JP4959860B1 - 検出装置および検出装置を備えた自転車 - Google Patents

Abstract

自転車１の車輪４の回転を検出する検出装置２０であって、車輪４に可動側検出体２２が設けられ、チェーンステー１３に固定側検出体２３が設けられ、固定側検出体２３は、チェーンステー１３に取付けられる取付部２９と、固定側検出体２３を横切る可動側検出体２２を検出する検出部３０と、検出部３０を支持する支持部３１とを有し、検出部３０は、取付部２９と検出部３０との距離Ｄが拡縮する第１の方向Ａへ移動自在であり、検出部３０を支持部３１に固定する固定部材３８が備えられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば速度を検出するのに用いられる検出装置および検出装置を備えた自転車に関する。

従来、例えば自転車の走行速度を検出する検出装置として、図１３に示すように、前車輪８１の回転を検出し、これに基いて自転車の走行速度を検出するものがある。すなわち、自転車の前車輪８１のスポーク８８に磁石８２が取り付けられ、自転車のフロントフォーク８３にセンサー８４が取り付けられている。センサー８４は、フロントフォーク８３に取り付けられるゴムパッド８５と、磁石８２の磁気を検知するセンサー本体８６とを有している。

センサー本体８６は、ゴムパッド８５に嵌合され、一方向８９へ回動自在に設けられている。また、ゴムパッド８５とセンサー本体８６とはバンド８７によりフロントフォーク８３に結束されている。

これによると、前車輪８１が回転し、磁石８２がセンサー本体８６に接近してセンサー本体８６を横切る度に、センサー本体８６が磁石８２の磁気を検知して検出信号を発信し、単位時間当りの検出信号の数に基いて自転車の走行速度が検出される。
上記のような検出装置については、例えば下記特許文献１の日本国公開特許公報に記載されている。

特開２００８−５５９３０

上記の従来形式において、センサー本体８６は、センサー本体８６と磁石８２との間隔Ｗが正規の間隔よりも広くなると感度が低下するため、センサー本体８６と磁石８２との間隔Ｗが正規の間隔に保たれるように、磁石８２に対するセンサー本体８６の位置を正確に調整する必要がある。

この際、センサー本体８６をゴムパッド８５に対して一方向８９へ回動することにより、センサー本体８６の向きを調整することは可能であるが、磁石８２に対するセンサー本体８６（検出部）の取付位置を正確且つ容易に調整することは困難であるといった問題がある。
本発明は、検出部の取付位置を正確且つ容易に調整することが可能な検出装置および検出装置を備えた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、自転車の車輪の回転を検出する検出装置であって、
車輪に可動側検出体が設けられ、
フレームに固定側検出体が設けられ、
固定側検出体は、フレームに取り付けられる取付部と、車輪が回転した際に固定側検出体を横切る可動側検出体を検出する検出部と、検出部を支持する支持部とを有し、
検出部は、支持部に対して、取付部と検出部との距離が拡縮する第１の方向へ移動自在であるとともに、第１の方向とは別の第２の方向へ回動自在であり、
検出部を支持部に固定する固定部材が備えられているものである。

これによると、固定側検出体の取付部をフレームに取付け、検出部を第１の方向へ移動させることにより、検出部の取付位置を正確且つ容易に調整することができる。このようにして検出部の取付位置を調整した後、固定部材により検出部を支持部に固定することで、検出部と可動側検出体との間隔が正規の間隔に保たれる。
また、検出部を第２の方向へ回動させることにより、可動側検出体に対する検出部の向きを容易に調整することができ、これにより、感度の低下を防止することができる。
車輪が回転すると、可動側検出体が固定側検出体を横切り、この際、固定側検出体の検出部が可動側検出体を検出し、車輪の回転が検出される。

本第２発明における検出装置は、固定部材は検出部と支持部とを連結し、
検出部は、固定部材を中心にして、第２の方向へ回動自在であるものである。
これによると、検出部は、固定部材によって、支持部に連結されると共に固定される。

本第３発明における検出装置は、検出部を第１の方向へ案内するとともに検出部の回動を一定範囲に制限する案内装置が備えられているものである。
これによると、検出部を第１の方向へ移動させる際、検出部は案内装置により第１の方向へ案内される。このため、検出部の第１の方向への移動が円滑に行える。また、検出部の回動が案内装置により一定範囲に制限（限定）されるため、固定部材により検出部を支持部に固定する際、検出部が一定範囲を超えて回動することはない。これにより、固定部材で検出部を固定する際の作業が容易になる。

本第４発明における検出装置は、案内装置は、支持部と検出部とのいずれか一方に設けられた一対の案内面と、他方に設けられ且つ両案内面間に挿入された案内突部とを有しており、
両案内面は、第１の方向に沿って形成され、第２の方向において対向しているものである。
これによると、検出部を第１の方向へ移動させる際、案内突部が両案内面に案内されることで、検出部は確実に第１の方向へ移動する。

本第５発明における検出装置は、取付部と検出部との距離が最大距離になる制限解除位置まで検出部が第１の方向へ移動した場合、案内突部が両案内面間から脱抜されて、案内装置による検出部の回動範囲の制限が解除されるものである。

本第６発明は、上記第１発明から第５発明のいずれか１項に記載の検出装置を備えた自転車であって、
可動側検出体は車輪のスポークに取り付けられているものである。
これによると、検出装置により車輪の回転が検出され、これに基いて、例えば、自転車の走行速度や走行距離等を求めることができる。

以上のように本発明によると、検出部の取付位置を正確且つ容易に調整することが可能であるため、検出部と可動側検出体との間隔を正規の間隔に保つことができる。これにより、検出感度の低下等を防止することができる。

本発明の実施の形態における検出装置を備えた自転車の図 同、検出装置の平面図 同、検出装置の固定側検出体を斜め上方から見た斜視図 同、検出装置の固定側検出体を斜め下方から見た斜視図 図２におけるＸ−Ｘ矢視図 同、検出装置の検出部の分解断面図 図５におけるＸ−Ｘ矢視図 図５におけるＹ−Ｙ矢視図 同、検出装置の支持部の平面図 同、検出装置の支持部を先端の開放部側から見た図 同、検出装置の検出部の底面図 同、検出装置の検出部と台座部との距離を最大距離にしたときの平面図 従来の検出装置の図

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は自転車であり、フレーム２と前車輪３と後車輪４とハンドル５とサドル６とペダル７等を有している。フレーム２は前ホーク８と上パイプ９と下パイプ１０と立パイプ１１とバックホーク１２とチェーンステー１３とを有している。

自転車１には、後車輪４の回転を検出し、この検出値に基いて走行速度を求める速度検出装置２０（検出装置の一例）と、検出された走行速度を表示する表示装置２１とが備えられている。

図１〜図５に示すように、速度検出装置２０は、後車輪４のスポーク１５に設けられた可動側検出体２２と、フレーム２のチェーンステー１３に設けられた固定側検出体２３とを有している。可動側検出体２２は、スポーク１５に取り付けられる取付部材２５と、取付部材２５に設けられた磁石２６とを有している。

固定側検出体２３は、チェーンステー１３に取り付けられる台座部２９（取付部の一例）と、後車輪４が回転した際に固定側検出体２３を上下方向Ｇに横切る磁石２６の磁気を検出する検出部３０と、検出部３０を支持する支持部３１とを有している。検出部３０は、支持部３１に対して、台座部２９と検出部３０との距離Ｄが拡縮する第１の方向Ａへ移動自在であり、且つ、第１の方向Ａとは別の第２の方向Ｂへ回動自在である。

尚、この場合、第１の方向Ａは自転車１の左右方向に相当し、第２の方向Ｂは前後方向に相当する。また、検出部３０は移動経路３２上を一直線状に第１の方向Ａへ移動可能である。

台座部２９は、チェーンステー１３に当接可能な円弧状の取付面３３を有している。また、支持部３１は台座部２９に設けられ、支持部３１には、第１の方向Ａに長い長孔３６（図９参照）が形成されている。

検出部３０は、固定部材３８によって、支持部３１に連結され固定されている。図６に示すように、検出部３０は、ケーシング３９と、ケーシング３９内に設けられた磁気検知素子４０ならびに基板４１とを有している。ケーシング３９には貫通孔４２が形成されている。また、磁気検知素子４０にはリードスイッチが用いられ、磁石２６が横切る度に信号を発信するものである。磁気検知素子４０は基板４１にはんだ付けされている。

ケーシング３９は、一端に開口部３９ａを形成したケーシング本体３９ｂと、ケーシング本体３９ｂの一端に嵌め込まれて開口部３９ａを閉じる蓋３９ｃとを有している。基板４１には送信用のケーブル４３の一端が接続されている。蓋３９ｃには、ケーブル４３を通す挿通孔４４と、空気抜き用の孔４５とが形成されている。尚、図２に示すように、挿通孔４４は台座部２９の側へ斜めに向いて形成されている。また、図６に示すように、ケーシング３９の内部にはエポキシ樹脂４７が充填されている。

図３，図４，図７，図８に示すように、固定部材３８は六角穴付きねじ４８とナット４９とを有している。ねじ４８は、第１の方向Ａに直交する方向から検出部３０の貫通孔４２と支持部３１の長孔３６とに挿通され、ナット４９に螺合している。ナット４９は、支持部３１に形成された凹部５０に、回り止めされた状態で嵌め込まれている。凹部５０は、長孔３６に連通しており、検出部３０に隣接する表面とは反対側の裏面に開口している。図２の仮想線および図４の仮想線で示すように、検出部３０は、ねじ４８を中心にして、第２の方向Ｂに回動自在である。ねじ４８をナット４９に締め込むことにより、検出部３０が第１の方向Ａと第２の方向Ｂとにおいて固定される。
また、図７に示すように、ねじ４８の頭部と検出部３０のケーシング本体３９ｂとの間には、平座金５１とばね座金５２とが設けられている。

図２，図４，図８〜図１１に示すように、固定側検出体２３は、検出部３０を第１の方向Ａへ案内するとともに検出部３０の回動を一定範囲Ｃ内に制限する案内装置５４を有している。案内装置５４は、支持部３１に設けられた一対の案内面５５ａ，５５ｂと、検出部３０に設けられた案内突部５６とを有している。両案内面５５ａ，５５ｂは、検出部３０に隣接する表側に形成されており、第１の方向Ａに沿って互いに平行であり、第２の方向Ｂにおいて対向している。長孔３６は両案内面５５間に開口している。

案内突部５６は両案内面５５ａ，５５ｂ間に挿入されており、図８に示すように、両案内面５５ａ，５５ｂの間隔Ｅは案内突部５６の幅Ｆよりも僅かに広くなるように設定されている。案内突部５６が一方の案内面５５ａに当接する位置（図９の仮想線参照）と他方の案内面５５ｂに当接する位置（図８，図９の実線参照）との間で検出部３０の回動が許容される。

支持部３１の先端部には、両案内面５５ａ，５５ｂから開放される開放部５７が形成されている。図９の仮想線および図１２で示すように、台座部２９と検出部３０との距離Ｄが最大距離になる制限解除位置Ｐまで検出部３０が第１の方向Ａへ移動した場合、案内突部５６が開放部５７から両案内面５５ａ，５５ｂ間の外部へ脱抜され、案内装置５４による検出部３０の回動範囲の制限が解除される。

支持部３１の基端部には複数の取付用孔３４が形成され、図２，図５に示すように、これら取付用孔３４には結束用のバンド５９（装着部材の一例）が挿通され、バンド５９をチェーンステー１３に巻き付けて結束することにより、台座部２９がチェーンステー１３に取り付けられる。
図１に示すように、表示装置２１は、ハンドル５に取り付けられており、液晶表示画面を有している。
以下、上記構成における作用を説明する。

図２，図５に示すように、可動側検出体２２を後車輪４のスポーク１５に取付ける。また、可動側検出体２２の取付位置にあわせて、固定側検出体２３の台座部２９の取付面３３をチェーンステー１３の表面に当接させ、バンド５９を取付用孔３４に挿通してチェーンステー１３に巻き付けて結束することにより、固定側検出体２３がチェーンステー１３に取付けられる。

その後、ねじ４８を回して緩めることにより、検出部３０の固定が解除され、検出部３０が第１の方向Ａへ移動可能になると共に第２の方向Ｂへ回動可能となる。検出部３０を第１の方向Ａへ移動させることにより、可動側検出体２２に対する検出部３０の取付位置を正確且つ容易に調整することができる。さらに、ねじ４８を中心にして検出部３０を第２の方向Ｂへ回動させることにより、可動側検出体２２に対する検出部３０の向きを正確且つ容易に調整することができる。

このようにして検出部３０の取付位置および向きを調整した後、ねじ４８を回してナット４９に締め込むことにより、検出部３０が支持部３１に固定され、検出部３０と可動側検出体２２の磁石２６との間隔Ｗが正規の間隔に保たれると共に、検出部３０の向きが磁石２６に対して正規の向きに定められる。これにより、速度検出装置２０の感度の低下を防止することができる。

上記のように検出部３０を第１の方向Ａへ移動させる際、案内突部５６が両案内面５５ａ，５５ｂに案内されながら第１の方向Ａへ移動するため、検出部３０の第１の方向Ａへの移動が円滑且つ確実に行える。

また、検出部３０を第２の方向Ｂへ回動させる際、図２，図９に示すように、検出部３０の回動は、案内突部５６が一方の案内面５５ａに当接する位置Ｐａと案内突部５６が他方の案内面５５ｂに当接する位置Ｐｂとで限定される一定範囲Ｃ内に制限される。これにより、ねじ４８を回してナット４９に締め込み、検出部３０を支持部３１に固定する際、検出部３０が一定範囲Ｃを超えて回動することはない。これにより、ねじ４８を回して検出部３０を固定する際の作業が容易になる。

また、図２に示すように、検出部３０はねじ４８によって支持部３１に連結されると共に固定されるため、検出部３０を支持部３１に連結するための部品と検出部３０の取付位置を固定するための部品の個数が削減される。

また、検出部３０のケーシング３９の挿通孔４４は台座部２９の側へ斜めに向いて形成されているため、挿通孔４４からケーシング３９の外部に引き出されたケーブル４３を、無理に曲げることなく、容易にチェーンステー１３の表面に添わすことができる。これにより、結束用のバンド６０等を用いて、ケーブル４３をチェーンステー１３に容易に取り付けることができる。

また、ねじ４８を緩め、図９の仮想線および図１２に示すように、検出部３０を制限解除位置Ｐまで移動させて、台座部２９と検出部３０との距離Ｄを最大距離にした場合、案内突部５６が開放部５７から両案内面５５ａ，５５ｂ間の外部へ脱抜され、案内装置５４による検出部３０の回動範囲の制限が解除される。これにより、図１２の仮想線で示すように、制限解除位置Ｐにおいて、ねじ４８を中心にして、検出部３０を一定範囲Ｃよりも広範囲で自由に回動させることが可能となる。

図１に示すように、自転車１で走行している際、後車輪４が回転することにより、図２，図５に示すように、可動側検出体２２が固定側検出体２３の側方を上下方向Ｇに横切り、このとき、固定側検出体２３の検出部３０が可動側検出体２２の磁石２６の磁気を検知して信号を発信する。これにより、後車輪４の回転が検出され、これに基いて自転車１の走行速度が算出され、算出された走行速度が表示装置２１の液晶表示画面に表示される。

また、速度検出装置２０の検出部３０を製作する際、図６に示すように、ケーブル４３を蓋３９ｃの挿通孔４４に挿通し、ケーブル４３の一端を基板４１に接続した状態で、基板４１と磁気検知素子４０とを開口部３９ａからケーシング本体３９ｂの内部に設ける。次に、液状のエポキシ樹脂４７を開口部３９ａからケーシング本体３９ｂの内部に注入し、ケーシング本体３９ｂの開口部３９ａに蓋３９ｃを嵌め込んで、開口部３９ａを閉じることにより、ケーシング３９が組み立てられる。
この際、ケーシング３９内の空気は孔４５から外部へ排出される。その後、エポキシ樹脂４７が冷やされて固化することにより、検出部３０が製作される。

上記実施の形態では、図１に示すように、可動側検出体２２を後車輪４のスポーク１５に設け、固定側検出体２３をチェーンステー１３に設けて、後車輪４の回転を検出しているが、可動側検出体２２を前車輪３のスポーク１５に設け、固定側検出体２３をフレーム２の前ホーク８に設けて、前車輪３の回転を検出してもよい。

上記実施の形態では、検出装置２０で後車輪４の回転を検出し、この検出に基いて自転車１の走行速度を求めているが、走行速度に限定されるものではなく、例えば、検出された後車輪４の回転に基いて、自転車１の走行距離を求めてもよい。

上記実施の形態では、図８に示すように、案内面５５ａ，５５ｂを支持部３１に設け、案内突部５６を検出部３０に設けているが、案内面５５ａ，５５ｂを検出部３０に設け、案内突部５６を支持部３１に設けてもよい。
上記実施の形態では、検出装置２０を自転車１に設けているが、検出装置２０を電動式自転車に設けてもよい。

Claims (6)

1. 自転車の車輪の回転を検出する検出装置であって、
   車輪に可動側検出体が設けられ、
   フレームに固定側検出体が設けられ、
   固定側検出体は、フレームに取り付けられる取付部と、車輪が回転した際に固定側検出体を横切る可動側検出体を検出する検出部と、検出部を支持する支持部とを有し、
   検出部は、支持部に対して、取付部と検出部との距離が拡縮する第１の方向へ移動自在であるとともに、第１の方向とは別の第２の方向へ回動自在であり、
   検出部を支持部に固定する固定部材が備えられていることを特徴とする検出装置。
2. 固定部材は検出部と支持部とを連結し、
   検出部は、固定部材を中心にして、第２の方向へ回動自在であることを特徴とする請求項１記載の検出装置。
3. 検出部を第１の方向へ案内するとともに検出部の回動を一定範囲に制限する案内装置が備えられていることを特徴とする請求項２に記載の検出装置。
4. 案内装置は、支持部と検出部とのいずれか一方に設けられた一対の案内面と、他方に設けられ且つ両案内面間に挿入された案内突部とを有しており、
   両案内面は、第１の方向に沿って形成され、第２の方向において対向していることを特徴とする請求項３記載の検出装置。
5. 取付部と検出部との距離が最大距離になる制限解除位置まで検出部が第１の方向へ移動した場合、案内突部が両案内面間から脱抜されて、案内装置による検出部の回動範囲の制限が解除されることを特徴とする請求項４記載の検出装置。
6. 上記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検出装置を備えた自転車であって、
   可動側検出体は車輪のスポークに取り付けられていることを特徴とする自転車。

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