JP6941585B2 - 人力駆動車用コンポーネント - Google Patents
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Description
本発明の目的は、人力駆動力を検出するための検出部の信号を有線で容易に取り出すことができる人力駆動車用コンポーネントを提供することである。
第1側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、人力駆動力が入力軸に入力されると、伝達部材が変形して磁気発生部およびヨークが相対移動し、ヨークから漏出する磁界の変化を磁気検出部によって検出することができる。磁気検出部は、磁界の変化を検出するので、人力駆動力によって回転する入力軸および伝達部材に設けなくてもよい。したがって、磁気検出部の信号を有線で容易に取り出すことができる。
第2側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、回転軸心まわりに伝達部材が捻れることによって、磁気発生部およびヨークを相対移動させることができる。
第3側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、入力軸に入力される人力駆動力を効率よく伝達することができる。
第4側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、入力軸に入力された人力駆動力をホイール部材に伝達できる。
第5側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、入力軸に入力された一方向の人力駆動力をホイール部材に伝達できる。
第6側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、人力駆動車用コンポーネントの構成を簡素化することができる。
第7側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、伝達部材は、第1の隙間の大きさと第2の隙間の大きさとの差分だけ変形可能となるように構成されるので、過度に変形することを抑制できる。
第8側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、第1係合部および第2係合部によって入力軸と伝達部材とが係合しやすくなる。
第9側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、第1係合部および第2係合部によって入力軸と伝達部材とが係合しやすくなる。
第10側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、入力軸の軸方向において人力駆動車用コンポーネントを小型化できる。
第11側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、第1伝達部材および第2伝達部材の相対移動によって磁気発生部とヨークとが相対移動されるので、人力駆動力が磁気発生部とヨークとの相対移動に反映されやすい。
第12側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、第1伝達部材および第2伝達部材の相対移動量は、第3の隙間の大きさと第4の隙間の大きさとの差分以下となるように構成されるので、過度な相対移動量の発生を抑制できる。
第13側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、第4係合部および第5係合部によって第1伝達部材と第2伝達部材とが係合しやすくなる。
第14側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、第4係合部および第5係合部によって第1伝達部材と第2伝達部材とが係合しやすくなる。
第15側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、第4凸部が変形することにより第1伝達部材と第2伝達部材とが相対移動するため、第1伝達部材と第2伝達部材とが相対移動しやすくなる。
第16側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、第5凸部および第5凹部は変形しにくいため、第1伝達部材と第2伝達部材とが相対移動を規制しやすくなる。
第17側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、入力軸の軸方向において人力駆動車用コンポーネントを小型化できる。
第18側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、入力軸に入力される人力駆動力を効率よく伝達することができる。
第19側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、入力軸に入力された人力駆動力をホイール部材に伝達できる。
第20側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、入力軸に入力された一方向の人力駆動力をホイール部材に伝達できる。
第21側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、人力駆動車用コンポーネントの構成を簡素化することができる。
第22側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、入力軸の回転軸心まわりにおいて磁気発生部とヨークとが対向する箇所と、磁気発生部とヨークとが対向しない箇所とが区分されるため、磁気発生部とヨークとが相対移動した場合に磁気発生部からヨークに流れる磁束の変化が大きくなる。このため、磁気発生部とヨークとの相対移動にともなう磁気検出部が検出する磁界の変化度合が大きくなる。
第23側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、磁気発生部とヨークとの相対回転によってヨークから磁界が漏出しやすくなる。
第24側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、ヨークを伝達部材に固定しやすくなる。
第25側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、支持部が伝達部材に固定しやすくなる。
第26側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、磁気検出部が磁気発生部とヨークとの相対移動によるヨークから漏出する磁界を好適に検出することができるような磁気発生部およびヨークのサイズに設定できる。
第27側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、人力駆動車用コンポーネントの構成を簡素化できる。
第28側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、永久磁石を伝達部材に固定しやすくなる。
第29側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、磁気検出部が磁気発生部とヨークとの相対移動によるヨークから漏出する磁界を好適に検出することができる。
第30側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、磁気検出部を簡素化できる。
第31側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、磁気検出部を磁気発生部およびヨークの近くに配置しやすい。
第32側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、磁気検出部と回路基板との電気的な接続構成を簡素化できる。
第33側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、人力駆動車の推進を好適にアシストできる。
第34側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、人力駆動力を直接的に入力することができる。
図1を参照して、第1実施形態の人力駆動車用コンポーネント30を含む人力駆動車10について説明する。人力駆動車10は、少なくとも人力駆動力によって駆動することができる車である。人力駆動車10は、例えば、自転車を含む。人力駆動車10は、車輪の数が限定されず、例えば1輪車および3輪以上の車輪を有する車も含む。人力駆動車は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車、ならびに、電動アシスト自転車(E−bike)を含む。以下、実施の形態において、人力駆動車10を、自転車として説明する。
第1被係合部64Aは、第1係合部42Aの第1凸部に係合される少なくとも1つの第1係合凹部と、第1係合部42Aの第1凹部に係合される少なくとも1つの第1係合凸部とを含む。第1係合部42Aが第1凸部を有する場合、第1係合部42Aの第1凸部の数と、第1被係合部64Aの第1係合凹部の数とは互いに等しいことが好ましい。第1係合部42Aが第1凹部を有する場合、第1係合部42Aの第1凹部の数と、第1被係合部64Aの第1係合凸部の数とは互いに等しいことが好ましい。一例では、第1被係合部64Aは、第1係合部42Aにおいて回転軸心Cまわりに離間して設けられる複数の第1凸部に係合される、回転軸心Cまわりに離間して設けられる複数の第1係合凹部と、第1係合部42Aにおいて回転軸心Cまわりに離間して設けられる複数の第1凹部に係合される、回転軸心Cまわりに離間して設けられる複数の第1係合凸部とを含む。一例では、第1被係合部64Aは、第1係合部42Aの少なくとも1つの第1凸部42Cに係合される少なくとも1つの第1係合凹部64Cを含む。図6に示されるとおり、第1被係合部64Aは、回転軸心Cまわりに離間して設けられた4つの第1係合凹部64Cを含む。4つの第1係合凹部64Cは、回転軸心Cまわりに等間隔に設けられる。第1係合部42Aの4つの第1凸部42Cは、第1被係合部64Aの4つの第1係合凹部64Cとそれぞれ係合する。第1被係合部64Aは、一般的なセレーションまたはスプラインによって形成されていてもよい。
第1の隙間G1=H1−D1
第2の隙間G2=H2−D2
好ましくは、第1の隙間G1は、零(0)である。好ましくは、第2の隙間G2は、入力軸42に人力駆動力が与えられると、入力軸42の回転軸心Cまわりにおいて、伝達部材64が入力軸42に対して3度以上、好ましくは6度以上回転できるように設定されている。例えばD1とD2とが等しい場合、H2はH1よりも大きい。
人力駆動力Hが入力軸42に入力されていない場合では、図9(b)に示すとおり、第1ヨーク部68Bの爪部68Xの中心及び第2ヨーク部68Cの爪部68Xの中心と磁気発生部66のN極とS極との境界とが一致する。この場合、各ヨーク部68B,68Cの爪部68Xには、磁気発生部66のN極とS極から同数の磁力線が出入りするため、第1ヨーク部68Bと第2ヨーク部68Cの内部でそれぞれ磁力線が閉じている。したがって、第1ヨーク部68Bと第2ヨーク部68Cとの間に磁束が漏れることがないので、第1集磁リング74Aの集磁部74Yと第2集磁リング74Bの集磁部74Yとの間にも磁束が漏れず、磁気検出部70で検出する磁束密度は0となる(図10参照)。
図11〜図19を参照して、第2実施形態の人力駆動車用コンポーネント30について説明する。第2実施形態の人力駆動車用コンポーネント30は、入力軸およびその周辺の構成が異なる点以外は、第1実施形態の人力駆動車用コンポーネント30と同様である。以下の説明において、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
各実施形態に関する説明は、本発明に従う人力駆動車用コンポーネントが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う人力駆動車用コンポーネントは、例えば以下に示される各実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、各実施形態と共通する部分については、各実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・各実施形態および変形例において、入力軸42、80は、たとえば人力駆動力の伝達経路に設けられ、クランク軸12Aを除く軸であってもよい。たとえば人力駆動車用コンポーネント30は、後輪のハブを含み、入力軸は、第2回転体24に接続され、出力部がハブシェルに接続されていてもよい。
Claims (30)
- 回転軸心を有し、人力駆動力が入力される入力軸と、
前記入力軸の外周部に設けられ、前記人力駆動力によって変形するように構成される伝達部材と、
磁気発生部と、
前記磁気発生部の外周面と対向するヨークと、
前記ヨークから漏出する前記磁気発生部の磁界を検出する磁気検出部と、を含み、
前記磁気発生部および前記ヨークは、前記伝達部材が変形することによって相対移動するように前記伝達部材に設けられ、
前記伝達部材は、相互に連結される第1伝達部材および第2伝達部材を含み、
前記第1伝達部材に、前記磁気発生部および前記ヨークの一方が取り付けられ、
前記第2伝達部材に、前記磁気発生部および前記ヨークの他方が取り付けられ、
前記入力軸は、前記第1伝達部材に係合するように構成される第3係合部を含み、
前記第1伝達部材は、前記第2伝達部材に係合するように構成される第4係合部および第5係合部を含み、
前記第4係合部と、前記第2伝達部材との間の前記回転軸心まわりの第3の隙間は、前記第5係合部と、前記第2伝達部材との間の前記回転軸心まわりの第4の隙間よりも小さい、人力駆動車用コンポーネント。 - 前記磁気発生部は、前記回転軸心に平行な方向において第1の位置で前記伝達部材に固定され、
前記ヨークは、前記回転軸心に平行な方向において前記第1の位置とは異なる第2の位置で前記伝達部材に固定される、請求項1に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 前記伝達部材は、中空に形成され、前記入力軸と同軸に設けられる、請求項2に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記伝達部材と、ホイール部材とに連結されるように構成される出力部をさらに含む、請求項2または3に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記出力部は、前記伝達部材にワンウェイクラッチを介して連結される、請求項4に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記出力部は、前記伝達部材と一体に形成される、請求項4に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記入力軸は、前記伝達部材に係合するように構成される第1係合部および第2係合部を含み、
前記第2係合部は、前記回転軸心に平行な方向において前記第1係合部と前記出力部との間に配置され、
前記人力駆動力が与えられていない状態において、前記第1係合部と、前記伝達部材との間の前記回転軸心まわりの第1の隙間は、前記第2係合部と、前記伝達部材との間の前記回転軸心まわりの第2の隙間よりも小さい、請求項4〜6のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 前記第1係合部は、少なくとも1つの第1凸部と、少なくとも1つの第1凹部との少なくとも一方を含み、
前記第2係合部は、少なくとも1つの第2凸部と、少なくとも1つの第2凹部との少なくとも一方を含む、請求項7に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 前記第1係合部は、前記回転軸心まわりに離間して設けられる複数の前記第1凸部と、前記回転軸心まわりに離間して設けられる複数の前記第1凹部との少なくとも一方を含み、
前記第2係合部は、前記回転軸心まわりに離間して設けられる複数の前記第2凸部と、前記回転軸心まわりに離間して設けられる複数の前記第2凹部との少なくとも一方を含む、請求項8に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 前記入力軸の前記回転軸心に垂直な方向から見て、前記第1係合部と前記第2係合部との間に、前記磁気発生部の少なくとも一部と、前記ヨークの少なくとも一部とが設けられる、請求項7〜9のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記第4係合部は、少なくとも1つの第4凸部と、少なくとも1つの第4凹部との少なくとも一方を含み、
前記第5係合部は、少なくとも1つの第5凸部と、少なくとも1つの第5凹部との少なくとも一方を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 前記第4係合部は、前記回転軸心まわりに離間して設けられる複数の前記第4凸部と、前記回転軸心まわりに離間して設けられる複数の前記第4凹部との少なくとも一方を含み、
前記第5係合部は、前記回転軸心まわりに離間して設けられる複数の前記第5凸部と、前記回転軸心まわりに離間して設けられる複数の前記第5凹部との少なくとも一方を含む、請求項11に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 前記第4凸部は、前記回転軸心に交差する方向に延びる、請求項11または12に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記第5凸部および前記第5凹部は、前記回転軸心に沿って延びる、請求項11〜13のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記入力軸の前記回転軸心に垂直な方向から見て、前記第3係合部と、前記第4係合部および前記第5係合部の少なくとも一方との間に、前記磁気発生部の少なくとも一部と、前記ヨークの少なくとも一部とが設けられる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記第1伝達部材および前記第2伝達部材は、中空に形成され、前記入力軸と同軸に設けられる、請求項1〜15のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記伝達部材およびホイール部材に連結されるように構成される出力部をさらに含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記出力部は、前記第2伝達部材にワンウェイクラッチを介して連結される、請求項17に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記出力部は、前記第2伝達部材と一体に形成される、請求項17に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記ヨークは、前記入力軸の前記回転軸心まわりにおいて間隔をあけて配置される複数の爪部を含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記複数の爪部は、先端に向かうにつれて幅が狭くなるテーパ状に形成される、請求項20に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記ヨークを支持する非導電性の支持部をさらに含み、
前記支持部が前記伝達部材に固定される、請求項1〜21のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 前記支持部は、環状に形成される、請求項22に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記支持部の内径は、31.0mm以上、かつ、40.0mm未満である、請求項23に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記磁気発生部は、永久磁石を含む、請求項1〜24のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記永久磁石は、環状に形成される、請求項25に記載の人力駆動車用コンポーネント。
- 前記入力軸を回転可能に支持するハウジングをさらに含み、
前記磁気検出部は、前記ハウジングに設けられる、請求項1〜26のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 回路基板をさらに含み、
前記磁気検出部は、有線によって前記回路基板に接続される、請求項1〜27のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 人力駆動車の推進をアシストするように構成されるモータをさらに含み、
前記回路基板は、前記モータを制御する制御回路を含む、請求項28に記載の人力駆動車用コンポーネント。 - 前記入力軸は、クランク軸を含む、請求項1〜29のいずれか一項に記載の人力駆動車用コンポーネント。
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