JP6868850B2 - 車両の速度検出装置および車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両の速度検出装置およびこれを備える車両に関する。

従来の車両の速度検出装置として、複数の磁石を保持する磁気発生部が前輪とともに回転するようにし、これら磁石の磁気信号を磁気検出部で検出して、その磁気信号に基づいて走行速度を求める方式が多く取られてきた。

その中で、速度検出装置を後から車体に取り付ける、後付けの装着を容易にするため、磁気発生部を前輪のハブに取り付ける構造が検討されてきた（例えば特許文献１、２参照）。

特開２０１３−１５２２３５号公報 特開２０１５−４７８８８号公報

ところで、近年、需要者の要求が多様化し、車両の形態も自由に富むようになり、電動自転車等でも種々のサイズの車輪を搭載するようになってきた。

しかし、車輪のサイズが多様化すると、特許文献１や２に開示された構造の車両では、駐輪時に不具合を生じるおそれがあることがわかってきた。

一般に、駐輪場に設置される車輪止めの高さが一定であるため、車輪のサイズによっては、ハブが設けられた位置まで車輪止めがかかるようになる。その場合、速度検出装置が車輪止めに当たり、脱落、破損するおそれがあった。また、上記の場合でなくても、外力を直接受ける場合は、速度検出装置の破損や故障等のおそれがあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車輪止めが当たったり外力が加わったりしても、速度検出装置の脱落や破損等を防止することにある。

上記課題を解決するため、本発明の車両の速度検出装置は、ハブに取り付けた磁気発生部と、磁気検出部と、を保護カバーで覆うようにし、それとともに、保護カバーを磁気検出部の取り付け部材として兼用するようにした。

具体的には、第１の発明の車両の速度検出装置は、ホークを有する車体に、ハブを有する車輪が回転可能に支持された車両の速度検出装置であって、前記車輪とともに回転するように前記ハブに取り付けられ、磁気を発生する磁気発生部と、前記磁気発生部からの磁気を検出する磁気検出部と、前記磁気発生部と前記磁気検出部とを保護する保護カバーと、を備え、前記保護カバーは、前記磁気発生部を覆うように前記磁気発生部と離間して車体に固定されており、前記磁気検出部は、前記車両の車幅方向であって、前記ホークの外側で前記車体に固定されており、前記保護カバーにおける前記磁気発生部と対向する対向面に前記磁気検出部が取り付けられていることを特徴とする。

本構成によれば、外力等による機械的ダメージを抑制し、速度検出装置の破損や故障を防止し、精度良く安定した車速の検出が行えるとともに信頼性を向上できる。また、磁気検出部の車体への固定を容易に解除でき、速度検出装置のメンテナンスが簡単になる。

第２の発明は、第１の発明において、前記磁気検出部は前記保護カバーに取り付けられていることを特徴とする。

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本構成によれば、保護カバーと磁気検出部の取り付け部とを共用でき、部品点数の削減が図れる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記ハブは鍔部を有しており、前記磁気発生部は前記鍔部に取り付けられていることを特徴とする。

第４の発明は、第１ないし第３の発明のいずれかにおいて、前記保護カバーは、前記車体に係止するためのカバー係止爪を有していることを特徴とする。

第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかにおいて、前記磁気発生部は、磁石と、前記磁石を保持する磁石保持部材と、を有し、前記磁気検出部は、磁気検出体と、前記磁気検出体を保持するケースと、を有することを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において、前記磁石保持部材は、円環部と、前記円環部の外周部に周方向に互いに離間して配設され、前記円環部の中心線に沿った方向に延びる複数の係止爪とを有しており、前記係止爪が前記ハブの鍔部に係止されるとともに、前記円環部と前記鍔部とが接して、前記磁石保持部材が前記鍔部に固定される。

本構成によれば、簡便な構成で磁気発生部をハブに取り付けることが可能となる。

第７の発明は、第５の発明において、前記磁気発生部は、前記磁石保持部材に回転一体に連結された保持板をさらに有し、前記磁石保持部材は、円環部と、前記円環部の外周部に周方向に互いに離間して配設され、前記円環部の中心線に沿った方向に延びる複数の係止爪とを有しており、前記保持板は、周方向の一部に切り欠き部を有する円環形状であり、前記保持板に前記保持板を貫通する複数の係止穴が周方向に互いに離間して配置されており、前記係止穴に前記係止爪が挿通された状態で、前記保持板に前記磁石保持部材が一体的に係止されていることを特徴とする。

本構成によれば、磁石保持部材の係止爪が保持板の係止穴に係止することにより、簡便な構成で両者を連結できる。また、磁石保持部材及び保持板がともに円環形状であるため、車軸やハブの円筒部に通しやすく、後付けでの取り付けが容易となる。

第８の発明は、第７の発明において、さらに、前記保持板の内周部には、保持板の中心線に沿った方向に延びる複数の挟持部が周方向に互いに離間して配設されており、前記円環部と前記挟持部とで、前記ハブの鍔部が挟み込まれることで、前記ハブに前記磁気発生部が取り付けられていることを特徴とする。

本構成によれば、簡便な構成で、ハブに磁石保持部材及び保持板を確実に取り付けられる。

第９の発明は、第６ないし第８の発明のいずれかにおいて、前記磁石は、前記円環部における前記ハブと対向する面に、前記円環部の円周方向に沿って配置されていることを特徴とする。

第１０の発明は、第５ないし第９の発明のいずれかにおいて、前記保護カバーは、前記ケースが取付支持される取付部をさらに有し、前記ケースは、前記保護カバーの取付部を収容するカバー収容部をさらに有し、前記取付部が前記カバー収容部に収容された状態で、前記保護カバーと前記ケースとが連結されていることを特徴とする。

本構成によれば、簡便な構成で保護カバーとケースとの連結を行うことができる。また、取付部の動きがカバー収容部によって規制されるため、両者の位置決めを確実に行うことができ、車速の検出精度が安定する。

第１１の発明は、第５ないし第１０の発明のいずれかにおいて、前記保護カバーの主面には、前記主面を貫通する第２の開口が設けられており、前記ケースは突起部をさらに有し、前記第２の開口に前記突起部が嵌合されていることを特徴とする。

本構成によれば、開口と突起部との嵌合により、保護カバーとケースとの連結をより強固にでき、両者の位置決めをさらに確実に行える。

第１２の発明は、第１１の発明において、前記保護カバーの主面には、前記主面を貫通する第１の開口が設けられており、前記ハブに挿通された車軸に前記第１の開口が挿通された状態で、前記保護カバーと前記車体の一部とが前記車軸に対して取り付けられており、前記車体の一部が保護カバーの前記対向面に接するように取り付けられることにより、前記突起部が前記車体の一部に当接されていることを特徴とする。

本構成によれば、ケースの突起部が車体の一部に当接されることで、突起部が車軸の軸方向に移動するのを規制することができ、保護カバーとケースとの位置決め精度を向上できる。

第１３の発明は、第５ないし第１２の発明のいずれかにおいて、前記磁石保持部材は樹脂材料からなる一方、前記磁石は、前記樹脂材料と磁性体材料とからなるプラスチック磁石であり、前記磁石保持部材に前記磁石が埋設されていることを特徴とする。

本構成によれば、樹脂製の磁石保持部材と磁石とを一体成形でき、製造工程の簡略化および製造コストの低減が図れる。また、磁石保持部材内に磁石を埋め込むことにより、部材のサイズが低減でき、装置の小型化が図れる。また、磁石とハブとの直接の接触を防止できる。

第１４の発明は、第１ないし第１３の発明のいずれかにおいて、前記保護カバーの側面には、前記側面を貫通する第３の開口が設けられていることを特徴とする。

第１５の発明は、第１ないし第１４の発明のいずれかにおいて、前記保護カバーは前記磁気検出部と前記磁気検出部に接続された配線との境界部分をさらに覆っていることを特徴とする。

本構成によれば、磁気検出部と配線との境界部分の保護を確実に行うことができる。

第１６の発明は、第１ないし第１５の発明のいずれかにおいて、さらに、前記保護カバーは磁気を遮蔽する材料からなることを特徴とする。

本構成によれば、磁気検出体に加わる磁気的な外乱を保護カバーで遮蔽でき、車速の検出動作及び精度が安定する。

第１７の発明の車両は、前車輪と後車輪とを少なくとも有する車両であって、上記第１ないし１６の発明のいずれか一つの速度検出装置を備え、前記速度検出装置は、前記前輪または前記後輪の少なくともいずれか一つに取り付けられていることを特徴とする。

本構成によれば、速度検出装置を保護カバーで覆うことにより、外力が加わった際に速度検出装置が破損等することなく、精度良く安定した車速の検出が行える。

第１８の発明は、第１７の発明において、前記保護カバーと、前記車体の一部とは、前記車軸に対して取付けられており、かつ車軸ナットが前記車軸に螺合することにより、前記保護カバーと、前記車軸と、前記ハブが取り付けられた前記前車輪または前記後車輪とは、前記車体に固定されていることを特徴とする。

本構成によれば、車軸ナットを車軸に締め込み、あるいは緩めることで、保護カバーとハブが取付けられた車輪とを同時に車体から着脱でき、車両のメンテナンスが容易になる。

第１９の発明は、第１７または１８の発明において、前記車体はカバー係止穴を有し、前記ハブに挿通された車軸に対して、前記車体と、前記保護カバーとが取り付けられており、前記車体の前記カバー係止穴に前記保護カバーのカバー係止爪が挿通された状態で、前記車体に前記保護カバーが係止されていることを特徴とする。

本構成によれば、保護カバーとホークとを連結でき、車輪の脱落を防止できる。

上記構成によれば、外力等による速度検出装置の破損や脱落を防止し、安定した速度検出を行うことができる。

本発明の実施形態に係る電動自転車の側面図である。 本発明の実施形態に係る前車輪の構造説明図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は斜視図である。 本発明の実施形態に係る速度検出装置の各パーツの取り付け状態を示す図であり、図３（ａ）は、ハブの鍔部に磁石保持部材と保持板とが取り付けられる途中の状態を示す図であり、図３（ｂ）は、鍔部に磁石保持部材と保持板とが取り付けられた状態を示す図であり、図３（ｃ）は、車軸に保護カバーが取り付けられる途中の状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る前車輪のハブの拡大断面図であり、図４（ａ）は保持板を設けた場合の断面図、図４（ｂ）は保持板を設けない場合の断面図である。 本発明の実施形態に係る磁気発生部と磁気検出部との配置説明図である。 本発明の実施形態に係る磁石保持部材の構造説明図であり、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は斜視図、図６（ｃ）は本実施形態に係る別の磁石保持部材の斜視図である。 本発明の実施形態における保持板の構造を説明する斜視図である。 本発明の実施形態に係る磁気検出部の構造を説明する斜視図である。 本発明の実施形態に係る保護カバーの構造を説明する斜視図である。 本発明の実施形態に係る磁気検出部と保護カバーとの取り付け状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る磁気検出部と保護カバーと前ホークの取り付け状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

（電動自転車の構造）
図１〜図１１は本発明を電動自転車に適用した実施形態であり、図１は、本実施形態に係る電動自転車の側面図である。

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に伝達するチェーン６と、チェーン６に補助駆動力を伝達する電動式の補助駆動装置７と、速度検出装置８と、速度検出装置８によって検出された車速に応じて補助駆動装置７を制御する制御装置９等を有する。

車体２は、フレーム体１０と、フレーム体１０の前部に連結された前ホーク１１とを有している。前ホーク１１は、二股状に分かれた左右一対のホーク足１２を有し、各ホーク足１２の下端部（先端部）には扁平形状のホーク爪１３が形成され、このホーク爪１３は切欠状のスリット部１３ａを有している。また、フレーム体１０は、後下がりに傾斜するダウンパイプ１０ａと、ダウンパイプ１０ａの後端部に接続された立パイプ１０ｂと、立パイプ１０ｂの上端部に接続され、後下がりに傾斜するバックホーク１０ｃと、チェーンステー１０ｄと等を有している。

（前車輪の構造）
図２は、本実施形態に係る前車輪の構造説明図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は斜視図である。

前車輪３は、タイヤ１５と、タイヤ１５が外嵌合されて取り付けられたリム１６と、リム１６の中心部に設けられたハブ１７と、ハブ１７を回転可能に支持する車軸１８と、ハブ１７とリム１６との間に放射状に設けられて両者を連結する複数のスポーク１９とを有している。図２（ａ）に示すように、速度検出装置８は、ハブ１７の部分に取り付けられている。また、図２（ｂ）に示すように、スポーク１９の内端部はハブ１７の鍔部１７ｃに設けられたスポーク係止穴１７ｄに係止されている。

（速度検出装置の概要）
図３は、本実施形態に係る速度検出装置の各パーツの取り付け状態を示す図であり、図３（ａ）は、ハブの鍔部に磁石保持部材と保持板とが取り付けられる途中の状態を示す図であり、図３（ｂ）は、鍔部に磁石保持部材と保持板とが取り付けられた状態を示す図であり、図３（ｃ）は、車軸に保護カバーが取り付けられる途中の状態を示す図である。

図４は、本実施形態に係る前車輪のハブの断面図であり、図４（ａ）は保持板を設けた場合の断面図、図４（ｂ）は保持板を設けない場合の断面図である。なお、ハブ１７の両端部のうち、速度検出装置８が取り付けられていない端部については、図示を省略している。

図５は、本実施形態に係る磁気発生部と磁気検出部との配置説明図である。

ハブ１７は、円筒部１７ａと、円筒部１７ａの長さ方向両端に設けられた左右一対の軸受ハウジング部１７ｂと、軸受ハウジング部１７ｂの外周に形成された左右一対の鍔部１７ｃとを有している。

図３（ｂ）に示すように、ハブ１７の円筒部１７ａ内に車軸１８が挿通されており、ロックナット２１が車軸１８に螺合されている。なお、ロックナット２１は、ハブ１７の両端部に設けられており、ロックナット２１により両側からハブ１７を締め付けることで、ハブ１７が車軸１８に軸方向に抜け止めされて支持される。

磁気発生部３０は、磁石３１（図示省略）と、磁石保持部材３２と、保持板３３とを有する。磁気発生部３０の機能は後で述べる。

磁石保持部材３２は中央に開口を有する円環部３２ａを有しており、開口に車軸１８を端部より通して、磁石保持部材３２が鍔部１７ｃに回転一体に取り付けられる。保持板３３は、周方向の一部に切り欠き部３３ａを有する円環形状（略Ｃ字形状）であり（図７参照）、切り欠き部３３ａがハブ１７の円筒部１７ａに通され、保持板３３が鍔部１７ｃに取り付けられる。

また、磁石保持部材３２の円環部３２ａの外周には、円環部３２ａの中心線に沿って延びる複数の係止爪３２ｂが周方向に互いに一定の間隔で離間して形成されている。保持板３３には、保持板３３を貫通する複数の係止穴３３ｂが周方向に互いに一定の間隔で離間して形成されている。

図３（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、係止爪３２ｂが係止穴３３ｂに係止されることにより、磁石保持部材３２と保持板３３とがハブ１７の鍔部１７ｃを挟み込むように連結され、このことで磁気発生部３０がハブ１７に回転一体に取り付けられる。

磁気発生部３０がハブ１７に取り付けられた状態で、図３（ｃ）に示すように、ホーク爪１３に車軸１８が差し込まれ、その車軸１８の端部が保護カバー５０の第１の開口５０ａに通されて、保護カバー５０が車体２に取り付けられるようになっている。保護カバー５０の内面（磁石保持部材３２と対向する面）には磁気検出部４０（図示省略）が取り付けられており、磁気検出部４０にはケーブル２０が電気的に接続されている。

また、保護カバー５０は、略半円板形状のもので、その円弧部の周縁部は一側（内面側）に壁状に折れ曲がっている。この保護カバー５０において円弧部以外の周縁部の中間部には同様に一側（内面側）に延びるカバー係止爪５０ｄが一体に設けられており、このカバー係止爪５０ｄがホーク爪１３に設けたカバー係止穴１４に係止することで、前ホーク１１と保護カバー５０とが連結されている。

前車輪３の側部から見て、保護カバー５０は、磁気発生部３０の下方及び前方に渡って、全体の約３／４の領域と、磁気検出部４０とケーブル２０との境界部分と、を覆うように取り付けられており、主に下方からの外力及び前方からの外力に対して、磁気発生部３０と磁気検出部４０とを保護している。なお、この場合の「下」とは地面側を、「前方」とは車両の前方を指す。ハブ１７は、円筒部１７ａと、円筒部１７ａの両端に回転一体に設けられたカップ状の軸受ハウジング部１７ｂと、軸受ハウジング部１７ｂの外周に一体に形成された円環状の鍔部１７ｃと、この鍔部１７ｃに厚さ方向に貫通形成され、スポーク１９の内端部を係止するスポーク係止穴１７ｄと、軸受ハウジング部１７ｂ内に収納された複数の球体１７ｅ（ベアリング球）と、球体１７ｅを軸受ハウジング部１７ｂ内に押し付けて保持する玉押し１７ｆと、玉押し１７ｆを軸受ハウジング部１７ｂの方向に向けて締め付けるロックナット２１とを有している。

車軸１８は円筒部１７ａ内に挿入され、この車軸１８に玉押し１７ｆとロックナット２１とが相対回転不能に螺合されて固定され、球体１７ｅは軸受ハウジング部１７ｂと玉押し１７ｆとの間に挟まれており、車軸１８に一体的に固定されている玉押し１７ｆ及びロックナット２１が回転せず、この玉押し１７ｆに対しハブ１７が球体１７ｅにより回転可能に支持されている。

磁石保持部材３２の円環部３２ａの内面（ハブ１７と対向する面）と、保持板３３に設けられた挟持部３３ｃとの間に鍔部１７ｃが挟み込まれており、この状態で磁石保持部材３２と保持板３３とがハブ１７に取り付けられている。

玉押し１７ｆとロックナット２１とが車軸１８に螺合された状態で、車軸１８にホーク爪１３のスリット部１３ａが差し込まれ、そのホーク爪１３の外側から保護カバー５０が車軸１８に取り付けられている。

保護カバー５０と磁石保持部材３２とは所定の間隔をあけて離間して対向するように配置されている。保護カバー５０の内面（磁石保持部材３２との対向面）には磁気検出部４０が取り付けられており、磁気検出部４０は磁気検出体４１と、これを保持し、保護するためのケース４２とを有している。

ホーク爪１３と、保護カバー５０とが、車軸１８に取り付けられた後、車軸１８に対して、車両１の車幅方向の外側からワッシャー２３が取付けられる。次に、車軸１８に螺合された車軸ナット２２がワッシャー２３を介してロックナット２１に対して締め付けられ、ハブ１７及び車軸１８に対してホーク爪１３及び保護カバー５０が固定される。

このようにすることで、ホーク爪１３を介して、前車輪３が車体２に取付けられるとともに、保護カバー５０及びこれに取付けられた磁気検出部４０も同時に車体２に取付けることができる。

また、取り外しの際には、車軸ナット２２を緩めて外し、さらに、保護カバー５０のカバー係止爪５０ｄをホーク爪１３のカバー係止穴１４から外すことで、保護カバー５０及び磁気検出部４０を容易に車両１から取り外すことができる。

なお、図示しない側に設けられた車軸ナット２２もあわせて車軸１８から外すことで、前車輪３を車体２から容易に取り外すことができる。

なお、図４（ｂ）に示すように、保持板３３を設けずに、磁石保持部材３２のみをハブ１７の鍔部１７ｃに取り付けることもできる。

係止爪３２ｂが鍔部１７ｃの端部に係止されるとともに、磁石３１の磁力によって、磁石保持部材３２のハブ１７に対向する面と鍔部１７ｃとが接した状態で、磁石保持部材３２はハブ１７の鍔部１７ｃに固定されている。

なお、係止爪３２ｂが仮に外れたとしても、磁石保持部材３２は、磁石３１の磁力によって、鍔部１７ｃに当接した状態を維持できるため、ハブ１７及び車軸１８からは脱落しない。

また、上記の状態において、強い力が外部から加えられた場合でも、ホーク爪１３が、ハブ１７に対して磁石保持部材３２を押さえるように配置されているため、磁石保持部材３２の脱落のおそれはない。

磁石３１は、磁極の極性Ｎ、Ｓが交互に現れるよう、円環部３２ａの円周方向に沿って配置されている。

また、磁気検出部４０において、磁気検出体４１は、例えばリードセンサ等であり、ケース４２に収容されて保持されている。

前車輪３が回転するとともにハブ１７も車軸１８上で回転し、同時に磁石保持部材３２に保持された複数の磁石３１も前車輪３とともに回転する。このとき、磁気検出部４０は車体２のホーク爪１３に固定した保護カバー５０に固定されているため、磁気検出体４１の近傍を磁石３１が回転移動する。例えばリードセンサ等を用いる磁気検出体４１は、近傍を通過する磁石３１の極性Ｎ、Ｓが変化する毎にオンとオフとを繰り返す。磁石保持部材３２に保持される磁石３１の個数は予めわかっているため、オンオフ信号の発生回数をカウントすることにより、前車輪３の回転数が算出される。また、前車輪３の直径も予めわかっているため、回転数から自転車１の走行距離が算出され、車速が求められる。

なお、磁石３１は１個でも複数でもよく、また、検出される磁極の数が１個でもよい。磁気検出体４１が、磁石３１を通過する前後の信号変化から前車輪３の回転数を求めることも可能である。

なお、本実施形態において、磁石３１の数自体は１個であるが、分割着磁を行い、磁極の数を増やしている。磁極を増やすことで分解能を高め、高精度な制御を行うことができる。

（磁気発生部の構造）
図６は、本実施形態に係る磁石保持部材の構造説明図であり、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は斜視図であり、図６（ｃ）は本実施形態に係る別の磁石保持部材の斜視図である。

なお、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す磁石保持部材の構造は、図４（ａ）に示す構造に対応しており、図６（ｃ）に示す磁石保持部材の構造は、図４（ｂ）に示す構造に対応している。

図６（ａ）に示すように、磁石３１は磁石保持部材３２に埋設されている。なお、本実施形態において、磁石３１は、樹脂粉末と磁性体材料とを混合し、一体成形してなるプラスチック磁石が用いられている。

係止爪３２ｂは、円環部３２ａに近い方に位置する幅広部３２ｃと、幅広部３２ｃと連続結し、幅広部３２ｃよりも幅の狭い幅狭部３２ｄとを有している。幅広部３２ｃを設けることにより、幅狭部３２ｄを補強し、係止爪３２ｂの強度を増すことができる。幅狭部３２ｄの先端には円環部３２ａの外周面よりも半径方向外側に突出する突起爪部３２ｅが一体に形成されている。この係止爪３２ｂが保持板３３の係止穴３３ｂに係止されることで、突起爪部３２ｅが保持板３３に引っかかって係止される。また、円環部３２ａには係止爪３２ｂの変形しろを確保するための逃げ部３２ｆが設けられている。

また、図６（ｃ）に示す構造では、突起爪部３２ｅが、図６（ａ）に示す構造に対して逆向きに設けられている。具体的には、突起爪部３２ｅの先端が円環部３２ａの中心線の方向を向くように設けられている。この構造は図４（ｂ）に示すハブ１７の構造に対応しており、突起爪部３２ｅをこのように設けることで、突起爪部３２ｅが鍔部１７ｃの端部に係止される。

図７は、本実施形態に係る保持板の構造説明図である。

保持板３３は、周方向の一部に切り欠き部３３ａを有する円環形状（略Ｃ字形状）のものである。切り欠き部３３ａは、保持板３３をハブ１７の円筒部１７ａに通すために設けられており、切り欠き部３３ａの幅は、円筒部１７ａの外径よりも大きくなっている。このような切り欠き部３３ａを設けておくことで、保持板３３の破損時には簡便に部品交換を行える。

なお、保持板３３には、複数の係止穴３３ｂが、保持板３３の円周方向に所定の間隔をあけて離間して配置されている。さらに保持板３３の内周部には保持板３３の中心線方向に延びる複数の挟持部３３ｃが、周方向に沿って所定の間隔をあけて離間して配置されている。それぞれの機能については上述のとおりである。

（磁気検出部の構造）
図８は、本発実施形態に係る磁気検出部の構造説明図である。

リードセンサ等の磁気検出体４１が、ケース４２のセンサ収容部４２ａに収容されて保持されている。

ケース４２は、保護カバー５０の一部（取付部５０ｅ）を収容するカバー収容部４２ｂと、保護カバー５０に設けられた第２の開口５０ｂに嵌め込まれる突起部４２ｃとをさらに有している。

カバー収容部４２ｂには、ねじ止め用のＵ字状の切欠き４２ｄが設けられている。また、保護カバー５０とケース４２とをねじ止め固定する際に、ねじ部の受けを確保するため、カバー収容部４２ｂは、上から見て、ケース４２の短手方向に余裕を持たせた空間としている。

また、磁気検出体４１はケーブル２０に電気的に接続されており、磁気検出体４１で検出された電気信号が、ケーブル２０を介して制御装置９に伝達される。

なお、ケース４２を保護カバー５０に取り付ける際は、ケース４２の上面４２ｅは、保護カバー５０の内面に接するように取り付けられている。

（保護カバーの構造）
図９は、本実施形態に係る保護カバーの構造説明図である。

保護カバー５０は、半円板形状の主面に貫通状の第１の開口５０ａと、第２の開口５０ｂとを有し、壁状に折れ曲がった円弧状の周縁部（側面）に貫通状の第３の開口５０ｃを有している。

第１の開口５０ａは、車軸１８を通すために設けられている。

第２の開口５０ｂは、上記のケース４２の突起部４２ｃを嵌め込むために設けられている。

第３の開口５０ｃは、速度検出装置８を車体２に取り付けたときに、地面側を向くように配置される。すなわち、保護カバー５０の内面への砂等の付着は、磁気検出体４１の感度に悪影響を与えることがあることから、保護カバー５０の内面に付着した砂やごみ等を第３の開口５０ｃを通して外部に落として、それら砂やごみ等が保護カバー５０に溜まるのを防止するようにしている。

また、上述のとおり、保護カバー５０はカバー係止爪５０ｄを有している。

さらに、保護カバー５０は、ケース４２に設けられたカバー収容部４２ｂに差し込まれて、ケース４２と保護カバー５０とを取付支持するための取付部５０ｅと、取付部５０ｅの側面に設けられたねじ止め穴５０ｆとを有している。

（磁気検出部と保護カバーとの取り付け状態）
図１０は、本実施形態に係る磁気検出部と保護カバーとの取り付け状態を示す図である。図１１は、本実施形態に係る磁気検出部と保護カバーと前ホークの取り付け状態を示す斜視図である。

図１０に示すように、保護カバー５０の取付部５０ｅが、ケース４２のカバー収容部４２ｂに差し込まれ、ねじ止め用切欠き４２ｄとねじ止め穴５０ｆとに、連結部材であるねじ５１が挿通され、ねじ止めを行って保護カバー５０とケース４２とが連結、固定されている。

また、ケース４２の突起部４２ｃが、保護カバー５０の第２の開口５０ｂに嵌め込まれている。

また、図４（ｂ）及び図１１に示すように、突起部４２ｃは、第２の開口５０ｂに嵌め込まれ、ホーク爪１３が、保護カバー５０の内面に接するように車軸１８に取り付けられることで、ホーク爪１３が突起部４２ｃに当接して、突起部４２ｃを押さえている。

以上のように、本実施形態によれば、速度検出装置８の磁気発生部３０を保護する保護カバー５０を設け、かつ保護カバー５０の内面に磁気検出部４０を取り付けることで、磁気発生部３０及び磁気検出部４０への機械的ダメージを抑制し、速度検出装置８の破損や故障を防止し、精度良く安定した車速の検出が行えるとともに信頼性を向上できる。また、保護カバー５０を磁気検出部４０の取り付け部と共用することで、部品点数の削減が図れる。

また、保護カバー５０にカバー係止爪５０ｄを設け、このカバー係止爪５０ｄをホーク爪１３に設けられたカバー係止穴１４に係止することで、車軸ナット２２の締め忘れや、外力や走行中の振動等による車軸ナット２２に緩みが仮に起こったとしても、前ホーク１１と保護カバー５０とがカバー係止爪５０ｄとカバー係止穴１４との係止によって連結されているため、前ホーク１１から車軸１８が抜け落ちて、前車輪３が脱輪するのを防止できる。

また、保護カバー５０により、ホークとの係止部材を別途使用する必要が無くなり、部品点数の削減が図れる。

本実施形態によれば、磁石保持部材３２に設けられた係止爪３２ｂと、鍔部１７ｃの端部とを係止するとともに、磁石３１の磁力を用いて、磁石保持部材３２を鍔部１７ｃに接触させることで、特別な部品を用いることなく、磁気発生部３０をハブ１７に固定できる。

また、保持板３３に設けられた係止穴３３ｂを用いて、これと係止爪３２ｂとを係止することで、両者を確実に連結でき、磁気発生部３０を安定してハブ１７に固定することができる。また、磁石保持部材３２や保持板３３を円環形状とし、保護カバー５０に車軸１８を通すための開口を設けることで、これらを車軸１８やハブ１７の円筒部１７ａに通しやすく、速度検出装置８を後付けで取り付けることが可能となる。

また、円環部３２ａにおけるハブ１７と対向する内面と、保持板３３に設けられた挟持部３３ｃとで、ハブ１７を挟み込むことで、確実に磁気発生部３０を固定できる。

本実施形態によれば、磁石保持部材３２の構成材料が樹脂であるため、磁石保持部材３２と磁石３１とを一体成形でき、製造工程の簡略化、製造コストの低減が図れる。

なお、本実施形態において、磁石３１はプラスチック磁石であったが、樹脂製の磁石保持部材と一体成形する場合の磁石の種類は特に限定されない。フェライト磁石やネオジニウム系磁石であってもよい。

また、磁石保持部材３２の内部に磁石３１を埋め込むことにより、部材のサイズが低減でき、装置の小型軽量化が図れる。

また、円環部３２ａの内面をハブ１７の鍔部１７ｃに接触させる際、磁石３１が円環部３２ａの内面に露出していないので、鍔部１７ｃと磁石３１とがこすれあって傷つくおそれがない。

また、本実施形態によれば、保護カバー５０とケース４２との連結にあたって、ねじ止め等の連結部材を用いる固定に加えて、保護カバー５０の開口とケース４２の一部とを嵌合することにより、両者をより確実に連結できる。

例えば、走行中の振動等でねじ５１が緩むことにより、カバー収容部４２ｂから遠いケース４２の先端部分がぐらついて、磁気検出体４１の検出感度が不安定になるおそれがあるが、突起部４２ｃと第２の開口５０ｂとを嵌合することにより、上記のぐらつきを抑制でき、検出感度等が安定する。

また、ホーク爪１３が、保護カバー５０の内面に接して車軸１８に取り付けられることで、ホーク爪１３が突起部４２ｃに当接して、突起部４２ｃを押さえる。このことにより、突起部４２ｃが車軸１８の軸方向に対して移動するのを規制でき、ケース４２と保護カバー５０との位置決め精度が向上する。

さらに、カバー収容部４２ｂを取付部５０ｅに差し込んで固定するため、カバー収容部４２ｂの動きが規制され、保護カバー５０とケース４２との位置決め精度がより向上する。また、カバー収容部４２ｂと取付部５０ｅ及び突起部４２ｃと第２の開口５０ｂとは、各々予め決められた位置に配置されている。従って、これらを各々連結することで、保護カバー５０とケース４２との位置決め精度が良好となる。

また、保護カバー５０はホーク爪１３に対しカバー係止爪５０ｄのカバー係止穴１４への係合によって係止されているため、保護カバー５０の取り付け時に、車軸１８を中心とする回転方向への取り付け誤差が小さくなり、ハブ１７と保護カバー５０との位置決め精度が良好となる。

よって、ハブ１７に取り付けられた磁石保持部材３２と、保護カバー５０に取り付けられた磁気検出体４１との相対位置が設計値から大幅にずれるのを防止でき、車速の検出精度が安定する。

本実施形態における速度検出装置８を備えた車両は、磁気発生部３０及び磁気検出部４０が保護カバー５０により外力から保護されているため、故障が少なく安定した品質を維持できる。また、車軸ナット２２を外すだけで保護カバー５０と磁気検出部４０の車体２への固定を解除でき、メンテナンスが簡単になる。

また、車速の誤検出を防ぐことができ、特に電動式の補助駆動装置７を備える場合には、安定した補助駆動制御が可能となる。

なお、保護カバー５０は磁気検出部４０とケーブル２０との境界部分を覆うのが好ましい。

故障等により、磁気検出部４０を交換したい場合は、ケーブル２０と磁気検出部４０とが一体的に形成される構造よりも磁気検出部４０とケーブル２０とがコネクタ等を介して接続される構造を採用することがある。

このような場合、外力や走行中の振動等によりコネクタ部が外れたり、損傷したりする場合があるが、保護カバー５０が、磁気検出部４０とケーブル２０との境界部分を覆うようにすることで、コネクタ部を適切に保護できる。

また、本実施形態において、図２及び図３（ｃ）に示したように、駐輪止めが下側からぶつかり、速度検出装置８が破損するのを防止するため、保護カバー５０は、磁気発生部３０の約３／４を覆うように設けたが、すべての領域を覆うようにしてもよい。

想定される外力に応じて、保護カバー５０が磁気発生部３０を覆う領域は適宜変更可能である。

なお、本実施形態において、複数の磁極を有する１個の磁石３１が配置された例を示したが、磁極の数は１個でもよい。その場合は、円環部３２ａの一部分に磁石３１を設ける構成となる。また、複数の磁石３１を配置してもよい。その場合は、磁石３１の間隔をあけて配置されていてもよい。

また、本実施形態において、磁石３１が磁石保持部材３２に埋設された例を示したが、埋設されていなくてもよい。個片の磁石が磁石保持部材３２の内面に接着等されていてもよい。

なお、部材の軽量化のために、磁石保持部材３２は樹脂等の軽量物であることが好ましい。

なお、保持板３３は金属系の材料からなることが好ましい。例えば、アルミ合金や鉄またはステンレス等が好ましい。また、樹脂を用いてもよい。

また、ケース４２は、磁気検出体４１との電気的絶縁を確実にするため、絶縁物からなることが好ましい。例えば、樹脂等が好ましい。

なお、機械強度を確保するため、保護カバー５０は金属系の材料からなることが好ましい。また、保護カバー５０は磁気を遮蔽する材料からなることが好ましい。

稀に、外部からの磁気的外乱が磁気検出体４１での検出信号に悪影響を与えることがあるが、上記のように保護カバー５０で外部の磁気を遮蔽することで、このような影響は排除される。

好ましい保護カバー５０の材質としては、鉄系材料が挙げられる。

また、本実施形態において、保護カバー５０とケース４２とがねじ止め固定される例を示したが、両者の連結部材はねじに限られない。

なお、本実施形態において、磁気検出体４１としてリードセンサを例示したが、これに限られず、例えばホールＩＣ等であってもよい。

なお、本実施形態において、電動自転車１の前車輪３に速度検出装置８が取り付けられた例を示したが、速度検出装置８が後車輪４に取り付けられ、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。さらに、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車椅子あるいは自動二輪車、四輪車等に適用することもできる。

本発明における車両の速度検出装置は、自転車や自動二輪車等の走行速度を検出するのに適している。

１ 電動自転車
２ 車体
３ 前車輪
４ 後車輪
８ 速度検出装置
１０ フレーム体
１１ 前ホーク
１３ ホーク爪
１４ カバー係止穴
１５ タイヤ
１６ リム
１７ ハブ
１７ｃ 鍔部
１８ 車軸
２０ ケーブル
３０ 磁気発生部
３１ 磁石
３２ 磁石保持部材
３２ａ 円環部
３２ｂ 係止爪
３３ 保持板
３３ａ 切り欠き部
３３ｂ 係止穴
３３ｃ 挟持部
４０ 磁気検出部
４１ 磁気検出体
４２ ケース
４２ａ センサ収容部
４２ｂ カバー収容部
４２ｃ 突起部
５０ 保護カバー
５０ａ 第１の開口
５０ｂ 第２の開口
５０ｃ 第３の開口
５０ｄ カバー係止爪

Claims (19)

1. ホークを有する車体に、ハブを有する車輪が回転可能に支持された車両の速度検出装置であって、
   前記車輪とともに回転するように前記ハブに取り付けられ、磁気を発生する磁気発生部と、
   前記磁気発生部からの磁気を検出する磁気検出部と、
   前記磁気発生部と前記磁気検出部とを保護する保護カバーと、を備え、
   前記保護カバーは、前記磁気発生部を覆うように該磁気発生部と離間して車体に固定されており、
   前記磁気検出部は、前記車両の車幅方向であって、前記ホークの外側で前記車体に固定されており、
   前記保護カバーにおける前記磁気発生部と対向する対向面に前記磁気検出部が取り付けられている、車両の速度検出装置。
2. 前記磁気検出部は前記保護カバーに取り付けられている、請求項１に記載の車両の速度検出装置。
3. 前記ハブは鍔部を有しており、
   前記磁気発生部は前記鍔部に取り付けられている、請求項１または２に記載の車両の速度検出装置。
4. 前記保護カバーは、前記車体に係止するためのカバー係止爪を有している、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両の速度検出装置。
5. 前記磁気発生部は、磁石と、前記磁石を保持する磁石保持部材と、を有し、
   前記磁気検出部は、磁気検出体と、前記磁気検出体を保持するケースと、を有する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両の速度検出装置。
6. 前記磁石保持部材は、円環部と、前記円環部の外周部に周方向に互いに離間して配設され、前記円環部の中心線に沿った方向に延びる複数の係止爪とを有しており、
   前記係止爪が前記ハブの鍔部に係止されるとともに、前記円環部と前記鍔部とが接して、前記磁石保持部材が前記鍔部に固定される、請求項５に記載の車両の速度検出装置。
7. 前記磁気発生部は、前記磁石保持部材に回転一体に連結された保持板を、さらに有し、
   前記磁石保持部材は、円環部と、前記円環部の外周部に周方向に互いに離間して配設され、前記円環部の中心線に沿った方向に延びる複数の係止爪とを有しており、
   前記保持板は、周方向の一部に切り欠き部を有する円環形状であり、前記保持板に前記保持板を貫通する複数の係止穴が周方向に互いに離間して配置されており、
   前記係止穴に前記係止爪が挿通された状態で、前記保持板に前記磁石保持部材が一体的に係止されている、請求項５に記載の車両の速度検出装置。
8. 前記保持板の内周部には、保持板の中心線に沿った方向に延びる複数の挟持部が周方向に互いに離間して配設されており、
   前記円環部と前記挟持部とで、前記ハブの鍔部が挟み込まれることで、前記ハブに前記磁気発生部が取り付けられている、請求項７に記載の車両の速度検出装置。
9. 前記磁石は、前記円環部における前記ハブと対向する面に、前記円環部の円周方向に沿って配置されている、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の車両の速度検出装置。
10. 前記保護カバーは、前記ケースが取付支持される取付部をさらに有し、
    前記ケースは、前記保護カバーの取付部を収容するカバー収容部をさらに有し、
    前記取付部が前記カバー収容部に収容された状態で、前記保護カバーと前記ケースとが連結されている、請求項５ないし９のいずれか１項に記載の車両の速度検出装置。
11. 前記保護カバーの主面には、前記主面を貫通する第２の開口が設けられており、
    前記ケースは突起部をさらに有し、
    前記第２の開口に前記突起部が嵌合されている、請求項５ないし１０のいずれか１項に記載の車両の速度検出装置。
12. 前記保護カバーの主面には、前記主面を貫通する第１の開口が設けられており、
    前記ハブに挿通された車軸に前記第１の開口が挿通された状態で、前記保護カバーと前記車体の一部とが前記車軸に対して取り付けられており、
    前記車体の一部が保護カバーの前記対向面に接するように取り付けられることにより、前記突起部が前記車体の一部に当接されている、請求項１１に記載の車両の速度検出装置。
13. 前記磁石保持部材は樹脂材料からなる一方、前記磁石は、前記樹脂材料と磁性体材料とからなるプラスチック磁石であり、
    前記磁石保持部材に前記磁石が埋設されている、請求項５ないし１２のいずれか１項に記載の車両の速度検出装置。
14. 前記保護カバーの側面には、前記側面を貫通する第３の開口が設けられている、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の車両の速度検出装置。
15. 前記保護カバーは前記磁気検出部と前記磁気検出部に接続された配線との境界部分をさらに覆っている、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の車両の速度検出装置。
16. 前記保護カバーは磁気を遮蔽する材料からなる、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の車両の速度検出装置。
17. 前車輪と後車輪とを少なくとも有する車両であって、
    請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の速度検出装置を備え、
    前記速度検出装置は、前記前車輪または前記後車輪の少なくともいずれか一つに取り付けられている、車両。
18. 前記保護カバーと、前記車体とは、前記ハブに挿通された車軸に対して取付けられ、かつ車軸ナットが前記車軸に螺合されることにより、前記保護カバーと、前記ハブが取り付けられた前記前車輪または前記後車輪とは、前記車体に固定されている、請求項１７に記載の車両。
19. 前記車体はカバー係止穴を有し、
    前記ハブに挿通された車軸に対して、前記車体と、前記保護カバーとが取り付けられており、
    前記車体の前記カバー係止穴に前記保護カバーのカバー係止爪が挿通された状態で、前記車体に前記保護カバーが係止されている、請求項１７または１８に記載の車両。

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