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JP2002053089A - Transmission device for bicycle - Google Patents

Transmission device for bicycle

Info

Publication number
JP2002053089A
JP2002053089A JP2000239420A JP2000239420A JP2002053089A JP 2002053089 A JP2002053089 A JP 2002053089A JP 2000239420 A JP2000239420 A JP 2000239420A JP 2000239420 A JP2000239420 A JP 2000239420A JP 2002053089 A JP2002053089 A JP 2002053089A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
chain
capacitor
chain guide
bicycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000239420A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Okamoto
茂 岡本
Hidehisa Tachibana
秀久 橘
Seiji Tanaka
成治 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sansha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2000239420A priority Critical patent/JP2002053089A/en
Publication of JP2002053089A publication Critical patent/JP2002053089A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To start a transmission device of a motor-driven chain-changing type bicycle from the minimum displacement having low load in starting by saving a changing step by removing a battery. SOLUTION: A hub generator for illumination is used in stead of a battery, and a power supply unit connected to a capacitor through a rectifier is used. A signal transmitted from a brake sensor when braking is applied is processed by a controller, and the position is shifted to the minimum speed position and held.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は自転車の変速切り替
え装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle gear shifting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】自転車に用いられている変速装置は図
3,図4に示すようなものがある。図3,図4において
従来の方法と原理について説明する。車体フレーム1に
対して,クランク軸2を保持するハンガー3が取りつけ
られ,クランク軸2には足踏みペダルと大小のチェーン
リングが固着されている。該クランク軸2に固着された
大小2枚のチェーンリング(ギヤとも称する)22,2
3にチェーン24を掛け替えることによって高速,低速
の切替ができる方式であり,シフトスイッチ7がハンド
ルに取り付けられており変速時の設定値を指令する。8
はモータで通常,直流モータが使用され,例えば正の電
圧を印加すると正回転して,ギヤを小から大に変更し,
負の電圧が印加すると逆回転して,ギヤを大から小に変
更させて変速させる。チェーン24はチェーンガイド2
5の位置をシフトすることによってチェーンリング22
と,23との掛け替えができる。実用車では2段階のチ
ェーンリング(ギヤ)ではなく4段階のチェ−ンリング
(ギヤ)で4段変速できるものもある。
2. Description of the Related Art FIGS. 3 and 4 show transmissions used in bicycles. The conventional method and principle will be described with reference to FIGS. A hanger 3 for holding a crankshaft 2 is attached to a body frame 1, and a foot pedal and a large and small chain ring are fixed to the crankshaft 2. Two large and small chain rings (also referred to as gears) 22 and 2 fixed to the crankshaft 2
This is a system in which high-speed and low-speed switching can be performed by replacing the chain 3 with the chain 24. A shift switch 7 is attached to a steering wheel and commands a set value at the time of shifting. 8
Is usually a DC motor. For example, when a positive voltage is applied, the motor rotates forward and changes the gear from small to large.
When a negative voltage is applied, the gear rotates in the reverse direction, and the gear is changed from large to small for shifting. Chain 24 is the chain guide 2
5 by shifting the position of the chain ring 22.
And 23 can be replaced. In some practical vehicles, four-stage chain rings (gears) can be used for four-stage shifting instead of two-stage chain rings (gears).

【0003】チェーンガイド25は動力ユニット12の
中の減速機構10の構成要素である平歯車(図示せず)
に噛合するラックギヤ20の延伸部に形成されている。
該平歯車には回転角度センサ11が取り付けられてい
て,モータの運転・停止の変位量を検出しシフトスイッ
チ7との協調によってコントローラ9を作動させる。該
コントローラはマイクロコンピュータ等を内蔵する信号
処理手段と,モータ駆動電力を制御するドライバとで構
成されていて車体フレーム1に取りつけられている。動
力ユニット12はモータ8と減速機構10で構成されて
いてモータ動力を直線運動に変換し,その運動量が上記
チェーンリングの位置間だけシフトして行くように作動
する。
[0003] A chain guide 25 is a spur gear (not shown) that is a component of the reduction mechanism 10 in the power unit 12.
The rack gear 20 meshes with the extending portion of the rack gear 20.
A rotation angle sensor 11 is attached to the spur gear, and detects the amount of displacement of operation and stop of the motor, and operates the controller 9 in cooperation with the shift switch 7. The controller comprises signal processing means including a microcomputer and a driver for controlling motor driving power, and is mounted on the vehicle body frame 1. The power unit 12 is composed of the motor 8 and the speed reduction mechanism 10 and converts the motor power into linear motion, and operates so that the amount of the motion shifts only between the positions of the chain ring.

【0004】モータ8の動力源として4個の電池32が
車体フレーム1に装着した電池ホルダー31の中に収容
されている。消耗品である該電池は点検して交換しなけ
ればならないので手数が掛かり不便であった。電池を装
着しないモータ動力源が望まれていた。
As a power source of the motor 8, four batteries 32 are housed in a battery holder 31 mounted on the vehicle body frame 1. The battery, which is a consumable, must be checked and replaced, which is troublesome and inconvenient. A motor power source without a battery was desired.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記モータの動力源と
して,電池を用いないで,照明用として前輪または後輪
のハブに装着されているハブ発電機を用いるときは走行
停止と同時に発電停止となって変速切替の位置は停止直
前のままで待機している。低速位置ではなく高速位置で
待機しており,この状態で走行開始しようとする場合も
起こり得るが,このとき人に対し負荷が大きい欠点があ
った。始動時に必ず低速位置にて軽快に走行できるよう
な,電池を用いない変速装置を提供しようとするのが本
発明の目的である。
When a hub generator mounted on a front wheel or rear wheel hub is used for lighting without using a battery as a power source of the motor, power generation is stopped at the same time as running is stopped. In this case, the position of the shift switching is waiting just before the stop. In some cases, the vehicle is waiting at the high-speed position instead of at the low-speed position, and attempts to start running in this state. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery-free transmission that can be run lightly at a low speed position when starting.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は,上記の課題に
留意してなされたもので,歯数の少ない小直径のチェー
ンリング(ギヤ)から歯数の多い大直径のチェーンリン
グ(ギヤ)へ数段に順次,チェーンを掛け替えて低速か
ら高速へ切替できるようにし,またその逆方向へもチェ
ーン掛け替えができるように,チェーンリングを小直径
のものから大直径のものへ順に並べて一軸に固着し,該
軸に足踏みペダル付きクランクが固着されている。この
ような構成の変速ギヤへのチェーン掛け替えはチェーン
ガイドの位置をシフトすることによって行われるのであ
るが,モータの回転力を直線運動に変換してチェーンガ
イドの位置をシフトしている。以上のような自転車の変
速切替の変速装置で,該チェーンガイド位置をシフトす
るためのモータを有する動力ユニット,および上記モー
タを制御するコントローラ,チェーンガイドの位置を選
択するシフトスイッチから構成される自転車の変速装置
において,ブレーキレバー操作を検出するブレーキセン
サと,車輪のハブに設けられたハブ発電機,ハブ発電機
の出力を整流する整流器およびこの整流出力を平滑する
コンデンサからなる電源ユニットとを具備している。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and has been developed from a small-diameter chain ring (gear) having a small number of teeth to a large-diameter chain ring (gear) having a large number of teeth. In order to switch from low speed to high speed by changing the chain sequentially in several stages, the chain rings are arranged in order from small diameter to large diameter so that the chain can be changed in the opposite direction, and fixed to one axis A crank with a foot pedal is fixed to the shaft. The change of the chain to the transmission gear having such a configuration is performed by shifting the position of the chain guide, but the rotational force of the motor is converted into linear motion to shift the position of the chain guide. A transmission device for shifting the bicycle speed as described above, comprising a power unit having a motor for shifting the position of the chain guide, a controller for controlling the motor, and a shift switch for selecting the position of the chain guide. Transmission, comprising a brake sensor for detecting operation of a brake lever, a hub generator provided on a wheel hub, a rectifier for rectifying the output of the hub generator, and a power supply unit including a capacitor for smoothing the rectified output. are doing.

【0007】該モータの動力源として,照明用として装
着されているハブ発電機を兼用し,整流器を介してコン
デンサを接続して,自転車走行中はハブ発電機の電力を
整流した直流で動力ユニットを作動させ,該コンデンサ
は常時充電されている。
As a power source of the motor, a hub generator mounted for lighting is also used, and a capacitor is connected via a rectifier. And the capacitor is constantly charged.

【0008】ブレーキ操作したときに発生するブレーキ
センサ出力信号をコントローラが受けたときは,ハブ発
電機が発電停止しても,電源ユニット内のコンデンサに
蓄積されているエネルギーでモータを駆動し,最低速位
置へ変速切り替えするようにコントローラ内の制御信号
処理手段が作動する。
When the controller receives a brake sensor output signal generated when the brake is operated, the motor is driven by the energy stored in the capacitor in the power supply unit even if the hub generator stops generating power. The control signal processing means in the controller operates so as to switch the speed to the high speed position.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は本発明の概念を示す構成ブ
ロック図、図2は変速装置の要部正面図と側面図であ
る。この図において1は車体フレームで,上部にサド
ル,下部にクランク軸2を保持するハンガー3が取り付
けられており,クランク軸2には歯数の異なる複数のチ
ェーンリング(ギヤ)22,23が直径の大きさの順に
並べて固着され,同時に足踏みペダル付きクランクも取
り付けられている。小直径の歯数の少ないギヤにチェー
ンが巻き掛けられている場合は低速,歯数の多い大直径
の場合は高速に変速されている。
1 is a block diagram showing the concept of the present invention, and FIG. 2 is a front view and a side view of a main part of a transmission. In this figure, reference numeral 1 denotes a vehicle body frame, in which an upper portion is provided with a saddle, and a lower portion is provided with a hanger 3 for holding a crankshaft 2. The crankshaft 2 has a plurality of chain rings (gears) 22 and 23 having different numbers of teeth. It is fixed in the order of the size, and a crank with a foot pedal is also attached. When the chain is wound around a gear having a small number of teeth and a small number of teeth, the speed is changed to a low speed, and for a large diameter having a large number of teeth, the speed is changed to a high speed.

【0010】また、照明器具4はスイッチ5を介してハ
ブ発電機6に接続されており,該ハブ発電機は前輪又は
後輪のハブに内装されている。ハブ発電機6は,その出
力を分岐して整流器13を介してコンデンサ14が接続
され,これらは電源ユニットを構成してコンデンサ14
は充電されつつピーク電流値をモータ8に供給する。
The luminaire 4 is connected to a hub generator 6 via a switch 5, and the hub generator is installed in a front wheel or rear wheel hub. The hub generator 6 branches its output and is connected to a capacitor 14 via a rectifier 13, and these constitute a power supply unit and constitute a power supply unit.
Supplies the peak current value to the motor 8 while being charged.

【0011】今,自転車の走行中に,シフトスイッチ7
の操作によって動力ユニット12の動力でチェ−ンガイ
ド25の位置がシフトして変速切替えされる。このメカ
ニズムは,動力ユニット12の構成要素であるモータ8
が連結された減速機構10の最終段の平歯車(図示せ
ず)と噛合するラックギヤ20の延伸部にチェーンガイ
ド25は形成されていてモータ動力が直線運動に変換さ
れて設定された位置間をシフトする。
Now, while the bicycle is running, the shift switch 7
As a result, the position of the chain guide 25 is shifted by the power of the power unit 12, and the speed is changed. This mechanism is based on the motor 8 which is a component of the power unit 12.
The chain guide 25 is formed at the extension of the rack gear 20 that meshes with the last stage spur gear (not shown) of the speed reduction mechanism 10 to which the motor power is converted into linear motion. shift.

【0012】また,上記の制御は、減速機構10の構成
要素である平歯車には回転角度センサ11が取り付けら
れていて,モータの運転・停止の変位量を検出しシフト
スイッチ7との協調によってコントローラ9を作動させ
る。該コントローラ9はマイクロコンピュータ等を内蔵
する制御信号処理手段16と,モータ駆動電力を制御す
るドライバ17とで構成されていて,走行中はシフトス
イッチ7で指定した位置間だけシフトさせるように作動
する。ブレーキレバー18でブレーキを作動したときは
ブレーキセンサ19の出力信号を制御信号処理手段16
が受け取って最低速位置までシフトさせるように作動
し,チェーンガイド25が最低速位置で待機する。
In the above control, a rotation angle sensor 11 is attached to a spur gear, which is a component of the speed reduction mechanism 10, to detect the displacement of the operation of the motor and to stop the motor, and to cooperate with the shift switch 7. The controller 9 is operated. The controller 9 comprises a control signal processing means 16 containing a microcomputer or the like and a driver 17 for controlling the motor drive power, and operates so as to shift only between positions designated by the shift switch 7 during running. . When the brake is operated by the brake lever 18, the output signal of the brake sensor 19 is transmitted to the control signal processing unit 16.
Is operated to shift to the lowest speed position, and the chain guide 25 stands by at the lowest speed position.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明の自転車の変速装置によると,自
転車の走行中,ブレーキ操作に連動して最低速位置にシ
フトされるので,トルクを大きく必要としない軽快な自
転車始動が得られる。またコンデンサがモータへのピー
ク電流値を負担するのでハブ発電機は小型化できる。し
かも手間の掛かった電池を必要としないので便であり省
資源にも寄与でき工業的価値が大きい。
According to the bicycle transmission of the present invention, the bicycle is shifted to the lowest speed position in conjunction with the brake operation while the bicycle is running, so that a light bicycle start that does not require a large torque can be obtained. Also, the hub generator can be miniaturized because the capacitor bears the peak current value to the motor. Moreover, since a troublesome battery is not required, it is convenient and contributes to resource saving, and has a large industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の自転車の変速装置の一実施の形態の構
成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram of an embodiment of a bicycle transmission according to the present invention.

【図2】図1の変速装置の要部正面図と側面図である。FIG. 2 is a front view and a side view of main parts of the transmission shown in FIG. 1;

【図3】従来の自転車の変速装置のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a conventional bicycle transmission.

【図4】図3の変速装置の要部正面図と側面図である。FIG. 4 is a front view and a side view of a main part of the transmission of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車体フレーム 2 クランク軸 3 ハンガー 4 照明器具 5 スイッチ 6 ハブ発電機 7 シフトスイッチ 8 モータ 9 コントローラ 10 減速機構 11 回転角度センサ 12 動力ユニット 13 整流器 14 コンデンサ 15 電源ユニット 16 制御信号処理手段 17 ドライバ 18 ブレーキレバー 19 ブレーキセンサ 20 ラックギヤ 22,23 チェーンリング(ギヤ) 24 チェーン 25 チェーンガイド 31 電池ホルダー 32 電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Body frame 2 Crankshaft 3 Hanger 4 Lighting equipment 5 Switch 6 Hub generator 7 Shift switch 8 Motor 9 Controller 10 Reduction mechanism 11 Rotation angle sensor 12 Power unit 13 Rectifier 14 Capacitor 15 Power supply unit 16 Control signal processing means 17 Driver 18 Brake Lever 19 Brake sensor 20 Rack gear 22, 23 Chain ring (gear) 24 Chain 25 Chain guide 31 Battery holder 32 Battery

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】チェーンガイドの位置をシフトさせて歯数
の異なる複数のチェーンリングへチェーンを掛け替えて
変速切り替えする変則装置で,該チェーンガイドをシフ
トするモータを有する動力ユニット,及び上記モータを
制御するコントローラと,チェーンガイドの位置を選択
するシフトスイッチから構成される自転車の変速装置に
おいて,ブレーキレバーの操作を検出するブレーキセン
サと,車輪のハブに設けられたハブ発電機と,上記ハブ
発電機の出力を整流する整流器と,この整流出力を平滑
するコンデンサとからなる電源ユニットとを具備し,ブ
レーキ操作したときに発生するブレーキセンサ出力信号
を上記コントローラが受けたとき,上記電源ユニット内
の上記コンデンサに蓄積されているエネルギーで上記モ
ータを駆動し,最低速位置へ変速切り替えすることを特
徴とする自転車の変速装置。
A power unit having a motor for shifting a chain guide, the power unit having a motor for shifting the chain guide, and controlling the motor. Sensor for detecting the operation of a brake lever, a hub generator provided on a wheel hub, and a hub generator provided on a wheel hub in a bicycle transmission having a shift switch for selecting a position of a chain guide. And a power supply unit comprising a rectifier for rectifying the output of the vehicle and a capacitor for smoothing the rectified output. When the controller receives a brake sensor output signal generated when a brake is operated, the controller in the power supply unit The motor is driven by the energy stored in the capacitor, Bicycle transmission, characterized in that the gear shift to the fast position.
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