专利名称：自行车电动拨链器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装于自行车车架上、且电动驱动的自行车用电动拨链器。
背景技术：
众所周知，作为自行车用的拨链器，有一种通过电机使连杆机构动作的电动拨链器(参照专利文献1)。在这种电动拨链器中，另外需要一种向包括电机、螺线管的电动驱动部供电的电源装置。现有技术的电动拨链器的电源装置形成可以与水瓶笼保持部件一起安装在车架上的形状，该水瓶笼保持部件用于保持被固定在自行车车架的下斜管上的自行车水瓶笼(bottle cage)。电源装置包括电子控制单元用容器、以及用于存放向电子控制单元与拨链器供电的电池的容器。电子控制单元通过配线与电动拨链器电连接，而且，通过配线与电池电连接。
专利文献1特开2002-2571号公报在上述现有技术的结构中，由于拨链器和电池配置在分开的位置，所以通过控制单元从电池连接到拨链器的配线较长。因此，存在电线挂在障碍物上导致断线的危险。而且，由于从电池连接到拨链器的配线较长，所以配线作业复杂。另外，还存在着由于配线电阻导致无益耗电的可能性。此外，由于拨链器和电池必须分别安装在车架上，所以电源装置的安装复杂。
发明内容
本发明的目的在于尽可能缩短电动拨链器和电源装置的配线，同时，简化电源装置的安装。
本发明第一方面所涉及的自行车用电动拨链器，包括安装部件、链条导向件、连接机构、电源驱动部、以及电源装置。该安装部件是可安装在自行车车架上的部件。该链条导向件相对于安装部件可以进行相对移动。该连接机构用于连接安装部件和链条导向件。该电动驱动部用于驱动链条导向件。该电源装置是向电动驱动部供电的装置。
在该电动拨链器中，电动驱动部通过从电源装置提供的电力进行动作，并驱动链条导向件，将链条引导至链轮中任一链轮。由于该电源装置设置在电动拨链器中，因此，可尽可能地缩短电源装置和电驱动部之间的配线。而且，由于电源装置不必与拨链器分开装在车架上，所以可以简化电源装置的安装。
本发明第二方面所涉及的自行车用电动拨链器，在本发明第一方面所涉及的拨链器中，电源装置被固定在安装部件上。在这种情况下，电源装置被固定在可将电动拨链器安装在车架上的安装部件上，所以，可以使电源装置与电动拨链器一体化，仅仅将电动拨链器安装在车架上，也就可将电源装置固定地安装在车架上。
本发明第三方面所涉及的自行车用电动拨链器，在本发明第二方面所涉及的的拨链器中，安装部件包括安装在固定于车架上的安装台座上的固定部，电源装置被固定在固定部上。在这种情况下，由于电源装置被安装在电动拨链器的组成部件中不移动的安装部件的固定部，所以，容易将电源装置配置在不妨碍车手的动作的位置。
本发明第四方面所涉及的自行车用电动拨链器，在本发明第二方面所涉及的拨链器中，安装部件包括通过紧固螺栓能够固定在车架上的安装卡箍，并且电源装置通过紧固螺栓固定在安装卡箍上。在这种情况下，在安装卡箍型的电动拨链器的同时不使用另外的固定部件就可以容易地安装电源装置。
本发明第五方面所涉及的自行车用电动拨链器，在本发明第一方面所涉及的拨链器中，电源装置通过固定螺栓被固定在安装台座上，该安装台座被固定在车架上、并通过固定螺栓安装安装部件。在这种情况下，在安装直接安装型的电动拨链器的同时，不使用另外的固定部件就可容易地安装电源装置。
本发明第六方面所涉及的自行车用电动拨链器，在根据本发明第一方面至第五方面任一项拨链器中，电源装置包括安装托架、以及被固定在安装托架上的电源。在这种情况下，由于将安装托架和电源作各自独立的部件，所以可以只更换电源。
根据本发明第七方面的自行车用电动拨链器，在根据本发明第六方面的拨链器中，电源包括可装卸自如地被固定在安装托架上的装卸部。在这种情况下，由于电源相对安装托架可自如装卸，所以，在电源消耗后可容易地更换电源。
根据本发明第八方面的自行车用电动拨链器，在根据本发明第七方面的拨链器中，安装托架包括托架主体、以及设置在托架主体且与装卸部电连接的连接接插件部。在这种情况下，可以通过安装托架向电动驱动部供供电。
根据本发明第九方面的自行车用电动拨链器，在根据本发明第六方面至第八方面任一项的拨链器中，在安装托架和电源中的至少一个上设置用于防止电源从安装托架脱落的锁定机构。在这种情况下，安装在安装托架上的电源不易从安装托架脱落。
根据本发明第十方面的自行车用电动拨链器，在根据本发明第六方面至第九方面的任一项的拨链器中，电源为蓄电池。在这种情况下，与电容器相比较，可以用电容量较大的蓄电池实现长时间的电动驱动，同时可以反复使用电源。
根据本发明第十一方面的自行车用电动拨链器，在根据本发明第一方面至第十方面的任一项拨链器中，电动拨链器是将链条引导到多个变速位置中的任一位置上的前拨链器。在这种情况下，由于在与后拨链器相比需要较大的使链条换位的力、且耗电量较多的前拨链器上设置电源装置，因此，可以抑制配线电阻造成的电力的无益消耗。
根据本发明第十二方面的自行车用电动拨链器，在根据本发明第十一方面所述的拨链器中，电源装置配置在连接机构的前方、且在链条导向件的上方。在这种情况下，由于在不受移动的连接机构与链条导向件影响的位置上配置电源装置，所以电源装置不妨碍拨链器的动作。
根据本发明，由于电源装置设置在电动拨链器上，因此，可以尽可能地缩短电源装置和电动驱动部之间的配线，同时节省电源装置安装的时间。另外，由于不必将电源装置与拨链器分开安装在车架上，因此可以简化电源装置的安装。
图1是采用本发明一实施例的自行车的侧视图；图2是根据本发明一实施例的后拨链器的主视图；
图3是其立体图；图4是电源装置的主视图；图5是电源装置的侧视图；图6是电源装置的平面图；图7是示出电源装置的电源供给系统的配线示意图；图8是另一实施例的相当于图4的图；以及图9是另一实施例的相当于图3的图。
具体实施例方式
在图1中，采用本发明一实施例的自行车101为越野赛自行车，其包括菱形的车架102，该车架102具有前叉98和固定于前叉98上的车把部104；驱动部105，由链条95、安装有踏板PD的曲柄96、前后拨链器97f、97r和前后链轮组99f、99r等构成；前轮106f和后轮106r，分别安装于前叉98和车架102的后部；以及前后制动装置107f、107r。
如图1所示，把手部104，由手柄杆111和在手柄杆111的上端安装固定的车把112构成。手柄杆111安装固定在前叉98的上部。车把112为下垂把手型，包括左右一对制动杆113f、113r。在车把112的中间部，配置有用于显示自行车的速度、行驶距离、变速位置的显示部118。
制动杆113f、113r包括前后制动器托架117f、117r，分别安装在车把112的端部；以及前后控制杆部件116f、116f，可以自由摆动地安装于制动托架117f、117r上。在控制杆部件116f、116r的后面，分别设置有前后变速操作部121f、121r，用于前后拨链器97f、97r的变速操作用。
如图7所示，在变速操作部121f的内部，设置前调高档开关(FSU-SW)131f和前调低档开关(FSD-SW)133f。在变速操作部121r的内部，也同样地设置后调高档开关(RSU-SW)131r和后调低档开关(FSD-SW)133r。
如图1所示，驱动部105包括如上所述的链条95、进行链条95的换位的前后拨链器97f、97r以及前后链轮组99f、99r。
前拨链器(FD)97f是一种将链条95引导至多个(优选为两个)变速位置的任一位置的可电控电动拨链器。如图2所示，前拨链器97f通过固定螺栓92安装在安装台座90上，该安装台座90固定于车架102的座管102a上。安装台座90包括具有从平面看凹成半圆形的安装面90c(图6)的台座部90a、以及为焊接固定台座部90a而沿座管102a的外周面弯曲的焊接固定部90b。而且，在本实施例中，安装台座90被焊接固定在座管102a上，但是也可通过卡箍固定。
如图2和图3所示，前拨链器97f包括安装部件12f，通过固定螺栓92固定在安装台座90上；链条导向件14f，可以相对于安装部件12f在靠近或远离的方向上移动；作为连接机构的四点连杆机构16f，用于连接安装部件12f和链条导向件14f；电驱动部18f，通过四点连杆机构16f驱动链条导向件；以及电源装置20，向电动驱动部18f和其它电气装置供电。
安装部件12f自由摆动地支承四点连杆机构16f，而且，其安装在安装台座90上的前端部具有从平面看呈半圆状的固定部(参照图6)12a。链条导向件14f包括一对内导向板14a和外导向板14b，其之间能够插入链条95，并且通过多个螺钉部件14c连接。四点连杆机构16f包括外连杆16a和内连杆16b，该外连杆16a和内连杆16b的上端自由摆动地连接安装部件12f，下端自由摆动地连接链条导向件。优选方式是，通过电动驱动部18f驱动、且在规定范围内摆动的控制杆部件18a通过一对省力连杆(saver links)18b、18c与内连杆16b连接。
如图7所示，在电动驱动部18f的内部，包括电机125f、电机驱动部126f、用于控制电机驱动部126f的前变速控制部127f(FD控制部)、以及位置传感器128f。
如图1所示，后拨链器(FD)97r是用于将链条95引导至多个(优选为10个)变速位置中的任一位置上的可电控的电动拨链器。如图1所示，后拨链器97r包括安装部件12r，通过固定螺栓93固定在车架102的链条撑杆102d的后部；链条导向件14r，相对于安装部件12r可进行相对地移动；四点连杆机构16r，用于连接安装部件12r和链条导向件14r；以及电驱动部18r，通过四点连杆机构16r驱动链条导向件14r。
如图7所示，在电动驱动部18r的内部，包括电机125r、电机驱动部126r、用于控制电机驱动部126r的后变速控制部127r(RD控制部)、以及检测出变速位置的位置传感器128r。
在这里，前后电机驱动部126f、126r是包括用于减小电机125f、125r的旋转速度的减速单元和电机驱动器的单元。前后变速操作部127f、127r分别具有包括微型计算机的控制电路，通过软件按照从变速控制部121f、121r输出的变速信号分别控制电机驱动部126f、126r。前后位置传感器128f、128r是用于检测各拨链器97f、97r的变速位置的传感器。
如图7所示，从安装于前拨链器97f上的电源装置20向上述拨链器97f、97r的各部分、变速操作部121f、121r和显示部118供电。具体来说，通过电源线150和接地线151从电源装置20向前拨链器97f的电驱动部18f提供例如约6～8.4伏的直流电源电压Vcc。而且，从电驱动部18f通过电源线152和接地线153向后拨链器97r的电驱动部18r、显示部118以及前后变速操作部121f、121r提供电源电压Vcc。位置传感器128f、128r的变速位置信号POS通过位置信号线154输出至显示部118，并在显示部118显示前后拨链器97f、97r的变速位置。而且，根据变速操作部121f、121r的操作而输出的变速信号FDS、RDS通过各自的变速信号线155、156输出至前后拨链器97f、97r。而且，变速信号RDS的变速信号线156实际上经过电动驱动部18f与电动驱动部18r连接。因此，前拨链器97f的电动驱动部18f用五芯的配线例如经由车架下管(down tube)102c与显示部118和前后变速操作部121f、121r连接，电动驱动部18r用四芯配线例如通过链条撑杆102d与电动驱动部18f连接。因此，也可以在电动驱动部18f上设置汇集连接上述五芯配线的接插件。
如图2所示，电源装置20配置在四点连杆机构16f的前方(图2的右侧)、链条导向件14f的上方。如图4至图6所示，电源装置20包括安装托架30，可安装在前拨链器97f的安装部件12f上；以及电源32，装卸自由地被固定在安装托架30上。安装托架30包括托架主体34，通过固定螺栓92固定在安装台座90上；连接接插件部36，设置在托架主体上；锁定机构38，用于防止电源32从安装托架30脱落。
托架主体34例如是通过加工板件形成的，其包括用于安装电源32的电源安装部34a；接插件安装部34b，用于安装连接接插件部36；托架固定部34c，在电源安装部34a和接插件安装部34b之间，配置在安装部件12f的固定部12a的上面；连接部34d，其经由托架固定部34c，连接电源安装部34a和接插件安装部34b；以及接插件固定部34e，用于固定连接接插件部36。电源安装部34a上，形成取下电源32时用于使电源32上浮的板簧42。接插件安装部34b形成于电源安装部34a的上方，向与电源安装部34a相反的一侧弯曲。连接部34d朝着托架固定部34c从电源安装部34a向上方、且向图4的左方延伸，且在其中途形成托架固定部34c。托架固定部34c为了配置在固定部12a的上面而弯曲。托架固定部34c通过安装螺栓40固定在固定部12a的上面。接插件固定部34e从接插件安装部34b沿连接接插件部36的背面(图5的右面)弯曲。
设置连接接插件部36，用于向电动驱动部18f提供电源32的电力。连接接插件部36通过插入连接接插件部36的固定螺钉44被固定在接插件固定部34e上。连接接插件部36通过图7所示的电源线150和接地线151与电驱动部18f电连接。在连接接插件部36的上部设置有与电源32中的后述装卸部32b凹凸啮合的啮合突起部36a。在啮合突起部36a上，设置有与电源32电连接的两个插头部(male connector)36b、36c。
电源32包括电池存放部32a，在其内部串联或并联连接例如锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池等多个蓄电池48；装卸部32b，从电池存放部32a突出设置，装卸自由地安装在连接接插件部36上。在装卸部32b的内部，包括与啮合突起部36a啮合的啮合凹部。在啮合凹部上设置有与插头部36b、36c电连接的一对插座部。而且，在装卸部32b的背面(图5的右面)，形成通过锁定机构38锁住的锁定爪32c和用于引导锁定机构38的一对导向突起32d。锁定爪32c的前端向上方突出。
锁定机构38设置在连接接插件部36的背面，防止电源32在装卸部32b从上方脱落。在装卸部32b的背面，锁定机构38包括与连接接插件部36一起通过固定螺钉44被固定在接插件固定部34e上的锁定片50。锁定片50是通过弯曲弹性板材而形成的。在自由状态下，向离开装卸部32b的方向稍稍倾斜地配置锁定片50。锁定片50的上部配置在一对导向突起32d之间。在该上部，形成锁住锁定爪32c的上部的矩形锁定开口50a(图4)。在锁定开口50的形成部分，锁定片50弯曲成离开装卸部32b。
在将上述结构的前拨链器97f安装在自行车101的车架102的座管102a上时，通过焊接预先将安装台座90固定于座管102a的适当的位置。而且，在组装电动拨链器97f时，将电源装置20预先固定在安装部件12f的固定部12a上。在进行该固定时，将安装托架30的托架固定部34c配置在固定部12a的上面，通过安装螺栓40固定在固定部12a上。而且，通过配线150、151(图7)连接电源驱动部18f和连接接插件部36。将安装托架30固定在固定部12a上，将电源32安装在托架主体34上。在这种情况下，使啮合装卸部32b盖在连接接插件部36的啮合突起部36a上，并与之啮合。然后，将锁定片50挂在锁定爪上并且锁住锁定，从而不使电源32脱落。由此，电源32与连接接插件部36电连接，并且，通过连接接插件部36将来自电源32的电力供给电动驱动部18f。而且，电源驱动部18f和后拨链器97r的电源驱动部18r通过配线152、153、154、156连接，同时，变速操作部121f、121r和显示部118通过配线152至156连接，由此，还可以将电源32的电力供给后拨链器97r、变速操作部121f、121r和显示部118。
如果完成上述操作，根据与例如变速控制部121f、121r的调高档开关131f、131r和调低档开关133f、133r的换档操作相对应的变速信号，可以电动控制前后拨链器97f、97r。
在电源32消耗之后进行更换的时候，将锁定机构38的锁定片50从锁定爪32c上取下。如果从锁定爪32c取下锁定片50，电源32通过板簧42的作用力稍稍向上方浮起，并从连接接插件部36上脱离。在该状态下，从连接接插件部36取下已消耗完的电源32之后，将已充电的新电源32安装在连接接插件部36。
这里，由于将电源装置20设置在电动拨链器97f上，所以，可以尽可能地缩短电源装置20和电动驱动部18f之间的配线。而且，可以省去将电源装置20安装在车架102上的时间，并可以简化电源装置20的安装。
而且，由于电源装置20固定在用于将电动拨链器97f安装在车架102上的安装部件12f上，因此，可以将电源装置20与电动拨链器97f一体化，只是将电动拨链器97安装在车架102上，也就可以将电源装置20固定地安装在车架102上。
而且，与后拨链器97r相比，前拨链器97f使链条移位所需要的力较大，消耗较多电力，所以，通过在这样的前拨链器97f上设置电源装置20，则可以抑制配线电阻导致的电力的无用消耗。
(其它的实施例)(a)在上述实施例中，将电源装置20安装在安装部件12f上。但是，根据本发明的电动拨链器不限于电源装置20安装在安装部件12f上。在图8所示的电源装置120中，通过将安装部件12f固定在安装台座90上的固定螺栓92，将电源装置120的安装托架130安装在安装台座90上。安装托架130包括托架主体134和连接接插件部136。托架主体134包括电源安装部134a、接插件安装部134b、托架固定部134c、连接部134d、以及接插件固定部(图中未示出)。电源安装部134a在垂直于图8纸面方向向靠近自己一侧突出。接插件安装部134b配置在安装台座90的上方。除托架主体134的形状以外，均是与上述实施例同样的构造，所以省略其说明。在这样结构的电源装置120中，在安装直接安装型的拨链器的同时，不使用其它固定部件，就将电源装置120安装在安装台座90上。
(b)在上述实施例中，安装部件12f固定在安装台座90上。但是，关于本发明的电动拨链器并不限于直接安装在安装台座90上的拨链器。图9所示的前拨链器297f包括能够通过紧固螺栓260将安装部件212f固定在车架102上的安装卡箍212c。电源装置220的安装托架230通过紧固螺栓260可以被固定在安装卡箍212c上。安装托架230包括托架主体234和连接接插件部236。托架主体234是通过将板材弯曲而形成的，其包括电源安装部234a、托架固定部234c、连接部234d以及接插件固定部234e。除托架主体234的形状以外，均是与上述实施例相同的构造，所以省略其说明。
(c)如果安装台座90包括安装卡箍，可不使用固定螺栓，也可以象上述(b)那样，通过紧固螺栓将电源装置安装在安装台座上。
(d)在上述实施例中，在前拨链器97f上设置电源装置20，但是，也可在后拨链器97r上设置电源装置。
(e)在上述实施例中，作为电源示出了蓄电池。但是，电源并不限于蓄电池，也可为原电池、电容器，特别是双电荷层电容器等的大容量电容器。如果是原电池，电源的结构仅仅为放入电池的电池盒。如果是原电池，也可将电池盒固定在安装托架上，只更换电池。而且，如果电源是电容器，也可以以不可拆卸的方式将电源固定在安装托架上。而且，还可在自行车上装载轮缘发电机(rimdynamo)、轮毂发电机(hub dynamo)等发电机，并对来自发电机的电进行整流，将其储存在电容器中。在这种情况下，也可以在电源装置中设置控制整流电路、电压等的电源控制电路。
(f)在上述实施例中，对于连接机构示出四点连杆机构。但是连接机构不限于四点连杆机构，也可以将螺纹导杆等移动机构用于连接机构。
(g)在上述实施例中，锁定机构38设置在连接接插件部36上，也可设置在装卸部32b上。
(h)在上述实施例中，在电动驱动部设置变速控制部、电机驱动器。也可在电源装置中设置变速控制部、电机驱动器中的至少一个。在这种情况下，优选方式是，不是设置电源装置的装卸自由的电源，而在固定在车架上的安装托架侧设置变速控制部、电机驱动器。在这种情况下，也可通过一个变速控制部控制前后拨链器。
(i)在上述实施例中，电源装置20安装在安装部件12f的固定部12a的上面。也可利用固定部12a的侧面或底面。
符号说明12f、212f 安装部件 14f 链条导向件16f 四点连杆机构 18f 电动驱动部20 电源装置 30、130、230 安装托架32、132、232 电源 32a 电源存放部32b 装卸部 34、134、234 托架主体36、136、236 连接接插件部 38、138 锁定机构48 蓄电池 90 安装台座92 固定螺栓 97f 前拨链器101 自行车 102 车架102a 座管 212c 安装卡箍260 紧固螺栓。
权利要求
1.一种自行车用电动拨链器，包括安装部件，可安装在自行车车架上；链条导向件，相对于所述安装部件可进行相对移动；连接机构，用于连接所述安装部件和所述链条导向件；电动驱动部，用于驱动所述链条导向件；以及电源装置，向所述电动驱动部供电。
2.根据权利要求1所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述电源装置被固定在所述安装部件上。
3.根据权利要求2所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述安装部件包括安装在固定于所述车架上的安装台座上的固定部，所述电源装置被固定在所述固定部上。
4.根据权利要求2所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述安装部件包括通过紧固螺栓可固定在所述支架上的安装卡箍，所述电源装置通过所述紧固螺栓被固定在所述安装卡箍上。
5.根据权利要求1所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述电源装置通过所述固定螺栓被固定在安装台座上，其中，所述安装台座被固定在所述车架上，用于通过固定螺栓安装所述安装部件。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述电源装置包括安装托架、以及被固定在所述安装托架上的电源。
7.根据权利要求6所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述电源包括可装卸自如地被固定在所述安装托架上的装卸部。
8.根据权利要求7所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述安装托架包括托架主体、以及设置在所述托架主体上并与所述装卸部电连接的连接接插件部。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，在所述安装托架和所述电源中的至少一个上，设置用于防止所述电源从所述安装托架脱落的锁定机构。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述电源是蓄电池。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述电动拨链器是用于将链条引导到多个变速位置中的任一位置上的前拨链器。
12.根据权利要求11所述的自行车用电动拨链器，其特征在于，所述电源装置配置在所述连接机构的前方、且在所述链条导向件的上方。
全文摘要
本发明提供一种尽可能缩短与电源装置的配线、且简化电源装置安装的自行车电动拨链器。前拨链器(97f)包括安装部件(12f)、链条导向件(14f)、四点连杆机构(16f)、电源驱动部(18f)、以及电源装置(20)。安装部件(12f)是可安装在自行车的座管(102a)的部件。链条导向件(14f)相对于安装部件(12f)可进行相对移动。四点连杆机构(16f)用于连接安装部件(12f)和链条导向件(14f)。电动驱动部(18f)用于驱动链条导向件(14f)。电源装置(20)是向电动驱动部(18f)供电的装置。
文档编号B62M25/00GK1911726SQ20061008289
公开日2007年2月14日 申请日期2006年6月19日 优先权日2005年8月9日
发明者石川记尉 申请人:株式会社岛野