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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-15
(45)【発行日】2024-04-23
(54)【発明の名称】スピンナ構造の動的トルク誘導装置
(51)【国際特許分類】
   B62M 6/50 20100101AFI20240416BHJP
   B62J 45/411 20200101ALI20240416BHJP
   G01L 3/10 20060101ALI20240416BHJP
【FI】
B62M6/50
B62J45/411
G01L3/10 305
G01L3/10 311
【請求項の数】 11
(21)【出願番号】P 2022512474
(86)(22)【出願日】2019-10-30
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-31
(86)【国際出願番号】 CN2019114277
(87)【国際公開番号】W WO2020224202
(87)【国際公開日】2020-11-12
【審査請求日】2021-12-28
(31)【優先権主張番号】201920625117.7
(32)【優先日】2019-05-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】521311687
【氏名又は名称】蘇州摩騰電子科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】KCLAMBER ELECTRIC TECHNOLOGY CORP
(74)【代理人】
【識別番号】100134832
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100165308
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100115048
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】康 献兵
【審査官】宇佐美 琴
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第109572916(CN,A)
【文献】中国実用新案第207603394(CN,U)
【文献】特開2013-047080(JP,A)
【文献】国際公開第2015/108152(WO,A1)
【文献】中国特許出願公開第109649569(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62J 45/40-45/423
B62M 6/40- 6/50
G01L 3/00- 3/26
H02H 7/00, 7/10-7/20,
H02J 50/00-50/90
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スピンナ誘導本体と、固定ハウジングと、センサーとを備え、
前記スピンナ誘導本体と前記固定ハウジングとは、相対的に回転し、
前記センサーは、前記スピンナ誘導本体のトルクを検知するように構成され、
前記スピンナ誘導本体は、一体に形成されたスピンナ誘導本体相対固定部と、スピンナ誘導本体相対回転部と、スピンナ誘導本体渡り部とを備え、
前記スピンナ誘導本体相対固定部、前記スピンナ誘導本体渡り部、および前記スピンナ誘導本体相対回転部は、順に前記スピンナ誘導本体の軸方向に沿って配置され、
前記スピンナ誘導本体渡り部は、前記スピンナ誘導本体相対固定部および前記スピンナ誘導本体相対回転部を接続し、
前記スピンナ誘導本体相対固定部の内腔には、軸受が設けられており、
前記スピンナ誘導本体相対回転部の内腔には、軸受が設けられており、前記スピンナ誘導本体相対回転部の外面には、外界の負荷に接続するためのねじが設けられている
スピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項2】
前記スピンナ誘導本体相対固定部、前記スピンナ誘導本体相対回転部および前記スピンナ誘導本体渡り部は、同軸の環状構造となる、
請求項1に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項3】
前記センサーは、前記スピンナ誘導本体渡り部に設けられている歪み誘導センサーである、
請求項1に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項4】
前記センサーは、トルク誘導ホール素子と、トルク誘導磁石とを備え、
前記トルク誘導ホール素子および前記トルク誘導磁石は、それぞれ、前記スピンナ誘導本体相対固定部および前記スピンナ誘導本体相対回転部に設けられ、或いは、前記トルク誘導ホール素子および前記トルク誘導磁石は、それぞれ、前記スピンナ誘導本体相対回転部および前記スピンナ誘導本体相対固定部に設けられている、
請求項1に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項5】
誘導装置一次制御回路と、誘導装置二次制御回路とをさらに備える、
請求項1~4のいずれか1項に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項6】
前記誘導装置一次制御回路は、前記固定ハウジングに固定されるとともに、前記誘導装置一次制御回路には赤外受光素子が設けられており、
前記誘導装置二次制御回路は、前記スピンナ誘導本体に接続されるとともに、前記誘導装置二次制御回路には赤外発光素子が設けられている、
請求項5に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項7】
前記誘導装置一次制御回路に電気的に接続されている一次誘導コイルと、および前記誘導装置二次制御回路に電気的に接続された二次誘導コイルとをさらに備える、
請求項5または6に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項8】
前記二次誘導コイルおよび前記一次誘導コイルの外側にそれぞれ位置する2つの電磁シールド体をさらに備える、
請求項7に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項9】
前記センサーは、前記誘導装置二次制御回路に電気的に接続されている、
請求項5に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項10】
前記固定ハウジングの外面に信号線孔が設けられ、信号線が前記信号線孔を介して前記誘導装置一次制御回路に電気的に接続されている、
請求項5に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【請求項11】
前記スピンナ誘導本体の両端が前記軸受によって軸棒に接続され、前記固定ハウジングにおける前記軸棒に嵌合される孔の内面に固定ハウジング位置決め部が設けられている、
請求項4に記載のスピンナ構造の動的トルク誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、2019年05月05日に中国特許庁へ提出した出願番号201920625117.7の中国特許出願の優先権を主張するものであり、その内容のすべてが引用により本願に組み込まれる。
【0002】
本願は、トルクセンサーの適用領域に関し、例えば、スピンナ構造の動的トルク誘導装置に関する。
【背景技術】
【0003】
インテリジェント交通手段に対する人々の要求がますます高くなることに伴い、トルクセンサーは、ますます多くの人々に好まれる。現在、トルクセンサーの発展は、ますますモーターの内部に設けられる傾向があり、このような全車の配線および取付が一層シンプルで、美観である。例えば、2018年7月10日に開示された出願番号2017214339570の中国特許「動的トルク誘導測定装置が内蔵されたモーター」は、動的トルクセンサーをモーターの内部に内蔵するものである。しかしながら、このような技術案は、センサーが全車に取り付けられた後、人々が電動自転車に乗る過程で、人体の重量の違い、およびセンサーの回転角度の違いがトルクセンサーの信号の変化に影響を及ぼす恐れがあることで、センサーがペダルにおける力の大きさを真に反映することができないという問題が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本願は、人体および全車の重量に影響されないので、ペダルにおける力の大きさを真に反映することができるスピンナ構造の動的トルク誘導装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
スピンナ誘導本体と、固定ハウジングと、センサーとを備え、
前記スピンナ誘導本体と前記固定ハウジングとは、相対的に回転し、
前記センサーは、前記スピンナ誘導本体のトルクを検知するように配置され、
前記スピンナ誘導本体は、スピンナ誘導本体相対固定部と、スピンナ誘導本体相対回転部と、スピンナ誘導本体渡り部とを備え、
前記スピンナ誘導本体相対固定部、前記スピンナ誘導本体渡り部、および前記スピンナ誘導本体相対回転部は、順に前記スピンナ誘導本体の軸方向に沿って配置され、
前記スピンナ誘導本体渡り部は、前記スピンナ誘導本体相対固定部および前記スピンナ誘導本体相対回転部を接続する、スピンナ構造の動的トルク誘導装置が提供されている。
【0006】
前記スピンナ誘導本体相対固定部、前記スピンナ誘導本体相対回転部および前記スピンナ誘導本体渡り部は、同軸の環状構造となる。
【0007】
前記スピンナ誘導本体相対固定部の内腔には、軸受が設けられている。
【0008】
前記スピンナ誘導本体相対回転部の内腔には、軸受が設けられている。
【0009】
前記センサーは、前記スピンナ誘導本体渡り部に設けられている歪み誘導センサーである。
【0010】
前記センサーは、トルク誘導ホール素子と、トルク誘導磁石とを備え、トルク誘導ホール素子およびトルク誘導磁石は、それぞれスピンナ誘導本体相対固定部およびスピンナ誘導本体相対回転部に設けられ、或いは、トルク誘導ホール素子およびトルク誘導磁石は、それぞれスピンナ誘導本体相対回転部およびスピンナ誘導本体相対固定部に設けられている。
【0011】
前記スピンナ構造の動的トルク誘導装置は、誘導装置一次制御回路と、誘導装置二次制御回路とをさらに備える。
【0012】
前記誘導装置一次制御回路は、前記固定ハウジングに固定されるとともに、前記誘導装置一次制御回路には赤外受光素子が設けられており、前記誘導装置二次制御回路は、前記スピンナ誘導本体に接続されるとともに、前記誘導装置二次制御回路には赤外発光素子が設けられている。
【0013】
前記スピンナ構造の動的トルク誘導装置は、前記誘導装置一次制御回路に電気的に接続された一次誘導コイルと、前記誘導装置二次制御回路に電気的に接続された二次誘導コイルとをさらに備える。
【0014】
前記スピンナ構造の動的トルク誘導装置は、前記二次誘導コイルおよび前記一次誘導コイルの外側にそれぞれ位置する2つの電磁シールド体をさらに備える。
【0015】
前記センサーは、前記誘導装置二次制御回路に電気的に接続されている。
【0016】
前記固定ハウジングの外面に信号線孔が設けられ、信号線が前記信号線孔を介して前記誘導装置一次制御回路に電気的に接続されている。前記スピンナ誘導本体の両端が前記軸受によって軸棒に接続され、前記固定ハウジングにおける前記軸棒に嵌合された孔の内面に固定ハウジング位置決め部が設けられている。
【発明の効果】
【0017】
本願に係るスピンナ構造の動的トルク誘導装置は、全体的に1つのモジュラー装置として構成されており、スピンナ誘導本体の構造を改良することにより、スピンナ誘導本体の渡り部が人体および全車の重量に影響されないので、ペダルにおける力の大きさを反映することができる。該装置は、構造がよりシンプルであり、後置モーターに取り付けられてもよいし、自転車のリアハブに取り付けられてもよく、汎用性がより強い。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】本願の一実施例に係るスピンナ構造の動的トルク誘導装置の構造模式図である。
図2図1の他の角度での模式図である。
図3図1の部分構造模式図である。
図4】本願の一実施例に係るスピンナ構造の動的トルク誘導装置の分解構造模式図である。
図5】本願の一実施例に係るスピンナ構造の動的トルク誘導装置の断面視構造模式図である。
図6】本願の一実施例に係るスピンナ構造の動的トルク誘導装置の取付形態の模式図である。
図7】本願の一実施例に係るスピンナ構造の動的トルク誘導装置の使用形態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下は、図面および具体的な実施例を結び付けて本願の技術案について説明する。
【0020】
図1図7に示すように、本例示におけるスピンナ構造の動的トルク誘導装置は、スピンナ誘導本体1と、固定ハウジング2と、センサー12とを備える。センサー12は、スピンナ誘導本体1のトルクを検知するように構成されている。スピンナ誘導本体1と固定ハウジング2とは、相対的に回転する。例えば、スピンナ構造の動的トルク誘導装置がモーターに取り付けられた場合、スピンナ誘導本体1は、モーター回転子に接続され、モーター回転子に従って回転する。固定ハウジング2は、モーター固定子に接続され、相対的に固定する。
【0021】
本例示におけるスピンナ構造の動的トルク誘導装置は、さらに、自転車、電動自転車またはジム機器などのリアハブに取り付けられてもよい。
【0022】
スピンナ誘導本体1は、スピンナ誘導本体相対固定部101と、スピンナ誘導本体相対回転部102と、スピンナ誘導本体渡り部103とを備える。スピンナ誘導本体相対固定部101、スピンナ誘導本体相対回転部102およびスピンナ誘導本体渡り部103は、いずれも環状構造である。スピンナ誘導本体相対固定部101、スピンナ誘導本体渡り部103およびスピンナ誘導本体相対回転部102は、順にスピンナ誘導本体1の軸方向に沿って配置されている。スピンナ誘導本体渡り部103は、スピンナ誘導本体相対固定部101およびスピンナ誘導本体相対回転部102を接続するように構成されている。スピンナ誘導本体相対固定部101の内腔には、軸受11aが設けられ、スピンナ誘導本体相対回転部102の内腔には、軸受11bが設けられている。スピンナ誘導本体相対固定部101およびスピンナ誘導本体相対回転部102は、いずれも軸受に従って回転する。
【0023】
スピンナ誘導本体1が人体や全車の重量、チェーンの引張力などの外力を受けた場合、スピンナ誘導本体相対固定部101およびスピンナ誘導本体相対回転部102が受けた外力は、すべて2つの軸受により後輪の軸棒20に伝達されることで、スピンナ誘導本体渡り部103が人体や全車の重量、チェーンの引張力などの外力に影響されない。スピンナ誘導本体相対固定部101には、外界の回転機構に接続するためのねじ孔104が設けられている。前記回転機構は、モーター端蓋または後輪ハブであってもよい。他の実施例において、スピンナ誘導本体相対固定部101は、スプライン接続などの形態で外界の回転機構に接続されてもよい。本実施例において、スピンナ誘導本体相対回転部102の外面には、負荷接続部として外界の負荷に接続するための雄ねじが設けられている。前記負荷は、フライホイールであってもよい。他の実施例において、スピンナ誘導本体相対回転部102は、スプライン接続などの形態で外界の負荷に接続されてもよい。
【0024】
本実施例において、センサー12は、スピンナ誘導本体渡り部103に設けられている歪み誘導センサーである。歪み誘導センサーは、抵抗式歪みゲージであってもよい。
【0025】
他の実施例において、センサー12は、トルク誘導ホール素子とトルク誘導磁石の組合せ形態であってもよい。トルク誘導ホール素子およびトルク誘導磁石は、それぞれスピンナ誘導本体相対固定部101およびスピンナ誘導本体相対回転部102に設けられ、或いはトルク誘導ホール素子およびトルク誘導磁石は、それぞれスピンナ誘導本体相対回転部102およびスピンナ誘導本体相対固定部101に設けられている。トルク誘導ホール素子およびトルク誘導磁石が僅か相対的に移動すれば、トルク誘導ホール素子は、トルク誘導磁石の磁界の変化を誘導して電気信号に変換することができる。
【0026】
図2に示すように、固定ハウジング2は、環形ハウジングである。環形ハウジングと軸棒20とが嵌合した孔の内面には、固定ハウジング位置決め部201が設けられている。固定ハウジング位置決め部201は、長尺形であり、固定ハウジング2の回転を制限するように構成されている。図4に示すように、固定ハウジング2の外面に信号線孔202が設けられている。信号線8は、信号線孔202を介して誘導装置一次制御回路3に電気的に接続されている。
【0027】
本実施例におけるスピンナ構造の動的トルク誘導装置は、誘導装置一次制御回路3と、誘導装置二次制御回路9とをさらに備える。
【0028】
誘導装置一次制御回路3は、固定ハウジング2に固定されている。誘導装置一次制御回路3には、赤外受光素子4が設けられている。スピンナ誘導本体1は、誘導装置二次制御回路9に接続されている。誘導装置二次制御回路9には、赤外発光素子10が設けられている。誘導装置一次制御回路3と誘導装置二次制御回路9とは、赤外受光素子4および赤外発光素子10により信号を伝達する。発光した光は、可視光であってもよいし、不可視光であってもよい。本実施例において、発光した光は、不可視光であり、すなわち赤外線でデータを送信する。このようなデータ送信形態は、コストが低い。誘導装置一次制御回路3は、信号線8に電気的に接続されている。
【0029】
他の実施例において、スピンナ構造の動的トルク誘導装置は、一次誘導コイル6と、二次誘導コイル7とを備える。二次誘導コイル7と一次誘導コイル6とは、隣接して配置されている。一次誘導コイル6は、誘導装置一次制御回路3に電気的に接続され、二次誘導コイル7は、誘導装置二次制御回路9に電気的に接続されている。一次誘導コイル6と二次誘導コイル7とは、無線で信号伝達を行う。誘導装置二次制御回路9の給電形態は、以下を含む。誘導装置二次制御回路9は、自身の発電装置、電池により給電するか、または無線伝達方式で電気エネルギーを提供し、或いは、誘導装置二次制御回路9は、二次誘導コイル7と一次誘導コイル6との間の無線電気エネルギー伝達方式で電気エネルギーを提供する。具体的には、共振結合方式を用いて電気エネルギーを無線伝達することができる。
【0030】
本実施例におけるスピンナ構造の動的トルク誘導装置は、電磁シールド体5をさらに備える。電磁シールド体5は、2つである。2つの電磁シールド体5は、それぞれ二次誘導コイル7および一次誘導コイル6の外側に位置する。コイルエネルギーの伝達を向上させるために、2つの電磁シールド体5は、それぞれ、一次誘導コイル6および二次誘導コイル7と外界との電磁干渉を隔離するように構成されている。
【0031】
センサー12は、誘導装置二次制御回路9に電気的に接続されている。センサー12は、スピンナ誘導本体1のトルク信号を検知した後、まず誘導装置二次制御回路9により受信し、そして赤外発光素子10および赤外受光素子4によりデータを送信し、或いは二次誘導コイル7および一次誘導コイル6によりデータを送信する。誘導装置一次制御回路3は、信号を受信した後、データを処理し、そしてトルク信号を信号線8により出力する。
【0032】
本願に係るスピンナ構造の動的トルク誘導装置の動作原理は、以下の通りである。サイクリング時に、ユーザがペダルを踏むことにより、チェーンリングを回転させるように駆動し、チェーンリングがチェーンまたはベルト、スピンナなどの伝動構造により誘導本体相対回転部102を回転させるように駆動し、センサー12がスピンナ誘導本体相対回転部102のスピンナ誘導本体相対固定部101に対する変位の大きさまたはスピンナ誘導本体渡り部103の歪みの大きさを検知した後、順に誘導装置二次制御回路9、誘導装置一次制御回路3によりユーザが所要するペダルのトルク信号に変換する。
【0033】
本願の実施例によれば、スピンナ構造の動的トルク誘導装置は、モジュラー装置として構成され、スピンナ誘導本体の構造を改良することにより、スピンナ誘導本体渡り部103が人体および全車の重量、チェーンの引張力などの外力に影響されないので、ペダルのトルクの大きさを真に反映することができる。該装置は、構造がよりシンプルであるとともに、後置モーターに取り付けられてもよいし、自転車のリアハブに取り付けられてもよく、汎用性がより強い。
【符号の説明】
【0034】
1 スピンナ誘導本体
101 スピンナ誘導本体相対固定部
102 スピンナ誘導本体相対回転部
103 スピンナ誘導本体渡り部
104 ねじ孔
2 固定ハウジング
201 固定ハウジング位置決め部
202 信号線孔
3 誘導装置一次制御回路
4 赤外受光素子
5 電磁シールド体
6 一次誘導コイル
7 二次誘導コイル
8 信号線
9 誘導装置二次制御回路
10 赤外発光素子
11a 軸受
11b 軸受
12 センサー
20 軸棒
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7