磁動操作的自行車防盜裝置的製作方法
2023-05-07 00:27:41
專利名稱：磁動操作的自行車防盜裝置的製作方法
本申請是1998年7月2日提交的申請號為09/109,450、名稱為「自行車用節能防盜控制裝置」的共同未決的申請的繼續部分。
本發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，所以它們被廣泛應用於每天往返上班和上學。這種娛樂性自行車有時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，在前叉或後叉上安裝如盒形和馬蹄形的自行車鎖以鎖住車輪。但是，自行車鎖的簡單結構使其容易被打開或破壞並拆掉。
最近還開發出了安裝在輪轂上並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部的變速輪轂中。當鎖裝置啟動時，自行車後輪很難移動，如果試圖強行移動則會發出噪音。這種鎖裝置可藉助在車把上提供的換擋控制元件在鎖住狀態和開鎖狀態間操作。
更複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操作或者用發射器電子操作。電子操作的防盜控制裝置通常還用於汽車中並且非常方便，因為使用者只要通過按鑰匙或鑰匙保持器上的按鈕向防盜控制裝置發出鎖住或開鎖命令信號就可操作防盜裝置。然後防盜控制裝置響應命令信號鎖住或開啟防盜裝置(例如，汽車車門上的鎖)。
為能夠在任何時候接收到鎖住或開鎖命令信號，必須一直給傳統防盜控制裝置中的命令信號接收器供應能量。對於汽車這不會造成問題，因為汽車使用較大的電池，在汽車工作過程中電池是定期再充電的。但是，因為電池的大小和重量，這種電池不能應用在自行車上。和自行車一起使用的電子裝置，如自行車計算機和自動變速裝置，必須使用儘可能輕的小電池。這種電池通常是不可再充電的。因而，傳統的防盜裝置不實用，因為向信號接收器不斷提供能量很快就會使電池的電放光。
申請人最近開發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提供能量，僅當磁性鑰匙非常接近磁性開關時該開關才閉合以向命令信號接收器提供能量。鑰匙還包括一個電池操作的命令信號發射器，只要按鑰匙上的一個按鈕該發射器就會向命令信號接收器發出鎖住或開鎖信號。
本發明涉及一種在鑰匙中不需要電池的自行車防盜控制裝置。在本發明的一個實施例中，自行車的防盜控制電路包括一個鎖控制電路，一個開關，一個傳感器，及一個命令接收電路，其中所述鎖控制電路提供鎖控制信號，用於至少實現鎖住和開啟自行車防盜裝置功能中的一個，所述開關用於有選擇地使鎖控制電路能提供鎖控制信號，所述傳感器用於檢測外部發射的啟動信號，所述命令接收電路用於接收命令鎖控制電路提供鎖控制信號的命令信號。開關可操作地連接在傳感器上，以使鎖控制電路響應啟動信號提供鎖控制信號。開關可布置在鎖控制電路和電源如小的輕重量電池之間，以響應啟動信號向鎖控制電路提供電能。因為電能是響應啟動信號向鎖控制電路供應的，所以防盜控制裝置在接收到啟動信號之前可處於斷路狀態。此後，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並發出適當的鎖控制信號以鎖住或開啟防盜裝置。
用於操作防盜控制裝置的鑰匙包括用於發射啟動信號的磁鐵和用於發射命令信號的無線命令信號發射器。當鑰匙放在傳感器附近時磁性啟動信號被提供給傳感器。磁性信號啟動開關，開關又向鎖控制電路提供能量。無線命令信號發射器由從鑰匙外部接收到的信號提供能量。例如，當通過閉合磁性開關啟動鎖控制電路時，鎖控制電路可在線圈中感應出電磁場，該電磁場可被鑰匙中的線圈檢測到。檢測到的電磁場用於向命令信號發射器提供能量。然後鑰匙上的命令信號發射器可以被啟動以向鎖控制電路發出適當的鎖住/開鎖信號，以有選擇地鎖住和/或開啟防盜控制裝置。
在結合了本發明的自行車防盜系統中，防盜裝置布置在自行車輪轂內，以當防盜裝置處於防盜位置時阻止輪轂轉動。如果輪轂是內部變速輪轂，則防盜裝置可利用變速控制裝置操作，開關、傳感器和命令接收電路可布置在變速控制裝置的外殼內。
圖1所示為自行車特定實施例的側視圖，該自行車包括根據本發明的磁動操作的防盜裝置；
圖2所示為圖1所示自行車一部分的局部側視圖，其展示了根據本發明的磁動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所示為根據本發明的自行車變速控制裝置特定實施例的示意方框圖；圖5所示為內輪轂變速器特定實施例的橫截面示意圖，該變速器包括根據本發明的防盜裝置；圖6所示為表示太陽輪和用於把太陽輪鎖定到輪軸上的棘爪之間關係的示意圖；圖7所示為正常行駛時的防盜裝置的放大橫截面示意圖；圖8所示為鎖住狀態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的正視圖；圖11所示為根據本發明的處於斷路狀態的防盜控制裝置特定實施例的示意方框圖；圖12所示為用於遙控圖11所示鎖控制電路的鑰匙特定實施例的示意圖；圖13所示為表示防盜控制裝置的操作的示意方框圖。
圖1為包括防盜系統的自行車特定實施例的側視圖，該防盜系統結合了根據本發明的磁動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視圖，其展示了根據本發明磁動操作的防盜裝置的主要外部部件。自行車包括帶雙環形車架單元2和前叉3的車架1；車把部件4；車座11；驅動部件5；前輪6；其中安裝有四速內齒輪變速器10的後輪7；前和後制動裝置8(圖中僅表示了前面的)；用於方便地操作內齒輪變速器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上的車把橫杆15。在車把橫杆15的每一端安裝有構成制動裝置8的制動器臂16和把手17。變速控制元件9用的控制面板20安裝在右側的制動器臂16上。驅動部件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通過檢測安裝在後輪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下部左側和右側相鄰布置的兩個控制按鈕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左側的液晶顯示器部件24，和由內置蜂鳴器組成的警報器32。當前的行駛速度由液晶顯示器部件24顯示，變速時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，該部件位於安裝在鏈拉條2a後端的控制盒31(圖2)中。控制面板20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。左側的控制按鈕21用於實現從較低速度級向較高速度級的變速，右側的控制按鈕22用於實現從較高速度級向較低速度級的變速。
控制刻度盤23用於在兩種變速模式之間轉換，其具有兩個固定位置自動(A)和手動(M)。自動模式(A)是用於通過來自自行車速度傳感器12的自行車速度信號自動使內齒輪變速器10變速的模式。手動變速模式(M)是用於通過操作控制按鈕21和22使內齒輪變速器10變速的模式。這些特定的模式並不構成本發明的一部分，可根據1998年3月24日提交的標題為「自行車馬達控制裝置」並且結合在這裡作為參考的美國專利申請No.09/047,763的指導來實現。通過下面描述的磁動操作的防盜控制裝置選擇的另一個模式是用於鎖住內齒輪變速器10和用於阻止後輪7轉動的停車模式(P)。
變速控制部件25包括一微型計算機，該微型計算機包括一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；啟動位置傳感器26，該傳感器布置在內齒輪變速器10內部並由，例如，檢測其啟動位置的電位計組成；電源27(由控制盒31內的電池組成)，馬達驅動器28，存儲部件30，防盜控制電路1100和其它的I/O部件。變速馬達29連接在馬達驅動器28上。
存儲部件30包括EEPROM或其它形式的可重寫的永久性存儲器，其用於存儲各種形式的指定數據，如在速度檢測時使用的關於車輪直徑的車輪直徑數據，用於設定其中顯示速度(公裡或英裡)的單元的速度單元數據，用於設定自動變速模式中換高速和換低速的速度或類似量的速度組數據，用於在馬達29安裝在內齒輪變速器10中後設定變速馬達29的變速位置變速位置數據，等等。變速控制部件25根據每種模式控制馬達29並控制液晶顯示器部件24的顯示。
如圖5中所示，內齒輪變速器10主要具有一固定在自行車車架1後部的輪轂軸41，位於輪轂軸41一端外周的驅動器42，位於輪轂軸和驅動器42外周的輪轂套43，用於在驅動器42和輪轂套43之間傳遞驅動力的行星齒輪機構44，和防盜裝置85。行星齒輪機構44提供四個動力傳遞級，一個直接的和三個增速的。
驅動器42為大體圓柱形件，其一端由輪轂軸41通過球45和軸錐46可轉動地支撐。一輪轂齒47固定在一端的外周作為輸入元件。驅動器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為軸向具有多個階梯的圓柱形件，驅動器42位於包圍其內周的外殼空間43a中。輪轂套43的一側通過球50可轉動地支撐在驅動器42的外周上，另一側由輪轂軸41通過球51和軸錐52支撐。用於支撐後輪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固定在驅動器42一側的外側壁上，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位於封蓋55末端的內周表面和輪轂套43的外周表面之間。
行星齒輪機構44位於輪轂套43內部的外殼空間43a內，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行星齒輪63(圖中僅表示了一個行星齒輪)；一個齒圈64。太陽輪60到62繞驅動器42的內周和輪轂軸41的外周軸向排成一列，並且相對輪轂軸41可轉動地支撐。行星齒輪63通過驅動器42中的凹口42a內的支撐銷65可轉動地支撐。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位於行星63的外周側，其內周上形成有內齒。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。四個空間60a到62a相互分開形成在太陽輪60到62的內周邊周圍的周邊方向上。如圖5中所示，下面的部件位於輪轂軸41和太陽輪60到62的內周邊之間用於防止太陽輪60到62在前進方向上實現相對轉動或用於允許其相對輪轂軸41轉動的選擇性離合器機構70，和用於啟動選擇性離合器機構70的啟動機構91。
選擇性離合器機構70具有有選擇地把三個太陽輪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中的任何一個與輪轂軸41連接的功能。選擇性離合器機構70具有多個驅動棘爪71、72和73，這些驅動棘爪的末端能與輪轂軸41的止動凸出部分41a嚙合，離合器機構70還具有用於使驅動棘爪71到73的末端壓向輪轂軸41的環形金屬絲彈簧74、75和76。驅動棘爪71到73位於太陽輪60到62的四個空間60a到62a中的兩個相互面對的空間中，在相互面對的棘爪外殼空間60a到62a中在其後端可擺動地支撐，並能夠在其末端與止動凸出部分41a嚙合。當驅動棘爪71到73被輪轂軸41的止動凸出部分41a阻擋並從而與輪轂軸41連接時，太陽輪60到62不再能夠相對輪轂軸41在前進方向(在圖6中為順時針)上實現相對轉動，但它們能夠在相反的方向上(在圖6中為逆時針)實現相對轉動。釋放驅動棘爪後，在兩個方向上都可實現相對轉動。
啟動機構91具有可轉動地安裝在輪轂軸41外周上的套筒77。在外周上布置有驅動棘爪71到73的位置，套筒77具有多個驅動凸輪部件94a。當這些驅動凸輪部件94a撞擊到驅動棘爪71到73中的任何一個時，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的旋轉轉動。然後套筒77的轉動使驅動凸輪部件94a有選擇地啟動驅動棘爪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，減速機構95連接在操作部件78上。減速機構95降低變速馬達29的轉速並把降低的轉速傳遞到操作部件78。啟動位置傳感器26布置在減速機構95內，其用於檢測當前內齒輪變速器10的套筒77佔據的啟動位置。
在輪轂套43內周表面和驅動器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，其在進行變速時的空載運行中能夠減少噪音，在進行變速時減輕衝擊，使得能夠進行較平滑的變速。
通過這種結構，當驅動棘爪71撞擊到輪轂軸41的止動凸出部分41a並且選擇了第一太陽輪60時，就建立了具有最大增速比的大增速動力傳送路線；當選擇了第二太陽輪61時，就建立了具有第二大增速比的中增速動力傳送路線；當選擇了第三太陽輪62時，就建立了具有最小增速比的小增速動力傳送路線。當不選擇任何一個太陽輪時，就建立了直接連接的動力傳送路線。
特別是，當變速馬達29把第一太陽輪60連接到輪轂軸41上時，自行車處於第四擋；輪轂齒使驅動器42的轉動按由第一太陽輪60、行星齒輪63的第一齒輪63a和第二齒輪63b及齒圈64上的齒數決定的最大齒輪速比增加；並且該轉動通過第二單向離合器81傳遞到輪轂套43。當第二太陽輪61被選擇並連接到輪轂軸41上時，自行車處於第三擋；驅動器42的轉動按由第二太陽輪61、行星齒輪63的第二齒輪63b和齒圈64上的齒數決定的中(第二大)齒輪速比增加；並且該轉動通過第二單向離合器81傳遞到輪轂套43。當第三太陽輪62被選擇並連接到輪轂軸41上時，自行車處於第二擋；驅動器42的轉動按由第三太陽輪62、行星齒輪63的第二齒輪63b和第三齒輪63c及齒圈64上的齒數決定的最小齒輪數比增加；並且該轉動通過第二單向離合器81傳遞到輪轂套43。當不選擇太陽輪60到62中的任何一個時，自行車處於第一擋，驅動器42的轉動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從前進方向向相反方向作相對轉動。當選擇了太陽輪中的任何一個並且速度由行星齒輪機構44增加時，驅動器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動。
在輪轂套43內輪轂軸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77一體轉動的彈簧墊圈101，運動凸輪102，運動件103，運動彈簧104，和鎖環114。運動凸輪102是不可轉動地安裝的，但能相對輪轂軸41軸向移動。運動件103壓靠在運動凸輪102上。運動彈簧104在運動件103和軸錐52之間處於壓縮狀態。鎖環114壓靠在運動件103上。
彈簧墊圈101是這樣一種元件，其被套筒77阻擋住不可轉動，其外周邊上具有與運動凸輪102接觸的接合凸出部105。運動凸輪102具有圓柱形的凸輪體106和止動墊圈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，但不能轉動。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的轉動使凸輪體106軸向向右移向鎖住位置。
運動件103具有盤形凸緣部件115和沿凸緣部件115內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114由階梯115a可轉動地支撐。如圖10中所示，各自的不規則部分114a(僅表示了鎖環114側面上的)形成在面向凸緣部件115的鎖環114表面和面向鎖環114的凸緣部件115表面上。這種不規則部件114a的存在增加了鎖環114和運動件103間的摩擦力，並使這些部件在相對轉動時產生振動並發出聲音。鎖環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內周表面上的鋸齒113嚙合。
如圖10中所示，圓柱形部件116的內周表面上形成有四個凸出部分116a。凸出部分116a與形成在輪轂軸41外周表面上的四個凹槽41b接合。這種布置方式的結果是，運動件103由輪轂軸41不可轉動地支撐，但可在軸向移動。圓柱形部件116的外周表面上形成有螺紋和止動凹槽。如圖7中所示，圍繞圓柱形部件116外側安裝有壓力環117。壓力環117不可轉動地支撐在圓柱形部件116上，但可軸向移動，其可與鎖環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117之間。
可以通過調整壓力螺母118的擰緊來調整圓錐形盤簧119施加的壓力；可通過壓力環117來調整鎖環114和運動件103的凸緣部件115之間的摩擦力；輪轂套43的轉動可隨意控制。例如，使圓錐形盤簧119產生的摩擦力最大可在輪轂套43轉動最少的情況下使系統進入鎖住狀態；而且，減少摩擦力削弱用於控制輪轂套43的轉動的力，並允許輪轂套43相對輪轂軸41轉動。與自由轉動狀態不同，在這種情況下調整圓錐形盤簧119時也產生摩擦力，轉動也受到控制。該實施例允許通過在從鎖住狀態到自由轉動狀態之間的範圍內調整圓錐形盤簧119的偏壓力來自由地控制輪轂套43的轉動(即，後輪7的轉動)。
變速和鎖止是通過控制按鈕21和22啟動變速馬達29及通過下述磁動操作的防盜控制裝置實現的。這些方法中的每一種都是通過操作部件78來轉動套筒77的。
圖11是根據本發明的防盜控制電路1100的相關部分的更詳細的方框圖。圖11中所示的防盜控制電路1100可用於遠距離鎖住或開啟輪轂10。如圖11中所示，防盜控制電路1100包括用於提供鎖控制信號的鎖控制電路1104；用於有選擇地使鎖控制電路1104提供鎖控制信號的開關1110；用於檢測外部發射的啟動信號的傳感器1112。在該實施例中，傳感器1112是用於檢測磁信號的磁傳感器，開關1110是通常的常開式開關，只要傳感器1112檢測到磁信號，該開關就閉合併保持閉合。特別是，在該實施例中，開關1110和傳感器1112一起構成一實現兩個功能的簧片開關。開關1110布置在電源27(表示為電池1116)和鎖控制電路1104之間，用於有選擇地向鎖控制電路1104提供電能。這樣，當開關1110處於圖11所示的打開或斷路狀態時，沒有電能提供給鎖控制電路1104，鎖控制電路1104處於非供電狀態或斷路狀態，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/發射器電路1120和一命令處理電路1124，該命令處理電路用於處理命令/能量接收器/發射器電路1120接收到的命令和用於通過通信路徑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向馬達驅動器28提供適當的信號以驅動控制輪轂10的操作狀態(包括把輪轂10置於鎖住和開啟狀態)的馬達29。
在該實施例中，命令/能量接收器/發射器1120的構造為用於通過線圈1128接收無線信號並且通過線圈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/發射器電路1120的詳細構造和操作表示在Temic Semiconductor出版的U2270B Data Sheet中，並在這裡引為參考。命令/能量接收器/發射器電路1120通過通信路徑1122連接在指示燈，如尾燈1121上，用於當接收到鎖止/開鎖信號時進行指示，命令/能量接收器/發射器電路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/發射器電路1120接收到的命令信號可包括用於鎖住防盜裝置的鎖止命令信號和/或用於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。在後者情況下，命令處理電路1124根據防盜裝置的當前狀態處理進入的命令。換句話說，當防盜裝置處於開啟狀態時，進入的命令作為鎖止命令信號來處理，當防盜裝置處於鎖住狀態時，進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於鎖住防盜裝置的鎖止信號和/或用於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。當馬達驅動器28是非智能控制器並僅僅向馬達29提供驅動信號時，可使用前者。在後者的情況下，馬達驅動器28是智能電路，其根據防盜裝置的當前狀態來處理進入的鎖控制信號。換句話說，當防盜裝置處於開啟狀態時，鎖控制信號作為鎖止信號來處理，當防盜裝置處於鎖住狀態時，鎖控制信號作為開啟信號來處理。
圖12為用於遙控鎖控制電路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上的用於發射啟動自行車防盜控制裝置的啟動信號的啟動信號發射器1158，和支撐在鑰匙底座1154上的命令/能量發射器/接收器電路1162，該電路1162用於接收鎖控制電路1104中的命令/能量接收器/發射器電路1120發射的能量信號和發射無線命令。如上所述，命令信號可包括用於鎖住防盜裝置的鎖止命令信號和/或用於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，一個鑰匙的命令/能量發射器/接收器電路產生的編碼應該與另一個鑰匙發射的編碼不同，這樣任意一個鑰匙不能鎖住或開啟防盜裝置。在該實施例中，命令/能量發射器/接收器電路1162可以由Temic Semiconductor銷售的E5550型讀/寫識別集成電路組成，該電路包括用於接收來自命令/能量接收器/發射器電路1120的能量信號和用於向命令/能量接收器/發射器電路1120提供命令的線圈1155。命令/能量接收器/發射器電路1162的詳細構造和操作表示在Temic Semiconductor出版的E5550 Data Sheet中，並結合在這裡作為參考。
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1110是常開開關，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。其結果是，防盜控制裝置1100通常處於斷電狀態，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。磁性啟動信號使開關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/發射器1120就通過線圈1128產生能量和數據信號。能量信號被鑰匙1150中的線圈1155檢測到並用於給命令/能量發射器/接收器1162提供能量。
一旦通電，命令/能量發射器/接收器1162就處理命令/能量接收器/發射器電路1120發射的數據信號並發射鎖止/開啟命令，該命令可包含編制到命令發射器1162中的獨特的識別編碼。換句話說，在該實施例中，鎖止/開啟命令是實現鎖止和開啟命令功能的單個信號。
然後鎖止/開啟命令被命令/能量接收器/發射器電路1120通過線圈1128接收到，收到命令由尾燈1121的啟動或閃爍顯示，命令通過通信路徑1123傳遞給命令處理電路1124。然後命令處理電路1124決定是否產生鎖止和/或開啟信號(例如，命令接收電路1120接收到的獨特識別編碼是否與前面貯存的識別編碼匹配)並向變速控制部件25提供適當的信號，然後變速控制部件25通過通信路徑1106向馬達驅動器28提供信號。然後馬達驅動器28驅動馬達29以鎖住或開啟輪轂10。
特別是，假定輪轂10處於開啟位置，套筒77通過操作器78轉到鎖止位置。當套筒77從變速位置轉到鎖止位置時，與套筒77一起轉動的彈簧墊圈101的接合凸出部105在凸輪部件108內部移動。當接合凸出部105在凸輪部件108內部移動時，由運動彈簧104提供能量的運動凸輪102和運動件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。其結果是，鎖環114的鋸齒114b與輪轂套43的鋸齒113接合，輪轂套43的轉動受鎖環114和運動件113之間的摩擦力控制。可通過擰緊壓力螺母118調整圓錐形盤簧119的偏壓力來根據需要改變相應的摩擦力。從而，踩踏板不能使後輪7轉動或者這種轉動被削弱。
輪轂套43與輪轂軸41直接相連以實現鎖止，當試圖推自行車時輪轂套43(和後輪7)的轉動受到限制，使這種推動更難以實現並減少了被盜的可能性。試圖強行使輪轂套43轉動會導致運動件103和鎖環114的相對轉動，使鎖環114和運動件103在不規則部分114a的作用下產生振動並發出響亮的振動噪聲。這樣，當在鎖止狀態用手推自行車或踩踏板並且輪轂套43轉動時就會產生響亮的噪聲，使自行車更難被偷走。當輪轂10處於鎖止位置時會出現情況相反。
完成鎖止/開啟操作後，把鑰匙1150從傳感器1112附近移開，開關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恢復斷電狀態。
儘管上面描述了本發明的各種實施例，但在不偏離本發明的精神的範圍的情況下可以採用其它變形。例如，各種部件的大小、形狀、位置和方向可根據需要進行改變。一個元件的功能可以由兩個元件來實現，反之亦然。儘管僅當傳感器1112接收到磁性啟動信號所述實施例中的開關1110才保持閉合，但開關1110還可在磁性信號移開後的一定時間繼續操作。在這種情況下命令信號不需要與啟動信號同時發射。儘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合到變速控制部件25中。實際上，根據通常的集中或分布處理技術，軟體和/或硬體可適當地組合或分布。而且，儘管防盜控制裝置結合在變速控制件9中，防盜控制裝置1100還可以是獨立的系統並且獨立於變速控制件9而操作。如果需要，防盜裝置可結合到上述申請No.09/047,763中所示的具有手動鎖止模式的變速控制元件9中。
因此，本發明的範圍不應受公開的特定結構限制。而是，本發明的範圍應由下面的權利要求確定。
權利要求
1.一種自行車用防盜控制設備，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於發射無線啟動信號的啟動信號發射器；一用於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於發射無線命令信號的命令信號發射器，其中命令信號發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，用於提供鎖控制信號以至少實現鎖住和開啟自行車防盜裝置功能中的一個；一開關，用於有選擇地使鎖控制電路提供鎖控制信號；一傳感器，用於檢測鑰匙發射的無線啟動信號；其中該開關可操作地連接到傳感器上，以使鎖控制電路響應啟動信號而提供鎖控制信號；其中鎖控制電路包括一用於向鑰匙發射無線能量信號的能量信號發射器；一命令接收電路，用於接收鑰匙發射的無線命令信號以命令鎖控制電路提供鎖控制信號。
2.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，傳感器包括磁性傳感器。
3.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，開關設置在電源和鎖控制電路之間，用於響應啟動信號把電能從電源提供給鎖控制電路。
4.根據權利要求3中所述的設備，其特徵在於，電源包括電池。
5.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，鎖控制信號包括用於鎖住自行車防盜裝置的鎖止信號。
6.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，鎖控制信號包括用於開啟自行車防盜裝置的開啟信號。
7.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，鎖控制信號包括用於鎖住自行車防盜裝置的鎖止信號；用於開啟自行車防盜裝置的開啟信號。
8.根據權利要求7中所述的設備，其特徵在於，鎖止信號和開啟信號一起形成為單個的鎖止/開啟信號。
9.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，能量信號發射器包括一第一線圈，並且能量信號接收器包括一第二線圈。
10.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，命令信號包括用於鎖住自行車防盜裝置的鎖止命令信號。
11.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，命令信號包括用於開啟自行車防盜裝置的開啟命令信號。
12.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，命令信號包括用於鎖住自行車防盜裝置的鎖止命令信號；用於開啟自行車防盜裝置的開啟命令信號；
13.根據權利要求12中所述的設備，其特徵在於，鎖止命令信號和開啟命令信號一起形成為單個的鎖止/開啟命令信號。
14.根據權利要求1中所述的設備，其特徵在於，當接收到命令信號並且鎖控制電路啟動時，鎖控制電路提供鎖控制信號。
15.根據權利要求14中所述的設備，其特徵在於，僅當接收到命令信號並且鎖控制電路啟動時，鎖控制電路才提供鎖控制信號。
16.根據權利要求15中所述的設備，其特徵在於，僅當接收到命令信號並且傳感器同時接收到啟動信號時，鎖控制電路才提供鎖控制信號。
17.根據權利要求1中所述的設備，還包括一馬達，並且其中鎖控制電路包括用於響應鎖控制信號啟動馬達的馬達啟動電路。
18.根據權利要求1中所述的電路，還包括一用於響應接收該命令信號而閃爍視覺信號的燈。
19.根據權利要求1中所述的電路，其特徵在於，開關和傳感器一起構成簧片開關。
20.一種自行車防盜系統，該系統包括一用於接收驅動力的驅動器；一可轉動地支撐在軸上的輪轂套；一布置在驅動器和輪轂套之間的傳動裝置，該傳動裝置用於通過多個動力傳輸路徑把驅動力傳遞到輪轂套；一布置在驅動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動的防盜狀態和釋放狀態；一啟動器，其用於使防盜裝置處於防盜狀態和釋放狀態；一馬達，其用於驅動啟動器；一馬達驅動器，其用於響應鎖控制信號驅動馬達；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於發射無線啟動信號的啟動信號發射器；一用於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於發射無線命令信號的命令信號發射器，其中命令信號發射器由能量信號接收器接收到的能量信號供應能量；一防盜控制電路，該電路包括一用於提供鎖控制信號的鎖控制電路，以至少實現鎖住和開啟自行車防盜裝置功能中的一個；一開關，其用於有選擇地使鎖控制電路提供鎖控制信號；一傳感器，其用於檢測鑰匙發射的無線啟動信號；其中該開關可操作地連接在傳感器上以使鎖控制電路響應啟動信號提供鎖控制信號；其中鎖控制電路包括一能量信號發射器，其用於向鑰匙發射無線能量信號；一命令接收電路，其用於接收鑰匙發射的無線命令信號，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,啟動信號發射器,能量信號接收器,命令信號發射器,其中所述啟動信號發射器支撐在鑰匙底座上用於發射無線啟動信號,所述能量信號接收器用於接收外部的無線能量信號,所述命令信號發射器支撐在鑰匙底座上用於發射無線命令信號,其中能量信號發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 優先權日1999年6月1日
發明者北村智 申請人:株式會社島野