自転車用変速位置検出装置及び自転車
【課題】、非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易で組立て性及び組付け性が良好な自転車用変速位置検出装置を得る。
【解決手段】検出装置２０のケース３２内では、変速用ワイヤ１８が分割されており、変速シフタ側のインナワイヤ４０Ａの端部に設けられた係止体５０が、変速装置側のインナワイヤ４０Ｂの端部に設けられた連結体５２に係止されている。連結体５２の小径部５２Ｂには永久磁石４４が外挿され、ナット４６により永久磁石４４が連結体５２の大径部５２Ａの側面に当たる位置に固定されている。ケース３２の下部には、回路基板３４が配設されており、回路基板３４上に非接触センサ３６Ａ、３６Ｂが設けられている。変速シフタ１６の操作によりインナワイヤ４０Ａが軸方向に移動したとき、永久磁石４４の位置が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出される。
【解決手段】検出装置２０のケース３２内では、変速用ワイヤ１８が分割されており、変速シフタ側のインナワイヤ４０Ａの端部に設けられた係止体５０が、変速装置側のインナワイヤ４０Ｂの端部に設けられた連結体５２に係止されている。連結体５２の小径部５２Ｂには永久磁石４４が外挿され、ナット４６により永久磁石４４が連結体５２の大径部５２Ａの側面に当たる位置に固定されている。ケース３２の下部には、回路基板３４が配設されており、回路基板３４上に非接触センサ３６Ａ、３６Ｂが設けられている。変速シフタ１６の操作によりインナワイヤ４０Ａが軸方向に移動したとき、永久磁石４４の位置が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用変速位置検出装置、及びこの自転車用変速位置検出装置を備えた自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、補助動力付きの自転車では、変速段毎に適切なアシスト制御を行う必要があることから、変速段を検出する検出装置が設けられている。
【０００３】
下記特許文献１には、変速段を検出する変速位置検出部に、初期位置設定手段として、変速位置検出のためのブラシ板に対する電極ドラムの回転方向の相対位置を調整する調整手段を配設し、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調整するようにした構成が開示されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、シェル内を横切る制御ケーブルに基準部材をねじ止めにより固定することで、基準部材を制御ケーブルと共に移動させ、基準部材に設けられた移動接触子をシェル内部の導電性チャネルに接触させることにより、基準部材のシェルに対する位置を検出する構成が開示されている。
【０００５】
さらに、下記特許文献３には、ギヤチェンジ用ワイヤのインナに摩擦力により指示部材を係合することにより、インナに連動して指示部材を移動させ、ギヤチェンジ用ワイヤに設けられた表示装置内の磁気センサにより指示部材の位置を検出する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２９６６５２号公報
【特許文献２】特開２００１−１８７５９４号公報
【特許文献３】特許第３３６５９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、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電極ドラムを回転方向の相対位置を調整可能に配設しており、部品点数が多く、検出装置の組み付けが複雑である。
【０００８】
特許文献２に記載の構成では、組付け時にシェル内部の導電性チャネルに対する基準部材の位置出しが難しい。
【０００９】
特許文献３に記載の構成では、インナに摩擦力により指示部材を係合するため、組付け時に表示装置内の磁気センサに対する指示部材の位置出しが難しい。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易で組立て性及び組付け性が良好な自転車用変速位置検出装置及び自転車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、変速段の切り替え操作をするための操作装置に接続される操作側ワイヤの端部と変速段に応じて自転車のギヤ比を制御するための変速装置に接続される変速側ワイヤの端部とを連結する連結手段と、前記連結手段に取り付けられた被検出体と、前記連結手段を移動可能に収容する収容部材と、前記収容部材に設けられ、前記被検出体の位置を非接触で検知する非接触センサと、を有するものである。
【００１２】
請求項１に記載の発明では、操作装置に接続される操作側ワイヤの端部と変速装置に接続される変速側ワイヤの端部とが連結手段によって連結されており、連結手段に被検出体が取り付けられている。すなわち、操作装置と変速装置との間に接続されるワイヤが操作側ワイヤと変速側ワイヤに分割されていることで、検出装置の組立て性が良好となる。また、収容部材から操作側ワイヤの端部と変速側ワイヤの端部とが連結される連結手段までの長さを決めておき、連結手段に被検出体を取り付けることで、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自転車用変速位置検出装置において、前記操作側ワイヤと前記変速側ワイヤは、それぞれアウタチューブの内部に長手方向に移動可能に挿通されており、前記収容部材の長手方向両側に、前記操作側ワイヤが挿通された前記アウタチューブと、前記変速側ワイヤが挿通された前記アウタチューブが固定されているものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、収容部材の長手方向両側に、操作側ワイヤが挿通されたアウタチューブと変速側ワイヤが挿通されたアウタチューブとが固定されており、収容部材における操作側ワイヤのアウタチューブの固定位置から操作側ワイヤの端部までの長さを決めておくことで、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易となる。したがって、操作装置で切り換えられた変速段に応じて操作側ワイヤと変速側ワイヤとの連結手段が長手方向に移動したときに、非接触センサによって、被検出体の位置をより正確に検出することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の自転車用変速位置検出装置において、前記連結手段は、前記操作側ワイヤ又は前記変速側ワイヤの端部に設けられた係止体と、前記変速側ワイヤ又は前記操作側ワイヤの端部に固定され、前記変速側ワイヤと前記操作側ワイヤとが略直線状に沿って配置されるように前記係止体が係止される被係止部を備えた連結体と、前記連結体に前記被検出体を固定する固定部材と、を有するものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、変速側ワイヤ又は操作側ワイヤの端部に被係止部を備えた連結体が設けられており、操作側ワイヤ又は変速側ワイヤの端部に設けられた係止体を被係止部に係止することで、変速側ワイヤと操作側ワイヤとが略直線状に配置される。連結体には、固定部材により被検出体が固定される。このため、操作側ワイヤの端部と変速側ワイヤの端部との連結、及び被検出体の組付けが容易である。また、変速側ワイヤと操作側ワイヤとを略直線状に配置して、操作側ワイヤ及び変速側ワイヤを連結する連結体に固定された被検出体が長手方向に移動したときの位置を検出するので、収容部材の形状を薄くすることができ、自転車への組付け性が良好となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の自転車用変速位置検出装置において、前記被検出体が磁石又は強磁性体であり、前記非接触センサが磁界の変化を検出する磁気センサであるものである。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、被検出体が磁石又は高磁性体であり、被検出体の磁界の変化を磁気センサで検出することで、被検出体の位置を非接触で検出することができるため、接触方式で起こりうる磨耗による検出不良の心配がない。
【００１９】
請求項５に記載の発明に係る自転車は、自転車に設けられ、変速段の切り替え操作をするための操作装置と、変速段に応じて自転車のギヤ比を制御するための変速装置と、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の自転車用変速位置検出装置を介して前記操作装置と前記変速装置に接続されるワイヤと、を有するものである。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、操作装置と変速装置との間でワイヤが操作側ワイヤと変速側ワイヤに分割されていることにより、自転車用変速位置検出装置の組立て性が良好となる。また、収容部材から操作側ワイヤの端部と変速側ワイヤの端部とが連結される連結手段までの長さを決めておき、連結手段に被検出体を取り付けることで、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易となる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易で組立て性が良好である。
【００２２】
請求項２の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易で組立て性が良好である。
【００２３】
請求項３の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、操作側ワイヤの端部と変速側ワイヤの端部との連結、及び被検出体の位置出しが容易で組立て性及び自転車への組付け性が良好である。
【００２４】
請求項４の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、非接触センサにより被検出体の位置をより正確に検出することができる。
【００２５】
請求項５の発明に係る自転車は、自転車用変速位置検出装置の非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易で組立て性及び自転車への組付け性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る変速位置検出装置が設けられた電動アシスト自転車を示す概略側面図である。
【図２】図１に示す電動アシスト自転車に設けられた変速位置検出装置を示す斜視図である。
【図３】変速位置検出装置の連結手段を示す分解斜視図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、変速位置検出装置の変速シフタ側のインナワイヤと変速装置側のインナワイヤとを連結する過程、及び連結された状態を示す斜視図である。
【図５】変速位置検出装置により各変速位置が検出される状態を示す構成図である。
【図６】変速位置検出装置が設けられた電動アシスト自転車のアシスト範囲を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る変速位置検出装置の連結手段を示す分解斜視図である。
【図８】図７に示す変速位置検出装置の連結手段に用いられるストッパーを示す構成図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１には、本発明の第１実施形態である変速位置検出装置が設けられた電動アシスト自転車が側面図にて示されている。
【００２９】
図１に示されるように、電動アシスト自転車１０は、ハンドル１２のグリップ部１４付近に配設された操作装置としての変速シフタ１６と、この変速シフタ１６に接続された変速用ワイヤ１８と、この変速用ワイヤ１８の途中に設けられ変速位置を検出する自転車用変速位置検出装置としての検出装置２０と、検出装置２０の変速シフタ１６と反対側の変速用ワイヤ１８が接続されると共に後輪ハブ２２に設けられた変速装置２４と、電動アシスト自転車１０の中央下部のペダルクランク部２６に設けられた電動アシストユニット２８と、を備えている。
【００３０】
電動アシストユニット２８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、ペダルクランク軸に固定された駆動ギヤと、この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、この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配設された補助動力電源と、を備えている。
【００３１】
変速装置２４は、後輪ハブ２２内に装着された内装式変速装置であり、変速シフタ１６の操作によって変速用ワイヤ１８内に挿通された後述するインナワイヤ４０Ａ、４０Ｂの動作により順次変速されるようになっている。本実施形態では、変速シフタ１６の操作により変速段が１速〜３速に切り換えられ、これらの変速段に応じて変速装置２４で後輪ハブ２２のギヤ比が制御されるようになっている。
【００３２】
検出装置２０は、電動アシスト自転車１０の後輪チェーンステー３０の所定位置に図示しないクランプ等の取付具により取り付けられている。図２に示されるように、検出装置２０は、変速用ワイヤ１８のインナワイヤ４０Ａ、４０Ｂを長手方向に移動可能に収容する収容部材としてのケース３２と、ケース３２内の下部に配設された回路基板３４と、回路基板３４上に複数個（本実施形態では２個）設けられた非接触センサ３６Ａ、３６Ｂと、を備えている。
【００３３】
ケース３２内では、変速用ワイヤ１８が分割されている。すなわち、変速用ワイヤ１８は、変速シフタ１６（図１参照）に接続される変速用ワイヤ１８Ａと、変速装置２４（図１参照）に接続される変速用ワイヤ１８Ｂとに分かれている。変速用ワイヤ１８Ａは、アウタチューブとしてのチューブ状のアウタワイヤ３８Ａの内部にインナワイヤ４０Ａ（操作側ワイヤ）が長手方向（軸方向）に移動可能に挿通されている。インナワイヤ４０Ａは、変速シフタ１６により切り換えられた変速段に応じて長手方向に沿って所定量に移動するようになっている。変速用ワイヤ１８Ｂは、アウタチューブとしてのチューブ状のアウタワイヤ３８Ｂの内部にインナワイヤ４０Ｂ（変速側ワイヤ）が長手方向（軸方向）に移動可能に挿通されている。
【００３４】
ケース３２は、図２の側方に開口する矩形状の箱体であり、図２では前後方向（長手方向と直交する方向）の後方側のみが図示されている。図示を省略するが、ケース３２の前後方向の前方側には、ケース３２と前後対称に形成されたケースが配置され、これらのケースでインナワイヤ４０Ａ、４０Ｂと、回路基板３４と、非接触センサ３６Ａ、３６Ｂ等が覆われる構成となっている。
【００３５】
また、検出装置２０のケース３２内には、インナワイヤ４０Ｂの端部とインナワイヤ４０Ａの端部とを長手方向（軸方向）に沿って略直線状に連結する連結手段４２と、連結手段４２の後述する連結体５２に取り付けられた被検出体としての永久磁石４４と、永久磁石４４を連結体５２に固定する固定部材としてのナット４６と、を備えている。
【００３６】
図３及び図４に示されるように、連結手段４２は、インナワイヤ４０Ａの端末部に設けられた係止体５０と、インナワイヤ４０Ｂの端部に設けられ係止体５０が係止される被係止部としての壁部５６を備えた連結体５２と、を備えている。係止体５０は、インナワイヤ４０Ａの直径より大きい円柱状部材からなり、係止体５０の先端部５０Ａは半球状となっている。
【００３７】
連結体５２は、略円柱状部材からなり、軸方向一端側に形成された大径部５２Ａと、軸方向他端側に形成され大径部５２Ａよりも小径の小径部５２Ｂと、を備えている。大径部５２Ａの内部には、係止体５０がガイドされる円筒状のガイド孔５４Ａが形成されている。大径部５２Ａには、係止体５０が挿入される円筒状の挿入口５４Ｂがガイド孔５４Ａの軸方向に対して斜め方向に形成されており、この挿入口５４Ｂはガイド孔５４Ａと連通している。
【００３８】
また、大径部５２Ａの一部と小径部５２Ｂに跨った位置には、大径部５２Ａ及び小径部５２Ｂの中心部から半径方向に沿ってワイヤ挿通孔５４Ｃが形成されている。ワイヤ挿通孔５４Ｃの軸方向と直交する方向の幅は、インナワイヤ４０Ａの直径より若干大きく形成されている。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示されるように、ワイヤ挿通孔５４Ｃは、挿入口５４Ｂと連通しており、挿入口５４Ｂに挿入されたインナワイヤ４０Ａを回動させることにより、インナワイヤ４０Ａを連結体５２の軸方向に保持させる構成となっている。
【００３９】
大径部５２Ａのガイド孔５４Ａがワイヤ挿通孔５４Ｃに繋がる位置には、ワイヤ挿通孔５４Ｃにインナワイヤ４０Ａが連結体５２の軸方向に保持されたときに、係止体５０が係止される壁部５６が設けられている。ワイヤ挿通孔５４Ｃは、係止体５０を脱離させないように、係止体５０の直径よりも幅（軸方向と直交する方向の幅）が小さく形成されている。そして、インナワイヤ４０Ａがワイヤ挿通孔５４Ｃに保持されたときに、係止体５０の軸方向の端面（後端部５０Ｂ）が壁部５６に係止され、係止体５０の周面がガイド孔５４Ａにガイドされるようになっている。
【００４０】
図３に示されるように、永久磁石４４は環状に形成されており、永久磁石４４の内径が小径部５２Ｂの外径よりも大きく形成され、永久磁石４４が小径部５２Ｂに外挿される構成となっている。永久磁石４４の内径は大径部５２Ａの外径よりも小さく形成されており、永久磁石４４が小径部５２Ｂに外挿されたときに大径部５２Ａの側面に当たる位置まで差し込まれる。小径部５２Ｂの外周面の先端側には、ナット４６が螺合される雄ねじ部５３が形成されている。永久磁石４４が小径部５２Ｂに外挿された状態で、ナット４６が雄ねじ部５３に螺合されることで、永久磁石４４が大径部５２Ａの側面に当たる位置に固定されるようになっている。
【００４１】
図２に示されるように、ケース３２内では、連結体５２の大径部５２Ａの側面に当たる位置に永久磁石４４が固定されており、永久磁石４４と対向する位置には、回路基板３４上に設けられた非接触センサ３６Ａ、３６Ｂが配置されている。非接触センサ３６Ａ、３６Ｂは、永久磁石４４の磁界を検出する磁気センサである。ケース３２内には、長手方向と直交する方向に２つの壁部３２Ａ、３２Ｂが設けられており、壁部３２Ａ、３２Ｂには、ナット４６の外径よりも大きい開口３２Ｃが形成されている。回路基板３４は壁部３２Ａ、３２Ｂの間に挿入されている。回路基板３４には、非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出された信号を電動アシストユニット２８に送るケーブル６０が接続されている。
【００４２】
図５に示されるように、変速シフタ１６（図１参照）の操作によって変速段が１速から２速、３速に順次切り換えられると、インナワイヤ４０Ａが軸方向に沿って変速シフタ１６側の方向（矢印Ｃ方向）に所定の距離だけ順次移動する。インナワイヤ４０Ａが移動する所定の距離は、非接触センサ３６Ａと非接触センサ３６Ｂの距離とほぼ同じに設定されている。永久磁石４４がそれぞれの非接触センサ３６Ａ、３６Ｂのほぼ真上に移動したときに（永久磁石４４の軸方向のＳ極とＮ極の中間部が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂのほぼ真上に来たとき）、永久磁石４４の磁界が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出されるようになっている。これによって、変速位置が検出されるようになっている。
【００４３】
また、ケース３２の長手方向一端部には、アウタワイヤ３８Ｂの外周面に取り付けられたアウタキャップ６２が保持される筒状部３２Ｄが設けられている。ケース３２の側壁の筒状部３２Ｄの中心部には、インナワイヤ４０Ｂが軸方向に移動可能に挿通される孔部３２Ｅが設けられている。ケース３２の長手方向他端部には、アウタワイヤ３８Ａの外周面に取り付けられたアウタキャップ６４が保持される筒状部３２Ｆが設けられている。ケース３２の側壁の筒状部３２Ｆの中心部には、インナワイヤ４０Ａが軸方向に移動可能に挿通される孔部（図示省略）が設けられている。
【００４４】
本実施形態では、アウタワイヤ３８Ａの変速シフタ１６（図１参照）からアウタキャップ６４のケース３２側の端面までの長さが決まっている。また、ケース３２内での回路基板３４の取付け位置により非接触センサ３６Ａ、３６Ｂの位置も決まっている。このため、アウタワイヤ３８Ａのアウタキャップ６４のケース３２側の端面からインナワイヤ４０Ａの係止体５０の後端部５０Ｂまでの長さ（ケース３２に対するインナワイヤ４０Ａの出代）を決めればよい。これによって、連結体５２に取り付けられる永久磁石４４の位置が決まるため、ケース３２内の非接触センサ３６Ａ、３６Ｂに対する永久磁石４４の位置出しが容易となる。
【００４５】
次に、本実施形態の検出装置２０の作用について説明する。
【００４６】
まず、インナワイヤ４０Ａとインナワイヤ４０Ｂとの連結及び永久磁石４４の組付けについて説明する。
【００４７】
図４（Ａ）に示されるように、インナワイヤ４０Ｂの端部に設けられた連結体５２の円形の挿入口５４Ｂに、インナワイヤ４０Ａの端末部に設けられた係止体５０の先端部５０Ａを斜め上方（矢印Ａ方向）から挿入する。係止体５０の先端部５０Ａは半球状であり、挿入口５４Ｂに簡単に挿入することができる。なお、係止体５０を挿入口５４Ｂに挿入する前に、インナワイヤ４０Ａに予めナット４６と永久磁石４４を外挿しておく。
【００４８】
係止体５０が挿入口５４Ｂからガイド孔５４Ａに挿入された状態で、図４（Ｂ）に示されるように、インナワイヤ４０Ａを下方側（矢印Ｂ方向）に回動してワイヤ挿通孔５４Ｃに挿通させ、インナワイヤ４０Ａを連結体５２の軸方向に位置させる。これにより、係止体５０が回動してガイド孔５４Ａに内挿され、壁部５６に係止体５０の後端部５０Ｂが係止される。
【００４９】
その後、図２及び図３に示されるように、連結体５２の小径部５２Ｂに永久磁石４４を外挿し、ナット４６を雄ねじ部５３に螺合することで、永久磁石４４が大径部５２Ａの側面に当たる位置で固定される。これによって、インナワイヤ４０Ａとインナワイヤ４０Ｂとの連結及び永久磁石４４の組付けが完了する。
【００５０】
図４（Ｂ）及び図４（Ｄ）に示されるように、インナワイヤ４０Ａの係止体５０をインナワイヤ４０Ｂの連結体５２に取り付けた状態では、係止体５０の先端部５０Ａが大径部５２Ａにおける挿入口５４Ｂよりもガイド孔５４Ａの奥側に位置している。これにより、図４（Ｃ）に示されるように、インナワイヤ４０Ａが軸方向に沿ってインナワイヤ４０Ｂ側（図中左側）に移動しても、係止体５０はガイド孔５４Ａにガイドされて奥側（図中左側）に移動するため、係止体５０が挿入口５４Ｂから外れることはない。さらに、小径部５２Ｂの雄ねじ部５３にナット４６が螺合されることで、インナワイヤ４０Ａがワイヤ挿通孔５４Ｃから外れることがない。このため、インナワイヤ４０Ａの連結体５２からの外れや不完全な状態での係止を防止することができる。
【００５１】
この検出装置２０では、図２に示されるように、アウタワイヤ３８Ｂに取り付けられたアウタキャップ６２がケース３２の筒状部３２Ｄに保持され、アウタワイヤ３８Ａに取り付けられたアウタキャップ６４がケース３２の筒状部３２Ｆに保持されている。これにより、アウタワイヤ３８Ａの変速シフタ１６（図１参照）からアウタキャップ６４のケース３２側の端面までの長さと、アウタキャップ６４のケース３２側の端面からインナワイヤ４０Ａの係止体５０の後端部５０Ｂまでの長さ（ケース３２に対するインナワイヤ４０Ａの出代）を決めておくことで、連結体５２に取り付けられる永久磁石４４の位置が決まる。このため、ケース３２内の非接触センサ３６Ａ、３６Ｂに対する永久磁石４４の位置出しが容易であり、検出装置２０の組立て性が良い。
【００５２】
また、連結手段４２によりインナワイヤ４０Ａの係止体５０をインナワイヤ４０Ｂの連結体５２に略直線状に取り付けるため、ケース３２の外形を凹凸の少ない薄い形状にすることができ、電動アシスト自転車１０への組付け性が良好となる。
【００５３】
この検出装置２０では、図５に示されるように、電動アシスト自転車１０の運転者が変速シフタ１６（図１参照）を操作して変速段を１速から２速、３速に順次切り換えると、変速シフタ１６に連動してインナワイヤ４０Ａが軸方向に沿って変速シフタ１６側の方向（矢印Ｃ方向）に所定の距離だけ順次移動する。図５（Ａ）に示されるように、１速のときは、永久磁石４４が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂから遠い位置にあり、永久磁石４４は非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出されず、非接触センサ３６Ａからセンサ信号は出力されない。
【００５４】
図５（Ｂ）に示されるように、運転者が変速シフタ１６（図１参照）を操作して１速から２速に切り換えると、インナワイヤ４０Ａが軸方向に沿って変速シフタ１６側の方向（矢印Ｃ方向）に所定の距離移動し、永久磁石４４が非接触センサ３６Ａのほぼ真上で停止する。このとき、永久磁石４４が非接触センサ３６Ａで検出され、非接触センサ３６Ａからセンサ信号が出力される。
【００５５】
図５（Ｃ）に示されるように、運転者が変速シフタ１６（図１参照）を操作して２速から３速に切り換えると、インナワイヤ４０Ａが軸方向に沿って変速シフタ１６側の方向（矢印Ｃ方向）に所定の距離移動し、永久磁石４４が非接触センサ３６Ｂのほぼ真上で停止する。このとき、永久磁石４４が非接触センサ３６Ｂで検出され、非接触センサ３６Ｂからセンサ信号が出力される。
【００５６】
このように、変速シフタ１６（図１参照）の操作に連動して永久磁石４４が各変速段に対応した位置で停止することにより、永久磁石４４の位置が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出される。
【００５７】
変速シフタ１６の操作により変速段が１速〜３速に切り換えられると、これらの変速段に応じて変速装置２４で後輪ハブ２２のギヤ比が制御される。また、検出装置２０で検出されたセンサ信号は、電動アシストユニット２８に入力される。
【００５８】
このような検出装置２０では、変速位置を正確に検出することができる。このため、検出された変速位置に応じて電動アシストユニット２８により適切なアシスト制御を行うことができる。図６に示されるように、検出装置２０で検出された変速位置に基づき、後輪２３の回転数を検出し、走行速度が所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）より遅い場合には、電動アシストユニット２８に搭載された補助動力電動モータによりペダル２７の踏み力を低減させる。例えば、走行速度が１０ｋｍ／ｈ以上２４ｋｍ／ｈ以下では、走行速度が速くなるにしたがって補助動力電動モータによるアシスト比率を下げ、走行速度が２４ｋｍ／ｈを超えると、アシスト力をゼロとする。これによって、本実施形態の電動アシスト自転車１０では、低い変速段（１速、２速）でも強いアシスト力で制御することができ、アシスト範囲を拡大することができる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態である変速位置の検出装置について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００６０】
図７に示されるように、検出装置７０は、連結手段７２として、第１実施形態のナット４６に代えて、樹脂製のストッパー７４を備えている。図７及び図８に示されるように、ストッパー７４は、環状部材からなり、軸方向一端部の外径が軸方向他端部の外径よりもやや小さく形成されると共に、軸方向一端部に半径方向内側に突出する突出部７４Ａが形成されている。また、ストッパー７４の軸方向中間部から突出部７４Ａには、軸方向に沿って複数(本実施形態では６個）のスリット７４Ｂが形成されている。これらのスリット７４Ｂにより、複数(本実施形態では６個）の突出部７４Ａがそれぞれ弾性変形により半径方向に拡縮径するようになっている。
【００６１】
また、連結体５２の小径部５２Ｂの周面には、周方向に沿ってストッパー７４の複数の突出部７４Ａが嵌め込まれる溝部７６が設けられている。
【００６２】
このような検出装置７０では、インナワイヤ４０Ａの係止体５０がインナワイヤ４０Ｂの連結体５２に係止された状態で、永久磁石４４を連結体５２の小径部５２Ｂに外挿した後、樹脂製のストッパー７４を連結体５２側に押し込んで、ストッパー７４の複数の突出部７４Ａを連結体５２の溝部７６に嵌め込む。これによって、永久磁石４４が連結体５２に固定される。この検出装置７０では、樹脂製のストッパー７４を連結体５２側に押し込むことで、永久磁石４４を連結体５２に固定することができるため、組立て性がさらに向上する。
【００６３】
なお、ストッパー７４に代えて、Ｃ形やＥ形の止め輪を用いて永久磁石４４を連結体５２に固定してもよい。
【００６４】
なお、上記第１及び第２実施形態では、インナワイヤ４０Ａの係止体５０をインナワイヤ４０Ｂの連結体５２の挿入口５４Ｂに斜め方向から挿入し、インナワイヤ４０Ａを回動して係止体５０をガイド孔５４Ａの壁部５６に係止させたが、これに限定されず、インナワイヤ４０Ａの端部とインナワイヤ４０Ｂの端部とを連結する連結手段として、他の構成を採用してもよい。例えば、インナワイヤ４０Ａの係止体の形状や、インナワイヤ４０Ｂの連結体の被係止部の形状は、他の形状に変更してもよい。また、インナワイヤ４０Ａの係止体をインナワイヤ４０Ｂの連結体にほぼ平行に移動させて係止体を連結体の被係止部に係止する構成でもよい。
【００６５】
また、インナワイヤ４０Ｂの端部に係止体を設け、この係止体をインナワイヤ４０Ａの端部に設けられた連結体に係止する構成でもよい。
【００６６】
なお、上記第１及び第２実施形態では、永久磁石４４をナット４６により連結体５２に固定したが、永久磁石４４の取り付け構造はこれに限定されるものではない。例えば、インナワイヤ４０Ａの端部に設けられた連結体に永久磁石４４を取り付ける構造でもよい。
【００６７】
なお、上記第１及び第２実施形態では、被検出体として永久磁石４４を用いたが、これに限定されず、例えば、被検出体として強磁性体を用い、コイルに強磁性体が挿入されたときに強磁性体が検出される構成としてもよい。
【００６８】
なお、上記第１及び第２実施形態では、電動アシスト自転車１０の後輪チェーンステー３０に検出装置２０を取り付けたが、これに限定されず、検出装置２０の取り付け位置は、例えばハンドル部近辺などワイヤが通過するところならどこでも良く、また必ずしも固定しなくても良い。
【００６９】
なお、上記第１及び第２実施形態では、非接触センサ３６Ａ、３６Ｂにより３速までの変速位置を検出したが、これに限定されず、非接触センサを１つにして２速までの変速位置を検出するようにしたり、また、非接触センサの数を増やすことで、４速以上の変速位置を検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 電動アシスト自転車（自転車）
１６ 変速シフタ（操作装置）
１８ 変速用ワイヤ（ワイヤ）
１８Ａ 変速用ワイヤ（操作装置に接続されるワイヤ）
１８Ｂ 変速用ワイヤ（変速装置に接続されるワイヤ）
２０ 検出装置（自転車用変速位置検出装置）
２４ 変速装置
３２ ケース（収容部材）
３６Ａ 非接触センサ
３６Ｂ 非接触センサ
３８Ａ アウタワイヤ（アウタチューブ）
３８Ｂ アウタワイヤ（アウタチューブ）
４０Ａ インナワイヤ（操作側ワイヤ）
４０Ｂ インナワイヤ（変速側ワイヤ）
４２ 連結手段
４４ 永久磁石（被検出体）
４６ ナット（固定部材）
５０ 係止体
５２ 連結体
５６ 壁部（被係止部）
７０ 検出装置（自転車用変速位置検出装置）
７２ 連結手段
７４ ストッパー（固定部材）
７６ 溝部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用変速位置検出装置、及びこの自転車用変速位置検出装置を備えた自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、補助動力付きの自転車では、変速段毎に適切なアシスト制御を行う必要があることから、変速段を検出する検出装置が設けられている。
【０００３】
下記特許文献１には、変速段を検出する変速位置検出部に、初期位置設定手段として、変速位置検出のためのブラシ板に対する電極ドラムの回転方向の相対位置を調整する調整手段を配設し、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調整するようにした構成が開示されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、シェル内を横切る制御ケーブルに基準部材をねじ止めにより固定することで、基準部材を制御ケーブルと共に移動させ、基準部材に設けられた移動接触子をシェル内部の導電性チャネルに接触させることにより、基準部材のシェルに対する位置を検出する構成が開示されている。
【０００５】
さらに、下記特許文献３には、ギヤチェンジ用ワイヤのインナに摩擦力により指示部材を係合することにより、インナに連動して指示部材を移動させ、ギヤチェンジ用ワイヤに設けられた表示装置内の磁気センサにより指示部材の位置を検出する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２９６６５２号公報
【特許文献２】特開２００１−１８７５９４号公報
【特許文献３】特許第３３６５９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、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電極ドラムを回転方向の相対位置を調整可能に配設しており、部品点数が多く、検出装置の組み付けが複雑である。
【０００８】
特許文献２に記載の構成では、組付け時にシェル内部の導電性チャネルに対する基準部材の位置出しが難しい。
【０００９】
特許文献３に記載の構成では、インナに摩擦力により指示部材を係合するため、組付け時に表示装置内の磁気センサに対する指示部材の位置出しが難しい。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易で組立て性及び組付け性が良好な自転車用変速位置検出装置及び自転車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、変速段の切り替え操作をするための操作装置に接続される操作側ワイヤの端部と変速段に応じて自転車のギヤ比を制御するための変速装置に接続される変速側ワイヤの端部とを連結する連結手段と、前記連結手段に取り付けられた被検出体と、前記連結手段を移動可能に収容する収容部材と、前記収容部材に設けられ、前記被検出体の位置を非接触で検知する非接触センサと、を有するものである。
【００１２】
請求項１に記載の発明では、操作装置に接続される操作側ワイヤの端部と変速装置に接続される変速側ワイヤの端部とが連結手段によって連結されており、連結手段に被検出体が取り付けられている。すなわち、操作装置と変速装置との間に接続されるワイヤが操作側ワイヤと変速側ワイヤに分割されていることで、検出装置の組立て性が良好となる。また、収容部材から操作側ワイヤの端部と変速側ワイヤの端部とが連結される連結手段までの長さを決めておき、連結手段に被検出体を取り付けることで、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自転車用変速位置検出装置において、前記操作側ワイヤと前記変速側ワイヤは、それぞれアウタチューブの内部に長手方向に移動可能に挿通されており、前記収容部材の長手方向両側に、前記操作側ワイヤが挿通された前記アウタチューブと、前記変速側ワイヤが挿通された前記アウタチューブが固定されているものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、収容部材の長手方向両側に、操作側ワイヤが挿通されたアウタチューブと変速側ワイヤが挿通されたアウタチューブとが固定されており、収容部材における操作側ワイヤのアウタチューブの固定位置から操作側ワイヤの端部までの長さを決めておくことで、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易となる。したがって、操作装置で切り換えられた変速段に応じて操作側ワイヤと変速側ワイヤとの連結手段が長手方向に移動したときに、非接触センサによって、被検出体の位置をより正確に検出することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の自転車用変速位置検出装置において、前記連結手段は、前記操作側ワイヤ又は前記変速側ワイヤの端部に設けられた係止体と、前記変速側ワイヤ又は前記操作側ワイヤの端部に固定され、前記変速側ワイヤと前記操作側ワイヤとが略直線状に沿って配置されるように前記係止体が係止される被係止部を備えた連結体と、前記連結体に前記被検出体を固定する固定部材と、を有するものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、変速側ワイヤ又は操作側ワイヤの端部に被係止部を備えた連結体が設けられており、操作側ワイヤ又は変速側ワイヤの端部に設けられた係止体を被係止部に係止することで、変速側ワイヤと操作側ワイヤとが略直線状に配置される。連結体には、固定部材により被検出体が固定される。このため、操作側ワイヤの端部と変速側ワイヤの端部との連結、及び被検出体の組付けが容易である。また、変速側ワイヤと操作側ワイヤとを略直線状に配置して、操作側ワイヤ及び変速側ワイヤを連結する連結体に固定された被検出体が長手方向に移動したときの位置を検出するので、収容部材の形状を薄くすることができ、自転車への組付け性が良好となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の自転車用変速位置検出装置において、前記被検出体が磁石又は強磁性体であり、前記非接触センサが磁界の変化を検出する磁気センサであるものである。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、被検出体が磁石又は高磁性体であり、被検出体の磁界の変化を磁気センサで検出することで、被検出体の位置を非接触で検出することができるため、接触方式で起こりうる磨耗による検出不良の心配がない。
【００１９】
請求項５に記載の発明に係る自転車は、自転車に設けられ、変速段の切り替え操作をするための操作装置と、変速段に応じて自転車のギヤ比を制御するための変速装置と、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の自転車用変速位置検出装置を介して前記操作装置と前記変速装置に接続されるワイヤと、を有するものである。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、操作装置と変速装置との間でワイヤが操作側ワイヤと変速側ワイヤに分割されていることにより、自転車用変速位置検出装置の組立て性が良好となる。また、収容部材から操作側ワイヤの端部と変速側ワイヤの端部とが連結される連結手段までの長さを決めておき、連結手段に被検出体を取り付けることで、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易となる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易で組立て性が良好である。
【００２２】
請求項２の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、収容部材に設けられた非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易で組立て性が良好である。
【００２３】
請求項３の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、操作側ワイヤの端部と変速側ワイヤの端部との連結、及び被検出体の位置出しが容易で組立て性及び自転車への組付け性が良好である。
【００２４】
請求項４の発明に係る自転車用変速位置検出装置は、非接触センサにより被検出体の位置をより正確に検出することができる。
【００２５】
請求項５の発明に係る自転車は、自転車用変速位置検出装置の非接触センサに対する被検出体の位置出しが容易で組立て性及び自転車への組付け性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る変速位置検出装置が設けられた電動アシスト自転車を示す概略側面図である。
【図２】図１に示す電動アシスト自転車に設けられた変速位置検出装置を示す斜視図である。
【図３】変速位置検出装置の連結手段を示す分解斜視図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、変速位置検出装置の変速シフタ側のインナワイヤと変速装置側のインナワイヤとを連結する過程、及び連結された状態を示す斜視図である。
【図５】変速位置検出装置により各変速位置が検出される状態を示す構成図である。
【図６】変速位置検出装置が設けられた電動アシスト自転車のアシスト範囲を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る変速位置検出装置の連結手段を示す分解斜視図である。
【図８】図７に示す変速位置検出装置の連結手段に用いられるストッパーを示す構成図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１には、本発明の第１実施形態である変速位置検出装置が設けられた電動アシスト自転車が側面図にて示されている。
【００２９】
図１に示されるように、電動アシスト自転車１０は、ハンドル１２のグリップ部１４付近に配設された操作装置としての変速シフタ１６と、この変速シフタ１６に接続された変速用ワイヤ１８と、この変速用ワイヤ１８の途中に設けられ変速位置を検出する自転車用変速位置検出装置としての検出装置２０と、検出装置２０の変速シフタ１６と反対側の変速用ワイヤ１８が接続されると共に後輪ハブ２２に設けられた変速装置２４と、電動アシスト自転車１０の中央下部のペダルクランク部２６に設けられた電動アシストユニット２８と、を備えている。
【００３０】
電動アシストユニット２８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、ペダルクランク軸に固定された駆動ギヤと、この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、この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配設された補助動力電源と、を備えている。
【００３１】
変速装置２４は、後輪ハブ２２内に装着された内装式変速装置であり、変速シフタ１６の操作によって変速用ワイヤ１８内に挿通された後述するインナワイヤ４０Ａ、４０Ｂの動作により順次変速されるようになっている。本実施形態では、変速シフタ１６の操作により変速段が１速〜３速に切り換えられ、これらの変速段に応じて変速装置２４で後輪ハブ２２のギヤ比が制御されるようになっている。
【００３２】
検出装置２０は、電動アシスト自転車１０の後輪チェーンステー３０の所定位置に図示しないクランプ等の取付具により取り付けられている。図２に示されるように、検出装置２０は、変速用ワイヤ１８のインナワイヤ４０Ａ、４０Ｂを長手方向に移動可能に収容する収容部材としてのケース３２と、ケース３２内の下部に配設された回路基板３４と、回路基板３４上に複数個（本実施形態では２個）設けられた非接触センサ３６Ａ、３６Ｂと、を備えている。
【００３３】
ケース３２内では、変速用ワイヤ１８が分割されている。すなわち、変速用ワイヤ１８は、変速シフタ１６（図１参照）に接続される変速用ワイヤ１８Ａと、変速装置２４（図１参照）に接続される変速用ワイヤ１８Ｂとに分かれている。変速用ワイヤ１８Ａは、アウタチューブとしてのチューブ状のアウタワイヤ３８Ａの内部にインナワイヤ４０Ａ（操作側ワイヤ）が長手方向（軸方向）に移動可能に挿通されている。インナワイヤ４０Ａは、変速シフタ１６により切り換えられた変速段に応じて長手方向に沿って所定量に移動するようになっている。変速用ワイヤ１８Ｂは、アウタチューブとしてのチューブ状のアウタワイヤ３８Ｂの内部にインナワイヤ４０Ｂ（変速側ワイヤ）が長手方向（軸方向）に移動可能に挿通されている。
【００３４】
ケース３２は、図２の側方に開口する矩形状の箱体であり、図２では前後方向（長手方向と直交する方向）の後方側のみが図示されている。図示を省略するが、ケース３２の前後方向の前方側には、ケース３２と前後対称に形成されたケースが配置され、これらのケースでインナワイヤ４０Ａ、４０Ｂと、回路基板３４と、非接触センサ３６Ａ、３６Ｂ等が覆われる構成となっている。
【００３５】
また、検出装置２０のケース３２内には、インナワイヤ４０Ｂの端部とインナワイヤ４０Ａの端部とを長手方向（軸方向）に沿って略直線状に連結する連結手段４２と、連結手段４２の後述する連結体５２に取り付けられた被検出体としての永久磁石４４と、永久磁石４４を連結体５２に固定する固定部材としてのナット４６と、を備えている。
【００３６】
図３及び図４に示されるように、連結手段４２は、インナワイヤ４０Ａの端末部に設けられた係止体５０と、インナワイヤ４０Ｂの端部に設けられ係止体５０が係止される被係止部としての壁部５６を備えた連結体５２と、を備えている。係止体５０は、インナワイヤ４０Ａの直径より大きい円柱状部材からなり、係止体５０の先端部５０Ａは半球状となっている。
【００３７】
連結体５２は、略円柱状部材からなり、軸方向一端側に形成された大径部５２Ａと、軸方向他端側に形成され大径部５２Ａよりも小径の小径部５２Ｂと、を備えている。大径部５２Ａの内部には、係止体５０がガイドされる円筒状のガイド孔５４Ａが形成されている。大径部５２Ａには、係止体５０が挿入される円筒状の挿入口５４Ｂがガイド孔５４Ａの軸方向に対して斜め方向に形成されており、この挿入口５４Ｂはガイド孔５４Ａと連通している。
【００３８】
また、大径部５２Ａの一部と小径部５２Ｂに跨った位置には、大径部５２Ａ及び小径部５２Ｂの中心部から半径方向に沿ってワイヤ挿通孔５４Ｃが形成されている。ワイヤ挿通孔５４Ｃの軸方向と直交する方向の幅は、インナワイヤ４０Ａの直径より若干大きく形成されている。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示されるように、ワイヤ挿通孔５４Ｃは、挿入口５４Ｂと連通しており、挿入口５４Ｂに挿入されたインナワイヤ４０Ａを回動させることにより、インナワイヤ４０Ａを連結体５２の軸方向に保持させる構成となっている。
【００３９】
大径部５２Ａのガイド孔５４Ａがワイヤ挿通孔５４Ｃに繋がる位置には、ワイヤ挿通孔５４Ｃにインナワイヤ４０Ａが連結体５２の軸方向に保持されたときに、係止体５０が係止される壁部５６が設けられている。ワイヤ挿通孔５４Ｃは、係止体５０を脱離させないように、係止体５０の直径よりも幅（軸方向と直交する方向の幅）が小さく形成されている。そして、インナワイヤ４０Ａがワイヤ挿通孔５４Ｃに保持されたときに、係止体５０の軸方向の端面（後端部５０Ｂ）が壁部５６に係止され、係止体５０の周面がガイド孔５４Ａにガイドされるようになっている。
【００４０】
図３に示されるように、永久磁石４４は環状に形成されており、永久磁石４４の内径が小径部５２Ｂの外径よりも大きく形成され、永久磁石４４が小径部５２Ｂに外挿される構成となっている。永久磁石４４の内径は大径部５２Ａの外径よりも小さく形成されており、永久磁石４４が小径部５２Ｂに外挿されたときに大径部５２Ａの側面に当たる位置まで差し込まれる。小径部５２Ｂの外周面の先端側には、ナット４６が螺合される雄ねじ部５３が形成されている。永久磁石４４が小径部５２Ｂに外挿された状態で、ナット４６が雄ねじ部５３に螺合されることで、永久磁石４４が大径部５２Ａの側面に当たる位置に固定されるようになっている。
【００４１】
図２に示されるように、ケース３２内では、連結体５２の大径部５２Ａの側面に当たる位置に永久磁石４４が固定されており、永久磁石４４と対向する位置には、回路基板３４上に設けられた非接触センサ３６Ａ、３６Ｂが配置されている。非接触センサ３６Ａ、３６Ｂは、永久磁石４４の磁界を検出する磁気センサである。ケース３２内には、長手方向と直交する方向に２つの壁部３２Ａ、３２Ｂが設けられており、壁部３２Ａ、３２Ｂには、ナット４６の外径よりも大きい開口３２Ｃが形成されている。回路基板３４は壁部３２Ａ、３２Ｂの間に挿入されている。回路基板３４には、非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出された信号を電動アシストユニット２８に送るケーブル６０が接続されている。
【００４２】
図５に示されるように、変速シフタ１６（図１参照）の操作によって変速段が１速から２速、３速に順次切り換えられると、インナワイヤ４０Ａが軸方向に沿って変速シフタ１６側の方向（矢印Ｃ方向）に所定の距離だけ順次移動する。インナワイヤ４０Ａが移動する所定の距離は、非接触センサ３６Ａと非接触センサ３６Ｂの距離とほぼ同じに設定されている。永久磁石４４がそれぞれの非接触センサ３６Ａ、３６Ｂのほぼ真上に移動したときに（永久磁石４４の軸方向のＳ極とＮ極の中間部が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂのほぼ真上に来たとき）、永久磁石４４の磁界が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出されるようになっている。これによって、変速位置が検出されるようになっている。
【００４３】
また、ケース３２の長手方向一端部には、アウタワイヤ３８Ｂの外周面に取り付けられたアウタキャップ６２が保持される筒状部３２Ｄが設けられている。ケース３２の側壁の筒状部３２Ｄの中心部には、インナワイヤ４０Ｂが軸方向に移動可能に挿通される孔部３２Ｅが設けられている。ケース３２の長手方向他端部には、アウタワイヤ３８Ａの外周面に取り付けられたアウタキャップ６４が保持される筒状部３２Ｆが設けられている。ケース３２の側壁の筒状部３２Ｆの中心部には、インナワイヤ４０Ａが軸方向に移動可能に挿通される孔部（図示省略）が設けられている。
【００４４】
本実施形態では、アウタワイヤ３８Ａの変速シフタ１６（図１参照）からアウタキャップ６４のケース３２側の端面までの長さが決まっている。また、ケース３２内での回路基板３４の取付け位置により非接触センサ３６Ａ、３６Ｂの位置も決まっている。このため、アウタワイヤ３８Ａのアウタキャップ６４のケース３２側の端面からインナワイヤ４０Ａの係止体５０の後端部５０Ｂまでの長さ（ケース３２に対するインナワイヤ４０Ａの出代）を決めればよい。これによって、連結体５２に取り付けられる永久磁石４４の位置が決まるため、ケース３２内の非接触センサ３６Ａ、３６Ｂに対する永久磁石４４の位置出しが容易となる。
【００４５】
次に、本実施形態の検出装置２０の作用について説明する。
【００４６】
まず、インナワイヤ４０Ａとインナワイヤ４０Ｂとの連結及び永久磁石４４の組付けについて説明する。
【００４７】
図４（Ａ）に示されるように、インナワイヤ４０Ｂの端部に設けられた連結体５２の円形の挿入口５４Ｂに、インナワイヤ４０Ａの端末部に設けられた係止体５０の先端部５０Ａを斜め上方（矢印Ａ方向）から挿入する。係止体５０の先端部５０Ａは半球状であり、挿入口５４Ｂに簡単に挿入することができる。なお、係止体５０を挿入口５４Ｂに挿入する前に、インナワイヤ４０Ａに予めナット４６と永久磁石４４を外挿しておく。
【００４８】
係止体５０が挿入口５４Ｂからガイド孔５４Ａに挿入された状態で、図４（Ｂ）に示されるように、インナワイヤ４０Ａを下方側（矢印Ｂ方向）に回動してワイヤ挿通孔５４Ｃに挿通させ、インナワイヤ４０Ａを連結体５２の軸方向に位置させる。これにより、係止体５０が回動してガイド孔５４Ａに内挿され、壁部５６に係止体５０の後端部５０Ｂが係止される。
【００４９】
その後、図２及び図３に示されるように、連結体５２の小径部５２Ｂに永久磁石４４を外挿し、ナット４６を雄ねじ部５３に螺合することで、永久磁石４４が大径部５２Ａの側面に当たる位置で固定される。これによって、インナワイヤ４０Ａとインナワイヤ４０Ｂとの連結及び永久磁石４４の組付けが完了する。
【００５０】
図４（Ｂ）及び図４（Ｄ）に示されるように、インナワイヤ４０Ａの係止体５０をインナワイヤ４０Ｂの連結体５２に取り付けた状態では、係止体５０の先端部５０Ａが大径部５２Ａにおける挿入口５４Ｂよりもガイド孔５４Ａの奥側に位置している。これにより、図４（Ｃ）に示されるように、インナワイヤ４０Ａが軸方向に沿ってインナワイヤ４０Ｂ側（図中左側）に移動しても、係止体５０はガイド孔５４Ａにガイドされて奥側（図中左側）に移動するため、係止体５０が挿入口５４Ｂから外れることはない。さらに、小径部５２Ｂの雄ねじ部５３にナット４６が螺合されることで、インナワイヤ４０Ａがワイヤ挿通孔５４Ｃから外れることがない。このため、インナワイヤ４０Ａの連結体５２からの外れや不完全な状態での係止を防止することができる。
【００５１】
この検出装置２０では、図２に示されるように、アウタワイヤ３８Ｂに取り付けられたアウタキャップ６２がケース３２の筒状部３２Ｄに保持され、アウタワイヤ３８Ａに取り付けられたアウタキャップ６４がケース３２の筒状部３２Ｆに保持されている。これにより、アウタワイヤ３８Ａの変速シフタ１６（図１参照）からアウタキャップ６４のケース３２側の端面までの長さと、アウタキャップ６４のケース３２側の端面からインナワイヤ４０Ａの係止体５０の後端部５０Ｂまでの長さ（ケース３２に対するインナワイヤ４０Ａの出代）を決めておくことで、連結体５２に取り付けられる永久磁石４４の位置が決まる。このため、ケース３２内の非接触センサ３６Ａ、３６Ｂに対する永久磁石４４の位置出しが容易であり、検出装置２０の組立て性が良い。
【００５２】
また、連結手段４２によりインナワイヤ４０Ａの係止体５０をインナワイヤ４０Ｂの連結体５２に略直線状に取り付けるため、ケース３２の外形を凹凸の少ない薄い形状にすることができ、電動アシスト自転車１０への組付け性が良好となる。
【００５３】
この検出装置２０では、図５に示されるように、電動アシスト自転車１０の運転者が変速シフタ１６（図１参照）を操作して変速段を１速から２速、３速に順次切り換えると、変速シフタ１６に連動してインナワイヤ４０Ａが軸方向に沿って変速シフタ１６側の方向（矢印Ｃ方向）に所定の距離だけ順次移動する。図５（Ａ）に示されるように、１速のときは、永久磁石４４が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂから遠い位置にあり、永久磁石４４は非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出されず、非接触センサ３６Ａからセンサ信号は出力されない。
【００５４】
図５（Ｂ）に示されるように、運転者が変速シフタ１６（図１参照）を操作して１速から２速に切り換えると、インナワイヤ４０Ａが軸方向に沿って変速シフタ１６側の方向（矢印Ｃ方向）に所定の距離移動し、永久磁石４４が非接触センサ３６Ａのほぼ真上で停止する。このとき、永久磁石４４が非接触センサ３６Ａで検出され、非接触センサ３６Ａからセンサ信号が出力される。
【００５５】
図５（Ｃ）に示されるように、運転者が変速シフタ１６（図１参照）を操作して２速から３速に切り換えると、インナワイヤ４０Ａが軸方向に沿って変速シフタ１６側の方向（矢印Ｃ方向）に所定の距離移動し、永久磁石４４が非接触センサ３６Ｂのほぼ真上で停止する。このとき、永久磁石４４が非接触センサ３６Ｂで検出され、非接触センサ３６Ｂからセンサ信号が出力される。
【００５６】
このように、変速シフタ１６（図１参照）の操作に連動して永久磁石４４が各変速段に対応した位置で停止することにより、永久磁石４４の位置が非接触センサ３６Ａ、３６Ｂで検出される。
【００５７】
変速シフタ１６の操作により変速段が１速〜３速に切り換えられると、これらの変速段に応じて変速装置２４で後輪ハブ２２のギヤ比が制御される。また、検出装置２０で検出されたセンサ信号は、電動アシストユニット２８に入力される。
【００５８】
このような検出装置２０では、変速位置を正確に検出することができる。このため、検出された変速位置に応じて電動アシストユニット２８により適切なアシスト制御を行うことができる。図６に示されるように、検出装置２０で検出された変速位置に基づき、後輪２３の回転数を検出し、走行速度が所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）より遅い場合には、電動アシストユニット２８に搭載された補助動力電動モータによりペダル２７の踏み力を低減させる。例えば、走行速度が１０ｋｍ／ｈ以上２４ｋｍ／ｈ以下では、走行速度が速くなるにしたがって補助動力電動モータによるアシスト比率を下げ、走行速度が２４ｋｍ／ｈを超えると、アシスト力をゼロとする。これによって、本実施形態の電動アシスト自転車１０では、低い変速段（１速、２速）でも強いアシスト力で制御することができ、アシスト範囲を拡大することができる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態である変速位置の検出装置について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００６０】
図７に示されるように、検出装置７０は、連結手段７２として、第１実施形態のナット４６に代えて、樹脂製のストッパー７４を備えている。図７及び図８に示されるように、ストッパー７４は、環状部材からなり、軸方向一端部の外径が軸方向他端部の外径よりもやや小さく形成されると共に、軸方向一端部に半径方向内側に突出する突出部７４Ａが形成されている。また、ストッパー７４の軸方向中間部から突出部７４Ａには、軸方向に沿って複数(本実施形態では６個）のスリット７４Ｂが形成されている。これらのスリット７４Ｂにより、複数(本実施形態では６個）の突出部７４Ａがそれぞれ弾性変形により半径方向に拡縮径するようになっている。
【００６１】
また、連結体５２の小径部５２Ｂの周面には、周方向に沿ってストッパー７４の複数の突出部７４Ａが嵌め込まれる溝部７６が設けられている。
【００６２】
このような検出装置７０では、インナワイヤ４０Ａの係止体５０がインナワイヤ４０Ｂの連結体５２に係止された状態で、永久磁石４４を連結体５２の小径部５２Ｂに外挿した後、樹脂製のストッパー７４を連結体５２側に押し込んで、ストッパー７４の複数の突出部７４Ａを連結体５２の溝部７６に嵌め込む。これによって、永久磁石４４が連結体５２に固定される。この検出装置７０では、樹脂製のストッパー７４を連結体５２側に押し込むことで、永久磁石４４を連結体５２に固定することができるため、組立て性がさらに向上する。
【００６３】
なお、ストッパー７４に代えて、Ｃ形やＥ形の止め輪を用いて永久磁石４４を連結体５２に固定してもよい。
【００６４】
なお、上記第１及び第２実施形態では、インナワイヤ４０Ａの係止体５０をインナワイヤ４０Ｂの連結体５２の挿入口５４Ｂに斜め方向から挿入し、インナワイヤ４０Ａを回動して係止体５０をガイド孔５４Ａの壁部５６に係止させたが、これに限定されず、インナワイヤ４０Ａの端部とインナワイヤ４０Ｂの端部とを連結する連結手段として、他の構成を採用してもよい。例えば、インナワイヤ４０Ａの係止体の形状や、インナワイヤ４０Ｂの連結体の被係止部の形状は、他の形状に変更してもよい。また、インナワイヤ４０Ａの係止体をインナワイヤ４０Ｂの連結体にほぼ平行に移動させて係止体を連結体の被係止部に係止する構成でもよい。
【００６５】
また、インナワイヤ４０Ｂの端部に係止体を設け、この係止体をインナワイヤ４０Ａの端部に設けられた連結体に係止する構成でもよい。
【００６６】
なお、上記第１及び第２実施形態では、永久磁石４４をナット４６により連結体５２に固定したが、永久磁石４４の取り付け構造はこれに限定されるものではない。例えば、インナワイヤ４０Ａの端部に設けられた連結体に永久磁石４４を取り付ける構造でもよい。
【００６７】
なお、上記第１及び第２実施形態では、被検出体として永久磁石４４を用いたが、これに限定されず、例えば、被検出体として強磁性体を用い、コイルに強磁性体が挿入されたときに強磁性体が検出される構成としてもよい。
【００６８】
なお、上記第１及び第２実施形態では、電動アシスト自転車１０の後輪チェーンステー３０に検出装置２０を取り付けたが、これに限定されず、検出装置２０の取り付け位置は、例えばハンドル部近辺などワイヤが通過するところならどこでも良く、また必ずしも固定しなくても良い。
【００６９】
なお、上記第１及び第２実施形態では、非接触センサ３６Ａ、３６Ｂにより３速までの変速位置を検出したが、これに限定されず、非接触センサを１つにして２速までの変速位置を検出するようにしたり、また、非接触センサの数を増やすことで、４速以上の変速位置を検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 電動アシスト自転車（自転車）
１６ 変速シフタ（操作装置）
１８ 変速用ワイヤ（ワイヤ）
１８Ａ 変速用ワイヤ（操作装置に接続されるワイヤ）
１８Ｂ 変速用ワイヤ（変速装置に接続されるワイヤ）
２０ 検出装置（自転車用変速位置検出装置）
２４ 変速装置
３２ ケース（収容部材）
３６Ａ 非接触センサ
３６Ｂ 非接触センサ
３８Ａ アウタワイヤ（アウタチューブ）
３８Ｂ アウタワイヤ（アウタチューブ）
４０Ａ インナワイヤ（操作側ワイヤ）
４０Ｂ インナワイヤ（変速側ワイヤ）
４２ 連結手段
４４ 永久磁石（被検出体）
４６ ナット（固定部材）
５０ 係止体
５２ 連結体
５６ 壁部（被係止部）
７０ 検出装置（自転車用変速位置検出装置）
７２ 連結手段
７４ ストッパー（固定部材）
７６ 溝部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速段の切り替え操作をするための操作装置に接続される操作側ワイヤの端部と変速段に応じて自転車のギヤ比を制御するための変速装置に接続される変速側ワイヤの端部とを連結する連結手段と、
前記連結手段に取り付けられた被検出体と、
前記連結手段を移動可能に収容する収容部材と、
前記収容部材に設けられ、前記被検出体の位置を非接触で検知する非接触センサと、
を有する自転車用変速位置検出装置。
【請求項２】
前記操作側ワイヤと前記変速側ワイヤは、それぞれアウタチューブの内部に長手方向に移動可能に挿通されており、
前記収容部材の長手方向両側に、前記操作側ワイヤが挿通された前記アウタチューブと、前記変速側ワイヤが挿通された前記アウタチューブが固定されている請求項１に記載の自転車用変速位置検出装置。
【請求項３】
前記連結手段は、
前記操作側ワイヤ又は前記変速側ワイヤの端部に設けられた係止体と、
前記変速側ワイヤ又は前記操作側ワイヤの端部に固定され、前記変速側ワイヤと前記操作側ワイヤとが略直線状に沿って配置されるように前記係止体が係止される被係止部を備えた連結体と、
前記連結体に前記被検出体を固定する固定部材と、
を有する請求項１又は請求項２に記載の自転車用変速位置検出装置。
【請求項４】
前記被検出体が磁石又は強磁性体であり、
前記非接触センサが磁界の変化を検出する磁気センサである請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の自転車用変速位置検出装置。
【請求項５】
自転車に設けられ、変速段の切り替え操作をするための操作装置と、
変速段に応じて自転車のギヤ比を制御するための変速装置と、
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の自転車用変速位置検出装置を介して前記操作装置と前記変速装置に接続されるワイヤと、
を有する自転車。
【請求項１】
変速段の切り替え操作をするための操作装置に接続される操作側ワイヤの端部と変速段に応じて自転車のギヤ比を制御するための変速装置に接続される変速側ワイヤの端部とを連結する連結手段と、
前記連結手段に取り付けられた被検出体と、
前記連結手段を移動可能に収容する収容部材と、
前記収容部材に設けられ、前記被検出体の位置を非接触で検知する非接触センサと、
を有する自転車用変速位置検出装置。
【請求項２】
前記操作側ワイヤと前記変速側ワイヤは、それぞれアウタチューブの内部に長手方向に移動可能に挿通されており、
前記収容部材の長手方向両側に、前記操作側ワイヤが挿通された前記アウタチューブと、前記変速側ワイヤが挿通された前記アウタチューブが固定されている請求項１に記載の自転車用変速位置検出装置。
【請求項３】
前記連結手段は、
前記操作側ワイヤ又は前記変速側ワイヤの端部に設けられた係止体と、
前記変速側ワイヤ又は前記操作側ワイヤの端部に固定され、前記変速側ワイヤと前記操作側ワイヤとが略直線状に沿って配置されるように前記係止体が係止される被係止部を備えた連結体と、
前記連結体に前記被検出体を固定する固定部材と、
を有する請求項１又は請求項２に記載の自転車用変速位置検出装置。
【請求項４】
前記被検出体が磁石又は強磁性体であり、
前記非接触センサが磁界の変化を検出する磁気センサである請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の自転車用変速位置検出装置。
【請求項５】
自転車に設けられ、変速段の切り替え操作をするための操作装置と、
変速段に応じて自転車のギヤ比を制御するための変速装置と、
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の自転車用変速位置検出装置を介して前記操作装置と前記変速装置に接続されるワイヤと、
を有する自転車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１３６６５５（Ｐ２０１１−１３６６５５Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９８４８５（Ｐ２００９−２９８４８５）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００１１２９７８）ブリヂストンサイクル株式会社 (78)
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００１１２９７８）ブリヂストンサイクル株式会社 (78)
[ Back to top ]