專利名稱：自行車用變速定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變速定位裝置，特別是，涉及一種對有多個(gè)變速級(jí)的自行車用變速裝置進(jìn)行定位的自行車用變速定位裝置。
背景技術(shù)：
自行車的變速裝置一般具有內(nèi)藏于后輪輪轂中的內(nèi)裝變速裝置和外裝變速裝置，其中，外裝變速裝置具有安裝到后輪輪轂或曲柄上的多級(jí)鏈輪及將鏈條跨繞在任一個(gè)鏈輪上的撥鏈器。無論是哪一種變速裝置，均具有多個(gè)變速級(jí)。以往的方式為，由裝到自行車車架上的變速操作部經(jīng)變速纜索(連接機(jī)構(gòu)的一例)連接，以切換至多個(gè)變速級(jí)的任一個(gè)。
近來，開發(fā)出靠電動(dòng)馬達(dá)使變速纜索動(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)成為增速比較大的高速段，而低速行走時(shí)增速比變小，成為蹬騎輕快的低速段。為了實(shí)現(xiàn)這種動(dòng)作，自動(dòng)變速組件具有包含經(jīng)變速纜索使變速裝置定位動(dòng)作的電動(dòng)馬達(dá)的變速定位裝置，包含有變速控制電動(dòng)馬達(dá)的例如微機(jī)的控制部，檢測出自行車車速的車速檢測部，和接收這些部件且裝到自行車車架上的盒體。
變速定位裝置具有配置于盒體內(nèi)的基座部件，可自由回轉(zhuǎn)地裝到基座部件上以卷取變速纜索的卷取體，不能回轉(zhuǎn)但可在軸向自由移動(dòng)地安裝到卷取體上的定位部件，將定位部件設(shè)置于內(nèi)周側(cè)并且可自由回轉(zhuǎn)地安裝到基座部件上的解除部件，電動(dòng)馬達(dá)，將電動(dòng)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)減速并傳遞給解除部件的減速機(jī)構(gòu)。定位部件通過圍繞著回轉(zhuǎn)軸安裝的施力部件而被在軸向施加與解除部件接觸方向的力。解除部件在回轉(zhuǎn)方向與卷取體具有規(guī)定的間隙的狀態(tài)下連接。由此，解除部件在纜索卷取方向上回轉(zhuǎn)一級(jí)變速級(jí)時(shí)，使之與卷取體連動(dòng)地在纜索卷取方向回轉(zhuǎn)，當(dāng)在纜索輸出方向回轉(zhuǎn)一級(jí)變速級(jí)時(shí)，通過施加并作用于變速纜索上的力，使卷取體在纜索輸出方向比解除部件慢地回轉(zhuǎn)。
定位部件和解除部件分別具有在軸向?qū)χ玫膶χ妹妫诟鲗χ妹嫔显O(shè)有單向連動(dòng)機(jī)構(gòu)，只在纜索卷取方向?qū)⒍ㄎ徊考c解除部件連動(dòng)著回轉(zhuǎn)。定位部件和基座部件分別具有在軸向?qū)χ玫膶χ妹?，在各對置面上設(shè)有定位機(jī)構(gòu)，使定位部件對應(yīng)于變速級(jí)定位。
單向連動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置成，解除部件在纜索輸出方向回轉(zhuǎn)時(shí)，一度解除定位機(jī)構(gòu)的定位。單向連動(dòng)機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)分別具有在相反方向傾斜的直角三角形的多個(gè)凸輪面，單向連動(dòng)機(jī)構(gòu)的凸輪面的高度設(shè)定成高于定位機(jī)構(gòu)側(cè)的凸輪面。
以往的如此構(gòu)成的變速定位機(jī)構(gòu)為，在通過電動(dòng)馬達(dá)將解除部件朝纜索卷取方向回轉(zhuǎn)時(shí)，與卷取體連動(dòng)回轉(zhuǎn)一個(gè)變速級(jí)，同時(shí)，使定位部件回轉(zhuǎn)一個(gè)變速級(jí)，越過定位機(jī)構(gòu)的凸輪面定位，以確定卷取體的位置。由此，變速纜索拉伸一個(gè)變速級(jí)，變速裝置就在一個(gè)變速級(jí)中變速。
另外，使解除部件在纜索輸出方向回轉(zhuǎn)時(shí)，通過單向連動(dòng)機(jī)構(gòu)，定位部件在軸向移動(dòng)，一度解除定位機(jī)構(gòu)的定位。此時(shí)，解除部件回轉(zhuǎn)到下一個(gè)變速級(jí)的變速位置附近。定位被解除時(shí)，通過施加和作用于纜索上的力，卷取體在輸出方向回轉(zhuǎn)，由定位機(jī)構(gòu)在確定定位部件的下一個(gè)變速級(jí)的位置上，確定卷取體的位置。由此，變速纜索輸出一個(gè)變速級(jí)程度，而變速裝置在一個(gè)變速級(jí)中變速。
在前述的以往結(jié)構(gòu)中，定位部件相對解除部件在軸向移動(dòng)，以解除定位。并且，裝有將定位部件朝接觸解除部件的方向施力的施力部件。因此，在軸向必須要有定位部件在軸向移動(dòng)的空間或收納施力部件的空間，從而回轉(zhuǎn)軸方向的空間變大，變速定位裝置很難薄型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是謀求變速定位裝置的薄型化。
解決技術(shù)問題的手段方案1的自行車用變速定位裝置為，對具有多個(gè)變速級(jí)的自行車用變速裝置進(jìn)行定位的自行車用變速定位裝置，具有基礎(chǔ)部件，回轉(zhuǎn)體，定位機(jī)構(gòu)，爪部件，第1施力部件和爪解除部件?；A(chǔ)部件可裝到自行車上?；剞D(zhuǎn)體與所述自行車用變速裝置連接、圍繞著第1軸可自由回轉(zhuǎn)地裝到基礎(chǔ)部件上。定位機(jī)構(gòu)為固定到基礎(chǔ)部件上、具有相應(yīng)于變速級(jí)在周向設(shè)有間隔并且在內(nèi)周側(cè)突出設(shè)置的多個(gè)突起部，根據(jù)變速級(jí)定位回轉(zhuǎn)體的機(jī)構(gòu)。爪部件為，前端在徑向外方立起并且可在與多個(gè)突起部的任一個(gè)卡止的卡止姿勢和由卡止姿勢向徑向內(nèi)方仰臥以脫離突起部的脫離姿勢之間自由擺動(dòng)地設(shè)置于回轉(zhuǎn)體上，禁止回轉(zhuǎn)體在第1方向回轉(zhuǎn)但允許在與第1方向相反的第2方向回轉(zhuǎn)的。第1施力部件為設(shè)置在回轉(zhuǎn)體上、將爪部件向卡止姿勢側(cè)施力的部件。爪解除機(jī)構(gòu)為，在基礎(chǔ)部件上設(shè)置成與回轉(zhuǎn)體并排并且可圍繞著第1軸自由回轉(zhuǎn)，相對回轉(zhuǎn)體在第1方向相對回轉(zhuǎn)，以將處于卡止姿勢的爪部件成為脫離姿勢，使回轉(zhuǎn)體在第1方向可回轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
在該定位裝置中，回轉(zhuǎn)體通常通過連接著的自行車用變速裝置被朝一個(gè)方向施力。并且，相對于定位的回轉(zhuǎn)體，使爪解除機(jī)構(gòu)在第2方向相對回轉(zhuǎn)時(shí)，與定位機(jī)構(gòu)的突起部的任一個(gè)卡止的爪部件從卡止姿勢放倒成脫離姿勢，從而回轉(zhuǎn)體可在第2方向回轉(zhuǎn)。此時(shí)，回轉(zhuǎn)體被在第1方向施力，因此回轉(zhuǎn)體在第1方向遲于爪解除機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)體在第1方向回轉(zhuǎn)時(shí)，無爪解除機(jī)構(gòu)對爪部件的限制。結(jié)果，通過第1施力部件，向卡止姿勢側(cè)施力的爪部件從脫離姿勢返回到卡止姿勢，與在第1方向鄰接的下一個(gè)突起部卡止，回轉(zhuǎn)體被定位于下一個(gè)變速位置上，從而自行車用變速裝置被定位。在此，通過爪部件向徑向外方和內(nèi)方的擺動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)爪部件對定位機(jī)構(gòu)的卡止和脫離，同時(shí)，對爪部件施力的第1施力部件設(shè)置在回轉(zhuǎn)體上。為此，在回轉(zhuǎn)軸方向不必設(shè)置爪部件移動(dòng)或施力用的空間，可使變速定位裝置薄型化。
方案2的自行車用變速定位裝置為，在方案1所述的裝置中，回轉(zhuǎn)體通過連接機(jī)構(gòu)與自行車用變速裝置連接。此時(shí)，通過連接機(jī)構(gòu)，自行車用變速裝置與回轉(zhuǎn)體連接，從而可將包含回轉(zhuǎn)體的變速定位裝置離開自行車用變速裝置設(shè)置。
方案3的自行車用變速定位裝置為，在方案2所述的裝置中，連接機(jī)構(gòu)為與自行車用變速裝置和回轉(zhuǎn)體連接并且卷繞到回轉(zhuǎn)體上的變速纜索。此時(shí)，用通常變速所用的變速纜索連接回轉(zhuǎn)體和自行車用變速裝置，從而在有自行車用變速裝置的自行車上可后裝變速定位裝置。另外，通過變速纜索連接著變速定位裝置，因此在自行車上不必添加變速定位裝置以外的特別的部件，容易采用變速定位裝置。
方案4的自行車用變速定位裝置為，在方案3所述的裝置中，變速纜索通過變速裝置被朝第1方向施力，在回轉(zhuǎn)體在第2方向回轉(zhuǎn)時(shí)，卷繞到回轉(zhuǎn)體上。此時(shí)，利用作用于變速纜索上的所施加力，可使回轉(zhuǎn)體在第1方向(纜索輸出方向)回轉(zhuǎn)。
方案5的自行車用變速定位裝置為，在方案1～4任一所述的裝置中，還具有將回轉(zhuǎn)體朝第1方向施力的第2施力部件。此時(shí)，用單獨(dú)的裝置就可使回轉(zhuǎn)體在纜索輸出方向可靠地回轉(zhuǎn)。為此，特別好地是用于靠手動(dòng)的變速操作。
方案6的自行車用變速定位裝置為，在方案1～5任一所述的裝置中，爪部件為，當(dāng)回轉(zhuǎn)體在第2方向回轉(zhuǎn)時(shí)，通過突起部朝脫離姿勢放倒，在第1方向回轉(zhuǎn)時(shí)，在卡止姿勢下，與突起部卡止。此時(shí)，用簡單的結(jié)構(gòu)就可實(shí)現(xiàn)只允許回轉(zhuǎn)體在第2方向回轉(zhuǎn)的單向回轉(zhuǎn)的功能。
方案7的自行車用變速定位裝置為，在方案3～6任一的裝置中，回轉(zhuǎn)體具有帶有與變速纜索卡止的纜索卡止部的卷取部，和不可回轉(zhuǎn)地裝上卷取體的筒狀的爪保持部，爪部件圍繞著實(shí)質(zhì)上平行于第1軸的第2軸可自由擺動(dòng)地裝到爪保持部上。此時(shí)，爪部件與變速纜索安裝到不同的部件上，從而容易制作和裝配。
方案8的自行車用變速定位裝置為，在方案7所述的裝置中，爪保持部的外周部具有可自由擺動(dòng)地裝有爪部件的凹部，第1施力部件為裝到爪保持部的外周面上的環(huán)狀彈簧部件。此時(shí)，環(huán)狀彈簧部件僅卷繞在爪保持部的外周面上，就可將爪部件朝卡止姿勢側(cè)施力。
方案9的自行車用變速定位裝置為，在方案1～8任一所述的裝置中還具有使爪解除機(jī)構(gòu)只在第2方向回轉(zhuǎn)時(shí)與回轉(zhuǎn)體連動(dòng)并且同時(shí)回轉(zhuǎn)的連動(dòng)機(jī)構(gòu)。此時(shí)，在第2方向上爪解除機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)一變速級(jí)時(shí)，回轉(zhuǎn)體與之連動(dòng)回轉(zhuǎn)。此時(shí)，爪部件通過下一個(gè)突起部擺動(dòng)到脫離姿勢側(cè)，在通過下一個(gè)突起部的時(shí)刻，返回卡止姿勢，以與下一個(gè)突起部卡止。另外，爪解除機(jī)構(gòu)在第1方向回轉(zhuǎn)一變速級(jí)時(shí)，由于連動(dòng)機(jī)構(gòu)不工作，只爪解除機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)，而回轉(zhuǎn)體不回轉(zhuǎn)。并且，與突起部卡止的爪部件通過爪解除機(jī)構(gòu)放倒成脫離姿勢時(shí)，爪部件可通過突起部，回轉(zhuǎn)體可在第1方向回轉(zhuǎn)。此時(shí)，由于回轉(zhuǎn)體被在第1方向上施力，從而回轉(zhuǎn)體在第1方向上回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)體在第1方向上回轉(zhuǎn)時(shí)，通過第1施力部件，朝卡止姿勢側(cè)施力的爪部件從脫離姿勢返回卡止姿勢，與在第1方向上鄰接的下一個(gè)突起部卡止，將回轉(zhuǎn)體定位于下一個(gè)變速位置。在此，可在第1方向和第2方向這兩個(gè)方向上定位的變速定位裝置可薄型化。
方案10的自行車用變速定位裝置為，在方案1～9任一所述的裝置中，還具有使爪解除機(jī)構(gòu)在第1方向和第2方向轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。此時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使爪解除機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可遠(yuǎn)距離操縱定位裝置的同時(shí)，可自動(dòng)控制定位裝置，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的裝置。
方案11的自行車用變速定位裝置為，在方案10所述的裝置中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有電動(dòng)馬達(dá)和使電動(dòng)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)減速并傳遞給爪解除機(jī)構(gòu)的減速機(jī)構(gòu)。此時(shí)，用電驅(qū)動(dòng)控制，可容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。
方案12的自行車用變速定位裝置為，在方案10或11所述的裝置中，還具有檢測出與爪解除機(jī)構(gòu)的變速級(jí)相應(yīng)的多個(gè)回轉(zhuǎn)位置的回轉(zhuǎn)位置檢測機(jī)構(gòu)。此時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)變速手動(dòng)變速用的回轉(zhuǎn)位置不是在變速裝置側(cè)，可在定位裝置內(nèi)部檢測出，容易配置電線。
方案13的自行車用變速定位裝置為，在方案10所述的裝置中，回轉(zhuǎn)位置檢測機(jī)構(gòu)具有與爪解除機(jī)構(gòu)連動(dòng)回轉(zhuǎn)、帶有刷的回轉(zhuǎn)部件，和固定到基礎(chǔ)部件上的固定部件，其中刷包含有在徑向間隔設(shè)置并且與變速級(jí)相對應(yīng)數(shù)的導(dǎo)通用的多個(gè)移動(dòng)接點(diǎn)，固定部件具有可與多個(gè)移動(dòng)接點(diǎn)電連接的不同長度且圓弧狀的多個(gè)固定接點(diǎn)。此時(shí)，通過多個(gè)移動(dòng)接點(diǎn)與不同長度且形成圓弧狀的多個(gè)固定接點(diǎn)的導(dǎo)通、非導(dǎo)通狀態(tài)的變化，可容易地檢測出回轉(zhuǎn)位置。
方案14的自行車用變速定位裝置為，在方案13所述的裝置中，回轉(zhuǎn)部件在回轉(zhuǎn)方向與爪解除機(jī)構(gòu)稍有間隙地卡止。此時(shí)，由于在爪解除機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)部件之間在回轉(zhuǎn)方向形成空隙，從而接點(diǎn)與導(dǎo)通部的連接狀態(tài)變化以檢測出回轉(zhuǎn)位置的時(shí)刻，爪解除機(jī)構(gòu)先行，在纜索卷取時(shí)可實(shí)現(xiàn)過行程。這種過行程通過將變速纜索拉出比變速所需的距離稍長，以用于補(bǔ)償機(jī)械要素的松弛或齒輪的阻力或制作誤差。
方案15的自行車用變速定位裝置為，在方案14的裝置中，刷與導(dǎo)通部彈性接觸，以制動(dòng)回轉(zhuǎn)部件。此時(shí)，通過刷，回轉(zhuǎn)部件被制動(dòng)，從而爪解除部件確實(shí)能夠相對回轉(zhuǎn)部件先行。
方案16的自行車用變速定位裝置為，通過向變速裝置側(cè)施力的變速纜索而與有多個(gè)變速級(jí)的自行車用變速裝置連接，經(jīng)變速纜索，使自行車用變速裝置根據(jù)變速級(jí)定位的自行車用變速定位裝置，具有基礎(chǔ)部件，回轉(zhuǎn)體，定位部件，爪部件，施力部件和爪解除部件?；A(chǔ)部件為可裝到自行車上的部件?；剞D(zhuǎn)體為圍繞著第1軸可自由回轉(zhuǎn)地裝到基礎(chǔ)部件上、并且具有與變速纜索的一端卡止的纜索卡止部和實(shí)質(zhì)上平行于第1軸設(shè)置的連動(dòng)銷。定位部件為固定到基礎(chǔ)部件上、具有相應(yīng)于變速級(jí)在周向設(shè)有間隔并且在內(nèi)周側(cè)突出設(shè)置的多個(gè)突起部，根據(jù)變速級(jí)定位回轉(zhuǎn)體的金屬板制的部件。爪部件為前端在徑向外方立起并且可自由擺動(dòng)于與多個(gè)突起部的任一個(gè)卡止的卡止姿勢和由卡止姿勢向徑向內(nèi)方仰臥以脫離突起部的脫離姿勢地方式設(shè)置在回轉(zhuǎn)體上，禁止回轉(zhuǎn)體在變速纜索輸出的第1方向回轉(zhuǎn)但允許在與卷取變速纜索的第2方向回轉(zhuǎn)的部件。施力部件為設(shè)置在回轉(zhuǎn)體上、將爪部件向卡止姿勢側(cè)施力的部件。爪解除部件為在基礎(chǔ)部件上設(shè)置成與回轉(zhuǎn)體并排并且可圍繞著第1軸自由回轉(zhuǎn)，具有相對回轉(zhuǎn)體在第1方向相對回轉(zhuǎn)、以將處于卡止姿勢的爪部件放倒成脫離姿勢的爪解除開口，和可與連動(dòng)銷卡止的圓弧狀的連動(dòng)開口的圓形板狀的部件。
在該定位裝置中，變速纜索卡止到纜索卡止部時(shí)，變速纜索通過自行車用變速裝置對變速裝置側(cè)(纜索輸出方向)施力，從而回轉(zhuǎn)體被朝第1方向施力。在該狀態(tài)下，將爪解除部件朝第2方向回轉(zhuǎn)時(shí)，連動(dòng)銷與連動(dòng)開口的回轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的邊緣卡止，回轉(zhuǎn)體與爪解除部件連動(dòng)，在第2方向回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)體在第2方向回轉(zhuǎn)時(shí)，克服所施加力，將變速纜索拉出。此時(shí)，允許回轉(zhuǎn)體在第2方向回轉(zhuǎn)，爪部件從而與下一個(gè)突起部接觸時(shí)，脫離卡止姿勢而成為脫離姿勢，通過突起部。并且，通過突起部時(shí)，爪解除部件停止回轉(zhuǎn)。由此，爪部件與下一個(gè)突起部卡止，將變速纜索定位于下一個(gè)變速位置上。
爪解除部件在第1方向回轉(zhuǎn)時(shí)，與定位部件的突起部任一個(gè)卡止的爪部件從卡止姿勢擺動(dòng)到脫離姿勢，回轉(zhuǎn)體可在第1方向回轉(zhuǎn)。此時(shí)，由于回轉(zhuǎn)體被朝第1方向施力，回轉(zhuǎn)體在第1方向回轉(zhuǎn)，拉出變速纜索。回轉(zhuǎn)體在第1方向回轉(zhuǎn)時(shí)，通過施力部件推向卡止姿勢側(cè)的爪部件從脫離姿勢返回到卡止姿勢，與鄰接于第1方向上的下一個(gè)突起部卡止，將回轉(zhuǎn)體定位于下一個(gè)變速位置上。結(jié)果，將拉出的變速纜索定位。
在此，通過爪部件向徑向外方和內(nèi)方的擺動(dòng)，爪部件可與定位機(jī)構(gòu)卡止和脫離，同時(shí)，對爪部件施力的施力部件設(shè)置在回轉(zhuǎn)體上。為此，在轉(zhuǎn)軸方向上，不必設(shè)置爪部件移動(dòng)或施力用的空間，可使變速定位裝置薄型化。
方案17的自行車用變速定位裝置為，在方案16所述的裝置中，爪部件和爪解除部件為金屬制成。此時(shí)，爪部件和定位部件由于由金屬制成，提高了其強(qiáng)度，爪部件只有一個(gè)就可，并且所形成的定位部件的突起部的數(shù)目只是變速級(jí)數(shù)就可。為此，可簡化其結(jié)構(gòu)。并且，即使是具有4級(jí)以上的多級(jí)變速級(jí)的變速裝置，突起部的數(shù)目也可設(shè)置成與變速級(jí)數(shù)相同，可減少突起部的數(shù)量，突起部可配置于360度的范圍內(nèi)，只變更突起部的數(shù)目和間隔，與內(nèi)裝式或外裝式無關(guān)地可與具有各種變速級(jí)的變速裝置相對應(yīng)。
附圖簡述

圖1為采用本發(fā)明一實(shí)施例的自行車的側(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為定位組件的俯視的局剖視圖，圖6為打開第2盒體部件狀態(tài)下的定位組件的俯視圖，圖7為沿圖5中VII-VII線的剖視圖，圖8為定位組件的分解透視圖，圖9為示出定位組件朝低速側(cè)變速動(dòng)作的視圖，圖10為示出定位組件朝高速側(cè)變速動(dòng)作的視圖，圖11為示出變速控制組件構(gòu)成的框圖，圖12為變速操作部的透視圖，圖13為示出每個(gè)自動(dòng)變速模式下的變速時(shí)間的圖表，圖14為另一實(shí)施例的相當(dāng)于圖2的視圖，圖15為其變速控制組件的俯視圖，圖16為又一實(shí)施例的相當(dāng)于圖2的視圖，圖17為又一實(shí)施例的相當(dāng)于圖7的視圖。
符號(hào)說明1車架 10內(nèi)裝變速輪轂12變速控制組件13燈箱 29定位組件42變速纜索(連接機(jī)構(gòu))50盒體 51卷取體(回動(dòng)體) 52定位部件52a～52c突起部 53爪部件 54環(huán)狀彈簧部件(第1施力部件)55爪解除部件55b爪解除開口 55c連動(dòng)開口56變速位置傳感器(回轉(zhuǎn)位置檢測傳感器) 57電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部63卷取部64爪安裝部64a凹部
64h連動(dòng)銷 66轉(zhuǎn)子 67定子67a～67d固定接點(diǎn) 68刷 68a～68c移動(dòng)接點(diǎn)70電動(dòng)馬達(dá) 71減速機(jī)構(gòu) 101扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧(第2施力部件)發(fā)明的實(shí)施例全體構(gòu)成圖1中，采用本發(fā)明一實(shí)施例的自行車為輕便快速車，包括有雙環(huán)形的車架體2和前叉3的車架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。
車架1的車架體2通過焊接管子而成。車架體2上裝有包含鞍座11或驅(qū)動(dòng)部5的各部件。前叉3在車架體2的前部可圍繞著斜向傾斜軸自由搖動(dòng)地方式安裝著。
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。通過變速纜索42，內(nèi)裝變速輪轂10與設(shè)置在變速控制組件12上的定位組件29(圖4)連接，以獲取3個(gè)變速位置。另外，變速纜索42通過內(nèi)裝變速輪轂10，其內(nèi)纜索42a(圖8)可牽引到內(nèi)裝變速輪轂10側(cè)。
固定在前叉3前端上的前輪6的發(fā)電機(jī)輪轂8為可裝有滾筒形的前制動(dòng)器的輪轂，內(nèi)部具有通過前輪6的回轉(zhuǎn)而發(fā)電的交流發(fā)電機(jī)19(參照圖12)。
變速控制組件的構(gòu)成變速控制組件12如圖2所示，通過電線40與發(fā)電機(jī)輪轂8內(nèi)的交流發(fā)電機(jī)19實(shí)現(xiàn)電連接。另外，變速控制組件12也通過電線41與變速操作部20實(shí)現(xiàn)電連接。變速控制組件12還通過變速纜索42與內(nèi)裝變速輪轂10實(shí)現(xiàn)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)的定位組件29和回路組件30。
定位組件的構(gòu)成定位組件29通過變速纜索42與具有3個(gè)變速級(jí)的內(nèi)裝變速輪轂10連接，為通過變速纜索42而根據(jù)變速級(jí)定位內(nèi)裝變速輪轂10的組件。定位組件29如圖5～圖8所示，具有裝到燈箱13內(nèi)的盒體50，圍繞著第1軸X可自由回轉(zhuǎn)地安裝到盒體50上的卷取體51，固定到盒體50上的定位部件52，以可自由擺動(dòng)地方式裝到卷取體51上以處于卡止姿勢和脫離姿勢的爪部件53，對爪部件53施加處于卡止姿勢的彈力的環(huán)狀彈簧部件54，將爪部件53放倒成脫離姿勢的爪解除部件55，檢測出變速位置的變速位置傳感器56，和驅(qū)動(dòng)爪解除部件55的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部57。
盒體50通過燈箱13可裝到自行車上。盒體50具有第1盒體部件60，與第1盒體部件60螺紋連接的第2盒體部件61，和與第2盒體部件61螺紋連接的蓋部件62。
第1盒體部件60為具有一面開口的矩形的第1收納空間60a的筐體，底部形成凸臺(tái)部60b?？勺杂苫剞D(zhuǎn)地支承著卷取體51和爪解除部件55的轉(zhuǎn)軸58的基端不能回轉(zhuǎn)地直立設(shè)置于該凸臺(tái)部60b上。轉(zhuǎn)軸58的前端支承蓋部件62。
第2盒體部件61形成為可塞住第1盒體部件60的第1收納空間60a，表面形成收納卷取體51的一部分的圓筒狀的第2收納空間61a。在第2盒體部件61的第1收納空間60a側(cè)裝有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部57的電動(dòng)馬達(dá)70。第2收納空間61a的中心形成與第1收納空間60a連通的圓形的開口61b。另外，在第2盒體部件61的側(cè)面形成突出的外卡止部61c，該外卡止部61c與變速纜索42的外套42b卡止。
卷取體51具有纜索卷取部63和不能回轉(zhuǎn)地連接著纜索卷取部63的爪安裝部64，其中，纜索卷取部63具有卡止到變速纜索42的內(nèi)纜索42a的前端上的纜索卡止部63a。纜索卷取部63的不能回轉(zhuǎn)地連接到爪安裝部64上的一部分為在徑向突出的例如合成樹脂制成的雨滴筒狀的部件。纜索卡止部63a在突出部分具有與固定到內(nèi)纜索42a前端上的圓柱狀鼓42c卡止的圓形孔部。在纜索卷取部63的外周面形成卷繞內(nèi)纜索42a的卷取槽63b。并且，在內(nèi)周面形成與爪安裝部64不能回轉(zhuǎn)地連接的花鍵槽63c。
爪安裝部64收納于第1收納空間60a中，為轉(zhuǎn)軸58貫穿于中心的筒狀金屬制成的部件。爪安裝部64具有大徑部64b，從大徑部64b向纜索卷取部63延伸的小徑的軸部64c，大徑部64b的外周面上形成可自由擺動(dòng)地收納著爪部件53的凹部64a。大徑部64b的外周面形成裝有環(huán)狀彈簧部件54的環(huán)狀槽64d。并且，在大徑部64b的端面，與爪解除部件55連動(dòng)并且在纜索卷取方向回轉(zhuǎn)的連動(dòng)銷64h(圖5)向爪解除部件55突出。
軸部64c穿過開口61b，延伸到第2收納空間61a中，在其前端的外周面，并排設(shè)置著與纜索卷取部63的花鍵槽63c接合的花鍵槽64e和裝有防水用的O型環(huán)59a的環(huán)狀槽64f。并且，前端面形成裝有O型環(huán)59b的環(huán)狀凹部64g。O型環(huán)59a密封第2盒體部件61的開口61b與爪安裝部64的間隙，以阻止液體從第2收納空間6 1a浸入第1收納空間60a。O型環(huán)59b密封爪安裝部64與轉(zhuǎn)軸58的間隙，以阻止液體從外部浸入第1收納空間60a。
定位部件52為通過爪部件53將卷取體51定位于3個(gè)變速位置的部件。由此，變速纜索42被定位于3個(gè)變速位置。定位部件52為金屬制成的大致矩形的板狀部件，具有形成于中心部的圓形的定位開口部52a，在定位開口部52a上形成向內(nèi)周側(cè)突出的3個(gè)突起部52b，52c，52d。3個(gè)突起部52b，52c，52d根據(jù)3級(jí)變速的內(nèi)裝變速輪轂10的變速位置，在回轉(zhuǎn)方向以一定間隔設(shè)置。在此，突起部52b為位于纜索卷取方向A最上游側(cè)的突起部，突起部52d為位于纜索卷取方向A最下游側(cè)的突起部，而突起部52c為位于其中間的突起部。通常，3級(jí)變速的內(nèi)裝變速輪轂10在不拉伸變速纜索42的狀態(tài)下為低速級(jí)，由此拉伸變速纜索42時(shí)，變速到中速級(jí)，高速級(jí)。因此，突起部為低速級(jí)的定位部，突起部52c為中速級(jí)的定位部，而突起部52d為高速級(jí)的定位部。
在本實(shí)施例中，定位開口部52a在定位部件52的角部切槽，以避免干涉其他構(gòu)件，如不會(huì)干涉的話，角部就不必切槽。另外，突起部的數(shù)目和間隔如根據(jù)變速級(jí)設(shè)定的話，也可對應(yīng)于7-9級(jí)變速。
爪部件53為金屬制成的部件，前端53b在徑向外方立起，在與3個(gè)突起部52b～52d任一個(gè)卡止的卡止姿勢和由卡止姿勢仰臥于徑向內(nèi)方、與3個(gè)突起部52b～52d任一個(gè)脫離的脫離姿勢間擺動(dòng)。爪部件53設(shè)置成允許與定位部件52在卷取體51的纜索卷取方向A回轉(zhuǎn)，而禁止在纜索輸出方向B的回轉(zhuǎn)。即，爪部件53在可自由擺動(dòng)地安裝到卷取體51的爪安裝部64的凹部64a中的狀態(tài)下，其擺動(dòng)中心53a從爪部件53的前端53b配置于纜索卷取方向A的下游側(cè)。由此，爪部件53在纜索卷取方向A回轉(zhuǎn)以與突起部52b接觸時(shí)，放倒成脫離姿勢。相反，在纜索輸出方向B回轉(zhuǎn)時(shí)，通過突起部52b而被卡止，阻止了卷取體51在其之上的回轉(zhuǎn)。
在爪部件53的外周部，裝有環(huán)狀彈簧部件54的槽部53c沿著回轉(zhuǎn)方向形成。爪部件53隔著槽部53c在第1軸X方向間隔設(shè)置，前端53a可與定位部件52和爪解除部件55接觸。
環(huán)狀彈簧部件54為金屬制成的彈簧部件，在拉伸的狀態(tài)下裝到環(huán)狀槽64d和槽部53c中。由此，環(huán)狀彈簧部件54產(chǎn)生收縮力。利用該力，將爪部件53賦予卡止姿勢。通過這樣的環(huán)狀彈簧部件54，對爪部件53施力時(shí)，對爪部件53的施力比較容易，并且收納彈簧的第1軸X方向的空間可變小。
爪解除部件55為外周形成與電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部57嚙合的齒輪齒55a的圓板狀金屬制成的部件，與卷取體51并排地可自由回轉(zhuǎn)地安裝到轉(zhuǎn)軸58上。在爪解除部件55的側(cè)面，如圖8所示，形成相對卷取體51在纜索輸出方向B相對回轉(zhuǎn)而將處于卡止姿勢的爪部件53放倒成脫離姿勢的爪解除開口55b，可卡止連動(dòng)銷64h的圓弧狀連動(dòng)開口55c，和卡止變速位置傳感器56的卡止孔55d。
爪解除開口55b為具有小徑開口55e和在小徑開口55e的纜索卷取方向A上游側(cè)連續(xù)形成的大徑開口55f的扇形開口。在小徑開口55e和大徑開口55f之間形成將兩者傾斜連接的傾斜面55g。在爪部件53的前端53a與小徑開口55e卡止時(shí)，爪部件53維持在脫離姿勢上。并且，在與大徑開口55f卡止時(shí)，爪部件53維持在卡止姿勢上。為此，卷取體51在纜索輸出方向B方向回轉(zhuǎn)，傾斜面55g通過爪部件53的前端53a時(shí)，處于卡止姿勢的爪部件53放倒成脫離姿勢，從而卷取體51可回轉(zhuǎn)。卷取體51回轉(zhuǎn)時(shí)，卷取體51通過變速纜索42被拉伸著回轉(zhuǎn)。如此，傾斜面55g通過爪部件53的前端53a，爪部件53被環(huán)狀彈簧部件54施力，以回到卡止姿勢上。
連動(dòng)開口55c為扇形的開口，設(shè)置成只在爪解除部件55在纜索卷取方向A回轉(zhuǎn)時(shí)與卷取體51連動(dòng)回轉(zhuǎn)。連動(dòng)開口55c的周向長度長于突起部52b的周向間隔。連動(dòng)銷64h通常設(shè)置成與連動(dòng)開口55c的在圖8的左端接觸，以通過變速纜索42，對卷取體51施加朝纜索輸出方向B的力。
變速位置傳感器56設(shè)置于爪解除部件55和第1盒體部件60的底部之間。變速位置傳感器56具有與爪解除部件55連動(dòng)著回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子66，和響應(yīng)轉(zhuǎn)子66的回轉(zhuǎn)而動(dòng)或不動(dòng)(ON、OFF)的定子67。
轉(zhuǎn)子66具有裝到定子67一側(cè)的側(cè)面上的刷68，和在爪解除部件55一側(cè)的側(cè)面上朝向卡止孔55d直立設(shè)置的卡止銷69。
刷68具有相應(yīng)于3個(gè)變速位置大致在徑向以一定間隔并排設(shè)置的相互導(dǎo)通的3根移動(dòng)接點(diǎn)68a，68b，68c。刷68與定子67彈性接觸，用較弱力制動(dòng)轉(zhuǎn)子66的回轉(zhuǎn)。
卡止銷69用于與爪解除部件55連動(dòng)著使轉(zhuǎn)子66回轉(zhuǎn)。卡止孔55d在回轉(zhuǎn)方向的長度稍大于該卡止銷69的直徑。為此，在卡止卡止銷69的狀態(tài)下，卡止孔55d和卡止銷69之間在回轉(zhuǎn)方向形成空隙(間隙)。由于形成這種空隙，轉(zhuǎn)子66在爪解除部件55回轉(zhuǎn)時(shí)要比之稍遲地開始回轉(zhuǎn)。并且，由于通過刷68制動(dòng)轉(zhuǎn)子66，可維持在滯后回轉(zhuǎn)的狀態(tài)。為此，爪解除部件55在纜索卷取方向A回轉(zhuǎn)時(shí)，在檢測時(shí)刻，爪解除部件55比轉(zhuǎn)子66要先行而超出。因這種超出，纜索卷取時(shí)可實(shí)現(xiàn)過行程。這種過行程使變速纜索拉出比變速所需的距離稍長些，以用作補(bǔ)償機(jī)械要素的松弛或齒輪的阻力或制造誤差。
定子67具有與3個(gè)接點(diǎn)68a～68c可電連接的不同長度的、在徑向相互有間隔并且形成圓弧狀的4個(gè)固定接點(diǎn)67a～67d。內(nèi)周側(cè)的固定接點(diǎn)67a為接地用接點(diǎn)，在爪解除部件55的回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)形成圓弧狀。設(shè)置在固定接點(diǎn)67a的外周側(cè)的固定接點(diǎn)67b與在外周側(cè)不同尺寸形成的固定接點(diǎn)67c實(shí)現(xiàn)電連接。固定接點(diǎn)67b為在纜索卷取方向A的下游側(cè)端部、檢測出高速級(jí)的變速位置的接點(diǎn)。設(shè)置于最外側(cè)的固定接點(diǎn)67c，67d在周向有間隔設(shè)置，并且分別在纜索卷取方向A上游側(cè)端部檢測出低速級(jí)和中速級(jí)的變速位置。
電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部57如圖6所示，具有驅(qū)動(dòng)用的電動(dòng)馬達(dá)70，使電動(dòng)馬達(dá)70的回轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)構(gòu)71。電動(dòng)馬達(dá)70例如為直流馬達(dá)。
減速機(jī)構(gòu)71具有固定到電動(dòng)馬達(dá)70的輸出軸上的蝸輪72，包含與蝸桿72嚙合的蝸輪73a的第1減速齒輪部73，與第1減速齒輪部73嚙合的第2減速齒輪部74，和與第2減速齒輪部74嚙合的第3減速齒輪部75。各減速齒輪部74具有大徑齒輪和小徑齒輪，通過小徑齒輪與其他減速齒輪部的大徑齒輪的嚙合，而實(shí)現(xiàn)減速。第3減速齒輪部75的小徑齒輪與形成于爪解除部件55的外周上的齒輪部55a嚙合。通過該減速機(jī)構(gòu)71，電動(dòng)馬達(dá)70的回轉(zhuǎn)可減速到例如1/1500左右。
定位組件的動(dòng)作在定位組件29中，如圖9(a)所示，在卷取體51定位于例如中速級(jí)的狀態(tài)下，從回路組件30朝向低速級(jí)的電流給予電動(dòng)馬達(dá)70時(shí)，變速位置傳感器56在檢測出低速級(jí)的變速位置之前，爪解除部件55在纜索輸出方向B回轉(zhuǎn)。另外，使卷取體51定位時(shí)，由于靠變速纜索42，卷取體51成為朝纜索輸出方向B施力的狀態(tài)，從而連動(dòng)銷64h與連動(dòng)開口55c的纜索輸出方向B下游側(cè)端部接觸。
爪解除部件55在纜索輸出方向B回轉(zhuǎn)時(shí)，如圖9(b)所示，爪解除部件55的爪解除開口55b的傾斜面55g與爪部件53接觸，處于卡止姿勢的爪部件53放倒成脫離姿勢。此時(shí)，由于連動(dòng)開口55c回轉(zhuǎn)，連動(dòng)銷64h脫離連動(dòng)開口55c的端部，卷取體51在連動(dòng)開口55c中沒有被限制回轉(zhuǎn)，可在纜索輸出方向B回轉(zhuǎn)。因此，如圖9(c)所示，靠變速纜索42施力的卷取體51在纜索輸出方向B回轉(zhuǎn)。此時(shí)，爪部件53超過傾斜面55g，爪部件53就位于大徑開口55f中，從而靠環(huán)狀彈簧部件54施力的爪部件53在卡止姿勢下立起。為此，如圖9(d)所示，被低速側(cè)的突起部52b(或52c)卡止，并定位于低速側(cè)的變速位置上。由此，結(jié)束朝低速側(cè)的變速動(dòng)作。該動(dòng)作在從高速級(jí)朝中速級(jí)變速時(shí)也是同樣進(jìn)行。
此外，如圖10(a)所示，在從回路組件30向高速側(cè)的電流給予電動(dòng)馬達(dá)70時(shí)，變速位置傳感器56到檢測出中速級(jí)的變速位置之前，爪解除部件55在纜索卷取方向B回轉(zhuǎn)。此時(shí)，在連動(dòng)開口55c中，由于連動(dòng)銷64h與纜索卷取方向A上游側(cè)端部接觸，卷取體51就與爪解除部件55一同回轉(zhuǎn)。卷取體51在纜索卷取方向A回轉(zhuǎn)時(shí)，突起部52c沖撞處于卡止姿勢的爪部件53。爪部件53由于在纜索卷取方向A回轉(zhuǎn)時(shí)放倒在脫離姿勢側(cè)，此時(shí)，如圖10(b)所示，沖撞突起部52c時(shí)，放倒成脫離姿勢，以通過突起部52c。并且，爪解除部件55停在中速級(jí)的變速位置上時(shí)，由于卡止銷69與爪解除部件55的卡止孔55d之間有空隙，由變速位置傳感器56檢測出如圖10(c)所示的變速位置時(shí)，爪解除部件55越出。由此實(shí)現(xiàn)過行程。而且，如圖10(d)所示，電動(dòng)馬達(dá)70只在纜索輸出方向A回轉(zhuǎn)時(shí)，爪部件53與突起部52c卡止。由此結(jié)束朝高速側(cè)的變速動(dòng)作。從中速級(jí)向高速級(jí)的變速時(shí)的動(dòng)作同樣進(jìn)行。
在此，通過爪部件53在徑向外方和內(nèi)方的擺動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對爪部件的定位部件52的卡止和脫離，同時(shí)，在卷取體51上設(shè)置對爪部件53施力的環(huán)狀彈簧部件54。為此，在第1軸X方向不必設(shè)有使爪部件53移動(dòng)或?qū)ψΣ考?3施力的空間，可使變速定位裝置薄型化。
回路組件的構(gòu)成回路組件30如圖11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，以自動(dòng)變速控制，同時(shí)，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，進(jìn)行燈光控制，在周圍的狀況比規(guī)定的明度要暗時(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23和操作按鈕21，22的操作開關(guān)26、液晶顯示部24、作為控制燈18照明度傳感器的光傳感器36、和通過交流發(fā)電機(jī)19發(fā)出的電力以生成速度信號(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通過省電回路31而與充電控制回路33、蓄電元件32和自動(dòng)光線回路35連接。此外，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28和定位組件29的變速位置傳感器56與其他的輸入輸出部連接。
變速操作部20如圖12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23，和設(shè)置在操作盤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為通過手動(dòng)進(jìn)行低速段到中速段、中速段到高速段變速的按鈕，右側(cè)的操作按鈕22為通過手動(dòng)進(jìn)行高速段到中速段、中速段到低速段變速的按鈕。操作盤23為可在模式1到模式7的7個(gè)自動(dòng)變速模式與手動(dòng)模式之間切換的旋鈕盤，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)變速模式為通過來自交流發(fā)電機(jī)19的車速信號(hào)使內(nèi)裝變速輪轂10自動(dòng)變速的模式，手動(dòng)變速模式為通過操作按鈕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，改變變速時(shí)間具體為改變變速時(shí)的速度來自動(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如圖11所示，設(shè)置成在自行車停止時(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)光線回路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)判斷自行車是否停止。通過設(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的電流通過省電回路31向變速控制回路25、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28、充電控制回路33和自動(dòng)光線回路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用于定位和控制電動(dòng)馬達(dá)70。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28通過省電回路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，并向電動(dòng)馬達(dá)70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)光線回路35根據(jù)來自光傳感器36的檢測輸出，通過由變速控制部25輸出的接通斷開信號(hào)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13所示，車速為12.7km/h，從1速提升變速到2速的電流向電動(dòng)馬達(dá)70輸出，定位組件29的卷取體51向纜索卷取方向A回轉(zhuǎn)1級(jí)變速級(jí)程度而定位，提升變速到2速。在車速變?yōu)?7.1km/h時(shí)，定位并提升變速到3速。之后，車速下降到15.6km/h時(shí)，卷取體51在纜索抽出方向B回轉(zhuǎn)1級(jí)變速級(jí)程度，定位并變速下降到2速，進(jìn)而在車速下降到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)，對于提升變速的時(shí)間和下降變速的時(shí)間，在下降一方降低。如此變速時(shí)，通過來自交流發(fā)電機(jī)19的交流信號(hào)，檢測出車速，可使車速細(xì)化成車輪每1轉(zhuǎn)下的車速，與以往相比，可實(shí)時(shí)地追隨實(shí)際的車速的變化來變速。
另外，車輪回轉(zhuǎn)時(shí)，省電回路31對其檢測出，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)光線回路35或充電控制回路33。并且，來自交流發(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將車速信號(hào)給予變速控制部25。車輪一旦停止，省電回路31就檢測出，切斷控制用電力的供給。由此，停止時(shí)不會(huì)有無謂的電力消耗。因而停止時(shí)，蓄電元件32不消耗。
在此，設(shè)置蓄電元件32，以蓄積來自交流發(fā)電機(jī)19的電力，通過該電力，使包含變速控制部25的各部件動(dòng)作，從而無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)檢測出車速，且根據(jù)該檢測出的車速進(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)和車速有關(guān)的頻率構(gòu)成的交流信號(hào)。與通常自行車所用的、例如從檢測出車輪上帶有的磁鐵的速度傳感器獲得的速度信號(hào)相比，從交流信號(hào)可獲得每1轉(zhuǎn)比較多的脈沖信號(hào)。因此，可在1轉(zhuǎn)間細(xì)細(xì)地檢測出車速，可實(shí)時(shí)高精度地進(jìn)行變速控制。另外，由于根據(jù)來自交流發(fā)電機(jī)19的交流信號(hào)的控制，而無需以往那樣的將變速控制組件12接近于車輪附近配置的方式，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。
此外，由于定位組件29較薄，可在燈盒13內(nèi)與回路組件30并排設(shè)置。如此，作為回路組件30和電動(dòng)馬達(dá)70到電源可使用來自交流發(fā)電機(jī)19的電力，同時(shí)，由于定位組件29可較薄，可緊湊且輕型的構(gòu)成自行車的自動(dòng)變速的結(jié)構(gòu)。
其他實(shí)施例(a)在前述實(shí)施例中，是將變速控制組件12設(shè)置于燈箱13中的，但可如圖14和圖15所示，內(nèi)藏定位組件的變速控制組件112設(shè)置于變速操作部120的盒體121內(nèi)。此時(shí)，燈118與變速控制組件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122設(shè)置成向外部露出。另外，內(nèi)部收納有回路組件或定位組件。在這樣的實(shí)施例中，燈118可使用現(xiàn)有的燈。因此，對于現(xiàn)有的3級(jí)變速自行車可后裝上自動(dòng)變速用的組件。
(b)在前述實(shí)施例中，是將變速用的定位組件29設(shè)置在變速控制組件內(nèi)的，但可如圖16所示，將包含有變速用的馬達(dá)或變速位置傳感器等的定位組件229設(shè)置于變速裝置110側(cè)。此時(shí)，變速控制組件212與變速裝置110可不用變速纜索而是用電線48連接。
(c)在前述實(shí)施例中，是定位內(nèi)裝變速輪轂的，但作為定位對象的變速裝置并不限于內(nèi)裝式，也可以是外裝式。外裝式的情況下，不限于后撥鏈器，可定位前撥鏈器。
(d)在前述實(shí)施例中，作為連接機(jī)構(gòu)例示了變速纜索42，但作為連接機(jī)構(gòu)可為連桿等其他形式。
(e)在前述實(shí)施例中，是通過變速纜索42，對卷取體51施加朝向纜索輸出方向的力的，但也可如圖17所示，可通過例如扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧101等施力機(jī)構(gòu)對卷取體51施加朝向纜索輸出方向的力。扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧101的兩端卡止到卷取體51的爪安裝部64的大徑部64b側(cè)面和第2盒體部件60的底部，以對卷取體51施加朝向纜索輸出方向的力。
根據(jù)本發(fā)明，通過爪部件朝徑向外方和內(nèi)方的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對爪部件的定位機(jī)構(gòu)的卡止和脫離，同時(shí)，對爪部件施力的第1施力部件設(shè)置于回轉(zhuǎn)體上。為此，在轉(zhuǎn)軸方向上不必設(shè)置爪部件移動(dòng)或施力用的空間，可使變速位置裝置薄型化。
權(quán)利要求
1.一種自行車用變速定位裝置，是對具有多個(gè)變速級(jí)的自行車用變速裝置進(jìn)行定位的自行車用變速定位裝置，具有可裝到自行車上的基礎(chǔ)部件；與所述自行車用變速裝置連接、可自由回轉(zhuǎn)地圍繞著第1軸旋轉(zhuǎn)而裝到所述基礎(chǔ)部件上的回轉(zhuǎn)體；固定到所述基礎(chǔ)部件上、具有相應(yīng)于所述變速級(jí)在周向設(shè)有間隔并且在內(nèi)周側(cè)突出設(shè)置的多個(gè)突起部，所述回轉(zhuǎn)體根據(jù)所述變速級(jí)定位的定位機(jī)構(gòu)；前端在徑向外方立起并且可自由擺動(dòng)于與所述多個(gè)突起部的任一個(gè)卡止的卡止姿勢和由所述卡止姿勢向所述徑向內(nèi)方仰臥以脫離所述突起部的脫離姿勢而設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)體上，禁止所述回轉(zhuǎn)體在第1方向回轉(zhuǎn)但允許在與所述第1方向相反的第2方向回轉(zhuǎn)的爪部件；設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)體上、將所述爪部件向所述卡止姿勢側(cè)施力的第1施力部件；在所述基礎(chǔ)部件上設(shè)置成與所述回轉(zhuǎn)體并排并且可圍繞著所述第1軸自由回轉(zhuǎn)，相對所述回轉(zhuǎn)體在所述第1方向相對回轉(zhuǎn)，以將處于所述卡止姿勢的爪部件成為所述脫離姿勢，使所述回轉(zhuǎn)體在所述第1方向可回轉(zhuǎn)的爪解除機(jī)構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)體通過連接機(jī)構(gòu)與所述自行車用變速裝置連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述連接機(jī)構(gòu)為與所述自行車用變速裝置和所述回轉(zhuǎn)體連接并且卷繞到所述回轉(zhuǎn)體上的變速纜索。
4.按照權(quán)利要求3所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述變速纜索通過所述自行車用變速裝置朝第1方向施力，在所述回轉(zhuǎn)體在所述第2方向回轉(zhuǎn)時(shí)，卷繞到所述回轉(zhuǎn)體上。
5.按照權(quán)利要求1～4任一所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，還具有將所述回轉(zhuǎn)體朝所述第1方向施力的第2施力部件。
6.按照權(quán)利要求1～5任一所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述爪部件為，在所述回轉(zhuǎn)體在所述第2方向回轉(zhuǎn)時(shí)，由所述突起部朝所述脫離姿勢放倒，在所述第1方向回轉(zhuǎn)時(shí)，在所述卡止姿勢下，與所述突起部卡止。
7.按照權(quán)利要求3～6任一所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)體具有帶有與所述變速纜索卡止的纜索卡止部的卷取部，和不可回轉(zhuǎn)地裝上所述卷取體的筒狀的爪保持部，所述爪部件圍繞著實(shí)質(zhì)上平行于所述第1軸的第2軸可自由擺動(dòng)地裝到所述爪保持部上。
8.按照權(quán)利要求7所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述爪保持部的外周部具有可自由擺動(dòng)地裝有所述爪部件的凹部，所述第1施力部件為裝到所述爪保持部的外周面上的環(huán)狀彈簧。
9.按照權(quán)利要求1～8任一所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，還具有使所述爪解除機(jī)構(gòu)只在所述第2方向回轉(zhuǎn)時(shí)與所述回轉(zhuǎn)體連動(dòng)并且同時(shí)回轉(zhuǎn)的連動(dòng)機(jī)構(gòu)。
10.按照權(quán)利要求1～9任一所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，還具有使所述爪解除機(jī)構(gòu)在所述第1方向和第2方向轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
11.按照權(quán)利要求10所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有電動(dòng)馬達(dá)和使所述電動(dòng)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)減速并傳遞給所述爪解除機(jī)構(gòu)的減速機(jī)構(gòu)。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，還具有檢測出與所述爪解除機(jī)構(gòu)的所述變速級(jí)相應(yīng)的多個(gè)回轉(zhuǎn)位置的回轉(zhuǎn)位置檢測機(jī)構(gòu)。
13.按照權(quán)利要求12所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)位置檢測機(jī)構(gòu)具有與所述爪解除機(jī)構(gòu)連動(dòng)回轉(zhuǎn)、帶有刷的回轉(zhuǎn)部件，和固定到所述基礎(chǔ)部件上的固定部件，其中刷包含有在徑向間隔設(shè)置并且與所述變速級(jí)相對應(yīng)數(shù)的導(dǎo)通用的多個(gè)移動(dòng)接點(diǎn)，固定部件具有可與所述多個(gè)移動(dòng)接點(diǎn)電連接的不同長度且圓弧狀的多個(gè)固定接點(diǎn)。
14.按照權(quán)利要求13所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)部件在回轉(zhuǎn)方向與所述爪解除機(jī)構(gòu)稍有間隙地卡止。
15.按照權(quán)利要求14所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述刷與所述導(dǎo)通部彈性接觸，以制動(dòng)所述回轉(zhuǎn)部件。
16.一種自行車用變速定位裝置，通過向變速裝置側(cè)施力的變速纜索而與有多個(gè)變速級(jí)的自行車用所述變速裝置連接，經(jīng)所述變速纜索，使所述自行車用變速裝置根據(jù)所述變速級(jí)定位，所述變速定位裝置具有可裝到自行車上的基礎(chǔ)部件；圍繞著第1軸可自由回轉(zhuǎn)地裝到所述基礎(chǔ)部件上、并且具有與所述變速纜索的一端卡止的纜索卡止部和實(shí)質(zhì)上平行于第1軸設(shè)置的連動(dòng)銷的回轉(zhuǎn)體；固定到所述基礎(chǔ)部件上、具有相應(yīng)于所述變速級(jí)在周向設(shè)有間隔并且在內(nèi)周側(cè)突出設(shè)置的多個(gè)突起部，所述回轉(zhuǎn)體根據(jù)所述變速級(jí)定位的板狀定位部件；前端在徑向外方立起并且可自由擺動(dòng)于與所述多個(gè)突起部的任一個(gè)卡止的卡止姿勢和由所述卡止姿勢向所述徑向內(nèi)方仰臥以脫離所述突起部的脫離姿勢而設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)體上，禁止所述回轉(zhuǎn)體在所述變速纜索輸出的第1方向回轉(zhuǎn)但允許在與卷取所述變速纜索的第2方向回轉(zhuǎn)的爪部件；設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)體上、將所述爪部件向所述卡止姿勢側(cè)施力的施力部件；在所述基礎(chǔ)部件上設(shè)置成與所述回轉(zhuǎn)體并排并且可圍繞著所述第1軸自由回轉(zhuǎn)，具有相對所述回轉(zhuǎn)體在所述第1方向相對回轉(zhuǎn)、以將處于所述卡止姿勢的爪部件放倒成所述脫離姿勢的爪解除開口，和可與所述連動(dòng)銷卡止的圓弧狀的連動(dòng)開口的圓形板狀的爪解除部件。
17.按照權(quán)利要求16所述的自行車用變速定位裝置，其特征在于，所述爪部件和爪解除部件為金屬制成。
全文摘要
提供一種定位組件可薄型化的自行車用變速定位裝置。定位組件為定位變速纜索的構(gòu)件，具有盒體、卷取體51、定位部件52、爪部件53、環(huán)狀彈簧部件54、和爪解除部件55。卷取體與變速纜索連接，圍繞著回轉(zhuǎn)軸1可自由回轉(zhuǎn)地安裝到盒體上。定位部件固定到盒體上，具有在內(nèi)周側(cè)突出設(shè)置的多個(gè)突起部52b～52d，根據(jù)變速級(jí)定位卷取體。爪部件可在與突起部任一卡止的卡止姿勢和脫離卡止姿勢的脫離姿勢之間自由擺動(dòng)地安裝到卷取體上。環(huán)狀彈簧部件設(shè)置在卷取體上，對爪部件施加朝向卡止姿勢側(cè)的力。爪解除部件與卷取體并排可自由回轉(zhuǎn)地設(shè)置著，在處于卡止姿勢的爪部件成為脫離姿勢時(shí)，可在同方向回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)體。
文檔編號(hào)B62M25/04GK1400135SQ0212727
公開日2003年3月5日 申請日期2002年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月1日
發(fā)明者藤井和浩 申請人:株式會(huì)社島野