JP3765536B2 - 自転車の電気的操作装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車の電気的操作装置に関する。さらに詳しくは、ブレーキレバー本体に制動動作とは別の方向に回動する動きを付加し、この回動動作による電気的な指令で変速制御、スピードメータの表示切替え等を行なうようにした自転車の電気的操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自転車のハンドル軸には、車輪の制動を行うためのブレーキレバーの他に変速操作装置が配置されている。この変速操作装置をブレーキレバー本体に一体に配置し、ブレーキ操作と変速操作を同一の操作レバーで可能にした自転車用操作装置を本出願人が提案した（例えば、特開平２−２２５１９１号）。
【０００３】
この自転車用操作装置は、揺動体に制動用ケーブルの一端が接続されている。この揺動体には、ディレーラーワイヤの一端が連結された回転体が回転自在に支持されている。この回転体には操作レバーが設けられており、操作レバーを操作して揺動体を揺動させてブレーキワイヤを引っ張り制動操作する。
【０００４】
変速操作のときは揺動軸線と直交する回動軸線の回りに操作レバーを回動して回転体を回転駆動して、ディレーラーワイヤを引っ張って変速操作するものである。したがって、操作レバーによる揺動体の揺動は制動に寄与し、同じく操作レバーによる回転体の回動は変速に寄与する。強い張力がかけられているディレーラーワイヤを引っ張るには必要程度に強いトルクを回転体に作用させる必要がある。
【０００５】
自転車のスポーツ化に合わせてますます軽便で、かつ多段変速機能が要求されている変速操作装置は、可能な限りディレーラーワイヤの張力を弱くすることが望ましい。しかしながら、ディレーラーワイヤの張力をある程度以上低くすることは機械的な変速操作機構では機構上困難であり、限界がある。この自転車の変速操作を自動化した自動変速制御装置も知られている（米国特許第５，３５７，１７７号明細書、特開平８−１１３１８１号公報）。
【０００６】
この自動変速制御装置は、通常ブレーキ操作装置と変速操作装置は離れて配置されているので、迅速な操作が必要なとき迅速性に欠ける。一方、手動変速機において、変速段数を表示する表示装置は提案されている（例えば、特開昭６３−９０４９０号公報）。これらの表示装置は、ブレーキ操作装置とは別々に離れた位置に配置されているので操作性は良くない。
【０００７】
さらに、近年自転車に小型のコンピュータと液晶表示装置とを搭載して、自転車の速度、走行距離、時間、ライダーの脈拍等を表示するものも多数提案されている（例えば、特公昭６２−１１８７１号）。これらの表示は同時にできないので、表示モード切替スイッチで表示を切り替えて所望の表示を行うものである。
【０００８】
この表示モード切替のための押ボタンスイッチをブレーキレバーのブラケットに配置したものも知られている（米国特許第４,０７１,８９２号明細書）。このボタンスイッチは、ブレーキ操作レバーとは別な位置に配置されているので、ブレーキ動作位置から移動してボタン操作する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような技術的背景に基づいてなされたものであり、下記のような目的を達成する。
【００１０】
本発明の目的は、ブレーキ操作と自転車の電気的切替操作とを行うことができる自転車の電気的操作装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、機械的な構造を簡略化して操作の利便性を高めた自転車の電気的操作装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、ブレーキ操作と変速操作とができる自動車用操作装置において、変速操作機構を利用した自転車の電気的操作装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、電気的操作装置に識別信号出力手段を設けることにより、チェンジギヤ装置のシフト位置等の自転車の状態が容易に検出できる自転車の電気的操作装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の自転車の電気的操作装置は、自転車の変速を行う電気的な変速指令信号を出力するための電気的操作装置であって、自転車のハンドル軸に取り付け可能であり、車輪の制動を行うための制動操作部と、前記制動操作部に内装され、前記制動動作と異なる方向に切り換え操作を行うことにより前記変速指令信号を出力する切換手段と、前記制動操作部を揺動させ前記制動動作を行うための操作レバーと、前記制動操作部内に回動自在に設けられ、回動することにより前記制動動作を行なう回転体とを有する。そして、前記切換手段は、前記回転体の回転軸線に対して非平行に設けられた支持軸により原位置に自動復帰可能に回動自在に支持され、前記制動動作方向を含む面内と垂直な方向に前記操作レバーを揺動させて正逆に回動操作することにより自転車のチェンジギヤ装置を高速または低速段位に切り換えるための前記変速指令信号を出力するものである。さらに、前記切換手段は、前記支持軸の回りに人為的な回動操作で割出し可能に配置された一対の可動側電気接続子と、前記可動側電気接続子と接触可能に前記回転体に設けられた固定側電気接続子と、前記一対の可動側電気接続子の中間位置に配置された絶縁体からなる位置決め凹部とを備えたものである。
【００１７】
また、本発明の自転車の電気的操作装置は、自転車の変速を行う変速指令信号を出力するための電気的操作装置であって、自転車のハンドル軸に取り付け可能であり、車輪の制動を行うための制動操作部と、前記制動操作部に内装され、前記制動動作と異なる方向に切り換え操作を行うことにより前記変速指令信号を出力する切換手段と、前記制動操作部を揺動させ前記制動動作を行うための操作レバーと、前記制動操作部内に回動自在に設けられ、回動することにより前記制動動作を行なう回転体とを有する。そして、前記切換手段は、自転車のチェンジギヤ装置を高速段位に切り換えるための電気的な高速段位側変速信号を出力する第１切換手段と、前記チェンジギヤ装置を低速段位に切り換えるための電気的な低速段位側変速信号を出力する第２切換手段とを備えたものであり、前記第１切換手段および第２切換手段は、前記回転体に支持された支持軸に原位置に自動復帰可能に回動自在に支持され、それぞれ一方向に回動操作することにより電気信号を出力するものである。
【００１８】
また、上記の自転車の電気的操作装置において、前記切換手段からの信号を受けて自転車のチェンジギヤ装置を作動させるための駆動手段と、前記切換手段からの信号を識別して前記駆動手段を変速制御するための制御手段とを有することが好ましい。
【００１９】
また、上記の自転車の電気的操作装置において、前記回転体には制動制御用のケーブルの一端部が接続されていることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明による自転車の電気的操作装置が搭載されているスポーツ用の自転車１を示している。自転車１は、前輪３と、後輪５とを備えており、前輪３と後輪５はフレーム７で支持されている。フレーム７には後ハブによって後輪５が回転自在に支持され、またフレーム７に固定した前輪フォーク９に前輪３が前ハブによって回転自在に支持されている。
【００２１】
フレーム７の下部にはクランク軸１１が回転自在に軸受で支持され、クランクで回転駆動される。クランク軸１１の回転は、ギヤ板、チェーン等を介してフリーホイールに伝達される。さらに、フリーホイールから内装変速機を内蔵したハブギヤを介して後輪５に伝達される。これらの機構は変速機構１３を構成する。
【００２２】
変速機構１３は、変速サーボ装置１５により変速ワイヤ２１を介して内装変速機を駆動する。変速サーボ装置１５は、基本的には制動操作部本体２（図２）に設けられた変速操作機構により行う。変速サーボ装置１５のスイッチングは、ドロップハンドル１９に配置された変速操作装置１７の電気的なスイッチにより行う。
【００２３】
本例では変速操作装置１７は、前輪フォーク９に取りつけられているドロップハンドル１９の曲杆部に取り付けられている。変速サーボ装置１５は、電気的制御により駆動される駆動源としてのサーボモータ（図示せず）と、このサーボモータの回転運動を直線運動に変換するための運動変換機構（図示せず）とから構成されている。尚、駆動源としてサーボモータの他にソレノイド等を用いても良い。
【００２４】
サーボモータにより往復運動するアクチュエータ（図示せず）には、変速ワイヤ２１の一端が固着されていて、この変速ワイヤ２１の他端部は、変速機構１３に接続されている。変速機構１３は、内装式変速機構として知られる慣用手段がそのまま採用されているので、ここでは詳記しない。この機構は、一方向に付勢されるワイヤ２１をその付勢力に抗して引っ張り、その引っ張り力を解消し、変速ワイヤ２１に接続されている変速機構の中の線形動作体（図示せず）を往復運動させて変速比（クランク軸の回転数と後輪の回転数の比）を変更するものであり、従来とは何ら変わるところはない。
【００２５】
変速操作装置１７は、図１に示すように、操作レバー２３を備えている。操作レバー２３は、互いに交叉する２軸のまわりに夫々回動（揺動）するようになっている。すなわち、操作レバー２３は、本例では自転車の進行方向Ｇを含む鉛直面内で回動してブレーキ動作をし、また、その鉛直面と直交する面内でも回動して変速操作できるようになっている。そして、ハンドル１９には、制動操作部本体を形成しドロップハンドル１９に固定された固定体２５が取付けられている。
【００２６】
図２は、実施形態１としての制動操作と変速操作が同一の操作レバー２３により行われる電気的な接点を備えた変速操作装置を示している。図２の（ａ）は変速操作装置の部分断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。ここで、説明の便宜上自転車の進行方向Ｇを前方として説明する。
【００２７】
固定体２５内に囲繞されるように第１回転軸２７が設けられており、この第１回転軸２７には、第１回転体２９が直交して回動（揺動）自在に取り付けられている。第１回転体２９の前端面には、ねじ孔２９ａが開孔されている。このねじ孔２９ａにはボルト３１がねじ込まれている。ボルト３１は固定軸となる中空の段付スリーブ４に挿入され、段付スリーブ４は第１回転体に固定されている。
【００２８】
段付スリーブ４は、前端部がボルト３１の頭部６にしっかりと押圧されて固定されており、この段付スリーブ４の中間部には絶縁材料で構成される第２回転体８が段付部に当接して回動自在に支持されている。円盤状に形成された第２回転体８の前端部には操作レバー２３が固定され、段付スリーブ４前端のねじ部４ａにスペーサ１２、ストッパ１０を挿通してナット１４を螺着することにより、これらを段付スリーブ４前方の段付部との間で挟んで固定されている。
【００２９】
第２回転体８の後方には半径方向に貫通穴１８が穿設されている。段付スリーブ４の中間部外周には前記貫通穴１８に対応する位置に円錐形の皿溝１６が形成されている。貫通穴１８を通して鋼球１６が円錐形の皿溝１６に装着され、この鋼球１６に突き当てて貫通穴１８に圧縮ばね２２を内装した後、ねじ２４を装着することにより鋼球１６が皿溝１６内テーパー面に押圧付勢された状態で保持される。
【００３０】
この状態が図２（ｂ）に示すように第２回転体８を原位置、すなわち皿溝１６の最も深い位置に保持されることになる。このように構成された第２回転体８には第１回転体２９に設けられた固定側電気接続子５０に対応して２個の可動側電極としての接点４７Ｈ，４７Ｌが装着され、これにより電気的なスイッチ段が構成される。
【００３１】
詳しくは、第２回転体８の後端面には同一円周軌道上に凹状に形成された２個の接点、即ち変速段位のステップアップを促す（上り変速スイッチ）接点４７Ｈと、変速段位のステップダウンを促す（下り変速スイッチ）接点４７Ｌと、これら２個の接点４７Ｈ、４７Ｌの中間に原位置Ｎとなる絶縁性の位置決め凹部４７Ｎが装着されている。そして、これら２個の接点４７Ｈ、４７Ｌにはそれぞれ導線３０ａ、３０ｂ（一部のみ図示）が接続される。
【００３２】
一方、ボルト３１を取付けている第１回転体２９の前端同一面には固定側電気接続子５０が取付けられている。この固定側電気接続子５０は、第１回転体２９にねじ込まれ固定されている筒体５３を備えている。筒体５３には、電極ボール５１が挿入されており、この電極ボール５１は筒体５３の前端部から一部を突出させて臨むよう挿入されている。
【００３３】
この電極ボール５１は導体座金５７に接しており、導体座金５７は導体性のスプリング５５により、筒体５３の前端部から一部を突出させるように付勢されている。筒体５３後端部には、ビス状の固定側電極４９が配置されている。そして、この固定側電気接続子５０の固定側電極４９には導線３０ｃの一端が接続されている。操作レバー２３の端部は外周が円形に形成され、その一部に切欠き部２８が形成されている。この切欠き部２８にはストッパ１０の折曲された端部が臨んでいる。
【００３４】
実施の形態１の作動
次に実施形態１の動作を図２を参照しながら説明する。先ず、車輪を制動する場合には、ハンドル１９または固定体２５を手で把持し、操作レバー２３に指を掛けて手前に引き寄せる。操作レバー２３を揺動させることにより、第１回転体２９が第１回転軸２７の回りに反時計方向に揺動し、この揺動により図示しないブレーキワイヤーが牽引されて制動動作が生起される。
【００３５】
次に車速をサーボ装置１５により変速する場合について説明する。先ず、操作レバー２３は図２（ｂ）に示すように、実線で示す位置に有り、この状態では、鋼球２０は皿溝１６の中央底部に位置しており、固定側電極の電極ボール５１は位置決め凹部４７Ｎに係合した状態となっている。
【００３６】
そこで、ハンドル１９または固定体２５を把持した手の指を操作レバー２３に掛け、この操作レバー２３を第１回転軸２７と直交する方向に回転（揺動）変位させる。すなわち、図２の（ｂ）に示すように操作レバー２３を矢印ａ側に回動すると接点４７Ｈと固定側電気接続子５０とが接触する。
【００３７】
図３のブロック図に示すように、この接点４７Ｈと固定側電気接続子５０とが接触すると、駆動回路が閉成され接点４７Ｈからの信号が演算処理部６４に入力されると、ここで信号の内容（増速信号または減速信号）が識別され、増速信号であることが判別されると、これが増幅回路である駆動回路６５に入力されてサーボモータ１５に動作信号が入力され、変速機構１３が増速側に切り換えられる。
【００３８】
この状態は、操作レバー２３の回動と共に第２回転体８も同じ方向に回動するため、鋼球２０が皿溝１６の斜面に乗り上げた状態となり、操作レバー２３から手を離すと圧縮ばね２２の付勢力により操作レバー２３は自動的に原位置に復帰する。これにより、接点４７Ｈは固定側電気接続子５０から切り離され、電極ボール５１が位置決め凹部４７Ｎに係合される。
【００３９】
この動作を繰り返すことにより、変速機構１３にステップアップ信号を順次送り、所望する段位の速度を得ることができる。次に、操作レバー２３を矢印ｂ側に回動すると接点４７Ｌと固定側電気接続子５０とが接触する。この接点４７Ｌと固定側電気接続子５０との接触により、駆動回路が閉成され接点４７Ｌからの信号６３ｂが演算処理部６４に入力される。
【００４０】
ここで信号の内容（増速信号または減速信号）が識別され、減速信号であることが判別されると、これが駆動回路６５に入力されてサーボモータ１５に動作信号が入力され、変速機構１３が減速側に切り換えられる。この状態では、鋼球２０が皿溝１６の斜面に乗り上げた状態となっており、操作レバー２３から手を離すと圧縮ばね２２の付勢力により操作レバー２３は自動的に原位置に復帰される。
【００４１】
これにより、図２の（ｂ）に示す接点４７Ｌは固定側電気接続子５０から切り離され、電極ボール５１が位置決め凹部４７Ｎに係合される。この動作を繰り返すことにより、変速機構１３にステップダウン信号を順次送り、所望の段位の速度を得ることができる。なお、操作レバー２３による正逆の切り換え動作は、各接点４７Ｈ、４７Ｌとの接続位置より外側に回動しないようストッパ１０と切欠き２８両側の当接部２８ａ、２８ｂとの当接により規制されている。図４は前記演算処理部６４の動作の概要を示すフロー図である。
【００４２】
（実施形態２）
本実施形態２は、高速段位と低速段位を個別に設けた変速操作手段により切り換え操作を行なうようにしたものである。図５は変速操作装置の部分断面図であり、図６の（ａ）は図５のＢ−Ｂ断面図であり、図６（ｂ）は図５のＣ−Ｃ断面図である。なお、図中、前述した構成部分と同一構成部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４３】
この実施形態２としての電気的変速操作装置は、基本的に制動操作部本体２内に回動自在に取付けられ回動することにより制動を行なうための回転体２９に取付けられ、駆動手段を電気的に高速段位に切り換えるための高速段位側変速信号を出力する第１切換手段と、駆動手段を電気的に低速段位に切り換えるための低速段位側変速信号を出力する第２切換手段とで構成されている。
【００４４】
段付スリーブ４５は、前端部がボルト３１の頭部６によりしっかりと押圧固定されており、この段付スリーブ４５の中間部には第２回転体３４と第３回転体３６が段付部に当接して回動自在に支持されている。円盤状に形成された第２回転体８の前端部には第１操作レバー３３が固定され、段付スリーブ４５前端のねじ部４５ａにスペーサ１２、ストッパ１０を挿通しナット１４をねじ込んで締め付けることにより、これらを段付スリーブ４５前方の段付部との間で挟むように固定されている。
【００４５】
第２回転体３４および第３回転体３６には、それぞれ半径方向の貫通穴１８、１８が穿設されており、段付スリーブ４５中間部外周には第２、第３回転体３４、３６の貫通穴１８に対応する位置に２個の円錐形皿溝１６が軸方向に並んで形成されている。
【００４６】
第２回転体３４および第３回転体３６は、これら回転体の貫通穴１８を通して鋼球２０が円錐形の皿溝１６に装着され、さらに貫通穴１８に圧縮ばね２２を内装した後、ねじ２４を装着することにより鋼球２０が各皿溝１６内に押圧し付勢された状態で保持されており、第２、第３回転体３４、３６をそれぞれ原位置に前記した原理で保持している。
【００４７】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、第２回転体３４には、第１回転体２９に設けられた固定側電気接続子５２に対応して１個の可動側電極としての変速段位のステップアップを促す（上り変速スイッチ）接点４７Ｈと、絶縁性の位置決め凹部４７Ｎが装着され、これにより第１切換手段が構成される。
【００４８】
次に、円盤状に形成された第３回転体３６の外周には第２操作レバー４３が固定されており、図６に示すように第３回転体３６外周の一部には切欠き部３６ａが形成され、第２回転体３４と接触する固定側電気接続子５２との干渉を回避している。
【００４９】
さらに第３回転体３６には、第１回転体２９に設けられた固定側電気接続子５４に対応して１個の可動側電極としての変速段位のステップダウンを促す（下り変速スイッチ）接点４７Ｌと、絶縁性の位置決め凹部４７Ｎが装着され、これにより第２切換手段が構成される。
【００５０】
一方、ボルト３１を取り付けている第１回転体２９の前端の同一面には２個の固定側電気接続子５２、５４が取り付けられている。これら固定側電気接続子５２、５４は、実施形態１の構成と同一構成であるが筒体５８、固定側電極６０の寸法、形状が若干異なっている。そして、この固定側電気接続子５２および５４にはそれぞれ導線６４ａ、６４ｂの一端が接続される。
【００５１】
そして、第２回転体３４の可動側電極としての接点４７Ｈおよび第３回転体３６の可動側電極としての接点４７Ｌには、それぞれ図示しない導線が接続される。また、第１操作レバー３３は、その端部外周が円形に形成され、その一部に切欠き部２８が形成され、この切欠き部２８にストッパ１０の折曲された端部が臨んでいて回動範囲を規制している。
【００５２】
さらに、第１回転体２９の前方にはストッパボルト６２が固定され、第２操作レバー４３が、接点４７Ｌと固定側電気接続子５２との接続位置より内側への回動を規制している。
【００５３】
実施形態２の作動
次に実施形態２の動作を図５および図６を参照しながら説明する。先ず、車輪を制動する場合には、ハンドル１９または固定体２５を手で把持し、第１操作レバー３３に指を掛けて手前に引き寄せる。第１操作レバー３３を揺動させることにより、第１回転体２９が第１回転軸２７の回りに反時計方向に揺動し、この揺動により図示しないブレーキワイヤーが牽引されて制動動作が生起される。
【００５４】
次に段位を変速する場合について説明する。第１操作レバー３３は図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、実線で示す位置に有り、この状態では、図５に示すように鋼球２０は皿溝１６の中央底部に位置しており、固定側電気接続子５２の電極ボール５１は位置決め凹部４７Ｎに係合した状態となっている。
【００５５】
また、第２操作レバー４３は、図６の（ｂ）に示すように仮想線で示す位置に有り、この位置では鋼球２０が皿溝１６の中央底部に位置しており、固定側電気接続子５４の電極ボール５１は、位置決め凹部４７Ｎに係合した状態となっている。そこで、ハンドル１９または固定体２５を把持した手の指を第１操作レバー３３に掛けてこの第１操作レバー３３を第１回転軸２７と直交する方向に回転変位させる。
【００５６】
すなわち、図６（ａ）に示すように第１操作レバー３３を矢印ａ側（自転車の内側）に回動すると接点４７Ｈと固定側電気接続子５２とが接触する。この接点４７Ｈと固定側電気接続子５２との接触により、図３に示す駆動回路６５が閉成され接点４７Ｈからの信号６３ａが演算処理部６４に入力されると、ここで信号の内容（増速信号または減速信号）が識別され、増速信号であることが判別されると、これが駆動回路６５に入力されてサーボモータ１５に動作信号が入力され、変速機構１３が増速側に切り換えられる。
【００５７】
この状態は、第１操作レバー３３の回動と共に第１回転体３４も同じ方向に回動するため、鋼球２０が皿溝１６の斜面に乗り上げた状態となっており、第１操作レバー３３から手を離すと圧縮ばね２２の付勢力により第１操作レバー３３は矢印ｂ側に自動的に回動して原位置に復帰する。これにより、接点４７Ｈは固定側電気接続子５２から切り離され、電極ボール５１は一方の位置決め凹部４７Ｎに係合される。この動作を繰り返すことにより、変速機構１３にステップアップ信号を順次送り、所望の段位の速度を得ることができる。
【００５８】
次に、第２操作レバー４３を矢印ａ側（自転車の内側）に回動すると接点４７Ｌと固定側電気接続子５４とが接触する。この接点４７Ｌと固定側電気接続子５４との接触により、図３に示す駆動回路６５が閉成され接点４７Ｌからの信号６３ｂが演算処理部６４に入力されると、ここで信号の内容（増速信号または減速信号）が識別され、減速信号であることが判別されると、これが駆動回路６５に入力されてサーボモータ１５に動作信号が入力され、変速機構１３が減速側に切り換えられる。
【００５９】
この状態は、第２操作レバー４３の回動と共に第２回転体３６も同じ方向に回動するため、鋼球２０が皿溝１６の斜面に乗り上げた状態となっており、第２操作レバー４３から手を離すと圧縮ばね２２の付勢力により第２操作レバー４３は矢印ｂ側に自動的に回動して原位置に復帰する。
【００６０】
これにより、接点４７Ｌは固定側電気接続子５４から切り離され、電極ボール５１は他方の位置決め凹部４７Ｎに係合される。この動作を繰り返すことにより、変速機構１３にステップダウン信号を順次送り、所望の段位の速度を得ることができる。
【００６１】
次に図４に示すフローチャート図により変速信号の流れを説明する。先ず、図６の（ａ），（ｂ）に示す操作レバー３３がａ側に回動されると、ステップ１（ＳＴ１）において、ステップアップスイッチがＯＮされたか否かが判断され、ＯＮされているとステップ２（ＳＴ２）でステップアップされ、カウントが１プラスされる。
【００６２】
次のステップ３（ＳＴ３）で現在位置が最高段位か否かが判断され、最高段位の場合は変速動作が終了し、最高段位にない場合はステップ４（ＳＴ４）で１段ステップアップされる。一方、変速レバー４３がａ側に回動されると、ステップ５（ＳＴ５）において、ステップダウンスイッチがＯＮされたか否かが判断され、ＯＮされているとステップ６（ＳＴ６）でステップダウンされ、カウントが１マイナスされる。
【００６３】
次のステップ７（ＳＴ７）で現在位置が最低段位か否かが判断され、最低段位の場合は変速動作が終了し、最低段位にない場合はステップ８（ＳＴ８）で１段ステップダウンされる。
【００６４】
（実施形態３）
本実施形態３は、前記実施の形態と同様にブレーキ操作と変速操作を行う操作レバーの回動により多段変速を行うものであり、従来の機構を最大限利用し、制動操作部本体に切り換え操作により電気信号を出力する切換手段を内装させたものである。
【００６５】
すなわち、この変速機構は６段変速機構に対応する電気接点をそれぞれ設け、逐一現在の段位を機構そのものを機構的に記憶可能としたものである。図７に示すように、自転車のドロップハンドルＤに、自転車の進行方向Ｇに延びている概ねＣ字型の曲杆部Ｄ１が設けられている。曲杆部Ｄ１に、バンド部材１０２が自転車の進行方向Ｇに突出した状態で取り付けられている。
【００６６】
バンド部材１０２に支持されて、外形は握り易いグリップ形状である固定部材１０４が設けられている。固定部材１０４に囲繞されるように固定部１１４が配置され、この固定部１１４はバンド部材１０２により曲杆部Ｄ１にクランプされている。この固定は、ねじ１０２ａを回すことによりバンド部材１０２を引っ張って曲杆部Ｄ１にクランプされる。固定部１１４の空間側の表面にレバー支持部１１１が一体に形成されている。
【００６７】
レバー支持部１１１にはレバー軸１０１が支持されており、基部１２０には、軸孔１２０ａと、Ｕ字状に形成されたワイヤ受け１２０ｂが形成されている。軸孔１２０ａにレバー軸１０１を挿入することで、基部１２０はレバー軸１０１に対して回転（揺動）自在とされている。
【００６８】
ワイヤ受け１２０ｂには、ブレーキワイヤＷの一端が係止されている。図８に示すように、基部１２０の自転車の進行方向Ｇ側の端面には板体１２１が接着されており、この板体１２１にはねじ孔１４０が開けられている。板体１２１に、２つの軸孔１４１がねじ孔１４０から等距離にそれぞれ設けられている。板体１２１の前面には、板体１２２が接しており、この板体１２２に軸孔１４２が穿設されている。
【００６９】
そしてこの板体１２２には２つの軸孔１４３が軸孔１４２から等距離にそれぞれ穿設されており、この板体１２２にねじ孔１４５が穿設されている。板体１２１及び板体１２２には、レバー軸１０１と直交する位置関係にある固定ねじ１３１が軸孔１４２を貫通し、かつねじ孔１４０にねじ込まれ固定されている。
【００７０】
ねじ孔１４０にねじ込まれた固定ねじ１３１は、この固定ねじ１３１をねじ込むことにより、このねじ頭は段差を有する支持軸１３４を基部１２０側へ押し付ける。支持軸１３４の基部１２０側の一端部は、軸孔１４１及び１４３に挿入しはめ込まれているため、支持軸１３４は、板体１２１及び板体１２２に対して相対的に回転不能に取り付けられている。
【００７１】
支持軸１３４外周には段差を有する円筒状の回転体１０８が、回動自在に支持されている。支持軸１３４と回転体１０８との間にはリターンばね１１３が介装されている。接点ベース部材１００は、支持軸１３４の軸直角面と、板体１２２の軸直角端面と支持軸１３４の軸直角端面とで形成される段差面とに接合されている。
【００７２】
図８及び９に示すように、回転体１０８は内側環状部分１０８ａ及び外側環状部分１０８ｂを有している。内側可動端子Ａは内側環状部分１０８ａに取り付けられており、内側可動端子Ａの一部は内側環状部分１０８ａの端面から外側に露出している。
【００７３】
外側可動端子Ｂは外側環状部分１０８ｂに取り付けられており、外側可動端子Ｂの一部は外側環状部分１０８ｂの端面から外側に露出している。そして、６体の固定側端子Ｃ（Ｃ１〜Ｃ６）は接点ベース部材１００に接合されている。固定側端子Ｃは、内側固定端子Ｃ１〜Ｃ３と外側固定端子Ｃ４〜Ｃ６とを備えている。内側固定端子Ｃ１〜Ｃ３は、接点ベース部材１００の支持軸１３４の大径段差部の端面角部に挿嵌されている。
【００７４】
内側可動端子Ａは、遊転自在な接触子ボール１９１を介して内側固定端子Ｃ１〜Ｃ３に電気的に接続することができるようになっている。外側固定端子Ｃ４〜Ｃ６は、接点ベース部材１００の板体１２２の軸直角端面に接合している。外側可動端子Ｂは、遊転自在な接触子ボール１９２を介して外側固定端子Ｃ４〜Ｃ６に電気的に接続することができる。
【００７５】
内側固定端子Ｃ１〜Ｃ３と外側固定端子Ｃ４〜Ｃ６は、絶縁材料により固定され同体物として形成されている。３体の内側固定端子Ｃ１〜Ｃ３は、回転体８の中心線に直交する面上の同心円上で異なる３つの角度位置に配置されている。３体の外側固定端子Ｃ４〜Ｃ６は、回転体８の中心線に直交する面上の同心円上で異なる３つの角度位置に配置されている。
【００７６】
図１０は、サーボ装置１５を制御する制御回路の機能ブロック図を示している。可動端子Ａ，Ｂとこれらに接続する固定端子Ｃ１〜Ｃ６とから６つの切換手段としての切換スイッチＳが形成される。これら切換スイッチＳは、制御部Ｅに接続されており、制御部Ｅは、ＣＰＵ、演算処理部Ｎ、記憶部Ｍを有しており、内側可動端子Ａ及び外側可動端子Ｂが同時に回転するプロセスでは、図９に示すように、次の組合わせの端子間が接続される。
【００７７】
接続される順序は、（Ａ−Ｃ１）、（Ｂ−Ｃ４）、（Ａ−Ｃ２）、（Ｂ−Ｃ５）、（Ａ−Ｃ３）、（Ｂ−Ｃ６）となり、これらは、記憶部Ｍにおいて各位置が認識されその位置が記憶される。したがって、図８に示すように可動端子が方向Ａ１に回転する場合には、前記順序で回路が接続され、この方向の回転時のその組み合わせの接続であることが演算処理部Ｎで識別することができる。
【００７８】
この方向（Ａ１の方向）の接続により、制御部Ｅはサーボ装置１５に高段位方向への回転を指令する。同様にして、逆方向（Ｂ１の方向）にも接続することができ、これにより制御部Ｅはサーボ装置１５に低段位方向への回転を指令する。
【００７９】
図８に示すように、回転体１０８の外周には、段差部分を利用した嵌合部１０８ｃ、１０８ｄが隣接して設けられている。嵌合部１０８ｃには、半円形の位置決め板１２８が、回転体１０８に対して回動不能に設けられている。嵌合部１０８ｄには、円板状の送り板１３８が、回転体１０８に対して回動不能に設けられている。
【００８０】
この位置決め板１２８と送り板１３８は、互いに隣接配置されている。回転体１０８の前端面は、支持軸１３４の段差面とほぼ一致しており、この端面に板体１５２が当接し、かつ支持軸１３４に挿入して保持されている。この板体１５２の前端面には、ばね受板１５５が接触し、かつ支持軸１３４に回転不能に挿入して保持されている。
【００８１】
さらに、ばね受板１５５の前端面に接触してスリーブ１５４が支持軸１３４に回転不能に装着されている。スリーブ１５４には段付き軸受１６４が回転可能に軸支され、この段付き軸受１６４は、操作レバー１０９の端部１０７に形成された軸穴１７０に装着して固定されている。
【００８２】
操作レバー１０７とばね受板１５５との間にはトーションコイルばね１７３が介在装着されており、操作レバー１０７を一方向に回動（揺動）するように付勢されている。操作レバー端部１０７の前端面には座金１５６が接触して支持軸１３４に挿入して保持されており、さらに座金１５６に接して板体１５７が支持軸１３４に挿入して固定されている。
【００８３】
これら座金１５６、板体１５７はスリーブ１５４の前端面に当接した状態で支持軸１３４端部に螺合したナット１５１により挟んで固定されている。これにより、操作レバー１０９は、軸方向の移動が拘束され且つスリーブ１５４の回りに一方向に回動付勢されて回動（揺動）自在に支持されている。同様に、回転体１０８も内装されたトーションコイルばね１１３により一方向に回動付勢され、支持軸１３４中間の大径段差部に回動自在に挿通支持されている。
【００８４】
固定ねじ１３１の頭部と支持軸１３４のねじ部に、内部機構を囲繞するように椀形カバー１１５が設けられている。基部１２０の前端面に取付けられた板体１２２にはねじ穴１４５が形成されており、このねじ穴１４５には段差を有する支軸１４４が螺着されている。
【００８５】
この支軸１４４の小径段差部には制御レバー１７７が回転（揺動）自在に軸支され、制御レバー１７７は、この制御レバー１７７と板体１２２の間に支軸１４４を挿入し貫通されている。支軸１４４の外周にはトーションコイルンばね１３３が配置されており、このトーションコイルンばね１３３により制御レバー１７７は一方向（時計回り）に回動付勢されている（図１１参照）。
【００８６】
操作レバー１０９には凹入部１０６が形成されており（図８参照）、制御レバー１７７の回動による進入を可能にしている。操作レバー１０９の回動中心部より外側に延在した端部にはねじ孔１７０ａが開孔されており、このねじ孔１７０ａに段差を有する支軸１７４のねじ１７１とネジ結合している。
【００８７】
支軸１７４の大径段差部には、操作レバー１０９の後端面より離間した位置に図１１に示されるような爪部材１１８が回動自在に軸支されている。操作レバー１０９の一端には、支軸１７４が固定されている。トーションコイルばね１９３は支軸１７４に挿入されて配置されている。爪部材１１８は、操作レバー１０９との間にトーションコイルばね１９３が介在され、このトーションコイルばね１９３により一方向に回動付勢されている。
【００８８】
一方、図１１には回転体１０８の段差部に装着固定された位置決め板１２８が示されており、この位置決め板１２８は、半円形の外周に一方向に傾斜した６個の係合溝１２９が形成されている。そして制御レバー１７７の基端部には、前記係合溝１２９と係合すべく一方向に傾斜した係合爪１７９が形成されている。
【００８９】
制御レバー１７７の基端部において、支軸１４４を挟んで係合爪１７９の反対側の端部には位置決め板１２８側が湾曲した当接部１７８を有している。制御レバー１７７の操作レバー１０７側の側面に、ストッパ１８９が突設されている。図１１及び図１２に示すように、円板状の送り板１３８の一部外周には爪部材１１８側に５つの傾斜した係合歯１３９が形成されている。
【００９０】
送り板１３８の回動中心を挟んで反対側には５つの波形を形成した規制凹部１３７が形成されている。送り板１３８に形成された波形の規制凹部１３７は、前記位置決め板１２８外周に形成された６個の係合溝１２９と同ピッチで形成され、この係合凹部１２９とは半ピッチ周方向に変位させて設定されている。
【００９１】
一方、制御レバー１７７を支持する支軸１４４には、この制御レバー１７７の当接部１７８側端部に波形の規制凹部１３７に向けて端部が突設した制限爪１８７が支軸１４４に回動可能に軸支されている。制限爪１８７は、制御レバー１７７の側面に隣接して支軸１４４に回動自在に軸支されており、制限爪１８７は、基端部側に係合舌片１８６が設けられ、この制限爪１８７と制御レバー１７７との間に介挿されたトーションコイルばね１４３により支軸１４４を中心に反時計回りに回動付勢されている。
【００９２】
また、ばね受板１５５には、トーションコイルばね１７３の一端を受け止めるばね受片１５５ａと、解除部１５５ｂが設けられている。支軸１７４の外周に爪片１１８が、トーションコイルばね１９３によって付勢されて設けられている。
【００９３】
操作レバー端部１０７の回転中心部外周には当接部１１６が形成されていて、この当接部１１６は、円筒支持軸１６４外周の一端部に設けたストッパ１１７と当接する。
【００９４】
実施形態３の作動
次に、実施形態３の動作を説明する。先ず、図７を参照して、制動操作する場合の作動について説明する。ドロップハンドルＤの曲杆部Ｄ1 または固定部材１０４を手で把持する。曲杆部Ｄ1または固定部材１０４を把持した手の指を操作レバー１０９の操作部１０５に掛け、操作レバー１０９の操作部１０５を曲杆部Ｄ1側に引き寄せる。
【００９５】
操作レバー１０９の操作部１０５と基部１２０とは、支持軸１３４を介して一体化されているため、レバー軸１０１を中心に揺動する。この揺動により、ブレーキワイヤＷが牽引され、制動される。次に、図７を参照して、変速する場合の作動について説明する。ドロップハンドルＤの曲杆部Ｄ1 または固定部材１０４を手で把持し、曲杆部Ｄ1 または固定部材１０４を把持した手の指を操作レバー１０９の操作部１０５もしくは制御レバー１７７の操作部に掛ける。
【００９６】
操作レバー１０９の操作部１０５もしくは制御レバー１７７の操作部を、レバー軸１０１と直交する支持軸１３４のまわりに、ドロップハンドルＤから自転車の進行方向Ｇを見た場合を基準として反時計方向に回動させる。これらの回動操作によって、変速が行われる。
【００９７】
以下、図１１〜図１５を参照して変速が行われる機構を詳述する。図１１は、最高速段位（６段目）が保持されている状態を示し、図１３は、最高速段位（６段目）から、一段だけ低速側の段位（５段目）に移行する途中の状態を示している。
【００９８】
図１４は、最高速段位（６段目）から一段だけ低速側（５段目）の段位が保持されている状態を示している。図１５は、最高速段位（６段目）から一段だけ低速側の段位（５段目）から最高速段位へ移行する途中の状態を示している。ここで、操作開始位置について説明する。すなわち、操作作開始位置とは高速段位もしくは低速段位を問わず、特定の段位が保持されている状態のことである。
【００９９】
図１１及び図１４に示すように、操作レバー１０９のレバー端部１０７に設けられている当接部１１６は、操作レバー１０９の操作部１０５に手を触れない限り、支持軸１３４に対して回動不能に設けられている段付き軸受１６４外周の一端部に設けたストッパ１１７と当接している。
【０１００】
その際、操作レバー１０９の操作部１０５は、レバー軸１０１に対して、垂直に静止している。また、爪片１１８の先端は、トーションコイルばね１９３で付勢されているため、ばね受板１５５の解除部１５５ｂに接触している。
【０１０１】
そのとき、爪片１１８の先端は、回転体１０８に対して回動不能に設けられている送り板１３８の形成されている５つの係合歯１３９のいずれとも係合していない。つまり、操作開始位置にある爪片１１８の先端は、操作レバー１０９の操作部１０５の回動操作により生じる力を回転体１０８に伝えない。
回転体１０８に対して回動不能に設けられている位置決め板１２８の６つの係合溝１２９は、制御レバー１７７に手を触れない限り、制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９と係合している。この係合により、回転体１０８はトーションコイルばね１１３に抗して、回転体１０８の回転が規制される。
【０１０２】
次に、図１１〜図１４を参照して高速段位から低速段位へ移行させる操作及び動作を説明する。図１１に示すように、制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９は、回転体１０８に対して回動不能に設けられている位置決め板１２８の６つの係合溝１２９のうち、最高速段位（６段目）を示す係合溝１２９の１つと係合している。
【０１０３】
図１１は、最高速段位（６段目）の操作開始位置を示している。この状態から、変速を行う。図７に示したドロップハンドルＤの曲杆部Ｄ1 または固定部材１０４を手で把持し、その指を操作レバー１０９の操作部１０５に掛ける。
【０１０４】
そして、操作レバー１０９の操作部１０５をレバー軸１０１と直交する支持軸１３４のまわりに、ドロップハンドルＤから自転車の進行方向Ｇを見た場合を基準として反時計方向に回動させる。図１３に示すように、操作レバー１０９操作部１０５の回動操作により、爪片１１８の先端とばね受板１５５の解除部１５５ｂとの接触が解除される。
【０１０５】
爪片１１８は、ばね１９３で付勢されているため、この爪片１１８の先端とばね受板１５５の解除部１５５ｂとの接触が解除されると、爪片１１８の先端は、回転体１０８に対して回動不能に設けられている送り板１３８の５つの係合歯１３９のうちの１つと接触する。
【０１０６】
爪片１１８の先端により、操作部１０５の操作力が回転体１０８に伝達されると、回転体１０８に伝達された操作部１０５の操作力は、トーションコイルばね１１３に抗して回転体１０８を反時計方向に回動させる。位置決め板１２８に形成されている６つの係合溝１２９及び制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９は、共に回転体１０８の時計方向への回動にのみ有効であり、かつ、規制手段となり得る。
【０１０７】
そのため、回転体１０８の反時計方向の回動により、位置決め板１２８に形成されている６つの係合溝１２９のうち最高速段位（６段目）の係合溝１２９と制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９との係合が離脱される。この際、制御レバー１７７を支持する支軸１４４に設けられたトーションコイルばね１４３に付勢されている制限爪１８７は、送り板１３８に形成されている波形の規制凹部１３７と当接する。
【０１０８】
送り板１３８に形成されている規制凹部１３７は、位置決め板１２８に形成されている係合溝１２９と半ピッチ周方向に変位して設けられている。制限爪１８７と規制凹部１３７との当接により、操作部１０５の操作力とトーションコイルばね１１３の復動量とが規制される。
【０１０９】
位置決め板１２８に形成されている係合溝１２９と制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９との係合が離脱されていた状態から再び係合される際には、制御レバー１７７の操作レバー端部１０７側に一体に設けられているストッパ１８９が、制限爪１８７の基端部側に設けられた舌片１８６と接し、この１８６を回転体１０８側に押し付ける。
【０１１０】
そして、トーションコイルばね１４３に付勢された制限爪１８７と、送り板１３８に形成されている規制凹部１３７との当接は、再び解除される。図１４に示すように、位置決め板１２８に形成されている６つの係合溝１２９のうち最高速段位（６段目）から一段だけ低速側の段位（５段目）を示す係合溝１２９と制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９とが係合する。
【０１１１】
これにより、最高速段位より一段だけ低速側の段位（５段目）が保持され、この機構は再び操作開始位置となる。さらに、一段低速側の段位（４段目）に変速する場合も、前述した動作を繰り返せば良いのである。
【０１１２】
次に。図１１〜図１５を参照して低速段位から高速段位へ移行させる操作及び動作を説明する。図１４に示すように、制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９は、回転体１０８に対して回動不能に設けられている位置決め板１２８に形成されている６つの係合溝１２９のうち、最高速段位より一段だけ低速側の段位（５段目）を示す係合溝１２９と係合している。
【０１１３】
図１４は、最高速段位より一段だけ低速側の段位の操作開始位置を示している。そこで、変速する場合の作動を行うに際し、図７に示したドロップハンドルＤの曲杆部Ｄ1または固定部材１０４を手で把持し、曲杆部Ｄ1または固定部材１０４を把持した手の指を制御レバー１７７の操作部に掛ける。
【０１１４】
そして制御レバー１７７の操作部を、レバー軸１０１と直交する支持軸１３４のまわりに、ドロップハンドルＤから自転車の進行方向Ｇを見た場合を基準として反時計方向に回動させる。図１５に示すように、制御レバー１７７の操作部の回動によって、位置決め板１２８に形成されている係合溝１２９のうち最高速段位（６段目）より一段だけ低速側の段位（５段目）を示す係合溝１２９と、制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９との係合が離脱される。
【０１１５】
この際、回転体１０８は、トーションコイルばね１１３の力により、高速段位（６段目）側へと回動運動を促されるが、回転体１０８を一段毎に回動させ変速するには、回転体１０８の回動量を規制する必要がある。このため、制御レバー１７７の操作部を反時計方向に往動操作した際、制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９の反対側端部の当接部１７８が、位置決め板１２８の外周面に当接する規制手段がある。
【０１１６】
その他の規制手段としては、制御レバー１７７を支持する支軸１４４に設けられたトーションコイルばね１４３により付勢された制限爪１８７と、送り板１３８に形成された規制凹部１３７とが当接する手段がある。これらの規制手段により、回転体１０８の回動量が規制される。
【０１１７】
位置決め板１２８に形成されている係合溝１２９と、制御レバー１７７の基端部に設けられた係合爪１７９との係合が離脱されていた状態から、再び係合される際に、ストッパ１８９が舌片１８６と接し、この舌片１８６を回転体１０８側に押し付ける。
【０１１８】
その際、制限爪１８７と規制凹部１３７との当接が、再び解除される。図１１に示すように、制御レバー１７７の基端部に設けられた係合凸部１７９は、位置決め板１２８に形成されている６つの係合溝１２９のうち一段だけ高速側の段位、即ち、最高速段位（６段目）を示す係合溝１２９と係合する。
【０１１９】
そして、最高速段位の段位（６段目）が保持される。この際、この機構は再び操作開始位置となる。さらに、より低速側の段位から一段高速側の段位に変速する場合も、前述した動作を繰り返せば良いのである。
【０１２０】
（実施形態４）
次に、本発明の実施形態４を図面により説明する。図１６は、変速操作装置３０１の断面図である。変速操作装置３０１は、揺動体本体３０２に搭載され、ブレーキ操作と変速操作を同一の操作レバー３０３で可能にしたものである。揺動体本体３０２は、その軸孔３０４に貫通させた揺動軸（図示せず）によりレバーブラケットに揺動自在に設けられている。また揺動体本体３０２には、制動用ケーブル３０７の一端が接続されている。さらに、変速操作装置３０１の巻き胴３０８には、チェンジギヤ装置のフロントディレーラー（図示せず）またはリアディレーラー（図示せず）を駆動するディレーラーワイヤ（図示せず）の一端が連結されている。
【０１２１】
ブレーキ操作に関しては、操作レバー３０３を握り、揺動体本体３０２を変速操作装置３０１とともに揺動軸の回りに揺動させ、制動用ケーブル３０７を引っ張りブレーキの制動を操作する。変速操作のときは、揺動軸と直交する回動軸の回りに操作レバー３０３を回動させて巻き胴３０８を回転駆動し、ディレーラーワイヤを引っ張って変速操作するものである。したがって、操作レバー３０３による揺動体本体３０２の揺動は制動動作を引き起こし、操作レバー３０３による巻き胴３０８の回動は変速動作を引き起こす。変速操作装置３０１の構造は公知（例えば、特開平２−２２５１９１号）であり、かつその詳細な構造は本発明の要旨ではないので説明を省略する。
【０１２２】
変速操作装置３０１には、巻き胴３０８の回動位置を検出する位置検出センサー３０９が配置されている。この位置検出センサー３０９が識別信号出力手段に相当する。位置検出センサー３０９は、巻き胴３０８の角度を接点により電気的に検出するものである。したがって、この巻き胴３０８の角度検出によりディレーラーのシフト位置が検出できることになる。位置検出センサー３０９には複数の信号線を有するフラットケーブル３１０の一端が接続されている。フラットケーブル３１０の他端には雄コネクタ３１１が構成されており、レバーブラケット内の雌コネクタに接続され、さらに自転車用表示装置等に接続されている。位置検出センサー３０９はチェンジギヤ装置のシフト位置を示す信号を出力し、自転車用表示装置等にそのシフト位置を表示することができる。
【０１２３】
図１７は、位置検出センサー３０９の拡大断面図である。位置検出センサー３０９は、揺動体本体３０２に対して固定されている固定部３２０と、巻き胴３０８とともに固定部３２０に対して回動する回転部３３０とからなる。回転部３３０の係合突起３３１は巻き胴３０８に係合しており、変速操作により巻き胴３０８が回動されたときは、それと連動して回転部３３０も回動する。
【０１２４】
回転部３３０にはシール部材３４０と、切換部材としてのブラシ３５０が固定されている。シール部材３４０は、補強金具３４１と一体的に成形されたゴム、エラストマ等からなり、回転部３３０と固定部３２０との隙間から位置検出センサー３０９内の電気接点等に水分や異物が侵入するのを防止するものである。固定部３２０に固定された接点基板３６０には複数の電気接点が形成されており、ブラシ３５０によりそれらの電気接点間の接続状態が切り換えられるようになっている。また、接点基板３６０には複数の信号線を有するフラットケーブル３１０が接続されており、フラットケーブル３１０を介して電気接点間の接続状態が出力される。
【０１２５】
図１８は、ブラシ３５０の構造を示す拡大図である。ブラシ３５０はリン青銅等のばね特性の良好な良導電体からなり、取付穴３５２によりシール部材３４０とともに回転部３３０に固定される。ブラシ３５０の両端の接点部３５１は、接点基板３６０，３７０上に形成された電気接点にそれぞれ接触し、電気接点間をオン・オフする。
【０１２６】
図１９は、フロント用の位置検出センサー３０９の接点基板３６０の表パターンを示す図である。表側はブラシ３５０が接触する側であり、複数の電気接点３６１，３６２，３６２ｂ，３６３，３６３ｂ，３６４が形成されている。また、図１９の左端部にはフラットケーブル３１０の接続端子が形成されている。フラットケーブル３１０には少なくとも４本の信号線が必要である。これらの電気接点を互いに接続するように２点鎖線で示したブラシ３５０が配置され、電気接点間の接続状態を切り換える。
【０１２７】
図２０は、フロント用の位置検出センサーの接点基板３６０の裏パターンを示す図である。裏側には、表側の電気接点３６２と電気接点３６２ｂを電気的に接続する接続パターン３６２ａと、表側の電気接点３６３と電気接点３６３ｂを電気的に接続する接続パターン３６３ａとが設けられている。表側の電気接点と裏側の接続パターンとはスルーホールにより電気的に接続されている。
【０１２８】
図２１は、フロント用の位置検出センサー３０９の等価電気回路を表す図である。ブラシ３５０の回動位置により、電気接点３６１と電気接点３６２〜３６４との接続状態が切り換えられる。電気接点３６１が電気接点３６２〜３６４のどの接点と接続されているかにより、フロントチェンジギヤ装置のシフト位置を識別することができる。フロントチェンジギヤ装置のシフト段数は比較的少ないため、このような回路によりシフト位置を検出することができる。この場合、シフト段数は３段である。
【０１２９】
図２２は、リア用の位置検出センサー３０９の接点基板３７０の表パターンを示す図である。表側はブラシ３５０が接触する側であり、複数の電気接点３７１，３７２，３７２ｂ，３７３〜３８０が形成されている。また、図２２の右端部にはフラットケーブル３１０の接続端子が形成されている。フラットケーブル３１０には少なくとも３本の信号線が必要である。これらの電気接点を互いに接続するように２点鎖線で示したブラシ３５０が配置され、電気接点間の接続状態を切り換える。
【０１３０】
図２３は、リア用の位置検出センサーの接点基板３７０の裏パターンを示す図である。裏側には、表側の電気接点３７２と電気接点３７２ｂを電気的に接続する接続パターン３７２ａと、抵抗皮膜３８１と、抵抗端子３７３ａ〜３８０ａとが設けられている。抵抗皮膜３８１の両端は、抵抗端子３７３ａと接続パターン３７２ａとに接続されている。また、抵抗皮膜３８１の中間部の等間隔位置に、抵抗端子３７４ａ〜３８０ａが接続されている。表側の電気接点３７３〜３８０には、裏側の抵抗端子３７３ａ〜３８０ａがそれぞれ電気的に接続されている。表側の電気接点と裏側の接続パターン、抵抗端子とはスルーホールにより電気的に接続されている。
【０１３１】
図２４は、リア用の位置検出センサー３０９の等価電気回路を表す図である。ブラシ３５０の回動位置により、電気接点３７１と電気接点３７２〜３８０との接続状態が切り換えられる。電気接点３７１が電気接点３７２〜３８０のどの接点と接続されているかにより、電気接点３７１と電気接点３７２との間の抵抗値あるいは電気接点３７１と電気接点３７３との間の抵抗値が段階的に変化するため、リアチェンジギヤ装置のシフト位置を識別することができる。
【０１３２】
リア用の位置検出センサー３０９は、段階的に抵抗値を変化させるポテンショメータとして機能する。例えば、電気接点３７２，３７３間に所定の電圧を印加しておき、電気接点３７１，３７２間の電圧を検出すれば、その検出電圧値によりシフト位置を識別することができる。検出電圧値をシフト位置を示すデジタル値に変換するには、ＡＤコンバータを使用すればよい。リアチェンジギヤ装置のシフト段数は比較的多いため、このような回路によりシフト位置を検出することが好ましい。この場合、シフト段数は９段である。
【０１３３】
以上のように、変速操作装置３０１に識別信号出力手段としての検出センサー３０９を設けることにより、チェンジギヤ装置のシフト位置等が容易に識別でき、それを自転車用表示装置に表示することにより、運転者がシフト位置等の確認を容易かつ安全に行うことができる。また、シフト段数の少ないフロント用の位置検出センサーは電気接点の接続オン・オフ状態を直接検出するようにし、シフト段数の多いリア用の位置検出センサーは電気接点間の抵抗値の変化によりシフト位置を検出するようにしたので、それぞれのシフト段数に応じてコスト的にも最適の検出を行うことができる。
【０１３４】
（その他の実施例）
以上、本発明の実施形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【０１３５】
例えば、切換手段は、切り換え操作により増速または減速の電気的信号を変速機構に出力しているが、単に切り換え信号を出力するだけでなくハンドルに取付けられた切り換え操作部にＣＲＴ等の表示部を設けて各変速切り換え段毎の表示の切替えや車輪の回転数、速度等の表示モードを切り換えるモード切り換えスイッチとしても使用可能である。
【０１３６】
前記実施の形態は、機械的な接点であったが前記説明から理解されるように、機械的な接点に限らず磁気、インピーダンス、光等で検知する非接触型の公知のスイッチ手段であっても良い。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明による自転車の電気的変速操作装置は、ブレーキ操作と同じ位置で変速操作、各種表示モードの切り換え等のスイッチ操作を円滑に行うことができる。
【０１３８】
また、本本発明による自転車の電気的変速操作装置は、ブレーキ操作と変速操作とが機械的には従属関係にある機構を電気的に独立した機構に変えたので、機械的な構造が簡略化され、なおかつ、操作の軽便性が得られ操縦性能が改良され同時に安全性を向上させることができる。
【０１３９】
変速操作装置に識別信号出力手段を設けることにより、チェンジギヤ装置のシフト位置等が容易に検出でき、それを自転車用表示装置に表示することにより、運転者がシフト位置等の確認を容易かつ安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態１としての電気的変速操作装置が実現されているスポーツ用自転車の全体図である。
【図２】図２（ａ）は、実施形態１としての変速操作装置の部分断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、変速切り換え信号の流れを示すブロック図である。
【図４】図４は、変速操作による信号の流れを示すフローチャート図である。
【図５】図５は、実施形態２としての変速操作装置の部分断面図である。
【図６】図６（ａ）は、図５のＢ−Ｂ断面図であり、図６（ｂ）は、図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図７は、実施形態３としての変速操作装置の断面図である。
【図８】図８は、実施形態３としての変速操作装置の部分拡大断面図である。
【図９】図９（ａ）は、接点ベース部材の斜視図、図９（ｂ）は、接点ベース部材の正面図であり、図９（ｃ）は、回転体の底面図である。
【図１０】図１０は、実施形態３としての変速切り換え信号の流れを示すブロック図である。
【図１１】図１１は、図８のＤ−Ｄ断面図である。
【図１２】図１２は、図８のＥ−Ｅ断面図である。
【図１３】図１３は、図８のＥ−Ｅ断面図において、最高段位から１段減速する状態を示す説明図である。
【図１４】図１４は、図８のＥ−Ｅ断面図において、最高段位から１段下位の段に減速した状態を示す説明図である。
【図１５】図１５は、図８のＥ−Ｅ断面図において、１段下位の段から最高段位に増速した状態を示す説明図である。
【図１６】図１６は、実施形態４としての変速操作装置の断面図である。
【図１７】図１７は、位置検出センサーの拡大断面図である。
【図１８】図１８は、ブラシの構造を示す拡大図である。
【図１９】図１９は、フロント用の位置検出センサーの接点基板の表パターンを示す図である。
【図２０】図２０は、フロント用の位置検出センサーの接点基板の裏パターンを示す図である。
【図２１】図２１は、フロント用の位置検出センサーの等価電気回路を表す図である。
【図２２】図２２は、リア用の位置検出センサーの接点基板の表パターンを示す図である。
【図２３】図２３は、リア用の位置検出センサーの接点基板の裏パターンを示す図である。
【図２４】図２４は、リア用の位置検出センサーの等価電気回路を表す図である。
【符号の説明】
８…第２回転体
１３…変速機構
１５…サーボモータ（駆動手段）
１６…皿溝
１７…変速操作装置
１８…貫通穴
２０…鋼球
２２…圧縮ばね
２３…操作レバー
２４…ねじ
２７…支持軸
２９…第１回転体
３３…第１操作レバー
３４…第２回転体
３６…第３回転体
４３…第２操作レバー
４７Ｈ，４７Ｌ…接点
４７Ｎ…位置決め凹部
４９…固定側電極
５０，５２，５４，６０…固定側電気接続子
５１…電極ボール
１００…接点ベース部材
１０８…回転体
１０９…操作レバー
１７７…制御レバー
３０１…変速操作装置
３０８…巻き胴
３０９…位置検出センサー
３２０…固定部
３３０…回転部
３４０…シール部材
３５０…ブラシ
３６０，３７０…接点基板

Claims (4)

1. 自転車の変速を行う電気的な変速指令信号を出力するための電気的操作装置であって、
   自転車のハンドル軸に取り付け可能であり、車輪の制動を行うための制動操作部と、
   前記制動操作部に内装され、前記制動動作と異なる方向に切り換え操作を行うことにより前記変速指令信号を出力する切換手段と、
   前記制動操作部を揺動させ前記制動動作を行うための操作レバーと、
   前記制動操作部内に回動自在に設けられ、回動することにより前記制動動作を行なう回転体とを有し、
   前記切換手段は、前記回転体の回転軸線に対して非平行に設けられた支持軸により原位置に自動復帰可能に回動自在に支持され、前記制動動作方向を含む面内と垂直な方向に前記操作レバーを揺動させて正逆に回動操作することにより自転車のチェンジギヤ装置を高速または低速段位に切り換えるための前記変速指令信号を出力するものであり、さらに、
   前記切換手段は、前記支持軸の回りに人為的な回動操作で割出し可能に配置された一対の可動側電気接続子と、前記可動側電気接続子と接触可能に前記回転体に設けられた固定側電気接続子と、前記一対の可動側電気接続子の中間位置に配置された絶縁体からなる位置決め凹部とを備えたものである自転車の電気的操作装置。
2. 自転車の変速を行う変速指令信号を出力するための電気的操作装置であって、
   自転車のハンドル軸に取り付け可能であり、車輪の制動を行うための制動操作部と、
   前記制動操作部に内装され、前記制動動作と異なる方向に切り換え操作を行うことにより前記変速指令信号を出力する切換手段と、
   前記制動操作部を揺動させ前記制動動作を行うための操作レバーと、
   前記制動操作部内に回動自在に設けられ、回動することにより前記制動動作を行なう回転体とを有し、
   前記切換手段は、自転車のチェンジギヤ装置を高速段位に切り換えるための電気的な高速段位側変速信号を出力する第１切換手段と、前記チェンジギヤ装置を低速段位に切り換えるための電気的な低速段位側変速信号を出力する第２切換手段とを備えたものであり、
   前記第１切換手段および第２切換手段は、支持軸により原位置に自動復帰可能に回動自在に支持され、それぞれ一方向に回動操作することにより電気信号を出力するものである自転車の電気的操作装置。
3. 請求項１，２のいずれか１項に記載した自転車の電気的操作装置であって、
   前記切換手段からの信号を受けて自転車のチェンジギヤ装置を作動させるための駆動手段と、
   前記切換手段からの信号を識別して前記駆動手段を変速制御するための制御手段とを有する自転車の電気的操作装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載した自転車の電気的操作装置であって、
   前記回転体には制動制御用のケーブルの一端部が接続されている自転車の電気的操作装置。

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