專利名稱：自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了根據(jù)輸入的位置指令并通過往復(fù)動(dòng)作來切換自行車的行駛部件的動(dòng)作位置而在兩個(gè)方向控制電動(dòng)機(jī)的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，自行車行駛部件的前述動(dòng)作位置排列配置有包括限制自行車行駛的行駛限制位置和多個(gè)行駛許可位置的多個(gè)動(dòng)作位置。
自行車特別是被稱為城市腳踏車的輕便車，因?yàn)閮r(jià)格便宜且乘騎舒適而被廣泛用于上下班及上下學(xué)。為了能在平地上高速行駛或是在上坡時(shí)少用力，這種輕便車中也有安裝內(nèi)藏變速裝置的輕便車。該內(nèi)藏變速裝置一般是使用行星減速機(jī)構(gòu)，而且被緊湊收容在車輪的輪轂內(nèi)。
這樣的輕便車在車站前停車場等處會(huì)經(jīng)常發(fā)生即使無惡意也會(huì)被無意“請(qǐng)借用一下”的被盜。特別是因?yàn)榘惭b內(nèi)藏變速裝置的自行車很顯眼，所以更容易被盜。為了防止這種盜竊，以往是在前叉或后叉上安裝箱形彈簧鎖或馬蹄形鎖等自行車用鎖來鎖住車輪。但是，因?yàn)樽孕熊囉面i構(gòu)造簡單，所以很容易把鎖撬開或是卸下來。因而也有在前叉和后叉上安裝兩把自行車鎖的情況。例如，在前叉上安裝箱形彈簧鎖，在后叉上安裝馬蹄形鎖或鏈條鎖。
因?yàn)榘惭b兩把自行車鎖時(shí)把鎖撬開或是卸下來的事情很麻煩，所以被盜的幾率比安裝一把鎖的情況要少。但是，自行車安裝兩把鎖時(shí)，上鎖以及開鎖很麻煩。特別是在緊急情況下，打開兩把鎖很費(fèi)事。而且，既使加上兩把鎖，如果把鎖撬開或是卸下來，也會(huì)有踏著腳蹬騎著自行車盜走的事情。
為了防止這種盜竊，考慮了在具有自行車多個(gè)變速位置的內(nèi)藏輪轂的內(nèi)部安裝限制行駛的防盜裝置，除了設(shè)置變速位置再設(shè)置行駛限制位置。如果用車把的遠(yuǎn)距離操作以電來切換包括該防盜裝置的行駛限制位置和多個(gè)變速位置的多個(gè)動(dòng)作位置，則防盜操作簡單。為了用電來進(jìn)行動(dòng)作位置的切換動(dòng)作，可以使用微機(jī)利用軟件來位置控制電動(dòng)機(jī)等切換用的電驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)使用微機(jī)由軟件控制來切換內(nèi)藏輪轂的動(dòng)作位置時(shí)，在進(jìn)行正?？刂频膱龊喜蝗菀装l(fā)生問題。但是，當(dāng)在行駛中進(jìn)行動(dòng)作位置的切換動(dòng)作時(shí)，如果微機(jī)由于靜電以及噪音等外部干擾而有誤動(dòng)作時(shí)，則動(dòng)作位置會(huì)從變速位置誤切換到行駛限制位置，會(huì)有限制行駛的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的課題是在利用電動(dòng)機(jī)來切換具有限制行駛的行駛限制位置與多個(gè)行駛許可位置的行駛部件動(dòng)作位置的場合，在行駛中即使產(chǎn)生誤動(dòng)作，動(dòng)作位置也不會(huì)切換到行駛限制位置。
發(fā)明第1方案的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置是為了根據(jù)輸入的位置指令并通過往復(fù)動(dòng)作來切換自行車的行駛部件的動(dòng)作位置而在兩個(gè)方向控制電動(dòng)機(jī)的裝置，自行車的行駛部件的前述動(dòng)作位置排列配置有包括限制自行車的行駛的行駛限制位置和多個(gè)行駛許可位置的多個(gè)動(dòng)作位置，該自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置具備信號(hào)輸出部、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部、檢測部以及旋轉(zhuǎn)禁止部。信號(hào)輸出部根據(jù)位置指令選擇地輸出第1信號(hào)和第2信號(hào)，第1信號(hào)是使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而將動(dòng)作位置從行駛限制位置向多個(gè)行駛許可位置切換，而第2信號(hào)是使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而將動(dòng)作位置從多個(gè)行駛許可位置向行駛限制位置切換。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部根據(jù)來自信號(hào)輸出部的2種信號(hào)來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。檢測部檢測動(dòng)作位置是否位于與行駛限制位置相鄰的行駛許可位置。當(dāng)從信號(hào)輸出部輸出第2信號(hào)而且由檢測部檢測出動(dòng)作位置位于與行駛限制位置相鄰的行駛許可位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)禁止部向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部輸出禁止由電動(dòng)機(jī)向行駛限制位置切換的信號(hào)。
當(dāng)輸入位置指令時(shí)，該電動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)現(xiàn)在的動(dòng)作位置與表示位置指令的動(dòng)作位置而從信號(hào)輸出部選擇輸出第1信號(hào)或第2信號(hào)。當(dāng)由信號(hào)輸出部向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部輸出第1信號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)在從行駛限制位置向著多個(gè)行駛許可位置的方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)輸出第2信號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)則在從多個(gè)行駛許可位置向著行駛限制位置的方向旋轉(zhuǎn)。然后，到達(dá)與位置指令相應(yīng)的動(dòng)作位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止。而且，在輸出第2信號(hào)并且由檢測部檢測出動(dòng)作位置位于和行駛限制位置相鄰的行駛許可位置時(shí)，即使信號(hào)輸出部輸出第2信號(hào)，旋轉(zhuǎn)禁止部也會(huì)向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部輸出禁止由電動(dòng)機(jī)向行駛限制位置切換的信號(hào)。結(jié)果，為了切換動(dòng)作位置即使輸出第2信號(hào)，在動(dòng)作位置到達(dá)與行駛限制位置相鄰的行駛許可位置時(shí)，此時(shí)也會(huì)禁止電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)作位置不會(huì)從此處切換到行駛限制位置。因此，在動(dòng)作位置的切換中即使信號(hào)輸出部產(chǎn)生誤動(dòng)作，動(dòng)作位置也不會(huì)切換到行駛限制位置。
發(fā)明第2方案的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置是在發(fā)明第1方案所述的裝置中，還具備禁止解除部，當(dāng)輸入把動(dòng)作位置放置于行駛限制位置的位置指令時(shí)，該禁止解除部解除由轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部的轉(zhuǎn)動(dòng)禁止動(dòng)作。這種場合，當(dāng)輸入置于行駛限制位置的位置指令時(shí)，從信號(hào)輸出部輸出第2信號(hào)。此時(shí)，既使動(dòng)作位置切換到與行駛限制位置相鄰的行駛許可位置而且檢測部檢測出這種情況，由轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部的切換禁止也會(huì)被解除，動(dòng)作位置成為行駛限制位置。即在因?yàn)橥＼嚹康母鶕?jù)操作者的意向而選擇行駛限制位置時(shí)，動(dòng)作位置會(huì)確切地切換到行駛限制位置。
發(fā)明第3方案的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置是在發(fā)明第2方案所述的裝置中，還具備檢測自行車是否正在行駛的行駛檢測裝置，當(dāng)輸入把動(dòng)作位置放置于前述行駛限制位置的位置指令并且行駛檢測裝置檢測出自行車未在行駛時(shí)，禁止解除部解除由前述轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部的轉(zhuǎn)動(dòng)禁止動(dòng)作。這種場合，既使操作者在行駛中誤操作而輸入切換到行駛限制位置的位置指令，而當(dāng)檢測出是處于行駛中時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)禁止動(dòng)作也不會(huì)被解除。因此，既使在行駛中發(fā)生誤操作，動(dòng)作位置也不會(huì)從行駛許可位置切換到行駛限制位置。
發(fā)明第4方案的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置是在發(fā)明第1至3方案任一項(xiàng)所述的裝置中，其行駛部件是自行車用內(nèi)藏變速裝置，多個(gè)行駛許可位置是多個(gè)變速位置，為了將動(dòng)作位置切換到多個(gè)變速位置以及行駛限制位置，信號(hào)輸出部輸出使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的前述兩種信號(hào)。這種場合，在將動(dòng)作位置切換到變速位置的任一位置時(shí)，當(dāng)?shù)竭_(dá)與行駛限制位置相鄰的變速位置時(shí)，禁止從此位置向行駛限制位置的切換。因此，在進(jìn)行變速操作時(shí)，既使信號(hào)輸出部發(fā)生誤動(dòng)作，動(dòng)作位置也不會(huì)切換到行駛限制位置。另外，當(dāng)輸入切換到行駛限制位置的位置指令時(shí)，即使動(dòng)作位置切換到與行駛限制位置相鄰的變速位置，也能就此而切換到行駛限制位置。
發(fā)明第5方案的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置是在發(fā)明第2至4方案任一項(xiàng)所述的裝置中，其轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部以及禁止解除部均由邏輯電路構(gòu)成。這種場合，因?yàn)槭峭ㄟ^使用邏輯電路的硬件來進(jìn)行禁止向行駛限制位置的切換以及解除其禁止，所以，能夠確切地防止由于信號(hào)輸出部的誤動(dòng)作而引起的向行駛限制位置的切換。
發(fā)明第6方案的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置是在發(fā)明第5方案所述的裝置中，其轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部是由將第2信號(hào)作為一個(gè)輸入、而將來自檢測部的信號(hào)作為另一個(gè)輸入的“或非”電路所構(gòu)成。
發(fā)明第7方案的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置是在發(fā)明第6方案所述的裝置中，其禁止解除部是由將來自轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部的信號(hào)作為一個(gè)輸入、而將置于行駛限制位置的位置指令作為另一個(gè)輸入的“或非”電路所構(gòu)成。


圖1是采用本發(fā)明一實(shí)施形式的自行車的側(cè)面圖。
圖2是其車把部分的斜視圖。
圖3是表示控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的程序圖。
圖4是表示聯(lián)鎖電路結(jié)構(gòu)的邏輯電路圖。
圖5是表示聯(lián)鎖電路的真值表圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施形式的內(nèi)藏變速輪轂的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示4速時(shí)的第1恒星齒輪與驅(qū)動(dòng)棘爪的關(guān)系圖。
圖8是表示4速時(shí)的第3恒星齒輪與驅(qū)動(dòng)棘爪以及鎖定棘爪的關(guān)系圖。
圖9是表示鎖定時(shí)的第1恒星齒輪與驅(qū)動(dòng)棘爪的關(guān)系圖。
圖10是表示鎖定時(shí)的第1恒星齒輪與驅(qū)動(dòng)棘爪以及鎖定棘爪的關(guān)系圖。
圖11是發(fā)聲機(jī)構(gòu)在通常行駛時(shí)的截面放大圖。
圖12是發(fā)聲機(jī)構(gòu)在鎖定時(shí)的截面放大圖。
圖13是表示發(fā)聲機(jī)構(gòu)在鎖定時(shí)的行駛時(shí)的動(dòng)作示意圖。
圖14是變速操作處理的主程序的流程圖。
圖15是標(biāo)度盤P處理的流程圖。
圖16是密碼登記的流程圖。
圖17是自動(dòng)變速處理的流程圖。
圖18是手動(dòng)變速處理的流程圖。
圖19是實(shí)施形式2的與圖4的相當(dāng)圖。
圖20是實(shí)施形式2的與圖9的相當(dāng)圖。
圖21是實(shí)施形式2的與圖10的相當(dāng)圖。
圖22是實(shí)施形式2的與圖11的相當(dāng)圖。
圖23是鎖環(huán)的正面圖。
圖24是實(shí)施形式3的與圖4的相當(dāng)圖。
圖25是表示單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸入輸出的定時(shí)圖。
實(shí)施形式1〔構(gòu)造〕圖1中，采用本發(fā)明一實(shí)施形式的自行車為輕便車，該車具備具有雙梁形狀的車架體2與前叉3的車架1、車把4、驅(qū)動(dòng)部5、前輪6、安裝有4級(jí)變速的內(nèi)藏變速輪轂10的后輪7、前后車閘裝置8(僅圖示前用車閘)、以及用于手邊操作內(nèi)藏變速輪轂10的變速操作部9。
在車架1上安裝包括車座11以及車把4的各個(gè)部件。而且，在前叉3上安裝內(nèi)藏檢測車速用舌簧管的車速傳感器12。該車速傳感器12利用檢測被安裝在前輪6上的磁鐵13而輸出脈沖式的車速信號(hào)。
車把4具有固定在前叉3上部的車把軸桿14和固定在車把軸桿14上的車把桿15。在車把桿15的兩端安裝構(gòu)成車閘裝置8的剎車桿16與把手17。在右側(cè)的剎車桿16上安裝變速操作部9。
如圖2所示，變速操作部9具有與右側(cè)(前輪用)的剎車桿16一體成形的操作盤20、在操作盤20的下部左右并列配置的兩個(gè)操作按鈕21、22、在操作按鈕21、22上方配置的操作標(biāo)度盤23、在操作標(biāo)度盤23左方配置的液晶顯示部24。在操作盤20的內(nèi)部放入用于控制變速操作的變速控制部25(圖3)。
操作按鈕21、22是三角形狀的按鈕。左側(cè)的操作按鈕21是進(jìn)行從低速段向高速段變速的按鈕，右側(cè)的操作按鈕22是進(jìn)行從高速段向低速段變速的按鈕。操作標(biāo)度盤23是用于切換兩個(gè)變速模式與停車(P)模式的標(biāo)度盤，具有3個(gè)停止位置P、A、M。這里變速模式是自動(dòng)變速(A)模式與手動(dòng)變速(M)模式，自動(dòng)變速模式是根據(jù)來自車速傳感器12的車速信號(hào)來自動(dòng)變速內(nèi)藏變速輪轂10的模式，手動(dòng)變速模式是通過操作按鈕21、22的操作來變速內(nèi)藏變速輪轂10的模式。停車模式是鎖住內(nèi)藏變速輪轂10來限制后輪7轉(zhuǎn)動(dòng)的模式。液晶顯示部24顯示現(xiàn)在的行駛速度，而且也顯示變速時(shí)被操作的變速段。
變速控制部25具備由CPU、RAM、ROM、I/O接口所構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)。如圖3所示，在變速控制部25連接車速傳感器12、檢測內(nèi)藏變速輪轂10動(dòng)作位置的例如由電位計(jì)組成的動(dòng)作位置傳感器26、操作標(biāo)度盤23、操作按鈕21、22。而且，在變速控制部25連接由蓄電池組構(gòu)成的電源27、聯(lián)鎖電路31、液晶顯示部24、記憶部30、另外的輸入輸出部。在聯(lián)鎖電路31連接電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28連接變速電動(dòng)機(jī)29。記憶部30記憶后述的暗號(hào)(密碼PW)以及輪胎直徑等各種數(shù)據(jù)。而且記憶自動(dòng)變速模式時(shí)的速度與變速段之間的關(guān)系。變速控制部25根據(jù)各模式來軟件控制變速電動(dòng)機(jī)29，而且控制液晶顯示部24的顯示。
設(shè)置聯(lián)鎖電路31是為了在行駛中的切換動(dòng)作中，即使變速控制部25由于靜電及雜音等外部干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作，行駛也不會(huì)受到限制。聯(lián)鎖電路31輸入來自操作標(biāo)度盤23的信號(hào)。而且也輸入來自P開關(guān)(圖中記為Psw)32的信號(hào)，該P(yáng)開關(guān)32是檢測出內(nèi)藏變速裝置輪轂10的動(dòng)作位置位于靠近鎖定位置的4速位置。從聯(lián)鎖電路31向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28輸出用于聯(lián)鎖的信號(hào)。
〔聯(lián)鎖電路的結(jié)構(gòu)〕如圖4所示，聯(lián)鎖電路31由包括4個(gè)倒相器33a～33d、2個(gè)NOR門器件34a、34b以及NAND門器件35的邏輯元件所構(gòu)成。當(dāng)操作標(biāo)度盤23為停車位置P時(shí)，電路構(gòu)成「L」。操作標(biāo)度盤23與倒相器33a的輸入端子連接。倒相器33a的輸出端子與NOR門器件34a的一個(gè)輸入端子連接。NOR門器件34a的輸出端子與倒相器33b的輸入端子連接。倒相器33b的輸出端子與NAND門器件35的一個(gè)輸入端子連接。NAND門器件35的另一個(gè)輸入端子與變速控制部25的輸出端子OUT2連接。NAND門器件35的輸出端子通過倒相器33c與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子M2連接。
當(dāng)變速控制部25從LOW變速至TOP(從1速至4速)時(shí)，從輸出端子OUT1輸出「L」的信號(hào)，從輸出端子OUT2輸出「H」的信號(hào)。相反當(dāng)從TOP變速至LOW時(shí)，從輸出端子OUT1輸出「H」的信號(hào)，而從輸出端子OUT2輸出「L」的信號(hào)。輸出端子OUT1與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子M1連接。當(dāng)動(dòng)作位置到達(dá)與鎖定位置相鄰的4速位置時(shí)，P開關(guān)32輸出到達(dá)信號(hào)「L」。NOR門器件34b的一個(gè)輸入端子與P開關(guān)32連接。另一個(gè)輸入端子與變速裝置控制部25的輸出端子OUT1連接。NOR門器件34b的輸出端子與倒相器33d的輸入端子相連接。該倒相器33d的輸出端子與NOR門器件34a的另一個(gè)輸入端子相連接。另外，電動(dòng)機(jī)29與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸出端子MO1、MO2相連接。該電動(dòng)機(jī)29的輸出軸通過減速機(jī)構(gòu)95(圖6)輸出，在該減速機(jī)構(gòu)95的輸出軸上安裝P開關(guān)32。
〔聯(lián)鎖電路的動(dòng)作〕
對(duì)應(yīng)此聯(lián)鎖電路31的各指令的信號(hào)的變化在圖5中所示。這里，在變速結(jié)束時(shí)，根據(jù)來自動(dòng)作位置傳感器26的信號(hào)而輸出的制動(dòng)指令的場合，從OUT1、OUT2分別輸出「H」的信號(hào)。這種場合，因?yàn)镹OR門器件34b被輸入「H」的信號(hào)，所以其輸出與來自P開關(guān)的信號(hào)無關(guān)而為「L」，由倒相器33d反向，NOR門器件34a也被輸入「H」的信號(hào)。因此，NOR門器件34a的輸出也和來自操作標(biāo)度盤23的輸出無關(guān)而為「L」。因此，NAND門器件35的兩個(gè)輸入端子被輸入「H」的信號(hào)，其輸出為「L」。結(jié)果，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子M1、M2分別被輸入「H」的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)29被制動(dòng)。
從TOP變速至LOW的場合，分別從OUT1輸出「H」、從OUT2輸出「L」的信號(hào)。因?yàn)檫@種情況NOR門器件34b被輸入「H」的信號(hào)，所以其輸出成為「L」，由倒相器33d反向，NOR門器件34a也被輸入「H」的信號(hào)。因此，NAND門器件35的一個(gè)輸入端子被輸入「H」的信號(hào)，而另一端子被輸入「L」的信號(hào)，其輸出為「H」。因此，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子M1被輸入「H」的信號(hào)，而輸入端子M2被輸入「L」的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)29在圖4的逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
從LOW變速至TOP的場合，分別從OUT1輸出「L」的信號(hào)、從OUT2輸出「H」的信號(hào)。這種場合，因?yàn)镹OR門器件34b被輸入「L」的信號(hào)，所以根據(jù)來自P開關(guān)32的輸入信號(hào)其輸出發(fā)生變化。當(dāng)從P開關(guān)32輸出「H」信號(hào)時(shí)，NOR門器件34b的輸出為「L」。這種場合，因?yàn)镹OR門器件34a被輸入「H」的信號(hào)，所以其輸出為「L」，NAND門器件35的兩個(gè)輸入端子分別被輸入「H」的信號(hào)。因此，其輸出為「L」，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子M1被輸入「L」的信號(hào)，而輸入端子M2被輸入「H」的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)29在圖4的順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
另外，等從P開關(guān)32輸出「L」的信號(hào)時(shí)，NOR門器件34b的輸出為「H」。即當(dāng)從LOW變速至TOP且動(dòng)作位置切換到4速位置時(shí)，因?yàn)閺腜開關(guān)32輸出「L」的信號(hào)，所以僅在此時(shí)NOR門器件34b的輸出為「H」，除此以外的時(shí)間NOR門器件34b的輸出為「L」。這樣，由于設(shè)置了對(duì)應(yīng)來自P開關(guān)32的信號(hào)而輸出變化信號(hào)的NOR門器件34b，所以在變速中即使變速控制部25產(chǎn)生誤動(dòng)作，也會(huì)禁止向鎖定位置的移動(dòng)。即當(dāng)從NOR門器件34b輸出「H」的信號(hào)時(shí)，NOR門器件34a被輸入「L」的信號(hào)，從操作標(biāo)度盤23不輸出「L」的信號(hào)，即操作標(biāo)度盤23不被操作為停車位置時(shí)，NOR門器件34a的兩方的輸入為「L」，輸出為「H」。因此，NAND門器件35的一個(gè)輸入端子被輸入「L」的信號(hào)。此時(shí)，因?yàn)镹AND門器件35的另一個(gè)輸入端子被輸入「H」的信號(hào)，所以其輸出為「H」，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子M1輸入「L」的信號(hào)，輸入端子M2也輸入「L」的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)29不轉(zhuǎn)動(dòng)。
而且，當(dāng)操作標(biāo)度盤23被操作為停車位置時(shí)，因?yàn)镹OR門器件34a的一個(gè)輸入端子被輸入「H」的信號(hào)，所以其輸出與另一個(gè)輸入信號(hào)的狀態(tài)無關(guān)而成為「L」。因此，NAND門器件35的兩個(gè)輸入信號(hào)均為「H」，其輸出為「L」，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子M1被輸入「L」的信號(hào)，而輸入端子M2被輸入「H」的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)29在圖4的順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。即通過NOR門器件34a當(dāng)操作標(biāo)度盤23被操作為停車位置時(shí)，則即使動(dòng)作位置是4速位置，也能解除禁止向鎖定位置的移動(dòng)。
在關(guān)閉電動(dòng)機(jī)29的場合，從OUT1、OUT2分別輸出「L」的信號(hào)。這種場合，因?yàn)镹AND門器件35的另一個(gè)輸入端子被輸入「L」的信號(hào)，所以，其輸出與一個(gè)輸入端子被輸入的信號(hào)無關(guān)而總是為「H」，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子M1、M2分別被輸入「L」的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)29不轉(zhuǎn)動(dòng)。
這樣，在變速方向是從LOW至TOP時(shí)，即使變速控制部25由于靜電以及雜音等外部干擾而發(fā)生誤動(dòng)作，也會(huì)因?yàn)槁?lián)鎖電路31通過硬件來禁止向鎖定位置的移動(dòng)，所以，在行駛中行駛不會(huì)受到限制。
〔內(nèi)藏變速輪轂的構(gòu)造〕驅(qū)動(dòng)部5具有設(shè)在車架2體下部(梁托部)的齒輪曲柄18、掛在齒輪曲柄18上的鏈條19、內(nèi)藏變速輪轂10。
如圖6所示，內(nèi)藏變速輪轂10主要具有固定在自行車的車架1后部的輪轂軸41、在輪轂軸41的一端外周所配置的驅(qū)動(dòng)體42、在輪轂軸41以及驅(qū)動(dòng)體42的外周所配置的輪轂殼體43、在驅(qū)動(dòng)體42與輪轂殼體43之間用于傳遞動(dòng)力的行星齒輪機(jī)構(gòu)44、防盜用的發(fā)聲機(jī)構(gòu)100。行星齒輪機(jī)構(gòu)44構(gòu)成直接以及3個(gè)增速段共計(jì)4速。
驅(qū)動(dòng)體42是大致為筒狀的部件，其一端通過滾珠45以及滾珠承受座46而被支撐在輪轂軸41上并可自由旋轉(zhuǎn)。而且在一端的外周固定有作為輸入體的小齒輪47。另外在驅(qū)動(dòng)體42形成從中心部的空間向半徑方向外方向擴(kuò)展的凹口部42a。在圓周方向間隔等角度的3處位置形成該凹口部42a。
輪轂殼體43是在軸向具有多個(gè)階梯的筒狀部件，在其內(nèi)周的收容空間43a收容驅(qū)動(dòng)體42。而且輪轂殼體43的一端通過滾珠50被支撐在驅(qū)動(dòng)體42的外周，而輪轂殼體43的另一端通過滾珠5 1以及滾珠承受座52被支撐在輪轂軸41上并可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，在輪轂殼體43外周的兩端固定支撐后輪7的輻條7a(圖1)的軸環(huán)53、54。在驅(qū)動(dòng)體42的一端的外壁固定蓋55，蓋55的前端延伸而蓋住輪轂殼體43一端的外周面。而且，在蓋55的前端內(nèi)周面與輪轂殼體43的外周面之間配置密封件56。
行星齒輪機(jī)構(gòu)44被收容在輪轂殼體43內(nèi)部的收容空間43a內(nèi)，并具有第1、第2以及第3恒星齒輪60、61、62以及和這些齒輪嚙合的3個(gè)行星齒輪63(圖中僅示出了一個(gè)行星齒輪)及內(nèi)嚙齒輪64。在輪轂軸41的外周并在驅(qū)動(dòng)體42的內(nèi)周沿軸向排列配置各恒星齒輪60～62，而且各恒星齒輪60～62相對(duì)輪轂軸41可相對(duì)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。行星齒輪63通過支撐銷65被支撐在驅(qū)動(dòng)體42的凹口部42a內(nèi)并可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在行星齒輪63上整體形成第1齒輪63a、第2齒輪63b以及第3齒輪63c，第1齒輪63a、第2齒輪63b以及第3齒輪63c分別與第1恒星齒輪60、第2恒星齒輪61以及第3恒星齒輪62嚙合。而且，內(nèi)嚙齒輪64配置在行星齒輪63的外周，在其內(nèi)周形成內(nèi)齒。該內(nèi)嚙齒輪64與行星齒輪63的第2齒輪63b嚙合。
在輪轂軸41的外周，如圖7～圖10所示，在各恒星齒輪60～62的配置位置上形成1對(duì)卡住凸起41a。而且，在各恒星齒輪60～62的內(nèi)周、在周向隔開間隔形成4個(gè)收容空間60a～62a。另外，圖7、圖9示出了第1恒星齒輪60，圖8、圖10示出了第3恒星齒輪62。
在輪轂軸41與各恒星齒輪60～62的內(nèi)周之間配置有選擇離合器70、防盜用的鎖定機(jī)構(gòu)90、動(dòng)作機(jī)構(gòu)91，選擇離合器70是用于使各恒星齒輪60～62相對(duì)輪轂軸41能自由相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或是在行進(jìn)方向不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，防盜用的鎖定機(jī)構(gòu)90是用于使第3恒星齒輪62能相對(duì)自由轉(zhuǎn)動(dòng)或是在和行進(jìn)方向相反的方向不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)作機(jī)構(gòu)91是用于使離合器70以及鎖定機(jī)構(gòu)90動(dòng)作。由該動(dòng)作機(jī)構(gòu)91與鎖定機(jī)構(gòu)90以及發(fā)聲機(jī)構(gòu)100構(gòu)成防盜裝置。
選擇離合器機(jī)構(gòu)70具有選擇3個(gè)恒星齒輪60～62中的任一個(gè)與輪轂軸41連結(jié)的功能、還具有將任一個(gè)恒星齒輪60～62不與輪轂軸41連結(jié)的功能。選擇離合器機(jī)構(gòu)70具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)棘爪71、72、73，并具有環(huán)狀的線簧74、75、76，多個(gè)驅(qū)動(dòng)棘爪71、72、73分別配置在各恒星齒輪60～62的收容空間60a～62a內(nèi)，并且其前端能夠與輪轂軸41的卡住凸起41a卡合，環(huán)狀的線簧74、75、76對(duì)各驅(qū)動(dòng)棘爪71～73的前端向輪轂軸41一側(cè)施加力。驅(qū)動(dòng)棘爪71～73分別被支撐在相對(duì)的棘爪收容空間60a～62a內(nèi)并且其基端可自由搖動(dòng)，其前端能與卡住凸起41a卡合。當(dāng)驅(qū)動(dòng)棘爪71～73被輪轂軸41的卡住凸起41a卡住而與輪轂軸41連結(jié)時(shí)，各恒星齒輪60～62相對(duì)輪轂軸41在行進(jìn)方向(圖7中為順時(shí)針轉(zhuǎn)向)不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而在相反方向(圖7中為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向)能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，脫開時(shí)能在兩個(gè)方向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖8所示，在第3恒星齒輪62的收容空間62a配置鎖定機(jī)構(gòu)90，在第3恒星齒輪62的內(nèi)面具有1對(duì)鎖定棘爪92，該棘爪92的前端能與輪轂軸41的卡住凸起41a卡合。鎖定棘爪92前端由向驅(qū)動(dòng)棘爪73施加力的線簧76向輪轂軸41一側(cè)施加力。鎖定棘爪92被支撐在與收容驅(qū)動(dòng)棘爪73的棘爪收容空間62a不相同的相對(duì)的棘爪收容空間62a內(nèi)，并且其基端可自由搖動(dòng)，鎖定棘爪92前端能在驅(qū)動(dòng)棘爪73相反一側(cè)與卡住凸起41a卡合。當(dāng)鎖定棘爪92被輪轂軸41的卡住凸起41a卡住而與輪轂軸41連結(jié)時(shí)，第3恒星齒輪62在和行進(jìn)方向相反向(圖8中為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向)不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在行進(jìn)方向(圖8中為順時(shí)針轉(zhuǎn)向)可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，脫開時(shí)可在兩個(gè)方向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
動(dòng)作機(jī)構(gòu)91具有套管77。套管77插在輪轂軸41的外周并且可以轉(zhuǎn)動(dòng)，在外周的驅(qū)動(dòng)棘爪71～73以及鎖定棘爪92的配置位置處具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)凸輪94a以及鎖定凸輪94b。當(dāng)該驅(qū)動(dòng)凸輪94a與驅(qū)動(dòng)棘爪71～73中的任一個(gè)相觸且鎖定凸輪94b與鎖定棘爪92相觸時(shí)，相觸的棘爪抬起，解除由該棘爪將輪轂軸41與恒星齒輪60～62的連結(jié)。在套管77的一端固定操作體78，由于操作體78的轉(zhuǎn)動(dòng)使套管77能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，通過套管77的轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪94可選擇地使驅(qū)動(dòng)棘爪71～73以及鎖定棘爪92動(dòng)作，從而控制各恒星齒輪60～62和輪轂軸4 1的連結(jié)以及鎖定。
如圖6所示，減速機(jī)構(gòu)95與操作體78連結(jié)。減速機(jī)構(gòu)95將變速電動(dòng)機(jī)29的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速而傳遞到操作體78。而且在減速機(jī)構(gòu)95的內(nèi)部配置動(dòng)作位置傳感器26，該位置傳感器26是用來確定內(nèi)藏變速輪轂10的套管77是位于動(dòng)作位置VP(變速段中的變速位置V1～V4和鎖定位置PK)的哪一個(gè)位置。
由于這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)棘爪71與輪轂軸41的卡住凸起41相觸而選擇第1恒星齒輪60時(shí)，則構(gòu)成增速比最大的大增速動(dòng)力傳遞路徑，當(dāng)選擇第2恒星齒輪61時(shí)，則構(gòu)成第2大增速比的中增速動(dòng)力傳遞路徑，而當(dāng)選擇第3恒星齒輪62時(shí)，則構(gòu)成最小增速比的小增速動(dòng)力傳遞路徑。而在任一個(gè)恒星齒輪均未被選擇的場合，則構(gòu)成直接動(dòng)力傳遞路徑。而且，當(dāng)鎖定棘爪92與輪轂軸41的卡住凸起41a相觸時(shí)，則鎖定了第3恒星齒輪62的和行進(jìn)方向相反向的轉(zhuǎn)動(dòng)，而且當(dāng)其它的恒星齒輪(例如第1恒星齒輪60)通過驅(qū)動(dòng)棘爪與輪轂軸41連結(jié)時(shí)，則鎖定住內(nèi)藏變速輪轂10。
在驅(qū)動(dòng)體42的另一端的外周面與輪轂殼體43的內(nèi)周面之間設(shè)有第1單向超越離合器80。而且，在內(nèi)嚙齒輪64的外周面與輪轂殼體43的內(nèi)周面之間設(shè)有第2單向超越離合器81。這些單向超越離合器80、81均為滾柱型的單向超越離合器，能夠減小變速時(shí)的空轉(zhuǎn)時(shí)的噪音，而且可以緩和變速時(shí)的沖擊能平穩(wěn)地變速。
在輪轂殼體43內(nèi)的輪轂軸41的圖6左端部設(shè)置發(fā)聲機(jī)構(gòu)100。如圖11～13所示，發(fā)聲機(jī)構(gòu)100具有與套管77一體轉(zhuǎn)動(dòng)的彈簧墊片101、配置在輪轂軸41上不能轉(zhuǎn)動(dòng)而在軸向可自由移動(dòng)的發(fā)聲凸輪102、壓接在發(fā)聲凸輪102上的發(fā)聲墊片103、在發(fā)聲墊片103與滾珠承受座52之間以壓縮狀態(tài)配置的發(fā)聲彈簧104。
彈簧墊片101是被卡在套管77上不能轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，在其外周具有與發(fā)聲凸輪102相觸的卡合片105。發(fā)聲凸輪102具有筒狀的凸輪主體106、并具有使凸輪主體106與輪轂軸41在軸向能自由移動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng)所卡住的卡住墊片107。在凸輪主體106的圖11右端形成與卡住片105相觸的凸輪108。形成的凸輪108是通過向套管77的鎖定位置PK的轉(zhuǎn)動(dòng)而使凸輪主體106向軸向左方移動(dòng)。在凸輪主體106的左端形成在周向相隔間距的多個(gè)發(fā)聲槽109。發(fā)聲槽109向行進(jìn)方向一側(cè)傾斜。
發(fā)聲墊片103具有圓板狀的墊片主體110、支撐在墊片主體110上且可自由搖動(dòng)的棘輪爪111。在墊片主體110的外周形成多個(gè)卡合在發(fā)聲槽109的發(fā)聲片112。當(dāng)輪轂殼體43在行進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，棘輪爪111能與在輪轂殼體43的內(nèi)周形成的棘輪齒113咬合。當(dāng)套管77位于鎖定位置時(shí)，僅在后輪7于行進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)該發(fā)聲機(jī)構(gòu)100利用發(fā)聲墊片103的振動(dòng)而發(fā)出聲音。
〔動(dòng)力傳遞動(dòng)作〕根據(jù)變速操作部9的操作標(biāo)度盤的模式選擇以及操作按鈕21、22的變速操作使變速電動(dòng)機(jī)29動(dòng)作，通過操作體78使套管77轉(zhuǎn)動(dòng)，由此而進(jìn)行變速以及鎖定。
圖14是表示變速控制部25的軟件控制動(dòng)作的流程圖。
當(dāng)輸入電源時(shí)，用步驟S1進(jìn)行初期設(shè)定。這里，速度計(jì)算用的周長數(shù)據(jù)定為26英寸直徑，變速段定為2速(2速)。
步驟S2判斷操作標(biāo)度盤23是否置于停車模式。步驟S3判斷操作標(biāo)度盤23是否置于自動(dòng)變速模式。步驟S4判斷操作標(biāo)度盤23是否置于手動(dòng)變速模式。步驟S5判斷是否選擇輪胎直徑輸入等其它處理。
在操作標(biāo)度盤23被轉(zhuǎn)到P位置而置于停車模式的場合，則從步驟S2轉(zhuǎn)至步驟S10。在步驟S10實(shí)行圖15所示的標(biāo)度盤P處理。在操作標(biāo)度盤23轉(zhuǎn)到A位置而置于自動(dòng)變速模式的場合，則從步驟S3轉(zhuǎn)至步驟S11。在步驟S11實(shí)行圖17所示的自動(dòng)變速處理。在操作標(biāo)度盤23轉(zhuǎn)到M位置而置于手動(dòng)變速模式的場合，從步驟S4轉(zhuǎn)至步驟S12。在步驟12實(shí)行圖18所示的手動(dòng)變速處理。在選擇其它處理的場合，則從步驟S5轉(zhuǎn)到步驟S13來實(shí)行選擇處理。
在步驟S10的標(biāo)度盤P處理中，在圖15的步驟S21判斷從轉(zhuǎn)到P位置后是否經(jīng)過30秒的時(shí)間。在未經(jīng)過30秒的場合則轉(zhuǎn)到步驟S22。在步驟S22判斷是否未登記密碼PW。該判斷是根據(jù)是否在記憶部30已經(jīng)記憶了密碼PW來進(jìn)行判斷。如果已經(jīng)登記了密碼則轉(zhuǎn)到步驟S23。
在步驟S23判斷是否操作左側(cè)的操作按鈕21。此處操作按鈕21、22是輸入用于解除被鎖定的內(nèi)藏變速輪轂10的密碼。在步驟S24判斷是否操作右側(cè)的操作按鈕22。步驟S25判斷由兩個(gè)操作按鈕21、22的操作而輸入的密碼LR是否與登記的密碼PW一致。當(dāng)不一致的場合轉(zhuǎn)至步驟S26。在步驟S26判斷已輸入的3次是否與密碼不一致。而且在未進(jìn)行3次輸入的場合則返回到步驟S23，允許再次輸入密碼。在即使輸入3次仍與登記的密碼PW不一致的場合，則轉(zhuǎn)到步驟S27。在步驟S27等待10分鐘，經(jīng)過10分鐘以后再返回到步驟S23，允許再次輸入密碼。
當(dāng)返回到P位置后經(jīng)過30秒，從步驟S21轉(zhuǎn)到步驟S30。在步驟S30通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28驅(qū)動(dòng)變速電動(dòng)機(jī)29，將動(dòng)作位置VP置于鎖定位置PK。此時(shí)，如前述圖5所說明的，因?yàn)椴僮鳂?biāo)度盤23被置于停車位置P，所以通過聯(lián)鎖電路31允許向鎖定位置PK移動(dòng)。結(jié)果，套管77通過操作體78而旋轉(zhuǎn)，如圖9及圖10所示，驅(qū)動(dòng)棘爪71起作用，則僅在行進(jìn)方向鎖定第1恒星齒輪60與輪轂軸41，鎖定棘爪92起作用，則僅在和行進(jìn)方向相反方向鎖定第3恒星齒輪62與輪轂軸41使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，當(dāng)鎖定2個(gè)恒星齒輪60、62時(shí)，若使曲柄齒輪18旋轉(zhuǎn)并使驅(qū)動(dòng)體42轉(zhuǎn)動(dòng)，則因?yàn)閮H在行進(jìn)方向鎖定了第1恒星齒輪60，所以使得成為最大增速。但是，因?yàn)榈?恒星齒輪62不能倒轉(zhuǎn)，所以行星齒輪機(jī)構(gòu)44被鎖定而不能運(yùn)動(dòng)。因此，由于踏著腳蹬不能使其移動(dòng)而不能作為自行車來使用，所以不容易被盜。
而且，如果此時(shí)用手推自行車，即使鎖定了行星齒輪機(jī)構(gòu)44，通過單向超越離合器80自行車也可以行進(jìn)。但是，當(dāng)套管77旋轉(zhuǎn)至鎖定位置PK時(shí)，發(fā)聲機(jī)構(gòu)100的凸輪主體106被壓在與套管77一同旋轉(zhuǎn)的彈簧墊片101的卡合片105上，從圖11以及圖13(A)所示的位置向圖12以及圖13(B)、(C)所示位置的軸向左側(cè)移動(dòng)。由此，發(fā)聲墊片103的棘輪爪111與輪轂殼體43的棘輪齒112相咬合，與輪轂殼體43僅在行進(jìn)方向一體轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，發(fā)聲墊片103的發(fā)聲片112在發(fā)聲凸輪102的發(fā)聲槽109中進(jìn)出而發(fā)出很大的沖擊聲。因此，當(dāng)在鎖定狀態(tài)用手推自行車時(shí)，則會(huì)發(fā)出很大的聲音而不易被盜。
在未登記密碼PW的場合，從步驟S22轉(zhuǎn)至步驟S31。在步驟S31進(jìn)行圖16所示的密碼登記處理。這里，在圖16所示的步驟S41判斷操作按鈕21是否被操作。當(dāng)操作按鈕21被操作時(shí)，則轉(zhuǎn)至步驟S42，一個(gè)個(gè)增加左位號(hào)碼L(10位號(hào)碼)。步驟S43判斷操作按鈕22是否被操作。到操作按鈕22被操作之前返回步驟S41，一個(gè)個(gè)增加左位號(hào)碼L。當(dāng)操作按鈕22被操作時(shí)，轉(zhuǎn)至步驟S44，一個(gè)個(gè)增加右位號(hào)碼R(個(gè)位號(hào)碼)。在步驟S45判斷操作按鈕21是否被再次操作。到操作按鈕21被操作之前返回步驟S43，使右位號(hào)碼R一個(gè)個(gè)增加。當(dāng)操作按鈕21被操作時(shí)，轉(zhuǎn)至步驟S46，將輸入的號(hào)碼LR作為密碼PW而存儲(chǔ)在記憶部30。這樣，從「00」～「99」的兩位數(shù)字的100個(gè)號(hào)碼LR中登記一個(gè)密碼PW。
當(dāng)在步驟S23判斷解除鎖定時(shí)操作了操作按鈕21，則轉(zhuǎn)到步驟S32。在步驟S32與密碼登記時(shí)相同一個(gè)個(gè)增加左位號(hào)碼L。當(dāng)判斷操作了操作按鈕22，則從步驟S24轉(zhuǎn)到步驟S33。在步驟S33與密碼登記時(shí)相同一個(gè)個(gè)增加右位號(hào)碼R。在步驟25當(dāng)輸入的號(hào)碼LR與密碼PW一致時(shí)則轉(zhuǎn)到步驟S34，將動(dòng)作位置VP置于1速V1。由此，套管77通過變速電動(dòng)機(jī)29而旋轉(zhuǎn)并被位置確定于1速V1，第3恒星齒輪62的鎖定棘爪92脫開、并且所有的驅(qū)動(dòng)棘爪71～73脫開。因此，所有的恒星齒輪60～62相對(duì)輪轂軸41均可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果當(dāng)踏著腳蹬時(shí)，驅(qū)動(dòng)體42的旋轉(zhuǎn)就這樣通過第1單向超越離合器80而傳遞到輪轂殼體43。
步驟S11的自動(dòng)變速處理是將動(dòng)作位置VP置于與車速SP對(duì)應(yīng)的變速段。而且，在不是自動(dòng)變速處理的場合，則是一級(jí)級(jí)向相靠近的方向變速。這里，圖17的步驟S51是通過來自車速傳感器12的速度信號(hào)來判斷自行車的車速SP是否在速度S1以下。步驟S52是判斷自行車的車速SP是否超過速度S1而在速度S2以下。步驟S53是判斷自行車的車速SP是否超過速度S2而在速度S3以下。步驟S54是判斷自行車的車速SP是否超過速度S3。
在車速SP為速度S1以下的低速場合，從步驟S51轉(zhuǎn)至步驟S55。在步驟S55判斷現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP是否為1速V1。在動(dòng)作位置VP不是1速V1的場合，轉(zhuǎn)至步驟S56來進(jìn)行逐變速段的調(diào)整，將動(dòng)作位置VP調(diào)至1速V1。在車速SP超過速度S1而在速度S2以下的中低速場合，則從步驟S52轉(zhuǎn)至步驟S57。由步驟S57判斷現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP是否為2速V2。在動(dòng)作位置VP不是2速V2的場合，則轉(zhuǎn)至步驟S58來進(jìn)行逐變速段的調(diào)整，將動(dòng)作位置VP調(diào)至2速V2。在車速SP超過速度S2而低于速度S3以下的中高速場合，則從步驟S53轉(zhuǎn)至步驟S59。由步驟S59判斷現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP是否為3速V3。在動(dòng)作位置VP不是3速V3的場合，則轉(zhuǎn)至步驟S60來進(jìn)行逐變速段的調(diào)整，將動(dòng)作位置VP調(diào)至3速V3。在車速SP超過速度S3的高速場合，則從步驟S54轉(zhuǎn)至步驟S61。由步驟S61判斷現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP是否為4速V4。在動(dòng)作位置VP不是4速V4的場合，則轉(zhuǎn)至步驟S62來進(jìn)行逐變速段的調(diào)整，將動(dòng)作位置VP調(diào)至4速V4。
這里，在由變速電動(dòng)機(jī)29將第1恒星齒輪60與輪轂軸41連結(jié)的場合則成為4速V4，從鏈條輪47由驅(qū)動(dòng)體42輸入的旋轉(zhuǎn)是通過第1恒星齒輪60、行星齒輪63的第1齒輪63a、第2齒輪63b以及內(nèi)嚙齒輪64的齒數(shù)所確定的最大增速比來增速，通過第2單向超越離合器81而傳遞到輪轂殼體43。而且，在選擇第2恒星齒輪61與輪轂軸41連結(jié)的場合則成為3速V3，驅(qū)動(dòng)體42的旋轉(zhuǎn)是通過第2恒星齒輪61、行星齒輪63的第2齒輪63b以及內(nèi)嚙齒輪64的齒數(shù)所確定的第2大的增速比來增速，通過第2單向超越離合器81而傳遞到輪轂殼體43。另外，在選擇第3恒星齒輪62與輪轂軸41連結(jié)的場合則成為2速V2，驅(qū)動(dòng)體42的旋轉(zhuǎn)是通過第3恒星齒輪61、行星齒輪63的第3齒輪63c、第2齒輪63b以及內(nèi)嚙齒輪64的齒數(shù)所確定的最小的增速比來增速，通過第2單向超越離合器81而傳遞到輪轂殼體43。而且，在未選擇任一個(gè)恒星齒輪20～22的場合，如前所述則成為1速V1，驅(qū)動(dòng)體42的旋轉(zhuǎn)直接傳遞到輪轂殼體43。
另外，未被選擇的恒星齒輪相對(duì)輪轂軸41在和行進(jìn)方向相反方向可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，在選擇任一個(gè)恒星齒輪并且由行星齒輪機(jī)構(gòu)44進(jìn)行增速的場合，驅(qū)動(dòng)體42和輪轂殼體43在與第1單向超越離合器80解除嚙合的方向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
步驟S11的手動(dòng)變速處理是通過操作按鈕21、22的操作來一級(jí)級(jí)地變速。圖18的步驟S71判斷是否操作了操作按鈕21。步驟S72判斷是否操作了操作按鈕22。當(dāng)操作操作按鈕21，則從步驟S71轉(zhuǎn)到步驟S73。在步驟S73判斷現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP是否為4速V4。當(dāng)現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP在4速V4的場合則轉(zhuǎn)到步驟S74，不進(jìn)行變速而維持4速V4。當(dāng)現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP不在4速V4的場合則轉(zhuǎn)到步驟S75，將動(dòng)作位置VP轉(zhuǎn)到上一高速段。當(dāng)操作操作按鈕22，則從步驟S72轉(zhuǎn)到步驟S76。步驟S76判斷現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP是否為1速V1。當(dāng)現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP在1速V1的場合則轉(zhuǎn)到步驟S77，不進(jìn)行變速而維持1速V1。當(dāng)現(xiàn)在的動(dòng)作位置VP不在1速V1的場合則轉(zhuǎn)到步驟S78，將動(dòng)作位置VP轉(zhuǎn)到下一低速段。另外，在進(jìn)行這些變速時(shí)，利用動(dòng)作位置傳感器26的檢測結(jié)果同預(yù)先存儲(chǔ)在記憶部30的各動(dòng)作位置的每個(gè)位置的數(shù)據(jù)來進(jìn)行比較，由此來進(jìn)行變速電動(dòng)機(jī)29的位置確定控制。
在這種自動(dòng)變速處理以及手動(dòng)變速處理中，從LOW(1速)向TOP(4速)的變速動(dòng)作中，即使變速控制部25由于靜電以及雜音等外部干擾而發(fā)生誤動(dòng)作，因?yàn)樵谧兯倏刂撇?5與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28之間配置了聯(lián)鎖電路31，所以動(dòng)作位置不會(huì)從4速位置V4移動(dòng)至鎖定位置P。因此，在行駛中不會(huì)由鎖定機(jī)構(gòu)而限制行駛。
而且，當(dāng)通過操作標(biāo)度盤23輸入停車模式時(shí)，則在輸入的密碼同登記的密碼不一致的情況下將維持停車模式，所以很難簡單地把含有鎖定機(jī)構(gòu)90的防盜裝置進(jìn)行解除操作。
而且，當(dāng)通過操作標(biāo)度盤23輸入停車模式時(shí)，則因?yàn)橛涉i定機(jī)構(gòu)90鎖定住行星齒輪機(jī)構(gòu)44，而且發(fā)聲機(jī)構(gòu)100能夠發(fā)聲，所以，不能踏著腳蹬使自行車移動(dòng)，而且，如果推著自行車移動(dòng)則會(huì)發(fā)出聲音。因此，能夠最大可能地減少自行車的被盜。
實(shí)施形式2前述實(shí)施形式中，在相對(duì)旋轉(zhuǎn)的恒星齒輪62與輪轂軸41之間設(shè)置鎖定機(jī)構(gòu)90，而且，為了防盜另外還在輪轂軸41和輪轂殼體43之間設(shè)有發(fā)聲機(jī)構(gòu)100，但也可以在輪轂軸41與輪轂殼體43之間，即在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的行駛部件上設(shè)置具有發(fā)聲功能以及鎖定功能的防盜裝置85。
如圖19所示，內(nèi)藏變速輪轂10a具備的防盜裝置85除了具有圖6的發(fā)聲機(jī)構(gòu)100的發(fā)聲功能之外還具有鎖定功能。因此，在恒星齒輪62上沒有設(shè)置鎖定棘爪。除了防盜裝置85之外，其它的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作同前述的實(shí)施形式1相同，故省略說明。
防盜裝置85設(shè)置在輪轂殼體43內(nèi)的輪轂軸41的圖19的左端。如圖20～圖22所示，防盜裝置85具有與套管77一起轉(zhuǎn)動(dòng)的彈簧墊片101a、移動(dòng)凸輪102a、移動(dòng)部件103a、移動(dòng)彈簧104a和鎖環(huán)114。移動(dòng)凸輪102a配置在輪轂軸41上不能轉(zhuǎn)動(dòng)而可在軸向自由移動(dòng)。移動(dòng)部件103a壓接在移動(dòng)凸輪102a上。在移動(dòng)部件103a與滾珠承受座52之間配置壓縮狀態(tài)的移動(dòng)彈簧104a。鎖環(huán)114壓接在移動(dòng)部件103a上。
彈簧墊片101a是卡住在套管77上不能轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，在其外周具有與移動(dòng)凸輪102a相觸的卡合片105a。移動(dòng)凸輪102a具有筒狀的凸輪主體106a、將凸輪主體106a與輪轂軸41卡住并在軸向可自由移動(dòng)但不能轉(zhuǎn)動(dòng)的卡住墊片107a。在凸輪主體106a的圖20右端處形成與卡合片105a相觸的凸輪108a。形成凸輪108a是為了通過套管77向鎖定位置PK的旋轉(zhuǎn)而使凸輪主體106a向軸向右方移動(dòng)。
移動(dòng)部件103a具有圓板狀的凸緣115和在凸緣115內(nèi)周一體成形的圓筒116。在凸緣115的半徑方向的中間形成臺(tái)階11Sa，鎖環(huán)114被支撐在臺(tái)階115a上并可自由旋轉(zhuǎn)。而且，如圖21所示，在凸緣115的鎖環(huán)114的相對(duì)面和鎖環(huán)114的凸緣115的相對(duì)面上分別形成放射狀的凹凸部114a(僅圖示鎖環(huán)114一側(cè))。由于形成這樣的凹凸部114a，鎖環(huán)114與移動(dòng)部件103a的摩擦力增大，而且當(dāng)產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出聲音。
如圖23所示，圓筒116在內(nèi)周面具有4個(gè)凸起16a。凸起116a與形成在輪轂軸41的外周面的4個(gè)槽41a配合。由此，移動(dòng)部件103a被支撐在輪轂軸41上不能轉(zhuǎn)動(dòng)而在軸向可自由移動(dòng)。在圓筒116的外周面形成螺紋以及卡住槽。如圖20所示，在圓筒116的外周安裝按壓環(huán)117。按壓環(huán)117支撐在圓筒116上不能轉(zhuǎn)動(dòng)而在軸向可自由移動(dòng)，并能夠與鎖環(huán)114接觸。而且，在圓筒116的右端外周擰入按壓螺母118。在按壓螺母118與按壓環(huán)117之間設(shè)置蝶形彈簧119。
這里，利用調(diào)整按壓螺母118的擰入量來調(diào)節(jié)蝶形彈簧119的壓接力，通過按壓環(huán)117可以調(diào)整鎖環(huán)114與移動(dòng)部件103a的凸緣115的摩擦力，能夠任意地限制輪轂殼體43的轉(zhuǎn)動(dòng)。例如如果通過蝶形彈簧119使摩擦力達(dá)到最大，則能夠使輪轂殼體43處于基本不能轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖定狀態(tài)。而且，當(dāng)使摩擦力小時(shí)，則限制輪轂殼體43轉(zhuǎn)動(dòng)的力減弱，輪轂殼體43相對(duì)輪轂軸41能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，既使在這種場合，在由蝶形彈簧119施加力的狀態(tài)下也還是會(huì)產(chǎn)生摩擦力，與自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)相比還是限制了轉(zhuǎn)動(dòng)。在該實(shí)施形式中，實(shí)質(zhì)上是利用調(diào)整蝶形彈簧119的作用力來自由地限制輪轂殼體43、即后輪7從鎖定狀態(tài)至接近自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖23所示，在鎖環(huán)114的外周形成細(xì)齒114b。該細(xì)齒114b可與輪轂殼體43的內(nèi)周面所形成的細(xì)齒113a相嚙合。
在這種結(jié)構(gòu)的防盜裝置85中，當(dāng)套管77從變速位置旋轉(zhuǎn)至鎖定位置PK時(shí)，與套管77一起旋轉(zhuǎn)的彈簧墊片101的卡合片105在凸輪108a內(nèi)移動(dòng)。當(dāng)卡合片105在凸輪108a內(nèi)移動(dòng)時(shí)，由移動(dòng)彈簧104a施加力的移動(dòng)部件103a以及移動(dòng)凸輪102a從圖20以及圖22(A)所示的位置移動(dòng)至圖21以及圖22(B)所示的位置的右側(cè)。這樣，鎖環(huán)114的細(xì)齒114b與輪轂殼體43的細(xì)齒113a嚙合，通過鎖環(huán)114與移動(dòng)部件103a的摩擦力而限制了輪轂殼體43的旋轉(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^按壓螺母118的擰入量所調(diào)整的蝶形彈簧119的作用力來任意改變此時(shí)的摩擦力。因此，既使蹬著腳蹬，后輪7也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)或者很難轉(zhuǎn)動(dòng)。
此時(shí)如果強(qiáng)行轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂殼體43，則移動(dòng)部件103a與鎖環(huán)114相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于凹凸部114a而使得鎖環(huán)114與移動(dòng)部件103a振動(dòng)并發(fā)出大的振動(dòng)聲音。這樣，如果在鎖定狀態(tài)時(shí)用手推著自行車或是蹬著腳蹬使輪轂殼體43轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則會(huì)發(fā)出很大的聲音而難以被盜。而且，既使由于誤動(dòng)作而在行駛中誤將套管77置于鎖定位置，也會(huì)因?yàn)橥ㄟ^摩擦來限制后輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不會(huì)突然鎖定后輪7。
而且，在前述實(shí)施形式1中，因?yàn)殒i定了恒星齒輪，所以當(dāng)套管77位于鎖定位置時(shí)，不能踏著腳蹬使自行車移動(dòng)，卻能推著自行車移動(dòng)。但是，在實(shí)施形式2中，因?yàn)槭前演嗇灇んw43直接連接在輪轂軸41上并加以鎖定，所以在推著自行車時(shí)，輪轂軸43(后輪7)的轉(zhuǎn)動(dòng)也受到限制而難以推動(dòng)自行車，不容易被盜。
實(shí)施形式3在前述實(shí)施形式中，當(dāng)把操作標(biāo)度盤23置于停車位置時(shí)，動(dòng)作位置會(huì)無條件地移動(dòng)至鎖定位置，而在該實(shí)施形式3中，在行駛中即使操作標(biāo)度盤23誤操作而成為停車位置，動(dòng)作位置也不會(huì)移動(dòng)至鎖定位置。
該實(shí)施形式3中，除了聯(lián)鎖電路31a以外，其它結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與前述的兩個(gè)實(shí)施形式相同，故省略說明。
圖24所示的聯(lián)鎖電路31a與圖4所示的聯(lián)鎖電路31不同，在倒相器33a與NOR門器件34a之間插入AND門器件36。在AND門器件36的一個(gè)輸入端子上連接倒相器33a，而在另一個(gè)輸入端子上連接單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器37的反轉(zhuǎn)輸出端子柱Q。車速傳感器12連結(jié)在單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器37的負(fù)觸發(fā)線路輸入端子A1上。脈沖狀的車速信號(hào)從車速傳感器12輸出到負(fù)觸發(fā)線路輸入端子A1。而且，在單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器37連接電阻R以及電容器C。
如圖25為所示，在單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器37中，當(dāng)輸入周期比時(shí)常數(shù)Tw短的車速信號(hào)時(shí)，從反轉(zhuǎn)輸出端子柱Q向AND門器件36輸出變化為「L」的行駛信號(hào)。該時(shí)常數(shù)Tw由電阻R以及電容器C的值所確定，例如當(dāng)26英寸的車輪輸入時(shí)速2km以上的車速信號(hào)時(shí)，將電阻R以及電容器C的值設(shè)定出使其為「L」。而且，當(dāng)車輪的轉(zhuǎn)速降低、輸出周期比常數(shù)Tw長的脈沖狀的車速信號(hào)時(shí)，則設(shè)定電阻R以及電容器C的值使其為「H」。這樣，當(dāng)自行車以時(shí)速2km以上行駛時(shí)，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器37輸出「L」的行駛信號(hào)。
當(dāng)該行駛信號(hào)輸入AND門器件36時(shí)，則操作標(biāo)度盤23被操作置于停車位置，并從此處輸出「L」的信號(hào)，即使AND門器件36的一個(gè)輸入端子通過倒相器33a被輸入「H」的信號(hào)，AND門器件36的輸出也不是「H」而是為「L」。因而NOR門器件34a的一個(gè)輸入端子被輸入「L」的信號(hào)。而且，當(dāng)動(dòng)作位置為4速位置時(shí)，P開關(guān)32接通，如前所述，另一個(gè)輸入端子被輸入「L」的信號(hào)，因?yàn)閮蓚€(gè)輸入均為「L」，所以從NOR門器件34a輸出「H」的信號(hào)。另外，當(dāng)操作標(biāo)度盤23被操作置于停車位置時(shí)，從變速操作部25的輸出端子OUT1、OUT2分別輸出「L」、「H」的信號(hào)。結(jié)果從NAND門器件35輸出「H」的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器28的輸入端子M1、M2均成為「L」，在行駛中即使操作標(biāo)度盤23被操作置于停車位置，也可以無視此操作而將動(dòng)作位置維持在4速位置。因此，在行駛中即使由于誤操作而將操作標(biāo)度盤23操作置于停車位置，也不會(huì)限制行駛。
〔其它實(shí)施形式〕(a)在前述實(shí)施形式中，說明了由2個(gè)“或非”元件來進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)禁止以及禁止解除，這是舉例說明，若是使用邏輯元件，也可以使用任何形式的元件。
(b)在前述實(shí)施形式中，舉例說明了后輪的內(nèi)藏變速輪轂的控制，但本發(fā)明并不僅限定于此，可以適用于利用電動(dòng)機(jī)來切換具有多個(gè)行駛許可位置與行駛限制位置的行駛部件動(dòng)作位置的所有自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置。
本發(fā)明的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，在輸出第2信號(hào)并且由檢測部檢測出動(dòng)作位置位于與行駛限制位置相鄰的行駛許可位置時(shí)，即使信號(hào)輸出部輸出第2信號(hào)，轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部也會(huì)向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部輸出禁止由電動(dòng)機(jī)向行駛限制位置切換的信號(hào)。因此，即使為了切換動(dòng)作位置而輸出第2信號(hào)，當(dāng)動(dòng)作位置到達(dá)與行駛限制位置相鄰的行駛許可位置的場合，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)也會(huì)被禁止，動(dòng)作位置不會(huì)從此處切換到行駛限制位置。因此，在動(dòng)作位置的切換中即使信號(hào)輸出部產(chǎn)生誤動(dòng)作，動(dòng)作位置也不會(huì)切換到行駛限制位置。
權(quán)利要求
1.一種自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，該自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置是為了根據(jù)輸入的位置指令并通過往復(fù)動(dòng)作來切換自行車的行駛部件的動(dòng)作位置而在兩個(gè)方向控制電動(dòng)機(jī)的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，自行車的行駛部件的前述動(dòng)作位置排列配置有包括限制自行車的行駛的行駛限制位置和多個(gè)行駛許可位置的多個(gè)動(dòng)作位置；其特征在于該自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置具備信號(hào)輸出部、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部、檢測部以及旋轉(zhuǎn)禁止部；信號(hào)輸出部根據(jù)前述位置指令選擇地輸出第1信號(hào)和第2信號(hào)，第1信號(hào)是使前述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而將前述動(dòng)作位置從前述行駛限制位置向前述多個(gè)行駛許可位置切換，而第2信號(hào)是使前述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而將前述動(dòng)作位置從前述多個(gè)行駛許可位置向前述行駛限制位置切換；電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部根據(jù)來自前述信號(hào)輸出部的2種信號(hào)來驅(qū)動(dòng)前述電動(dòng)機(jī)；檢測部檢測前述動(dòng)作位置是否位于與前述行駛限制位置相鄰的行駛許可位置；當(dāng)從前述信號(hào)輸出部輸出前述第2信號(hào)而且由前述檢測部檢測出動(dòng)作位置位于與前述行駛限制位置相鄰的行駛許可位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)禁止部向前述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部輸出禁止由前述電動(dòng)機(jī)向前述行駛限制位置切換的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于該自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置還具備禁止解除部，當(dāng)輸入把前述動(dòng)作位置放置于前述行駛限制位置的位置指令時(shí)，該禁止解除部解除由前述轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部的轉(zhuǎn)動(dòng)禁止動(dòng)作。
3.如權(quán)利要求2所述的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于該自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置還具備檢測前述自行車是否正在行駛的行駛檢測裝置，當(dāng)輸入把前述動(dòng)作位置放置于前述行駛限制位置的位置指令并且前述行駛檢測裝置檢測出自行車未在行駛時(shí)，前述禁止解除部解除由前述轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部的轉(zhuǎn)動(dòng)禁止動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于前述行駛部件是自行車用內(nèi)藏變速裝置，前述多個(gè)行駛許可位置是多個(gè)變速位置，為了將前述動(dòng)作位置切換到前述多個(gè)變速位置以及前述行駛限制位置，前述信號(hào)輸出部輸出使前述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的前述兩種信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于前述轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部以及禁止解除部均由邏輯電路構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于前述轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部是由將前述第2信號(hào)作為一個(gè)輸入、而將來自前述檢測部的信號(hào)作為另一個(gè)輸入的“或非”電路所構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的自行車用電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于前述禁止解除部是由將來自前述轉(zhuǎn)動(dòng)禁止部的信號(hào)作為一個(gè)輸入、而將置于前述行駛限制位置的位置指令作為另一個(gè)輸入的“或非”電路所構(gòu)成。
全文摘要
變速控制部25根據(jù)位置指令選擇地輸出第1信號(hào)(HL)以及第2信號(hào)(LH),該第1信號(hào)(HL)是使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而從鎖定位置向4個(gè)變速位置切換動(dòng)作位置的信號(hào),而第2信號(hào)(LH)是使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而向著相反方向切換動(dòng)作位置的信號(hào)。P開關(guān)32檢測動(dòng)作位置位于4速位置。當(dāng)連鎖電路31輸出第2信號(hào),而且由P開關(guān)32檢測出動(dòng)作位置位于4速位置時(shí),則禁止由電動(dòng)機(jī)29向鎖定位置的切換。
文檔編號(hào)B62M25/00GK1196316SQ98106118
公開日1998年10月21日 申請(qǐng)日期1998年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月31日
發(fā)明者木村良樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島野