[發明專利]扭矩檢測裝置及具備該扭矩檢測裝置的自行車

在審

• 申請號: 201210439626.3
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN103091017A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 巖瀨將人;余治雄;細田貴之;新條達俊;野口廣康;深作良范
• 申請（專利權）人: 日本電產科寶株式會社
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 宋曉寶;郭曉東

技術領域

本發明涉及一種在電動助力自行車等中用于踏力的檢測的扭矩檢測裝置及具備該扭矩檢測裝置的自行車。

背景技術

目前，作為這種領域的技術，有特開平10－232175號公報。該公報記載的電動助力自行車，在主車架的前部具備前輪及手把，在后部具備作為驅動輪的后輪。在主車架的大致中央，配置有上端安裝了車座的座管，在座管的下端設有樞軸支承腳蹬機構的筒狀車架。腳蹬機構的曲軸經由壓縮彈簧與鏈輪相連接，該鏈輪經由鏈條與電動機驅動的后輪的鏈輪相連接。具體地說，壓縮彈簧被插入形成于鏈輪上的窗孔內，壓縮彈簧的一端被支承于固定在曲軸的軸部的卡合板的壓片上，壓縮彈簧的另一端由窗孔的端部支承。因此，當腳踏曲軸的腳蹬時，其踏力通過壓縮彈簧傳遞給鏈輪。另外，在腳蹬機構上裝備有扭矩檢測裝置。扭矩檢測裝置由下述構件構成：形成于鏈輪上并且具有在周向等間隔形成的外側檢測窗的外圈；形成于卡合板上并且具有在周向等間隔形成的內側檢測窗的內圈；配置于對向配置的外圈和內圈之間的磁鐵；夾著內圈與磁鐵對向配置的內側霍爾元件；夾著外圈與磁鐵對向配置的外側霍爾元件。而且，在內圈和外圈產生相位偏差時，內外兩個霍爾元件的輸出波形也產生相位的偏差。扭矩檢測裝置檢測輸出波形的相位偏差，并根據相位的偏差向作為輔助動力的電動機的控制部發送信號。

專利文獻1：日本特開平10－232175號公報

但不足之處是，上述現有扭矩檢測裝置需要內外兩個霍爾元件和內外的檢測窗，因此，存在結構復雜化且難以小型化的問題。

發明內容

本發明克服了現有技術中的不足，提供了一種結構簡單并且易于小型化的扭矩檢測裝置及具備該扭矩檢測裝置的自行車。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種扭矩檢測裝置，其檢測施加在具有主動旋轉部件和經由彈性部件與主動旋轉部件相連接的從動旋轉部件的旋轉體的主動旋轉部件上的扭矩，其技術要點在于，所述扭矩檢測裝置具備：

沿周向交替磁化有S極和N極的環狀磁鐵；

第一磁軛，其具有分別與磁鐵的S極對峙并排列成環狀的第一被磁化部、和以連接各個第一被磁化部的方式形成為環狀的第一環狀板；

第二磁軛，其具有分別與磁鐵的N極對峙并排列成環狀的第二被磁化部、和以連接各個第二被磁化部的方式形成為環狀且與第一環狀板面對面配置的第二環狀板；

磁傳感器，其配置在第一環狀板和第二環狀板之間并檢測磁量，

磁鐵固定于旋轉體的主動旋轉部件和從動旋轉部件中的任何一方，第一及第二磁軛部件固定于旋轉體的另一方，磁傳感器固定于非旋轉部件上。

在該扭矩檢測裝置中，在旋轉體上固定有磁鐵和第一磁軛和第二磁軛，旋轉體經由彈性部件連接主動旋轉部件和從動旋轉部件，用磁傳感器檢測主動旋轉部件和從動旋轉部件的相位差。在檢測施加于旋轉體上的扭矩變動時，扭矩檢測裝置結構越是復雜越容易損壞。因此，扭矩檢測裝置結構簡單是非常重要的。尤其是自行車要求小型輕量化，因此，扭矩檢測裝置也希望小型輕量化。于是，為了達到這種目的，本發明的扭矩檢測裝置由環狀磁鐵、第一環狀磁軛、第二環狀磁軛和磁傳感器構成，在環狀磁鐵上，沿周向交替磁化有S極和N極，第一磁軛具有分別與磁鐵的S極對峙并排列成環狀的第一被磁化部、以連接各個第一被磁化部的方式形成為環狀的第一環狀板，第二磁軛具有分別與磁鐵的N極對峙并排列成環狀的第二被磁化部、和以連接各個第二被磁化部的方式形成為環狀且與第一環狀板面對面配置的第二環狀板，磁傳感器配置在第一環狀板和第二環狀板之間。因此，在本發明的扭矩檢測裝置中，即使磁傳感器及磁鐵為1個，也能夠可靠地檢測施加在主動旋轉部件上的扭矩的變動，由此，可以將扭矩檢測裝置設計成簡單的結構，并且易于小型化。另外，能夠與旋轉體的旋轉速度無關地、可靠地檢測扭矩的變化。

另外，本發明還可以：還具備非磁性的環狀墊片，該環狀墊片以包圍磁鐵的方式配置，并且，與第一及第二被磁化部抵接，形成第一及第二被磁化部的底座。

采用這種構成時，利用墊片能夠實現第一及第二磁軛的落座穩定化。并且，能夠容易且高精度地形成第一及第二被磁化部和磁鐵的表面之間的稍許間隙。

另外，本發明還可以：第一被磁化部和第二被磁化部排列成相對于旋轉體的旋轉軸線正交延伸的同一平面狀。

采用這種構成時，能夠實現被磁化部的平坦化，由此，能夠使磁鐵和被磁化部以等間隔分開，所以能夠在第一及第二環狀板上形成均勻的磁性。因此，不論是旋轉體的哪個位置，都能夠用配置于第一環狀板和第二環狀板之間的磁傳感器，可靠且高精度地檢測變動扭矩。