JPH07257473A

JPH07257473A - 自転車用変速装置

Info

Publication number: JPH07257473A
Application number: JP5551994A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Seki; 洋和関; Eiji Shindo; 英二進藤; Hitoshi Furukawa; 仁古川; Toshifumi Maehara; 利史前原
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】円滑な変速を行う自動変速装置を得ること。【構成】変速機構を有する自転車において、ペダルの操
作力を検出する操作力センサと、操作力センサからの信
号を入力するとともに指示信号を変速機構に出力する制
御部とを備え、制御部は、操作力センサからの情報に基
づきペダルの操作力が少ないときに変速機構を作動させ
るるよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車用の変速装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自転車の変速装置としては、複数
段の変速ギヤと、この複数段の変速ギヤにチェーンを掛
け替えるディレーラと、このディレーラに接続する変速
用ワイヤとを備えたものがある。この装置は、前記変速
用ワイヤの先端部に取り付けられたギヤレバーを手動操
作することにより、変速用ワイヤを長さ方向に作動さ
せ、ギヤの位置を選定している。

【０００３】しかし、このような変速装置では、減速時
にはブレーキレバーを握るため減速と変速を同時に行え
ないという欠点があった。そこで、変速操作を自動的に
行う装置も考案されている。例えば実開平２−１３３９
９１号に記載されたものがある。この自転車の自動変速
装置は、自転車のタイヤの回転数に応じて生じるソレノ
イドの推力によって変速用ワイヤをその長さ方向に引張
り変速するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記実開平２−１３３
９９１号に記載された自動変速装置は、車輪の回転速度
のみによって変速の時期を決定している。このため、変
速のタイミングによっては（例えば、ペダルを強く踏み
込んでいる時点の変速等）、変速時の衝撃が大きく、運
転者に違和感、不快感が生じることがあった。

【０００５】また、自動変速装置を自転車に取り付ける
には、部品の取付作業が面倒であった。本発明は前記事
項に鑑みなされたものであり、円滑な変速を行う変速装
置を得ることを技術的課題とする。

【０００６】また、運転操作感が良好な変速装置を提供
することを技術的課題とする。また、運転者の疲労の低
減を図る変速装置を得ることを技術的課題とする。ま
た、自動的に変速を行う装置を、簡易な構造で低コスト
にて提供することを技術的課題とする。

【０００７】また、自転車に簡易に取り付けられる自動
変速装置を得ることを技術的課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。＜第１の発明の要旨＞本発明は、変速機構を有する自転
車において、ペダルの操作力を検出する操作力センサ
と、この操作力センサからの信号を入力するとともに指
示信号を変速機構に出力する制御部とを備える。

【０００９】〔構成要素〕＜変速機構＞前記変速機構は、複数段の変速ギヤと、こ
の複数の変速ギヤにチェーンを掛け替えるディレーラ
と、このディレーラに接続する変速用ワイヤと、この変
速用ワイヤを移動させるワイヤ操作手段とから構成する
ことができる。

【００１０】前記ワイヤ操作手段は、変速用ワイヤの途
中部分をワイヤの交差方向に移動（変位）して変速用ワ
イヤを作動させるものが好ましい。また、前記ワイヤ操
作手段は、前記変速用ワイヤをその長さ方向に移動させ
るものでもよい。

【００１１】＜操作力センサ＞前記操作力センサは、ペ
ダルの操作力を検出するためのものであり、クランクの
歪を検出する歪センサ、また、チェーンの張力を検出す
るチェーン張力センサ、クランク軸の回転トルクを検出
するトルクセンサ、を例示することができる。

【００１２】前記クランクの歪を検出する歪センサは、
一方のクランクの歪を検出する第１操作力センサと、他
方のクランクの歪を検出する第２操作力センサとから構
成することができる。

【００１３】＜制御部＞前記制御部は、操作力センサか
らの信号に基づきペダルの操作力が少ないときに前記変
速機構を作動させるように構成されている。なお、前記
制御部は、操作力センサからの信号に基づき所定時間に
おける操作力値の変化率を演算し、この変化率の値が負
から正へ転ずるときをペダルの操作力が少ないときと判
断するように構成することが好ましい。

【００１４】また、この制御部は、前記第１操作力セン
サ及び前記第２操作力センサにてそれぞれ検出された値
を加算した値に基づき前記変速機構を作動させるように
構成することができる。

【００１５】さらに、前記制御部は、前記操作力センサ
からの情報に基づきペダルの操作力に応じたギヤ位置と
なるように前記変速機構を制御するように構成すること
もできる。

【００１６】＜第１の発明における付加的構成要件＞第
１の発明は、前記必須の構成要素からなるが、以下の構
成を付加した上でも成立する。

【００１７】〔付加的構成要素〕前記変速機構と操作力
センサと制御部に加え、スピードセンサを付加すること
も可能である。前記スピードセンサは、車両の速度を検
出するものであり、例えば車輪速度センサを例示でき
る。

【００１８】＜第２の発明の要旨＞第２の発明は、変速
用ワイヤの一方の端部に接続された変速機構を備え、変
速用ワイヤの作動により変速機構を制御する自転車用変
速装置において、前記変速用ワイヤを作動させるワイヤ
操作手段と、このワイヤ操作手段を覆うケーシングとを
備えている。

【００１９】〔構成要素〕＜ワイヤ操作手段＞前記ワイヤ操作手段は、変速用ワイ
ヤの途中部分をワイヤの交差方向に移動（変位）して変
速用ワイヤを作動させるものである。

【００２０】そして、前記ワイヤ操作手段は、変速用ワ
イヤの途中部分をワイヤの直角方向（直交方向）に移動
するように構成することが好ましい。＜ケーシング＞前記ケーシングは前記ワイヤ操作手段を
覆うとともに内部に変速用ワイヤを貫通させるものであ
り、変速用ワイヤを貫通させた状態で外部とは水密に形
成されている。

【００２１】＜変速用ワイヤ＞前記変速用ワイヤは一方
の端部を変速機構に接続し、ワイヤの移動により変速機
構を制御するものであり、前記ケーシングの外部ではア
ウターケーブルにより被覆されるとともに、ケーシング
内ではワイヤが露出されることが好ましい。

【００２２】

【作用】

＜第１の発明の必須構成要素による作用＞操作力センサ
により検出された操作力値が制御部に入力され、制御部
はこの操作力値に基づきペダルの一回転あたりの操作力
が少ないときに変速機構が駆動するように変速機構を制
御する。なお、前記制御部は、操作力センサからの信号
に基づき所定時間における操作力値の変化率を演算し、
この変化率の値が負から正へ転ずるときをペダルの操作
力が少ないときと判断し、このときに変速機構を作動さ
せる。

【００２３】前記操作力センサが一方のクランクの歪を
検出する第１操作力センサと、他方のクランクの歪を検
出する第２操作力センサとから構成されている場合、前
記制御部は、前記第１操作力センサ及び前記第２操作力
センサにてそれぞれ検出した値を加算した値に基づいて
前記変速機構を制御する。

【００２４】また、前記制御部は、前記操作力センサか
らの情報に基づきペダルの操作力に応じて、操作力値が
高いときにはギヤ位置を高段階に変速させ、操作力値が
低いときにはギヤ位置を低段階に変速させることもでき
る。

【００２５】変速機構が複数段の変速ギヤと、この複数
の変速ギヤにチェーンを掛け替えるディレーラと、この
ディレーラに接続する変速用ワイヤと、この変速用ワイ
ヤを移動させるワイヤ操作手段とから構成されている場
合、前記制御部は前記ワイヤ操作手段に信号を出力して
変速用ワイヤを作動させてギヤチェンジを行う。

【００２６】＜付加的構成要素を付加した場合の作用＞
制御部は、スピードセンサからの信号に基づいて車両速
度に応じたギヤ位置を選定し、ペダルの操作力が少ない
ときに前記選定したギヤ位置となるように前記変速機構
を作動させる。

【００２７】＜第２の発明の必須構成要素による作用＞
ケーシング内のワイヤ操作手段がケーシング内に露出し
ている変速用ワイヤを交差方向に移動させ、変速機構を
作動させる。ケーシング内は外部に対して水密に形成さ
れているため、塵や水のケーシング内への侵入を防止す
ることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。＜実施例１＞本発明の第１実施例を図１〜図６に基づき
説明する。

【００２９】本実施例の自転車用変速装置は、複数段の
変速ギヤ３２と、この複数の変速ギヤ３２にチェーン８
を掛け替えるリアディレーラ３４と、このリアディレー
ラ３４に接続する変速用ワイヤ４と、変速用ワイヤ４を
変位（移動）するワイヤ操作手段１０及び手動操作手段
９と、スピードセンサ２０と、ペダルの操作力を検出す
る操作力センサ７０と、前記スピードセンサ２０及び操
作力センサ７０からの信号を入力するとともにワイヤ操
作手段１０に信号を出力する制御部５とから構成されて
いる。

【００３０】前記変速用ワイヤ４の一方の端部は、リア
ディレーラ３４と接続している。また、変速用ワイヤ４
の他方の端部は、手動操作手段であるギヤレバー９と接
続している。前記リアディレーラ３４が車輪の軸方向に
移動することにより、チェーン８が後輪軸３１に取り付
けられた複数の変速ギヤ３２間を掛け替えられ、変速が
行われるようになっている。なお、リアディレーラ３４
は、ギヤチェンジが行われた際のチェーン８の張力を調
整するためのテンションプーリ３４ａとジョッキープー
リ３４ｂとを有している。また、チェーン８はフロント
側にてチェーンリング４６にかけられている。

【００３１】前記ワイヤ操作手段１０は、前記変速用ワ
イヤ４の途中部分にて、変速用ワイヤ４がその長さ方向
に移動可能となるように連接する連接具１１と、この連
接具１１に接続する作動用ロープ１２と、前記作動用ロ
ープ１２を引張または弛緩するモータ１３と、このモー
タ１３に電力を供給する電源７とを備えている。そし
て、モータ１３は、作動用ロープ１２と連接具１１とを
介して変速用ワイヤ４をワイヤの直角（直交）方向に引
張または戻すようになっている。また、前記モータ１３
は超音波モータにより構成され、変速用ワイヤ４からの
作動力では回転せずに、制御部５からの駆動指令時のみ
に回転作動するようになっている。なお、前記連接具１
１は、前記変速用ワイヤ４が張設される範囲における中
間部分（変速用ワイヤ４の他方の端部とクランク軸４１
付近に設けられるワイヤ用ガイドリングとの範囲におけ
る中間部分）に取り付けられている。

【００３２】前記スピードセンサ２０は、シートステー
２５に取り付けられた磁気検知部２１と、後輪側のスポ
ークに取り付けられた磁性体２２とにより構成されてい
る。そして、後輪３の回転に伴って磁性体２２が磁気検
知部２１に近接する度に（すなわち車輪が一回転する度
に）、磁気検知部２１がパルス信号を発信するようにな
っている。

【００３３】前記操作力センサ７０は、図２及び図３に
示すように、一方（右側）のペダル４４ａと接続する第
１クランク４３ａに設けられた第１操作力センサ７２
と、他方（左側）のペダル４４ｂと接続する第２クラン
ク４３ｂに設けられた第２操作力センサ７３とから構成
されている。これら第１操作力センサ７２及び第２操作
力センサ７３は、それぞれのクランクの歪を検出するス
トレインゲージを採用している。すなわち、各クランク
の歪に伴うストレインゲージの抵抗変化により発生する
電圧の変化を測定することにより操作力値を検出し、こ
の操作力値を制御部５に出力するようになっている。

【００３４】前記制御部５は、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ），読み出し／書き込みメモリ（以下ＲＡＭと記
す）、読み出し専用メモリ（以下ＲＯＭと記す）、入出
力装置（以下Ｉ／Ｏと記す）を備え、これらはバスによ
り接続している。そして、Ｉ／Ｏには前記スピードセン
サ２０とワイヤ操作手段１０と第１操作力センサ７２と
第２操作力センサ７３とが接続している。

【００３５】ＲＡＭには、図５に示す各ギヤ位置ごとの
設定値を格納する。なお、この設定値は、使用する自転
車の仕様や運転者の希望する変速速度域によって変更・
調整が行えるようになっている。または、基準となる設
定値の他に、新たな設定値をＲＡＭに読み込むようにし
てもよい。

【００３６】また、ＲＯＭには、後述する実行プログラ
ムが格納してある。次に、制御部５における動作過程を
説明する。図４は制御部５における実行プログラムのフ
ローである。

【００３７】運転者の操作により電源が入れられると、
ステップ１０１にて初期設定がなされた後、ステップ１
０２において、第１操作力センサ７２及び第２操作力セ
ンサ７３からの信号により、ペダル４４が踏み込まれて
いるか否かが判断される。ペダル踏込力（ＰＦ）があ
り、すなわちペダルが踏み込まれてチェーン８が回動し
ている場合は、ステップ１０３に移行してモータ１３を
逆回転させてギヤを１速まで降下させ、ペダル４４が踏
み込まれておらず、チェーン８が停止している場合はス
テップ１０２の循環ルーチンとなる。

【００３８】次に、ステップ１０４にてギヤ位置（この
場合は１速）に対応する各設定値が呼び出される。すな
わち、ギヤ位置（ＧＰ）が１速の場合は、ギヤアップ用
しきい値（Ｖ_UP）は５[_Km/h]であり、ギヤダウン用しき
い値（Ｖ_DOWN）は０[_Km/h]である。そして、ステップ１
０５にて、スピードセンサ２０からの情報に基づき、自
転車の速度（Ｖ）が１速のギヤアップ用しきい値である
５[_Km/h]よりも速いか否かが判断される。自転車の速度
が５[_Km/h]よりも速い場合はステップ１０６に移行し、
５[_Km/h]よりも遅い場合はステップ１０８に移行する。
ステップ１０６では、クランク４３の操作力（ＣＦ）が
クランク軸４１回転中における少ない操作力（図６に示
す操作力のローピーク（ＬＰ））であるか否かが判断さ
れる。クランク４３の操作力がローピーク（ＬＰ）でな
い場合はステップ１０６の循環ルーチンとなり、クラン
ク４３の操作力がローピーク（ＬＰ）である場合はステ
ップ１０７に移行してモータ１３を正転させてギヤ位置
をアップさせ、元のギヤ位置である１速に１を加えた新
たなギヤ位置の２速であることが記憶される。

【００３９】また、前記ステップ１０８では、自転車の
速度（Ｖ）が１速のギヤダウン用しきい値である０[
_Km/h]よりも遅いか否かが判断される。０[_Km/h]よりも
遅いことはありえないので、１速の場合はステップ１０
８からはステップ１０４への循環ルーチンとなる。

【００４０】前記ステップ１０７からはステップ１０４
の循環ルーチンとなり、ステップ１０４にて２速に対応
する各設定値が呼び出され、以下前述と同様に各ステッ
プの動作がなされる。

【００４１】なお、２速以上のギヤ位置においてステッ
プ１０８に至った場合、自転車の速度（Ｖ）がギヤダウ
ン用しきい値（Ｖ_DOWN）よりも遅い際は、ステップ１０
９に移行してクランク軸の操作力（ＧＦ）が操作力ロー
ピーク（ＬＰ）であるか否かが判断される。クランク軸
の操作力（ＧＦ）が操作力ローピーク（ＬＰ）でない場
合はステップ１０９の循環ルーチンとなり、肯定枝はス
テップ１１０にてモータ１３を逆転させ、元のギヤ位置
から１を減じた新たなギヤ位置（ＧＰ）を記憶し、ステ
ップ１０４の循環ルーチンとなる。

【００４２】図６は第１操作力センサ７２で検出した右
側ペダル４４ａの踏込力（ＰＦ₁）と第２操作力センサ
７３にて検出した左側ペダル４４ｂの踏込力（ＰＦ₂）
の値を時間（Ｔ）において示したものであり、曲線（Ｇ
Ｆ）は前記右側ペダル踏込力（ＰＦ₁）と左側ペダル踏
込力（ＰＦ₂）とを加算したものである。この曲線（Ｇ
Ｆ）において示される操作力の最小値（ローピーク）
は、予め制御部５に記憶されたしきい値以下になった際
にローピーク（ＬＰ）と判定してもよいし、あるいは所
定時間における操作力値の変化率を演算し、この変化率
の値が負から正へ転ずるときをペダルの操作力が少ない
ときと判定してもよい。

【００４３】なお、ペダル４４の踏込力を変速条件とし
て、車両の速度には関係なしに変速動作を行うようにし
てもよい。この場合、図４に示すフローの速度に関する
箇所を踏込力に置き換えることにより、ペダルの操作力
に応じたギヤチェンジを行うことができるようになる。
したがって、ペダルの操作力を一定の範囲に納めること
が可能となり、運転者の疲労の低減を図ることができ
る。

【００４４】また、本実施例では、ワイヤ操作手段１０
による変速用ワイヤ４の変位は、ワイヤをその長さ方向
に引張るよりも少ない力（２分の１程度）にて行うこと
ができる。

【００４５】つまり、変速用ワイヤ４を直角方向に引い
た状態を表す図１６に示す如く、変速用ワイヤ４をその
軸方向に引く力をＰとし、変速用ワイヤ４の変形によっ
て出来る角度をθとし、変速用ワイヤ４を直角方向に引
く力をＦとすると、これらの力の関係はＦ＝２Ｐ・Ｃ
ＯＳ(θ/２) で表される。このことより、θが１５１
度以上における直角方向に引く力Ｆは、軸方向に引く力
Ｐの半分以下となることが判る。なお、変速用ワイヤ４
をその交差方向に引く力Ｆは、軸方向に引く力Ｐよりも
小さくなり、更に変速用ワイヤ４をその直角方向に引く
ことにより、不要な分力の発生を防止し、引く力Ｆをよ
り小さくできる。

【００４６】このように直角方向に引く力Ｆが小さいこ
とにより、モータ１３の消費電流が少なくて済み、装置
を小型化できるとともに、電源の容量を小さくすること
が可能となる。

【００４７】また、正確な速度に対応した適切なギヤ位
置を選定できる自動変速装置を簡易な構成により得るこ
とができる。さらに、ワイヤ操作手段１０を停止してギ
ヤ位置をＴＯＰギヤにして、変速用ワイヤ４が戻った状
態であれば、手動操作手段であるギヤレバー９を手動に
より操作して変速を行うこともできる。

【００４８】また、リアディレーラの他に、クランク軸
側にフロントディレーラを設けた自転車の場合は、フロ
ントディレーラと接続する変速用ワイヤに、ワイヤ操作
手段１０と同様の装置を連接することができる。＜実施例２＞本発明の第２実施例を図７〜図１２を中心
に説明する。この実施例は、操作力センサ７０としてチ
ェーン８の張力を検出するチェーン張力センサ８０を採
用したものである。なお、実施例１と同様の部分は同一
の符号を用い説明を省略した。

【００４９】本実施例の自転車用変速装置は、チェーン
８の張力を検出するチェーン張力センサ８０と、車両の
速度を検出するスピードセンサ２０と、これらチェーン
張力センサ８０及びスピードセンサ２０からの信号を入
力する制御部５と、前記制御部５からの指示信号により
作動する変速機構とから構成されている。

【００５０】前記チェーン張力センサ８０は、図８に示
すように、チェーン８の上部に当接する回転体８２と、
この回転体８２に接続する支持杆８５と、この支持杆８
５を上下動摺動自在に支持するストローク検出部８６と
から構成されている。また、支持杆８５の周囲には、支
持杆８５、すなわち回転体８２を下方に付勢するスプリ
ング８７が取り付けられている。なお、このスプリング
８７の付勢力は、リアディレーラ３４のチェーン８に作
用する力よりも充分弱い力になっている。

【００５１】チェーン張力センサ８０は、ペダル４４が
踏み込まれてチェーン８が張ったときに、回転体８２が
支持杆８５とともに上方に押されるようになっている。
したがって、ストローク検出部８６は、回転体８２の上
下方向の移動量に対応して電気抵抗を変化させるポテン
ショメータとして形成し、この抵抗変化にともなう電圧
の変化を測定することにより、チェーン８の張力を求め
られるようになっている。なお、ストロークセンサとし
ては、超音波式のセンサや光学式のセンサを用いてもよ
い。

【００５２】次に、制御部５における動作過程を説明す
る。図９は制御部５における実行プログラムのフローで
ある。運転者の操作により電源が入れられると、ステッ
プ２０１にて初期設定がなされた後、ステップ２０２に
おいて、チェーン張力センサ８０からの信号により、チ
ェーン張力（ＦＣ）が初期チェーン張力（Ｆ０）よりも
大きいか否か、すなわち車両が動きだしたか否かが判断
される。ステップ２０２の否定枝はステップ２０２の循
環ルーチンとなり、肯定枝はステップ２０３に移行して
モータ１３を逆回転させてギヤポジション（ＧＰ）を１
速まで降下させる。

【００５３】次に、ステップ２０４にてギヤ位置（この
場合は１速）に対応する各設定値が呼び出される。すな
わち、ギヤ位置ＧＰが１速の場合は、ギヤアップ用しき
い値（Ｖ_UP）は５[_Km/h]であり、ギヤダウン用しきい値
（Ｖ_DOWN）は０[_Km/h]である。そして、ステップ２０
５にて、スピードセンサ２０からの情報に基づき、自転
車の速度（Ｖ）が１速のギヤアップ用しきい値である５
[_Km/h]よりも速いか否かが判断される。自転車の速度が
５[_Km/h]よりも速い場合はステップ２０６に移行し、５
[_Km/h]よりも遅い場合はステップ２０９に移行する。ス
テップ２０６では、チェーン回動中におけるチェーン張
力（ＦＣ）の図１１に示すローピーク（ＬＰ）を求める
ための演算が行われる。そして、ステップ２０７におい
てローピーク判定用変数（ＦＬＰ）が「１」であるか否
かが判断される（ここで、ローピーク判定用変数は、ロ
ーピークの検出時に「１」となり、ローピークを検出し
ないときは「０」となる変数である。）。ローピーク判
定用変数が「１」の場合はステップ２０８に移行してモ
ータ１３を正転させてギヤポジション（ＧＰ）をアップ
させ、元のギヤ位置である１速に１を加えた新たなギヤ
位置の２速であることが記憶される。また、ローピーク
判定用変数が「１」でない場合（「０」の場合）はステ
ップ２０６の循環ルーチンとなる。

【００５４】また、前記ステップ２０９では、自転車の
速度（Ｖ）が１速のギヤダウン用しきい値である０[
_Km/h]よりも遅いか否かが判断される。０[_Km/h]よりも
遅いことはありえないので、１速の場合はステップ２０
９からはステップ２０４への循環ルーチンとなる。

【００５５】前記ステップ２０８からはステップ２０４
の循環ルーチンとなり、ステップ２０４にて２速に対応
する各設定値が呼び出され、以下前述と同様に各ステッ
プの動作がなされる。

【００５６】なお、２速以上のギヤ位置においてステッ
プ２０９に至った場合、自転車の速度（Ｖ）がギヤダウ
ン用しきい値（Ｖ_DOWN）よりも遅い際は、ステップ２１
０に移行してチェーン回動中におけるチェーン張力（Ｆ
Ｃ）の図１０に示すローピーク（ＬＰ）を求めるための
演算が行われる。そして、ステップ２１１においてロー
ピーク判定用変数（ＦＬＰ）が１であるか否かが判断さ
れる。ローピーク判定用変数（ＦＬＰ）が１である場合
はステップ２１２に移行してモータ１３を逆転させてギ
ヤポジション（ＧＰ）をダウンさせ、元のギヤ位置から
１を減じた新たなギヤ位置（ＧＰ）を記憶し、ステップ
２０４の循環ルーチンとなる。

【００５７】ここで、ステップ２０６及びステップ２１
０におけるチェーン張力のローピーク（ＬＰ）判定につ
いて図１０に基づき説明する。チェーン張力（ＦＣ）の
ローピーク（ＬＰ）判定は、前記制御部５がチェーン張
力センサ８０からの信号に基づき所定時間における操作
力値の変化率を演算し、この変化率の値が負から正へ転
ずるときをペダルの操作力が少ないときと判断するもの
である。

【００５８】すなわち、ステップ３０１において現在
（ｎ回目）のチェーン張力（ＦＣ）の変化率（αＮ）を
求める。この変化率は、所定時間（△Ｔ）におけるチェ
ーン張力の増分値（△ＦＣ）を、前記所定時間（△Ｔ）
にて除したものである（図１２参照）。そして、ステッ
プ３０２において、前回（（ｎ−１）回目）に演算した
変化率が負の値であるか否かが判断される。このステッ
プ３０２の肯定枝はステップ３０３に移行し、否定枝は
ステップ３０６に移行する。ステップ３０３ではｎ回目
に演算した変化率（αＮ）が正の値または０の値であっ
た場合、ステップ３０４に移行して、このｎ回目の時点
をチェーン張力（ＦＣ）がローピーク（ＬＰ）であると
判定して、ローピーク判定用変数（ＦＬＰ）が１である
旨を出力する。また、ステップ３０２及びステップ３０
３の否定枝であるステップ３０６では、ｎ回目の時点は
チェーン張力（ＦＣ）がローピーク（ＬＰ）でないと判
定して、ローピーク判定用変数（ＦＬＰ）が０である旨
を出力する。そして、ステップ３０４及びステップ３０
６の次段のステップ３０５では、ｎ回目の変化率（α
Ｎ）が新たな（ｎ−１）回目の変化率（αＯ）として記
憶され、再びステップ３０１からの演算が繰り返され
る。＜実施例３＞本発明の第３実施例を図１３〜図１５を中
心に説明する。

【００５９】本実施例は、変速用ワイヤ４がアウターケ
ーブル４８にてカバーされている自転車用変速装置に関
するものである。ケーシング６０の内部には図１３に示
すようにワイヤ操作手段１０が固定されている。また、
前記ケーシング６０の前端部及び後端部には孔部６６
ａ，６５ｂが設けられ、変速用ワイヤ４がケーシング６
０内を貫通できるようになっている。前記孔部６６ａ，
６６ｂの位置には、ゴムキャップ６９ａ，６９ｂが設け
られており、アウターケーブル４８を固定するとともに
孔部６９ａ，６９ｂからケーシング６０内に水や塵が入
らないようなっている。

【００６０】また、ケーシング６０の図中下部にはダウ
ンチューブ３８にケーシング６０を固定するための固定
バンド３９ａ，３９ｂが取り付けられている。なお、こ
の固定バンド３９ａ，３９ｂの内側面とケーシング６０
の下面には弾性体３０ａ，３０ｂ，３０ｃが貼着され、
ダウンチューブ３８に傷をつけずに確実に固定できるよ
うになっている。

【００６１】モータ１３が正転または逆転することによ
り、作動用ロープ１２が巻取りあるいは緩められ、連接
具１１と連接する変速用ワイヤ４をワイヤの交差方向に
移動できるようになっている。

【００６２】以上のように本実施例によれば、ケーシン
グの内部が水密に構成されているため、塵や水がケーシ
ング内に侵入せず、ワイヤ操作手段等の部品を保護する
ことができる。また、通常の変速機構付の自転車に自動
変速装置を取り付ける場合、本実施例ではワイヤ操作手
段を含むケーシングと変速用ワイヤとを一体に構成して
あるため、通常自転車の変速用ワイヤを本実施例のケー
シング一体の変速用ワイヤと交換するだけで変速用ワイ
ヤ周りの作業を済ませることができる。

【００６３】なお、ワイヤ操作手段１０は、図１５に示
すように、モータ１３により回転する円盤１４上にピン
１１ａを設け、このピン１１ａがワイヤ４を押し出すこ
とによりワイヤ４を作動させるようにしてもよい。

【００６４】

【発明の効果】本発明の必須の構成要素により、円滑な
変速を行う変速装置を得ることができる。

【００６５】また、運転操作感が良好な変速装置を提供
することができる。また、運転者の疲労の低減を図る変
速装置を得ることができる。また、自動的に変速を行う
装置を、簡易な構造で低コストにて提供することが可能
となる。

【００６６】また、自動的に変速を行う装置を自転車に
簡易に取り付けることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における概略構成を示す図

【図２】第１実施例の変速装置を自転車に取り付けた状
態を示す図

【図３】第１実施例の操作力センサを示す概略図

【図４】第１実施例の制御部における実行プログラムの
フローチャート

【図５】第１実施例の制御部における各変速ギヤの設定
値を示す図

【図６】第１実施例の操作力センサにて検出したペダル
の操作力を示す図

【図７】本発明の第２実施例の概略構成図

【図８】第２実施例の操作力センサを示す概略図

【図９】第２実施例の制御部における実行プログラムの
フローチャート

【図１０】第２実施例の操作力センサにて検出したペダ
ルの操作力を示す図

【図１１】第２実施例の制御部における操作力のローピ
ークを求めるためのフローチャート

【図１２】第２実施例の操作力の所定時間あたりの増分
値を示す図

【図１３】本発明の第３実施例の変速装置を自転車に取
り付けた状態を示す一部断面概略図

【図１４】第３実施例のケーシングの斜視図

【図１５】第３実施例のワイヤ操作手段の別態様を示す
図

【図１６】第１実施例の変速用ワイヤ操作部における作
用力を示す図

【符号の説明】

３・・後輪４・・変速用ワイヤ５・・制御部（ＥＣＵ）７・・電源８・・チェーン９・・手動操作手段（ギヤレバー）１０・・ワイヤ操作手段１１・・連接具１２・・作動用ロープ１３・・モータ１４・・円盤２０・・スピードセンサ２１・・磁気検知部２２・・磁性体２５・・シートステー３０ａ，３０ｂ，３０ｃ・・弾性体３１・・後輪軸３２・・変速ギヤ３４・・リアディレーラ３４ａ・・テンションプーリ３４ｂ・・ジョッキープーリ３８・・ダウンチューブ３９ａ，３９ｂ・・固定バンド４１・・クランク軸４３・・クランク４３ａ・・第１クランク（右側）４３ｂ・・第２クランク（左側）４４・・ペダル４４ａ・・右側ペダル４４ｂ・・左側ペダル４７・・クランク回転検出センサ４８・・アウターケーブル４９・・アウターケーブルアンカ６０・・ケーシング６５ａ，６５ｂ・・孔部６９ａ，６９ｂ・・ゴムキャップ７０・・操作力センサ７２・・第１操作力センサ７３・・第２操作力センサ８０・・チェーン張力センサ８２・・回転体８５・・支持杆８６・・ストローク検出部８７・・スプリング

フロントページの続き (72)発明者前原利史埼玉県羽生市東５丁目４番71号株式会社曙ブレーキ中央技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速機構を有する自転車において、ペダルの操作力を検出する操作力センサと、この操作力
センサからの信号を入力するとともに指示信号を前記変
速機構に出力する制御部とを備え、前記制御部は、操作力センサからの情報に基づきペダル
の操作力が少ないときに前記変速機構を作動させること
を特徴とする自転車用変速装置。
【請求項２】一方のペダルの操作力を検出する第１操
作力センサと、他方のペダルの操作力を検出する第２操
作力センサとを備え、前記制御部は、これら第１操作力センサ及び第２操作力
センサにてそれぞれ検出された値を加算した値に基づき
前記変速機構を作動させることを特徴とする請求項１記
載の自転車用変速装置。
【請求項３】前記第１操作力センサは一方のクランク
の歪を検出する第１歪センサであり、前記第２操作力セ
ンサは他方のクランクの歪を検出する第２歪センサであ
ることを特徴とする請求項２または請求項３記載の自転
車用変速装置。
【請求項４】前記操作力センサはチェーンのたわみを
計測するチェーン張力センサであることを特徴とする請
求項１記載の自転車用変速装置。
【請求項５】前記制御部は、操作力センサからの情報
に基づきペダルの操作力に応じたギヤ位置となるように
前記変速機構を制御することを特徴とする請求項１記載
の自転車用変速装置。
【請求項６】前記制御部は、操作力センサからの情報
に基づき所定時間における操作力値の変化率を演算し、
この変化率の値が負から正へ転ずるときをペダルの操作
力が少ないときと判断することを特徴とする請求項１〜
請求項５のいずれかに記載の自転車用変速装置。
【請求項７】変速機構を有する自転車において、前記変速機構に接続する変速用ワイヤと、この変速用ワ
イヤの途中部分をワイヤの交差方向に移動して変速用ワ
イヤを作動させるワイヤ操作手段と、このワイヤ操作手
段を覆うケーシングとを備え、前記変速用ワイヤは前記ケーシング内を貫通し、前記ケ
ーシング内は外部に対して水密に形成されていることを
特徴とする自転車用変速装置。
【請求項８】前記変速用ワイヤは前記ケーシングの外
部においてアウターケーブルにより被覆されるととも
に、ケーシング内においては少なくとも前記ワイヤ操作
手段と接する部分のワイヤが露出していることを特徴と
する請求項７記載の自転車用変速装置。