JPS5849592A - 自転車用電動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は歯車式変速装置を備えた自転車に取付けられる
自転車用′電動変速装置に関し、特にその変速動作全モ
ータの正逆回転によって電動で行なうものにおいて、こ
の父速動作中に変速動作中であることを報知器で報知し
て運転渚に認知せしめ、以て運転者がこの変速動作中に
クランクギヤ會無理に回転することによって函車式賀速
装隊等を破損することのないようにしたものに関する〇
即ち、此種自転車用電動変速装置として例えば出願人が
特願昭５１−１０’１９６号（特開昭５２−１１２９５
２号）として提来したようなものがある。しかし乍らこ
のものは変速用スイッチの投入後電動で歯車式変速装を
全操作してチェンジギクランクギャ全無理に動かし、そ
の結果、チェンジギヤからチェーンが外れたり、チェン
ジギヤに過負荷が掛かつて歯車式変速装置を破損したり
する危惧がある。

本発明はこのような欠点を防止するために成したもので
、以下図面に示す実施例に従って説明する０ （１）は自転車で、後車輪（２）に装設した５段のチェ
ンジギヤ（３Ａ）（３Ｂ）（３Ｃり（３Ｄ）（３Ｆ）及
びワイヤー（４）を引っ張ったり緩めたりすることによ
り移動可能なガイド装＆（５）からなる歯車式変速装置
１ｌｔ（６＋を有しており、ペダル（７）全足踏駆動す
ることにより回転するクランクギヤ（８）から前記ガイ
ド装置（５）で段階的に移動されるチェーン（９）ヲ介
して前記チェンジギヤ（５Ａ）（３Ｂ）（３ｃ）（ろＤ
）　（６Ｅ）のイ用れかに騙λ動力を仏達し、変速段数
全１段ｌ・ら５段に切り替える周知の構成をしている０ 本発明の自転車用電動乞速装置は自転車（１）の前一輪
（１０）の前ホーク（１１）に装備された車輪速度セン
サー０２と、クランクギヤ（８）近傍の車体パイプに装
備されたクランクギヤ回転センサー０３）と、ノＡンド
ルの中央部に取り付けられた制御ボックス（１４１と、
荷台ステーに取り付けられた電動変速機構（１５）と、
から構成されている。

次に各部分について説明すると先ず前記車輪速度センサ
−（１２１は、ホール累子奮（ハ）蔵し、前車輪（１０
）のスポークに取り伺けられた磁イ」（１２ａ）が該セ
ン　′ブー０りを通過するとき［１−輪回転パルスを出
力する。また前記クランクギヤ回転センサー（Ｌ３）も
同様にホール累子全内蔵し、クランクギヤ（８＋　級ｍ
に取り付けられた磁石（１３ａ）が咳センザ−ｔ１３１
を通過するときにクランクギヤ回転パルスを出力する。

、さらに前記電動変速機構Ｑ５）は正逆回転モータ（１
１と減速ギヤ０ηとギヤ位置センサー（１Ｂ＋　’ｌｒ
　！する巻き取りドラム曲と電池電源１０１とで構成さ
れ、制御ボックス回内の電子回路からの操作信号で前記
モータＱ６＋　’＆正逆回転することにより巻き取りド
ラム０９）にワイヤー（４）を巻き込みあるいは巻き戻
して該ワイヤー（４）全段階的に引っ張っｋり緩めたシ
し、このワイヤー（４）により前記歯車式変速装置（６
）のガイド装置（５）を移動し、以てチェーン（９）を
前記チェンジギヤ（６Ａ）・・・（６Ｅ）の何れかに掛
は替えるようになっており、さらに前記ギヤ位置センサ
ー（１８１が前記チェンジギヤ（６Ａ）・・・（６Ｅ）
の何れにチェーン（９）が掛かつているか、即ち変速段
数が何れであるか全検出し、制御ボックス回内の電子回
路に伝えるようになっている。前記ギヤ位置センサー（
１８）Ｖｉ第５図に示すように減速ギヤ゛箱体に固定さ
れた固定板ｒ２１）とこの固定板（２１）　Ｋ取り付け
られた第１、第２、第６、第４接片（２２Ｘ）（２２Ｙ
）（２２Ｚ）（２２Ｗ）と巻き取りドラム０！］）に同
軸に軸支されたプリント基板Ｍｌｉｌ動板（ハ）とより
なっている。そしてこの回動板（ハ）の表面全体は銅箔
板製導電ｍルωとなっていると共に、前記第１、第２、
第６接片（２２Ｘ）（２２Ｙ）’（２２Ｚ）の摺接部分
には前記ガイド装置（５）が前記第１ｙｉのチェンジギ
ヤ（３Ａ）から第５段のチェンジギヤ（ｓ＋ｒ；）に対
向１７た位瞳即ち変速段数が１役目の位置から５段目の
位置で停止したときに対応する５ｂｉｔのＢＯＤコード
が得られるようにエツチングにより絶縁部分■）（２）
・・が役けられており、さらに第４接片（２２Ｗ）は常
時該導電面（財）に摺接することにより該導電面（２Φ
が第４接片（２２Ｗ）から給電されており、この結果第
１、第２、第６接片（２２Ｘ）（２２Ｙ）（２２Ｚ）が
咳導′亀面（２４＋ｖｃ　ｍ接−１’ｌＪｆハイレベル
状態（Ｈ状態）の信号音、絶縁部分師）い）・・・に摺
接すればローレベル状態（Ｌ状態）の信号を、夫々得る
ようになっているもので、従ってこの第１、第２、第６
接ｑ　（２２Ｘ）（２２Ｙ）（２２Ｚ）からは変速段数
の１段目における停止位置く人位置〉では（Ｈ，ＴＪ、
　Ｌ）　、変速段数の２段目における停止位置くＢ位置
〉では（Ｔ、、Ｈ，Ｌ）、変速段数の６段目における停
止位置く０位１ｈ〉では（ＨｌＨ，Ｌ）、変速段数の４
段目における停止位置く９位は〉では（Ｌ、ＬＸＨ）、
変速段数の５段目における停止位置〈Ｅ位置〉ではＣＨ
，Ｔ、、Ｈ）の検出信号が得られるようになっている。

次に前記制御ボックス圓において（１４，ａ）はその表
示操作面であるが、この表示操作面において、（社）は
走行速度あるいはクランクギヤ回転速度あるいは変速段
数表示用の４桁の８セグメント数字表示器、Ｉ＋（２１
ｉ１（ハ）（至））はこの数字表示器（イ）に表示して
いンブ、時間表示ランプ、クランクギヤ速度表示ランプ
で、さらに０１）（支）（３３）は後述するギヤアップ
表示ランプ、ギヤ適正表示ランプ、キヤダウン衣示ラン
プである。さらにこの表示操作面（＋４ａ）において、
（至）はスタート−ストップキースイッチ、（至）は速
度キースイッチ、（支））は距離キースイッチ、（資）
は時間キースイッチ、□□□は時間リセットキースイッ
チ、（至）はクランクギヤ回転速度キースイッチで、さ
らに（４０）は運転省が子供であるか大人であるかを入
力する運転者スイッチ、（４１Ｎｄ運転者が男性である
か女性であるかを入力する性別スイッチ、（４２）は運
転状況が上り坂か平地か下り坂か倉入力する地形スイッ
チで、さらに（４３ａ、）　（４３ｂ）（４３ｃ　）（
４ろｄ）（４６θ）ｔＸ爾中式架速装置打（６）のカイ
ト装置（５）を５段のチェンジギヤ（３Ａ）（６Ｂ）（
５０）（５Ｄ）（３Ｅ）のイ１りれに対向させるか即ち
変速段数１何れの段数にするかを指令する第１、第２、
第６、第４、第５ギヤ指令キースイツチ、（４４１は変
速段数を前記８セグメント数字表示器（ハ）に表示する
キャリコールキースイッチ、（４ωは電源スィッチであ
るＯｉｌ、ｌ前記制御ボックス圓には演算用のマイクロ
コンピュータ装置ＩＧｌ’に含む電子回路が内蔵されて
おり、さらにこのマイクロコンピュータ装置ｔ４６１の
記憶部には該制御ボックス（１４）仮面の設定ス１ツチ
＋４７＋　＋４９・・により前記５段のチェンジギヤの
夫Ａ１即ち変速段数に対応する走行速度範囲（後述）が
予め入力されて記憶されているもので、さらに第１０図
に示される処理手順も記憶されている。捷たｉｉＪ　ｉ
Ｅ’表示器操作１ｉ（１４ａ）において、（４８）妊ｉ
　′ｉｔ子回節回路中１れる発振器により一定音声ある
いｔｉｔ断続音声を発声する報知ブザーである。

而して運転者が運転者自身の情報全違転者スイッチ（４
０）、性別スイッチ（４１１で入力し、使用状況の情報
を地形スイッチ（４２で入力すると共に、走行速度を知
りたい場合は速度キースイッチ■）を押圧する。

すると前記車輸速朋センサーＱｚからの車輪回転パルス
全電子回路で計数演算処理して前記数字表示器（イ））
に走行速度をデジタル表示すると共に速度表示ランプ＠
全点灯じ、さらに第１０図で示す処理手順に従って現任
設定されている変速段数に予め設定された走行速度範囲
と、現任の走行速度の測定値とを比較して現任の走行速
度が設定走行速度範囲の最高速度より火のときにはギヤ
アップ光示ランプＧ１１　ｋ点灯して変速段数を大きく
するようにう彦がし、−万、現任の走行速度が設定走行
速度範囲の最低速度より小のときにはギヤダウン表示ラ
ンプ（ハ）を点灯して変速段数１小さくするようにうな
がし、さらに現在の走行速度、が設定速度範曲内にある
ときにはギヤ適正表示ランプ＠全点灯して走行速度と変
速段数との対応が適正であることを表示するものでこの
表示に従って運転者が第１〜第５ギヤ指令キースイツチ
（４３ａ）〜（４３８）のイ１」れかを押圧すれば、こ
れに対応して先ず一定時間報知ブザー（４８）が一定音
声を発し、その後前記電動変速機構０５）のモータ０６
）に正回転あるいけ逆回転の指命＠号金力え、前記ギヤ
位置センサー（１８）から指定した変速段数に対比１す
るＢ　０１）コードが出力したときにモータ０６）を停
止して歯車式変速装置（６）を指定の段数で保持するも
ので、このモータ０６）の作動時間中報知ブザー（化が
断続音声を光して＋Ｉｇ＋が作動中であること即ちチェ
ーン（９）のチェンジギヤの例れかへの掛は替え動作中
であることを運転者に報知し、このモータ（１６１停止
後一定時間、報知ブザー（側が一定音声を発して動作の
終了を運転者に報知するようになっている。

次にクランクギヤ（８）の回転速度ケ知りたい場合には
クランクギヤ回転速度キースイッチの９）全押圧する。

すると前訃：クランクギャ回転センサー（１３）からの
クランクギヤ回転パルス全電子回路で１′数演算処理し
て前記数字表示器（２６＋にクランクギヤ回転速度をデ
ジタル表示すると共にクランクギヤ速度表示ランプ（３
０に点灯するものである。

さらに前記時間キースイッチ（９）を押出すれは前記数
字表示器（支））には使用時間が表示される針仔０央−
１走行速度が設定走行速度範囲内に収１−る−よ二う一
１’Ｃ４速段数が自動的に切−り替わるも−ので−Ｌる
＝また、運転者が第１〜第５ギヤ指令キースイツチ（４
３ａ）〜（４３ｅ）のイｐｌれかを押圧すれは、その押
圧された変速段数に優先的に切り替わるものである。

次に前記した夫々の変速段数に対応する設定速成範囲の
設定方法について述べる。これは自転車を運転者や運転
状況に対応して最も疲労することなく且つ最も効率よく
運転するために走行速度に対して変速段数を定めたもの
で、Ｘ全変速段数、Ｖ、全最高速度、■２を最低速度と
してｖ、＝ａｘ　　　　　　（Ｘ−＝Ｉ、２．６．４ン
”２＝ａ（Ｘ−１）−ｂ　　（Ｘ＝２．６．４．５．た
たしＶ２　＜Ｕノド１ａＨＶ２＝（Ｊ　）で規定してマ
イクロコンピュータ装置間の記悔部に記憶させているも
ので、この定数ａ、ｂｉ前記設定スイッチ＋４７１　（
４７１・・・で入力することにより各変速段数に対応す
る走行速就範凹が決定されるようになっており、例えば
ａ＝１０．ｂ＝５としたときには走行速度と変速段数と
の関係は第９図に示すようになる。さらに第１０図に示
す処理手順図において、補正相定１ｃｔ−を運転者や運
転状況によって走行速度範囲を１ｌ１４！Ｍするために
設定Ｊ’Ｈスイッチ（４り（４７１・・・から入力する
もので、該補正用定数Ｃによって前記ａの値が運転者や
運転状況の設定条件により変化し、より適切な条件設定
ができるもので−ある。

本発明の自転車用電動変速装置は以上詳述した如くであ
り、特に車輪に装設した複数段のチェンジギヤの何れか
にクランクギヤからの駆動力をチェーン全弁して選択的
に切り替えて伝達する自転車に取り付けるものにおいて
、モータの正逆回転によりこのチェーンのチェンジギヤ
の何れかへの掛は替えを行なうと共にこの掛は替え動作
中はば動作中であることを報知する報知手段金有してな
っているから自転車の運転者はこの報知手段により変速
動作中であることを明確に知ることができ、従って変速
動作中ＶＣ誤まってクランクギヤを無理に回転させてチ
ェーンをチェンジギヤから外したり、！！１単式変速装
＠、を破損したりすることがないもので、従って長期に
亘って使用できるものを得ることができる。

流側に関し、第１図は自転車に取り伺けた全体図、第２
図は歯車式変速装置の構成図、第６図はクランクギヤ回
転センサーの構成図、第４図は制御ボックスと電動変速
機構等との関連崗、第５図はギヤ位置センサーの構成図
で（イ）は回動板の図、（ロ）は固定板の図、ｅ慢は全
体関係図、第６図は制御ボックスの裏面図、第７図は電
子回路の概念図、第８図は第７図の要部図、第９図は走
行速度と変速段数との関係を示す図、第１０図ｉｔ足行
速捉表示選択時の処理手順図である。

（３Ａ）（３Ｂ）（３０）（３Ｄ）（３Ｆｔ）・・・チ
ェンジギヤ、（８）・・・クランクギヤ、（９）・・・
チェーン、０り・・・車輪速度センサー、ＯＪ・・・ク
ランクギヤ回転センサー、圓・・・制御ボックス、（１
５１・・・電動変速機構、（１６１・・・正逆回転モー
タ、（４８１・・・報知ブザー０ 襄ｉ品 第８図 周フ憧ｇＮ 第５図 第８図 ｒＺ） 鞍　　　　　　　　　　　　　　　　　１（ｒ） 鞍 手　　続　　補　　正　　書（自発） １．事件の表示 昭和５６年持重願第１４８４５７号 ２、発明の名称 自転車用電動変速装置 ６、補正をする者 特許出願人 住所　守口市京阪本通２丁目１８番地 名称（１８８）三洋電機株式会社 代表者　井　植　　　薫 ４、代理人 住所　守口市京阪本通２丁目１８番地 ５、補正の対象 ＋ｌ）　　明細書の「発明の詳細な説明」の欄（２）添
付図面 ６、補正の内容 １１）　　明細書第４頁第１６行目に「・・・示すよう
に減速ギヤ箱体・・・」とあるのを「・・・示すように
制御ボックス０４内の減速ギヤ箱体・・・」と、同第５
頁第７行目に［・・・３　ｂｉｔのＢＣＤコード・・・
］とあるのを「・・・３　ｂｉｔのバイナリ−コード・
・・」と、同第９頁第８行目に「・・・対応するＢＣＤ
コード・・・」とあるのを「・・・対応するバイナリ−
コード・・・」と、同第１０頁第８行目に「・・・運転
者が第１〜第５ギヤ・・・」とあるのを「・・・運転者
が変速段数を手動で切替えたいときには第１〜第５ギヤ
・・・」と、夫々補正する。

（２）添付図面の第１０図を別紙の如く補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｆｉｌ　　車輪に装設した複数段のチェンジギヤの何れ
   かにクランクギアからの駆動力會チェーンを介して選択
   的に切υ替えて伝達する自転車に取９付けるものにおい
   て、モータの正逆回転によりこのチェーンのチェンジギ
   ヤの倒れかへの掛は替えを行なうと共にこの掛は替え動
   作中は線動作中であることを報知手段で報知してなる自
   転車用電動変速装置。