JP4145839B2 - 自転車用変速システム及び自転車 - Google Patents
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- H02K7/1807—Rotary generators
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Description
図2において、本発明の一実施形態によるリアハブ1は、自転車の後輪107に設けられるリアハブであり、自転車の後輪107とともにフレーム102のチェーンステイ102aの後端に装着されるものである。このリアハブ1は、チェーンステイ102aの後端部に両端が固定されたハブ軸5と、ハブ軸5の外周側に配置されたハブ体6と、ハブ体6をハブ軸5に対して回転自在に支持するための1対の軸受7a,7bと、ハブ体6とハブ軸5との間に配置され両者の相対回転により発電する発電機構8と、発電機構8により発電された電力を蓄える充電部9と、ハブ体6の図2右側面設けられたフリーホイール10と、充電部9に蓄えられた電力を外部に出力可能な電力出力端子(電力出力部の一例)11とを備えている。
電動リアディレーラ97は、リアハブ1に装着された複数のスプロケットを有する多段ギア54のいずれかのスプロケットにチェーンを案内して変速するものである。電動リアディレーラ97は、図12及び図13に示すように、チェーンステイ102aの後端に設けられたディレーラ取付部102b(図1)に装着されるベース部材70と、ベース部材70に対して移動する可動部材71と、ベース部材70と可動部材71とを移動可能に連結するリンク機構72と、可動部材71に揺動自在に装着されるチェーンガイド73と、リンク機構72を制御する駆動ユニット74とを備えている。
(a)前記実施形態では、電動変速装置として電動リアディレーラを例示したが、充電機能を有する電動内装変速ハブを用いてもよい。すなわち、内装変速ハブの内部に前記実施形態と同様な発電機構を装着するとともに、ハブ軸にモータユニットとモータ駆動回路と変速制御部とをたとえばケース等に収納して装着すればよい。このような内装変速ハブの場合、ハブを自転車に装着するだけで自動変速制御を行うことができる。
5 ハブ軸
6 ハブ体
7 軸受
8 発電機構
9 充電部
10 フリーホイール
11 電力出力端子
16 永久磁石
17 内側固定ユニット
20 コイル
21 ヨーク
25 ボビン
27,28 フランジ
30,31 第1及び第2積層ヨーク
32 積層片
32a ヨーク外周部
32b ヨーク内周部
60 回路基板
61 蓄電素子
61a 電気二重層コンデンサ
62 充電制御回路(整流回路の一例)
63 波形成形回路(速度信号生成部の一例)
64 速度重畳部(信号重畳部の一例)
70 ベース部材
71 可動部材
72 リンク機構
73 チェーンガイド
74 駆動ユニット
78 モータ駆動回路
87 変速制御部
90,91 第1及び第2プレート部材
92 ガイドプーリ
93 テンションプーリ
94 プーリセンサ
97 電動リアディレーラ(電動変速装置の一例)
98 サスペンションフォーク
101 自転車
102 フレーム
106 前輪
107 後輪
Claims (14)
- 自転車用フレームの後部に装着される自転車用変速システムであって、
前記フレームの後部に装着される電気駆動される電動変速装置と、
車輪の回転により発電する発電機構と、前記フレームの後部に装着されるハブ軸と、を有するリアハブと、
前記リアハブ及び前記電動変速装置のいずれかに設けられ、前記発電機構で発生した電力を蓄える充電部と、
前記リアハブ及び前記電動変速装置のいずれかに設けられ、前記充電部に蓄えられた電力により前記電動変速装置を変速制御する変速制御部と、を備え、
前記充電部は、前記ハブ軸に装着され前記ハブ軸が貫通可能な座金形状の回路基板を有し、
前記回路基板は、前記発電機構とともにナットにより前記ハブ軸に固定されている、自転車用変速システム。 - 前記リアハブ及び前記電動変速装置のいずれかに設けられ、前記発電機構で発電された電力から速度検出用の信号を生成する速度信号生成部をさらに備える、請求項1に記載の自転車用変速システム。
- 前記速度信号生成部は、前記リアハブに設けられている、請求項2に記載の自転車用変速システム。
- 前記変速制御部は、前記速度信号生成部で生成された速度検出用の信号により前記電動変速装置を自動変速制御する、請求項2又は3に記載の自転車用変速システム。
- 前記電動変速装置は、
前記フレームに装着されるベース部材と、
前記ベース部材に対して移動する可動部材と、
前記ベース部材と前記可動部材とを移動可能に連結するリンク機構と、
前記可動部材に揺動自在に装着され、基端に装着されたガイドプーリと、先端に装着されたテンションプーリとを有するチェーンガイドと、
前記リンク機構を駆動する駆動ユニットとを有する電動リアディレーラである、請求項1から4のいずれか1項に記載の自転車用変速システム。 - 前記ガイドプーリ及びテンションプーリのいずれかの回転を検出するプーリセンサをさらに備える、請求項5に記載の自転車用変速システム。
- 前記変速制御部は、前記電動変速装置に設けられている、請求項1から6のいずれか1項に記載の自転車用変速システム。
- 前記リアハブは、
前記フレームの後部に装着される前記ハブ軸と、
前記ハブ軸の外周に配置されるハブ体と、
前記ハブ体を前記ハブ軸に対して回転自在に支持するための軸受と、
前記発電機構と、
前記充電部と、
前記充電部に蓄えられた電力を外部に出力可能な電力出力部と、
前記ハブ体に対して自転車の進行方向の回転のみ伝達可能なフリーホイールと、
を備えた、請求項2から7のいずれか1項に記載の自転車用変速システム。 - 前記発電機構は前記車輪の回転により交流電力を発電し、
前記充電部は、
前記発電機構で発電された交流を直流に変換する整流回路と、
前記整流された直流電力を蓄える蓄電素子とを有する、請求項8に記載の自転車用変速システム。 - 前記整流回路及び蓄電素子は、前記回路基板に搭載されている、請求項9に記載の時用変速システム。
- 前記蓄電素子は、電気二重層コンデンサである、請求項9又は10に記載の自転車用変速システム。
- 前記蓄電素子に蓄えられた電力と前記速度信号生成部で生成された前記速度検出用の信号とを重畳する速度重畳回路をさらに備え、
前記電力出力部は、前記速度検出用の信号が重畳された電力を出力する、請求項9から11のいずれか1項に記載の自転車用変速システム。 - 前記発電機構は、
前記ハブ体の内周面に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石の内周側に配置され、前記ハブ軸に固定された内側固定ユニットとを有する、請求項8から12のいずれかに記載の自転車用変速システム。 - 前記内側固定ユニットは、
前記永久磁石の内周側に配置されたリング状のコイルと、
前記コイルの軸方向一方側に設けられたそれぞれが複数の板状積層片からなる複数組の第1積層ヨークと、前記コイルの軸方向他方側に設けられたそれぞれが複数の板状積層片からなる複数組の第2積層ヨークとを有し、前記コイルの周囲を囲むように配置されたヨークとを備え、
前記複数の板状積層片のそれぞれは、連結部と、連結部の外周側の端部から前記ハブ軸の軸方向に沿って延び前記永久磁石とコイルとの間に配置されたヨーク外周部と、前記連結部の内周側の端部から前記ハブ軸の軸方向に沿って延びるヨーク内周部とを有し、
複数組の前記第1及び第2積層ヨークは、それぞれの前記ヨーク内周部が軸方向に対向し、かつ前記ヨーク外周部は円周方向に交互に位置するように設けられている、請求項12に記載の自転車用変速システム。
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