JPH05262276A - 自転車用電動変速装置 - Google Patents
自転車用電動変速装置Info
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- JPH05262276A JPH05262276A JP6219792A JP6219792A JPH05262276A JP H05262276 A JPH05262276 A JP H05262276A JP 6219792 A JP6219792 A JP 6219792A JP 6219792 A JP6219792 A JP 6219792A JP H05262276 A JPH05262276 A JP H05262276A
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- Japan
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- bicycle
- transmission
- shift
- gear
- shift position
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
- B62M9/04—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
- B62M9/06—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
- B62M9/10—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like
- B62M9/12—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like the chain, belt, or the like being laterally shiftable, e.g. using a rear derailleur
- B62M9/121—Rear derailleurs
- B62M9/122—Rear derailleurs electrically or fluid actuated; Controls thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自転車のスタート時の踏み込みが軽く、しか
も変速操作を軽いタッチで確実に行え、加えて変速位置
の確認が容易であり、且つ確実に指定ギヤ位置を選択で
きる自転車用電動変速装置を提供すること。 【構成】 変速機Ｓを有する自転車において、走行中か
停止時かを判別する走行停止判別回路25と変速機の変速
位置を制御する制御回路29a, 29bを設ける。そして、自
転車の停止時に前記走行停止検出回路の出力を読み込ん
でモータ32を駆動して、変速機Ｓの変速位置を自動的に
指定位置にセットするようにする。
も変速操作を軽いタッチで確実に行え、加えて変速位置
の確認が容易であり、且つ確実に指定ギヤ位置を選択で
きる自転車用電動変速装置を提供すること。 【構成】 変速機Ｓを有する自転車において、走行中か
停止時かを判別する走行停止判別回路25と変速機の変速
位置を制御する制御回路29a, 29bを設ける。そして、自
転車の停止時に前記走行停止検出回路の出力を読み込ん
でモータ32を駆動して、変速機Ｓの変速位置を自動的に
指定位置にセットするようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自転車に取り付けた変
速装置の変速位置をモータによって制御する自転車用電
動変速装置に関するものである。
速装置の変速位置をモータによって制御する自転車用電
動変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の自転車用電動変速装置に関する
従来の技術としては次のようなものがある。 （１）自動変速装置としては、特公平２−８９５５号公
報に開示されているような技術、すなわち自転車の走行
速度やクランク回転数を計測して、その走行速度やクラ
ンク回転数を予め設定しておいた範囲内に収めるように
自動的にチェーンを掛け替えるものが知られている。 （２）また、変速位置を指定する技術としては、特公平
３−１６３１６号公報や特公平３−１６３１７号公報に
開示されているような技術、すなわちモータにてチェン
ジ用のガイド装置を移動することで、或る変速ギヤから
他の変速ギヤにチェーンを掛け替える電動シフト機構で
あって、歯車のバックラッシュや操作ワイヤの伸び等の
影響による変速位置のずれをギヤ位置検出手段やオーバ
ーラン制御手段を設けることにより解消しようと意図さ
れたものも知られている。 （３）また、変速スイッチとしては、実公昭５９−２３
６７４号公報に開示されているように、変速用レバーを
操作することによって機械的に電気接点を切り替えた
り、特公平３−１６３１６号公報や実開昭５８−１５７
７９０号公報に開示されているような、キースイッチ等
の機械接点を用いたものが知られている。 （４）また変速位置表示部としては、特公平２−８９５
３号公報や実公昭５５−８７０８号公報に開示されてい
るように、変速用スイッチと独立して離れた場所に設け
られていたものが知られている。
従来の技術としては次のようなものがある。 （１）自動変速装置としては、特公平２−８９５５号公
報に開示されているような技術、すなわち自転車の走行
速度やクランク回転数を計測して、その走行速度やクラ
ンク回転数を予め設定しておいた範囲内に収めるように
自動的にチェーンを掛け替えるものが知られている。 （２）また、変速位置を指定する技術としては、特公平
３−１６３１６号公報や特公平３−１６３１７号公報に
開示されているような技術、すなわちモータにてチェン
ジ用のガイド装置を移動することで、或る変速ギヤから
他の変速ギヤにチェーンを掛け替える電動シフト機構で
あって、歯車のバックラッシュや操作ワイヤの伸び等の
影響による変速位置のずれをギヤ位置検出手段やオーバ
ーラン制御手段を設けることにより解消しようと意図さ
れたものも知られている。 （３）また、変速スイッチとしては、実公昭５９−２３
６７４号公報に開示されているように、変速用レバーを
操作することによって機械的に電気接点を切り替えた
り、特公平３−１６３１６号公報や実開昭５８−１５７
７９０号公報に開示されているような、キースイッチ等
の機械接点を用いたものが知られている。 （４）また変速位置表示部としては、特公平２−８９５
３号公報や実公昭５５−８７０８号公報に開示されてい
るように、変速用スイッチと独立して離れた場所に設け
られていたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
おいてはそれぞれ次のような問題点がある。すなわち前
記（１）項に記載した自動変速装置においては下記のよ
うな問題点がある。人間は様々な感性を持っている。つ
まり同一スピードで走るにしても大きな踏力でペダルの
回転数を落す方を好む者や、逆に小さい踏力で回転数を
上げて走るのを好む者がいたりするし、また同じ人でも
その時の体のコンディションや疲れによってもその人が
必要とするギヤの位置が違ってくるので、一定の自動変
速装置では、意に反して自動的に変速してしまったり、
もしくは変速して欲しいときに変速しないという問題点
があった。また、前記（１）項の装置では、走行速度検
出用センサやギヤ位置検出用センサが必要となり構造が
複雑になるため、これがコストアップや故障の原因とな
っていた。
おいてはそれぞれ次のような問題点がある。すなわち前
記（１）項に記載した自動変速装置においては下記のよ
うな問題点がある。人間は様々な感性を持っている。つ
まり同一スピードで走るにしても大きな踏力でペダルの
回転数を落す方を好む者や、逆に小さい踏力で回転数を
上げて走るのを好む者がいたりするし、また同じ人でも
その時の体のコンディションや疲れによってもその人が
必要とするギヤの位置が違ってくるので、一定の自動変
速装置では、意に反して自動的に変速してしまったり、
もしくは変速して欲しいときに変速しないという問題点
があった。また、前記（１）項の装置では、走行速度検
出用センサやギヤ位置検出用センサが必要となり構造が
複雑になるため、これがコストアップや故障の原因とな
っていた。
【０００４】また前記（２）項に記載した変速位置決め
装置においても、ギヤ位置検出装置やオーバーラン制御
装置を設けることによって変速位置の精度アップを図っ
ているのでやはり構造が複雑になり、これがコストアッ
プや故障の原因となっていた。
装置においても、ギヤ位置検出装置やオーバーラン制御
装置を設けることによって変速位置の精度アップを図っ
ているのでやはり構造が複雑になり、これがコストアッ
プや故障の原因となっていた。
【０００５】また前記（３）項に記載した変速スイッチ
は機械的な接点を用いている為、接点の摩耗やゴミによ
る接触不良、雨水による短絡等の問題があった。
は機械的な接点を用いている為、接点の摩耗やゴミによ
る接触不良、雨水による短絡等の問題があった。
【０００６】さらに前記（４）項に記載した変速位置表
示装置においては、変速位置表示部と変速スイッチや変
速用レバーが分離しているために変速操作を行う場合、
まず、変速位置表示部から現在のギヤ位置を読み取り、
それから意図するスイッチボタンを探しだしてそれを押
すか、又はUp, Downスイッチを押して変速段数を確認し
ながら変速操作を行うという手順が必要となり面倒であ
るから、自転車の走行中の操作としてはより安全な操作
が求められていた。
示装置においては、変速位置表示部と変速スイッチや変
速用レバーが分離しているために変速操作を行う場合、
まず、変速位置表示部から現在のギヤ位置を読み取り、
それから意図するスイッチボタンを探しだしてそれを押
すか、又はUp, Downスイッチを押して変速段数を確認し
ながら変速操作を行うという手順が必要となり面倒であ
るから、自転車の走行中の操作としてはより安全な操作
が求められていた。
【０００７】本発明は、従来のものが持つ以上のような
問題点を解決して、自転車のスタート時の踏み込みが軽
く、しかも変速操作を軽いタッチで確実に行え、加えて
変速位置の確認が容易であり、かつ確実に指定ギヤ位置
を選択できる自転車用電動変速装置を提供することを目
的としている。
問題点を解決して、自転車のスタート時の踏み込みが軽
く、しかも変速操作を軽いタッチで確実に行え、加えて
変速位置の確認が容易であり、かつ確実に指定ギヤ位置
を選択できる自転車用電動変速装置を提供することを目
的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ため本発明においては、変速機を有する自転車におい
て、走行中か停止時かを判別する走行停止判別回路と変
速機の変速位置を制御する制御回路を具備した自転車用
電動変速装置であって、自転車の停止時に前記走行停止
検出回路の出力を読み込み、かつモータを駆動して、変
速機の変速位置を自動的に指定位置にセットするように
して自転車用電動変速装置を構成する。
ため本発明においては、変速機を有する自転車におい
て、走行中か停止時かを判別する走行停止判別回路と変
速機の変速位置を制御する制御回路を具備した自転車用
電動変速装置であって、自転車の停止時に前記走行停止
検出回路の出力を読み込み、かつモータを駆動して、変
速機の変速位置を自動的に指定位置にセットするように
して自転車用電動変速装置を構成する。
【０００９】また前記した変速機を外装変速機として、
走行中か停止時かを判別する走行停止判別回路と変速機
の変速位置を制御する制御回路を具備し、自転車の停止
時に前記走行停止検出回路の出力を読み込み、かつモー
タを駆動して、変速機の変速位置を自動的に指定位置に
セットするようにしてもよい。
走行中か停止時かを判別する走行停止判別回路と変速機
の変速位置を制御する制御回路を具備し、自転車の停止
時に前記走行停止検出回路の出力を読み込み、かつモー
タを駆動して、変速機の変速位置を自動的に指定位置に
セットするようにしてもよい。
【００１０】また前記した変速機を遊星歯車機構を備え
た変速機として、走行中か停止時かを判別する走行停止
判別回路と変速機の変速位置を制御する制御回路を具備
し、自転車の停止時に前記走行停止検出回路の出力を読
み込み、かつモータを駆動して、変速機の変速位置を自
動的に指定位置にセットするように構成することもでき
る。
た変速機として、走行中か停止時かを判別する走行停止
判別回路と変速機の変速位置を制御する制御回路を具備
し、自転車の停止時に前記走行停止検出回路の出力を読
み込み、かつモータを駆動して、変速機の変速位置を自
動的に指定位置にセットするように構成することもでき
る。
【００１１】また前記変速機がステップカムを具備する
ようにしてもよいし、自転車の車軸部に設けたハブ発電
機を電源とすることもできるし、また変速操作装置にお
ける変速用スイッチをタッチセンサーにすることもでき
るし、さらに変速スイッチを各変速段毎に設け、その各
々に発光部を設けて変速位置に対応するスイッチが発光
するようにしてもよい。
ようにしてもよいし、自転車の車軸部に設けたハブ発電
機を電源とすることもできるし、また変速操作装置にお
ける変速用スイッチをタッチセンサーにすることもでき
るし、さらに変速スイッチを各変速段毎に設け、その各
々に発光部を設けて変速位置に対応するスイッチが発光
するようにしてもよい。
【００１２】
【作用】上記のように構成された自転車用電動変速装置
は、自転車が停止すると走行停止検出センサーと変速制
御回路が働き、モータや減速機が作動してその結果操作
ワイヤ等を介して変速機が指定ギヤ位置にセットされる
為、軽い駆動力でスムーズに発進することができる。
は、自転車が停止すると走行停止検出センサーと変速制
御回路が働き、モータや減速機が作動してその結果操作
ワイヤ等を介して変速機が指定ギヤ位置にセットされる
為、軽い駆動力でスムーズに発進することができる。
【００１３】又、特にステップカムをもつ変速機の場合
は、変速用スイッチを操作すれば、モータや減速機が作
動してその結果操作ワイヤ等を介して変速機のリール部
に設けたステップカムが回動し、それと連動して変速機
が変速スイッチに対応する指定ギヤ位置にセットされ
る。従って、ステップカムが減速機内のギヤのバックラ
ッシュや操作ワイヤの伸び等の影響による変速不良を改
善し、軽い操作で確実に変速操作を行うことが出来る。
は、変速用スイッチを操作すれば、モータや減速機が作
動してその結果操作ワイヤ等を介して変速機のリール部
に設けたステップカムが回動し、それと連動して変速機
が変速スイッチに対応する指定ギヤ位置にセットされ
る。従って、ステップカムが減速機内のギヤのバックラ
ッシュや操作ワイヤの伸び等の影響による変速不良を改
善し、軽い操作で確実に変速操作を行うことが出来る。
【００１４】又、車軸のハブ軸に設けたハブ発電機は、
自転車の走行中は常に発電しているので、二次電池は常
に充電される。従って必要なときにはいつでも変速操作
をすることができる。つまり、従来のように電池が消耗
して変速操作が出来なくなると云うことはない。
自転車の走行中は常に発電しているので、二次電池は常
に充電される。従って必要なときにはいつでも変速操作
をすることができる。つまり、従来のように電池が消耗
して変速操作が出来なくなると云うことはない。
【００１５】又、操作スイッチにタッチセンサーを用い
た場合、軽く触れるだけで変速位置を指定することが出
来る。またシールが十分にできるので、雨水やゴミの侵
入を防ぎ、接触不良や短絡を防ぐことができる。
た場合、軽く触れるだけで変速位置を指定することが出
来る。またシールが十分にできるので、雨水やゴミの侵
入を防ぎ、接触不良や短絡を防ぐことができる。
【００１６】又、スイッチ（タッチセンサー又はキース
イッチ等）を各変速段毎に設け、その各々に段数表示を
し、且つ現在のギヤ位置に対応するスイッチボタンが発
光して点灯又は点滅するように構成すると、意図した変
速位置に素早く、しかも間違えることなく変速操作が出
来るので非常に安全である。
イッチ等）を各変速段毎に設け、その各々に段数表示を
し、且つ現在のギヤ位置に対応するスイッチボタンが発
光して点灯又は点滅するように構成すると、意図した変
速位置に素早く、しかも間違えることなく変速操作が出
来るので非常に安全である。
【００１７】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図中１（図２参照）は自転車の前輪、２は後輪、
３は自転車フレームのヘッドパイプ、４は前フォーク、
５はハンドルポスト、６（図４，５参照）はハンドルバ
ー、７はハンドルグリップ、８はブレーキレバー、９は
バスケット、10はランプ、11は上パイプ、12は下パイ
プ、13は立パイプ、14はチェーンステー、15はバックホ
ーク、16は後爪、17はギヤクランク部である。
する。図中１（図２参照）は自転車の前輪、２は後輪、
３は自転車フレームのヘッドパイプ、４は前フォーク、
５はハンドルポスト、６（図４，５参照）はハンドルバ
ー、７はハンドルグリップ、８はブレーキレバー、９は
バスケット、10はランプ、11は上パイプ、12は下パイ
プ、13は立パイプ、14はチェーンステー、15はバックホ
ーク、16は後爪、17はギヤクランク部である。
【００１８】本実施例においては、図１〜図３に示すよ
うに、本発明において電源として使用するハブ発電機Ｄ
を前輪１の車軸18に取り付ける。図３はそのハブ発電機
Ｄの一例（特願平３−２８７９４７号）を示すもので、
これは、自転車のフレームに固定した車軸18に対して車
輪のハブ体19を回動自在に嵌合し、このハブ体19の内部
に中空円筒状の固定筒体20を前記車軸18に固定して設
け、この固定筒体20内に発電コイル体21を固定して設け
ると共に、磁石22と一体的に形成した回転子23を前記車
軸18に回転自在に設け、ハブ体19の回転を増速して回転
子23に伝達する遊星伝動装置Ｘを有するハブ内蔵式の発
電装置である。
うに、本発明において電源として使用するハブ発電機Ｄ
を前輪１の車軸18に取り付ける。図３はそのハブ発電機
Ｄの一例（特願平３−２８７９４７号）を示すもので、
これは、自転車のフレームに固定した車軸18に対して車
輪のハブ体19を回動自在に嵌合し、このハブ体19の内部
に中空円筒状の固定筒体20を前記車軸18に固定して設
け、この固定筒体20内に発電コイル体21を固定して設け
ると共に、磁石22と一体的に形成した回転子23を前記車
軸18に回転自在に設け、ハブ体19の回転を増速して回転
子23に伝達する遊星伝動装置Ｘを有するハブ内蔵式の発
電装置である。
【００１９】図１は本発明装置の回路のブロック図の一
例を示すもので、Ｄは前輪１のハブ体19内に設けたハブ
発電機、24は整流回路、25は走行停止判別回路であり、
整流回路24の出力を検出するもので、ＩＣまたはトラン
ジスタで構成する。26はワンショットマルチバイブレー
ターでＩＣまたはトランジスタで構成する。27はバッテ
リー等の二次電池、28は変速操作用スイッチでタッチセ
ンサーで構成する。29a,29b は制御回路で相互リセット
形タッチスイッチ用ＩＣ例えばＴＣ９１３５Ｐとその出
力をセレクトするセレクターから構成されている。30は
電子ブザー、31は変速位置表示用ＬＥＤ、32はＤＣモー
タ、33は減速機、34は操作ワイヤ、Ｓは変速機である。
すなわち本発明においては、自転車の車軸部18に設けた
ハブ発電機Ｄを電源とし、モータ32、減速機33を作動さ
せ操作ワイヤ34を介して変速機Ｓを作動させるようにし
て自転車用電動変速機を構成する。
例を示すもので、Ｄは前輪１のハブ体19内に設けたハブ
発電機、24は整流回路、25は走行停止判別回路であり、
整流回路24の出力を検出するもので、ＩＣまたはトラン
ジスタで構成する。26はワンショットマルチバイブレー
ターでＩＣまたはトランジスタで構成する。27はバッテ
リー等の二次電池、28は変速操作用スイッチでタッチセ
ンサーで構成する。29a,29b は制御回路で相互リセット
形タッチスイッチ用ＩＣ例えばＴＣ９１３５Ｐとその出
力をセレクトするセレクターから構成されている。30は
電子ブザー、31は変速位置表示用ＬＥＤ、32はＤＣモー
タ、33は減速機、34は操作ワイヤ、Ｓは変速機である。
すなわち本発明においては、自転車の車軸部18に設けた
ハブ発電機Ｄを電源とし、モータ32、減速機33を作動さ
せ操作ワイヤ34を介して変速機Ｓを作動させるようにし
て自転車用電動変速機を構成する。
【００２０】図２は多段フリーホイール35を有する自転
車に本発明の電動変速装置を装着した実施例を示すもの
で、これは前輪の車軸部18にハブ発電機Ｄを装着し、ハ
ンドルのグリップ部７の近傍に変速スイッチ28（図４，
５参照）を設け、バスケット９の背面部にバッテリー
（二次電池）27を取り付け、ハンガ部近傍のチェーンス
テー14の下部にＤＣモータ32と減速機33を配設し、後爪
16にステップカム36a （図６参照）を有するリヤディレ
ーラー（外装変速機）36を配設し、減速機33に設けたリ
ール33a と操作ワイヤ37を介して連動するよう構成され
ている。38はチェーンである。
車に本発明の電動変速装置を装着した実施例を示すもの
で、これは前輪の車軸部18にハブ発電機Ｄを装着し、ハ
ンドルのグリップ部７の近傍に変速スイッチ28（図４，
５参照）を設け、バスケット９の背面部にバッテリー
（二次電池）27を取り付け、ハンガ部近傍のチェーンス
テー14の下部にＤＣモータ32と減速機33を配設し、後爪
16にステップカム36a （図６参照）を有するリヤディレ
ーラー（外装変速機）36を配設し、減速機33に設けたリ
ール33a と操作ワイヤ37を介して連動するよう構成され
ている。38はチェーンである。
【００２１】図４は変速スイッチ28の一実施例を示すも
のであり、これはギヤ位置に対応した数のスイッチ又は
タッチセンサー28a, 28b, 28c --- が配設されている。
また、各々のスイッチ又はタッチセンサー28a 〜28e に
はそれぞれ対応するギヤ段数１，２，３，４，５が表示
されており、また各変速位置のスイッチ28は発光（点灯
または点滅）して容易に変速位置が確認できるようにす
る。
のであり、これはギヤ位置に対応した数のスイッチ又は
タッチセンサー28a, 28b, 28c --- が配設されている。
また、各々のスイッチ又はタッチセンサー28a 〜28e に
はそれぞれ対応するギヤ段数１，２，３，４，５が表示
されており、また各変速位置のスイッチ28は発光（点灯
または点滅）して容易に変速位置が確認できるようにす
る。
【００２２】図５は変速スイッチ28の他の実施例を示す
もので、これは二個のスイッチ28A,28Bが設けられてお
り、一方を押せばHigh側へ、他方を押せばLow 側へ変速
するようにする。そしてスイッチ28A, 28Bの近傍には段
数表示部39が設けられており、変速位置が一目で確認で
きるようになっている。
もので、これは二個のスイッチ28A,28Bが設けられてお
り、一方を押せばHigh側へ、他方を押せばLow 側へ変速
するようにする。そしてスイッチ28A, 28Bの近傍には段
数表示部39が設けられており、変速位置が一目で確認で
きるようになっている。
【００２３】図６及び図７は、図２に示すリヤディレー
ラー（外装変速機）36の一例を示すもので、36b は前記
ステップカム36a と同軸に設けたリールで、前記した減
速機33のリール33a に巻きつけた操作ワイヤ37の他端部
が巻き付けられている。36cは自転車フレームに固定し
たブラケット、36d, 36eはこのブラケット36c にそれぞ
れ一端を枢支した平行リンク、36f はこの一方のリンク
36e に枢支してステップカム36a と常に圧接するように
したカムフォロワ、36g は平行リンク36d, 36eの他端に
連結したチェーンガイド、36h, 36iはこのチェーンガイ
ド36g に枢支したチェーンガイド用のスプロケットであ
る。
ラー（外装変速機）36の一例を示すもので、36b は前記
ステップカム36a と同軸に設けたリールで、前記した減
速機33のリール33a に巻きつけた操作ワイヤ37の他端部
が巻き付けられている。36cは自転車フレームに固定し
たブラケット、36d, 36eはこのブラケット36c にそれぞ
れ一端を枢支した平行リンク、36f はこの一方のリンク
36e に枢支してステップカム36a と常に圧接するように
したカムフォロワ、36g は平行リンク36d, 36eの他端に
連結したチェーンガイド、36h, 36iはこのチェーンガイ
ド36g に枢支したチェーンガイド用のスプロケットであ
る。
【００２４】図８および図９は、本発明の他の実施例を
示すもので、図中前記符号と同一の符号は同等のものを
示している。この実施例は、前記した外装変速機36の代
りに、後輪２のハブ2a内に遊星歯車機構Ｙを備えたハブ
変速機40を使用したものである。
示すもので、図中前記符号と同一の符号は同等のものを
示している。この実施例は、前記した外装変速機36の代
りに、後輪２のハブ2a内に遊星歯車機構Ｙを備えたハブ
変速機40を使用したものである。
【００２５】図９はハブ変速機40の一例を示すもので、
41は後輪２をフレームに枢支する車軸、42はハブ変速機
40の入力部材であるスプロケット、43は車軸41内に摺動
自在に設けたプッシュロッドで、このプッシュロッド43
を移動させることによってスプロケット42から入力した
回転を変速してハブ2aに出力できるようになっている。
44はこのプッシュロッド43を操作するためのステップカ
ム、45はこのカム44と同軸のリールで、前記した操作ワ
イヤ37が巻き付けられている。
41は後輪２をフレームに枢支する車軸、42はハブ変速機
40の入力部材であるスプロケット、43は車軸41内に摺動
自在に設けたプッシュロッドで、このプッシュロッド43
を移動させることによってスプロケット42から入力した
回転を変速してハブ2aに出力できるようになっている。
44はこのプッシュロッド43を操作するためのステップカ
ム、45はこのカム44と同軸のリールで、前記した操作ワ
イヤ37が巻き付けられている。
【００２６】図10および図11は、本発明の他の実施例を
示すもので、図中前記符号と同一の符号は同等のものを
示している。この実施例は、ギヤクランク部17に遊星歯
車機構Ｚ（特願平４−４５５１２号の自転車用変速装
置）を装備したものであり、ハンガ部近傍のチェーンス
テー14の下部に設けたＤＣモータ32と減速機33を介して
駆動されるリール33a に巻き付けた操作ワイヤ37を介し
てクランク軸46の入力回転を遊星歯車機構Ｚにより変速
してクランクギヤ47に出力するようになっている。
示すもので、図中前記符号と同一の符号は同等のものを
示している。この実施例は、ギヤクランク部17に遊星歯
車機構Ｚ（特願平４−４５５１２号の自転車用変速装
置）を装備したものであり、ハンガ部近傍のチェーンス
テー14の下部に設けたＤＣモータ32と減速機33を介して
駆動されるリール33a に巻き付けた操作ワイヤ37を介し
てクランク軸46の入力回転を遊星歯車機構Ｚにより変速
してクランクギヤ47に出力するようになっている。
【００２７】次に、上述のように構成した本発明装置の
作用を説明する。まず多段フリーホイール35を有する自
転車に本発明の電動変速装置を装着した実施例について
説明する。前輪１の車軸18に設けたハブ発電機Ｄは自転
車が走行中であれば、いつでも電源として使用可能であ
り、発電した電力は図１に示す整流回路24で整流して二
次電池27に充電している。変速操作をする場合、変速ス
イッチ（タッチセンサー）28に触れると制御回路29a で
スイッチ操作を検出し、操作確認用のブザー出力がＯＮ
になり、電子ブザー30が鳴動する。
作用を説明する。まず多段フリーホイール35を有する自
転車に本発明の電動変速装置を装着した実施例について
説明する。前輪１の車軸18に設けたハブ発電機Ｄは自転
車が走行中であれば、いつでも電源として使用可能であ
り、発電した電力は図１に示す整流回路24で整流して二
次電池27に充電している。変速操作をする場合、変速ス
イッチ（タッチセンサー）28に触れると制御回路29a で
スイッチ操作を検出し、操作確認用のブザー出力がＯＮ
になり、電子ブザー30が鳴動する。
【００２８】又、同時に、操作された変速スイッチ28に
対応する出力がＯＮとなり、制御回路29b 内のセレクタ
ーの働きでＤＣモータ32が所定の位置まで回転する。こ
のＤＣモータ32の回転は減速機33にて減速されて減速機
33の軸に固定されたリール33a （図２参照）が回転す
る。そして、その回転は操作ワイヤ37を介してリヤディ
レーラー36に設けたリール36b （図６，７参照）に伝え
られ、それと一体的に設けたステップカム36a と共に回
転する。このステップカム36a の回転によりリヤディレ
ーラー36のチェーンガイド36g が多段フリーホイール35
の所望のスプロケットの位置まで移動してチェーン38が
掛け替えられ変速が完了する。又、それと同時に変速ス
イッチ28の発光部31（図４参照）のＬＥＤが発光する。
このように、変速スイッチ28を操作すれば、それに対応
する発光部31のＬＥＤが発光し、操作確認用の電子ブザ
ー30（図１参照）が鳴動し、またそれに対応するギヤ段
数となる。
対応する出力がＯＮとなり、制御回路29b 内のセレクタ
ーの働きでＤＣモータ32が所定の位置まで回転する。こ
のＤＣモータ32の回転は減速機33にて減速されて減速機
33の軸に固定されたリール33a （図２参照）が回転す
る。そして、その回転は操作ワイヤ37を介してリヤディ
レーラー36に設けたリール36b （図６，７参照）に伝え
られ、それと一体的に設けたステップカム36a と共に回
転する。このステップカム36a の回転によりリヤディレ
ーラー36のチェーンガイド36g が多段フリーホイール35
の所望のスプロケットの位置まで移動してチェーン38が
掛け替えられ変速が完了する。又、それと同時に変速ス
イッチ28の発光部31（図４参照）のＬＥＤが発光する。
このように、変速スイッチ28を操作すれば、それに対応
する発光部31のＬＥＤが発光し、操作確認用の電子ブザ
ー30（図１参照）が鳴動し、またそれに対応するギヤ段
数となる。
【００２９】尚、図６，７はステップカム36a の働きに
よるリヤディレーラー36の作動説明図である。すなわ
ち、操作ワイヤ37が矢印Ａ方向に引っ張られると、リー
ル36bと共にステップカム36a が矢印Ｅ方向に回転す
る。するとリンク36d, 36eが矢印Ｋ方向に回動して、チ
ェーンガイド部36g が矢印Ｈ方向に移動する。逆に、操
作ワイヤ37を矢印Ｂ方向に緩めると、リール36b と共に
ステップカム36a が矢印Ｆ方向に回転する。するとリン
ク36d, 36eが矢印Ｊ方向に回動して、チェーンガイド36
g が矢印Ｇ方向に移動する。
よるリヤディレーラー36の作動説明図である。すなわ
ち、操作ワイヤ37が矢印Ａ方向に引っ張られると、リー
ル36bと共にステップカム36a が矢印Ｅ方向に回転す
る。するとリンク36d, 36eが矢印Ｋ方向に回動して、チ
ェーンガイド部36g が矢印Ｈ方向に移動する。逆に、操
作ワイヤ37を矢印Ｂ方向に緩めると、リール36b と共に
ステップカム36a が矢印Ｆ方向に回転する。するとリン
ク36d, 36eが矢印Ｊ方向に回動して、チェーンガイド36
g が矢印Ｇ方向に移動する。
【００３０】又、図12の(a) はステップカム36a による
ディレーラーの変速適正範囲を太線Ｍで示すグラフであ
り、図12の（ｂ）は一般システムにおけるディレーラー
の変速適正範囲を点Ｐで示すグラフである。すなわちス
テップカム36a で変速位置を制御すれば、その変速適正
範囲が太線Ｍで示すように、一般のシステムによる変速
適正範囲である点Ｐより、はるかに広くなるため、変速
が常に確実に行われるようになる。
ディレーラーの変速適正範囲を太線Ｍで示すグラフであ
り、図12の（ｂ）は一般システムにおけるディレーラー
の変速適正範囲を点Ｐで示すグラフである。すなわちス
テップカム36a で変速位置を制御すれば、その変速適正
範囲が太線Ｍで示すように、一般のシステムによる変速
適正範囲である点Ｐより、はるかに広くなるため、変速
が常に確実に行われるようになる。
【００３１】また図13の(a) に示すように、自転車が走
行中はハブ発電機Ｄが発電するから、整流回路出力があ
るが、自転車が停止するとハブ発電機Ｄの出力が無くな
る。これを図13の(b) のように走行停止判別回路25によ
って検出して、図13の(c) に示すようにワンショットマ
ルチバイブレータ26をＯＮさせる。ワンショットマルチ
バイブレーター26からは数100ms のパルスを発生させて
変速制御回路29a （図１参照）へ入力する。この回路上
には予め自転車の発進に最適なギヤ段数位置が設定して
あるから、この入力によって変速スイッチ28を操作した
ときと同様に、図13の(d) に示すようにモータ32を駆動
することにより、指定された位置にチェーン38が掛け替
えられるから、自転車はスムーズに発進できる。
行中はハブ発電機Ｄが発電するから、整流回路出力があ
るが、自転車が停止するとハブ発電機Ｄの出力が無くな
る。これを図13の(b) のように走行停止判別回路25によ
って検出して、図13の(c) に示すようにワンショットマ
ルチバイブレータ26をＯＮさせる。ワンショットマルチ
バイブレーター26からは数100ms のパルスを発生させて
変速制御回路29a （図１参照）へ入力する。この回路上
には予め自転車の発進に最適なギヤ段数位置が設定して
あるから、この入力によって変速スイッチ28を操作した
ときと同様に、図13の(d) に示すようにモータ32を駆動
することにより、指定された位置にチェーン38が掛け替
えられるから、自転車はスムーズに発進できる。
【００３２】図８は変速ハブ40を有する自転車に本発明
を適用したものであって、この場合においても前記実施
例と同様の作用をする。図９はステップカム44によって
作動する変速ハブ40の説明図である。すなわち、操作ワ
イヤ37を矢印Ａ方向に引っ張ると、ステップカム44が矢
印Ｅ方向に回転し、それに伴ってプッシュロッド43が矢
印Ｎ方向に押されるから、それに対応する遊星歯車機構
Ｙ内の爪が選択されて変速する。逆に操作ワイヤ37を矢
印Ｂ方向に緩めると、ステップカム44が矢印Ｆ方向に回
転し、それに伴ってプッシュロッド43が矢印Ｍ方向に戻
されるから、それによって別の爪が選択されて変速す
る。
を適用したものであって、この場合においても前記実施
例と同様の作用をする。図９はステップカム44によって
作動する変速ハブ40の説明図である。すなわち、操作ワ
イヤ37を矢印Ａ方向に引っ張ると、ステップカム44が矢
印Ｅ方向に回転し、それに伴ってプッシュロッド43が矢
印Ｎ方向に押されるから、それに対応する遊星歯車機構
Ｙ内の爪が選択されて変速する。逆に操作ワイヤ37を矢
印Ｂ方向に緩めると、ステップカム44が矢印Ｆ方向に回
転し、それに伴ってプッシュロッド43が矢印Ｍ方向に戻
されるから、それによって別の爪が選択されて変速す
る。
【００３３】図10, 11はギヤクランク部17に遊星歯車機
構Ｚを備えた変速機を有する自転車に本発明を適用した
ものであり、これも同じく前記実施例と同様の作用をす
る。すなわち、変速スイッチ28により電源をＯＮにし、
ＤＣモータ32を矢印Ｐ又はＱ方向に回動させ、それによ
って減速機33を介して操作ワイヤ37を矢印Ｒ又はＴ方向
に動かして所望のギヤを選択して変速することができ
る。
構Ｚを備えた変速機を有する自転車に本発明を適用した
ものであり、これも同じく前記実施例と同様の作用をす
る。すなわち、変速スイッチ28により電源をＯＮにし、
ＤＣモータ32を矢印Ｐ又はＱ方向に回動させ、それによ
って減速機33を介して操作ワイヤ37を矢印Ｒ又はＴ方向
に動かして所望のギヤを選択して変速することができ
る。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。 （１）発進時には常に指定されたギヤに変速されている
ので、軽い駆動力でスムーズに発進することが出来る。 （２）変速操作は、操作スイッチを軽く押すだけで、
（タッチセンサーの場合は軽くタッチするだけで）、誰
にでも手軽に、しかも軽い操作力で行える。 （３）ステップカムを用いて変速機を作動させている
為、操作ワイヤの伸びや、減速機のギヤのバックラッシ
ュの影響等を緩和し、確実に変速することが出来る。
又、操作ワイヤの調整間隔を長期化できるため、保守が
容易になる。 （４）走行中、常に発電しているハブ発電機から二次電
池に充電されているので、従来のように電池が無くなっ
て変速操作ができなくなるといったトラブルがなくな
り、また、二次電池を他の電源から充電するという面倒
な作業も極めて少なくなる。 （５）走行停止の信号源（走行停止検出のセンサー）と
してハブ発電機を使用している為、走行停止検出部の部
品点数を低減でき、コストダウンを図ることができる。 （６）変速スイッチにタッチセンサーを用いた場合、軽
く触れるだけで変速位置を指定でき、また、接点の摩耗
がなく雨水やゴミの侵入をなくすことができるので、接
触不良や短絡を防止することができる。 （７）電子ブザーを設けた場合は、変速スイッチ操作時
に電子音が発生して操作の確認が出来る。又、変速スイ
ッチ部は現在のギヤ位置に対応するスイッチが発光また
は点灯，点滅するので変速位置が容易に確認でき、意図
するスイッチを素早く押すことができる。従ってギヤ位
置確認のために視線を下方に向けたり、段数表示を確認
しながら変速スイッチを押すという必要がなくなり、常
に前方を向いて走行できるので、安全性の高い自転車用
電動変速装置を提供できる。
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。 （１）発進時には常に指定されたギヤに変速されている
ので、軽い駆動力でスムーズに発進することが出来る。 （２）変速操作は、操作スイッチを軽く押すだけで、
（タッチセンサーの場合は軽くタッチするだけで）、誰
にでも手軽に、しかも軽い操作力で行える。 （３）ステップカムを用いて変速機を作動させている
為、操作ワイヤの伸びや、減速機のギヤのバックラッシ
ュの影響等を緩和し、確実に変速することが出来る。
又、操作ワイヤの調整間隔を長期化できるため、保守が
容易になる。 （４）走行中、常に発電しているハブ発電機から二次電
池に充電されているので、従来のように電池が無くなっ
て変速操作ができなくなるといったトラブルがなくな
り、また、二次電池を他の電源から充電するという面倒
な作業も極めて少なくなる。 （５）走行停止の信号源（走行停止検出のセンサー）と
してハブ発電機を使用している為、走行停止検出部の部
品点数を低減でき、コストダウンを図ることができる。 （６）変速スイッチにタッチセンサーを用いた場合、軽
く触れるだけで変速位置を指定でき、また、接点の摩耗
がなく雨水やゴミの侵入をなくすことができるので、接
触不良や短絡を防止することができる。 （７）電子ブザーを設けた場合は、変速スイッチ操作時
に電子音が発生して操作の確認が出来る。又、変速スイ
ッチ部は現在のギヤ位置に対応するスイッチが発光また
は点灯，点滅するので変速位置が容易に確認でき、意図
するスイッチを素早く押すことができる。従ってギヤ位
置確認のために視線を下方に向けたり、段数表示を確認
しながら変速スイッチを押すという必要がなくなり、常
に前方を向いて走行できるので、安全性の高い自転車用
電動変速装置を提供できる。
【図１】本発明装置の回路ブロック図である。
【図２】多段フリーホイールを有する自転車に本発明装
置を装着した例を示す側面図である。
置を装着した例を示す側面図である。
【図３】本発明において電源として使用する自転車用ハ
ブ発電機の一例を示す断面図である。
ブ発電機の一例を示す断面図である。
【図４】変速スイッチの一例を示す部分平面図である。
【図５】変速スイッチの他の例を示す部分平面図であ
る。
る。
【図６】(a) は、ステップカムを有する外装変速機の一
例を示す斜視図であり、(b) は、そのステップカムの平
面図である。
例を示す斜視図であり、(b) は、そのステップカムの平
面図である。
【図７】ステップカムを有する外装変速機の作動説明図
である。
である。
【図８】変速ハブを有する自転車に本発明装置を装着し
た例を示す側面図である。
た例を示す側面図である。
【図９】ステップカムを有する変速ハブの作動説明図で
ある。
ある。
【図１０】ギヤクランク部に遊星歯車機構を備えた変速
機を有する自転車に本発明装置を装着した例を示す部分
側面図である。
機を有する自転車に本発明装置を装着した例を示す部分
側面図である。
【図１１】ギヤクランク部に遊星歯車機構を備えた変速
機の一例を示す斜視図である。
機の一例を示す斜視図である。
【図１２】(a) は、ステップカムを有する外装変速機の
変速適正範囲を示すグラフであり、(b) は、一般のシス
テムの変速適正範囲を示すグラフである。
変速適正範囲を示すグラフであり、(b) は、一般のシス
テムの変速適正範囲を示すグラフである。
【図１３】図１の回路の動作説明図である。
1 前輪 2 後輪 3 ヘッドパイプ 4 前フォーク 5 ハンドルポスト 6 ハンドルバー 7 ハンドルグリップ 8 ブレーキレバー 9 バスケット 10 ランプ 11 上パイプ 12 下パイプ 13 立パイプ 14 チェーンステー 15 バックホーク 16 後爪 17 ギヤクランク部 18 車軸 D ハブ発電機 19 ハブ体 20 固定筒体 21 発電コイル体 22 磁石 23 回転子 X 遊星伝動装置 24 整流回路 25 走行停止判別回路 26 ワンショットマルチバイブレーター 27 二次電池（バッテリー） 28 変速スイッチ（タッチセンサー） 29a, 29b 制御回路 30 電子ブザー 31 発光部 32 モータ 33 減速機 33a リール 34 操作ワイヤ S 変速機 35 多段フリーホイール 36 外装変速機（リヤディレーラー） 37 操作ワイヤ 38 チェーン 39 段数表示部 Y 遊星歯車機構 40 ハブ変速機 41 車軸 42 スプロケット 43 プッシュロッド 44 ステップカム 45 リール Z 遊星歯車機構 46 クランク軸 47 クランクギヤ
Claims (7)
- 【請求項１】 変速機を有する自転車において、走行中
か停止時かを判別する走行停止判別回路と変速機の変速
位置を制御する制御回路を具備した自転車用電動変速装
置であって、自転車の停止時に前記走行停止検出回路の
出力を読み込み、かつモータを駆動して、変速機の変速
位置を自動的に指定位置にセットするようにしたことを
特徴とする自転車用電動変速装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の変速機を外装変速機とし
て、走行中か停止時かを判別する走行停止判別回路と変
速機の変速位置を制御する制御回路を具備し、自転車の
停止時に前記走行停止検出回路の出力を読み込み、かつ
モータを駆動して、変速機の変速位置を自動的に指定位
置にセットするようにしたことを特徴とする自転車用電
動変速装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の変速機を遊星歯車機構を
備えた変速機として、走行中か停止時かを判別する走行
停止判別回路と変速機の変速位置を制御する制御回路を
具備し、自転車の停止時に前記走行停止検出回路の出力
を読み込み、かつモータを駆動して、変速機の変速位置
を自動的に指定位置にセットするようにしたことを特徴
とする自転車用電動変速装置。 - 【請求項４】 請求項２又は３記載の変速機がステップ
カムを具備することを特徴とする自転車用電動変速装
置。 - 【請求項５】 自転車の車軸部に設けたハブ発電機を電
源とすることを特徴とする請求項１，２，３または４記
載の自転車用電動変速装置。 - 【請求項６】 変速操作装置における変速用スイッチを
タッチセンサーにすることを特徴とする請求項１，２，
３，４又は５記載の自転車用電動変速装置。 - 【請求項７】 変速スイッチを各変速段毎に設け、その
各々に発光部を設けて変速位置に対応するスイッチが発
光するようにしたことを特徴とする請求項１，２，３，
４，５または６記載の自転車用電動変速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062197A JP2617059B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 自転車用電動変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062197A JP2617059B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 自転車用電動変速装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05262276A true JPH05262276A (ja) | 1993-10-12 |
| JP2617059B2 JP2617059B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=13193184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4062197A Expired - Fee Related JP2617059B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 自転車用電動変速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617059B2 (ja) |
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| CN114906275A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-08-16 | 速瑞达自行车零件（佛山）有限公司 | 一种自行车电动变速操作装置及自行车 |
Families Citing this family (4)
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| JP5778830B1 (ja) | 2014-05-29 | 2015-09-16 | 株式会社シマノ | 自転車用の変速制御装置、電動アシストシステム、および、自転車用の変速制御方法 |
| JP3199830U (ja) | 2015-06-30 | 2015-09-10 | 株式会社シマノ | 自転車の変速制御システム |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP4062197A patent/JP2617059B2/ja not_active Expired - Fee Related
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