JP2004051089A - 自転車用電気スイッチ及び電気制御自転車用シフトアセンブリ - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクトな配置を図るべくクリック止め機構を備えた電気操作装置を提供することにある。
【解決手段】駆動部12は、ベース部40、第1電気的接触スイッチ44、トグル部42及びクリック止め機構47を備えている。第1電気的接触スイッチ44は、ベース部40に対し第1位置に配置されている。トグル部42は、回動支持軸Pを中心としてトグル中立点と第1当接位置との間で回動自在にベース部40に装着されるとともに、上方操作面42a、下方スイッチ操作面42b及び第1端面42fを有している。下方スイッチ操作面42bは、トグル部42が第1当接位置まで回動すると第1電気的接触スイッチ44に当接するよう配置されている。クリック止め機構47は、トグル中立点及び第1当接位置の少なくとも一方からトグル部42が回動したことを示すよう、ベース部40と第1端面42fとの間に形成されている。
【選択図】 図3
【解決手段】駆動部12は、ベース部40、第1電気的接触スイッチ44、トグル部42及びクリック止め機構47を備えている。第1電気的接触スイッチ44は、ベース部40に対し第1位置に配置されている。トグル部42は、回動支持軸Pを中心としてトグル中立点と第1当接位置との間で回動自在にベース部40に装着されるとともに、上方操作面42a、下方スイッチ操作面42b及び第1端面42fを有している。下方スイッチ操作面42bは、トグル部42が第1当接位置まで回動すると第1電気的接触スイッチ44に当接するよう配置されている。クリック止め機構47は、トグル中立点及び第1当接位置の少なくとも一方からトグル部42が回動したことを示すよう、ベース部40と第1端面42fとの間に形成されている。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車用電気スイッチ、特に、自転車の電子制御式部品と併用する電気スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
自転車の利用は、交通手段としてだけでなく、リクリエーションの一形態としてますます人気が高まっている。また、自転車競技もプロアマを問わず大変人気のあるスポーツとなっている。自転車の利用目的がリクリエーション、交通、競技のいずれであれ、自転車業界はその種々の部品をたえず改良している。特に、自転車用部品の製造業者が改良しているものとして、種々の部品の性能、信頼性及び外観が挙げられる。
【0003】
近年、自転車の性能を高め、自転車操作を容易にするために、自転車の構成要素が電子的に制御されるようになってきている。具体的には、自転車は、シフト操作をより滑らかにするための電子式駆動部と、乗り心地をより滑らかにするための電子制御サスペンションとを備えている。こうした電子制御式自転車用構成要素により、乗り手は何度でも、少なくとも部分的に種々の操作モードを選択することができる。
【0004】
電子式駆動部の場合、リアシフト装置及び/またはフロントシフト装置が自転車に備えられてもよい。これらの装置としては、種々の形態が可能である。例えば、電子式駆動部のリアシフト装置に、内側電動リアハブや、電動リアディレーラを備えたリア多段式スプロケットアセンブリを設けることができる。いずれの場合も、自動シフト及び/または手動シフトを目的として、電子式シフト装置の操作は通常、サイクルコンピュータにより電子的に行われる。
【0005】
サイクルコンピュータはまた、電子的に制御または操作される他の構成要素に連結されている場合が多い。例えば、自転車によっては、乗り心地の固さを種々の要因に応じて調節するための電子式制御サスペンションアセンブリを備えたものがある。
サイクルコンピュータは、1つまたは複数のセンサを用いて、速度、ケイデンス、走行時間及びギア位置等の自転車の種々の運転状況をモニタするものであり、モニタされた状況は、電子式構成要素の電気的制御または操作に用いられる。このタイプの装置では、電線または電気コードが、種々の構成要素とセンサとの間の電流送信に用いられ、この電線または電気コードは多くの場合、電気コネクタにより構成要素及び/またはセンサに接続されている。
【0006】
こうした電子制御式自転車用構成要素は通常、自転車のハンドルバーに装着された操作装置によって操作される。乗り手がボタンを押すと、モータが作動して、電子制御式自転車用構成要素品が作動する。乗り手は、ディレーラの場合には、シフト操作を完了させるボタンを押し、また、サスペンションアセンブリの場合には、乗り心地の固さを変更するためのボタンを押す。
【0007】
なお、従来の自転車用電気スイッチ装置に関連する技術として、下記特許文献に示されるものが既に提案されている。
【0008】
【特許文献1】
米国特許第3591747号明細書
【0009】
【特許文献2】
米国特許第3746809号明細書
【0010】
【特許文献3】
米国特許第4169972号明細書
【0011】
【特許文献4】
米国特許第5285039号明細書
【0012】
【特許文献5】
米国特許第5796057号明細書
【0013】
【特許文献6】
米国特許第6015036号明細書
【0014】
【特許文献7】
米国特許第6073061号明細書
【0015】
【特許文献8】
米国特許第6367833号明細書
【0016】
【特許文献9】
米国特許第6380731号明細書
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上記のボタン等は、その装置を見なくても比較的容易に使用でき、かつ比較的小型である操作装置を提供することが望ましい。
こうした点に鑑みると、電子制御式自転車用構成要素を操作、制御するための改良型操作装置が必要である。本発明は、従来技術におけるこれらの要望ならびに当業者であれば以下の開示内容から明白になるであろう他の要望に応えるものである。
【0018】
本発明の目的は、コンパクトな配置を図るべくクリック機構を備えた電子制御装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、2つの電気操作式自転車構成要素を制御することのできる自転車用電子制御装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、比較的容易に使用することのできる電子制御装置を提供することにある。
【0019】
本発明の別の目的は、構造が比較的単純でかつ安価で製造できる電子制御装置を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、上述目的は、ベース部、第1電気的接触スイッチ、トグル部及びクリック機構を備えた自転車用電気スイッチを提供することにより達成可能である。第1電気的接触スイッチは、ベース部に対し第1位置に配置されている。トグル部は、回動支持軸を中心として、第1電気的接触スイッチから離間したトグル中立点と第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置との間で回動自在にベース部に装着されるとともに、上方操作面と、下方スイッチ操作面と、第1端面とを有している。下方スイッチ当接面は、第1当接位置まで回動すると第1電気的接触スイッチに当接するよう配置されている。第1端面は、上方操作面と下方スイッチ当接面との間に位置する。クリック機構は、トグル中立点及び第1当接位置の少なくとも一方からトグル部が回動したことを示すよう、ベース部とトグル部の第1端面との間に形成されている。
【0021】
本発明の別の態様によれば、上記目的は、ベース部、第1電気的接触スイッチ、第2電気的接触スイッチ、第3電気的接触スイッチ、トグル部及びボタン部を備えた自転車用電気スイッチを提供することにより達成可能である。第1電気的接触スイッチは、ベース部に対し第1位置に配置されている。第2電気的接触スイッチは、ベース部に対し第2位置に配置されている。第3電気的接触スイッチは、ベース部に対し第3位置に配置されている。トグル部は、回動支持軸を中心として、第1及び第2電気的接触スイッチから離間したトグル中立点と、第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置と、第2電気的接触スイッチに当接する第2当接位置との間で回動自在にベース部に装着されている。ボタン部は、第3電気的接触スイッチから離間したボタン中立点と第3電気的接触スイッチに当接する第3当接位置との間で移動自在にトグル部に連結されている。
【0022】
本発明の別の態様によれば、上記目的は、自転車用シフト装置、制御ユニット及び操作装置を備えた電気制御自転車用シフトアセンブリを提供することにより達成可能である。自転車用シフト装置は、少なくとも2つのシフト位置の間で移動するよう構成されている。制御ユニットは、少なくとも2つのシフト位置の間におけるシフト装置の移動を制御するよう自転車用シフト装置に連結されている。操作装置は、シフト信号を入力するために制御ユニットに連結されるとともに、ベース部と、第1電気的接触スイッチと、トグル部と、クリック機構とを含む。第1電気的接触スイッチは、ベース部に対し第1位置に配置されている。トグル部は、回動支持軸を中心として第1電気的接触スイッチから離間したトグル中立点と第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置との間で回動自在にベース部に装着されるとともに,上方操作面,下方スイッチ当接面及び第1端面を有する。下方スイッチ当接面は、トグル部が第1当接位置まで回動すると第1電気的接触スイッチに当接するように配置されている。第1端面は、上方操作面と下方スイッチ当接面との間に位置する。クリック機構は、トグル中立点及び第1当接位置の少なくとも一方からトグル部が回動したことを示すようベース部とトグル部との間に形成されている。
【0023】
本発明の別の態様によれば、上記目的は、自転車用シフト装置、制御ユニット及び操作装置を備えた電気制御自転車用シフトアセンブリを提供することにより達成可能である。自転車用シフト装置は、少なくとも2つのシフト位置の間で移動するよう構成されている。制御ユニットは、少なくとも2つのシフト位置の間におけるシフト装置の移動を制御するようシフト装置に連結されている。操作装置は、シフト信号を入力するために制御ユニットに連結されるとともに、ベース部と、第1電気的接触スイッチと、第2電気的接触スイッチと、第3電気的接触スイッチと、トグル部と、ボタン部とを含む。第1電気的接触スイッチは、ベース部に対し第1位置に配置されている。第2電気的接触スイッチは、ベース部に対し第2位置に配置されている。第3電気的接触スイッチは、ベース部に対し第3位置に配置されている。トグル部は、回動支持軸を中心として、第1及び第2電気的接触スイッチから離間したトグル中立点,第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置,及び第2電気的接触スイッチに当接する第2当接位置の間で回動自在にベース部に装着されている。ボタン部は、第3電気的接触スイッチから離間したボタン中立点と第3電気的接触スイッチに当接する第3当接位置との間で移動自在にトグル部に連結されている。
【0024】
以上のみならず、本発明の他の目的、特徴、態様及び利点が、添付の図面と併せて本発明の好適実施形態を開示する以下の詳述から当業者には明白になるであろう。
【0025】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。当業者には、この説明が例示のみを目的とし、請求の範囲及びその等価物により定められる本発明を何ら制限するものではないことが明白であろう。
【0026】
図1〜図3に、後述するように、本発明の第1実施形態による電子制御装置(以下、電子制御式駆動部若しくは単に駆動部ともいう。)12を含む自転車10を示す。自転車10は、ハンドルバー16と、フレーム14に連結された一対の車輪18とを有する。電子制御式駆動部12は、サイクルコンピュータ20と、速度センサ22と、リアシフト操作装置24aと、フロントシフト操作装置24bとにより制御及び操作される。電子制御式駆動部12は、必要に応じて、他の装置で制御及び操作することもできる。例えば、ハブダイナモからのパルス信号を速度センサとして利用することができる。
【0027】
駆動部12は、電動リアディレーラ26aと、電動フロントディレーラ26bと、チェーン28と、フロントクランクセット30と、複数のリアカセットスプロケット32とを含む。シフト装置24a及び24bを、他の種類の駆動部と併用してもよい。例えば、シフト操作装置24a及び24bの一方により内側ギアハブを操作することができる。
【0028】
駆動部12は、後述するように、シフト操作装置24a及び24b及び/またはサイクルコンピュータ20により、従来と同様に操作される。自転車10はまた、後述するように、好ましくは、シフト操作装置24aにより操作される電子制御式リアサスペンション36a及び電子制御式フロントサスペンション36bを備えている。具体的には、右側シフト操作装置24aは、リアディレーラ26aのアップシフト及びダウンシフトを行い、そのシフトポイントテーブルを巡航モード、駆動モード等の間で変更する。左側シフト装置24bは、フロントディレーラ26bのアップシフト及びダウンシフトを行い、サスペンション36a及び36bの固さを、ハードサスペンション設定とソフトサスペンション設定との間で変更する。
【0029】
自転車10及びその種々の構成要素は、本発明によるシフト操作装置24a及び24bの改良部分を除いて従来技術において周知であるため、ここでは、自転車10とその種々の構成要素の詳しい説明を省略し、本発明によるシフト操作装置24a及び24bに関連する構成要素についてのみ説明する。すなわち、本発明によるシフト操作装置24a及び24bを用いて、あらゆる電子制御式駆動部とあらゆる電子制御式リアサスペンションとを操作、制御することができる。本発明によるシフト操作装置24a及び24bを用いて、他の電子制御式構成要素を操作、制御してもよい。
【0030】
また、ここで詳細に説明しない、ブレーキや追加スプロケット等の種々の従来の自転車用部品は、本発明と併用してもよい。
自転車10の種々の電気装置(サイクルコンピュータ20、前輪速度センサ22、シフト操作装置24a及び24b、及びディレーラ26a及び26b等)は、従来と同様に電線または電気コードで電気的に互いに連結される。具体的には、シフト操作装置24a及び24bは、それぞれ電線25a及び25bによりサイクルコンピュータ20に電気的に連結し、そのサイクルコンピュータ20を、電線または電気コードにより、速度センサ22と、電動ディレーラ26a及び26bと、電子制御式サスペンション36a及び36bと、必要に応じて他のセンサ(図示せず)とに電気的に接続される。
【0031】
電動ディレーラは、従来技術で周知であるため、ここでは、電動ディレーラ26a及び26b(すなわち、それぞれリアディレーラ及びフロントディレーラ)についての詳しい説明を省略する。
サイクルコンピュータ20は、好ましくは、バッテリユニットまたはダイナモから電力供給されるプリント回路板上に形成されたマイクロコンピュータを含む。サイクルコンピュータ20のマイクロコンピュータは、中央演算処理装置(CPU)、ランダムアクセス記憶構成要素(RAM)、読み取り専用記憶構成要素(ROM)、及び入出力インターフェースを含む。マイクロコンピュータの種々の構成要素は、自転車業界で周知であるため、ここでは、サイクルコンピュータ20のマイクロコンピュータで使用する構成要素についての詳しい説明は省略する。また、サイクルコンピュータ20は、種々の電子構成要素、回路及び機械構成要素を含めてもよい。さらに、サイクルコンピュータ20は、その形態を種々のものに変更可能である。例えば、サイクルコンピュータ20を、表示ユニットと制御ユニットとに分割し、制御ユニットを、自転車フレーム上で表示ユニットとは別の位置に装着することができる。本実施形態におけるサイクルコンピュータ20は、表示ユニット、シフト制御ユニット及びサスペンション制御ユニットとして機能する。
【0032】
好ましくは、サイクルコンピュータ20には、乗り手に種々の情報を表示するディスプレイが設けられている。サイクルコンピュータ20は、シフト操作装置24a及び24bを介した乗り手からの入力情報及び/または速度センサ22からの入力情報に基づいて、ディレーラ26a及び26bと電子制御式サスペンション36a及び36bとを操作する。したがって、シフト操作装置24a及び24bは、ディレーラ26a及び26bと、フロント及びリアサスペンション36a及び36bとに連結される。
【0033】
右側シフト操作装置24aと左側シフト操作装置24bの部品は、互いに鏡像関係にある点を除き、実質的に互いに同一である。右側またはリアシフト操作装置24aは、リアディレーラまたはシフト装置26aならびにシフトポイントテーブルを制御する電気スイッチ装置である。左側またはフロントシフト操作装置24bは、フロントディレーラまたはシフト装置26bならびに電子制御式サスペンション36a及び36bの固さを制御する電気スイッチ装置である。
【0034】
シフト制御装置24a及び24bは、どちらも同じ構造であるため、ここでは、シフト操作装置24aについてのみ詳細に説明する。シフト操作装置24a部品に関する説明は、シフト操作装置24bの構造にも適用可能である。
図3〜図7に示すように、シフト操作装置24aは、装着部41を有するベース部40と、トグル部42と、ボタン部43と、3つの電気的接触スイッチ44、45及び46とを含む。シフト操作装置24aは、乗り手に対し、第1及び第2スイッチ44及び45を選択的に操作するようトグル部42が既に十分に移動していることを示すためのクリック機構47をさらに有している。クリック機構47の位置決めは、シフト操作装置24aの構成が小型化されるように行う。シフト操作装置24aは、装着部41で自転車10のハンドルバー16に固定し得るよう構成されている。
【0035】
トグル部42は、電気的接触スイッチ44及び45と選択的に当接するよう、ベース部40に回動自在に装着されており、これらのスイッチは、リアディレーラまたはシフト装置26aをアップシフトまたはダウンシフトさせるよう、サイクルコンピュータ20を介してリアディレーラまたはシフト装置26aに接続されている。具体的には、トグル部42は、回動支持軸Pを中心としてベース部40に回動自在に装着され、予め負荷をかけられた付勢要素48により、トグル部42が第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45から離間した位置であるトグル中立点に付勢されている。好ましくは、付勢要素48は、トグル部42を第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45に対し中立点にトグル部42を保持するねじりバネである。付勢要素48は、回動支持軸Pを中心に同心状に位置するコイル部48aと、トグル部42をトグル中立点に付勢するようにベース部40及びトグル部42の双方に当接する自由端48b及び48cとを有する。トグル部42が回動支持軸Pを中心にベース部40に対し移動すると、付勢要素48の自由端48b及び48cが一緒に圧縮される。トグル部42が回動支持軸Pに対し第1回転方向R1に移動すると、トグル部42は、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45から離間したトグル中立点から、第1電気的接触スイッチ44と当接する若しくはこのスイッチを押圧する第1当接位置へと移動する。逆に、トグル部42が回動支持軸Pに対し第2回転方向R2に移動すると、トグル部42は、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45から離間したトグル中立点から、第2電気的接触スイッチ45と当接する若しくはこのスイッチを押圧する第2当接位置へと移動する。
【0036】
ボタン部43は、第3電気的接触スイッチ46から離間したボタン中立点と第3電気的接触スイッチ46と当接する第3当接位置との間で移動自在にトグル部42に連結されている。ボタン部43は、回動支持軸Pに実質的に直交する方向Lに直線状に移動するよう、トグル部42に移動自在に装着されている。好ましくは、ボタン部43の直線移動位置は、トグル部42の回動支持軸Pと交差するライン上にある。すなわち、本実施形態において、ボタン部43は、回動支持軸P方向におけるトグル部42の中央または中間部分に配置される。ボタン部43がトグル部42に対しL方向に移動すると、ボタン部43は、サイクルコンピュータ20を介して電子制御式シフト装置26a及び26bに接続された電気的接触スイッチ46に当接する若しくはこのスイッチを押圧する。上述のように、左側シフト操作装置24bのボタン部は、電子制御式サスペンション36a及び36bに接続され、右側シフト操作装置24aのボタン部43は、シフトポイントテーブルを変更できるよう、電子制御式ディレーラ26a及び26bに接続されている。
【0037】
図8〜図14に示すように、ベース部40は、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。ベース部40は、幾つかの部品を連結して形成されてもよい。ベース部40は、底部壁40aと、1対の対向する側部壁40b及び40cと、1対の端部壁40d及び40eとを有する。底部壁40aは、装着部41に固定的に接続されている。壁部40b〜40eは、底部壁40aから実質的に垂直上方に延びて、トグル部42を中に収容するトグル収容凹部50を形成している。凹部50は、トグル部42を完全に包囲する閉鎖型凹部である必要はない。すなわち、側部壁40b及び40cを装着フランジと交換する、かつ/または、底部壁40aをすべて取り除いてもよい。
【0038】
底部壁40aは、付勢要素48の自由端48b及び48cを収容するバネ収容開口部54を有する。付勢要素48に予め負荷をかけるように付勢要素48の自由端48b及び48cを同時に圧縮する寸法で、開口部54を形成する。
側部壁40b及び40cは、ピボット開口部56a及び56bを有しており、これにより、ベース部40に設けた凹部50内にトグル部42を回動自在に支持する。ピボット開口部56a及び56bは、その各中心が回動支持軸Pとなるよう一列に並んでいる。
【0039】
側部壁40bは、2つのスロット58a及び58bを有する。このスロットに接触スイッチ支持部材52の一部を収容して、これをベース部40内に保持する。具体的には、接触スイッチ支持部材52の上に、電気的接触スイッチ44、45及び46が装着されている。接触スイッチ支持部材52は、側部壁40bのスロット58a及び58b内に挿入され、電気的接触スイッチ44、45及び46が、ベース部40の凹部50内において、ベース部40の底部壁40aとトグル部42との間に配置される。電気的接触スイッチ44、45及び46を、必要に応じて、他の方法でベース部40の底部壁40aとトグル部42との間に配置してもよい。また、電気的接触スイッチ44、45及び46は、従来の圧力作動型電気的接触スイッチとして説明されているが、他の種類の圧力作動型スイッチも使用可能である。
【0040】
対向する側部壁40b及び40cにはまた、端部壁40dに隣接して1対のノッチ60a及び60bが形成されている。端部40dは、底部壁40a内まで延びる一対の切取部分62a及び62bを有する。クリック機構47の一部は、後述するように、これらのノッチ60a及び60bと切取部分62a及び62bとにより端部壁40dに対し保持される。
【0041】
図8〜図14に示すように、好ましくは、装着部41は、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。この好ましい実施形態では、装着部41は、従来と同様の方法で、シフト操作装置24aをハンドルバー16に固定するようにファスナ64(ボルト64a及びナット64b)を収容するスプリット型管状クランプ部材である。装着部41をベース部40に装着するには、種々の方法をとることができる。例えば、ベース部40及び装着部41は、熱や接着剤により互いに溶接することができる。別の方法として、ネジ等のファスナを用いて、装着部41をベース部40に固定させることもできる。
【0042】
図15〜図21に示すように、この実施形態におけるトグル部42は、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。トグル部42は、上方操作面42aと、下方スイッチ当接面42bとを有し、これらの間に、1対の対向する側面42c及び42dと、1対の対向する端面42e及び42fとが挟まれている。乗り手がトグル部42をトグル中立点と第1及び第2当接位置との間で回動支持軸Pを中心に回動させることができるよう、トグル部42の操作面42aは露出した状態となっている。ボタン収容孔42gは、トグル部42内を貫通して操作面42aとスイッチ当接面42bとの間に延びて、ボタン部43を移動自在に収容できる。端面42eは、後述するように、クリック機構47の筐体部分として機能するバネ収容孔42hを有する。
【0043】
上述のように、トグル部42は、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45と選択的に当接するよう、ベース部40に回動自在に連結されている。トグル部42は、付勢要素48により、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45に対しトグル中立点に保持されている。この実施形態では、第1スイッチ44がリアディレーラ26aのアップシフトを制御し、第2スイッチ45がリアディレーラ26aのダウンシフトを制御する。
【0044】
トグル部42は、1対のピボット部材またはピン66a及び66bを有しており、これらは、側面42c及び42dから横方向に突出して一体形成されている。回動支持ピン66a及び66bの中心軸は回動支持軸Pであり、この回動支持ピン66a及び66bは、ベース部40のピボット開口部56a及び56b内に収容される。回動支持ピン66aは、回動支持ピン66bより長く、付勢要素48が装着されている。具体的には、付勢要素48のコイル部48aは、回動支持ピン66aの周囲に装着される。
【0045】
トグル部42のスイッチ当接面42bには、1対の突起71及び72が設けられており、この突起が、トグル部42の回動に伴って第1及び第2接触スイッチ44及び45に当接、押圧する。突起71及び72はそれぞれ、トグル部42の対向する端部に配置される。
2つのバネ接当部73a及び73bが、回動支持ピン66bの対向する長手方向側部に隣接して形成されている。バネ接当部73a及び73bは、付勢要素48の自由端48b及び48cに同時に当接するように配置及び構成されている。これにより、付勢要素48は、予め負荷をかけられた状態となる。付勢要素48の自由端48b及び48cはまた、ベース部40の底部壁40aに設けられたバネ収容開口部54内に収容される。トグル部42は、付勢要素48の自由端48b及び48cをバネ収容開口部54に係合させることにより、普段ベース部40に対し回動しないように保持することができる。すなわち、付勢要素48の自由端48b及び48cがベース部40のバネ収容開口部54に係合することにより、トグル部42を中立点に付勢する。しかし、乗り手がトグル部42の長手方向端部の一方を押し下げると、トグル部42は付勢要素48の付勢力に対抗して回動する。すると、トグル部42は第1及び第2当接位置の一方に回動して、第1及び第2接触スイッチ44及び45に当接する若しくはこれを押圧する。具体的には、付勢要素48の自由端48b及び48cの一方は、トグル部42の長手方向端部の一方を押し下げることにより、ベース部40に当接する位置から移動してトグル部42をベース部40に対し回動させる。
【0046】
図22〜図24に示すように、この実施形態において、ボタン部43は、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。ボタン部43は、トグル部42のボタン収容孔42g内に移動自在に装着され、トグル部42の操作面42aから外向きに延びて、乗り手がボタン部43をトグル部42のボタン収容孔42g内に押し入れる若しくは直線状に移動させることにより、サスペンションを操作することができる。具体的には、ボタン部43が第3電気スイッチ46に当接する若しくはこれを押圧することで、サスペンションのモードまたは設定を制御することができる。すなわち、ボタン部43を押すことにより、第3スイッチ46が、巡行モードと駆動モードとの間を切り替える。同様に、左側操作装置24bのボタン部は、ハードサスペンション設定とソフトサスペンション設定との間を切り替える。
【0047】
好ましくは、ボタン部43は、押圧部43aと、押圧部43aとワンピース型単体部材として一体形成した付勢部43bとを有している。付勢部43bは、1対のバネアーム43cを有し、このアームの自由端は、トグル部42のスイッチ当接面42bに、接着剤または熱により溶接される若しくは他の手段によって固定される。押圧部43aが、ベース部40の底部壁40aに向けて下方向に押されると、アーム部43cから押圧部43aに付勢力が作用するため、押圧部43aを付勢して中立点まで引き戻すことができる。すなわち、乗り手がボタン部43の押圧部43aを押すと、押圧部43aが下向きに移動して、第3電気スイッチ46を押圧し、自転車10のリアサスペンション36aを作動させる。乗り手がボタン部43の押圧部43aを解放すると、アーム部43cの作用により、ボタン部43は中立点まで復帰する。
【0048】
図3、図25及び図26に示すように、クリック機構47は、トグル部42の長手方向端部42eの一方において、ベース部40とトグル部42との間で作動するように配置されている。この位置に配置されることにより、シフト操作装置24aは、大幅に小型化されることが可能である。好ましくは、クリック機構47は、移動止め部材74と、クリック部材またはプレート75と、移動止め部材74をクリック部材75と係合させるよう付勢する付勢部材76とを含む。
【0049】
クリック部材75は、ベース部40の直立端部壁40dとトグル部42との間で連結されて、トグル部42がトグル中立点から第1当接位置または第2当接位置に移動したことを示すものである。すなわち、乗り手が移動止め部材74を指で触ると、移動止め部材74がクリック部材またはプレート75に係合したことを、感触でわかるようになっている。これにより、乗り手は、シフト操作が行われたことを知ることができる。この好ましい実施形態において、移動止め部材74は、球状部材またはボールであり、付勢部材76は、移動止め部材74をクリック部材またはプレート75に係合させるように付勢する圧縮バネである。クリック部材またはプレート75には、トグル部42がトグル中立点にある場合に移動止め部材74を収容する開口部が設けられている。この開口部と壁部40dとが、移動止め収容凹部を形成している。トグル部42が第1または第2当接位置まで回動すると、移動止め部材74は、開口部75aの対向側部に位置する第1表示面75bまたは第2表示面75cに当接する。したがって、開口部75aは、移動止め部材74の静止位置となっている。なお、他の構造も使用可能である。
【0050】
好ましくは、サイクルコンピュータまたは制御ユニット20は、ディレーラ26a及び26bのギア位置、サスペンション36a及び36bの設定、及びこれに限定されない種々の情報を、乗り手に提供または表示するディスプレイを備えている。サイクルコンピュータまたは制御ユニット20は、ディレーラ26a及び26b、及びサスペンション36a及び36bを操作及び制御する。したがって、自転車10の駆動部12を操作または電子的に制御するのは、サイクルコンピュータ20である。好ましくは、サイクルコンピュータ20が電動ディレーラ26a及び26bを電気的に操作し、これにより、電動ディレーラ26a及び26bの自動操作または手動操作可能になる。本発明と併用できるようにされた自動シフトアセンブリの一例は、株式会社シマノに譲渡され、キムラに付与された米国特許第6073061号明細書に開示されている。
【0051】
手動モードでは、電動ディレーラ26a及び26bそれぞれのシフト操作は、シフト操作装置24a及び24bのトグル部を手で動かすことにより行われる。トグル部42の一方を回動させることにより、スイッチ44または45の一方を押圧して、所定の操作コマンドを実行させ、それをサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに受信させる。サイクルコンピュータ20の中央処理ユニットは、それを受信した後、所定操作コマンドまたは電気信号を送信して、電動ディレーラアセンブリ26a及び26bの一方を移動またはシフトさせる。
【0052】
自動モードにおける電動ディレーラ26a及び26bそれぞれのシフト操作は、好ましくは、自転車の速度とペダルに加わるトルクとに少なくとも部分的に基づいて行われる。したがって、サイクルコンピュータ20はまた、少なくとも1つの速度感知/測定装置または構成要素と、少なくとも1つのトルク値感知/測定装置とをさらに備えている。速度感知/測定装置または構成要素は、自転車10の速度を示す情報をサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに提供し、トルク感知/測定装置は、ペダルに加わるトルク値を示す情報をサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに提供し、それぞれ、自転車10の速度及びペダルに加わるトルク値を表す所定操作コマンドを出力する。追加の感知/測定装置をサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに連結して、サイクルコンピュータ20の中央処理ユニット(CPU)により所定の操作コマンドを受信し、電動ディレーラ26a及び26bや他の構成要素を自動的に作動させてもよい。
【0053】
この感知/測定装置は、例えば、速度センサ22及び磁石45を含む速度感知ユニットにすることができる。速度センサ22は、好ましくは、自転車10のフロントフォークに装着された磁気操作型センサとして、自転車10の前輪に備えられたスポークの一方に装着した磁石45を感知する。速度センサ22は、リードスイッチや、磁石45を検出する他の構成要素であってもよい。この速度センサ22は、所定の角度や回転量を自転車10の車輪が回転する毎に、パルスを出力する。すなわち、速度センサ22は、自転車10の前輪の回転速度を検出する。速度センサ22がパルスまたは信号を出力すると同時に、このパルス信号がパルス信号送信回路によりサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに送信されるため、サイクルコンピュータ20は、この速度情報及び他の利用可能なあらゆる関連情報に基づいて、チェーン24をアップシフトすべきかダウンシフトすべきかを決定する。したがって、サイクルコンピュータ20の感知装置または測定構成要素は、速度センサ22及び磁石45によって構成されている。すなわち、速度センサ22が、自転車10の前輪に装着された磁石45を検出することにより、自転車の速度信号を出力する。これにより、速度情報がバッテリ操作式電子サイクルコンピュータ20に送信されて、必要に応じて、電動ディレーラアセンブリ26a及び26bを作動させる。
【0054】
別の方法として、感知/測定構成要素に、他の種類のセンサを含めることができる。例えば、トルクセンサ及び磁石を含むトルク感知ユニットを、単独で用いる若しくは速度センサ22と併用してもよい。トルクセンサは、好ましくは、自転車10の固定部に装着された磁気操作型センサとして、自転車10のクランクアームに装着された磁石を感知させる。このトルクセンサを、リードスイッチや、磁石を検出する他の構成要素であってもよい。このトルクセンサは、所定の角度や回転量を自転車10のクランクアームが回転する毎に、パルスを出力する。すなわち、トルクセンサは、自転車10のクランクアームの回転トルクを検出する。トルクセンサがパルスまたは信号を出力すると同時に、このパルス信号がパルス信号送信回路によりサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに送信されるため、サイクルコンピュータ20は、この速度情報及び他の利用可能なあらゆる関連情報に基づいて、チェーン24をアップシフトすべきかダウンシフトすべきかを決定する。したがって、トルクセンサ及び磁石は、サイクルコンピュータ20の感知装置または測定構成要素を構成している。すなわち、トルクセンサが、自転車10のクランクアームに装着された磁石45を検出することにより、自転車のトルク信号を出力する。これにより、トルク値情報がバッテリ操作式電子サイクルコンピュータ20に送信され、必要に応じて、電動ディレーラアセンブリ26a及び26bを作動させる。
【0055】
[第2実施形態]
図27〜図35に、第2実施形態によるシフト操作装置24a´を示す。シフト操作装置24a´は、シフト操作装置24a´にボタン部43及び第3電気スイッチ46がない点を除き、シフト操作装置24aと同一である。第1実施形態と第2実施形態とが類似していることを考慮して、便宜上、第1実施形態と同じ第2実施形態の部品には、第1実施形態の部品と同じ参照番号を付与する。また、第1実施形態の部分と同じ第2実施形態の部品に関する説明を、便宜上省略する。第1実施形態の部品と異なる第2実施形態の部品は、「´」を付与して表示する。
【0056】
図27に示すように、シフト操作装置24a´は、装着部41を有するベース部40と、トグル部42´と、2つの電気的接触スイッチ44及び45と、クリック機構47とを含む。この実施形態では、ボタン部43及び第3電気スイッチ46がない点で、トグル部42´のみが変更されている。この実施形態におけるトグル部42´は、1本の回動支持ピン66´により、ベース部40に回動自在に装着されている。
【0057】
図28〜図35に示すように、この実施形態におけるトグル部42´は、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。トグル部42´は、操作面42a´と、スイッチ当接面42b´とを有し、その間に、1対の対向する側面42c´及び42d´と、1対の対向する端面42e´及び42f´とが挟まれている。トグル部42´の操作面42a´は、乗り手がトグル部42´をトグル中立点と第1及び第2当接位置との間で回動支持軸Pを中心に回動させることができるよう、露出した状態になっている。端面42e´は、第1実施形態と同様に、クリック機構47の筐体部分として機能するバネ収容孔42h´を有する。
【0058】
上述のように、トグル部42´は、ベース部40に回動自在に装着されており、第1実施形態と同様に、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45と選択的に当接するための突起71´及び72´を有する。付勢要素48は、トグル部42´を、第1及び第2接触スイッチ44及び45に対するトグル中立点に保持する。この実施形態において、第1スイッチ44がリアディレーラ26aのアップシフトを制御し、第2スイッチ45がリアディレーラ26aのダウンシフトを制御する。
【0059】
[変形ベース部]
図36に、本発明の他の実施形態による変形ベース部140を示す。この変形ベース部140は、別体のクリック部材またはプレートを必要としない。すなわち、シフト操作装置24a及び24a´のベース部40を変形ベース部140とすると、クリック部材75を省くことができる。
【0060】
ベース部140は、ベース部40と同様に、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。ベース部140は、幾つかの部品を連結して形成することも可能である。ベース部140は、底部壁140aと、1対の対向する側部壁140b及び140cと、1対の端部壁140d及び140eとを有する。底部壁140aは、上述の実施形態と同様に、装着部41に固定的に接続されている。壁部140b〜140eは、底部壁140aから実質的に垂直上方に延びて、トグル部42を中に収容するトグル収容凹部150を形成している。凹部150を、トグル部42を完全に包囲する閉鎖型凹部でなくてもよい。
【0061】
底部壁140aは、付勢要素48の自由端48b及び48cを収容するバネ収容開口部154を有する。開口部154は、上述の実施形態と同様に、付勢要素48に予め負荷をかけるように付勢要素48の自由端48b及び48cを同時に圧縮するような寸法で形成される。
側部壁140b及び140cは、ピボット開口部156a及び156bを有しており、これにより、ベース部140に設けた凹部150内にトグル部42が回動自在に支持される。ピボット開口部156a及び156bは、その各中心が回動支持軸Pと一列に並んでいる。
【0062】
側部壁140bは、2つのスロット158a及び158bを有しており、接触スイッチ支持部材52の一部を収容して、これをベース部140内に保持するようになっている。
端部壁140eは、トグル部42がトグル中立点から第1当接位置または第2当接位置に移動したことを示すクリック機構47のクリック部材を形成する。具体的には、端部壁140eは、細いスロットまたはスリット175aを有しており、トグル部42がトグル中立点にあるときに、クリック機構47の移動止め部材74をこのスリットに収容する。スリット175aの上方及び下方縁部175b及び175cは、第1及び第2表示面となっている。
【0063】
移動止め部材74は、クリック部材を形成する端部壁140eのスリット175aの第1及び第2表示面175b及び175cの一方に移動止め部材74が係合したことを、乗り手が指で触ると感触でわかるようになっている。具体的には、トグル部42が第1または第2当接位置に回動すると、移動止め部材74は、スリット175aの対向側部に位置する第1表示面175bか第2表示面175cかのいずれかに当接する。スリット175aの中央は、移動止め部材74の静止位置となっている。このような構造により、乗り手は、シフト操作が行われたことを知ることができる。
【0064】
本明細書でいう用語「前方、後方、上向き、上方、下向き、下方、横方向」とは、普通の乗車位置における自転車の方向を指している。したがって、これらの用語は、普通の乗車位置にある自転車10に対するものとして解釈されたい。
また、本明細書でいう「実質的に」「約」及び「およそ」等の程度を示す用語は、最終結果が大幅に変化しない程度に、こうした用語に修飾された条件に妥当量の偏差を含むことを意味している。こうした程度を示す用語が、その用語で修飾する条件の意味を否定するものでない場合には、これらの用語を、修飾された条件に対する少なくとも±5%の偏差を含むものとして解釈すべきである。
【0065】
以上、選択した実施形態のみを用いて本発明を説明したが、当業者であれば、請求の範囲に定める本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更及び修正を本明細書に加えられることが明白であろう。さらに、本発明による実施形態に関する上述は例示のみを目的とするものであって、請求の範囲及びその等価物によって定められる本発明を制限するものではない。
【0066】
【本発明の効果】
本発明の電子制御装置によれば、クリック機構によりコンパクトな配置を図ることができる。また、本発明の電子制御装置によれば、2つの電気操作式自転車構成要素を制御することができる。さらに、本発明の電子制御装置は、比較的容易に使用することができる。また、本発明の電子制御装置は、構造が比較的単純でかつ安価で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による、電子制御式駆動部及び電子制御式サスペンションを制御、操作する一対の操作装置を備えた自転車を示す側面図。
【図2】本発明の第1実施形態によるシフト制御ユニット及び1対の操作装置を連結した、図1の自転車のハンドルバー部分を示す平面図。
【図3】図1及び図2の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置を示す拡大斜視図。
【図4】通常の静止位置(トグル中立点及びボタン中立点)にある、図3の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図5】トグル部が第1当接位置に回動した状態にある、図3及び図4の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図6】トグル部が第2当接位置に回動した状態にある、図3〜図5の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図7】ボタン部が第3当接位置に押圧された状態にある、図3〜図6の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図8】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置用ベース部及び装着部を示す拡大斜視図。
【図9】図8のベース部及び装着部を示す右側面拡大図。
【図10】図8及び図9のベース部及び装着部を示す左側面拡大図。
【図11】図8〜図10のベース部及び装着部を示す平面図。
【図12】図8〜図11のベース部及び装着部であり、ファスナを除去した状態を示す底面図。
【図13】図8〜図12のベース部及び装着部であり、ファスナを除去した状態を示す正面端面図。
【図14】図8〜図13のベース部及び装着部であり、ファスナを除去した状態を示す背面端面図。
【図15】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置用トグル部を示す拡大斜視図。
【図16】図15のトグル部を示す右側面拡大図。
【図17】図15のトグル部を示す左側面拡大図。
【図18】図15〜図17のトグル部を示す平面図。
【図19】図15〜図18のトグル部を示す底面図。
【図20】図15〜図19のトグル部を示す正面端面図。
【図21】図15〜図20のトグル部を示す背面端面図。
【図22】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置用ボタン部を示す拡大斜視図。
【図23】図22のボタン部を示す右側面拡大図。
【図24】図22及び図23のボタン部を示す平面図。
【図25】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置に対するクリック機構を示す部分側面図。
【図26】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置用クリック部材またはプレートを示す拡大背面図。
【図27】本発明の第2実施形態による右側またはリア操作装置を示す拡大斜視図。
【図28】通常の静止位置(トグル中立点)にある、図27の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図29】図27及び図28の右側またはリア操作装置用トグル部を示す拡大斜視図。
【図30】図29のトグル部を示す右側面拡大図。
【図31】図29及び図30のトグル部を示す左側面拡大図。
【図32】図29〜図31のトグル部を示す平面図。
【図33】図29〜図32のトグル部を示す底面図。
【図34】図29〜図33のトグル部を示す前面端面図。
【図35】図29〜図34のトグル部を示す背面端面図。
【図36】上記の本発明の他の実施形態による操作装置に用いることができるよう、図8のベース部と交換可能である変形ベース部を示す斜視図。
【符号の説明】
12 駆動部
24a リアシフト操作装置
24b フロントシフト操作装置
24a´ シフト操作装置
26a 電動リアディレーラ
26b 電動フロントディレーラ
36a リアサスペンション
36b フロントサスペンション
40 ベース部
40a 底部壁
40b、40c 側部壁
40d,40e 端部壁
42,42´ トグル部
42a 上方操作面
42a´ 操作面
42b 下方スイッチ操作面
42b´ スイッチ当接面
42c,42d,42c´,42d´ 側面
42e,42f,42e´,42f´ 端面
43 ボタン部
43a 押圧部
44,45,46 電気的接触スイッチ
47 クリック機構
48 付勢要素
50 凹部
52 接触スイッチ支持部材
54 開口部
56a,56b ピボット開口部
66a,66b,66´ 回動支持ピン
74 移動止め部材
75 クリック部材またはプレート
75a 開口部
75b 第1表示面
75c 第2表示面
76 付勢部材
140 変形ベース部
140a 底部壁
140b,140c 側部壁
140d,140e 端部壁
150 トグル収容凹部
154 バネ収容開口部
156a,156b ピボット開口部
L Pと直交する方向
P 回動支持軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車用電気スイッチ、特に、自転車の電子制御式部品と併用する電気スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
自転車の利用は、交通手段としてだけでなく、リクリエーションの一形態としてますます人気が高まっている。また、自転車競技もプロアマを問わず大変人気のあるスポーツとなっている。自転車の利用目的がリクリエーション、交通、競技のいずれであれ、自転車業界はその種々の部品をたえず改良している。特に、自転車用部品の製造業者が改良しているものとして、種々の部品の性能、信頼性及び外観が挙げられる。
【0003】
近年、自転車の性能を高め、自転車操作を容易にするために、自転車の構成要素が電子的に制御されるようになってきている。具体的には、自転車は、シフト操作をより滑らかにするための電子式駆動部と、乗り心地をより滑らかにするための電子制御サスペンションとを備えている。こうした電子制御式自転車用構成要素により、乗り手は何度でも、少なくとも部分的に種々の操作モードを選択することができる。
【0004】
電子式駆動部の場合、リアシフト装置及び/またはフロントシフト装置が自転車に備えられてもよい。これらの装置としては、種々の形態が可能である。例えば、電子式駆動部のリアシフト装置に、内側電動リアハブや、電動リアディレーラを備えたリア多段式スプロケットアセンブリを設けることができる。いずれの場合も、自動シフト及び/または手動シフトを目的として、電子式シフト装置の操作は通常、サイクルコンピュータにより電子的に行われる。
【0005】
サイクルコンピュータはまた、電子的に制御または操作される他の構成要素に連結されている場合が多い。例えば、自転車によっては、乗り心地の固さを種々の要因に応じて調節するための電子式制御サスペンションアセンブリを備えたものがある。
サイクルコンピュータは、1つまたは複数のセンサを用いて、速度、ケイデンス、走行時間及びギア位置等の自転車の種々の運転状況をモニタするものであり、モニタされた状況は、電子式構成要素の電気的制御または操作に用いられる。このタイプの装置では、電線または電気コードが、種々の構成要素とセンサとの間の電流送信に用いられ、この電線または電気コードは多くの場合、電気コネクタにより構成要素及び/またはセンサに接続されている。
【0006】
こうした電子制御式自転車用構成要素は通常、自転車のハンドルバーに装着された操作装置によって操作される。乗り手がボタンを押すと、モータが作動して、電子制御式自転車用構成要素品が作動する。乗り手は、ディレーラの場合には、シフト操作を完了させるボタンを押し、また、サスペンションアセンブリの場合には、乗り心地の固さを変更するためのボタンを押す。
【0007】
なお、従来の自転車用電気スイッチ装置に関連する技術として、下記特許文献に示されるものが既に提案されている。
【0008】
【特許文献1】
米国特許第3591747号明細書
【0009】
【特許文献2】
米国特許第3746809号明細書
【0010】
【特許文献3】
米国特許第4169972号明細書
【0011】
【特許文献4】
米国特許第5285039号明細書
【0012】
【特許文献5】
米国特許第5796057号明細書
【0013】
【特許文献6】
米国特許第6015036号明細書
【0014】
【特許文献7】
米国特許第6073061号明細書
【0015】
【特許文献8】
米国特許第6367833号明細書
【0016】
【特許文献9】
米国特許第6380731号明細書
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上記のボタン等は、その装置を見なくても比較的容易に使用でき、かつ比較的小型である操作装置を提供することが望ましい。
こうした点に鑑みると、電子制御式自転車用構成要素を操作、制御するための改良型操作装置が必要である。本発明は、従来技術におけるこれらの要望ならびに当業者であれば以下の開示内容から明白になるであろう他の要望に応えるものである。
【0018】
本発明の目的は、コンパクトな配置を図るべくクリック機構を備えた電子制御装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、2つの電気操作式自転車構成要素を制御することのできる自転車用電子制御装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、比較的容易に使用することのできる電子制御装置を提供することにある。
【0019】
本発明の別の目的は、構造が比較的単純でかつ安価で製造できる電子制御装置を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、上述目的は、ベース部、第1電気的接触スイッチ、トグル部及びクリック機構を備えた自転車用電気スイッチを提供することにより達成可能である。第1電気的接触スイッチは、ベース部に対し第1位置に配置されている。トグル部は、回動支持軸を中心として、第1電気的接触スイッチから離間したトグル中立点と第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置との間で回動自在にベース部に装着されるとともに、上方操作面と、下方スイッチ操作面と、第1端面とを有している。下方スイッチ当接面は、第1当接位置まで回動すると第1電気的接触スイッチに当接するよう配置されている。第1端面は、上方操作面と下方スイッチ当接面との間に位置する。クリック機構は、トグル中立点及び第1当接位置の少なくとも一方からトグル部が回動したことを示すよう、ベース部とトグル部の第1端面との間に形成されている。
【0021】
本発明の別の態様によれば、上記目的は、ベース部、第1電気的接触スイッチ、第2電気的接触スイッチ、第3電気的接触スイッチ、トグル部及びボタン部を備えた自転車用電気スイッチを提供することにより達成可能である。第1電気的接触スイッチは、ベース部に対し第1位置に配置されている。第2電気的接触スイッチは、ベース部に対し第2位置に配置されている。第3電気的接触スイッチは、ベース部に対し第3位置に配置されている。トグル部は、回動支持軸を中心として、第1及び第2電気的接触スイッチから離間したトグル中立点と、第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置と、第2電気的接触スイッチに当接する第2当接位置との間で回動自在にベース部に装着されている。ボタン部は、第3電気的接触スイッチから離間したボタン中立点と第3電気的接触スイッチに当接する第3当接位置との間で移動自在にトグル部に連結されている。
【0022】
本発明の別の態様によれば、上記目的は、自転車用シフト装置、制御ユニット及び操作装置を備えた電気制御自転車用シフトアセンブリを提供することにより達成可能である。自転車用シフト装置は、少なくとも2つのシフト位置の間で移動するよう構成されている。制御ユニットは、少なくとも2つのシフト位置の間におけるシフト装置の移動を制御するよう自転車用シフト装置に連結されている。操作装置は、シフト信号を入力するために制御ユニットに連結されるとともに、ベース部と、第1電気的接触スイッチと、トグル部と、クリック機構とを含む。第1電気的接触スイッチは、ベース部に対し第1位置に配置されている。トグル部は、回動支持軸を中心として第1電気的接触スイッチから離間したトグル中立点と第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置との間で回動自在にベース部に装着されるとともに,上方操作面,下方スイッチ当接面及び第1端面を有する。下方スイッチ当接面は、トグル部が第1当接位置まで回動すると第1電気的接触スイッチに当接するように配置されている。第1端面は、上方操作面と下方スイッチ当接面との間に位置する。クリック機構は、トグル中立点及び第1当接位置の少なくとも一方からトグル部が回動したことを示すようベース部とトグル部との間に形成されている。
【0023】
本発明の別の態様によれば、上記目的は、自転車用シフト装置、制御ユニット及び操作装置を備えた電気制御自転車用シフトアセンブリを提供することにより達成可能である。自転車用シフト装置は、少なくとも2つのシフト位置の間で移動するよう構成されている。制御ユニットは、少なくとも2つのシフト位置の間におけるシフト装置の移動を制御するようシフト装置に連結されている。操作装置は、シフト信号を入力するために制御ユニットに連結されるとともに、ベース部と、第1電気的接触スイッチと、第2電気的接触スイッチと、第3電気的接触スイッチと、トグル部と、ボタン部とを含む。第1電気的接触スイッチは、ベース部に対し第1位置に配置されている。第2電気的接触スイッチは、ベース部に対し第2位置に配置されている。第3電気的接触スイッチは、ベース部に対し第3位置に配置されている。トグル部は、回動支持軸を中心として、第1及び第2電気的接触スイッチから離間したトグル中立点,第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置,及び第2電気的接触スイッチに当接する第2当接位置の間で回動自在にベース部に装着されている。ボタン部は、第3電気的接触スイッチから離間したボタン中立点と第3電気的接触スイッチに当接する第3当接位置との間で移動自在にトグル部に連結されている。
【0024】
以上のみならず、本発明の他の目的、特徴、態様及び利点が、添付の図面と併せて本発明の好適実施形態を開示する以下の詳述から当業者には明白になるであろう。
【0025】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。当業者には、この説明が例示のみを目的とし、請求の範囲及びその等価物により定められる本発明を何ら制限するものではないことが明白であろう。
【0026】
図1〜図3に、後述するように、本発明の第1実施形態による電子制御装置(以下、電子制御式駆動部若しくは単に駆動部ともいう。)12を含む自転車10を示す。自転車10は、ハンドルバー16と、フレーム14に連結された一対の車輪18とを有する。電子制御式駆動部12は、サイクルコンピュータ20と、速度センサ22と、リアシフト操作装置24aと、フロントシフト操作装置24bとにより制御及び操作される。電子制御式駆動部12は、必要に応じて、他の装置で制御及び操作することもできる。例えば、ハブダイナモからのパルス信号を速度センサとして利用することができる。
【0027】
駆動部12は、電動リアディレーラ26aと、電動フロントディレーラ26bと、チェーン28と、フロントクランクセット30と、複数のリアカセットスプロケット32とを含む。シフト装置24a及び24bを、他の種類の駆動部と併用してもよい。例えば、シフト操作装置24a及び24bの一方により内側ギアハブを操作することができる。
【0028】
駆動部12は、後述するように、シフト操作装置24a及び24b及び/またはサイクルコンピュータ20により、従来と同様に操作される。自転車10はまた、後述するように、好ましくは、シフト操作装置24aにより操作される電子制御式リアサスペンション36a及び電子制御式フロントサスペンション36bを備えている。具体的には、右側シフト操作装置24aは、リアディレーラ26aのアップシフト及びダウンシフトを行い、そのシフトポイントテーブルを巡航モード、駆動モード等の間で変更する。左側シフト装置24bは、フロントディレーラ26bのアップシフト及びダウンシフトを行い、サスペンション36a及び36bの固さを、ハードサスペンション設定とソフトサスペンション設定との間で変更する。
【0029】
自転車10及びその種々の構成要素は、本発明によるシフト操作装置24a及び24bの改良部分を除いて従来技術において周知であるため、ここでは、自転車10とその種々の構成要素の詳しい説明を省略し、本発明によるシフト操作装置24a及び24bに関連する構成要素についてのみ説明する。すなわち、本発明によるシフト操作装置24a及び24bを用いて、あらゆる電子制御式駆動部とあらゆる電子制御式リアサスペンションとを操作、制御することができる。本発明によるシフト操作装置24a及び24bを用いて、他の電子制御式構成要素を操作、制御してもよい。
【0030】
また、ここで詳細に説明しない、ブレーキや追加スプロケット等の種々の従来の自転車用部品は、本発明と併用してもよい。
自転車10の種々の電気装置(サイクルコンピュータ20、前輪速度センサ22、シフト操作装置24a及び24b、及びディレーラ26a及び26b等)は、従来と同様に電線または電気コードで電気的に互いに連結される。具体的には、シフト操作装置24a及び24bは、それぞれ電線25a及び25bによりサイクルコンピュータ20に電気的に連結し、そのサイクルコンピュータ20を、電線または電気コードにより、速度センサ22と、電動ディレーラ26a及び26bと、電子制御式サスペンション36a及び36bと、必要に応じて他のセンサ(図示せず)とに電気的に接続される。
【0031】
電動ディレーラは、従来技術で周知であるため、ここでは、電動ディレーラ26a及び26b(すなわち、それぞれリアディレーラ及びフロントディレーラ)についての詳しい説明を省略する。
サイクルコンピュータ20は、好ましくは、バッテリユニットまたはダイナモから電力供給されるプリント回路板上に形成されたマイクロコンピュータを含む。サイクルコンピュータ20のマイクロコンピュータは、中央演算処理装置(CPU)、ランダムアクセス記憶構成要素(RAM)、読み取り専用記憶構成要素(ROM)、及び入出力インターフェースを含む。マイクロコンピュータの種々の構成要素は、自転車業界で周知であるため、ここでは、サイクルコンピュータ20のマイクロコンピュータで使用する構成要素についての詳しい説明は省略する。また、サイクルコンピュータ20は、種々の電子構成要素、回路及び機械構成要素を含めてもよい。さらに、サイクルコンピュータ20は、その形態を種々のものに変更可能である。例えば、サイクルコンピュータ20を、表示ユニットと制御ユニットとに分割し、制御ユニットを、自転車フレーム上で表示ユニットとは別の位置に装着することができる。本実施形態におけるサイクルコンピュータ20は、表示ユニット、シフト制御ユニット及びサスペンション制御ユニットとして機能する。
【0032】
好ましくは、サイクルコンピュータ20には、乗り手に種々の情報を表示するディスプレイが設けられている。サイクルコンピュータ20は、シフト操作装置24a及び24bを介した乗り手からの入力情報及び/または速度センサ22からの入力情報に基づいて、ディレーラ26a及び26bと電子制御式サスペンション36a及び36bとを操作する。したがって、シフト操作装置24a及び24bは、ディレーラ26a及び26bと、フロント及びリアサスペンション36a及び36bとに連結される。
【0033】
右側シフト操作装置24aと左側シフト操作装置24bの部品は、互いに鏡像関係にある点を除き、実質的に互いに同一である。右側またはリアシフト操作装置24aは、リアディレーラまたはシフト装置26aならびにシフトポイントテーブルを制御する電気スイッチ装置である。左側またはフロントシフト操作装置24bは、フロントディレーラまたはシフト装置26bならびに電子制御式サスペンション36a及び36bの固さを制御する電気スイッチ装置である。
【0034】
シフト制御装置24a及び24bは、どちらも同じ構造であるため、ここでは、シフト操作装置24aについてのみ詳細に説明する。シフト操作装置24a部品に関する説明は、シフト操作装置24bの構造にも適用可能である。
図3〜図7に示すように、シフト操作装置24aは、装着部41を有するベース部40と、トグル部42と、ボタン部43と、3つの電気的接触スイッチ44、45及び46とを含む。シフト操作装置24aは、乗り手に対し、第1及び第2スイッチ44及び45を選択的に操作するようトグル部42が既に十分に移動していることを示すためのクリック機構47をさらに有している。クリック機構47の位置決めは、シフト操作装置24aの構成が小型化されるように行う。シフト操作装置24aは、装着部41で自転車10のハンドルバー16に固定し得るよう構成されている。
【0035】
トグル部42は、電気的接触スイッチ44及び45と選択的に当接するよう、ベース部40に回動自在に装着されており、これらのスイッチは、リアディレーラまたはシフト装置26aをアップシフトまたはダウンシフトさせるよう、サイクルコンピュータ20を介してリアディレーラまたはシフト装置26aに接続されている。具体的には、トグル部42は、回動支持軸Pを中心としてベース部40に回動自在に装着され、予め負荷をかけられた付勢要素48により、トグル部42が第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45から離間した位置であるトグル中立点に付勢されている。好ましくは、付勢要素48は、トグル部42を第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45に対し中立点にトグル部42を保持するねじりバネである。付勢要素48は、回動支持軸Pを中心に同心状に位置するコイル部48aと、トグル部42をトグル中立点に付勢するようにベース部40及びトグル部42の双方に当接する自由端48b及び48cとを有する。トグル部42が回動支持軸Pを中心にベース部40に対し移動すると、付勢要素48の自由端48b及び48cが一緒に圧縮される。トグル部42が回動支持軸Pに対し第1回転方向R1に移動すると、トグル部42は、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45から離間したトグル中立点から、第1電気的接触スイッチ44と当接する若しくはこのスイッチを押圧する第1当接位置へと移動する。逆に、トグル部42が回動支持軸Pに対し第2回転方向R2に移動すると、トグル部42は、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45から離間したトグル中立点から、第2電気的接触スイッチ45と当接する若しくはこのスイッチを押圧する第2当接位置へと移動する。
【0036】
ボタン部43は、第3電気的接触スイッチ46から離間したボタン中立点と第3電気的接触スイッチ46と当接する第3当接位置との間で移動自在にトグル部42に連結されている。ボタン部43は、回動支持軸Pに実質的に直交する方向Lに直線状に移動するよう、トグル部42に移動自在に装着されている。好ましくは、ボタン部43の直線移動位置は、トグル部42の回動支持軸Pと交差するライン上にある。すなわち、本実施形態において、ボタン部43は、回動支持軸P方向におけるトグル部42の中央または中間部分に配置される。ボタン部43がトグル部42に対しL方向に移動すると、ボタン部43は、サイクルコンピュータ20を介して電子制御式シフト装置26a及び26bに接続された電気的接触スイッチ46に当接する若しくはこのスイッチを押圧する。上述のように、左側シフト操作装置24bのボタン部は、電子制御式サスペンション36a及び36bに接続され、右側シフト操作装置24aのボタン部43は、シフトポイントテーブルを変更できるよう、電子制御式ディレーラ26a及び26bに接続されている。
【0037】
図8〜図14に示すように、ベース部40は、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。ベース部40は、幾つかの部品を連結して形成されてもよい。ベース部40は、底部壁40aと、1対の対向する側部壁40b及び40cと、1対の端部壁40d及び40eとを有する。底部壁40aは、装着部41に固定的に接続されている。壁部40b〜40eは、底部壁40aから実質的に垂直上方に延びて、トグル部42を中に収容するトグル収容凹部50を形成している。凹部50は、トグル部42を完全に包囲する閉鎖型凹部である必要はない。すなわち、側部壁40b及び40cを装着フランジと交換する、かつ/または、底部壁40aをすべて取り除いてもよい。
【0038】
底部壁40aは、付勢要素48の自由端48b及び48cを収容するバネ収容開口部54を有する。付勢要素48に予め負荷をかけるように付勢要素48の自由端48b及び48cを同時に圧縮する寸法で、開口部54を形成する。
側部壁40b及び40cは、ピボット開口部56a及び56bを有しており、これにより、ベース部40に設けた凹部50内にトグル部42を回動自在に支持する。ピボット開口部56a及び56bは、その各中心が回動支持軸Pとなるよう一列に並んでいる。
【0039】
側部壁40bは、2つのスロット58a及び58bを有する。このスロットに接触スイッチ支持部材52の一部を収容して、これをベース部40内に保持する。具体的には、接触スイッチ支持部材52の上に、電気的接触スイッチ44、45及び46が装着されている。接触スイッチ支持部材52は、側部壁40bのスロット58a及び58b内に挿入され、電気的接触スイッチ44、45及び46が、ベース部40の凹部50内において、ベース部40の底部壁40aとトグル部42との間に配置される。電気的接触スイッチ44、45及び46を、必要に応じて、他の方法でベース部40の底部壁40aとトグル部42との間に配置してもよい。また、電気的接触スイッチ44、45及び46は、従来の圧力作動型電気的接触スイッチとして説明されているが、他の種類の圧力作動型スイッチも使用可能である。
【0040】
対向する側部壁40b及び40cにはまた、端部壁40dに隣接して1対のノッチ60a及び60bが形成されている。端部40dは、底部壁40a内まで延びる一対の切取部分62a及び62bを有する。クリック機構47の一部は、後述するように、これらのノッチ60a及び60bと切取部分62a及び62bとにより端部壁40dに対し保持される。
【0041】
図8〜図14に示すように、好ましくは、装着部41は、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。この好ましい実施形態では、装着部41は、従来と同様の方法で、シフト操作装置24aをハンドルバー16に固定するようにファスナ64(ボルト64a及びナット64b)を収容するスプリット型管状クランプ部材である。装着部41をベース部40に装着するには、種々の方法をとることができる。例えば、ベース部40及び装着部41は、熱や接着剤により互いに溶接することができる。別の方法として、ネジ等のファスナを用いて、装着部41をベース部40に固定させることもできる。
【0042】
図15〜図21に示すように、この実施形態におけるトグル部42は、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。トグル部42は、上方操作面42aと、下方スイッチ当接面42bとを有し、これらの間に、1対の対向する側面42c及び42dと、1対の対向する端面42e及び42fとが挟まれている。乗り手がトグル部42をトグル中立点と第1及び第2当接位置との間で回動支持軸Pを中心に回動させることができるよう、トグル部42の操作面42aは露出した状態となっている。ボタン収容孔42gは、トグル部42内を貫通して操作面42aとスイッチ当接面42bとの間に延びて、ボタン部43を移動自在に収容できる。端面42eは、後述するように、クリック機構47の筐体部分として機能するバネ収容孔42hを有する。
【0043】
上述のように、トグル部42は、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45と選択的に当接するよう、ベース部40に回動自在に連結されている。トグル部42は、付勢要素48により、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45に対しトグル中立点に保持されている。この実施形態では、第1スイッチ44がリアディレーラ26aのアップシフトを制御し、第2スイッチ45がリアディレーラ26aのダウンシフトを制御する。
【0044】
トグル部42は、1対のピボット部材またはピン66a及び66bを有しており、これらは、側面42c及び42dから横方向に突出して一体形成されている。回動支持ピン66a及び66bの中心軸は回動支持軸Pであり、この回動支持ピン66a及び66bは、ベース部40のピボット開口部56a及び56b内に収容される。回動支持ピン66aは、回動支持ピン66bより長く、付勢要素48が装着されている。具体的には、付勢要素48のコイル部48aは、回動支持ピン66aの周囲に装着される。
【0045】
トグル部42のスイッチ当接面42bには、1対の突起71及び72が設けられており、この突起が、トグル部42の回動に伴って第1及び第2接触スイッチ44及び45に当接、押圧する。突起71及び72はそれぞれ、トグル部42の対向する端部に配置される。
2つのバネ接当部73a及び73bが、回動支持ピン66bの対向する長手方向側部に隣接して形成されている。バネ接当部73a及び73bは、付勢要素48の自由端48b及び48cに同時に当接するように配置及び構成されている。これにより、付勢要素48は、予め負荷をかけられた状態となる。付勢要素48の自由端48b及び48cはまた、ベース部40の底部壁40aに設けられたバネ収容開口部54内に収容される。トグル部42は、付勢要素48の自由端48b及び48cをバネ収容開口部54に係合させることにより、普段ベース部40に対し回動しないように保持することができる。すなわち、付勢要素48の自由端48b及び48cがベース部40のバネ収容開口部54に係合することにより、トグル部42を中立点に付勢する。しかし、乗り手がトグル部42の長手方向端部の一方を押し下げると、トグル部42は付勢要素48の付勢力に対抗して回動する。すると、トグル部42は第1及び第2当接位置の一方に回動して、第1及び第2接触スイッチ44及び45に当接する若しくはこれを押圧する。具体的には、付勢要素48の自由端48b及び48cの一方は、トグル部42の長手方向端部の一方を押し下げることにより、ベース部40に当接する位置から移動してトグル部42をベース部40に対し回動させる。
【0046】
図22〜図24に示すように、この実施形態において、ボタン部43は、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。ボタン部43は、トグル部42のボタン収容孔42g内に移動自在に装着され、トグル部42の操作面42aから外向きに延びて、乗り手がボタン部43をトグル部42のボタン収容孔42g内に押し入れる若しくは直線状に移動させることにより、サスペンションを操作することができる。具体的には、ボタン部43が第3電気スイッチ46に当接する若しくはこれを押圧することで、サスペンションのモードまたは設定を制御することができる。すなわち、ボタン部43を押すことにより、第3スイッチ46が、巡行モードと駆動モードとの間を切り替える。同様に、左側操作装置24bのボタン部は、ハードサスペンション設定とソフトサスペンション設定との間を切り替える。
【0047】
好ましくは、ボタン部43は、押圧部43aと、押圧部43aとワンピース型単体部材として一体形成した付勢部43bとを有している。付勢部43bは、1対のバネアーム43cを有し、このアームの自由端は、トグル部42のスイッチ当接面42bに、接着剤または熱により溶接される若しくは他の手段によって固定される。押圧部43aが、ベース部40の底部壁40aに向けて下方向に押されると、アーム部43cから押圧部43aに付勢力が作用するため、押圧部43aを付勢して中立点まで引き戻すことができる。すなわち、乗り手がボタン部43の押圧部43aを押すと、押圧部43aが下向きに移動して、第3電気スイッチ46を押圧し、自転車10のリアサスペンション36aを作動させる。乗り手がボタン部43の押圧部43aを解放すると、アーム部43cの作用により、ボタン部43は中立点まで復帰する。
【0048】
図3、図25及び図26に示すように、クリック機構47は、トグル部42の長手方向端部42eの一方において、ベース部40とトグル部42との間で作動するように配置されている。この位置に配置されることにより、シフト操作装置24aは、大幅に小型化されることが可能である。好ましくは、クリック機構47は、移動止め部材74と、クリック部材またはプレート75と、移動止め部材74をクリック部材75と係合させるよう付勢する付勢部材76とを含む。
【0049】
クリック部材75は、ベース部40の直立端部壁40dとトグル部42との間で連結されて、トグル部42がトグル中立点から第1当接位置または第2当接位置に移動したことを示すものである。すなわち、乗り手が移動止め部材74を指で触ると、移動止め部材74がクリック部材またはプレート75に係合したことを、感触でわかるようになっている。これにより、乗り手は、シフト操作が行われたことを知ることができる。この好ましい実施形態において、移動止め部材74は、球状部材またはボールであり、付勢部材76は、移動止め部材74をクリック部材またはプレート75に係合させるように付勢する圧縮バネである。クリック部材またはプレート75には、トグル部42がトグル中立点にある場合に移動止め部材74を収容する開口部が設けられている。この開口部と壁部40dとが、移動止め収容凹部を形成している。トグル部42が第1または第2当接位置まで回動すると、移動止め部材74は、開口部75aの対向側部に位置する第1表示面75bまたは第2表示面75cに当接する。したがって、開口部75aは、移動止め部材74の静止位置となっている。なお、他の構造も使用可能である。
【0050】
好ましくは、サイクルコンピュータまたは制御ユニット20は、ディレーラ26a及び26bのギア位置、サスペンション36a及び36bの設定、及びこれに限定されない種々の情報を、乗り手に提供または表示するディスプレイを備えている。サイクルコンピュータまたは制御ユニット20は、ディレーラ26a及び26b、及びサスペンション36a及び36bを操作及び制御する。したがって、自転車10の駆動部12を操作または電子的に制御するのは、サイクルコンピュータ20である。好ましくは、サイクルコンピュータ20が電動ディレーラ26a及び26bを電気的に操作し、これにより、電動ディレーラ26a及び26bの自動操作または手動操作可能になる。本発明と併用できるようにされた自動シフトアセンブリの一例は、株式会社シマノに譲渡され、キムラに付与された米国特許第6073061号明細書に開示されている。
【0051】
手動モードでは、電動ディレーラ26a及び26bそれぞれのシフト操作は、シフト操作装置24a及び24bのトグル部を手で動かすことにより行われる。トグル部42の一方を回動させることにより、スイッチ44または45の一方を押圧して、所定の操作コマンドを実行させ、それをサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに受信させる。サイクルコンピュータ20の中央処理ユニットは、それを受信した後、所定操作コマンドまたは電気信号を送信して、電動ディレーラアセンブリ26a及び26bの一方を移動またはシフトさせる。
【0052】
自動モードにおける電動ディレーラ26a及び26bそれぞれのシフト操作は、好ましくは、自転車の速度とペダルに加わるトルクとに少なくとも部分的に基づいて行われる。したがって、サイクルコンピュータ20はまた、少なくとも1つの速度感知/測定装置または構成要素と、少なくとも1つのトルク値感知/測定装置とをさらに備えている。速度感知/測定装置または構成要素は、自転車10の速度を示す情報をサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに提供し、トルク感知/測定装置は、ペダルに加わるトルク値を示す情報をサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに提供し、それぞれ、自転車10の速度及びペダルに加わるトルク値を表す所定操作コマンドを出力する。追加の感知/測定装置をサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに連結して、サイクルコンピュータ20の中央処理ユニット(CPU)により所定の操作コマンドを受信し、電動ディレーラ26a及び26bや他の構成要素を自動的に作動させてもよい。
【0053】
この感知/測定装置は、例えば、速度センサ22及び磁石45を含む速度感知ユニットにすることができる。速度センサ22は、好ましくは、自転車10のフロントフォークに装着された磁気操作型センサとして、自転車10の前輪に備えられたスポークの一方に装着した磁石45を感知する。速度センサ22は、リードスイッチや、磁石45を検出する他の構成要素であってもよい。この速度センサ22は、所定の角度や回転量を自転車10の車輪が回転する毎に、パルスを出力する。すなわち、速度センサ22は、自転車10の前輪の回転速度を検出する。速度センサ22がパルスまたは信号を出力すると同時に、このパルス信号がパルス信号送信回路によりサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに送信されるため、サイクルコンピュータ20は、この速度情報及び他の利用可能なあらゆる関連情報に基づいて、チェーン24をアップシフトすべきかダウンシフトすべきかを決定する。したがって、サイクルコンピュータ20の感知装置または測定構成要素は、速度センサ22及び磁石45によって構成されている。すなわち、速度センサ22が、自転車10の前輪に装着された磁石45を検出することにより、自転車の速度信号を出力する。これにより、速度情報がバッテリ操作式電子サイクルコンピュータ20に送信されて、必要に応じて、電動ディレーラアセンブリ26a及び26bを作動させる。
【0054】
別の方法として、感知/測定構成要素に、他の種類のセンサを含めることができる。例えば、トルクセンサ及び磁石を含むトルク感知ユニットを、単独で用いる若しくは速度センサ22と併用してもよい。トルクセンサは、好ましくは、自転車10の固定部に装着された磁気操作型センサとして、自転車10のクランクアームに装着された磁石を感知させる。このトルクセンサを、リードスイッチや、磁石を検出する他の構成要素であってもよい。このトルクセンサは、所定の角度や回転量を自転車10のクランクアームが回転する毎に、パルスを出力する。すなわち、トルクセンサは、自転車10のクランクアームの回転トルクを検出する。トルクセンサがパルスまたは信号を出力すると同時に、このパルス信号がパルス信号送信回路によりサイクルコンピュータ20の中央処理ユニットに送信されるため、サイクルコンピュータ20は、この速度情報及び他の利用可能なあらゆる関連情報に基づいて、チェーン24をアップシフトすべきかダウンシフトすべきかを決定する。したがって、トルクセンサ及び磁石は、サイクルコンピュータ20の感知装置または測定構成要素を構成している。すなわち、トルクセンサが、自転車10のクランクアームに装着された磁石45を検出することにより、自転車のトルク信号を出力する。これにより、トルク値情報がバッテリ操作式電子サイクルコンピュータ20に送信され、必要に応じて、電動ディレーラアセンブリ26a及び26bを作動させる。
【0055】
[第2実施形態]
図27〜図35に、第2実施形態によるシフト操作装置24a´を示す。シフト操作装置24a´は、シフト操作装置24a´にボタン部43及び第3電気スイッチ46がない点を除き、シフト操作装置24aと同一である。第1実施形態と第2実施形態とが類似していることを考慮して、便宜上、第1実施形態と同じ第2実施形態の部品には、第1実施形態の部品と同じ参照番号を付与する。また、第1実施形態の部分と同じ第2実施形態の部品に関する説明を、便宜上省略する。第1実施形態の部品と異なる第2実施形態の部品は、「´」を付与して表示する。
【0056】
図27に示すように、シフト操作装置24a´は、装着部41を有するベース部40と、トグル部42´と、2つの電気的接触スイッチ44及び45と、クリック機構47とを含む。この実施形態では、ボタン部43及び第3電気スイッチ46がない点で、トグル部42´のみが変更されている。この実施形態におけるトグル部42´は、1本の回動支持ピン66´により、ベース部40に回動自在に装着されている。
【0057】
図28〜図35に示すように、この実施形態におけるトグル部42´は、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。トグル部42´は、操作面42a´と、スイッチ当接面42b´とを有し、その間に、1対の対向する側面42c´及び42d´と、1対の対向する端面42e´及び42f´とが挟まれている。トグル部42´の操作面42a´は、乗り手がトグル部42´をトグル中立点と第1及び第2当接位置との間で回動支持軸Pを中心に回動させることができるよう、露出した状態になっている。端面42e´は、第1実施形態と同様に、クリック機構47の筐体部分として機能するバネ収容孔42h´を有する。
【0058】
上述のように、トグル部42´は、ベース部40に回動自在に装着されており、第1実施形態と同様に、第1及び第2電気的接触スイッチ44及び45と選択的に当接するための突起71´及び72´を有する。付勢要素48は、トグル部42´を、第1及び第2接触スイッチ44及び45に対するトグル中立点に保持する。この実施形態において、第1スイッチ44がリアディレーラ26aのアップシフトを制御し、第2スイッチ45がリアディレーラ26aのダウンシフトを制御する。
【0059】
[変形ベース部]
図36に、本発明の他の実施形態による変形ベース部140を示す。この変形ベース部140は、別体のクリック部材またはプレートを必要としない。すなわち、シフト操作装置24a及び24a´のベース部40を変形ベース部140とすると、クリック部材75を省くことができる。
【0060】
ベース部140は、ベース部40と同様に、好ましくは、硬質成形プラスチック材料等の軽量で硬い材料から、ワンピース型単体部材として形成される。ベース部140は、幾つかの部品を連結して形成することも可能である。ベース部140は、底部壁140aと、1対の対向する側部壁140b及び140cと、1対の端部壁140d及び140eとを有する。底部壁140aは、上述の実施形態と同様に、装着部41に固定的に接続されている。壁部140b〜140eは、底部壁140aから実質的に垂直上方に延びて、トグル部42を中に収容するトグル収容凹部150を形成している。凹部150を、トグル部42を完全に包囲する閉鎖型凹部でなくてもよい。
【0061】
底部壁140aは、付勢要素48の自由端48b及び48cを収容するバネ収容開口部154を有する。開口部154は、上述の実施形態と同様に、付勢要素48に予め負荷をかけるように付勢要素48の自由端48b及び48cを同時に圧縮するような寸法で形成される。
側部壁140b及び140cは、ピボット開口部156a及び156bを有しており、これにより、ベース部140に設けた凹部150内にトグル部42が回動自在に支持される。ピボット開口部156a及び156bは、その各中心が回動支持軸Pと一列に並んでいる。
【0062】
側部壁140bは、2つのスロット158a及び158bを有しており、接触スイッチ支持部材52の一部を収容して、これをベース部140内に保持するようになっている。
端部壁140eは、トグル部42がトグル中立点から第1当接位置または第2当接位置に移動したことを示すクリック機構47のクリック部材を形成する。具体的には、端部壁140eは、細いスロットまたはスリット175aを有しており、トグル部42がトグル中立点にあるときに、クリック機構47の移動止め部材74をこのスリットに収容する。スリット175aの上方及び下方縁部175b及び175cは、第1及び第2表示面となっている。
【0063】
移動止め部材74は、クリック部材を形成する端部壁140eのスリット175aの第1及び第2表示面175b及び175cの一方に移動止め部材74が係合したことを、乗り手が指で触ると感触でわかるようになっている。具体的には、トグル部42が第1または第2当接位置に回動すると、移動止め部材74は、スリット175aの対向側部に位置する第1表示面175bか第2表示面175cかのいずれかに当接する。スリット175aの中央は、移動止め部材74の静止位置となっている。このような構造により、乗り手は、シフト操作が行われたことを知ることができる。
【0064】
本明細書でいう用語「前方、後方、上向き、上方、下向き、下方、横方向」とは、普通の乗車位置における自転車の方向を指している。したがって、これらの用語は、普通の乗車位置にある自転車10に対するものとして解釈されたい。
また、本明細書でいう「実質的に」「約」及び「およそ」等の程度を示す用語は、最終結果が大幅に変化しない程度に、こうした用語に修飾された条件に妥当量の偏差を含むことを意味している。こうした程度を示す用語が、その用語で修飾する条件の意味を否定するものでない場合には、これらの用語を、修飾された条件に対する少なくとも±5%の偏差を含むものとして解釈すべきである。
【0065】
以上、選択した実施形態のみを用いて本発明を説明したが、当業者であれば、請求の範囲に定める本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更及び修正を本明細書に加えられることが明白であろう。さらに、本発明による実施形態に関する上述は例示のみを目的とするものであって、請求の範囲及びその等価物によって定められる本発明を制限するものではない。
【0066】
【本発明の効果】
本発明の電子制御装置によれば、クリック機構によりコンパクトな配置を図ることができる。また、本発明の電子制御装置によれば、2つの電気操作式自転車構成要素を制御することができる。さらに、本発明の電子制御装置は、比較的容易に使用することができる。また、本発明の電子制御装置は、構造が比較的単純でかつ安価で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による、電子制御式駆動部及び電子制御式サスペンションを制御、操作する一対の操作装置を備えた自転車を示す側面図。
【図2】本発明の第1実施形態によるシフト制御ユニット及び1対の操作装置を連結した、図1の自転車のハンドルバー部分を示す平面図。
【図3】図1及び図2の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置を示す拡大斜視図。
【図4】通常の静止位置(トグル中立点及びボタン中立点)にある、図3の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図5】トグル部が第1当接位置に回動した状態にある、図3及び図4の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図6】トグル部が第2当接位置に回動した状態にある、図3〜図5の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図7】ボタン部が第3当接位置に押圧された状態にある、図3〜図6の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図8】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置用ベース部及び装着部を示す拡大斜視図。
【図9】図8のベース部及び装着部を示す右側面拡大図。
【図10】図8及び図9のベース部及び装着部を示す左側面拡大図。
【図11】図8〜図10のベース部及び装着部を示す平面図。
【図12】図8〜図11のベース部及び装着部であり、ファスナを除去した状態を示す底面図。
【図13】図8〜図12のベース部及び装着部であり、ファスナを除去した状態を示す正面端面図。
【図14】図8〜図13のベース部及び装着部であり、ファスナを除去した状態を示す背面端面図。
【図15】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置用トグル部を示す拡大斜視図。
【図16】図15のトグル部を示す右側面拡大図。
【図17】図15のトグル部を示す左側面拡大図。
【図18】図15〜図17のトグル部を示す平面図。
【図19】図15〜図18のトグル部を示す底面図。
【図20】図15〜図19のトグル部を示す正面端面図。
【図21】図15〜図20のトグル部を示す背面端面図。
【図22】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置用ボタン部を示す拡大斜視図。
【図23】図22のボタン部を示す右側面拡大図。
【図24】図22及び図23のボタン部を示す平面図。
【図25】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置に対するクリック機構を示す部分側面図。
【図26】図3〜図7の本発明の第1実施形態による右側またはリア操作装置用クリック部材またはプレートを示す拡大背面図。
【図27】本発明の第2実施形態による右側またはリア操作装置を示す拡大斜視図。
【図28】通常の静止位置(トグル中立点)にある、図27の右側またはリア操作装置を示す拡大側面線図。
【図29】図27及び図28の右側またはリア操作装置用トグル部を示す拡大斜視図。
【図30】図29のトグル部を示す右側面拡大図。
【図31】図29及び図30のトグル部を示す左側面拡大図。
【図32】図29〜図31のトグル部を示す平面図。
【図33】図29〜図32のトグル部を示す底面図。
【図34】図29〜図33のトグル部を示す前面端面図。
【図35】図29〜図34のトグル部を示す背面端面図。
【図36】上記の本発明の他の実施形態による操作装置に用いることができるよう、図8のベース部と交換可能である変形ベース部を示す斜視図。
【符号の説明】
12 駆動部
24a リアシフト操作装置
24b フロントシフト操作装置
24a´ シフト操作装置
26a 電動リアディレーラ
26b 電動フロントディレーラ
36a リアサスペンション
36b フロントサスペンション
40 ベース部
40a 底部壁
40b、40c 側部壁
40d,40e 端部壁
42,42´ トグル部
42a 上方操作面
42a´ 操作面
42b 下方スイッチ操作面
42b´ スイッチ当接面
42c,42d,42c´,42d´ 側面
42e,42f,42e´,42f´ 端面
43 ボタン部
43a 押圧部
44,45,46 電気的接触スイッチ
47 クリック機構
48 付勢要素
50 凹部
52 接触スイッチ支持部材
54 開口部
56a,56b ピボット開口部
66a,66b,66´ 回動支持ピン
74 移動止め部材
75 クリック部材またはプレート
75a 開口部
75b 第1表示面
75c 第2表示面
76 付勢部材
140 変形ベース部
140a 底部壁
140b,140c 側部壁
140d,140e 端部壁
150 トグル収容凹部
154 バネ収容開口部
156a,156b ピボット開口部
L Pと直交する方向
P 回動支持軸
Claims (22)
- ベース部と、
前記ベース部に対し第1位置に配置された第1電気的接触スイッチと、
回動支持軸を中心として、第1電気的接触スイッチから離間したトグル中立点と第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置との間で回動自在に前記ベース部に装着されるとともに、上方操作面と、前記第1当接位置まで回動すると前記第1電気的接触スイッチに当接するよう配置された下方スイッチ当接面と、前記上方操作面と前記下方スイッチ当接面との間に位置する第1端面とを有するトグル部と、
前記トグル中立点及び第1当接位置の少なくとも一方から前記トグル部が回動したことを示すよう、前記ベース部と前記トグル部の第1端面との間に形成されたクリック機構と、
を備えた自転車用電気スイッチ。 - 前記トグル部が前記トグル中立点から第2当接位置まで回動すると前記下方スイッチ当接面に当接するよう、前記ベース部に対し第2位置に配置された第2電気的接触スイッチをさらに備えた、請求項1に記載の自転車用電気スイッチ。
- 前記トグル部は、前記トグル部内を延びて第1及び第2端部が前記ベース部の開口内に収容された回動支持ピンにより、前記ベース部に回動自在に装着されている、請求項1に記載の自転車用電気スイッチ。
- ベース部と、
前記ベース部に対し第1位置に配置された第1電気的接触スイッチと、
前記ベース部に対し第2位置に配置された第2電気的接触スイッチと、
前記ベース部に対し第3位置に配置された第3電気的接触スイッチと、
回動支持軸を中心として、第1及び第2電気的接触スイッチから離間したトグル中立点と、第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置と、第2電気的接触スイッチに当接する第2当接位置との間で回動自在に前記ベース部に装着されたトグル部と、
第3電気的接触スイッチから離間したボタン中立点と第3電気的接触スイッチに当接する第3当接位置との間で移動自在に前記トグル部に連結されたボタン部と、
を備えた自転車用電気スイッチ。 - 前記第1及び第2電気的接触スイッチの前記第1及び第2位置は、前記トグル部が異なる2つの回転方向に回動することにより前記第1及び第2電気的接触スイッチにそれぞれ選択的に当接するよう、前記回動支持軸の両側にそれぞれ設けられている、請求項2または4に記載の自転車用電気スイッチ。
- 前記トグル部を前記トグル中立点に付勢するよう、前記ベース部と前記トグル部との間に連結された付勢要素をさらに備えた、請求項4または5に記載の自転車用電気スイッチ。
- 前記ベース部は、トグル収容領域を少なくとも部分的に形成する第1壁部及び第2壁部を有し、
前記第1及び第2電気的接触スイッチは、前記第1壁部に沿って配置されており、
前記トグル部の第1端面は、前記ベース部の第2壁部に対向している、
請求項6に記載の自転車用電気スイッチ。 - 前記トグルが前記トグル中立点にあることと前記第1当接位置にあることとを示すよう、前記ベース部と前記トグル部との間に連結されたクリック機構をさらに備えた、請求項4に記載の自転車用電気スイッチ。
- 前記トグル部は、操作面と、スイッチ当接面と、前記操作面及びスイッチ当接面の第1端部に位置する第1端面と、前記操作面及び前記スイッチ当接面の第2端部に位置する第2端面とを有し、
前記スイッチ当接面は、前記トグル部が前記第1及び第2当接位置の一方まで回動すると前記第1及び第2電気的接触スイッチに当接するよう配置されており、
前記回動支持軸は、前記第1端面と前記第2端面との間の前記トグル部の中央部分に位置しており、
前記クリック機構は、前記トグル部の前記第1及び第2端面の一方に位置している、
請求項8に記載の自転車用電気スイッチ。 - 前記クリック機構は、移動止め部材、クリック部材及び付勢部材を有しており、前記付勢部材は、前記移動止め部材を付勢して前記クリック部材に係合させる、請求項6または8に記載の自転車用電気スイッチ。
- 前記移動止め部材は、前記ベース部及びトグル部の一方に移動自在に連結されており、前記クリック部材は、前記ベース部及びトグル部の他方に固定的に連結されている、請求項10に記載の自転車用電気スイッチ。
- 前記クリック部材は、前記移動止め部材のための静止位置を形成する凹部の両側に位置しており、前記トグル部が前記トグル中立点から前記第1及び第2当接位置まで回動すると前記移動止め部材にそれぞれ当接する第1及び第2表示面を有している、請求項11に記載の自転車用電気スイッチ。
- 第3位置において前記ベース部に連結された第3電気的接触スイッチと、
前記第3電気的接触スイッチから離間したボタン中立点と前記第3電気的接触スイッチと当接する第3当接位置との間で移動自在に前記トグル部に連結されたボタン部とをさらに備えた、
請求項6に記載の自転車用電気スイッチ。 - 前記ボタン部は、前記ボタン中立点と前記第3当接位置との間で前記トグル部に対し直線方向に移動する、請求項4または13に記載の自転車用電気スイッチ。
- 前記ボタン部は、前記トグル部の前記回動支持軸の上方に位置し、前記トグル部の前記回動支持軸と実質的に直交する方向に、前記ボタン中立点と前記第3当接位置との間を移動する、請求項13または14に記載の自転車用電気スイッチ。
- 前記トグル部は、前記トグル部と前記ベース部との間に延びる1対の分離型ピボット部材により、前記ベース部に回動自在に装着されている、請求項1、13または15に記載の自転車用電気スイッチ。
- 少なくとも2つのシフト位置の間で移動するよう構成された自転車用シフト装置と、
少なくとも2つのシフト位置の間における前記シフト装置の移動を制御するよう前記自転車用シフト装置に連結された制御ユニットと、
シフト信号を入力するために前記制御ユニットに連結されるとともに、ベース部と、前記ベース部に対し第1位置に配置された第1電気的接触スイッチと、回動支持軸を中心として第1電気的接触スイッチから離間したトグル中立点と第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置との間で回動自在に前記ベース部に装着されるとともに,上方操作面,前記トグル部が前記第1当接位置まで回動すると前記第1電気的接触スイッチに当接するように配置されている下方スイッチ当接面,及び前記上方操作面と前記下方スイッチ当接面との間に位置する第1端面を有するトグル部と、前記トグル中立点及び前記第1当接位置の少なくとも一方から前記トグル部が回動したことを示すよう前記ベース部と前記トグル部との間に形成されたクリック機構とを含む操作装置と、
を備えた電気制御自転車用シフトアセンブリ。 - 前記操作装置は第2電気的接触スイッチをさらに含み、前記第2電気的接触スイッチは、前記トグル部が前記トグル中立点から第2当接位置まで回動すると前記第2電気的接触スイッチに当接するよう、前記ベース部に対し第2位置で連結されている、請求項17に記載の電気制御自転車用シフトアセンブリ。
- 前記操作装置は、前記ベース部に対し第3位置で連結された第3電気的接触スイッチをさらに含み、ボタン部が、第3電気的接触スイッチから離間したボタン中立点と第3電気的接触スイッチに当接する第3当接位置との間で移動自在に前記トグル部に連結されている、請求項18に記載の電気制御自転車用シフトアセンブリ。
- 少なくとも2つのシフト位置の間で移動するよう構成された自転車用シフト装置と、
少なくとも2つのシフト位置の間における前記シフト装置の移動を制御するよう前記シフト装置に連結された制御ユニットと、
シフト信号を入力するために前記制御ユニットに連結されるとともに、ベース部と、前記ベース部に対し第1位置に配置された第1電気的接触スイッチと、前記ベース部に対し第2位置に配置された第2電気的接触スイッチと、前記ベース部に対し第3位置に配置された第3電気的接触スイッチと、回動支持軸を中心として,第1及び第2電気的接触スイッチから離間したトグル中立点,第1電気的接触スイッチに当接する第1当接位置,及び第2電気的接触スイッチに当接する第2当接位置の間で回動自在に前記ベース部に装着されたトグル部と、第3電気的接触スイッチから離間したボタン中立点と第3電気的接触スイッチに当接する第3当接位置との間で移動自在に前記トグル部に連結されたボタン部とを含む操作装置と、
を備えた電気制御自転車用シフトアセンブリ。 - 前記第1電気的接触スイッチは、第1シフト方向における前記シフト装置の移動を制御し、
前記第2電気的接触スイッチは、前記第1シフト方向とは反対の第2シフト方向における前記シフト装置の移動を制御し、
前記第3電気的接触スイッチは、前記制御ユニットのシフトモードを変更する、
請求項19または20に記載の電気制御自転車用シフトアセンブリ。 - 前記第1電気的接触スイッチは、第1シフト方向における前記シフト装置の移動を制御し、
前記第2電気的接触スイッチは、前記第1シフト方向とは反対の第2シフト方向における前記シフト装置の移動を制御し、
前記第3電気的接触スイッチは、サスペンションアセンブリの固さを調節する、
請求項20または21に記載の電気制御自転車用シフトアセンブリ。
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