JP2004352222A - 自転車の動作機能の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 取外し自在装置が取り外されたときに、自転車の動作機能を制御するシステムで露出されたままになる接続箇所が絶縁されるようにする。
【解決手段】 自転車の動作機能を制御するシステムの装置（２２）が、少なくとも一つの電気接続部（１０５）を介して、少なくとも一つの相補的な装置（２１）と機能的に協働する。前記装置（２２）と前記相補的な装置（２１）のうちの少なくとも一つ（２１）が自転車から選択的に取外し自在に構成されており、前記電気接続部（１０５）は、少なくとも一つの末端接点部（１０７）が前記装置（２２）において露出されることにより、遮断されるようになっている。前記露出した末端接点部（１０７）を前記装置（２２）から電気的に絶縁するために、選択的に作動されるスイッチ（３２）が、前記少なくとも一つの電気接続部（１０５）に対応している。
【選択図】 図１

Description

本発明は自転車の制御システムに関し、特に競走用自転車を勘案して開発した自転車用制御システムに関する。本発明は、自転車、特に競走用自転車の分野に適用したものとして説明するものではあるが、適用分野は必ずしもそれに限定されるものではない。

自転車の分野について言えば、過去数年の間に、種々の機能をもつ電子制御システムが提供されるようになっている。このような電子制御システムは、種々のセンサーで収集した情報を受信、処理して、自転車の動作／走行状態についての情報を得るように構成されている。

また、これらの電子制御システムは、所定の基準にしたがって、自動的に、およびユーザーが発する命令を介して、自転車の前記動作／走行状態を変えるべく、ユーザーが種々の作動装置を制御できるように構成されている。特に、自転車のギアシフト（gear shift, リアディレイラー、後側外装変速機）およびディレイラー（derailleur, フロントディレイラー、前側外装変速機）を電子作動装置で制御する技術はすでに知られている。

自転車の動作／走行状態についての情報をユーザーに対して処理、提供する必要性から、前述の制御システムには表示装置が備わっている。

この表示装置は、いわゆるサイクルコンピュータ（自転車用コンピュータ、cycle computer）などの記憶容量のあるプロセッサーを備えていて、ユーザーに関する機密情報（sensitive information ）をも含む情報がそのプロセッサーに蓄えられている。

したがって、前述の表示装置を取外し自在として、自転車の電子制御システムから分離できるようにすれば便利である。

この種の自転車の動作機能を制御できるようにした電子制御システムについては、例えば本願出願人が出願したイタリア国特許出願第ＴＯ２０００Ａ０００２９３号に開示されている。

しかし、この公知の制御システムでは、表示装置を取り外すと、制御システムを作動させる残りの装置類は自転車に固定されたままで、特に、表示装置を着脱自在に接続するために前記「固定された」装置上に設けられた電気接続箇所が、露出したままになり、水、塵埃、衝撃、いたずらなどに対し無防備なままになる。

前述の接続部が、水や塵埃で汚染されたり、衝撃やいたずらを受けると、電子制御システムの作動が妨げられるばかりではなく、装置類の電源となる電池の放電が早まってしまうなどの問題がある。また、前述の接続部が外部環境に露出していると静電気によるショックのおそれがあり、そのため、システムが備えるマイクロプロセッサのような影響を受けやすい部品の作動が妨げられる。

本発明は、前述の諸問題点を解決すべくなされたものであって、取外し自在装置が取り外されたときに、自転車の動作機能を制御するシステムで露出されたままになる接続箇所が絶縁されるようにすることを目的としている。

本発明によれば、前述の目的は、特許請求の範囲に記載の特徴を有する少なくとも一つの装置を備えた、自転車の動作機能を制御するシステムにより達成される。

詳述すれば、前述の目的を達成する本発明の装置は、少なくとも一つの電気接続部を介して少なくとも一つの相補的な装置と機能的に協働するのに適した、自転車の動作機能を制御するシステムの装置で、前記装置と前記相補的な装置のうちの少なくとも一つが自転車から選択的に取外し自在に構成され、前記少なくとも一つの電気接続部が、少なくとも一つの末端接点部が前記装置上で露出されることにより、遮断されるようになっている装置において、前記露出した末端接点部を前記装置から電気的に絶縁するために、選択的に作動される少なくとも一つのスイッチが、前記少なくとも一つの電気接続部に対応していることを特徴とする。

本発明によれば、前記システムの複数の装置のうち少なくとも一つに、システムの装置がの取外しがある場合の切り替え（介在）に適した（suitable for intervening）、電気的導通状態を遮断する（interrupting electrical continuity）ための素子を設けている。

以後、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を詳述する。ただし、後述する実施形態は、本発明を例示するためになされたものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

図１は、自転車（図示せず）の動作機能を制御する、本発明による電子制御システム２の部分ブロック図である。

このような電子制御システムは、一般に、前掲のイタリア国特許出願第ＴＯ２０００Ａ０００２９３号に開示されているものであるので、詳細な説明は省略する。

要するに、このシステムは、表示装置２１と制御装置２２と動力装置（power unit）２３とで構成されている。

これらの構成装置類のうち、制御装置２２と動力装置２３は、固定されたアセンブリ（組立品）の状態で、すなわち、位置を「固定されて」自転車に装着されている。他方、残りの表示装置２１は、自転車から選択的に取り外しできるように構成されている。

動力装置２３は、ギアシフトとディレイラーに関する位置決め（変速）リクエストを管理して、位置検出器１６，１７にそれぞれ接続されたギアシフト用作動装置１４とディレイラー用作動装置１５とを制御する。

位置検出器１６，１７は、ギアシフトおよびディレイラーの位置（後側外装変速機および前側外装変速機の変速状態）についての情報を動力装置１３に供給し、動力装置１３が作動装置１４，１５を最適制御し、例えば、作動装置の位置のゼロ点設定や、位置のドリフトまたはオフセットの補償などの手順を実行できるようにしている。

動力装置２３は、結線１０２を介して制御装置２２に電源を供給する。結線１０２は、給電バス１０３と通信バス１０４に接続されている。

また、接続部１０５は、給電バス１０３と通信バス１０４を表示装置２１に接続する。

接続部１０５は、着脱自在、すなわち、表示装置２１を取り外して、システムの残部から分離できるように構成されている。

接続部１０５は、適切な４芯はめ込み形コネクタで構成してもよいし、すべり接点で構成してもよく、制御装置２２側に末端接点部（接点）１０７を、表示装置２１側に末端接点部（接点）１０８を有している。これらの末端接点部１０７，１０８は、図２と図４にのみ示してある。

制御装置２２において、マイクロコントローラ２７が通信バス１０４と並列に接続されている。このマイクロコントローラ２７は入力端２８，２９を有し、それぞれが、ギアシフトに対応する命令、ディレイラーに対応する命令を受信するようになっている。したがって、マイクロコントローラ２７は、通信バス１０４を介して前記命令を動力装置２３に転送する。制御装置２２は、マイクロコントローラ２７用の補助バッテリー３４の作動を周知の態様でモニターする補助電源回路３０を有している。

表示装置２１は、マイクロプロセッサ２５により駆動される表示部２４を有している。このマイクロプロセッサ２５は、サイクルコンピュータ機能を果たしたり、通信バス１０４を介して制御装置２２と通信するのに適したものである。

この表示装置２１に含まれる補助電源回路２６は、マイクロコントローラ２５用の補助バッテリー３３の作動を周知の態様でモニターするようになっている。

表示装置２１は、接続部１０５の近傍に磁石３１も有しているが、この磁石３１は、通信バス１０４と給電バス１０３の導線のうちの一本とに設けた３個のリード型磁気スイッチ３２を開閉する。

つまり、表示装置２１が取り外されていない状態では、磁気スイッチ３２は磁石３１の磁気により閉じて入っている。

表示装置２１が自転車から取り外されると、磁石３１も当然表示装置２１とともにスイッチ３２から離れていくから、磁気スイッチ３２は開いて切れる。これにより、制御装置２２は、表示装置２１との接続のための末端接点部１０７から電気的に絶縁される。

したがって、末端接点部１０７は、自転車に搭載されている装置類２２，２３から物理的に分離され、絶縁されるから、外部環境や外部異物（external agents）にさらされても、制御装置２２（ひいては動力装置２３）に何ら影響を及ぼすことはない。

表示装置２１と制御装置２２が接続部１０５を境に分離されている状態は、図２に明確に示されている。同図では、表示装置２１が、制御装置２２に対して、磁石３１の磁力がスイッチ３２に作用しなくなる距離だけ離されている状態を示しており、この場合スイッチ３２は開いて切れている。

特に、末端接点部１０７が被覆されておらず、露出されたままになっていても、給電バス１０３と通信バス１０４におけるそれぞれの導線類は、例えば、湿気により末端接点部１０７上に結露が生じても短絡するようなことはない。つまり、末端接点部１０７は、通信バス１０４と給電バス１０３の導線類から物理的に分離され、絶縁されている。

このように、バッテリー類が接続部１０５を介して放電する現象を防ぐことができる。

同様に、静電気が接続部１０５を介してバス１０３，１０４とそれらに接続された装置類に伝わる現象も防ぐことができる。

図１と図３では、３個のリード（reed-bulb ）スイッチを示し、４番目の導線にはそのようなスイッチは設けていない。

同図に示した例では、４番目の導線は給電バス１０３の接地導線であって、前述の３個のリードスイッチ３２が回帰ライン（return line）の形成を阻止しているから、前述した不都合な現象が発生するおそれはない。

しかし、給電バス１０３の両方の導線に前記スイッチ３２のようなスイッチを設けてもよいのは明らかである。

図３と図４は、図１と図２にそれぞれ類似しているとともに、回路構成も類似しているが、本発明の別の実施形態を示している。図３と図４においては、図１と図２に示したのと同一構成部品に同一符号を付している。

図３と図４に示した実施形態では、表示装置２１に設けられている接続部１０５の末端接点部１０８にも、制御装置２２に設けられている末端接点部１０７について説明したのと同じ保護機構を設けている。

この場合、装置２１および装置内の構成部品からの末端接点部１０８の物理的絶縁に基づく保護機構は、複数のスイッチ３５により構成されている。

この際、スイッチ３５（この場合もリードスイッチで構成するのが望ましい）は、表示装置２１に設けて、制御装置２２に設けた磁石３６により作動するようになっている。

したがって、表示装置２１が自転車に搭載されていると、表示装置２１と制御装置２２とは互いに接近しているため、磁石３１によってスイッチ３２が閉じて入っているのと同様に、磁石３６の作用でスイッチ３５も閉じて入っている。よって、接続部１０５は、両装置間の電気的接続を維持していて、それ自身の機能を果たしている。

逆に、表示装置２１が自転車から取り外されると、両装置２１，２２は互いに離間し、磁石３１でスイッチ３２を閉じた状態に維持することができなくなるとともに、磁石３６もスイッチ３５を閉じた状態に維持することができなくなる。

すなわち、スイッチ３２，３５がともに開いて切れる。このようにスイッチ３２，３５が開くことに伴って、末端接点部１０７，１０８が、表示装置２１の取外しと接続部１０５の遮断の結果、露出したままになり、それぞれの装置２２，２１から物理的に分離、絶縁される。

なお、スイッチ３５の数と配置の選定については、スイッチ３２について説明したのと同様のことが適用のできる。

当然のことながら、図３と図４に示したように、磁石３１，３６の取付け位置は、両磁石が互いに影響しないように、特に、磁石３６によってスイッチ３２が常時閉じること、および／または、磁石３１によってスイッチ３５が常時閉じることが起こらないように、適宜選定すべきである。

本発明によれば、従来例に比して著しい利点が得られる。

すなわち、本発明による自転車の動作機能を制御するシステムにおいては、制御装置および／または表示装置の接続箇所が、両装置の外部との信号の送受信を物理的に遮断することにより、自動的に絶縁されるようになっている。

本発明のシステムにより得られる前記絶縁により、制御装置と動力装置とが互いに独立して作動するのを阻止してしまうようなことはない。

リードスイッチ形式の磁気スイッチを用いれば、かなり激しい振動を受ける自転車にも十分利用できる。さらに、表示装置側および／または制御装置側の磁石は、電力などの供給を全く要しない安価な機器である。

しかし、リードスイッチの代わりに等価な磁気的または電気機械的機器を利用すること、例えば、モバイル素子型リレー（mobile-element relays）もしくはホール効果型センサーリレー、または、他のスイッチ、特に光学信号もしくは無線周波数信号のような信号により制御されるスイッチ、または、遠隔配置されたスイッチを開閉するセンサーもしくは近接検出機器（proximity devices ）を利用することも可能である。

また、制御装置２２および／または表示装置２１に設けた磁気スイッチと、表示装置２１および／または制御装置２２に設けた磁石とは、自転車に対する表示装置２１の取外し、搭載に応答して開閉動作を行う近接スイッチ機器を実現している。そのような機器は、種々の形態で機能的等価物として組み込むことができる。

例として、以下のものが挙げられる（ただし、これらに限定されない）。
機械式近接スィッチ。
発光素子と受光素子の対のような半導体式近接スィッチ。
自転車に対する表示装置２１の取外し、搭載に応じて、露出されたり、覆い隠されたりするフォトセルまたは光検出器のような光学スイッチ。
電磁界または超音波近接センサ。

この制御システムでは、制御装置２２が、表示装置２１の取外しに伴ってスイッチが開くのを検出して、その状態でのシステム自体の作動を阻止すべく介入する。しかし、これとは別に、制御装置２２が、磁気スイッチが開くのを検出して、例えばギアシフトやディレイラーの変速のような一通りの基本的な走行機能を果たすことで、自転車から表示装置が取り外された状態で前記機能の発揮を確保するように、構成してもよい。

以上のことから、ここまで説明した本発明の実施形態については、当業者には本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形や改変などが容易に考えられるところである。したがって、本発明は特許請求の範囲に基づいて、その範囲を規定すべきである。

制御装置と表示装置とが接続された状態にある、本発明の一実施形態による自転車の動作機能を制御するシステムの回路図である。 制御装置と表示装置とが分離された状態にある、図１に示した自転車の動作機能を制御するシステムの回路図である。 制御装置と表示装置とが接続された状態にある、本発明の別の実施形態による自転車の動作機能を制御するシステムの回路図である。 制御装置と表示装置とが分離された状態にある、図３に示した自転車の動作機能を制御するシステムの回路図である。

符号の説明

２ 制御システム
１４ ギアシフト用作動装置
１５ ディレイラー用作動装置
１６ 位置検出器
１７ 位置検出器
２１ 相補的な装置（表示装置）
２２ 装置（制御装置）
２３ 動力装置
２４ 表示部
２５ マイクロプロセッサ
２６ 補助電源回路
２７ マイクロコントローラ
２８ 入力端
２９ 入力端
３０ 補助電源回路
３１ 作動素子（磁石）
３２ スイッチ
３３ 補助バッテリー
３４ 補助バッテリー
３５ スイッチ
３６ 作動素子（磁石）
１０２ 結線
１０３ 給電バス
１０４ 通信バス
１０５ 接続部
１０７ 末端接点部
１０８ 末端接点部

Claims (17)

1. 少なくとも一つの電気接続部（１０５）を介して少なくとも一つの相補的な装置（２１，２２）と機能的に協働するのに適した、自転車の動作機能を制御するシステムの装置（２１，２２）で、前記装置（２２，２１）と前記相補的な装置（２１，２２）のうちの少なくとも一つ（２１，２２）が自転車から選択的に取外し自在に構成され、前記少なくとも一つの電気接続部（１０５）が、少なくとも一つの末端接点部（１０７，１０８）が前記装置（２２，２１）上で露出されることにより、遮断されるようになっている装置（２２，２１）において、
   前記露出した末端接点部（１０７，１０８）を前記装置（２２，２１）から電気的に絶縁するために、選択的に作動される少なくとも一つのスイッチ（３２，３５）が、前記少なくとも一つの電気接続部（１０５）に対応していることを特徴とする装置（２２，２１）。
2. 請求項１において、
   前記スイッチ（３２，３５）が、前記装置（２２，２１）に対して相補的な装置（２１，２２）が接近することにより作動される装置（２２，２１）。
3. 請求項１または２において、
   前記スイッチ（３２，３５）が、前記装置（２２，２１）と相補的な装置（２１，２２）が互いに接近したときに、前記装置（２２，２２）を前記末端接点部（１０７，１０８）に電気的に接続する装置（２２，２１）。
4. 請求項１から３までのいずれか一項において、
   前記電気接続部（１０５）が、前記装置（２２，２１）上で複数の末端接点部（１０７，１０８）が露出されることにより遮断されるマルチワイヤー電気接続部であり、その接続部に複数のスイッチ（３２，３５）が対応し、そのスイッチが、前記装置（２２，２１）と相補的な装置（２１，２２）が互いに離されると、前記装置（２２，２１）から前記露出した末端接点部（１０７，１０８）を電気的に絶縁するために、選択的に作動される装置（２２，２１）。
5. 請求項４において、
   前記マルチワイヤー電気接続部（１０５）の線が連続して、前記スイッチ（３２，３５）のない場合に、対応する末端部へ延びている装置（２２，２１）。
6. 請求項１から５までのいずれか一項において、
   前記電気接続部（１０５）が少なくとも一つのバス（１０３，１０４）に挿入されている装置（２２，２１）。
7. 請求項５において、
   前記電気接続部（１０５）が少なくとも一つのバス（１０３，１０４）に挿入され、
   前記連続して延びている線が、前記少なくとも一つのバスの接地線である装置（２２，２１）。
8. 請求項１から７までのいずれか一項において、
   前記スイッチ（３２，３５）が、磁石（３１，３６）により作動されるリードスイッチである装置（２２，２１）。
9. 請求項１または８において、
   前記装置（２２，２１）と相補的な装置（２１，２２）が協働する状態で、前記装置（２２，２１）が、前記相補的な装置（２１，２２）に接して、前記相補的な装置（２１，２２）に設けられた作動素子（３１，３６）により作動されるように、前記スイッチ（３２，３５）が位置決めされて装着されている装置（２２，２１）。
10. 請求項１から９までのいずれか一項において、
    自転車に固定されるように構成された装置（２２，２１）。
11. 請求項１において、
    前記相補的な装置（２１，２２）にある少なくとも一つのスイッチ（３５，３２）を作動させる少なくとも一つの作動素子（３６，３１）を備えた装置（２２，２１）。
12. 請求項１１において、
    前記作動素子（３６，３１）が、前記相補的な装置（２１，２２）にあって対応する作動素子（３１，３６）と干渉しないように位置決めされている装置（２２，２１）。
13. 請求項１から１２までのいずれか一項に記載の少なくとも一つの装置（２２，２１）と協働するように構成された、自転車の動作機能を制御するシステムの相補的な装置（２１，２２）であって、
    前記スイッチ（３２，３５）のための少なくとも一つの作動素子（３１，３６）を備えた相補的な装置（２１，２２）。
14. 請求項１３において、
    前記作動素子（３１，３６）が磁石である相補的な装置（２１，２２）。
15. 請求項１３または１４において、
    自転車から選択的に取り外せるように構成された相補的な装置（２１，２２）。
16. 請求項１３から１５までのいずれか一項において、
    表示装置（２１）として構成された相補的な装置（２１，２２）。
17. 請求項１３において、
    少なくとも一つのスイッチ（３５，３２）を備え、そのスイッチ（３５，３２）が、選択的に作動されて、前記露出した末端接点部（１０８，１０７）を前記装置（２１，２２）から電気的に絶縁する相補的な装置（２１，２２）。

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