JP2000002604A - 動力アシスト車両の入力トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力操作部材の回転に同期して回転する第１回
転体と、駆動輪の回転に同期して回転する第２回転体と
の間に生じる回転位相差に基づいて入力操作部材への入
力トルクを検出するようにした動力アシスト車両の入力
トルク検出装置において、両回転体の軸芯ずれが生じて
いても入力トルクを正確に検出し得るようにする。 【解決手段】第１磁性リング１３１は、第１回転体４０
とともに回転する合成樹脂製の第１保持部材１３３にＮ
極およびＳ極１３１Ｎ，１３１Ｓがリング状に設けられ
て成り、第２磁性リングは、第２回転体とともに回転す
る合成樹脂製の第２保持部材１４０にＮ極およびＳ極が
リング状に設けられて成り、第１保持部材１３３の内周
および外周の一方と、第２保持部材１４０の内周および
外周の他方とが、周方向に間隔をあけた複数箇所で相互
に当接される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動輪を回転駆動
すべく人力により操作される入力操作部材の回転に同期
して回転する第１回転体と、第１回転体との間に弾性部
材を介在させて第１回転体と同軸に配置されるとともに
前記駆動輪の回転に同期して回転する第２回転体とを備
え、第１および第２回転体間に生じる回転位相差に基づ
いて入力操作部材への入力トルクを検出する動力アシス
ト車両の入力トルク検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる入力トルク検出装置は、た
とえば特開平９−２８６３７６号公報により既に知られ
ており、このものでは、複数のＮ極およびＳ極が第１お
よび第２回転体にそれぞれ設けられ、両回転体の磁極を
それぞれ個別に検出することにより、両回転体の回転位
相差を求めて入力トルクを検出するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものは、第１および第２回転体に複数の磁極が直接設け
られるものであり、第１および第２回転体の軸芯ずれが
生じると、トルクが発生していないにもかかわらず両回
転体の偏心回転によってトルクが生じていると誤って認
識してしまうことがある。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、両回転体の軸芯ずれが生じていても入力トル
クを正確に検出し得るようにした動力アシスト車両の入
力トルク検出装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、駆動輪を回転駆動すべく人
力により操作される入力操作部材の回転に同期して回転
する第１回転体と、第１回転体との間に弾性部材を介在
させて第１回転体と同軸に配置されるとともに前記駆動
輪の回転に同期して回転する第２回転体とを備え、第１
および第２回転体間に生じる回転位相差に基づいて入力
操作部材への入力トルクを検出する動力アシスト車両の
入力トルク検出装置において、第１回転体とともに回転
する弾性変形可能な第１保持部材に周方向に隣接して極
性を異ならせる複数のＮ極およびＳ極がリング状に設け
られて成る第１磁性リングと、第１磁性リングのＮ極お
よびＳ極と同一角度でリング状に配置される複数のＮ極
およびＳ極が第２回転体とともに回転する弾性変形可能
な第２保持部材に設けられて成る第２磁性リングと、第
１磁性リングに対向した固定位置に複数配置されて第１
磁性リングのＮ極およびＳ極を検出する第１センサと、
第２磁性リングに対向した固定位置に複数配置されて第
２磁性リングのＮ極およびＳ極を検出する第２センサ
と、第１および第２センサの検出信号の組み合わせパタ
ーンにより第１および第２回転体の回転位相差を判断す
るとともに該回転位相差を前記入力操作部材に加えられ
る入力トルクと認識するトルク判断手段とを含み、前記
第１保持部材の内周および外周の一方と、前記第２保持
部材の内周および外周の他方とが、周方向に間隔をあけ
た複数箇所で相互に当接されることを特徴とする。

【０００６】このような構成によれば、入力操作部材へ
のトルク入力に応じて、入力操作部材とともに回転する
第１回転体と、駆動輪とともに回転する第２回転体との
間に回転位相差を生じ、第１回転体に連結される第１磁
性リングと、第２回転体に連結される第２磁性リングと
の間にも回転位相差を生じるので、複数の第１センサお
よび複数の第２センサの検出信号の組み合わせパターン
に基づいて入力トルクを検出することができる。しかも
第１回転体に連結される第１磁性リングにおける第１保
持部材の内周および外周の一方と、第２回転体に連結さ
れる第２磁性リングにおける第２保持部材の内周および
外周の他方とが当接されるので、第１および第２回転体
の軸芯ずれが生じていたとしても、第１保持部材および
第２保持部材が、相互の当接部以外の部分を弾性変形さ
せて同芯を保持することができる。このような場合、軸
芯のずれを矯正したことにより第１および第２回転体の
フリクションが高くなってしまうこともあるが、第１お
よび第２保持部材は周方向に間隔をあけた複数箇所での
み相互に当接されるので、両保持部材の当接部のみを厳
密に製造しておくことで、両回転体のスムーズな回転を
維持することができる。したがって両回転体の軸芯ずれ
が生じていても入力トルクの検出値に前記軸芯ずれによ
る悪影響が及ぶことを極力防止し、入力トルクをより正
確に検出することが可能となる。

【０００７】また請求項２記載の発明は、上記請求項１
記載の発明の構成に加えて、第１および第２回転体の一
方の一直径線に沿う方向で制限された範囲での移動を可
能として両回転体の一方に中間連結部材が連結され、第
１および第２磁性リングの一方が、前記一直径線と直交
する方向での制限された範囲での移動を可能として前記
中間連結部材に連結されることを特徴とし、かかる構成
によれば、中間連結部材がオルダムジョイントの機能を
果たし、第１および第２回転体の軸芯ずれが生じていて
も第１および第２保持部材に過大な負荷が加わることを
防止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【０００９】図１ないし図１９は本発明を電動補助自転
車に適用したときの第１実施例を示すものであり、図１
は電動補助自転車の側面図、図２は図１の要部拡大図、
図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の要部拡大
図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図４の６−６
線断面図、図７は図５の７−７線拡大断面図、図８は図
２の８−８線拡大断面図、図９は図８の９−９線拡大断
面図、図１０は図９の１０−１０線断面図、図１１は図
４の１１−１１線断面図、図１２は中間連結部材の正面
図、図１３は図４の１３−１３線断面図、図１４は第１
センサと第１磁性リングの磁極との相対配置を示す図、
図１５は第１磁性リングとの周方向相対位置変化に伴な
う第１センサの検出パターンを説明するための図、図１
６は制御ユニットにおける電動モータの制御手順を示す
フローチャート、図１７は第１および第２磁性リングの
相対回転に伴なう第１および第２センサの検出パターン
を説明するための図、図１８は通常走行状態での位相差
検出を説明するための図、図１９は第１および第２磁性
リングの軸芯ずれを説明するための図である。

【００１０】先ず図１ないし図３において、動力アシス
ト車両としての電動補助自転車の車体フレーム２１Ａ
は、その前端のヘッドパイプ２２と、ヘッドパイプ２２
から後下りに延びるダウンパイプ２３と、ダウンパイプ
２３の後端に固着されて左右に延びる支持パイプ２４
と、支持パイプ２４から上方に立上がるシートポスト２
５とを備える。

【００１１】ヘッドパイプ２２にフロントフォーク２６
が操向可能に支承され、該フロントフォーク２６の下端
に前輪ＷＦが軸支され、フロントフォーク２６の上端に
操向ハンドル２７が設けられる。また車体フレーム２１
Ａの後部のシートポスト２５から後方側に延出される
左、右一対のリヤフォーク２８…の後端間に駆動輪とし
ての後輪ＷＲが軸支され、シートポスト２５の上部およ
び両リヤフォーク２８…間には左、右一対のステー２９
…が設けられる。

【００１２】シートポスト２５には、上端にシート３０
を備える支持軸３１がシート３０の上下位置を調整可能
として装着されており、シート３０の下方でシートポス
ト２５の前部には、図示しないバッテリを挿脱可能に収
納せしめるバッテリ収納箱３２が設けられる。

【００１３】車体フレーム２１Ａの支持パイプ２４を同
軸に貫通するクランク軸３６の左端および右端に入力操
作部材としてのクランクペダル３７Ｌ，３７Ｒがそれぞ
れ固定的に連結され、クランク軸３６を回転自在に貫通
せしめて支持パイプ２４の左端および右端をそれぞれ塞
ぐ蓋板３８Ｌ，３８Ｒとクランク軸３６との間にはボー
ルベアリング３９，３９がそれぞれ設けられる。すなわ
ちクランク軸３６は車体フレーム２１Ａで回転自在に支
承されることになる。

【００１４】支持パイプ２４よりも後方には、前記バッ
テリ収納箱３２に収納されたバッテリから電力を供給さ
れる電動モータ３４を有するパワーユニット３５が配置
され、該パワーユニット３５は、支持パイプ２４および
右側のリヤフォーク２８で支持される。

【００１５】クランク軸３６の左右両端のクランクペダ
ル３７Ｌ，３７Ｒによる踏力は、それらのクランクペダ
ル３７Ｌ，３７Ｒの回転に同期して第１回転体としての
第１回転円板４０に伝達されるものであり、右側のクラ
ンクペダル３７Ｒと第１回転円板４０との間には第１回
転円板４０からクランクペダル３７Ｒへのトルク伝達を
遮断する第１ワンウエイクラッチ４１が設けられる。

【００１６】図４ないし図６を併せて参照して、第１ワ
ンウエイクラッチ４１は、右側のクランクペダル３７Ｒ
の基端部に一体に設けられてクランク軸３６を同軸に囲
繞するクラッチ内輪４２と、該クラッチ内輪４２を同軸
に囲繞するクラッチ外輪４３と、クラッチ内輪４２の外
周に枢支されるとともに環状のスプリング４５で拡開方
向に付勢された複数たとえば３個のラチェット爪４４…
とを備え、クラッチ外輪４３の内周には、前記各ラチェ
ット爪４４…を係合せしめるラチェット歯４６が形成さ
れ、クラッチ外輪４３の外周に第１回転円板４０の内周
が固着される。

【００１７】このような第１ワンウエイクラッチ４１に
よれば、クランクペダル３７Ｌ，３７Ｒを踏んでクラン
ク軸３６を正転させると、クランクペダル３７Ｌ，３７
Ｒの踏力が第１回転円板４０に伝達されるが、クランク
ペダル３７Ｌ，３７Ｒを踏んでクランク軸３６を逆転さ
せたときには、第１ワンウエイクラッチ４１がスリップ
してクランク軸３６の逆転が許容され、また第１回転円
板４０からクランクペダル３７Ｒ側にトルクが伝達され
ることもない。

【００１８】クランク軸３６の軸線に沿って第１回転円
板４０の内方側で隣接した位置には、第１回転円板４０
よりも大径に形成される第２回転体としての第２回転円
板４８がクランク軸３６を同軸に囲繞するようにして配
置されており、第２回転円板４８の内周部は、第１ワン
ウエイクラッチ４１のクラッチ内輪４２と、円筒状の支
持部材５０が備える鍔部５０ａとの間に相対回転を可能
として配置され、支持部材５０は、クランク軸３６を相
対回転自在に囲繞してクラッチ内輪４２の内周に、たと
えばねじ結合等により結合される。また前記クランク軸
３６の軸線に沿って第１回転円板４０の外方側には、第
１回転円板４０の外周部を第２回転円板４８との間に挟
むようにしてリング状の挟持板４９が配置される。

【００１９】第１回転円板４０の外周寄りの部分の周方
向に沿う複数箇所たとえば等間隔をあけた４箇所には、
クランク軸３６の軸線を中心とする仮想円に沿って円弧
状に延びる案内孔５１，５１…が設けられており、各案
内孔５１，５１…にそれぞれ挿通される円筒状のカラー
５２，５２…が第２回転円板４８および挟持板４９間に
配置され、第２回転円板４８および挟持板４９は、各カ
ラー５２，５２…を貫通するリベット５３，５３…で相
互に連結される。したがって第２回転円板４８および挟
持板４９は、各カラー５２，５２…が案内孔５１，５１
…内で移動し得る範囲で第１回転円板４０に対して相対
回転することができる。而して第１回転円板４０と、第
２回転円板４８および挟持板４９との対向面には、錆の
発生を防止するための防錆フィルム（図示せず）がそれ
ぞれ貼着されている。

【００２０】第１回転円板４０の周方向に間隔をあけた
複数箇所たとえば６箇所には、第１回転円板４０の周方
向に比較的長く延びる第１収納孔５４，５４…が設けら
れており、第２回転円板４８および規制板４９にも、第
１回転円板４０の各第１収納孔５４，５４…に対応した
第１規制孔５５，５５…，５６，５６…がそれぞれ設け
られる。各第１収納孔５４，５４…および各第１規制孔
５５，５５…，５６，５６…には、弾性部材としてのコ
イルばね５７，５７…が収納されており、第１回転円板
４０と、第２回転円板４８および挟持板４９とが相対回
転していないときには、各コイルばね５７，５７…の両
端は各第１収納孔５４，５４…および各第１規制孔５
５，５５…，５６，５６…の両端に当接した状態にあ
る。しかるに、クランクペダル３７Ｌ，３７Ｒからの操
作力が第１回転円板４０に入力されるのに応じて、第２
回転円板４８および挟持板４９に対して図６の矢印５８
で示す方向に第１回転円板４０が相対回転すると、各コ
イルばね５７，５７…の一端は各第１収納孔５４，５４
…の一端に当接したままであるが、他端は各第１規制孔
５５，５５…，５６，５６…の他端で押されて各第１収
納孔５４，５４…の他端から離反するようになる。すな
わち第１回転円板４０は、各コイルばね５７，５７…を
圧縮しつつ、第２回転円板４８および挟持板４９に対し
て相対回転することになる。

【００２１】前記各第１収納孔５４，５４…および各第
１規制孔５５，５５…，５６，５６…へのコイルばね５
７，５７…の収納状態を保持するために、第２回転円板
４８には、各第１規制孔５５，５５…の両側縁からコイ
ルばね５７，５７…の外周にほぼ沿って斜めに延びる保
持壁部５５ａ，５５ａ…が設けられ、挟持板４９には、
各第１規制孔５６，５６…の両側縁からコイルばね５
７，５７…の外周にほぼ沿って斜めに延びる保持壁部５
６ａ，５６ａ…が設けられる。

【００２２】図７を併せて参照して、第１回転円板４０
の周方向に間隔をあけた複数箇所たとえば第１回転円板
４０の周方向に１８０度の間隔をあけた２箇所には、第
１回転円板４０の周方向に比較的長く延びる第２収納孔
６０，６０…が設けられており、第２回転円板４８およ
び規制板４９にも、各第２収納孔６０，６０に対応した
第２規制孔６１，６１；６２，６２がそれぞれ設けられ
る。

【００２３】各第２収納孔６０，６０および各第２規制
孔６１，６１；６２，６２には、コイル状のカウンター
ばね６３，６３が収納される。しかも第１回転円板４０
にクランクペダル３７Ｌ，３７Ｒからの操作力が入力さ
れていない状態では、第２収納孔６０，６０に対する第
２規制孔６１，６１；６２，６２の位置は、第１回転円
板４０の周方向にずれており、カウンターばね６３，６
３は、第２収納孔６，６０の一端と、第２規制孔６１，
６１；６２，６２の他端との間で縮められている。した
がってカウンターばね６３，６３は、第１回転円板４０
に操作力が入力されていない状態で第１回転円板４０を
図６の矢印５８と逆方向に付勢するばね力を発揮するも
のであり、第１回転円板４０が第２回転円板４８および
挟持板４９に対して矢印５８の方向に相対回転するのに
応じてカウンターばね６３，６３のばね荷重は低下す
る。

【００２４】このようなカウンターばね６３，６３は、
複数個たとえば６個のコイルばね５７，５７…のセット
荷重にばらつきが生じていても、第１回転円板４０が、
第２回転円板４８および挟持板４９に対して矢印５８の
方向に相対回転し始める際の第１回転円板４０への操作
入力を一定に定める働きをする。

【００２５】第１回転円板４０および挟持板４９は、挟
持板４９の内周に複数個たとえば４個のクリップ６７…
で結合されるカバー６４で覆われており、第１ワンウエ
イクラッチ４１のクラッチ外輪４３に装着された環状の
弾性シール部材６５の外周側に設けられるリップ部６５
ａがカバー６４の内周部内面に弾発的に接触せしめら
れ、また前記弾性シール部材６５の内周側に設けられる
リップ部６５ｂがクラッチ内輪４２に弾発的に接触せし
められる。而して第１ワンウエイクラッチ４１のクラッ
チ内輪４２およびクラッチ外輪４３間には、前記リップ
部６５ｂで封入されるようにしてグリス６６が充填され
る。

【００２６】前記カバー６４から外側方に突出する第２
回転円板４８の外周にはペダルスプロケット６８が設け
られており、該ペダルスプロケット６８と、パワーユニ
ット３５で駆動される駆動スプロケット６９と、後輪Ｗ
Ｒの車軸に設けられた被動スプロケット７０とに無端状
のチェーン７１が巻掛けられ、該チェーン７１に張力を
与えるテンショナ７２が備えるスプロケット７３が駆動
スプロケット６９および被動スプロケット７０間でチェ
ーン７１に噛合される。

【００２７】したがって第１ワンウエイクラッチ４１を
介して第１回転円板４０に伝達されるクランクペダル３
７Ｌ，３７Ｒの踏力は、各コイルばね５７，５７…を圧
縮しつつ第２回転円板４８すなわちペダルスプロケット
６８に伝達され、さらにチェーン７１および被動スプロ
ケット７０を介して後輪ＷＲに伝達されることになり、
またパワーユニット３５から駆動スプロケット６９に与
えられるアシスト動力はチェーン７１および被動スプロ
ケット７０を介して後輪ＷＲに伝達され、このパワーユ
ニット３５からのアシスト動力によるトルクは第１ワン
ウエイクラッチ４１の働きによりクランクペダル３７
Ｌ，３７Ｒ側に伝達されることはない。

【００２８】図８において、パワーユニット３５のケー
シング７５は、左ケーシング半体７６と、該左ケーシン
グ半体７６との間に第１収納室７９を形成して左ケーシ
ング半体７６に結合される右ケーシング半体７７と、左
ケーシング半体７６との間に第２収納室８０を形成して
左ケーシング半体７６に結合されるカバー７８とから成
る。

【００２９】第２収納室８０内には、、クランク軸３６
の回転軸線と平行な回転軸線を有する電動モータ３４が
収納されており、該電動モータ３４は左ケーシング半体
７６で固定的に支持される。この電動モータ３４の出力
は、クランクペダル３７Ｌ，３７Ｒによる踏力をアシス
トすべく、減速ローラ式減速機８１、減速ギヤ列８２お
よび第２ワンウェイクラッチ８３を介して駆動スプロケ
ット６９に伝達される。

【００３０】図９を併せて参照して、減速ローラ式減速
機８１は、電動モータ３４が備えるモータ軸８４と、該
モータ軸８４を囲繞する碗状の外輪８５と、モータ軸８
４の外面および外輪８５の内面に接触して転動し得る複
数たとえば３つの減速ローラ８６，８７，８８とを備え
るものであり、電動モータ３４からのアシスト動力を静
粛にかつ減速して減速ギヤ列８２側に伝達する機能を果
す。

【００３１】モータ軸８４は、左ケーシング半体７６に
設けられる円筒状の第１軸受部８９にボールベアリング
９０を介して回転自在に支承され、第２収納室８０から
第１収納室７９側に突出される。外輪８５は、モータ軸
８４の第１収納室７９側への突出端部を囲繞するように
して第１収納室７９内に配置されており、この外輪８５
の閉塞端部中央には出力軸１１５の基端部が同軸に固着
される。一方、右ケーシング半体７７には、出力軸１１
５の先端部に対応した円筒状の第２軸受部９１が設けら
れており、出力軸１１５の先端部はボールベアリング９
２を介して前記第２軸受部９１で回転自在に支承され
る。

【００３２】減速ローラ８６，８７，８８は、ローラ軸
９３，９４，９５に、ニードルベアリング９６，９７，
９８を介して回転自在に支承されるものであり、各ロー
ラ軸９３〜９５の一端は左ケーシング半体７７で支持さ
れ、各ローラ軸９３〜９５の他端は支持板９９で支持さ
れる。而して支持板９９は、各減速ローラ８６〜８８相
互間で左ケーシング半体７７に一体に設けられたボス部
１００…にねじ部材１０１…によって締着される。

【００３３】前記各減速ローラ８６〜８８のうち、減速
ローラ８６，８７はモータ軸８４の周方向に沿う位置を
固定として左ケーシング半体７７および支持板９９に支
持されるものであり、減速ローラ８６，８７におけるロ
ーラ軸９３，９４の一端をそれぞれ嵌合せしめる有底の
嵌合孔１０２…が左ケーシング半体７７に設けられる。

【００３４】また各減速ローラ８６〜８８のうち、減速
ローラ８８はモータ軸８４の回転時に該モータ軸８４と
の摩擦係合によりモータ軸８４および外輪８５間に食込
むように移動すべく、モータ軸８４の周方向に沿う位置
を制限された範囲内で変化させることを可能として、左
ケーシング半体７７および支持板９９に支持されるもの
である。

【００３５】図１０を併せて参照して、左ケーシング半
体７７には、減速ローラ８８におけるローラ軸９５の一
端を嵌合させる有底の嵌合孔１０３が、モータ軸８４の
周方向にほぼ沿う方向に長くして設けられる。しかも嵌
合孔１０３内においてローラ軸９５の側面には、押圧ピ
ン１０４の一端が当接されており、この押圧ピン１０４
および左ケーシング半体７７間に設けられて押圧ピン１
０４をローラ軸９５に当接させる方向に付勢するばね１
０５のばね力により、減速ローラ８８は、モータ軸８４
および外輪８５間に食込む方向にばね付勢されている。

【００３６】また各減速ローラ８６〜８８のうち、減速
ローラ８６，８８が同一外径を有するものであるのに対
し、減速ローラ８７の外径は、減速ローラ８６，８８の
外径よりも大径に形成されており、モータ軸８４の軸線
に対して出力軸１１５の軸線は偏心している。

【００３７】このような減速ローラ式減速機８１によれ
ば、電動モータ３４の作動に応じてモータ軸８４が図９
の矢印１０６の方向に回転すると、減速ローラ８８がモ
ータ軸８４および外輪８５間に食込むように引き込まれ
て楔作用を発揮し、各減速ローラ８６〜８８と、モータ
軸８４および外輪８５との間の接触面圧が増加し、モー
タ３４の出力トルクがモータ軸８４から各減速ローラ８
６〜８８および外輪８５を介して出力軸１１５に伝達さ
れる。この際、モータ軸８４は、その周囲の３方向から
減速ローラ８６，８７，８８で拘束されることになり、
減速ローラ８６〜８８およびモータ軸８４間に電動モー
タ３４の駆動トルクに比例した力が働くので、電動モー
タ３４で生じる振動を減速ローラ式減速機８１で減衰す
ることができる。

【００３８】減速ギヤ列８２は、動力伝達部としての駆
動ギヤ１０７と、該駆動ギヤ１０７に噛合される被動ギ
ヤ１０８とから成り、駆動ギヤ１０７は、右ケーシング
半体７７の第２軸受部９１と、外輪８５との間で、出力
軸１１５に一体に設けられる。

【００３９】ところで、上述の減速ローラ式減速機８１
において、モータ軸８４はボールベアリング９０を介し
て左ケーシング半体７６の第１軸受部８９に支持され、
また出力軸１１５はボールベアリング９２を介して右ケ
ーシング半体７７の第２軸受部９１で片持ち支持される
のであるが、ボールベアリング９０の中心から各減速ロ
ーラ８６〜８８の軸方向中心までの長さＬＡがモータ軸
８４における各減速ローラ８６〜８８への接触部の外径
ＤＡの２倍よりも大きく（ＬＡ＞ＤＡ×２）設定され、
また各減速ローラ８６〜８８の軸方向中心からボールベ
アリング９２の軸方向中心までの長さＬＢが外輪８５の
内径ＤＢの１／２よりも大きく（ＬＢ＞ＤＢ×１／２）
設定される。

【００４０】このような寸法設定によると、減速ローラ
式減速機８１の各減速ローラ８６〜８８およびモータ軸
８４の組付精度を比較的粗く設定しながらも、その影響
が出力軸１１５の駆動ギヤ１０７への被動ギヤ１０８の
噛合部で最小となるように、モータ軸８４のボールベア
リング９０からの支持長さと、出力軸１１５のボールベ
アリング９２からの片持ち支持長さとがそれぞれ適正に
設定されることになる。

【００４１】減速ギヤ列８２の被動ギヤ１０８は、回転
駆動軸１０９を同軸に囲繞して配置されるものであり、
該回転駆動軸１０９は、ボールベアリング１１０を介し
て右ケーシング半体７７に回転自在に支承されるととも
に、ボールベアリング１１１を介して左ケーシング半体
７６に回転自在に支承され、回転駆動軸１０９の右ケー
シング半体７７からの突出端部に駆動スプロケット６９
が固着される。

【００４２】回転駆動軸１０９および被動ギヤ１０８間
には、ボールベアリング１１２が設けられるとともに、
第２ワンウェイクラッチ８３が設けられる。第２ワンウ
ェイクラッチ８３は、被動ギヤ１０８に一体に設けられ
るクラッチ外輪１１３と、回転駆動軸１０９に一体に設
けられるクラッチ内輪１１４とを有して、第１ワンウェ
イクラッチ４１と同様に構成される。而して第２ワンウ
ェイクラッチ８３は、電動モータ３４の作動に伴なって
減速ローラ式減速機８１および減速ギヤ列８２で減速さ
れたトルクを回転駆動軸１０９すなわち駆動スプロケッ
ト６９に伝達することを許容するが、電動モータ３４の
作動が停止したときには、クランクペダル３７Ｌ，３７
Ｒの踏力による駆動スプロケット６９の回転を妨げるこ
とがないように回転駆動軸１０９の空転を許容する働き
をする。

【００４３】ところで、ケーシング７５は、クランク軸
３６よりも後方側下部に電動モータ３４が配置されるよ
うにして、車体フレーム２１Ａの支持パイプ２４および
右側のリヤフォーク２８に支持されるものであり、右側
のリヤフォーク２８に固着されたブラケット１１６に、
ケーシング７５に設けられたハンガー部１１７が締結さ
れ、また支持パイプ２４に固着されたブラケット１１８
に、ケーシング７５に設けられたハンガー部１１９が締
結される。

【００４４】駆動スプロケット６９よりも後方側斜め下
でケーシング７５には、チェーン７１を緊張せしめるテ
ンショナ７２が取付けられる。該テンショナ７２は、駆
動スプロケット６９と平行な軸線まわりの揺動を可能と
してケーシング７５に基端部が支持されるレバー１２２
と、該レバー１２２の先端に回転自在に支持されるスプ
ロケット７３と、スプロケット７３に噛合したチェーン
７１を緊張せしめる方向にレバー１２２を付勢するばね
１２３とを備える。

【００４５】第２収納室８０内で電動モータ３４の側方
には、トルク判断手段としての制御ユニット１２４が収
納される。この制御ユニット１２４は、左ケーシング半
体７６に取付けられるアルミ基板１２５、該アルミ基板
１２５との間に間隔をあけて左ケーシング半体７６に取
付けられるプリント基板１２６、アルミ基板１２５上に
配置されるＦＥＴ１２７等、ならびにプリント基板１２
６上に配置されるコンデンサ１２８、リレー１２９およ
びＣＰＵ１３０等を備えるものであり、電動モータ３４
の作動が該制御ユニット１２４で制御される。

【００４６】再び図４において、第２回転円板４８に関
して第１回転円板４０とは反対側には、第１回転円板４
０とともに回転する第１磁性リング１３１が配置され、
第１磁性リング１３１を第２回転円板４８との間に挟む
位置には、第２回転円板４８とともに回転する第２磁性
リング１３２が配置される。すなわち第１および第２磁
性リング１３１，１３２は、第１および第２回転円板４
０，４８の軸方向一側で軸方向に並んで配置される。

【００４７】図１１において、第１磁性リング１３１
は、周方向に隣接して相互に極性を異ならせるようにし
てリング状に配置される複数のＮ極１３１Ｎ…および複
数のＳ極１３１Ｓ…が、たとえば合成樹脂により形成さ
れて弾性変形可能である第１保持部材１３３に設けられ
て成るものであり、Ｎ極１３１Ｎ…およびＳ極１３１Ｓ
…は、たとえば３度の中心角を有して６０極ずつ第１保
持部材１３３に設けられる。

【００４８】第１保持部材１３３は、Ｎ極１３１Ｎ…お
よびＳ極１３１Ｓ…が内周に設けられる円筒状の支持部
１３３ａと、該支持部１３３ａから第１回転円板４０側
に延びる一対の係合爪部１３３ｂ，１３３ｂとを一体に
備えるものであり、両係合爪部１３３ｂ，１３３ｂは、
支持部１３３ａの周方向で二叉に分岐するように形成さ
れて該支持部１３３ａの一直径線上に配置される。

【００４９】第１磁性リング１３１に隣接する第２回転
円板４８の周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば４
箇所には挿通孔１３４…が設けられており、第１回転円
板４０には、前記各挿通孔１３４…のうちの２つを貫通
した係合爪部１３３ｂ，１３３ｂを貫通させる一対の挿
通孔１３５，１３５が設けられる。

【００５０】一方、第１回転円板４０とカバー６４との
間で挟持板４９の内方側には、図１２で示す合成樹脂製
の中間連結部材１３６が配置される。この中間連結部材
１３６は、弾性シール部材６５を囲繞するリング部１３
６ａと、該リング部１３６ａの一直径線上で該リング部
１３６ａの外周から外方に張出す一対の第１耳部１３６
ｂ，１３６ｂと、第１耳部１３６ｂ，１３６ｂが配置さ
れる前記一直径線と直交する他の一直径線上で前記リン
グ部１３６ａの外周から外方に張出す一対の第２耳部１
３６ｃ，１３６ｃとを一体に備えるものである。しかも
第１耳部１３５ｂ，１３５ｂには、第１回転円板４０の
挿通孔１３５，１３５から突出した係合爪部１３３ｂ，
１３３ｂを弾発係合させる係合孔１３７，１３７が設け
られる。また第２耳部１３６ｃ，１３６ｃには、リング
部１３６ａの周方向に二叉に分岐した係合爪部１３８，
１３８が、第１回転円板４０側に突出するようにして一
体に設けられており、それらの係合爪部１３８，１３８
を弾発係合させる係合孔１３９，１３９が第１回転円板
４０に設けられる。

【００５１】而して第１保持部材１３３の係合爪部１３
３ｂ，１３３ｂと、中間連結部材１３６の係合爪部１３
８，１３８とは、第１保持部材１３３および中間連結部
材１３６が合成樹脂から成るものであることにより撓む
ことが可能であり、中間連結部材１３６は、第１回転円
板４０の一直径線に沿う方向で制限された範囲での移動
を可能として第１回転円板４０に連結され、第１磁性リ
ング１３１が設けられている第１保持部材１３３が、前
記一直径線と直交する方向での制限された範囲での移動
を可能として中間連結部材１３６に連結されることにな
り、中間連結部材１３６は、第１回転円板４０および第
１保持部材１３３間をオルダムジョイントの機能を発揮
して連結することになる。

【００５２】ところで、第１および第２回転円板４０，
４８は相対回転するものであるので、第２回転円板４８
に設けられている前記各挿通孔１３４…は、第１および
第２回転円板４０，４８の相対回転時にも係合爪部１３
３ｂ…が挿通孔１３４…の周方向両側に接触することが
ないように第２回転円板４８の周方向に沿って比較的長
く形成される。

【００５３】図１３を併せて参照して、第２磁性リング
１３２は、周方向に隣接して相互に極性を異ならせるよ
うにしてリング状に配置される複数のＮ極１３２Ｎ…お
よび複数のＳ極１３２Ｓ…が、たとえば合成樹脂により
形成されて弾性変形可能な第２保持部材１４０に設けら
れて成るものであり、Ｎ極１３２Ｎ…およびＳ極１３２
Ｓ…は、第１磁性リング１３１のＮ極１３１Ｎ…および
Ｓ極１３１Ｓ…と同一角度で第２保持部材１４０に設け
られる。

【００５４】第２保持部材１４０は、Ｎ極１３１Ｎ…お
よびＳ極１３１Ｓ…が内周に設けられる円筒状の支持部
１４０ａと、第１回転円板４０とは反対側で第２回転円
板４８の各規制孔５５…に対応する部分を覆うようにし
て支持部１４０ａから半径方向外方に張出すカバー部１
４０ｂと、第２回転円板４８に当接するようにしてカバ
ー部１４０ｂから突出する複数たとえば４つの当接脚部
１４０ｃ…と、周方向に等間隔をあけた４箇所でカバー
部１４０ｂから第２回転円板４８側に突出する係合爪部
１４０ｄ，１４０ｄ…とを一体に備える。

【００５５】一方、第２回転円板４８の周方向複数箇所
たとえば４箇所には各係合爪部１４０ｄ，１４０ｄ…を
それぞれ弾発係合せしめる係合孔１４１，１４１…が設
けられており、第２磁性リング１３２の第２保持部材１
４０は、第２回転円板４８に弾性係合されることにな
る。また第１回転円板４０には、係合孔１４１…に係合
した係合爪部１４０ｄ…をそれぞれ配置せしめる開口部
１４２…が設けられており、第１および第２回転円板４
０，４８は相対回転するものであるので、各開口部１４
２…は、第１および第２回転円板４０，４８の相対回転
時にも係合爪部１４０ｄ…が開口部１４２…の周方向両
側に接触することがないように第１回転円板４０の周方
向に沿って比較的長く形成される。

【００５６】第２保持部材１４０における支持部１４０
ａの第２回転円板４８側内周には、円形の凹部１４３が
設けられており、第１保持部材１３３における支持部１
３３ａが該凹部１４３に挿入される。しかも第１保持部
材１３３の支持部１３３ａにおける外面には、その周方
向に間隔をあけた複数箇所たとえば等間隔をあけた４箇
所で凹部１４３の内面に摺接する突部１４４，１４４…
が一体に設けられる。したがって、第１保持部材１３３
における支持部１３３ａの外周と、第２保持部材１４０
における支持部１４０ａの内周とが、周方向に間隔をあ
けた複数箇所で相互に当接されることになる。

【００５７】第１磁性リング１３１の内方には、第１磁
性リング１３１が内周に備えるＮ極１３１Ｎ…およびＳ
極１３１Ｓ…を検出する第１センサ１４５Ａ…が周方向
に等間隔をあけてたとえば４個配置されるとともに、そ
れらの第１センサ１４５Ａ…の１つと周方向に１８０度
間隔をあけた位置でＮ極１３１Ｎ…およびＳ極１３１Ｓ
…を検出する単一の第１センサ１４５Ｂが配置されてお
り、また第２磁性リング１３２の内方には、第２磁性リ
ング１３２が内周に備えるＮ極１３２Ｎ…およびＳ極１
３２Ｓ…を検出する第２センサ１４６Ａ…が周方向に等
間隔をあけてたとえば４個配置されるとともに、それら
の第２センサ１４６Ａ…の１つと周方向に１８０度間隔
をあけた位置でＮ極１３２Ｎ…およびＳ極１３２Ｓ…を
検出する単一の第２センサ１４６Ｂが配置される。

【００５８】これらの第１および第２センサ１４５Ａ
…，１４５Ｂ；１４６Ａ…，１４６Ｂは、磁極を検出す
るものであればよく、たとえばホール素子やＭＲ素子が
好適に用いられる。

【００５９】第１センサ１４５Ａ…，１４５Ｂおよび第
２センサ１４６Ａ…，１４６Ｂは、合成樹脂等から成る
ベース部材１４７に埋設されており、該ベース部材１４
７は、車体フレーム２１Ａにおける支持パイプ２４に支
持される。またベース部材１４７には、第１保持部材１
３１の内周に外周を係合、当接せしめる支持板１４９が
取付けられており、この支持板１４９により、第１保持
部材１３１の第２回転円板４８側への移動が阻止され
る。

【００６０】図１４において、４つの第１センサ１４５
Ａ…は、Ｎ極１３１Ｎ…およびＳ極１３１Ｓ…が３度ず
つの角度を有するものであるのに対して、相互間に６．
７５度ずつの間隔をあけてベース部材１４７に埋設され
るものであり、このようなＮ極１３１Ｎ…およびＳ極１
３１Ｓ…と、第１センサ１４５Ａ…との配置によれば、
固定の第１センサ１４５Ａ…に対して第１磁性リング１
３１が図１４の矢印で示す方向に角偏位したときに、
０．７５度毎に設定される第１ステージＳＴ１〜第８ス
テージＳＴ８までの各ステージＳＴ１〜ＳＴ８毎に、４
つの第１センサ１４５Ａ…による検出信号の組み合わせ
パターンが異なることになる。

【００６１】ここで、４つの第１センサ１４５Ａ…にそ
の配列順にＮＯ．１〜ＮＯ．４までの順番を付し、Ｎ極
１３１Ｎの検出時にハイレベルの信号を第１センサ１４
５Ａが出力するとすると、ＮＯ．１〜ＮＯ．４の第１セ
ンサ１４５Ａ…は、各ステージＳＴ１〜ＳＴ８毎に図１
５で示すような信号を出力することになる。すなわちハ
イレベル信号を「１」、ローレベル信号を「０」とした
ときに、第１ステージＳＴ１では各第１センサ１４５Ａ
…の出力信号の組み合わせが２進数で「１１１１」（１
６進数ではＯＦ）、第２ステージＳＴ２では各第１セン
サ１４５Ａ…の出力信号の組み合わせが２進数で「１１
１０」（１６進数ではＯＥ）、第３ステージＳＴ３では
各第１センサ１４５Ａ…の出力信号の組み合わせが２進
数で「１１００」（１６進数ではＯＣ）、第４ステージ
ＳＴ４では各第１センサ１４５Ａ…の出力信号の組み合
わせが２進数で「１０００」（１６進数では０８）、第
５ステージＳＴ５では各第１センサ１４５Ａ…の出力信
号の組み合わせが２進数で「００００」（１６進数では
００）、第６ステージＳＴ６では各第１センサ１４５Ａ
…の出力信号の組み合わせが２進数で「０００１」（１
６進数では０１）、第７ステージＳＴ７では各第１セン
サ１４５Ａ…の出力信号の組み合わせが２進数で「００
１１」（１６進数では０３）、第８ステージＳＴ８では
各第１センサ１４５Ａ…の出力信号の組み合わせが２進
数で「０１１１」（１６進数では０７）となる。

【００６２】４つの第２センサ１４６Ａ…は、第１セン
サ１４５Ａ…と、第１磁性リング１３１のＮ極１３１Ｎ
およびＳ極１３１Ｓとの相対位置と同一の相対位置関係
を第２磁性リング１３２のＮ極１３２ＮおよびＳ極１３
２Ｓとの間に持つようにして、ベース部材１４７に埋設
されており、固定の第２センサ１４６Ａ…に対して第２
磁性リング１３２が第１ステージＳＴ１３〜第８ステー
ジＳＴ８まで角偏位する毎に、４つの第２センサ１４６
Ａ…による検出信号の組み合わせパターンが、４つの第
１センサ１４５Ａ…によるものと同様に異なることにな
る。

【００６３】したがって、第１および第２回転円板４
０，４８の回転位相差の最大値が第８ステージＳＴ８の
範囲（８×０．７５度＝６度）内であれば、クランクペ
ダル３７Ｌ，３７Ｒに入力トルクが加えられることによ
って生じる前記回転位相差に応じて第１および第２セン
サ１４５Ａ…，１４６Ａ…の検出信号の組み合わせパタ
ーンが変化することになり、制御ユニット１２４は両回
転円板４０，４８の回転位相差を判断することができ
る。

【００６４】このような第１センサ１４５Ａ…および第
２センサ１４６Ａ…の検出信号は制御ユニット１２４に
入力されるものであり、制御ユニット１２４は、第１お
よび第２センサ１４５Ａ…，１４６Ａ…の検出信号に応
じて、図１６で示す手順に従って、電動モータ３４の作
動を制御する。

【００６５】図１６において、ステップＳ１では車速を
演算し、ステップＳ２では、車速が設定車速ＶＳ以上で
あるか否かを判定する。この判定車速ＶＳは、クランク
ペダル３７Ｌ，３７Ｒの踏み込み開始時で電動補助自転
車が走行開始前のほぼ停車状態にあるか否かを判定する
ために「０」に近い値、たとえば０．５〜１ｋｍ／ｈと
して予め設定されるものであり、車速が設定車速ＶＳ未
満であると判定したとき、すなわちクランクペダル３７
Ｌ，３７Ｒの踏み込み開始時であると判定したときに
は、ステップＳ３に進む。

【００６６】ステップＳ３では４つの第１センサ１４５
Ａ…の出力を読込み、次のステップＳ４で４つの第１セ
ンサ１４５Ａ…の検出パターンを算出する。またステッ
プＳ５では、４つの第２センサ１４６Ａ…の出力を読込
み、次のステップＳ６で４つの第２センサ１４６Ａ…の
検出パターンを算出する。さらにステップＳ７では、第
１および第２磁性リング１３１，１３２の位相差すなわ
ち第１および第２回転円板４０，４８の回転位相差を第
１センサ１４５Ａ…および第２センサ１４６Ａ…の検出
パターンの組み合わせによって算出する。

【００６７】ここで、トルク入力に応じた両回転円板４
０，４８の回転位相差発生に伴って、Ｎ０．１〜Ｎ０．
４の第１センサ１４５Ａ…の出力信号と、ＮＯ．１〜Ｎ
Ｏ．４の第２センサ１４６Ａ…の出力信号とが、図１７
で示すようなものとなっている場合を想定すると、検出
タイミングＴ１では、第１センサ１４５Ａ…の検出パタ
ーンが「０Ｅ」（１６進数）であるのに対し、第２セン
サ１４６Ａ…の検出パターンは「０７」（１６進数）で
ある。したがって第１センサ１４５Ａ…による検出パタ
ーンは第２ステージＳＴ２であることを示しているのに
対し、第２センサ１４６Ａ…による検出パターンは第８
ステージＳＴ８であることを示していることになり、両
回転円板４０，４８の回転位相差は（２−８＝−６）で
あり、ステージ数が「８」であることに基づく補数処理
を行なうと、回転位相差は２ステージ（１．５度）分と
なる。また検出タイミングＴ２では、第１センサ１４５
Ａ…の検出パターンが「００」（１６進数）であるのに
対し、第２センサ１４６Ａ…の検出パターンは「０８」
（１６進数）である。したがって第１センサ１４５Ａ…
による検出パターンは第４ステージＳＴ５であることを
示しているのに対し、第２センサ１４６Ａ…による検出
パターンは第４ステージＳＴ４であることを示している
ことになり、両回転円板４０，４８の回転位相差は（５
−４＝１）であり、回転位相差は１ステージ（０．７５
度）分となる。

【００６８】このようにして、検出可能な最大トルクの
１／８〜２／８のトルクが入力されたときに、検出タイ
ミングによって１あるいは２ステージ分の回転位相差が
第１センサ１４５Ａ…および第２センサ１４６Ａ…の検
出パターンの組み合わせによってステップＳ７でデジタ
ル値として得られることになり、ステップＳ８では、第
１および第２回転円板４０，４８間に設けられているコ
イルばね５７のばね定数を前記回転位相差に乗算するこ
とにより入力トルクを得ることができる。

【００６９】ステップＳ９では、ステップＳ８で得た入
力トルクに応じたモータ制御量を決定するが、電動モー
タ３４の作動はデューテイ制御されるものであり、ステ
ップＳ９では電動モータ３４のデューテイ制御量を算出
し、ステップＳ１０で、その制御量を出力することにな
る。

【００７０】このようなステップＳ１〜Ｓ１０の手順
は、クランクペダル３７Ｌ，３７Ｒの踏み込み開始時に
おける入力トルクの検出、ならびに検出した入力トルク
に基づく電動モータ３４の作動制御を行なうためのもの
であり、電動補助自転車が通常の走行状態となったとき
には、ステップＳ１１〜Ｓ１７の手順に続いてステップ
Ｓ８〜Ｓ１０の手順を実行することになる。すなわち、
ステップＳ２において車速が設定車速ＶＳ以上となった
判定したときには、ステップＳ２からステップＳ１１に
進み、このステップＳ１１で、４つの第１センサ１４５
Ａ…においてＮＯ．１の第１センサ１４５Ａの出力がハ
イレベルとなったかどうかを判定し、ハイレベルとなっ
たときにステップＳ１２でタイマによる計時を開始す
る。

【００７１】ステップＳ１３では、４つの第２センサ１
４６Ａ…においてＮＯ．１の第２センサ１４６Ａの出力
がハイレベルとなったかどうかを判定し、ハイレベルと
なったときにステップＳ１４でタイマの計値時ｔを記憶
する。さらにステップＳ１５で、４つの第１センサ１４
５Ａ…においてＮＯ．１の第１センサ１４５Ａの出力が
再びハイレベルとなったかどうかを判定し、再びハイレ
ベルとなったときにステップＳ１６でタイマによる計時
値Ｔを記憶するとともに、タイマをリセットする。

【００７２】このようなステップＳ１１〜Ｓ１６の手順
によると、ＮＯ．１の第１センサ１４５Ａの出力が図１
８（ａ）で示すようなものであり、ＮＯ．１の第２セン
サ１４６Ａの出力が図１８（ｂ）で示すようなものであ
るときに、計時値ｔは、第１および第２センサ１４５
Ａ，１４６Ａの出力のずれ時間を表すものであり、計時
値Ｔは、ＮＯ．１の第１センサ１４５Ａの検出周期を表
すものである。

【００７３】ステップＳ１７ではｔ／Ｔを算出するもの
であり、第１および第２磁性リング１３１，１３２の位
相差すなわち第１およひ第２回転円板４０，４８の位相
差をアナログ値であるｔ／ＴとしてステップＳ１７で得
ることができ、その後、ステップＳ８〜Ｓ１０を順次経
過することにより、電動補助自転車の通常走行状態での
電動モータ３４の作動制御が実行されることになる。

【００７４】ベース部材１４７には、各センサ１４５Ａ
…，１４５Ｂ，１４６Ａ…，１４６Ｂからの信号を取出
すためのカプラ部１５０が一体に設けられる。また第１
および第２磁性リング１３１，１３２と、ベース部材１
４７との間にはラビリンス構造１５１が構成され、ベー
ス部材１４７には第２磁性リング１３２に摺接する環状
のシール部材１５２が設けられ、支持パイプ２４の右端
に螺合される蓋板３８Ｒと支持パイプ２４との間に、ベ
ース部材１４７に摺接する環状のシール部材１５３が挟
持される。

【００７５】次にこの第１実施例の作用について説明す
ると、電動補助自転車を走行させるべく乗員がクランク
ペダル３７Ｌ，３７Ｒを踏むと、クランクペダル３７
Ｌ，３７Ｒの踏力が第１ワンウエイクラッチ４１、第１
回転円板４０、各コイルばね５７…および第２回転円板
４８を介してペダルスプロケット６８に伝達され、さら
にチェーン７１および被動スプロケット７０を介して後
輪ＷＲに動力が伝達されることになる。

【００７６】このときのクランクペダル３７Ｌ，３７Ｒ
による踏力に応じて第１回転円板４０と、第２回転円板
４８との間にはコイルばね５７…を圧縮しつつ回転位相
差が生じることになり、第１回転円板４０とともに回転
する第１磁性リング１３１におけるＮ極１３１Ｎおよび
Ｓ極１３１Ｓを検出する複数の第１センサ１４５Ａ…の
検出信号と、第２回転円板４８とともに回転する第２磁
性リング１３２におけるＮ極１３２ＮおよびＳ極１３２
Ｓを検出する複数の第２センサ１４６Ａ…の検出信号と
の組み合わせに応じて制御ユニット１２４が入力トルク
を演算し、その入力トルクに応じたアシスト動力を電動
モータ３４で発揮させるように制御ユニット１２４が電
動モータ３４を制御することにより、駆動スプロケット
６９の回転アシスト動力が制御され、乗員の負荷を軽減
することができる。

【００７７】このような電動補助自転車において、クラ
ンクペダル３７Ｌ，３７Ｒの操作初期にあって後輪ＷＲ
が回転していない状態でも、第１回転円板４０は第２回
転円板４８に対して回転位相差を生じることになり、し
たがって第１磁性リング１３１も第２磁性リング１３２
に対して回転位相差を生じるので、第１センサ１４５Ａ
…および第２センサ１４６Ａ…の検出信号の組み合わせ
パターンがクランクペダル３７Ｌ，３７Ｒの操作前に比
べて変化することになり、車両の停止状態での入力操作
開始初期に直ちに入力トルクを検出して電動モータ３４
によるアシスト動力を後輪ＷＲに付与することができ
る。

【００７８】しかも、クランクペダル３７Ｌ，３７Ｒの
操作初期にあって後輪ＷＲが回転していない状態では、
デジタル値として得た回転位相差に基づいて入力トルク
を演算するのであるが、電動補助自転車が通常の走行状
態に入ったときには、アナログ値として得た回転位相差
に基づいて入力トルクをリニアに演算することができ、
そのリニアな入力トルクに応じたアシスト動力を電動モ
ータ３４に発揮させるようにして入力トルクにリニアに
対応したアシスト動力を得ることができるものであり、
クランクペダル３７Ｌ，３７Ｒの操作初期から通常走行
状態までの全ての領域で入力トルクを確実に検出し、電
動モータ３４によるアシスト動力を後輪ＷＲに付与する
ことが可能となる。

【００７９】また第１回転円板４０とともに回転する第
１磁性リング１３１における第１保持部材１３３の外周
が、第２回転円板４８とともに回転する第２磁性リング
１３２における第２保持部材１４０の内周に接触してい
るので、第１保持部材１３３および第２保持部材１４０
が、相互の当接部以外の部分を弾性変形させて同芯を保
持することができる。このような場合、軸芯のずれを矯
正したことにより第１および第２回転円板４０，４８の
フリクションが高くなってしまうこともあるが、第１お
よび第２保持部材１３３，１４０は周方向に間隔をあけ
た複数箇所でのみ相互に当接されるので、両保持部材１
３３，１４０の当接部のみを厳密に製造しておくこと
で、第１および第２回転円板４０，４８のスムーズな回
転を維持することができる。したがって第１および第２
回転円板４０，４８の軸芯ずれが生じていたとしても、
その軸芯ずれが入力トルクの検出値に悪影響を及ぼすこ
とを極力防止し、入力トルクをより正確に検出すること
が可能となる。

【００８０】しかも第１回転円板４０の一直径線に沿う
方向で制限された範囲での移動を可能として第１回転円
板４０に中間連結部材１３５が連結され、第１磁性リン
グ１３１が、前記一直径線と直交する方向での制限され
た範囲での移動を可能として前記中間連結部材１３５に
連結されるので、中間連結部材１３５がオルダムジョイ
ントの機能を果たすことになり、両回転円板４０，４８
の軸芯ずれが生じていても第１および第２保持部材１３
３，１４０に過大な負荷が加わることを防止することが
できる。

【００８１】ところで、本実施例では、第１磁性リング
１３１に対応して４個の第１センサ１４５Ａ…が周方向
に等間隔をあけて配置されるとともに、それらの第１セ
ンサ１４５Ａ…の１つと周方向に１８０度間隔をあけた
位置に単一の第１センサ１４５Ｂが配置され、また第２
磁性リング１３２に対応して４個の第２センサ１４６Ａ
…が周方向に等間隔をあけて配置されるとともに、それ
らの第２センサ１４６Ａ…の１つと周方向に１８０度間
隔をあけた位置に単一の第２センサ１４６Ｂが配置され
ており、このような第１センサ１４５Ａ…，１４５Ｂお
よび第２センサ１４６Ａ…，１４６Ｂの配置によれば、
両磁性リング１３１，１３２の軸芯ずれが生じていて
も、入力トルクの正確な検出が可能となる。

【００８２】すなわち図１９（ａ）で示すように、４個
の第１および第２センサ１４５Ａ…，１４６Ａ…の１つ
と、第１および第２センサ１４５Ｂ，１４６Ｂとを結ぶ
直線Ｌに沿う方向に両磁性リング１３１，１３２がずれ
ている場合を想定すると、４個の第１および第２センサ
１４５Ａ…，１４６Ａ…の１つで検出する位相と、単一
の第１および第２センサ１４５Ｂ，１４６Ｂで検出する
位相との間にずれはなく、図１９（ｂ）で示すように、
前記直線Ｌに対して４５度の方向に両磁性リング１３
１，１３２がずれている場合を想定すると、４個の第１
および第２センサ１４５Ａ…，１４６Ａ…の１つで検出
する位相の遅れ量−∂ｂと、単一の第１および第２セン
サ１４５Ｂ，１４６Ｂで検出する位相の進み量＋∂ｂと
が等しく、図１９（ｃ）で示すように、前記直線Ｌに対
して９０度の方向に両磁性リング１３１，１３２がずれ
ている場合を想定すると、４個の第１および第２センサ
１４５Ａ…，１４６Ａ…の１つで検出する位相の遅れ量
−∂ｃと、単一の第１および第２センサ１４５Ｂ，１４
６Ｂで検出する位相の進み量＋∂ｃとが等しく、図１９
（ｄ）で示すように、前記直線Ｌに対して１３５度の方
向に両磁性リング１３１，１３２がずれている場合を想
定すると、４個の第１および第２センサ１４５Ａ…，１
４６Ａ…の１つで検出する位相の遅れ量−∂ｄと、単一
の第１および第２センサ１４５Ｂ，１４６Ｂで検出する
位相の進み量＋∂ｄとが等しいものである。したがっ
て、４個の第１および第２センサ１４５Ａ…，１４６Ａ
…の１つで検出する位相と、単一の第１および第２セン
サ１４５Ｂ，１４６Ｂで検出する位相との和の１／２を
得るようにすれば、両磁性リング１３１，１３２の軸芯
ずれが生じていたとしても、両磁性リング１３１，１３
２間で生じている位相差を正確に検出し、入力トルクの
正確な検出が可能となる。

【００８３】また両磁性リング１３１，１３２の軸芯ず
れが生じていても、入力トルクに正確に対応したアシス
ト動力を得る手法として、４つの第１および第２センサ
１４５Ａ…，１４６Ａ…で検出される回転位相差と、単
一の第１および第２センサ１４５Ｂ，１４６Ｂで検出さ
れる回転位相差とで交互に電動モータ３４を駆動するよ
うにしてもよく、そうすれば、時間の経過に応じて結果
的には上述の和の１／２で電動モータ３４を駆動するこ
とになり、入力トルクに正確に対応したアシスト動力を
得ることが可能となる。

【００８４】電動モータ３４からの動力を減速ギヤ列８
２側に伝達する減速ローラ式減速機８１は、電動モータ
３４に連なるモータ軸８４と、モータ軸８４の外面に転
り接触する複数の減速ローラ８６，８７，８８と、各減
速ローラ８６〜８８を内周面に転り接触させる外輪８５
とを備えるものであり、左ケーシング半体７６の外面側
に取付けられる電動モータ３４のモータ軸８４が、左ケ
ーシング半体７６に設けられる第１軸受部８９にボール
ベアリング９０を介して支持され、各減速ローラ８６〜
８８を回転自在に支持するローラ軸９３，９４，９５が
左ケーシング半体７６に支持され、外輪８５の閉塞端中
央部に基端部が固着される出力軸１１５の先端部が右ケ
ーシング半体７７に設けられる第２軸受部９１にボール
ベアリング９２を介して片持ち支持され、外輪８５およ
び第２軸受部９１間で出力軸１１５には、出力軸１１５
からの動力を回転駆動軸１０９側に伝達するための駆動
ギヤ１０７が設けられている。

【００８５】したがってモータ軸８４が左ケーシング半
体７６の第１軸受部８９に支持されるとともに、出力軸
１１５が右ケーシング半体７７の第２軸受部９１に片持
ち支持されており、外輪８５および第２軸受部９１間で
出力軸１１５に駆動ギヤ１０７が設けられるので、外輪
８５および第２軸受部９１間の長さ、すなわち出力軸１
１５の片持ち支持長さが大きいものとなる。これにより
ケーシング７５への電動モータ３４、外輪８５および減
速ローラ８６〜８８の組付精度を比較粗く設定していて
も、モータ軸８４、ならびに軸方向長さを大として片持
ち支持された出力軸１１５がわずかに撓むことを可能と
し、減速ローラ８６〜８８のモータ軸８４および外輪８
５への確実な転り接触を可能とし、生産性の向上に寄与
することができる。

【００８６】図２０は本発明の第２実施例を示すもので
あり、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符
号を付す。

【００８７】この電動補助自転車の車体フレーム２１Ｂ
は、その前端のヘッドパイプ２２と、ヘッドパイプ２２
から後下りに延びるダウンパイプ２３′と、ダウンパイ
プ２３の後端に固着されて上下に延びるシートポスト２
５と、該シートポスト２５の下端に固着されて左右に延
びる支持パイプ２４とを備え、前記支持パイプ２４から
後方側に延出される左、右一対のリヤフォーク２８′…
の後端間に後輪ＷＲが軸支され、シートポスト２５の上
部および両リヤフォーク２８′…間には左、右一対のス
テー２９…が設けられる。

【００８８】支持パイプ２４よりも前方には、前記バッ
テリ収納箱３２に収納されたバッテリから電力を供給さ
れる電動モータ３４を有するパワーユニット３５が配置
され、該パワーユニット３５は、支持パイプ２４および
ダウンパイプ２３′で支持される。

【００８９】クランクペダル３７Ｌ，３７Ｒの操作によ
って回転するペダルスプロケット６８と、パワーユニッ
ト３５の駆動スプロケット６９と、後輪ＷＲの被動スプ
ロケット７０と、右側のリヤフォーク２８′…に設けら
れるテンショナ７２のスプロケット７３とにチェーン７
１が巻掛けられ、テンショナ７２およびペダルスプロケ
ット６８間で、右側のリヤフォーク２８′…には、上半
部にチェーン７１が巻きかけられるアイドルスプロケッ
ト１５５が回転自在に軸支される。

【００９０】この第２実施例によれば、上記第１実施例
に比べて後輪ＷＲおよびクランクペダル３７Ｌ，３７Ｒ
間の間隔を小さくすることができる。すなわち第１実施
例では、パワーユニット３５が後輪ＷＲおよびクランク
ペダル３７Ｌ，３７Ｒ間に配置されているので、後輪Ｗ
Ｒおよびクランクペダル３７Ｌ，３７Ｒ間にパワーユニ
ット３５を配置するためのスペースを確保する必要があ
ったが、この第２実施例では、パワーユニット３５がク
ランクペダル３７Ｌ，３７Ｒおよび前輪ＷＦ間の比較的
広く空いたスペースに配置されるので、後輪ＷＲおよび
クランクペダル３７Ｌ，３７Ｒ間を短くすることができ
る。

【００９１】図２１および図２２は本発明の第３実施例
を示すものであり、図２１は電動補助自転車の側面図、
図２２は図２１の２２矢視図である。

【００９２】この電動補助自転車の車体フレーム２１Ｃ
は、その前端のヘッドパイプ２２と、ヘッドパイプ２２
から後下りに延びるメインフレーム１５６と、上下に延
びるシートポスト２５と、該シートポスト２５の下端に
固着されて左右に延びる支持パイプ２４とを備える。

【００９３】メインフレーム１５６の後部は、シートポ
スト２５および後輪ＷＲを跨ぐように二叉に分岐して形
成されており、前記支持パイプ２４から後方側に延出さ
れる左、右一対のリヤフォーク２８′…の後端ならびに
メインフレーム１５６の後端を共締めした車軸１５７で
後輪ＷＲが軸支される。

【００９４】シートポスト２５よりも前方には、メイン
フレーム１５６上に設けられたバッテリ収納箱３２に収
納されたバッテリから電力を供給される電動モータ３４
を有するパワーユニット３５が配置され、該パワーユニ
ット３５のケーシング７５は、駆動スプロケット６９
を、車体フレーム２１Ｃの左側に配置するようにして、
メインフレーム１５６およびシートポスト２５で支持さ
れ、ケーシング７５を介してメインフレーム１５６およ
びシートポスト２５が連結される。

【００９５】また支持パイプ２４で回転自在に支持され
たクランク軸３６には、駆動スプロケット６９の下方に
配置される被動スプロケット１５７が左クランクペダル
３７Ｂに隣接するようにして固定されており、駆動スプ
ロケット６９および被動スプロケット１５７間に無端状
のチェーン１５８が巻掛けられる。すなわち電動モータ
３４からのアシスト動力がクランク軸３６にチェーン１
５８を介して伝達される。

【００９６】さらにクランク軸３６とともに回転するペ
ダルスプロケット６８と、後輪ＷＲの被動スプロケット
７０とにはチェーン７１が巻掛けられる。

【００９７】この第３実施例によれば、上記第２実施例
と同様に、後輪ＷＲおよびクランクペダル３７Ｌ，３７
Ｒ間を短縮することができるとともに、上記第１および
第２実施例で必要であったテンショナ７２が不要とな
る。

【００９８】図２３は本発明の第４実施例を示すもので
あり、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号
を付す。

【００９９】シートポスト２５よりも前方には、駆動ス
プロケット６９を、車体フレーム２１Ｃの右側に配置す
るようにしてパワーユニット３５が配置されており、駆
動スプロケット６９と一体に回転する中間スプロケット
１５９が駆動スプロケット６９と同軸に重なって車体フ
レーム２１Ｃの右側に配置される。

【０１００】またクランク軸３６とともに回転するペダ
ルスプロケット６８と、駆動スプロケット６９とに、無
端状のチェーン１６０が巻掛けられ、中間スプロケット
１５９と後輪被動スプロケット７０とのチェーン７１が
巻掛けられる。

【０１０１】この第４実施例によれば、上記第３実施例
と同様に、後輪ＷＲおよびクランクペダル３７Ｌ，３７
Ｒ間の短縮が可能となるとともに、第１および第２実施
例で必要であったテンショナ７２を不要とすることがで
き、しかも両チェーン７１，１６０の車体フレーム２１
Ｃの右側に配置することができる。

【０１０２】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【０１０３】たとえば本発明は、電動補助自転車だけで
なく、電動車椅子等にも適用可能である。

【０１０４】また上記実施例では、第１保持部材１３３
の外周に第２保持部材１４０の内周に当接する複数の突
部１４４…が設けられていたが、第２保持部材１４０の
内周に、第１保持部材１３３の外周に当接する複数の突
部が設けられていてもよい。

【０１０５】さらにセンサとしては、上述の実施例の磁
気センサ以外に、光センサおよび静電センサ等のセンサ
も利用可能である。

【０１０６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、入力操作部材へのトルク入力に応じて、複数の第１
センサおよび複数の第２センサの検出信号の組み合わせ
パターンに基づいて入力トルクを検出することができ、
しかも第１および第２回転体の軸芯ずれが生じていたと
しても、第１磁性リングの第１保持部材と、第２磁性リ
ングの第２保持部材との当接部以外の部分を弾性変形さ
せて同芯を保持することができ、両保持部材の当接部を
周方向に間隔をあけた複数箇所に設定していることによ
り軸芯ずれの矯正に伴なうフリクションの増大を回避す
ることができ、入力トルクの検出値に前記軸芯ずれによ
る悪影響が及ぶことを極力防止し、入力トルクをより正
確に検出することが可能となる。

【０１０７】また請求項２記載の発明によれば、中間連
結部材がオルダムジョイントの機能を果たし、第１およ
び第２回転体の軸芯ずれが生じていても第１および第２
保持部材に過大な負荷が加わることを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の電動補助自転車の側面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図２の３−３線断面図である。

【図４】図３の要部拡大図である。

【図５】図４の５−５線断面図である。

【図６】図４の６−６線断面図である。

【図７】図５の７−７線拡大断面図である。

【図８】図２の８−８線拡大断面図である。

【図９】図８の９−９線拡大断面図である。

【図１０】図９の１０−１０線断面図である。

【図１１】図４の１１−１１線断面図である。

【図１２】中間連結部材の正面図である。

【図１３】図４の１３−１３線断面図である。

【図１４】第１センサと第１磁性リングの磁極との相対
配置を示す図である。

【図１５】第１磁性リングとの周方向相対位置変化に伴
なう第１センサの検出パターンを説明するための図であ
る。

【図１６】制御ユニットにおける電動モータの制御手順
を示すフローチャートである。

【図１７】第１および第２磁性リングの相対回転に伴な
う第１および第２センサの検出パターンを説明するため
の図である。

【図１８】通常走行状態での位相差検出を説明するため
の図である。

【図１９】第１および第２磁性リングの軸芯ずれを説明
するための図である。

【図２０】第２実施例の電動補助自転車の側面図であ
る。

【図２１】第３実施例の電動補助自転車の側面図であ
る。

【図２２】図２１の２２矢視図である。

【図２３】第４実施例の電動補助自転車の側面図であ
る。

【符号の説明】

３７Ｌ，３７Ｒ・・・入力操作部材 ４０・・・第１回転体としての第１回転円板 ４８・・・第２回転体としての第２回転円板 ５７・・・弾性部材としてのコイルばね １２４・・・トルク判断手段としての制御ユニット １３１・・・第１磁性リング １３１Ｎ，１３２Ｎ・・・Ｎ極 １３２・・・第２磁性リング １３２Ｓ，１３２Ｓ・・・Ｓ極 １３３・・・第１保持部材 １３５・・・中間連結部材 １４０・・・第２保持部材 １４５Ａ，１４５Ｂ・・・第１センサ １４６Ａ，１４６Ｂ・・・第２センサ ＷＲ・・・駆動輪としての後輪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動輪（ＷＲ）を回転駆動すべく人力に
   より操作される入力操作部材（３７Ｌ，３７Ｒ）の回転
   に同期して回転する第１回転体（４０）と、第１回転体
   （４０）との間に弾性部材（５７）を介在させて第１回
   転体（４０）と同軸に配置されるとともに前記駆動輪
   （ＷＲ）の回転に同期して回転する第２回転体（４８）
   とを備え、第１および第２回転体（４０，４８）間に生
   じる回転位相差に基づいて入力操作部材（３７Ｌ，３７
   Ｒ）への入力トルクを検出する動力アシスト車両の入力
   トルク検出装置において、第１回転体（４０）とともに
   回転する弾性変形可能な第１保持部材（１３３）に周方
   向に隣接して極性を異ならせる複数のＮ極およびＳ極
   （１３１Ｎ，１３１Ｓ）がリング状に設けられて成る第
   １磁性リング（１３１）と、第１磁性リング（１３１）
   のＮ極およびＳ極（１３１Ｎ，１３１Ｓ）と同一角度で
   リング状に配置される複数のＮ極およびＳ極（１３２
   Ｎ，１３２Ｓ）が第２回転体（４８）とともに回転する
   弾性変形可能な第２保持部材（１４０）に設けられて成
   る第２磁性リング（１３２）と、第１磁性リング（１３
   １）に対向した固定位置に複数配置されて第１磁性リン
   グ（１３１）のＮ極およびＳ極（１３１Ｎ，１３１Ｓ）
   を検出する第１センサ（１４５Ａ，１４５Ｂ）と、第２
   磁性リング（１３２）に対向した固定位置に複数配置さ
   れて第２磁性リング（１３２）のＮ極およびＳ極（１３
   ２Ｎ，１３２Ｓ）を検出する第２センサ（１４６Ａ，１
   ４６Ｂ）と、第１および第２センサ（１４５Ａ，１４５
   Ｂ；１４６Ａ，１４６Ｂ）の検出信号の組み合わせパタ
   ーンにより第１および第２回転体（４０，４８）の回転
   位相差を判断するとともに該回転位相差を前記入力操作
   部材（３７Ｌ，３７Ｒ）に加えられる入力トルクと認識
   するトルク判断手段（１２４）とを含み、前記第１保持
   部材（１３３）の内周および外周の一方と、前記第２保
   持部材（１４０）の内周および外周の他方とが、周方向
   に間隔をあけた複数箇所で相互に当接されることを特徴
   とする動力アシスト車両の入力トルク検出装置。
2. 【請求項２】 第１および第２回転体（４０，４８）の
   一方の一直径線に沿う方向で制限された範囲での移動を
   可能として両回転体（４０，４８）の一方に中間連結部
   材（１３５）が連結され、第１および第２磁性リング
   （１４１，１４２）の一方が、前記一直径線と直交する
   方向での制限された範囲での移動を可能として前記中間
   連結部材（１３５）に連結されることを特徴とする請求
   項１記載の動力アシスト車両のトルク検出装置。