专利名称：旋转方向检测装置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及旋转方向检测装置，更具体的说，本发明涉及检测安装在一个固定部件上，能转动的旋转件的旋转方向的旋转方向检测装置。本发明特别适合于用在后拨链器上。
背景技术：
为了用很小的力量就能进行自行车上的换档操作，近来开发了使用致动器来进行自行车的换档操作的电动换档机构。当使用安装在外部的换档机构时，由于换档是通过将链条从许多链轮中的一个链轮上脱开来完成的，如果链条不是处于向前旋转时，也就是如果踏板不是向着前进运动方向蹬踏时，就不能够进行换档。因此，为了使安装在外部的换档机构的换档操作能用电力驱动，就必须有能检测踏板是否向着前进运动的方向蹬踏的旋转方向检测装置。
通常，这种旋转方向检测装置包括，例如，一个固定在自行车的曲柄上的，用磁铁构成的检测元件，以及一对能检测出上述检测元件的磁力的，能在“通”和“断”状态之间转换的舌簧开关。这一对舌簧开关沿着旋转方向并排布置。用来确定踏板是否向着前进运动的方向蹬踏的曲柄的旋转方向，是通过确定沿着旋转方向布置的这一对磁铁中哪一块首先“通”或者“断”而检测出来的。
在以上描述的传统的旋转方向检测装置中，由于使用了一对舌簧开关来检测旋转的方向，检测装置的结构很复杂，并且，为了检测旋转方向所要完成的处理过程也很复杂。此外，由于必须把两个舌簧开关布置成在旋转方向上隔开间隔，因而很难把这种装置的尺寸做得很紧凑。
鉴于以上的情况，根据本公开内容本技术领域的技术人员就很清楚，存在着改进旋转方向检测装置的需要。本发明满足了该技术领域中的这种需要和其他需要，本技术领域的技术人员将根据本公开内容了解这一点。
发明内容
本发明的目的是实现一种结构简单而且紧凑的旋转方向检测装置，它具有紧凑而简单的结构，并且能以简单的处理方式检测出旋转件的旋转方向。
基本上，上述目的是由一种旋转方向检测装置来实现的，它包括一个固定部件；一个旋转件；一个联结在上述固定部件上的检测构件；一个联结在上述旋转件上的检测元件；以及一个至少一部分处于上述旋转件与检测构件之间的遮挡件。上述遮挡件设计并布置成在下列两个位置之间移动上述检测构件不能检测到上述检测元件的遮挡位置，以及上述检测构件能够检测到上述检测元件的检测位置。上述检测位置与上述遮挡位置隔开。上述遮挡件还设计和布置成与上述旋转件在第一旋转方向和与上述第一旋转方向相反的第二旋转方向中至少一个旋转方向的转动连动。
属于本发明第一方面的旋转方向检测装置是一种这样的装置，它能检测一个安装在固定部件上能够转动的旋转件的旋转方向，并具有一个非接触式检测构件，一个检测元件，和一个具有遮挡件的遮挡机构，一个联结构件和一个定位构件。上述非接触式检测构件固定在上述固定部件上。上述检测元件安装在上述旋转件上，并能由上述非接触式检测构件检测到。上述遮挡件安装在上述固定部件上，并能在遮挡位置与检测位置之间运动，在遮挡位置上，上述非接触式检测构件不能进行检测工作，上述检测位置与上述遮挡位置离开一距离，并且在该位置上上述非接触式检测构件能够进行检测工作。上述联结构件使得上述遮挡构件与上述旋转件的第一方向或者与第一方向相反的第二方向的转动连动。上述定位构件把上述由联结构件驱动的遮挡件定位在遮挡位置和检测位置上。
在这种旋转检测装置中，例如，当旋转件向第一方向旋转时，遮挡件便随着这种转动向第一方向旋转，并定位在上述遮挡位置上。结果，上述非接触式检测构件就不能检测出检测元件。另一方面，例如，当旋转件向第二方向旋转时，遮挡件便随着这种转动向第二方向旋转，并定位在检测位置上。结果，非接触式检测构件就能够检测出检测元件，并能够确定，上述旋转件已经在向第二方向旋转。由于利用遮挡件使得上述非接触式检测构件能够检测或不能够检测的状态，只要用一个非接触式检测构件就能够检测出旋转件向第二方向的旋转，所以能实现结构紧凑而且简单的检测装置。此外，由于只要处理从一个非接触式检测构件所输出的信号，所以只要经过简单的处理，就能检测出旋转件的旋转方向。
按照本发明第二方面的旋转方向检测装置包括按照本发明第一方面的装置，其中固定部件是一辆自行车的部件，其旋转件与自行车的曲柄一起转动(连动)。在这种情况下，由于能很简单地检测出自行车曲柄沿着向前运动的方向旋转，所以就能很容易地控制外部换档机构。
按照本发明第三方面的旋转方向检测装置包括本发明的第一或第二方面的装置，其中非接触式检测构件是利用磁力来”通”或”断”的舌簧开关，而其检测元件是磁铁。在这种情况下，由于使用了该舌簧开关，就能很简单地检测出旋转的方向。
按照本发明第四方面的旋转方向检测装置包括按照本发明的第三方面的装置，其中遮挡件遮挡从检测元件发射的磁力。在这种情况下，借助于利用遮挡件将检测元件所产生的磁力遮挡，就能使舌簧开关不能对检测元件进行检测。
按照本发明第五方面的旋转方向检测装置包括按照本发明第一到第四方面的任何一项发明的装置，其中遮挡件安装在固定部件上，使它能绕着旋转件的轴线自由转动，并且其联结构件借助于摩擦力将旋转件与遮挡件联结起来。在这种情况下，由于遮挡件仅仅依靠摩擦力与旋转件联结，所以，在旋转件的旋转过程中，一旦遮挡件停止在规定的位置上时，即使旋转件继续旋转，遮挡件也仍然停止在该位置上。
按照本发明第六方面的旋转方向检测装置包括按照本发明第一到第五方面的任何一项发明的装置，其中定位构件包括设置在固定部件上的阻挡构件，这个阻挡部件在上述旋转件向第一方向旋转时，将上述遮挡件定位到使上述遮挡件的位置转动到位于上述非接触式检测构件与上述检测元件之间的遮挡位置的旋转位置上，这一旋转位置被认为是遮挡位置，而当上述旋转件向第二方向旋转时，则将上述遮挡件定位到检测位置上。在这种情况下，只要简单地把向着第一方向旋转的非接触式检测构件固定在固定部件的遮挡件与阻挡部件接触的位置上，就能把遮挡件定位在遮挡位置和检测位置上。这样，利用简单的结构就能确定遮挡件的位置，简化了遮挡件的结构。
显然，根据下面结合附图公开本发明的优选实施例的详细描述，本技术领域的技术人员将理解本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点。
下面，说明构成本发明的原始公开的一部分的附图。
图1是安装了具有按照本发明一个实施例的旋转方向检测装置的自行车换档装置的自行车的侧视图；图2是自行车车把，一部分自行车换档装置，以及其他用于图1中所描述的自行车上的其他靠近车把的零件的透视图；图3是说明按照本发明的自行车换档装置的控制框图；图4是图1中描述的自行车的局部侧视图，其中表示了按照本发明的一个实施例的后方外部换档装置，上述旋转方向检测装置安装在后方外部换档装置的后拨链器上；图5是图4中的上述后拨链器下部，和旋转方向检测装置的放大了的局部侧视图；图6是图4和图5中的后拨链器下部和旋转方向检测装置的横断面图；图7是说明按照图1～6中的本发明实施例的旋转方向检测装置的工作过程的一系列示意图；图8是描述按照图1～7中的本发明实施例的旋转方向检测装置的控制过程的流程图；图9是与图8类似的，描述按照本发明另一个实施例的旋转方向检测装置的控制过程的流程图；图10是按照本发明另一个实施例的上述后拨链器的上部，以及旋转方向检测装置的放大了的局部侧视图；以及图11是图10中所示的上述后拨链器的上部，以及旋转方向检测装置的横断面图。
具体实施例方式
下面，参照
本发明的若干优选实施例。本技术领域的技术人员将从所公开的说明中清楚地了解，以下对于本发明实施例的描述只是为了说明本发明，而不是为了限制本发明，本发明的保护范围应由所附的权利要求书及其等同物来确定。
首先参照图1，图1表示一辆装备了按照本发明的第一实施例的自行车换档装置的自行车1。这辆自行车1是一辆山地式运动自行车，它的主要部件有车架2、前叉3、车把4、前轮5、后轮6、链条7、前方外部换档机构8，以及后方外部换档机构9。
车架2是自行车1的基体，主要在其前部有前叉3，在其中央下部有前方外部换档机构8，在其后部有后轮6和后方外部换档机构9。此外，在车架2中部的上方设有骑行者乘坐用的车座11。
前叉3是一种安装在车架2的前部，能绕着它倾斜安装的轴自由转动的构件。在前叉3的上部安装着车把4，同时在前叉3的底部安装着前轮5。
如图2所示，在车把4的两端分别设有一对把手12a和12b，以及一对制动杆13a和13b，它们中的每一个位于车把4的各个端部。此外，车把4设有一对换档操作部件14a和14b。上述换档操作部件14a和14b分别设在车把4上把手12a和12b以及制动杆13a和13b的内侧。还有，在车把4的中央部分，装有换档控制装置15，该换档控制装置15与换档操作部件14a和14b可操作地(电)连接。
制动杆13a和13b是用于分别对前轮5和后轮6进行制动操作的部件，并且可操作地分别与后面将要描述的前轮制动器16和后轮制动器17连接。
换档操作部件14a和14b用于对前方外部换档机构8和后方外部换档机构9进行换档操作。在换档操作部件14a上，设有后部换高速档的按钮18a和后部换低速档的按钮19a；在换档操作部件14b上，设有前部换高速档的按钮18b和前部换低速档的按钮19b。上述各换高速档的按钮18a和18b，向换档控制装置15输出换档信号，指令外部换档机构8和9，从正在使用的档(将在下面描述)换到下一个高档(换高速档)。同样，上述换低速档的按钮19a和19b，也向换档控制装置15输出换档信号，指令外部换档机构8和9，从正在使用的档换到下一个低档(换低速档)。
换档控制装置15根据换档操作部件14a和14b所输出的换档信号，分别对前方外部换档机构8和后方外部换档机构9进行换档控制。如图3所示，该换档控制装置15主要有下列各部分包括CPU 21和存储器22的控制器23，显示当前正在使用的档的显示部件24，电源开关25和模式开关26。控制器23根据储存在存储器22中的数据和/或程序，通过CPU 21对换档控制装置15进行控制。显示部件24，电源开关25，和模式开关26，以及各换档按钮18a、18b、19a和19b，连接器28和旋转传感器29，都与上述控制器23可操作地(电)连接。连接器28根据换档信号产生和/或输出驱动前方外部换档机构8和后方外部换档机构9上的各个拨链器33、42(将在后文中描述)的信号。旋转传感器29检测曲柄35、36(将在后文中描述)是否向着驱动自行车1向前运动的方向旋转。在这个优选实施例中，上述旋转传感器29安装在后拨链器42上。
模式开关26改变换档控制装置15的模式。在本实施例中，通过操作模式开关26能够选择自动换档模式或者手动换档模式。自动换档模式通常根据自行车的速度和/或其他参数决定最适当的档位。在自动换档模式中，根据为每一个档位预先设定的换高速档的阈值和换低速档的阈值，控制前方外部换档机构8和后方外部换档机构9。在手动换档模式中，则根据对换档操作部件14a和14b的操作，控制前方外部换档机构8和后方外部换档机构9。
如图2所示，换档控制装置15包括一个箱形的控制箱27，而显示部件24，电源开关25和模式开关26都布置在控制箱的上表面上。还有，换档控制装置15通过上述连接器28，与前方外部换档机构8和后方外部换档机构9可操作连接。
前轮5的前轮毂安装在前叉3的底部，在前叉3的上部设有对前轮5进行制动的前轮制动器16。后轮6的后轮毂安装在车架2的后部，在该后轮毂上还安装着后方外部换档机构9。在后轮6的上部设有对后轮6进行制动的后轮制动器17。
链条7绕在前方外部换档机构8和后方外部换档机构9上。链条7把前方外部换档机构8的驱动力传递给后方外部换档机构9。
前方外部换档机构8装在车架2中央的下部，并包括通过链条7把来自骑行者的驱动力传递给后方外部换档机构9的机构。前方外部换档机构8具有一大一小两个链轮37和一个前拨链器33。
这两个链轮37都以传统的方式安装在曲柄部件31上。曲柄部件31由于骑行者蹬踏踏脚32a和32b而转动。曲柄部件31由曲柄轴34、右曲柄35和左曲柄36构成。曲柄轴34横向设置在车架2中央底部区域的两侧，并安装在车架2上，能够转动。右曲柄35的一端连接在曲柄轴34的右侧，并且两个链轮37都固定在右曲柄35上。左曲柄36的一端连接在曲柄轴34的左侧。右曲柄35和左曲柄36的另一端上，安装着能绕着其外圆周转动的踏脚32a和32b。
前拨链器33使架设在两个链轮37中的一个链轮上的链条7运动。前拨链器33能利用电磁线圈(图中未示出)进行移动，电磁线圈由换档控制装置15用手动或者自动的方式可操作地控制。前拨链器33是在上述换档控制装置15的控制下移动的，并且能通过档位传感器(图中未示出)检测出当前正在工作的档位。
后方外部换档机构9安装在后轮6的后轮毂的周围区域，它是把通过链条7传递过来的驱动力传递到后轮6上去的机构。后方外部换档机构9包括后链轮组41和后拨链器42。后拨链器42是在换档控制装置15控制下进行工作的，并且能通过档位传感器(图中未示出)检测出当前正在工作的档位。
后链轮组41包括沿轴向并排布置的7个大小不同的链轮43a～43g，这七个链轮都安装成与后轮6的轮毂同轴线。
后拨链器42使链条7移动并绕在7个链轮43a～43g中的一个链轮上。后拨链器42是借助于一台电动机(图中未示出)使链条7在链轮43a～43g之间移动的。
后拨链器42主要包括下列各种部件一个底座部件50；一个可动构件51；一个链条导向器52；一个连杆机构53，一个上导向轮54和一个下张紧轮55。后拨链器42还包括一个安装在上述链条导向器52和下张紧轮55之间的旋转方向检测机构60。当然，本技术领域的技术人员从以上的公开内容会很清楚，上述旋转方向检测机构60也可以如以下第二实施例所描述的那样，安装在链条导向器52与上导向轮54之间。
底座部件50安装在车架2的后端。可动构件51设在远离底座部件50处。链条导向器52安装在可动构件51上，可以移动。连杆机构53把底座部件50和可动构件51可操作地连接在一起。一台驱动马达和一个定位机构(图中未示出)装在上述底座部件50里，用于确定上述可动构件51和链条导向器52相对于链轮43a～43g的位置。
上导向轮54和下张紧轮55安装在链条导向器52上，能够转动，而链条导向器52又安装在上述可动构件51上，能够转动。可动构件51在链条导向器52上施加沿着图4中的顺时针方向的力，以便对链条7施加张力。连杆机构53使链条导向器52沿着轮毂的轴向作横向移动，它有四根横向对齐的连杆。力是向着直径最小的链轮43g的方向施加在连杆机构53上的。链条导向器52有两块板状的构件，下张紧轮55安装在其下端，能够转动，而上导向轮54则安装在其上端，也能够转动。上述下张紧轮55安装在一根固定的轴56上(见图6)，能够转动，轴56则安装在链条导向器52的下端。
旋转方向检测机构60通过检测后拨链器42的下张紧轮55的旋转，来检测曲柄35和36向前进运动方向的旋转。旋转方向检测机构60有一个固定在上述链条导向器52上的旋转传感器29；一个安装在下张紧轮55上使其能被旋转传感器29检测到的检测元件61；以及一个遮挡机构62，这个遮挡机构使得旋转传感器29只有在曲柄35和36在向前进运动的方向旋转时，才能输出信号。旋转传感器29通常是一个舌簧开关，它依靠检测元件61产生的磁力，交替地处于“通”和“断”的状态。上述检测元件61具有一块固定在上述下张紧轮55的周边上的磁铁。当检测元件61通过与上述旋转传感器29相对的位置时，旋转传感器29便输出一个脉冲。
遮挡机构62通常具有下列各种构件遮挡臂65；联结(连动)构件66和定位突起67。当然，本技术领域的技术人员从以上说明就能很清楚地了解，联结构件66并不是遮挡机构62的必要构件。本技术领域的技术人员从以上说明更能很清楚地了解，上述遮挡臂65可以设置成仅仅依靠摩擦来工作。
联结构件66设计并做成使得遮挡臂65随轮55的转动一起向第一方向A(与曲柄向前进方向旋转相反的方向)和与之相反的第二方向B(曲柄向前进方向旋转的方向)旋转。而定位突起67则设计并做成使得由联结构件66驱动的遮挡臂65定位在遮挡位置上或是检测位置上。
遮挡臂65可转动地安装在链条导向器52上，并能在下列两个位置之间转动旋转传感器29不能检测到检测元件61的遮挡位置(图5中用双点划线表示的面对旋转传感器29的位置)；离开上述遮挡位置一定距离，旋转传感器29能检测到检测元件61的位置。遮挡臂65优选为能遮挡上述检测元件61的磁力的，例如，铝制的板状部件。遮挡臂65安装在固定轴56上，能够转动，并且与下张紧轮55对准。结果，遮挡臂65就能设置在检测元件61与旋转传感器29之间。
联结构件66安装在下张紧轮55与遮挡臂65之间，使其与两者接触，并能借助于摩擦力把两者连接起来。因此，当遮挡臂65被定位突起67停止在某位置上时，联结构件66便紧靠在遮挡臂65上滑动。这样，由于遮挡臂65仅仅通过摩擦力与下张紧轮55联接，所以在下张紧轮55旋转的时候，如果遮挡臂65停止在一个特定的位置上，那么，即使下张紧轮55继续旋转，遮挡臂65也能停止在该位置上。
定位突起67通常与链条导向器52做成一体。当下张紧轮55向第一旋转方向A旋转时，上述定位突起67便将遮挡臂65定位在一个这样的旋转位置上，在该位置时，遮挡臂65处于旋转传感器29与检测元件61之间。这个位置被认为是遮挡位置。当下张紧轮55向第二旋转方向B旋转时，上述定位突起67便将遮挡臂65定位在检测位置上。这样，只要简单地把旋转传感器29固定在链条导向器52这样的位置上，即，在向第一旋转方向旋转的过程中，对应于遮挡臂65与定位突起67接触的位置上，就能把遮挡臂65定位在上述遮挡位置或者检测位置上。这样，就能利用简单的结构使遮挡臂65定位，并使得遮挡机构62的结构变得很简单。
在具有上述结构的旋转方向检测装置60中，例如，当如图7的步骤(a)和(b)所示，将踏脚32a和32b向着与前进运动相反的方向蹬踏，并且下张紧轮55向第一旋转方向A转动时，由于联结构件66的作用，遮挡臂65也向着这个方向转动，于是遮挡臂65便被定位突起67定位在图7的步骤(c)所示的遮挡位置上。这个遮挡位置是朝向旋转传感器29的位置。当遮挡臂65处于该遮挡位置时，由于联结构件66是仅仅靠摩擦力与下张紧轮55和遮挡臂65联结在一起的，所以即使遮挡臂65停止在该位置上，下张紧轮55仍能继续转动。这样，即使安装在下张紧轮55上的检测元件61转动到与旋转传感器29相对的位置上的时候，由于遮挡臂65处于检测元件61与旋转传感器29之间，旋转传感器29不能检测到检测元件61的磁力，因而旋转传感器29不会向换档控制装置15输出电脉冲。
另一方面，如图7中的步骤(e)、(f)所示，当将踏脚32a、32b向着自行车前进运动的方向蹬踏，使得下张紧轮55向第二旋转方向B转动时，由于联结构件66的作用，遮挡臂65也向同一个方向转动，于是遮挡臂65便由于定位突起67而定位在图7中的步骤(g)所示的检测位置上。这个检测位置是不与旋转传感器29相对的位置。此时，由于联结构件66是仅仅靠摩擦力与下张紧轮55和遮挡臂65联结的，所以，即使遮挡臂65停止在检测位置上，下张紧轮55仍继续转动。当安装在下张紧轮55上的检测元件61转动到朝向旋转传感器29的位置上时，由于遮挡臂65不处于检测元件61与旋转传感器29之间，所以旋转传感器29就能检测到检测元件61发出的磁力，并向换档控制装置15输出电脉冲。结果，根据从旋转方向检测装置60的旋转传感器29所输出的脉冲，就能检测出曲柄35和36是否向着自行车前进运动的方向转动了。
由于具有这种构成的旋转方向检测装置60只使用单独一个旋转传感器29，就能够检测出曲柄35、36是否向着自行车前进运动的方向转动，因而能实现简单而又紧凑的结构。此外，由于只需要处理从单独一个旋转传感器29所发射的信号，所以能够以很简单的处理方式检测出曲柄35和36的旋转方向。
动作下面，以换档控制装置15的一种换档控制方法为例，参照图8中所示的控制流程图，说明后方外部换档机构9所实施的换档控制方法。由于前方外部换档机构8所实施的换档控制方法，除了换的档比较少之外，其它都与后方外部换档机构9的换档控制方法相同，所以这里就省略了对它的说明。
骑行者接通通向换档控制装置15的电源开关25，就能对自行车1进行换档控制了。当电源开关25接通后，首先，在步骤S1中，换档控制装置15进行初始化。与此同时，对储存在存储器22中的资料进行初始化。例如，把当前档SH设定为第二档。
在步骤S2中，从后拨链器42的换档位置传感器获得当前的档位，并将该档位作为SH值储存在存储器22中。SH值是为了储存当前的档位值用的计数值，例如，在当前的档位为一档时，相应于该档位的数值为「1」，而当前的档位为三档时的数值为「3」等等，并将与这些档位相对应的数值储存起来。在储存了SH值之后，换档控制装置15的CPU21便转移到步骤S3。
在步骤S3中，决定是否发出换高速档的命令。在手动换档模式时，这一决定是在确定了是否按压了换档操作部件14a的后部换高速档按钮18a而输出了换高速档换档信号之后而作出的。在自动换档模式时，这一决定是在确定车速是否超过了与各档位相对应的换高速档的阈值之后作出的。在步骤S4中，确定是否发出换低速档的命令。在手动换档模式时，这一决定是在确定了是否按压了换档操作部件14a的后部换低速档按钮19a而输出了换低速档的换档信号而作出的。在自动换档模式时，这一决定是在确定车速是否低于与各档位相对应的换低速档的阈值之后作出的。在步骤S5中，确定是否发出要求进行其它处理的命令，例如，要求显示，以及要求进行各种设定等等。
当在步骤S3中发出换高速档的命令时，CPU21便将步骤从步骤S3转移到步骤S6，根据从旋转传感器29所发来的脉冲，确定曲柄35和36是否向着自行车前进运动的方向转动。如果曲柄35和36向着前进运动的方向(即，向着第二方向B)转动时，旋转传感器29便按照以上所描述的那样发射脉冲，否则，即，如果曲柄35和36向第一方向A转动，或者停止转动，就按照以上所描述的那样，不发射脉冲。
为了换档，外部换档机构8和9要把链条7从一个链轮转移到另一个链轮上，如果链条7不转动，并且在链条7上没有张力作用，就不能进行换档动作。因此，在步骤S6中，如果骑行者不向前进运动的方向蹬踏踏脚32a和32b，换档动作就不能完成。如果在步骤S6中的决定为“否”，就不进行换档动作，CPU21便回到步骤S4。如果在步骤S6中确定曲柄35和36是向着前进运动的方向转动，则CPU21前进到步骤S7。在步骤S7中，从CPU21向连接器28发出换高速档的信号。连接器28根据换高速档信号，向后拨链器42输出驱动信号。于是，后拨链器42就把档位换到下一个速度较高的档。
如果在步骤S4中发出换到低档的命令，则CPU21便从步骤S4前进到步骤S8，并且和步骤S6一样，根据旋转传感器29发来的脉冲，确定曲柄35和36是否向前进运动的方向转动。如果在步骤S8中决定为“否”，就不进行换档动作，于是CPU21就回到步骤S5。如果在步骤S8中曲柄35和36正向着前进运动的方向转动，则CPU21前进到步骤S9。在步骤S9中，从CPU21向连接器28输出换低速档信号。连接器28根据换低速档信号，向后拨链器42输出驱动信号。于是，后拨链器42就把车速换到下一个低速档。
在发出进行其他处理的命令时，CPU21便从步骤S5前进到步骤S10，进行所要求进行的其他处理。
在本实施例中，由于可以借助于使用遮挡臂65而使旋转传感器29处于不能进行检测的状态，只用单独一个旋转传感器29就能检测出曲柄35和36在向前进运动的方向转动，所以就能实现结构简单而又紧凑的检测装置60。此外，由于只要处理从单独一个旋转传感器29所发出的信号就可以了，因而只要很简单的处理，就能检测出曲柄35和36的旋转方向。
此外，由于在本发明中使用了非接触式传感器，即，使用了廉价的小型磁力驱动舌簧开关，所以能进一步降低装置的成本。
第二实施例下面，参照图10和11，说明按照另一个实施例的，安装在后拨链器42’上部的旋转方向检测装置60’。后拨链器42’与第一实施例中的后拨链器42相同，只是旋转方向检测装置60’的位置与后拨链器42上的旋转方向检测装置60的位置不同。此外，旋转方向检测装置60’与第一实施例中的旋转方向检测装置60相同，只是旋转方向检测装置60’安装在后拨链器42’的上部，而不是像第一实施例那样安装在后拨链器42的下部。这样，可以用具有旋转方向检测装置60’的后拨链器42’来替换具有旋转方向检测装置60的后拨链器42，因此，下面将不讨论和/或描述后拨链器42’和旋转方向检测装置60’。而是只讨论和/或描述第一实施例与第二实施例的不同点。
旋转方向检测装置60’检测上导向轮54’的旋转，从而表明，自行车1的曲柄35和36是向着自行车1的前进运动方向旋转，还是向着向后运动的方向旋转。旋转方向检测装置60’主要包括一个旋转传感器29’，一个检测元件61’和一个遮挡机构62’。旋转传感器29’固定在链条导向器52’上，而检测元件61’则固定安装在上导向轮54’上，使得它能够被旋转传感器29’检测到。这种遮挡机构62’能让旋转传感器29’只在自行车1的曲柄35和36向着前进运动方向旋转时，才向换档装置15输出电脉冲。上述旋转传感器29’优选为舌簧开关，这种开关根据检测元件61’发出的磁力交替地处于“通”和“断”的状态。上述检测元件61’是一个固定在上导向轮54’的周边上的磁铁。当检测元件61’通过与旋转传感器29’相对的位置时，该旋转传感器29’便向换档装置15输出一个电脉冲。
遮挡机构62’通常包括一遮挡臂65’，一联结构件66’和一定位突起67’。当然，本技术领域的技术人员从以上说明就能很清楚地了解，联结构件66’并不是遮挡机构62’的必要构件。本技术领域的技术人员从以上说明更能很清楚地了解，上述遮挡臂65’可以设置成仅仅依靠摩擦来工作。
遮挡臂65’和联结构件66’安装在上导向轮54’的固定轴56’上，能够转动。联结构件66’设计并做成使得遮挡臂65’能与上导向轮54’的转动一起向第一方向A’(与曲柄向前进方向旋转相反的方向)和第二方向B’(曲柄向前进方向旋转的方向)旋转。通常，联结构件66’以摩擦的方式把遮挡臂65’联结在上导向轮54’上，以使它们能一起旋转。定位突起67’则设计并做成能把由联结构件66’驱动的遮挡臂65’定位在遮挡位置上或是检测位置上。在所描述的实施例中，上述定位突起67’是延伸通过链条导向器52中的一个孔的凸缘，以便能定位在遮挡臂65’的转动通路上。因此，上述定位突起67’限制了上述遮挡臂65’的旋转运动，能使得遮挡臂65’停止在遮挡位置或者检测位置上。
遮挡臂65’可转动地安装在固定轴56’的链条导向器52’上，并使它能在下列两个位置之间转动旋转传感器29’不能检测到检测元件61’的遮挡位置(图10中用双点划线表示的面对旋转传感器29’的位置)；离开上述遮挡位置一定距离，旋转传感器29’能检测到检测元件61’的检测位置。遮挡臂65’优选为能遮挡上述检测元件61’的磁力的，铝制的板状部件。遮挡臂65’可转动地安装在固定轴56上，并且与上导向轮54’对准。结果，遮挡臂65’就能设置在检测元件61’与旋转传感器29’之间。
联结构件66’安装在上导向轮54’与遮挡臂65’之间，与两者都接触，并能借助于摩擦力把两者连接起来。因此，当遮挡臂65’被定位突起67’停止在其位置上时，联结构件66’便紧靠在遮挡臂65’上滑动。因此，由于遮挡臂65’仅仅通过摩擦力与上导向轮54’联接，所以在上导向轮54’旋转的时候，如果遮挡臂65’停止在一个特定的位置上，那么，即使上导向轮54’继续旋转，遮挡臂65’也能停留在那个位置上。
定位突起67’通常与与链条导向器52’做成一体。当上导向轮54’向第一旋转方向A旋转时，上述定位突起67’便将遮挡臂65’定位在这样的旋转位置上，在该位置上，遮挡臂65’处于旋转传感器29’与检测元件61’之间。这个位置就是遮挡位置。当上导向轮54’向第二旋转方向B旋转时，上述定位突起67’便将遮挡臂65’定位在检测位置上。这样，只要简单地把旋转传感器29’固定在链条导向器52’这样的位置上，即，在向第一方向A旋转的过程中对应于遮挡臂65’与定位突起67’接触的位置上，就能把遮挡臂65’定位在上述遮挡位置或者检测位置上。这样，就能利用简单的结构使遮挡臂65’定位，并使得遮挡机构62’的结构变得很简单。
如图8所示，上述旋转方向检测装置60’优选为用于由换档控制装置15来实施的换档控制方法中。换言之，旋转方向检测装置60’与旋转方向检测装置60是以同样的方式工作的。因此，第一实施例和第二实施例的由换档控制装置15所实施的换档控制方法是同样的方法。
其他实施例在以上这些实施例中，使用了舌簧开关作为非接触式检测元件或装置，但，也可以使用光电开关等其他装置作为非接触式检测元件或装置。
在以上这些实施例中，是将本发明的装置用于检测自行车曲柄的旋转方向，但，本发明的装置完全可以使用于检测任何类型旋转体的旋转方向。
在以上这些实施例中，是在发出换档命令之后才对旋转的方向进行检测，但，也可以在确定了旋转方向之后再确定是否换档的命令。在这种情况下，如图9所示，可以在步骤S13中确定曲柄的旋转方向，并只在曲柄旋转的方向为前进运动的方向时(即，只在旋转传感器29发出脉冲时)，在步骤S15和步骤S16中确定换高速档和换低速档的命令。
按照本发明，由于借助于使用遮挡件使上述非接触式检测构件处于能够检测和不能检测的状态，通过单独一个非接触式检测元件，就能够由该非接触式元件检测到旋转体向两个方向的转动，所以能采用结构简单而且紧凑的结构实现该检测装置。此外，由于只需要处理从一个非接触式检测元件所发出的信号，因而只要很简单的处理过程，就能检测出旋转件的旋转方向。
在本说明书中使用的以上各种表示程度的词汇，例如“基本上”，“左右”和“大约”，意味着所修饰的词汇的合理的偏差量，但却不会显著地改变最终结果。在这种偏差不至于否定所修饰的词汇的意义时，这些词汇应该包括被修饰词汇的偏差量至少为±5％。
本申请是以日本专利申请No.2001-323973为基础的。日本专利申请No.2001-323973的全部内容都作为本申请的参考。
虽然以上只选择了若干实施例来说明本发明，但对于本技术领域的技术人员来说，很清楚，在不脱离本发明在权利要求书中所限定的范围的前提下，可以对本发明作各种变化和改进。此外，以上对本发明实施例的描述只是为了说明本发明，而不是为了限定本发明的保护范围，本发明的保护范围应由所附权利要求书及其等同物来确定。
权利要求
1.一种旋转方向检测装置，它包括下列各部分固定部件；旋转件；联结在上述固定部件上的检测构件；联结在上述旋转件上的检测元件；以及至少一部分处于上述旋转件与检测构件之间的遮挡件；上述遮挡件设计并布置成在下列两个位置之间移动上述检测构件不能检测到上述检测元件的遮挡位置，以及上述检测构件能够检测到上述检测元件的检测位置，上述检测位置与上述遮挡位置隔开；上述遮挡件还设计和布置成随着上述旋转件在第一旋转方向和与上述第一旋转方向相反的第二旋转方向中至少一个旋转方向的转动而连动。
2.如权利要求1所述的旋转方向检测装置，其特征在于，上述固定部件是一种自行车构件，而上述旋转件设计成与自行车的曲柄连动旋转。
3.如权利要求2所述的旋转方向检测装置，其特征在于，上述检测元件包括磁铁，而上述检测构件包括舌簧开关，这个开关通过上述磁铁所发射的磁力在“通”和“断”位置之间转换。
4.如权利要求3所述的旋转方向检测装置，其特征在于，上述遮挡件设计成能遮挡从上述磁铁所发射的磁力。
5.如权利要求4所述的旋转方向检测装置，其特征在于，上述遮挡件安装成能借助于摩擦绕着上述旋转件的旋转轴线转动。
6.如权利要求5所述的旋转方向检测装置，其特征在于，它还包括设计和布置在上述遮挡件和固定部件之间的定位构件，以便有选择地把上述遮挡件保持在上述遮挡位置与检测位置中的一个位置上。
7.如权利要求6所述的旋转方向检测装置，其特征在于，上述定位构件包括设计并布置在上述固定部件上的阻挡构件，以便有选择地把上述遮挡件定位在上述遮挡位置与检测位置中的一个位置上。
8.如权利要求5所述的旋转方向检测装置，其特征在于，它还包括一个设计并布置在上述旋转件与遮挡件之间的联结构件，以便通过摩擦把上述旋转件与遮挡件联结在一起。
9.如权利要求1所述的旋转方向检测装置，其特征在于，上述检测构件是舌簧开关，这个开关能通过磁力在“通”和“断”位置之间转换，并且上述检测元件是磁铁。
10.如权利要求1所述的旋转方向检测装置，其特征在于，上述遮挡件安装成能借助于摩擦绕着上述旋转件的旋转轴线旋转。
11.如权利要求1所述的旋转方向检测装置，其特征在于，它还包括一个设计和布置在上述遮挡件和固定部件之间的定位构件，以便有选择地把上述遮挡件保持在上述遮挡位置与检测位置中的一个位置上。
12.如权利要求1所述的旋转方向检测装置，其特征在于，上述固定部件是链条导向器，并且上述旋转件是轮。
13.一种后拨链器，它包括设计成与一辆自行车的车架联结的底座构件；与上述底座构件可移动地联结的可动构件；可操作地联结在上述底座构件与可动构件之间的连杆机构；可移动地联结在上述可动构件上的链条导向器；以及与上述链条导向器联结，能够转动的上轮与下轮；与上述上轮和下轮中的一个轮联接的检测元件；与上述链条导向器联结的检测构件；以及至少有一部分布置在上述旋转件与检测构件之间的遮挡件；上述遮挡件设计并布置成在下列两个位置之间移动上述检测构件不能检测到上述检测元件的遮挡位置，以及上述检测构件能够检测到上述检测元件的检测位置，上述检测位置与上述遮挡位置隔开；上述遮挡构件还设计和布置成与上述联结着上述检测元件的上、下轮中的一个轮在第一旋转方向和与上述第一旋转方向相反的第二旋转方向中至少一个旋转方向连动。
14.如权利要求13所述的后拨链器，其特征在于，上述检测元件包括磁铁，上述检测构件包括舌簧开关，这个开关通过上述磁铁所发射的磁力在“通”和“断”位置之间转换；并且上述遮挡件设计成能遮挡由上述磁铁发射的磁力。
15.如权利要求13所述的后拨链器，其特征在于，上述遮挡件安装成能借助于摩擦绕着上述上、下轮中的一个轮的旋转轴线转动。
16.如权利要求13所述的后拨链器，其特征在于，它还包括设计和布置在上述遮挡件和链条导向器之间的定位构件，以便有选择地把上述遮挡件保持在上述遮挡位置与检测位置中的一个位置上。
17.如权利要求13所述的后拨链器，其特征在于，它还包括设计并布置在上述上、下轮中的一个轮与上述遮挡件之间的联结构件，以便通过摩擦把上述上、下轮中的一个轮与遮挡件联结在一起。
18.如权利要求13所述的后拨链器，其特征在于，上述检测元件联结在上述下轮上。
19.如权利要求13所述的后拨链器，其特征在于，上述检测元件联结在上述上轮上。
全文摘要
本发明提供了一种旋转方向检测装置，可用来检测安装在链条导向器上的能够转动的轮的转动方向，它具有旋转传感器、检测元件和遮挡机构。旋转传感器固定在链条导向器上。检测元件安装在轮上，使得它能被旋转传感器检测到。遮挡机构具有一条遮挡臂，这条遮挡臂安装成在旋转传感器不能检测出检测元件的遮挡位置，与旋转传感器能够检测出检测元件的检测位置之间移动。遮挡机构有一联结构件，它能使遮挡臂与上述轮在第一或第二旋转方向的旋转连动。遮挡机构还有一个定位突起，它能使上述遮挡臂定位在遮挡位置或检测位置上。
文档编号G01P13/04GK1525178SQ03119808
公开日2004年9月1日 申请日期2003年2月28日 优先权日2003年2月28日
发明者北村智 申请人:株式会社岛野