DE69729148T2

DE69729148T2 - Fahrradanzeige-Einrichtung

Info

Publication number: DE69729148T2
Application number: DE69729148T
Authority: DE
Inventors: Etsuyoshi Izumi-shi Watarai
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2017-07-16
Also published as: EP1806275B1; EP1806275A3; CN1173447A; CN1083372C; EP0820926B1; JPH1035566A; EP1364869A2; DE69729148D1; EP1364869A3; EP0820926A3; US5903214A; EP0820926A2; DE69739639D1; JP3365910B2; EP1806275A2; TW348127B; EP1364869B1

Description

Hintergrund er Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Fahrradanzeigevorrichtung und genauer gesagt auf eine Anzeigevorrichtung gerichtet, die an einer beweglichen Komponente eines existierenden Fahrrads angebracht werden kann.
Anzeigevorrichtungen, welche die Schaltposition einer Fahrradschaltung mittels der Position einer Indikatornadel, einer sich drehenden Scheibe oder einer anderen solchen beweglichen Komponente anzeigen, gab es seit einiger Zeit. Beispielsweise ist 7 ein Beispiel einer konventionellen Anzeigevorrichtung, welche die Schaltposition einer Fahrradschaltung anzeigt. Ein Schaltknopf 3 ist so an einer Position neben dem Griff 2 angebracht, der am Ende der rechten Lenkstange 1 angebracht ist, dass er eine Drehbetätigung gestattet. Das Drehen des Schaltknopfs 3 betätigt die Fahrradschaltung über einen Gangwechselseilzug 4. Die Schaltposition der Fahrradschaltung kann mittels einer Anzeigevorrichtung 5 bestätigt werden, deren Anzeige sich zusammen mit dem Schaltknopf 3 ändert.
8 ist ein Diagramm der Elemente, die die Anzeigevorrichtung 5 bilden. Innerhalb der Anzeigevorrichtung 5 wird eine Drehscheibe 51 vorgesehen, und die Drehscheibe 51 dreht sich zusammen mit der Drehung des Schaltknopfs 3. Jedoch ist die Drehachse der Drehscheibe 51 in etwa senkrecht zur Drehachse des Schalknopfs 3. Eine Mehrzahl von den Schaltpositionen entsprechenden Vertiefungen sind bei der Drehung des Schaltknopfs 3 vorgesehen. Eine Mehrzahl von Nummern, welche die Schaltposition der Fahrradschaltung angeben, sind auf der Oberfläche der Drehscheibe 51 vorgesehen und die spezifische, der Vertiefungsposition des Schaltknopfs 3 entsprechende Zahl kann durch ein an einem Paneel 52 vorgesehenes Fenster 53 gesehen werden.
9 ist ein anderes Beispiel einer konventionellen Anzeigevorrichtung, welche die Schaltposition einer Fahrradschaltung anzeigt. Bei diesem Beispiel wird die Fahrradschaltung über den Gangwechselseilzug 4 mittels eines Schalthebels 31 anstelle eines Schalt knopfs betätigt und die Schaltposition geändert. Eine Anzeigenvorrichtung 7 ist an einer Zwischenposition des Gangwechselseilzugs 4 vorgesehen.
10 ist eine Schnittansicht der Struktur der Anzeigevorrichtung 7. Die Mittelposition des äußeren Kabels 41 des Gangwechselseilzugs 4 ist entfernt, aber das äußere Kabel 41 ist über ein Verbindungselement 73 mit einem Zylinderelement 71 verbunden und der entfernte Bereich in der Mitte des äußeren Kabels 41 ist vom Zylinderelement 71 abgedeckt. Das Zylinderelement 71 besteht aus einem transparenten Material und eine Anzeigenskala 72 ist in die äußere Oberfläche desselben eingraviert. Ein Indikatorelement 74 ist durch Reibungskraft in Eingriff mit dem inneren Kabel 42 des Gangwechselseilzugs 4 und bewegt sich zusammen mit der Bewegung des inneren Kabels 42. Der Fahrer kann die derzeitige Schaltposition der Fahrradschaltung aus der relativen Beziehung zwischen dem Indikatorelement 74 und der Anzeigenskala 72 verifizieren.
Weil die Anzeigenkomponente bei einem konventionellen mechanischen Anzeigenapparat, der eine bewegliche Komponente verwendet, klein ist, erscheint manchen Fahrern die Anzeige schlecht abzulesen. Dieses Problem tritt verstärkt nachts auf. Auch werden die Anzeigenanordnung und dergleichen der Anzeigenvorrichtung nicht unbedingt die Anforderungen des Fahrers erfüllen und selbst falls ein Fahrer die Anzeigenvorrichtung nicht mag und sie ersetzen will, ist ein solches Ersetzen nicht unbedingt möglich. US 5 356 348 offenbart ein elektronisches Schaltungssteuersystem für ein Fahrrad.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Fahrradanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 gerichtet. Die ermöglicht die Bereitstellung einer Vorrichtung, die zum Bereitstellen einer Anzeige in der Lage ist, die einfach abzulesen ist, an einer existierenden beweglichen Komponente angebracht werden kann, wie etwa einer Geschwindigkeitsanzeige, und die gemäß den Präferenzen des Fahrers frei ersetzbar ist. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Anzeigenvorrichtung für ein Fahrrad ein bewegliches Element, das die Position in Übereinstimmung mit dem Zustand (z. B. einer Schaltposition) einer Fahrradschaltung verändert, einen Sensor, der die Position des beweglichen Elements bestimmt, ohne das bewegliche Element zu berühren und einen mit dem Sensor operational verbundenen Anzeigemechanismus zum Anzeigen von Indizes entsprechend einem Zustand der Fahrradschaltung. Falls gewünscht, kann das bewegliche Element einen Magneten beinhalten und kann der Sensor einen Magnetsensor beinhalten.
In einer spezifischeren Ausführungsform beinhaltet die Vorrichtung ein Gehäuse mit einer Kabeleintrittsöffnung, einer Kabelaustrittsöffnung und einer exponierten dazwischen liegenden Öffnung. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet das bewegliche Element ein inneres Kabel, das innerhalb einer äußeren Hülle gleitet, wobei ein erstes Segment der äußeren Hülle in die Kabeleintrittsöffnung eingepasst ist und ein zweites Segment der äußeren Hülle in die Kabelaustrittsöffnung eingepasst ist und das innere Kabel durch die Kabeleintrittsöffnung, vorbei an der dazwischen liegenden Öffnung und durch die Kabelaustrittsöffnung verläuft. In diesem Fall kann ein Magnet am inneren Kabel angebracht sein und kann der Sensor einen Magnetsensor umfassen.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine üblicherweise in einem existierenden Gangindikator verwendete Drehscheibe drehbar innerhalb eines Gehäuses gelagert. Ähnlich der oben beschriebenen Ausführungsform kann ein Magnet an der Drehscheibe befestigt sein und kann der Sensor einen magnetischen Sensor umfassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schrägansicht einer bestimmten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrradanzeigenvorrichtung;
2 ist eine Schnittansicht der in 1 gezeigten Anzeigevorrichtung;
3 ist eine Schrägansicht einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrradanzeigenvorrichtung;
4 ist eine Schnittansicht der in 3 gezeigten Anzeigenvorrichtung;
5 ist eine Aufsicht einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrradanzeigenvorrichtung;
6 ist ein schematisches Diagramm der elektronischen Komponenten, die jede der erfindungsgemäßen Fahrradanzeigevorrichtungen bilden;
7 ist eine Schrägansicht einer konventionellen Fahrradanzeigenvorrichtung;
8 ist eine Explosionsansicht der relevanten Elemente in der in 7 gezeigten Fahrradanzeigeschaltung;
9 ist eine Aufsicht einer anderen konventionellen Fahrradanzeigevorrichtung; und
10 ist eine Schnittansicht der in 9 gezeigten Anzeigenvorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
1 ist eine Schrägansicht einer bestimmten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrradanzeigenvorrichtung 6, die einfach oben auf dem in 7 gezeigten Anzeigengerät 5 angebracht werden kann. Die gesamte obere Oberfläche der Anzeigenvorrichtung 6 besteht aus einem Anzeigenpaneel, so dass die Anzeige groß und leicht abzulesen ist. Falls eine Leuchtdiode oder ein anderes derartiges Leuchtelement als Anzeigenelement verwendet wird, ist die Anzeige auch leicht abzulesen, selbst bei Nacht.
2 ist eine Schnittansicht der Struktur der Anzeigenvorrichtung 6. Die Anzeigenvorrichtung 6 ist mit Befestigungslaschen 61, die Elastizität aufweisen, abnehmbar mit dem Anzeigegerät 5 verbunden. Die Anzeigenvorrichtung 6 kann an dem Anzeigegerät 5 durch festes Drücken angebracht werden und die Anzeigenvorrichtung 6 kann durch festes Ziehen abgenommen werden. Im Fall der vorliegenden Erfindung ist ein Permanentmagnet 54 an einer spezifischen Position auf der äußeren Randseite der Drehscheibe 51 innerhalb des Anzeigegeräts 5 fixiert. Alle anderen Aspekte der Struktur des Anzeigegeräts 5 sind dieselben wie in 7 und wenn die Anzeigenvorrichtung 6 entfernt wird, hat das Anzeigegerät 5 dieselbe Anzeigenfunktion wie in 7.
Wie in 2 gezeigt, ist eine Schaltungsplatine 63 im Inneren der Anzeigevorrichtung 6 vorgesehen, und eine Mehrzahl von Magnetsensoren 64 ist an spezifischen Positionen der Schaltungsplatine 63 vorgesehen. Hallelemente, Anschlussschalter oder dergleichen können als Magnetsensoren 64 vorgesehen sein. Auf der Schaltungsplatine 63 ist eine Batterie 65 installiert, um ein Anzeigenpaneel 62 und eine Schaltung auf der Schaltungsplatine 63 mit Strom zu versorgen. Das Anzeigenpaneel 62 nimmt die gesamte obere Oberfläche der Anzeigenvorrichtung 6 ein und zeigt eine Nummer, welche die Schaltposition der Fahrradschaltung mittels eines Sieben-Segment-Anzeigenelements anzeigt. Eine Leuchtdiode, ein Flüssigkristallanzeigenpaneel oder Ähnliches kann als Anzeigenelement des Anzeigenpaneels 62 verwendet werden. Im Falle eines Flüssigkristallanzeigenpaneels wird die Sichtbarkeit bei Nacht gut sein, wenn ein Beleuchtungselement vorgesehen ist. Die äußere Oberfläche des Anzeigenpaneels 62 ist durch eine transparente Schutzplatte geschützt.
Wenn der Schaltknopf 3 gedreht und die Fahrradschaltung betätigt wird, dreht sich die Drehscheibe 51 zusammen mit der Drehung des Schaltknopfs 3 und hält an einer Drehposition an, die der Drehposition des Schaltknopfs 3 entspricht. Da die Drehposition der Drehscheibe 51 durch Bestimmen der Position des Permanentmagneten 54 mittels der Mehrzahl der Magnetsensoren 64 festgestellt werden kann, kann die Schaltposition der Fahrradschaltung bestimmt und auf dem Anzeigenpaneel 62 angezeigt werden.
3 ist eine Schrägansicht einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrradanzeigenvorrichtung 8, die einfach oben an dem in 10 gezeigten Anzeigegerät 7 angebracht werden kann. Die Anzeigenvorrichtung 8 weist einen halbkreisförmigen Körper auf, der den oberen Bereich der äußeren Oberfläche des Anzeigengeräts 7 abdeckt. Auch ist ein Anzeigenpaneel 82 vorgesehen, das es gestattet, die obere Oberfläche dieses Körpers voll auszunutzen. Falls außerdem eine Leuchtdiode oder ein anderes solches Leuchtelement als Anzeigenelement verwendet wird, ist die Anzeige selbst bei Nacht leicht abzulesen. Die Anzeigenvorrichtung 8 ist durch Befestigungslaschen 81, die Elastizität aufweisen, abnehmbar am Anzeigengerät 7 angebracht. Die Anzeigenvorrichtung 8 kann an dem Anzeigegerät 7 durch festes Drücken angebracht werden und die Anzeigenvorrichtung 8 kann durch festes Ziehen abgenommen werden.
4 ist eine Schnittansicht der Struktur der Anzeigenvorrichtung 8. Im Falle der vorliegenden Erfindung besteht das Indikatorelement 74, das durch Reibungskraft in Eingriff mit dem inneren Kabel 42 in der Anzeigevorrichtung 7 kommt, aus einem Permanentmagneten. Ale anderes Aspekte der Struktur der Anzeigenvorrichtung 7 sind die gleichen wie in 10 und wenn die Anzeigenvorrichtung 8 entfernt wird, weist das Anzeigengerät 7 dieselbe Anzeigenfunktion auf wie in 10. Wenn der Fahrer den Schalthebel 31 betätigt, bewegt sich das Anzeigeelement 74 zusammen mit dem inneren Kabel 42 des Gangwechselseilzugs 4.
Eine Schaltungsplatine 83 ist im Inneren der Anzeigevorrichtung 8 vorgesehen und eine Mehrzahl von Magnetsensoren 84 ist an bestimmten Positionen auf der Schaltungsplatine vorgesehen. Hallelemente, Anschlussschalter oder dergleichen können als Magnetsensoren 84 verwendet werden. Eine Batterie 85 ist auf der Schaltungsplatine 83 installiert, um das Anzeigenpaneel 82 und die Schaltung auf der Schaltungsplatine 83 mit Strom zu versorgen. Das Anzeigenpaneel 82 ist so vorgesehen, dass die obere Oberfläche der Anzeigenvorrichtung 8 voll ausgenutzt werden kann und sie zeigt eine Nummer an, welche die Schaltposition der Fahrradschaltung mittels eines Sieben-Segment-Anzeigen-Elements anzeigt. Eine Leuchtdiode, ein Flüssigkristallanzeigenpaneel oder dergleichen kann als Anzeigenelement des Anzeigenpaneels 82 verwendet werden. Im Falle eines Flüssigkristallanzeigenpaneels wird die Sichtbarkeit bei Nacht gut sein, wenn ein Beleuchtungselement vorgesehen ist.
Wenn der Fahrer den Schalthebel 31 betätigt, bewegt sich das Indikatorelement 74 (aus einem Permanentmagneten) zusammen mit dem inneren Kabel 42 des Gangwechselseilzugs 4 und hält an einer Position, die der Schaltposition entspricht. Da die Position des Indikatorelements 74 durch die Mehrzahl von Magnetsensoren 84 detektiert werden kann, kann die Schaltposition der Fahrradschaltung festgestellt und auf dem Anzeigenpaneel 82 angezeigt werden.
5 ist eine Gesamtsicht der Fahrradanzeigenvorrichtung in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Aufgrund ihrer Konfiguration hat die in 4 gezeigte Anzeigenvorrichtung 8 unvermeidlich ein kleineres Anzeigenpaneel, das für einige Fahrer schwierig abzulesen sein mag. Dementsprechend wird das Anzeigenpaneel 82 der in den 3 und 4 gezeigten Anzeigenvorrichtung 8 getrennt vorgesehen, wobei das Anzeigenpaneel unabhängig und an einer anderen Position angebracht ist. Eine Bestimmungsvorrichtung 9 weist eine Struktur auf, bei der das Anzeigenpaneel 82 von der Anzeigenvorrichtung 8 ausgeschlossen ist, und hat die Funktion, die Position des Indikatorelements 74 zu detektieren. Ein Anzeigenpaneel 92 ist von der Bestimmungsvorrichtung 9 getrennt vorgesehen und ist mit der Bestimmungsvorrichtung 9 durch ein Kabel 99 verbunden. Das Anzeigenpaneel 92 zeigt eine Nummer an, welche die Schaltposition der Fahrradschaltung mittels eines Anzeigensignals von der Bestimmungsvorrichtung 9 anzeigt. Das Anzeigenpaneel 92 weist einen großen Anzeigenoberflächenbereich auf und ist leicht abzulesen. Auch kann das Anzeigenpaneel 92 an einer Position angebracht werden, die für den Fahrer leicht zu sehen ist, wie der Lenkstange 1.
Die 6 ist ein Blockdiagramm der in der Schaltungsplatine 63 der Anzeigenvorrichtung 6 enthaltenen elektronischen Bauteile. Diese Schaltung kann auch in der Anzeigenvorrichtung und der Bestimmungsvorrichtung der anderen Ausführungsformen verwendet werden. Eine Mehrzahl von Magnetsensoren 64 ist vorgesehen und die Ausgabe jedes derselben wird einer Analog/Digital-Wandlerschaltung 67 über einen Schalter 66 zugeführt, der einen Halbleiterschalter abarbeitet. Eine Anzeigensteuerschaltung 68 steuert den Schalter 66, die Ausgabe der Mehrzahl von Magnetsensoren wird nacheinander abgetastet, durch die Analog/Digital-Wandlerschaltung 67 in einen Digitalwert gewandelt und detektiert. Die Ausgabe der Magnetsensoren 64 mit dem größten Wert kann bestimmt werden und die Position der Permanentmagneten 54, 74 detektiert werden. Auf Basis dieser Detektionsergebnisse zeigt die Anzeigenvorrichtung eine Nummer an, die die Schaltposition der Fahrradschaltung anzeigt.
Bei den obigen Ausführungsformen wurden darüber hinaus Magnetsensoren als kontaktlose Sensoren verwendet, aber stattdessen können ein optischer Sensor oder ein anderer kontaktloser Sensor verwendet werden. Auch wurde in den obigen Ausführungsformen die Schaltposition der Fahrradschaltung angezeigt, aber die vorliegende Erfindung kann auch auf eine Geschwindigkeitsanzeige angewendet werden, indem ein Permanentmagnet beispielsweise in einem Nadeltyp von Tachometer oder dergleichen eingesetzt wird. Weiterhin ist die Anzeigenkonfiguration nicht auf eine Digitalanzeige von Nummern beschränkt. Die Anzeigenkonfiguration kann auch eine Balkendiagrammanzeige, eine Tortendiagrammanzeige oder eine Anzeige irgendeiner anderen Konfiguration sein. Somit sollte der Schutzumfang der Erfindung durch die folgenden Patentansprüche bestimmt sein.

Claims

Eine Anzeigevorrichtung (6) für ein Fahrrad, die ein erstes Gehäuse (5) hat, das ein bewegliches Bauteil (54) enthält, das seine Position in Übereinstimmung mit dem Zustand einer Fahrradschaltung so verändert, dass der Zustand der Fahrradschaltung angezeigt wird, wobei die Vorrichtung (6) enthält: ein zweites Gehäuse, das an dem ersten Gehäuse (5) abnehmbar befestigbar ist; ein Sensor (64), der in dem zweiten Gehäuse angeordnet ist, wobei der Sensor (64) die Positionen des beweglichen Bauteils (54) feststellt ohne das bewegliche Bauteil (54) zu berühren; und ein Anzeigemechanismus (62), der wirksam mit dem Sensor (64) verbunden ist, um Indicia anzuzeigen, die einem Zustand der Fahrradschaltung entsprechen.
Eine Anzeigevorrichtung (6) für ein Fahrrad enthaltend: ein erstes Gehäuse (5); ein in dem ersten Gehäuse (5) angeordnetes bewegliches Bauteil (54), wobei das bewegliche Bauteil (54) seine Position in Übereinstimmung mit der Schalterposition einer Fahrradschaltung so verändert, dass der Zustand der Fahrradschaltung angezeigt wird; ein zweites Gehäuse, das abnehmbar an dem ersten Gehäuse (5) befestigbar ist; einen Sensor (64), der in dem zweiten Gehäuse angeordnet ist, wobei der Sensor (64) die Positionen des beweglichen Bauteils (54) feststellt ohne das bewegliche Bauteil (54) zu berühren; und ein Anzeigemechanismus (62), der wirksam mit dem Sensor (64) verbunden ist, um Indicia der Schaltposition anzuzeigen, die einer Schaltposition der Fahrradschaltung entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche wobei das bewegliche Bauteil einen Magneten (54) enthält.
Vorrichtung nach jedem vorangegangenen Anspruch, wobei der Sensor einen magnetischen Sensor (64) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das bewegliche Bauteil ein Kabel (42) zum Betätigen der Fahrradschaltung enthält.
Vorrichtung nach jedem der Ansprüche 1, 2 oder 5, wobei das erste Gehäuse (5) eine Kabeleintrittsöffnung, eine Kabelaustrittsöffnung und eine freiliegend dazwischen liegende Öffnung hat, und wobei das bewegliche Bauteil enthält: ein inneres Kabel (42), dass innerhalb einer äußeren Hülle (41) gleitet; wobei ein erster Abschnitt der äußeren Hülle (41) in die Kabeleintrittsöffnung eingesetzt ist; wobei ein zweiter Abschnitt der äußeren Hülle (41) in die Kabelaustrittsöffnung eingesetzt ist; und wobei das innere Kabel (42) durch die Kabeleintrittsöffnung, vorbei an der dazwischen liegenden Öffnung und durch die Kabelaustrittsöffnung verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das bewegliche Bauteil darüber hinaus einen Magneten (74) enthält, der an dem inneren Kabel (42) befestigt ist, und wobei der Sensor einen magnetischen Sensor (84) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das bewegliche Bauteil eine Drehscheibe (51) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Drehscheibe (51) innerhalb des ersten Gehäuses (5) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das bewegliche Bauteil (51) darüber hinaus einen an der Drehscheibe (51) befestigten Magneten (54) enthält, und wobei der Sensor einen magnetischen Sensor (64) enthält.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Anzeigemechanismus (62) innerhalb des zweiten Gehäuses angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche darüber hinaus enthaltend einen Verbinder (61), um das zweite Gehäuse an dem ersten Gehäuse (5) zu befestigen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Verbinder eine Befestigungsnase (61) enthält, um das zweite Gehäuse an dem ersten Gehäuse (5) abnehmbar zu befestigen.
Vorrichtung nach jedem vorangegangenen Anspruch, wobei der Anzeigemechanismus (62) eine Nummer entsprechend einer Schaltposition der Fahrradschaltung anzeigt.