自行车用控制装置及自行车用鞍座柱的制作方法

专利名称：自行车用控制装置及自行车用鞍座柱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制自行车上安装的可电控的动作部的自行车用控制装置及安装有该自行车用控制装置的自行车用鞍座柱。
背景技术：
电动驱动自行车上安装的变速装置的变速驱动部及控制该变速驱动部的变速控制装置为人们所熟知(例如参阅专利文献1)。现有变速驱动部包括马达及减速机构，可利用马达直接或通过变速导线间接使拨链器、内设变速轮毂等变速装置执行变速操作。变速驱动部可与变速装置一体、或与变速装置分开安装于自行车的车架上(例如参阅专利文献1)。另外，变速控制装置与安装于车把上的自行车计算机、变速驱动部一体安装到车架上。
专利文献1日本特开2001-247074号公报在上述现有技术构成中，全都是在车把、车架上安装变速控制装置，所以因设置变速控制装置而相应影响自行车的外观。另外，根据安装位置还有可能妨碍自行车的操作。另外，为防止被偷，可以将自行车计算机自由地拆卸下来，但是，一旦自行车计算机取下来或丢失，就不能对变速装置进行控制。
这种情况在变速驱动部除外的其他动作部上也同样会产生，例如，在电控避震的避震控制装置上也会发生。

发明内容
本发明的目的在于提供一种不会使自行车外观恶化、不会妨碍运转操作、且可经常执行动作部控制的自行车用控制装置及自行车用鞍座柱。
根据本发明第一方面的自行车用控制装置为控制自行车上安装的可电控的动作部的装置，其包括控制电路及控制信号输出部。控制电路为收容于自行车的鞍座柱内、并生成用于控制动作部的控制信号的电路。控制信号输出部连接于控制电路，并将控制信号输出给动作部。
在该控制装置中，生成用于控制动作部的控制信号的控制电路收容于鞍座柱内，通过控制电路生成的控制信号从控制信号输出部输出给动作部。在此，因为控制电路收容于外部不可见的鞍座柱内，同时控制信号从控制信号输出部输出，所以即使设置控制电路也不会使自行车的外观恶化，并且不会妨碍运转操作。另外，鞍座柱与自行车计算机不同，因为不需经常拆装，所以可经常进行动作部的控制。并且，因为鞍座柱也可以拆卸，所以维修方便。
根据本发明第二方面的自行车用控制装置在本发明第一方面记载的装置基础上，还包括与控制电路连接、用于输入动作指示信号的动作指示信号输入部。此时，例如可根据从操作部输出、或从各种传感器输出的动作指示信号，对应乘骑者的操作、行车状态、周围环境进行控制。
根据本发明第三方面的自行车用控制装置，在本发明第一或第二方面记载的装置基础上，还包括收容于鞍座柱内的壳体，控制电路收容于壳体内部。此时，因为控制电路收容于壳体内，所以在鞍座柱上拆装控制电路非常容易。
根据本发明第四方面的自行车用控制装置，在本发明第三方面记载的装置基础上，其壳体包括可固定于鞍座柱上的固定结构。此时，因为可以将壳体固定于鞍座柱上，所以控制电路可稳定动作。
根据本发明第五方面的自行车用控制装置，在本发明第一至第四方面中任一个记载的装置基础上，其动作部为可电动驱动自行车的变速装置的变速驱动部，控制电路控制变速驱动部。此时，即使设置控制变速装置的控制电路，自行车的外观也不会恶化，并且不会妨碍运转操作。另外，鞍座柱与自行车计算机不同，因为不需经常拆装，所以可经常进行动作部的控制。并且，因为鞍座柱也可以拆卸，所以维修方便。
根据本发明第六方面的自行车用控制装置，在本发明第一至第五方面中任一个记载的装置基础上，其动作部为自行车的避震装置，控制电路可控制避震装置。此时，即使设置控制避震装置的控制电路，自行车的外观也不会恶化，并且不会妨碍运转操作。另外，鞍座柱与自行车计算机不同，因为不需经常拆装，所以可经常进行动作部的控制。并且，因为鞍座柱也可以拆卸，所以维修方便。
根据本发明第七方面的自行车用鞍座柱，包括管部件及电路安装结构。管部件的一端可插入于自行车的座管，另一端可安装鞍座。电路安装结构是可将控制自行车上安装的可电控的动作部的控制电路安装于管部件内部的结构。
在该鞍座柱中，可利用电路安装结构将控制电路收容于管部件内部。在此，因在鞍座柱上设有电路安装结构，所以控制电路可安装于鞍座柱内，从而，即使设置控制电路，自行车的外观也不会恶化，并且不会妨碍运转操作。另外，鞍座柱与自行车计算机不同，因为不需经常拆装，所以可经常进行动作部的控制。并且，因为鞍座柱也可以拆卸，所以维修方便。
根据本发明第八方面的自行车用鞍座柱，在本发明第七方面记载的装置基础上，在鞍座中可以安装外部电源，该自行车用鞍座柱还包括连接外部电源与控制电路的电源配线。此时可就近设置电源，同时因为还设有从该电源向控制电路供电的电源配线，所以电源供给便利。
在本发明的自行车用控制电路中，控制电路收容于外部不可见的鞍座柱内，同时控制信号从控制信号输出部输出，所以即使设置控制电路，自行车的外观也不会恶化，并且不会妨碍运转操作。另外，鞍座柱与自行车计算机不同，因为通常不拆装，所以可经常进行动作部的控制。并且，因为鞍座柱也可以拆卸，所以维修方便。
在本发明的自行车用鞍座柱中，因为在鞍座柱上设有电路安装结构，所以控制电路可安装于鞍座柱内，从而，即使设置控制电路，自行车的外观也不会恶化，并且不会妨碍运转操作。另外，因为鞍座柱与自行车计算机不同，因为通常不拆装，所以可经常进行动作部的控制。并且，因为鞍座柱也可以拆卸，所以维修方便。


图1是采用本发明一实施例的自行车的侧视图；图2是图1所示自行车的鞍座柱的侧视图；
图3是图1所示自行车的车把部的主视图；图4是鞍座柱及变速控制装置的分解剖视图；图5是表示变速控制装置的构成的框图；图6是前后链轮组的配置示意图；图7是其他实施例的相当于图4的剖面放大图；图8是表示其他实施例的配线及变速控制装置的配置的示意图；图9是其他实施例的相当于图5的图；图10是其他实施例的相当于图1的图；图11是其他实施例的相当于图5的图。
具体实施例方式
如图1所示，采用本发明一实施例的自行车101是公路赛车，其包括菱形车架102，其具有前叉98；车把部104，其固设于前叉98上；驱动部105，其由安装有链条95和踏板PD的曲柄96、前后拨链器97f和97r、以及前后链轮组99f和99r等构成；前后轮106f和106r，其分别安装于前叉98及车架102后部；前后刹车装置107f和107r；变速控制装置110，用于控制前后拨链器97f和97r。在车架102的座管102a上部可拆卸地安装有鞍座柱103，该鞍座柱103上安装有鞍座109。
如图2所示，鞍座柱103包括管部件103a，其一端可插入于自行车101的座管102a内，另一端上可安装鞍座109；电路安装结构103b，其可将变速控制装置110安装到管部件103a的内部，该变速控制装置110用于控制后面所述的前后拨链器97f和97r的变速驱动部(动作部的例子)127f、127r。在本实施例中，电路安装结构103b由在管部件103a下端的内周面上形成的第一内螺纹部103c构成。在管部件103a的上端部，通过例如焊接或压接固定有鞍座固定件103d。在该鞍座固定件103d上，通过例如紧固螺栓128固定有鞍座109。在鞍座109的内部收容有用作变速控制装置110、前变速驱动部127f和后变速驱动部127r的电源的电源129，该电源129可由一次电池、二次电池或大容量电容器等蓄电元件构成。
如图1所示，车把部104包括车把立管111及插入固定于车把立管111顶端的车把112。车把立管111插入固定于前叉98顶部。车把112为赛车型车把，包括一对左右刹车握把113f和113r。如图3所示，刹车握把113f和113r包括分别安装于车把112端部的前后刹车架115f和115r、以及可自由移动地安装于该刹车架115f、115r上的前后(刹车)杆116f、116r。
在刹车架115f和115r的内侧面及(刹车)杆116f和116r的后面分别设有用于前后拨链器97f和97r的变速操作的前后变速操作部120f和120r、及前后变速操作部121f和121r。分别设置前后变速操作部120f和120r，以使将手放在后刹车架115r及前刹车架115f上时可以进行变速操作。分别设置前后变速操作部121f和121r，以使当手将在后(刹车)杆116r及前(刹车)杆116f上时可以进行变速操作。
各变速操作部120f、120r、121f、121r分别包括可在中间位置P0、从中间位置P0向下方或内部移动的第一位置P1、从中间位置P0向上方或外部移动的第二位置P2上自由移动的变速操作部件125。变速操作部件125朝向中间位置P0偏置。并且，如图5所示，在变速操作部120f和121f内部分别设有前加速开关131f及前减速开关132f。同样，在变速操作部120r和121r内部也分别设有后加速开关131r及后减速开关132r。并且，在本实施例中，当在第一位置P1上操作变速操作部件125时，前后加速开关131f和131r打开，当在第二位置P2上操作变速操作部件125时，前后减速开关132f和132r打开。并可以适当地设定这种开关组合。
如图4及图5所示，变速控制装置110包括壳体126及收容于壳体126内的由自行车计算机构成的变速控制电路130，该壳体126可自由拆卸地安装于鞍座柱103的管部件103a的电路安装结构103b的第一内螺纹部103c上。另外，变速控制装置110还包括电源输入端子134a及信号输入端子(变速指示信号输入部的例子)134b，其设置成露出壳体126外部；前后输出连接器(控制信号输出部的例子)135f和135r，其可拉出到壳体126外部。
如图4所示，壳体126包括有底筒状壳体本体140，其外径满足将壳体本体140安装于座管102a内；盖部件141，其罩在壳体本体140外，并螺入安装于壳体本体140的开口部分(图4的下端)。在壳体本体140的内部安装有变速控制电路130。在壳体本体140的底部140a的外侧表面上设有电源输入端子134a及信号输入端子134b。电源输入端子134a与电源输入线136a连接，电源输入线136a连接于电源129；信号输入端子134b与信号输入线136b连接，该信号输入线136b连接于构成变速操作部120f、120r、121f、121r的前后加速开关131f和131r及前后减速开关132f和132r。电源输入线136a贯穿鞍座固定件103d连接于电源129。信号输入线136b贯穿鞍座柱103的管部件103a的侧部延伸到外部，与构成变速操作部120f、120r、121f、121r的前后加速开关131f和131r连接。在壳体本体140下端的内周面上形成有用于安装盖部件141的第二内螺纹部140b。
盖部件141为分段螺纹元件，其包括旋转扣合部141a，用于将自身螺入安装于壳体本体140上，同时用于将壳体126安装于鞍座柱103上；第一外螺纹部141b，其直径小于旋转扣合部141a的直径；第二外螺纹部141c，其直径小于第一外螺纹部141b的直径。旋转扣合部141a的外径稍小于鞍座柱103的管部件103a。旋转扣合部141a形成有相互平行地相对配置的倒角部141d。在该倒角部141d上可卡扣工具，以将盖部件141安装到壳体本体140上，同时，将壳体126安装到鞍座柱103上。第一外螺纹部141b与形成于座管102a下端的第一内螺纹部103c螺合。第一外螺纹部141b的外径大于壳体本体140的外径。由此，可将壳体126固定到鞍座柱103上。第二外螺纹部141c与壳体本体140的第二内螺纹部140b螺合。由此，可将盖部件141固定到壳体本体140上。
变速控制电路130通过连接于信号输入端子134b的信号输入线136b，与构成变速操作部120f、120r、121f、121r的前后加速开关131f和131r及前后减速开关132f和132r之间达成连接。由此，变速指示信号输入给变速控制电路130。并且，通过连接于电源输入端子134a的电源输入线136a，又与电源129达成连接。另外，通过连接于前后输出连接器135f和135r的信号输出线(图未示)，又与用于驱动前后拨链器97f和97r的后面所述的前后变速驱动部127f和127r达成连接。由此，控制信号输出给前后变速驱动部127f和127r。
变速控制电路130根据来自前后加速开关131f和131r及前后减速开关132f和132r的信号、以及来自前后变速档位传感器133f和133r的信号，对前后拨链器97f和97r进行变速控制。
如图1所示，驱动部105包括链条95、用于进行链条换档的前后拨链器97f和97r、以及前后链轮组99f和99r。前拨链器97f设于车架102的座管102a上，其是在两个档位上导引链条95的拨链器。前拨链器97f与通过马达驱动的前变速驱动部127f一体设置，是具有两个档位的可电控的电动拨链器。后拨链器97r设于车架102后部，与通过马达驱动的后变速驱动部127r一体设置，是具有十个档位的可电控的电动拨链器。这些前后拨链器97f和97r利用电源129提供的电力进行动作。如图5所示，前后变速驱动部127f和127r设有用于检测变速档位的前后变速档位传感器133f和133r。该前后变速档位传感器133f和133r的检测输出是通过与输出连接器135f和135r连接的信号输出线输出给变速控制电路130的。
如图6所示，前链轮组99f包括沿着曲柄轴的轴向平行配置的齿数不同的两个链轮F1和F2。后链轮组99r包括沿着后轮毂的轴向平行配置的齿数不同的十个链轮R1～R10。在此，位于内侧的链轮F1的齿数比位于外侧的链轮F2的齿数少。并且，链轮齿数从位于最内侧的链轮R1开始向外依次减少，位于最外侧的链轮R10的齿数最少。前后拨链器97f和97r通过将链条95移动到多个链轮F1、F2、R1～R10中的任意一个上来执行变速操作。这种变速操作可通过变速操作部120f、120r、121f、121r来执行。
当将这种结构的变速控制装置110安装于鞍座柱103内时，首先，将电源输入线136a及信号输入线136b分别与电源输入端子134a及信号输入端子134b连接。在该状态下，将壳体126紧紧螺入鞍座柱103的管部件103a。由此，变速控制装置110固定到鞍座柱103内。最后，将前后信号输出线从座管102a内取出，并连接于前后输出连接器135f和135r。由此，配线结束。在配线结束后，将鞍座柱103按常规顺序安装到座管102a上，从而完成变速控制装置110的安装。
在这种结构的变速控制装置110中，当前拨链器97f处于低速档位状态时，通过操作前变速操作部120f和121f中的一个，打开前加速开关131f，于是，其变速指令通过信号输入线136b输入到变速控制电路130，再通过输出连接器135f向前变速驱动部127f输出使前拨链器97f向高速档位加速的指令。其结果是前拨链器97f移动到在链轮F2上架设链条的高速档位。
另一方面，当前拨链器97f处于高速档位状态时，通过操作前变速操作部120f、121f中的一个，打开前减速开关132f，同样，其变速指令通过信号输入线136b输入到变速控制电路130，再通过输出连接器135f向变速驱动部127f输出使前拨链器97f向低速档位减速的指令。其结果是前拨链器97f移动到在链轮F1上架设链条的低速档位。当然，后拨链器97r的控制也相同。
在此，因为变速控制电路130收容于从外部看不见的鞍座柱103的内部，同时控制信号从输出连接器135f、135r输出，所以，即使设置变速控制电路130，自行车的外观也不会恶化，并且不会妨碍自行车的运转操作。另外，鞍座柱103与自行车计算机不同，因为平时不需拆卸，所以可经常执行变速控制。而且，鞍座柱103也可以拆卸，所以便于维修。
其他实施例(a)在前面所述实施例中，通过第一外螺纹部141b与第一内螺纹部103c的螺合将壳体126固定于鞍座柱103上，但是，如图7所示，也可分别设置止旋元件与防脱落元件。在图7中，设于旋转扣合部141a与第二外螺纹141c之间的固定结构145的直径小于旋转扣合部141a的直径，在该固定结构145的外周面上沿圆周方向间隔形成有沿径向配置的多个锁固孔145d。在锁固孔145d内收容有不可脱落、且能自由移动地配置于锁固孔145d内的防脱落用球145a、以及使球145a沿径向朝外部偏置的螺旋弹簧145b。另外，在锁固孔145d之间沿轴向形成有多个止旋突起145c，该止旋突起145c在圆周方向上间隔配置。
另一方面，在鞍座柱103的管部件103a下端的内周面上形成有与球145a配合的球形凹部103e、以及与止旋突起145c配合的槽部103f。
在这种结构的固定结构145中，在将盖部件141螺入固定于壳体本体140内、并将止旋突起145c对准槽部103f的状态下，将壳体126从鞍座柱103的下端插入。于是，被螺旋弹簧145b偏压的球145a朝向凹部103e移动，由此将壳体126锁固于鞍座柱103上。
在这种结构中，因为不用旋转壳体126就可以将其安装于鞍座柱103上，所以配线很难扭曲变形。
(b)在前面所述的实施例中，信号及电源是从壳体126上方输入，但是，如图8所示，也可以从壳体126下方输入信号及电源，同时输出信号。此时，例如，在座管102a的内周面或壳体的外周面上形成可插入配线的配线槽(图中未示)，在座管102a的内壁与壳体126之间可插入配线。电源输入线151a从安装于前轮上的轮毂发电机150开始经过前叉98、车架102的车头管102c及顶管102b，再通过配线槽连接至壳体126的下端面126a。并且，信号输入线151b从车把立管111开始经过车头管102c及顶管102b，再通过配线槽连接至壳体126的下端面126a。
另外，如图9所示，变速控制装置110包括充电控制电路152，其与轮毂发电机150连接，并对交流电进行整流；蓄电元件153，其是二次电池、大容量电容器等，用于存储通过充电控制电路152整流了的直流电。另外，还包括波形成形电路154，其成形来自发电机150的波形，并取得基于速度的信号。该蓄电元件153的电力构成前后变速驱动部127f和127r、及变速控制电路130的电源。因此，在本实施例中，可根据速度进行自动变速控制。另外，在本实施例中，因为没有雨水侵入路径，所以有效地提高了使用寿命。
(c)在前面所述的实施例中，以与拨链器一体设置的变速装置为例对变速驱动部进行了说明，但是，变速驱动部也可与变速装置分开设置，例如本发明也适用通过变速导线等传导元件来进行连接。此时，控制变速驱动部，再通过传导元件，由此控制变速装置。
(d)在前面所述的实施例中，以外设变速装置为例对自行车用变速装置进行了说明，但是，本发明也适用内设变速轮毂的变速驱动部的控制。
(e)在前面所述的实施例中，以变速驱动部作为动作部为例对本发明进行了说明，但是，动作部不限于变速驱动部，也可以适用于安装在自行车上的可电控的所有动作部。例如自行车的可电控的避震装置、辅助踏板踏力的电动机的控制也适用本发明。因此，图10所示的具有双避震的自行车的控制也适用本发明。
在图10中，采用本发明其他实施例的自行车201为带有双避震的自行车，其包括安装前轮206f的避震叉(避震装置的一例)198、及带有安装后轮206r的后避震(避震装置的一例)190的摆动臂200。自行车201包括车架202；车把部204，其固定于避震叉198上；驱动部205，其由安装有链条195和踏板PD的曲柄196、前后拨链器197f和197r、前后链轮组199f和199r等构成；前后轮206f和206r，其分别安装于避震叉198上及车架202后部；前后刹车装置207f和207r；前后拨链器197f和197r；变速控制装置210，用于控制避震叉198及后避震190。
车架202通过焊接连接不同的管子形成，在车头管202b上安装有避震叉198，在车架202的中间下部安装有摆臂200。在车把部204上设有自行车计算机220及图中未示的变速操作部。在车架202的座管202a的上部可自由拆卸地安装有鞍座柱203，并且，在该鞍座柱203上安装有鞍座209。
鞍座柱203与前面所述的实施例相同，在内部收容有变速控制装置210。如图11所示，变速控制装置210包括与前面所述相同的变速控制电路230及壳体226(参照图10)。变速控制电路230不仅与前后变速驱动部227f和227r连接，还与避震叉198及后避震190连接。这些元件通过多个输出连接器235连接于变速控制电路230。另外，变速控制电路230还连接有各种开关等，这些开关设于车把部204的图中未示出的变速操作部上。另外，变速控制电路230还可以与安装于车把部204上的自行车计算机220连接。
根据这种结构，即使控制前后避震，自行车的外观也不会恶化，并且不会妨碍运转操作。另外，鞍座柱与自行车计算机不同，因为平时不需拆卸，所以可经常控制避震装置。并且，鞍座柱也可以拆卸，所以便于维修。
(f)在前面所述的实施例中，因为控制装置外设有壳体，所以容易安装于鞍座柱上，但是，控制电路也可以直接安装于鞍座柱上。此时，鞍座柱内只要设置用于固定控制电路的电路安装结构即可。对于该电路安装结构，可以按照前面所述实施例中的盖部件那样，在可固定于鞍座柱上的结构上，直接安装电路基板。另外，也可以采用通过弹性卡扣自由滑动地安装电路基板的结构，或者采用通过螺栓锁固电路装置的结构。
符号说明102a、202a座管103、203鞍座柱110、210变速控制装置126、226壳体127f、127r前变速驱动部及后变速驱动部(动作部的例子)129电源130变速控制电路134a电源输入端子134b信号输入端子(变速指示信号输入部的例子)135f、135r、235输出连接器(控制信号输出部的例子)136a电源输入线136b信号输入线190后避震(动作部的例子)198避震叉(动作部的例子)
权利要求
1.一种自行车用控制装置，用于控制自行车上安装的可电控的动作部，所述自行车用控制装置包括控制电路，其收容于所述自行车的鞍座柱内，并生成用于控制所述动作部的控制信号；控制信号输出部，其连接于所述控制电路，并将所述控制信号输出给所述动作部。
2.根据权利要求1所述的自行车用控制装置，其中，还包括与所述控制电路连接、输入动作指示信号的动作指示信号输入部。
3.根据权利要求1或2所述的自行车用控制装置，其中，还包括收容于所述鞍座柱内的壳体；所述控制电路收容于所述壳体内。
4.根据权利要求3所述的自行车用控制装置，其中，所述壳体包括可固定于所述鞍座柱上的固定结构。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述动作部为可电动驱动所述自行车的变速装置的变速驱动部；所述控制电路可控制所述变速驱动部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的自行车用控制装置，其中，所述动作部为所述自行车的避震装置；所述控制电路可控制所述避震装置。
7.一种自行车用鞍座柱，其包括管部件，其一端可插入自行车的座管内，另一端上可安装鞍座；电路安装结构，其可将用于控制自行车上安装的可电控的动作部的控制电路安装于所述管部件的内部。
8.根据权利要求7所述的自行车用鞍座柱，其中，在所述鞍座内可安装外部电源；所述自行车用鞍座柱还包括用于连接所述外部电源与所述控制电路的电源配线。
全文摘要
本发明提供一种不会使自行车外观恶化、不会妨碍运转操作、且可经常执行变速控制的自行车用变速控制装置及自行车用鞍座柱。自行车用变速控制装置(110)为可电动驱动自行车上安装的前后拨链器的变速驱动部的控制装置，其包括变速控制电路(130)及前后输出连接器(137f、137r)。变速控制电路收容于自行车的鞍座柱(103)内，是生成用于控制变速驱动部的控制信号的电路。输出连接器连接于变速控制电路，并向变速驱动部输出控制信号。
文档编号B62M25/08GK1709765SQ20051006434
公开日2005年12月21日 申请日期2005年4月14日 优先权日2004年6月18日
发明者渡会悦义 申请人:株式会社岛野