(57)【要約】【課題】  過度な電力消費を必要とせず、簡単にキャリブレーションを実行することができる電動ディレーラモータユニットを提供する。【解決手段】  出力シャフト８５は、第１ディレーラシフト位置および第２ディレーラシフト位置を含む可動範囲の間で回転する。位置制御機構６４は、出力シャフト８５の角度位置を示す位置信号を出力するように構成され配置される。コントローラ２０は、第１および第２ディレーラシフト位置の一方にある、ディレーラモータの所定のロックアップ位置を検出する。コントローラ２０は、また、位置制御機構６４の位置信号に基づいてロックアップ位置までの距離から算出されるディレーラモータの所定のストップ位置をセットする。このように、過電流がモータに生じるのを防ぐ新しいストップ位置がセットされるように、ディレーラモータはキャリブレーションされる。【選択図】      図８
2005306369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディレーラモータと、
前記ディレーラモータに機能的に連結され、第１ディレーラシフト位置および第２ディレーラシフト位置を含む可動範囲の間で回転する出力シャフトと、
前記出力シャフトの角度位置を示す位置信号を出力するように構成され配置される位置制御機構と、
前記ディレーラモータおよび前記位置制御機構に機能的に連結され、前記第１および第２ディレーラシフト位置の一方の前記ディレーラモータの所定のロックアップ位置を検出可能に構成され、前記位置制御機構の前記位置信号に基づいて前記ロックアップ位置までの距離から算出される前記ディレーラモータの所定のストップ位置をセット可能に構成されるコントローラと、
を備える電動ディレーラモータユニット。
【請求項２】
前記位置制御機構は、前記出力シャフトの複数の角度位置に対応する複数の角度位置の値を出力するように構成される位置検出装置を有している、
請求項１に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項３】
前記位置検出装置は、前記出力シャフトの回転に応じて移動するように構成される位置センサ部材と、前記位置センサ部材の回転を検出するように構成されるフォトインタラプタとを有している、
請求項２に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項４】
前記ディレーラモータの駆動シャフトと前記出力シャフトとの間に連結されるドライブトレインをさらに備え、
前記位置センサ部材が、前記ドライブトレイン、前記駆動シャフトおよび前記出力シャフトのいずれか１つに機能的に連結されている
請求項３に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項５】
前記ディレーラモータは、第１回転方向および前記第１回転方向と反対の第２回転方向に前記出力シャフトを回転するように構成され配置される可逆ディレーラモータであり、
前記フォトインタラプタは、第１信号を生成するように配置される第１チャンネルと、前記ディレーラモータの回転方向を示す、第１信号とは異なる第２信号を生成するように配置される第２チャンネルとを有している、
請求項３又は４に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項６】
前記位置制御機構は、エンドギアの端部位置に対応する角度位置の値を出力するように構成される位置検出装置を有している、
請求項１に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項７】
前記位置検出装置は、電位差計を有しており、
前記電位差計は、前記出力シャフトの回転に応じて移動するように構成される第１電気接点と、前記第１および第２ディレーラシフト位置の一方に対応する第１エンドギア範囲における移動中に前記第１電気接点に接触するように構成される第１電気ブラシとを含む電気センサ部材を有している、
請求項６に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項８】
前記電位差計は、前記出力シャフトの回転に応じて移動する前記電気センサ部材に配置される第２電気接点と、前記第１および第２ディレーラシフト位置の他方に対応する第２エンドギア範囲における移動中に前記第２電気接点に接触するように構成される第２電気ブラシとをさらに有している、
請求項７に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項９】
前記位置制御機構は、前記ディレーラモータのパワー入力ラインに機能的に連結される過電流検出回路を有しており、
前記過電流検出回路は、前記ディレーラモータが前記所定のロックアップ位置に達したことにより過電流が前記ディレーラモータに生じたときに前記パワー入力ラインにおける電圧を判断し、前記パワー入力ラインにおける電圧を基準電圧と比較する、
請求項１から８のいずれかに記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１０】
前記ディレーラモータの駆動シャフトと前記出力シャフトとの間に連結されるドライブトレインをさらに備え、
前記ドライブトレイン、前記駆動シャフトおよび前記出力シャフトの１つは、前記出力シャフトが前記ディレーラモータの前記所定のロックアップ位置に達したときに第２固定当接部と当接するように配置される可動当接部を有している、
請求項１から９のいずれかに記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１１】
前記可動当接部は、前記出力シャフトに固定されている、
請求項１０に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１２】
前記位置制御機構は、前記出力シャフトの複数の角度位置に対応する複数の角度位置の値を出力するように構成される第１位置検出装置と、エンドギアの端部位置に対応する角度位置の値を出力するように構成される第２位置検出装置とを有している、
請求項１に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１３】
前記位置制御機構は、前記ディレーラモータのパワー入力ラインに機能的に連結される過電流検出回路をさらに有しており、
前記過電流検出回路は、前記ディレーラモータが前記所定のロックアップ位置に達したことにより過電流が前記ディレーラモータに生じたときに前記パワー入力ラインにおける電圧を判断し、前記パワー入力ラインにおける電圧を基準電圧と比較する、
請求項１２に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１４】
前記ディレーラモータの駆動シャフトと前記出力シャフトとの間に連結されるドライブトレインをさらに備え、
前記ドライブトレイン、前記駆動シャフトおよび前記出力シャフトの１つは、前記出力シャフトが前記ディレーラモータの前記所定のロックアップ位置に達したときに第２固定当接部と当接するように配置される可動当接部を有している、
請求項１３に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１５】
前記第１位置検出装置は、前記出力シャフトの回転に応じて移動するように構成される位置センサ部材と、前記位置センサ部材の回転を検出するように構成されるフォトインタラプタとを有している、
請求項１２から１４のいずれかに記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１６】
前記ディレーラモータは、第１回転方向および前記第１回転方向と反対の第２回転方向に前記出力シャフトを回転するように構成され配置される可逆ディレーラモータであり、
前記フォトインタラプタは、第１信号を生成するように配置される第１チャンネルと、前記ディレーラモータの回転方向を示す、第１信号とは異なる第２信号を生成するように配置される第２チャンネルとを有している、
請求項１５に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１７】
前記第２位置検出装置は、電位差計を有しており、
前記電位差計は、前記出力シャフトの回転に応じて移動するように構成される第１電気接点と、前記第１および第２ディレーラシフト位置の一方に対応する第１エンドギア範囲における移動中に前記第１電気接点と接触するように構成される第１電気ブラシとを含む電気センサ部材を有している、
請求項１２から１６のいずれかに記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１８】
前記電位差計は、前記出力シャフトの回転に応じて移動する前記電気センサ部材に配置される第２電気接点と、前記第１および第２ディレーラシフト位置の他方に対応する第２エンドギア範囲における移動中に前記第２電気接点に接触するように構成される第２電気ブラシとをさらに有している、
請求項１７に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項１９】
前記第２位置検出装置は、前記出力シャフトの回転に応じて移動するように構成される第１電気接点と、前記第１および第２ディレーラシフト位置の一方に対応する第１エンドギア範囲における移動中に前記第１電気接点に接触するように構成される第１電気ブラシとを含む電気センサ部材を有する電位差計を備える
請求項１２から１６のいずれかに記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項２０】
前記出力シャフトの回転に応じて移動するように前記出力シャフトに機能的に連結されるディレーラ移動部材、
をさらに備える請求項１から１９のいずれかに記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項２１】
前記ディレーラ移動部材は、前記出力シャフトの回転に応じて移動するように前記出力シャフトに機能的に連結されるディレーラリンク機構と、前記出力シャフトの移動に応じて前記第１および第２ディレーラシフト位置の間で移動するように前記ディレーラリンク機構によって移動可能に連結されるチェーンガイドとを有している、
請求項２０に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項２２】
前記ディレーラリンク機構は、前記チェーンガイドの少なくとも１つのエンドギア位置を変更するように構成され配置された機械的調整装置をさらに有している、
請求項２１に記載の電動ディレーラモータユニット。
【請求項２３】
出力シャフトをロックアップ位置に回転させるようにディレーラモータに電流を供給するステップと、
前記ディレーラモータのロックアップ位置を決定するステップと、
ディレーラ移動部材のエンドギア位置に対応する前記ロックアップ位置までの前記出力シャフトの角度範囲を決定するステップと、
前記ロックアップ位置までの距離から算出される前記出力シャフトの前記角度範囲内に前記ディレーラモータのストップ位置をセットするステップと、
を備える電動ディレーラのディレーラモータのキャリブレーション方法。
【請求項２４】
前記ディレーラモータの前記ロックアップ位置の決定は、前記ディレーラモータが前記ロックアップ位置に達したことによる、前記ディレーラモータへのパワー入力ラインにおける過電流を検出することにより行われる、
請求項２３に記載の電動ディレーラのディレーラモータのキャリブレーション方法。
【請求項２５】
前記ロックアップ位置までの前記出力シャフトの前記角度範囲の決定は、電気センサ部材を有する電位計によって行われ、
前記電気センサ部材は、前記出力シャフトの回転に応じて移動する電気接点と、前記ディレーラ移動部材の前記エンドギア範囲における移動中に前記電気接点に接触する電気的ブラシとを有している、
請求項２３又は２４に記載の電動ディレーラのディレーラモータのキャリブレーション方法。
【請求項２６】
前記出力シャフトの前記角度範囲内での前記ディレーラモータの前記ストップ位置の決定は、フォトインタラプタのパルスをカウントすることによって行われる、
請求項２３から２５のいずれかに記載の電動ディレーラのディレーラモータのキャリブレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用電動ディレーラの電動ディレーラモータユニット、特に、ディレーラを移動させるモータのキャリブレーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車に乗ることは、移動の手段であるととともに、レクレーションの形態としてもますます人気が高まっている。また、自転車に乗ることは、プロ・アマを問わず、競技スポーツとしても人気が高い。レクレーション、移動、競技の用途に関わらず、自転車産業において、種々の自転車部品は常に改良が続けられている。特に、自転車用変速機は、長年にわたって十分に変更されてきた。
【０００３】
ディレーラ操作型自転車用変速機は、一般に、他の回転部材（例えばフロントのクランクおよび／または自転車のリアホイール）とともに回転する複数のスプロケットと、複数のスプロケット間でチェーンをシフトするよう用いられるディレーラと、を備えている。従来のディレーラ変速機では、自転車用ハンドルに取付けられたレバーあるいはツイストグリップなど手動型アクチュエータによってマニュアル制御される。この場合、ディレーラは、ボーデンケーブルによってアクチュエータに接続されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ライダーにとってライディングをより簡単かつ楽しいものとするために、自転車には電気部品が装備されてきている。その中には、サイクルコンピュータあるいは制御ユニットによってライディングコンディションに応じて自動的に調整されるシフトユニットを装備している自転車がある。特に、フロントおよびリアディレーラは、近年になって自動化されてきている。近年では、ディレーラの複数の操作に関するパラメータを決定するために、種々の電子装置が用いられている。そのようなパラメーターは、情報を提供する目的あるいは電気的にディレーラを制御する目的で用いられる。一般的な操作に関するパラメータとしては、複数のスプロケットに対するディレーラの位置がある。かつて、ディレーラの種々の移動部品と協働する電位差計が、ディレーラの位置を確認するために用いられていた。ディレーラの移動範囲は比較的小さい場合が多いので、高精度な電位差計がこの目的に対して必要とされていた。特に、電位差計によって提供される情報が複数のスプロケット間でチェーンをシフトする電子装置によって用いられるときに、高精度な電位差計が必要とされる。しかしながら、高精度な電位差計は比較的高価であるため、高精度な電位差計を用いて電気制御されたディレーラは大量生産に適さない。安価な電位差計は非線形特性があり、この特性は電位差計ごとに個体差がある。実際のディレーラ位置をこのような電位差計で確認することは難しく、電位差計ごとの不確定性のため、そのような電位差計を用いるディレーラは大量生産に適さない。
【０００５】
概して、フロントディレーラは、自転車フレームのシートチューブあるいはボトムブラケットに固定されることが多い。基本的に、フロントディレーラは、自転車フレームに移動不能に固定された固定部材すなわちベース部材と、固定部材に対して相対的に移動可能に支持された可動部材とを有している。一般に、固定部材は、シートチューブに固定される管状の取付け部材である。可動部材は、一般に、フロントスプロケット間でチェーンに当接し移動させるための１組のケージプレートを有するチェーンガイドを有している。可動部材は、通常、バネによって、所定の方向に、固定部材に対して相対的に付勢される。可動部材は、通常、フロントディレーラに連結されるシフト制御ケーブルを引っ張りおよび／または解放することにより、固定部材に対して相対的に移動させられる。可動部材および固定部材は、通常、回動リンクを介して相互に連結される。モータ駆動フロントディレーラにおいて、モータは、制御ケーブルを引っ張ったり解放したりするために用いられる。あるいは、モータは、ドライブトレインによってフロントディレーラに連結される。
【０００６】
本開示によって、電動自転車用ディレーラの改良に対する必要性があるということが、本技術に精通するものに明らかにされる。本発明は、この必要性だけでなく他の必要性をも示しており、これらの必要性が、本開示によって本技術に精通するものに明らかにされる。
【０００７】
本発明の目的は、過度な電力消費を必要とせず、簡単にキャリブレーションを実行することができる電動ディレーラモータユニットを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の目的は、耐久性のある電動ディレーラモータユニットを提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明の目的は、比較的簡単な構成で、製造および組み立てにコストがかからない電動ディレーラモータユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的は、基本的に、ディレーラモータと、出力シャフトと、位置制御機構と、コントローラとを有する電動ディレーラモータユニットを提供することによって達成できる。出力シャフトは、ディレーラモータに操作自在に連結されており、第１ディレーラシフト位置および第２ディレーラシフト位置を含む可動範囲の間で回転する。位置制御機構は、出力シャフトの角度位置を示す位置信号を出力するよう構成され配置される。コントローラは、ディレーラモータおよび位置制御機構に操作自在に連結される。コントローラは、第１および第２ディレーラシフト位置のいずれか一方の位置にある、ディレーラモータの所定のロックアップ位置を検出するよう構成される。コントローラは、ディレーラモータの所定のストップ位置をセットするようさらに構成される。ストップ位置は、位置制御機構の位置信号に基づいてロックアップ位置までの距離から算出される。
【００１１】
以上の目的は、基本的に、電動ディレーラのディレーラモータをキャリブレーションする方法を実行することによって達成できる。この方法は、出力シャフトをロックアップ位置まで回転するディレーラモータに電流を供給するステップと、ディレーラモータのロックアップ位置を決定するステップと、ディレーラ移動部材のエンドギア位置に対応するロックアップ位置より手前の出力シャフトの角度範囲を決定するステップと、ロックアップ位置までの距離から算出される、出力シャフトの角度範囲内のディレーラモータのストップ位置を、セットするステップとを備えている。
【００１２】
本発明の、これらおよび他の、目的、特徴、態様、利点は、添付の図面を参照することにより、本発明の好ましい態様を開示する以下の説明から当業者に明らかにされる。
【００１３】
当開示の一部をなす添付の図面を参照しながら以下に説明を行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施例１］
本発明にかかる実施例を図面を用いて説明する。以下の本発明にかかる実施例の説明は単なる例示であって、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって決められる本発明を限定するものではないことは、本開示から、当業者には明らかであろう。
【００１５】
まず、図１を参照して、本発明の第１実施例にかかるモータ駆動フロントディレーラアッセンブリ１２と、モータ駆動リアディレーラアッセンブリ１３と、を備える自転車１０を示す。図１から図５に示す通り、自転車１０は、ブラケット１８および留め具すなわちボルト１９によってモータ駆動フロントディレーラ１２が装着されたシートチューブ１６を有する自転車フレーム１４を、さらに備える。
【００１６】
自転車１０のこれらの部品は当技術においてよく知られているものなので、これらの部品が、本発明と組合わせて用いるために変更された場合を除いて、ここでは詳細に説明、例示しない。また、ここでは説明、例示しない種々の従来の自転車部品もまた、本発明と組み合わせて使用することができる。
【００１７】
図８を参照して、本発明の自転車用電子制御変速機のブロック図を示す。フロントおよびリアディレーラ１２，１３は、電気シフトケーブルを介して１組の電子シフター２１，２２に電気的に接続される電子コントローラすなわち制御ユニット２０  によって作動される。このように、フロントおよびリアディレーラ１２，１３は、ライダーがシフトボタンを押込むことによって作動され、これによって、チェーンＣを、自転車ドライブトレインの、少なくとも２つのフロントスプロケットすなわちチェーンホイールＳ１，Ｓ２、またはリアギアＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６あるいはＧ７の間で、移動させる。それぞれの電子シフター２１，２２には、電子コントローラ２０に操作自在に連結される１組のシフトボタンが好ましくは配置される。１組のシフトボタンは、好ましくは、米国特許６，０７３，７３０号（出願人、シマノ株式会社）および米国特許６，２１２，０７８号（出願人、シマノ株式会社）にかかるシフトボタンである。もちろん、電子コントローラ２０は、好ましくは、電子シフター２１，２２のモードスイッチを押すことにより起動されるフロントおよびリアの自動制御シフトプログラムを有する。
【００１８】
電子コントローラ２０は、処理機構であることが好ましい。この処理機構は、フロントおよびリアディレーラ１２，１３を制御するシフト制御プログラムを有するマイクロコンピュータ２３を備えている。電子コントローラ２０は、また、入力インタフェース回路や出力インタフェース回路のような他の既存の部品と、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）装置およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）装置のような記憶装置とを備えうる。電子コントローラ２０の内部ＲＡＭは、動作上のフラグの状態および種々の制御データを記憶する。電子コントローラ２０の内部ＲＯＭは種々のシフト動作の所定のパラメータを記憶する。
【００１９】
電子コントローラ２０は、複数のアナログ位置の値を記憶するアナログ位置メモリ２４と、複数のデジタル位置の値を記憶するデジタル位置メモリ２５と、位置カウンタ２６と、アナログ位置メモリ２４およびデジタル位置メモリ２５の少なくとも一方を更新する更新機構２７と、フロントディレーラ１２を移動させる信号を出力するフロントディレーラモータドライバ２８と、リアディレーラ１３を移動させる信号を出力するリアディレーラモータドライバ２９と、を備える。マイクロコンピュータ２３は、フロントおよびリアディレーラ位置決め機構３０ａ，３０ｂからそれぞれ受け取った信号を用いて、フロントおよびリアディレーラ１２，１３を駆動するための適切な信号を決定する。
【００２０】
モータ駆動フロントディレーラ１２は、基本的に、モータ駆動フロントディレーラユニット３１と、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２と、フロントディレーラモータユニット３３と、モータリンク機構３４と、を備える。モータ駆動フロントディレーラユニット３１、フロントディレーラモータユニット３３およびモータリンク機構３４はすべて、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２に装着される。モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２は、自転車フレーム１４のシートチューブ１６にモータ駆動ディレーラ１２を連結して固定することができるように、構成され配置される。
【００２１】
後に詳述する通り、モータ駆動フロントディレーラ１２は、少なくとも図１から図４に示す低速側ディレーラシフト位置と図５に示すトップ側ディレーラシフト位置との間を移動するよう、構成される。また、図６に示す通り、モータリンク機構３４は、たとえモータ駆動フロントディレーラユニット３２がジャム状態になったとしても、ディレーラモータユニット３３が動作することができるように、ディレーラを保護可能な配置設計がなされている。チェーンＣをシフトさせる基本的な動作については、従来のものと同様であるので、ここでは詳細に例示されていない。
【００２２】
図１から図６からよくわかる通り、フロントディレーラユニット３１は、基本的に、以下に説明する、チェーンガイド４０と、ディレーラリンク機構４１と、装着部３２の一部である固定体４２とを備えている。チェーンガイド４０および固定体４２と共に、ディレーラリンク機構４１は、チェーンガイド４０の横方向移動を制御する４節リンク機構を好ましくは形成する。ディレーラリンク機構４１は、固定体４２とチェーンガイド４０との間で動作自在に接続されるよう構成され配置されており、これによって少なくともトップ側ディレーラシフト位置と低速側ディレーラシフト位置との間、すなわち、少なくとも第１および第２ディレーラシフト位置との間でチェーンガイド４０の横方向移動が行われる。より詳細には、チェーンガイド４０は、モータリンク機構３４に機能的に連結されるディレーラリンク機構４１によって固定体４２に移動自在に連結される。これによって、フロントディレーラモータユニット３３の動作に応じて、第１ディレーラシフト位置と第２ディレーラシフト位置との間で、チェーンガイド４０が移動する。このチェーンガイド４０の横方向移動によって、自転車ドライブトレイン２４のスプロケット２２と２３との間でチェーンＣがシフトする。
【００２３】
チェーンガイド４０は、硬質高剛性材料から好ましくは構成される。例えば、チェーンガイド４０は、所望の形状に曲げられた高剛性板金のような金属材料から好ましくは構成される。図３、図５および図７からよくわかる通り、チェーンガイド４０は、ディレーラリンク機構４１をチェーンガイド４０に回動自在に固定するための、第１および第２シフト回動点Ｐ１，Ｐ２を有している。詳細には、ピボットピン４３，４４が、チェーンガイド４０を回動可能にディレーラリンク機構４１に連結している。チェーンガイド４０は、１組の垂直シフトプレート４０ａ，４０ｂによって形成されるチェーン収容スロットを有している。垂直シフトプレート４０ａ，４０ｂは、チェーンＣと係合するように最適化されており、これによって、自転車１０に対してほぼ横方向にチェーンＣを移動させる。シフトプレート４０ａ，４０ｂは、１組のプレート４０ｃ，４０ｄによって互いに連結される。上部プレート４０ｃは、シフトプレート４０ａ，４０ｂの間で一体に形成される。下部プレート４０ｄは、外側のシフトプレート４０ａと一体に形成される一端と、ネジあるいはリベットのような留め具を介して内側シフトプレート４０ｂに取付けられる他端とを有している。
【００２４】
ディレーラリンク機構４１は、基本的に、第１すなわち外側リンク４５と、第２すなわち内側リンク４６と、を備える。それらのリンクは、固定体４２に回動可能に連結された第１端部と、チェーンガイド４０に回動可能に連結された第２端部と、を有する。詳細には、第１リンク４５は、ピボットピン４７によって固定体４２の第１固定回動点Ｐ３に回動可能に連結された第１端部４５ａと、ピボットピン４３によってチェーンガイド４０の第１シフト回動点Ｐ１に回動可能に連結された第２端部４５ｂと、を有する。同様に、第２リンク４６は、ピボットピン４８によって固定体４２の第２固定回動点Ｐ４に回動可能に連結された第１端部４６ａと、ピボットピン４４によって、チェーンガイド４０の第２シフト回動点Ｐ２に回動可能に連結された第２端部４６ｂと、を有する。
【００２５】
以上の説明からわかる通り、ディレーラリンク機構４１は、好ましくは、第１リンクすなわち外側リンク４５と、第２リンクすなわち内側リンク４６と、第１および第２シフト回動点Ｐ１，Ｐ２の間に延びるチェーンガイド４０の一部と、第１および第２回動固定点Ｐ３，Ｐ４の間に延びる固定体４２の一部と、によって形成される４節リンク機構である。このように、回動点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の回動中心軸はすべて、互いにほぼ平行である。
【００２６】
ディレーラリンク機構４１が最も延びた位置にチェーンガイド４０を保持するとき、チェーンガイド４０は、最も外側のスプロケット２２、つまりシートチューブ１６からの最も離れたスプロケット上に位置する。ディレーラリンク機構４１が最も収縮した位置にチェーンガイド４０を保持するとき、チェーンガイド４０は、最も内側のスプロケット２３、つまりシートチューブ１６に最も近いスプロケット上に位置する。チェーンガイド４０およびディレーラリンク機構４１のこれらの移動は、シフトユニットによって制御される。
【００２７】
第１リンクすなわち外側リンク４５は、トップ側位置調整ネジ４９および低速側位置調整ネジ５０を収容する２つのネジ穴４５ｃ，４５ｄを有する。第１リンクすなわち外側リンク４５の２つのネジ穴４５ｃ，４５ｄと、調整ネジ４９，５０とは、チェーンガイド４０のトップ側および低速側位置を微調整する機械的調整装置を形成している。このように、機械的調整装置は、固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０の第１および第２ディレーラシフト位置（トップ側および低速側エンドギア位置）を変更することができるように構成され配置されている。つまり、低速用調整ネジ５０は、固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０の低速側ディレーラシフト位置を変更することができるように構成され配置される。また、トップ用調整ネジ４９は、固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０のトップ側ディレーラシフト位置を変更することができるように構成され配置される。ここでは、調整ネジ４９，５０が第１すなわち外側リンク４５に装着されている。しかしながら、調整ネジ４９，５０は、固定体４２、チェーンガイド４０、リンク４５，４６のいずれか１つに、装着することができることは、本開示から明らかであろう。ここでは、調整ネジの自由端が、調整ネジがネジ締めされていない状態でも、固定体４２、チェーンガイド４０、リンク４５，４６の１つ、あるいはモータリンク機構３４に当接している。また、調整ネジはモータリンク機構３４およびディレーラリンク機構４１の一方にネジ締めで連結されており、調整ネジの自由端は、調整ネジがネジ締めされていない状態でも、モータリンク機構３４およびディレーラリンク機構４１の一方と当接していることも、本開示からあきらかであろう。例示の実施例においては以下に説明する通り、第１調整ネジすなわち低速用調整ネジ５０は、固定体４２と当接する低速用調整ネジ５０の自由端によって固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０の第１すなわち低速側ディレーラシフト位置を変更することができるように構成され配置される。また、第２すなわちトップ用調整ネジ４９は、モータリンク機構３４と当接するトップ用調整ネジ４９の自由端によって固定体４２に対して相対的にチェーンガイド４０の第２すなわちトップ側ディレーラシフト位置を変更することができるように構成され配置される。
【００２８】
図１１から図１７からよくわかる通り、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２は、基本的に、自転車フレーム装着部５１と、フロントディレーラ装着部５２と、モータユニット装着部５３と、を備えている。自転車フレーム装着部５１と、フロントディレーラ装着部５２と、モータユニット装着部５３とは、一体の、単一部材として、一体に形成されている。フロントディレーラ装着部５２およびモータユニット装着部５３は、ディレーラモータ支持構造を形成している。
【００２９】
自転車フレーム装着部５１は、ブラケット１８によって、自転車フレーム１４のシートチューブ１６に連結されるように構成され配置される。自転車フレーム装着部５１は、突出部５４を有している。突出部５４は、モータ駆動フロントディレーラ装着部３２の第１側面から、ネジ穴５４ｂを有する曲面状フロント面５４ａを形成する自由端側に外方に突出している。曲面状フロント面５４ａは、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２がブラケット１８に対して相対的に回転不能になるように、ブラケット１８の対応する曲面部に当接するように構成され配置されている。留め具すなわちボルト１９の一つは自転車フレーム装着部５１のネジ穴５４ｂにネジ締めされる。また、他の２つの留め具すなわちボルト１９は、シートチューブ１６に形成されたネジ穴にネジ締めされる。これによって、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２は、ブラケット１８を介して自転車フレーム１４に固定される。
【００３０】
フロントディレーラ装着部５２は、フロントディレーラユニット３１のディレーラリンク機構４１に連結されるように構成され配置される。詳細には、フロントディレーラ装着部５２は、第１および第２リンク支持部５２ａ，５２ｂを有する。第１および第２リンク支持部５２ａ，５２ｂは、それらの間に第１および第２リンク４５，４６を受けるためのリンク受け空間を形成するように構成され配置される。このように、第１および第２リンク支持部５２ａ，５２ｂは、フロントディレーラ固定体４２を形成するように構成され配置される。第１および第２リンク支持部５２ａ，５２ｂそれぞれは、第１固定回動点Ｐ３の第１回動中心軸を形成する第１ピボットピン装着孔５２ｃと、第２固定回動点Ｐ４を形成する第２ピボットピン装着孔５２ｄと、を有する。第１および第２リンク支持部５２ａ，５２ｂでは、異なるサイズの第１および第２リンク４５，４６に適応させるために、第１ピボットピン装着孔５２ｃの間隔と第２ピボットピン装着孔５２ｄの間隔とが異なる間隔で形成されている。第２固定回動点Ｐ４の第２回動中心軸は、第１固定回動点Ｐ３の第１回動中心軸とほぼ平行である。第２固定回動点Ｐ４を規定する第２ピボットピン装着孔５２ｄの第１回動中心軸がネジ穴５４ｂを通過している。
【００３１】
モータユニット装着部５３は、フロントディレーラモータユニット３３と連結されるように構成され配置される。モータユニット装着部５３は複数の（３つの）ネジ穴５３ａを有している。これらのネジ穴５３ａは、モータユニット装着部５３の複数の装着部を形成する。モータユニット装着部５３は、また、中心軸を有する出力シャフト切り抜き部５３ｂを有している。この中心軸は、フロントディレーラ装着部５２の第１および第２固定回動点Ｐ３，Ｐ４の回動中心軸と略平行である。モータユニット装着部５３の出力シャフト切り抜き部５３ｂは、モータユニット装着部５３の部材によって囲まれた孔である。モータユニット装着部５３は、バネ装着ピン５５が装着されるピン装着孔５３ｃをさらに有している。
【００３２】
次に図２から図４および図３５から図４２を参照すると、フロントディレーラモータユニット３３は、基本的に、ディレーラモータユニット支持構造６１（図２、図３５および図３８から図４２）と、フロントディレーラモータ６２（図３６および図３７）と、モータドライブトレイン６３（図３６および図３７）と、位置制御機構すなわち位置制御装置６４（図３５から図３６）とを備えている。フロントディレーラモータユニット３３は、ディレーラモータ支持部を形成するモータユニット装着部５３に装着される。フロントディレーラモータユニット３３は、モータリンク機構３４およびディレーラリンク機構４１によってチェーンガイド４０に動作自在に連結される。コントローラ２０によってフロントディレーラモータユニット３３が動作すると、低速側およびトップ側ディレーラシフト位置の間でチェーンガイド４０がシフトする。
【００３３】
図１０を参照すると、フロントディレーラモータ６２は、マイクロコンピュータ２３およびフロントディレーラモータドライバ回路２８を有するコントローラ２０に、電気的に接続される。過電流検出回路は、以下に説明するように、フロントディレーラモータ６２を止めるために、マイクロコンピュータ２３の中央処理装置および／またはモータドライバ回路２８に機能的に連結される。動力源すなわちバッテリーは、コントローラ２０あるいは別のハウジング（図示せず）のいずれかに配置することができる。バッテリーは、モータドライバ回路２９を介してフロントディレーラモータ６２に、また過電流検出回路に、機能的に連結される。マイクロコンピュータ２３の中央処理装置、モータドライバ回路２９および過電流検出回路は、フロントディレーラモータ６２のロックアップの開始を検出すると、フロントディレーラモータ６２の移動を止めるように、ともに動作する。詳細には、過電流検出回路は、モータドライバ回路２９に入力される電圧を所定の基準電圧Ｖｃｃと比較するコンパレータを有する。モータドライバ回路２９における電圧が所定の電圧Ｖｃｃより大きくなった場合、コンパレータはマイクロコンピュータ２３の中央処理装置に信号を送信し、これによって、フロントディレーラモータ６２に電流が流れることを停止させるモータ制御信号をモータドライバ回路２９に送信する。つまり、フロントディレーラモータ６２がロックアップし始めると、電圧レベルが増加し、これによって、過電流信号が過電流検出回路からマイクロコンピュータ２３の中央処理装置に送信され、フロントディレーラモータ６２を駆動する電力供給を停止する。
【００３４】
ディレーラモータユニット支持構造６１は、基本的に、モータユニットケーシングすなわちハウジング７１（図３８から図４２）と、モータユニットカバー７２（図２から図４）と、を備える。ケーシング７１およびカバー７２は、フロントディレーラモータ６２およびモータドライブトレイン６３を囲むとともに支持するように構成され配置される。好ましくは、ケーシング７１およびカバー７２は、硬質プラスチック材料などの高剛性で軽量な材料から構成される。
【００３５】
図３６から図３８に示す通り、ケーシング７１は、内部にフロントディレーラモータユニット３３を収容して支持する凹部７１ａ、を有する。ケーシング７１は、また、１組のギアシャフト支持孔７１ｂ，７１ｃと、出力シャフト孔７１ｄと、を有する。それらはモータドライブトレイン６３を支持するように構成され配置される。
【００３６】
図３７に示す通り、フロントディレーラモータ６２は、ディレーラモータユニット支持構造６１のケーシング７１に装着される。フロントディレーラモータ６２は、バッテリー源あるいは発電器によって電力が供給される可逆電動モータである（図１０）。フロントディレーラモータ６２は、電気コードによってコントローラ２０に、他の電気コードによって動力源（バッテリー源あるいは発電器）に、電気的に接続される。フロントディレーラモータ６２は、モータドライブトレイン６３に機能的に連結された駆動シャフト７５を有する。フロントディレーラモータ６２などの可逆電動モータは周知のものであり、ここでは、フロントディレーラモータ６２の詳細な説明および例示がなされていない。
【００３７】
図３６および図３７に示すように、モータドライブトレイン６３は、基本的に、ウォームギア８１と、第１中間ギア８２と、第２中間ギア８３と、出力ギア８４と、を備える。出力ギア８４は出力シャフト８５に装着される。モータドライブトレイン６３は、出力シャフト８５を介して、モータリンク機構３４にフロントディレーラモータ６２の駆動シャフト７５の回転運動を伝達する。詳細には、ウォームギア８１は、フロントディレーラモータ６２の駆動シャフト７５に装着されており、ウォームギア８１の螺旋歯は、第１中間ギア８２の第１セットの歯と噛合する。第１中間ギア８２は、第２中間ギア８３の第１セットの歯と噛合する第２セットの歯、を有する。そして、第２中間ギア８３は、出力ギア８４の歯と噛合する第２セットの歯、を有する。出力ギア８４は出力シャフト８５に装着される。そして、出力シャフト８５はモータリンク機構３４に連結される。このように、モータドライブトレイン６３は、フロントディレーラモータ６２の駆動シャフト７５と出力シャフト８５との間に配置されている。
【００３８】
図４２に示すように、出力シャフト８５は、ベアリング８６によって、ケーシング７１の出力シャフト孔７１ｄに回転可能に支持される。もちろん、ベアリング８６をケーシング７１の代わりにモータ駆動ディレーラ装着部材３２に装着し、これによって、出力シャフト８５をモータ駆動ディレーラ装着部材３２に回転可能に支持してもよいことは、本開示から明らかであろう。いずれの場合も、出力シャフト８５は、第１回転位置と第２回転位置との間で回転軸Ａ１の回りに回転するように構成され配置される。第２回転位置は、フロントディレーラモータ６２の駆動シャフト７５の回転による第１回転方向の反対方向に位置している。出力シャフト８５は、出力シャフト８５の回転軸Ａ１からオフセットした軸Ａ２を有する偏心駆動ピン８５ａを備える。
【００３９】
図３５および図３６に示す通り、位置制御機構６４は、基本的に、デジタル位置センサ８９の形式のデジタル信号出力機構と、アナログ（トップ−低速ブラシ）位置センサ９０の形式のアナログ信号出力機構とを有するプリント回路板８７を備えている。デジタル位置センサ８９はデジタル位置検出装置を形成する。また、アナログ位置センサ９０は機械的／電気的位置検出装置を形成する。
【００４０】
プリント回路板８７上には従来と同様に形成された複数の電気回路が配置される。複数の電気回路は、電子シフター２１，２２、デジタル位置センサ８９およびアナログ位置センサ９０、加えてホイール回転センサおよびクランク回転センサのような他のセンサからの信号に応じて、コントローラ２０を介してフロントディレーラモータ６２の動作を制御する（図８）。デジタル位置センサ８９およびアナログ位置センサ９０は、コントローラ２０にデジタル信号およびアナログ信号をそれぞれ送信するように構成され配置され、これによって、コントローラ２０はフロントディレーラモータ６２への電流を制御する。
【００４１】
デジタル位置センサ８９は、位置センサ部材すなわちシャッタホイール８９ａと、フォトインタラプタ８９ｂと、によって形成される。出力シャフト８５の角度位置は、シャッタホイール８９ａおよびフォトインタープリタ８９ｂを利用することにより決定される。シャッタホイール８９ａは第１中間ギア８２に装着されており、これによって、シャッタホイール８９ａは第１中間ギア８２ともに回転する。シャッタホイール８９ａには、間隔を隔てて配置された複数の開口部が設けられており、これら開口部はフォトインタープリタ８９によって検出される。つまり、フォトインタープリタ８９ｂは、第１中間ギア８２の相対位置を決定するシャッタホイール８９ａの開口部を検出する。第１中間ギア８２の位置は出力シャフト８５の位置に直接的に関連しているため、出力シャフト８５の位置は容易に決定されうる。このようにして、コントローラ２０は、第１中間ギア８２の相対位置に基づいてチェーンガイド４０の位置を決定することができる。
【００４２】
フォトインタラプタ８９ｂは、シャッタホイール８９ａの一面に配置される光源すなわちＬＥＤとシャッタホイール８９ａの他面に配置されるフォトトランジスタのような光検出器とを有するデュアルチャンネルフォトインタラプタであることが好ましい。フロントディレーラモータ６２によってシャッタホイール８９ａが回転させられると、フォトトランジスタへのＬＥＤの光の通路が間欠的に遮断され、これにより、シャッタホイール８９ａの回転速度によって決定される周期を持つデジタル信号が生成される。したがって、デジタル信号の形状は、一般的には、出力シャフト８５の複数の角度位置それぞれを表わす各パルスに対応する、正方形あるいは長方形ののこぎり歯形状を有する。フォトインタラプタ８９ｂは２つのチャンネルを有しているので、図９に示すように、互いに位相が異なる２つのデジタル信号がフォトインタラプタ８９ｂによって生成されることになる。このように、デジタル位置センサ８９は、モータ６２のモータドライブトレイン６３の出力シャフト８５の回転方向および角度位置の両方を検出することが可能な間欠的光学センサとして機能する。デジタル位置センサ８９は、モータ６２のモータドライブトレイン６３の出力シャフト８５の角度位置および回転方向を示す位置信号を送信する。デジタル位置センサ８９の動作を考慮すると、既知の方法で電位差計のように動作するアナログ位置センサ９０は、トップ側ストップ位置から離れたトップ側接点範囲の端部と、低速側ストップ位置から離れた低速側接点範囲の端部とを示す、単なるオン／オフセンサとしての役割を果たす。
【００４３】
より詳細には、図３６および図３７に示す通り、アナログ位置センサ９０は、プリント回路板８７に装着される３つの固定電気ブラシ９０ａ，９０ｂ，９０ｃと、出力シャフト８５に装着されてともに回転する３つの可動電気接点９０ａ'，９０ｂ'，９０ｃ'と、を有する電気接点プレートを備える。
【００４４】
電気ブラシ９０ａ，９０ｂ，９０ｃは、プリント回路板８７に片持ち式で連結される。それらの自由端は、出力シャフト８５の出力ギア８４に装着される可動電気接点９０ａ'，９０ｂ'，９０ｃ'と選択的に接触するように配置されている。つまり、電気接点９０ａ'，９０ｂ'，９０ｃ'は、出力ギア８４および出力シャフト８５とともに回転する。つまり、ブラシ９０ａ'，９０ｂ'，９０ｃ'は、接点９０ａ，９０ｂ，９０ｃと協働して、電気回路を形成する。詳細には、電気ブラシ９０ａおよびトップ側位置接点９０ａ'は選択的に互いに接触し、これにより、トップ側ストップすなわちトップ側ロックアップ位置からの出力シャフト８５のトップ側ディレーラ位置すなわちトップ側エンドギア範囲が規定される。電気ブラシ９０ｂおよび低速側位置接点９０ｂ'は選択的に互いに接触し、これにより、低速側ストップすなわち低速側ロックアップ位置からの出力シャフト８５の低速側ディレーラ位置すなわち低速側エンドギア範囲が規定される。電気ブラシ９０ａとトップ側位置接点９０ａ'とが接触している間、あるいは電気ブラシ９０ｂおよび低速側位置接点９０ｂ'とが接触している間のいずれにおいても、電気ブラシ９０ｃおよび接地接触９０ｃ'は、アース接続を形成するように互いに接触する。電気ブラシ９０ａおよびトップ側位置接点９０ａ'が互いに接触すると、アナログすなわち機械的信号がコントローラ２０に送信される。電気ブラシ９０ａとトップ側位置接点９０ａ'とが離れると、アナログすなわち機械的信号は停止される。したがって、コントローラ２０は、出力シャフト８５がトップ側ディレーラ位置すなわちトップ側エンドギア範囲に位置したことを判別できる。同様に、電気ブラシ９０ｂおよび低速側位置接点９０ｂ'が互いに接触すると、アナログすなわち機械的信号がコントローラ２０に送信される。電気ブラシ９０ｂと低速側位置接点９０ｂ'とが離れると、アナログすなわち機械的信号は停止される。したがって、コントローラ２０は、出力シャフト８５が低速側ディレーラ位置すなわち低速側エンドギア範囲に位置したことを判別できる。もちろん、チェーンガイド４０のトップ側ディレーラ位置は、モータリンク機構３４に当接するトップ用調整ネジ４９によって制御される。一方で、チェーンガイド４０の低速側ディレーラ位置は、モータリンク機構３４に当接する低速用調整ネジ５０によって制御される。デジタル位置センサ８９の動作が出力シャフト８５の回転方向および角度位置の両方を示すので、アナログ位置センサ９０は、電気ブラシ９０ａ，９０ｂがトップ側および低速側位置接点９０ａ'，９０ｂ'と係合あるいは非係合になったことを示す、単なるオン／オフセンサとしての役割を果たすのみである。より詳細には、コントローラ２０は、トップ側および低速側ストップ位置から離れたトップ側および低速側位置接点９０ａ'，９０ｂ'の端部の正確な位置を決定する。
【００４５】
コントローラ２０は、フロントディレーラモータ６２および位置制御機構６４に機能的に連結される。コントローラ２０は、第１および第２ディレーラシフト位置の一方にある、フロントディレーラモータ６２の所定のロックアップ位置を検出するように構成される。コントローラ２０は、さらに、フロントディレーラモータ６２の所定のストップ位置をセットするように構成される。ストップ位置は、位置制御機構６４の位置信号に基づいてロックアップ位置までの距離から算出される。
【００４６】
図９に戻って図９を参照すると、フロントディレーラ１２が自転車１０のフレーム１４に初期状態で装着されるとき、フロントディレーラモータ６２は、出力シャフト８５がロックアップ位置へと駆動されたときに過電流が生じないように、キャリブレーションされる必要がある。もちろん、このキャリブレーションは、工場でも、あるいは自転車１０に装着する前にでも、行うことができる。
【００４７】
いずれの場合においても、まず、コントローラ２０は、図９のフローチャートに示したプロセスをスタートするためのキャリブレーションモードにセットされる。ステップＳ１において、フロントディレーラモータ６２が、まず、コントローラ２０によって起動され（例えば、シフター２１のあるシフトボタンが押されるか、モータ６２に電流が供給され）、コントローラ２０がフロントディレーラモータ６２に電流を供給する。ディレーラモータ６２のトップ側位置がキャリブレーションされることになる場合、フロントディレーラモータ６２がロックアップするまで、フロントディレーラモータ６２は低速側位置からトップ側位置の方向へ駆動される。
【００４８】
第１実施例においては、出力ギア８４は、出力ギア８４の外周に全体わたって延設されていない歯を有する。したがって、ディレーラモータ６２のトップ側および低速側ロックアップ位置は、第２中間ギア８３の歯が出力ギア８４の歯の端部に到着するときに決定される。これらのポイントでは、フロントディレーラモータ６２はロックアップし、過電流が生じる。
【００４９】
次に、ステップＳ２において、コントローラ２０のプログラムは、過電流が生じたか否かを判別する。詳細には、過電流回路（図１０）は、現在検出されている電圧を基準電圧Ｖｃｃと比較することにより、電圧の上昇を検出する。その結果、ステップＳ３において、コントローラ２０は、フロントディレーラモータ６２への電流を停止する。
【００５０】
フロントディレーラモータ６２が停止されると、ストップすなわちロックアップ位置が、ステップＳ４において、コントローラ２０のメモリに記憶される。詳細には、位置センサ部材すなわちシャッタホイール８９ａの相対位置が、コントローラ２０のデジタル位置メモリ２５に記憶される。
【００５１】
次に、ステップＳ５において、コントローラ２０は、フロントディレーラモータ６２を低速側位置に駆動する。これは、キャリブレーションモードにおいて自動的に行われることが好ましい。一旦ブラシ９０ａが接点９０ａ'から離れると、コントローラ２０は、ステップＳ６において、トップ側位置接点９０'の端部を検出して記憶する。フロントディレーラモータ６２がトップ側位置接点９０'の端部とトップ側ストップ位置との間で駆動されるとき、ステップＳ７において、フォトセンサ部材８９ａは回転され、フォトインタラプタ８６が、位置センサ部材８９ａの開口部をパルスとしてカウントする。このパルスは、トップ側位置接点の端部とトップ側ディレーラシフト位置におけるロックアップ位置との間のパルス数を算出し記憶するために用いられる。
【００５２】
そして、ステップＳ８において、コントローラ２０は、ロックアップ位置までの距離から算出される新しいストップ位置を算出する。例えば、トップ側位置接点の端部とロックアップ位置との間に１０のパルスがある場合、新しいストップ位置はロックアップ位置から７つのパルスにセットされうる。したがって、低速側位置からトップ側位置にシフトするライダーによってフロントディレーラモータ６２が作動されるとき、コントローラ２０は、モータがロックアップ位置から７つのパルスカウントで停止するように、フロントディレーラモータ６２の作動を停止することになる。この方法により、フロントディレーラモータ６２は、以後の低速側位置からのアップシフトにおいて、ロックアップ位置で駆動されない。低速側位置も同様にキャリブレーションすることができることは、本開示から当業者には明らかであろう。
【００５３】
もちろん、このキャリブレーションプロセスは、必要および／または要望に応じて、より少ないあるいはより多いステップ数を用いた異なる順序で行うことができる。例えば、ステップＳ５は、トップ側位置端部の検出（ステップＳ６）およびパルスのカウント（ステップＳ８）を異なる順序で実行することにより省略することができる。
【００５４】
図１から図６を参照して、モータリンク機構３４は、基本的に、駆動すなわちモータリンク９１と、セーバリンク９２と、セーバリンク付勢部材９３と、位置決め付勢部材９４と、を備える。セーバリンク９２およびセーバリンク付勢部材９３は、ジャムプロテクト配置を形成する。モータリンク機構３４は、出力シャフト８５の偏心駆動ピン８５ａとディレーラリンク機構４１との間に、機能的に連結される。このジャムプロテクト配置は、動力伝達状態と動力停止状態の間で移動するように構成され配置される。
【００５５】
図４から図６に示すように、駆動リンク９１は、出力シャフト８５とディレーラリンク機構４１に対して、チェーンガイド４０を第１ディレーラシフト位置と第２ディレーラシフト位置との間でシフトさせられるように構成され配置される。図２２から図２４に詳細に示すように、駆動リンク９１は、第１駆動リンク端部９１ａと、第２駆動リンク端部９１ｂと、を有する。第１駆動リンク端部９１ａは、出力シャフト８５の偏心駆動ピン８５ａに装着されており、これによって、偏心駆動ピン８５ａは、第１駆動リンク端部９１ａに形成された孔の中で回転することができる。第２駆動リンク端部９１ｂは、ピボットピン９５によってセーバリンク９２に回動可能に連結される。したがって、出力シャフト８５が回転すると、駆動リンク９１が移動すなわちシフトされる。
【００５６】
図２５から図２８からよくわかるように、セーバリンク９２は、好ましくは、第１セーバリンク端部９２ａと、第２セーバリンク端部９２ｂと、制御フランジすなわちストップフランジ９２ｃと、を有する。セーバリンク９２の第１セーバリンク端部９１ａは、ピボットピン９５によって、駆動リンク９１の第２駆動リンク端部９１ｂに回動可能に連結される。第２セーバリンク端部９２ｂは、ディレーラリンク機構４１の第１すなわち外側リンク４５に機能的に連結される。制御フランジすなわちストップフランジ９２ｃは、第２セーバリンク端部９２ｂから延設されている。制御フランジすなわちストップフランジ９２ｃは、図６に示すように、モータリンク機構３４がトップ側ディレーラシフト位置に駆動されるときに、トップ用調整ネジ４９と当接するように配置される。このように、第２すなわちトップ用調整ネジ４９は、セーバリンク９２の制御フランジすなわちストップフランジ９２ｃに当接するトップ用調整ネジ４９の自由端によって、チェーンガイド４０の第２すなわちトップ側ディレーラシフト位置を固定体４２に対して相対的に変更するように構成され配置される。
【００５７】
フロントディレーラユニット３１を調整するには、フロントディレーラユニット３１が、モータ駆動フロントディレーラ装着部材３２およびブラケット１８によって、フレーム１２に装着される。それから、トップ側ディレーラシフト位置がトップ用調整ネジ４９を調整することにより設定され、これによって、チェーンガイド４０がフロントチェーンホイール２２上に配置される。このトップ側ディレーラシフト位置の調整が行われると、外側リンク４６とセーバリンク９２との間の相対的な配置が変更される。詳細には、トップ用調整ネジ４９の調整は、セーバリンク付勢部材９３の付勢力を打ち消すこと、つまり、セーバリンク付勢部材９３を圧縮することによって、外側リンク４６とセーバリンク９２との間の相対配置を変更する。トップ側ディレーラシフト位置がセットされると、トップ用調整ネジ４９の調整により低速側ディレーラシフト位置が変更される。この理由は、チェーンガイド４０が外側リンク４６と共に移動するためである。次に、低速側位置が、固定体４２と当接する低速用調整ネジ５０を用いることにより設定され、これにより、チェーンガイド４０は小径のフロントチェーンホイール２３上に配置される。言い換えると、低速用調整ネジ５０の調整は、セーバリンク付勢部材９３の付勢力をさらに打ち消すこと、つまり、セーバリンク付勢部材９３をさらに圧縮することによって、チェーンガイド４０がフロントチェーンホイール２３上に配置されたときの外側リンク４６とセーバリンク９２との間の相対配置を変更する。
【００５８】
図２９および図３０からよくわかる通り、セーバリンク付勢部材９３は、好ましくは、コイル部９３ａと、第１脚部９３ｂと、第２脚部９３ｃと、を有するトーションバネ、である。コイル部９３ａは、第１すなわち外側リンク４５にセーバリンク９２を連結するピボットピン４７の回りに配置される。セーバリンク付勢部材９３の第１脚部９３ｂは、セーバリンク９２と係合する。また、第２脚部９３ｂは、ディレーラリンク機構４１の第１すなわち外側リンク４５に当接する。このように、セーバリンク９２は、ピボットピン４７の回りに、ディレーラのリア側から見て反時計回り方向に、付勢される。同様に、第１すなわち外側リンク４５も、また、ピボットピン４７の回りに、ディレーラのリア側から見て反時計回り方向に、付勢される。つまり、セーバリンク付勢部材９３は、駆動リンク９１とディレーラリンク機構４１との間で実質的な剛性連結を維持する付勢力を加えられるように構成され配置される。このように、セーバリンク９２はディレーラリンク機構４１に回動可能に連結され、セーバリンク付勢部材９３はセーバリンク９２とディレーラリンク機構４１との間に機能的に連結される。そして、セーバリンク付勢部材９３は、実質的な剛性連結がセーバリンクとディレーラリンク機構４１との間で通常維持されるように、動力停止状態から動力伝達状態へとセーバリンク９２を付勢する。
【００５９】
このようにして、図６に示すように、チェーンガイド４０がトップ側位置で動かなくなった状態で、モータリンク機構３４が出力シャフト８５によって低速側ディレーラシフト位置に駆動されると、セーバリンク９２は、セーバリンク付勢部材９３の第１脚部９３ｂの付勢力に抗して、ピボットピン４７の回りに、ディレーラのリアから見て時計回り方向に回転する。このように、セーバリンク９２およびセーバリンク付勢部材９３を利用することにより、セーバリンク９２とディレーラリンク機構４１との間には、非剛性連結が形成される。つまり、セーバリンク９２およびセーバリンク付勢部材９３は、ディレーラリンク機構４１と駆動リンク９１の第２駆動リンク端部９１ｂとを非剛性に連結する。この非剛性連結が、ジャムプロテクト配置となる。
【００６０】
位置決め付勢部材９４は、偏心駆動ピン８５ａに連結された第１端部と、モータユニット装着部５３のバネ装着ピン５５に接続された第２端部と、を有する引張バネであることが好ましい。位置決め付勢部材９４は、位置決め付勢部材９４の付勢力がトップ側位置又は低速側位置のいずれか一方にモータリンク機構３４を保持するように構成され配置される。つまり、モータリンク機構３４がトップ側位置にあるとき、ディレーラ１２のリア側から見て出力シャフト８５に時計回りの力を付加するように、位置決め付勢部材９４の力線は、出力シャフト８５の回転軸Ａ１からオフセットされている。しかしながら、モータリンク機構３４が低速側位置に移動したときは、位置決め付勢部材９４の力線は、反時計回りの力が出力シャフト８５に印加されるようになる。モータが作動していないときには、位置決め付勢部材９４は、トップ側位置あるいは低速側位置のいずれか一方でチェーンガイド４０を保持した状態にアシストするように構成され配置される。
【００６１】
リアディレーラ１３は、複数のリアスプロケットＧ１〜Ｇ７間でチェーンＣを移動させるために、スプロケットユニットの近傍でフレーム１４に装着される。リアディレーラ１３は、ベース部材１３２と外部カバー１３３との間に装着されるリアディレーラ制御ハウジング１３１を備える。ベース部材１３２は、既知の方法でフレーム１４に揺動可能に装着されており、コントローラ２０に接続される中間通信経路上に相補型コネクタに取付けるための電気コネクタを備える。図４４に示す通り、外部カバー１３３およびリアディレーラ制御ハウジング１３１は、ねじ１３４，１３５によってベース部材１３２に装着される。ねじ１３４は、外部カバー１３３の開口部を通り、リアディレーラ制御ハウジングカバー１４０の開口部１３８を通って延設されるスペーサチューブ１３７を通って、ベース部材１３２のネジが形成された開口部１４２へと、延びる。ねじ１３５は、外部カバー１３３の開口部１４４を通って、ベース部材１３２のネジが形成された開口部１４８へと、延びる。
【００６２】
リアディレーラ１３は、ピボットシャフト１５４，１５６を介してリアディレーラ制御ハウジング１３１に回動可能にそれぞれが連結されるリンク部材１５０，１５２をさらに備える。リンク部材１５２は、平面部１５６ａ（図４７）によってピボットシャフト１５６に回転不能に固定される。このピボットシャフト１５６は、リアディレーラ１３とともに移動するディレーラ移動部材の一例に過ぎない。リンク部材１５０，１５２の他端は、それぞれ、ピボットシャフト１６０，１６２を介して可動部材１５８に回動可能に連結される。可動部材１５８は、チェーンガイド１６４を回転可能に支持する。チェーンガイド１６４は、既知の方法で、チェーンＣを係合するためのガイドプーリ１６６およびテンションプーリ１６８を回転可能に支持する。以下により詳細に説明するように、リアディレーラモータ１８０（図４５から図４７）は、ピボットシャフト１５６を回転させる。これにより、リンク部材１５２が、複数のリアスプロケットＧ１〜Ｇ７の間でチェーンＣを移動させるために、可動部材１５８およびチェーンガイド１６４を横方向に移動させる。
【００６３】
図４５は、以下に説明するように、リアディレーラ制御ハウジングカバー１４０およびコンタクトプレート１８２が取り外された状態の、リアディレーラ制御ハウジング１３１の内部構成部を示した図である。図４５に示すように、リアディレーラモータ１８０は、ギア１８４，１８５，１８６，１８７，１８８を有する減速ギア機構を介してピボットシャフト１５６を駆動するピニオンドライブシャフト１８３を備える。それぞれのギア１８４，１８５，１８６，１８７の小径ギア部は、動力伝達経路における隣接ギアの大径ギア部を駆動する。ギア１８８は、ピボットシャフト１５６とともに一体に回転する。
【００６４】
デジタル位置センサ１８９の形式のデジタル信号出力機構は、リアディレーラ制御ハウジング１３１に装着される。図４５および図４６に示すように、デジタル位置センサ１８９は、ピニオンドライブシャフト１８３とともに一体的に回転する位置センサ部材すなわちシャッタホイール１９０と、シャッタホイール１９０の一面に配置される光源すなわちＬＥＤ１９１と、シャッタホイール１９０の他面に配置されるフォトトランジスタ１９２のような光検出器とを備える。ピニオンドライブシャフト１８３とともに回転するシャッタホイール１９０の回転によって、フォトトランジスタ１９２へのＬＥＤ１９１の光の通路が間欠的に遮断され、これにより、シャッタホイール１９０の回転速度によって決定される周期のデジタル信号が生成される。したがって、デジタル信号の形状は、一般的には、動作状態に依存した正方形あるいは長方形ののこぎり歯形状になる。このように、本実施例においては、デジタル位置センサ１８９は、間欠的光学センサとして機能する。
【００６５】
図４７に示す通り、アナログ位置センサ１９３の形式のアナログ信号出力機構は、また、リアディレーラ制御ハウジング１３１に装着される。アナログ位置センサ１９３は、コンタクトプレート１８２と、ブラシプレート１９４と、を備える。コンタクトプレート１８２は、ネジが形成された開口部１９６（図４５）にねじ止めされるねじ１９５によって、リアディレーラ制御ハウジング１３１に装着されている。また、コンタクトプレート１８２は、抵抗接点１９７ａ，１９７ｂを備える。ブラシプレート１９４は、ピボットシャフト１５６とともに一体に回転し、抵抗接点１９７ａ，１９７ｂに接触するブラシ１９８ａ，１９８ｂを備えており、既知の方法で電位差計のように動作する。
【００６６】
モータ駆動リアディレーラ１３のキャリブレーションおよびシフト移動は、第１実施例のコントローラ２０によって制御される。つまり、モータ駆動リアディレーラ１３のキャリブレーションでは、図９のフローチャート、および図１０の過電流時の概略ブロックが、コントローラ２０によるモータ駆動リアディレーラ１３の初期キャリブレーション中に、モータ駆動リアディレーラ１３を制御するために用いられる。
【００６７】
［実施例２］
次に、図４８から図８２を参照して、本発明の第２実施例にかかるモータ駆動フロントディレーラ２１２を説明する。第１実施例のモータ駆動フロントディレーラ装着部材３２およびフロントディレーラモータ装着ユニット３３は、変形例としてのモータ駆動フロントディレーラ装着部材２３２および変形例としてのフロントディレーラモータユニット２３３に置き換えられたということを除いて、基本的に、モータ駆動フロントディレーラ２１２は、上述したモータ駆動フロントディレーラ１２と同一である。つまり、変形例としてのモータ駆動フロントディレーラ装着部材２３２および変形例としてのフロントディレーラモータユニット２３３を除いて、フロントモータ駆動ディレーラ２１２の他のすべての部材は、第１実施例のモータ駆動フロントディレーラ１２と同一である。第１実施例と第２実施例とが類似しているということを考慮して、第１実施例の部材と同一の第２の実施例の部材には、第１実施例の部材と同じ参照符号を付している。また、説明の簡略化のために、第１実施例の部材と同一の第２の実施例の部材の説明を省略する。
【００６８】
図８に示すように、第２実施例のモータ駆動フロントディレーラ２１２はモータ駆動フロントディレーラ１２と置き換えられる。したがって、モータ駆動フロントディレーラ２１２のキャリブレーションおよびシフト移動は、第１実施例のコントローラ２０によって制御される。つまり、モータ駆動フロントディレーラ２１２のキャリブレーションにおいては、図９のフローチャートおよび図１０の過電流の概略ブロックが用いられ、コントローラ２０によるモータ駆動フロントディレーラ２１２の初期キャリブレーションの際にモータ駆動フロントディレーラ２１２が制御される。
【００６９】
図５２から図５５からよくわかる通り、モータ駆動フロントディレーラ装着部材２３２は、基本的に、自転車フレーム装着部２５１と、フロントディレーラ装着部２５２と、一体型フロントディレーラモータケーシング２７１を有するモータユニット装着部２５３と、を備える。自転車フレーム装着部２５１と、フロントディレーラ装着部２５２と、モータユニット装着部２５３とは、フロントディレーラモータケーシング２７１と一体の単一部材として一体に形成される。フロントディレーラ装着部２５２およびモータユニット装着部２５３は、ディレーラモータ支持構造を形成する。
【００７０】
自転車フレーム装着部２５１は、第１実施例と同様に、ブラケット１８によって自転車フレーム１４のシートチューブ１６に連結されるように構成され配置される。自転車フレーム装着部２５１は、モータ駆動フロントディレーラ装着部材２３２の第１側面から、ネジ穴２５４ｂを有する曲面状フロント面２５４ａを形成する自由端側に外方に突出する突出部２５４を備える。曲面状フロント面２５４ａは、対応するブラケット１８の曲面部と当接するように構成され配置されている。これによって、モータ駆動フロントディレーラ装着部材２３２はブラケット１８に対して相対的に回転不能になる。
【００７１】
フロントディレーラ装着部２５２は、上述した第１実施例と同様に、フロントディレーラユニット３１のディレーラリンク機構４１に連結されるように構成され配置される。詳細には、フロントディレーラ装着部２５２は、第１および第２リンク支持部２５２ａ，２５２ｂを有する。第１および第２リンク支持部２５２ａ，２５２ｂは、それらの間に第１および第２リンク４５，４６を受けるためのリンク受け空間を形成するよう構成され配置される。このように、第１および第２リンク支持部２５２ａ，２５２ｂは、フロントディレーラ固定体２４２を形成するように構成され配置される。第１および第２リンク支持部２５２ａ，２５２ｂそれぞれは、第１固定回動点Ｐ３の第１回動中心軸となる第１ピボットピン装着孔２５２ｃと、第２固定回動点Ｐ４となる第２ピボットピン装着孔２５２ｄとを有する。第１および第２リンク支持部２５２ａ，２５２ｂは、異なるサイズの第１および第２リンク４５，４６に適応させるために、第１ピボットピン装着孔２５２ｃの間隔と第２ピボットピン装着孔２５２ｄの間隔とが異なるように形成されている。図５３からよくわかる通り、第２ピボットピン装着孔２５２ｄの第１回動中心軸がネジ穴２５４ｂへと貫通している。
【００７２】
モータユニット装着部２５３は、フロントディレーラモータユニット２３３と連結されるように構成され配置される。モータユニット装着部２５３は、フロントディレーラモータケーシング２７１を形成するカップ状部を有する。モータユニット装着部２５３は、また、中心軸を有する出力シャフト開口部２５３ｂを備えている。その中心軸は、フロントディレーラ装着部２５２の第１および第２固定回動点の回動中心軸と略平行になっている。モータユニット装着部２５３は、フロントディレーラモータユニット２３３の部材を固定するための種々の装着孔をさらに有する。
【００７３】
次に、図５６から図８２を参照して、フロントディレーラモータユニット２３３の種々の部材をより詳細に説明する。フロントディレーラモータユニット２３３は、モータ駆動フロントディレーラ装着部材２３２のケーシング２７１に装着されるよう、設計される。図７４に示す通り、フロントディレーラモータユニット２３３は、基本的に、モータユニットカバー構造２６０と、ディレーラモータ支持部構造２６１と、ディレーラモータ２６２と、モータドライブトレイン２６３と、位置制御機構すなわち装置２６４と、を備える。フロントディレーラモータユニット２３３は、第１実施例と同様に、モータリンク機構３４およびディレーラリンク機構４１によってチェーンガイド４０に機能的に連結される。これにより、コントローラ２０によってフロントディレーラモータユニット２３３が動作させられると、チェーンガイド４０が下位側およびトップ側シフト位置の間でシフトする。
【００７４】
フロントディレーラモータユニット２３３のモータユニットカバー構造２６０は、基本的に、後カバー２６０ａ（図５６から図５９）と、中間カバー２６０ｂ（図６０から図６４）と、前カバー２６０ｃ（図６５から図６８）と、を有する。モータユニットカバー構造２６０の部品は、硬質高剛性プラスチックあるいは金属のような高剛性材料で構成される。後カバー２６０ａ、中間カバー２６０ｂおよび前カバー２６０ｃは、留め具（図示せず）によってケーシング２７１に固定され連結される。後カバー２６０ａは、金属製であることが好ましく、ベアリング２６５を受ける出力シャフト受け孔２６０ｄを有する。後カバー２６０ａ、中間カバー２６０ｂおよび前カバー２６０ｃの厳密な構造は、本発明においては重要ではなく、ここでは詳細に説明しない。
【００７５】
図７４から図７９に示すように、ディレーラモータユニット支持部２６１は、ディレーラモータ２６２およびモータドライブトレイン２６３を囲い込み支持するように構成され配置される。例示の実施例におけるディレーラモータユニット支持部２６１は、メイン支持部２６１ａ（図７４および図７６）と、底面ギア支持部２６１ｂ（図７７から図７９）と、を備える。ディレーラモータユニット支持部２６１のメイン支持部２６１ａおよび底面ギア支持部２６１ｂは、硬質プラスチックなどの高剛性軽量材料からなっていることが好ましい。メイン支持部２６１ａは、ディレーラモータ２６２と、モータドライブトレイン２６３と、位置制御機構２６４とを支持するように構成され配置される。
【００７６】
図６９および図７４に示すように、ディレーラモータ２６２は、モータドライブトレイン２６３に機能的に連結される駆動シャフト２７５を有する。ディレーラモータ２６２は、バッテリー源あるいは発電器によって電力が供給される可逆電動モータである。ディレーラモータ２６２は、電気コードによってコントローラ２０に、他の電気コードによって動力源（バッテリー源あるいは発電器）に、電気的に接続される。
【００７７】
図６９および図７４から図７６に示すように、モータドライブトレイン２６３は、基本的に、駆動ギア２８０と、第１中間ギア２８１と、第２中間ギア２８２と、ウォームギア２８３と、出力ギア２８４とを備える。出力ギア２８４は出力シャフト２８５に装着される。モータドライブトレイン２８３は、出力シャフト２８５によってモータリンク機構３４にディレーラモータ２６２の駆動シャフト２７５の回転運動を伝達する。本実施例において、ギア２８０〜２８４はすべて金属材料で構成される。
【００７８】
本実施例において、駆動ギア２８０は、ディレーラモータ２６２の駆動シャフト２７５に装着されており、駆動ギアの歯は第１中間ギア２８１の第１セットの歯と噛合する。第１中間ギア２８１は、第２中間ギア２８２の第１セットの歯と噛合する第２セットの歯を有する。第２中間ギア２８２およびウォームギア２８３は、中間被駆動シャフト２８６に装着される。これにより、第２中間ギア２８２の回転によって、ウォームギア２８３は第２中間ギア２８２ともに回転する。ウォームギア２８３は、出力シャフト２８４を回転させるように出力ギア２８５と噛合する螺旋歯を有する。
【００７９】
図４９、図７４および図７６に示す通り、出力シャフト２８５は、リア端部においては後カバー２６０ａの出力シャフト受け孔２６０ｄにベアリング２６５によって、中心部においてはケーシング２７１の出力シャフト孔２７１ｄにベアリング１８７によって、前端部においてはメイン支持部２６１ａの孔２６１ｃに、回転可能に支持される。第１実施例と同様に、出力シャフト２８５は、第１回転位置と第２回転位置との間で回転軸Ａ１の回りに回転するように構成され配置される。第２回転位置は、ディレーラモータ２６２の駆動シャフト２７５の回転による第１回転方向の反対方向に位置している。出力シャフト２８５は、出力シャフト２８５の回転軸Ａ１からオフセットした軸Ａ２を有する偏心駆動ピン２８５ａによって、モータすなわち駆動リンク９１に連結される。本実施例においては、偏心駆動ピン２８５ａは、出力シャフト２８５とは別部材になっている。
【００８０】
駆動ギア２９２は、第２中間ギア２８２およびウォームギア２８３を有し第２中間ギア２８２およびウォームギア２８３が装着された中間被駆動シャフト２８６に装着される。駆動ギア２９２は、位置センサギア２９３の歯と噛合する歯を有しており、これにより、駆動ギア２９２が位置センサギア２９３を回転させる。上述のようにして、位置センサ部材２８９は位置センサギア２９３に装着され、位置センサ部材２８９と位置センサギア２９３とはともに回転する。第２の実施例においては、図５１に示すように、出力シャフトは、中間カバー２６０ｂの当接部Ｙに当接する当接部Ｘを有する。当接部Ｘ，Ｙが互いに当接しているとき、モータ２６２は、過電流が生じるトップ側端部位置にある。このように、ディレーラ２１２はキャリブレーションされ、位置制御機構２６４を用いて当接部Ｘ，Ｙ間の接触を回避するように新しいストップ位置がセットされる。
【００８１】
図６９を参照すると、位置制御機構２６４は、基本的に、プリント回路板２８８と、デジタル位置センサ２８９の形式のデジタル信号出力機構と、アナログ（トップ−低速ブラシ）位置センサ２９０の形式のアナログ信号出力機構とを備える。デジタル位置センサ２８９はデジタル位置検出装置を形成する。また、アナログ位置センサ２９０は機械的／電気的位置検出装置を形成する。
【００８２】
プリント回路板２８８は複数の電気回路有している。この複数の電気回路は、従来と同様の方法で、プリント回路板２８８上に形成されている。複数の電気回路は、電子シフター２１，２２、デジタル位置センサ２８９およびアナログ位置センサ２９０、加えてホイール回転センサおよびクランク回転センサのような他のセンサ（図８）からの信号に応じて、コントローラ２０を介してフロントディレーラモータ２６２の動作を制御する。デジタル位置センサ２８９およびアナログ位置センサ２９０それぞれは、コントローラ２０にデジタルおよびアナログ信号を送信するように構成され配置され、これにより、コントローラ２０はフロントディレーラモータ２６２への電流を制御する。
【００８３】
デジタル位置センサ２８９は、位置センサ部材すなわちシャッタホイール２８９ａと、フォトインタラプタ２８９ｂと、によって形成される。出力シャフト２８５の角度位置は、シャッタホイール２８９ａおよびフォトインタープリタ２８９ｂを用いることにより決定される。シャッタホイール２８９ａは位置センサギア２９３に装着されており、シャッタホイール２８９ａは位置センサギア２９３ともに回転する。詳しくは、シャッタホイール２８９ａには、フォトインタープリタ２８９ｂによって検出される複数の開口部が、間隔を隔てて配置されている。つまり、フォトインタープリタ２８９ｂは、シャッタホイール２８９ａの開口部を検出し、位置センサギア２９３の相対位置を決定する。ギア２９３の位置は出力シャフト２８５の位置と直接的に関連しているため、出力シャフト２８５の位置を容易に決定することができる。このように、コントローラ２０は、ギア２９３の相対位置に基づいてチェーンガイド４０の位置を決定することができる。
【００８４】
フォトインタラプタ２８９ｂは、シャッタホイール２８９ａの一面に配置される光源すなわちＬＥＤと、シャッタホイール２８９ａの他面に配置されるフォトトランジスタなどの光検出器とを有するデュアルチャンネルフォトインタラプタであることが好ましい。フロントディレーラモータ２６２によるシャッタホイール２８９ａの回転によって、フォトトランジスタへのＬＥＤの光の通路が間欠的に遮断され、これにより、シャッタホイール２８９ａの回転速度によって決定される周期を持つデジタル信号が生成される。したがって、デジタル信号の形状は、一般的には、それぞれのパルスが出力シャフト２８５の複数の角度位置の１つを表わす正方形あるいは長方形ののこぎり歯形状になる。フォトインタラプタ２８９ｂは２つのチャンネルを有するので、図９に示すように互いに位相が異なる２つのデジタル信号がフォトインタラプタ２８９ｂによって生成されることになる。このように、デジタル位置センサ２８９は、モータ２６２のモータドライブトレイン２６３の出力シャフト２８５の回転方向および角度位置の両方を検出することが可能な間欠的光学センサとして機能する。デジタル位置センサ２８９は、モータ２６２のモータドライブトレイン２６３の出力シャフト２８５の角度位置および回転方向を示す位置信号を送信する。デジタル位置センサ２８９の動作を考慮すると、既知の方法で電位差計のように動作するアナログ位置センサ２９０は、トップ側ストップ位置から離れたトップ側接点範囲の端部と、低速側ストップ位置から離れた低速側接点範囲の端部とを示す、単なるオン／オフセンサとしての役割を果たす。
【００８５】
図６９および図８０から図８２に示す通り、アナログ位置センサ２９０は、プリント回路板２８８に形成される３つの固定電気接点９０ａ，９０ｂ，９０ｃと、出力シャフト２８５に装着されて装着部材２９１を介してともに回転する２つの可動電気ブラシ２９０ａ'，２９０ｂ'とを有する電気接点プレートを備える。
【００８６】
電気ブラシ２９０ａ'，２９０ｂ'は、装着部材２９１に片持ち式で連結される。それらの自由端は、選択的に、プリント基板２８８に装着された電気接点２９０ａ，２９０ｂ，２９０ｃと接触するように配置される。つまり、電気ブラシ２９０ａ'，２９０ｂ'は出力シャフト２８５と共に回転する。このように、ブラシ２９０ａ'，２９０ｂ'は、接点２９０ａ，２９０ｂ，２９０ｃと協働して、電気回路を形成する。詳細には、電気ブラシ２９０ａ'は、選択的に、接点２９０ａ，２９０ｂの両方と接触し、これにより、ストップすなわちロックアップ位置からの出力シャフト２８５のトップ側および低速側ディレーラ位置（トップ側および低速側エンドギア範囲）を規定する。電気ブラシ２９０ａ'が接点２９０ａあるいは２９０ｂのいずれかと接触している間にも接地接続を形成するために、電気ブラシ２９０ｂ'は接地接点２９０ｃに接触している。電気ブラシ２９０ａ'およびトップ側位置接点２９０ａが互いに接触すると、トップ側位置を示すアナログすなわち機械的信号がコントローラ２０に送信される。電気ブラシ２９０ａ'とトップ側位置接点２９０ａとが離れると、アナログすなわち機械的信号は停止される。このようにして、コントローラ２０は、出力シャフト２８５がトップ側ディレーラ位置すなわちトップ側エンドギア範囲に位置したことを判別できる。同様に、電気ブラシ２９０ａ'および低速側位置接点２９０ｂが互いに接触すると、低速側位置を示すアナログすなわち機械的信号がコントローラ２０に送信される。電気ブラシ２９０ａ'と低速側位置接点２９０ｂとが離れると、アナログすなわち機械的信号は停止される。このようにして、コントローラ２０は、出力シャフト２８５が低速側ディレーラ位置すなわち低速側エンドギア範囲に位置したことを判別できる。もちろん、チェーンガイド４０のトップ側ディレーラ位置は、トップ用調整ネジ４９がモータリンク機構３４と当接することによって規制され、チェーンガイド４０の低速側ディレーラ位置は、低速用調整ネジ５０がモータリンク機構３４と当接することによって規制される。デジタル位置センサ２８９の動作が出力シャフト２８５の回転方向および角度位置の両方を示すので、アナログ位置センサ２９０は、電気ブラシ２９０ａ'がトップ側および低速側位置接点２９０ａ，２９０ｂと係合あるいは非係合となったときを示す、単なるオン／オフセンサとしての役割を果たす。より詳細には、コントローラ２０は、トップ側および低速側ストップ位置から離れたトップ側および低速側位置接点２９０ａ，２９０ｂの端部の正確な位置を決定する。
【００８７】
このように、コントローラ２０は、フロントディレーラモータ２６２および位置制御機構２６４に機能的に連結され、図９のフローチャートに示したプログラムを実行する。コントローラ２０は、図５１に示すように当接部Ｘ，Ｙが互いに当接するときに、トップ側ディレーラシフト位置にあるフロントディレーラモータ２６２の所定のロックアップ位置を検出するように構成される。このロックアップ位置は、第１実施例と同じ方法で、図１０の過電流回路によって検出される。コントローラ２０は、さらに、第１実施例と同じ方法で、位置制御機構２６４の位置信号に基づいて、ロックアップ位置までの距離から算出される、フロントディレーラモータ２６２の所定のストップ位置をセットするように構成される。
【００８８】
ここで、本発明の説明および本発明の特許請求の範囲に用いられた、次の用語、「前方、後方、上、下向き、垂直、水平、下、横」同じく他の同様な方向を示す用語は、本発明が装備された自転車の方向を示す用語として使用されている。こうした、本発明において用いられるこれらの用語は、本発明が装置された自転車に対する相対的な位置関係を示すものである。
【００８９】
ここで使用されている「ほぼ」、「約」、「おおよそ」などの程度を表す用語は、最終結果が著しく変化しないような、妥当な量の変化を意味する修正用語である。これらの用語は、修正対象の用語の意味を無効にしない範囲で、±５％から１０％の偏差を含むものと解釈される。
【００９０】
本発明の説明のためにいくつかの実施例が選択されただけであって、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱することがない範囲で、種々の変更、変形ができることは、本開示から当業者には明らかであろう。例えば、本発明をフロントディレーラとして例示したが、本発明はリアディレーラに取り入れることができることは、本開示から当業者には明らかであろう。さらに、前述の本発明にかかる実施例の説明は単なる例示であって、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって決められる本発明を限定するものではないことは、本開示から当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、本発明にかかる、モータ駆動フロントおよびリアディレーラアッセンブリを備える自転車の側面立面図である。
【図２】図２は、低速側ディレーラシフト位置における、図１において示したモータ駆動フロントディレーラの拡大側面立面図である。
【図３】図３は、低速側ディレーラシフト位置における、図１および図２において示したモータ駆動フロントディレーラの拡大前面立面図である。
【図４】図４は、低速側ディレーラシフト位置における、図１から図３において示したモータ駆動フロントディレーラの上面図である。
【図５】図５は、例示する目的で、固定体の一部を破断した、図１から図４に示したモータ駆動フロントディレーラの部分背面立面図である。
【図６】図６は、例示する目的で、固定体の一部を破断したフロントディレーラの部分背面立面図である。
【図７】図７は、モータリンク機構が低速側位置にあり、かつ、チェーンガイドがトップ側位置に残るようにディレーラリンク機構が保持されているモータ駆動フロントディレーラの部分背面立面図である。
【図８】図８は、本発明の自転車用電子制御変速機のブロック図である。
【図９】図９は、自転車用電子制御変速機のコントローラによって実行される制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、過電流検出回路を用いるモータの動作を示す概略ブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる、図１から図６において示したフロントディレーラのモータ駆動フロントディレーラ装着部材の前面の斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の背面の斜視図である。
【図１３】図１３は、図１１および図１２において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の前面立面図である。
【図１４】図１４は、図１１から図１３において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の背面立面図である。
【図１５】図１５は、図１１から図１４において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の右側面立面図である。
【図１６】図１６は、図１１から図１５において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の上面図である。
【図１７】図１７は、図１５の切断線１７−１７に沿って見た、図１１から図１６に示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の断面図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる、図１から図６において示したフロントディレーラの右側すなわち外側リンクの側面の斜視図である。
【図１９】図１９は、図１８において示した右側リンクの右側面立面図である。
【図２０】図２０は、図１８および図１９において示した右側リンクの背面立面図である。
【図２１】図２１は、図２０の切断線２１−２１に沿って見た、図１９から図２１に示した右側リンクの断面図である。
【図２２】図２２は、本発明にかかる、図１から図６において示したフロントディレーラのモータリンクの背面立面図である。
【図２３】図２３は、切断線２３−２３に沿って見た、図２２に示したモータリンクの長手断面図である。
【図２４】図２４は、図２２および図２３において示したモータリンクの上端立面図である。
【図２５】図２５は、本発明にかかる、図１から図６において示したフロントディレーラのセーバリンクの側面立面図である。
【図２６】図２６は、図２５に示したセーバリンクの側面立面図である。
【図２７】図２７は、図２５および図２６に示したセーバリンクの内側立面図である。
【図２８】図２８は、本発明にかかる、図２５から図２７において示したセーバリンクの底面立面図である。
【図２９】図２９は、本発明にかかる、図１から図６において示したフロントディレーラのセーババネの側面立面図である。
【図３０】図３０は、図２９に示したセーババネの立面図である。
【図３１】図３１は、本発明にかかる、図１から図６において示したフロントディレーラの出力シャフトの軸方向の図である。
【図３２】図３２は、図３１に示した出力シャフトの側面図である。
【図３３】図３３は、本発明にかかる、出力ギアが装着された出力シャフトの斜視図である。
【図３４】図３４は、出力シャフトギアが装着された出力シャフトの側面立面図である。
【図３５】図３５は、カバーを除去した、フロントディレーラモータユニット前面立面図である。
【図３６】図３６は、例示する目的で、カバーおよびプリント回路板が除去されたモータユニットの前面立面図である。
【図３７】図３７は、フロントディレーラモータユニットのドライブトレインを例示するためにカバー、プリント回路板およびセンサホイールが除去されたモータユニットの前面立面図である。
【図３８】図３８は、フロントディレーラモータユニットのモータケーシングすなわちハウジングの内側立面図である。
【図３９】図３９は、フロントディレーラモータユニットの、図３８に示したケーシングすなわちハウジングの外側立面図である。
【図４０】図４０は、フロントディレーラモータユニットの、図３８および図３９に示したケーシングすなわちハウジングの側面立面図である。
【図４１】図４１は、図３８の切断線４１−４１に沿って見た、フロントディレーラモータユニットの、図３８から図４０に示したケーシングすなわちハウジングの断面図である。
【図４２】図４２は、出力シャフトおよび出力シャフトギアが装着されたフロントディレーラモータユニットのケーシングすなわちハウジングの下部の拡大部分断面図である。
【図４３】図４３は、リアモータユニットを有するリアディレーラの側面立面図である。
【図４４】図４４は、図４３において示したリアモータユニットを有するリアディレーラの部分的な分解斜視図である。
【図４５】図４５は、一部が取外された、図４３および図４４において示したリアディレーラモータユニットの内側立面図である。
【図４６】図４６は、デジタル位置センサを有するリアディレーラモータユニットの斜視図である。
【図４７】図４７は、アナログ位置センサを示すリアディレーラモータユニットの斜視図である。
【図４８】図４８は、本発明の第２実施例にかかるモータ駆動フロントディレーラの拡大側面立面図である。
【図４９】図４９は、低速側位置における、図４８において示したモータ駆動フロントディレーラの拡大背面立面図である。
【図５０】図５０は、背面カバーを外した、低速側位置における、図４８および図４９において示したモータ駆動フロントディレーラの拡大背面立面図である。
【図５１】図５１は、背面カバーを外した、トップ側位置における、図４８および図４９において示したモータ駆動フロントディレーラの拡大背面立面図である。
【図５２】図５２は、本発明の第２実施例にかかる、図４８から図５１において示したフロントディレーラのモータ駆動フロントディレーラ装着部材の前面の斜視図である。
【図５３】図５３は、図５２において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の前面立面図である。
【図５４】図５４は、図５２および図５３において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の背面立面図である。
【図５５】図５５は、図５２から図５４において示したモータ駆動フロントディレーラ装着部材の右側面立面図である。
【図５６】図５６は、本発明の第２実施例、図４８から図５１において示したモータ駆動フロントディレーラの背面カバーの背面立面図である。
【図５７】図５７は、本発明の第２実施例にかかる、図５６において示した背面カバーの背面の斜視図である。
【図５８】図５８は、本発明の第２実施例にかかる、図５６および図５７において示した背面カバーの前面立面図である。
【図５９】図５９は、図５８の切断線５９−５９に沿って見た、図５６および図５７に示した背面カバーの断面図である。
【図６０】図６０は、本発明の第２実施例、図４８から図５１において示したモータ駆動フロントディレーラの中間カバーの背面の斜視図である。
【図６１】図６１は、本発明の第２実施例にかかる、図６０において示した中間カバーの左側面立面図である。
【図６２】図６２は、本発明の第２実施例にかかる、図６０および図６１において示した中間カバーの背面立面図である。
【図６３】図６３は、本発明の第２実施例にかかる、図６０から図６２において示した中間カバーの右側面立面図である。
【図６４】図６４は、本発明の第２実施例にかかる、図６０から図６２において示した中間カバーの底面図である。
【図６５】図６５は、本発明の第２実施例にかかる前面カバーの背面立面図である。
【図６６】図６６は、本発明の第２実施例にかかる前面カバーの右側立面図である。
【図６７】図６７は、本発明の第２実施例にかかる前面カバーの前面立面図である。
【図６８】図６８は、本発明の第２実施例にかかる前面カバーの背面の斜視図である。
【図６９】図６９は、本発明の第２実施例にかかる、モータと出力シャフトとの間に連結されるドライブトレインの概略図である。
【図７０】図７０は、本発明の第２実施例にかかる出力シャフトの背面立面図である。
【図７１】図７１は、本発明の第２実施例にかかる出力シャフトの右側面立面図である。
【図７２】図７２は、本発明の第２実施例にかかる出力シャフトの前面立面図である。
【図７３】図７３は、本発明にかかる、図７２の切断線７３−７３に沿って見た、本発明の第２の実施例にかかる出力シャフトの断面図である。
【図７４】図７４は、本発明の第２実施例にかかる、モータ駆動フロントディレーラ装着部材に装着されるモータユニットの前面立面図である。
【図７５】図７５は、例示する目的で、モータユニットのサポート構造の一部を破断した、本発明の第２実施例にかかる、モータ駆動フロントディレーラ装着部材に装着されるモータユニットの前面立面図である。
【図７６】図７６は、例示する目的で、モータユニットのサポート構造の一部を破断した、本発明の第２実施例にかかる、モータユニットとモータリンク機構との間の連結のリア立面図である。
【図７７】図７７は、本発明の第２実施例にかかるボトムギア支持部の上面の斜視図である。
【図７８】図７８は、本発明の第２実施例にかかるボトムギア支持部の上面図である。
【図７９】図７９は、本発明にかかる、図７８の切断線７９−７９に沿って見た、本発明の第２の実施例にかかるボトムギア支持部の断面図である。
【図８０】図８０は、本発明の第２実施例にかかるプリント回路板の背面立面図である。
【図８１】図８１は、本発明の第２実施例にかかるトップ−低速ブラシセンサの軸方向立面図である。
【図８２】図８２は、本発明の第２実施例にかかるトップ−低速ブラシセンサの側面立面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０  自転車
１２  フロントディレーラ
１３  リアディレーラ
１４  自転車フレーム
２０  コントローラ
２１，２２  電子シフター
２３  ＣＰＵ
２４  アナログ位置メモリ
２５  デジタル位置メモリ
２６  位置カウンタ
２７  更新機構
２８  フロントディレーラモータドライバ
２９  リアディレーラモータドライバ
３０ａ  フロントディレーラ位置決め機構
３０ｂ  リアディレーラ位置決め機構
３１  フロントディレーラユニット
３４  モータリンク機構
４０  チェーンガイド
４１  ディレーラリンク機構
４５  外側リンク
４６  内側リンク
４９  トップ側位置調整ネジ
５０  低速側位置調整ネジ
６２，２６２  フロントディレーラモータ
６３，２６３  モータドライブトレイン
６４，２６４  位置制御機構
７５，２７５  駆動シャフト
８１，２８１  ウォームギア
８２，２８２  第１中間ギア
８３，２８３  第２中間ギア
８４，２８４  出力ギア
８５，２８５  出力シャフト
８７，２８８  プリント回路板
８９，２８９  デジタル位置センサ
８９ａ，２８９ａ  シャッタホイール
８９ｂ，２８９ｂ  フォトインタラプタ
９０，２９０  アナログ位置センサ
９０ａ，９０ｂ，９０ｃ  固定電気ブラシ
９０ａ'，９０ｂ'，９０ｃ'  可動電気接点
１５４，１５６  ピボットシャフト
１８０  リアディレーラモータ
１８３  ピニオンドライブシャフト
２９０ａ'，２９０ｂ'  電気ブラシ
２９０ａ，２９０ｂ，２９０ｃ  電気接点
Ｘ，Ｙ  当接部
【図１】
2005306369.tif 000003
【図２】
2005306369.tif 000004
【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】
2005306369.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005306369.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2005306369.tif 000040
【図３９】
2005306369.tif 000041
【図４０】
2005306369.tif 000042
【図４１】
2005306369.tif 000043
【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
2005306369.tif 000046
【図４５】
2005306369.tif 000047
【図４６】
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【図４７】
2005306369.tif 000049
【図４８】
2005306369.tif 000050
【図４９】
2005306369.tif 000051
【図５０】
2005306369.tif 000052
【図５１】
2005306369.tif 000053
【図５２】
2005306369.tif 000054
【図５３】
2005306369.tif 000055
【図５４】
2005306369.tif 000056
【図５５】
2005306369.tif 000057
【図５６】
2005306369.tif 000058
【図５７】
2005306369.tif 000059
【図５８】
2005306369.tif 000060
【図５９】
2005306369.tif 000061
【図６０】
2005306369.tif 000062
【図６１】
2005306369.tif 000063
【図６２】
2005306369.tif 000064
【図６３】
2005306369.tif 000065
【図６４】
2005306369.tif 000066
【図６５】
2005306369.tif 000067
【図６６】
2005306369.tif 000068
【図６７】
2005306369.tif 000069
【図６８】
2005306369.tif 000070
【図６９】
2005306369.tif 000071
【図７０】
2005306369.tif 000072
【図７１】
2005306369.tif 000073
【図７２】
2005306369.tif 000074
【図７３】
2005306369.tif 000075
【図７４】
2005306369.tif 000076
【図７５】
2005306369.tif 000077
【図７６】
2005306369.tif 000078
【図７７】
2005306369.tif 000079
【図７８】
2005306369.tif 000080
【図７９】
2005306369.tif 000081
【図８０】
2005306369.tif 000082
【図８１】
2005306369.tif 000083
【図８２】
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