JP6179715B2 - 車両の車速検出装置および自転車 - Google Patents

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、自転車等の車速を検出する車速検出装置としては、前車輪と共に回転する複数の磁石の磁気を検出し、これに基づいて走行速度を求める方式のものがある。これら複数の磁石は保持部材に設けられている。保持部材は、前車輪の車軸の軸心方向において、前車輪のスポークの外側に取り付けられている。また、磁石の磁気を検出する磁気検出装置が前ホークに固定されている。

保持部材は固定ブラケットとボルトとによりスポークに取り付けられている。固定ブラケットは、車軸の軸心方向においてスポークの内側に配置され、ボルトによって保持部材に連結されている。これにより、複数本のスポークが保持部材と固定ブラケットとの間に挟持され、保持部材が複数本のスポークに固定される。

尚、上記のように複数本のスポークを保持部材と固定ブラケットとの間に挟持する取付構造を有する車速検出装置については、例えば下記特許文献１に記載されている。

特開２０１０−１７９８７７

しかしながら上記従来形式の車速検出装置では、保持部材を前車輪のスポークに取り付けているため、万一、自転車が転倒したり或は前車輪が障害物等に衝突してスポークが曲ったり又は折れた場合、保持部材とスポークとの取付部分に過大な力が生じて取付部分が損傷し、保持部材の一部がスポークから離脱し、保持部材の前車輪への取付けが不完全になるといった問題がある。このような場合、前車輪の回転時に保持部材が異常に振動し、車速の検出精度が低下する虞がある。

本発明は、万一、車輪のスポークが曲ったり折れたりしても、保持部材が車輪から不用意に外れてしまうのを防止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、中心部にハブ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、
保持部材は、磁気発生体を備えた第１保持体と、車軸の軸心方向において第１保持体の内側に対向する第２保持体とを有し、
第１保持体が第１挟持部を有し、
第２保持体が第２挟持部を有し、
第１挟持部と第２挟持部とが車軸の軸心方向において相対向し、
ハブの鍔が、車軸の軸心方向において、第１挟持部と第２挟持部との間に挟み込まれ、
第１保持体と第２保持体とが連結部材で連結されるものである。

これによると、ハブの鍔を第１挟持部と第２挟持部との間に挟み込んで、第１保持体と第２保持体とを連結部材で連結する。これにより、保持部材が、車輪のスポークではなく、ハブの鍔に取付けられる。従って、万一、スポークが曲ったり折れたりしても、保持部材がハブの鍔から離脱することはなく、保持部材が車輪から不用意に外れてしまうのを防止することができる。

また、第１挟持部と第２挟持部とが車軸の軸心方向からハブの鍔を挟み込んでいるため、保持部材が車軸の軸心方向において位置決めされる。
本第２発明における車両の車速検出装置は、第１挟持部は、第１保持体を車輪の径方向において位置決めする位置決め部を有しているものである。

これによると、第１保持体は、位置決め部により、車輪の径方向において位置決めされる。このため、保持部材の取付位置が車輪の径方向にずれるのを防止することができ、保持部材を車輪の径方向において正確な位置に取付けることができる。

本第３発明における車両の車速検出装置は、第１および第２挟持部はそれぞれ車輪の円周方向において複数設けられ、
各第１挟持部の位置決め部は、ハブの鍔の外周縁を、車輪の径方向における外側から取り囲むように配列されているものである。

これによると、各第１挟持部の位置決め部が車輪の径方向における外側からハブの鍔の外周縁に当接することにより、第１保持体が車輪の径方向において位置決めされる。
本第４発明における車両の車速検出装置は、第２保持体を車軸の軸心方向における第１保持体の内側に仮止めする仮止部材が第１保持体に設けられ、
第２保持体は仮止部材に係脱自在であるものである。

これによると、第２保持体を仮止部材に係合することにより、第２保持体が仮止部材を介して第１保持体の内側に仮止めされる。このように第２保持体を仮止めした状態で、第１保持体と第２保持体とを連結部材で連結することにより、容易に、保持部材をハブの鍔に取付けることができる。

本第５発明における車両の車速検出装置は、第１保持体が車輪と一体に回転するように第１保持体を車輪に対して円周方向に固定する固定部材が、第１保持体に設けられているものである。

これによると、第１保持体は車輪と確実に一体になって回転し、保持部材の回転が車輪の回転に対してずれるのを防止することができるため、車速が精度良く検出される。
本第６発明における車両の車速検出装置は、車輪のスポークが第１保持体と第２保持体との間を通り、
固定部材は一対の固定爪を有し、
スポークが一対の固定爪間に嵌まり込むものである。

これによると、第１保持体を取付ける際、一対の固定爪間にスポークを嵌め込むことにより、容易に、第１保持体を車輪に対して円周方向に固定することができる。
本第７発明は、上記第１発明から第６発明のいずれか１項に記載の車両の車速検出装置が備えられていることを特徴とする自転車である。

以上のように本発明によると、万一、車輪のスポークが曲ったり折れたりしても、保持部材が車輪から不用意に外れてしまうのを防止することができる。

本発明の実施の形態における電動自転車の側面図である。 同、電動自転車の前車輪のハブ部分の断面図である。 同、電動自転車に備えられた車速検出装置を外側（表側）から見た斜視図である。 同、電動自転車に備えられた車速検出装置を内側（裏側）から見た斜視図である。 同、電動自転車に備えられた車速検出装置を内側（裏側）から見た斜視図であり、第２保持板を外した状態を示す。 同、電動自転車のハブと車速検出装置とを内側（裏側）から見た斜視図である。 同、車速検出装置の保持部材の分解斜視図である。 同、車速検出装置の第１保持板を内側（裏側）から見た斜視図である。 同、ハブの鍔が車速検出装置の第１および第２挟持片によって挟み込まれている様子を示す拡大断面図である。 同、車速検出装置の固定部材の拡大断面図である。 同、車速検出装置の第２保持板を内側（裏側）から見た斜視図である。 同、車速検出装置の第２保持板を第１保持板に仮止めしたときの断面図である。

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２，図３参照）とを有している。尚、ホーク爪１３は、下部が開放されたスリット部（図示省略）を有している。また、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。

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（図２参照）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のスポーク１９とを有している。図２に示すように、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鍔２３と、軸受ハウジング部２２内に収納された複数の球体２４と、球体２４を軸受ハウジング部２２内に押し付ける玉押し２５と、玉押し２５を車軸１８の軸心方向Ａにおける内側Ｄ１に向けて締め付けるロックナット２６とを有している。

車軸１８は円筒部２１内に挿入され、玉押し２５とロックナット２６とは車軸１８に螺合され、球体２４は軸受ハウジング部２２と玉押し２５との間に挟まれている。図５に示すように、鍔２３には複数の係止孔２７が形成され、スポーク１９の内端部が係止孔２７に係止している。

図２に示すように、車軸１８の両端部はホーク爪１３のスリット部に差し込まれ、車軸１８の両端部に螺合されたナット２８によって、車軸１８がホーク爪１３に連結され、これにより、前車輪３が前ホーク１１に取り付けられる。

図２，図３に示すように、車速検出装置８は、複数の磁石３０（磁気発生体の一例）を備え且つ前車輪３と共に回転自在な保持部材３１と、磁石３０の磁気を検出する検出体３２とを有している。保持部材３１は、磁石３０を備えた第１保持板３４（第１保持体の一例）と、軸心方向Ａにおいて第１保持板３４の内側Ｄ１に対向する第２保持板３５（第２保持体の一例）とを有している。

図７，図８に示すように、第１保持板３４は、中央に開口部３６を有する円盤状の樹脂製部材である。磁石３０は、第１保持板３４の内部にインサートされており、前車輪３の円周方向Ｂにおける複数箇所に配置されている。

第１保持板３４は、複数のボス部３７，４６と、複数のねじ挿入孔３８と、複数の第１挟持片３９（第１挟持部の一例）と、第２保持板３５を軸心方向Ａにおける第１保持板３４の内側Ｄ１に仮止めする複数の仮止部材４０（図１２参照）と、第１保持板３４が前車輪３と一体に回転するように第１保持板３４を前車輪３に対して円周方向Ｂに固定する複数の固定部材４１とを有している。

図２，図８に示すように、各ボス部３７，４６はそれぞれ、第１保持板３４の内側Ｄ１に向って突出しており、円周方向Ｂにおける複数箇所に形成され、先端部に、第２保持板３５を受け止める受け面３７ａ，４６ａを有している。

図７，図８に示すように、各ねじ挿入孔３８は、各ボス部３７に形成されており、第１保持板３４の内側Ｄ１と外側Ｄ２とに貫通している。
図２，図８，図９に示すように、各第１挟持片３９は、開口部３６の周囲の円周方向Ｂにおける複数箇所に形成されており、第１保持板３４の内側Ｄ１に向って突出している。各第１挟持片３９は、第１保持板３４を前車輪３の径方向Ｃにおいて位置決めする位置決め爪４２（位置決め部の一例）を有している。各位置決め爪４２は、第１挟持片３９の先端部に設けられ、ハブ１７の鍔２３の外周縁を径方向Ｃにおける外側から取り囲むように配列されている。

図２，図８に示すように、各仮止部材４０は、第１保持板３４の内側Ｄ１に向って突出し、円周方向Ｂにおける複数箇所に形成され、先端部に仮止爪４５を有している。
図２，図８，図１０に示すように、各固定部材４１は、円周方向Ｂにおける複数箇所に形成されており、一対の固定爪４１ａ，４１ｂを有している。これら固定爪４１ａ，４１ｂは、各ボス部４６に設けられており、第１保持板３４の内側Ｄ１に向って突出している。

図７，図１１に示すように、第２保持板３５は円環の一部を切り欠いたＣ形状の部材であり、切欠部４８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。第２保持板３５は、複数のねじ孔５１と、複数の第２挟持片５２（第２挟持部の一例）と、複数の仮止用孔５３と、複数の固定用孔５４とを有している。

各ねじ孔５１は、円周方向Ｂにおける複数箇所に形成され、内周に雌ねじを形成している。各第２挟持片５２は、第２保持板３５の内周縁の円周方向Ｂにおける複数箇所に形成されており、第２保持板３５の外側Ｄ２に向って突出している。各仮止用孔５３と固定用孔５４とはそれぞれ、円周方向Ｂにおける複数箇所に形成されており、第２保持板３５の内側Ｄ１と外側Ｄ２とに貫通している。

図２〜図４および図６に示すように、第１保持板３４と第２保持板３５とは複数のねじ５６（連結部材の一例）で連結されている。各ねじ５６は、第１保持板３４のねじ挿入孔３８に挿入され、第２保持板３５のねじ孔５１に螺合されている。第１保持板３４と第２保持板３５とを連結した状態では、図２，図９に示すように、第１挟持片３９と第２挟持片５２とが軸心方向Ａにおいて相対向し、ハブ１７の鍔２３が軸心方向Ａにおいて各第１挟持片３９と各第２挟持片５２との間に挟み込まれる。

仮止部材４０の仮止爪４５は、軸心方向Ａにおいて、第２保持板３５の仮止用孔５３に挿脱自在である。第１保持板３４と第２保持板３５とを連結した状態では、図１２に示すように、仮止爪４５が第２保持板３５の外側Ｄ２から仮止用孔５３に挿入されて内側Ｄ１に突出している。

図１０に示すように、固定部材４１の両固定爪４１ａ，４１ｂの先端部は、軸心方向Ａにおいて、第２保持板３５の固定用孔５４に挿脱自在である。図６に示すように、第１保持板３４と第２保持板３５とを連結した状態では、両固定爪４１ａ，４１ｂの先端部が第２保持板３５の外側Ｄ２から固定用孔５４に挿入されて内側Ｄ１に突出しており、図４，図１０に示すように、スポーク１９が、第１保持板３４と第２保持板３５との間を通って、両固定爪４１ａ，４１ｂ間に嵌まり込む。

図２，図３に示すように、検出体３２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、取付板６１を介して前ホーク１１（車体の一例）に固定されている。すなわち、検出体３２は取付板６１に取付けられており、取付板６１には取付用孔６２が形成され、車軸１８の一端部が取付用孔６２に挿通されている。取付板６１は、一方のホーク爪１３とナット２８との間に挟まれることで、一方のホーク足１２に連結固定されている。

以下、上記構成における作用を説明する。
図２〜図４に示すように、ハブ１７の鍔２３を第１挟持片３９と第２挟持片５２との間に挟み込んで、第１保持板３４と第２保持板３５とをねじ５６で連結する。これにより、保持部材３１は、スポーク１９ではなく、ハブ１７の鍔２３に取付けられる。従って、万一、スポーク１９が曲ったり折れたりしても、保持部材３１が鍔２３から離脱することはなく、保持部材３１が前車輪３から不用意に外れてしまうのを防止することができる。

また、第１挟持片３９と第２挟持片５２とが軸心方向Ａから鍔２３を挟み込んでいるため、保持部材３１が軸心方向Ａにおいて位置決めされる。
さらに、上記のように保持部材３１を鍔２３に取付けた状態では、図９に示すように、各第１挟持片３９の位置決め爪４２が径方向Ｃにおける外側から鍔２３の外周縁に当接することにより、第１保持板３４が径方向Ｃにおいて位置決めされる。このため、保持部材３１の取付位置が径方向Ｃにずれるのを防止することができ、保持部材３１を径方向Ｃにおいて正確な位置に取付けることができる。

電動自転車１を走行させている際、図３に示すように、前車輪３と共に保持部材３１の各磁石３０が回転し、検出体３２が傍を通過する磁石３０の磁気を検出することにより、電動自転車１の走行速度が検出される。

この際、図５，図１０に示すように、スポーク１９が両固定爪４１ａ，４１ｂ間に嵌まり込んでいるため、第１保持板３４は前車輪３と確実に一体になって回転し、保持部材３１の回転が前車輪３の回転に対してずれるのを防止することができる。これにより、車速が精度良く検出される。

また、前車輪３を前ホーク１１から取り外した状態で、保持部材３１を以下のような手順で前車輪３に取付けることができる。
すなわち、図１２に示すように、先ず、車軸１８の一端部を第１保持板３４の開口部３６に挿通して、第１保持板３４をスポーク１９の外側Ｄ２に添わせ、スポーク１９を両固定爪４１ａ，４１ｂ間に嵌め込むとともに、各位置決め爪４２をハブ１７の鍔２３に外嵌する。これにより、第１保持板３４が、鍔２３に保持されるとともに、前車輪３に対して円周方向Ｂに固定される。

その後、第２保持板３５をスポーク１９の内側Ｄ１に挿入し、第２保持板３５の切欠部４８にハブ１７の円筒部２１を挿通し、各仮止部材４０の仮止爪４５を第２保持板３５の外側Ｄ２から各仮止用孔５３に挿入して第２保持板３５の内側Ｄ１に突出させるとともに、図１０に示すように各固定部材４１の両固定爪４１ａ，４１ｂを第２保持板３５の各固定用孔５４に挿入する。これにより、図１２に示すように、第２保持板３５は、各仮止部材４０に係合され、各仮止部材４０を介して第１保持板３４の内側Ｄ１に仮止めされる。

このように第２保持板３５を仮止めした状態で、図２に示すように、ねじ５６をねじ挿入孔３８に挿入してねじ孔５１に螺合することにより、第１保持板３４と第２保持板３５とが連結され、ハブ１７の鍔２３が第１挟持片３９と第２挟持片５２との間に挟み込まれるため、容易に、保持部材３１をハブ１７の鍔２３に取付けることができる。尚、この際、第２保持板３５は、各ボス部３７，４６の受け面３７ａ，４６ａに受け止められるため、確実に安定した状態で第１保持板３４に連結される。

また、上記とは逆の手順を実施することにより、保持部材３１を前車輪３から容易に取り外すことができる。すなわち、ねじ５６を取り外し、第２保持板３５を各仮止部材４０から離脱させて第１保持板３４から分離した後、第１保持板３４を鍔２３から前車輪３の外側Ｄ２に取り外せばよい。

上記実施の形態では、図３に示すように、取付板６１を用いて、検出体３２を前ホーク１１のホーク足１２に取り付けているが、取付板６１を用いないで、検出体３２を、直接、ホーク足１２に取り付けてもよい。また、取付板６１をホーク足１２に一体に形成してもよい。

上記実施の形態では、図１に示すように、保持部材３１が前車輪３に設けられ、検出体３２を備えた取付板６１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３１が後車輪４に設けられ、検出体３２を備えた取付板６１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、図１に示すように、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、車椅子等に適用することもできる。

本発明における車速検出装置は、自転車の走行速度を検出するのに適しているが、自転車以外の車両の走行速度を検出することにも適用可能である。

１ 電動自転車（車両）
２ 車体
３ 前車輪
８ 車速検出装置
１７ ハブ
１８ 車軸
１９ スポーク
２３ 鍔
３０ 磁石（磁気発生体）
３１ 保持部材
３２ 検出体
３４ 第１保持板（第１保持体）
３５ 第２保持板（第２保持体）
３９ 第１挟持片（第１挟持部）
４０ 仮止部材
４１ 固定部材
４１ａ，４１ｂ 固定爪
４２ 位置決め爪（位置決め部）
５２ 第２挟持片（第２挟持部）
５６ ねじ（連結部材）
Ａ 軸心方向
Ｂ 円周方向
Ｃ 径方向
Ｄ１ 内側

Claims (7)

1. 中心部にハブ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、
   保持部材は、磁気発生体を備えた第１保持体と、車軸の軸心方向において第１保持体の内側に対向する第２保持体とを有し、
   第１保持体が第１挟持部を有し、
   第２保持体が第２挟持部を有し、
   第１挟持部と第２挟持部とが車軸の軸心方向において相対向し、
   ハブの鍔が、車軸の軸心方向において、第１挟持部と第２挟持部との間に挟み込まれ、
   第１保持体と第２保持体とが連結部材で連結されることを特徴とする車両の車速検出装置。
2. 第１挟持部は、第１保持体を車輪の径方向において位置決めする位置決め部を有し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. 第１および第２挟持部はそれぞれ車輪の円周方向において複数設けられ、
   各第１挟持部の位置決め部は、ハブの鍔の外周縁を、車輪の径方向における外側から取り囲むように配列されていることを特徴とする請求項２記載の車両の車速検出装置。
4. 第２保持体を車軸の軸心方向における第１保持体の内側に仮止めする仮止部材が第１保持体に設けられ、
   第２保持体は仮止部材に係脱自在であ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. 第１保持体が車輪と一体に回転するように第１保持体を車輪に対して円周方向に固定する固定部材が、第１保持体に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両の車速検出装置。
6. 車輪のスポークが第１保持体と第２保持体との間を通り、
   固定部材は一対の固定爪を有し、
   スポークが一対の固定爪間に嵌まり込むことを特徴とする請求項５記載の車両の車速検出装置。
7. 上記請求項１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が備えられていることを特徴とする自転車。

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