TWI314381B - Bicycle electrical generator hub, bicycle gearshift system, bicycle derailer, and bicycle - Google Patents

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1314381 i y ί〜98. ：β. SY额頁 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於設置於腳踏車之車輪中央部之腳踏車用發 電輪轂，文裝於腳踏車用框架後部之腳踏車用變速系統 安裝於腳踏車用框架並被電性驅動之腳踏車用變速器、"，， 腳踏車。 11 ，及 【先前技術】 於腳踏車’具有已安《速H或㈣變速輪㈣之 裝置者。該種變速裝置中被電動驅動者亦已於過去周知 過去之包含被電動驅動之變速裝置之變速系統中，例如口對 應車速，使被電動驅動之變速裝置進行自動變速控制 由變速操作部之操作進行變速控制（例如參照專利文与 ▲具體上，於腳踏車之手柄安裝變速操作部， 變速控制部，並進-步使發電輪轂作為電源使用。於前述 過去之技術中，揭示有：設置電動驅動變速裝置之 :’以變速線連接馬達單元與變速裝置之變速系統；^ 電線連接電動變速裝置與控制裝置之變速系統。 、 過去之變速系統巾，㈣線連接變速操作部與 部之同時，m線連接變速_部 ^ 〇〇 .,, 电助變逮裝置或馬这 早凡。此外，對應車速自動變速時’前述 中，藉由炎自#罢认±人如 之隻速系統 :由來“置於輪轂内之發電機之信 唬。惟通常以電池等作為電源時，進_ ' 逮仏 速度感測器與變速控制裝置。 ,肩以電線連接 專利文獻1 :特開2003-011879號公報 100392-980331.doc 1314381 前述過去之變速系絲 ί· 98. 3.. 3 ί . 操作部、變速控制裝踏車之框架安裝變速 電線配線作業與變速線之==置後，必須進-步進行 車組裝作業外，必$ 因此，除通常之腳踏 作举，大二/ 變速系統之裝置安裝作業與配線 作業大幅增加腳踏車之製造工序灵 增加。此外，因變速㈣6 。致製、成本之大幅 腳踏車之外形變差。…之使得外觀大為改變，使得 面，前述過去之變速系 。惟發電機之電力】車 == 二會產生’故如此之下無法使得電力供給安定，無法作為 變速控制裝置等腳踏車用電裝品之電源而利用。 ’、、、 本發明之課題係提供一種可較低地抑制聊踏車製造 本’且W及腳踏車外觀之腳踏車，㈣車用之 統’及腳踏車用之器。 、… 本發明之其他課題係提供—種與行進狀態無關，可使 生之電力安定並利用之腳踏車用之發電輪轂。 【發明内容】 關於發明1之腳踏車用之發電輪轂，其係設置於腳踏車 之車輪中央部者’其具備：輪轂軸、配置於輪 輪較體、軸承、發電部、充電部、及電力輸出部。轴^係 為使輪轂體對於輪轂軸自由旋轉地支持者。發電部係藉’、 車輪之旋轉而發電者。充電部係儲存藉由發電部所發 電力者。電力輸出部係可使儲存於充電部之電力輪出 部者。 w至外 1003 92-980331 .doc 14381 ι . 4腳踏車用之發電輪轂中，車輪旋轉時發電部產生電 立力，該產生之電力儲存於充電部，儲存之電力輸出至外 部j在此，於輪轂設置充電部，成為使儲存於充電部之電 力輪出’故即使腳踏車停止亦可使電力輪出至電裝品。因 此，與打進狀態無關，可使產生之電力安定並利用。 關於發明2之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明ι所揭示 之輪轂中’發電部係藉由車輪之旋轉而發電交流電力二 且充電部具備：整流電路，其係使以發電部所發電之交流 電變換為直流電者；及蓄電元件，其係儲存整流之直流電 力。因此，可使發電輪轂直接利用作為變速控制裝置等之 通常以直流電動作之電性裝置之電源。 關於發明3之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明i所揭示 之輪較中’充電部具有電路基板’其係安裝於輪轂體且為 輪較轴可貫通之塾圈形狀者；並且整流電路及蓄f元件係 搭載於電路基板。該情形下’因利用輪較内之圓形空間可 配置電路基板，故可使充電部緊密地配置於輪轂内。 關於發明4之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明2所揭示 之輪轂中，蓄電元件係雙電荷層電容器。關於發明5之腳 踏車用之發電輪較，其係於發明3所#示之輪&中，蓄電 元件係雙電荷層電容器。該等情 /寻It形下，猎由使用電量較大 耐久性較高之雙電荷層雷交哭 7增電谷益作為蓄電元件而使用，可驅 動使用電力量較大之馬達等酿私 運寺筅動體，同時即使反覆充放 亦不易使蓄電元件劣化。 關於發明6之腳踏車用之發電輪較，其係於發明i至” 100392-980331.doc 1314381 一 p~——- I年月曰修石.替換頁 任-項所揭示之輪轂中，進一步具備速度信號"ηπ…」 係由以發電部所發電之電力產生速度檢測用信號者。該情 形下，因對應速度由頻率改變之電力產生速度檢測用信 號，不需設置速度檢測用感測器，即可檢測腳踏車之行進 速度因此，不设置速度感測器，可使該信號利用於變速 裝置之自動變速控制與避震之控制，或利用於速度顯示與 距離顯示。 丨關於發明7之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明6所揭示 之輪轂中，進一步具備信號重疊部，其係重疊儲存於蓄電 元件之電力，與以速度信號產生部所產生之速度檢測用信 號者；並且，電力輸出部輸出已重疊速度檢測用信號之電 力。β亥情形下，因可以丨條輸出線輸出速度檢測用信號與 電力，故可削減配線數之同時，亦可削減配線時間。 關於發明8之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明1至5中 任一項所揭示之輪轂中，發電部具備：永久磁鐵，其係設 置於輪轂體内周面者；及内侧固定單元，其係配置於永久 磁鐵内周側，固定於輪轂軸者。關於發明9之腳踏車用之 發電輪轂，其係於發明6所揭示之輪轂中’發電部具備： 永久磁鐵，其係設置於輪轂體内周面者；及内側固定單 元’其係配置於永久磁鐵内周側，固定於輪轂軸者。關於 發明10之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明7所揭示之輪 轂中，發電部具備：永久磁鐵，其係設置於輪轂體内周面 者；及内側固定單元，其係配置於永久磁鐵内周側，固定 於輪轂軸者。 100392-98033 丨.doc 1314381 η j 該等情形下，因可收納於發電部 ’η;” 在發電奴輪料之構造，發電料較為緊密。 明U之腳踏車用之發電輪較，其係於發明8所揭 較中，内側固定單元具備：環狀線圈，其係配置於 7久磁鐵内周側者；及輛，苴係具 电第2籍思± 第1積層輛與多 第第積層耗’並以包圍線圈周圍之方式配置者，該多组 分❹多個板狀 • 二片所構成者’該多組第2積層輛係設置於線圈軸方向 ::侧，分別由多個板狀積層片所構成者；多個板狀積 曰/刀別具有：輛外周部’其係由軸方向—方側或另一方 側往相反側延伸，配置於永久磁鐵與線圈之間者；及輛内 2部’其係與軛外周部磁性結合，配置於線圈内周軸方向 1或另方側，並且多組第1及第2積層軛係以分別之 軛内^部於轴方向相對，且輕外周部交互位於圓周方向之 方式設置。關於發明12之腳踏車用之發電輪數，其係於發 擊…所揭示之純中’内側較單^備：環狀線圈，: 2配置於永久磁鐵内周侧者；及輛，其係具有多組第^ θ輛與多組第2積層輛’並以包圍線圈周圍之方式配置 者，該多組第1積層輛係設置於線圈轴方向一方側，分別 由多個板狀積層片所構成者，該多組第2積層轆係設置於 良圈軸方向另-方側’分別由多個板狀積層片所構成者； 夕個板狀積層片分別具有：輛外周部，其係由轴方向—方 側或另-方側往相反側延伸，配置於永久磁鐵與線圈之間 者，及輛内周部，其係與扼外周部磁性結合，配置於線圈 100392-980331.doc -10- I3l438l .·；' r.t · ·:. 内周軸方向一方側或另一方側；並且多組 係以分別之軛内周部於轴 積層軛 圓周…m 相對，且軛外周部交互位於 η之/ °又置。關於發明13之腳踏車用之發雷鉍 較，其係於發明Η)所揭示之Μ ^之發電輪 輪轂中，内側固定單元具借. 衣狀線圈，其係配置於永久 、 水久磁鐵内周側者；及軛，1 有多組第1積層軛與多組第2積 八糸八 方式配置者，該多組第旧層:包圍線圈周圍之 弟1積層軛係設置於線圈軸方向一方 传’分別由多個板狀積層片所構成者’該多組第 祕、 方側，分別由多個板狀積層片所 成者，多個板狀積層片分別具有··輛外周部，其係 =-方側或另一方側往相反側延伸，配置於永久峰 署間者’及輕内周部’其係與輕外周部磁性結合，配 置於線圈内周軸方向-方側或另-方側；並且多组第β ^積層㈣以分別之㈣周部於軸方向㈣，且Μ胃 部交互位於圓周方向之方式設置。 ° 該等情形下，永久磁鐵與心卜周部相對，因該等成為相 對旋轉：於軏内周部產生交替磁通。藉此於線圈流動電流 而發電具體上，使第!積層軛之軛外周部成為雜而第2 積層扼之軛外周部成為8極之狀態，與第i積層輛之輛外周 部成為S極而第2積層乾之輛外周部成為_之狀態，交； ::以產生交替磁通。於該發電時除交替磁通外並產生渦 電流。 該满電流雖為降低發電效率者’惟於發電部中， 由多個板狀積層片所構成’故可抑制渴電流之產生。亦即 100392-980331.doc 1314381

Sri電部中’已知使渦電流之產生與輕之厚二:二 :成=減少’藉由使輕以板狀積層片構成而使厚度 2’可抑制Μ流之產生。此外’纟此使輛之圓周部於 向相對配置’故第丨積層輛與第2積層軛成為由個別之 =内周部磁性直接連接，不需為連接兩積層歡其他磁性 。並且可充份加工兩積層輛間磁通通過之磁路截面積， 避免磁性飽和H可大幅降低磁阻等耗損，提升輸出 與效率，降低無負載旋轉扭矩。 關於發明Μ之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明⑴中 任一項所揭示之輪轂中，進-步具備飛輪，其係對於輪較 體可僅傳達腳踏車之行進方向之旋轉者。關於發明Μ之聊 踏車用之發電輪轂，其係於發明6所揭示之輪轂中，進一 步具備飛輪，其係對於輪轂體可僅傳達腳踏車之行進方向 之旋轉者。關於發明16之腳踏車用之發電輪轂，其係於發 明7所揭示之輪轂十，進一步具備飛輪，其係對於輪轂體 可僅傳達腳踏車之行進方向之旋轉者。關於發明17之腳踏 車用之發電輪轂，其係於發明8所揭示之輪轂中，進一步 具備飛輪，其係對於輪轂體可僅傳達腳踏車之行進方向之 旋轉者。關於發明18之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明 9所揭示之輪轂中，進一步具備飛輪，其係對於輪轂體可 僅傳達腳踏車之行進方向之旋轉者。關於發明19之腳踏車 用之發電輪轂，其係於發明1 〇所揭示之輪轂中，進一步具 備飛輪，其係對於輪轂體可僅傳達腳踏車之行進方向之旋 轉者。關於發明20之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明i j 1003 92-980331 .doc -12- 1314381

Λν -VI j …,,, 戶斤 了 1. 不之輪轂中，進一步具備飛輪，其係對於輪轂體可僅 傳達腳踏車之行進方向之旋轉者。關於發明21之腳踏車用 電輪較’其係於發明12所揭示之輪轂中，進一步具備 飛輪，其係對於輪轂體可僅傳達腳踏車之行進方向之旋轉 者。關於發明22之腳踏車用之發電輪轂，其係於發明13所 揭示之輪較中，進一步具備飛輪，其係對於輪較體可僅傳 達腳踏車之行進方向之旋轉者。該等情形下，因安裝有可 寸鏈輪之飛輪，故可實現附加發電功能之後輪轂。因 對於車燈以外之配置在距後輪距離較距前輪為短之處 的多數變速裝置或其控制裝置等電裝品，可以較短距離進 仃電力供給，並有效供給電力。此外，因由後輪轂係纜線 之配線條數較少，故藉由使配線由後輪轂往電裝品進行， 可使電裝品之配線進行簡單化。 關於發明23之腳踏車用之變速系統，其係安裝於腳踏車 用框架之後部者’其具備：電動變速裝置、後輪較、充電 部、及變速控制部。電動變速裳置係安裝於框架之後部， 並被電性驅動之變速裝置。後純係具有藉由車輪之旋轉 而發電之發電部，並安農於框架之後部之輪轂。充電部传 设置於後輪較及電動變速裝置之任一者，且健存以發電部 斤產生之電力1速控制部係設置於後輪較及電動變速穿 =者’且藉由儲存於充電部之電力變速控制電動變 該變速系統中’腳踏車 單仃進時，以安裝於框架後部之後 輪轂内之發電部發電之電 1之後 <蒐力儲存於充電部，藉由 100392-980331.doc 1314381 安裝於框架後部之電動變速裝置由變速控制部進m:·控· 制。在此，因於後輪轂設置發電部之同時，於後輪較及電工 動變速裝置之任-者設置充電部及變逮控制部，故使後輪 轂與電動變速裝置安裝於聊踏車，僅使該等以配線連接， 可使變速系統動作。在此，因不於腳踏車安裝後 動變速裝置以外之多餘去，雨 夕餘者，不兩進行電源之交換而能使變 速系統動作，故可削減腳踏車組裝工數與配線工數，同時 較少外觀之變化。因此，即使於腳踏車安裝該變速系統， 可較低地抑制腳踏車之製造成本之㈣，亦不損及腳 之外觀。 _關於發明24之聊踏車用之變速系統，其係於發明23所揭 不之變速糸統中，進一步具備速度信號產生部，其係設置 於後輪轂及電動變速裝置之任一者，且由以發電部所發電 產生速度檢測用信號者。該情形下，藉由從對應速 度頻率改變之電力產生速度檢測用信號，故不使用其他之 速度檢測用感測器’即可檢測腳踏車之行進速度。因此， 不需設置速度感測哭 η ' Ρ可進行電動變速裝置之自動變速 控制。 功ι疋 關於發明25之腳踏車用之變速系統，其係於發明24所揭 不之變速系統中’速度信號產生部係設置於後輪較。該情 =白Γ度信號於後輪較内產生，故容易實現藉由速度 Uu自動變速之腳踏車用之變速系統。 關於發明2 6之腳踏直田> ^ 用之變速糸統，其係於發明2 3至2 5 中任一項所揭示之變速系統中，電動變速裝置係電動後變 100392-980331.doc 1314381

, j 探換 速器，其具備：基底構件， 一m…-… 件，其係對於基底構件移動去裝於框架者；可動構 ^ ^ Λ ^ 動者，連結機構，其係可移動地 t基底構件與可動構件者；鏈條導板，其具備 地安f於可動構件，並安裝於基端者，與 社機構V、係女裝於則端者；及電動驅動部，其係驅動連 ;:=。！下，後變速器相較於内建變速輪轂，於 工間較充裕，故容易於後輪較内設置充電部等 系統構造之一部分。 兄电。丨寺 關於發明27之腳踏車用 示之變速系統中係於發明26所揭 及張力輪任-者之旋轉者::轉感測器，其係_ 以清开y下，2個滑輪因與腳踏 之旋轉連動而旋轉’故可藉由旋轉感測器檢測曲 , 因此可確實進行不旋轉曲柄而使鏈移動時無 法變速之變速器之變速控制。 …' 關於發明28之腳踏車用之變速系統，其係於發明23至25 中㈤所揭不之變速系統中，變速控制部係設置於電動 變速裝置。關於發明29之腳踏車用之變速系統，其係於發 明26所揭示之變速系統中’變速控制部係設置於電動變速 裝=關於發明3G之腳踏車用之變速系統，其係於發明27 所揭示之變速系統中’變球 置。該情形下，因咐㈣速裝 裝置5又置變速控制部，故 可削減配線，並進一步削減製造成本。 中Γ於::Γ之腳踏車用之變速系統，其係於發明23至25 中任一項所揭示之變速系統中’前述充電部係設置於前述 100392-98033I.doc i，.¾ 1314381 後輪轂。關於發明32夕咖灿土 Li8:…·— 2之腳踏車用之變速系統，其係於發明 2 6所揭示之變途系试 μ Ά t ’則述充電部係設置於前述後輪 轂。關於發明33之腳秘由m — 腳踏車用之變速系統，其係於發明27所 揭丁之隻速系統中’前述充電部係設置於前述後輪穀。關 ;U t腳踏車用之變速系統，其係於發明Μ所揭示之 變速系統中，前诚古φ ^ 4充電°卩係設置於前述後輪轂。關於發明 3 5之腳踏車用之變迷系統其係於發明μ所揭示之變速系 充中i述充電系设置於前述後輪轂。關於發明36之腳 踏車用之變速系統，其係於發明3晴揭示之變速系統中， 前述充電部係設置於前述後輪轂。該等情形下’因可使產 生電力之發電部與充電部靠近’故電力耗損較少，可使 力有效充電。 關於發明37之腳踏車用之變速系統，其係於發明^至乃 中任-項所揭示之變速系統中’前述變速控制部藉由以前 述速度信號產生部產生之速度檢測用信號，自動變速控制 前述電動變速裝置。關於發明38之腳踏車用之變速系統， 其係於發明26所揭示之變速系統中，前述變速控制部藉由 乂前it速度仏號產生部產生之速度檢測用信號，自動變速 控制如述電動變速裝置。關於發明3 9之腳踏車用之變速系 統’其係於發明27所揭示之變速系統中，前述變速控制部 藉由以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信號，自動 變速控制前述電動變速裝置。關於發明4〇之腳踏車用 速系統，其係於發明28所揭示之變速系統中，前述變= 制部藉由以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信號， 100392-980331.do, -16· 1314381 自動變速控制前述電動變速裝置。關於發明41之以用 之變速糸統，波孫认找 '、係於發明29所揭示之變速系統中，前述變 速控制部藉由以前 則迷速度信號產生部產生之速度檢測用信 號’自動變逮控制 則述電動變速裝置。關於發明42之腳踏 車用之變速系統，其係於發明30所揭示之變速系統中，前 述變速控制部蕤 & 稽由以别述速度信號產生部產生之速度檢測 用L 5虎自動變速控制前述電動變速裝置。關於發明43之 腳踏：用之變速系統，其係於發明3 i所揭示之變速系統 中刖述變速控制部藉由以前述速度信號產生部產生之速 度才欢測用^虎，自動變速控制前述電動變速裝置。關於發 月44之腳踏車用之變速系統，其係於發明η所揭示之變速 系統中，前述變速控制部藉由以前述逮度信號產生部產生 之速度檢測用號’自動變速控制前述電動變速裝置。關 於發明45之腳踏車用之變请备 々變速系統，其係於發明33所揭示之 變速系統中，前述變速控制部藉由以前述速度信號產生部 產生之速度檢測用信號，自動變速控制前述電動變速裝 置。關於發明46之腳踏車用之變 迷系、、先’其係於發明34所 揭不之變速系統中，前述變速控 精田Μ則述速度信號 產生部產生之速度檢測用信號，自 目動變逮控制前述電動變 速裝置。關於發明47之腳踏車用 W動立 ^ ^ . k速糸統，其係於發明 35所揭不之變速系統中，前述變 變速控制部藉由以前述速产 信號產生部產生之速度檢測用作妹 A ^ ^ ' 自動變速控制前述電 動變速裝置。關於發明48之腳踏鱼田 仏別別C % 平·用之變迷系， 發明36所揭示之變速系統中，前述變 統，、係於 、控制部藉由以前述 100392-98033 [doc 1314381 生之速度檢測用信號，自動以: 述電動變速裝置。該等情形下，不交換電源，並 本實現對應速度進行換低標與換高槽之自動變速控制。-關於發明49之腳踏車用之變速器，其係安裝於 框架，並被電性驅動者，其具備：基底構件、可 連結機構、鏈條導板、電動驅動部、及變逮控制部。基底 構件係女裝於框架之構件。可動構件係對於基底 之構件。連結機構係可移動地連結基底構件與可動構件^ 機構。鏈條導㈣自由搖動地安裝於可動構件者 動部係驅動連結機構者。鏺、击祕在丨a 电勒驅 部者。 構者變速㈣料變速㈣電動驅動 δ亥變速盜中，因险雷叙 _電動㈣部外設置變速控制部 =外設置變速控制部與電動驅動部，僅連接電源與二 之信號線可控制變速器。因此，腳踏車之外觀盘安； 斑變速驅動不需要安裂變速控制部 j迷焉動敎作業及其配線作業’可簡化腳踏車之製造 工。因此，可較低地抑制腳踏車之製造成本。因此 使於腳踏車安裝該變速器’可較低地抑制腳踏車之製造成 本之同時，不損及腳踏車之外觀。. 成 關於發明5 0之腳踏車用 > 缴 之變速W , 其係於發明49所揭示 D 鏈條導板具備：板狀構件，其係自 安裝於可動構件者.道认^ 曰田搖動地 件之基端者.及張力輪 係^由旋轉地安装於板狀構 之前端= 其係自由旋轉地安裝於板狀構件 者，並且變速器進-步具備旋轉感測器，其係檢測 100392-98033 l.do, 1314381 ι 導輪及張力輪之任一者之旋轉者。該情形下，^個滑輪因 與腳踏車之曲柄之旋轉連動而旋轉，故可藉由旋轉感測琴 檢測曲柄之旋轉。因此’藉由於測出曲柄之旋轉時進行變 速控制，可確實進行不旋轉曲柄而使鏈移動時無法變速之 變速器之變速控制。 關於發明51之腳踏車，其具備：框架、前輪、後輪、電 動變速裝置、充電部、及變速控制部。框架係具有手柄部 及前又者。前輪係自由旋轉地安裝於前又者。後輪係具有 後輪轂及設置於後輪轂之發電部，自由旋轉地設置於框架 後部者。電動變速器係設置於框架後部者。充電部係設置 於後輪轂及電動變速裝置之任一者，並儲存以發電部所產 生之電力者。變速控制部係設置於後輪轂及電動後變速器 之任一者，並藉由儲存於充電部之電力變速控制電動變速 裝置者。 該腳踏車卜在腳踏車行進時，以安裝㈣架後部之後 輪轂内之發電部發電之電力儲存於充電部，藉由該電力， 安裝於框架後部之電動變速裝置由變速控制部進行變速控 制。其結果’因於後輪轂設置發電部之同日夺，於後輪轂及 電動變速裝置之任—者設置充電部及變速控制部，故使後 輪轂與電動變料置安裝於㈣車，僅使該等以配線連 接’可使變速系統動作。在此，因不於腳踏車安裝用於變 速之後輪較與電動變# & w 迷裝置以外之夕餘者，不需進行電源 之交換而使變速控舍丨έ 系、，’先動作’故可削減腳踏車組裝工數 與配線工數，_較少外觀之變化。因此，即使於腳踏車 100392-980331.doc -19- 1314381 _ 替換頁 安襄變速控制系統，可較低地抑制腳踏車之製造—成本之同」 時，不損及腳踏車之外觀。 ，依據本發明之腳踏車用之發電輪轂，因於輪轂設置充電 • 部，成為使儲存於充電部之電力輸出，故即使腳踏車停止 亦可使電力輸出至電裝品。因此，與行進狀態無關，可使 產生之電力安定並利用。 ㈣本發明其他發明之腳踏車用之變速系統，因不於腳 踏車安裝後輪轂與電動變速裝置以外之多餘者，不需進行 電源之交換而使變速系統動作，故可削減腳踏車組裝工數 :配線工數，同時較少外觀之變化。因此，即使於腳踏車 女裝该變速系統，可較低地抑制腳踏車之製造成本之同 時，不損及腳踏車之外觀。 依據本發明進-步其他發明之腳踏車用之變速器，因除 電動驅動部之外設置變速控制部，故不需設置另外之變速 控制部與電動驅動部，僅連接電源與速度信號之信號線可 • 控制變速器。因此，腳踏車之外觀與安裝通常之變速器者 並無不同。此外’不需要安裝變速控制部與變速驅動部之 作業及其配線作業，可簡化腳踏車之製造工序。因此，可 較低地抑制腳踏車之製造成本。因此，即使於腳踏車安裝 該變速器’可較低地抑制腳踏車之製造成本之同時，不損 及腳踏車之外觀。 、 依據本發明進-步其他發明之腳踏車，因於後輪較設置 發電部之同時，於後輪較及電動變速裝置之任—者設置充 電部及變速㈣部，故使後輪轂與電《«置安裝於腳 K)0392-980331,doc -20- 1314381 年\ 替換頁 ; I.-98. 3.」 踏車，僅使s亥等以配線連接，即可使變速系統動作。其結 果，因不於腳踏車安裝用於變速之後輪轂與電動變速裝置 以外之多餘者’不需進行電源之交換而使變速控制系統動 作’故可肖m腳踏車組裝丄數與配線工數，同時較少外觀 之變化。因itb，即使於腳踏車安裝變速控制系统，可較低 地抑制腳踏車之製造成本之同時，不損及腳踏車之外觀。 【實施方式】 圖1中，採用本發明一實施形態之腳踏車101具備：具有 懸吊又98之鑽石形框架1〇2;固定於懸吊又98之手柄1〇:; 由女裝齒鏈95與踏板PD之齒輪曲柄％和電動後變速器（電 動變速裝置之-例)97等所構成之驅動部105 ;及安裝於懸 吊叉98及框架後部，具有鋼絲99之前輪及後輪⑽、⑽。 於後輪107設置輪轂發電器（發電輪轂之一例）j。 [輪轂發電器之構造] 圖2中，本發明-實施形態之後輪冑1係言免置於腳踏車之 後輪107之後輪轂，與腳踏車之後輪1〇7共同安裝於框 之鏈拉條1〇。之後端。該後輪較丨具備：兩端固定於鏈 拉條102a之後端部之輪轂軸5 ;配置於輪轂軸5外周側之輪 轂體6;用以使輪轂體6對於輪較軸5自自旋轉地支持之^ 軸承7a、7b ;配置於輪轂體6與輪轂軸5之間，藉由兩者之 相對旋轉而發電之發電機構8;儲存藉由發電機構8所發電 之電力之充電部9;設置於輪較體6之圖2右側面之飛輪 10;及可使儲存於充電部9之電力輸出至外部之電力輸出 端子（電力輸出部之一例）11。 100392-98033I.doc •21 · 1314381

輪轂軸5例如為鉻鉬鋼製之筒狀構件，其兩由快速 釋放機構50於框架102後端部以可容易裝卸之方式固定。 快速釋放機構50為具有：凸輪桿51、螺母52、於兩端旋合 干及累母5 1、5 2之連結軸5 3之周知者。於輪較轴$，快速 釋放機構50之連結軸53貫通内部，於外周面之3處由左端 依序形成雄螺栓部5a〜5c。雄螺栓部5a係用於安裝軸承 之錐（後述）之同時，固定發電機構8之内側固定單元（後述） 者。雄螺栓部5b係用於固定内側固定單元者。雄螺栓部化 係用於安裝軸承7b之錐（後述）者。於輪轂軸5之右端部，使 電力輸出端子11無法旋轉地安裝。此外，於輪轂軸5外周 面為通過電力輸出用之連接電線35a、35b之電線通過溝 5d’形成於由發電機構8安裝部分至圖2右端。於夾電線通 過溝5d形成輪轂軸5之雄螺栓部5a之外周面，形成彼此平 行之倒角部5e(圖9)。在此，連接電線3 5a係用於連接發電 機構8與充電部9之配線；連接電線35b係用於連接充電部9 與電力輸出端子11之配線。 輪轂體6例如係輕量之鋁合金製之構件，具有：於圖2右 側面側具有開口 12d之筒狀外殼本體12;及以覆蓋外殼本 體12之開口 12(1之方式，可自由裝卸地安裝於外殼本體12 之蓋構件13。於外殼本體12外周面形成於轴方向隔開間隔 配置之1對輪轂凸緣12a、12b。於該輪轂凸緣12a、1几連 結鋼絲99。外殼本體12之開口 12d具有可組裝發電機構8之 大小’在此形成用以安裝蓋構件13之雌螺拴部12e。於外 殼本體12左端部，設置可安裝碟式煞車55之碟形轉子55a 100392-98033 l.d0i -22- 年月曰修正替換 1314381 !.一98, 3, 3 ί 之煞車安裝部12c 蓋構件13係一體形成外筒部13a、内筒部13b及連結部 13c之構件，該外筒部13a於外周具有與外殼本體12之雌螺 栓部12e旋合之雄螺栓部13d ’該内筒部13b於外筒部13a内 周側隔開間隔而配置’該連結部13 c連結兩筒部13 a、 13b。於内筒部13b内周面，旋合用以連結飛輪1〇之連結螺 栓44。 軸承7a安裝於外殼本體12與輪轂軸5之間。軸承以具 > 有：碗14a ’其係設置於外殼本體12左端内周面；錐141?， 其係與輪轂軸5之雄螺栓部5a旋合；及珠14c，其係於錐 14b與碗14a之間分別接觸兩者並轉動者。軸承％配置於飛 輪10與輪轂軸5之間。軸承％具有：碗15a，其係設置於飛 輪10，錐15b，其係與輪轂軸5之雄螺栓部5c旋合；及珠 15c，其係於錐15b與碗i5a之間分別接觸兩者並轉動者。 於珠Me、1兄周圍填充有潤滑油。 發電機構8具備：固定於外殼本體12之永久磁鐵16;固 定於輪轂軸5之内側固定單元丨7。 永久磁鐵16如圖2所示，固定於外殼本體12之内面，由 在圓周方向等間隔分割之4個磁鐵體所構成。於該永久磁 鐵6 X等間隔父互使N極與s極磁化，分別與後述之輛外 周部對抗。 内側固疋早7° 17具備：環狀線圈20 ;及以包圍線圈20周 圍之方式設置之蘇91 -r； 视21 °而且，該等線圈20及輛21以由旋合 於形成在輪較轴5外用+ 丄田t 卜周之雄螺栓部5a、5b之1對螺母22a、 100392-98033 丨.doc 1314381 ___________________———

Lu 替換頁 22b所挾持之方式固定於輪轂軸5，且定位於軸中與永一 久磁鐵1 6相對之位置關係。 線圈20如圖3所示，卷繞於筒管25。筒管25如圖3及作為 圖3之擴大部分圖之圖4所示（圖3、圖4均表示將軛取下）， 具有.於外周卷繞線圈2〇之筒狀本體部26 ;及形成於本體 部26之軸方向兩端部之第！凸緣27及第2凸緣μ。第i及第2 凸緣27、28中，於軸方向外側之侧面，形成大致以放射狀 延伸之多個溝27a、28a。該等溝27a、28a在外周側，由軸 方向視之以相互錯開之方式’亦即，以使第2凸緣28之溝 28a位於第1凸緣27鄰接之2個溝27a之間之方式，此外於半 徑方向之大致中間部，兩溝27a、28a由軸方向視之以部分 重疊之方式，再者，在内周側，由兩溝27&、28a之軸方向 視之以大致全部重疊之方式形成。而後’各溝27a、28a之 外周侧一部分，被切口而形成切口部27b、28b。此外，於 各凸緣27、28之外周面中，在未形成溝27a、28a之部分， 如圖4及作為圖4之全體部分圖之圖5所示，由軸方向之内 側往外側形成特定長度之多個凹部27c、28c。此外，圖5 中為便於說明，取下一部分之軛而表示。 於圖6表示安裝於筒管25之軛21，於圖7及圖8僅取出軛 21而表不。該軛21如圖5及圖ό所示，具有：以嵌入筒管25 之第1凸緣27之溝27a之方式安裝的多組第1積層扼3〇 ;及 同樣地以嵌入筒管25之第2凸緣28之溝28a之方式安裝的多 組第2積層軛31。 各積層扼30、31係藉由如圖7及圖8所示之層疊多個板狀 100392-980331 .doc -24- 1314381 ,__ :年月5修正替換寅 積層片32所構成。各積層片32以表面形成有氧化被膜之矽 鋼板（更詳細為無方向性矽鋼板）形成。各積層片32之基本 形狀為相同，具有核外周部32a、核内周部32b、及連結部 32c。核外周部32a係以由連結部32c之一方端部沿輪轂軸$ 之軸方向（圖7中〇-〇方向）延伸之方式設置，愈往前端側形 狀愈為變細。此外，核内周部32b係以由連結部32e之另一 方端部同樣地沿軸方向延伸之方式設置。而後，該等之積 丨 層片32如圖8所示，由軸方向視之，使軛外周部32a與概内 周部32b以位於相異放射線上之方式形成。 此外，各積層片32之厚度係使用0 25H腿者，〇 5 _ 者係成本上及性能上之利用價值較高。各積層片32之長度 相異。亦即，各積層輥30、31雖藉由層疊8片積層片32而 構成’惟於各積層輛3〇、31中，如圖8所示，最外侧之丄對 積層片321、328係内周側長度最短，其内側之1對積層片 〃 327係為其次知者，進一步其内側之丄對積層片Mg、

，係為二、人短者，最内側之旧積層片324、325係最長地 形成。猎由設定為該錄且λ 種長度’可成為於圓周方向鄰接之積 層輛内周部不互相桩總 、 Μ相接觸，且磁路之截面積取為最寬之效率 較佳構造。 干 進一步由圖5可明瞭 稱战各積層軛3〇、31之積層片 中，位於圓周方向兩外 卜側之積層片321、328係，核外周部 32a之長度與其他積屉 .. ㈢片相較，以大致短1/2左右形成。复 係防止於圓周方向鄰 其 制磁通於兩者間漏出。 勺仰 卜’各積層軏3 0、3 1係由兩凸緣 100392-980331 .doc •25· Ϊ314381 ，牛/1 R修正，換頁 i^8. 3, 31 , 27、28往輪轂軸方向外方向突出 與-步由® 7可明瞭’各積層片32係’連接核外周部… 成二部32c之部分之外側（圖7中？部分）不為圓紙形狀，形 離銳角&。因此’即使於該部分亦可使與永久磁鐵狀 Γ變近，相較於過去藉由板錢鑄形成之輥，可增加磁 通量。 可共通使用於第1積層

此外，如同以上之各積層片32 車厄30及第2積層輊31。 該種積層片32係被層疊，嵌人至形成在筒管25之各凸緣 27二28之溝2乃、28&。此外，各積層片32之軛外周部仏 之前端部係嵌人至形成在筒管25之相對侧之凸緣27、28之 凹部27c、28c而被保持 藉由該種轆21，如圖2所示，第i及第2積層概3〇、”之 耗内周部32b位於線圈2〇之内周側，輕外周部❿位於線圈 2〇與永久磁鐵16之間。此外由圖5及圖2可明瞭，第！積層 軛30與第2積層軛31之軛内周部32b成為互相直接連接。因 此，不需為連接第1積層軛3〇與第2積層軛31之由其他磁性 材料所構成之構件，可使抵抗抑制為極小。 此外，如圖2所示，於為固定線圈2〇及軛21之螺母22a、 22b之軛21側，安裝墊圈23a、2讣。其中，墊圈23b如圖9 所示，具有略長圓形之接合孔23c，於輪轂軸5被無法旋轉 地接合，而該接合孔23c具有與輪轂軸5之倒角部化扣合之 相互平行之面。此外，於墊圈23b，使接合於第i積層軛％ 之突出部分之突起部23d，朝向第i凸緣27藉由壓鑄加工而 100392-980331.doc -26- 1314381 3 i 突出形成。進一步，於墊圈23b，使為通過由線""圈2〇導出 之連接電線35a之縫隙23e，由接合孔23c之相對於電線通 過溝5d之位置於半徑方向外方向切口而形成。 藉此’墊圈23b因使内側固定單元1 7對於輪轂軸5可制止 旋轉’故可使由線圈20取出之連接電線35a確實引導至電 線通過溝5d。該連接電線35a係連接充電部9。 如圖2所示，充電部9與發電機構8—起固定於輪較軸5。 具體而言，如圖2及圖10所示，充電部9具有電路基板6〇, 電路基板60於墊圈23b及螺母22b之間裝設絕緣墊圈56，以 使輪較軸5無法旋轉。 於電路基板60，如圖1 〇及圖11所示，搭載例如由3個雙 電荷層電容器61 a所構成之蓄電元件6 1 ;及例如包含半波 整流電路之充電控制電路62。此外，於電路基板6〇搭載例 如使用稽納二極體之波形成形電路（速度信號產生部之一 例）63 ;及連接蓄電元件61與波形成形電路63之速度重疊 電路64。 充電控制電路62係為整流以發電機構8發電之交流電力 並變換為直流電，充電至蓄電元件61之電路。波形成形電 路6 3係由以發電機構8發電之電力產生對應於發電頻率之 脈衝信號者。該脈衝信號之脈衝寬為不重設微電腦程度之 短者。藉由該脈衝信號之周期與車輪徑可檢測速度與行進 距離。速度重疊電路64係以由波形成形電路63輸出之脈衝 信號開關來自蓄電元件61之輸出，於直流電力重疊速度信 號者。藉此，透過使電力輸出至外部之連接電線35b，可 100392-980331.doc •27- 1314381 I年月π楼r 使速度信號輸出至外部。於電路基板6〇，安裝=接3器1 66,其係用於使連接發電機構8之連接電線“a及連接電^ 輸出端子11之連接電線35b連接者。於各連接電線 35b’設置電性自由裝卸地連接於雄連接之雌連接器 67 〇 •⑯輪H)如圖2所示’具mM1 ’其係無法旋轉地連 _ 結於輪轂體6之蓋構件13之内周側側面者；齒輪安裝部 42，其係自由旋轉地安裝於基部41者；及單向離合器二， 其係配置於基部41與齒輪安裝部42之間者。 如同前述，基部41藉由旋入内筒部13b内周面之筒狀連 結螺栓44而連結内筒部13b。連結螺栓料以頭部接合基部 41。此外，内筒部13b與基部41於連結螺栓料外周二了藉 由配置於兩者間之連結構件45，無法旋轉地連結。於連結 構件45外周面形成細齒，連結構件45係被壓入至形成在内 筒部13b之細齒。該被壓入之連結構件45之細齒與形成於 • 基部41之一端内周面之細齒咬合。藉此，使内筒部13b與 基部41無法旋轉地強固連結。 基部41係筒狀構件，在此旋入軸承几之碗15&。碗15&係 兼用於為支持齒輪安裝部42之軸承之錐。 此外，於基部41可自由起伏地安裝構成單向離合器“之 爪構件43a。單向離合器43係用於僅將安裝於齒輪安裝部 42之夕奴齒輪54(亦即踏板）行進方向之旋轉傳達至基部4 j 之同時’不使後輪107行進方向之旋轉傳達至多段齒輪54 之離合器。爪構件43a被由彈簧構件43b彈起之方向施壓。 I00392-98033I.doc -28- 1314381 年 p Π於..r 爪構件43a係齒輪安裝部42於行進方向旋轉時 部42内周面之棘輪齒43C’使旋轉由齒輪安裝 ^ 口 Mi傳送。齒輪安裝部42係筒狀構件，於外周使 段齒輪54自由裝卸且無法旋轉地安裝。 ^力輸出端子U係無法旋轉地安裝於輪較軸5。該實施 形態中，用於使通過電線配線溝5d而配 ，電性用於後變速器97。由電力輸出端 t號重疊之直流電力。 其次’說明關於輪轂1之動作。 踩踏腳踏車之踏板叩時，齒輪曲柄％之旋轉透過齒鍵％ 傳送至多段齒輪54，使齒輪安裝部42旋轉。該旋轉透過單 向離合器43傳達至基部41 ’輪較體6將旋轉，後輪旧於行 進方向旋轉°於行進中停止踩踏踏板時，單向離合器43成 為關，即使後輪1〇7旋轉’該旋轉無法傳送至齒輪安裝部 42,齒輪曲柄96不旋轉。惟輪轂軸5與輪轂體6相對旋轉。 、子於輪數軸5，使後輪1 〇7亦即輪轂體6旋轉時，對於固 定於輪轂軸5之内側固定單元17，永久磁鐵16將旋轉。藉 此，成為永久磁鐵16旋轉於線圈2〇及軛21之軛外周部32a 外周側。 在此，第1積層軛30之輛外周部32a與第2積層軛3丨之軛 周P32a 方接受來自永久磁鐵16之N極磁通供給時， 另一方接受S極磁通供給；一方接受來自永久磁 鐵1 6之S極 磁通仏、、’α時，另一方接受N極磁通供給。亦即，藉由使永 久磁鐵16旋轉於第1及第2積層輛3〇、31之輛外周部32&外 100392-980331.doc -29- 1314381 周側，反覆第1積層軛30為N極且第2積層軛31為S極之第1 狀恶’與第1積層軛30為S極且第2積層輛31為N極之第2狀 態，而於磁性連結兩者30、3 1之兩積層輕30、3 1之軛内周 部32b產生交替磁通。藉由產生於該線圈2〇内側之交替磁 通’於線圈20產生電流而發電。 . 該實施形態之輪轂1中，因層疊板狀積層片32構成軛 2 1，故相較於過去藉由板金壓鑄成形所構成之情形，可抑 制渦電流之產生。 鲁 此外，如同本實施形態’於鈎爪構造下，僅單純使軛部 分取代為積層構造中，為連接相對之軛彼此而必須其他磁 性材料，因此增加磁阻而使得效率降低。惟本實施形態 中，對軛之形狀下工夫，使相對之第丨及第2積層輛之内周 侧部分成為可互相直接連接，故不需為連接第丨及第2積層 輛之其他構件，且可確保磁通通過所必須之充分截面積。 因此，可使磁阻極小，提升效率。 • 發電之電力輸出至充電部9，以充電部9之充電控制電路 62整流並變換為直流電力，儲存於蓄電元件61。此外，以 波形成形電路63產生對應腳踏車速度之周期之脈衝信號， 藉由該脈衝信號使來自蓄電元件61之直流電力開關，使速 度仏號重疊之直流電力經由連接電線35a而由電力輸出端 子11輸出。在此，輪轂丨因設置於後輪107，故可以較短距 離進行對於車燈以外距後輪距離較短之電裝品之電力供 π，可有效供給電力。此外，由後輪107之輪轂丨係纜線之 配線條數較少，故藉由進行由後輪i 07之輪較i往電裝品配 100392-980331.doc -30- 1314381

線，可簡單i隹i-泰# θβ·.. 3.. 3 1 Τ電裝品之配線。此外，因於輪轂1設置充 電”成為輪出在此儲存之電力，故即使腳踏車⑼停 止亦可使電力輸出至電動後變速器97等電裝品。因此， ’、行進狀態無關’可使產生之電力安定並利用。 [電動變速器之構造] 電動後k迷器97係於多段齒輪54中任一鏈輪引導鏈而變 速者，4多段齒輪54係具有安裝於輪轂丨之多個鏈輪者。 鲁 f動後變速H 97如圖12及圖13所示，具備：基底構件7〇, 其係女定於設置在鏈拉條l〇2a後端之變速器安裝部 102b(圖1)者，可動構件7卜其係對於基底構件川移動者丨 連、、Ό機構72，其係可移動地連結基底構件70與可動構件7 i 者，鏈條導板73，其係自由搖動地安裝於可動構件71者； 及驅動單兀74，其係控制連結機構72者。 基底構件70藉由具有六角孔螺栓8〇固定於變速器安裝部 102b。基底構件7〇具有：主框架81，其具有安裝於變速器 • 安裝部102b之輪殼部81a及臂部81b ;及副框架以，其係藉 由螺栓安裝於主框架81者。挾持於該主框架8丨與副框架82 而配置驅動單元74。於主框架81設置為以酉己線連接輪數工 之電力輸出鈿子11之配線連接部85。藉由以配線連接該配 線連接部85與電力輸出端子丨i，可對電動後變速器97施加 電力及速度信號’使電動後變速器97動作。 可動構件71連結於連結機構72，藉由驅動單元74驅動連 結機構72時，於接近遠離鏈拉條1〇2a之方向移動。於可動 構件71，鏈條導板73以自由搖動且以在賦予張力在齒鏈95 100392-980331.doc -31 - 1314381 ------—____ -L· ^ ψβ.^ΐΐ *-iuU，______ 之方向（圖12為順時針）施壓之狀態安裝。 連結機構72具有一端連結驅動單元74,另一端連結可動 構件71之1對連結件83、84。連結件83、84係相互平行配 置，連結驅動單元74之一端旋動時，設置於另一端之可動 構件71於接近遠離鏈拉條1〇2a之方向平行移動。 鏈條導板73具有：第丄板狀構件9〇,其係自由搖動地安 裝於可動構件71者；第2板狀構件91，其係與第丨板狀構件 9〇外側隔開間隔而配置者；導輪92，其係自由旋轉地安裝 於第1及第2板狀構件90、91之基端者；及張力輪”，其係 自由旋轉地安裝於第i及第2板狀構件9〇、91之另一端者。 兩板狀構件90、91藉由裝設導輪92、張力輪93之螺栓加以 固定。於第1板狀構件90之相對於導輪92之位置，安裝可檢 測與腳踏車之曲柄96之旋轉連動而旋轉之2個滑輪（導輪％及張 力輪93)之旋轉的旋轉感測器，例如由磁簧開關所構件之滑 輪感測器94。此外，於導輪92之相對於滑輪感測器％之位 置，埋入作為檢測子之磁鐵94a。藉此，檢測導輪％是否 旋轉。該導輪92之旋轉因與齒_之移動為連動，故可檢 測齒輪曲柄96之旋轉。變速器97於齒輪曲柄％不旋轉時： 速將產生不良現象’故藉由該滑輪感測器94之輸出判斷θ 否為可進行變速控制之狀態。 疋 驅動單元74具有：外殼構件75，其係藉由主框架81及 框架82挾持，收納以下各部分者；馬達單元”，其係藉： 馬達76驅動連結機構72者；馬達驅動電路78，其係驅‘ 達76者’變速位置感測器79，其係用於檢測藉由馬達單元 100392-980331.do. -32· Ϊ314381 年 :替換頁 所驅動之鏈條導板73之變速位置者；及位置修正記憶體 匕外驅動單兀74具有變速控制部87，其係藉由來自 Μ輪感測器94、铪麫1私π y, 輪轂1所侍到之速度信號，及變速位置感 、'益79之輸出’透過馬達驅動電路78控制馬達％者。 /逹單W7與連結機構72之連結件83連結，使馬達％之 ㈣迷而搖動連結件83。變速位置感測器79檢測被減速 ^馬達單元旋轉位置。因此，變速位置《II 79測出之旋 轉位置與鏈條導板73之變速位置不成為比例關係。因此， t頁有位置修正記憶體86。於位置修正記憶體％，例如以 、格$式》己憶鏈條導板73之變速位置與變速位置感測器79 測出之旋轉位置之關係。 變速控制部87例如以包含㈣、1/〇介面、ram、r〇m 之微電腦所構成’ #同前述，主要藉由速度信號而自動變 速控制電動後變速器97。以該電動後變速器97、輪毅i、 充電部9、及變速控制部87，構成變速系統88。 該種變速系統88中，於輪轂1設置發電機構8及充電部9 ^同時，於電動後變速器97設置變速控制部87，故可使輪 較1與電H變速||97安裝㈣丨踏車1()1，使該等僅以配線 連接而使變速系統88動作。在此，不於腳踏車⑼安裝輪 較1與電動後變速器97以外多餘者，+需進行電源之交換 使變速系統88動作’故可削減腳踏車之組裝工數與配線工 數，同時減少外觀之變化。因此，即使於腳踏車ι〇ι安裝 谷亥變速系統88，料較低地抑制腳踏車1〇1之製造成本， 同時不損及腳踏車I 〇 1之外觀。 100392-980331.doc -33- 1314381 換頁! 年 其次關於變速控制部87之變速控制動作，基於圖^及圖 15所示之控制流程圖說明。 騎乘者使腳踏車101行進，藉由來自發電機構8發電之電 力使蓄電元件充分儲存電力時’可進行腳踏車\〇1之變 速控制。藉此，首先於圖14之步驟81進行變速控制部”之 初始設定。該初始設定中，使變數0P初始化為「i 。⑽ 係變速段之值，於無圖示之記憶體，使各變迷段op=換高 檔臨限值U(OP)及換低檔臨限值D(〇p)以車速之值圮憶。 步驟S2中，獲取基於來自輪轂丨之速度信號算出Z車速 V。步驟S3中’獲取設定之變速段⑽。㈣基於變速位置 感測器79之輸出，讀取位置修正記憶體％之資料而獲取。 步驟S4中，判斷獲取之車速v是否超過各變速段之=高檔 臨限值U(〇P)〇步驟S5中，判斷獲取之車速v是否未滿各 變速段之換低檔臨限值D(0P)。判斷獲取之車速v超過各 變速段之換高檔臨限值u(〇p)時，由步驟^進入步驟％， 藉由來自滑輪感測器94之輸出判斷是否窗輪曲柄％為旋 轉，亦即判斷騎乘者是否正踩踏踏板pD。判斷窗輪曲柄％ 輕轉時，進入步驟S7。步驟s”，實行圖。所示之換高 才田處理。判斷齒輪曲柄96為未旋轉時，不進行換高標處理 而進入步驟S5。 判斷獲取之車速V未滿各變速段之換低檔臨限值〇_ 器驟S8,與步驟%相同，藉由崎 斷是否齒輪曲柄％為旋轉。判斷齒輪曲柄 96為凝轉時，進入步驟S9e步驟s”，實行 100392-980331.doc -34- 1314381 r --—, 年月Γ. Ί埯頁I ··〜.·，'. ι 低檔處理。判斷齒輪曲柄96為未旋轉時，不進行換低槽處 理而返回步驟S2。 步驟S7之換咼檔處理中，於圖15之步驟su使現在之變 速I又op增加ι段分，設定目標變速段。步驟si2中判斷 馬達76是否為正轉動作中。藉此，判斷電動後變速器97是 否為於換南檔方向變速動作中。馬達76未正轉動作時，亦 即，非換高檔變速動作中時，進入步驟sn，使馬達76正 轉動作之同時’開始變速位置感測器79之位置資料之獲 取。馬達76已正轉動作時，省略該處理。 步驟S14中，判斷位置資料SH是否達到設定之目標變速 段’亦即’判斷是否可以結束變速動作。判斷可以結束變 速動作時，進入步驟S15，使變速馬達關閉之同時，結束 變速位置感測器之位置資料之獲取。 在此即使於變速動作中，最初於步驟S 11新設定目標 變速段，更新以前設定之目標變速段。 > 步驟S9之換低檔處理中，於圖16之步驟S21使現在之變 速#又0P減少1段分，設定目標變速段。步驟S22中，判斷 馬達76疋否為反轉動作中。藉此，判斷電動後變速器97是 否為於換低檔方向變速動作中。馬達76未反轉動作時，亦 即，非換低檔變速動作中時，進入步驟S23，使馬連76反 轉動作之同時’開始變速位置感測器79之位置資料SH之獲 取。馬達76已反轉動作時，省略該處理。 v驟S24中，判斷位置資料SH是否達到設定之目標變速 亦即，判斷是否可以結束變速動作。判斷可以結束變 100392-98033 l.d« •35· 1314381 厂 - i年夕：：' 速動作時’進入步驟S25，使變速馬達76關閉之y 束變速位置感測器79之位置資料SH之獲取。 在此亦與換高檔處理相同，即使於變速動作中，最初於 步驟S21新設定目標變速段，更新以前設定之目標變速 段。 ’、

進行該種自動變速控制時，過去係藉由安裴於腳踏車之 充電電路整流由後輪轂輸出之電力並變換為直流電，對應 由車速感測器獲取之車速，藉由同樣地安裝於腳踏車之變 速控制部，控制變速器等變速裝置。 惟本實施形態中，因於輪轂丨内設置充電部9，並於輪轂 1内使交流電變換為直流電輸出，故不需要充電電路。此 外，因變速控制部87安裝於後變速器97，故不需另外設置 變速控制部。因此，作為配線，準備輪轂i之電力輸出端 子11與電動後變速器97之配線連接部85即可。並且，因於 輪穀！内使速度信號與電力重疊輸出，故作為配線，僅準 備2芯之線即可。因此’可大幅簡化腳踏車組裝時之配線 作業°此外’因於腳踏車1〇1僅安裝輪較旧電動後變速器 Μ即可’㈣可簡化零件之安裝作f ’大幅降低腳踏車之 組裝成本。 [其他實施形態] (a)前述實施形態中，雖例如 雖例如Μ電動後變速器作為電動 速裝置，惟使用具有充雷 兄電功此之電動内建變速輪轂亦可 亦即，於内建變速輪轂内部 权門„丨文裝與則述實施形態相同之 電機構’同時於輪轂軸#馬壷 使馬達早兀、馬達驅動電路、及 100392-980331.doc -36· 1314381 H评.頁 ..一 該種内建變速輪轂 而進行自動變速控 速控制部例如收納於外殼等安褒即可 之情形下，可僅使輪轂安裝於腳踏車 制。 ㈨刚述實施形態中’雖使充電部9設置於輪毅m，使 料㈣”續以電動後變速器97’惟兩者均設置於輪 納亦可，或設置於電動後變速器亦可。惟作為其他電裝 品之電源而㈣發電機構發電機構8之輸出，或利用速度 信號之情形下，以前述實施形態之方式配置為佳。 ⑷前述實施形態中’雖使發電機構8配置於輪較卬，惟 配置於輪轂外部亦可。該情形下，充電料亦配置於輪較 外部亦可。 (d)前述實施形態中，雖成為僅進行自動變速處理，惟 於手柄u變速控制部，成為電性連接變速控制部與電 動後變速器97並可進行手動變速之方式亦可。該情形下， 因僅進行變速控制部之安裝，以及變速控制部與電動後變 速益間之配線即可，故較過去可簡化裝置之安裝作業與配 線作業。 ~ 【圖式簡單說明】 圖1為採用本發明一實施形態之腳踏車側面圖。 圖2為本發明一實施形態之後輪轂半截斷面圖。 圖3為筒管之剖面側面圖及正面圖。 圖4為圖3之擴大部分圖。 圖5為筒管及輛之立體部分圖。 圖6為筒管及輛之正面圖。 100392-980331.do, -37- 1314381 圖7為積層片之側面圖。 圖8為積層片之正面圖。 圖9為表示内側固定單元之旋轉制止構造之剖面圖 圖10為充電部之正面圖。 圖11為變速系統之系統構造圖。 圖12為電動後變速器之側面圖。 圖13為其正面圖。 圖14為表示變速控制動作之主流程之流程圖。 > 圖1 5為表示其換高檔處理内容之流程圖。 圖16為表示其換低檔處理内容之流程圖。 【主要元件符號說明】 1 後輪轂 5 輪轂轴 6 輪轂體 7 軸承 8 發電機構 9 充電部 10 飛輪 11 電力輸出端子 16 永久磁鐵 17 内側固定單元 20 線圈 21 輛 25 筒管 100392-980331.doc -38- 1314381 f 27, 28 凸緣 30, 31 第1及第2積層軛 32 積層片 32a 軛外周部 32b 扼内周部 60 電路基板 61 蓄電元件 61a 雙電荷層電容器

62 充電控制電路（整流電路之一例） 63 波形成形電路（速度信號產生部之一例） 64 速度重疊部（信號重疊部之一例） 70 基底構件 71 可動構件 72 連結機構 73 鏈條導板

74 驅動單元 78 馬達驅動電路 87 變速控制部 90, 91 第1及第2板狀構件 92 導輪 93 張力輪 94 滑輪感測器 97 電動後變速器（電動變速裝置之一例） 98 懸吊叉 100392-980331.doc •39- 1314381

101 腳踏車 102 框架 106 前輪 107 後輪 100392-980331.doc

Claims (1)

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其係設置於腳踏車之車輪中 十、申請專利範圍： 1. 一種腳踏車用之發電輪轂， 央部者，且具備： 輪較轴； * 7 -4 ί #承’其係心將前述輪㈣對於前述輪 轉地支持者； 田方疋 發電部，其係藉由前述車輪之旋轉而發電者； 充電部’其係儲存由前述發電部所發電之 電力輸出部，其係可使錯存於前述充電部之電力^ 至外部者。 〈也力輪出 2.如請求項丨之腳踏車用 與…… 毛電輪轂，其中前述發電部传 藉由則述車輪之旋轉而產生交流電力； 糸 前述充電部具備：整流電 庐雷之办、&带《 /、係使以刖述發電部所 發電之交流電變換為直流電者；及 所 蓄電元件，其係儲存前述被整流過之直流電力。 3 ·如請求項1之腳踏車 有雷… 電輪轂，其中前述充電部呈 有電路基板，兑孫忠 。(^具 係女裝於前述輪轂體且前 通之墊圈形狀者；k铷轂輛可貫 則述整流電路及苦φ , 4. 蓄電1 2 3^件搭載於前述電路基板上。 邪哨水項2之腳踏鱼田〜心 ^ # ^ 用之發電輪轂，其中前述蓄番_ 係雙電何層電容器。 畜電％件 1 . 如請求項3之腳踏車用 2 係雔φ — β 心赞電輪轂，其中前述蓄 3 係雙電何層電容器。 W電％件 1314381 6.如請求項1至5 Φ权一 TS L 98. 3. 3 員之腳踏車用之發電輪轂，其中進 備速度L就產生部，其係由以前述發電部所發電 之力產生速度檢測用信號者。 7· U項6之腳踏車用之發電輪轂，其中進—步具備信 號重疊部，其係重疊儲存 里且储存於刖述畜電7L件之電力與以前 料度信號產生部所產生之前述速度檢測用信號者； 、電力輸出邛輸出已重疊前述速度檢測用信號之 力。 8. U項1至5中任—項之腳踏車用之發電輪較，其中前 I電u .永久磁鐵’其係設置於前述輪轂體 面者，·及 —内:固疋早元’其係配置於前述永久磁鐵内周側，固 定於前述輪轂軸者。 9. 如請求項6之腳踏車用之發電輪穀，其中前 備：永久磁鐵，其係設置於前述輪較體内周面者；广、 内側固疋早元，其係配置於前述永久磁鐵内周側 定於前述輪轂軸者。 固 10.如請求項7之腳踏車用之發電輪轂，其中前述發且 備：水久磁鐵，其係設置於前述輪轂體内周面者° 内側固疋早元，其係配置於前述永久磁鐵内周側 定於前述輪轂軸者。 巧铡，固 η·:請之腳踏車用之發電輪毅’其中前述内 =備：環狀線圈，其係配置於前述永久磁鐵内周侧 100392-980331.doc 1314381 軛，其係具有多組第1 98.3.3 1 ^ ρη ^ 積層輛與多組第2積層輛，甘17 包圍前述線圈周圍之 ^軛並以 执¥ &此 式配置者，該多組第1積層刼筏 -置於前述線圈軸方向 弟積層軛係 所構成者，該乡& 1 4# ^板狀積層片 另-方側，^由/積層輕係設置於前述線圈輛方向 乂 夕固板狀積層片所構成者； 則述多個板狀積層片分 ^ Α刀別具有.軛外周部，1係出紅 方向一方側或另一方側# h c /、係由軸 乃側住相反側延伸， 磁鐵與線圈之間者.及鈿出 甲配置於則述水久 磁性社A，配¥W 内周部’其係與前述輛外周部 側;、、一置於前述線圈内周轴方向一方侧或另—方 向2前積層輛係以各前述輛内周部於輛方 =目對且刚迹概外周部交互位於圓周方向之方式設 12 如巧求項9之腳踏車用之發 罝；自供· 》 电輪暈又，其中前述内侧固定 早兀具備·％狀線圈，其传么、 疋 者，·及 、’…置於别述永久磁鐵内周側 軛，其係具有多組第丨積層軛與 包圍前述線圈周圍之方式配、 '' 、厄，並以 -置者’該多組第1積声盖 設置於前述線圈軸方向一 s軛係 所1以^ D方側，分別由多個板狀積h 另-方側，分別由多個:=^於前述線圈轴方向 夕個扳狀積層片所構成者； 前述多個板狀積層片分別具有：輛外周部， 方向一方側或另一方側往相反 /、’、由軸 磁鐵與線圈之間者；及*…伸，配置於前述永久 門者，及輛内周部，其係與前 100392-980331 ,doc 1314381 ：.- 磁性結合，配置於前述線圈内 ，沉.3.3 側； 厂1釉方向—方側或另一方 多組前述第1及第2積層軛係以各 向相斜，B a .+，± L 則迷輛内周部於軸方 才對且則述軛外周部交互位於圓用太& + + j 置。 圓周方向之方式設 13·如請求们0之料相之發電 i 4曰# 具中刖述内側固定 卓疋具備：環狀線圈，其係配置 者；及 夏於則述水久磁鐵内周側 軛，其係具有多組第1積層軛與多 勹阁此丄 /、少、，且第2積層軛，並以 包圍則述線圈周圍之方式配置者’ ^ ^ , 邊夕組第1積層軛係 石又置於前述線圈軸方向一方側，八 所諶+ 土 ^ 万側，/刀別由多個板狀積層片 所構成者，該多組第2積層軛係π s !軛係3又置於前述線圈軸方向 另-方侧’分別由多個板狀積層片所構成者. 前述多個板狀積層片分別具有：概外周部，其係由轴 向—方側或另一方側往相反側延伸，配置於前述永久 磁鐵與線圈之間者；及輛内周部，其係與前述㈣周部 磁性結合，配置於前述線圈内周軸方向—方側或另 側； w 多組前述第1及第2積層扼係以各前述扼内周部於轴方 =相對，且前述軛外周部交互位於圓周方向之方式設 14·如請求項⑴中任—項之腳踏車用之發電輪轂其中進 一步具備飛輪，其係可對於前述輪轂體僅傳達前述 車之行進方向之旋轉者。 1003 92-9803 3 l.doi 1314381 -----------------: 干月日終正替換買 15. 如凊求項6之腳踏車用之發電輪較，其中進—步具飞」 輪，其係可對於前述輪栽體僅傳達前述腳踏車^ = 向之旋轉者。 丁進方 16. 如請求項7之腳踏車用之發電輪毅，其中進一步 輪’其係可對於前述輪轂體僅傳達前述聊踏車之 向之旋轉者。 运方 17. 如凊求項8之腳踏車用之發電輪較，其中進—步具 輪’其係可對於前述輪㈣僅傳達前述腳踏車之行 向之旋轉者。 18·如請求項9之腳踏車用之發電輪毅，其中進一步具備飛 輪〃係可對於前述輪轂體僅傳達前述腳踏車之 向之旋轉者。 丁琨万 19·如請求項10之腳踏車用之發電輪轂，其中進一步具備飛 輪〃係可對於前述輪轂體僅傳達前述腳踏車之 向之旋轉者。 2〇·如請求項11之腳踏車用之發電輪轂，其中進一步具備飛 輪其係可對於前述輪轂體僅傳達前述腳肖車 向之旋轉者。 方 21. 如請求項12之腳踏車用之發電輪轂，其中進—步具備飛 輪〃係可對於前述輪轂體僅傳達前述腳踏車之行進方 向之旋轉者。 22. 如請求項13之腳踏車用之發電輪轂，其中進一步具備飛 輪，其係可對於前述輪轂體僅傳達前述腳踏車之行進方 向之旋轉者。 100392-980331.doc 1314381 2 3. -種腳踏車用之變速系統，其係安裝於腳踏車t^·=卜挟] 後部者，且具備： 〃 電動變速裝置，其係安裝於前述框架之後部’並被電 性驅動者； 电 輪轂，其係具有藉由車輪之旋轉而發電之發電部， 並女裝於前述框架之後部者； 充電部，其係設置於前述後輪較及前述電動變速裝置 之任者，且儲存以前述發電部所產生之電力者丨及 1速控制部’其係設置於前述後輪穀及前述電動變速 裝：之任-者’且藉由儲存於前述充電部之電力變速控 制刚述電動變速器者。 24·㈣求項23之腳踏車用之變速系統，其中進一步具備速 ，。號產生部’其係設置於前述後輪轂及前述電動變速 裝置之任一者，且由以前述發電部所發電之電力產生速 度檢測用信號者。 25·如請求項24之腳踏車用之變速系統，其中前述速度信號 產生部係設置於前述後輪較。 义月Ή 23至25中任-項之腳踏車用之變速系統，其中 前述電動變速裝置係電動後變速器，其具備： 基底構件，其係安裝於前述框架者； 可動構件，其係、對於前述基底構件移動者； 連結機構，其係可移動地連結前述基底構件與前述可 動構件者； 鏈條導板’其具備：導輪，其係自由搖動地安裝於前 100392-980331.do, I3l438l 年月曰修it替換瓦 -9-8-:3. 3 I __ 其係安裝於 電動驅動部，其係驅動前述連結機構者。 27. 如請求項26之腳踏車用之變速系統，其中進一步具備旋 轉感測器，其係檢測前述導輪及張力輪之任一者之旋轉 者。

28. t請ί項23至25中任一項之腳踏車用之變速系統，其中 月’J述變速控制部係設置於前述電動變速妒置 291請求項26ί腳踏車用之變速系統，其、中前述變速控制 邛係设置於前述電動變速裝置。 30_!7f項27ί腳踏車用之變速系統，其中前《速控制 #係设置於則述電動變速裝置。 31.t請求項23至25中任—項之腳踏車用之變速系統，其中 别述充電部係攻置於前述後輪數。 32·如請求項26之腳踏車用變速

述可動構件 前端者；及 並安裝於基端者；與張力輪 設置於前述後輪較。^其中前述充電部係 33. 如請求項27之腳踏車用變 設置於前述後輪較。其中前述充電部係 34. 如請求項28之腳踏車用之_ 設置於前述後輪轂。 ，、中别述充電部係 35. 如請求項29之腳踏車用之變速 設置於前述後輪轂。 /、中刖述充電部係 3 6 ·如請求項3 〇之腳踏車用轡 設置於前述後輪數/ ^H其中前述充電部係 100392-980331.doc 1314381 ~~— 年月 Lgg. 3. 3 1 3 7·如4求項23至25中任一項之腳踏車用之變速系統，其中 月ij述變速控制部根據以前述速度信號產生部產生之速度 檢測用信號，自動變速控制前述電動變速裝置。 38.如請求項26之腳踏車用之變速系統，其中前述變速控制 部根據以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信號， 自動變速控制前述電動變速裝置。 39.如請求項27之腳踏車用之變速系統，其中前述變速控制 部根據以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信號， 自動變速控制前述電動變速裝置。 40·如請求項28之腳踏車用之變速系統，其中前述變速控制 部根據以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信綠， 自動變速控制前述電動變速裝置。 41·如請求項29之腳踏車用之變速系統，其中前述變迷控制 部根據以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信衆， 自動變速控制前述電動變速裝置。 42.如請求項3〇之腳踏車用之變速系統，其中前述變速趣制 部根據以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信說， 自動變速控制前述電動變速裝置。 43_如請求項3 1之腳踏車用之變速系統，其中前述變速控制 部根據以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信衆， 自動變速控制前述電動變速裝置。 44.如請求項32之腳踏車用之變速系統，其中前述變迷检制 部根據以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信魏， 自動變速控制前述電動變速裝置。 100392-980331.doc 1314381 45. 46. 47. 48. 49. L3 8 ...3, 3：； 如請求項33之腳踏車用之變速系統，其中前述變速控制 部根據以則述速度信號產生部產生之速度檢測用信號， 自動變速控制前述電動變速裝置。 如請求項34之腳踏車用之變速系統，其中前述變速控制 部根據以前述速度信號產生部產生之速度檢測用信號， 自動變速控制前述電動變速裝置。 如印求項3 5之聊踏車用之變速系統，其中前述變速控制 部根據以前述迷度信號產生部產生之速度檢測用信號， 自動變速控制前述電動變速裝置。 如明欠貢3 6之腳踏車用之變速系統，其中前述變速控制 P根據以刖述速度信號產生部產生之速度檢測用信號， 自動變速控制前述電動變速裝置。 種腳踏車用之變速器，其係安裝於腳踏車用柩架，並 被電性驅動者，且具備： W 基底構件，其係安裝於前述框架者； 其係對於前述基底構件移動者； 其係可移動地連結前述基底構件與前述可 可動構件 連結機構 動構件者； 鏈條導板 50. 電動驅動部其動地安裝於前述可動構件者; ^ 卩係驅動前述連結機構者；及 :隻速控制部’其係變速控制前述電動驅動部者。 ::凊未項49之腳踏車用之變速器，其中前述鏈條導板 板狀構件，其係自由搖動地安裝於前述可動構件者 100392-980331.doc 1314381 年月日铬泛潜換頁 剛述板狀構件之基端 導輪，其係自由旋轉地安裝於 者；及 張力輪，其係自由旋轉地安裝於 者；並且 進一 别述板狀構件之前端

之任一者之旋轉者。 51· —種腳踏車，其具備： 框架’其係具有手柄部及前叉者； 前輪’其係自由旋轉地安裝於前述前又者； 後輪，其係具有後輪轂及設置於前述後輪轂之發電 部’自由旋轉地設置於前述框架後部者； 電動變速裝置，其係設置於前述框架後部者； 充電部，其係設置於前述後輪轂及前述電動變速裝置 之任一者’並儲存以前述發電部所產生之電力者；及 變速控制部，其係設置於前述後輪轂及前述電動變速 裝置之任一者，並藉由儲存於前述充電部之電力變速控 制前述電動變速裝置者。 100392-980331.doc 10- 13 14f沙ί〗〇9578號專利申請案 中文圖式替換頁(97年i〇月） ----

100392-97 ] 003-flg.doc

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換高檔 是 ，是 定轉？ 是 換低檔 S9 圖14 -14 - 1314381 w替換頁 j ! 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（11)圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 1 後輪穀 8 發電機構 9 充電部 61 蓄電元件 62 充電控制電路（整流電路之一 例） 63 波形成形電路（速度信號產生部之一例） 64 速度重疊部（信號重疊部之一 例） 74 驅動單元 78 馬達驅動電路 87 變速控制部 94 滑輪感測器 97 電動後變速器（電動變速裝置之一例）

Φ 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 100392-980331.doc