(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１自転車構成部品に装着される装着部材と、
前記装着部材に保持される第１信号検出部と、
前記装着部材に保持される第２信号検出部と、
前記第１信号検出部と前記第２信号検出部とに対し予め決められた複数の位置の少なくとも１つに配置され、第１信号を供給する第１信号供給部と、
前記第１信号が前記第１信号検出部及び前記第２信号検出部の一方により検出されるよう選択的に許可するための信号濾波部と、
前記第１信号検出部が第１信号を検出した場合は、自転車変速機をどの速度で変速するかを決定することを含む演算の第１シーケンスを実行するとともに、前記第２信号検出部が前記第１信号を検出した場合は、演算の前記第１シーケンスと異なりかつ前記自転車変速機をどの速度で変速するかを決定することを含む演算の第２シーケンスを実行するよう、前記第１信号検出部と前記第２信号検出部とに連結された演算処理装置と、
を備えた自転車コンピュータの処理モードを選択するための装置。
【請求項２】
前記信号濾波部は、前記第１信号供給部と前記第１及び第２信号検出部との間に配置された濾波部材を有し、前記濾波部材は前記第１信号が前記濾波部材を通って検出されるための開口を有している、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車装置のコンピュータ制御装置に関し、特に、コンピュータ制御の自転車変速機の処理モードを選択するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長年にわたり多くのコンピュータ制御の自転車変速機が設計されている。このような機構の目的は、通常、自転車変速機を変速することにより、乗り手が比較的一定のペダルの作用力を得ることまたは実質的に一定のペダル比を維持することにある。いくつかの機構では、自転車の速度を用いて自転車変速機の変速を行う時を決定する。他の機構では、ペダル比を用いて自転車変速機の変速を行う時を決定する。さらに他の機構では、自転車の速度とペダル比とを組み合わせて用いている。より洗練された機構では、駆動部品の張りまたは圧縮具合を用いており、ペダルを踏むために、さらにこれに応じて変速機を変速するためにどれだけの力が用いられるかを、自転車のペダルを踏む速度及びペダル比のいずれか一方または両方の組み合わせにより決定する。いくつかの機構では、自転車変速機の変速時を決めるのに乗り手の心拍数のような外部の変数をも用いている。機構を用いることに関係なく、入力された情報（自転車速度、ペダル比、駆動部品の張りまたは圧縮具合、心拍数等）を環境の相違により異なるよう処理することが時々望まれている。例えば、平坦な道を走行する場合はある方法で、また山道を走行する場合はこれとは異なる方法で入力された情報を処理することが望まれる場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
入力された情報を処理するのに用いられるアルゴリズムを切り換える方法では、望ましいアルゴリズムを選択するよう、変速制御装置が装着されたハンドルバーに１個または複数個のスイッチが設けられる。しかし、このようなスイッチは、通常、単独で、または、しばしば全く直感的でない特定の順序で組み合わせて押す必要がある。また、このようなスイッチでは、変速制御装置にコストがかかることや装置が複雑になることに加え、汚れたり正常に機能しなかったりする場合があるとともに、頻繁に充電する必要があり、その結果バッテリー寿命が短くなってしまう。
【０００４】
本発明の目的は、望ましい処理モードを選択するために、変速制御装置に別個独立のスイッチを必要とせず、または複雑な手順を必要としない自転車コンピュータの処理モードを選択するための装置及び方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自転車コンピュータの処理モードを選択するための方法及び装置に向けられているが、この方法及び装置によれば、望ましい処理モードを選択するために、変速制御装置に別個独立のスイッチを必要とせず、または複雑な手順を必要としない。本発明の一実施形態では、自転車コンピュータの処理モードを選択するための機構は、第１自転車構成部品が装着されるよう形成された装着部材と、前記装着部材が保持される第１信号検出部と、前記装着部材に保持される第２信号検出部と、第１信号を供給するとともに前記第１信号検出部及び前記第２信号検出部に対し予め決られた複数の位置に配置された第１信号供給部と、前記第１信号が前記第１信号検出部及び前記第２信号検出部の一方により検出されるよう選択的に許可するための信号濾波部と、第１信号検出部と第２信号検出部とに連結された演算処理装置とを備えている。望ましい部品を制御するよう用いられるアルゴリズムは、前記第１信号検出部及び／または前記第２信号検出部により検出されたかどうかに基づいて選択されてもよい。
【０００６】
より具体的には、演算処理装置は、前記第１信号検出部が第１信号を検出した場合は自転車変速機をどの速度で変速するかを決定することを含む演算の第１シーケンスを実行するよう、また、前記第２信号検出部が第１信号を検出した場合は演算の第１シーケンスと異なりかつ自転車変速機をどの速度で変速するかを決定することを含む演算の第２シーケンスを実行するよう、前記第１信号検出部と前記第２信号検出部とに連結されてもよい。より詳細な実施形態では、前記演算処理装置は、前記第１信号検出部及び前記第２信号検出部の両方が第１信号を検出した場合は演算の第３シーケンスを実行し、前記演算の第３シーケンスは前記演算の第１シーケンス及び前記演算の第２シーケンスと異なるものであってもよい。
【０００７】
通常、信号供給部は、前記演算処理装置が演算の第１シーケンスを実行するよう、前記第１信号検出部に近接して一時的にまたは常に配置されてもよく、前記信号供給部は、前記演算処理装置が前記演算の第２シーケンスを実行するよう、前記第２信号検出部に近接して一時的にまたは常に配置されてもよい。前記第１信号検出部及び前記第２信号検出部は互いに接近して配置されている場合は、前記第１信号供給部は、前記第１及び第２信号検出部が促進されて前記演算処理装置に前記演算の第３シーケンスを実行させることとなるよう、前記第１信号検出部及び前記第２信号検出部に向けられた中心を有していてもよい。
【０００８】
自転車に適用されるように、自転車コンピュータの処理モードを選択するための機構は、第１自転車構成部品と第２自転車構成部品とを備えており、前記第１自転車構成部品及び前記第２自転車構成部品の少なくとも一方は、前記第１自転車構成部品及び前記第２自転車構成部品の他方に対し移動する。信号供給部は前記第１自転車構成部品に保持されており、前記信号供給部は第１信号を供給する。第１信号検出部は前記第２自転車構成部品に保持され、前記第２信号検出部は前記第２自転車構成部品に保持されている。演算処理装置は、前記第１信号検出部が第１信号を検出した場合は自転車変速機をどの速度で変速するかを決定することを含む演算の第１シーケンスを実行するよう、また、前記第２信号検出部が第１信号を検出した場合は演算の第１シーケンスと異なりかつ自転車変速機をどの速度で変速するかを決定することを含む演算の第２シーケンスを実行するよう、前記第１信号検出部と前記第２信号検出部とに連結されている。より詳細な実施形態では、前記第１自転車構成部品及び前記第２自転車構成部品の少なくとも一方は、前記第１自転車構成部品及び前記第２自転車構成部品の他方に対し回転軸回りに回転する。要求される場合は、前記第１自転車構成部品は、自転車フレーム部材及び自転車ホイールの一方であってもよく、前記第２自転車構成部品は、前記自転車フレーム部材及び前記自転車ホイールの他方であってもよい。あるいは、前記第１自転車構成部品は、自転車フレーム部材及びペダルクランクの一方であってもよく、前記第２自転車構成部品は、自転車フレーム部材及びペダルクランクの他方であってもよい。
【０００９】
図１は、自転車コンピュータの一実施形態と、自転車コンピュータの処理モードを選択するための本発明による装置とを含む自転車の側面図である。自転車は、フレームユニット２及びフロントフォーク３のダブルループタイプのフレーム１と、ハンドル部品４と、軸Ｘ回りに回転する駆動部品５と、軸Ｙ回りに回転するフロントホイール６と、軸Ｚ回りに回転する４段変速の内装変速ハブ１０が装着されるリアホイール７と、フロント及びリアブレーキ装置８（フロントブレーキ装置のみ図示）と、内装変速ハブ１０を良好に操作するための変速制御部材９と、サドル１１とを備えている。ハンドル部品４は、フロントフォーク３の上部に固定されたハンドルステム１４と、ハンドルステム１４に固定されたハンドルバー１５とを有している。ブレーキ装置８の一部を構成するブレーキレバー１６及びグリップ１７は、ハンドルバー１５のいずれかの端部に装着されている。変速制御部材９は右側ブレーキレバー１６に装着されている。駆動部品５は、フレーム本体２の下部（ボトムブラケット部）に設けられたペダルクランク１８と、ペダルクランク１８の周囲に掛け渡されたチェーン１９と、内装変速ハブ１０とを有している。
【００１０】
センサユニット１２は、後述するように、フロントフォーク３に装着されるよう構成されている。このセンサユニット１２は、フロントホイール６のスポーク６Ａに装着された磁石１３Ａを検出することにより信号を出力する。
【００１１】
図２に示すように、変速制御部材９は、右側ブレーキレバー（フロントホイール用）１６に一体的に形成された制御パネル２０と、制御パネル２０の下部に左右に互いに接して配置された制御ボタン２１，２２と、前記制御ボタン２１，２２の上方に配置された制御ダイヤル２３と、制御ダイヤル２３の左方に配置された液晶ディスプレイ部品２４とを有している。現在の走行スピードは液晶ディスプレイ２４に表示され、変速時に選択されたスピードの段階も同様に表示される。
【００１２】
制御ボタン２１，２２は三角形の押しボタンである。左側の制御ボタン２１は、より高い速度への変速を手動で行うために使用されるとともに、右側の制御ボタン２２は、より低い速度への変速を手動で行うために使用される。制御ダイヤル２３は、２つの変速モードと駐輪モード（Ｐ）との間で切り換えるために使用され、３つの静止位置：Ｐ，Ａ及びＭを有している。ここで、変速モードはオートマチック変速（Ａ）モードとマニュアル変速（Ｍ）モードとを有している。オートマチック変速モードは、センサユニット１２から信号により内装変速ハブ１０を自動的に変速するためのものであり、マニュアル変速モードは、制御ボタン２１，２２の操作を通じて内装変速ハブ１０を変速するためのものである。駐輪モードは、内装変速ハブ１０をロックするためのものであり、種々の周知の方法でリアホイール７の回転を制御するためのものである。
【００１３】
変速を制御するために使用される変速制御部品２５（図３）は、制御パネル２０の内側に収納されている。制御制御部品２５は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェースからなるマイクロコンピュータを有している。図３に示すように、変速制御部品２５は、有線または無線のいずれの伝達経路（本実施形態では有線の伝達経路を示す）であってもよい伝達経路１２Ａと、ポテンショメータ（例えば、内装変速ハブ１０のアクチュエーション位置を検出するポテンショメータ）で構成されるアクチュエーションセンサユニット１２と、制御ダイヤル２３と、制御ボタン２１，２２とに接続されている。変速制御部品２５はまた、電源供給部２７（バッテリーからなる）と、モータ駆動部２８と、液晶ディスプレイ（：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  以下、ＬＣＤ）部品２４と、メモリ部品３０と、他の入力／出力部品とに接続されている。変速モータ２９はモータ駆動部２８に接続されている。速度表やタイヤ径のような種々のデータは、メモリ部品３０内に格納される。速度表とは、各ギアの高度及び低度の表である。変速制御部品２５は、自転車のスピードが現在のギアの高速を越える場合は変速機を高速ギアにシフトし、自転車のスピードが現在のギアの低速を下回る場合は変速機を低速ギアにシフトする。また、メモリ３０には、格納されたデータと共に用いるための異なる処理シーケンスまたはアルゴリズムが格納されてもよい。特定のアルゴリズムを特定の速度表と共に使用することは処理モードの１つの例であるが、この理由は、その速度表からのデータで演算のシーケンスを実行するからである。異なるアルゴリズムを同じ速度表と共に使用すること、異なるアルゴリズムを異なる速度表と共に使用すること、または異なるアルゴリズムを一定の異なるデータまたは他のデータと共に使用することは、付加的な処理モードであると考えられる。この理由は、これらの使用は、数学的な操作を実行する場合、または、同じ数学的な操作であって異なる変数または定数を使用する場合のいずれかにおいて異なる演算のシーケンスを実行するからである。変速制御部品２５は、種々のモードに従ってモータ２９を制御し、、また、ＬＣＤ部品２４のディスプレイを制御する。
【００１４】
図４は、本実施形態では本発明により装置を形成し、変速制御部品２５の処理モードを選択するためのセンサユニット１２及びマグネット１３Ａの一実施形態の模式図である。本実施形態では、センサユニット１２は、プリント回路基板３８を含むハウジング３７の形態としての装着部材を含んでいるが、このプリント回路基板３８は、種々の信号調整装置，送信器，受信器，Ｉ／Ｏ演算処理装置，緩衝器，変速制御部品２５により実行される１個または複数個の機能を実行するよう割り当てられた１個または複数個の演算処理装置，及び／または他の部品を含んでいてもよく、または含んでなくともよい。第１センサ４０Ａ（本実施形態ではリードスイッチまたは他のマグネットセンサである）は、プリント回路基板３８に直接装着されている。同様に、第２センサ４０Ｂ（本実施形態ではリードスイッチまたは他のマグネットセンサである）は、プリント回路基板３８に直接装着されている。ハウジング３７及びプリント回路基板３８は軸Ｗの方向に延びている。図４に示すように、センサ４０Ａとセンサ４０Ｂとは軸Ｗの方向に間隔が空けられており、センサ４０Ａ，４０Ｂの両方はスポーク６Ａと同じ方向を向くとともに基板３８に対向している。
【００１５】
本実施形態では、センサ４０Ａ，４０Ｂは、これらの端に作用する磁気信号により作動する。例えば、センサ４０Ａは、マグネット１３Ａがスポーク６Ａに図４に示す位置に設けられている場合は単独で作動する。マグネット１３Ａがスポーク６Ａに破線で示す中間位置に設けられている場合は、センサ４０Ａ，４０Ｂの両方が作動するとともに、マグネット１３Ａがスポーク６Ａに破線で示す右側位置に設けられている場合はセンサ４０ｂが単独で作動する。
【００１６】
センサ４０Ａは、伝達経路１２Ａの一部を形成する信号線５４に接続された第１端５０と、地電位（プリント回路基板３８に供給されてもよい）に接続された第２端５８とを有している。同様に、センサ４０Ｂは、伝達経路１２Ａの一部を形成する信号線６４が接続された第１端６０と、地電位に接続された第２端６８とを有している。信号線５４は抵抗Ｒ１の一端に接続され、信号線６４は抵抗Ｒ２の一端に接続されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端はそれぞれ電圧電位Ｖｂｂに接続されている。したがって、センサ４０Ａが作動及び作動停止した場合は、地電位と抵抗Ｒ１への電圧部分との間を交流する信号が線５４に供給され、センサ４０Ｂが作動及び作動停止した場合は、地電位と抵抗Ｒ２への電圧部分との間を交流する信号が線６４に供給される。本実施形態では、変速制御部品２５は、センサ４０Ａが作動した場合は、第１速度表に従って自転車変速機をどの速度で変速するかを決定する等の演算の第１シーケンスを実行する。変速制御部品２５は、センサ４０ｂが作動した場合は、演算の第１シーケンスと異なる演算の第２シーケンス（第２速度表に従って自転車変速機をどの速度で変速するかを決定する等）を実行するとともに、センサ４０Ａ，４０Ｂの両方が作動した場合は、演算の第１シーケンス及び演算の第２シーケンスと異なる演算の第３シーケンス（自転車の速度のみを決定する等）を実行する。他の実施形態では、１個または複数の他の演算のシーケンスが望ましい。また、自転車の速度は、センサ４０Ａまたはセンサ４０Ｂが単独で作動した場合は、演算のどのシーケンスが実行されても演算されることが可能である。
【００１７】
図５は、自転車コンピュータの処理モードを選択するための、本発明による装置の他の実施形態の模式図である。本実施形態のセンサユニット１２は、前記実施形態と同様であるが、本実施形態では、第２マグネット１３Ｂはスポーク６Ａのマグネット１３Ａの外周側に取り付けられている。したがって、図５に示す配置では、センサ４０Ａ，４０Ｂの両方は同時に作動する。
【００１８】
図６は、自転車コンピュータの処理モードを選択するための、本発明による他の実施形態の模式図である。本実施形態のセンサユニット１２もまた、前記実施形態と同様であるが、本実施形態では、センサマグネット１３Ｂは、異なるスポーク６Ｂのマグネット１３Ａより外周側に取り付けられている。本実施形態では、センサ４０Ａまたはセンサ４０Ｂが最初に作動するのに基づいて、ホイールの回転方向が決定され得るという付加的な利点が得られる。
【００１９】
図５及び６に示す実施形態では、２つのマグネット１３Ａ，１３Ｂは、同じ大きさであってもよく、または磁気信号が同じ強さであってもよい。あるいは、マグネット１３Ａ，１３Ｂは、図６に破線で模式的に示すより大きいマグネット１３Ｃにより、異なる大きさまたは磁気信号が異なる強さを有している。この場合、センサ４０Ａ及び／または４０Ｂは、これに応じて異なる信号を処理するよう構成されてもよい。
【００２０】
図７は、自転車コンピュータの処理モードを選択するための、本発明による装置の他の実施形態の模式図である。本実施形態では、延びた形状のマグネット１３Ｄがスポーク６Ａに取り付けられ、マグネット１３Ｄの長さはセンサ４０Ａ及びセンサ４０Ｂの両方に磁気信号を供給するのに十分な長さである。また、センサユニット１２のハウジング３７’には、信号濾波器５４を滑動自在に支持するための溝５２が設けられており、信号濾波器５４はマグネット１３Ｄとセンサユニット１２との間に配置されている。本実施形態では、信号濾波器５４は、マグネット１３Ｄからの磁気信号が通り抜けるための開口５８を有する金属板である。したがって、センサ４０Ａ，４０Ｂは、濾波器５４の位置、すなわち開口５８に依存して作動する。図７に示す位置では、センサ４０Ａ及びセンサ４０Ｂは、マグネット１３Ｄが濾波器５４の開口５８を通過した場合に作動することとなる。
【００２１】
上述の説明は、本発明の種々の実施形態の記述である一方、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りさらなる変更が採用されてもよい。例えば、磁石の位置は、センサユニットの移動またはマグネットの移動のいずれかによりセンサユニットに対し変更されてもよい。マグネット（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）がホイール６に装着され、センサユニット１２がフロントフォーク３に装着される一方で、マグネットがペダルクランク１８に装着され、センサユニット１２がフレーム１に装着されてもよい。また、マグネット（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）がフォーク３に装着されてセンサユニット１２がホイール６（例えば、無線による場合）に装着されるか、または、図１に破線で示すように、マグネット（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）がフレーム１に装着され、センサユニット１２がクランク１８に装着されてもよい。したがって、種々の部品の大きさ、形状、位置または向きは望まれるように変更されてもよい。
【００２２】
好ましい実施形態では、信号を放出する磁石が開示されたが、信号を放出するいかなる構成物を採用してもよい。この意味で、信号を供給するとは、信号を生成し、また、既に存在する信号を除去または遮断することを意味する。例えば、光生成器がフォーク３の一方の側に装着することが可能であり、光センサユニットがフォーク３の他方の側に配置することが可能である。光生成器（または均一な周囲の光）からセンサユニットまでの光の伝達を遮断する部材は、センサに「陰性の」信号を供給するため、信号供給器であると考えられる。
【００２３】
本発明による装置は、自転車変速機を制御するのに使用される一方で、いずれの自転車装置、または、異なる処理モードからの利益を受けるいずれの装置を制御するために使用することもできる。また、変速制御部材９はマニュアルモードで操作可能である一方で、このようなモードはボタン２１，２２とさらにダイヤル２３と一体に省略することもできる。この場合、、退化する及び／または不調となる可動部分はなく、装置全体のコストにおいて相当する減少を伴うこととなる。
【００２４】
１つの部材の機能は、２つ、またこの２つが正反対になって機能されてもよい。特定の実施形態では全ての利点が同時に必要となるわけではない。先行技術から独立した全ての特徴は、単独でまたは他の特徴との組み合わせとともに、出願人によるさらなる発明の別個の記述が考慮されるべきであり、このような特徴により具現化された構成及び／または機能の概念を含む。したがって、発明の範囲は、開示された特定の構成または特徴に向けられた明白な最初の焦点により限定されるべきではない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、、望ましい処理モードを選択するために、変速制御装置に別個独立のスイッチを必要とせず、または複雑な手順を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】自転車コンピュータの一実施形態と、自転車コンピュータの処理モードを選択するための本発明による装置とを含む自転車の側面図。
【図２】本発明による変速制御装置の一実施形態を示す斜視図。
【図３】自転車コンピュータの処理モードを選択が可能な本発明による自転車コンピュータのブロック図。
【図４】自転車コンピュータの処理モードを選択するための本発明による装置の一実施形態の概略図。
【図５】自転車コンピュータの処理モードを選択するための本発明による装置の他の実施形態を示す概略図。
【図６】自転車コンピュータの処理モードを選択するための本発明による装置の他の実施形態を示す概略図。
【図７】自転車コンピュータの処理モードを選択するための本発明による装置の他の実施形態を示す概略図。
【符号の説明】
３  フロントフォーク
３７  ハウジング
４０Ａ  信号センサ
４０Ｂ  信号センサ
１３Ａ  マグネット
１２  センサユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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