电路模块、用于自行车的电组件以及通信系统转让专利
申请号 : CN201811132916.7
文献号 : CN109572890B
文献日 : 2021-03-09
发明人 : 沼田史英 , 铃木崇史 , 黒田真央 , 石川裕一朗
申请人 : 株式会社岛野
摘要 :
权利要求 :
1.一种电路模块,能够搭载于用于自行车的电组件,其中,所述电路模块包括:第一电路基板;
通信转换部,安装于所述第一电路基板,能够将适应于电力线载波通信的信息与适应于所述电力线载波通信以外的通信的信息进行转换;以及多个第一端子,形成于所述第一电路基板,与所述电组件所包含的第二电路基板连接,所述电组件包括电力供给装置、辅助自行车行驶的驱动单元、电动变速器、电动悬架、电动可调高度式座杆、制动装置、灯以及显示装置中的至少两个。
2.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述电路模块还包括安装于所述第一电路基板且与所述通信转换部不同的电子部件。
3.根据权利要求2所述的电路模块,其中,与所述通信转换部不同的电子部件包括驱动所述通信转换部的石英振荡电路。
4.根据权利要求2或3所述的电路模块,其中,与所述通信转换部不同的电子部件包括滤波器电路,所述滤波器电路用于去除输入至所述电路模块的信号的噪音,并将去除了所述噪音的信号向所述通信转换部输出。
5.根据权利要求2所述的电路模块,其中,与所述通信转换部不同的电子部件包括与所述通信转换部连接的上拉电阻。
6.根据权利要求2所述的电路模块,其中,与所述通信转换部不同的电子部件包括与所述通信转换部连接的旁路电容器。
7.根据权利要求2所述的电路模块,其中,所述第一电路基板包括用于安装所述通信转换部的第一区域和用于安装与所述通信转换部不同的电子部件的第二区域。
8.根据权利要求7所述的电路模块,其中,所述第二区域的面积比所述第一区域的面积大。
9.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述第一电路基板通过所述多个第一端子与所述第二电路基板连接。
10.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述通信转换部通过从安装于所述第二电路基板的调节器电路被供给预先确定的恒定电压来进行工作。
11.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述第一电路基板包括用于安装所述通信转换部的第一面以及与所述第一面相反的第二面,
所述多个第一端子形成于所述第二面。
12.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述通信转换部包括与所述第一电路基板连接的多个第二端子,所述多个第一端子的间距与所述多个第二端子的间距不同。
13.根据权利要求12所述的电路模块,其中,所述多个第一端子的间距比所述多个第二端子的间距大。
14.根据权利要求12或13所述的电路模块,其中,所述多个第一端子的间距为0.60mm以上且0.70mm以下,所述多个第二端子的间距为0.25mm以上且0.35mm以下。
15.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述通信转换部包括与所述第一电路基板连接的多个第二端子,所述第一端子的总数与所述第二端子的总数不同。
16.根据权利要求15所述的电路模块,其中,所述第一端子的总数比所述第二端子的总数少。
17.根据权利要求15或16所述的电路模块,其中,所述第一端子的总数为45个以上且54个以下,所述第二端子的总数为55个以上且64个以下。
18.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述第一电路基板是多层基板。
19.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述电路模块还包括覆盖所述第一电路基板的树脂部件。
20.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述第一电路基板形成为矩形,所述第一电路基板的外形的一边为4mm以上且6mm以下。
21.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述电路模块的厚度为1.3mm以下。
22.根据权利要求1所述的电路模块,其中,所述电力线载波通信以外的通信是串行通信。
23.一种用于自行车的电组件,包括权利要求1至22中任一项所述的电路模块。
24.一种通信系统,在搭载于自行车的多个电组件间通过电力线载波通信进行通信,其中,
所述多个电组件中的至少一个电组件包括权利要求1至22中任一项所述的电路模块。
25.根据权利要求24所述的通信系统,其中,所述多个电组件包括所述电力供给装置以及所述显示装置,在所述电力供给装置与所述显示装置之间进行所述电力线载波通信。
26.一种通信系统,在能够搭载于移动体的多个电组件之间通过电力线载波通信来进行通信,其中,
所述多个电组件中的至少一个电组件具备电路模块以及第二电路基板,所述电路模块包括:
第一电路基板;
通信转换部,安装于所述第一电路基板,能够将适应于所述电力线载波通信的信息与适应于所述电力线载波通信以外的通信的信息进行转换;以及多个第一端子,形成于所述第一电路基板,所述第二电路基板与所述第一端子连接,所述多个电组件包括电力供给装置、辅助自行车行驶的驱动单元、电动变速器、电动悬架、电动可调高度式座杆、制动装置、灯以及显示装置中的至少两个,在所述电力供给装置与所述显示装置之间进行所述电力线载波通信。
27.一种电路模块,能够搭载于用于自行车的电组件,其中,所述电路模块包括:第一电路基板;
通信转换部,安装于所述第一电路基板,能够将适应于电力线载波通信的信息与适应于所述电力线载波通信以外的通信的信息进行转换;以及多个第一端子,形成于所述第一电路基板,与所述电组件所包含的第二电路基板连接,在与包括所述电路模块的自行车用电组件不同的自行车用电组件中所包含的电路模块之间能够进行电力线载波通信,所述不同的自行车用电组件中所包含的电路模块的至少一部分的结构与所述电路模块的结构相同,
在所述自行车用电组件及所述不同的自行车用电组件搭载于自行车的状态下,所述电路模块能够与所述不同的自行车用电组件所包含的电路模块进行电力线载波通信。
说明书 :
电路模块、用于自行车的电组件以及通信系统
技术领域
背景技术
载波通信来连接。专利文献1公开有以往的自行车的通信系统的一例。
发明内容
载波通信以外的通信的信息进行转换;以及多个第一端子,形成于所述第一电路基板,与所
述电组件所包含的第二电路基板连接。
噪音,并将去除了所述噪音的信号向所述通信转换部输出。
电子部件的第二区域。
子部件形成为一个封装。因而,电路模块的处理、安装变得容易。
工作。
多个第一端子形成于所述第二面。
述多个第二端子的间距不同。
0.35mm以下。
二端子的总数不同。
组件的通用性提高。
用于自行车的电组件的通用性提高。
第一方面至第二十二方面中的任一项的电路模块。
用于自行车的电组件的通用性提高。
杆、电动制动器、灯以及显示装置中的至少两个。
车的电组件的通用性提高。
力线载波通信。
通信。因而,电力供给装置以及显示装置的通用性提高。
路模块以及第二电路基板,所述电路模块包括:第一电路基板;通信转换部,安装于所述第
一电路基板,能够将适应于所述电力线载波通信的信息与适应于所述电力线载波通信以外
的通信的信息进行转换;以及多个第一端子,形成于所述第一电路基板,所述第二电路基板
与所述第一端子连接,所述多个电组件包括电力供给装置以及显示装置,在所述电力供给
装置与所述显示装置之间进行所述电力线载波通信。
通信而与电力供给装置以及显示装置进行通信。因而,电力供给装置以及显示装置的通用
性提高。
附图说明
32...第一电路基板;32A...第一面;32B...第二面;34...通信转换部;36...第二电路基
板;38...与通信转换部不同的电子部件;40...石英振荡电路;42...滤波器电路;44...上
拉电阻;46...旁路电容器;48...调节器电路;52...第一端子;54...第二端子;58...树脂
部件;60...驱动单元;66...电动变速器;68...电动悬架;70...电动可调高度式座杆;
72...电动制动器;74...灯;76A~76G...电力线;R1...第一区域;R2...第二区域;P1...第
一端子的间距;P2...第二端子的间距;T...电路模块的厚度。
具体实施方式
来行驶的车辆。自行式车辆包括自动二轮车以及自动四轮车。能够通过人力驱动力来行驶
的车辆包括自行车、脚踏乘坐玩具、轮椅、板车、婴儿车以及两轮拖车。在图1中,示出有作为
移动体1的一例的自行车。作为自行车,例如列举有山地自行车、公路自行车以及公共自行
车等。
电力供给装置14的电力向显示装置16供给的电力线。在本实施方式中,经由电力线18在电
力供给装置14与显示装置16之间进行电力线载波通信。电力线载波通信通过将数字信号与
在电力线18中流动的直流电力重叠,从而例如从电力供给装置14向显示装置16供给电力及
信号。
及电路模块30A与控制电路24电连接。电压检测部22检测蓄电池单元20的电压。电压检测部
22将与蓄电池单元20的电压对应的信号向控制电路24输出。电压检测部22的一例是电压传
感器。控制电路24基于来自电压检测部22的信号,计算蓄电池单元20的余量。控制电路24将
与电力供给装置14相关的信息向电路模块30A输出。与电力供给装置14相关的信息的一例
是蓄电池单元20的余量。在控制电路24与电路模块30A之间通过电力线载波通信以外的通
信来进行通信。电力线载波通信以外的通信的一例是串行通信。作为串行通信的通信协议
的一例,列举有SPI(Serial Peripheral Interface:串行外设接口)以及I2C(Inter-
Integrated Circuit)。在图1中,串行通信的通信协议是SPI。作为电力线载波通信以外的
通信,也可以是并行通信等串行通信以外的通信。
包括自行车的行驶速度以及档位。控制电路28控制显示部26的显示方式。控制电路28与电
路模块30B之间通过电力线载波通信以外的通信来进行通信。电力线载波通信以外的通信
的一例是串行通信。在图1中,串行通信的通信协议是SPI。作为电力线载波通信以外的通
信,也可以是并行通信等串行通信以外的通信。
电路模块30B将适应于电力线载波通信的信息与适应于电力线载波通信以外的通信的信息
进行转换。电路模块30A将通过串行通信进行通信的信息、即与电力供给装置14相关的信息
作为适应于电力线载波通信以外的通信的信息而转换为适应于电力线载波通信的信息,并
向电路模块30B输出。电路模块30B将适应于电力线载波通信的信息、即与电力供给装置14
相关的信息转换为通过串行通信进行通信的信息来作为适应于电力线载波通信以外的通
信的信息。电路模块30B将通过串行通信进行通信的信息、即与电力供给装置14相关的信息
向控制电路28输出。另外,电路模块30B也可以将通过串行通信进行通信的信息、即显示于
显示部26的信息作为适应于电力线载波通信以外的通信的信息而转换为适应于电力线载
波通信的信息,并向电路模块30A输出。电路模块30A也可以将适应于电力线载波通信的信
息、即显示于显示部26的信息转换为通过串行通信进行通信的信息来作为适应于电力线载
波通信以外的通信的信息,并向控制电路24输出。
块30A及其周边电路的结构。此外,作为用于自行车的电组件12,显示装置16的情况下的电
路模块30B及其周边电路的结构与图2相同。
电路基板36电连接。
信。通信转换部34包括:处理部,进行电力线载波通信的基带处理;各种接口,用于与电组件
12(电力供给装置14)的各种传感器类(例如,电压检测部22)、LED驱动器等周边设备以及控
制电路24进行通信;以及运算处理装置,控制这些接口。接口例如包括与控制电路24之间的
数据接口所使用的SPI及UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter:通用异
步收发传输器)、与周边设备之间的数据接口所使用的I2C、PWM(Pulse Width Modulation:
脉冲宽度调制)、以及GPIO(General Purpose Input/Output:通用输入/输出)。运算处理装
置例如包括CPU(Central Processing Unit)或者MPU(Micro Processing Unit)。运算处理
装置也可以构成为能够执行TCP/IP协议处理。
部件38包括滤波器电路42。与通信转换部34不同的电子部件38包括上拉电阻44。与通信转
换部34不同的电子部件38包括旁路电容器46。此外,与通信转换部34不同的电子部件38可
以包括石英振荡电路40、滤波器电路42、上拉电阻44以及旁路电容器46中的至少两个以上
的电子部件。在本实施方式中,与通信转换部34不同的电子部件38包括石英振荡电路40、滤
波器电路42、上拉电阻44以及旁路电容器46。石英振荡电路40、滤波器电路42、上拉电阻44
以及旁路电容器46与通信转换部34连接。石英振荡电路40、滤波器电路42、上拉电阻44以及
旁路电容器46安装于第一电路基板32。
括电容器以及电阻。滤波器电路42还可以包括运算放大器。
拉电阻44在未向通信转换部34输入信号时对通信转换部34施加通信转换部34的逻辑电平
成为高电平的电压。
电压重叠的噪音去除。
器50安装于第二电路基板36中供电路模块30A安装的区域以外的区域。
工作。换言之,通信转换部34通过从安装于第二电路基板36的调节器电路48被供给预先确
定的恒定电压来进行工作。
进行通信的信号。直流电力被向调节器电路48供给,所分离的信号被向滤波器电路42输入。
积大。第一区域R1的面积以及第二区域R2的面积的关系例如能够根据与通信转换部34不同
的电子部件38的个数而任意变更。在一例中,第二区域R2的面积是第一区域R1的面积的2倍
以上。
边为5.1mm。第一电路基板32的俯视时的形状能够任意变更。例如,第一电路基板32的俯视
时的形状也可以是长方形。
52,该多个第一端子52形成于第一电路基板32,并与电组件12所包含的第二电路基板36(参
照图2)连接。多个第一端子52形成于第二面32B。
个第一端子52的间距P1与多个第二端子54的间距P2不同。多个第一端子52的间距P1比多个
第二端子54的间距P2大。此外,多个第一端子52的间距P1也可以与多个第二端子54的间距
P2相等。另外,多个第一端子52的间距P1也可以比多个第二端子54的间距P2小。
具体地说,优选为,第一端子52的总数比第二端子54的总数少。此外,多个第一端子52的总
数与多个第二端子54的总数也可以彼此相等。另外,多个第一端子52的总数也可以比多个
第二端子54的总数多。
数相等。多个第三端子的间距与多个第二端子54的间距P2相等。
通信转换部34、石英振荡电路40、滤波器电路42、上拉电阻44以及旁路电容器46。树脂部件
58的材料的一例是环氧树脂。电路模块30A的厚度T为1.3mm以下。本实施方式的电路模块
30A的厚度T为1.15mm。电路模块30A的厚度T是树脂部件58的顶面58A与第一端子52中与第
二电路基板36(参照图2)安装的面52A之间的距离。
组件12的连接方式上不同。在以下的说明中,对于与第一实施方式共通的结构,有时标注与
第一实施方式相同的附图标记,并省略重复的说明。
16通过第二电力线18B连接。
的转矩。控制电路64控制辅助马达62的驱动。电路模块30C将适应于电力线载波通信的信息
与适应于电力线载波通信以外的通信的信息进行转换。电力线载波通信以外的通信是串行
通信。电路模块30C的结构与电路模块30A的结构相同。作为电力线载波通信以外的通信,也
可以是并行通信等串行通信以外的通信。
信的信息。然后,电路模块30A经由第一电力线18A,通过电力线载波通信将与电力供给装置
14相关的信息向驱动单元60通信。驱动单元60的电路模块30C接收适应于电力线载波通信
的信息、即与电力供给装置14相关的信息。然后,电路模块30C经由第二电力线18B,通过电
力线载波通信将与电力供给装置14相关的信息向显示装置16通信。显示装置16的电路模块
30B接收适应于电力线载波通信的信息、即与电力供给装置14相关的信息。然后,电路模块
30B将与电力供给装置14相关的信息转换为适应于电力线载波通信以外的通信、即串行通
信的信息,并向控制电路28输出。控制电路28基于被串行通信来的与电力供给装置14相关
的信息,使显示部26显示与电力供给装置14相关的信息。
的信息的另一例是辅助模式。
的信息。然后,电路模块30C经由第二电力线18B,通过电力线载波通信将与驱动单元60相关
的信息向显示装置16通信。显示装置16的电路模块30B接收适应于电力线载波通信的信息、
即与驱动单元60相关的信息。然后,电路模块30B将与驱动单元60相关的信息转换为适应于
电力线载波通信以外的通信、即串行通信的信息,并向控制电路28输出。控制电路28基于被
串行通信来的与驱动单元60相关的信息,使显示部26显示与驱动单元60相关的信息。
波通信的信息。然后,电路模块30B经由第二电力线18B,通过电力线载波通信将显示于显示
装置16的信息向驱动单元60通信。驱动单元60的电路模块30C接收适应于电力线载波通信
的信息、即显示于显示装置16的信息。然后,电路模块30C将显示于显示装置16的信息转换
为适应于电力线载波通信以外的通信、即串行通信的信息,并向控制电路64输出。控制电路
64例如基于显示于显示装置16的信息对辅助马达62进行控制。
的电组件以及通信系统例如能够采用以下所示的上述各实施方式的变形例、以及不相互矛
盾的至少两个变形例组合而成的方式。
度式座杆70、电动制动器72、灯74以及显示装置16中的至少两个。在图6中,示出电力供给装
置14、电动变速器66、电动悬架68、电动可调高度式座杆70、电动制动器72、灯74以及显示装
置16均通过电力线76与驱动单元60连接的通信系统10。更加详细地说,电力供给装置14与
驱动单元60通过电力线76A连接,显示装置16与驱动单元60通过电力线76B连接,电动变速
器66与驱动单元60通过电力线76C连接。电动悬架68与驱动单元60通过电力线76D连接,电
动可调高度式座杆70与驱动单元60通过电力线76E连接,电动制动器72与驱动单元60通过
电力线76F连接,灯74与驱动单元60通过电力线76G连接。
变更自行车的变速比。电动变速器66也可以是电动前拨链器。控制电路66B与驱动部66A及
电路模块30D电连接。控制电路66B控制驱动部66A的驱动。电路模块30D是与电路模块30A相
同的结构。控制电路66B与电路模块30D之间通过电力线载波通信以外的通信来进行通信。
电力线载波通信以外的通信是串行通信。电路模块30D通过电力线载波通信来与驱动单元
60的电路模块30C进行通信。
作为工作参数的衰减率、行程量以及闭锁状态进行设定。电动悬架68能够通过驱动部68A的
驱动来变更工作参数。电动悬架68也可以是衰减施加于后轮的冲击的后悬架。控制电路68B
控制驱动部68A的驱动。电路模块30E是与电路模块30A相同的结构。控制电路68B与电路模
块30E之间通过电力线载波通信以外的通信来进行通信。电力线载波通信以外的通信是串
行通信。电路模块30E通过电力线载波通信来与驱动单元60的电路模块30C进行通信。
路70B以及电路模块30F。驱动部70A变更座椅相对于框架的位置。控制电路70B控制驱动部
70A的驱动。电路模块30F是与电路模块30A相同的结构。控制电路70B与电路模块30F之间通
过电力线载波通信以外的通信来进行通信。电力线载波通信以外的通信是串行通信。电路
模块30F通过电力线载波通信来与驱动单元60的电路模块30C进行通信。
旋转体为车轮的轮辋的电动轮辋制动装置。电动制动器72包括驱动部72A、控制电路72B以
及电路模块30G。驱动部72A使制动部(省略图示)移动,以使其在将制动部向旋转体按压的
制动位置与使制动部从旋转体分离的释放位置之间切换。控制电路72B控制驱动部72A的驱
动。电路模块30G是与电路模块30A相同的结构。控制电路72B与电路模块30G之间通过电力
线载波通信以外的通信来进行通信。电力线载波通信以外的通信是串行通信。电路模块30G
通过电力线载波通信来与驱动单元60的电路模块30C进行通信。
电路模块30H是与电路模块30A相同的结构。控制电路74B与电路模块30H之间通过电力线载
波通信以外的通信来进行通信。电力线载波通信以外的通信是串行通信。电路模块30H通过
电力线载波通信来与驱动单元60的电路模块30C进行通信。
与电动变速器66相关的信息转换为适应于电力线载波通信的信息,并向驱动单元60的电路
模块30C通信。电动悬架68的控制电路68B通过串行通信将与电动悬架68相关的信息向电路
模块30E输出。与电动悬架68相关的信息的一例是衰减率、行程量以及闭锁状态。电路模块
30E将被串行通信来的与电动悬架68相关的信息转换为适应于电力线载波通信的信息,并
向驱动单元60的电路模块30C通信。电动可调高度式座杆70的控制电路70B通过串行通信将
与电动可调高度式座杆70相关的信息向电路模块30F输出。与电动可调高度式座杆70相关
的信息的一例是座杆相对于自行车的框架的位置。电路模块30F将被串行通信来的与电动
可调高度式座杆70相关的信息转换为适应于电力线载波通信的信息,并向驱动单元60的电
路模块30C通信。灯74的控制电路74B通过串行通信将与灯74相关的信息向电路模块30H输
出。与灯74相关的信息是灯74的发光状态。电路模块30H将被串行通信来的与灯74相关的信
息转换为适应于电力线载波通信的信息,并向驱动单元60的电路模块30C通信。
通信以外的通信的串行通信的信息,并向控制电路28输出。控制电路28使电路模块30B接收
到的信息显示于显示部26。
示装置16中的2~7个连接。
的2~7个连接。也可以经由通信线进行电力线载波通信。总之,也可以在通信线中将电力及
信号重叠而在多个电组件12之间进行通信。即,电力线载波通信包括在电力线中将电力及
信号重叠的方式和在信号线中将电力及信号进行冗余的方式。
16中的2~8个连接。换言之,电力供给装置14、驱动单元60、电动变速器66、电动悬架68、电
动可调高度式座杆70、电动制动器72、灯74以及显示装置16中也可以存在有未被电力线76
连接的电组件12。总之,通过电力线76来将电力供给装置14、驱动单元60、电动变速器66、电
动悬架68、电动可调高度式座杆70、电动制动器72、灯74以及显示装置16中的至少两个电组
件12连接即可。
~30H中的至少一个不包括与通信转换部34不同的电子部件、即石英振荡电路40、滤波器电
路42、上拉电阻44以及旁路电容器46中的任意1~3个。在第三例中,电路模块30A~30H中的
至少一个包括调节器电路48以及DC分离滤波器50中的至少一方作为与通信转换部34不同
的电子部件。在第四例中,电路模块30A~30H中的至少一个具有组合第二例的结构与第三
例的结构而成的结构。
线框架的第二端部从第一电路基板32的外周部分突出而与第二电路基板36连接。
如图2~图4所示,电路模块30能够将适应于电力线载波通信的信息与适应于电力线载波通
信以外的通信的信息进行转换,该电路模块30包括:通信转换部34,安装于第一电路基板
32;以及多个第一端子52,形成于第一电路基板32。在一例中,如图7所示,多个电组件12包
括电力供给装置14以及显示装置16,在电力供给装置14与显示装置16之间进行有电力线载
波通信。在图7中,电力供给装置14具有电路模块30(电路模块30A),显示装置16不具有电路
模块30(电路模块30B)。电力供给装置14与显示装置16通过电力线18连接。显示装置16的控
制电路28通过经由电力线18的电力线载波通信来与电力供给装置14的电路模块30A进行通
信。