JP2003182680A - 自転車の電気的変速操作機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブレーキ操作及び加速操作（ペダルを踏む行
為）に密接に関係する変速操作をブレーキ操作と加速操
作の間で円滑に且つ素速く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。 【解決手段】自転車のハンドルに固定される取付部と、
前記取付部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と、前記自転車の変速
機構を操作するための電気的スイッチ１４とを有する。
そして、前記電気的スイッチは、前記ブレーキレバーの
制動操作握り部の近傍位置であって前記ブレーキレバー
対して自転車進行方向後方側に、前記ブレーキレバー自
体に一体的に支持されている。また、前記電気的スイッ
チを開閉する開閉操作部２２Ｄ，２２Ｕは、前記ブレー
キレバーが揺動する平面に対してほぼ直交する方向に移
動可能なものである。

Description

【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ＵＳＰ
５，３５８，４５１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７
Ａ，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２
４Ｕ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１４
Ｕ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１４Ｄ
Ｒとから形成されている。前方側第２電気的スイッチ１
４ＤＦは、取付部１６の前端部でありブレーキレバー１
５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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自転車のハンドルに固定される取付部（１
   ６）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電気的スイッチ
   （１４）とを有し、 前記電気的スイッチ（１４）は、前記ブレーキレバー
   （１５）の制動操作握り部の近傍位置であって前記ブレ
   ーキレバー（１５）対して自転車進行方向後方側に、前
   記ブレーキレバー（１５）自体に一体的に支持されてお
   り、 前記電気的スイッチ（１４）を開閉する開閉操作部（２
   ２Ｄ，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
   ある自転車の電気的変速操作機構。
2. 【請求項２】自転車のハンドルに固定される取付部（１
   ６）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第２電気的スイ
   ッチ（１４Ｄ，１４ＤＦ，１４ＤＲ）とを有し、 前記第１電気的スイッチ（１４Ｕ）は、前記ブレーキレ
   バー（１５）の制動操作握り部の近傍位置であって前記
   ブレーキレバー（１５）対して自転車進行方向後方側
   に、前記ブレーキレバー（１５）自体に一体的に支持さ
   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
   る自転車の電気的変速操作機構。
3. 【請求項３】請求項２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２電気的スイッチ（１４ＤＦ，１４ＤＲ）は、前
   記取付部（１６）に設けられたものである自転車の電気
   的変速操作機構。
4. 【請求項４】請求項３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２電気的スイッチ（１４ＤＦ，１４ＤＲ）は、２
   つあって異なる位置に設けられている自転車の電気的変
   速操作機構。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載した自
   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（１４Ｄ，１４ＤＦ，１４Ｄ
   Ｒ）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。