(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024115518
(43)【公開日】2024-08-26
(54)【発明の名称】ペダルの作用力検出及びトランスファー機構
(51)【国際特許分類】
B62M 3/08 20060101AFI20240819BHJP
B62M 6/50 20100101ALI20240819BHJP
【FI】
B62M3/08 Z
B62M6/50
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024004378
(22)【出願日】2024-01-16
(31)【優先権主張番号】112105090
(32)【優先日】2023-02-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(71)【出願人】
【識別番号】506173385
【氏名又は名称】呉 長欣
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】呉 長欣
(57)【要約】 (修正有)
【課題】ライダーの実際の運動状態をよりリアルタイムに感じ取ることができるペダルの作用力検出及び伝達機構を提供する。
【解決手段】作用力検出モジュール30は第1の収容空間内101に設置される。回転軸20はペダル本体10を貫通し、表面は複数の環状収容エリア212及び複数のワイヤー用貫通孔を形成する。トランスファーワイヤーW2は回転軸20の複数のワイヤー用貫通孔を通過する。絶縁ブッシング60は回転軸20に装着され、その表面は複数の環状絶縁エリア212を形成する。環状絶縁エリア212の表面に複数の導電性リング70が装着され、複数の接触接続部50はそれぞれ複数の導電性リング70に当接する。ここで、作用力検出モジュール30の信号線W3は複数の接触接続部50に接続され、作用力検出モジュール30の信号は接触接続部50、導電性リング70及びトランスファーワイヤーW2を通じて外部に伝送される。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の収容空間、前記第1の収容空間に連通する第2の収容空間、前記第1の収容空間に配置する一対の第1のカバー、及び前記第2の収容空間に配置する一対の第2のカバーを含む、ペダル本体と、
前記第1の収容空間内に設置される作用力検出モジュールと、
前記ペダル本体の前記第2の収容空間を通過し、中空状態で複数のトランスファーワイヤーを収容し、表面には複数の環状収容エリア及び複数のワイヤー用貫通孔が凹状に形成される回転軸であって、前記複数のワイヤー用貫通孔がそれぞれ前記複数の環状収容エリアを通過して前記回転軸の内部に至り、前記複数のトランスファーワイヤーがそれぞれ前記複数のワイヤー用貫通孔を通過する、回転軸と、
前記回転軸に装着され、それぞれ前記複数の環状収容エリアを相対的に被覆る複数の環状絶縁エリアが表面には凹状に形成される、絶縁ブッシングと、
それぞれ前記複数の環状絶縁エリアの表面に装着され、前記複数のトランスファーワイヤーに対応してカップリングされる、複数の導電性リングと、
前記第2の収容空間内に設置され、それぞれ前記複数の導電性リングに当接する複数の接触接続部と、
を備え、
前記作用力検出モジュールの信号線は、前記第1の収容空間から前記第2の収容空間に延び、前記複数の接触接続部に接続されるため、前記作用力検出モジュールの信号は、前記接触接続部、前記導電性リング、および前記トランスファーワイヤーを順序に通じて外部に伝送される、
ことを特徴とする、ペダルの作用力検出及び伝達機構。
【請求項2】
さらに弾性支持ユニットを含み、
前記弾性支持ユニットは複数の支持プレートを有し、前記複数の支持プレートは前記第2のカバーに配置され、前記複数の接触接続部はそれぞれ前記複数の支持プレートに設置され、前記複数の支持プレートは対になり、互いに間隔を置いてベースプレート上に配置され、前記ベースプレートは前記第2のカバーに固定され、各支持プレートは傾斜面および弧状凹曲面を有し、前記接触接続部は摩擦接触部および一対の延伸固定部を含み、前記一対の延伸固定部はそれぞれ前記摩擦接触部の両端に接続され、各延伸固定部はそれぞれの支持プレートの傾斜面に当接し、前記摩擦接触部は前記弧状凹曲面に当接する、請求項1に記載のペダルの作用力検出及び伝達機構。
【請求項3】
前記回転軸は、検出軸部、ストップブロック、クランクコネクター、及びスクリューコネクターを含み、前記検出軸部は、前記スクリューコネクターと前記ストップブロックの間に位置し、前記クランクコネクターは前記ストップブロックの外側に位置し、前記スクリューコネクターは前記検出軸部の一端に位置し、前記複数の環状収容エリアは前記検出軸部に形成され、前記絶縁ブッシングの形状は、前記検出軸部の形状に対応する、請求項1に記載のペダルの作用力検出及び伝達機構。
【請求項4】
前記ペダル本体は、内側プレート、中仕切り、及び外側プレートを含み、前記中仕切りは前記内側プレートと前記外側プレートの間に位置し、前記第1の収容空間と前記第2の収容空間の間に位置し、前記内側プレートは組み立て孔を形成し、前記中仕切りは連通孔を形成し、前記回転軸は前記組み立て孔および前記連通孔を貫通する、請求項1に記載のペダルの作用力検出及び伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はペダルの作用力検出及び伝達機構に関するものであり、特に、電動アシスト自転車のペダルに設置可能な作用力検出及び伝達機構に関する。このペダルは、ライダーの足の力の状態を検出し、電動アシスト自転車の制御モジュールに伝達し、リアルタイムでアシスト走行の電力を提供する。
【背景技術】
【0002】
電動アシスト自転車は、主に人力、補助として電力を使用する自転車である。ライダーのニーズに応じて補助電力を提供するためには、ライダーと自転車の間の情報通信媒体としてセンサーが必要である。
【0003】
現在の電動アシスト自転車には、センサーが二つのタイプに分かれており、一つは速度センサー、もう一つはトルクセンサーである。速度センサーの欠点は、坂道の傾斜度の変化によって生じるペダルの力の違いを判断しにくいことである。トルクセンサーは、ライダーのペダリングによって生じるトルク、すなわち足の力を感知し、適切なアシスト力を提供する。
【0004】
しかし、現在のトルクセンサーは通常、ホイール軸または中央配置モーターに設置されており、ライダーの足がペダルに加える力をリアルタイムで感知することができず、電動アシスト自転車がライダーの実際の運動状態に即時に反応することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする技術的課題は、既存技術の不足に対して、ペダルに統合されるペダルの作用力検出及び伝達機構を提供することであり、ライダーの実際の運動状態をよりリアルタイムに感じ取ることができる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の技術問題を解決するため、本発明において採用される一つの技術的解決策は、ペダルの作用力検出及び伝達機構を提供することであり、これはペダル本体、作用力検出モジュール、回転軸、絶縁ブッシング、複数の導電性リング及び複数の接触接続部を含む。前記ペダル本体には第1の収容空間及び第2の収容空間が含まれ、第2の収容空間は第1の収容空間に通じている。前記作用力検出モジュールは第1の収容空間内に設置される。前記回転軸は前記ペダル本体の第2の収容空間を貫通し、中空状態で複数のトランスファーワイヤーを収容し、回転軸の表面には複数の環状収容エリア及び複数のワイヤー用貫通孔が形成されている。複数のワイヤー用貫通孔はそれぞれ複数の環状収容エリアを貫通し、回転軸の内部に至る。複数のトランスファーワイヤーはそれぞれ複数のワイヤー用貫通孔を通っている。前記絶縁ブッシングは前記回転軸に装着され、絶縁ブッシングの表面には複数の環状絶縁エリアが形成され、これら複数の環状絶縁エリアはそれぞれ対応する複数の環状収容エリアを被覆する。複数の導電性リングはそれぞれ複数の環状絶縁エリアの表面に設置され、複数のトランスファーワイヤーはそれぞれの導電性リングに対応して接続される。複数の接触接続部は第2の収容空間内に設置され、それぞれ複数の導電性リングに当接する。ここで、作用力検出モジュールの信号線は第1の収容空間から第2の収容空間に延伸し、複数の接触接続部に接続されている。これにより、作用力検出モジュールの信号は順番に接触接続部、導電性リング及びトランスファーワイヤーを通じて外部に伝送される。
【0007】
本発明の一つの有益な効果は、本発明により提供されるペダルの作用力検出及び伝達機構が、複数の接触接続部がそれぞれ複数の導電性リングに当接する構造配置を通じて、作用力検出モジュールの信号を順序に接触接続部、導電性リング、及びトランスファーワイヤーを通じて外部に伝達し、電動自転車の作用力のリアルタイム検出及び伝達機能を向上させることである。本発明は、作用力検出及び伝達機構をペダルに統合し、ライダーの実際の運動状態をよりリアルタイムに感じ取ることができる。
【0008】
本発明の特徴および技術的内容をさらに深く理解するために、以下に本発明に関する詳細な説明および図面を参照されたい。しかし、これらの説明および図面は本発明を例示するものであり、本発明の保護範囲を何ら限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図2】本発明のペダル総成のもう一つの立体分解図である。
【
図3】本発明のペダル総成の断面図的分解図である。
【
図4】本発明のペダル総成の立体的な部分組み立て図である。
【
図5】本発明のペダル総成の組み立て断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1から
図5に示されるように、本発明の実施例はペダルの作用力検出及び伝達機構、またはペダルアセンブリと呼ばれるものを提供し、これはペダル本体10、回転軸20、作用力検出モジュール30、複数の接触接続部50、絶縁ブッシング60、及び複数の導電性リング70を含む。
【0011】
ペダル本体10は、第1の収容空間101及び第2の収容空間102を含む。第2の収容空間102は第1の収容空間101に連通している。具体的には、ペダル本体10は方形のフレーム状であり、仕切り13、内側プレート15、外側プレート16、及び中仕切り17を含む。ペダル本体10はまた、一対の第1のカバー11及び一対の第2のカバー12を含み、前記一対の第1のカバー11は第1の収容空間101に被せられ、一対の第2のカバー12は第2の収容空間102に被せられる。仕切り13は内側プレート15と外側プレート16の間に位置し、第1の収容空間101と第2の収容空間102の間に位置する。言い換えれば、仕切り13はペダル本体10の内部空間を第1の収容空間101と第2の収容空間102に分割する。内側プレート15は一組の組み立て孔150を形成し、仕切り13は連通孔130を形成する。回転軸20は組み立て孔150と連通孔130を通っている。
【0012】
作用力検出モジュール30は第1の収容空間101内に設置され、本実施形態のペダル本体10には二つの作用力検出モジュール30が設けられている。ペダル本体10の第1の収容空間101は中仕切り17によって二つに分割され、それぞれに作用力検出モジュール30が配置される。本実施形態では、各作用力検出モジュール30は、プレッシャープレート31及び作用力センサー33を含む。プレッシャープレート31は踏まれる外力を受け、作用力センサー33に力を加え、信号を発生させる。具体的には、プレッシャープレート31にはフレキシブルプレッシャー部312があり、これが作用力センサー33に当接する。ここで、作用力検出モジュール30は、ひずみ型センサー、静電センサー、圧力センサー、または圧電センサーであり、受けた力の大きさに応じて異なる強度の信号に変換される。ただし、本発明はこれに限定されない。
【0013】
回転軸20はペダル本体10の第2の収容空間102を通っている。回転軸20は中空で、複数のトランスファーワイヤーW2を収容している。回転軸20の表面には複数の環状収容エリア212が形成され、多くのワイヤー用貫通孔2120があり、これらのワイヤー用貫通孔2120はそれぞれ複数の環状収容エリア212を貫通して回転軸20の内部に至る。トランスファーワイヤーW2はそれぞれ複数のワイヤー用貫通孔2120を通っている。
【0014】
具体的には、回転軸20は、検出軸部21、ストップブロック22、クランクコネクター25、及びスクリューコネクター23を含む。検出軸部21はスクリューコネクター23とストップブロック22の間に位置する。クランクコネクター25はストップブロック22の外側に位置し、自転車のクランク90(
図5参照)にネジで接続されるために使用される。スクリューコネクター23は検出軸部21の一端に位置し、ナット27(
図3参照)に合わせて回転軸20をペダル本体10内に回転可能に設置するために使用される。回転軸20がペダル本体10内でスムーズに動作するように、軸受け(図示略)を設置することができる。複数の環状収容エリア212は検出軸部21に形成される。
【0015】
具体的には、トランスファーワイヤーW2の一端は回転軸20のクランクコネクター25から出ており、クランク90を通じて自転車の後輪軸91を通過し、電動自転車の制御モジュールに接続される。トランスファーワイヤーW2の他の端は複数のワイヤー用貫通孔2120を通っている。
【0016】
回転軸20は通常、金属製で導電性がある。本実施形態の特徴の一つは、絶縁ブッシング60の提供である。絶縁ブッシング60は絶縁材料で作られ、薄膜状である。絶縁ブッシング60の形状は検出軸部21の形状に対応している。絶縁ブッシング60は回転軸20に被せられ、絶縁ブッシング60の表面には複数の環状絶縁エリア62が形成されており、これら複数の環状絶縁エリア62は対応する複数の環状収容エリア212を包み込む。
【0017】
複数の導電性リング70はそれぞれ複数の環状絶縁エリア62の表面に装着され、複数のトランスファーワイヤーW2はそれぞれの導電性リング70に対応してカップリングされる。例えば、導電性リング70の内側にはんだ付けされることもあり、またはトランスファーワイヤーW2の芯部(図略)が環状絶縁エリア62の表面に巻かれ、導電性リング70によって芯部を囲んで電気的接続を実現する。
【0018】
複数の接触接続部50は第2の収容空間102内に設置され、それぞれの接触接続部50は複数の導電性リング70に当接する。接触接続部50は、好ましくは弾力性が高く耐摩耗性のある金属で作られ、導電ブラシのような機能を果たす。本実施形態では、接触接続部50と導電性リング70が持続的に接触し、ペダル総成がクランクに対して回転する過程で、トランスファーワイヤーW2が影響を受けず、ねじれないようにする。
【0019】
本実施形態は、複数の接触接続部50が複数の導電性リング70に確実に接触するために、弾力的な支持力を提供する。本実施形態には、弾性支持ユニット80も含まれ、これには複数の支持プレート83があり、好ましくは弾力性のある絶縁材料、例えばプラスチックで作られる。複数の支持プレート83は第2のカバー12上に設置され、複数の接触接続部50はそれぞれの支持プレート83上に設置される。
【0020】
具体的には、複数の支持プレート83は対になって底板81上に間隔を空けて設置され、底板81は第2のカバー12に固定される。支持プレート83の外形は接触接続部50の外形に合わせている。各支持プレート83には斜面831と弧状凹曲面832がある。しかし、本発明はこれに限定されず、弾性支持ユニット80は一体成型であり得る。すなわち、2つの相対する支持体を形成し、支持体の外斜面には複数の凹陷状の斜面が形成され、それぞれが接触接続部50の延伸固定部51を収容するために使用される。
【0021】
接触接続部50は摩擦接触部52と一対の延伸固定部51を含む。摩擦接触部52はおおよそ半円形であり、一対の延伸固定部51は摩擦接触部52の両端にそれぞれ接続される。各延伸固定部51は支持プレート83の斜面831に当接し、摩擦接触部52は支持プレート83の弧状凹曲面832に当接する。
【0022】
しかし、本発明はこれに限定されず、例えば接触接続部はモーターの炭素ブラシのようなものであり、圧縮ばねを使用して接触接続部が弾力的に持続的に導電性リング70に当接するようにすることもできる。
【0023】
本発明は上述の構造配置を通じて、作用力検出モジュール30の信号線W3が第1の収容空間101から第2の収容空間102に延び、複数の接触接続部50に接続されることで、作用力検出モジュールの信号が順次接触接続部、導電性リング70、トランスファーワイヤーW2を通じて外部に伝送される。
【0024】
補足説明として、本発明の実施形態には2組の作用力検出モジュール30、2組の接触接続部50が設置されているが、その数は1組であってもよい。例えば、ストラップ式ペダルやカートリッジ式ペダルに適用される場合など。さらに、本実施形態の導電性リングの数は図示例に限定されず、3つ以上の数になることもある。また、自転車の後輪軸も、本案で述べられた接触接続部と弾性支持ユニットの類似構造を適用することができる。
【0025】
本実施形態のペダルの作用力検出及び伝達機構は、照明素子18、例えばLEDライトパネルを含むこともできる。照明素子18はペダル本体10の側面に設置される。本実施形態の配線方法を通じて、照明素子18の電源線(図略)は作用力検出モジュール30の信号線W3の方式に従って、第2の収容空間102を通過し、接触接続部50に接触し、導電性リング70に電気的に接続され、トランスファーワイヤーW2から持続的な電力を得ることができる。
【0026】
[本実施形態の発明による有益の効果]
本発明の一つの有益な効果は、本発明により提供されるペダルの作用力検出及び伝達機構が、複数の接触接続部がそれぞれ複数の導電性リングに当接する構造配置を通じて、作用力検出モジュールの信号を順序良く接触接続部、導電性リング、及びトランスファーワイヤーを通じて外部に伝達し、電動自転車の作用力のリアルタイム検出及び伝達機能を向上させることである。本発明は、作用力検出及び伝達機構をペダルに統合し、ライダーの実際の運動状態をよりリアルタイムに感じ取ることができる。
【0027】
以上に開示された内容は本発明の好ましい実施形態に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。そのため、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【0028】
10 ペダル本体
101 第1の収容空間
102 第2の収容空間
11 第1のカバー
12 第2のカバー
13 仕切り
130 連通孔
15 内側プレート
150 組み立て孔
16 外側プレート
17 中仕切り
18 照明素子
20 回転軸
21 検出軸
212 環状収容エリア
2120 ワイヤー用貫通孔
22 ストップブロック
23 スクリューコネクター
25 クランクコネクター
27 ナット
W2 トランスファーワイヤー
30 作用力検出モジュール
31 プレッシャープレート
312 フレキシブルプレッシャー部
33 作用力センサー
W3 信号線
50 接触接続部
51 延伸固定部
52 摩擦接触部
60 絶縁ブッシング
62 環状絶縁エリア
70 導電性リング
80 弾性支持ユニット
81 ベースプレート
83 支持プレート
831 傾斜面
832 弧状凹曲面
90 クランク
91 後輪軸