JP2001039380A - 自転車用自動変速操作装置 - Google Patents
自転車用自動変速操作装置Info
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Abstract
位に応じて変速操作を行う自転車用自動変速操作装置に
関するものであり、電池切れによる自動変速操作装置の
不動作を無くし、また走行中の抵抗を推定することによ
り、より自然に変速機の変速を切り替えすることができ
る自転車用自動変速操作装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 前輪1aに取り付けられたダイナモ13
で発電された電力を整流装置14で整流し、制御回路部
12と変位検出部9と変速操作駆動部3に供給すること
により電池無しで作動させ、さらにペダル6を介して伝
えた人力の変位と車輌の加速度を検出する変位検出部9
と、後輪の変速機を操作する変速操作用モータを備えた
変速操作駆動部3で、走行中の抵抗を推定して変速する
ことができる。
Description
られた人力の変位に応じて変速操作を行う自転車用自動
変速操作装置に関するものである。
例えば、特公平3−16316号公報、特開平9−12
3978号公報に記載された自転車の自動変速装置が知
られている。特公平3−16316号公報では、走行速
度によってのみ変速機を切り替えている。また、これを
改善した特開平9−123978号公報では、電力は電
池から供給されており、人力トルクと走行速度によって
変速装置を切り替えているものが一般的である。
た特開平9−123978号公報の自転車の自動変速操
作装置では電源が切れると自動変速装置を作動すること
ができないため、変速ギア位置が固定されてしまい走行
状態にあった変速操作ができない。また変速条件につい
ては、特公平3−16316号公報では走行速度のみの
検出で変速操作されており、特開平9−123978号
公報では速度とトルクからのみの検出で変速操作されて
いるため登り坂や向かい風等による走行抵抗が大きいと
きなどの走行状態の判断ができず、自然な変速の切り替
えをすることができないという問題があった。
で、電池切れによる自動変速操作装置の不動作を無く
し、また走行中の登り坂や向かい風等による走行抵抗を
推定することにより、より自然に変速機の変速を切り替
えることができる自転車用自動変速操作装置を提供する
ことを目的とする。
ために本発明では、ペダルを介して伝えた人力による変
位を検出する変位検出部と、後輪の変速機を操作する変
速操作用モータを備えた変速操作駆動部と、変位検出部
の出力を処理して変速操作駆動部を制御する制御回路部
と前記変速操作駆動部および制御回路部の電源として車
輪に取り付けられたダイナモを具備した自転車用の自動
変速操作装置としたものである。
る自動変速操作装置の不動作を無くし、より自然に変速
装置の変速を可能とすることができる。
は、ペダルを介して伝えた人力による変位を検出する変
位検出部と、後輪の変速機を操作する変速操作用モータ
を備えた変速操作駆動部と、変位検出部の出力を処理し
て変速操作駆動部を制御する制御回路部と前記変速操作
駆動部および制御回路部の電源として車輪に取り付けら
れたダイナモと整流装置を具備した自転車用自動変速操
作装置としたものであり、新たに電源としての電池を搭
載することなく、電源としてダイナモを用いることによ
り電池切れによる乗り心地の悪化をなくすことができる
という作用を有する。
取り付けられたダイナモの電力を整流する整流回路部を
具備した請求項1に記載の自転車用自動変速操作装置と
したものであり、あらかじめ整流回路が装備されていな
い自転車においても直流電力を供給することができると
いう作用を有する。
取り付けられたダイナモの電力を蓄える大容量のコンデ
ンサを具備した請求項1に記載の自転車用自動変速操作
装置としたものであり、ダイナモの動作が停止している
場合あるいは発電量が不足している場合でも、ある時間
だけ動作することができるという作用を有する。
取り付けられたダイナモの電力を蓄える2次電池を具備
した請求項1に記載の自転車用自動変速操作装置とした
ものであり、ダイナモの動作が停止している場合或いは
発電量が不足している場合でも、ある時間だけ動作する
ことができるという作用を有する。
出部としてペダルを介して伝えられた人力をトルクとし
て検出する請求項1に記載の自転車用自動変速操作装置
としたものであり、人力によるトルクの大きさを自動変
速のパラメータとして用いトルクの大きさによって変速
し、乗り心地を向上することができるという作用を有す
る。
出部として自転車の走行加速度を検出する請求項1に記
載の自転車用自動変速操作装置としたものであり、加速
度の変化から車輌の走行抵抗を判断し、自動変速のパラ
メータとして用い加速度の大きさによって変速し、乗り
心地を向上することができるという作用を有する。
出部として自転車の走行速度を検出する請求項1に記載
の自転車用自動変速操作装置としたものであり、速度か
ら車輌の走行状態を判断し、自動変速のパラメータとし
て用い速度の大きさによって変速し、乗り心地を向上す
ることができるという作用を有する。
作駆動部において後輪の変速機の代わりにペダル部の変
速機またはペダル部と後輪の変速機を変速操作するよう
にした請求項1に記載の自転車用自動変速操作装置とし
たものであり、後輪以外の変速機にも自動変速装置を配
置できるという作用を有する。
において、一定トルク以下、一定トルク以上のときに変
速ギアをロー状態に持っていく構成とした請求項1に記
載の自転車用自動変速操作装置としたものであり、スタ
ート時やペダルが重いときに運転者の負担を小さくする
ことができるという作用を有する。
を示す実施の形態について図面を参照しながら説明す
る。なお、本発明の自転車用自動変速操作装置を用いた
他の実施の形態として、ホイールチェア(車椅子)ある
いは荷物搬送車あるいは人力ボートであってもよい。
自動変速操作装置の概略構成を示す構造図、図2(a)
は同装置の人力による変位検出機構正面図、図2(b)
は同装置の人力による変位検出機構断面図、図3は同装
置の電力供給回路の一例を示すブロック図、図4は人力
駆動力と変速ポイントの関係図である。
走行するための車輌走行部であり、路面と接して自転車
を走行するための前輪1aと後輪1b、前輪1aと後輪
1bを回転自在にそれぞれ支持する支持機構1c,1d
及び前記支持機構1c,1dを含んだ車体フレーム2を
備えている。3は変速操作用モータを備えた変速操作駆
動部である。4はクランク軸、5はペダルクランク、6
は操作者や使用者などが提供する人力を受け取るための
ペダルである。
ランク軸4から前記後輪1bに伝達するために、図示し
ない駆動力伝達機構部を介して前記クランク軸4に連結
されたドライブプロケット7及び前記ドライブスプロケ
ット7に係合したチェーン8が設けられている。チェー
ン8を介して人力が前記後輪1bに伝達され、これによ
り前輪1aと後輪1bが回転して車輌が走行する。9は
変位検出部であり、前記クランク軸4の周りに上述の人
力駆動力を検出するための光学式トルクセンサあるいは
磁気式トルクセンサである。
の回転の位相差を光学素子或いは磁気素子で検出し、ト
ルク以外に加速度、速度が同時検出されるものが望まし
い。10は人力駆動力伝達機構部でクランク軸4からの
出力を一方向にのみ伝える一方向伝達部材、11はコイ
ルばねであり、前記クランク軸4と前記ペダルクランク
5を弾性的に結合しており、人力により変位する。その
変位を前記変位検出部9で検出される。12は前記変速
操作駆動部3を駆動させる制御回路部、13は前記変速
操作駆動部3などの電源となる前記前輪1aに取り付け
られたダイナモである。
電力を直流電力に変換する整流回路部、15は前記整流
回路部14で整流された電力を蓄えるコンデンサであ
り、前記制御回路部12に接続されている。16は前照
灯等のライトであり、前記ダイナモ13の電力で点灯す
る。ここで、前記ダイナモ13は前輪1aのハブに取り
付けられた一例を示しており、前輪1aに取り付けられ
た前照灯16用のダイナモ13から電力を供給されても
実現できる。
付きの自転車では、車輌が走行すると前輪1aに取り付
けられたダイナモ13が交流電力発電を開始し、その電
力が整流回路部14で直流に整流された後、コンデンサ
15に充電されると共に制御回路部12、変位検出部
9、変速操作駆動部3に供給される。この際に前記コン
デンサ15に蓄えられた電力により、自転車が停止して
いる場合や低速で走行し発電量が少ない場合でも制御回
路部12、変位検出部9、変速操作駆動部3に供給する
ことができる。また、走行時人力によりペダル6が踏ま
れ、その人力駆動力がペダルクランク5に伝達し、コイ
ルばね11を介してクランク軸4が回転する。そのとき
の変位を変位検出部9で人力駆動力を検出し、制御回路
部12が検出した人力駆動力のデータに基づいて、変速
操作駆動部3により変速させる。また、人力機動力は所
定のサンプリング周期(例えば、1sec)毎に検出さ
れる。
なく、走行速度、走行加速度を検出することができるの
で、より快適な乗り心地を実現させるためにこれらのパ
ラメータから変速ポイントを決定してもよい。
のである。一定時間の人力駆動力の平均値が高い状態で
は、変速操作駆動部3をロー状態に移動させ、人力駆動
力の平均値が低くなるに従って変速操作駆動部3内変速
ギアをシフトさせる。
3を切り替えることを考える。下記(数1)は、自転車
の運動方程式である。電動自転車のダイナミクスは次式
で表すことができる。
数、路面角度に影響するため、下記(数2)に示すよう
な値となる。
摩擦係数) θ:路面の摩擦係数 を表わす。あらかじめ、与えた人と自転車の質量、人力
駆動力から走行中の抵抗を推定し、その走行抵抗に応じ
て、変速機をシフトさせる。具体的には、走行抵抗が大
きいときにはローギアにもっていき、走行抵抗が小さく
なるに従ってギアをシフトアップさせていく。
操作装置では、ダイナモからの電力により、変位検出
部、制御回路部、変速操作駆動部を作動させることによ
り、走行中は快適な乗り心地を実現させることができ、
また、人力による変位量として走行中の加速度を検出す
ることにより、従来より、自然な変速を行うことができ
る。
速操作装置の概略構成を示す構成図
操作装置の人力による変位検出機構正面図(b)同実施
の形態における自転車用自動変速操作装置の人力による
変位検出機構断面図
置の電力供給回路の一例を示すブロック図
トの関係図
Claims (9)
- 【請求項1】 ペダルを介して伝えた人力による変位を
検出する変位検出部と、後輪の変速機を操作する変速操
作用モータを備えた変速操作駆動部と、変位検出部の出
力を処理して変速操作駆動部を制御する制御回路部と前
記変速操作駆動部および制御回路部の電源として車輪に
取り付けられたダイナモを具備した自転車用自動変速操
作装置。 - 【請求項2】 車輪に取り付けられたダイナモの電力を
整流する整流回路部を具備した請求項1に記載の自転車
用自動変速操作装置。 - 【請求項3】 車輪に取り付けられたダイナモの電力を
蓄えるコンデンサを具備した請求項1または2に記載の
自転車用自動変速操作装置。 - 【請求項4】 車輪に取り付けられたダイナモの電力を
蓄える2次電池を具備した請求項1または2に記載の自
転車用自動変速操作装置。 - 【請求項5】 変位検出部としてペダルを介して伝えら
れた人力をトルクとして検出する請求項1に記載の自転
車用自動変速操作装置。 - 【請求項6】 変位検出部として自転車の走行加速度を
検出する請求項1に記載の自転車用自動変速操作装置。 - 【請求項7】 変位検出部として自転車の走行速度を検
出する請求項1〜6のいずれか1つに記載に自転車用自
動変速操作装置。 - 【請求項8】 変速操作駆動部において後輪の変速機の
代わりにペダル部の変速機またはペダル部と後輪の変速
機を変速操作するようにした請求項1に記載の自転車用
自動変速操作装置。 - 【請求項9】 自転車において、一定トルク以下、一定
トルク以上のときに変速ギアをロー状態に持っていく構
成とした請求項1に記載の自転車用自動変速操作装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11213280A JP2001039380A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 自転車用自動変速操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11213280A JP2001039380A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 自転車用自動変速操作装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001039380A true JP2001039380A (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16636503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11213280A Pending JP2001039380A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 自転車用自動変速操作装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001039380A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6926637B2 (en) * | 2001-11-21 | 2005-08-09 | Shimano, Inc. | Method and apparatus for controlling a bicycle transmission |
US6959939B2 (en) | 2001-06-29 | 2005-11-01 | Shimano, Inc. | Electronic bicycle shift control device |
JP2015221641A (ja) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | 株式会社シマノ | 自転車用電動構成部品 |
US10167056B2 (en) | 2015-06-25 | 2019-01-01 | Shimano Inc. | Bicycle transmission control apparatus |
JP2019194061A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-11-07 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用制御装置 |
CN114104186A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-01 | 上海尚往网络科技有限公司 | 一种用于切换齿轮的方法、设备、介质及程序产品 |
CN115013524A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-06 | 跃成机电科技无锡有限公司 | 电动自行车自动换档器总成 |
-
1999
- 1999-07-28 JP JP11213280A patent/JP2001039380A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6959939B2 (en) | 2001-06-29 | 2005-11-01 | Shimano, Inc. | Electronic bicycle shift control device |
US6926637B2 (en) * | 2001-11-21 | 2005-08-09 | Shimano, Inc. | Method and apparatus for controlling a bicycle transmission |
JP2015221641A (ja) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | 株式会社シマノ | 自転車用電動構成部品 |
US10167056B2 (en) | 2015-06-25 | 2019-01-01 | Shimano Inc. | Bicycle transmission control apparatus |
JP2019194061A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-11-07 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用制御装置 |
CN114104186A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-01 | 上海尚往网络科技有限公司 | 一种用于切换齿轮的方法、设备、介质及程序产品 |
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RD01 | Notification of change of attorney |
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