JP2012214146A - 自転車用ベル装置及びそれを備えた自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】ベル音を自動で発生させることにより、運転操作が煩わしくなく、車両周辺の他者に対して注意を喚起することができる自転車用ベル装置及びそれを備えた自転車を提供する。
【解決手段】電動アシスト自転車に設けられるベル装置１０Ａは、ドーム状のベル体８４と、ベル体８４の内面に設けられた被打鈴部材１０２と、ベル体８４内に設けられた回転軸８８と、回転軸８８に接続された回転体９２と、被打鈴部材１０２に接触可能な状態で回転体９２に設けられた打鈴部材９４と、回転軸８８を手動で回転操作可能な操作レバー１１４と、操作レバー１１４及び回転軸８８の間に介設されたワンウェイクラッチ機構９６と、回転軸８８を回転駆動するモータ本体１１６と、車速を検出する車速センサ４０と、車速センサ４０にて検出された車速に基づいてモータ本体１１６を駆動制御するモータ制御部１８０とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ドーム状のベル体の内面に設けられた被打鈴部材に対して打鈴部材を接触させることによりベル音（警報音）を発生させる自転車用ベル装置及びそれを備えた自転車に関する。

一般的に、自転車用ベル装置は、ドーム状のベル体の内面に設けられた被打鈴部材（例えば、突起部）と、前記ベル体内に設けられた回転軸と、前記被打鈴部材に接触可能に設けられた打鈴部材を有し、且つ前記回転軸に接続された回転体と、前記回転軸を手動で回転操作可能な操作レバーとを備えている（例えば、特許文献１参照）。この場合、例えば、自転車の乗員は、操作レバーを手動で操作することにより、回転軸を回転させて打鈴部材を被打鈴部材に接触させてベル音を発生させることができる。

特開２０００−２５６６７号公報

ところで、自転車の走行時に、ベル音を連続して発生することにより、その周辺の他者（歩行者等）に対して注意を喚起することがある。このような場合、上述した従来技術では、乗員が手動によりベル音を発生させる必要があるため、運転操作が面倒になる。また、電動アシスト自転車等においては、従来の人力のみによって走行する自転車より走行速度が速くなることが考えられるため、他者に対して自転車の存在をより早く気付かせたいという課題もある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、ベル音を自動で発生させることにより、運転操作が煩わしくなく、車両周辺の他者に対して注意をより早く喚起することができる自転車用ベル装置及びそれを備えた自転車を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の自転車用ベル装置は、ベル体（８４）と、前記ベル体（８４）の内面に設けられた被打鈴部材（１０２）と、前記ベル体（８４）内に設けられた回転軸（８８）と、前記回転軸（８８）に接続された回転体（９２）と、前記被打鈴部材（１０２）に接触可能な状態で前記回転体（９２）に設けられた打鈴部材（９４）と、前記回転軸（８８）を手動で回転操作可能な操作レバー（１１４）と、前記操作レバー（１１４）及び前記回転軸（８８）の間に介設されたワンウェイクラッチ機構（９６、３００）と、前記回転軸（８８）を回転駆動するモータ（１１６）と、自転車の車速を検出する車速検出手段（４０）と、前記車速検出手段（４０）にて検出された車速に基づいて前記モータ（１１６）を駆動制御するモータ制御部（１８０）と、を備えることを特徴とする。

なお、括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではなく、以下同様である。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の自転車用ベル装置において、前記モータ制御部（１８０）が、前記車速検出手段（４０）にて検出された車速に応じて前記回転軸（８８）の回転速度が変更されるように前記モータ（１１６）を駆動制御することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２記載の自転車用ベル装置において、前記回転体（９２）が、一方向に延在しており、前記打鈴部材（９４）が、前記回転体（９２）の一端部に設けられた第１ウエイト部材（１２６）と、前記回転体（９２）の他端部に設けられた第２ウエイト部材（１３２）と、を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３記載の自転車用ベル装置において、前記第２ウエイト部材（１３２）が、一方向に延在しており、前記打鈴部材（９４）が、前記回転体（９２）に設けられ、且つ前記第２ウエイト部材（１２６）を回転可能に支持する支軸（１３０）と、前記回転軸（８８）の回転方向とは逆の方向に向かって前記第２ウエイト部材（１３２）を付勢する付勢手段（１３４）と、をさらに有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４記載の自転車用ベル装置において、前記回転体（９２）には、前記支軸（１３０）に対する前記第２ウエイト部材（１３２）の回転を制限するストッパ部材（１４８）が設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか１項に記載の自転車用ベル装置において、前記第１ウエイト部材（１２６）と前記第２ウエイト部材（１３２）が、前記回転軸（８８）の軸線方向に沿ってオフセットした状態で配設されており、前記被打鈴部材（９４）は、前記第１ウエイト部材（１２６）に接触可能な第１突起部（１０４）と、前記第２ウエイト部材（１３２）に接触可能な第２突起部（１０６）と、を含むことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自転車用ベル装置において、前記ワンウェイクラッチ機構（９６）が、前記回転軸（８８）の外周面に外嵌されたラチェット歯車（１５０）と、前記ラチェット歯車（１５０）の歯（１５０ａ）に係合可能なラチェット爪（１５６）を有し、且つ前記操作レバー（１１４）が設けられる動力伝達部（１５２）と、を有することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自転車用ベル装置において、前記ワンウェイクラッチ機構（３００）が、前記回転軸（８８）の一部を囲繞する外輪部材（３０２）と、前記回転軸（８８）及び前記外輪部材（３０２）の間に配設される転動体（３０４）と、を有し、前記外輪部材（３０２）の内面には、前記転動体（３０４）を収容可能な凹部（３０６）と、前記凹部（３０６）に連なり前記回転軸（８８）に向けて突出する凸部（３０８）とが形成されていることを特徴とする。

請求項９に記載の自転車は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のベル装置（１０Ａ〜１０Ｃ）を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、車速検出手段にて検出された車速に基づいてモータを駆動して回転軸を回転させるので、走行時に、ベル音を自動で連続して発生させることができる。これにより、乗員（運転者）は、ハンドルグリップを握ったままで指を離さずにベル音を発生させる（鳴らす）ことができるために、操作レバーの操作負担が軽減される。よって、運転操作が煩わしくなく、車両周辺の他者に対して注意をより早く喚起することができる。また、操作レバーによっても回転軸を回転させることが可能であるため、乗員の判断でベル音を発生させることもできる。つまり、乗員の手動と、車速に基づいたモータの駆動をベル装置によって両立させることができるようになるため、利便性に優れている。さらに、前記操作レバーと前記回転軸の間にワンウェイクラッチ機構を介設しているので、例えば、モータの駆動によって回転軸が回転しているときに、該操作レバーが作動する（つれ回る）ことを好適に防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、車速に応じて回転軸の回転速度が変更されるようにモータを駆動制御するので、例えば、低速度走行時にベル音の発生回数を少なくし、高速度走行時にベル音の発生回数を多くすることが可能になる。よって、車速に応じてベル音を適当な回数発生させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、打鈴部材が第１ウエイト部材と第２ウエイト部材を有しているので、例えば、打鈴部材が１つのウエイト部材のみを有する場合と比較して、回転軸の１回転当たりにおけるベル音の発生回数を増加させる（２倍にする）ことができる。また、前記第１ウエイト部材を回転体の一端部に設けると共に前記第２ウエイト部材を該回転体の他端部に設けているので、前記ベル音の発生間隔を略一定にすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、付勢手段によって、第２ウエイト部材の延在方向が前記回転体の延在方向に対して回転軸の回転方向とは逆の方向にずれて位置するように該第２ウエイト部材を位置させることができる。これにより、回転軸の回転速度が低い場合（例えば、手動により操作レバーを操作した場合）に、前記第２ウエイト部材を被打鈴部材に接触させず第１ウエイト部材のみを該被打鈴部材に接触させて、ベル音の発生回数を少なくすることができる。一方、前記回転軸の回転速度が高い場合には、前記第２ウエイト部材に作用する遠心力によって、前記第２ウエイト部材の延在方向が前記回転体の延在方向に一致するように該第２ウエイト部材を回転させることができるので、第１ウエイト部材と第２ウエイト部材の両方を前記被打鈴部材に接触させて、ベル音の発生回数を多くすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、ストッパ部材を設けているので、例えば、回転軸の回転速度が増減した場合であっても、第２ウエイト部材の延在方向が回転体の延在方向に一致した状態に保持することができる。

請求項６に記載の発明によれば、第１ウエイト部材と第２ウエイト部材を回転軸の軸線方向に沿ってオフセットした状態で配設しているので、第１ウエイト部材が第１突起部に接触した時に発生するベル音の周波数と、第２ウエイト部材が第２突起部に接触した時に発生するベル音の周波数とを異ならせることができる。

請求項７に記載の発明によれば、例えば、モータの作用によって回転軸が回転する場合には、ラチェット歯車が回転してもラチェット爪が該ラチェット歯車の歯面を滑るため、動力伝達部及び操作レバーが回転軸と一緒に回転することはない（連れ回りを防止することができる。）。一方、操作レバーを操作して動力伝達部を作動（回転）させた場合には、ラチェット爪がラチェット歯車の歯面に対して強く噛み合うため、ラチェット歯車及び回転軸を一緒に回転させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、例えば、モータの作用によって回転軸が回転する場合には、凹部内に収容された転動体が回転軸の外周面を転動するので、外輪部材に回転軸の回転力が伝達されることはない。よって、該外輪部材及び操作レバーが回転軸と一緒に回転することはない（連れ回りを防止することができる。）。一方、操作レバーを操作して外輪部材を回転させた場合には、外輪部材の凸部と回転軸の外周面との間に転動体が嵌まり込み該転動体の転動運動が阻止されるため、回転軸を回転させることができる。

請求項９に記載の発明によれば、上述した請求項１〜８の効果を奏するベル装置を備えた自転車を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るベル装置が組み込まれた電動アシスト自転車の左側面図である。 図１に示すベル装置、ハンドル、及びグリップの一部省略斜視図である。 図２に示すベル装置本体の一部省略縦断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図３に示すベル装置制御部によるベル音を発生させる動作を示すフローチャートである。 第１のベル音と第２のベル音とを発生させている状態を説明するための説明図である。 車速と単位時間当たりのベル音の発生回数との関係を示したグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係るベル装置を構成する打鈴部材を説明するための断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るベル装置を構成するワンウェイクラッチ機構を説明するための断面図である。

以下、本発明に係る自転車用ベル装置について、それを備えた自転車との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、自転車において、車体の左右に１つずつ対称的に設けられる機構乃至構成要素については、左のものの参照符号に「Ｌ」を付し、右のものの参照符号に「Ｒ」を付すものとする。

（第１の実施の形態）
先ず、本実施の形態に係る自動車用ベル装置（以下、ベル装置と称する。）１０Ａを備えた電動アシスト自転車１２の基本構成について説明する。

図１に示すように、電動アシスト自転車１２は、車体フレーム１４をベースとして構成されており、操舵輪である前輪ＷＦと、駆動輪である後輪ＷＲと、図示しない乗員が着座するシート１６と、後輪ＷＲを駆動させる駆動機構１８と、前輪ＷＦに設けられたアシスト駆動ユニット２０と、前輪ＷＦを操舵する操舵部２２と、を備える。

車体フレーム１４は、後述するステアリング軸６６を操舵可能に支持するヘッドチューブ２４と、前記ヘッドチューブ２４から車両後方且つ下方に延びたダウンチューブ２６と、前記ダウンチューブ２６の後端から上方に立ち上がり、且つシート１６を支持するシートポスト２８が該シート１６の上下位置を調整可能なように装着されるシートチューブ３０と、前記ダウンチューブ２６よりも上方で前記ヘッドチューブ２４及び前記シートチューブ３０を連結するトップチューブ３２と、前記シートチューブ３０の下端から車両後方に延びて後輪ＷＲを軸支する一対のリアフォーク３４Ｌ、３４Ｒと、各リアフォーク３４Ｌ、３４Ｒの後端及びシートチューブ３０を連結する一対のステー３６Ｌ、３６Ｒとを有する。

リアフォーク３４Ｌには、後輪ＷＲの回転数から車速を検出する車速センサ４０が設けられている。ステー３６Ｌ、３６Ｒには、後輪ＷＲの回転を止める後輪用カンチブレーキ４２が設けられている。なお、前輪ＷＦの回転を止める前輪用カンチブレーキ４４は操舵部２２を構成する後述するフロントフォーク６８Ｌ、６８Ｒに設けられている。

駆動機構１８は、車幅方向に延びたクランク軸４６と、前記クランク軸４６を軸支するクランク軸受４８と、前記クランク軸４６の両端に設けられた一対のペダル５０Ｌ、５０Ｒと、前記クランク軸４６に取り付けられた駆動側スプロケット５２と、後輪ＷＲに設けられた従動側スプロケット５４と、駆動側スプロケット５２及び従動側スプロケット５４に巻き付けられたチェーン５６とを有する。

このような駆動機構１８では、乗員がペダル５０Ｌ、５０Ｒを漕ぐことによって、クランク軸４６に与えられた踏力トルクがチェーン５６を介して従動側スプロケット５４に伝達されて後輪ＷＲを回転する。

アシスト駆動ユニット２０は、前輪ＷＦのハブ５８に設けられており、該前輪ＷＦを回転駆動するアシストモータ６０と、前記アシストモータ６０を駆動制御するアシスト制御部６２（図２参照）とを有する。アシストモータ６０とアシスト制御部６２は、上述したトップチューブ３２内に設けられたバッテリ部６４から供給される電力によって駆動可能となっている。

このようなアシスト駆動ユニット２０では、アシストモータ６０が前輪ＷＦを回転駆動することにより、ペダル５０Ｌ、５０Ｒに作用する乗員の踏力を補助する駆動力（補助トルク）が発生する。

操舵部２２は、上述したヘッドチューブ２４に回転自在に支持されるステアリング軸６６と、前記ステアリング軸６６の下端から延在して前輪ＷＦを軸支する一対のフロントフォーク６８Ｌ、６８Ｒと、前記ステアリング軸６６の上部に設けられたハンドル７０とを有する。

ハンドル７０には、前記乗員が把持する一対のグリップ７２Ｌ、７２Ｒと、各カンチブレーキ４２、４４を作動させるための一対のブレーキレバー７４Ｌ、７４Ｒと、ベル音を発生するベル装置１０Ａとが設けられている。

図２に示すように、ベル装置１０Ａは、グリップ７２Ｌの近傍に設けられたベル装置本体７６と、上述したアシスト制御部６２内に設けられたベル装置制御部７８と、上述した車速センサ４０とを有する。

ベル装置本体７６は、前記乗員の左手がグリップ７２Ｌを把持した状態でその親指又は人差指が該ベル装置本体７６を構成する後述する操作レバー１１４を操作可能な距離に配置するのが好ましい。なお、ベル装置本体７６は、グリップ７２Ｒの近傍に配設されてもよいことは勿論である。

図３に示すように、ベル装置本体７６は、有底筒状に形成される台座８０と、前記台座８０の外側底面に固着されてハンドル７０に取り付け可能なホルダ８２（図２参照）と、前記台座８０の一方の側に配設されるベル体８４と、前記台座８０に設けられて前記ベル体８４を支持する支持機構８６と、前記支持機構８６を構成する後述する主軸１１０の外周面に対して回転自在に設けられた中空状の回転軸８８と、前記回転軸８８を回転するためのモータ部材９０と、前記回転軸８８の一端に外嵌された板状の回転体９２と、前記回転体９２に設けられた打鈴部材９４と、前記回転軸８８に設けられたワンウェイクラッチ機構９６とを備える。

台座８０は、例えば、樹脂材料で構成されており、ベル体８４は、例えば、真鍮やアルミニウム等の金属で構成されている。また、ベル体８４は、回転軸８８の軸線方向に沿って延びた筒状部９８と、前記筒状部９８の一端に一体的に設けられた湾曲部１００とを含む。

筒状部９８には、上述した打鈴部材９４に接触可能な被打鈴部材１０２が設けられている。被打鈴部材１０２は、前記筒状部９８の内面における一端からやや台座８０側の位置に形成された第１突起部１０４と、前記筒状部９８の内面における一端部に形成された第２突起部１０６とを有する。つまり、第１突起部１０４と第２突起部１０６は、回転軸８８の軸線方向に沿ってオフセットしている。また、第１突起部１０４と第２突起部１０６は、筒状部９８の周方向に沿って位相が略１８０度ずれている（図４参照）。

支持機構８６は、台座８０の内側底面の略中央に固着されたベース１０８と、前記ベース１０８から前記湾曲部１００側に延びた主軸１１０と、前記湾曲部１００の頂部に位置した状態で前記主軸１１０の一端に設けられ、且つ前記ベル体８４を支持する支持具１１２とを有する。主軸１１０の長さは、台座８０を構成する側壁の一端面と筒状部９８の他端面との間に適度な隙間Ｓが形成されるような長さに設定される。そして、図３から諒解されるように、前記ワンウェイクラッチ機構９６に接続する操作レバー１１４が前記隙間Ｓを介して外方に延在している。

回転軸８８は、主軸１１０の他端近傍から該主軸１１０の中程まで延在している。つまり、回転軸８８の一端は、ベル体８４（筒状部９８）内に位置している。モータ部材９０は、台座８０の内側底面に固着されたモータ本体１１６と、前記モータ本体１１６の駆動軸１１８に外嵌された第１歯車１２０と、前記第１歯車１２０に噛合すると共に前記回転軸８８に外嵌された第２歯車１２２とを含む。つまり、第１歯車１２０及び第２歯車１２２は、減速機構として機能する。

このようなモータ部材９０では、モータ本体１１６の駆動軸１１８の回転力が第１歯車１２０を介して第２歯車１２２に伝達されることにより、回転軸８８が一方向（図４における時計回り）に回転する。

図４に示すように、回転体９２は、平面視で矩形状に形成されている。打鈴部材９４は、回転体９２の一端側に設けられた第１支軸１２４と、前記第１支軸１２４に対して回転自在に設けられた第１ウエイト部材１２６と、前記第１ウエイト部材１２６を回転軸８８の回転方向とは逆の方向に向けて付勢する第１付勢機構１２８と、前記回転体９２の他端側に設けられた第２支軸１３０と、前記第２支軸１３０に対して回転自在に設けられた第２ウエイト部材１３２と、前記第２ウエイト部材１３２を前記回転軸８８の回転方向とは逆の方向に向けて付勢する第２付勢機構１３４とを有する。

第１ウエイト部材１２６は、回転軸８８の軸線方向における位置が上述した第１突起部１０４の位置に略一致している。また、第１ウエイト部材１２６は、金属材料で構成されており、直方体状に形成された第１基部１２６ａと、前記第１基部１２６ａの一端に一体的に設けられた第１接触部１２６ｂとを含む。なお、図４から諒解されるように、第１接触部１２６ｂの側面には湾曲面１２６ｃが形成されている。これにより、第１接触部１２６ｂの湾曲面１２６ｃが第１突起部１０４に接触した時の摩擦抵抗を小さくすることができる。

第１付勢機構１２８には、回転体９２のうち前記回転軸８８及び第１支軸１２４の間の部位に設けられた第１固定ピン１３６と、前記第１基部１２６ａのうち前記第１支軸１２４よりも他端側に設けられた第１受ピン１３８と、前記第１固定ピン１３６及び前記第１受ピン１３８の間に介設された第１弾性部材１４０とが設けられている。第１弾性部材１４０としては、例えば、圧縮コイルばねが利用される。なお、第１弾性部材１４０のばね定数ｋ１は、後述する第２弾性部材１４６のばね定数ｋ２よりも小さく設定される。

このように構成される第１付勢機構１２８では、第１固定ピン１３６及び第１受ピン１３８の間に第１弾性部材１４０が介設されているので、回転軸８８が回転していない状態において、第１ウエイト部材１２６は、第１基部１２６ａの延在方向が回転体９２の延在方向に対して前記回転軸８８の回転方向とは逆の方向に所定角度θ１だけ傾いて保持される。図４から諒解されるように、この状態において、第１接触部１２６ｂの湾曲面１２６ｃは第１突起部１０４に対して非接触となる。

なお、回転体９２には、第１支軸１２４に対する第１ウエイト部材１２６の回転を制限する第１ストッパ１４２が設けられている。前記第１ストッパ１４２は、前記第１基部１２６ａの延在方向と前記回転体９２の延在方向とが一致したときに、該第１ウエイト部材１２６に当接するような位置に配設されている。

第２ウエイト部材１３２は、例えば、第１ウエイト部材１２６を構成する金属材料と同一の金属材料で構成されており、直方体状に形成された第２基部１３２ａと、前記第２基部１３２ａの他端に一体的に設けられた第２接触部１３２ｂとを含む。なお、図４から諒解されるように、第２接触部１３２ｂの側面には湾曲面１３２ｃが形成されている。これにより、第２接触部１３２ｂの湾曲面１３２ｃが第２突起部１０６に接触した時の摩擦抵抗を小さくすることができる。

第２付勢機構１３４には、回転体９２のうち前記回転軸８８及び第２支軸１３０の間の部位に設けられた第２固定ピン１４３と、前記第２基部１３２ａのうち前記第２支軸１３０よりも一端側に設けられた第２受ピン１４４と、前記第２固定ピン１４３及び前記第２受ピン１４４の間に介設された第２弾性部材１４６とが設けられている。第２弾性部材１４６としては、例えば、圧縮コイルばねが利用される。

このように構成される第２付勢機構１３４では、第２固定ピン１４３及び第２受ピン１４４の間に第２弾性部材１４６が介設されているので、回転軸８８が回転していない状態において、第２ウエイト部材１３２は、第２基部１３２ａの延在方向が回転体９２の延在方向に対して前記回転軸８８の回転方向とは逆の方向に所定角度θ２だけ傾いて保持される。

なお、回転体９２には、第２支軸１３０に対する第２ウエイト部材１３２の回転を制限する第２ストッパ１４８が設けられている。前記第２ストッパ１４８は、前記第２基部１３２ａの延在方向と前記回転体９２の延在方向とが一致したときに、該第２ウエイト部材１３２に当接するような位置に配設されている。

図５及び図６に示すように、ワンウェイクラッチ機構９６は、回転軸８８に外嵌されたラチェット歯車１５０と、前記ラチェット歯車１５０の外側に配設された円環状の外輪部材１５２と、前記外輪部材１５２を支持する一対の支持部材１５４、１５４と、前記ラチェット歯車１５０のラチェット歯１５０ａに係合可能な複数（図５では３つ）のラチェット爪１５６、１５６、１５６と、ラチェット爪１５６をラチェット歯車１５０側に付勢するラチェット爪付勢機構１５８とを有する。

外輪部材１５２の外面には、上述した操作レバー１１４が接続される。各支持部材１５４は、上述した台座８０の側部の内面に固定された状態で前記外輪部材１５２のうち前記台座８０の底部側に位置する面に接触する支持板１６０と、前記支持板１６０からベル体８４の湾曲部１００側に立設したガイド部１６２とを含む。ガイド部１６２は、外輪部材１５２の外側側面に接触している。これにより、操作レバー１１４を回転軸８８の周方向に沿って操作した際に、外輪部材１５２を安定して回転することができる。

ラチェット爪１５６、１５６、１５６は、外輪部材１５２のうちベル体８４の湾曲部１００側に位置する面に回転軸８８の周方向に沿って等間隔離間して配設されている。各ラチェット爪１５６は、ラチェット歯車１５０のラチェット歯１５０ａの形状に対応した形状の爪本体１６４と、前記爪本体１６４に連なり外輪部材１５２に設けられる基端部１６６とを含む。

基端部１６６は、断面コ字状（図６参照）に形成されており、留ピン１６８が貫通して設けられることによって外輪部材１５２に取り付けられている。ラチェット爪付勢機構１５８は、留ピン１６８に外挿された捩じりコイルばね１７０と、外輪部材１５２に設けられて前記捩じりコイルばね１７０の一端が接続される固定ピン１７２と、ラチェット爪１５６の基端部１６６の内面に設けられて前記捩じりコイルばね１７０の他端が接続される受ピン１７４とを有する。これにより、ラチェット爪１５６には、留ピン１６８を中心として回転軸８８の回転方向と同一方向の捩じりコイルばね１７０の付勢力が作用する。

このように構成されるワンウェイクラッチ機構９６では、例えば、モータ部材９０の作用によって回転軸８８が回転する場合には、ラチェット歯車１５０が回転してもラチェット爪１５６、１５６、１５６が該ラチェット歯車１５０のラチェット歯１５０ａを滑るため、外輪部材１５２及び操作レバー１１４が回転軸８８と一緒に回転することはない（連れ回りを防止することができる。）。

一方、操作レバー１１４を手前に（回転軸８８の回転方向に沿って）引き寄せて外輪部材１５２を回転させた場合には、ラチェット爪１５６、１５６、１５６がラチェット歯車１５０のラチェット歯１５０ａに対して強く噛み合うため、ラチェット歯車１５０及び回転軸８８を回転させることができる。

ベル装置制御部７８は、記憶部１７６、判定部１７８、及びモータ制御部１８０を有する。記憶部１７６には、基準速度値Ｖａが記憶されている。基準速度値Ｖａは、ベル音を発生させる（又は停止させる）基準となる速度値であって、例えば、５［ｋｍ／ｈ］に設定される。

判定部１７８は、車速センサ４０によって検出された車速Ｖ（以下、検出速度Ｖと称することがある）が基準速度Ｖａ以上であるか否かを判定する。

モータ制御部１８０は、判定部１７８の判定結果に基づいてモータ本体１１６を駆動制御する。具体的には、モータ制御部１８０は、検出速度Ｖが大きくなるほどモータ本体１１６の駆動軸１１８の回転速度を大きくする。つまり、モータ制御部１８０は、検出速度Ｖに応じてモータ本体１１６を駆動制御する。

以上のように構成される電動アシスト自転車１２に適用されるベル装置１０Ａのベル装置制御部７８によるベル音を発生させる動作について図７を参照しながら説明する。

図７に示すように、先ず、車速センサ４０は、電動アシスト自転車１２の車速Ｖを検出する（ステップＳ１）。次に、判定部１７８は、検出速度Ｖが基準速度Ｖａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。検出速度Ｖが基準速度Ｖａよりも小さい場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ２の処理を繰り返し行う。電動アシスト自転車１２が、充分に小さい速度で走行している、又は停止しているからである。

一方、検出速度Ｖが基準速度Ｖａ以上である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、モータ制御部１８０は、モータ本体１１６を駆動制御する。モータ本体１１６が駆動すると、その駆動軸１１８の回転力が第１歯車１２０及び第２歯車１２２を介して回転軸８８に伝達される。回転軸８８が回転すると、回転体９２も一緒に回転するため、第１ウエイト部材１２６及び第２ウエイト部材１３２には、遠心力が作用することになる。

このとき、上述したように、第１弾性部材１４０のばね定数ｋ１が第２弾性部材１４６のばね定数ｋ２よりも小さく設定されているため、先ず、第１ウエイト部材１２６が、第１支軸１２４を中心に回転軸８８の回転方向と同一方向に回転する。これにより、第１基部１２６ａの延在方向と回転体９２の延在方向とが一致すると共に、第１ウエイト部材１２６が第１ストッパ１４２に接触する。よって、回転軸８８の軸線から湾曲面１２６ｃまでの最大距離が距離Ｌ１（図４参照）から距離Ｌ２（図８参照）に増大する、言い換えれば、回転軸８８の軸線に対して湾曲面１２６ｃの位置が回転軸８８の半径方向外側に移動する。その結果、第１接触部１２６ｂの湾曲面１２６ｃが第１突起部１０４に接触可能となる。そして、第１接触部１２６ｂの湾曲面１２６ｃが第１突起部１０４に接触することにより、ベル音（第１のベル音）が発生する。

これにより、電動アシスト自転車１２が基準速度Ｖａ以上で走行している際に、ベル音を自動で連続して発生させることができる。よって、乗員（運転者）は、ハンドルグリップ７４Ｌ（７４Ｒ）を握ったままで指を離さずにベル音を発生させる（鳴らす）ことができるため、操作レバー１１４の操作負担が軽減される。よって、運転操作が煩わしくなく、車両周辺の他者に対して注意をより早く喚起することができる。

なお、このとき、操作レバー１１４と回転軸８８の間にはワンウェイクラッチ機構９６が設けられているので、回転軸８８の回転に伴って操作レバー１１４が作動する（つれ回る）ことはない。

続いて、検出速度Ｖが大きくなると、モータ制御部１８０は、モータ本体１１６の駆動軸１１８の回転速度を大きくするため、第１ウエイト部材１２６及び第２ウエイト部材１３２に作用する遠心力も大きくなる。そのため、第２ウエイト部材１３２が、第２支軸１３０を中心に回転軸８８の回転方向と同一方向に回転する。

これにより、図８に示すように、第２基部１３２ａの延在方向と回転体９２の延在方向とが一致すると共に、第２ウエイト部材１３２の湾曲面１３２ｃが第２突起部１０６に接触する。よって、回転軸８８の軸線から湾曲面１３２ｃまでの最大距離が増大する。言い換えれば、回転軸８８の軸線に対して湾曲面１３２ｃの位置が回転軸８８の半径方向外側に移動する。その結果、第２ウエイト部材１３２の湾曲面１３２ｃが第２突起部１０６に接触可能となる。そして、第２ウエイト部材１３２の湾曲面１３２ｃが第２突起部１０６に接触することにより、第１のベル音とは異なる周波数のベル音（第２のベル音）が発生する。

なお、本実施の形態では、第１突起部１０４と第２突起部１０６が筒状部９８の周方向に沿って位相が略１８０度ずれているため、第１のベル音と第２のベル音は略同時に発生する。

その後、判定部１７８は、検出速度Ｖが基準速度Ｖａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。検出速度Ｖが基準速度Ｖａ以上である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ４の処理を繰り返し行う。電動アシスト自転車１２が基準速度Ｖａ以上で走行中であり、車両周辺の他者等に注意を喚起する必要があるからである。

一方、検出速度Ｖが基準速度Ｖａよりも小さい場合（ステップＳ４：ＮＯ）、モータ制御部１８０は、モータ本体１１６の駆動を停止する（ステップＳ５）。この段階で、ベル装置制御部７８は、今回の制御ルーチンを終了する。

本実施の形態に係るベル装置１０Ａによれば、検出速度Ｖに応じてモータ本体１１６の駆動軸１１８の回転速度を大きくしているので、検出速度Ｖが増加するに従ってベル音の発生回数を多くすることができる。よって、車速に応じてベル音を適当な回数発生させることができる。

また、打鈴部材９４が第１ウエイト部材１２６と第２ウエイト部材１３２を有しているので、例えば、打鈴部材９４が１つのウエイト部材のみを有する場合と比較して、回転軸８８（回転体９２）の１回転当たりにおけるベル音の発生回数を増加させることができる。

さらに、回転体９２の一端部に第１ウエイト部材１２６を設けると共に該回転体９２の他端部に第２ウエイト部材１３２を設けているので、第１のベル音と第２のベル音の発生間隔を略一定にすることができる。

本実施の形態によれば、操作レバー１１４によっても回転軸８８を回転させることが可能であるため、乗員の判断でベル音を発生させることができる。つまり、乗員の手動と、車速に応じたモータ本体１１６の駆動とをベル装置１０Ａによって両立することができるようになるため、利便性に優れている。

次に、本実施の形態に係るベル装置１０Ａの効果について図９を参照しながら説明する。図９は、車速に対するベル音の単位時間当たりの発生回数を示したグラフであって、図中の破線Ａは、乗員が操作レバー１１４を操作することによってベル音を発生させる場合の特性を示し、実線Ｂは、本実施の形態に係るベル装置１０Ａのモータ駆動によりベル音を発生させる場合の特性を示している。

図９の破線Ａから諒解されるように、手動でベル音を発生させる場合、乗員は、車速Ｖが第１速度値Ｖｂに到達するまではベル音の単位時間当たりの発生回数を増加させることができるが、該車速Ｖが該第１速度値Ｖｂよりも大きくなると、車速Ｖが大きくなるに従ってベル音の単位時間当たりの発生回数は減少する傾向にある。これは、車速Ｖが第１速度値Ｖｂよりも大きくなると、乗員は運転操作に一層集中する必要があることから操作レバー１１４の操作を行う余裕がなくなるためである。そのため、車速Ｖが第１速度値Ｖｂよりも大きい場合には、車両周辺の他者に対する注意喚起が充分に行うことができないおそれがある。なお、手動でベル音を発生させる場合、ベル音の単位時間当たりにおける限界の発生回数は、ｎ２（回／ｍｉｎ）である。

一方、図９の実線Ｂから諒解されるように、自動でベル音を発生させる場合、検出速度Ｖが基準速度値Ｖａに到達した時に、モータ制御部１８０がモータ本体１１６の駆動軸１１８を回転させて回転軸８８を回転するので、第１ウエイト部材１２６が第１突起部１０４に接触して第１のベル音が発生する。この時の第１のベル音の単位時間当たりの発生回数は、ｎ１［回／ｍｉｎ］である。そして、車速Ｖがさらに大きくなるに従って、回転軸８８の回転速度も大きくなるため、第１のベル音の単位時間当たりの発生回数は増加する。

その後、車速Ｖが第２速度値Ｖｃに到達した時に、第２ウエイト部材１３２が第２突起部１０６に接触するため、第１のベル音に加えて第２のベル音も発生することになる。なお、この時のベル音の単位時間当たりの発生回数は、ｎ３［回／ｍｉｎ］であり、上述した手動による限界の発生回数ｎ２よりも大きくなっている。そして、車速Ｖが第２速度値Ｖｃよりも大きくなると、ベル音の単位時間当たりの発生回数も増加し続ける。

このように、モータ本体１１６の駆動軸１１８を回転駆動することにより自動でベル音を連続して発生させることができるため、乗員は、操作レバー１１４の操作負担が軽減される。よって、運転操作が煩わしくなく、車両周辺の他者に対して注意をより早く喚起することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係るベル装置１０Ｂについて図１０を参照しながら説明する。なお、第２の実施の形態において、上記実施の形態の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。後述する第３の実施の形態についても同様である。

図１０に示すように、本実施の形態に係るベル装置１０Ｂは、第１付勢機構１２８に代えて第１付勢機構２００が用いられると共に、第２付勢機構１３４に代えて第２付勢機構２０２が用いられる。

第１付勢機構２００は、第１支軸１２４に外挿された第１捩じりコイルばね２０４と、回転体９２に設けられて前記第１捩じりコイルばね２０４の一端が接続される第１固定ピン２０６と、第１基部１２６ａのうち前記回転体９２との対向面に設けられて前記第１捩じりコイルばね２０４の他端が接続される第１受ピン２０８とを有する。

このように構成される第１付勢機構２００では、回転軸８８が回転していない状態において、第１捩じりコイルばね２０４の作用によって、第１ウエイト部材１２６は、第１基部１２６ａの延在方向が回転体９２の延在方向に対して回転軸８８の回転方向とは逆の方向に所定角度θ１だけ傾いて保持される。

第２付勢機構２０２は、第２支軸に外挿された第２捩じりコイルばね２１０と、回転体９２に設けられて前記第２捩じりコイルばね２１０の一端が接続される第２固定ピン２１２と、第２基部１３２ａのうち前記回転体９２との対向面に設けられて前記第２捩じりコイルばね２１０の他端が接続される第２受ピン２１４とを有する。

このように構成される第２付勢機構２０２では、回転軸８８が回転していない状態において、第２捩じりコイルばね２１０の作用によって、第２ウエイト部材１３２は、第２基部１３２ａの延在方向が回転体９２の延在方向に対して回転軸８８の回転方向とは逆の方向に所定角度θ２だけ傾いて保持される。

本実施の形態のように第１捩じりコイルばね２０４及び第２捩じりコイルばね２１０を利用した場合であっても、上述した第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係るベル装置１０Ｃについて図１１を参照しながら説明する。

図１１に示すように、本実施の形態に係るベル装置１０Ｃでは、ワンウェイクラッチ機構９６に代えてワンウェイクラッチ機構３００が用いられる。ワンウェイクラッチ機構３００は、回転軸８８の一部を囲繞する外輪部材（動力伝達部）３０２と、前記回転軸８８及び前記外輪部材３０２の間に配設される複数（図１１では４つ）の転動体３０４…３０４とを有する。

外輪部材３０２の内面には、前記転動体３０４を収容可能な凹部３０６と、該凹部に連なり前記回転軸８８に向けて突出する凸部３０８とが回転軸８８の周方向に交互に４つずつ形成されている。各凹部３０６の深さは、回転軸８８の外周面との間隔が転動体３０４の直径よりも幾らか大きくなるような深さに設定されている。各凸部３０８の突出量は、回転軸８８の外周面との間隔が転動体３０４の直径よりも幾らか小さくなるような突出量に設定されている。

以上のように構成されるワンウェイクラッチ機構３００では、例えば、モータ部材９０の作用によって回転軸８８が回転する場合には、転動体３０４…３０４が回転軸８８の外周面を転動するので、外輪部材３０２に回転軸８８の回転力が伝達されることはない。よって、該外輪部材３０２及び操作レバー１１４が回転軸８８と一緒に回転することはない（連れ回りを防止することができる。）。

一方、操作レバー１１４を手前に（回転軸８８の回転方向に沿って）引き寄せて外輪部材３０２を回転させた場合には、外輪部材３０２の凸部３０８と回転軸８８の外周面との間に転動体３０４が嵌まり込み該転動体３０４の転動運動が阻止されるため、回転軸８８を回転させることができる。

本実施の形態のようにワンウェイクラッチ機構３００を利用した場合であっても、上述した第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

本発明は上記した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

例えば、本発明に係るベル装置は、アシストモータを有さない、人力のみによって走行可能な自転車に適用しても構わない。

１０Ａ〜１０Ｃ…ベル装置 １２…電動アシスト自転車
１４…車体フレーム ４０…車速センサ（車速検出手段）
８４…ベル体 ８８…回転軸
９２…回転体 ９６、３００…ワンウェイクラッチ機構 １０２…被打鈴部材
１０４…第１突起部 １０６…第２突起部
１１４…操作レバー １１６…モータ本体
１２４…第１支軸 １２６…第１ウエイト部材
１２８…第１付勢機構 １３０…第２支軸
１３２…第２ウエイト部材 １３４…第２付勢機構（付勢手段）
１４２…第１ストッパ １４８…第２ストッパ
１５０…ラチェット歯車 １５２…外輪部材（動力伝達部）
１５６…ラチェット爪 １８０…モータ制御部
３０２…外輪部材 ３０４…転動体
３０６…凹部 ３０８…凸部

Claims (9)

1. ベル体（８４）と、
   前記ベル体（８４）の内面に設けられた被打鈴部材（１０２）と、
   前記ベル体（８４）内に設けられた回転軸（８８）と、
   前記回転軸（８８）に接続された回転体（９２）と、
   前記被打鈴部材（１０２）に接触可能な状態で前記回転体（９２）に設けられた打鈴部材（９４）と、
   前記回転軸（８８）を手動で回転操作可能な操作レバー（１１４）と、
   前記操作レバー（１１４）及び前記回転軸（８８）の間に介設されたワンウェイクラッチ機構（９６、３００）と、
   前記回転軸（８８）を回転駆動するモータ（１１６）と、
   自転車の車速を検出する車速検出手段（４０）と、
   前記車速検出手段（４０）にて検出された車速に基づいて前記モータ（１１６）を駆動制御するモータ制御部（１８０）と、を備えることを特徴とする自転車用ベル装置。
2. 請求項１記載の自転車用ベル装置において、
   前記モータ制御部（１８０）は、前記車速検出手段（４０）にて検出された車速に応じて前記回転軸（８８）の回転速度が変更されるように前記モータ（１１６）を駆動制御することを特徴とする自転車用ベル装置。
3. 請求項２記載の自転車用ベル装置において、
   前記回転体（９２）は、一方向に延在しており、
   前記打鈴部材（９４）は、前記回転体（９２）の一端部に設けられた第１ウエイト部材（１２６）と、
   前記回転体（９２）の他端部に設けられた第２ウエイト部材（１３２）と、を有することを特徴とする自転車用ベル装置。
4. 請求項３記載の自転車用ベル装置において、
   前記第２ウエイト部材（１３２）は、一方向に延在しており、
   前記打鈴部材（９４）は、前記回転体（９２）に設けられ、且つ前記第２ウエイト部材（１２６）を回転可能に支持する支軸（１３０）と、
   前記回転軸（８８）の回転方向とは逆の方向に向かって前記第２ウエイト部材（１３２）を付勢する付勢手段（１３４）と、をさらに有することを特徴とする自転車用ベル装置。
5. 請求項４記載の自転車用ベル装置において、
   前記回転体（９２）には、前記支軸（１３０）に対する前記第２ウエイト部材（１３２）の回転を制限するストッパ部材（１４８）が設けられていることを特徴とする自転車用ベル装置。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の自転車用ベル装置において、
   前記第１ウエイト部材（１２６）と前記第２ウエイト部材（１３２）は、前記回転軸（８８）の軸線方向に沿ってオフセットした状態で配設されており、
   前記被打鈴部材（９４）は、前記第１ウエイト部材（１２６）に接触可能な第１突起部（１０４）と、
   前記第２ウエイト部材（１３２）に接触可能な第２突起部（１０６）と、を含むことを特徴とする自転車用ベル装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の自転車用ベル装置において、
   前記ワンウェイクラッチ機構（９６）は、前記回転軸（８８）の外周面に外嵌されたラチェット歯車（１５０）と、
   前記ラチェット歯車（１５０）の歯（１５０ａ）に係合可能なラチェット爪（１５６）を有し、且つ前記操作レバー（１１４）が設けられる動力伝達部（１５２）と、を有することを特徴とする自転車用ベル装置。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の自転車用ベル装置において、
   前記ワンウェイクラッチ機構（３００）は、前記回転軸（８８）の一部を囲繞する外輪部材（３０２）と、
   前記回転軸（８８）及び前記外輪部材（３０２）の間に配設される転動体（３０４）と、を有し、
   前記外輪部材（３０２）の内面には、前記転動体（３０４）を収容可能な凹部（３０６）と、
   前記凹部（３０６）に連なり前記回転軸（８８）に向けて突出する凸部（３０８）とが形成されていることを特徴とする自転車用ベル装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のベル装置（１０Ａ〜１０Ｃ）を備えることを特徴とする自転車。

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