專(zhuān)利名稱(chēng)：自行車(chē)用變速控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變速控制裝置，特別是，涉及一種安裝到載置交流發(fā)電機(jī)和有多個(gè)變速級(jí)的變速裝置的自行車(chē)上、控制變速裝置以處于多個(gè)變速級(jí)的任一級(jí)上的自行車(chē)用變速控制裝置。
背景技術(shù)：
自行車(chē)的變速裝置一般具有內(nèi)藏在后輪輪轂中的內(nèi)裝變速裝置，和具有安裝到后輪輪轂或曲柄上的多級(jí)鏈輪以及可將鏈條掛繞到任一個(gè)鏈輪上的撥鏈器的外裝變速裝置。無(wú)論是哪一種變速裝置，均具有多個(gè)變速級(jí)，以往，從裝到自行車(chē)車(chē)架上的變速操作部通過(guò)變速纜線操作，以切換至多個(gè)變速級(jí)的任一級(jí)。
近來(lái)，開(kāi)發(fā)了靠電動(dòng)馬達(dá)使變速纜線動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的自動(dòng)變速組件。這樣的自動(dòng)變速組件例如在高速行走時(shí)成為增速比大的高速級(jí)，而低速行走時(shí)增速比變小，成為蹬騎輕快的低速級(jí)。為了實(shí)現(xiàn)這種動(dòng)作，自動(dòng)變速組件具有使變速纜線動(dòng)作的電動(dòng)馬達(dá)，例如包含有變速控制電動(dòng)馬達(dá)的微機(jī)的控制部，檢測(cè)出自行車(chē)車(chē)速的車(chē)速檢測(cè)部，和收容這些部件且裝到自行車(chē)車(chē)架上的盒體。作為電動(dòng)馬達(dá)或控制部的電力供給用的電源，使用干電池類(lèi)一次電池或鎳鎘電池等二次電池(充電電池)，電池一旦消耗，就要更換或通過(guò)充電裝置進(jìn)行充電等。車(chē)速的檢測(cè)通過(guò)位于盒體內(nèi)的傳感器對(duì)設(shè)置在自行車(chē)車(chē)輪上的磁鐵加以檢測(cè)而進(jìn)行，每1轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖的車(chē)速信號(hào)向控制部輸出。控制部根據(jù)輸入的車(chē)速信號(hào)轉(zhuǎn)換變速級(jí)。
在前述的以往結(jié)構(gòu)中，是由電源向功耗較大的電動(dòng)馬達(dá)供給電力的，雖然因變速的頻繁程度而異，但會(huì)使電池消耗劇增。電源一旦消耗，必須更換電池或進(jìn)行充電作業(yè)，更換或充電非常麻煩。另外，由于沒(méi)有電池時(shí)不能變速，因此還必須經(jīng)常檢查電池剩余量或準(zhǔn)備備用電池，導(dǎo)致電源管理作業(yè)很繁瑣。
另外，在前述的以往結(jié)構(gòu)中，采用車(chē)輪每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)就輸出1個(gè)脈沖的傳感器的輸出來(lái)檢測(cè)自行車(chē)的車(chē)速，并且用該檢測(cè)出的速度進(jìn)行變速控制。為此，檢測(cè)出的車(chē)速與實(shí)際的車(chē)速最大誤差在車(chē)輪1轉(zhuǎn)程度，導(dǎo)致應(yīng)答滯后，不能高精度地進(jìn)行變速控制。
此外，車(chē)速檢測(cè)用的傳感器設(shè)置在盒體內(nèi)，從而必須將變速控制裝置設(shè)置于車(chē)輪附近，裝置的安裝位置受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，在自行車(chē)用變速控制裝置中，不用進(jìn)行與電源有關(guān)的繁瑣的作業(yè)就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。
本發(fā)明另一目的是，在自行車(chē)用變速控制裝置中，可精細(xì)地檢測(cè)出車(chē)速，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的高精度的變速控制。
本發(fā)明的又一目的是，在自行車(chē)用變速控制裝置中，裝置的安裝位置不受任何限制。
方案1的自行車(chē)用變速控制裝置為，安裝到裝載有交流發(fā)電機(jī)和多個(gè)變速級(jí)的變速裝置的自行車(chē)上，將變速裝置控制成多個(gè)變速級(jí)的任一個(gè)上的裝置，具有蓄電機(jī)構(gòu)，變速控制機(jī)構(gòu)和盒體。蓄電機(jī)構(gòu)為可蓄積來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的電力的機(jī)構(gòu)。變速控制機(jī)構(gòu)為通過(guò)蓄積到蓄電機(jī)構(gòu)中的電力進(jìn)行動(dòng)作的同時(shí)，根據(jù)來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的交流信號(hào)將變速裝置控制成多個(gè)變速級(jí)的任一個(gè)上的機(jī)構(gòu)。盒體為存儲(chǔ)蓄電機(jī)構(gòu)和變速控制機(jī)構(gòu)并且可裝到自行車(chē)上的構(gòu)件。
在該變速控制裝置中，盒體裝到自行車(chē)的車(chē)架或手柄等上，在將交流發(fā)電機(jī)的電力供給蓄電機(jī)構(gòu)時(shí)，蓄積該電力并通過(guò)該蓄積的電力使變速控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作。用變速控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的交流信號(hào)，切換變速裝置的變速級(jí)。由此，例如高速行走時(shí)，成為增速比較大的高速級(jí)，在低速行走時(shí)，成為增速比變小、蹬騎輕快的低速級(jí)。
在此，設(shè)置蓄電機(jī)構(gòu)將來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的電力蓄積，并且通過(guò)該電力使變速控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而無(wú)需電池的更換或充電作業(yè)。另外不必進(jìn)行電池剩余量的管理或攜帶預(yù)備電池的作業(yè)，不用進(jìn)行與電源有關(guān)的繁瑣的作業(yè)就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。
而且，根據(jù)交流發(fā)電機(jī)輸出的交流信號(hào)進(jìn)行變速控制。交流發(fā)電機(jī)一般具有多個(gè)磁極，從而由交流發(fā)電機(jī)輸出由與該磁極數(shù)和車(chē)速有關(guān)的頻率構(gòu)成的交流信號(hào)。為此，與通常自行車(chē)使用的例如由檢測(cè)出車(chē)輪上帶有的磁鐵的速度傳感器而獲得的速度信號(hào)相比，可由交流信號(hào)在每1轉(zhuǎn)中獲得較多的脈沖信號(hào)。因此，可在1轉(zhuǎn)間精細(xì)地檢測(cè)出車(chē)速，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度的變速控制。另外，根據(jù)來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的交流信號(hào)控制，從而不必如以往那樣在車(chē)輪附近設(shè)置裝置，裝置的安裝位置不受限制。
方案2的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案1所述的裝置中，變速控制機(jī)構(gòu)由交流信號(hào)生成相應(yīng)于自行車(chē)的車(chē)速的速度信號(hào)，并根據(jù)所生成的速度信號(hào)控制變速裝置。此時(shí)，通過(guò)由交流信號(hào)生成的速度信號(hào)，可高精度地變速控制變速裝置。
方案3的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案1或2所述的裝置中，還具有根據(jù)生成的速度信號(hào)，顯示自行車(chē)的車(chē)速的顯示機(jī)構(gòu)。此時(shí)，由于顯示車(chē)速，可在確認(rèn)速度的同時(shí)行走。
方案4的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案1～3任一所述的裝置中，變速裝置具有進(jìn)行變速動(dòng)作的電動(dòng)馬達(dá)，變速控制機(jī)構(gòu)控制電動(dòng)馬達(dá)。此時(shí)，變速控制機(jī)構(gòu)控制變速裝置中的電動(dòng)馬達(dá)，從而變速裝置和變速控制裝置可只用信號(hào)纜線和動(dòng)力纜線連接。為此，無(wú)需變速纜線的配置作業(yè)。
方案5的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案1～3任一所述的裝置中，還具有內(nèi)藏于盒體內(nèi)、使變速裝置變速動(dòng)作的電動(dòng)馬達(dá)和通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行動(dòng)作并經(jīng)變速纜線與變速裝置連接的纜線動(dòng)作機(jī)構(gòu)，變速控制機(jī)構(gòu)控制電動(dòng)馬達(dá)。此時(shí)，由于電動(dòng)馬達(dá)設(shè)置于盒體內(nèi)，可自動(dòng)地變速控制以往類(lèi)型的靠手動(dòng)變速的變速裝置。另外，由于與變速裝置之間不必設(shè)置電線，可容易實(shí)現(xiàn)防水絕緣的構(gòu)造。
方案6的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案1～5任一所述的裝置中還具有內(nèi)藏于盒體內(nèi)的照明用燈。此時(shí)，由于燈內(nèi)藏于盒體內(nèi)，反言之，燈箱內(nèi)可存儲(chǔ)變速控制機(jī)構(gòu)和蓄電機(jī)構(gòu)。為此，由于通常燈裝到車(chē)架的前部，裝置可配置于不影響行走的位置上。另外，由于也無(wú)需對(duì)燈的配線，可更好地獲得防水絕緣的構(gòu)造。
方案7的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案6所述的裝置中，燈可通過(guò)由交流發(fā)電機(jī)供給的電力點(diǎn)亮。此時(shí)，由于不是靠蓄積在蓄電機(jī)構(gòu)中的電力而是靠來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的電力直接點(diǎn)亮燈，蓄電機(jī)構(gòu)很難受到燈的點(diǎn)亮、熄滅的影響。
方案8的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案6或7所述的裝置中，還具有控制燈的燈控制機(jī)構(gòu)。此時(shí)，根據(jù)晝夜的不同可自動(dòng)地開(kāi)關(guān)燈，同時(shí)可對(duì)其光量進(jìn)行調(diào)整。另外，根據(jù)需要，也可將電力回到蓄電機(jī)構(gòu)一側(cè)。
方案9的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案1～5任一所述的裝置中，自行車(chē)上可裝有通過(guò)由交流發(fā)電機(jī)供給的電力可點(diǎn)亮的照明用燈，還具有控制燈的燈控制機(jī)構(gòu)。此時(shí)，用裝置內(nèi)的燈控制機(jī)構(gòu)可控制與裝置分開(kāi)安裝的燈，可在現(xiàn)有的自行車(chē)上添加變速控制裝置，也可進(jìn)行燈控。
方案10的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案8或9所述的裝置中，還具有檢測(cè)出照明度的照明度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，燈控制機(jī)構(gòu)根據(jù)照明度檢測(cè)結(jié)果控制燈點(diǎn)亮或熄滅。此時(shí)，通過(guò)照明度，燈可點(diǎn)亮、熄滅，可根據(jù)晝夜的不同，自動(dòng)地開(kāi)關(guān)燈。
方案11的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案1～10任一所述的裝置中，還具有變速操作部，該變速操作部具有可將變速裝置的變速時(shí)間選擇成多種的自動(dòng)變速模式選擇機(jī)構(gòu)，變速控制機(jī)構(gòu)在選擇的變速時(shí)間內(nèi)切換多個(gè)變速級(jí)。此時(shí)，由于可在體育運(yùn)動(dòng)行走時(shí)或上斜坡行走時(shí)用不同的時(shí)間變速，可實(shí)現(xiàn)與行走條件相配的自動(dòng)變速。
方案12的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案11所述的裝置中，變速操作部具有靠手動(dòng)可選擇地操作多個(gè)變速級(jí)任一個(gè)的手動(dòng)選擇機(jī)構(gòu)。此時(shí)，也可進(jìn)行手動(dòng)變速，從而可實(shí)現(xiàn)根據(jù)騎手的愛(ài)好進(jìn)行變速操作。
方案13的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案1～12任一所述的裝置中，蓄電機(jī)構(gòu)為大容量的電容器。此時(shí)，與二次電池相比，充放電次數(shù)增多，壽命延長(zhǎng)，同時(shí)，可快速充放電，即使例如長(zhǎng)時(shí)間放置無(wú)電也可立即恢復(fù)電力。
方案14的自行車(chē)用變速控制裝置為，在方案1～12任一所述的裝置中，蓄電機(jī)構(gòu)為二次電池。此時(shí)，可使用一般市售的二次電池，白天充電的二次電池可通用于無(wú)線電裝置或移動(dòng)電話等其他機(jī)器。
附圖簡(jiǎn)述

圖1為采用本發(fā)明一實(shí)施例1的自行車(chē)的側(cè)視圖，圖2為示出內(nèi)裝變速輪轂、變速控制組件和發(fā)電機(jī)輪轂的連接關(guān)系的示意圖，圖3為變速控制組件的側(cè)剖視圖，
圖4為變速控制組件的俯視剖視圖，圖5為變速操作部的透視圖，圖6為示出變速控制組件構(gòu)成的方框圖，圖7為示出各自動(dòng)變速模式的每一個(gè)的變速時(shí)間的圖表，圖8為另一實(shí)施例的相當(dāng)于圖2的視圖，圖9為其變速控制組件的俯視圖，圖10為又一實(shí)施例的相當(dāng)于圖2的視圖，符號(hào)說(shuō)明1車(chē)架 8發(fā)電機(jī)輪轂 10內(nèi)裝變速輪轂12變速控制組件13燈箱18燈19交流發(fā)電機(jī) 20變速操作部 23操作盤(pán)24液晶顯示部 25變速控制部 29馬達(dá)組件32蓄電元件33充電控制回路34發(fā)電機(jī)波形成形回路35自動(dòng)點(diǎn)燈回路36光傳感器42變速纜線45電動(dòng)馬達(dá)46纜線動(dòng)作部發(fā)明的實(shí)施例圖1中，采用本發(fā)明一實(shí)施例的自行車(chē)為輕便快速車(chē)，包括具有雙環(huán)形的車(chē)架體2和前叉3的車(chē)架1，手柄部4，驅(qū)動(dòng)部5，裝有帶制動(dòng)器的發(fā)電機(jī)輪轂8的前輪6，裝有內(nèi)裝變速輪轂10的后輪7，用手操作內(nèi)裝變速輪轂10的變速操作部20，響應(yīng)變速操作部20的操作以變速控制內(nèi)裝變速輪轂10的變速控制組件12。
車(chē)架1的車(chē)架體2通過(guò)焊接管子而成。車(chē)架體2上裝有鞍座11和驅(qū)動(dòng)部5等各部件。前叉3在車(chē)架體2的前部以圍繞著斜向傾斜軸可自由搖動(dòng)的方式安裝著。
手柄部4具有固定到前叉3上部的手柄支柱14，和固定到手柄支柱14上的手柄桿15。手柄桿15的兩端裝有制動(dòng)桿16和抓手17。右側(cè)的制動(dòng)桿16與變速操作部20形成為一體。
驅(qū)動(dòng)部5具有設(shè)置在車(chē)架體2下部(吊架部)上的傳動(dòng)裝置曲柄37，跨繞在傳動(dòng)裝置曲柄37上的鏈條38，和內(nèi)裝變速輪轂10。內(nèi)裝變速輪轂10為具有低速級(jí)(1速)、中速級(jí)(2速)、高速級(jí)(3速)這樣3個(gè)變速級(jí)的3級(jí)變速的內(nèi)裝變速輪轂，通過(guò)設(shè)置在變速控制組件12上的電動(dòng)馬達(dá)組件29(圖6)，可獲取3個(gè)變速位置。
固定在前叉3前端上的前輪6的發(fā)電機(jī)輪轂8為可安裝滾子形的前制動(dòng)器的輪轂，內(nèi)部具有通過(guò)前輪6的回轉(zhuǎn)而發(fā)電的交流發(fā)電機(jī)19(圖6) 。
變速控制組件12如圖2所示，通過(guò)電線40與發(fā)電機(jī)輪轂8內(nèi)的交流發(fā)電機(jī)19電連接。另外，變速控制組件12通過(guò)電線41也與變速操作部20電連接。變速控制組件12還通過(guò)變速纜線42與內(nèi)裝變速輪轂10機(jī)械連接。變速控制組件12如圖3和圖4所示，具有裝在前叉3中途的燈柱3a上的燈箱13和收納于燈箱13內(nèi)的電動(dòng)馬達(dá)組件29和回路組件30。
如圖3和圖4所示，電動(dòng)馬達(dá)組件29具有變速馬達(dá)45，通過(guò)變速馬達(dá)45移動(dòng)到3個(gè)變速位置上的纜線動(dòng)作部46，檢測(cè)出纜線動(dòng)作部46的變速位置的動(dòng)作位置傳感器47(圖6)。該纜線動(dòng)作部46與變速纜線42的一端相連。
回路組件30如圖6所示，具有變速控制部25，該變速控制部25包含由CPU，RAM，ROM，I/O接口構(gòu)成的微機(jī)。另外，圖中粗線示出例如1A左右的電流線，實(shí)線示出5mA左右的電流線，虛線示出信號(hào)線。
變速控制部25根據(jù)變速操作部20的操作，響應(yīng)內(nèi)裝變速輪轂10的速度，進(jìn)行自動(dòng)變速控制，同時(shí)，對(duì)設(shè)置在變速操作部20上的液晶顯示部24進(jìn)行顯示控制。另外，還進(jìn)行燈光控制，在周?chē)臓顩r比規(guī)定的明暗度要暗時(shí)，使與燈箱13安裝成一體的燈18點(diǎn)亮，而在比規(guī)定的明暗度要亮?xí)r，熄滅燈18。變速控制部25與包含有設(shè)置在變速操作部20上的操作盤(pán)23和操作按鈕21，22的操作開(kāi)關(guān)26、液晶顯示部24、作為控制燈18的照明度傳感器的光傳感器36、和根據(jù)交流發(fā)電機(jī)19的輸出生成速度信號(hào)的發(fā)電機(jī)波形成形回路34相連接。另外，變速控制部25通過(guò)省電回路31而與充電控制回路33、蓄電元件32和自動(dòng)燈光回路35連接。此外，電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28和電動(dòng)馬達(dá)組件29的動(dòng)作位置傳感器47與其他的輸入輸出部連接。
變速操作部20如圖5所示，具有在下部以左右并排設(shè)置的2個(gè)操作按鈕21，22，設(shè)置在操作按鈕21，22上方的操作盤(pán)23，和設(shè)置在操作盤(pán)23的左方的液晶顯示部24。
操作按鈕21，22為三角形的按鈕。左側(cè)的操作按鈕21為通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行低速級(jí)到中速級(jí)、中速級(jí)到高速級(jí)變速的按鈕，右側(cè)的操作按鈕22為通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行高速級(jí)到中速級(jí)、中速級(jí)到低速級(jí)變速的按鈕。操作盤(pán)23為可在模式1到模式7的7個(gè)自動(dòng)變速模式以及手動(dòng)模式之間切換的旋鈕盤(pán)，具有8個(gè)停止位置M，A1～A7。在此，模式1到模式7的7個(gè)自動(dòng)變速模式為根據(jù)來(lái)自交流發(fā)電機(jī)19的車(chē)速信號(hào)使內(nèi)裝變速輪轂10自動(dòng)變速的模式，手動(dòng)變速模式為根據(jù)操作按鈕21，22的操作使內(nèi)裝變速輪轂10變速的模式。
在7個(gè)自動(dòng)變速模式中，在提升變速(從低速側(cè)向高速側(cè)的變速)以及下降變速(從高速側(cè)向低速側(cè)變速)中，通過(guò)改變變速時(shí)間，具體說(shuō)是通過(guò)改變變速時(shí)的速度來(lái)自動(dòng)變速的。此時(shí)，變速閾值如圖7所示。在此，隨著從模式1到模式7，提升和下降變速的變速時(shí)間逐漸變快。即，在模式7中，是在最低速下變速，而在模式1中是在最高速下變速。通常，最好在模式4左右變速。在上升的斜坡時(shí)，可根據(jù)其斜度選擇模式。
液晶顯示部24中，顯示目前的行走速度，同時(shí)，顯示變速時(shí)操作的變速級(jí)。
省電回路31設(shè)置成在自行車(chē)停止時(shí)可抑制電力的消耗。省電回路31被供給由蓄電元件32蓄積的電力。省電回路31與變速控制部25、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28、充電控制回路33和自動(dòng)燈光回路35相連接，靠蓄電元件32蓄積的動(dòng)作用的電力供給這些部件，同時(shí)，在自行車(chē)停止時(shí)，切斷向這些部件的電力供給。省電回路31中輸入來(lái)自交流發(fā)電機(jī)19的信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)判斷自行車(chē)是否停止。通過(guò)設(shè)有這樣的省電回路31，可抑制蓄電元件32所蓄積電力的無(wú)謂的消耗。
蓄電元件32例如由大容量的電容器構(gòu)成，蓄積由交流發(fā)電機(jī)19輸出的、并且由充電控制回路33整流的直流電。由蓄電元件32蓄積的1mA的電流通過(guò)省電回路31向變速控制部25、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28、充電控制回路33和自動(dòng)燈光回路35供給。由蓄電元件32蓄積的1A的電流也直接供給馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28。另外，代替電容器可用鎳·鎘電池或鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池構(gòu)成蓄電元件32。
馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28用于定位和控制變速馬達(dá)45。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28通過(guò)省電回路31供給的1mA電流動(dòng)作，定位控制由蓄電元件32供給的1A電流，并向變速馬達(dá)45供給。
充電控制回路33例如由半波整流回路構(gòu)成，由交流發(fā)電機(jī)19輸出的交流電流整流成例如1A和5mA的直流電流。
發(fā)電機(jī)波形成形回路34根據(jù)從交流發(fā)電機(jī)19輸出的交流電流，生成速度信號(hào)。即，例如以半周期程度提取正弦曲線的交流信號(hào)，將其通過(guò)施米特回路等適宜的波形成形回路，生成相應(yīng)于速度的脈沖信號(hào)。
自動(dòng)燈光回路35根據(jù)來(lái)自變速控制部25基于光傳感器36的檢測(cè)輸出而輸出的接通斷開(kāi)信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，將由交流發(fā)電機(jī)19輸出的1A的電流向燈18供給或切斷。由此，照明度在規(guī)定以下時(shí)，燈18自動(dòng)點(diǎn)亮，而超過(guò)規(guī)定的照明度時(shí)，燈滅。
在如此構(gòu)成的變速控制組件12中，在由變速操作部20選擇的自動(dòng)變速模式或手動(dòng)變速模式下，變速控制內(nèi)裝變速輪轂10。具體為，例如選擇的自動(dòng)變速模式為模式4時(shí)，如圖7所示，車(chē)速為12.7km/h，從1速提升變速到2速。在車(chē)速變?yōu)?7.1km/h時(shí)，提升變速到3速。之后，車(chē)速下降到15.6km/h時(shí)，變速下降到2速，進(jìn)而在車(chē)速下降到11.5km/h時(shí)，變速下降到1速。在此，為了防止變速時(shí)的振動(dòng)，對(duì)于提升變速的時(shí)間和下降變速的時(shí)間，在下降一方較短。如此變速時(shí)，通過(guò)來(lái)自交流發(fā)電機(jī)19的交流信號(hào)，檢測(cè)出車(chē)速，可使車(chē)速細(xì)化成車(chē)輪每1轉(zhuǎn)下的車(chē)速，與以往相比，可實(shí)時(shí)地追隨實(shí)際的車(chē)速的變化來(lái)變速。
另外，車(chē)輪回轉(zhuǎn)時(shí)，省電回路31對(duì)其檢測(cè)出，并將控制動(dòng)作用電力向變速控制部25或充電控制回路33等供給。結(jié)果，變速控制部25開(kāi)始動(dòng)作，控制液晶顯示部24或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28或自動(dòng)燈光回路35或充電控制回路33。并且，來(lái)自交流發(fā)電機(jī)19的電力向蓄電元件32充電。然后，由發(fā)電機(jī)波形成形回路34將車(chē)速信號(hào)給予變速控制部25。車(chē)輪一旦停止，省電回路31就檢測(cè)出，切斷控制用電力的供給。由此，停止時(shí)不會(huì)有無(wú)謂的電力消耗。因此，停止時(shí)，蓄電元件32不消耗。
在此，設(shè)置蓄電元件32，以蓄積來(lái)自交流發(fā)電機(jī)19的電力，通過(guò)該電力，使包含變速控制部25的各部件動(dòng)作，從而無(wú)需電池的更換或充電作業(yè)。另外，不必進(jìn)行電池剩余量的管理或預(yù)備電池的工作，不用進(jìn)行與電源有關(guān)的繁瑣的作業(yè)，就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。
并且，根據(jù)從交流發(fā)電機(jī)19輸出的交流信號(hào)檢測(cè)出車(chē)速，并且根據(jù)該檢測(cè)出的車(chē)速進(jìn)行變速控制。交流發(fā)電機(jī)一般具有多個(gè)磁極，因此，由交流發(fā)電機(jī)就可輸出與該磁極數(shù)和車(chē)速有關(guān)的頻率構(gòu)成的交流信號(hào)。與通常自行車(chē)所用的、例如從檢測(cè)出車(chē)輪上帶有的磁鐵的速度傳感器獲得的速度信號(hào)相比，在每一轉(zhuǎn)中可從交流信號(hào)獲得較多的脈沖信號(hào)。因此，可在1轉(zhuǎn)間細(xì)微地檢測(cè)出車(chē)速，可實(shí)時(shí)高精度地進(jìn)行變速控制。另外，由于根據(jù)來(lái)自交流發(fā)電機(jī)19的交流信號(hào)的控制，而無(wú)需以往那樣的將變速控制組件12接近于車(chē)輪附近配置的方式，變速控制組件12的安裝位置不受任何限制。
另外，采用變速控制組件12，可有效地利用以往白天不使用的交流發(fā)電機(jī)19的電力。
其他實(shí)施例(a)在前述實(shí)施例中，是將液晶顯示部設(shè)置于變速操作部20上來(lái)顯示變速級(jí)或車(chē)速的，但可不顯示。
(b)在前述實(shí)施例中，是將燈箱13作為盒體來(lái)構(gòu)成變速控制組件的，但可如圖8和圖9所示，將變速操作部120的箱體121作為盒體來(lái)構(gòu)成變速控制組件112。此時(shí)，燈118和變速控制組件112可用電線43連接。
另外，箱體121裝在手柄桿15的手柄支柱14安裝部附近，顯示部124和操作盤(pán)122設(shè)置成向外部露出。另外，內(nèi)部收納有回路組件和馬達(dá)組件。在這樣的實(shí)施例中，燈118可使用現(xiàn)有的燈。因此，對(duì)于現(xiàn)有的3級(jí)變速自行車(chē)可后裝上自動(dòng)變速用的組件。
(c)在前述實(shí)施例中，設(shè)有變速操作部，但可不設(shè)置變速操作部。即，例如，檢測(cè)出作用于曲柄上的扭矩，根據(jù)車(chē)速和扭矩的關(guān)系，可自動(dòng)地選擇多個(gè)自動(dòng)變速模式中的任一個(gè)。另外，自動(dòng)變速模式可固定為1種類(lèi)。
(d)在前述實(shí)施例中，是將變速用的馬達(dá)組件設(shè)置在變速控制組件內(nèi)的，但可如圖10所示，將變速用的馬達(dá)和動(dòng)作位置傳感器等的馬達(dá)組件229配置于變速裝置110側(cè)。此時(shí)，變速控制組件212和變速裝置110不用變速纜線而只靠電線48連接。
(e)在前述實(shí)施例中，利用來(lái)自設(shè)置在發(fā)電效率高、行走阻力少的發(fā)電機(jī)輪轂8上的交流發(fā)電機(jī)的電力，但也可利用來(lái)自與車(chē)輪的輪緣或輪胎接觸而發(fā)電的交流發(fā)電機(jī)的電力。
(f)在前述實(shí)施例中，是變速控制內(nèi)裝變速輪轂的，但控制對(duì)象的變速裝置并不限于內(nèi)裝式，可為外裝式。在外裝式的情況下，并不限于后撥鏈器，可控制前撥鏈器。另外，馬達(dá)組件可設(shè)有2個(gè)，可控制這兩者。
根據(jù)本發(fā)明，由于是設(shè)有蓄電機(jī)構(gòu)，蓄積來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的電力，并且通過(guò)該電力使變速控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，因此，無(wú)需電池的更換或充電作業(yè)。并且，不必進(jìn)行電池剩余量的管理或攜帶預(yù)備電池的工作，無(wú)需與電源有關(guān)的繁瑣的作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。
并且，根據(jù)交流發(fā)電機(jī)輸出的交流信號(hào)來(lái)變速控制。交流發(fā)電機(jī)一般具有多個(gè)磁極，因此，通過(guò)交流發(fā)電機(jī)輸出由與該磁極數(shù)和車(chē)速有關(guān)的頻率構(gòu)成的交流信號(hào)。為此，與通常自行車(chē)所用的、例如從檢測(cè)出車(chē)輪上帶有的磁鐵的速度傳感器獲得的速度信號(hào)相比，在每一轉(zhuǎn)中可從交流信號(hào)獲得較多的脈沖信號(hào)。因此，可在1轉(zhuǎn)間細(xì)微地檢測(cè)出車(chē)速，可實(shí)時(shí)高精度地進(jìn)行變速控制。另外，由于是根據(jù)來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的交流信號(hào)的控制，從而無(wú)需以往那樣的將裝置配置于車(chē)輪附近，裝置的安裝位置不受任何限制。
權(quán)利要求
1.一種自行車(chē)用變速控制裝置，安裝到裝載有交流發(fā)電機(jī)和多個(gè)變速級(jí)的變速裝置的自行車(chē)上，將所述變速裝置控制于所述多個(gè)變速級(jí)的任一個(gè)，該變速裝置具有可蓄積來(lái)自所述交流發(fā)電機(jī)的電力的蓄電機(jī)構(gòu)，通過(guò)蓄積到所述蓄電機(jī)構(gòu)中的電力進(jìn)行動(dòng)作，并且根據(jù)來(lái)自所述交流發(fā)電機(jī)的交流信號(hào)將所述變速裝置控制成所述多個(gè)變速級(jí)的任一個(gè)上的變速控制機(jī)構(gòu)，存儲(chǔ)所述蓄電機(jī)構(gòu)和所述變速控制機(jī)構(gòu)并且可裝到所述自行車(chē)上的盒體。
2.按照權(quán)利要求1所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，所述變速控制機(jī)構(gòu)由所述交流信號(hào)生成相應(yīng)于所述自行車(chē)的車(chē)速的速度信號(hào)，并根據(jù)所生成的速度信號(hào)控制所述變速裝置。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，還具有根據(jù)所述生成的速度信號(hào)，顯示所述自行車(chē)的車(chē)速的顯示機(jī)構(gòu)。
4.按照權(quán)利要求1～3任一所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，所述變速裝置具有進(jìn)行變速動(dòng)作的電動(dòng)馬達(dá)，所述變速控制機(jī)構(gòu)控制所述電動(dòng)馬達(dá)。
5.按照權(quán)利要求1～3任一所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，還具有內(nèi)藏于所述盒體內(nèi)、使所述變速裝置變速動(dòng)作的電動(dòng)馬達(dá)和通過(guò)所述電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行動(dòng)作并經(jīng)變速纜線與所述變速裝置連接的纜線動(dòng)作機(jī)構(gòu)，所述變速控制機(jī)構(gòu)控制所述電動(dòng)馬達(dá)。
6.按照權(quán)利要求1～5任一所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，還具有內(nèi)藏于所述盒體內(nèi)的照明用燈。
7.按照權(quán)利要求6所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，所述燈可通過(guò)由所述交流發(fā)電機(jī)供給的電力點(diǎn)亮。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，還具有控制所述燈的燈控制機(jī)構(gòu)。
9.按照權(quán)利要求1～5任一所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，所述自行車(chē)上可裝有通過(guò)由所述交流發(fā)電機(jī)供給的電力可點(diǎn)亮的照明用燈，還具有控制所述燈的燈控制機(jī)構(gòu)。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，還具有檢測(cè)出照明度的照明度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，所述燈控制機(jī)構(gòu)根據(jù)所述照明度檢測(cè)結(jié)果控制所述燈點(diǎn)亮或熄滅。
11.按照權(quán)利要求1～10任一所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，還具有變速操作部，該變速操作部具有可將所述變速裝置的變速時(shí)間選擇成多種的自動(dòng)變速模式選擇機(jī)構(gòu)，所述變速控制機(jī)構(gòu)在所述選擇的變速時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換所述多個(gè)變速級(jí)。
12.按照權(quán)利要求11所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，所述變速操作部具有靠手動(dòng)可選擇地操作所述多個(gè)變速級(jí)任一個(gè)的手動(dòng)選擇機(jī)構(gòu)。
13.按照權(quán)利要求1～12任一所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，所述蓄電機(jī)構(gòu)為大容量的電容器。
14.按照權(quán)利要求1～12任一所述的自行車(chē)用變速控制裝置，其特征在于，所述蓄電機(jī)構(gòu)為二次電池。
15.自行車(chē)用顯示部，是安裝于裝載有交流發(fā)電機(jī)的自行車(chē)上的顯示部，連接于基于所述交流發(fā)電機(jī)的電源，顯示部(24)由發(fā)電機(jī)(8)產(chǎn)生的電力所操作。
16.按照權(quán)利要求15所述的自行車(chē)用顯示部，其特征在于，顯示部具有背光(back light)。
17.按照權(quán)利要求16所述的自行車(chē)用顯示部，其特征在于，背光由光傳感器(36)所操作。
全文摘要
在自行車(chē)用變速控制組件中，不必進(jìn)行與電源有關(guān)的繁瑣的作業(yè)就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。自行車(chē)用變速控制組件12為安裝在裝載了具有交流發(fā)電機(jī)19和多個(gè)變速級(jí)的內(nèi)裝變速輪轂10的自行車(chē)上，并將內(nèi)裝變速輪轂控制為多個(gè)變速級(jí)的任一個(gè)的裝置，該裝置具有蓄電元件32、變速控制部25和燈箱。蓄電元件32可蓄積來(lái)自交流發(fā)電機(jī)19的電力。變速控制部25通過(guò)蓄積到蓄電元件32中的電力而動(dòng)作，同時(shí)，根據(jù)來(lái)自交流發(fā)電機(jī)19的交流信號(hào)，將變速輪轂控制為多個(gè)變速級(jí)的任一種。燈箱存儲(chǔ)蓄電元件32和變速控制部25，并且可裝到自行車(chē)車(chē)架或手柄上。
文檔編號(hào)B62J6/00GK1394787SQ02124489
公開(kāi)日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月29日
發(fā)明者藤井和浩, 宇野公二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島野