JP2014142254A - 車両の車速検出装置および自転車 - Google Patents

車両の車速検出装置および自転車 Download PDF

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Abstract

【課題】保持部材の取付位置を正確且つ確実に固定することができ、ロックナットのサイズに関係無く、保持部材を車軸に対して容易に芯合せすることができる車両の車速検出装置を提供する。
【解決手段】複数本のスポーク19を有する車輪3と共に回転自在で且つ磁気発生体を備えた環状の保持部材27と、磁気発生体の磁気を検出する検出体とを有する車両の車速検出装置8であって、車軸18の軸心方向におけるスポーク19の内側に、固定部材29が配置され、保持部材27は、固定部材29とで複数本のスポーク19を挟持して、スポーク19の外側に取付けられ、スポーク19を両側から挟み込んで保持部材27を位置決めする位置決め部材41が保持部材27の円周方向における複数箇所に設けられている。
【選択図】図4

Description

本発明は、車両の車速検出装置、および、車速検出装置を備えた自転車に関する。
従来、この種の車速検出装置としては、例えば図15,図16に示すように、自転車の前車輪101と共に回転自在で且つ磁石102を備えた円環状の保持部材103と、磁石102の磁気を検出するセンサ部104とを有するものがある。
センサ部104は前ホーク105の左右いずれかのホーク足106に設けられている。また、車軸107の軸心方向Aにおけるスポーク108の内側に、複数の固定部材109が配置されている。保持部材103は、固定部材109とで複数本のスポーク108を挟持して、スポーク108の外側に取付けられている。尚、保持部材103と固定部材109とは複数のボルト110で連結されている。
保持部材103の軸芯部には芯合せ孔111が形成されている。芯合せ孔111は、前車輪101の車軸107に備えられたロックナット112に外嵌されている。
これによると、自転車を走行させると、前車輪101と一体的に保持部材103が回転し、保持部材103の磁石102の磁気がセンサ部104で検出され、この検出に基づいて自転車の走行速度が求められる。また、保持部材103の芯合せ孔111が車軸107のロックナット112に外嵌されているため、車軸107に対する保持部材103の芯合せを容易に行うことができる。
尚、上記のような構成を有する車速検出装置は例えば下記特許文献1に記載されている。
特開2010−179877
しかしながら上記の従来形式では、保持部材103の取付位置を前車輪101の円周方向Cにおいて正確に固定することはできず、保持部材103の取付位置が前車輪101に対して円周方向Cにずれるといった問題があり、これにより、検出された走行速度の誤差が大きくなる虞がある。
また、ロックナット112のサイズが所定サイズのものとは異なった場合、ロックナット112のサイズに合わせて保持部材103の芯合せ孔111の直径を変更する必要があり、保持部材103を複数種類のサイズのロックナット112に対応させることは困難であるといった問題がある。
本発明は、保持部材の取付位置を正確且つ確実に固定することができ、ロックナットのサイズに関係無く、保持部材を車軸に対して容易に芯合せすることができる車両の車速検出装置および自転車を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本第1発明は、複数本のスポークを有する車輪と共に回転自在で且つ磁気発生体を備えた環状の保持部材と、磁気発生体の磁気を検出する検出体とを有し、
検出体が車体側に固定される車両の車速検出装置であって、
車軸の軸心方向におけるスポークの内側に、固定部材が配置され、
保持部材は、固定部材とで複数本のスポークを挟持して、スポークの外側に取付けられ、
スポークを両側から挟み込んで保持部材を位置決めする位置決め部材が保持部材の円周方向における複数箇所に設けられているものである。
これによると、複数の位置決め部材がそれぞれ別のスポークを両側から挟み込んで保持部材を位置決めするため、保持部材の取付位置が車輪に対して円周方向にずれることはなく、保持部材の取付位置を正確且つ確実に正規の取付位置に固定することができる。また、車輪やハブの径或はロックナットのサイズに関係無く、保持部材を車軸に対して容易に芯合せすることができる。
本第2発明における車両の車速検出装置は、保持部材と固定部材とは連結部材で連結されているものである。
これによると、保持部材と固定部材とが複数本のスポークを挟持した状態で連結部材で連結されることにより、保持部材が固定部材から離脱するのを確実に防止することができる。
本第3発明における車両の車速検出装置は、保持部材と固定部材とのいずれか一方の部材に係合部が設けられ、他方の部材に被係合部が設けられ、
係合部は、車軸の軸心方向において、被係合部に係脱自在であるものである。
これによると、保持部材と固定部材とが複数本のスポークを挟持した状態で、係合部が被係合部に係合することにより、保持部材が固定部材から離脱するのを確実に防止することができる。
本第4発明における車両の車速検出装置は、位置決め部材は一対の位置決め用爪からなり、
一対の位置決め用爪の間にスポークが挟み込まれるものである。
これによると、一対の位置決め用爪の間にスポークが挟み込まれることにより、保持部材が位置決めされる。
本第5発明における車両の車速検出装置は、一対の位置決め用爪は相対向してスポークを挟み込む挟み面を有し、
挟み面は、車軸の軸心方向から見て、山形状に形成されているものである。
これによると、位置決め用爪に対するスポークの角度が様々に変わっても、一対の位置決め用爪で確実にスポークを挟み込むことができる。
本第6発明における車両の車速検出装置は、一対の位置決め用爪は挟み込んだスポークから離脱する離脱方向においてスポークに係合可能な抜止部を有しているものである。
これによると、一対の位置決め用爪でスポークを挟み込んだ状態で、保持部材が離脱方向に移動しても、抜止部がスポークに係合するため、一対の位置決め用爪がスポークから不用意に離脱するのを防止することができる。これにより、保持部材を車輪に取付ける際、保持部材をスポークに容易に仮止めすることができ、保持部材の取付作業が容易に行える。
本第7発明における車両の車速検出装置は、一対の位置決め用爪の間にスポークを挟み込んだ状態で、一対の位置決め用爪が、固定部材に形成された保護穴に、車軸の軸心方向から挿入されているものである。
これによると、一対の位置決め用爪は固定部材の保護穴に挿入されているため、万一、位置決め用爪に過大な外力等が作用しても、位置決め用爪が変形して一対の位置決め用爪の間隔が拡大するのを防止することができる。これにより、一対の位置決め用爪でスポークを確実に挟み込んだ状態に保つことができる。
本第8発明は、上記第1発明から第7発明のいずれか1項に記載の車両の車速検出装置が設けられていることを特徴とする自転車である。
これによると、自転車の走行速度を正確に検出することができる。
以上のように本発明によると、保持部材の取付位置が車輪に対して円周方向にずれることはなく、保持部材の取付位置を正確且つ確実に正規の取付位置に固定することができる。また、車輪やハブの径或はロックナットのサイズに関係無く、保持部材を車軸に対して容易に芯合せすることができる。
本発明の実施の形態における車速検出装置を備えた自転車の側面図である。 同、自転車の側面から見た車速検出装置の図である。 図2におけるX−X矢視図である。 同、車速検出装置を裏側から見たときの斜視図である。 図3におけるY−Y矢視図である。 同、車速検出装置の保持部材の表側から見た斜視図である。 同、車速検出装置の保持部材の裏側から見た斜視図である。 図6におけるX−X矢視図である。 同、車速検出装置の固定部材の図であり、(a)は表側から見た図、(b)は裏側から見た図、(c)は(a)および(b)のX−X矢視図である。 図5におけるX−X矢視図である。 図5におけるY−Y矢視図である。 同、車速検出装置の位置決め部材の拡大図であり、(a)は図5におけるZ−Z矢視図、(b)は(a)におけるW−W矢視図である。 同、自転車の車輪に取付けられた車速検出装置を裏側から見た図であり、(a)はハブ鍔の外径が大きい車輪、(b)はハブ鍔の外径が小さい車輪を示す。 本発明の他の実施の形態における車速検出装置の位置決め部材の横断面図である。 従来の自転車の前車輪に取付けられた車速検出装置の断面図である。 図15におけるX−X矢視図である。
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1に示すように、1は車両の一例である電動自転車であり、電動自転車1は、車体2と、前車輪3と、後車輪4と、ペダル5の踏力を後車輪4に伝達するチェン6と、チェン6に補助駆動力を付与する電動式の補助駆動装置7と、車速検出装置8等を有している。
車体2は、フレーム体10と、フレーム体10の前部に設けられた前ホーク11とを有している。前ホーク11は、左右一対のホーク足12と、ホーク足12の下端部に設けられたホーク爪13(図3参照)とを有している。フレーム体10は、ダウンパイプ10aと、立パイプ10bと、バックホーク10cと、チェーンステー10d等を有している。
図1〜図3に示すように、前車輪3は、タイヤ15と、タイヤ15の内周に設けられたリム16と、中心部に設けられたハブ17と、車軸18と、ハブ17とリム16との間に放射状に設けられた複数本のスポーク19とを有している。ハブ17は、円筒部21と、円筒部21の両端に設けられた軸受ハウジング部22と、軸受ハウジング部22の外周に形成された左右一対のハブ鍔23と、軸受ハウジング部22内に収納された複数の球体(図示省略)と、球体を軸受ハウジング部22内に押し付ける玉押し24と、玉押し24を締め付けるロックナット25とを有している。
例えば、図1に示す前車輪3は36本のスポーク19を有する形式の車輪であり、図2,図3に示すように、このうち半数の18本のスポーク19がリム16と左右一方のハブ鍔23との間に設けられ、残り半数の18本のスポーク19がリム16と左右他方のハブ鍔23との間に設けられている。
車速検出装置8は、前車輪3と共に回転自在で且つ複数個(図2では6個)の磁石26(磁気発生体の一例)を備えた保持部材27と、磁石26の磁気を検出する検出体28とを有している。また、図3に示すように、車軸18の軸心方向Aにおけるスポーク19の内側55には、固定部材29が配置されている。保持部材27は、固定部材29とで複数本のスポーク19を挟持して、スポーク19の外側56に取付けられている。
図6〜図8に示すように、保持部材27は、中央部に円形状の軸挿通孔31を有する樹脂製の円環状の部材である。軸挿通孔31の直径はハブ鍔23の外径よりも大きく設定されている。また、各磁石26は、保持部材27の内部にインサートされ、円周方向において所定角度毎に設けられている。
図9に示すように、固定部材29は円環の一部を切り欠いたC形状の部材であり、切欠部30はハブ17の円筒部21の外径よりも大きく形成されている。
図3,図4に示すように、保持部材27と固定部材29とは複数本(図5では3本)のねじ32(連結部材の一例)で連結されている。図7,図9,図10に示すように、各ねじ32は、複数個(図7では3個)の第1のボス部33に形成された貫通孔34に挿通され、固定部材29に形成された複数個(図9では3個)の雌ねじ孔35にねじ込まれている。尚、第1のボス部33は、保持部材27と一体に形成されて保持部材27の裏側に突出し、円周方向において所定角度毎に設けられている。同様に、ねじ32と雌ねじ孔35もそれぞれ円周方向において所定角度毎に設けられている。尚、第1のボス部33は、先端部に、固定部材29を受け止める第1の受け面33aを有している。
図5,図7,図8,図11に示すように、保持部材27(一方の部材の一例)には、裏側に突出した複数本(図7では3本)の係合爪37(係合部の一例)が設けられている。また、固定部材29(他方の部材の一例)は、内周に、複数個(図9では3個)の折返片29aを有し、各折返片29aに被係合孔38(被係合部の一例)が形成されている。これら係合爪37と被係合孔38とはそれぞれ円周方向において所定角度毎に設けられており、各係合爪37はそれぞれ、軸心方向Aにおいて、被係合孔38に係脱自在である。
図4,図5,図7,図8,図12に示すように、保持部材27の円周方向における複数箇所(図5では3箇所)には、1本のスポーク19を両側から挟み込んで保持部材27を位置決めする位置決め部材41が設けられている。すなわち、位置決め部材41は、一対の位置決め用爪41a,41bからなり、円周方向において所定角度(図5では120°)毎に設けられている。
各一対の位置決め用爪41a,41bはそれぞれ、保持部材27の裏側に突出しており、保持部材27に一体に形成された第2のボス部42に設けられている。尚、第2のボス部42は、先端部に、固定部材29を受け止める第2の受け面42aを有している。図10,図12(a)に示すように、保持部材27と固定部材29とがねじ32で連結された状態で、固定部材29が第1および第2のボス部33,42の第1および第2の受け面33a,42aに当接して受けられる。
図12に示すように、一対の位置決め用爪41a,41bは相対向して1本のスポーク19を両側から挟み込む挟み面44a,44bを有している。図12(b)に示すように、これら挟み面44a,44bはそれぞれ、軸心方向Aから見て、先端部の尖った山形状に形成されている。
また、図12(a)に示すように、一対の位置決め用爪41a,41bは挟み込んだスポーク19から離脱する離脱方向Bにおいてスポーク19に係合可能な抜止部45を有している。これら抜止部45はそれぞれ、各位置決め用爪41a,41bの先端から対向する側に向って僅かに突出しており、一対の抜止部45の間隔は、一対の位置決め用爪41a,41bの間隔よりも僅かに狭く、且つ、一対の位置決め用爪41a,41b間に挟み込まれたスポーク19の直径よりも僅かに狭く設定されている。尚、各位置決め用爪41a,41bと第2のボス部42とは、樹脂製であり、保持部材27と一体に形成されている。また、位置決め用爪41a,41bは、その間隔が拡縮する方向に、僅かに弾性変形可能である。
図4,図5,図9,図12(a)に示すように、固定部材29には、表裏両面に貫通する複数個(図9では3個)の保護穴47が円周方向において所定角度(図9では120°)毎に形成されている。各一対の位置決め用爪41a,41bは、スポーク19を挟み込んだ状態で、保護穴47に、軸心方向Aから挿入されている。
図2,図3に示すように、検出体28は、磁気を検出するリードスイッチ等の検出素子を有しており、前ホーク11(車体の一例)の一方のホーク足12の下端部に連結固定された取付板51に取付けられている。
以下、上記構成における作用を説明する。
前車輪3を前ホーク11から外した状態で、以下のようにして車速検出装置8を取付ける。先ず、前車輪3の軸心方向Aにおけるスポーク19の外側56に保持部材27を当て、図12(a)に示すように、スポーク19を一対の位置決め用爪41a,41b間に挟み込む。これにより、合計3本のスポーク19が3組の位置決め用爪41a,41b間に挟み込まれる。
このようにスポーク19を位置決め用爪41a,41b間に挟み込んだ状態では、保持部材27が離脱方向Bに移動しても、抜止部45がスポーク19に係合するため、位置決め用爪41a,41bがスポーク19から離脱するのを防止することができる。これにより、保持部材27を前車輪3に取付ける際、保持部材27をスポーク19に容易に仮止めすることができ、保持部材27の取付作業が容易に行える。
上記のように保持部材27を仮止めした後、固定部材29をスポーク19の内側55に入れ、固定部材29の切欠部30にハブ17の円筒部21を通し、図4,図5,図11,図12に示すように、各位置決め用爪41a,41bを固定部材29の各保護穴47に挿入するとともに、保持部材27の係合爪37を固定部材29の被係合孔38に係合させる。さらに、図10に示すように、ねじ32を、保持部材27の貫通孔34に挿通し、固定部材29の雌ねじ孔35に螺合させる。これにより、図4,図5に示すように、保持部材27と固定部材29とが、複数本のスポーク19を挟持した状態で連結され、前車輪3に取付けられる。
その後、図2,図3に示すように、前ホーク11の両ホーク足12間に前車輪3を取付け、検出体28を備えた取付板51を一方のホーク足12の下端部に連結固定することにより、車速検出装置8が取付けられる。
このようにして取付けられた車速検出装置8においては、図4,図12に示すように、3組の位置決め用爪41a,41bがそれぞれ別のスポーク19を両側から挟み込んで保持部材27を3箇所で位置決めするため、保持部材27の取付位置が前車輪3に対して円周方向Cにずれることはなく、保持部材27の取付位置を正確且つ確実に正規の取付位置に固定することができる。
また、前車輪3やハブ鍔23の外径或はロックナット25(図3参照)のサイズに関係無く、保持部材27を車軸18に対して容易に芯合せすることができる。尚、図13(a)は車輪外径とハブ鍔23の外径D1が大きい前車輪3に保持部材27を取付けた状態を示し、図13(b)は車輪外径とハブ鍔23の外径D2が小さい(すなわちD2<D1)前車輪3に保持部材27を取付けた状態を示す。このように、サイズ(径)が異なる前車輪3に対して共通の保持部材27と固定部材29とを使用することができる。
尚、上記のように前車輪3のサイズが異なった場合、一対の位置決め用爪41a,41bに対するスポーク19の角度が若干変わる場合がある。これに対して、図12(b)に示すように、位置決め用爪41a,41bの挟み面44a,44bが山形状に形成されているため、仮想線で示すように、スポーク19の角度が変わっても、一対の位置決め用爪41a,41bで確実にスポーク19を挟み込むことができる。
また、図4,図5に示すように、保持部材27と固定部材29とは、複数本のスポーク19を挟持した状態で、複数のねじ32で連結されており、さらに、複数の係合爪37が被係合孔38に係合することによって連結されている。これにより、保持部材27が固定部材29から離脱するのを確実に防止することができる。
電動自転車1を走行させている際、図2に示すように、前車輪3と共に保持部材27の各磁石26が回転し、検出体28が傍を通過する磁石26の磁気を検出することにより、電動自転車1の走行速度が正確に検出される。
また、図4,図5,図12(a)に示すように、一対の位置決め用爪41a,41bは固定部材29の保護穴47に挿入されているため、電動自転車1の走行中等において、万一、位置決め用爪41a,41bに過大な外力等が作用しても、位置決め用爪41a,41bが変形して両爪41a,41bの間隔が拡大するのを防止することができる。これにより、一対の位置決め用爪41a,41bでスポーク19を確実に挟み込んだ状態に保つことができる。
上記実施の形態では、図4,図5に示すように、左右いずれか片方のハブ鍔23には18本のスポーク19が接続され、18本は3の倍数であるため、一対の位置決め用爪41a,41bによる位置決め箇所を3箇所に設定することで、一対の位置決め用爪41a,41bを120°ずつ均等な角度で振り分けて設けることができるといったメリットがある。
上記実施の形態では、図7に示すように係合爪37を保持部材27に設け、図9に示すように被係合孔38を固定部材29に設けたが、係合爪37を固定部材29に設け、被係合孔38を保持部材27に設けてもよい。
上記実施の形態では、図12(b)に示すように、位置決め用爪41a,41bの挟み面44a,44bを先端部の尖った山形状に形成したが、別の例として、例えば、図14に示すように、丸味を帯びた山形状に形成してもよい。
上記実施の形態では、図10に示すように、ねじ32を固定部材29の雌ねじ孔35にねじ込んでいるが、雌ねじ孔35の代りに貫通孔を形成し、ねじ32にナットを螺合して保持部材27と固定部材29とを連結してもよい。また、連結部材の一例としてねじ32を用いたが、ねじ32に限定されるものではなく、例えば締結バンド等を用いて保持部材27と固定部材29とを締結してもよい。
上記実施の形態では、図4,図5に示すように、3本のねじ32を用いて保持部材27と固定部材29とを連結しているが、3本に限定されるものではなく、1本或は3本以外の複数本用いてもよい。また、係合爪37と被係合孔38との係合によって保持部材27と固定部材29とが十分且つ確実に連結される場合は、ねじ32を不要にしてもよい。
同様に、係合爪37と被係合孔38とについても、1組或は3組以外の複数組設けてもよい。また、ねじ32によって保持部材27と固定部材29とが十分且つ確実に連結される場合は、係合爪37と被係合孔38とを不要にしてもよい。
同様に、一対の位置決め用爪41a,41bを3組設けているが、1組或は3組以外の複数組設けてもよい。但し、保持部材27を車軸18に対して芯合せするためには、一対の位置決め用爪41a,41bを少なくとも3組設けるのが好適である。
上記実施の形態では、一対の位置決め用爪41a,41bを均等な角度(例えば120°)で振り分けて設けたが、一対の位置決め用爪41a,41bの個数に応じて、一対の位置決め用爪41a,41bを不均等な角度で振り分けてもよい。同様に、ねじ32および係合爪37と被係合孔38についても、均等な角度(例えば120°)で振り分けて設けたが、不均等な角度で振り分けてもよい。
上記実施の形態では、図2に示すように、取付板51を用いて、検出体28を前ホーク11に取り付けているが、取付板51を用いないで、検出体28を、直接、前ホーク11に取り付けてもよい。また、取付板51を前ホーク11に一体に形成してもよい。
上記実施の形態では、図1,図2に示すように、保持部材27と固定部材29とが前車輪3に設けられ、検出体28を備えた取付板51が前ホーク11に設けられ、前車輪3の回転速度から電動自転車1の走行速度を求めているが、保持部材27と固定部材29とが後車輪4に設けられ、検出体28を備えた取付板51がバックホーク10cに設けられ、後車輪4の回転速度から電動自転車1の走行速度を求めてもよい。
上記実施の形態では、車両の一例として電動自転車1を挙げたが、電動自転車1に限定されるものではなく、例えば電動式の補助駆動装置7を備えていない一般的な自転車や或は自動二輪車等に適用することもできる。
本発明は、自転車のみならず、スポークを有する車輪が設けられた車両に適用することが可能である。
1 電動自転車(車両)
2 車体
3 前車輪
8 車速検出装置
18 車軸
19 スポーク
26 磁石(磁気発生体)
27 保持部材
28 検出体
29 固定部材
32 ねじ(連結部材)
37 係合爪(係合部)
38 被係合孔(被係合部)
41 位置決め部材
41a,41b 位置決め用爪
44a,44b 挟み面
45 抜止部
47 保護穴
55 スポークの内側
56 スポークの外側
A 軸心方向
B 離脱方向

Claims (8)

  1. 複数本のスポークを有する車輪と共に回転自在で且つ磁気発生体を備えた環状の保持部材と、磁気発生体の磁気を検出する検出体とを有し、
    検出体が車体側に固定される車両の車速検出装置であって、
    車軸の軸心方向におけるスポークの内側に、固定部材が配置され、
    保持部材は、固定部材とで複数本のスポークを挟持して、スポークの外側に取付けられ、
    スポークを両側から挟み込んで保持部材を位置決めする位置決め部材が保持部材の円周方向における複数箇所に設けられていることを特徴とする車両の車速検出装置。
  2. 保持部材と固定部材とは連結部材で連結されていることを特徴とする請求項1記載の車両の車速検出装置。
  3. 保持部材と固定部材とのいずれか一方の部材に係合部が設けられ、他方の部材に被係合部が設けられ、
    係合部は、車軸の軸心方向において、被係合部に係脱自在であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両の車速検出装置。
  4. 位置決め部材は一対の位置決め用爪からなり、
    一対の位置決め用爪の間にスポークが挟み込まれることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車両の車速検出装置。
  5. 一対の位置決め用爪は相対向してスポークを挟み込む挟み面を有し、
    挟み面は、車軸の軸心方向から見て、山形状に形成されていることを特徴とする請求項4記載の車両の車速検出装置。
  6. 一対の位置決め用爪は挟み込んだスポークから離脱する離脱方向においてスポークに係合可能な抜止部を有していることを特徴とする請求項4又は請求項5記載の車両の車速検出装置。
  7. 一対の位置決め用爪の間にスポークを挟み込んだ状態で、一対の位置決め用爪が、固定部材に形成された保護穴に、車軸の軸心方向から挿入されていることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の車両の車速検出装置。
  8. 上記請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車両の車速検出装置が設けられていることを特徴とする自転車。
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