JP2012116227A - 電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特にスプロケットとボトムブラケットとの間に簡単に設置できる電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置を提供する。
【解決手段】電動補助自転車４０に配置される、本体１１及び感知部材と、変速用ケーブル４２と、制御器４３とを備え、本体は、変速用ケーブルに周設されるように電動補助自転車に取り付けられ、ケース１１と、ケースに組み合わされるカバー１２とを有し、変速用ケーブルの内部に、移動可能に該ケースとカバーとの間に収容される導線が設けられ、感知部材には、変速用ケーブルに取り付けられると共に、本体に組み合わされ、且つケースの収容空間に収容される、導線に面する回路基板と、制御器に連結される電線２１１と、導線に面する回路基板の表面に間隔をおいて設置される複数の磁性感知器と、本体の内部に収容された導線に取り付けられると共に、磁性感知器に面する磁性素子とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に電動補助自転車に用いる変速機における変速用ケーブルの感知装置に関するものである。

従来の電動補助自転車は、利便性及び省エネの効果を提供するために、自転車に設けられた伝動感知装置によって、運転状態（例えば、上り坂など）に応じて適切な補助動力を出力して自転車の駆動を助ける機能を有し、また、この伝動感知装置は、既存の電動補助自転車におけるボトムブラケットに設置されると共に、運転手が踏み込んだ時のモーメントを感知して輸出電力を決めるものである。

特許文献１に示すように、既有の「電動自転車用踏込みモーメント伝動感知装置」は、スプロケットとボトムブラケットとの間に簡単に設置できるが、更に部材数を減少させ、組立て作業の手間を省くことが期待されていた。

日本特願２０１０−１６１１４６

しかしながら、従来の電動補助自転車に用いる伝動感知装置は、構造が複雑で体積が大きいと共に、通常の自転車におけるボトムブラケットの内部に直接に設置することができず、特製のボトムブラケットを用意しなければならないので、製造コストを増大させてしまう。
さらに、前記伝動感知装置がボトムブラケットの内部に設置されるから、調整や修理などに非常に不便であった。

本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置は、電動補助自転車に配置される、本体及び感知部材と、変速用ケーブルと、制御器と、を備えるものである。

前記本体は、変速用ケーブルに周設されるように電動補助自転車に取り付けられ、ケースと、該ケースに組み合わされるカバーとを有し、その内、ケースは、内部に形成される収容空間と、側壁に穿設されると共に、該収容空間に連通する貫通孔とを備え、また、該変速用ケーブルの内部に、移動可能に該ケースと該カバーとの間に収容される導線が設けられる。

前記感知部材は、該変速用ケーブルに取り付けられると共に、前記本体に組み合わされ、且つ前記ケースの収容空間に収容される、前記導線と面する回路基板と、前記貫通孔の近傍における回路基板の一端に設置されると共に、該貫通孔を介して前記電動補助自転車の制御器に連結される電線と、該導線に面する回路基板の表面に間隔をおいて設置される複数の磁性感知器と、該本体の内部に収容された導線に取り付けられると共に、該磁性感知器に面する磁性素子とを有する。

前記電動補助自転車の変速用ケーブルは、２つのチューブを有し、
前記ケースは、上部に形成される開口と、前記電動補助自転車の変速用ケーブルにおける２つのチューブ１を固定するために、該開口近傍の両端にそれぞれ凸設される半円形の結合管とを備え、
前記カバーは、その両端にそれぞれ凸設される、該結合管に対応する半円形の組合管を備え、
また、前記チューブは、前記ケースの結合管とカバーの組合管との間に位置すると共に、前記変速用ケーブルは、導線が結合管及び組合管を通して移動可能にケースとカバーとの間に差し込まれることにより設置される。

前記感知部材は、固定部品を有し、該固定部品は、前記導線に取り付けられて前記磁性素子を固定し、該磁性素子が回路基板と面するように設置される螺栓と、該導線が貫設される、該螺栓の頭部に径方向に沿って穿設される貫設孔と、該導線に当接されるように該螺栓に環装される挟持部材と、該挟持部材に設けられると共に、該螺栓に螺合されるナットとを備え、
前記導線が螺栓の頭部と挟持部材との間に挟まるように固定されることにより、前記磁性素子を導線に固定する。

本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置は、変速用ケーブルの取り付けが非常に簡単であることから、メンテナンスなどもし易く、製造コストも低減でき、更には、運転手の状態によって適当な補助動力を提供することができる。

本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置を自転車のフレームに取り付けた状態を示す側面図である。 本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置の部分拡大斜面図である。 本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置の分解斜面図である。 本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置の上方視の部分断面図である。 本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置の感知状態を示す上方視の部分断面図である。 本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置の他の実施例を示す分解斜面図である。 本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置の他の実施例を示す上方視の部分断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の適切な実施の形態を詳細に説明する。

図１乃至図４に示すように、本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置は、電動補助自転車４０に配置される、本体１０及び感知部材２０と、フレーム４１と、変速用ケーブル４２と、制御器４３と、該制御器４３に電気接続されるバッテリ４４と、モーター４６とを有するものである。

前記本体１０は、変速用ケーブル４２（後輪変速機用の変速用ケーブルであることが好ましい）に周設されるように電動補助自転車４０の上管４５に取り付けられるケース１１及びカバー１２を有する。
その内、ケース１１は、上部に開口を有し、内部に形成される収容空間１１１と、それぞれ間隔をおいて該収容空間１１１に設けられる複数ペアのリブ１１２と、該電動補助自転車４０の変速用ケーブル４２における２つのチューブ４２１を固定するために、該開口近傍の両端にそれぞれ対応するように凸設される半円形の結合管１１３と、該収容空間１１１に連通するように、何れか１つの結合管１１３に接近する側壁に穿設される貫通孔１１４とを備える。該変速用ケーブル４２の内部にある導線４２２は、該結合管１１３を介して該本体１０の収容空間１１１に収容される。

前記カバー１２は、前記ケース１１の形状に対応して互いに組み合わされると共に、前記結合管１１３に対応して結合するように、両端にそれぞれ半円形の組合管１２１が凸設される。また、前記変速線４２におけるチューブ４２１は、前記ケース１１の結合管１１３と前記カバー１２の組合管１２１との間に位置すると共に、前記導線４２２が結合管１１３及び組合管１２１を介して移動可能にケース１１とカバー１２との間に配置される。

前記感知部材２０は、前記変速用ケーブル４２に取り付けられると共に、前記本体１０に組み合わられ、且つ前記ケース１１のリブ１１２に当接されるように収容空間１１１に収容される回路基板２１と、磁性素子２２と、固定部品２３とを有する。
その内、該回路基板２１は、前記導線４２２に面し、前記貫通孔１１４の近傍の一端に設置されると共に、貫通孔１１４を介して前記電動補助自転車４０の制御器４３に連結される電線２１１と、該導線４２２に面する表面に間隔をおいて設置される複数の磁性感知器２１２とを備えるものである。
尚、前記磁性感知器２１２は、ホール素子（Ｈａｌｌ Ｓｅｎｓｏｒ）であることが好ましい。

図３及び図６に示すように、本発明は、電動補助自転車４０における変速機の変速段数の異なり応じて、各磁性感知器２１２の間隔の長さを調整することが可能である。その間隔が遠い場合には、多い段数の変速機に対応し、近い場合には、少ない段数の変速機に対応する。

また、前記磁性素子２２は、前記本体１０の内部に収容されると共に、前記磁性感知器２１２に面するように、前記導線４２２に取り付けられるものである。
前記固定部品２３は、前記導線４２２に取り付けられて磁性素子２２を固定するものであり、該磁性素子２２を回路基板２１と面するように設置される螺栓２３１と、該導線４２２が貫設される、該螺栓２３１の頭部に径方向に沿って穿設される貫設孔２３４と、該導線４２２に当接されるように該螺栓２３１に環装される挟持部材２３２と、該挟持部材２３２に設けられると共に、該螺栓２３１に螺合されるナット２３３とを備える。
尚、この構成によれば、前記導線４２２が螺栓２３１の頭部を介して螺栓２３１と挟持部材２３２との間に挟まるように固定されることから、前記磁性素子２２を導線４２２に固定することができる。

図１、図４または図５に示すように、本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝送装置においては、運転手が変速器の変速段数を変更すると、導線４２２に取り付けられた磁性素子２２が該導線４２２に伴って、回路基板２１の磁性感知器２１２に対して移動する。
この時、該磁性素子２２と磁性感知器２１２との間に電圧差が発生し、その電圧差が信号に変換され、該回路基板２１を介して制御器４３に伝送される。
そして、制御器４３が、磁性素子２２からの位置表示データを出力数値に変更して設定するので、バッテリ４４の出力電力を制御してモータ４６に適当なパワーを発生させ、電動補助自転車４０に補助動力を提供することができる。

図４及び図５に示すように、電動補助自転車４０に用いる変速機が、比較的に段数の多いものである場合、回路基板２１に設けられる各磁性感知器２１２の間隔が狭く、また、運転手が電動補助自転車４０のギアを重い段数に調整した時に、踏み込み力が大きくなる状態が発生した場合には、制御器４３が磁性素子２２の位置表示データに基づいて、モータ４６に出力された電力を上げ、運転手に対し、現状に見合った適当な補助動力を提供する。
一方、運転手が電動補助自転車４０のギアを軽い段数に調整すると、制御器４３が磁性素子２２の位置表示データに基づいて、モータ４６に出力された電力を下げ、運転手に対し現状に見合った適当な補助動力を提供する。

上述したように、本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝送感知装置は、変速用ケーブル４２の導線４２２に取り付けられた磁性素子２２が、回路基板２１に設置された各磁性感知器２１２に対して移動することによって、制御器４３が磁性素子２２の位置を感知して電動補助自転車４０の段数を判断し、バッテリ４４を制御して適当な電力をモータ４６に出力することができるので、電動補助自転車４０における変速機の状態によって、状況にに見合った適当な補助動力を提供することができる。

さらに、本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝送感知装置は、電動補助自転車４０の変速用ケーブル４２に取り付けられることから、簡単に設置することができるので、装置のメンテナンスなどが容易であると共に、製造コストも低減でき、タイプの異なる自転車に取り付けることもできる。

上述したように、本発明に係る電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置は上記の構成を有することから、単に変速用ケーブルに取り付けるだけでよいので、メンテナンスなどがし易く、製造コストも低減でき、更には、運転手の状態によって適当な補助動力を提供することができる。

１０・・・・・・本体
１１・・・・・・ケース
１１１・・・・・収容空間
１１２・・・・・リブ
１１３・・・・・結合管
１１４・・・・・貫通孔
１２・・・・・・カバー
１２１・・・・・組合管
２０・・・・・・感知部材
２１・・・・・・回路基板
２１１・・・・・電線
２１２・・・・・磁性感知器
２２・・・・・・磁性素子
２３・・・・・・固定部材
２３１・・・・・螺栓
２３２・・・・・挟持部材
２３３・・・・・ナット
２３４・・・・・貫設孔
４０・・・・・・電動補助自転車
４１・・・・・・フレーム
４２・・・・・・変速用ケーブル
４２１・・・・・チューブ
４２２・・・・・導線
４３・・・・・・制御器
４４・・・・・・バッテリ
４５・・・・・・上管
４６・・・・・・モータ

Claims (3)

1. 電動補助自転車に配置される、本体及び感知部材と、変速用ケーブルと、制御器とを備え、
   前記本体は、変速用ケーブルに周設されるように電動補助自転車に取り付けられ、ケースと、
   該ケースに組み合わされるカバーとを有し、
   前記ケースは、内部に形成される収容空間と、側壁に穿設されると共に、該収容空間に連通する貫通孔とを備え、
   前記変速用ケーブルの内部には、移動可能に該ケースとカバーとの間に収容される導線が設けられ、
   前記感知部材は、前記変速用ケーブルに取り付けられると共に、該本体に組み合わされ、且つ該ケースの収容空間に収容される前記導線に面する回路基板と、
   該貫通孔の近傍における回路基板の一端に設置されると共に、該貫通孔を介して電動補助自転車の制御器に連結される電線と、
   該導線に面する回路基板の表面に間隔をおいて設置される複数の磁性感知器と、
   該本体の内部に収容された導線に取り付けられると共に、該磁性感知器に面する磁性素子とを有することを特徴とする電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置。
2. 前記電動補助自転車の変速用ケーブルは、２つのチューブを有し、
   前記ケースは、上部に形成される開口と、前記電動補助自転車の変速用ケーブルにおける２つのチューブを固定するために、該開口近傍の両端にそれぞれ凸設される半円形の結合管とを備え、
   前記カバーは、その両端にそれぞれ凸設される、該結合管と対応する半円形の組合管を備え、
   前記チューブは、前記ケースの結合管とカバーの組合管との間に位置し、前記変速用ケーブルは、前記導線が結合管及び組合管を通して移動可能にケースとカバーとの間に差し込まれることにより設置されることを特徴とする請求項１に記載の電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置。
3. 前記感知部材は、固定部材を有し、該固定部材は、前記導線に取り付けられて前記磁性素子を固定し、該磁性素子が回路基板と面するように設置される螺栓と、該導線が貫設される、該螺栓の頭部に径方向に沿って穿設される貫設孔と、該導線に当接されるように該螺栓に環装される挟持部材と、該挟持部材に設けられると共に、該螺栓に螺合されるナットとを備え、
   前記導線が螺栓の頭部と挟持部材との間に挟まるように固定されることにより、前記磁性素子を導線に固定することを特徴とする請求項１または２に記載の電動補助自転車に用いる変速用ケーブルの伝動感知装置。

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