[发明专利]一种自行车变速控制装置

说明书

本发明涉及自行车的变速控制装置。更详细地说，是涉及一种设有自动变速装置的自行车的变速控制装置，自动变速装置根据程序自动进行齿轮变换。

近年来，自行车进一步的实用性得到越来越多的认知。自行车的运动化促进了这种自行车变速操作的自动化。自动化的自行车变速装置由于微型计算机的日益低廉而提高了其实用性。

我们从美国专利第5,213,548号了解了自动操作变速装置的齿轮变换装置，该变速装置能改变曲轴与后轮的转数比。该美国专利记载了根据曲柄速度和自行车速度之比检测当前齿轮比、并在曲柄慢而自行车快等情况下根据程序进行变速动作的自动化装置。

另外，由例如EP 0 529664A2我们还了解了用流体压力装置作为驱动装置来进行变速动作的方式，其中通过利用机算机来判断变速条件而实现变速的自动化。

在反抗链条的强张力而被驱动的变速机构的机械部分上，受到过大负荷的作用。当提供连接这种反抗强张力而动作的流体压力装置与机械部分的连接机构作为强化手段时，不能忽视成本的问题。并且，在这种负荷条件下动作的机械部分存在磨损消耗加大、寿命下降的缺点。

因此，希望能开发使变速机构的机械部分在小负荷下动作的自动变速装置。这样理想的自动变速装置由于缩短了动作的延迟时间而可以在小负荷条件继续的短时间内进行变速动作。

本发明是基于上述的技术背景而进行的，并达到以下的目的。

本发明的目的在于提供一种在小负荷下动作的自行车变速控制装置。

本发明的另一目的在于提供一种变速机构的机械部分不会受到过大负荷作用的自行车变速控制装置。

本发明的再一目的在于提供一种变速指令信号发出时间与变速动作进行时间之间延迟时间短的自行车变速控制装置。

本发明的再一目的在于提供一种寿命长的自行车变速控制装置。

为达到上述目的，本发明提供一种自行车变速控制装置，包括：用于检测根据骑乘者的蹬力作用在曲轴和驱动链轮之间的转矩的转矩检测装置；用于变换所述曲轴与后轮的变速比的变速机构；为了变换所述变速机构的变速比，将所述变速机构进行变速驱动的驱动装置；输入来自所述转矩检测装置的检测信号、借助所述驱动装置使所述变速机构进行变速动作的控制装置；其特征在于：所述曲轴与所述驱动链轮设置成能够在旋转方向上只相对移动一定的量；所述转矩检测装置包括：将所述曲轴与所述驱动链轮的相对移动变换移动为曲轴的轴向上的移动的移动体；将所述移动体向曲轴的轴向偏压的弹簧；以及将所述移动体在曲轴的轴向上的位置进行检测的位置检测装置。

在上述自行车变速控制装置中，最好是所述转矩检测装置具有与所述移动体固定成一体的环状体，利用所述位置检测装置检测出所述环状体在曲轴的轴向上的位置。

在上述自行车变速控制装置中，最好是所述转矩检测装置具有固定在所述曲轴上的传递构件；在所述传递构件上设有与所述移动体的端部接触、将所述移动体向曲轴的轴向移动的斜面。

在上述自行车变速控制装置中，最好是所述控制装置，在由所述转矩检测装置检测出的转矩小于所定的设定转矩时，使所述变速机构进行变速动作。

发明的作用及效果说明如下：

本发明的自行车变速控制装置，在脚的蹬力或曲轴的转矩小的时间段允许变速机构动作。即，只有在发出变速指令的时间段与转矩小的时间段重合的时候，变速机构才动作。曲轴转矩小的时间段，如下所述那样有3种情况。

a、曲轴的转数与后轮的转数相比，其比值比特定的比值小的时候，即，链条的张力为零、且曲轴上没有转矩而使曲轴相对后轮进行空转的时间段；这时，曲轴的转矩绝对为零。

b、转矩不为零、且自行车加速的时候，周期性变化的转矩值处于最小区域的时间段；这时，自行车向正方向加速。

c、转矩不为零、且自行车没有加速的时候，周期性变化的转矩值处于最小区域的时间段；这种情况，包括自行车减速的时间段。该时间段包括脚蹬子位于上死点区域或下死点区域的时间段。

在上述情况b、c下，有时转矩的绝对值大。但是，当连接两脚的脚蹬子处于上限位置与下限位置时，同时处在蹬力极低的下死点。处于这样下死点的脚的蹬力与两脚位于水平方向时的蹬力相比通常极小。

在坡道等处，即使脚蹬子不规则地压向水平方向或靠近水平方向的方向时，也不会改变这种极端的大小关系。即使转矩在设定值以下时，且微分值是负值，其绝对值在设定值以上时也许可变速动作。由于这种许可，使变速机构的寿命减少实质上不存在。

在外力大时，其他道路情况、环境不稳定的时候，将自动模式切换到手动模式，可望进行常用那样的手动操作。