JPS5857349B2 - 車輛用電動変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自転車等の車輛の変速装置の改良ｌこ関し、モ
ータの回転を利用してチェーンのチェンジギヤへの噛合
を切換え、変速するようにしたもの（こおいてモータへ
の印加電圧極性を切換える極性スイッチと、チェンジギ
ヤ選択用の手動スイッチとを連動して設けたことを特徴
とする。

従来この種変速装置の切換手段としては手動式のものが
一般的であった。

即ち自転車等の車輛の適所に増付けたチェンジレバーの
操作ｌこよりフレキシブルワイヤを引張ったり緩めたり
することによりガイドギヤを進退させてトップギヤーロ
ーギヤへのチェーンの切換を行っていた。

しかし乍らこの種のものは、チェンジレバーによりフレ
キシブルワイヤを直接引張っていたため５〜６ｋｇとい
う大きな力が必要であり、そのため自転車ｉこおいては
運転中ｌこバンドルから片手を離して大きな力を加える
ことはバランスを崩し振らつき、転倒（こ至る等交通安
全上危険であった。

本発明は斯る点ｔこ鑑み、電気スイッチを切換える軽い
操作でトップギヤーローギヤへのチェーンの切換を行い
得る変速装置を提供するものである。

以下自転車における一実施例を図（こ基づき説明する。

本発明変速装置はペタルイと連係された駆動ギヤ口、該
駆動ギヤ口の駆動力を後輪ハに伝達する伝達機構二、車
体のキャリアホの支持杆ニ取付けられ該伝達機構二を操
作する制御ボックスへ、バンドルの把手部ｌこ近いとこ
ろに取付けられ、該制御ボックスへを制御する操作部ト
等より構成されている。

次ｉこ各部分について詳細１こ説明する。

先ず伝達機構二を説明するとＡは後輪ハの車軸チｆこ軸
着せられた複数段のチェンジギヤで、外側から内側（こ
いくｉこ従い外径が大きくなっている。

以後最内側のチェンジギヤを１段目ギヤＡ１と称呼し順
次外側に向って２段目ギヤＡ２．３段目ギヤＡ３、・・
・・・・５段目ギヤＡ５と称呼する。

Ｂは一対の歯車ｂ／。ｂ“からなるガイドギヤ装置で、
車軸チに固着した支持板すｆこ車体の前後方向に揺動で
きるように軸支ヌすると共に１段目ギヤＡ１と５段目ギ
ヤＡ５間を進退できるようになされ、更にスプリングル
カにより一対の歯車ｂ’、 ｂ“が５段目ギヤＡ５と対
向する方向ｌこ弾付勢されている。

オは前記、駆動ギヤ口とチェンジギヤＡとガイドギヤ装
置８間ｌこ架設されたエンドレスのチェーンでペタルイ
ｌこ加えられた足踏力を後輪ハｌこ回転力として伝達す
る。

次（こ制御ボックスへについて説明する。

該制御ボックスへ内には電池すの収納室Ｅと制御室Ｆが
構成されている。

Ｇは制御室Ｆ内に収納した減速歯車装置で、複数個の歯
車群からなり第１段歯車Ｇ１はＭａモータＭのピニオン
Ｍ′と噛合し最終段の歯車Ｇ４（こはフレキシブルワイ
ヤＨの基端が係着せられると共にこのワイヤＨを巻装す
る巻装ドラムＪが増付けられている。

そしてこのフレキシブルワイヤＨの先端はカイトギヤ装
置Ｂ１こ係着せられ、最終段の歯車Ｇ４の回転によって
このワイヤＨが巻取ドラムＪｌこ巻装又は巻戻されるこ
とＩこよリワイヤＨが引張られガイドギヤ装置Ｂを進退
し、一対の歯車ｂ’、 ｂ“をチェンジギヤＡの一つに
対向しチェーンオをそのギヤＡに係着し変速するもので
ある。

Ｓはガイドギヤ装置Ｂを進退してチェーンオを適宜のチ
ェンジギヤに架設するためｌこ所定回数モータＭを回動
させるための切換スイッチで、一部切欠したドーナツ状
の回転電極Ｓａと、該回転電極Ｓａの内部に同心円状（
こ設けかつ前記切欠部に突出部ｓｂを前記回転電極Ｓａ
と絶縁して設けたドーナツ状の停止電極Ｓｃと、前記回
転電極Ｓａの周縁に配置し、回転電極及び停止電極Ｓｃ
の突出部ｓｂに接触する如くした固定電極群Ｔとから構
成されている。

前記回転電極Ｓａ並びに停止電極Ｓｃは減速歯車装置Ｇ
の最終段の歯車Ｇ４に重合された回転ドラムＵ【こ設け
られ該歯車Ｇ４と一体的に回動される。

又、前記固定電極群Ｔは、チェンジギヤＡの各段ギヤ毎
（こ接点Ｔ１．Ｔ２・・・を等間隔Ｅこ有しており、さ
らに一つの接点（例えばＴ１）が停止電極Ｓｃの突出部
ｓｂに接触しているときは他の接点Ｔ２゜Ｔ３・・・は
回転電極Ｓａに接触するようになし、しかも前記接点Ｔ
、 、 Ｔ２・・・を介して回転電極Ｓａと停止電極Ｓ
ｃの突出部Ｓｂとが導通することはないようｌこ構成さ
れ、さらに電池すの電力を供給する電源供給端子Ｔｏが
前記回転電極８ａｌこ接触するように構成されている。

ｔは前記停止電極Ｓｃと直流モータＭとを短絡させる停
止接点で、常時停止電極Ｓｃに接触している。

尚、本実施例１こおいては、切換スイッチＳは上述した
如く摺動接点方式であるが、第８図（こ示す他の実施例
の如く、回転ドラムＵ１こ突片■を設け、該突片■に当
接して回路の切りかえをする如くにマイクロスイッチＷ
１．Ｗ２．・・・Ｎ５を前記回転ドラムＵの周縁に設け
て前記摺動接点方式と同様作用を行なわせしめる如く構
成したマイクロスインチ方式によって切換スイッチＳを
構成してもよい。

次に前記制御ボックスへを制御する操作部トについて説
明する。

該操作部ト内ｌこはチェンジギヤ選択用手動スイッチＳ
Ｗ１とモータＭの印加電圧極性を切替える極性スイッチ
ＳＷ２が前記手動スイッチＳＷ１の第１操作軸Ｐ１と極
性スイッチＳＷ２の第２操作軸Ｐ２とを同軸状に接合し
、前記第１操作軸Ｐ１に取り付けられた操作ツマミムを
回転移動することｆこよって第１操作軸Ｐ１と同時に第
２操作軸Ｐ２も回転移動するようになっている。

前記チェンジギヤ選択用手動スイッチＳＷ１は前記切換
スイッチＳの固定電極群Ｔの各接点Ｔ、。

Ｔ２・・・に各々接続している固定接点Ｎ、 、 Ｎ２
・・・と操作ツマミムを取り付けである第１操作軸Ｐ１
に取付けられて該固定接点の１つｔこ選択的に切り換
わるようになっている可動接点Ｑとよりなるロータリ一
式のスイッチにて構成されている。

前記モータＭへの印加電圧極性を切替える極性スイッチ
ＳＷ２は、円を構成する如く位置された二つの円弧状接
点Ｘ１．Ｘ２と該円弧状接点Ｘ１゜Ｘ２の間に位置され
た二つの短接点Ｙ、Ｚを同一面上に設けた絶縁性の端子
板１と、該円弧状接点Ｘ１．Ｘ２及び短接点Ｙ、Ｚを摺
動する弾性材にて構成された二つの短絡リード片Ｒ１，
Ｒ２と、一面に該短絡リード片Ｒ１，Ｒ２を挿め込んで
増り付け、細筒には凸凹状等のクラッチ面２を備えると
共ｆこ回転角度を規制する手段として設けた突条片３゜
３を備えた絶縁性の可動板４と、該可動板４のクラッチ
面２１こ接合して可動板４に第２操作軸Ｐ２よりの回転
力を伝える凸凹状等のクラッチ面５を備えた５駆動板６
とをケース７に内装してなっており、前記可動板４は前
記短絡リード片Ｒ，、Ｒ２の弾力によって前記駆動板６
ｉこ圧接されている。

さらに、本発明の実施例における電気回路図は例えば摺
動接点方式（こおいては第７図のようになり、マイクロ
スインチ方式ｆこおいては第８図のようになっているが
、図において、点線内に示された部分が操作部ト内番こ
含まれる部分であり、手動スイッチＳＷ１は複数個の固
定接点Ｎ１．・・・Ｒ５及び可動接点Ｑを有し、また極
性スイッチＳＷ２は、電池すの電極に接続されている接
点ＺＡ、ＺＢが短接点ＺＩこ、電池すの一極ｌこ接続さ
れている接点ＹＡ、ＹＢが短接点Ｙｌこ相当し、切換ス
イッチＳの電源供給端子Ｔ。

に接続されている接点Ｘ１が円弧状接点Ｘ、（こ、モー
ターＭ及び停止接点ｔに接続されている接点Ｘ２が円弧
状接点Ｘ２に相当すると共Ｅこ、接点の可動部Ｒ１，Ｒ
２が短絡リード片Ｒ１゜Ｒ２に相当する。

また該電気回路図第７図、第８図はチェーンオがチェン
ジギヤＡの第２段目Ａ２１こ架設された状態を示してい
る。

而して次Ｉこ本発明の操作手段を説明する。

第７図でチェーノオがチェンジギヤＡの第３段目Ａ３に
架設された状態の回路図Ｉこおいて第４段目のギヤＡ４
（こ変更したい場合（こは操作部トの操作ツマミムを第
４段目に回転移動すればチェンジギヤ選択用手動スイッ
チＳＷ１の可動接点Ｑは第４段目の固定接点Ｎ４に接触
し、さらに極性スイッチＳＷ２は第２操作軸Ｐ２の回転
力が、駆動板６よりクラッチ面５，２を介して可動板４
Ｉこ伝えられるので、短絡リード片Ｒ１，Ｒ２は右回転
方向に移動し、円弧状接点Ｘ１と短接点Ｚ及び、円弧状
接点Ｘ２と短接点Ｙとが接触し、故に極性スイッチＳＷ
２は接点Ｚ Ａ及び接点ＹＢ４ＪＩｌｊｌこ切換わり、
電圧極性が逆転するようｉこ切替えられる。

すると電池すの電極→極性スイッチＳＷ２の接点ＺＡ→
切換スイッチＳの電源供給端子Ｔ。

→回転電極Ｓａ→接点Ｔ４→手動スイッチＳＷ１の第４
固定接点Ｎ４→−タＭ→極性スイッチＳＷ２の接点Ｒ２
→電池すの極、に電流が流れ、モータＭは切換スイッチ
Ｓを左回りｔこ回転させるようｌこ回転し、停止電極Ｓ
ｃの突出部Ｓｂが接点Ｔ４に接触する位置まで来るとモ
ータＭには回転型＄ｉ８ａを介して電流が流れなくなり
、かつモータＭ→停止接点ｔ→停止電極Ｓｃ→接点Ｔ４
→手動スイッチＳＷ１の第４固定接点Ｎ４→モータＭ、
の回路が構成されるので、慣性１こよって直流モータＭ
は回転を続けようとするが、該モーターＭ（こよって発
電制動され、故にモータＭはただち（こ所定位置で停止
されるのである。

一方モータＭの回動により減速歯車装置Ｇが回動しフレ
キシブルワイヤＨを伸張する。

そのためガイドギヤ装置Ｂはスプリングルの引張力ｌこ
より後退し、一対の歯車ｂ’、ｂ“を３段目ギヤＡ３の
位置から４段目ギヤＡ４位置まで移動する。

而して前述の如くモータＭが停止されることにより一対
の歯車ｂ’、 ｂ“はこの４段目ギヤＡ４位置で停止り
され、チェーンオの架設を３段目から４段目Ｉこ変更し
変速比を一段落したものとすることができる。

次にチェンジギヤＡの第５段目のギヤＡ５に変更したい
場合は操作ツマミムを第５段目ｌこ回転移動する。

するとチェンジギヤ選択用手動スイッチＳＷ１の可動接
点Ｑは第５段目の固定接点Ｎ５に接触する。

しかし、極性スイッチ５ｗ２ｉこおいては回転力が第２
操作軸Ｐ２の、駆動板４ｉこ加わるが、可動板４Ｉこ設
けられた突条片３，３がケースの切欠部８，８に当接す
るため、可動板４のクラッチ面２はすべり、可動板４は
動かないので極性スイッチＳＷ２は操作ツマミムを第３
段目から第４段目ｌこ切換えた時と同様の状態を呈して
いる。

故に電流は回転電極Ｓａから接点Ｔ５を通って手動スイ
ッチＳＷ１の第５固定接点Ｎ５を流れる点が違うのみで
前記と略同様に流れ、モータＭは前記と同様作動して、
チェーンオの架設を４段目から５段目に切り換えること
ができる。

続いてチェンジギヤＡを第５段目Ａ５から第２段目Ａ２
１こ変更したい場合は操作ツマミムを第２段目ｌこ回転
移動する。

するとチェンジギヤ選択用手動スイッチＳＷ、の可動接
点Ｑは第２段目の固定接点Ｎ２Ｉこ接触し、一方、極性
スイッチＳＷ２は前記と同様な作動をし、即ち、第２操
作軸Ｐ２の左回転方向の力が駆動板６に伝わり、クラッ
チ面５．２を介して可動板４Ｉこ伝えられるので短絡リ
ード片Ｒ１，Ｒ２は左回転方向に移動し、円弧状接点Ｘ
１と短接点Ｙと、及び円弧状接点Ｘ２と短接点Ｚとが接
触し、故ｉこ極性スイッチＳＷ２は接点ＹＡ及び接点Ｚ
Ｂ側に切換わり、電池極性を逆転し、さらｌこ加わる左
方向の回転力は、可動板４に設けられた突条片３，３が
ケースの切欠部８，８に当接するため、クラッチ面５，
２がすべり、故ｌこ可動板４１こは伝わらず、切り換え
た状態を維持している。

そのため電池すの電極→極性スイッチＳＷ２の接点ＺＢ
→モータＭ→手動スイッチＳＷ１の第２固定接点Ｎ２→
接点Ｔ２→回転電極Ｓａ→電源供給端子Ｔ。

→極性スイッチＳＷ２の接点ＹＡ→電池すの一極、と電
流が流れるのでモータＭは前述と逆方向の電圧が印加さ
れ切換スイッチＳを右回りｉこ回転させるように回転し
、停止電極Ｓｃの突出部ｓｂが接点Ｔ４に接触する位置
までくるとモータＭＩこは回転電極Ｓａからの電流が流
れなくなり、かつモータＭには前述と同様に、停止接点
ｔ、停止電極Ｓｃ及び接点Ｔ２等よりなるモータ短絡回
路が構成されるので、発電制動によりモータＭはただち
ｌこ停止し、モータＭの慣性による回転ｌこよって巻取
ドラムＪ及び、ガイドギヤ装置Ｂが所定の位置以外で停
止することはない。

ここで、減速歯車装置Ｇは前回とは逆方向に回動してい
るのでフレキシブルワイヤＨは巻取ドラムＪｌこ巻き上
げられる。

故にガイドギヤ装置Ｂは５段目ギヤＡ３位置より移動し
、２段目ギヤＡ２位置にて停止するのである。

本発明は以上の如く１．駆動輪ｌこ装設した複数段のチ
ェンジギヤのいずれかｌこ、該チェンジギヤｉこ近接し
て配備されたガイドギヤ装置を介してチェーンを選択的
Ｉこ噛合わせるよう（こし、該ガイドギヤ装置の移動を
モータの正逆回転により移動させるフレキシブルワイヤ
ーｌこよって行なうものにおいて、モータへの印加電圧
極性を切替える極性スイッチと、チェンジギヤ選択用手
動スイッチとを連動せしめて車輛の適所ｔこ摩り付ける
とともｌこ該モータの正逆回転によって駆動される回転
ドラムｌこ設けられ、且前記チェンジギヤと同数の切換
えスイッチが前記チェンジギヤ選択用手動スイッチｌこ
対応して動作するようにしたので、冒頭で述べたようｉ
こ変速させるために大きな力を必要とせず、そのため車
輛特に自転車が振ら付いたり転倒するような危険性もな
く交通安全上有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本発明変速装置を説明する図で第１図は自
転車（こ取付けた全体図、第２図は操作部の斜視図、第
３図は制御ボックス内部図、第４図は減速歯車装置の平
面図、第５図は伝達機構部分の斜視図、第６図は伝達機
構部分の動作図でイは第５段ギヤｔこ、口は第１段ギヤ
ｌこ夫々変速された図を示す。 さら１こ第７図及び第８図は、本発明の実施例を示す電
気回路図で、第７図は摺動接点方式を用いたもの、第８
図はマイクロスイッチ方式を用いたもの、である。 また第９図は極性スイッチｌこ関し、Ａ図は完成品の正
面図、Ｂ図は同１斬面図、Ｃ図は分解図、Ｄ図は短絡リ
ードが円弧状接点Ｘ１と短接点Ｙと、及び円弧状接点Ｘ
２と短接点Ｚとを短絡している動作図、Ｅ図は短絡リー
ドが同Ｘ１とＺと、及びＸ２とＹとを短絡している動作
図を示し、さらにＦ図はチェンジギヤ選択用の手動スイ
ッチとの組み合わせ図である。 へ・・・・・・制御ボックス、ト・・・・・・操作部、
Ａ・・・・・・チェンジギヤ、Ｂ・・・・・・ガイドギ
ヤ装置、オ・・・・・・チェーン、Ｍ・・・・・・モー
タ、Ｈ・・・・・・フレキシブルワイヤ、ＳＷ２・・・
・・・極性スイッチ、ＳＷｌ・・・・・・チェンジギヤ
選択用手動スイッチ、Ｕ・・・・・・回転ドラム、Ｓ・
・・・・・切換スイッチ、Ｘｌ、Ｘ２・・・・・・円弧
状接点、Ｙ、Ｚ・・・・・・短接点、１・・・・・・端
子板、Ｒ１，Ｒ２・・・・・・短絡リード片、４・・・
・・・可動板、２・・・・・・可動板のクラッチ面、６
・・・・・・駆動板、５・・・・・・駆動板のクラッチ
面、７・・・・・・ケース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １゛ 駆動輪に装設した複数段のチェンジギヤのいずれ
   かＩこ、該チェンジギヤに近接して配備されたガイドギ
   ヤ装置を介してチェーンを選択的ｉこ噛合わせるように
   し、該カイドキャ装置の移動をモータの王道回転により
   移動させるフレキシブルワイヤ（こよって行なうものに
   おいて、モータへの印加電圧極性を切替える極性スイッ
   チと、チェンジギヤ選択用手動スイッチとを連動せしめ
   て車輛の適所＆ご取り付けるとともに該モータの正逆回
   転によって駆動される回転ドラムに設けられ、且前記チ
   ェンジギヤと同数の切換えスイッチが前記チェンジギヤ
   選択用手動スイッチに対応して動作してなる車輛用電動
   変速装置。 ２ モータへの印加電圧極性を切替える極性スイッチと
   して、円を構成する如く位置された二つの円弧状接点と
   該円弧状接点の間Ｅこ位置された二つの短接点を同一面
   上に設けた絶縁性の端子板と、該円弧状接点及び短接点
   上を摺動する二つの短絡リード片と、一面に該短絡リー
   ド片を取付け、他面にクラッチ面を備えると共ｉこ回転
   角度を規制する手段を設けた絶縁性の可動板と、該可動
   板のクラッチ面Ｉこ接合して可動板ｉこ回転力を伝える
   クラッチ面を備えた駆動板とをケースに内装したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車輛用電動変速
   装置。