JP2008296652A - Gear shift device for electric assistance bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変速操作手段により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置に関する。各変速段毎に適切なアシスト制御を実現するために、実際の変速段と検出手段により検出された変速段位置とが一致する適切な変速位置の検出を行うようにしたものである。 The present invention relates to an electrically assisted bicycle transmission capable of appropriate assist control for each gear stage shifted by a gear shift operating means. In order to realize appropriate assist control for each shift speed, an appropriate shift position where the actual shift speed matches the shift speed detected by the detecting means is detected.
電動アシストユニット等を備える補助動力付自転車は、自動車等に比較して省エネの観点から、また、老人や婦女子等の非力な自転車の使用者にとっても走行をアシストするものとして広く普及してきている。このような電動アシスト自転車は、補助動力である電動モータ等を駆動するための補助動力電源を備えている。さらに、近年では使用者に応じて(体調、老若男女等)補助動力のアシストモード(アシスト率等)が調整可能なものも提案されてきている。そこで、よりきめ細かなアシスト制御を行うためには、変速段毎に適正なアシスト制御を行う必要があることから、変速段すなわち変速位置の検出が正確になされる必要性が生じ、下記特許文献に例示したような電動アシスト自転車における変速位置検出装置が提案されている。
前記特許文献1に開示された補助動力付自転車を図12に示して簡単に説明する。グリップ62に隣接して連動設置された変速シフタ61の回転によって図示省略の変速機を変速する。グリップ62の回転に連動したカム63の回転により、該カム63のカム部に摺接する一対のマイクロスイッチ64a、64bのオン・オフ状態の組合せによって変速位置を検出するものである。図12(B)は1速の変速段の状態でマイクロスイッチ64a、64bは共にオフのままでモータによる補助動力が得られる。図12(C)は2速の変速段の状態でマイクロスイッチ64aはオン、64bはオフとなるが、これも補助動力が得られる。次に、図12(D)は3速の変速段の状態でマイクロスイッチ64a、64bは共にオンとなり、補助動力は得られない。かくして、自転車の変速位置に応じて適正に補助動力が得られる。
The auxiliary power-equipped bicycle disclosed in
次に、前記特許文献2に開示された補助動力付自転車用自動変速装置を図13に示して簡単に説明する。変速駆動部(5)内に配設された変速用モータ43の回転で、減速ギヤ42を介して変速ホイール41を回転させ、変速操作ワイヤ45を牽引する。該変速操作ワイヤ45の牽引により、後輪ハブ軸内に装着した内装式変速機等の変速プーリを操作して自動変速する。この際の変速操作ワイヤ45の牽引量を前記変速ホイール41の巻取り量として把握し、変速ホイール41に近接配置した近接スイッチ40により検出して変速段位が読み取られる。これにより、補助動力状態に応じた最適な変速タイミングによって変速制御を行うようにして快適なペダリングが可能となった。
Next, the auxiliary power-equipped bicycle automatic transmission disclosed in
しかしながら、これら前述の電動アシスト自転車用変速装置にあって、前記図12の第1従来例のものでは、ハンドルグリップ62に連動する変速シフタ61内にカム63およびマイクロスイッチ64a、64bを組み込む必要があって、変速位置検出部が専用のオリジナル部品とならざるを得なかった。また、前記図13の第2従来例のものでは、変速位置検出部を構成する近接スイッチ40等を、変速駆動部(5)として汎用化して補助動力ユニット近傍に後付けにて組み込むことは可能であるが、変速操作側である変速用モータ43と、変速操作ワイヤ45を牽引して巻取り量として把握する変速ホイール41との間には何らの調整手段が考慮されていないので、近接スイッチ40による変速位置の検出の精度が充分ではなかった。つまり、意図する変速段を得るために駆動される変速用モータ43の駆動量と、変速機を実際に変速する変速操作ワイヤ45の牽引量との間にずれが生じている場合には適正な変速位置の検出がなされず、ひいては、変速段位に応じた適正な電動アシスト制御が期待できない虞れが生じた。
However, in the above-described electrically assisted bicycle transmission in the above-described first conventional example of FIG. 12, it is necessary to incorporate the
そこで本発明は、前記従来の電動アシスト自転車用変速装置の課題を解決して、実際の変速段と検出手段により検出された変速段位置との間のずれを適正に調整することを可能にして、あらゆる電動アシスト自転車に適応できる汎用性のある変速位置検出部を提供し、変速段位に応じた適正なアシスト制御を実現することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the problem of the conventional electrically assisted bicycle transmission, and makes it possible to properly adjust the deviation between the actual shift speed and the shift position detected by the detection means. An object of the present invention is to provide a versatile shift position detection unit that can be applied to any electric assist bicycle and to realize appropriate assist control according to the shift stage.
このため本発明は、変速操作手段により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置において、変速段を検出する変速位置検出部を設置するとともに、該変速位置検出部に初期位置設定手段を設けたことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部は、ブラシと電極の相対位置により変速ケーブルの牽引量を検出するように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部は、前記ブラシを円周上に複数個配列するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極を組み合わせて配列したことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部は、前記複数個配列したブラシの配置角度を円周上に所定角度で配置するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極群を円周上繰り返して配列したことを特徴とする。また本発明は、前記電極を配設した電極ドラムを、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材に対して回転方向の相対位置を調整可能に構成したことを特徴とする。また本発明は、前記電極ドラムとローラ部材とは、回転軸方向への相対移動により係脱するセレーション噛合により回転方向の相対位置を調整するように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記ブラシに対する電極ドラムの初期位置を表示するマークが電極ドラムに表示されたことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部は、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材の回転量に基づき電圧値を出力するポテンショメータにより構成したことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部における初期位置設定は、変速段を初期位置に操作した後、出力電圧値が所定値内に設定された初期電圧内に収まったことを検出してなされるように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記いずれかに記載の電動アシスト自転車用変速装置を用いた電動アシスト自転車を特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。 For this reason, the present invention provides a shift position detecting unit for detecting a shift stage in an electrically assisted bicycle transmission capable of appropriate assist control for each shift stage shifted by the shift operation means, An initial position setting means is provided in the position detection unit. Further, the present invention is characterized in that the shift position detecting unit is configured to detect a pulling amount of the shift cable based on a relative position between the brush and the electrode. In the invention, it is preferable that the shift position detecting unit is arranged by arranging a plurality of the brushes on the circumference and combining electrodes having appropriate circumferential lengths that are in sliding contact with the brushes. According to the present invention, the shift position detecting unit arranges the arrangement angle of the plurality of brushes arranged at a predetermined angle on the circumference, and sets an electrode group of an appropriate circumference that is slidably contacted to correspond to these brushes. It is characterized by being repeatedly arranged around the circumference. According to the present invention, the electrode drum on which the electrode is disposed is configured such that the relative position in the rotation direction can be adjusted with respect to the roller member that rotates in accordance with the pulling amount of the transmission cable. Further, the present invention is characterized in that the electrode drum and the roller member are configured to adjust the relative position in the rotation direction by serration meshing that is engaged and disengaged by relative movement in the rotation axis direction. Further, the invention is characterized in that a mark indicating the initial position of the electrode drum with respect to the brush is displayed on the electrode drum. Further, the present invention is characterized in that the shift position detecting unit is configured by a potentiometer that outputs a voltage value based on a rotation amount of a roller member that rotates in accordance with a pulling amount of the transmission cable. Further, according to the present invention, the initial position setting in the shift position detecting unit is performed by detecting that the output voltage value is within the initial voltage set within a predetermined value after operating the shift stage to the initial position. It is configured as described above. Further, the present invention is characterized by an electrically assisted bicycle using any of the aforementioned electrically assisted bicycle transmissions, and these are used as means for solving the problems.
本発明によれば、変速操作手段により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置において、変速段を検出する変速位置検出部を設置するとともに、該変速位置検出部に初期位置設定手段を設けたことにより、実際の変速段と検出手段により検出された変速段位置との間のずれを適正に調整できるので、あらゆる電動アシスト自転車に適応できる汎用性のある変速位置検出部として使用が可能で、変速段位に応じたきめ細かで適正な電動アシスト制御を実現できる。 According to the present invention, in the electrically assisted bicycle transmission capable of performing appropriate assist control for each shift stage shifted by the shift operation means, the shift position detecting unit for detecting the shift stage is installed, and the shift By providing the initial position setting means in the position detection unit, the deviation between the actual gear position and the gear position detected by the detection means can be adjusted appropriately, so that the versatility can be applied to any electric assist bicycle. It can be used as a certain shift position detection unit, and fine and appropriate electric assist control according to the shift position can be realized.
また、前記変速位置検出部は、ブラシと電極の相対位置により変速ケーブルの牽引量を検出するように構成した場合は、変速ケーブルの牽引量をブラシに対する電極の相対位置として電気的に簡便かつ高精度にて取り出すことができる上、検出信号は通常固定側となるブラシの配線から安定して取り出すことができる。 In addition, when the shift position detecting unit is configured to detect the pulling amount of the transmission cable based on the relative position of the brush and the electrode, the shift position of the shifting cable is electrically simplified and increased as the relative position of the electrode with respect to the brush. In addition to being able to be extracted with accuracy, the detection signal can be stably extracted from the wiring of the brush that is normally fixed.
さらにまた、前記変速位置検出部は、前記ブラシを円周上に複数個配列するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極を組み合わせて配列した場合は、円周上に配列した複数のブラシとこれらに摺接する適宜周長の電極群との接触・非接触の組み合わせ状態により表示・検出できる変速段位数を格段に増加することができるものでありながら、ブラシおよび電極群を配置したブラシ板および電極ドラムの径方向の寸法を縮小して変速位置検出部をコンパクトに構成することができる。また、前記変速位置検出部は、前記複数個配列したブラシの配置角度を円周上に所定角度で配置するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極群を円周上繰り返して配列した場合は、変速操作に対して変速ケーブルの牽引量が少ない諸元の変速装置にも、ブラシの配置角度を円周上に所定角度で配置した変速位置検出部を選んで設置することで、変速段位に応じた適正な電動アシスト制御が可能となる。 Furthermore, the shift position detecting unit may be arranged on the circumference when a plurality of the brushes are arranged on the circumference and in combination with electrodes having appropriate circumferential lengths that are in sliding contact with the brushes. The number of shift stages that can be displayed and detected by the combined state of contact and non-contact between the plurality of brushes and the electrode group of an appropriate circumference that is in sliding contact with these brushes can be remarkably increased. It is possible to reduce the size of the arranged brush plate and the electrode drum in the radial direction and to make the shift position detecting unit compact. In addition, the shift position detecting unit arranges the arrangement angle of the plurality of arranged brushes at a predetermined angle on the circumference, and repeats an electrode group with an appropriate circumference in sliding contact corresponding to these brushes on the circumference. If the gears are arranged in such a manner, a shift position detecting unit having a brush arrangement angle arranged at a predetermined angle on the circumference of the transmission having a small amount of traction of the transmission cable with respect to the shift operation should be selected and installed. Thus, it is possible to perform appropriate electric assist control according to the gear position.
さらに、前記電極を配設した電極ドラムを、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材に対して回転方向の相対位置を調整可能に構成した場合は、ローラ部材に対して電極ドラムを相対回転することで、容易に変速ケーブルに対する電極ドラムの相対位置を調整して、ブラシに対する電極の位置を調整して適正な変速の初期位置を得ることで、変速段位に応じた適正な電動アシスト制御が可能となる。さらにまた、前記電極ドラムとローラ部材とは、回転軸方向への相対移動により係脱するセレーション噛合により回転方向の相対位置を調整するように構成した場合は、電極ドラムとローラ部材とをセレーション噛合が外れるだけの回転軸方向への僅かな相対移動をした後に、再びセレーション噛合により両者を結合すれば適正な変速の初期位置が得られるので、電極ドラムとローラ部材とを分解する必要もなく部品の紛失も防止できる。 Further, when the electrode drum on which the electrode is disposed is configured such that the relative position in the rotation direction can be adjusted with respect to the roller member that rotates in accordance with the pulling amount of the transmission cable, the electrode drum is relatively positioned with respect to the roller member. By rotating, it is possible to easily adjust the relative position of the electrode drum with respect to the transmission cable, and adjust the position of the electrode with respect to the brush to obtain an appropriate initial position of the gear shift. Is possible. Furthermore, when the electrode drum and the roller member are configured to adjust the relative position in the rotation direction by serration meshing and disengaging by relative movement in the rotation axis direction, the electrode drum and roller member are serrated meshing. After making a slight relative movement in the direction of the rotation axis so as to disengage, it is possible to obtain an appropriate initial position for gear shifting by re-engaging the two by serration meshing, so there is no need to disassemble the electrode drum and roller member. The loss of can also be prevented.
また、前記ブラシに対する電極ドラムの初期位置を表示するマークが電極ドラムに表示された場合は、ローラ部材に対する電極ドラムの回転方向の相対位置調整の際に、電極ドラムのブラシに対する初期位置を、マーク合せによって迷うことなく適正に設定できる。さらに、前記変速位置検出部は、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材の回転量に基づき電圧値を出力するポテンショメータにより構成した場合は、汎用のポテンショメータを用いて変速位置検出部をさらに廉価に構成することができる。 In addition, when a mark indicating the initial position of the electrode drum with respect to the brush is displayed on the electrode drum, the initial position of the electrode drum with respect to the brush is marked when adjusting the relative position of the electrode drum with respect to the roller member in the rotation direction. It can be set appropriately without hesitation by matching. Further, when the shift position detecting unit is configured by a potentiometer that outputs a voltage value based on the rotation amount of the roller member that rotates in accordance with the pulling amount of the shift cable, the shift position detecting unit is further configured using a general-purpose potentiometer. It can be configured inexpensively.
さらに、前記変速位置検出部における初期位置設定は、変速段を初期位置に操作した後、出力電圧値が所定値内に設定された初期電圧内に収まったことを検出してなされるように構成した場合は、ポテンショメータの出力電圧値における初期電圧値を所定値に設定しておくことによって、ポテンショメータの初期電圧値が所定値内に収まったことをソフト的に検出して容易に適正値に設定することができる。さらにまた、前記いずれかに記載の電動アシスト自転車用変速装置を用いた電動アシスト自転車が提供される場合には、後付けにて本発明の変速装置を設置するだけであらゆる電動アシスト自転車が、実際の変速段と検出手段により検出された変速段位置との間のずれを適正に調整できるので、変速段位に応じたきめ細かで適正な電動アシスト制御を実現できる。 Further, the initial position setting in the shift position detecting unit is performed by detecting that the output voltage value is within the initial voltage set within a predetermined value after operating the shift stage to the initial position. In this case, by setting the initial voltage value of the potentiometer output voltage value to a predetermined value, it is easily detected by software that the initial voltage value of the potentiometer is within the predetermined value and set to an appropriate value. can do. Furthermore, when an electrically assisted bicycle using any one of the above-described electrically assisted bicycle transmissions is provided, any electrically assisted bicycle can be installed by simply installing the transmission of the present invention as a retrofit. Since the shift between the gear position and the gear position detected by the detection means can be adjusted appropriately, fine and appropriate electric assist control according to the gear position can be realized.
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1〜図7は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第1実施例を示すもので、図1は本発明の電動アシスト自転車用変速装置に使用される変速位置検出部の分解斜視図、図2は変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの正面および側面図、図3は本発明の変速装置が装着された電動アシスト自転車の全体側面図、図4(A)は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整時の斜視図、図4(B)は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整完了時の斜視図、図5は前記図4(B)の電極ドラムの初期位置調整完了時の断面図、図6は前記図4(A)の電極ドラムの初期位置調整時の断面図、図7は変速位置検出部における電極群とブラシとの接触・非接触の組み合わせ状態による変速位置検出例を示す説明図、図8は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第2実施例を示すもので、複数個配列したブラシの配置角度を円周上の所定角度内に収めた変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの各例正面図、図9は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第3実施例を示すもので、ハンドルバーグリップ部に変速位置検出部を設置した例の分解斜視図、図10および図11は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第4実施例を示すもので、図10(A)は変速位置検出部にポテンショメータを用いた分解斜視図、図10(B)は組立て後の斜視図、図11はアシスト操作部および初期位置設定フローチャート図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 7 show a first embodiment of an electrically assisted bicycle transmission according to the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view of a shift position detecting unit used in the electrically assisted bicycle transmission according to the present invention. FIG. 2 is a front and side view of the brush plate and the electrode drum in the shift position detecting unit, FIG. 3 is an overall side view of the electrically assisted bicycle equipped with the transmission of the present invention, and FIG. FIG. 4B is a perspective view when the initial position adjustment of the electrode drum is completed in the shift position detecting unit, and FIG. 5 is an initial position adjustment of the electrode drum shown in FIG. 4B. FIG. 6 is a cross-sectional view of the electrode drum shown in FIG. 4A when the initial position is adjusted, and FIG. 7 is a shift according to a combination of contact / non-contact between the electrode group and the brush in the shift position detection unit. An explanatory view showing an example of position detection, 8 shows a second embodiment of the transmission device for an electrically assisted bicycle according to the present invention. The brush plate and the electrode drum in the shift position detecting portion in which the arrangement angle of a plurality of arranged brushes is contained within a predetermined angle on the circumference. FIG. 9 shows a third embodiment of the electrically assisted bicycle transmission of the present invention. FIG. 9 is an exploded perspective view of an example in which a shift position detector is installed on the handlebar grip. 11 shows a fourth embodiment of the electrically assisted bicycle transmission of the present invention. FIG. 10 (A) is an exploded perspective view using a potentiometer in the shift position detecting portion, and FIG. 10 (B) is a perspective view after assembly. 11 and 11 are flowcharts of assist operation units and initial position setting.
以下に本発明の電動アシスト自転車用変速装置の実施例を詳述する。本発明の電動アシスト自転車用変速装置の基本的な構成は、図1に示すように、変速操作手段により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置において、変速段を検出する変速位置検出部4を設置するとともに、該変速位置検出部4に初期位置設定手段(例えば、変速位置検出のためのブラシ板6に対する電極ドラム8の相対回転位置の調整手段)を設けたことを特徴とする。
Embodiments of the power-assisted bicycle transmission of the present invention will be described in detail below. As shown in FIG. 1, the basic configuration of the electrically assisted bicycle transmission of the present invention is an electrically assisted bicycle transmission that enables appropriate assist control for each gear stage shifted by the gear shifting operation means. The shift
図3に示すように、電動アシスト自転車の後輪チェーンステーの適宜部位に変速位置検出部4が取り付けられる。自転車の略中央下部のペダルクランク部に電動アシストユニット3が配設される。電動アシストユニット3は、ペダルクランク軸に一体に固定された駆動スプロケットと、同様にペダルクランク軸に固定された駆動ギヤと、該駆動ギヤを減速ギヤ等を介して駆動する補助動力電動モータと、該補助動力電動モータに電力を供給するシートポスト等に設置された補助動力電源とから構成される。変速装置は後輪ハブ内に装着された内装式変速装置等が採用され、ハンドルグリップ部に設置された変速操作手段である変速シフタ1の回転に伴う変速ケーブル2の牽引によって順次変速される。本発明の変速位置検出部4は変速ケーブル2の途中に配設される。
As shown in FIG. 3, the shift
図1に示すように、本発明の変速位置検出部4(全体を符号4により指称している)は、前記変速ケーブル2の途中に後付けにても設置することができる。変速ケーブル2を、手元操作部であるシフタ側インナワイヤ2Aと変速機側インナワイヤ2Bとに分離・分割し、それぞれの端部に固着された端部材2C、2D共々に各インナワイヤ2A、2Bを、変速ケーブル2の牽引と連動して回転するローラ部材7の周面に形成されたワイヤ巻付け溝7A、7Bに挿入・係止する。端部材2C、2Dの離脱防止を兼ねて門形状のワイヤ端固定具10をローラ部材7の周面から側面にかけて固定する。インナワイヤ2をシフタ側インナワイヤ2Aと変速機側インナワイヤ2Bとに分割してローラ部材7の周面に係止しているが、インナワイヤ2とローラ部材7の外周面とが滑らないようにするならば、インナワイヤ2を分割することなく例えばローラ部材7の周面に巻き付けて配設することもできる。
As shown in FIG. 1, the
変速位置検出部4は後輪チェーンステーの適宜部位に取付け板5によって取り付けられる。平板状の取付部5Aによってビス等の適宜の固定具により固定される。取付部5Aの上端部からは自転車の車輪軸方向に円形断面の軸部5Bが突出形成され、その先端部には非円形部5Cがカット形成される。また、軸部5Bの起立面には複数の突起5Dが突出形成され、後述のブラシ板6に形成された複数の回止め孔6Dが対応して挿入係止されて静止側に固定されることになる。ブラシ板6は円板状を呈しており、中心部の嵌合孔6Fが前記軸部5Bに嵌合される。嵌合孔6Fの近傍および嵌合孔6Fからやや離れた径方向の同一円周上には、詳しくは図2にて説明する電源ブラシおよび変速位置検出のためのブラシが複数個配設される。
The shift
前記ローラ部材7の中心部には電極ドラム嵌合孔7Dが形成され、電極ドラム8の円筒形の電極設置部8Aが過不足なく嵌合される。電極ドラム8における電極設置部8Aの軸部5B先端方向の外側には電極設置部8Aに対しやや径大のセレーション外歯8Cが形成され、これに対応してローラ部材7における電極ドラム嵌合孔7Dの軸部5B先端方向外側には電極ドラム嵌合孔7Dに対し径大のセレーション内歯7Cが形成される。電極ドラム8におけるセレーション外歯8Cのさらに軸部5B先端方向外側には円筒形の摘み部8Bが形成される。摘み部8Bには、後述するところの電極ドラム8における電極群8G〜8Iのブラシ板6におけるブラシ6A〜6Cに対する初期位置を示すマーク8Dが刻設される。電極ドラム8の中心部に形成された嵌合孔8Fが前記取付板5の軸部5Bに嵌合される。電極ドラム8の嵌合孔8Fには、さらに外側から固定蓋9の円筒形状の固定部9Aが嵌合して挿入固定される。固定蓋9の端面には前記電極ドラム8におけるマーク8Dの基準となる基準マーク9Bが刻設される。図1の左上に示したものは電極ドラム8を内側から見た図で、電極群の配置例が明瞭に理解される。固定蓋9の固定部9Aは軸部5Bの非円形部5Cと対応する嵌合孔を持っているため、固定蓋9は軸部5Bに対して回転しない。
An electrode drum fitting hole 7D is formed in the center portion of the
図2は変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの正面および側面図である。図2(A)に示すように、固定側のブラシ板6には嵌合孔6Fの近傍に電源ブラシ6Eが、嵌合孔6Fから径方向にやや離れた同一円周上には、図示の例では、変速位置検出のためのブラシ6A、6B、6Cが120°間隔で3個配設される。図2(B)に示すように、これらのブラシ6A、6B、6Cに対応して、電極ドラム8側には前記ブラシ6A、6B、6Cに摺接する適宜周長の電極群を組み合わせて配列される。図示の例では、周長の大きな1つの長電極8G、中位の2つの中電極8H、および周長の短い4つの短電極8Iが同一円周上に配列して配設される。図にて理解されるように、電極8Eとその外周の電極8G〜8Iは、半径方向に電極で接続されて通電することができるように構成されている。
FIG. 2 is a front and side view of the brush plate and the electrode drum in the shift position detection unit. As shown in FIG. 2A, the
図4は本発明の変速位置検出部の初期位置調整の説明図で、図4(A)は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整時の斜視図、図4(B)は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整完了時の斜視図である。図4(B)の電極ドラムの初期位置調整完了時の断面図である図5、および図4(A)の電極ドラムの初期位置調整時の断面図である図6を参照しつつ説明する。本発明の変速位置検出部を適宜諸元の電動アシスト自転車の変速ケーブルの途中に取り付けた際に、当該自転車の各諸元に適合させるには、変速位置検出部により検出された変速段と変速装置における実際の変速位置との間にずれが生じている可能性がある。通常設けられている変速ケーブル2の牽引量の微調整手段の調整の他あるいは該調整に加えて、本変速位置検出部を設置したことによる初期位置が可能となる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the initial position adjustment of the shift position detection unit according to the present invention. FIG. 4A is a perspective view when the initial position of the electrode drum is adjusted in the shift position detection unit, and FIG. It is a perspective view at the time of completion of initial position adjustment of the electrode drum in a section. Description will be made with reference to FIG. 5 which is a cross-sectional view when the initial position adjustment of the electrode drum in FIG. 4B is completed, and FIG. 6 which is a cross-sectional view when the initial position adjustment of the electrode drum in FIG. When the shift position detecting unit of the present invention is appropriately installed in the middle of the shift cable of the electric assist bicycle of the specification, in order to adapt to each specification of the bicycle, the gear position detected by the shift position detecting unit and the shift There may be a deviation from the actual shift position in the device. In addition to or in addition to the adjustment of the fine adjustment means for the pulling amount of the
以下に詳述すると、図4(A)および図6に示すように、ローラ部材7および変速ケーブル2が変速シフタ1の操作により適正な初期位置(例えば第1速段)に調整された状態にて、固定蓋9における固定部9Aの内周側に形成した複数の節度溝と取付板5における軸部5Bの節度突条から構成される節度機構11での係脱により、固定蓋9を軸方向の外側に僅か引き出して軸部5Bに係留させた後、電極ドラム8の摘み部8Bを外側に引出すことで、ローラ部材7とのセレーション噛合7C、8Cを開放することができる。この状態にて電極ドラム8の摘み部8Bを矢印(図4(A))のように操作回転して、摘み部8Bの外周面に刻設したマーク8Dを固定蓋9の端面の基準マーク9Bに合わせることによって、前記ブラシ板6における各ブラシ6A〜6Cと電極ドラム8における電極群8G〜8Iとの関係を初期位置(後述する図7(A)の(1)の第1速段)に設定することができる。この状態にて、前記固定蓋9と電極ドラム8とを軸方向の内側に移動させ、前記ローラ部材7と電極ドラム8とのセレーション噛合7C、8Cを再度行い、図4(B)および図5に状態にして初期位置調整作業が完了する。このように、固定蓋9および電極ドラム8を取り外すことなく、僅かに軸方向外側に移動させるだけで初期位置調整を行うことができて、部品の紛失等が防止できる。以上述べたように、初期位置設定手段はブラシ板、ローラ部材、電極ドラム、マーク等により構成される。
More specifically, as shown in FIGS. 4A and 6, the
図7は変速位置検出部における電極群とブラシとの接触・非接触の組み合わせ状態による変速位置検出例を示す説明図である。変速位置検出部4における初期位置調整作業が完了(実際の変速位置と検出位置とが整合した状態)した後に、電動アシスト自転車の変速シフタ1を操作してシフタ側インナワイヤ2Aが矢印A(図4(B))のように牽引操作されると、ローラ部材7が矢印B(図4(B))のように回転して電極ドラム8をも同期回転させる。図7における電極とブラシとの関係は、電極ドラム8を車体外側から見た状態の電極群の配置状態が示されている。したがって、便宜上各ブラシが電極の手前側に見えているが正しくは各ブラシは紙面裏側にて電極と摺接する。
FIG. 7 is an explanatory view showing a shift position detection example based on a combination of contact / non-contact between the electrode group and the brush in the shift position detection unit. After the initial position adjustment operation in the shift
複数の(図示の例では3個)ブラシ6A(ブラシA)、6B(ブラシB)、6C(ブラシC)を同一円周上に配列して配設され、これらのブラシと摺接して選択的に接触・非接触が行われる周長の異なる(電極ドラムの所定角度の回転に対し、図7(B)のようなオン・オフ組合せが得られる周長とされる)電極群8G、8H、8Iが同一円周上に配列して配設される。各ブラシ6A〜6Cは固定側で静止しており、初期位置(第1速段)から変速すべく変速ケーブル2を牽引することで、電極側が順次反時計方向に回転していく。また本実施例1では変速1段当たり15度回転する設定となっている。図7(A)の各ブラシと電極群との接触・非接触の関係からローラ部材7の回転位置すなわち変速ケーブル2の移動量により、図7(B)のような変速位置が検出される。図7(A)の(1)状態では、ブラシA、B、Cのいずれもが電極に接触してオン(○印)となり、図7(B)に示すようにこれを第1速段として検出する。
A plurality (three in the illustrated example) of
以下順次、(2)ではブラシCのみが非接触となり第2速段が検出され、(3)ではブラシBのみが非接触となり第3速段が検出される。(4)ではブラシAのみが接触となり第4速段が検出され、(5)ではブラシAのみが非接触となり第5速段が検出される。(6)ではブラシBのみが接触となり第6速段が検出され、(7)ではブラシCのみが接触となり第7速段が検出され、(8)ではいずれのブラシも非接触となり第8速段が検出される。このように、同一円周上に配列された複数のブラシおよびこれらに対応して摺接する周長の異なる複数の電極群との組合せにより、径方向の嵩をコンパクトに構成できたブラシ板および電極ドラムから構成される変速位置検出部をコンパクトに構成することができる上に、表示・検出できる変速段数も格段に増大させることが可能となる。 Subsequently, in (2), only the brush C is non-contact and the second speed is detected, and in (3) only brush B is non-contact and the third speed is detected. In (4), only brush A is in contact and the fourth speed is detected, and in (5) only brush A is in non-contact and the fifth speed is detected. In (6), only the brush B is in contact and the sixth speed is detected. In (7), only the brush C is in contact and the seventh speed is detected. In (8), all brushes are in non-contact and the eighth speed is detected. A stage is detected. As described above, the brush plate and the electrode which can be compactly configured in the radial direction by combining the plurality of brushes arranged on the same circumference and the plurality of electrode groups having different circumferences slidably contacted with the brushes. The shift position detecting unit composed of the drum can be configured in a compact manner, and the number of shift stages that can be displayed and detected can be significantly increased.
図8は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第2実施例を示すもので、複数個配列したブラシの配置角度を円周上の所定角度内に収めた変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの各例正面図である。図8(a)のものは、ブラシA、B、Cを円周角度において45°の間隔にて配列したもので、かなりの長い周長の長電極8Gと中電極8Hとの接触・非接触とを組み合わせて図7のものに比較して大きい変速ケーブル2の移動ストロークに対応して変速位置の表示・検出が可能となる。図8(a)の構成では変速1段当たり45度の回転に設定されており、1回転で8段を検出することができる。
FIG. 8 shows a second embodiment of the transmission device for an electrically assisted bicycle according to the present invention. The brush plate and the electrode in the shift position detecting unit in which the arrangement angle of a plurality of arranged brushes is contained within a predetermined angle on the circumference. It is each example front view of a drum. In FIG. 8A, brushes A, B, and C are arranged at intervals of 45 ° in the circumferential angle, and contact / non-contact between the
図8(b)のものは、ブラシA、B、Cを円周角度において22.5°の間隔にて配列したもので、対応する電極ドラム8側の電極を長電極8Gと短電極8Iとを円の中心に対向させるごとく配置して円周上2回繰り返して配列した。図8(b)の構成では変速1段当たり22.5度の回転に設定されており、半回転で8段を検出することができる。この電極パターンであれば次の半回転も同じパターンの繰り返しであるので、初期位置を表示するマークを180度間隔で2か所表示することもできる。図8(c)のものは、ブラシA、B、Cを円周角度において15°の間隔にて配列したもので、対応する電極ドラム8側の電極を中電極8Hと短電極8Iとを円周上3回繰り返して配列した。図8(c)の構成では変速1段当たり15度の回転に設定されており、3分の1回転で8段を検出することができる。この電極パターンであれば3回同じパターンの繰り返しであるので、初期位置を表示するマークを120度間隔で3か所表示することもできる。このようにして、変速操作に対して変速ケーブルの牽引量が異なる諸元の電動アシスト自転車にも、円周上の所定角度内に収められたブラシの配置角度を有する変速位置検出部を選んで設置することで、変速段位に応じた適正な電動アシスト制御が可能となった。なお、以上の実施例においてブラシと電極とを内外逆に配設することもできるが、通常、ブラシ側から配線がなされるので、ブラシ側を固定静止側に配置するのが好ましい。
In FIG. 8B, the brushes A, B, and C are arranged at intervals of 22.5 ° in the circumferential angle, and the corresponding electrodes on the
図9は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第3実施例を示すもので、ハンドルバーグリップ部に変速位置検出部を設置した例の分解斜視図である。本実施例では、変速位置検出部4がハンドルバーのグリップ部17に隣接した変速シフタ1部に設置されたもので、変速操作のために回転する変速シフタ1に電極ドラム8が設置され、変速ケーブルのインナワイヤの繰出し部16および変速表示部15が形成された固定側である変速操作部本体18にブラシ板6が固定されている。該ブラシ板6に表示された基準マーク6Gに対し、例えば変速シフタ1に対する電極ドラム8の回転方向の相対位置を調整(電極ドラム8におけるマーク8Dを位置合せする)することで、適正な初期位置設定がなされる。図示しての詳述はしないが、変速シフタ1に対する電極ドラム8の回転方向の相対位置調整は、スプライン嵌合や前記実施例1のようなセレーション噛合が採用されるが、その他の適宜の方式が採用されてもよい。図示はブラシ6A等や電極8G等が理解されるように、ブラシ板6と電極ドラム8との間を離して描いてある。
FIG. 9 shows a third embodiment of the electrically assisted bicycle transmission of the present invention, and is an exploded perspective view of an example in which a shift position detector is installed on the handlebar grip. In this embodiment, the
図10は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第4実施例を示すもので、図10(A)は変速位置検出部にポテンショメータを用いた分解斜視図、図10(B)は組立て後の斜視図である。前記第1実施例のものと同様に、ローラ部材7および変速ケーブル2が変速シフタ1の操作により適正な初期位置(例えば第1速段)に調整された状態にて、変速位置検出部4を構成するポテンショメータ12が取付板5とともにローラ部材7に取り付けられる。ローラ部材7の中心の非円形孔7Eにポテンショメータ12における回転軸の非円形部12Cが相対回転不能に挿入係止される。これにより静止するポテンショメータ12に対して相対回転するローラ部材7とともにポテンショメータ12における変速位置検出のための回転軸が回転してポテンショメータ12内の抵抗値を変化させ、抵抗値に応じた電圧が出力電圧取出し部12Aから取り出されて、出力電圧値に対応した変速位置が検出されるように構成されたものである。
FIG. 10 shows a fourth embodiment of the electrically assisted bicycle transmission of the present invention. FIG. 10 (A) is an exploded perspective view using a potentiometer in the shift position detecting portion, and FIG. 10 (B) is an assembled view. It is a perspective view. As in the first embodiment, the shift
本実施例の変速位置検出部4における初期位置設定は、変速段を初期位置に操作した後、出力電圧値が所定値内に設定された初期電圧内に収まったことを検出してなされる。ポテンショメータの出力電圧値における初期電圧値を所定値に設定しておくことによって、ポテンショメータの初期電圧値が所定値内に収まったことをソフト的に検出して容易に適正値に設定することができる。図11を用いて、初期位置設定を行うフローチャートを説明すると、図11(A)に示すアシスト操作部13を用いて初期位置設定がソフト的に行われる。図11(B)に示すように、ステップS1にて変速装置のギヤを初期位置(第1速段)のポジションにする。ステップS2にてドライブユニット(アシスト操作部13)のON/OFFスイッチをONにする。
The initial position setting in the shift
ステップS3にて設定ボタン(例えばアシスト操作部13のモード切替スイッチ)を長押しして記憶された初期電圧Vini を読み込む(ステップS4)。ステップS5にて初期電圧Vini が設定された所定値VSET1とVSET2との間の初期電圧内に収まったかどうかが判定され、初期電圧内に収まったならばステップS6に移行してドライブユニット内のメモリへセットされ、初期設定が終了する(ステップS7)。ステップS5にて初期電圧Vini が設定された所定値VSET1とVSET2との間の初期電圧内に収まらない場合は、ステップS8にてエラー表示がなされ、変速ケーブル2すなわちローラ部材7とポテンショメータ12の初期位置とのマッチングが不適正であるとして、ステップS9において変速ケーブルのインナーワイヤの調整がなされてステップS3の前に戻り、初期位置設定が再度行われる。本実施例では、初期位置設定手段は、ローラ部材とポテンショメータとにより構成され、初期電圧が設定された所定の初期電圧内に収まったことのソフト的な判定と変速ケーブルのインナーワイヤの調整により初期位置設定がなされる。
In step S3, the stored initial voltage V ini is read by long-pressing a setting button (for example, the mode selector switch of the assist operation unit 13) (step S4). In step S5, it is determined whether or not the initial voltage V ini falls within the initial voltage between the set predetermined values V SET1 and V SET2 . If the initial voltage V ini falls within the initial voltage, the process proceeds to step S6 to move into the drive unit. The initial setting is completed (step S7). If the initial voltage V ini does not fall within the initial voltage between the set predetermined values V SET1 and V SET2 in step S5, an error is displayed in step S8, and the
以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、変速操作手段の形状、形式(変速シフタの形式については、回転式、レバー式、手動によるモータ駆動式等適宜採用できる)および配設部位、アシスト制御の形態(変速段毎のアシスト率の配分形態も適宜選定自在である)、変速装置の形状、形式(ハブ軸内に配設された内装式、ハブ軸に隣接した外装式等、変速段数についても8段、7段、3段等)およびその配設部位(後輪軸の他、電動アシスト駆動部内に配設される形式でもよい。その場合は変速位置検出部は変速操作手段との間の適宜フレーム上に設置される)、変速位置検出部を構成するところの、複数個のブラシの円周上での配置角度や配列形態を含むブラシ板の形状、形式およびその取付板への取付け形態(回止め形態についても複数の回止め突起と孔との係止の他、非円形突起と孔の係合あるいはビス止め等)、ブラシの配列に対応した周長程度を含み複数の電極群の配列形態を含む電極ドラムの形状、形式、ローラ部材の形状、形式およびその変速ケーブルとの係止関連構成(変速ケーブルインナワイヤを分割して巻付け溝を用いた係止、滑止め具を用いた分割しない変速ケーブルインナワイヤの巻付け等)ならびに電極ドラムとの相対回転位置の調整形態(両者の軸方向の相対移動によるセレーション噛合、両者の対向面に形成した菊座面と固定蓋による取付け板軸部への螺合緊締等)、取付け板のチェーンステー等フレームへの取付け形態、ブラシに対する電極ドラムの初期位置を表示するマークの付設形態、ポテンショメータの形状、形式およびローラ部材への取付け形態(非円形軸と孔との係合の他、複数の回止め突起と孔との係止あるいはビス止め等)ならびに取付け板への取付け形態、ポテンショメータによる初期位置設定におけるソフト形態等については適宜選定できる。 The embodiments of the present invention have been described above. However, within the scope of the present invention, the shape and type of the shift operation means (the shift shifter type is a rotary type, a lever type, a manual motor drive type, etc. Can be selected) and location, assist control mode (the assist rate distribution mode for each gear stage can be selected as appropriate), transmission shape and type (internal type installed in the hub axle, hub axle) As for the number of gears, such as an exterior type adjacent to the vehicle, the number of gears may be arranged in the electric assist drive unit in addition to the rear wheel shaft, and in the case where the gears are arranged. The detection unit is installed on a frame as appropriate between the shift operation means) and the shape of the brush plate including the arrangement angle and arrangement form on the circumference of a plurality of brushes constituting the shift position detection unit , Type and its mounting on the mounting plate A plurality of electrode groups including the form (in addition to the engagement between a plurality of rotation protrusions and holes as well as the engagement of non-circular protrusions and holes or screwing, etc.), and the circumferential length corresponding to the arrangement of the brushes The shape of the electrode drum including the arrangement form, the shape, the shape of the roller member, the type and the structure related to the locking with the transmission cable (the locking cable using the winding groove by dividing the transmission cable inner wire, the anti-slip tool Used to adjust the relative rotation position with the electrode drum (such as winding of the transmission cable inner wire that is not divided) and the like (with serration meshing by relative movement in the axial direction of the two, by the chrysanthemum seat and the fixed lid formed on the opposing surfaces of both) Screw plate tightening to the mounting plate shaft, etc., mounting form of the mounting plate to the frame such as chain stays, mounting form of the mark indicating the initial position of the electrode drum relative to the brush, potentiometer Shape, type, and mounting form on the roller member (engagement of non-circular shaft and hole, locking of multiple rotation projections and holes or screwing, etc.) and mounting form on mounting plate, initial by potentiometer The software configuration in the position setting can be selected as appropriate.
2A 変速ケーブル(シフタ側インナワイヤ)
2B 変速ケーブル(変速機側インナワイヤ)
4 変速位置検出部
5 取付け板
5B 軸部
6 ブラシ板
7 ローラ部材
7C セレーション内歯
7D 電極ドラム嵌合孔
8 電極ドラム
8C セレーション外歯
9 固定蓋
10 ワイヤ端固定具
2A Transmission cable (shifter side inner wire)
2B Transmission cable (transmission-side inner wire)
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