JP4214138B2 - 自転車用部品の入力回路 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、自転車用部品の入力回路に関する。本発明は、特に、電子シフターなどの自転車用電子部品を制御するための入力回路に関する。

サイクリングは、交通の手段としてだけでなく、レクリエーションとしてもますます普及している。さらに、自転車競技は、アマ／プロの両方の分野で非常に人気の高い競技スポーツになった。自転車がレクリエーション、交通、競技のいずれに使われる場合でも、自転車業界は自転車の様々な部品や自転車のフレームに絶えず改良を重ねてきている。特に、自転車用変速装置は、広範囲にわたって設計し直されてきている。

最近では、自転車のパフォーマンスを改善し、自転車がより簡単に操作できるようにするために、自転車用部品は電子制御されるようになってきている。特に、最近の自転車は、より滑らかな変速を可能にする電子ドライブトレインや、スムーズな乗り心地を与える電子的に制御されたサスペンションを備えるようになってきている。多くの場合、これらの電子的に制御された自転車用部品によって、様々な操作モードが少なくとも部分的に選択されるようになっている。

電子ドライブトレインの場合、自転車は、後方変速装置または前方変速装置、あるいはその両方を備えることができる。これらの電子変速装置は、様々は形態を採ることができる。例えば、電子ドライブトレインの後方変速装置は、電動内部リアハブを備えるか、または電動リアディレイラーを有する後方多段スプロケットアセンブリを備えることができる。いずれにしろ、一般的には、電子変速装置は、自動シフトまたは手動シフト、あるいはその両方を実行するためのサイクルコンピュータによって電子制御される。

サイクルコンピュータは、多くの場合、電気的に制御または操作される他の部品にも連結されている。他の部品の例としては、電子制御されるサスペンションアセンブリがあり、このサスペンションアセンブリは、様々な要因に対して乗車時の剛性を調整する。

サイクルコンピュータは、１つまたは複数のセンサを使用して、速度、ペダリング速度、乗車時間、ギア位置などの様々な自転車のオペレーションをモニターし、続いてモニターされたオペレーションを使用して、これらの電子部品を電気的に制御または操作する。この種類の構成配置では、様々な部品やセンサに電流を順方向または逆方向に流すために電線または電気コードが使用される。これらの電線や電気コードは、しばしば電気コネクタによってこれら部品またはセンサ、あるいはその両方に接続される。

これらの電子的に制御された自転車用部品は、一般的に、自転車のハンドルバー上に取り付けられた操作装置によって操作される。乗り手がボタンを押すと、モーターが作動し電子的に制御された自転車用部品が動作する。ディレイラーの場合は、乗り手がボタンを押すと変速操作が行われる。サスペンションアセンブリの場合は、乗り手がボタンを押すと乗車時の剛性が変化する。これらのことから、乗り手が操作装置を注視することなく比較的簡単に操作できる、比較的コンパクトな操作装置が提供されることが望まれている。

また、サイクリング時には、自転車は屋外環境に曝されることになる。サイクルコンピュータや操作装置が雨、泥、湿気、その他の外的要因によって損傷されたり、操作不能になったりすることがある。

上記視点から、本開示から本技術に精通するものには明らかであるが、入力信号に迅速に応答する改良型の自転車用操作装置の要望が高まっている。また、水分がもたらす弊害を防ぐ極力少数の部品を備えた操作装置またはサイクルコンピュータ、あるいはその両方の要望が高まっている。さらに、操作装置またはサイクルコンピュータ、あるいはその両方の消費電力を節約する手段の要望が高まっている。

本発明の１つの目的は、電気的に操作される２つの自転車用部品を制御可能な自転車用電気操作装置を提供することにある。

本発明の１つの目的は、使用方法が比較的簡単な自転車用電気操作装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、製造及び組立てが比較的簡単かつ低価格な電気操作装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、節電機能を有する入力回路を提供することにある。

本発明の１つの態様によれば、前記の目的は、基本的に、手動入力装置と、信号線、電力線、比較部および電力切断スイッチを有する入力回路と、入力回路に接続されたプロセッサと、を備えた自転車用部品を提供することによって達成できる。手動入力装置は、第１ＯＮ位置と第２ＯＮ位置とＯＦＦ位置とを有するように構成され配置される。第１ＯＮ位置及び第２ＯＮ位置それぞれは、第１電気接点及び第２電気接点によって規定される。信号線は、手動入力装置の動作に応じて第１及び第２接点に選択的に連結されて、異なる電気特性を備えた第１入力信号及び第２入力信号を出力する。電力線は、手動入力装置に電気的に連結されて、電源に接続される。比較部は、電力線と、信号線とに電気的に連結される。比較部は、第１入力信号と電力線からの基準信号との比較に基づいた第１出力信号と、第２入力信号と電力線からの基準信号との比較に基づいた第２出力信号とを出力する。電力切断スイッチは電源と比較部との間で電力線に配置されている。プロセッサは、第１出力信号及び第２出力信号を受けて電力切断スイッチを制御し、手動入力装置が予め決められた時間操作されなかった場合に電力切断スイッチをオープン位置に移動させて節電モードを起動させ、節電モードのときに手動入力装置が操作されると電力切断スイッチを閉じて節電モードを解除する。

本発明の別の態様によれば、前記の目的は、基本的に、手動入力装置と、比較部、信号線、電力線および電力切断スイッチを有する入力回路と、入力回路に接続されたプロセッサと、を備えた自転車用部品を提供することによって達成できる。手動入力装置は、第１ＯＮ位置と、第２ＯＮ位置と、ＯＦＦ位置とを有するように構成され配置される。第１ＯＮ位置及び第２ＯＮ位置それぞれは、第１電気接点及び第２電気接点によって規定される。比較部は、手動入力装置が第１ＯＮ位置にある際に第１出力信号を出力し、手動入力装置が第２ＯＮ位置にある際に第２出力信号を出力する。信号線は、手動入力装置と比較部との間に延びている。電力線は、電源を比較部に電気的に連結する第１電源パスと、電源を手動入力装置の第１電気接点に連結する第２電源パスとを有している。電力切断スイッチは、電源と、比較部との間の第１電源パスに配置されている。プロセッサは、第１出力信号及び第２出力信号を受けて電力切断スイッチを制御し、手動入力装置が予め決められた時間操作されなかった場合に電力切断スイッチをオープン位置に移動させて節電モードを起動させ、節電モードのときに手動入力装置が操作されると電力切断スイッチを閉じて節電モードを解除する。

本発明の上記及びその他の目的、特徴、態様、および利点は、添付された図面と共に、本発明の実施形態を開示する以下の詳細な説明から当業者にとって明らかになるであろう。

本発明では、手動入力装置と、信号線、電力線および比較部を有する入力回路とを備えた自転車用部品、または、手動入力装置と、比較部、信号線、電力線および電力切断スイッチを有する入力回路とを備えた自転車用部品を用いることによって、自転車用電気操作装置を容易に制御できるようになる。また、上記の自転車用部品を用いることによって、自転車用電気操作装置を容易に操作することができるようになる。また、上記の自転車用部品を用いることによって、自転車用電気操作装置の低価格で実現することができ、自転車用電気操作装置の製造及び組立てを容易に実現することができる。さらに、上記の自転車用部品の入力回路では、節電機能を効果的に組み込むことができる。

ここでは、本発明の選択された実施形態が、図を参照しながら説明される。本開示から本技術に精通するものには明らかであるが、以下の本発明にかかる実施例の説明は単なる例示であって、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって定義される発明を制限するものではない。

まず図１及び図２を参照すると、以下に説明するように、本発明の第１実施形態の自転車１０が示されている。自転車１０は、基本的に、ハンドルバー１６を有するフレーム１４に設置された電子制御トライブトレイン１２と、フレーム１４に連結された１対の車輪１８とを備えている。電子制御トライブトレイン１２は、後方変速操作装置２０及び前方変速操作装置２２の操作に応じて制御され動作する。変速操作装置２０，２２は、第１ＯＮ（ダウンシフト）位置ＯＮ１と、第２ＯＮ（アップシフト）位置ＯＮ２と、ＯＦＦ（標準ニュートラル）位置ＯＦＦとを有する第１及び第２手動入力装置を構成している。

変速操作装置２０，２２は、電子制御トライブトレイン１２のアップシフトとダウンシフトを制御するためにサイクルコンピュータ２４に電気的に連結される。サイクルコンピュータ２４は、自転車１０の現在の動作状態に関する情報を提供する複数のセンサに電気的に連結されるのが望ましい。ここでは１個の速度センサ手段２６のみが図示されているが、自転車１０の電流動作状態をサイクルコンピュータ２４に提供するための任意数のセンサが本発明と共に使用されてもよいということは、本開示から本技術に精通するものには明らかである。例えば、ハブのダイナモからのパルス信号が速度センサとして使用されたり、ペダルのトルクセンサがペダリングトルクをサイクルコンピュータ２４に伝えるために使用されてもよい。

電子制御トライブトレイン１２は、基本的に、電動リアディレイラー２８と、電動フロントディレイラー３０と、チェーン３２と、フロントクランクセット３４と、複数のリアカセットスプロケット３６とを備えるのが望ましい。勿論、その他の種類のドライブトレインを変速操作装置２０，２２と共に使用してもよい。例えば、内部ギアハブが、変速操作装置２０，２２のいずれかによって動作するようにしてもよい。以下で詳細に説明するように、トライブトレイン１２は、変速操作装置２０，２２またはサイクルコンピュータ２４、あるいはその両方によって動作させられる。特に、後方変速操作装置２０は、リアディレイラー２８をアップシフトまたはダウンシフトし、前方変速操作装置２２は、フロントディレイラー３０をアップシフトまたはダウンシフトする。より望ましいのは、リアディレイラー・センサ２８ｂとフロントディレイラー・センサ３０ｂとを利用することによって、リアディレイラー用モーター２８ａとフロントディレイラー用モーター３０ａとをサイクルコンピュータ２４が電気的に動作させるようにすることである。リアディレイラー用モーター２８ａ及びフロントディレイラー用モーター３０ａは、自動または手動のいずれの方法で動作するようにしてもよい。

本発明と共に使用可能な自動変速アセンブリの一例は、株式会社シマノに譲渡された、Kimura による U.S. Patent No. 6,073,061 に開示されている。

電源たとえばバッテリ３８は、フレーム１４に取り付けられている。バッテリ３８は、電力を供給するためにサイクルコンピュータ２４と、電動リアディレイラー２８，３０とに電気的に連結される。

図７から図１２に示すように、自転車１０及びその様々な部品については、本発明による改良型サイクルコンピュータ２４を除き、当該技術において周知である。したがって、自転車１０及びその様々な部品に関する詳細は、本発明による改良型サイクルコンピュータ２４に関連するもの除き、ここでは説明または図示しない。

図２に示すように、後方及び前方変速操作装置２０，２２は、互いに鏡像関係にある点を除き実質的に同一である。後方変速操作装置２０は、基本的に、リアディレイラー２８を制御する電気スイッチ装置である。前方変速操作装置２２は、基本的に、フロントディレイラー３０を制御する電気スイッチ装置である。前方及び後方変速操作装置２０，２２は、互いに鏡像関係にある点を除き実質的に同一であるので、本発明を説明するにあたり、ここでは後方変速操作装置２０についてのみ詳細に説明および図示している。

図３から図６に示すように、後方変速操作装置２０は、基本的に、ベース部４０と、取付部４１と、トグル部４２と、付勢要素すなわちばね４３と、２個の電気接点４４及び４５とを備えている。電気接点４４，４５は、サイクルコンピュータ２４に電気的に連結されるプリント回路基板４６上に形成されている。後方変速操作装置２０は、取付部４１によって、自転車１０のハンドルバー１６に固定できるように形成されている。

トグル部４２は、ベース部４０に回動自在に取り付けられている。このトグル部４２は、リアディレイラー２８をアップシフトまたはダウンシフトするために電気接点４４，４５と選択的に接触する。電気接点４４，４５は、サイクルコンピュータ２４を介して後方変速操作装置２０を動作させることができるように後方変速操作装置２０に接続されている。特に、トグル部４２は、回動軸Ｐを中心にベース部４０に回動自在に取り付けられており、予め付勢されたばね４３によって、電気接点４４，４５から離れた位置にある切替ニュートラル位置ＯＦＦに付勢されている。ばね４３は、電気接点４４，４５を基準としたニュートラル位置ＯＦＦにトグル部４２を保持するトーションスプリングであるのが望ましい。付勢ばね４３はコイル部と自由端とを有している。コイル部は、回動軸Ｐと同軸になるように回動軸Ｐまわりに配置されている。自由端は、ベース部４０及びトグル部４２の両方に当接し、トグル部４２をニュートラル位置ＯＦＦに付勢している。トグル部４２がベース部４０に対して回動軸Ｐまわりに回動することによって、付勢ばね４３の両方の自由端が互いに近付く方向へと圧縮される。トグル部４２がベース部４０に対して回動軸Ｐまわりに第１回転方向Ｒ１に回動した場合、トグル部４２が第１及び第２電気接点４４，４５から間隔を隔てた状態に位置決めされたニュートラル位置ＯＦＦから、トグル部４２が第１電気接点スイッチ４４に接触または圧接した第１接触位置ＯＮ１へ、トグル部４２は位置変更される。トグル部４２がベース部４０に対して回動軸Ｐまわりに第２反対回転方向Ｒ２に回動した場合、トグル部４２が第１及び第２電気接点４４，４５から間隔を隔てた状態に位置決めされたニュートラル位置ＯＦＦから、トグル部４２が第２電気接点スイッチ４５に接触または圧接した第２接触位置ＯＮ２へと、トグル部４２は位置変更される。

図７は、変速システムを制御するサイクルコンピュータ２４の主要コンポーネントを示す概略ブロック図を示している。サイクルコンピュータ２４は、バッテリ３８またはダイナモによって給電されるプリント回路基板上に形成されたマイクロコンピュータを有していることが望ましい。サイクルコンピュータ２４のマイクロコンピュータは、プロセッサすなわち中央処理装置（ＣＰＵ）５０と、ランダムアクセスメモリ部品（ＲＡＭ）５２と、読出し専用メモリ部品（ＲＯＭ）５４と、Ｉ／Ｏインタフェース５６とを有している。ＣＰＵ５０は、入力装置５７とディスプレイ５８とを制御できるように入力装置５７とディスプレイ５８と連結されている。

ＣＰＵ５０は、ディスプレイを制御し、リアディレイラー２８またはフロントディレイラー３０に制御信号を送信する。変速制御用のソフトウェアは、ＲＯＭ５４に格納される。ＣＰＵ５０が主要機能を実行中にアクセスされる一時的な情報は、ＲＡＭ５２に記憶される。Ｉ／Ｏインタフェース５６は、様々なセンサからの信号を受信するためのポートを提供する。また、Ｉ／Ｏインタフェース５６は、後方変速操作装置２０及び前方変速操作装置２２からの入力信号を受信するためのポートも提供する。マイクロコンピュータの様々な部品については、当該技術において周知である。したがって、サイクルコンピュータ２４のマイクロコンピュータの部品に関する詳細は、ここでは説明または図示しない。

ここで、本発明を実施するために、サイクルコンピュータ２４が、他の様々な電子部品、回路部品、および機械部品を有することがあるということは、本開示から本技術に精通するものには明らかである。勿論、必要および要望に応じて、サイクルコンピュータ２４が様々な構成をとりうるということは、本開示から本技術に精通するものには明らかである。例えば、サイクルコンピュータ２４が、ディスプレイ装置と制御装置とに分離されて、自転車フレームのディスプレイ装置とは異なる位置に制御装置が設置されるようにしてもよい。図の実施形態によるサイクルコンピュータ２４は、ディスプレイ装置及び変速制御装置として機能する。

サイクルコンピュータ２４のディスプレイ５８は、乗り手に様々な情報を表示する。サイクルコンピュータ２４は、変速操作装置２０，２２からの入力または速度センサ２６からの入力、あるいはその両方に基づいて、ディレイラー２８，３０を動作させる。したがって、変速操作装置２０，２２は、ディレイラー２８，３０を動作させることができるようにディレイラー２８，３０に連結されている。

ここで図８から図１２を参照して、入力回路６０について詳細に説明する。入力回路６０は、変速コマンドを出力する自転車用ディレイラーコントローラの一部である。図８には、第１電気接点４４と第２電気接点４５とトグル部４２とが、手動入力装置Ｓ２の一部としてブロック線図で示されている。本発明による自転車用部品の入力回路６０は、前方及び後方変速装置２８，３０に使用されるものとして図示されているが、自転車用部品の入力回路６０は、いかなる電子的に制御される自転車用装置を操作するために使用されてもよいことは、本開示から本技術に精通するものには明らかである。例えば、本発明による自転車用部品入力回路６０は、電子制御サスペンションを動作させ制御するために使用されてもよい。

さらに、後方変速操作装置２０及び前方変速操作装置２２それぞれが同一の方法で入力回路６０を利用するということは、本発明の説明から明らかである。したがって、以下の説明では入力回路６０が単数形で言及されているが、本開示では、後方変速操作装置２０及び前方変速操作装置２２に利用される各々の入力回路６０の特徴についての説明であると解釈されなければならない。

入力回路６０は、基本的に、電力線Ｖａと、信号線ＩＮａと、接地線ＧＮＤとの３本の主要電気経路によって構成される。信号線ＩＮａは、変速操作装置２０または２２の手動入力装置Ｓ２に電気的に連結される。信号線ＩＮａは、第１電気接点４４または第２電気接点４５に選択的に連結される。

手動入力装置Ｓ２は、自転車に設置された電子変速操作装置である。手動入力装置Ｓ２は、第１電気接点４４により規定される第１ＯＮ位置と、第２電気接点４５により規定される第２ＯＮ位置と、ＯＦＦ位置とを有している。

入力回路６０は、手動入力装置Ｓ２に電気的に連結される。入力回路６０は、手動入力装置Ｓ２が第１ＯＮ位置ＯＮ１にある際に第１出力信号を出力し手動入力装置Ｓ２が第２ＯＮ位置ＯＮ２にある際に第２出力信号を出力するように構成された比較部を有している。

入力回路６０の第１パスは、手動入力装置Ｓ２と、比較部（以下に説明する）との間に延びる信号線ＩＮａを含んでいる。第１パスの第１部は、既知の抵抗値を有する抵抗Ｒ１と、１対のノード７８，８０と、入力ピンＶｐ２とを有する電気配線を有している。ダイオードＤ１を含みノード７６とノード８０とに接続される電気配線は、第１パスの第２部を構成している。また、第１パスの第３部は、既知の抵抗値を有する抵抗Ｒ２を含み、ノード７６とノード７８とに接続される電気配線を有している。第１パスの第１部、第２部、および第３部は、入力ピンＶｐ２及びＶｐ５に信号を与える。既知の抵抗値を有する抵抗Ｒ４を含みノード７４とノード８２Ａとに接続される電気配線は、第１パスの第４部を構成している。第１パスの中間部は、既知の抵抗値を有する抵抗Ｒ５を含み、ノード８２とノード８４とに接続されている。第１パスの第４部と、第１パスの中間部とは、基準ピンＶｐ３及びＶｐ６に信号を与える。

第２パスは、接地線ＧＮＤを含んでいる。接地線ＧＮＤは、手動入力装置Ｓ２に電気的に連結されている。この手動入力装置Ｓ２は、手動入力装置Ｓ２が第２ＯＮ位置ＯＮ２をとっている際に、第２電気接点４５を信号線ＩＮａに選択的に接続する。第２パスは、接地線ＧＮＤを介して比較部に電気的に連結される。第２パスの第１部は、ノード８０と接地線ＧＮＤとの間に接続されたダイオードＤ２を有している。既知の抵抗値を有する抵抗Ｒ３は、第２パスの第２部を構成し、ノード７８と接地線ＧＮＤとの間に接続されている。また、第３部は、既知の抵抗値を有する抵抗Ｒ６を含み、ノード８４と接地線ＧＮＤとの間に接続されている。第２パスの第１部、第２部、および第３部は、入力ピンＶｐ２，Ｖｐ５及び基準ピンＶｐ３，Ｖｐ６における信号に影響を与える。

電力線Ｖａは、電力切断スイッチＳ１を介して電源３８を比較部に電気的に連結する第１電源パスＶ１を有している。電力切断スイッチＳ１は、電源３８と比較部との間で第１電源パスＶ１に配置されている。第１電源パスＶ１は、電源３８と電力切断スイッチＳ１との間に形成された第１部を有している。第１電源パスＶ１は、電力切断スイッチＳ１と比較部との間に形成された第２部をさらに有しており、信号線ＩＮａに電気的に連結されている。

電力線Ｖａは、電源３８を手動入力装置Ｓ２の第１電気接点４４に連結する第２電源パスをさらに有している。手動入力装置Ｓ２が第１ＯＮ位置ＯＮ１にある場合、信号線ＩＮａは、電力線Ｖａに選択的に連結され、第２電源パスを介して第１電気接点４４に電気的に接続される。

入力回路６０は、比較部と電力線Ｖａと信号線ＩＮａと接地線ＧＮＤとに電気的に連結されている。入力回路６０は、ノード８０で第１及び第２ダイオードＤ１，Ｄ２に電気的に連結された抵抗Ｒ１を備えている。第１ダイオードＤ１及び第２ダイオードＤ２は、抵抗Ｒ２，Ｒ３に並列的に接続される。抵抗Ｒ２，Ｒ３は、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６に並列的に接続される。第１及び第２ダイオードＤ１，Ｄ２は、互いに直列的に接続される。抵抗Ｒ２，Ｒ３は、互いに直列的に接続される。抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６も、互いに直列的に接続される。

抵抗Ｒ１から抵抗Ｒ６に割り当てられる抵抗値は、本発明のユニークな設計及び機能にとって必要不可欠なものである。抵抗Ｒ１は、Ｒ２またはＲ３よりも非常に小さな抵抗を有している。すなわち、Ｒ１＜＜Ｒ２および／またはＲ１＜＜Ｒ３である。例えば、抵抗Ｒ１が１００Ωであれば、抵抗Ｒ２及びＲ３が１５０ｋΩのようになる。同様に、例えば、抵抗Ｒ４またはＲ６、あるいはその両方が４７ｋΩであれば、抵抗Ｒ５は１５０ｋΩのようになる。このように、複数の抵抗間の抵抗率に大きな量的差異が生じるように、その他の抵抗値の組合せを使用することができるということは、本開示から本技術に精通するものには明らかである。

比較部は、第１コンパレータ８６と第２コンパレータ８８とを有し、電力線Ｖａ及び信号線ＩＮａに電気的に連結されている。第１コンパレータ８６は、入力ピンＶｐ２，Ｖｐ５それぞれと基準ピンＶｐ３，Ｖｐ６それぞれとから送られる第１入力信号および基準信号と、第１電源ピンＵ１Ａの信号との比較に基づいて、第１出力信号ＯＵＴ１を出力する。基準信号は、信号線ＩＮａまたは電力線Ｖａ、あるいはその両方から得られる。第２コンパレータ８８は、入力ピンＶｐ２，Ｖｐ５それぞれと基準ピンＶｐ３，Ｖｐ６それぞれとから送られる第２入力信号および基準信号と、第２電源ピンＵ１Ｂの信号との比較に基づいて、第２出力信号ＯＵＴ２を出力する。したがって、第１コンパレータ８６は、入力ピンＶｐ２の電圧が基準ピンＶｐ３の電圧よりも高い場合に、出力信号ＯＵＴ１を送信する。同様に、第２コンパレータ８８は、入力ピンＶｐ５の電圧が基準ピンＶｐ６の電圧よりも低い場合に、出力信号ＯＵＴ２を送信する。ＣＰＵ５０は、第１及び第２出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２を受信できるように、比較部に制御自在に連結される。

基準信号は、信号線ＩＮａまたは電力線Ｖａ、あるいはその両方から得られる。電力線Ｖａ及び信号線ＩＮａは、手動入力装置Ｓ２がＯＦＦの位置にある際に、電力線からの基準信号のほぼ半分のＯＦＦ信号を信号線が出力するように構成されている。

さらに、電力線Ｖａ及び信号線ＩＮａは、手動入力装置Ｓ２が第１ＯＮ位置ＯＮ１にある際に、信号線ＩＮａの第１入力信号が電力線Ｖａからの基準信号の半分より大きいか、または等しくなるように構成されている。また、電力線Ｖａ及び信号線ＩＮａは、手動入力装置Ｓ２が第２ＯＮ位置ＯＮ２にある際に、信号線ＩＮａの第２入力信号が電力線Ｖａからの基準信号の半分より小さいか、または等しくなるようにさらに構成されている。

ここで図８を参照すると、ここには、自転車用部品の入力回路が、電力切断スイッチＳ１がＯＦＦ位置にあり手動入力装置Ｓ２がＯＦＦ位置にある場合、すなわち入力回路６０が節電モードにある場合の例が示されている。この構成では、電力切断スイッチＳ１及び手動入力装置Ｓ２の両方が入力回路６０への電流を切断しているので、バッテリ３８の電力が消費されない。

図９には、電力切断スイッチＳ１がオープン位置にあり、手動入力装置Ｓ２がＯＮ１位置にある場合の別の構成が示されている。手動入力装置Ｓ２がＯＮ１位置にある場合、バッテリ３８からの電流が第１電気接点４４を介して信号線ＩＮａに伝えられる。この電流は、抵抗Ｒ１を通ってノード８０にまで流れる。ノード８０における電流は、ダイオードＤ１に向かって流れ、ノード７８を通って入力ピンＶｐ２及びＶｐ５とに向かって流れる。ダイオードＤ１を通って流れる電流は、ノード７６にまで流れる。ノード７６における電流は、ノード７２及び７４を通って、電源ピンＵ１Ａ及びＵ１Ｂに流れる。ノード７４における電流は、抵抗Ｒ４を通り、ノード８２介して抵抗Ｒ５に向かって流れる。ノード８２における電流は、基準ピンＶｐ３に向かって流れる。抵抗Ｒ５を通った電流は、ノード８４を介して基準ピンＶｐ６にまで連続的に流れる。

図９の構成では、基準ピンＶｐ２における電圧は、電力線Ｖａの電圧にほぼ等しく、基準ピンＶｐ３の電圧よりも高い。同様に、入力ピンＶｐ５の電圧は、電力線Ｖａの電圧にほぼ等しく、基準ピンＶｐ６の電圧よりも高い。

図９の構成において、ＣＰＵ５０は、ＯＮ１位置が選択されたときの信号を受信すると、電力切断スイッチＳ１を閉じる制御信号を出力するように、電力切断スイッチＳ１を動作させ制御する。これにより、入力回路６０が再起動され、節電モードが解除される。

図８及び図９の両方の構成では、電力切断スイッチＳ１がオープン位置にある。この節電機能は、非活動状態が予め決められた時間継続した後に起動される。例えば、手動入力装置Ｓ２が最後に操作されてから１５分経過すると、ＣＰＵ５０は、電力切断スイッチＳ１を動作させる制御信号を出力し、電力切断スイッチＳ１をオープン位置すなわちＯＦＦ位置に移動させる。

電力切断スイッチＳ１がＯＦＦ位置にある場合、入力ピンＶｐ２及びＶｐ５における電圧は、手動入力装置Ｓ２の位置に応じて変化する。例えば、手動入力装置Ｓ２がＯＮ１位置にある場合、入力ピンＶｐ２及びＶｐ５の電位は、電力線Ｖａとほぼ等しくなる。同様に、手動入力装置Ｓ２がＯＮ２位置にある場合、入力ピンＶｐ２及びＶｐ５の電位は、接地線ＧＮＤとほぼ等しくなる。同じく、手動入力装置Ｓ２がＯＦＦ位置にある場合、入力ピンＶｐ２及びＶｐ５はオープン状態になる。

図１０には、電力切断スイッチＳ１がクローズ位置、すなわち自転車用部品の入力回路が節電モードにない状態の構成が示されている。手動入力装置Ｓ２はＯＦＦ位置にある。図１０の実施形態による自転車用部品入力回路は、ＯＮ２の選択時のアップシフトまたはＯＮ１の選択時のダウンシフトのいずれかを実行可能な状態にある。したがって、入力ピンＶｐ２及びＶｐ５における電圧は、電力線Ｖａの電圧の半分に等しい。

図１０の構成を参照すると、Ｒ２がＲ３に等しい場合、入力ピンＶｐ２での電圧は、電力線Ｖａの電圧の半分に等しい。図示されたすべての実施形態において、入力ピンＶｐ２の電位は、入力ピンＶｐ５の電位に等しい。すなわち、入力ピンＶｐ２の電圧は、次式で表される。

上記の式から明らかなように、Ｒ２＝Ｒ３の場合、入力ピンＶｐ２及びＶｐ５の電圧は、電力線Ｖａの電圧の半分である。

図１１を参照すると、図１１には本発明の別の実施形態が示されている。第１入力信号は、第３電気接点６８を通って電流が流れるように電力切断スイッチＳ１を動作させ、第１電気接点４４を通って電流が流れるように手動入力装置Ｓ２を動作させることによって生成される。この構成では、バッテリ３８からノード７０に電流が流れる。ノード７０における電力は、第１電気接点４４を通って信号線ＩＮａに供給され、さらに第１電源パスＶ１にも供給される。電流は、信号線ＩＮａを通り、ノード８０，７８を経て、入力ピンＶｐ２及びＶｐ５に流れる。電力線Ｖａについては、電流が電力線Ｖａを通って第１電源パスＶ１に流れた後、電流が第３電気接点６８を通ってノード７２に流れる。ノード７２からは、第１電源ピンＵ１Ａと第２電源ピンＵ１Ｂとに信号が伝達される。また、ノード７２からは、ノード７４，７６，７８，８２，８４を経て、基準ピンＶｐ３，Ｖｐ６に信号が伝達される。

図１１の実施形態では、入力ピンＶｐ２の電圧は、電力線Ｖａの電圧より高いかまたは等しく、電力線Ｖａの電圧の半分より高いかまたは等しい。入力ピンＶｐ２及びＶｐ５における電圧は、次式によって計算できる。

図１１の実施形態による入力ピンＶｐ２の電圧は、電力線Ｖａの電圧とほぼ等しく、基準ピンＶｐ３の電圧よりも大きい。なぜならば、前記の電流パスは、互いに並列に接続されているからである。同様に、入力ピンＶｐ５の電圧は、電力線Ｖａの電圧とほぼ等しく、基準ピンＶｐ６の電圧よりも大きい。基準ピンＶｐ３及びＶｐ６での電圧は、次式を用いて計算できる。

図１２を参照すると、図１２には本発明による別の実施形態が示されている。第２入力信号は、第３電気接点６８を通って電流が流れるように電力切断スイッチＳ１を動作させ、第２電気接点４５を通って電流が流れるように手動入力装置Ｓ２をアップシフト位置ＯＮ２に移動させることによって生成される。この構成では、バッテリ３８からノード７０に電流が流れる。ノード７０におけるすべての電力は、第１電源パスＶ１に供給される。すなわち、電流は、電力線Ｖａを通って第１電源パスＶ１に到り、第３電気接点６８を通ってノード７２に流れる。ノード７２からは、第１電源ピンＵ１Ａと第２電源ピンＵ１Ｂとに信号が伝達される。また、ノード７２からは、基準信号を伝達するために、ノード７４，７６，７８，および８２または８４を経て基準ピンＶｐ３，Ｖｐ６に信号が伝達される。ノード７８における電流は、第１抵抗Ｒ１を通って信号線ＩＮａを流れ、第２電気接点４５を経てグランドに流される。

図１１の構成では、入力ピンＶｐ２の電圧は、電力線Ｖａの半分の電圧より低いかまたは等しく、接地線ＧＮＤの電圧より高いかまたは等しい。

電流が第３電気接点６８を通って流れるように電力切断スイッチＳ１が配置された実施形態では、基準ピンＶｐ３及びＶｐ６での電圧は、次式を用いて計算できる。

自動モードにおける電動リアディレイラー２８及び３０の各々のシフト動作は、自転車の速度と、ペダルに加えられるトルクとに少なくとも部分的に基づくのが望ましい。したがって、サイクルコンピュータ２４は、少なくとも１つの速度感知装置／速度測定装置すなわち速度感知部品／速度測定部品２６と、少なくとも１つのトルク感知装置／トルク測定装置すなわちトルク感知部品／トルク測定部品とをさらに備えている。速度感知装置／速度測定装置すなわち速度感知部品／速度測定部品２６は、自転車１０の速度情報をサイクルコンピュータ２４の中央処理装置（ＣＰＵ）に供給する。トルク感知装置／トルク測定装置すなわちトルク感知部品／トルク測定部品は、ペダルからのトルク情報をサイクルコンピュータ２４の中央処理装置（ＣＰＵ）に供給する。これらの感知部品／測定部品それぞれは、各々自転車１０の速度情報及びペダル加えられたトルクの情報を示すための予め決められた動作コマンドを生成する。勿論、付加的な感知／測定部品が、サイクルコンピュータ２４の中央処理装置（ＣＰＵ）に制御自在に連結されていてもよい。この場合、ディレイラー用モーター２８ａ，３０ａ、電動ディレイラー２８，３０、その他の部品を自動的に動作させるために、予め決められた動作コマンドがサイクルコンピュータ２４の中央処理装置（ＣＰＵ）に受け付けられる。

速度センサ手段２６は、例えばリードスイッチや磁石などからなる感知部品／測定部品である。速度センサ手段２６は、磁力感知式のセンサであることが望ましい。
この磁力感知式のセンサは、自転車１０のフロントフォークに取り付けられており、自転車１０の前輪のスポークの１つに装着された磁石の磁力を感知する。速度センサ手段２６のリードスイッチは、自転車１０の車輪が予め決められた角度または回転数だけ回転する度にパルスを発生させる。すなわち、速度センサ手段２６は、自転車１０の前輪の回転速度を検出する。速度センサ手段２６からパルスまたは信号が発生すると、パルス信号伝送回路は、直ちにこのパルス信号をサイクルコンピュータ２４の中央処理装置に送信する。サイクルコンピュータ２４は、この速度情報と利用可能なその他の適切な情報とに基づいて、チェーン３２をアップシフトするべきかダウンシフトするべきかどうかを決定する。このように、速度センサ手段２６は、サイクルコンピュータ２４の感知装置すなわち測定部品を形成している。すなわち、速度センサ手段２６は、自転車１０の前輪に取り付けられた磁石の磁力を検出することで、自転車の速度信号を出力する。そして、必要に応じて、電動ディレイラーアセンブリ２８，３０を操作するための速度情報がサイクルコンピュータ２４に送信される。

ここで使用する「前方、後方、上方、上、下方、垂直、水平、下、横」などの方向を示す用語、ならびに他の同様の方向を表す用語は、本発明が装着された自転車の方向を表すものとする。したがって、本発明を説明するこれらの用語は、本発明の装着された自転車を基準に解釈されなければならない。

ここで使用されている「ほぼ」、「約」、「おおよそ」などの程度を表す用語は、最終結果が著しく変化しない妥当量の変化を意味する修正用語である。これらの用語は、修正対象の用語の意味を無効にしない範囲で、±５％の偏差を含むものと解釈される。

ここでは、本発明の選択された実施形態を説明し図示しているが、本開示から本技術に精通するものには明らかであるが、請求の範囲で定義された本発明の目的又は範囲から逸脱しなければ、様々な修正、変更を加えることができる。さらに、本発明による複数の実施形態の説明は、例示することのみを目的とし、添付された請求項や請求項と同等と見なされる内容によって規定される発明を制限するものではない。

本発明の一実施形態による、電子的に制御されたドライブトレインを制御するための１対の操作装置が装着された自転車の側面図。 本発明の一実施形態による、サイクルコンピュータ及び１対の手動操作装置すなわち入力装置が連結されたハンドルバー部分の上面図。 本発明の一実施形態による、片方の手動操作装置すなわち入力装置の拡大透視図。 標準静止位置すなわちＯＦＦ位置（トグルニュートラル位置）にある手動操作装置すなわち入力装置の拡大概略側面図。 アップシフトを引き起こす第１ＯＮ位置にある手動操作装置すなわち入力装置の拡大概略側面図。 ダウンシフトを引き起こす第２ＯＮ位置にある手動操作装置すなわち入力装置の拡大概略側面図。 自動変速系を制御するためのサイクルコンピュータのブロック線図。 本発明の一実施形態による、自転車用部品入力回路が節電モードにある場合の、電力切断スイッチが標準静止位置すなわちＯＦＦ位置にあり手動入力装置がオープン位置にある自転車用部品の入力回路。 サイクルコンピュータが手動入力装置を閉じる信号を受け付ける場合の、電力切 断スイッチが第１ＯＮ位置にあり手動入力装置がオープン位置にある自転車用部品入力回路。 自転車用部品入力回路がアップシフトまたはダウンシフトの待機状態にある場合の、電力切断スイッチが第１ＯＦＦ位置にあり手動入力装置がクローズ位置にある自転車用部品入力回路。 アップシフト時の、電力切断スイッチが第１ＯＮ位置にあり手動入力装置がクローズ位置にある自転車用部品入力回路。 ダウンシフト時の、電力切断スイッチが第２ＯＮ位置にあり手動入力装置がクローズ位置にある自転車用部品入力回路。

符号の説明

１０ 自転車
２０，２２ 変速操作装置
３８ バッテリ（電源）
４４ 第１電気接点
４５ 第２電気接点
５０ 中央処理装置（ＣＰＵ、プロセッサ）
６０ 入力回路
８６ 第１コンパレータ
８８ 第２コンパレータ
Ｄ１ 第１ダイオード
Ｄ２ 第２ダイオード
ＧＮＤ 接地線
ＩＮａ 信号線
ＯＮ１ 第１ＯＮ位置
ＯＮ２ 第２ＯＮ位置
ＯＵＴ１ 第１出力信号
ＯＵＴ２ 第２出力信号
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６ 抵抗
Ｓ１ 電力切断スイッチ
Ｓ２ 手動入力装置
Ｖ１ 第１電源パス
Ｖａ 電力線

Claims (27)

1. 第１電気接点により規定される第１ＯＮ位置と、第２電気接点により規定される第２ＯＮ位置と、ＯＦＦ位置とを有するように構成された手動入力装置と、
   前記手動入力装置に電気的に連結される入力回路と、
   前記入力回路に接続されたプロセッサと、
   を備え、
   前記入力回路は、
   前記手動入力装置を動作させることによって前記第１電気接点及び前記第２電気接点に選択的に連結され、異なる電気特性を持つ第１入力信号及び第２入力信号を出力する信号線と、
   前記手動入力装置に電気的に連結され電源に接続される電力線と、
   前記電力線及び前記信号線に電気的に連結され前記第１入力信号と前記電力線からの基準信号との比較によって第１出力信号を出力し前記第２入力信号と前記電力線からの基準信号との比較によって第２出力信号を出力する比較部と、
   前記電源と前記比較部との間で前記電力線に配置された電力切断スイッチと、
   を有し、
   前記プロセッサは、前記第１出力信号及び第２出力信号を受けて前記電力切断スイッチを制御し、前記手動入力装置が予め決められた時間操作されなかった場合に前記電力切断スイッチをオープン位置に移動させて節電モードを起動させ、節電モードのときに前記手動入力装置が操作されると前記電力切断スイッチを閉じて節電モードを解除する、
   自転車用部品の入力回路。
2. 前記手動入力装置は、自転車に取り付けられる電気変速操作装置である、
   請求項１に記載の自転車用部品の入力回路。
3. 前記入力回路は、変速コマンドを出力する自転車用ディレイラコントローラの一部である、
   請求項１又は２に記載の自転車用部品の入力回路。
4. 前記比較部は、前記第１入力信号が前記基準信号より大きい場合に前記第１出力信号を出力し、
   前記比較部は、前記第２入力信号が前記基準信号より小さい場合に前記第２出力信号を出力する、
   請求項１から３のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
5. 前記比較部は、前記基準信号の電圧と、前記第１及び第２入力信号の電圧とを比較可能なように構成されている、
   請求項１から４のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
6. 前記比較部は、前記信号線及び前記電力線に連結され前記第１出力信号を出力する第１コンパレータと、前記信号線及び前記電力線に連結され前記第２出力信号を出力する第２コンパレータとを有している、
   請求項１から５のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
7. 前記電力線及び前記信号線は、前記第１及び第２入力信号と前記基準信号との電圧レベルを制御する抵抗を有している、
   請求項１から６のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
8. 前記電力線及び前記信号線は、前記手動入力装置が前記ＯＦＦ位置にある場合に前記電力線からの前記基準信号の半分に実質的に等しくなるＯＦＦ入力信号を前記信号線が発生するように構成されている、
   請求項１から７のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
9. 前記電力線及び前記信号線は、前記手動入力装置が前記第１ＯＮ位置にある場合に前記信号線の前記第１入力信号が前記電力線からの前記基準信号の半分よりも大きいか、または等しくなるように構成されており、
   前記電力線及び前記信号線は、前記手動入力装置が前記第２ＯＮ位置にある場合に前記信号線の前記第２入力信号が前記電力線からの前記基準信号の半分よりも小さいか、または等しくなるように構成されている、
   請求項１から８のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
10. 前記手動入力装置が前記第２ＯＮ位置にある場合に前記第２電気接点を前記信号線に選択的に接続する前記手動入力装置に電気的に連結された接地線をさらに有している、
    請求項１から９のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
11. 前記電力線は、前記手動入力装置が前記第１ＯＮ位置にある場合に、前記第１電気接点に電気的に接続され、前記信号線に選択的に連結される、
    請求項１から１０のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
12. 前記比較部は、前記第１及び第２出力信号を発生する１対のコンパレータを有している、
    請求項１１に記載の自転車用部品の入力回路。
13. 第１電気接点により規定される第１ＯＮ位置と、第２電気接点により規定される第２ＯＮ位置と、ＯＦＦ位置とを有するように構成された手動入力装置と、
    前記手動入力装置に電気的に連結される入力回路と、
    前記入力回路に接続されたプロセッサと、
    を備え、
    前記入力回路は、
    前記手動入力装置が前記第１ＯＮ位置にある場合に第１出力信号を出力し前記手動入力装置が第２ＯＮ位置にある場合に第２出力信号を出力する比較部と、
    前記手動入力装置と前記比較部との間に延びる信号線と、
    電源を前記比較部に電気的に連結する第１電源パスと、前記電源を手動入力装置の第１電気接点に連結する第２電源パスとを備えた電力線と、
    前記電源と前記比較部との間で前記第１電源パスに配置された電力切断スイッチと、
    を有し、
    前記プロセッサは、前記第１出力信号及び第２出力信号を受けて前記電力切断スイッチを制御し、前記手動入力装置が予め決められた時間操作されなかった場合に前記電力切断スイッチをオープン位置に移動させて節電モードを起動させ、節電モードのときに前記手動入力装置が操作されると前記電力切断スイッチを閉じて節電モードを解除する、
    自転車用部品の入力回路。
14. 前記手動入力装置は、自転車に取り付けられる電気変速操作装置である、
    請求項１３に記載の自転車用部品の入力回路。
15. 前記入力回路は、変速コマンドを出力する自転車用ディレイラコントローラの一部である、
    請求項１３又は１４に記載の自転車用部品の入力回路。
16. 前記手動入力装置が前記第２ＯＮ位置にある場合に前記第２電気接点を前記信号線に選択的に接続する前記手動入力装置に電気的に連結された接地線をさらに有している、
    請求項１３から１５のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
17. 前記電力線は、前記手動入力装置が前記第１ＯＮ位置にある場合に、前記第１電気接点に電気的に接続され、前記信号線に選択的に連結される、
    請求項１３から１６のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
18. 前記第１電源パスは、前記電源と前記電力切断スイッチとの間に形成された第１部と、前記電力切断スイッチと前記比較部の間に形成された第２部とを有しており、
    前記第１電源パスの前記第２部は、前記信号線に電気的に連結されている、
    請求項１３から１７のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
19. 前記第１電源パスの前記第２部は、第１ダイオードおよび第２ダイオードとともに前記接地線に接続されており、
    前記第１ダイオードは、前記比較部と前記信号線との間で前記第１電源パスの前記第２部に配置されており、
    前記第２ダイオードは、前記信号線と前記接地線との間で前記第１電源パスの前記第２部に配置されている、
    請求項１８に記載の自転車用部品の入力回路。
20. 前記比較部は、第１入力信号が基準信号より大きい場合に前記第１出力信号を出力し、
    前記比較部は、第２入力信号が基準信号より小さい場合に前記第２出力信号を出力する、
    請求項１３から１９のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
21. 前記比較部は、基準信号の電圧と第１及び第２入力信号の電圧とを比較可能なように構成されている、
    請求項１３から２０のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
22. 前記比較部は、前記第１及び第２出力信号を発生する１対のコンパレータを有している、
    請求項１３から２１のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
23. 前記電力線及び前記信号線は、第１及び第２入力信号と基準信号との電圧レベルを制御する抵抗を有している、
    請求項１３から２２のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
24. 前記比較部は、第１入力信号と前記電力線からの基準信号との比較によって前記第１出力信号を出力し、第２入力信号と前記電力線からの基準信号との比較によって前記第２出力信号を出力する、
    請求項１３から２３のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
25. 前記電力線及び前記信号線は、前記手動入力装置が前記ＯＦＦ位置にある場合に前記電力線からの前記基準信号の半分に実質的に等しくなるＯＦＦ入力信号を前記信号線が発生するように構成されている、
    請求項１３から２４のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
26. 前記電力線及び前記信号線は、前記手動入力装置が前記第１ＯＮ位置にある場合に前記信号線の第１入力信号が前記電力線からの基準信号の半分よりも大きいか、または等しくなるように構成されており、
    前記電力線及び前記信号線は、前記手動入力装置が前記第２ＯＮ位置にある場合に前記信号線の第２入力信号が前記電力線からの基準信号の半分よりも小さいか、または等しくなるように構成されている、
    請求項１３から２５のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。
27. 前記比較部は、前記信号線及び前記電力線に連結され第１出力信号を出力する第１コンパレータと、前記信号線及び前記電力線に連結され第２出力信号を出力する第２コンパレータとを有している、
    請求項１３から２６のいずれかに記載の自転車用部品の入力回路。

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