(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車のハンドルに固定される取付部（１６）と、
前記取付部（１６）に対して揺動可能に支持され、前記自転車の制動を行うためのブレーキレバー（１５）と、
前記自転車の変速機構を操作するための第１電気的スイッチ（１４Ｕ）と、
前記第１電気的スイッチ（１４Ｕ）に加えて設けられ、前記自転車の変速機構を操作するための２つの第２電気的スイッチ（１４ＤＦ，１４ＤＲ）とを有し、
前記第１電気的スイッチ（１４Ｕ）と前記第２電気的スイッチ（１４ＤＦ，１４ＤＲ）とは、互いに異なる変速操作を行うためのものであり、
前記第１電気的スイッチ（１４Ｕ）は、前記ブレーキレバー（１５）の制動操作握り部に対して自転車進行方向後方側の位置に、前記ブレーキレバー（１５）自体に支持されており、
前記第１電気的スイッチ（１４Ｕ）を開閉する開閉操作部（２２Ｕ）は、前記ブレーキレバー（１５）が揺動する平面に対してほぼ直交する方向に移動可能なものであり、
２つの前記第２電気的スイッチ（１４ＤＦ，１４ＤＲ）は、同一の変速操作を行うものであり、２つの前記第２電気的スイッチ（１４ＤＦ，１４ＤＲ）の一方が前記取付部（１６）の前端部に配置され、他方が前記取付部（１６）の後端部に配置されたものである自転車の電気的変速操作機構。
【請求項２】
請求項１に記載した自転車の電気的変速操作機構であって、
前記第１電気的スイッチ（１４Ｕ）は、変速段位を上昇させるためのものであり、
前記第２電気的スイッチ（１４ＤＦ，１４ＤＲ）は、変速段位を下降させるためのものである自転車の電気的変速操作機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車の電気的変速操作機構に関する。更に詳しくは、変速用のワイヤが用いられず電気的スイッチにより変速を行うようにした自転車の電気的変速操作機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自転車の変速機構の駆動部には、従来、操作レバーに加えられる指の操作力が操作レバーに一端が固着されているワイヤにより伝達されていた。自転車の変速機構の駆動部を駆動するために、最近、操作レバーによらずに電気的スイッチが用いられるようになった。
【０００３】
このような電気的スイッチは、ハンドルに設けられている。特開平５−３３８５８１号又はＵＳＰ５，３５８，４５１号に示されているように、迅速な変速に対応するために、即ち、即応性を高めるために、ハンドルの複数部位に複数の電気的スイッチが設けられている。
【０００４】
変速操作とブレーキ操作は、互いに関連することが多い。このように関連する変速操作及びブレーキ操作を電気的スイッチにより更に素速く行うようにすることが望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような技術的背景に基づいてなされたものであり、下記のような目的を達成する。
【０００６】
本発明の目的は、変速操作とブレーキ操作を素速く行う自転車の電気的変速操作機構を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、段位上昇操作後のブレーキ操作を迅速に行うことができる自転車の電気的変速操作機構を提供することにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、段位上昇操作と段位下降操作を分けてこれら操作及びブレーキ操作を素速く行う自転車の電気的変速操作機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために次のような手段を採る。
【００１０】
本発明による自転車の電気的変速操作機構は、手動の電気的スイッチを備えている。電気的スイッチは、ブレーキレバーに設けられている。ブレーキレバーは、ハンドルに設けられている。ハンドルを握る手指は、走行中、ブレーキレバーの近くに置かれている。逆にいえば、走行中に握るハンドルの握り部の近くにブレーキレバーが配置されている。坂を下るときなどは、ブレーキレバーに指を触れさせた状態でハンドルの握り部を握っている。
【００１１】
変速操作は、速度が変化したり速度を変化させようとする場合に行われる。速度を速めた場合、ブレーキの必要性が高まる。始動から停止までの間の速度の加速度の積分は常に一定で零であるから、ブレーキ操作と加速操作とは、表裏一体の関係にある。この関係には、変速という操作が介在している。
【００１２】
電気的スイッチがブレーキレバーに設けられているから、減速操作と変速操作との間の時間が短縮されている。坂道を下って速度が上昇した場合には、２つの操作の可能性が高まる。速度が速くなれば変速段位を上昇させる変速操作の必要性が高まると同時に、ブレーキ操作の必要性も高まる。このような走行状態では、手指の一部をブレーキレーバーに掛けて咄嗟の場合に備えているから、変速操作は変速の意思決定とほとんど同時に行うことができる。
【００１３】
変速段位の決定が自動化されている場合には、電気的スイッチは変速機構の始動のために用いられる。
【００１４】
電気的スイッチが、変速段位の変更のために用いられる場合には、段位上昇のための電気的スイッチは特にブレーキレバーに設けておくことが望ましい。段位下降のための電気的スイッチもブレーキレバーに設けておくことが望ましい場合が多い。平地を高い段位状態で高速で走行していてブレーキを掛け、低速状態になった場合に再び高速走行しようとする場合に段位を下降させることになる。この場合の段位下降操作も素速く行うことができる。
【００１５】
段位下降のための電気的スイッチは、ブレーキレバーでなくハンドルに設けておいた方がよい場合もある。速度が遅く加速しようとする際には、手指でしっかりとハンドルを握っていることが好ましい。逆に言うと、手をハンドルから離して加速すると、踏力のクランクへの伝達効率がよくなく、また危険である。したがって加速時には、手指で握るハンドルの握り部のすぐ近くに設けておくことが望ましい。
【００１６】
ブレーキレバーに設けられるスイッチとしては、シーソースイッチが好ましい。このシーソースイッチの可動部は、中立位置とその両端部が逆方向に変位する可動位置とを有している。その可動部から指を離せば自力で中立位置に復帰するように付勢されている。このようなシーソースイッチをハンドルに設けておいてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明による自転車の電気的変速操作機構の実施形態１を示す正面図である。自転車は、車体フレーム１と、車体フレーム１を支持する前輪２、後輪３と、ハンドルフレーム４等から構成されている。ハンドルフレーム４は、前輪フォーク５に同体に設けられている。ハンドルフレームの一部として、ハンドル６が設けられている。スポーツ車では、複数の握り部７Ａ，７Ｂがハンドル６の複数位置に設けられている。握り部は、ハンドルのどの部分であるか特定する必要はない。番号７Ｃで示すハンドル部分も握り部である。
【００１８】
前輪２のスポーク８に、可動側センサー９が取りつけられている。固定側センサー１１は、車体フレーム１に固定されている。固定側センサー１１は、可動側センサー９が一周する間に１回の電気パルスを出力することができる。
【００１９】
このようなセンサーにより、車輪の周期関数列が求められる。その求め方の説明は省略される。周期関数列から、適正な変速段位がコンピュータにより決定される。本発明による自転車の電気的変速操作機構は、自動変速機構の動作用スイッチとして用いられた場合に特に有効である。
【００２０】
車体フレーム１に、外装式の変速機構１２が設けられている。変速機構１２は、後輪軸側変速機構１２Ａとクランク軸側変速機構１２Ｂとから構成されている。変速機構１２は、ディレーラを含む周知慣用の機構である。
【００２１】
ハンドルフレーム４の適宜な部位に、変速指令用の電気的スイッチ１４が設けられている。ハンドル６の適宜な部位は、ブレーキレバー１５である。ブレーキレバー１５は、ハンドルに対して可動である。ブレーキレバー１５は、握り部７Ｃの前方に位置している。握り部７Ｃとブレーキレバー１５とは、片一方の手指で同時に握ることが可能である。
【００２２】
図２及び図３は、ブレーキレバー１５と電気的スイッチ１４との位置取り関係の実施形態１を詳しく示している。図３中に自転車の走行方向が矢Ａで示されている。ブレーキレバー１５は、ハンドル（図２，３には示されていない）に取付部１６を介して取りつけられている。取付部１６は、ハンドルに含まれている。
【００２３】
ブレーキレバー１５の進行方向に前方の面を表側面というならば、電気的スイッチ１４はブレーキレバー１５の裏面側に取りつけられている。電気的スイッチ１４は、ケーシング２１と、シーソー式可動部２２と、復帰用ばね２０と、可動側電気接触子２４と、固定側電気接触子２５とから構成されている。
【００２４】
シーソー式可動部２２は、中央の両側（上方側と下方側）で膨らむ両側膨出部分即ち上側膨出部分２２Ｄと下側膨出部分２２Ｕとにより形成されている。添え字ＤとＵは、後述するように、段位下降と段位上昇をそれぞれに意味する記号である。両膨出部分２２Ｄ，２２Ｕは、互いに反対方向に可動であり、概ね、円弧上を往復運動する。
【００２５】
上側膨出部分２２Ｄは押し面である上側斜面２３Ｄを有し、下側膨出部分２２Ｕは押し面である下側斜面２３Ｕを有している。これら両斜面に指の面が接触する。指が離れたシーソー式可動部２２は、ばね２０の働きで、図示する中立位置に復帰することができる。
【００２６】
可動側電気接触子２４は、上側可動側電気接触子２４Ｄと下側可動側電気接触子２４Ｕとから形成されている。上側可動側電気接触子２４Ｄは、上側膨出部分２２Ｄに固定されている。下側可動側電気接触子２４Ｕは、下側膨出部分２２Ｕに固定されている。固定側電気接触子２５は、上側固定側電気接触子２５Ｄと下側固定側電気接触子２５Ｕとで形成されている。
【００２７】
上側斜面２３Ｄが押されると、上側可動側電気接触子２４Ｄと上側固定側電気接触子２５Ｄが接続し、下側斜面２３Ｕが押されると、下側可動側電気接触子２４Ｕと下側固定側電気接触子２５Ｕとが接続する。このような接続の１回は、１回の電気信号を発生させる。
【００２８】
上側膨出部分２２Ｄと上側可動側電気接触子２４Ｄと上側固定側電気接触子２５Ｄの組は、１組の第２電気的スイッチ１４Ｄを構成している。下側膨出部分２２Ｕと下側可動側電気接触子２４Ｕと下側固定側電気接触子２５Ｕの組は、他の１組の第１電気的スイッチ１４Ｕを構成している。
【００２９】
第２電気的スイッチ１４Ｄは段位が下降する方向に変速機構１２を動作させるための電気信号を発し、第１電気的スイッチ１４Ｕは段位が上昇する方向に変速機構１２を動作させるための電気信号を発する。中立位置にある時は、電気信号を発しない。１回の上昇方向の電気信号により、段位は１段階上昇する。１回の下降方向の電気信号により、段位は１段階下降する。
【００３０】
上側膨出部分２２Ｄと下側膨出部分２２Ｕとが変位する面は、鉛直面である。この鉛直面は、進行方向Ａに直交している。上側膨出部分２２Ｄと下側膨出部分２２Ｕは、進行方向に概ね直交する方向であり概ね水平方向に可動である。
【００３１】
親指は、ハンドル６の握り部７Ｃに当てられ、他の指はブレーキレバー１５の前面をまわって１本の指の指先部の面（手の平の側の面）がシーソー式可動部２２に当てられる。その指を僅かに上方に動かしながら左方（又は右方）に動かすと、上側膨出部分２２Ｄが左方（又は右方）に押される。
【００３２】
その指を僅かに下方に動かしながら左方（又は右方）に動かすと、上側膨出部分２２Ｄが左方（又は右方）に押される。このように指１本の僅かな動きが、変速段位を上昇させ又は変速段位を下降させる。シーソー式可動部２２を２回押すことにより、変速段位を２段階変更することができる。
【００３３】
図４及び図５は、ブレーキレバー１５と電気的スイッチ１４との位置取り関係の実施形態２を示している。電気的スイッチ１４が第１電気的スイッチ１４Ｕと第２電気的スイッチ１４Ｄとから構成されている点は、実施形態１と同じであるが、ブレーキレバー１５に設けられているのは第１電気的スイッチ１４Ｕであり、ブレーキレバー１５には、第２電気的スイッチ１４Ｄが設けられていない点は実施形態１と異なる。
【００３４】
第１電気的スイッチ１４Ｕは、シーソースイッチとしては形成されていない。第１電気的スイッチ１４Ｕは、一方方向にのみ往復運動し、段位上昇の電気信号を発する。可動面が鉛直面であり、その鉛直面が進行方向に直交している点は、実施形態１と同じである。指が離れている間は、第１電気的スイッチ１４Ｕは復帰位置に復帰し、電気信号を発生しない。内部の接点構造の説明は、省略する。
【００３５】
第２電気的スイッチ１４Ｄは、２つあって異なる位置に設けられている。２体の第２電気的スイッチ１４Ｄは、ハンドル６と同体の取付部１６に設けられている。第２電気的スイッチ１４Ｄは、前方側第２電気的スイッチ１４ＤＦと後方側第２電気的スイッチ１４ＤＲとから形成されている。前方側第２電気的スイッチ１４ＤＦは、取付部１６の前端部でありブレーキレバー１５の直上の位置に配置されている。
【００３６】
前方側第２電気的スイッチ１４ＤＦの可動部の可動方向は、図５に矢Ｂで示すように、進行方向線を含む鉛直面にあり、水平方向に交叉する斜め向きである。後方側第２電気的スイッチ１４ＤＲは、取付部１６の後端部でありハンドル６に近い位置に配置されている。後方側第２電気的スイッチ１４ＤＲの可動部の可動方向は、図５に矢Ｃで示すように、進行方向線を含む鉛直面にあり、水平方向に交叉する斜め向きである。
【００３７】
前方側第２電気的スイッチ１４ＤＦ及び後方側第２電気的スイッチ１４ＤＲは、ハンドル又はハンドル同体部をしっかり握る手指の親指で押すことが容易になるように位置づけられている。高速状態から低速状態を経て高速状態へ移行させるために踏力をクランクに勢いよく伝達しようとする直前に、ハンドルに近い第２電気的スイッチで段位を下降させる。第２電気的スイッチ１４Ｄは２体が設けられているので、それまで握っていたハンドルの部位から近い方の１体を選択して、迅速な段位下降を行うことができる。
【００３８】
以上は主として、電気的スイッチが段位を変更するために用いられる場合について説明されているが、変速段位の決定が自動化されている場合には、変速機構の始動のためのスイッチとして用いられる。この場合にも、電気的スイッチは、ブレーキレバーだけでなくハンドルにも設けることで変速操作を円滑に且つ迅速に行うことができる。
【００３９】
２種の電気的スイッチがそれぞれに複数設けられる場合には、第１種及び第２種の電気的スイッチのうちの少なくとも一体をそれぞれにハンドル（ブラケットを含む）又は人体を支持する車体フレーム（クランク軸を支持する車体フレーム）に設けることができる。
【００４０】
【発明の効果】
この発明による自転車の電気的変速操作機構は、ブレーキ操作と加速操作との連続性が改善される。即ち、両操作間の移行の際に行われる変速操作が素速く行われ、運転制御が円滑化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の自転車の電気的変速操作機構の実施形態を示す正面図である。
【図２】図２は、電気的スイッチの配置に関する実施形態１を示す側面図である。
【図３】図３は、図２の電気的スイッチの正面図である。
【図４】図４は、電気的スイッチの配置に関する実施形態２を示す側面図である。
【図５】図５は、図４の電気的スイッチの正面図である。
【符号の説明】
１…車体フレーム
２…前輪
３…後輪
４…ハンドルフレーム
５…前輪フォーク
６…ハンドル
８…スポーク
９…可動側センサー
１１…固定側センサー
１２…変速機構
１４…電気的スイッチ
１４Ｕ…第１電気的スイッチ
１４Ｄ…第２電気的スイッチ
１４ＤＦ…前方側第２電気的スイッチ
１４ＤＲ…後方側第２電気的スイッチ
１５…ブレーキレバー
１６…取付部
２２…シーソー式可動部
【図１】
0003905918.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003905918.tif 000004
【図４】
0003905918.tif 000005
【図５】
0003905918.tif 000006