JP2000185682A - 電動補助自転車の車速検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車輪の回転速度を高精度に検出可能にするとと
もに、外部からの保護と、安全性および外観性の向上を
図る。 【解決手段】本発明に係る電動補助自転車の車速検出装
置40は、車輪のハブ９と、その軸方向外側に併設される
ブレーキ装置10との間に円盤状のセンサープレート41を
配置し、このセンサープレート41をハブ９に回転一体に
固定するとともに、センサープレート41の外周に連続的
に形成した被検出部46の動きを読み取るピックアップセ
ンサー42をブレーキ装置10のブレーキパネル26に固定し
た。また、センサープレート41の外径Ｄ１をブレーキパ
ネル26（26ａ）の外径Ｄ２よりも小さくし、ブレーキパ
ネル26の周壁26ｃをセンサープレート41側に延長してセ
ンサープレート41の周囲を囲んだ。ピックアップセンサ
ー42は、ブレーキパネル26（26ｂ）の車幅方向内側の面
に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗員のペダル踏力
と電動モーターの駆動補助力を合わせて駆動輪側に伝達
し、駆動補助力によりペダル踏力をアシストして走行を
容易にした電動補助自転車に係り、詳しくは上記電動モ
ーター制御のために必要な車速データを検出する車速検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の電動補助自転車の一般的な車速
検出装置としては、電動モーターが内蔵される電動パワ
ーユニットの内部回転軸に円盤状のセンサープレートを
回転一体に設け、その外周に連続的に形成された被検出
部（例えば等間隔の凹凸形状）の動きを、電動パワーユ
ニットの内部に固定したピックアップセンサーで読み取
るものや、車輪のスポーク等にセンサーマグネットを１
個固定し、車輪の回転に伴うセンサーマグネットの通過
を、車体フレーム等に固定したピックアップセンサーで
検出するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
場合は、電動パワーユニットの内部スペースの都合によ
りセンサープレートの径をあまり大きくできず、センサ
ープレートの周長、即ち被検出部の長さが短いことから
精度の良い速度検出ができない。しかも、センサープレ
ートが設けられる回転軸と車輪との間に介在する何等か
の変速手段（ギヤ、チェーン等）のバックラッシュや緩
み等による影響で車輪の回転速度変化の検知にタイムラ
グが生じる。このため、正確かつ迅速な車速検出が困難
である。

【０００４】一方、後者の場合は、車輪の回転速度をダ
イレクトにピックアップできるというメリットがある
が、車輪にセンサーマグネットが１個しか設けられない
ので、車輪が１回転する間に１度しか回転速度がピック
アップされず、ピックアップ間隔が非常に長くなる。こ
のため、各ピックアップ間に発生する車輪速度の加減速
を検知できず、やはり正確かつ迅速な車速検出が難し
い。その上、センサーマグネットやピックアップセンサ
ーが外部に露呈するので外観性にも劣り、障害物との衝
突等による破損や他人の悪戯等も避け難い。

【０００５】なお、押し歩き時にも電動モーターを作動
させて押し歩き労力を軽減させるように制御する場合
は、極めて低速域での正確な車速検出が必要になるた
め、上記いずれの方式も好適ではない。

【０００６】本発明に係る電動補助自転車の車速検出装
置は、以上の問題点を解決するべく発明されたものであ
り、その目的は、車輪の回転速度を高精度に検出可能に
するとともに、外部からの保護と、安全性および外観性
の向上を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る電動補助自転車の車速検出装置は、請
求項１に記載したように、車輪のハブと、その軸方向外
側に併設されるブレーキ装置との間に円盤状のセンサー
プレートを配置し、このセンサープレートを上記ハブに
回転一体に固定するとともに、上記センサープレートの
外周に連続的に形成した被検出部の動きを読み取るピッ
クアップセンサーを上記ブレーキ装置のブレーキパネル
に固定したことを特徴とする。

【０００８】また、本発明に係る電動補助自転車の車速
検出装置は、請求項２に記載したように、前記センサー
プレートの外径を前記ブレーキパネルの外径よりも小さ
くした。

【０００９】さらに、本発明に係る電動補助自転車の車
速検出装置は、請求項３に記載したように、前記ブレー
キパネルの周壁を前記センサープレート側に延長してセ
ンサープレートの周囲を囲んだ。

【００１０】そして、本発明に係る電動補助自転車の車
速検出装置は、請求項４に記載したように、前記ピック
アップセンサーを前記ブレーキパネルの車幅方向内側の
面に固定した。

【００１１】請求項１のように電動補助自転車の車速検
出装置を構成した場合、車輪のハブに回転一体に固定さ
れたセンサープレートが車輪と共に回転し、センサープ
レートの外周部に形成された被検出部の動きがそのまま
ピックアップセンサーに読み込まれるので、車輪の回転
をダイレクトに検出できる。しかも、センサープレート
の径を大きくして被検出部の長さを長くできるため、車
輪の僅かな動きをキャッチでき、精度の良い速度検出が
できる。その上、センサープレートがブレーキ装置のブ
レーキパネルに隠れるため、センサープレートが保護さ
れると同時に外観性が向上する。

【００１２】また、請求項２および請求項３のように電
動補助自転車の車速検出装置を構成すれば、ブレーキ装
置のブレーキパネルによってセンサープレートが外部か
ら遮蔽されるため、泥等の付着や悪戯等からセンサープ
レートを保護して精度の良い速度検出を行うと同時に、
センサープレートの外周に形成された被検出部の凹凸形
状をカバーして安全性を向上させることができる。

【００１３】さらに、請求項４のように電動補助自転車
の車速検出装置を構成すれば、ピックアップセンサーが
ブレーキパネルによって外側から遮蔽されるため、泥等
の付着や悪戯等からピックアップセンサーを保護すると
ともに外観性の向上を図ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る
車速検出装置を備えた電動補助自転車の一例を示す左側
面図であり、図２は図１のII部拡大図、図３は図２の I
II-III線に沿う横断面図、図４は図３の IV-IV矢視図で
ある。

【００１５】この電動補助自転車１は、例えば金属管を
組み合わせた車体フレーム２を備えており、この車体フ
レーム２の中央下部に電動パワーユニット３が搭載され
ている。車体フレーム２の前頭部に軸支されたフロント
フォーク４には、下端に前輪５が軸支され、上端にハン
ドルバー６が取り付けられ、さらに前輪制動用のブレー
キ装置７等が設けられる。一方、車体フレーム２の最後
部には後輪８が軸支され、後輪８のハブ９（図３参照）
の軸方向外側（ここでは左側）に後輪８制動用のブレー
キ装置10が併設される。また、車体フレーム２の中央上
部にサドル11が設置される。

【００１６】電動パワーユニット３には、電動モーター
13や合力装置14、減速装置（非図示）等の機器類が内蔵
され、合力装置14の部分を車幅方向に貫通する形でクラ
ンク軸15が回転自在に軸支されている。クランク軸15の
両端部にはそれぞれクランク16が回転一体に固定され、
その先端にペダル17が回転自在に設けられる。また、ク
ランク軸15には電動パワーユニット３の右側に位置する
ドライブスプロケット18が軸装され、このドライブスプ
ロケット18と、後輪８のハブ９右側に設けられたドリブ
ンスプロケット19（図３参照）との間にチェーン20が巻
装される。

【００１７】クランク軸15は、サドル11に着座した乗員
が両足でペダル17を踏むことによりＡ方向に回転駆動さ
れるが、このクランク軸15の回転と同時に電動モーター
13が作動し、クランク軸15の回転力（ペダル踏力）と、
電動モーター13の出力（駆動補助力）とが合力装置14に
より合成され、その合力がドライブスプロケット18をＡ
方向に回転させ、この回転がチェーン20を経てドリブン
スプロケット19に伝達され、後輪８が駆動される。な
お、電動パワーユニット３の上方には、電動モーター13
の電源となるバッテリーユニット21が着脱可能に設置さ
れ、電動パワーユニット３と共にフレームカバー22で被
装されている。

【００１８】後輪８のブレーキ装置10は、例えば自転車
の後輪用として一般的に用いられている内拡式のドラム
ブレーキであり、次のように構成されている。まず、後
輪８のハブ９には軸方向左側に延びる延長部９ａがあ
り、ここにシャーレ状のブレーキドラム25が回転一体に
固定（締結）されている。このブレーキドラム25は、そ
の開放側が反ハブ９側（左側）に向くように取り付けら
れる。

【００１９】そして、ブレーキドラム25を覆うようにブ
レーキパネル26が設けられる。ブレーキパネル26は、側
面視で円形のドラムカバー26ａの外周部から接線方向に
トルクアーム26ｂが一体に延びたもので、ドラムカバー
26ａの中心部にハブ９の車軸27が挿通され、トルクアー
ム26ｂの先端が固定バンド28を介して車体フレーム２後
部のチェーンステー29（図１参照）に固定される。

【００２０】ドラムカバー26ａには、ブレーキドラム25
の内側に位置する一対のブレーキシュー31が設置される
とともに、ブレーキカム32が軸支され、ブレーキカム32
の外端部にはカムレバー33が回転一体に固定される。一
方、トルクアーム26ｂに設けられたケーブルストッパー
34にはブレーキケーブル35の終端が係止され、そのイン
ナーワイヤー36がカムレバー33の自由端に連結される。

【００２１】ブレーキケーブル35の先端はハンドルバー
６に設けられたブレーキレバー38（図１参照）に接続さ
れ、このブレーキレバー38が操作されると、カムレバー
33が前方に引かれてブレーキカム32が回転し、ブレーキ
ドラム25内でブレーキシュー31が拡張してブレーキドラ
ム25の内周面に押し付けられ、ブレーキドラム25とハブ
９と後輪８の回転が制動される。

【００２２】そして、このブレーキ装置10とハブ９との
間に、本発明に係る車速検出装置40が設置される。この
車速検出装置40は、円盤状のセンサープレート41とピッ
クアップセンサー42とを備えて構成されている。センサ
ープレート41は、ハブ９とブレーキドラム25との間に介
装され、ハブ９の延長部９ａにブレーキドラム25が締結
されることによりハブ９に回転一体に固定される。ま
た、ピックアップセンサー42は、ブレーキパネル26（ト
ルクアーム26ｂ）の車幅方向内側（後輪８側）の面に配
置され、その固定アーム43がボルト44で固定バンド28と
共にトルクアーム26ｂの先端に締結される。

【００２３】センサープレート41の外径Ｄ１は、ブレー
キパネル26（ドラムカバー26ａ）の外径Ｄ２よりも小さ
くされ、ドラムカバー26ａの周壁26ｃがセンサープレー
ト41側に延長されてセンサープレート41の周囲を囲んで
いる。センサープレート41の外周に形成される被検出部
46は、例えば等間隔の凹凸形状とされて歯車状に造形さ
れ、この被検出部46にピックアップセンサー42が近接す
る。ピックアップセンサー42から延びるワイヤーハーネ
ス47は電動パワーユニット３に内蔵されたコントローラ
ー（非図示）に接続される。

【００２４】ピックアップセンサー42は、後輪８の回転
時においてセンサープレート41の被検出部46の動きを読
み取り、そのデータを前記コントローラーに入力する。
コントローラーは、ピックアップセンサー42から入力さ
れたデータから後輪８の回転速度（加減速度）を演算
し、これに応じて電動モーター13の出力を設定する。

【００２５】この車速検出装置40は、そのセンサープレ
ート41が後輪８のハブ９に直接固定されているため、後
輪８の回転をダイレクトに検出でき、しかもセンサープ
レート41の径が大きく被検出部46の長さが長い（凹凸形
状の数が多い）ため、後輪８の僅かな動きでも検出可能
であり、検出精度が高い。この点は、特に押し歩き時に
電動モーター13を作動させて押し歩き労力を軽減させる
ように制御する場合においては、押し歩きに伴う微妙な
速度変化を良好に検出できて極めて有利である。

【００２６】また、この車速検出装置40は、センサープ
レート41の外径Ｄ１がドラムカバー26ａの外径Ｄ２より
も小くされ、かつドラムカバー26ａの周壁26ｃがセンサ
ープレート41の周囲を囲んでいるので、センサープレー
ト41がドラムカバー26ａに覆われて外部から完全に遮蔽
されている。このため、電動補助自転車１の走行時にお
いて泥等がセンサープレート41に付着したり、駐輪時に
他人に悪戯されるといった懸念がなく、精度の高い速度
検出性能を長期間維持できる。しかも、センサープレー
ト41が外部に露呈しないので外観性も大きく向上し、セ
ンサープレート41外周の被検出部46の凹凸形状がドラム
カバー26ａ（周壁26ｃ）にカバーされるので安全性も高
い。

【００２７】さらに、この車速検出装置40は、ピックア
ップセンサー42がブレーキパネル26（トルクアーム26
ｂ）によって外側から遮蔽されるので、センサープレー
ト41と同様、泥等の付着や悪戯等からピックアップセン
サー42を保護すると同時に外観性の向上を図ることがで
きる。

【００２８】なお、この実施形態では後輪８のブレーキ
装置10が内拡式のドラムブレーキとされているが、ブレ
ーキパネル26を備えるものであれば、バンドブレーキ
等、他の構造のブレーキ装置であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電動
補助自転車の車速検出装置は、車輪のハブと、その軸方
向外側に併設されるブレーキ装置との間に円盤状のセン
サープレートを配置し、このセンサープレートを上記ハ
ブに回転一体に固定するとともに、上記センサープレー
トの外周に連続的に形成した被検出部の動きを読み取る
ピックアップセンサーを上記ブレーキ装置のブレーキパ
ネルに固定したので、車輪の回転速度を高精度に検出可
能にするとともに、外部からの保護と、安全性および外
観性の向上を図ることができる。

【００３０】また、本発明に係る電動補助自転車の車速
検出装置は、前記センサープレートの外径を前記ブレー
キパネルの外径よりも小さくし、かつブレーキパネルの
周壁をセンサープレート側に延長してセンサープレート
の周囲を囲んだので、ブレーキパネルによってセンサー
プレートを外部から遮蔽し、泥等の付着や悪戯等からセ
ンサープレートを保護して精度の良い速度検出を行うと
同時に、センサープレートの周囲に形成された被検出部
の凹凸形状をカバーして安全性を向上させることができ
る。

【００３１】さらに、本発明に係る電動補助自転車の車
速検出装置は、前記ピックアップセンサーを前記ブレー
キパネルの車幅方向内側の面に固定したため、ピックア
ップセンサーをブレーキパネルによって外側から遮蔽
し、泥等の付着や悪戯等からピックアップセンサーを保
護すると同時に外観を良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車速検出装置を備えた電動補助自
転車の一例を示す左側面図。

【図２】図１のII部拡大図。

【図３】図２の III-III線に沿う横断面により、本発明
の一実施形態を示す図。

【図４】図３の IV-IV矢視図。

【符号の説明】

１ 電動補助自転車 ３ 電動パワーユニット ８ 車輪としての後輪 ９ ハブ 10 ブレーキ装置 25 ブレーキドラム 26 ブレーキパネル 26ａ ドラムカバー 26ｂ トルクアーム 26ｃ 周壁 31 ブレーキシュー 40 車速検出装置 41 センサープレート 42 ピックアップセンサー 46 被検出部 Ｄ１ センサープレートの外径 Ｄ２ ブレーキパネルの外径

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪のハブ９と、その軸方向外側に併設
   されるブレーキ装置10との間に円盤状のセンサープレー
   ト41を配置し、このセンサープレート41を上記ハブ９に
   回転一体に固定するとともに、上記センサープレート41
   の外周に連続的に形成した被検出部46の動きを読み取る
   ピックアップセンサー42を上記ブレーキ装置10のブレー
   キパネル26に固定したことを特徴とする電動補助自転車
   の車速検出装置。
2. 【請求項２】 前記センサープレート41の外径Ｄ１を前
   記ブレーキパネル26（26ａ）の外径Ｄ２よりも小さくし
   た請求項１に記載の電動補助自転車の車速検出装置。
3. 【請求項３】 前記ブレーキパネル26の周壁26ｃを前記
   センサープレート41側に延長してセンサープレート41の
   周囲を囲んだ請求項１および２に記載の電動補助自転車
   の車速検出装置。
4. 【請求項４】 前記ピックアップセンサー42を前記ブレ
   ーキパネル26（26ｂ）の車幅方向内側の面に固定した請
   求項１に記載の電動補助自転車の車速検出装置。