JP2014219387A - 磁気弾性センサを備える自由輪ハブ、および自由輪ハブを備える自転車、電動アシスト自転車、高速電動アシスト自転車、又は電動自転車 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (15)
- 自由走行輪を担持するための回転ハブシェルを備えた自由輪ハブであって、前記ハブシェルに結合されるか、又は前記ハブシェルの一部を形成するトルク伝達部材を介して、トルクが前記回転ハブシェルに伝搬される自由輪ハブにおいて、
a)少なくとも1つの磁気弾性活性領域であって、作用した前記トルクが、少なくとも1つの磁気分極領域を含む前記活性領域に伝達されるような仕方であって、作用した前記トルクが増大するにつれて分極が次第にらせん形状になるように、前記トルク伝達部材の一部に直接的もしくは間接的に取り付けられ又は前記トルク伝達部材の一部を形成する、前記少なくとも1つの磁気弾性活性領域と、
b)少なくとも1つの磁場センサを有し、該磁場センサが前記磁気分極領域から発生するトルク由来の磁束に対応する信号を出力するために前記少なくとも1つの磁気弾性活性領域の近くに配置された、磁気弾性センサ手段と
を備えていることを特徴とする、自由輪ハブ。 - 前記回転ハブシェルが非回転固定軸によって支持され、前記磁気弾性センサ手段が、前記非回転固定軸上に固定される、請求項1に記載の前記ハブ。
- 前記トルク伝達部材が軸であり、該軸が前記回転ハブシェルの前部に結合されている、請求項1又は2に記載の前記ハブ。
- 自由輪装置又はオーバーランニングクラッチ装置が前記トルク伝達部材と結合され、特に、前記自由輪装置又は前記オーバーランニングクラッチ装置が前記トルク伝達軸によって支持される、請求項1から3までのいずれか1項に記載の前記ハブ。
- 駆動スプロケットが前記自由輪装置又は前記オーバーランニングクラッチ装置を介して前記トルク伝達軸に結合され、それによって前記駆動スプロケットによって駆動される自由輪ハブをもたらす、請求項3および4に記載の前記ハブ。
- 前記トルク伝達軸は、内部空間を有する中空軸であり、且つ前記センサ手段の前記磁場センサが前記トルク伝達軸の前記内部空間内に配置される、請求項1から5までのいずれか1項に記載の前記ハブ。
- 前記少なくとも1つの磁場センサが感知方向を有し、該感知方向が前記磁気分極領域から発生する前記トルク由来の磁束の軸方向成分を検出するように軸芯に対して少なくとも実質的に平行である、請求項1から6までのいずれか1項に記載の前記ハブ。
- 前記センサ手段が少なくとも2つの磁場センサを備え、該磁場センサが感知方向を有し、該感知方向が互いに少なくとも実質的に180°反対である、請求項1から7までのいずれか1項に記載の前記ハブ。
- 前記少なくとも1つの磁気弾性活性領域が前記トルク伝達部材の円周に沿って膨出し、全占有磁化領域が最大でも前記トルク伝達部材の円周方向のプラスマイナス45°の限界値内にあるように前記少なくとも1つの領域が磁化される、請求項1から8までのいずれか1項に記載の前記ハブ。
- a)前記トルク伝達部材は、第1の磁気弾性活性領域および第2の磁気弾性活性領域を含み、該第1の磁気弾性活性領域および第2の磁気弾性活性領域が軸方向に離間され且つ前記トルクが前記磁気弾性活性領域に伝達されるような仕方で、前記トルク伝達部材の一部に直接的もしくは間接的に取り付けられ又は前記トルク伝達部材の一部を形成し、各々の磁気弾性活性領域が磁気分極領域を含み、前記第1の磁気弾性活性領域の磁気分極および前記第2の磁気弾性活性領域の磁気分極が互いに実質的に反対であり、
b)前記磁気センサ手段は、第1の対のセンサを備え、該第1の対のセンサが第1および第2の磁場センサを備え、該第1および第2の磁場センサが前記第1の磁気分極領域から発生するトルク由来の磁束に対応する第1の信号を出力するために前記第1の磁気弾性活性領域の近くに配置され、さらに
c)前記磁気センサ手段は、第2の対のセンサを備え、該第2の対のセンサが第1および第2の磁場センサを備え、該第1および第2の磁場センサが前記第2の磁気分極領域から発生するトルク由来の磁束に対応する第2の信号を出力するために前記第2の磁気弾性活性領域の近くに配置され、
d)前記ハブは、さらに、センサの前記第1の対の信号およびセンサの前記第2の対の信号の差分評価を実施することによって、作用した前記トルクを決定するように構成された制御ユニットを備える、請求項1から9までのいずれか1項に記載の前記ハブ。 - 前記磁気センサ手段が、第1の磁気弾性活性領域から発生するトルク依存磁束に対応する第1の信号を出力するために前記第1の磁気弾性活性領域の近くに配置された、複数の一次磁場センサと、
a)前記複数の一次磁場センサから所定の第1の距離だけ第1の方向に軸方向に離間されており、第2の磁気弾性活性領域から発生するトルク依存磁束および近接磁場源から発生する周囲磁束に対応する第2の信号を出力するために前記第2の磁気弾性活性領域の近くに配置される、少なくとも1つの二次磁場センサと、
b)前記複数の一次磁場センサから所定の第2の距離だけ前記第1の方向とは実質的に反対の第2の方向に軸方向に離間されており、第3の磁気弾性活性領域から発生するトルク依存磁束および近接磁場源から発生する周囲磁束に対応する第3の信号を出力するためにこの第3の磁気弾性活性領域の近くに配置される、少なくとも1つの別の二次磁場センサと、
c)前記第2の信号および前記第3の信号を用いて前記第1の信号を調整するための手段であって、それによって前記近接磁場源の効果を解消する、前記手段と
を備える、請求項1から9までのいずれか1項に記載の前記ハブ。 - 前記少なくとも1つの磁場センサがベクトルセンサであり、特に、前記少なくとも1つのベクトルセンサは、ホール効果、磁気抵抗、磁気トランジスタ、磁気ダイオード、MAGFET場センサ又はフラックスゲート磁気計のうちの1つである、請求項1から11までのいずれか1項に記載の前記ハブ。
- 前記トルク伝達部材が、電磁気効果をもたらすのに適した、特にNiを含む強磁性材料から少なくとも部分的に形成される、請求項1から12までのいずれか1項に記載の前記ハブ。
- 請求項1から13までのいずれか1項に記載の自由輪ハブを備える、自転車、電動アシスト自転車、高速電動アシスト自転車、又は電動自転車。
- トルクを前記ハブの前記トルク伝達部材に作用させる電池式電気駆動装置をさらに備える、請求項14に記載の自転車、電動アシスト自転車、高速電動アシスト自転車、又は電動自転車。
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