自行车用电气部件和使用该电气部件的自行车用拨链器

摘要

本发明的课题在于实现自行车用电气部件和使用该部件的拨链器的小型轻质化。后拨链器(52)为可以安装在自行车上的电气部件，具备驱动壳体(174)、变速驱动部(212)、和变速控制电路(216)。驱动壳体(174)为具有可以安装在自行车车架体(8)后部(8a)上的车架安装部(170)的部件。变速驱动部收纳于驱动壳体(174)内。变速控制电路(216)具有包围变速驱动部(212)一部分地配置的电路基板(240)。

说明书

技术领域

本发明涉及电气部件，特别涉及可以安装在自行车上的自行车用电气部件和使用该电气部件的自行车用拨链器。

背景技术

最近，在自行车领域也在使用各种电气部件。例如，由电动进行自行车变速的电动变速装置和对自行车驱动力进行辅助的辅助驱动装置等电动部件正在得到广泛使用(例如参照专利文献1)。上述现有的电气部件经由变速缆线驱动自行车的前拨链器，具备可以安装在自行车上的壳体部件、收纳在壳体部件内并确定变速缆线位置的定位组件(内部部件的一个例子)、和定位组件并排收纳在壳体部件内并根据变速信号控制定位组件的变速控制部。变速控制部具有将通过控制程序进行工作的微型计算机搭载在平板状的电路基板上而成的控制组件。在变速控制部上，连接安装在车把上的换档开关，且由来自换档开关的变速信号使变速缆线移动，从而使前拨链器进行变速动作。

专利文献1：特开2004-90915号公报

在上述现有的构成中，具有平板状电路基板的控制组件在壳体部件内部与定位组件并排配置。因此，在壳体部件内有被浪费的空间，电气部件有可能大型化并导致重量增加。特别地，由于在自行车的情况下由人力驱动踏板，如果整体重量增加则不得不无谓地浪费劳力。

发明内容

本发明的课题在于实现自行车用电气部件和使用该电气部件的拨链器的小型轻质化。

发明1的自行车用电气部件，为可以安装在自行车上的电气部件，具备壳体部件、内部部件、和电子电路部。壳体部件为具有可以安装在自行车上的安装部的部件。内部部件收纳在壳体部件内。电子电路部具有包围内部部件的至少一部分地配置的电路基板。

在该电气部件中，电子电路部的电路基板配置成包围收纳在壳体部件内的内部部件的至少一部分。在此，电路基板并不是平板状的二维基板，而是包围内部部件地三维配置，所以可以有效利用空间地将具有电路基板的电子电路部配置在壳体部件内部的空间内。因此，即使将控制用微型计算机等比较大的元件配置在电路基板上，也可以将具有电路基板的电子电路部紧凑地配置在壳体部件内部，从而可以实现电气部件的小型轻质化。

发明2的自行车用电气部件，在发明1所述的部件中，电路基板为具有挠性的柔性基板。在这种情况下，通过使用柔性基板，可以曲线地配置电路基板，进而可以有效利用空间。因此，可以进而实现电气部件的小型轻质化。

发明3的自行车用电气部件，在发明2所述的部件中，柔性基板的至少一部分以沿着壳体部件的内壁的方式配置。在这种情况下，利用挠性可以容易地将柔性基板配置在壳体部件内壁，可以进一步有效利用壳体部件内的空间。再者，壳体部件的设计自由度也提高。

发明4的自行车用电气部件，在发明1至3的任一项所述的部件中，内部部件具有马达、和对马达的旋转进行减速的减速机构。在这种情况下，利用马达可以控制拨链器、避震部件和行驶驱动装置等电动部件。

发明5的自行车用电气部件，在发明4所述的部件中，内部部件具有用于将马达的旋转传递至壳体部件外部的输出轴，电路基板具有用于使输出轴通过的通过孔。在这种情况下，由于围绕输出轴配置电路基板，所以可以有效地将与输出轴关联的检测电路配置在电路基板上。

发明6的自行车用电气部件，在发明5的部件中，电路基板在通过孔周围具有用于检测输出轴旋转位置的旋转位置检测电路。在这种情况下，通过简单的构成即可简洁地检测输出轴的旋转位置。

发明7的自行车用电气部件，在发明1至6的任一项所述的装置中，内部部件是对可以使自行车变速为多个变速级的任一级的变速装置进行电动驱动的变速驱动部，电子电路部根据变速信号对变速驱动部进行变速控制。在这种情况下，可以实现具有变速装置的变速驱动部和电子电路部的电气部件的小型轻质化。

发明8的自行车用拨链器，具备技术方案1至7任一项所述的自行车用电气部件、固定部件、移动机构、可动部件、链导向件。固定部件为固定在自行车上的部件。移动机构为相对于固定部件可以向接近·远离自行车的方向移动，并由内部部件驱动的机构。可动部件为连接在移动机构上的部件。链导向件为连接在可动部件上的部件。在该固定部件和可动部件的某一个上设置壳体部件，并经由固定部件或可动部件将壳体部件安装在自行车上。

在该自行车用拨链器中，在设置在固定部件或可动部件上的壳体部件的内部设置驱动移动机构的内部部件，由内部部件驱动移动机构使可动部件向接近·远离自行车的方向移动，通过链导向件使链条移动。在此，由于可以实现具有内部部件的电气部件的小型轻质化，所以可以实现拨链器的小型轻质化。因此，露出到外部而配置在自行车架上的拨链器变得不易接触障碍物，并在自行车倒下时不易受到损坏。

发明9的自行车用拨链器，在发明8所述的拨链器中，移动机构具有两端分别摆动自如地连接于固定部件和上述可动部件上且相互大致平行配置的第1和第2连杆部件，输出轴为用于将第1连杆部件连结在固定部件或可动部件上的连结部件。在这种情况下，由于可以为与由变速缆线而动作的通常的拨链器同样的构造，所以设计和制造变得容易。

根据本发明，电路基板并不是平板状的二维基板，而是包围内部部件地三维配置，所以可以有效利用空间地将具有电路基板的电子电路部配置在壳体部件内部的空间内。因此，即使将控制用微型计算机等比较大的元件配置在电路基板上，也可以将具有电路基板的电子电路部紧凑配置在壳体部件内部，从而可以实现电气部件的小型轻质化。

附图说明

图1为采用本发明的一个实施方式的自行车的侧视图。

图2为作为根据本发明的一个实施方式的电气部件的电动后拨链器的侧视图。

图3为取下罩体的状态的基座部件的侧视图。

图4为收纳在驱动壳体内的马达、驱动齿轮部和变速控制电路的分解立体图。

图5为表示变速控制电路的功能构成的块图。

图6为变速控制电路的控制流程图。

图7为另一实施方式的相当于图2的图。

具体实施方式

图1是采用本发明的一个实施方式的自行车4的侧视图。自行车4具备现有的车架6，该车架6具有焊接管而成的菱形结构的车架体8、和安装在车架体8前部的前叉12。前叉12绕倾斜的轴可以自由转动地安装在车架体8的前部。再者，在前叉12的上部安装车把组装体16。在车架体8的中央上部安装有车座18。在车架体8的下部安装有驱动机构20。在前叉12的下部可以自由旋转地安装前轮24。再者，后轮28可以自由旋转地安装在车架体8的后部。前制动机构32用于制动前轮24。再者，后制动机构36用于制动后轮28。

驱动机构20具备：可以旋转地安装在车架体8底架上的踏板曲柄组装体40、具有安装在车架体8上的前拨链器46和安装在踏板曲柄组装体40右侧的多个(例如2个)链轮48的前变速器44、具有安装在车架体8后部的后拨链器52和安装在后轮28上的多个(例如8～10个)后链轮54的后变速器50。前拨链器46择一地使链条60啮合于多个前链轮48的某一个上。再者，后拨链器52择一地使链条60啮合于多个后链轮54的某一个上。

车把组装体16具备安装在前叉12顶部的车把撑杆64、安装在车把撑杆64上部的赛车型(drop)车把66。在车把66弯曲部分上部的对置的两侧，安装有制动杆70(图中只表示了右侧的制动杆)。左侧的制动杆70通过伯登型(Borden)的制动缆线74用于操作后制动机构36。再者，右侧的制动杆70通过布登形的制动缆线72用于操作前制动机构32。在右侧(或左侧)的制动杆70上设置后变速开关(或前变速开关)270，后变速开关270(或前变速开关)构成为经由安装在车把66中央部的显示组件78对前变速器44和后变速器50(或前变速器44)进行手动变速。两变速开关270为例如杆形的开关，可以利用向不同方向的摆动操作进行换高档和换低档的操作。显示组件78，由已知的方法，根据信号来显示速度和行驶距离等信息，该信号从具备安装在前叉12上的磁簧开关86和安装在前轮24上的磁铁88的前轮旋转传感器通过电气配线90输入。显示组件78经由电气配线84而与前拨链器46以及后拨链器52连接。

如图2所示，后拨链器52具备固定在车架体8后部8a上的基座部件(固定部件的一个例子)100、相对于基座部件100可以沿接近·远离自行车4的方向移动的移动机构130、连接在移动机构130上的可动部件104、和连接在可动部件104上的链导向件108。

基座部件100具备大致圆筒状的车架安装部170、和驱动壳体(壳体部件的一个例子)174。在驱动壳体174的内部收纳有后述的变速驱动部(内部部件的一个例子)212和变速控制电路(电子电路部的一个例子)216。车架安装部170具备螺栓安装开口部178。基座部件100通过贯通螺栓开口安装部178的车架安装螺栓182而可以调整转动位置地固定在车架体8上。

移动机构130具有一端摆动自如地连接在基座部件100上的第1连杆部件120、和在第1连杆部件120的外侧一端摆动自如地连接在基座部件100上的第2连杆部件124。两连杆部件120、124大致平行地配置。

可动部件104摆动自如地连接在两连杆部件120、124的另一端上。可动部件104摆动自如地连接链导向件108。再者，在可动部件104和链导向件108之间安装有例如由扭转螺旋弹簧构成的未图示的施力部件，对链导向件108向图2顺时针方向施力。

链导向件108在转动中心附近可以自由旋转地支承引导链条60的导轮118和向链条60赋予张力的张紧轮116，以便和多个后链轮54中选择的一个卡合。

驱动壳体174，如图2至图4所示，具备内部具有驱动机构收纳空间202(图3)的壳体主体190、和由螺纹件198安装在壳体主体190上的罩体194。罩体194最好安装在壳体主体190的底面以防止水或其他污染物质进入壳体主体190内部。壳体主体190和车架安装部170整体形成，在驱动机构收纳空间202内收纳有变速驱动部212、和变速控制变速驱动部212的变速控制电路216。

变速驱动部212电动驱动可以变速为多个变速级的任一级的后拨链器，具有电动马达206和减速机构210(图4)。

马达206靠近壳体主体190一侧配置。减速机构210具有安装在马达206的旋转轴前端的未图示的蜗轮蜗杆装置(worm gear)。蜗轮蜗杆装置啮合于未图示的蜗轮。蜗轮和第1齿轮214整体形成。第1齿轮214和蜗轮蜗杆装置可以自由旋转地安装在齿轮支承部件220上。在齿轮支承部件220上，可以自由旋转地支承有啮合于第1齿轮214的第2齿轮(未图示)和与第2齿轮整体形成的第3齿轮230。因此，通过从壳体主体190上拆装齿轮支承部件220可以整体拆装减速机构210。第3齿轮230连接在用于将马达206的旋转传递至壳体主体190的外部的输出轴234上。输出轴234连接于第1连杆部件120并摆动驱动第1连杆部件120。

输出轴234具有啮合于第3齿轮230的齿轮部234a、配置在齿轮部234a两端的轴部234b、234c、和从轴部234c向壳体主体190外侧延伸的连接轴部234d。在该连接轴部234d的前端不能旋转地连接有第1连杆部件120。由此，后拨链器52被电动驱动。在连接轴部234d的外周面上，形成平面缺口的倒角部234e，在第1连杆部件120的一端形成卡合于倒角部234e的卡合孔120a(图2)。

变速控制电路216具有电路基板240、安装在电路基板240上的微型计算机和存储器等各种LSI、电阻和电容等电气元件。电路基板240为合成树脂制具有挠性的柔性基板，该基板覆盖齿轮支承部件220的三面并沿驱动机构收纳空间202的内壁202a弯曲而形成，且和减速机构210一起紧凑收纳在狭窄的驱动机构收纳空间202内。变速控制电路216由设在例如电气配线84中间的电源组件94(图1)提供的电力而动作。在电源组件94内部安装有可以更换的一次电池或蓄电池。暂时存储该电力的大容量电容等蓄电元件244安装在电路基板240上。在电路基板240上，形成用于使输出轴234通过的通过孔240a，在通过孔240a周围，形成用于检测输出轴234的旋转位置、即变速位置的旋转位置检测电路248。旋转位置检测电路248由同芯但半径及长度不同的4种圆弧状电路248a～248d构成。再者，在输出轴234的连接轴部234d上，经由绝缘垫圈252不能旋转地安装有金属制的检测片256。检测片256具有在不同半径位置可以和圆弧状电路248a～248d接触的4个接触片256a～256d，通过由该接触片256a～256d选择性地导通4个圆弧状电路248a～248d，可以检测例如10级的变速位置。由该旋转位置检测电路248和检测片256构成变速位置传感器260。

变速控制电路216的功能构成块图如图5所示。

变速控制电路216具有使用微型计算机的变速控制部264。在变速控制部264，根据从变速开关270输出的换高档和换低档的变速信号，控制变速驱动部212。在变速控制部264上连接有变速位置传感器270和连接于变速控制部264的马达驱动电路268。再者，经由显示组件78连接有后变速开关270。马达驱动电路268例如包括具有FET等开关晶体管的PWM(脉冲宽度调制电路)，并根据与后变速开关270的操作相应地输出的控制信号来驱动马达。

在这样构成的后拨链器52中，电路基板240并不是平板状的二维基板，而是包围变速驱动部212地三维配置，所以可以有效利用空间以将具有电路基板240的变速控制电路216配置在驱动壳体174内部的驱动机构收纳空间202内。因此，即使将具有控制用微型计算机等比较大的元件的变速控制部264配置在电路基板240上，也可以将具有电路基板240的变速控制电路216紧凑地配置在驱动壳体174内部，从而可以实现后拨链器52的小型轻质化。

表示变速控制部264的变速动作的控制流程图如图6所示。

如果将变速控制部264与电源接通，则在图6的步骤S1中进行初始设定。在步骤S2，判断是否由后变速开关270进行了换高档操作。在步骤S3，判断是否由后变速开关270进行了换低档操作。如果判断进行了换高档操作，则从步骤S2移至步骤S5。在步骤S5，根据来自变速位置传感器260的输出，判断后拨链器52是否位于变速位置SH为10速、即最小直径(外侧)的链轮54的位置。在变速位置SH为10时，由于不能继续换高档所以不考虑变速操作而移至步骤S3。如果判断进行了换低档操作，则从步骤S3移至步骤S10。在步骤S10中，根据来自变速位置传感器260的输出，判断后拨链器52是否位于变速位置SH为8速、即最大直径(内侧)的链轮54的位置。在变速位置SH为1时，由于不能继续换低档所以不考虑变速操作而返回至步骤S2。

(其他实施方式)

(a)虽然在上述实施方式中，利用设在拨链器内的变速控制电路(电子电路部)进行拨链器的控制，但电子电路部并不限于变速控制电路。例如可以将控制组件配置在拨链器外部，并用电子电路部来构成马达驱动电路。在这种情况下，由来自外部的控制信号控制电子电路部。

(b)虽然在上述实施方式的后拨链器52中，在基座部件(固定部件)100上设置驱动壳体174，但是也可以如图7所示，在可动部件304上设置后拨链器352的驱动壳体374。在图7中，在可动部件304上设置驱动壳体374，并在其内部收纳上述的驱动齿轮机构和变速控制电路。第1连杆部件120的另一端连结在减速机构上。

(c)虽然在上述实施方式中，以电动后拨链器为例说明了本发明的电气部件，但是作为电气部件并不仅限于后拨链器，也可以适用于搭载有电动前拨链器、避震组件和行驶驱动装置(行驶用辅助动力装置)等电气部件的电气部件。

(d)虽然在上述实施方式中，作为移动机构公开了具有一对连杆部件的机构，但是移动机构并不限于上述实施方式。例如可以由靠马达旋转的丝杠和安装在丝杠上的螺母部件构成移动机构，并将螺母部件连接在可动部件上。再者，也可以是剪子形状的移动机构。在这种情况下，可以使用气缸和电动压力缸作为致动器。