JPH08113182A

JPH08113182A - 自動変速装置付自転車

Info

Publication number: JPH08113182A
Application number: JP6249477A
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: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】登り坂や向い風、あるいは荷物積載等、ペダル
踏力に過負荷が生じる走行時における運転者の負担を軽
減する自動変速装置付自転車を提供する。【構成】変速機構３２を有する自転車において、速度検
出手段２０と、スピードモードスイッチ５０と、この速
度検出手段２０及びスピードモードスイッチ５０からの
信号を入力するとともに指示信号を変速機構３２に出力
する制御部５とを備え、制御部５は、速度検出手段２０
からの速度情報に基づき、通常よりも高めに設定された
ギヤ位置変更の速度しきい値に応じて変速機構３２を作
動させるとともに、スピードモードスイッチ５０からス
イッチ作動の信号が入力された場合は、変速機構３２を
前記速度情報に基づき選定したギヤ位置よりも高いギヤ
位置に制御するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車用の自動変速装
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
によって変速の時期を決定している。このため、自転車
が登り坂を走行する場合でも、平地走行時と同様に単に
車速に応じた変速ポジションにするため、車速が速けれ
ば高速用の変速ポジション（ペダル操作力の重いギヤ）
に制御することとなる。したがって、このような自動変
速装置は登り坂では車速を落とさなければ軽いギヤにす
ることができず、運転者に過度の負担をかけるものであ
った。

【０００５】また、登り坂や向い風等の負荷が増加する
走行時において速度が下がった場合、低速用の変速ポジ
ションにギヤチェンジしようとしても、ペダル踏力が過
大となっているため、変速機構がシフトチェンジできな
くなるという問題もあった。

【０００６】本発明は前記事項に鑑みなされたものであ
り、登り坂や向い風、あるいは荷物積載等、ペダル踏力
に過負荷が生じる走行時における運転者の負担を軽減す
る自動変速装置付自転車を提供することを技術的課題と
する。

【０００７】また、老人や子供等、脚力の弱い運転者に
とって運転のし易い自動変速装置付自転車を提供するこ
とを技術的課題とする。また、運転操作感が良好な自動
変速装置付自転車を提供することを技術的課題とする。

【０００８】また、降り坂や追い風等、ペダル踏力が小
さい場合の運転をも円滑に行える自動変速装置付自転車
を提供することを技術的課題とする。

【０００９】

【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。＜本発明の要旨＞本発明は、変速機構を有する自転車に
おいて、速度検出手段と、スピードモードスイッチと、
この速度検出手段及びスピードモードスイッチからの信
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。

【００１０】〔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。また、前記変速機構は、内装式変速機
と、この内装式変速機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
るようにしてもよい。ここで、前記内装式変速機は、例
えば、後輪のハブ軸に回転自在にハブ体及び駆動体を設
け、この駆動体からハブ体に複数の動力伝達系を介して
チェーンからの動力を伝達するとともに、前記動力伝達
系をクラッチにより選択して変速する構成とすることが
できる。

【００１１】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。

【００１２】＜速度検出手段＞前記速度検出手段は、単
位時間当りの車輪回転数を検出するスピードセンサや、
ペダル回転数を検出するスピードセンサを例示すること
ができる。このようなスピードセンサとしては、電磁ピ
ックアップ方式のスピードセンサを例示できる。

【００１３】＜スピードモードスイッチ＞前記スピード
モードスイッチは、運転者のレバー操作等により信号を
出力する機械式スイッチ等を例示できる。

【００１４】＜制御部＞前記制御部は、前記速度検出手
段からの速度情報に基づき、通常よりも高めに設定され
たギヤ位置変更の速度しきい値に応じて、前記変速機構
を作動させるとともに、スピードモードスイッチからス
イッチ作動の信号が入力された場合は、前記変速機構を
前記速度情報に基づき選定したギヤ位置よりも高いギヤ
位置に制御するよう前記変速機構を作動させるように構
成されている。

【００１５】ここで、通常よりも高めに設定されたギヤ
位置変更の速度しきい値とは、一般的な自動変速装置に
比較して、ギヤ位置を低い（軽い）ギヤ位置に制御する
ことを意味する。また、速度情報に基づき選定したギヤ
位置よりも高いギヤ位置とは、例えば５段変速ギヤにお
いて１段あるいは２段高いギヤ位置を例示できる。ま
た、１０段変速ギヤにおいて１段〜３段高いギヤ位置を
例示できる。つまり、変速機構のギヤ比や必要な駆動力
（踏力）等を考慮して、何段高いギヤ位置に制御するよ
うにしてもよい。

【００１６】また、前記制御部は、前記スピードモード
スイッチからの信号により前記変速機構が速度情報に基
づき選定したギヤ位置よりも高いギヤ位置に制御されて
いる状態において、前記スピードモードスイッチからス
イッチ解除の信号が入力された場合は、速度検出手段か
らの速度情報に基づく制御に復帰させるように構成する
こともできる。

【００１７】なお、前記制御部は、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ），読み出し／書き込みメモリ（ＲＡＭ）、読み出し
専用メモリ（ＲＯＭ）、入出力装置（Ｉ／Ｏ）と、これ
らを接続するバスを有するように構成するとよい。

【００１８】

【作用】制御部は速度検出手段からの信号に基づき、車
速に応じて変速機構が作動するように制御する。この
際、ギヤ位置変更の速度しきい値は通常よりも高めに設
定されているため、登り坂や向い風等、負荷の大きな走
行時でも運転者は軽いギヤ位置で走行することとなる。

【００１９】また、前記制御部は、スピードモードスイ
ッチからスイッチ作動の旨の信号が入力された場合は、
前記変速機構を速度情報に基づき選定したギヤ位置より
も高いギヤ位置に制御する。

【００２０】さらに、前記制御部は、前記スピードモー
ドスイッチからの信号により前記変速機構が速度情報に
基づき選定したギヤ位置よりも高いギヤ位置に制御され
ている状態において、前記スピードモードスイッチから
スイッチ解除の旨の信号が入力された場合は、速度検出
手段からの速度情報に基づく制御に復帰する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４に基づ
き説明する。本実施例の自動変速装置付自転車は、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、スピードモードスイ
ッチ５０と、前記スピードセンサ２０及びスピードモー
ドスイッチ５０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。

【００２２】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、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。

【００２３】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に接続する作動用ケーブル１２と、前記作動用
ケーブル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、作動用ケーブル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１１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。

【００２４】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強磁性体２２とにより構成されて
いる。そして、後輪３の回転に伴って強磁性体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。

【００２５】前記スピードモードスイッチ５０は、前記
ギヤレバー９の近傍に設けられており、機械接点式のス
イッチとして運転者の操作により信号を出力するように
なっている。

【００２６】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（ＲＡＭ）、読み出し
専用メモリ（ＲＯＭ）、入出力装置（Ｉ／Ｏ）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、スピードモードスイッチ５
０と、ワイヤ操作手段１０とが接続している（図１）。

【００２７】前記ＲＡＭには、図４に示す各ギヤ位置ご
との設定値を格納する。なお、このマップの設定値は、
通常の自動変速装置に比較して、ギヤ位置変更の速度し
きい値が高めに設定されている。したがって、図４のマ
ップによれば、常態において比較的軽いギヤ位置で走行
することとなる。

【００２８】また、ＲＯＭには、後述する実行プログラ
ムが格納してある。なお、本実施例の変速装置には、ギ
ヤ位置を検出して制御部５に信号を出力するギヤ位置セ
ンサが備えてある。

【００２９】次に、制御部５における動作過程を説明す
る。図３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１０１にて初期設定がなされた後、ステップ１０２に
おいて、スピードセンサ２０からの信号に基づき車輪速
度の計算がなされ、車速に対応するギヤ位置が選定され
る。ここで、車速に対応するギヤ位置の選定とは、図４
のマップに示すように、例えばギヤ位置が１速の状態で
車速が８km/hになるとギヤ位置を２速に選定し、２速の
状態で１６km/hになると３速に選定することである。ま
た、２速の状態で６km/hになると１速に選定することで
ある。なお、この図４のマップのギヤ位置変更の速度し
きい値は、通常の自動変速装置に設定されるしきい値よ
りも高めに設定されている。

【００３０】次に、ステップ１０３において、スピード
モードスイッチ５０がオン状態か否かが判断され、肯定
枝はステップ１０４に移行し、否定枝はステップ１０５
に移行する。

【００３１】ステップ１０４では、前記ステップ１０２
において選定されたギヤ位置よりも更に１段高いギヤ位
置にギヤチェンジされる。このステップ１０４では、前
記ギヤ位置センサにて検知されたギヤ位置と、決定され
たギヤ位置（ステップ１０２にて選定されたギヤ位置に
１を加算したギヤ位置）とを比較し、適宜ワイヤ操作手
段１０を作動させてギヤ位置を変更するようになってい
る。なお、ギヤ位置センサにて検知されたギヤ位置と決
定されたギヤ位置とが同一の場合は、ワイヤ操作手段１
０を作動させないようになっている。

【００３２】一方、前記ステップ１０５では、ステップ
１０２において選定されたギヤ位置のままにギヤチェン
ジされる。なお、このステップ１０５でも、現在のギヤ
位置とステップ１０２にて選定されたギヤ位置が同一の
場合はワイヤ操作手段１０は作動されない。そして、ス
テップ１０４及びステップ１０５からは、ステップ１０
２の循環ルーチンとなる。

【００３３】以上のように本実施例によれば、制御部５
に設定されたギヤ位置変更の速度しきい値は、通常より
も高めに設定されているため、車両は常態において軽い
ギヤにて走行することとなる。したがって、登り坂や向
い風等の負荷の大きな走行時でも運転者には負担の軽い
走行となり、特に老人や子供等、脚力の弱い運転者にと
っては運転操作性の良好な自転車となる。

【００３４】また、スピードモードスイッチの操作によ
り高めのギヤ位置となるので、スピードをだしたい場合
や、降り坂や追い風等の負荷の小さな場合の運転操作性
も極めて良好にすることができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、ギヤ位置変更の速度し
きい値が高めに設定されているため、登り坂や向い風、
あるいは荷物積載時等、ペダル踏力に過負荷が生じる走
行時における運転者の負担を軽減する自動変速装置付自
転車を提供することができる。また、ギヤ位置を円滑に
変更できる装置とすることができる。

【００３６】また、老人や子供等、脚力の弱い運転者に
とって運転のし易い自動変速装置付自転車を提供するこ
とができる。さらに、スピードモードスイッチの操作に
より、比較的低いギヤ位置から高めのギヤ位置への変更
及び復帰を任意に行えるので、よりスピードをだしたい
場合や、降り坂あるいは追い風等の負荷の小さな場合
に、ペダルの回転数を上げずに円滑な運転を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における概略構成を示す図

【図２】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】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４】実施例の制御部における車速とギヤ位置を対応
させたマップ

【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・・作動用ケーブル１３・・モータ２０・・スピードセンサ２１・・磁気検知部２２・・強磁性体２５・・シートステー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４１・・クランク軸４４・・ペダル４６・・チェーンリング５０・・スピードモードスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── 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号曙ブレーキ工業株式会社開発本部内

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、速度検出手段と、スピードモードスイッチと、この速度
検出手段及びスピードモードスイッチからの信号を入力
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、前記速度検出手段からの速度情報に基づ
き、通常よりも高めに設定されたギヤ位置変更の速度し
きい値に応じて前記変速機構を作動させるとともに、ス
ピードモードスイッチからスイッチ作動の信号が入力さ
れた場合は、前記変速機構を前記速度情報に基づき選定
したギヤ位置よりも高いギヤ位置に制御することを特徴
とする自動変速装置付自転車。
【請求項２】前記制御部は、前記スピードモードスイ
ッチからの信号により前記変速機構が速度情報に基づき
選定したギヤ位置よりも高いギヤ位置に制御されている
状態において、前記スピードモードスイッチからスイッ
チ解除の信号が入力された場合は、速度検出手段からの
速度情報に基づく制御に復帰させることを特徴とする請
求項１記載の自動変速装置付自転車。