CN1289349C

CN1289349C - 自行车用电装部件驱动装置

Info

Publication number: CN1289349C
Application number: CNB031548024A
Authority: CN
Inventors: 大原弘嗣
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2023-08-19
Also published as: JP2004074944A; DE60302117D1; US20040108683A1; DE60302117T2; JP3727292B2; EP1391375A1; ATE308452T1; EP1391375B1; CN1485240A; TW200405870A

Abstract

在驱动自行车用电装部件时，能够消除与通断生成的信号一起传送的电力所引起的不良现象。控制装置(11)具有第一控制部(35)和电力稳定化回路(57)。第一控制部(35)通过使电力通断生成赋予液晶显示部(56)的控制信号，并将该控制信号通过第二控制部(45)及第三控制部(55)输出。电力稳定化回路(57)配置在背照灯(58)与第三控制部(55)之间，使输出的电力稳定，并将此电力供给背照灯(58)。

Description

自行车用电装部件驱动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，特别是安装在自行车上、驱动通过电源所供给的电力而动作的电装部件的自行车用电装部件的驱动装置。

背景技术

近年来，自行车上也搭载有各种各样的电装部件。例如，在自行车上搭载用于表示自行车速度等行驶状态的所谓循环车计算机或内置用于让变速装置自动变速的变速用计算机的控制装置等电装部件。

以往，从原电池或蓄电池等电池向这种电装部件供给电力。当电装部件增加时，由于电源是公用的，就需要用电力线从电源连接到多个电装部件上，同时，在电装部件和传感器或控制装置之间连接有用于和电装部件进行信号传输的信号线。

在有多个电装部件的情况下，为了在电装部件上连接电力线与信号线，就需要增加连接到电装部件上的软线。在自行车的情况下，除了软线以外，还需要在车架或车把上缠绕制动操作或变速操作用的金属线，因此，增加了软线数目，这样更不适宜。鉴于此，需要开发通过通断电力由电力线向电装部件供给电力并同时传送信号的技术。在这种情况下，将包含特定电装部件通过信号动作而其他电装部件通过信号不动作的信号的这种电力仅作为电源使用。

在用这类电力线传送信号的情况下，因为有电装部件，所以，照明装置等会由于电力的通断而产生闪烁等不良现象。

本发明的课题是在自行车用电装部件驱动装置中能够消除与通断所生成的信号一起传送的电力所引起的不良情况。

发明内容

发明1的自行车用电装部件驱动装置，是安装在自行车上、驱动通过电源所供给的电力而动作的多个电装部件的自行车用电装部件的驱动装置，其特征是，包括信号生成机构、电力输出机构以及电力稳定化机构。信号生成机构是通过使电力通断生成向多个电装部件的至少一个赋予的信号的机构。电力输出机构是将包含生成信号的电力输送给多个电装部件的机构。电力稳定化机构是配置在多个电装部件的至少一个和电力输出机构之间，使电力输出机构输出的电力稳定，并将该电力供给电装部件的机构。

在这种电装部件驱动装置中，通过使电力通断生成信号时，将包含该信号的电力输出给电装部件，某一电装部件通过生成的信号动作，另一电装部件不通过信号动作，仅作为电源使用电力。而且，在将包含信号的电力输出给不通过信号动作的电装部件的情况下，在其间设置有电力稳定化机构，可以通过电力稳定化机构将包含通断信号的电力进行例如平稳化等稳定，并输送给电装部件。进而，可消除与通断形成的信号一起传送的电力所引起的不良现象。

发明2的自行车用电装部件驱动装置，在发明1记载的装置中，电装部件具有通过信号动作的第一电装部件和不通过信号动作的第二电装部件。在这种情况下，通过将电力稳定化机构安装在不通过信号动作的电装部件上，可以消除与信号一起传送的电力所引起的不良现象。

发明3的自行车用电装部件驱动装置，在发明2记载的装置中，电力稳定化回路使供给第二电装部件的电压稳定化，并具有：用于防止向电力输出机构的逆流的二极管；及相对于二极管与第二电装部件并列配置的蓄电元件。在这种情况下，断开电压时，将在此以前接通时储蓄在蓄电元件中的电力输出到第二电装部件，因此，可使电压平稳，消除通断信号引起的不良现象。

发明4的自行车用电装部件驱动装置，在发明2或3记载的装置中，第一电装部件包含可以显示各种信息的液晶显示部，第二电装部件包含对液晶显示部照明的背照灯。在这种情况下，即使由包含用于控制液晶显示部的通断信号的电力驱动背照灯，背照灯也不会闪烁。

发明5的自行车用电装部件驱动装置，在发明2至4任一记载的装置中，第一电装部件包含用于驱动具有齿轮比不同的多个变速级的变速装置的变速驱动装置。在这种情况下，即使将包含向驱动负载特别大的变速装置的变速驱动装置赋予的通断信号的电力给予第二电装部件，即使生成信号通断或变速装置通断时产生的电压下降，也能把稳定的电力供给第二电装部件。

发明6的自行车用电装部件驱动装置，在发明2至5任一记载的装置中，第二电装部件包含安装在所述自行车上的照明灯。在这种情况下，可稳定向照明灯供给的电力，不会使灯闪烁。

发明7的自行车用电装部件驱动装置，在发明1至6任一记载的装置中，电源是安装在自行车的旋转部分上的交流电源。在这种情况下，从交流电源供给的电力稳定，并不需要更换电源。

发明8的自行车用电装部件驱动装置，在发明7记载的装置中，交流电源是安装在自行车前轮或后轮的轮毂上的轮毂发电机。在这种情况下，由于将交流发电机设置在轮毂上，即使发电，也能减轻乘车者的负载。

发明9的自行车用电装部件驱动装置，在发明1至6任一记载的装置中，电源是包含装在自行车上的原电池、蓄电池的直流电源。在这种情况下，由于是通过直流电源驱动的，所以，可简化回路的构成，虽然需要更换电源，但能使电源轻量化。

根据本发明，在将包含信号的电力输出给不通过信号动作的电装部件的情况下，在其间设置电力稳定化机构，可以通过电力稳定化机构将包含通断信号的电力进行例如平稳化等稳定，并输送给电装部件。进而，可消除与通断形成的信号一起传送的电力所引起的不良现象。

附图说明

图1是采用本发明实施方式1的自行车的侧视图。

图2是车把部分的透视放大图。

图3是表示控制装置结构的方框图。

图4是背照灯的断面模式图。

图5是电力稳定化回路的回路图。

具体实施方式

在图1中，采用本发明一实施方式的自行车是带前后悬架的山地车，包括：具有带后悬架13的车架本体2和带前悬架14的前叉3的车架1；车把部4；含有前后变速装置8、9的驱动部5；安装在前叉3上的前轮6；安装有发电机轮毂10的后轮7；用于控制含有前后变速装置8、9的各部分的控制装置11(图3)。

车架1的车架本体2通过将异形角管焊接而制成。在车架本体2上安装有包含车座18及驱动部5的各部分。前叉3可围绕倾斜的轴、自由摆动地安装在车架本体2的前部。

如图2所示，车把部4具有固定在前叉3上部的车把轴杆12和固定在该车把轴杆12上的车把杆15。在车把杆15的两端安装有制动杆16和把手17。在制动杆16的安装部分上，安装有进行前后变速装置8、9的手动变速操作的变速开关20a、20b、将运转模式切换成自动模式与手动模式的操作开关21a、进行悬架13、14的软硬手动切换的操作开关21b。

驱动部5包括：具有齿轮曲柄25以及前拨链器26的前变速装置8；具有设置例如9个链轮的多级齿轮27及后拨链器28的后变速装置9；及挂在齿轮曲柄25与多级齿轮27各自的任意链轮上的链条29。上述齿轮曲柄25具有设置在车架本体2下部(悬架部)的例如3个链轮。

后轮7的发电机轮毂10是可安装飞轮的轮毂，并且其内部设有通过后轮7的旋转发电的交流发电机19(图3)，上述飞轮安装有盘式制动器的制动盘(图中未示)及多级齿轮27。

控制装置11根据变速开关20a、20b或操作开关21a、21b的操作控制变速装置8、9或悬架13、14，同时，根据速度对这些元件进行自动控制。

如图3所示，控制装置11具有第一、第二及第三控制单元30～32的3个控制单元。第一控制单元30与交流发电机19连接，借助于交流发电机19生成的电力驱动，并通过所供给的电力控制前后拨链器26、28以及后悬架13。第一控制单元30通过传播电力把控制信号供给第二控制单元31及第三控制单元32。具体地讲，根据控制信息使供给的电力通断，将控制信号加在电力上输出。第二控制单元31根据第一控制单元30输送的控制信号控制前悬架14，同时，将各开关20a、20b、21a、21b的操作信息传递给第一控制单元30。第三控制单元32具有可以表示行驶信息的液晶显示部56，根据第一控制单元30输出的控制信号，对液晶显示部56进行显示控制。

第一控制单元30安装在例如车架本体2的下部的悬架部上，并且与前拨链器26设置成一体。第一控制单元30根据运转模式控制变速装置8、9以及后悬架13。具体地说，在自动模式时，根据速度对变速装置8、9进行变速控制，同时，根据速度对后悬架13以软硬两个硬度进行控制。在手动模式时，根据变速开关20a、20b以及操作开关21a、21b的操作，控制变速操作8、9及后悬架13。另外，以速度信号作为控制信号，并输出给第二控制单元31以及第三控制单元32。

第一控制单元30具有由微型计算机组成的第一控制部35。在第一控制部35上连接有根据交流发电机19的输出生成速度信号用的波形成形回路36、充电控制回路37及蓄电元件38。另外，前拨链器26的电动机(FMD)39、后拨链器28的电动机(RMD)40、前拨链器26的动作位置传感器(FLS)41、后拨链器28的动作位置传感器(RLS)42以及后悬架13的电动机(RSD)43连接在一起。

充电控制回路37对交流发电机19输出的电力进行整流，生成直流电力。蓄电元件38由例如大容量电容构成，储蓄由交流发电机19输出的、经过充电控制回路37整流的直流电力。蓄电元件38储蓄的电力供给第一控制部35及电动机39、40、43。另外，代替电容，也可以利用镍·镉电池或锂离子电池或镍氢电池等蓄电池构成蓄电元件38。各电动机39、40、43根据控制信号将驱动设置在拨链器26、28上的马达44f、44r或设置在悬架13上的马达(图中未示)的驱动信号输出给各马达。

如图2所示，第二控制单元31通过托架50安装在车把部4的车把杆15上。如图3所示，第二控制单元31具有由微型计算机构成的第二控制部45。在第二控制部45上连接有变速开关20a、20b、操作开关21a、21b及前悬架14的电动机46。第二控制单元31通过第一控制部35输出的电力动作，同时，基于以电力传输的控制信号并根据运转模式控制前悬架14。具体地，在自动模式时，根据速度进行前悬架14的软硬切换，同时，在手动变速模式时，根据操作开关21b的操作，进行前悬架14的软硬切换。

第三控制单元32是称作所谓的循环计算机，可自由装卸地安装在第二控制单元31上。第三控制单元32具有由微型计算机构成的第三控制部55。在第三控制部55上连接有液晶显示部56，并通过电力稳定化回路57连接有背照灯58。液晶显示部56可以显示速度、节奏、行驶距离、变速位置或悬架状态等各种行驶信息，通过背照灯58照明。背照灯58如图4所示，配置在液晶显示部56显示面的相反一侧，具有作为光源的例如LED58a及对LED58a的光进行扩散反射而面向液晶显示部56的扩散反射部58b。

电力稳定化回路57如图5所示，具有连接到第三控制部55上的二极管57a、与二极管57a串联连接的电阻57b、与电阻57b并联连接并且另一端接地的电容57c。二极管57a用于防止电容57c放电时的逆流。电阻57b限制用于传送由交流发电机19整流、加有控制信号的电力的电流，其另一端与LED58a连接。电容57c用于稳定供给到LED58a上的电压，当通过控制信号使电力断开时放电，并且减少控制信号引起的电压下降。

通过这样的电力稳定化回路57，即使电力通断并供给控制信号，也能通过例如平稳化使包含通断信号的电力稳定化，并输送给背照灯58。因此，可以消除与通断所生成的控制信号一起传送的电力引起的背照灯58闪烁的不良现象。

利用上述构成的控制装置11，在自行车行驶时，发电机10的交流发电机19发电，将电力储蓄到蓄电元件38中。在这种结构中，由于发电机19设置在后轮7上，因此，如果将例如支架撑起来并转动脚蹬的话，即使充电量不足，也可以对蓄电元件38充电。因此，为了调整变速装置，若转动脚蹬，就能简单地充电，即使充电量不足，也很容易进行液晶显示部56的设定等作业。

另外，由于第一控制单元30设置在悬架部上，因而，与交流发电机19的距离近，可缩短电源电缆，信号的传送以及电力供给的效率高。

在自动模式下，在行驶中，当速度超过或低于给定的界限值时，则进行变速动作。这种变速动作是后拨链器28优先进行。另外，如果速度在给定速度以上，则使两悬架13、14的硬度变硬。进行这种控制时，用于控制液晶显示部56或悬架14的控制信号是在第一控制部35由使电力通断的信号生成的，该信号与电力一起输送给第二控制部45及第三控制部55。输送给第三控制部55的控制信号经由电力稳定化回路57也输送给背照灯58。背照灯58虽然不由该控制信号控制，但是，会受到通断所带来的影响。因此，通过电力稳定化回路57接通时，电容器57c充电，当断开时，将所充电的电力供给背照灯58的LED58a。借此，即使电力中包含有控制信号，背照灯58也不易闪烁。

其他实施方式

(a)在上述实施方式中，作为不由控制信号控制的第二电装部件例示了背照灯，但是，本发明的第二电装部件并不限于背照灯，包括由通过含有通断信号的电力动作的例如前照灯或尾灯等照明灯的所有自行车用电装部件。

(b)在上述实施方式中，作为电源例示了交流发电机，但是，作为电源也可以是包含原电池或蓄电池的直流电源。

(c)在上述实施方式中，例示了搭载在后轮上的轮毂发电机，但是，也可以将搭载在前轮上的轮毂发电机或者是与轮辋接触发电的轮辋发电机作为电源。

Claims

1.一种自行车电控回路，其向多个自行车部件(58)提供电力和控制信号，其中，该回路包括：提供电力的电源(19)，

为多个自行车部件提供电力成分的电力回路(38)，

提供对所述多个自行车部件的至少一个进行控制的控制信号成分的控制回路(36)，和

耦合到所述多个自行车部件(58)的至少一个上的电力稳定化回路(57)；

其特征在于，

所述回路还包括电力/控制回路(35)，该电力/控制电路(35)耦合到所述电力回路(38)和所述控制回路(36)上，并且通过电力回路(38)连接到上述电源(19)上；

其中，电力稳定化回路(57)耦合到电力/控制回路(35)上，所述电力/控制回路(35)提供具有电力成分和控制信号成分的复合信号；

所述电力稳定化回路(57)使提供给所述多个自行车部件的至少一个的复合信号的电力成分稳定。

2.如权利要求1所述的回路，其中，所述电力稳定化回路(57)使提供给所述多个自行车部件的至少一个的电压稳定。

3.如权利要求1所述的回路，其中，所述电源(19)是交流电源(19)。

4.如权利要求3所述的回路，其中，所述电力回路构成为从安装到所述自行车的前轮(6)或后轮(7)之一上的发电机轮毂(10)提供电力。

5.如权利要求1所述的回路，其中所述电源(19)是直流电源。

6.如权利要求5所述的回路，其中，所述电力回路构成为提供来自于电池(38)的电力。

7.如权利要求1或6所述的回路，其中，所述控制信号具有脉冲成分。

8.如权利要求7所述的回路，其中，所述控制信号具有连通成分和断开成分。

9.一种包括权利要求1所述的自行车电控回路和多个自行车部件的组件，所述多个自行车部件具有第一电装部件和第二电装部件，其中，所述第一电装部件由所述控制信号成分控制，并且所述第二电装部件不受所述控制信号成分控制。

10.如权利要求9所述的回路，其中所述电力稳定化回路(57)使从所述电力成分提供给所述所述第二电装部件(58)的电力稳定。

11.如权利要求10所述的回路，其中所述第一电装部件包括液晶显示部件(56)，该液晶显示部件构成为显示各种数据，其中所述第二电装部件包括照亮所述液晶显示部件(56)的背照灯(58)。

12.如权利要求10所述的回路，其中所述第一电装部件包括变速驱动部件，其驱动具有多个齿轮比的变速机构。

13.如权利要求12所述的回路，其中，所述第二电装部件包括灯。

14.如权利要求10所述的回路，其中所述电力稳定化回路(57)使提供给所述第二电装部件的电压稳定。

15.如权利要求14所述的回路，其中，所述电力稳定化回路(57)包含与所述第二电装部件并联耦合的蓄电装置。

16.如权利要求1或15所述的回路，其中所述蓄电装置包括电容器(57b)。

17.如权利要求16所述的回路，其中所述电力稳定化回路(57)还包括耦合的二极管(57a)以防止电流向所述电力回路逆流。

18.如权利要求15所述的回路，其中所述电力稳定化回路(57)还包括耦合的二极管(57a)以防止电流向电力/控制回路逆流。