制部28输出接通信号。即，在拉索58通过卷绕部76开始移动之前，向控制部28输出接通信号。因此，在变速器52对变速比的变更动作开始之前，能够控制辅助马达42的输出。因此，变速性能进一步提高。

（3）换档器70包括回复机构90。因此，在操作者不对操作部82进行操作时，第二操作部86相对于第一操作部84的位置回复到第二操作部86的初始位置。因此，在不对操作部82进行操作时，抑制了检测部92输出接通信号。因此，抑制了在不适当的时间降低辅助马达42的输出。

（第二实施方式）

本实施方式的自行车用电动系统包括辅助机构22、变速装置26、控制部28以及图10所示的杆型的换档器100。

如图10所示，换档器100包括固定于车把14的主体部102。

如图11所示，主体部102包括经由保持架104A（参照图10）安装于车把14的壳体104、卷绕拉索58的卷绕部106、以及与卷绕部106连结并限制卷绕部106的旋转的棘轮108。卷绕部106是绕线架，具有供拉索58的端部嵌入的槽106A。棘轮108是圆盘状或者扇形的部件。棘轮108在外周部具有多个棘轮齿。

如图10所示，换档器100包括能够转动地安装于主体部102并使卷绕部106运动的升档用的操作部110、和降档用的操作部112。

升档用的操作部110包括使卷绕部106运动的第一操作部114、第一操作部114的杆轴116（参照图11）、以及与第一操作部114连结并能够相对于第一操作部114进行动作的第二操作部118。

如图11所示，第一操作部114是杆，绕设置于主体部102的杆轴116旋转。在杆轴116的外周形成有外花键116A。外花键116A嵌入到形成于棘轮108的内周的内花键108B中。在外花键116A与内花键108B之间形成有间隙C1。因此，棘轮108能够相对于杆轴116运动。在第一操作部114经由轴124设置有进给爪124A。进给爪124A能够与棘轮108的棘轮齿卡合。轴124设置成从杆轴116偏离，并且设置成与杆轴116平行。进给爪124A设置成能够绕轴124旋转。当将第一操作部114从第一初始位置向绕杆轴116的第一方向进行操作时，进给爪124A与棘轮108的棘轮齿卡合，使棘轮108旋转。由此，使卷绕部106旋转，从而卷绕拉索58。在杆轴116上安装有弹簧116B。弹簧116B对第一操作部114和卷绕部106施加朝向杆轴116的第二方向的力。由此，在没有操作第一操作部114时，第一操作部114被向杆轴116的第二方向偏压而返回第一初始位置，并且当后述的定位爪从棘轮108脱离时，卷绕部106向返回第一初始位置的方向旋转。

第二操作部118安装成相对于第一操作部114能够相对移位。第二操作部118设置于第一操作部114中的与操作者接触的部分，优选覆盖与操作者接触的部分地设置。这里，第二操作部118是杆，能够转动地安装于第一操作部114。第二操作部118的转动轴例如与第一操作部114的旋转轴平行地设置。

在第二操作部118能够进行动作的范围中的从第二操作部118的第二初始位置到第二预定位置的范围即联动范围中，即使第二操作部118运动，第一操作部114也不运动。第二初始位置例如是图10中实线所示的位置，是不从外部对第二操作部118施力时的第二操作部118的位置。第二预定位置例如是图10中双点划线所示的位置，是第二操作部118不能相对于第一操作部114进一步运动的位置。

升档用的操作部110还包括回复机构210。在没有操作第二操作部118时，回复机构120使第二操作部118回复到第二初始位置。回复机构120是弹簧，配置在第一操作部114与第二操作部118之间。回复机构120对第二操作部118施加反力，以使得第二操作部118相对于第一操作部114的位置回复到第二操作部118的第二初始位置。

降档用的操作部112包括用于使卷绕部106运动的第一操作部122、第一操作部122的杆轴124、以及与第一操作部122连结且能够相对于第一操作部122进行动作的第二操作部126。

第一操作部122是杆，第一操作部122的基端部与设置于主体部102的第二杆轴（未图示）连结。第一操作部122能够相对于第二杆轴运动。在第一操作部122设置有定位爪（未图示）和保持爪（未图示）。定位爪嵌入到棘轮108的棘轮齿中，从而在与各变速级对应的旋转位置限制棘轮108的旋转。保持爪与定位爪共同动作，在保持爪从棘轮108脱离时，抑制了棘轮108一下子回复到其初始位置。即，在定位爪从棘轮108脱离时，保持爪与棘轮108卡合，当第一操作部122从第一初始位置向绕第二杆轴的第二方向旋转时，定位爪从棘轮108脱离，保持爪与棘轮108卡合。由此，棘轮108向返回初始位置的方向旋转一级的量。对第一操作部122向返回第一初始位置的方向偏压，在没有对第一操作部122施加操作力时，第一操作部122返回到第一初始位置。在本实施方式中，升档用的操作部110和降档用的操作部112的自初始位置起的操作方向构成为彼此相反的朝向。关于升档用的操作部110，通过操作者按压而变速，并且关于降档用的操作部112，通过操作者牵拉而变速。作为其他方式，升档用的操作部110和降档用的操作部112的自初始位置起的操作方向也可以是相同方向。即，也可以构成为，无论关于升档用的操作部110还是关于降档用的操作部112，都是通过操作者按压来变速。

第二操作部126安装成能够相对于第一操作部122相对移位。第二操作部126设置于第一操作部122中的与操作者接触的部分，优选覆盖与操作者接触的部分地设置。这里，第二操作部126是杆，能够转动地安装于第一操作部122。第二操作部126的转动轴例如设置成与第一操作部122的旋转轴平行。

在第二操作部126能够进行动作的范围中的从第二操作部126的第二初始位置到第二预定位置的范围即联动范围中，即使第二操作部126运动，第一操作部122也不运动。第二初始位置例如是图10的实线所示的位置，是在不从外部对第二操作部126施力时的第二操作部126的位置。第二预定位置例如是图10中双点划线所示的位置，是第二操作部126不能相对于第一操作部122进一步运动的位置。

降档用的操作部112还包括回复机构128。在没有操作第二操作部126时，回复机构128使第二操作部126回复到第二初始位置。回复机构128是弹簧，配置在第一操作部122与第二操作部126之间。回复机构128对第二操作部126施加反力，以使得第二操作部126相对于第一操作部122的位置回复到第二操作部126的初始位置。

换档器100还包括根据操作部110、112相对于卷绕部106的运动而输出信号的检测部132。检测部132包括第一检测部134和第二检测部136。

第一检测部134是开关，配置在第一操作部114与第二操作部118之间。通过第二操作部118相对于第一操作部114向第一操作部114侧运动，来按压第一检测部134。在第二操作部118相对于第一操作部114的运动量为预定量以上时，将第一检测部134设定为接通，向控制部28（参照图1）输出接通信号。

第二检测部136是开关，配置在第一操作部122与第二操作部126之间。通过第二操作部126相对于第一操作部122运动，来按压第二检测部136。在第二操作部126相对于第一操作部122的运动量为预定量以上时，将第二检测部136设定为接通，并将接通信号输出到控制部28（参照图1）。第一检测部134和第二检测部136在图10中分别固定地设置于第一操作部114、122，但是也可以分别固定地设置于第二操作部118、126。各开关可以是常开型和常闭开关中的任意一种，但是更优选为常闭开关。

参照图11对换档器100的动作进行说明。

在通过操作者的操作而按压升档用的操作部110时，第二操作部118接近第一操作部114。即，第二操作部118的位置开始从初始位置朝向第二预定位置移动。在第二操作部118的位置到达了第二操作部118与第一检测部134接触的中间位置时，第一检测部134输出接通信号。并且，在第二操作部118的位置进一步到达了第二预定位置时，第一操作部114与第二操作部118联动，而使第一操作部114转动。

此时，杆轴124与第一操作部114一起旋转，由此，杆轴124的进给爪124A使棘轮108向周向的一方旋转。由此，卷绕部106的拉索58的卷绕量增大。因此，拉索58向换档器100侧移动，使图3所示的连结部54的旋转体56旋转。由此来改变图2所示的变速器52的变速级。在图11中，第二操作部118经由第一检测部134按压第一操作部114，但是可以在第二操作部118和第一操作部114中的至少一方设置限制部，在第一检测部134的开关的接点闭合之后，该限制部限制第二操作部118和第一操作部114的相对旋转。在该情况下，第二操作部118能够经由该限制部按压第一操作部114。通过设置限制部，能够防止对第一检测部134施加过度的力。

在通过操作者的操作而按压降档用的操作部112时，第二操作部126接近第一操作部122。即，第二操作部126的位置开始从第二初始位置朝向第二预定位置移动。当第二操作部126的位置到达了第二操作部126与第二检测部136接触的中间位置时，第二检测部136输出接通信号。并且在第二操作部126的位置进一步到达了第二预定位置时，第一操作部122与第二操作部126联动，使第一操作部122转动。

此时，第一操作部122的定位爪从棘轮108离开。棘轮108借助于弹簧106B的反力而向周向的另一方旋转。由此，卷绕部106的拉索58的卷绕量减小。因此，拉索58向图3所示的连结部54侧移动，使连结部54的旋转体56旋转。由此来改变图2所示的变速器52的变速级，自行车用电动系统起到基于第一实施方式的（1）至（3）的效果。

（第三实施方式）

本实施方式的自行车用电动系统包括辅助机构22、换档器70、控制部28以及图12所示的外置型的变速器140。并且，后链轮38（参照图1）是沿轴向排列有齿数不同的多个后链轮38的结构。

参照图12对变速器140的结构进行说明。

变速器140包含基体部件142、连结机构144以及支承部件146。基体部件142能够安装到车架12（参照图1）。

基体部件142包括固定拉索58的端部的固定部142A。

连结机构144包括内连杆148、外连杆150以及可动部件152。

内连杆148连结基体部件142与可动部件152。内连杆148相对于基体部件14旋转。具体来说，内连杆148的一端与可动部件152通过枢转销154而连接。内连杆148相对于可动部件152能够绕枢转销154旋转。内连杆148的另一端与可动部件152通过枢转销156连接。内连杆148相对于可动部件152能够绕枢转销156旋转。

外连杆150连结基体部件142与可动部件152。外连杆150的一端与基体部件142通过枢转销158连接。外连杆150相对于基体部件142能够绕枢转销158旋转。外连杆150的另一端与可动部件152通过枢转销160连接。外连杆150相对于可动部件152能够绕枢转销160旋转。

在外连杆150的基体部件142侧的端部与内连杆148的可动部件152侧的端部之间配置有未图示的弹簧。该弹簧对可动部件152偏压，以成为反向式后变或者正向式后变。

可动部件152经由内连杆148和外连杆150能够移动地安装于基体部件142。支承部件146能够旋转地安装于可动部件152。支承部件146具有一对板，将导向轮162和张紧轮164支承为能够旋转。

在导向轮162和张紧轮164上绕挂有链条40。导向轮162和张紧轮164随着链条40的旋转而相对于支承部件146旋转。

参照图1和图12对变速器140的动作进行说明。

变速器140通过将链条40绕挂在不同的后链轮38上，来改变自行车10的变速比。

通过换档器70的操作使拉索58移动，由此，使内连杆148绕枢转销154和枢转销156旋转。并且，外连杆150绕枢转销158和枢转销160旋转。通过内连杆148和外连杆150的动作，使支承部件146朝向车体中心侧或者车体中心侧的相反侧移动。由此，导向轮162和张紧轮164上绕挂的链条40的位置发生变化，从而改变卷绕链条40的后链轮38。并且，支承部件146向后链轮38的轴中心侧或者轴中心侧的相反侧移动，由此使张紧轮164相对于后链轮38的位置发生变化，来调节链条40的张紧。在本实施方式的自行车用电动系统中也起到基于第一实施方式的（1）至（3）的效果。

（第四实施方式）

参照图13对第四实施方式的自行车用电动系统进行说明。

自行车用电动系统包括变速装置170、控制部28以及辅助机构22。变速装置170包括图2所示的变速器52、图3所示的连结部54以及检测部172。检测部172将与变速器52的运动对应的信号输出到控制部28。例如，检测部172检测连结部54的旋转体的运动，并将信号输出到控制部28。检测部172例如可以由电位器、磁传感器或者旋转编码器等构成，只要是能够检测连结部54的固定部与旋转体56的相对旋转位置的传感器即可。当控制部28根据来自检测部172的信号而判断为变速装置170进行了变速比的变更时，使辅助马达42的输出降低。

根据自行车用电动系统，能够进行与变速装置170的变更变速比的动作对应的辅助马达42的输出的控制。因此，变速性能提高。

（第五实施方式）

参照图14对第五实施方式的自行车用电动系统进行说明。

自行车用电动系统包括变速装置182、控制部28、辅助机构22以及换档器180。

换档器180与控制部28电连接。控制部28根据来自换档器180的信号来控制变速装置182。

变速装置182包括图2所示的变速器52、图14所示的电动致动器184以及检测部186。电动致动器184包括电动马达，还可以进一步包括减速器。检测部186将与电动致动器184的运动对应的信号输出到控制部28。例如，检测部186将与电动致动器184的输出轴、减速器的中间轴、或者电动马达轴的旋转角度对应的信号输出到控制部28。当控制部28根据来自检测部186的信号而判断为变速装置182进行了变速比的变更时，使辅助马达42的输出降低。检测部186例如由电位器、磁传感器或者旋转编码器等构成。

根据自行车用电动系统，能够进行与变速装置182的变更变速比的动作对应的辅助马达42的输出的控制。因此，变速性能提高。

（第六实施方式）

参照图15对第六实施方式的自行车用电动系统进行说明。

自行车用电动系统包括变速装置190、控制部28、辅助机构22以及换档器180。

变速装置190包括具有电动致动器194的变速器192和检测部196。变速器192例如是在图12所示的变速器140的固定部142A上搭载了电动致动器194的结构，通过电动致动器194的驱动，使连结机构144（参照图12）进行动作。

检测部196将与变速器192的运动对应的信号输出至控制部28。例如，检测部196将与连结机构144的旋转角度对应的信号输出至控制部28。具体来说，检测部196检测连结机构144的相对于固定部142A的绕枢转销154或枢转销158的旋转、可动部件152的相对于连结机构144的绕枢转销156或枢转销160的旋转、或者支承部件146的相对于可动部件152的旋转。检测部196例如由电位器、磁传感器或者旋转编码器等构成。检测部196配置于固定部142A、连结机构144或者支承部件146的至少任一方之间。当控制部28根据来自检测部196的信号判断为变速装置182进行了变速比的变更时，使辅助马达42的输出降低。

根据自行车用电动系统，能够进行与变速装置190的变更变速比的动作对应的辅助马达 42的输出的控制。因此，变速性能提高。

（变形例）

本自行车用电动系统等所能够采用的具体方式不限定于上述实施方式中所例示的方式。本自行车用电动系统等能够采用与上述实施方式不同的各种方式。以下所示的上述实施方式的变形例是本自行车用电动系统等能够采用的各种方式的一例。

·可以在第一实施方式的第一操作部84的外周形成凹部，并在第二操作部86的内周形成凸部。

·也可以构成为省略第一实施方式的第一操作部84，在卷绕部76的外周设置第二操作部86。在该情况下，只要将卷绕部76中的被第二操作部86包围的部分的形状形成为与第一操作部84的形状相同即可。

·也可以省略第一实施方式的第一检测部94和第二检测部96中的一方。在该情况下，在升档和降档中的任一方时，控制辅助马达42的输出。

·也可以省略第二实施方式的第一检测部134和第二检测部136中的一方。在该情况下，在升档和降档中的任一方时，控制辅助马达42的输出。

·也可以将第一实施方式的检测部92和第二实施方式的检测部132变更为光学传感器。例如，光学传感器安装于第一操作部84、114、122和第二操作部86、118、126中的任一方，并输出与另一方的移动量对应的信号。

并且，在第一实施方式和第二实施方式中，也可以省略第二操作部86、118、126，利用由光学传感器、磁传感器等实现的检测部来检测第一操作部84、114、122的运动。检测部设置于壳体74、104。在该情况下构成为，在第一操作部84、114、122从第一初始位置进行了动作之后到卷绕部76、106进行动作之前的期间内，检测部将信号输出至控制部。

·也可以将第二实施方式的换档器100变更为升档用的操作部110和降档用的操作部112构成为一体的换档器。该换档器通过相对于杆轴向一方旋转来进行升档，并通过相对于杆轴向另一方旋转来进行降档。

·第一和第二实施方式的换档器70、100也可以具有微型计算机。检测部92、132与微型计算机电连接。微型计算机与控制部28电连接，将检测部92、132的信号发送给控制部28。微型计算机和控制部28例如可以通过电力线通信（PLC）进行通信。

·也可以将第二实施方式的换档器100的第一操作部144、122构成为与卷绕部106不相对移动。在该情况下，也能够起到第一实施方式的（2）的效果。

·在输入来自检测部92、132的输出信号的时间为阈值以上时，第一至第三实施方式的控制部28使辅助马达42的输出降低或者使辅助马达42的输出断开。在该情况下，在操作者无意变更变速级时而因操作者的手碰触等而使第二操作部86、118、126进行了移动时，能够抑制使辅助马达42的输出降低。

·也可以将第六实施方式的检测部186变更为这样的结构：与第五实施方式同样，将与电动致动器194的运动对应的信号输出到控制部28。

·各实施方式的变速装置可以是前拨链器和前内置变速装置等前部变速装置。

·各实施方式的控制部28可以在变更变速比时使辅助马达42的驱动断开。在该情况下，在步骤S14中，辅助马达42的驱动断开。

·各实施方式的控制部28可以是，在步骤S13中，在变速完成时，结束使辅助马达42的输出降低的控制。所谓变速完成时优选是变速器动作而改变了变速比时。作为检测变速完成的变速检测部，构成为包括检测自行车的速度的速度传感器、检测曲柄的转速的脚踏圈速传感器、检测变速级的档位检测传感器以及控制部。在该情况下，控制部预先存储轮胎周长和与各变速级对应的齿轮比，根据来自各传感器的检测结果，控制部通过计算能够准确地检测变速比的变更完成。另外，变速完成例如也可以使用第四至第六实施方式的检测部172、186、196的输出信号来进行判断。检测部172、186、196由能够检测角度位置的传感器构成。在该情况下，检测部172、186、196相当于变速检测部。

·第六实施方式中，也可以构成为从变速器192去除电动致动器194，如第三实施方式那样，利用拉索58来控制变速器192。在该情况下，作为换档器能够使用不包括传感器的一般的换档器。

Claims (10)

1.一种自行车用电动系统，

具有：

变速器；

检测上述变速器的运动的检测部；和

根据上述检测部的输出信号来控制辅助马达的控制部，上述辅助马达对人力驱动力进行辅助，

上述控制部根据上述输出信号使上述辅助马达的输出降低或者使上述辅助马达的输出断开。

2.根据权利要求1所述的自行车用电动系统，其特征在于，

上述变速器是外置型的变速器，包含基体部件、可动部件、连结上述基体部件与上述可动部件的连结机构、以及支承于上述可动部件的支承部件，

上述检测部检测上述连结机构相对于上述基体部件的固定部的旋转、上述可动部件相对于上述连结机构的旋转或者支承部件相对于上述可动部件的旋转。

3.根据权利要求1或2所述的自行车用电动系统，其特征在于，

具有使上述变速器运动的电动致动器。

4.一种自行车用电动系统，

具有：

变速器；

使上述变速器运动的电动致动器；

连结上述电动致动器和上述变速器的连结部；

检测上述连结部的运动的检测部；以及

根据上述检测部的输出信号来控制辅助马达的控制部，上述辅助马达对人力驱动力进行辅助，

上述控制部根据上述输出信号使上述辅助马达的输出降低或者使上述辅助马达的输出断开。

5.根据权利要求3或4所述的自行车用换档器，其特征在于，

所述电动致动器包含电动马达以及减速器，

上述检测部输出与上述减速器的中间轴的旋转角度对应的信号。

6.根据权利要求3或4所述的自行车用电动系统，其特征在于，

在使上述辅助马达的输出降低的时间为阈值以上时，上述控制部使上述辅助马达的输出增加，或者在使上述辅助马达的输出断开的时间为阈值以上时，使上述辅助马达的输出接通。

7.根据权利要求5所述的自行车用电动系统，其特征在于，

在使上述辅助马达的输出降低的时间为阈值以上时，上述控制部使上述辅助马达的输出增加，或者在使上述辅助马达的输出断开的时间为阈值以上时，使上述辅助马达的输出接通。

8.根据权利要求3或4所述的自行车用电动系统，其特征在于，

还包括变速检测部，根据上述变速器的变速完成而输出信号，

上述控制部在使上述辅助马达的输出降低时或者在使上述辅助马达的输出断开时，在输入了上述变速检测部的信号时，使上述辅助马达的输出增加，或者使上述辅助马达的输出接通。

9.根据权利要求5所述的自行车用电动系统，其特征在于，

还包括变速检测部，根据上述变速器的变速完成而输出信号，

上述控制部在使上述辅助马达的输出降低时或者在使上述辅助马达的输出断开时，在输入了上述变速检测部的信号时，使上述辅助马达的输出增加，或者使上述辅助马达的输出接通。

10.根据权利要求6所述的自行车用电动系统，其特征在于，

还包括变速检测部，根据上述变速器的变速完成而输出信号，

上述控制部在使上述辅助马达的输出降低时或者在使上述辅助马达的输出断开时，在输入了上述变速检测部的信号时，使上述辅助马达的输出增加，或者使上述辅助马达的输出接通。