(57)【要約】【課題】  実際の変速段と検出手段により検出された変速段位置との間のずれを適正に調整することを可能にして、あらゆる電動アシスト自転車に適応できる汎用性のある変速位置検出部を提供し、変速段位に応じた適正なアシスト制御を実現する。【解決手段】  変速操作手段１（図３）により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置において、変速段を検出する変速位置検出部４を設置するとともに、該変速位置検出部４に初期位置設定手段（変速位置検出のためのブラシ板６に対する電極ドラム８の回転方向の相対位置の調整手段等）を設けたことにより、実際の変速段と検出手段による変速位置との間のずれを適正に調整できるので、あらゆる電動アシスト自転車に適応できる汎用性のある変速位置検出部として使用が可能で、変速段位に応じたきめ細かで適正な電動アシスト制御を実現できる。【選択図】  図１
2008296652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速操作手段により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置において、変速段を検出する変速位置検出部を設置するとともに、該変速位置検出部に初期位置設定手段を設けたことを特徴とする電動アシスト自転車用変速装置。
【請求項２】
前記変速位置検出部は、ブラシと電極の相対位置により変速ケーブルの牽引量を検出するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の電動アシスト自転車用変速装置。
【請求項３】
前記変速位置検出部は、前記ブラシを円周上に複数個配列するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極を組み合わせて配列したことを特徴とする請求項２に記載の電動アシスト自転車用変速装置。
【請求項４】
前記変速位置検出部は、前記複数個配列したブラシの配置角度を円周上に所定角度で配置するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極群を円周上繰り返して配列したことを特徴とする請求項３に記載の電動アシスト自転車用変速装置。
【請求項５】
前記電極を配設した電極ドラムを、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材に対して回転方向の相対位置を調整可能に構成したことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の電動アシスト自転車用変速装置。
【請求項６】
前記電極ドラムとローラ部材とは、回転軸方向への相対移動により係脱するセレーション噛合により回転方向の相対位置を調整するように構成したことを特徴とする請求項５に記載の電動アシスト自転車用変速装置。
【請求項７】
前記ブラシに対する電極ドラムの初期位置を表示するマークが電極ドラムに表示されたことを特徴とする請求項６に記載の電動アシスト自転車用変速装置。
【請求項８】
前記変速位置検出部は、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材の回転量に基づき電圧値を出力するポテンショメータにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の電動アシスト自転車用変速装置。
【請求項９】
前記変速位置検出部における初期位置設定は、変速段を初期位置に操作した後、出力電圧値が所定値内に設定された初期電圧内に収まったことを検出してなされるように構成したことを特徴とする請求項８に記載の電動アシスト自転車用変速装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の電動アシスト自転車用変速装置を用いた電動アシスト自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速操作手段により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置に関する。各変速段毎に適切なアシスト制御を実現するために、実際の変速段と検出手段により検出された変速段位置とが一致する適切な変速位置の検出を行うようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
電動アシストユニット等を備える補助動力付自転車は、自動車等に比較して省エネの観点から、また、老人や婦女子等の非力な自転車の使用者にとっても走行をアシストするものとして広く普及してきている。このような電動アシスト自転車は、補助動力である電動モータ等を駆動するための補助動力電源を備えている。さらに、近年では使用者に応じて（体調、老若男女等）補助動力のアシストモード（アシスト率等）が調整可能なものも提案されてきている。そこで、よりきめ細かなアシスト制御を行うためには、変速段毎に適正なアシスト制御を行う必要があることから、変速段すなわち変速位置の検出が正確になされる必要性が生じ、下記特許文献に例示したような電動アシスト自転車における変速位置検出装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２６４８７９号公報（公報要約書参照）
【特許文献２】特開２０００−３８１８７号公報（公報段落００１２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１に開示された補助動力付自転車を図１２に示して簡単に説明する。グリップ６２に隣接して連動設置された変速シフタ６１の回転によって図示省略の変速機を変速する。グリップ６２の回転に連動したカム６３の回転により、該カム６３のカム部に摺接する一対のマイクロスイッチ６４ａ、６４ｂのオン・オフ状態の組合せによって変速位置を検出するものである。図１２（Ｂ）は１速の変速段の状態でマイクロスイッチ６４ａ、６４ｂは共にオフのままでモータによる補助動力が得られる。図１２（Ｃ）は２速の変速段の状態でマイクロスイッチ６４ａはオン、６４ｂはオフとなるが、これも補助動力が得られる。次に、図１２（Ｄ）は３速の変速段の状態でマイクロスイッチ６４ａ、６４ｂは共にオンとなり、補助動力は得られない。かくして、自転車の変速位置に応じて適正に補助動力が得られる。
【０００４】
次に、前記特許文献２に開示された補助動力付自転車用自動変速装置を図１３に示して簡単に説明する。変速駆動部（５）内に配設された変速用モータ４３の回転で、減速ギヤ４２を介して変速ホイール４１を回転させ、変速操作ワイヤ４５を牽引する。該変速操作ワイヤ４５の牽引により、後輪ハブ軸内に装着した内装式変速機等の変速プーリを操作して自動変速する。この際の変速操作ワイヤ４５の牽引量を前記変速ホイール４１の巻取り量として把握し、変速ホイール４１に近接配置した近接スイッチ４０により検出して変速段位が読み取られる。これにより、補助動力状態に応じた最適な変速タイミングによって変速制御を行うようにして快適なペダリングが可能となった。
【０００５】
しかしながら、これら前述の電動アシスト自転車用変速装置にあって、前記図１２の第１従来例のものでは、ハンドルグリップ６２に連動する変速シフタ６１内にカム６３およびマイクロスイッチ６４ａ、６４ｂを組み込む必要があって、変速位置検出部が専用のオリジナル部品とならざるを得なかった。また、前記図１３の第２従来例のものでは、変速位置検出部を構成する近接スイッチ４０等を、変速駆動部（５）として汎用化して補助動力ユニット近傍に後付けにて組み込むことは可能であるが、変速操作側である変速用モータ４３と、変速操作ワイヤ４５を牽引して巻取り量として把握する変速ホイール４１との間には何らの調整手段が考慮されていないので、近接スイッチ４０による変速位置の検出の精度が充分ではなかった。つまり、意図する変速段を得るために駆動される変速用モータ４３の駆動量と、変速機を実際に変速する変速操作ワイヤ４５の牽引量との間にずれが生じている場合には適正な変速位置の検出がなされず、ひいては、変速段位に応じた適正な電動アシスト制御が期待できない虞れが生じた。
【０００６】
そこで本発明は、前記従来の電動アシスト自転車用変速装置の課題を解決して、実際の変速段と検出手段により検出された変速段位置との間のずれを適正に調整することを可能にして、あらゆる電動アシスト自転車に適応できる汎用性のある変速位置検出部を提供し、変速段位に応じた適正なアシスト制御を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明は、変速操作手段により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置において、変速段を検出する変速位置検出部を設置するとともに、該変速位置検出部に初期位置設定手段を設けたことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部は、ブラシと電極の相対位置により変速ケーブルの牽引量を検出するように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部は、前記ブラシを円周上に複数個配列するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極を組み合わせて配列したことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部は、前記複数個配列したブラシの配置角度を円周上に所定角度で配置するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極群を円周上繰り返して配列したことを特徴とする。また本発明は、前記電極を配設した電極ドラムを、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材に対して回転方向の相対位置を調整可能に構成したことを特徴とする。また本発明は、前記電極ドラムとローラ部材とは、回転軸方向への相対移動により係脱するセレーション噛合により回転方向の相対位置を調整するように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記ブラシに対する電極ドラムの初期位置を表示するマークが電極ドラムに表示されたことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部は、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材の回転量に基づき電圧値を出力するポテンショメータにより構成したことを特徴とする。また本発明は、前記変速位置検出部における初期位置設定は、変速段を初期位置に操作した後、出力電圧値が所定値内に設定された初期電圧内に収まったことを検出してなされるように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記いずれかに記載の電動アシスト自転車用変速装置を用いた電動アシスト自転車を特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、変速操作手段により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置において、変速段を検出する変速位置検出部を設置するとともに、該変速位置検出部に初期位置設定手段を設けたことにより、実際の変速段と検出手段により検出された変速段位置との間のずれを適正に調整できるので、あらゆる電動アシスト自転車に適応できる汎用性のある変速位置検出部として使用が可能で、変速段位に応じたきめ細かで適正な電動アシスト制御を実現できる。
【０００９】
また、前記変速位置検出部は、ブラシと電極の相対位置により変速ケーブルの牽引量を検出するように構成した場合は、変速ケーブルの牽引量をブラシに対する電極の相対位置として電気的に簡便かつ高精度にて取り出すことができる上、検出信号は通常固定側となるブラシの配線から安定して取り出すことができる。
【００１０】
さらにまた、前記変速位置検出部は、前記ブラシを円周上に複数個配列するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極を組み合わせて配列した場合は、円周上に配列した複数のブラシとこれらに摺接する適宜周長の電極群との接触・非接触の組み合わせ状態により表示・検出できる変速段位数を格段に増加することができるものでありながら、ブラシおよび電極群を配置したブラシ板および電極ドラムの径方向の寸法を縮小して変速位置検出部をコンパクトに構成することができる。また、前記変速位置検出部は、前記複数個配列したブラシの配置角度を円周上に所定角度で配置するとともに、これらのブラシに対応して摺接する適宜周長の電極群を円周上繰り返して配列した場合は、変速操作に対して変速ケーブルの牽引量が少ない諸元の変速装置にも、ブラシの配置角度を円周上に所定角度で配置した変速位置検出部を選んで設置することで、変速段位に応じた適正な電動アシスト制御が可能となる。
【００１１】
さらに、前記電極を配設した電極ドラムを、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材に対して回転方向の相対位置を調整可能に構成した場合は、ローラ部材に対して電極ドラムを相対回転することで、容易に変速ケーブルに対する電極ドラムの相対位置を調整して、ブラシに対する電極の位置を調整して適正な変速の初期位置を得ることで、変速段位に応じた適正な電動アシスト制御が可能となる。さらにまた、前記電極ドラムとローラ部材とは、回転軸方向への相対移動により係脱するセレーション噛合により回転方向の相対位置を調整するように構成した場合は、電極ドラムとローラ部材とをセレーション噛合が外れるだけの回転軸方向への僅かな相対移動をした後に、再びセレーション噛合により両者を結合すれば適正な変速の初期位置が得られるので、電極ドラムとローラ部材とを分解する必要もなく部品の紛失も防止できる。
【００１２】
また、前記ブラシに対する電極ドラムの初期位置を表示するマークが電極ドラムに表示された場合は、ローラ部材に対する電極ドラムの回転方向の相対位置調整の際に、電極ドラムのブラシに対する初期位置を、マーク合せによって迷うことなく適正に設定できる。さらに、前記変速位置検出部は、変速ケーブルの牽引量に応じて回転するローラ部材の回転量に基づき電圧値を出力するポテンショメータにより構成した場合は、汎用のポテンショメータを用いて変速位置検出部をさらに廉価に構成することができる。
【００１３】
さらに、前記変速位置検出部における初期位置設定は、変速段を初期位置に操作した後、出力電圧値が所定値内に設定された初期電圧内に収まったことを検出してなされるように構成した場合は、ポテンショメータの出力電圧値における初期電圧値を所定値に設定しておくことによって、ポテンショメータの初期電圧値が所定値内に収まったことをソフト的に検出して容易に適正値に設定することができる。さらにまた、前記いずれかに記載の電動アシスト自転車用変速装置を用いた電動アシスト自転車が提供される場合には、後付けにて本発明の変速装置を設置するだけであらゆる電動アシスト自転車が、実際の変速段と検出手段により検出された変速段位置との間のずれを適正に調整できるので、変速段位に応じたきめ細かで適正な電動アシスト制御を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１〜図７は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第１実施例を示すもので、図１は本発明の電動アシスト自転車用変速装置に使用される変速位置検出部の分解斜視図、図２は変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの正面および側面図、図３は本発明の変速装置が装着された電動アシスト自転車の全体側面図、図４（Ａ）は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整時の斜視図、図４（Ｂ）は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整完了時の斜視図、図５は前記図４（Ｂ）の電極ドラムの初期位置調整完了時の断面図、図６は前記図４（Ａ）の電極ドラムの初期位置調整時の断面図、図７は変速位置検出部における電極群とブラシとの接触・非接触の組み合わせ状態による変速位置検出例を示す説明図、図８は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第２実施例を示すもので、複数個配列したブラシの配置角度を円周上の所定角度内に収めた変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの各例正面図、図９は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第３実施例を示すもので、ハンドルバーグリップ部に変速位置検出部を設置した例の分解斜視図、図１０および図１１は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第４実施例を示すもので、図１０（Ａ）は変速位置検出部にポテンショメータを用いた分解斜視図、図１０（Ｂ）は組立て後の斜視図、図１１はアシスト操作部および初期位置設定フローチャート図である。
【実施例１】
【００１５】
以下に本発明の電動アシスト自転車用変速装置の実施例を詳述する。本発明の電動アシスト自転車用変速装置の基本的な構成は、図１に示すように、変速操作手段により変速された各変速段毎に適切なアシスト制御を可能とした電動アシスト自転車用変速装置において、変速段を検出する変速位置検出部４を設置するとともに、該変速位置検出部４に初期位置設定手段（例えば、変速位置検出のためのブラシ板６に対する電極ドラム８の相対回転位置の調整手段）を設けたことを特徴とする。
【００１６】
図３に示すように、電動アシスト自転車の後輪チェーンステーの適宜部位に変速位置検出部４が取り付けられる。自転車の略中央下部のペダルクランク部に電動アシストユニット３が配設される。電動アシストユニット３は、ペダルクランク軸に一体に固定された駆動スプロケットと、同様にペダルクランク軸に固定された駆動ギヤと、該駆動ギヤを減速ギヤ等を介して駆動する補助動力電動モータと、該補助動力電動モータに電力を供給するシートポスト等に設置された補助動力電源とから構成される。変速装置は後輪ハブ内に装着された内装式変速装置等が採用され、ハンドルグリップ部に設置された変速操作手段である変速シフタ１の回転に伴う変速ケーブル２の牽引によって順次変速される。本発明の変速位置検出部４は変速ケーブル２の途中に配設される。
【００１７】
図１に示すように、本発明の変速位置検出部４（全体を符号４により指称している）は、前記変速ケーブル２の途中に後付けにても設置することができる。変速ケーブル２を、手元操作部であるシフタ側インナワイヤ２Ａと変速機側インナワイヤ２Ｂとに分離・分割し、それぞれの端部に固着された端部材２Ｃ、２Ｄ共々に各インナワイヤ２Ａ、２Ｂを、変速ケーブル２の牽引と連動して回転するローラ部材７の周面に形成されたワイヤ巻付け溝７Ａ、７Ｂに挿入・係止する。端部材２Ｃ、２Ｄの離脱防止を兼ねて門形状のワイヤ端固定具１０をローラ部材７の周面から側面にかけて固定する。インナワイヤ２をシフタ側インナワイヤ２Ａと変速機側インナワイヤ２Ｂとに分割してローラ部材７の周面に係止しているが、インナワイヤ２とローラ部材７の外周面とが滑らないようにするならば、インナワイヤ２を分割することなく例えばローラ部材７の周面に巻き付けて配設することもできる。
【００１８】
変速位置検出部４は後輪チェーンステーの適宜部位に取付け板５によって取り付けられる。平板状の取付部５Ａによってビス等の適宜の固定具により固定される。取付部５Ａの上端部からは自転車の車輪軸方向に円形断面の軸部５Ｂが突出形成され、その先端部には非円形部５Ｃがカット形成される。また、軸部５Ｂの起立面には複数の突起５Ｄが突出形成され、後述のブラシ板６に形成された複数の回止め孔６Ｄが対応して挿入係止されて静止側に固定されることになる。ブラシ板６は円板状を呈しており、中心部の嵌合孔６Ｆが前記軸部５Ｂに嵌合される。嵌合孔６Ｆの近傍および嵌合孔６Ｆからやや離れた径方向の同一円周上には、詳しくは図２にて説明する電源ブラシおよび変速位置検出のためのブラシが複数個配設される。
【００１９】
前記ローラ部材７の中心部には電極ドラム嵌合孔７Ｄが形成され、電極ドラム８の円筒形の電極設置部８Ａが過不足なく嵌合される。電極ドラム８における電極設置部８Ａの軸部５Ｂ先端方向の外側には電極設置部８Ａに対しやや径大のセレーション外歯８Ｃが形成され、これに対応してローラ部材７における電極ドラム嵌合孔７Ｄの軸部５Ｂ先端方向外側には電極ドラム嵌合孔７Ｄに対し径大のセレーション内歯７Ｃが形成される。電極ドラム８におけるセレーション外歯８Ｃのさらに軸部５Ｂ先端方向外側には円筒形の摘み部８Ｂが形成される。摘み部８Ｂには、後述するところの電極ドラム８における電極群８Ｇ〜８Ｉのブラシ板６におけるブラシ６Ａ〜６Ｃに対する初期位置を示すマーク８Ｄが刻設される。電極ドラム８の中心部に形成された嵌合孔８Ｆが前記取付板５の軸部５Ｂに嵌合される。電極ドラム８の嵌合孔８Ｆには、さらに外側から固定蓋９の円筒形状の固定部９Ａが嵌合して挿入固定される。固定蓋９の端面には前記電極ドラム８におけるマーク８Ｄの基準となる基準マーク９Ｂが刻設される。図１の左上に示したものは電極ドラム８を内側から見た図で、電極群の配置例が明瞭に理解される。固定蓋９の固定部９Ａは軸部５Ｂの非円形部５Ｃと対応する嵌合孔を持っているため、固定蓋９は軸部５Ｂに対して回転しない。
【００２０】
図２は変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの正面および側面図である。図２（Ａ）に示すように、固定側のブラシ板６には嵌合孔６Ｆの近傍に電源ブラシ６Ｅが、嵌合孔６Ｆから径方向にやや離れた同一円周上には、図示の例では、変速位置検出のためのブラシ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが１２０°間隔で３個配設される。図２（Ｂ）に示すように、これらのブラシ６Ａ、６Ｂ、６Ｃに対応して、電極ドラム８側には前記ブラシ６Ａ、６Ｂ、６Ｃに摺接する適宜周長の電極群を組み合わせて配列される。図示の例では、周長の大きな１つの長電極８Ｇ、中位の２つの中電極８Ｈ、および周長の短い４つの短電極８Ｉが同一円周上に配列して配設される。図にて理解されるように、電極８Ｅとその外周の電極８Ｇ〜８Ｉは、半径方向に電極で接続されて通電することができるように構成されている。
【００２１】
図４は本発明の変速位置検出部の初期位置調整の説明図で、図４（Ａ）は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整時の斜視図、図４（Ｂ）は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整完了時の斜視図である。図４（Ｂ）の電極ドラムの初期位置調整完了時の断面図である図５、および図４（Ａ）の電極ドラムの初期位置調整時の断面図である図６を参照しつつ説明する。本発明の変速位置検出部を適宜諸元の電動アシスト自転車の変速ケーブルの途中に取り付けた際に、当該自転車の各諸元に適合させるには、変速位置検出部により検出された変速段と変速装置における実際の変速位置との間にずれが生じている可能性がある。通常設けられている変速ケーブル２の牽引量の微調整手段の調整の他あるいは該調整に加えて、本変速位置検出部を設置したことによる初期位置が可能となる。
【００２２】
以下に詳述すると、図４（Ａ）および図６に示すように、ローラ部材７および変速ケーブル２が変速シフタ１の操作により適正な初期位置（例えば第１速段）に調整された状態にて、固定蓋９における固定部９Ａの内周側に形成した複数の節度溝と取付板５における軸部５Ｂの節度突条から構成される節度機構１１での係脱により、固定蓋９を軸方向の外側に僅か引き出して軸部５Ｂに係留させた後、電極ドラム８の摘み部８Ｂを外側に引出すことで、ローラ部材７とのセレーション噛合７Ｃ、８Ｃを開放することができる。この状態にて電極ドラム８の摘み部８Ｂを矢印（図４（Ａ））のように操作回転して、摘み部８Ｂの外周面に刻設したマーク８Ｄを固定蓋９の端面の基準マーク９Ｂに合わせることによって、前記ブラシ板６における各ブラシ６Ａ〜６Ｃと電極ドラム８における電極群８Ｇ〜８Ｉとの関係を初期位置（後述する図７（Ａ）の（１）の第１速段）に設定することができる。この状態にて、前記固定蓋９と電極ドラム８とを軸方向の内側に移動させ、前記ローラ部材７と電極ドラム８とのセレーション噛合７Ｃ、８Ｃを再度行い、図４（Ｂ）および図５に状態にして初期位置調整作業が完了する。このように、固定蓋９および電極ドラム８を取り外すことなく、僅かに軸方向外側に移動させるだけで初期位置調整を行うことができて、部品の紛失等が防止できる。以上述べたように、初期位置設定手段はブラシ板、ローラ部材、電極ドラム、マーク等により構成される。
【００２３】
図７は変速位置検出部における電極群とブラシとの接触・非接触の組み合わせ状態による変速位置検出例を示す説明図である。変速位置検出部４における初期位置調整作業が完了（実際の変速位置と検出位置とが整合した状態）した後に、電動アシスト自転車の変速シフタ１を操作してシフタ側インナワイヤ２Ａが矢印Ａ（図４（Ｂ））のように牽引操作されると、ローラ部材７が矢印Ｂ（図４（Ｂ））のように回転して電極ドラム８をも同期回転させる。図７における電極とブラシとの関係は、電極ドラム８を車体外側から見た状態の電極群の配置状態が示されている。したがって、便宜上各ブラシが電極の手前側に見えているが正しくは各ブラシは紙面裏側にて電極と摺接する。
【００２４】
複数の（図示の例では３個）ブラシ６Ａ（ブラシＡ）、６Ｂ（ブラシＢ）、６Ｃ（ブラシＣ）を同一円周上に配列して配設され、これらのブラシと摺接して選択的に接触・非接触が行われる周長の異なる（電極ドラムの所定角度の回転に対し、図７（Ｂ）のようなオン・オフ組合せが得られる周長とされる）電極群８Ｇ、８Ｈ、８Ｉが同一円周上に配列して配設される。各ブラシ６Ａ〜６Ｃは固定側で静止しており、初期位置（第１速段）から変速すべく変速ケーブル２を牽引することで、電極側が順次反時計方向に回転していく。また本実施例１では変速１段当たり１５度回転する設定となっている。図７（Ａ）の各ブラシと電極群との接触・非接触の関係からローラ部材７の回転位置すなわち変速ケーブル２の移動量により、図７（Ｂ）のような変速位置が検出される。図７（Ａ）の（１）状態では、ブラシＡ、Ｂ、Ｃのいずれもが電極に接触してオン（○印）となり、図７（Ｂ）に示すようにこれを第１速段として検出する。
【００２５】
以下順次、（２）ではブラシＣのみが非接触となり第２速段が検出され、（３）ではブラシＢのみが非接触となり第３速段が検出される。（４）ではブラシＡのみが接触となり第４速段が検出され、（５）ではブラシＡのみが非接触となり第５速段が検出される。（６）ではブラシＢのみが接触となり第６速段が検出され、（７）ではブラシＣのみが接触となり第７速段が検出され、（８）ではいずれのブラシも非接触となり第８速段が検出される。このように、同一円周上に配列された複数のブラシおよびこれらに対応して摺接する周長の異なる複数の電極群との組合せにより、径方向の嵩をコンパクトに構成できたブラシ板および電極ドラムから構成される変速位置検出部をコンパクトに構成することができる上に、表示・検出できる変速段数も格段に増大させることが可能となる。
【実施例２】
【００２６】
図８は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第２実施例を示すもので、複数個配列したブラシの配置角度を円周上の所定角度内に収めた変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの各例正面図である。図８（ａ）のものは、ブラシＡ、Ｂ、Ｃを円周角度において４５°の間隔にて配列したもので、かなりの長い周長の長電極８Ｇと中電極８Ｈとの接触・非接触とを組み合わせて図７のものに比較して大きい変速ケーブル２の移動ストロークに対応して変速位置の表示・検出が可能となる。図８（ａ）の構成では変速１段当たり４５度の回転に設定されており、１回転で８段を検出することができる。
【００２７】
図８（ｂ）のものは、ブラシＡ、Ｂ、Ｃを円周角度において２２．５°の間隔にて配列したもので、対応する電極ドラム８側の電極を長電極８Ｇと短電極８Ｉとを円の中心に対向させるごとく配置して円周上２回繰り返して配列した。図８（ｂ）の構成では変速１段当たり２２．５度の回転に設定されており、半回転で８段を検出することができる。この電極パターンであれば次の半回転も同じパターンの繰り返しであるので、初期位置を表示するマークを１８０度間隔で２か所表示することもできる。図８（ｃ）のものは、ブラシＡ、Ｂ、Ｃを円周角度において１５°の間隔にて配列したもので、対応する電極ドラム８側の電極を中電極８Ｈと短電極８Ｉとを円周上３回繰り返して配列した。図８（ｃ）の構成では変速１段当たり１５度の回転に設定されており、３分の１回転で８段を検出することができる。この電極パターンであれば３回同じパターンの繰り返しであるので、初期位置を表示するマークを１２０度間隔で３か所表示することもできる。このようにして、変速操作に対して変速ケーブルの牽引量が異なる諸元の電動アシスト自転車にも、円周上の所定角度内に収められたブラシの配置角度を有する変速位置検出部を選んで設置することで、変速段位に応じた適正な電動アシスト制御が可能となった。なお、以上の実施例においてブラシと電極とを内外逆に配設することもできるが、通常、ブラシ側から配線がなされるので、ブラシ側を固定静止側に配置するのが好ましい。
【実施例３】
【００２８】
図９は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第３実施例を示すもので、ハンドルバーグリップ部に変速位置検出部を設置した例の分解斜視図である。本実施例では、変速位置検出部４がハンドルバーのグリップ部１７に隣接した変速シフタ１部に設置されたもので、変速操作のために回転する変速シフタ１に電極ドラム８が設置され、変速ケーブルのインナワイヤの繰出し部１６および変速表示部１５が形成された固定側である変速操作部本体１８にブラシ板６が固定されている。該ブラシ板６に表示された基準マーク６Ｇに対し、例えば変速シフタ１に対する電極ドラム８の回転方向の相対位置を調整（電極ドラム８におけるマーク８Ｄを位置合せする）することで、適正な初期位置設定がなされる。図示しての詳述はしないが、変速シフタ１に対する電極ドラム８の回転方向の相対位置調整は、スプライン嵌合や前記実施例１のようなセレーション噛合が採用されるが、その他の適宜の方式が採用されてもよい。図示はブラシ６Ａ等や電極８Ｇ等が理解されるように、ブラシ板６と電極ドラム８との間を離して描いてある。
【実施例４】
【００２９】
図１０は本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第４実施例を示すもので、図１０（Ａ）は変速位置検出部にポテンショメータを用いた分解斜視図、図１０（Ｂ）は組立て後の斜視図である。前記第１実施例のものと同様に、ローラ部材７および変速ケーブル２が変速シフタ１の操作により適正な初期位置（例えば第１速段）に調整された状態にて、変速位置検出部４を構成するポテンショメータ１２が取付板５とともにローラ部材７に取り付けられる。ローラ部材７の中心の非円形孔７Ｅにポテンショメータ１２における回転軸の非円形部１２Ｃが相対回転不能に挿入係止される。これにより静止するポテンショメータ１２に対して相対回転するローラ部材７とともにポテンショメータ１２における変速位置検出のための回転軸が回転してポテンショメータ１２内の抵抗値を変化させ、抵抗値に応じた電圧が出力電圧取出し部１２Ａから取り出されて、出力電圧値に対応した変速位置が検出されるように構成されたものである。
【００３０】
本実施例の変速位置検出部４における初期位置設定は、変速段を初期位置に操作した後、出力電圧値が所定値内に設定された初期電圧内に収まったことを検出してなされる。ポテンショメータの出力電圧値における初期電圧値を所定値に設定しておくことによって、ポテンショメータの初期電圧値が所定値内に収まったことをソフト的に検出して容易に適正値に設定することができる。図１１を用いて、初期位置設定を行うフローチャートを説明すると、図１１（Ａ）に示すアシスト操作部１３を用いて初期位置設定がソフト的に行われる。図１１（Ｂ）に示すように、ステップＳ１にて変速装置のギヤを初期位置（第１速段）のポジションにする。ステップＳ２にてドライブユニット（アシスト操作部１３）のＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮにする。
【００３１】
ステップＳ３にて設定ボタン（例えばアシスト操作部１３のモード切替スイッチ）を長押しして記憶された初期電圧Ｖini を読み込む（ステップＳ４）。ステップＳ５にて初期電圧Ｖini が設定された所定値ＶSET1とＶSET2との間の初期電圧内に収まったかどうかが判定され、初期電圧内に収まったならばステップＳ６に移行してドライブユニット内のメモリへセットされ、初期設定が終了する（ステップＳ７）。ステップＳ５にて初期電圧Ｖini が設定された所定値ＶSET1とＶSET2との間の初期電圧内に収まらない場合は、ステップＳ８にてエラー表示がなされ、変速ケーブル２すなわちローラ部材７とポテンショメータ１２の初期位置とのマッチングが不適正であるとして、ステップＳ９において変速ケーブルのインナーワイヤの調整がなされてステップＳ３の前に戻り、初期位置設定が再度行われる。本実施例では、初期位置設定手段は、ローラ部材とポテンショメータとにより構成され、初期電圧が設定された所定の初期電圧内に収まったことのソフト的な判定と変速ケーブルのインナーワイヤの調整により初期位置設定がなされる。
【００３２】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、変速操作手段の形状、形式（変速シフタの形式については、回転式、レバー式、手動によるモータ駆動式等適宜採用できる）および配設部位、アシスト制御の形態（変速段毎のアシスト率の配分形態も適宜選定自在である）、変速装置の形状、形式（ハブ軸内に配設された内装式、ハブ軸に隣接した外装式等、変速段数についても８段、７段、３段等）およびその配設部位（後輪軸の他、電動アシスト駆動部内に配設される形式でもよい。その場合は変速位置検出部は変速操作手段との間の適宜フレーム上に設置される）、変速位置検出部を構成するところの、複数個のブラシの円周上での配置角度や配列形態を含むブラシ板の形状、形式およびその取付板への取付け形態（回止め形態についても複数の回止め突起と孔との係止の他、非円形突起と孔の係合あるいはビス止め等）、ブラシの配列に対応した周長程度を含み複数の電極群の配列形態を含む電極ドラムの形状、形式、ローラ部材の形状、形式およびその変速ケーブルとの係止関連構成（変速ケーブルインナワイヤを分割して巻付け溝を用いた係止、滑止め具を用いた分割しない変速ケーブルインナワイヤの巻付け等）ならびに電極ドラムとの相対回転位置の調整形態（両者の軸方向の相対移動によるセレーション噛合、両者の対向面に形成した菊座面と固定蓋による取付け板軸部への螺合緊締等）、取付け板のチェーンステー等フレームへの取付け形態、ブラシに対する電極ドラムの初期位置を表示するマークの付設形態、ポテンショメータの形状、形式およびローラ部材への取付け形態（非円形軸と孔との係合の他、複数の回止め突起と孔との係止あるいはビス止め等）ならびに取付け板への取付け形態、ポテンショメータによる初期位置設定におけるソフト形態等については適宜選定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第１実施例を示すもので、変速位置検出部の分解斜視図である。
【図２】同、変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの正面および側面図である。
【図３】同、本発明の変速装置が装着された電動アシスト自転車の全体側面図である。
【図４】同、図４（Ａ）は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整時の斜視図、図４（Ｂ）は変速位置検出部における電極ドラムの初期位置調整完了時の斜視図である。
【図５】同、前記図４（Ｂ）の電極ドラムの初期位置調整完了時の断面図である。
【図６】同、前記図４（Ａ）の電極ドラムの初期位置調整時の断面図である。
【図７】同、変速位置検出部における電極群とブラシとの接触・非接触の組み合わせ状態による変速位置検出例を示す説明図である。
【図８】本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第２実施例を示すもので、複数個配列したブラシの配置角度を円周上の所定角度内に収めた変速位置検出部におけるブラシ板および電極ドラムの各例正面図である。
【図９】本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第３実施例を示すもので、ハンドルバーグリップ部に変速位置検出部を設置した例の分解斜視図である。
【図１０】本発明の電動アシスト自転車用変速装置の第４実施例を示すもので、図１０（Ａ）は変速位置検出部にポテンショメータを用いた分解斜視図、図１０（Ｂ）は組立て後の斜視図である。
【図１１】同、アシスト操作部および初期位置設定フローチャート図である。
【図１２】第１従来例の補助動力付自転車の要部説明図である。
【図１３】第２従来例の補助動力付自転車用自動変速装置の要部説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
２Ａ      変速ケーブル（シフタ側インナワイヤ）
２Ｂ      変速ケーブル（変速機側インナワイヤ）
４      変速位置検出部
５      取付け板
５Ｂ      軸部
６      ブラシ板
７      ローラ部材
７Ｃ      セレーション内歯
７Ｄ      電極ドラム嵌合孔
８      電極ドラム
８Ｃ      セレーション外歯
９      固定蓋
１０      ワイヤ端固定具
【図１】
2008296652.tif 000003
【図２】
2008296652.tif 000004
【図３】
2008296652.tif 000005
【図４】
2008296652.tif 000006
【図５】
2008296652.tif 000007
【図６】
2008296652.tif 000008
【図７】
2008296652.tif 000009
【図８】
2008296652.tif 000010
【図９】
2008296652.tif 000011
【図１０】
2008296652.tif 000012
【図１１】
2008296652.tif 000013
【図１２】
2008296652.tif 000014
【図１３】
2008296652.tif 000015