專利名稱：磁動(dòng)操作的自行車防盜裝置的制作方法
本申請是1998年7月2日提交的申請?zhí)枮?9/109,450、名稱為“自行車用節(jié)能防盜控制裝置”的共同未決的申請的繼續(xù)部分。
本發(fā)明涉及自行車防盜裝置的控制裝置，特別涉及鑰匙中不需要電池的磁動(dòng)操作的自行車防盜裝置。
自行車，特別是稱為都市巡洋艦的娛樂性自行車，便宜而且容易騎，所以它們被廣泛應(yīng)用于每天往返上班和上學(xué)。這種娛樂性自行車有時(shí)被從火車站前面的自行車停車場或類似地方偷走。為防止這種偷盜，在前叉或后叉上安裝如盒形和馬蹄形的自行車鎖以鎖住車輪。但是，自行車鎖的簡單結(jié)構(gòu)使其容易被打開或破壞并拆掉。
最近還開發(fā)出了安裝在輪轂上并使自行車難以騎走的防盜裝置。這種防盜裝置的鎖裝置通常安裝在內(nèi)部的變速輪轂中。當(dāng)鎖裝置啟動(dòng)時(shí)，自行車后輪很難移動(dòng)，如果試圖強(qiáng)行移動(dòng)則會(huì)發(fā)出噪音。這種鎖裝置可借助在車把上提供的換擋控制元件在鎖住狀態(tài)和開鎖狀態(tài)間操作。
更復(fù)雜的自行車防盜裝置利用電路控制鎖。例如，JP 8-260784展示了一種防盜裝置，其或者可用鑰匙手動(dòng)操作或者用發(fā)射器電子操作。電子操作的防盜控制裝置通常還用于汽車中并且非常方便，因?yàn)槭褂谜咧灰ㄟ^按鑰匙或鑰匙保持器上的按鈕向防盜控制裝置發(fā)出鎖住或開鎖命令信號就可操作防盜裝置。然后防盜控制裝置響應(yīng)命令信號鎖住或開啟防盜裝置(例如，汽車車門上的鎖)。
為能夠在任何時(shí)候接收到鎖住或開鎖命令信號，必須一直給傳統(tǒng)防盜控制裝置中的命令信號接收器供應(yīng)能量。對于汽車這不會(huì)造成問題，因?yàn)槠囀褂幂^大的電池，在汽車工作過程中電池是定期再充電的。但是，因?yàn)殡姵氐拇笮『椭亓?，這種電池不能應(yīng)用在自行車上。和自行車一起使用的電子裝置，如自行車計(jì)算機(jī)和自動(dòng)變速裝置，必須使用盡可能輕的小電池。這種電池通常是不可再充電的。因而，傳統(tǒng)的防盜裝置不實(shí)用，因?yàn)橄蛐盘柦邮掌鞑粩嗵峁┠芰亢芸炀蜁?huì)使電池的電放光。
申請人最近開發(fā)了一種遙控自行車防盜裝置，其中命令信號接收器由磁性控制的開關(guān)提供能量，僅當(dāng)磁性鑰匙非常接近磁性開關(guān)時(shí)該開關(guān)才閉合以向命令信號接收器提供能量。鑰匙還包括一個(gè)電池操作的命令信號發(fā)射器，只要按鑰匙上的一個(gè)按鈕該發(fā)射器就會(huì)向命令信號接收器發(fā)出鎖住或開鎖信號。
本發(fā)明涉及一種在鑰匙中不需要電池的自行車防盜控制裝置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，自行車的防盜控制電路包括一個(gè)鎖控制電路，一個(gè)開關(guān)，一個(gè)傳感器，及一個(gè)命令接收電路，其中所述鎖控制電路提供鎖控制信號，用于至少實(shí)現(xiàn)鎖住和開啟自行車防盜裝置功能中的一個(gè)，所述開關(guān)用于有選擇地使鎖控制電路能提供鎖控制信號，所述傳感器用于檢測外部發(fā)射的啟動(dòng)信號，所述命令接收電路用于接收命令鎖控制電路提供鎖控制信號的命令信號。開關(guān)可操作地連接在傳感器上，以使鎖控制電路響應(yīng)啟動(dòng)信號提供鎖控制信號。開關(guān)可布置在鎖控制電路和電源如小的輕重量電池之間，以響應(yīng)啟動(dòng)信號向鎖控制電路提供電能。因?yàn)殡娔苁琼憫?yīng)啟動(dòng)信號向鎖控制電路供應(yīng)的，所以防盜控制裝置在接收到啟動(dòng)信號之前可處于斷路狀態(tài)。此后，命令接收電路可能接收到鎖控制信號，防盜控制電路可處理命令并發(fā)出適當(dāng)?shù)逆i控制信號以鎖住或開啟防盜裝置。
用于操作防盜控制裝置的鑰匙包括用于發(fā)射啟動(dòng)信號的磁鐵和用于發(fā)射命令信號的無線命令信號發(fā)射器。當(dāng)鑰匙放在傳感器附近時(shí)磁性啟動(dòng)信號被提供給傳感器。磁性信號啟動(dòng)開關(guān)，開關(guān)又向鎖控制電路提供能量。無線命令信號發(fā)射器由從鑰匙外部接收到的信號提供能量。例如，當(dāng)通過閉合磁性開關(guān)啟動(dòng)鎖控制電路時(shí)，鎖控制電路可在線圈中感應(yīng)出電磁場，該電磁場可被鑰匙中的線圈檢測到。檢測到的電磁場用于向命令信號發(fā)射器提供能量。然后鑰匙上的命令信號發(fā)射器可以被啟動(dòng)以向鎖控制電路發(fā)出適當(dāng)?shù)逆i住/開鎖信號，以有選擇地鎖住和/或開啟防盜控制裝置。
在結(jié)合了本發(fā)明的自行車防盜系統(tǒng)中，防盜裝置布置在自行車輪轂內(nèi)，以當(dāng)防盜裝置處于防盜位置時(shí)阻止輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)。如果輪轂是內(nèi)部變速輪轂，則防盜裝置可利用變速控制裝置操作，開關(guān)、傳感器和命令接收電路可布置在變速控制裝置的外殼內(nèi)。


圖1所示為自行車特定實(shí)施例的側(cè)視圖，該自行車包括根據(jù)本發(fā)明的磁動(dòng)操作的防盜裝置；
圖2所示為圖1所示自行車一部分的局部側(cè)視圖，其展示了根據(jù)本發(fā)明的磁動(dòng)操作的防盜裝置的主要外部部件；圖3所示為圖1所示自行車車把一部分的斜視圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的自行車變速控制裝置特定實(shí)施例的示意方框圖；圖5所示為內(nèi)輪轂變速器特定實(shí)施例的橫截面示意圖，該變速器包括根據(jù)本發(fā)明的防盜裝置；圖6所示為表示太陽輪和用于把太陽輪鎖定到輪軸上的棘爪之間關(guān)系的示意圖；圖7所示為正常行駛時(shí)的防盜裝置的放大橫截面示意圖；圖8所示為鎖住狀態(tài)的防盜裝置的放大橫截面示意圖；圖9(A-B)所示為表示圖7和8中所示防盜裝置的操作的示意圖；圖10所示為圖7和8中所示防盜裝置中使用的鎖環(huán)的正視圖；圖11所示為根據(jù)本發(fā)明的處于斷路狀態(tài)的防盜控制裝置特定實(shí)施例的示意方框圖；圖12所示為用于遙控圖11所示鎖控制電路的鑰匙特定實(shí)施例的示意圖；圖13所示為表示防盜控制裝置的操作的示意方框圖。
圖1為包括防盜系統(tǒng)的自行車特定實(shí)施例的側(cè)視圖，該防盜系統(tǒng)結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的磁動(dòng)操作的防盜控制裝置，圖2為圖1所示自行車一部分的局部側(cè)視圖，其展示了根據(jù)本發(fā)明磁動(dòng)操作的防盜裝置的主要外部部件。自行車包括帶雙環(huán)形車架單元2和前叉3的車架1；車把部件4；車座11；驅(qū)動(dòng)部件5；前輪6；其中安裝有四速內(nèi)齒輪變速器10的后輪7；前和后制動(dòng)裝置8(圖中僅表示了前面的)；用于方便地操作內(nèi)齒輪變速器10的變速控制元件9。車把部件4具有安裝在前叉3上部的把柱14和安裝在把柱14上的車把橫桿15。在車把橫桿15的每一端安裝有構(gòu)成制動(dòng)裝置8的制動(dòng)器臂16和把手17。變速控制元件9用的控制面板20安裝在右側(cè)的制動(dòng)器臂16上。驅(qū)動(dòng)部件5具有在車架主體2的下部(底部支架部分)上提供的齒輪曲柄18，繞在齒輪曲柄18上的鏈條19，和內(nèi)齒輪變速器10。如圖2中所示，備有自行車速度檢測行程開關(guān)的自行車速度傳感器12安裝在車架單元2的鏈拉條2a上。該自行車速度傳感器12通過檢測安裝在后輪7的輻條7a上的磁鐵13來輸出自行車速度信號。
如圖3和4中所示，變速控制元件9具有在控制面板20下部左側(cè)和右側(cè)相鄰布置的兩個(gè)控制按鈕21和22，布置在控制按鈕21和22上方的控制刻度盤23，布置在控制刻度盤23左側(cè)的液晶顯示器部件24，和由內(nèi)置蜂鳴器組成的警報(bào)器32。當(dāng)前的行駛速度由液晶顯示器部件24顯示，變速時(shí)選擇的速度級也由液晶顯示器部件24顯示。變速控制元件9還具有變速控制部件25，該部件位于安裝在鏈拉條2a后端的控制盒31(圖2)中?？刂泼姘?0中的部件通過控制電纜9a與變速控制部件25相連。
控制按鈕21和22是三角形按鈕。左側(cè)的控制按鈕21用于實(shí)現(xiàn)從較低速度級向較高速度級的變速，右側(cè)的控制按鈕22用于實(shí)現(xiàn)從較高速度級向較低速度級的變速。
控制刻度盤23用于在兩種變速模式之間轉(zhuǎn)換，其具有兩個(gè)固定位置自動(dòng)(A)和手動(dòng)(M)。自動(dòng)模式(A)是用于通過來自自行車速度傳感器12的自行車速度信號自動(dòng)使內(nèi)齒輪變速器10變速的模式。手動(dòng)變速模式(M)是用于通過操作控制按鈕21和22使內(nèi)齒輪變速器10變速的模式。這些特定的模式并不構(gòu)成本發(fā)明的一部分，可根據(jù)1998年3月24日提交的標(biāo)題為“自行車馬達(dá)控制裝置”并且結(jié)合在這里作為參考的美國專利申請No.09/047,763的指導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)。通過下面描述的磁動(dòng)操作的防盜控制裝置選擇的另一個(gè)模式是用于鎖住內(nèi)齒輪變速器10和用于阻止后輪7轉(zhuǎn)動(dòng)的停車模式(P)。
變速控制部件25包括一微型計(jì)算機(jī)，該微型計(jì)算機(jī)包括一CPU，一RAM，一ROM，和一I/O界面。如圖4中所示，變速控制部件25連接在控制刻度盤23(在控制面板20上提供的)，控制按鈕21和22，液晶顯示器部件24，和警報(bào)器32上。下面的部件也連接在變速控制部件25上自行車速度傳感器12；啟動(dòng)位置傳感器26，該傳感器布置在內(nèi)齒輪變速器10內(nèi)部并由，例如，檢測其啟動(dòng)位置的電位計(jì)組成；電源27(由控制盒31內(nèi)的電池組成)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28，存儲(chǔ)部件30，防盜控制電路1100和其它的I/O部件。變速馬達(dá)29連接在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28上。
存儲(chǔ)部件30包括EEPROM或其它形式的可重寫的永久性存儲(chǔ)器，其用于存儲(chǔ)各種形式的指定數(shù)據(jù)，如在速度檢測時(shí)使用的關(guān)于車輪直徑的車輪直徑數(shù)據(jù)，用于設(shè)定其中顯示速度(公里或英里)的單元的速度單元數(shù)據(jù)，用于設(shè)定自動(dòng)變速模式中換高速和換低速的速度或類似量的速度組數(shù)據(jù)，用于在馬達(dá)29安裝在內(nèi)齒輪變速器10中后設(shè)定變速馬達(dá)29的變速位置變速位置數(shù)據(jù)，等等。變速控制部件25根據(jù)每種模式控制馬達(dá)29并控制液晶顯示器部件24的顯示。
如圖5中所示，內(nèi)齒輪變速器10主要具有一固定在自行車車架1后部的輪轂軸41，位于輪轂軸41一端外周的驅(qū)動(dòng)器42，位于輪轂軸和驅(qū)動(dòng)器42外周的輪轂套43，用于在驅(qū)動(dòng)器42和輪轂套43之間傳遞驅(qū)動(dòng)力的行星齒輪機(jī)構(gòu)44，和防盜裝置85。行星齒輪機(jī)構(gòu)44提供四個(gè)動(dòng)力傳遞級，一個(gè)直接的和三個(gè)增速的。
驅(qū)動(dòng)器42為大體圓柱形件，其一端由輪轂軸41通過球45和軸錐46可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。一輪轂齒47固定在一端的外周作為輸入元件。驅(qū)動(dòng)器42中形成有凹口42a，該凹口從中心空間徑向向外延伸。三個(gè)這種凹口42a在圓周方向上等間隔布置。
輪轂套43為軸向具有多個(gè)階梯的圓柱形件，驅(qū)動(dòng)器42位于包圍其內(nèi)周的外殼空間43a中。輪轂套43的一側(cè)通過球50可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在驅(qū)動(dòng)器42的外周上，另一側(cè)由輪轂軸41通過球51和軸錐52支撐。用于支撐后輪7的輻條7a(圖1)凸緣53和54固定在輪轂套43兩端的外周上。封蓋55固定在驅(qū)動(dòng)器42一側(cè)的外側(cè)壁上，封蓋55的末端延伸以覆蓋輪轂套43一端的外周表面。密封件56位于封蓋55末端的內(nèi)周表面和輪轂套43的外周表面之間。
行星齒輪機(jī)構(gòu)44位于輪轂套43內(nèi)部的外殼空間43a內(nèi)，其具有第一、第二和第三太陽輪60、61和62；與這些太陽輪嚙合三個(gè)行星齒輪63(圖中僅表示了一個(gè)行星齒輪)；一個(gè)齒圈64。太陽輪60到62繞驅(qū)動(dòng)器42的內(nèi)周和輪轂軸41的外周軸向排成一列，并且相對輪轂軸41可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。行星齒輪63通過驅(qū)動(dòng)器42中的凹口42a內(nèi)的支撐銷65可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。第一齒輪63a，第二齒輪63b和第三齒輪63c與行星齒輪63一體形成。第一齒輪63a與第一太陽輪60嚙合，第二齒輪63b與第二太陽輪61嚙合，第三齒輪63c與第三太陽輪62嚙合。齒圈64位于行星63的外周側(cè)，其內(nèi)周上形成有內(nèi)齒。該齒圈64與行星齒輪63的第二齒輪63b嚙合。
如圖6中所示，一對止動(dòng)凸出部分41a形成在輪轂軸41外面布置有太陽輪60到62(圖6中僅表示了太陽輪60)的位置上。四個(gè)空間60a到62a相互分開形成在太陽輪60到62的內(nèi)周邊周圍的周邊方向上。如圖5中所示，下面的部件位于輪轂軸41和太陽輪60到62的內(nèi)周邊之間用于防止太陽輪60到62在前進(jìn)方向上實(shí)現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動(dòng)或用于允許其相對輪轂軸41轉(zhuǎn)動(dòng)的選擇性離合器機(jī)構(gòu)70，和用于啟動(dòng)選擇性離合器機(jī)構(gòu)70的啟動(dòng)機(jī)構(gòu)91。
選擇性離合器機(jī)構(gòu)70具有有選擇地把三個(gè)太陽輪60到62中之一與輪轂軸41連接的功能，和不把太陽輪60到62中的任何一個(gè)與輪轂軸41連接的功能。選擇性離合器機(jī)構(gòu)70具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)棘爪71、72和73，這些驅(qū)動(dòng)棘爪的末端能與輪轂軸41的止動(dòng)凸出部分41a嚙合，離合器機(jī)構(gòu)70還具有用于使驅(qū)動(dòng)棘爪71到73的末端壓向輪轂軸41的環(huán)形金屬絲彈簧74、75和76。驅(qū)動(dòng)棘爪71到73位于太陽輪60到62的四個(gè)空間60a到62a中的兩個(gè)相互面對的空間中，在相互面對的棘爪外殼空間60a到62a中在其后端可擺動(dòng)地支撐，并能夠在其末端與止動(dòng)凸出部分41a嚙合。當(dāng)驅(qū)動(dòng)棘爪71到73被輪轂軸41的止動(dòng)凸出部分41a阻擋并從而與輪轂軸41連接時(shí)，太陽輪60到62不再能夠相對輪轂軸41在前進(jìn)方向(在圖6中為順時(shí)針)上實(shí)現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動(dòng)，但它們能夠在相反的方向上(在圖6中為逆時(shí)針)實(shí)現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動(dòng)。釋放驅(qū)動(dòng)棘爪后，在兩個(gè)方向上都可實(shí)現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
啟動(dòng)機(jī)構(gòu)91具有可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在輪轂軸41外周上的套筒77。在外周上布置有驅(qū)動(dòng)棘爪71到73的位置，套筒77具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)凸輪部件94a。當(dāng)這些驅(qū)動(dòng)凸輪部件94a撞擊到驅(qū)動(dòng)棘爪71到73中的任何一個(gè)時(shí)，被撞擊的棘爪被抬起，輪轂軸41和太陽輪60到62之間的連接被這些棘爪釋放。操作部件78連接在套筒77的一端，套筒77可被操作部件78的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。然后套筒77的轉(zhuǎn)動(dòng)使驅(qū)動(dòng)凸輪部件94a有選擇地啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)棘爪71到73，使得太陽輪60到62與輪轂軸41之間的連接可以控制。
如圖5中所示，減速機(jī)構(gòu)95連接在操作部件78上。減速機(jī)構(gòu)95降低變速馬達(dá)29的轉(zhuǎn)速并把降低的轉(zhuǎn)速傳遞到操作部件78。啟動(dòng)位置傳感器26布置在減速機(jī)構(gòu)95內(nèi)，其用于檢測當(dāng)前內(nèi)齒輪變速器10的套筒77占據(jù)的啟動(dòng)位置。
在輪轂套43內(nèi)周表面和驅(qū)動(dòng)器42另一端外周表面之間備有第一單向離合器80。在輪轂套43內(nèi)周表面和齒圈64外周表面之間備有第二單向離合器81。這些單向離合器80和81都是滾子式單向離合器，其在進(jìn)行變速時(shí)的空載運(yùn)行中能夠減少噪音，在進(jìn)行變速時(shí)減輕沖擊，使得能夠進(jìn)行較平滑的變速。
通過這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)棘爪71撞擊到輪轂軸41的止動(dòng)凸出部分41a并且選擇了第一太陽輪60時(shí)，就建立了具有最大增速比的大增速動(dòng)力傳送路線；當(dāng)選擇了第二太陽輪61時(shí)，就建立了具有第二大增速比的中增速動(dòng)力傳送路線；當(dāng)選擇了第三太陽輪62時(shí)，就建立了具有最小增速比的小增速動(dòng)力傳送路線。當(dāng)不選擇任何一個(gè)太陽輪時(shí)，就建立了直接連接的動(dòng)力傳送路線。
特別是，當(dāng)變速馬達(dá)29把第一太陽輪60連接到輪轂軸41上時(shí)，自行車處于第四擋；輪轂齒使驅(qū)動(dòng)器42的轉(zhuǎn)動(dòng)按由第一太陽輪60、行星齒輪63的第一齒輪63a和第二齒輪63b及齒圈64上的齒數(shù)決定的最大齒輪速比增加；并且該轉(zhuǎn)動(dòng)通過第二單向離合器81傳遞到輪轂套43。當(dāng)?shù)诙栞?1被選擇并連接到輪轂軸41上時(shí)，自行車處于第三擋；驅(qū)動(dòng)器42的轉(zhuǎn)動(dòng)按由第二太陽輪61、行星齒輪63的第二齒輪63b和齒圈64上的齒數(shù)決定的中(第二大)齒輪速比增加；并且該轉(zhuǎn)動(dòng)通過第二單向離合器81傳遞到輪轂套43。當(dāng)?shù)谌栞?2被選擇并連接到輪轂軸41上時(shí)，自行車處于第二擋；驅(qū)動(dòng)器42的轉(zhuǎn)動(dòng)按由第三太陽輪62、行星齒輪63的第二齒輪63b和第三齒輪63c及齒圈64上的齒數(shù)決定的最小齒輪數(shù)比增加；并且該轉(zhuǎn)動(dòng)通過第二單向離合器81傳遞到輪轂套43。當(dāng)不選擇太陽輪60到62中的任何一個(gè)時(shí)，自行車處于第一擋，驅(qū)動(dòng)器42的轉(zhuǎn)動(dòng)通過第一單向離合器80直接傳遞到輪轂套43。
通常，沒有被選擇的太陽輪相對輪轂軸41從前進(jìn)方向向相反方向作相對轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)選擇了太陽輪中的任何一個(gè)并且速度由行星齒輪機(jī)構(gòu)44增加時(shí)，驅(qū)動(dòng)器42和輪轂套43在單向離合器80的嚙合被釋放的方向上作相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
在輪轂套43內(nèi)輪轂軸41的左端(圖5)備有防盜裝置85。如圖7到10中所示，防盜裝置85具有與套筒77一體轉(zhuǎn)動(dòng)的彈簧墊圈101，運(yùn)動(dòng)凸輪102，運(yùn)動(dòng)件103，運(yùn)動(dòng)彈簧104，和鎖環(huán)114。運(yùn)動(dòng)凸輪102是不可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的，但能相對輪轂軸41軸向移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)件103壓靠在運(yùn)動(dòng)凸輪102上。運(yùn)動(dòng)彈簧104在運(yùn)動(dòng)件103和軸錐52之間處于壓縮狀態(tài)。鎖環(huán)114壓靠在運(yùn)動(dòng)件103上。
彈簧墊圈101是這樣一種元件，其被套筒77阻擋住不可轉(zhuǎn)動(dòng)，其外周邊上具有與運(yùn)動(dòng)凸輪102接觸的接合凸出部105。運(yùn)動(dòng)凸輪102具有圓柱形的凸輪體106和止動(dòng)墊圈107，該墊圈107阻止凸輪體106和輪轂軸41，使它們可以在軸向移動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)。與接合凸出部105接觸的凸輪部件108形成在凸輪體106的右端(圖9)。該凸輪部件108的形狀為使得套筒77的轉(zhuǎn)動(dòng)使凸輪體106軸向向右移向鎖住位置。
運(yùn)動(dòng)件103具有盤形凸緣部件115和沿凸緣部件115內(nèi)周邊一體形成的圓柱形部件116。如在徑向所看到的，階梯115a形成在凸緣部件115的中間部分上。鎖環(huán)114由階梯115a可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。如圖10中所示，各自的不規(guī)則部分114a(僅表示了鎖環(huán)114側(cè)面上的)形成在面向凸緣部件115的鎖環(huán)114表面和面向鎖環(huán)114的凸緣部件115表面上。這種不規(guī)則部件114a的存在增加了鎖環(huán)114和運(yùn)動(dòng)件103間的摩擦力，并使這些部件在相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)并發(fā)出聲音。鎖環(huán)114外周部件上形成有鋸齒114b。這些鋸齒114b可與形成在輪轂套43內(nèi)周表面上的鋸齒113嚙合。
如圖10中所示，圓柱形部件116的內(nèi)周表面上形成有四個(gè)凸出部分116a。凸出部分116a與形成在輪轂軸41外周表面上的四個(gè)凹槽41b接合。這種布置方式的結(jié)果是，運(yùn)動(dòng)件103由輪轂軸41不可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，但可在軸向移動(dòng)。圓柱形部件116的外周表面上形成有螺紋和止動(dòng)凹槽。如圖7中所示，圍繞圓柱形部件116外側(cè)安裝有壓力環(huán)117。壓力環(huán)117不可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在圓柱形部件116上，但可軸向移動(dòng)，其可與鎖環(huán)114接觸。此外，壓力螺母118擰在圓柱形部件116右端的外周上。一圓錐形盤簧119布置在壓力螺母118和壓力環(huán)117之間。
可以通過調(diào)整壓力螺母118的擰緊來調(diào)整圓錐形盤簧119施加的壓力；可通過壓力環(huán)117來調(diào)整鎖環(huán)114和運(yùn)動(dòng)件103的凸緣部件115之間的摩擦力；輪轂套43的轉(zhuǎn)動(dòng)可隨意控制。例如，使圓錐形盤簧119產(chǎn)生的摩擦力最大可在輪轂套43轉(zhuǎn)動(dòng)最少的情況下使系統(tǒng)進(jìn)入鎖住狀態(tài)；而且，減少摩擦力削弱用于控制輪轂套43的轉(zhuǎn)動(dòng)的力，并允許輪轂套43相對輪轂軸41轉(zhuǎn)動(dòng)。與自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)不同，在這種情況下調(diào)整圓錐形盤簧119時(shí)也產(chǎn)生摩擦力，轉(zhuǎn)動(dòng)也受到控制。該實(shí)施例允許通過在從鎖住狀態(tài)到自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)之間的范圍內(nèi)調(diào)整圓錐形盤簧119的偏壓力來自由地控制輪轂套43的轉(zhuǎn)動(dòng)(即，后輪7的轉(zhuǎn)動(dòng))。
變速和鎖止是通過控制按鈕21和22啟動(dòng)變速馬達(dá)29及通過下述磁動(dòng)操作的防盜控制裝置實(shí)現(xiàn)的。這些方法中的每一種都是通過操作部件78來轉(zhuǎn)動(dòng)套筒77的。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的防盜控制電路1100的相關(guān)部分的更詳細(xì)的方框圖。圖11中所示的防盜控制電路1100可用于遠(yuǎn)距離鎖住或開啟輪轂10。如圖11中所示，防盜控制電路1100包括用于提供鎖控制信號的鎖控制電路1104；用于有選擇地使鎖控制電路1104提供鎖控制信號的開關(guān)1110；用于檢測外部發(fā)射的啟動(dòng)信號的傳感器1112。在該實(shí)施例中，傳感器1112是用于檢測磁信號的磁傳感器，開關(guān)1110是通常的常開式開關(guān)，只要傳感器1112檢測到磁信號，該開關(guān)就閉合并保持閉合。特別是，在該實(shí)施例中，開關(guān)1110和傳感器1112一起構(gòu)成一實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能的簧片開關(guān)。開關(guān)1110布置在電源27(表示為電池1116)和鎖控制電路1104之間，用于有選擇地向鎖控制電路1104提供電能。這樣，當(dāng)開關(guān)1110處于圖11所示的打開或斷路狀態(tài)時(shí)，沒有電能提供給鎖控制電路1104，鎖控制電路1104處于非供電狀態(tài)或斷路狀態(tài)，鎖控制電路1104不提供鎖控制信號。
鎖控制電路1104包括一命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120和一命令處理電路1124，該命令處理電路用于處理命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120接收到的命令和用于通過通信路徑1106向變速控制部件25提供鎖控制信號。如上所述，變速控制部件25向馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28提供適當(dāng)?shù)男盘栆则?qū)動(dòng)控制輪轂10的操作狀態(tài)(包括把輪轂10置于鎖住和開啟狀態(tài))的馬達(dá)29。
在該實(shí)施例中，命令/能量接收器/發(fā)射器1120的構(gòu)造為用于通過線圈1128接收無線信號并且通過線圈1128向下述鑰匙提供能量信號。例如，命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120可以是TemicSemiconductor銷售的U2270B型讀/寫基底。命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120的詳細(xì)構(gòu)造和操作表示在Temic Semiconductor出版的U2270B Data Sheet中，并在這里引為參考。命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120通過通信路徑1122連接在指示燈，如尾燈1121上，用于當(dāng)接收到鎖止/開鎖信號時(shí)進(jìn)行指示，命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120還通過通信路徑1123連接在命令處理電路1124上。
命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120接收到的命令信號可包括用于鎖住防盜裝置的鎖止命令信號和/或用于開啟防盜裝置的開啟命令信號。這種信號可以是含有不同信息的單獨(dú)的信號，或者鎖止命令信號和開啟命令信號可以是相同的。在后者情況下，命令處理電路1124根據(jù)防盜裝置的當(dāng)前狀態(tài)處理進(jìn)入的命令。換句話說，當(dāng)防盜裝置處于開啟狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入的命令作為鎖止命令信號來處理，當(dāng)防盜裝置處于鎖住狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入的信號作為開啟命令信號來處理。同樣，命令處理電路1124提供的鎖控制信號可包括用于鎖住防盜裝置的鎖止信號和/或用于開啟防盜裝置的開啟信號。這種信號可以是含有不同信息的單獨(dú)的信號，或者鎖止命令信號和開啟命令信號可以是相同的。當(dāng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28是非智能控制器并僅僅向馬達(dá)29提供驅(qū)動(dòng)信號時(shí)，可使用前者。在后者的情況下，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28是智能電路，其根據(jù)防盜裝置的當(dāng)前狀態(tài)來處理進(jìn)入的鎖控制信號。換句話說，當(dāng)防盜裝置處于開啟狀態(tài)時(shí)，鎖控制信號作為鎖止信號來處理，當(dāng)防盜裝置處于鎖住狀態(tài)時(shí)，鎖控制信號作為開啟信號來處理。
圖12為用于遙控鎖控制電路1104的無線鑰匙1150的示意圖。如圖12中所示，鑰匙1150包括鑰匙底座1154，支撐在鑰匙底座1154上的用于發(fā)射啟動(dòng)自行車防盜控制裝置的啟動(dòng)信號的啟動(dòng)信號發(fā)射器1158，和支撐在鑰匙底座1154上的命令/能量發(fā)射器/接收器電路1162，該電路1162用于接收鎖控制電路1104中的命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120發(fā)射的能量信號和發(fā)射無線命令。如上所述，命令信號可包括用于鎖住防盜裝置的鎖止命令信號和/或用于開啟防盜裝置的開啟命令信號。這種信號可以是含有不同信息的單獨(dú)的信號，或者鎖止命令信號和開啟命令信號可以是相同的。但是，一個(gè)鑰匙的命令/能量發(fā)射器/接收器電路產(chǎn)生的編碼應(yīng)該與另一個(gè)鑰匙發(fā)射的編碼不同，這樣任意一個(gè)鑰匙不能鎖住或開啟防盜裝置。在該實(shí)施例中，命令/能量發(fā)射器/接收器電路1162可以由Temic Semiconductor銷售的E5550型讀/寫識(shí)別集成電路組成，該電路包括用于接收來自命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120的能量信號和用于向命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120提供命令的線圈1155。命令/能量接收器/發(fā)射器電路1162的詳細(xì)構(gòu)造和操作表示在Temic Semiconductor出版的E5550 Data Sheet中，并結(jié)合在這里作為參考。
圖13是表示防盜控制裝置1100的操作的方框圖。如上所述，開關(guān)1110是常開開關(guān)，這樣來自電池1116的電能不提供給任何防盜控制裝置操作部件。其結(jié)果是，防盜控制裝置1100通常處于斷電狀態(tài)，電池1116不放電。要鎖住或開啟防盜裝置，把鑰匙1150放到傳感器1112附近。磁性啟動(dòng)信號使開關(guān)1110閉合，從而將電能從電池1116提供給鎖控制電路1104。一旦鎖控制電路1104通電，命令/能量接收器/發(fā)射器1120就通過線圈1128產(chǎn)生能量和數(shù)據(jù)信號。能量信號被鑰匙1150中的線圈1155檢測到并用于給命令/能量發(fā)射器/接收器1162提供能量。
一旦通電，命令/能量發(fā)射器/接收器1162就處理命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120發(fā)射的數(shù)據(jù)信號并發(fā)射鎖止/開啟命令，該命令可包含編制到命令發(fā)射器1162中的獨(dú)特的識(shí)別編碼。換句話說，在該實(shí)施例中，鎖止/開啟命令是實(shí)現(xiàn)鎖止和開啟命令功能的單個(gè)信號。
然后鎖止/開啟命令被命令/能量接收器/發(fā)射器電路1120通過線圈1128接收到，收到命令由尾燈1121的啟動(dòng)或閃爍顯示，命令通過通信路徑1123傳遞給命令處理電路1124。然后命令處理電路1124決定是否產(chǎn)生鎖止和/或開啟信號(例如，命令接收電路1120接收到的獨(dú)特識(shí)別編碼是否與前面貯存的識(shí)別編碼匹配)并向變速控制部件25提供適當(dāng)?shù)男盘?，然后變速控制部?5通過通信路徑1106向馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28提供信號。然后馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器28驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29以鎖住或開啟輪轂10。
特別是，假定輪轂10處于開啟位置，套筒77通過操作器78轉(zhuǎn)到鎖止位置。當(dāng)套筒77從變速位置轉(zhuǎn)到鎖止位置時(shí)，與套筒77一起轉(zhuǎn)動(dòng)的彈簧墊圈101的接合凸出部105在凸輪部件108內(nèi)部移動(dòng)。當(dāng)接合凸出部105在凸輪部件108內(nèi)部移動(dòng)時(shí)，由運(yùn)動(dòng)彈簧104提供能量的運(yùn)動(dòng)凸輪102和運(yùn)動(dòng)件103向右從圖7和9(A)中所示位置移向圖8和9(B)中所示位置。其結(jié)果是，鎖環(huán)114的鋸齒114b與輪轂套43的鋸齒113接合，輪轂套43的轉(zhuǎn)動(dòng)受鎖環(huán)114和運(yùn)動(dòng)件113之間的摩擦力控制?？赏ㄟ^擰緊壓力螺母118調(diào)整圓錐形盤簧119的偏壓力來根據(jù)需要改變相應(yīng)的摩擦力。從而，踩踏板不能使后輪7轉(zhuǎn)動(dòng)或者這種轉(zhuǎn)動(dòng)被削弱。
輪轂套43與輪轂軸41直接相連以實(shí)現(xiàn)鎖止，當(dāng)試圖推自行車時(shí)輪轂套43(和后輪7)的轉(zhuǎn)動(dòng)受到限制，使這種推動(dòng)更難以實(shí)現(xiàn)并減少了被盜的可能性。試圖強(qiáng)行使輪轂套43轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)件103和鎖環(huán)114的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，使鎖環(huán)114和運(yùn)動(dòng)件103在不規(guī)則部分114a的作用下產(chǎn)生振動(dòng)并發(fā)出響亮的振動(dòng)噪聲。這樣，當(dāng)在鎖止?fàn)顟B(tài)用手推自行車或踩踏板并且輪轂套43轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生響亮的噪聲，使自行車更難被偷走。當(dāng)輪轂10處于鎖止位置時(shí)會(huì)出現(xiàn)情況相反。
完成鎖止/開啟操作后，把鑰匙1150從傳感器1112附近移開，開關(guān)1110打開，來自電池1116的電能被從鎖控制電路1104切斷，鎖控制電路1104恢復(fù)斷電狀態(tài)。
盡管上面描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但在不偏離本發(fā)明的精神的范圍的情況下可以采用其它變形。例如，各種部件的大小、形狀、位置和方向可根據(jù)需要進(jìn)行改變。一個(gè)元件的功能可以由兩個(gè)元件來實(shí)現(xiàn)，反之亦然。盡管僅當(dāng)傳感器1112接收到磁性啟動(dòng)信號所述實(shí)施例中的開關(guān)1110才保持閉合，但開關(guān)1110還可在磁性信號移開后的一定時(shí)間繼續(xù)操作。在這種情況下命令信號不需要與啟動(dòng)信號同時(shí)發(fā)射。盡管示意性表示的命令處理電路1124與變速控制部件25是分開的，但其中的邏輯部分可以結(jié)合到變速控制部件25中。實(shí)際上，根據(jù)通常的集中或分布處理技術(shù)，軟件和/或硬件可適當(dāng)?shù)亟M合或分布。而且，盡管防盜控制裝置結(jié)合在變速控制件9中，防盜控制裝置1100還可以是獨(dú)立的系統(tǒng)并且獨(dú)立于變速控制件9而操作。如果需要，防盜裝置可結(jié)合到上述申請No.09/047,763中所示的具有手動(dòng)鎖止模式的變速控制元件9中。
因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)受公開的特定結(jié)構(gòu)限制。而是，本發(fā)明的范圍應(yīng)由下面的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種自行車用防盜控制設(shè)備，該裝置包括一鑰匙，該鑰匙包括一鑰匙底座；一支撐在鑰匙底座上用于發(fā)射無線啟動(dòng)信號的啟動(dòng)信號發(fā)射器；一用于接收外部無線能量信號的能量信號接收器；一支撐在鑰匙底座上用于發(fā)射無線命令信號的命令信號發(fā)射器，其中命令信號發(fā)射器由能量信號接收器接收到的能量信號提供能量；一防盜控制電路，該電路包括一鎖控制電路，用于提供鎖控制信號以至少實(shí)現(xiàn)鎖住和開啟自行車防盜裝置功能中的一個(gè)；一開關(guān)，用于有選擇地使鎖控制電路提供鎖控制信號；一傳感器，用于檢測鑰匙發(fā)射的無線啟動(dòng)信號；其中該開關(guān)可操作地連接到傳感器上，以使鎖控制電路響應(yīng)啟動(dòng)信號而提供鎖控制信號；其中鎖控制電路包括一用于向鑰匙發(fā)射無線能量信號的能量信號發(fā)射器；一命令接收電路，用于接收鑰匙發(fā)射的無線命令信號以命令鎖控制電路提供鎖控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，傳感器包括磁性傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，開關(guān)設(shè)置在電源和鎖控制電路之間，用于響應(yīng)啟動(dòng)信號把電能從電源提供給鎖控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其特征在于，電源包括電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，鎖控制信號包括用于鎖住自行車防盜裝置的鎖止信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，鎖控制信號包括用于開啟自行車防盜裝置的開啟信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，鎖控制信號包括用于鎖住自行車防盜裝置的鎖止信號；用于開啟自行車防盜裝置的開啟信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的設(shè)備，其特征在于，鎖止信號和開啟信號一起形成為單個(gè)的鎖止/開啟信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，能量信號發(fā)射器包括一第一線圈，并且能量信號接收器包括一第二線圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，命令信號包括用于鎖住自行車防盜裝置的鎖止命令信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，命令信號包括用于開啟自行車防盜裝置的開啟命令信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，命令信號包括用于鎖住自行車防盜裝置的鎖止命令信號；用于開啟自行車防盜裝置的開啟命令信號；
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的設(shè)備，其特征在于，鎖止命令信號和開啟命令信號一起形成為單個(gè)的鎖止/開啟命令信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，當(dāng)接收到命令信號并且鎖控制電路啟動(dòng)時(shí)，鎖控制電路提供鎖控制信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的設(shè)備，其特征在于，僅當(dāng)接收到命令信號并且鎖控制電路啟動(dòng)時(shí)，鎖控制電路才提供鎖控制信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的設(shè)備，其特征在于，僅當(dāng)接收到命令信號并且傳感器同時(shí)接收到啟動(dòng)信號時(shí)，鎖控制電路才提供鎖控制信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，還包括一馬達(dá)，并且其中鎖控制電路包括用于響應(yīng)鎖控制信號啟動(dòng)馬達(dá)的馬達(dá)啟動(dòng)電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電路，還包括一用于響應(yīng)接收該命令信號而閃爍視覺信號的燈。
19.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電路，其特征在于，開關(guān)和傳感器一起構(gòu)成簧片開關(guān)。
20.一種自行車防盜系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一用于接收驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)器；一可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在軸上的輪轂套；一布置在驅(qū)動(dòng)器和輪轂套之間的傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置用于通過多個(gè)動(dòng)力傳輸路徑把驅(qū)動(dòng)力傳遞到輪轂套；一布置在驅(qū)動(dòng)器和輪轂套之間的防盜裝置，該防盜裝置具有阻止輪轂套轉(zhuǎn)動(dòng)的防盜狀態(tài)和釋放狀態(tài)；一啟動(dòng)器，其用于使防盜裝置處于防盜狀態(tài)和釋放狀態(tài)；一馬達(dá)，其用于驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)器；一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，其用于響應(yīng)鎖控制信號驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；一防盜控制裝置，該裝置包括一鑰匙，該鑰匙包括一鑰匙底座；一支撐在鑰匙底座上用于發(fā)射無線啟動(dòng)信號的啟動(dòng)信號發(fā)射器；一用于接收外部無線能量信號的能量信號接收器；一支撐在鑰匙底座上用于發(fā)射無線命令信號的命令信號發(fā)射器，其中命令信號發(fā)射器由能量信號接收器接收到的能量信號供應(yīng)能量；一防盜控制電路，該電路包括一用于提供鎖控制信號的鎖控制電路，以至少實(shí)現(xiàn)鎖住和開啟自行車防盜裝置功能中的一個(gè)；一開關(guān)，其用于有選擇地使鎖控制電路提供鎖控制信號；一傳感器，其用于檢測鑰匙發(fā)射的無線啟動(dòng)信號；其中該開關(guān)可操作地連接在傳感器上以使鎖控制電路響應(yīng)啟動(dòng)信號提供鎖控制信號；其中鎖控制電路包括一能量信號發(fā)射器，其用于向鑰匙發(fā)射無線能量信號；一命令接收電路，其用于接收鑰匙發(fā)射的無線命令信號，以命令鎖控制電路提供鎖控制信號。
全文摘要
一種自行車用防盜控制設(shè)備,其包括一鑰匙和一防盜控制電路。鑰匙包括鑰匙底座,啟動(dòng)信號發(fā)射器,能量信號接收器,命令信號發(fā)射器,其中所述啟動(dòng)信號發(fā)射器支撐在鑰匙底座上用于發(fā)射無線啟動(dòng)信號,所述能量信號接收器用于接收外部的無線能量信號,所述命令信號發(fā)射器支撐在鑰匙底座上用于發(fā)射無線命令信號,其中能量信號發(fā)射器由能量信號接收器接收到的能量信號提供能量。
文檔編號E05B49/00GK1275508SQ9912751
公開日2000年12月6日 申請日期1999年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月1日
發(fā)明者北村智 申請人:株式會(huì)社島野