JP2014231331A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動装置を操作するための操作装置を簡素にする。【解決手段】操作装置１０は、自転車の電動変速装置を操作するための操作装置である。操作装置１０は、本体３２と、操作部材３０と、操作検出部３４と、信号出力部５４と、を備える。本体３２は、自転車に取り付け可能である。操作部材３０は、少なくとも第１操作部４４と第２操作部４６とを有し、本体３２に対し所定の操作方向Ｄ２に可動的に設けられる。操作検出部３４は、操作部材３０の第１操作部４４および第２操作部４６のいずれが操作方向Ｄ２に操作されたかを検出するためのものである。信号出力部５４は、電動変速装置を操作するための操作信号を操作検出部３４の検出結果に基づいて出力する。【選択図】図３

Description

本発明は、操作装置、特に、自転車の電動装置を操作するための操作装置に関する。

自転車に搭載されるたとえば電動変速機などの電動装置を操作する操作装置では、変速用のたとえばレバーの形態の２つの操作部材をハンドルバーに設け、２つの操作部材の操作に応じて異なる操作信号を出力する（例えば、特許文献１参照）。従来の操作装置では、２つの操作部材は独立して動作する。

特開２００８−１６８７５１号公報

従来の操作装置では、２つの操作部材が独立して動作するため、操作装置の構成が複雑になる

本発明の課題は、電動装置を操作するための操作装置を簡素にすることにある。

本発明に係る操作装置は、自転車の電動装置を操作するための操作装置である。操作装置は、取り付け部材と、操作部材と、操作検出部と、信号出力部と、を備える。取り付け部材は、自転車に取り付け可能である。操作部材は、少なくとも第１操作部と第２操作部とを有し、取り付け部材に対し所定の操作方向に可動的に設けられる。操作検出部は、操作部材の第１操作部および第２操作部のいずれが操作方向に操作されたかを検出するためのものである。信号出力部は、電動装置を操作するための操作信号を操作検出部の検出結果に基づいて出力する。

この操作装置では、操作検出部が操作部材の第１操作部および第２操作部のいずれが操作方向に操作されたかを操作検出部によって検出し、その検出結果に基づいて信号出力部が電動装置を操作するための操作信号が出力する。これによって、２つの操作部材を取り付け部材に対して別々に可動的を設けずとも複数の操作信号を出力可能になる。すなわち、電動装置を操作するための操作装置を簡素にできる。

操作部材は、回転軸回りに回動可能に取り付け部材に設けられる基部を有してもよい。この場合、操作部材が回動操作できるので、操作部材の構成が簡素になる。

第１操作部と第２操作部とは、基部から別々に基部の径方向に延びるように設けられてもよい。操作検出部は、第１操作部への操作を検出するための第１検出部と、第２操作部への操作を検出するための第２検出部と、を有する。この場合、第１操作部と第２操作部とが基部から別々に径方向に延びるので、第１操作部と第２操作部との識別が容易になる。

操作装置は、操作部材の操作方向への動きを検出するための動作検出部をさらに備えてもよい。信号出力部は、操作検出部の検出結果と動作検出部の検出結果とに基づいて操作信号を出力する。この場合、操作部材の操作方向への動作と第１操作部と第２操作部のいずれが操作されたかを検出できるので、２つの検出結果の組み合わせにより多様な操作信号を出力できる。

第１操作部は、回転軸から基部の径方向に第１距離を有するように延び、第２操作部は、回転軸から基部の径方向に第２距離を有するように延び、第１距離と第２距離とは互いに異なってもよい。この場合、第１操作部と第２操作部の基部からの距離が異なるので、第１操作部と第２操作部との識別が容易になる。

第１操作部と第２操作部とは、基部に対して回転軸回りの異なる位置に配置されてもよい。この場合、基部に対する第１操作部と第２操作部の回転軸回りの位置が異なるので、第１操作部と第２操作部との識別が容易になる。

第１検出部は、第１操作部に設けられる第１圧力センサを含む。第２検出部は、第２操作部に設けられる第２圧力センサを含む。この場合、圧力センサによって第１操作部または第２操作部への操作を電極の接触・非接触などによらず検出できる。このため、操作装置の寿命を延ばすことができる。

第１検出部は、第１操作部に設けられる第１静電容量センサを含む。第２検出部は、第２操作部に設けられる第２静電容量センサを含む。この場合、静電容量センサによって第１操作部または第２操作部への操作を電極の接触・非接触などによらず検出できる。このため、操作装置の寿命を延ばすことができる。

第１検出部は、第１操作部に設けられる第１押圧スイッチを含む。第２検出部は、第２操作部に設けられる第２押圧スイッチを含む。この場合、操作装置を安価に構成できる。

操作部材は、基部の回動に伴って操作方向に初期位置から操作位置に揺動可能であり、操作装置は、操作部材を初期位置に向けて操作方向とは反対方向に付勢する付勢部材をさらに備えてもよい。この場合、使用者が第１操作部又は第２操作部を初期位置から操作位置に操作しても、操作が終わると操作部材が初期位置に戻り、同じ動作で電動装置を操作できる。

電動装置を操作するための操作装置を簡素にできる。

本発明の第１実施形態による操作装置の斜視図。 操作装置の分解斜視図。 操作装置の背面図。 操作装置の制御系の構成を示すブロック図。 本発明の第２実施形態による操作装置の図３に相当する背面図。

＜第１実施形態＞
図１、図２および図３に示すように、自転車のハンドルバー１００に取り付けられる本発明の第１実施形態による操作装置１０は、ブレーキ装置を操作するための第１操作ユニット１２と、電動変速装置８０（図４参照）を操作するための第２操作ユニット１４と、を備える。電動変速装置は、自転車の電動装置の一例である。電動変速装置８０は、例えば、電動フロントディレーラ、電動リアディレーラ、および電動内装変速機、を含む。自転車の電動装置は、電動サスペンション、および電動シートポスト、をさらに含んでいてもよい。

第１操作ユニット１２は、レバー（ブレーキレバー）１６、および自転車のハンドルバー１００に取り付け可能な取り付け部材１８を含む。

取り付け部材１８は、ピストン２０を移動可能に収容するマスターシリンダ２２、およびクランプ２４を含む。クランプ２４は、ボルト２６によってそのスリット２４ａの間隔を狭めることによってハンドルバー１００を挟持する。これによって取り付け部材１８がハンドルバー１００に固定される。また、取り付け部材１８は、クランプ２４との間に空隙Ｓ（図２参照）を形成するようにクランプ２４とハンドルバー１００の軸方向Ｄ１に対向する対向部２８を含む。対向部２８は、ハンドルバー１００が挿通可能な環状に設けられる。

レバー１６は、回転軸Ｒ１回りに取り付け部材１８に揺動可能に取り付けられる。レバー１６は、図示しないピストンロッドを介してマスターシリンダ２２内に配置されるピストン２０に連結される。ピストン２０は、レバー１６の揺動に伴ってマスターシリンダ２２内を移動し、オイルなどの流体をマスターシリンダ２２外に押し出す。これによって、自転車に取り付けられる図示しない油圧ディスクブレーキ装置が操作される。このような操作系は一般に広く知られているので、ここでは詳しい説明を省略する。

第２操作ユニット１４は、操作部材３０、ハンドルバー１００が挿通可能な環状の本体３２、および制御部３４（図３および図４参照）、を含む。本体３２は、クランプ２４および対向部２８と同心上に、クランプ２４と対向部２８との間の空隙Ｓに配置される。本体３２の軸方向Ｄ１の寸法は、空隙Ｓの間隔よりもわずかに小さく設定される。これによって、本体３２が空隙Ｓに配置された状態で、本体３２は、クランプ２４および対向部２８の対向面にそれぞれ接する。本体３２は、ねじ部材４０によって対向部２８に固定される。つまり、本実施形態では、第２操作ユニット１４がブレーキ操作装置である第１操作ユニット１２を介してハンドルバー１００に間接的に取り付け可能に構成される。がなお、本発明の操作装置をブレーキ操作装置から独立した装置として構成する場合、本体３２をクランプ２４と同様に構成すればよい。この場合、本体３２が取り付け部材として機能する。

図３に示すように、制御部３４は、本体３２に設けられる。図４に示すように、ＣＰＵ３４ａ、ならびに図示しない揮発性およびまたは不揮発性のメモリを含み、後述するように各種センサの検出結果に基づいて各種信号を出力する。また、図２、図３および図４に示すように、本体３２には、操作部材３０の操作方向Ｄ２への動きを検出するための磁気センサ３６が設けられる。磁気センサ３６は、ホール素子などを含み、操作部材３０に設けられる磁石３８の磁力を検出する。磁石３８は、操作部材３０が初期位置から操作方向Ｄ２に回動することによって磁気センサ３６と対向するように設けられる。

操作部材３０は、本体３２に対して所定の操作方向に可動的に設けられる。本実施形態では、操作部材３０は、本体３２の中心軸（ハンドルバー１００の軸）Ｃ回りに回動可能に本体３２に設けられる。中心軸Ｃは、回転軸の一例である。操作部材３０は、所定の初期位置から操作方向Ｄ２に押圧されることによって初期位置から所定角度（たとえば５度から３０度の範囲）離反した操作位置に向けて回動するように構成される。操作部材３０は、付勢部材６０（図２参照）によって操作方向Ｄ２とは反対の方向に付勢されており、操作後に初期位置に戻る。つまり、操作部材３０は、トリガーレバーとして構成される。付勢部材６０は、たとえば、捩りコイルバネであり、一端が操作部材３０に係合し、他端が本体３２に係合する。磁気センサ３６は、操作部材３０の操作方向Ｄ２への回動に伴って磁石３８の磁力を検出し、所定の信号を制御部３４に入力する。これによって操作部材３０の動作が検出される。すなわち、本実施形態では制御部３４および磁気センサ３６によって動作検出部が構成される。

操作部材３０は、中心軸Ｃ回りに回動可能に本体３２に設けられる基部４２を有する。また、操作部材３０は、基部４２から別々に基部４２の実質的に径方向に延びるように設けられる第１操作部４４および第２操作部４６を有する。第１操作部４４は、中心軸Ｃから基部４２の径方向に第１距離Ｌ１（図２参照）を有するように延びる。第２操作部４６は、中心軸Ｃから基部４２の径方向に第２距離Ｌ２を有するように延びる。第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とは互いに異なる。本実施形態では、第２距離Ｌ２が第１距離Ｌ１よりも大きくなるように第１操作部４４および第２操作部４６が設けられる。また、第１操作部４４と第２操作部４６とは、基部４２に対して中心軸Ｃ回りの異なる位置に配置される。本実施形態では、第２操作部４６が第１操作部４４よりも操作方向Ｄ２の下流側に配置される。第１操作部４４および第２操作部４６の一方は、電動変速装置８０にたとえばシフトアップ動作をさせるために設けられる。第１操作部４４および第２操作部４６の他方は、電動変速装置８０にたとえばシフトダウン動作をさせるために設けられる。

第１操作部４４は、第１押圧部４４ａを先端部（基部４２とは反対側の端部）に有する。第２操作部４６は、第２押圧部４６ａを先端部に有する。図３に示すように、第１押圧部４４ａは、第１押圧面４４ｂを有する。第２押圧部４６ａは、第２押圧面４６ｂを有する。第１押圧面４４ｂおよび第２押圧面４６ｂは、たとえば、触感によって識別可能な異なる曲面形状を有する。本実施形態では、第１押圧面４４ｂおよび第２押圧面４６ｂは、たとえば異なる深さで僅かに凹んで形成される。また、第１押圧面４４ｂは、第２押圧面４６ｂよりも面積が小さい。

図３に示すように、第１押圧部４４ａには、第１操作部４４の操作を検出するための第１圧力センサ５０が設けられる。第２押圧部４６ｂには、第２操作部４６の操作を検出するための第２圧力センサ５２が設けられる。第１圧力センサ５０は、第１操作部４４の第１押圧面４４ｂに埋設され、第１押圧面４４ｂへの押圧に伴って制御部３４に所定の信号を入力する。第２圧力センサ５２は、第２操作部４６の第２押圧面４６ｂに埋設され、第２押圧面４６ｂへの押圧に伴って制御部３４に所定の信号を入力する。本実施形態では、操作部材３０の第１操作部４４および第２操作部４６のいずれが操作方向Ｄ２に操作されたかを検出するための操作検出部が、制御部３４、第１圧力センサ５０および第２圧力センサ５２によって構成される。詳しくは、第１操作部４４への操作を検出するための第１検出部が、制御部３４および第１圧力センサ５０によって構成される。また、第２操作部４６への操作を検出するための第２検出部が、制御部３４および第２圧力センサ５２によって構成される。

また、制御部３４は、信号出力部としても機能する。このような機能は、所定のソフトウェアプログラムを実行することによって達成される。制御部３４は、磁気センサ３６、第１圧力センサ５０、第２圧力センサ５２からの入力に応じて、第１操作信号および第２操作信号を電動変速装置８０に出力する。具体的には、第１圧力センサ５０からの入力および磁気センサ３６からの入力に応じて第１操作信号を電動変速装置８０に出力する。また、第２圧力センサ５２からの入力および磁気センサ３６からの入力に応じて第２操作信号を電動変速装置８０に出力する。第１操作信号および第２操作信号の一方は、電動変速装置８０に供給され、たとえばシフトアップ信号として用いられる。また、第１操作信号および第２操作信号の他方は、電動変速装置８０に供給され、たとえばシフトダウン信号として用いられる。

このように構成された操作装置１０では、操作方向Ｄ２に可動的に設けられる一つの操作部材３０に第１操作部４４と第２操作部４６とが設けられる。この第１操作部４４および第２操作部４６のいずれかを操作すると、第１圧力センサ５０および第２圧力センサ５２の一方を介して制御部３４によって、いずれの操作部が操作方向Ｄ２に操作されたかが検出される。また、磁気センサ３６を介して制御部３４によって、操作部材３０が操作位置まで回動したか否かが検出される。これらの検出結果に基づいて電動変速装置８０などの電動装置を操作するための操作信号（第１操作信号および第２操作信号）が制御部３４から電動変速装置８０に向けて出力される。これによって、２つの操作部材を取り付け部材に対して別々に可動的を設けずとも複数の操作信号を出力可能になる。すなわち、電動装置を操作するための操作装置１０を簡素にできる。

また、第１操作ユニット１２と第２操作ユニット１４とを組み合わせることによって、第１操作ユニット１２と第２操作ユニット１４とをハンドルバー１００に取り付けるための取り付け部材を別々に準備する必要がなく、ハンドルバー１００上の構成を簡素にできる。さらに、第２操作ユニット１４がハンドルバー１００の中心軸Ｃ回りに回動可能な操作部材３０を有することによって、レバーなどの回動軸を別軸にする場合に比べて装置をコンパクトに構成できる。この点からもハンドルバー１００上の構成を簡素にできる。

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、第１操作部４４および第２操作部４６に対応して第１押圧部４４ａおよび第２押圧部４６ａを設けたが、図５に示す第２実施形態の操作装置１１０のように構成してもよい。操作装置１１０では、操作部材１３０が一つの押圧部１４４ａを有する。押圧部１４４ａの押圧面１４４ｂには、第１圧力センサ１５０と第２圧力センサ１５２とが設けられる。第２実施形態では、第１圧力センサ１５０によって押圧を検出可能な領域が第１操作部１４４であり、第２圧力センサ１５２によって押圧を検出可能な領域が第２操作部１４６である。また、第１操作部１４４と第２操作部１４６とを識別可能にするために、第１操作部１４４および第２操作部１４６は、押圧面１４４ｂの他の領域よりも突出して形成される。その他の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

（ａ）上記２つの実施形態では、自転車のハンドルバーに設けられる操作装置を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、自転車のフレームなどの自転車のハンドルバー以外の部材に取り付けられる操作装置にも適用できる。

（ｂ）上記２つの実施形態では、自転車の電動装置として電動変速装置を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明が適用される自転車の電動装置としては、電動サスペンション、電動シートポスト、および自転車を駆動する電動駆動装置も含まれる。

（ｃ）上記２つの実施形態では、自転車のブレーキ操作装置である第１操作ユニットと一体化される操作装置を例示したが、本発明はこれに限定されない。電動装置を操作可能な単独の装置として操作装置を構成してもよい

（ｄ）上記２つの実施形態では、操作検出部と動作検出部との検出結果に基づいて操作信号を出力したが、本発明はこれに限定されない。操作検出部の検出結果のみに基づいて操作信号を出力するようにしてもよい。

（ｅ）上記２つの実施形態では、第１検出部が第１圧力センサを含み、第２検出部が第２圧力センサを含む場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第１検出部が第１静電容量センサを含み、第２検出部が第２静電容量センサを含むようにしてもよい。また、第１検出部が第１押圧スイッチを含み、第２検出部が第２押圧スイッチを含むようにしてもよい。すなわち、操作検出部には任意のセンサ・スイッチを用いることができる。

（ｆ）上記２つの実施形態では、動作検出部が操作部材に設けられる磁石を検出する磁気センサを含む場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。動作検出部には、操作部材の動作を検出できる任意のセンサ・スイッチを用いることができ、たとえばロータリーエンコーダ、ポテンショメータなどの回転検出器を用いることができる。

（ｇ）上記２つの実施形態では、第１操作部および第２操作部にそれぞれ圧力スイッチを含む操作検出部を設けたが、操作検出部は、第１操作部および第２操作部のいずれか一方だけに設けてもよい。この場合、動作検出部の検出結果と操作検出部の検出結果とによって操作信号を出力すればよい。具体的に、第１操作部に操作検出部を設ける場合、操作検出部が第１操作部の操作を検出し、かつ動作検出部が操作部材の動作を検出する場合、信号出力部が第１操作信号を出力する。また、動作検出部が操作部材の動作を検出し、かつ操作検出部が第１操作部の操作を検出しない場合、信号出力部が第２操作信号を出力する。

１０，１１０ 操作装置
１８ 取り付け部材
３０，１３０ 操作部材
３４ 制御部
３６ 磁気センサ
４２ 基部
４４，１４４ 第１操作部
４６，１４６ 第２操作部
５０，１５０ 第１圧力センサ
５２，１５２ 第２圧力センサ
６０ 付勢部材
Ｄ２ 操作方向
Ｃ 中心軸（回転軸の一例）
Ｌ１ 第１距離
Ｌ２ 第２距離

Claims (10)

1. 自転車の電動装置を操作するための操作装置であって、
   前記自転車に取り付け可能な取り付け部材と、
   少なくとも第１操作部と第２操作部とを有し、前記取り付け部材に対し所定の操作方向に可動的に設けられる操作部材と、
   前記操作部材の前記第１操作部および前記第２操作部のいずれが前記操作方向に操作されたかを検出するための操作検出部と、
   前記電動装置を操作するための操作信号を前記操作検出部の検出結果に基づいて出力する信号出力部と、
   を備える操作装置。
2. 前記操作部材は、回転軸回りに回動可能に前記取り付け部材に設けられる基部を有する、請求項１に記載の操作装置。
3. 前記第１操作部と前記第２操作部とは、前記基部から別々に前記基部の径方向に延びるように設けられ、
   前記操作検出部は、前記第１操作部への操作を検出するための第１検出部と、前記第２操作部への操作を検出するための第２検出部と、を有する、請求項２に記載の操作装置。
4. 前記操作部材の前記操作方向への動きを検出するための動作検出部をさらに備え、
   前記信号出力部は、前記操作検出部の検出結果と前記動作検出部の検出結果とに基づいて前記操作信号を出力する、請求項３に記載の操作装置。
5. 前記第１操作部は、前記回転軸から前記基部の径方向に第１距離を有するように延び、
   前記第２操作部は、前記回転軸から前記基部の径方向に第２距離を有するように延び、
   第１距離と第２距離とは互いに異なる、請求項３または４に記載の操作装置。
6. 前記第１操作部と前記第２操作部とは、前記基部に対して前記回転軸回りの異なる位置に配置される、請求項３から５のいずれか１項に記載の操作装置。
7. 前記第１検出部は、前記第１操作部に設けられる第１圧力センサを含み、前記第２検出部は前記第２操作部に設けられる第２圧力センサを含む、請求項３から６のいずれか１項に記載の操作装置。
8. 前記第１検出部は、前記第１操作部に設けられる第１静電容量センサを含み、前記第２検出部は前記第２操作部に設けられる第２静電容量センサを含む、請求項３から６のいずれか１項に記載の操作装置。
9. 前記第１検出部は、前記第１操作部に設けられる第１押圧スイッチを含み、前記第２検出部は前記第２操作部に設けられる第２押圧スイッチを含む、請求項３から６のいずれか１項に記載の操作装置。
10. 前記操作部材は、前記基部の回動に伴って前記操作方向に初期位置から操作位置に揺動可能であり、
    前記操作部材を前記初期位置に向けて前記操作方向とは反対方向に付勢する付勢部材をさらに備える、請求項２から９のいずれか１項に記載の操作装置。

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