JP2004106837A - 電動自転車 - Google Patents

Abstract

　【目的】簡単な構成でトルクを正確に検出するトルク検出装置を提供する。
　【構成】ペダルの踏力によって車輪を回転する人力駆動部と、電動機の駆動によって車輪を回転する電動駆動部とを有し、踏力による人力のトルクを検出し、そのトルクに基づいて電動駆動部の駆動を制御する電動自転車において、回転方向に生じるトルクに応じて伸縮するバネ40を設け、バネ40の伸縮でトルクの大きさを検出し、バネ40の伸縮を検出するために、変換部材51によってバネ40の伸縮を車軸39方向の移動に変換し、この移動量をフェライト48がコイル49内を移動することによるインダクタンスの変化を検出してトルクの大きさを電気的に検出する。
【選択図】　　　　図１

Description

　本発明は、人力などの回転方向に生じるトルクを検出するためのトルク検出装置に関する。

　従来、人力などの回転方向に生じるトルクのトルク検出装置は、例えば電動自転車に採用される、特開平４−３５８９８７号公報（Ｂ６２Ｍ　２３／０２）に示す如く、人力による駆動系と電動モータによる駆動系とを並列に設け、前記人力による駆動系の駆動力をこのトルク検出装置で検出して電動モータの出力を制御するようにしたものが知られている。

　この電動自転車に採用されるトルク検出装置は、人力による駆動系の駆動力、即ちペダルの回転トルクを検出するために、ペダルのクランク軸には筒型軸が外嵌してあり、ペダルの踏力は筒型軸から一方向クラッチを介して遊星歯車機構に伝えられ、該遊星歯車機構に歯合したドライブ軸によって後輪に伝えられるようになっている。前記遊星歯車機構にはトルク検出レバーの一端が介装してあり、他端はポテンショメータに連結した第２レバーに当接してある。第２検出レバーは復帰バネによって復帰されるようになっており、トルク検出レバーを介して第２レバーがペダルの踏力に応じた角度だけ回転し、その回転量をポテンショメータによって測定することによってクランク軸に加えられたトルクを検出する。
特開平４−３５８９８７号公報

　しかしながら、このような構成ではトルクはトルク検出レバー及び第２レバーを介してポテンショメータによって検出するようになっているため、振動によって検出誤差が発生する虞があった。

　本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは回転方向に生じるトルクを軸方向の移動に変換し、その移動量を検出することによって、簡単な構成で人力によるトルクを正確に検出するトルク検出装置を提供することにある。

　本発明の電動自転車は、ペダルの踏力によって車輪を回転する人力駆動部と、電動機の駆動によって前記車輪を回転する電動駆動部とを備え、前記踏力によって生じる人力のトルクを検出し、検出されたトルクに基づいて前記電動駆動部の回転駆動を制御する電動自転車において、前記ペダルの踏力によって伸縮すると共に該踏力を前記車輪に伝える弾性体と、該弾性体の伸縮を前記車輪の車軸方向の移動に変換する変換部材と、該変換部材を車軸方向に移動させるバネと、該変換部材の移動量を検出するトルク検出部とを備えることを特徴とする。

　前記車輪に取り付けた盤状ケーシングを設け、前記盤状ケーシングは、前記弾性体、変換部材、トルク検出部が内蔵されており、前記弾性体によって回転駆動されることが好ましい。

　前記変換部材は、前記弾性体の伸縮によって回動する回動板と、該回動板に突設され、その端部が傾斜している傾斜部と、前記車軸方向に摺動可能に設けた摺動部材と、該摺動部材に前記傾斜部に当接するように形成した突部と、前記摺動部材を前記回動板方向に付勢する弾性体とを備えることが好ましい。

　前記変換部材は、前記車輪の車軸周りに形成したネジ歯車と、前記弾性体の伸縮によって回動すると共に車軸方向に移動可能な回動板と、該回動板に形成され前記ネジ歯車に螺合したネジ部とを備えることが好ましい。

　前記トルク検出部は、磁性部材または導電部材と、該磁性部材または導電部材の近傍に配したコイルとを備え、その一方は前記変換部材によって車軸方向に移動されるようになしてあることが好ましい。

　前記トルク検出部は、所用距離を隔てて対向して配置した電極対と、該電極対の間隙に挿入可能に配置した誘電体とを備え、その一方は前記変換部材によって車軸方向に移動させるようになしてあることが好ましい。

　前記トルク検出部は、磁性体と、該磁性体と対向して配置した磁気検出器とを備え、その一方は前記変換部材によって車軸方向に移動されるようになしてあることが好ましい。

　前記トルク検出部は、光を反射する反射板と、該反射板に光を出射する発光部、及び前記反射板からの反射光を受光してその受光位置を検出する受光部を具備する光学部とを備え、前記反射板または光学部は前記変換部材によって車軸方向に移動されるようにしてあることが好ましい。

　第１発明にかかるトルク検出装置にあっては、コンパクトな構成で、微妙な変化をする人力トルクを正確に検出することができる。また、軸方向の移動によってトルクを検出するため、変位の量を大きくとることができ、正確で細かなトルクの検出ができる。

　第２、第３及び第４発明に係るトルク検出装置にあっては、トルクの変化を比較的簡単な構成で正確に軸方向の移動に変換し得、故障が発生し難い。

　第５、第６、第７及び第８発明に係るトルク検出装置にあっては、軸方向に変換された移動量を正確で細かく検出し得る等、本発明は優れた効果を奏する。

　以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
　図７は本発明の一実施形態を示す電動自転車の全体斜視図であり、図中１は電動自転車本体である。電動自転車本体１には後述する電動機８が備えられており、人力によるトルクの大きさに応じて電動機８の駆動力を変化させ、人力による力を電動機８の力によって補助して走行させるようになっている。

　電動自転車本体１のフレーム４には前輪２，後輪３，ハンドル13及びサドル21が取付けてあり、前輪２はハンドル13によって操舵されるようになっている。後輪３の回転軸の部分には盤状ケーシング５が設けられている。盤状ケーシング５は回転側ケーシング６と電動自転車本体１に固定される固定側ケーシング７とを備えており、回転側ケーシング６が後輪３と一体になって回転するようになっている。また、盤状ケーシング５には電動機８が内蔵されており、電動駆動が必要なときに駆動して、後述する人力駆動部10と共に前記回転側ケーシング６を回転させる。この盤状ケーシング５を備える駆動部分が電動駆動部９である。

　人力駆動部10はペダル11及びチェーン12を備えており、使用者がペダル11を踏むことで、チェーン12を介して前記後輪３を回転させる。本実施形態ではチェーン12を人力の伝達部材としたが、本発明はこれに限らず、チェーン12の代わりにベルト、回転軸等によるものでも構わない。

　前輪２の操舵をするハンドル13の左右両端にはブレーキレバ14，15が取付けてあり、また前輪２及び後輪３にはブレーキ装置18，19が設けてあり、ブレーキレバ14，15とブレーキ装置18，18とはワイヤ16，17によって連結されている。そして、ブレーキレバ14，15を引くことでワイヤ16，17が引っ張られ、このワイヤ16，17によってそれぞれ前後のブレーキ装置18，19が動作するようになっている。また、ワイヤ16，17の途中にはブレーキスイッチ20が設けてあり、ブレーキレバ14，15を操作したときに電動機８への通電が停止する機構になっている。

　後輪３上のフレーム４には電動機８の電源となるバッテリ部22が取付けてある。このバッテリ部22は、フレーム４にスライド着脱可能に取付けられるバッテリケース23と、該バッテリケース23に収納した単一型充電式電池によって構成されており、電源電圧は略２４ボルトである。

　次に、図８に基づき、前記盤状ケーシング５について説明する。

　図８は、図７に示した盤状ケーシング５の構成を示す正面図であり、図中７は電動自転車本体に固定される固定側ケーシングである。固定側ケーシング７には制御基板24，放熱板25等からなる制御部26、電動機８、第１プーリ27、第２プーリ28、最終段プーリ29の３つのプーリからなる減速機構30、該減速機構30の各プーリ間及び減速機構30と電動機８とを連結する伝達ベルト31が配置されている。前記最終段プーリ29は回転側ケーシング６に固定されており、前記電動機８が回転すると第１プーリから最終段プーリ27〜29までが伝達ベルト31によって回転し、減速されて最終段プーリ29と共に回転側ケーシング６が回転する。また、最終段プーリ29に連結される第２プーリ28の小さいほうのプーリには、一方向クラッチ（図示せず）が介入されており、ペダルからの力がかかったときに電動機８を回さないように、即ちペダルが軽いようにしてある。

　第１プーリ27と第２プーリ28との間には両者を連結するベルト31の張りを調節するための押圧部材32が設けてあり、該押圧部材32の回転ヘッドがベルト31の内側に転接しそれを外側に押すことによってベルト31を展張させている。

　第１プーリ27の回転軸の取付け部分には長孔が形成してあり、該長孔には調節ネジ33が螺着してある。そして、第１プーリ27は前記伝達ベルト31が張る方向に移動され、その状態で前記調節ネジ33によって固定されるようになっている。

　後輪の車軸39にはフリーホイール38を介して、前記チェーンからの駆動力を回転側ケーシングに伝達するためのチェーンスプロケット37が取付けてあり、チェーンが逆回転したとき、前記フリーホイール38によってチェーンからの駆動力が回転側ケーシングに伝達しない構成になっている。

　次に、出力側の回転体である最終段プーリ29の構成について、図１乃至図３に基づき詳述する。

　図１，図２及び図３はそれぞれ、最終段プーリの構成を示す側面断面図，正面図，他の側面断面図である。最終段プーリ29の車軸39への取付け部分には、車軸39に対称に該車軸39の略接線方向となるように弾性体であるバネ40，40が設けてある。バネ40，40は片側を最終段プーリ29に固定してあり、他側を伸縮自在に開放してある。また、バネ40は最終段プーリ29に取付けたカバー34によって施蓋してある。これによって、後輪に踏力が加わったとき、後述する押圧部材43によって力を受けやすいようになっている。

　バネ40の開放側には側面視が凸状の受圧部材41が当接してある。受圧部材41はバネ40の径より小さい部分と大きい部分とを有しており、小さい部分がバネ40内に入り込み、大きい部分がバネ40を蓋するように取付けてある。また、受圧部材41は、鉄又はセラミックス等の滑りやすい材質のものが使われている。

　車軸39周りには前記チェーンスプロケット37の回転により回動する入力側の回転体、即ち回動板42が設けてあり、該回動板42には車軸39と対称に前記受圧部材41をチェーンスプロケット37の回転によって押さえる押圧部材43が設けられている。この押圧部材43も前同様、鉄又はセラミックス等の滑りやすい材質のもので形成されている。また最終段プーリ29には、前記押圧部材43の受圧部材41に当接する面の背面と対向する部分に、バネ40の付勢によって押される押圧部材43を衝撃から防ぐためのラバープレート35が取付けてある。

　回動板42は最終段プーリ29の内側に同心円状に挿入されており、押圧部材43がバネ40を押さえることによって最終段プーリ29と共に回転する。また、押圧部材43は、受圧部材41を押さえるときに、押さえる位置が若干ずれるため、受圧部材41に当接する部分が曲面になっている。

　更に、回動板42には回動方向にむかって形成した傾斜部44を車軸39と対称に２ヵ所形成してあり、該傾斜部44は回動板42の回動と共に回動する。

　車軸39の回動板42より固定側ケーシング７側の周りには摺動部材45が車軸39方向に摺動可能に設けてあり、該摺動部材45の回動板42に対向する部分には該回動板42の傾斜部44に当接するように突起46が設けてある。摺動部材45は突起46の反対側から弾性部材、即ちバネ47によって回動板42方向へ付勢されるようになっている。従って、回動板42が回動すると、摺動部材45の突起46はバネ47の付勢によって傾斜部44の斜面に沿って回動板42側へ押され、摺動部材45は回動板42の回動量に相応した距離だけ回動板42側に移動する。そして回動板42が元の位置に戻ると、回動板42の傾斜部44によって突起46が固定側ケーシング７側に押され、バネ47が縮むと共に摺動部材45は固定側ケーシング７側の元の位置に戻る。なお、前述した回動板42及び摺動部材45等を変換部材という。

　なお、回動板42が回動した場合、該回動板42の傾斜部44によって突起46を固定側ケーシング７側に押し、回動板42が元の位置に戻ると、突起46への押圧が無くなり、バネ47の作用によって摺動部材45が回動板42側の元の位置に戻る構成にしてもよい。

　前記摺動部材45の固定側ケーシング７側には、トルク検出部51に備えられた磁性部材であるフェライト48が設けてあり、摺動部材45の移動と共に移動するようになっている。一方、固定側ケーシング７内には前記フェライト48の移動範囲内に、該フェライト48と対向するようにコイルボビン50が取付けてあり、コイルボビン50にはコイル49が巻回してある。

　次に、人力による駆動と、この駆動に係るトルクの検出について説明する。

　電動自転車本体１が走行を始めるとき、使用者はペダル11に力を掛けて走行する。このとき、後輪３は止まろうとする力が大きく働くが、チェーンスプロケット37及び回動板42は回転しようとする。そのため、回動板42は押圧部材43及び受圧部材41を介してバネ40を押さえ、バネ40が最終段プーリ29を押さえて該最終段プーリ29に固定した回転側ケーシング６及び後輪３が回転することによって電動自転車本体１が走行する。このとき、回動板42に大きなトルクが与えられるため、バネ40は大きく縮み、それに伴って回動板42が回動し、傾斜部44も回動する。回動板42が回動すると、摺動部材45の突起46はバネ47の付勢によって傾斜部44の斜面に沿って回動板42方向へ押され、摺動部材45は回動板42の回動量に相応した距離だけ回動板42側に移動する。

　摺動部材45が回動板42側に移動すると、フェライト48がコイル49内を移動し、これによってコイル49のインダクタンスが変化する。即ち、回転板42に生じるトルクが大きくなればなるほどコイル49内に挿入されるフェライト48の体積が大きくなり、コイル49のインダクタンスが大きくなる。制御部26はこのインダクタンスの変化を検出することによってトルクの大きさを検出し、その検出結果に基づいて電動機８の駆動制御を行う。

　一方、平地走行時において使用者がトルクを加えない場合、回動板42は最終段プーリ29と共に回転し、この状態ではトルクがないのでバネ40は縮まず、摺動部材45は移動しない。従って、コイル49のインダクタンスの変化もないため、コイル49に印加される電圧も変わらず、電動機８からの駆動は行われない。

　また、平地及び上り坂などにおいて使用者が加速をする場合は、前述した走行
を始めるときと同様、加速によるトルクが加わるとバネ40が縮み、よって回動板42がそのトルクに応じて回動し、傾斜部44に当接した突起46及び摺動部材45が移動して、フェライト48がコイル49内に挿入されることによって、コイル49のインダクタンスが大きくなり、それに応じて制御部26は電動機８の駆動制御を行う。

　次に、図４に基づき、トルク検出部51の回路について説明する。

　図４は本発明に係るトルク検出部の回路図である。前述したコイル49には制御部26（図８参照）に備えられたマイクロコンピュータ（以下マイコンという）から後述するパルス波形電圧が印加されるようになっており、コイル49と直列に接続されている抵抗電圧は該コイル49とフェライト48との相対距離に相応する大きさのパルスを出力する。この抵抗電圧は、ＤＣ変換変換部60で平均化された信号に変換されて増幅部61に与えられ、ここで増幅されてマイコンに入力される。

　図５は図４に示した回路中の各点における波形図であり、（Ａ）はコイルの入側の点Ａで、（Ｂ）はコイルの出側の点Ｂで、（Ｃ）はＤＣ変換変換部の出側の点Ｃ（共に図４参照）でのパルスの波形をそれぞれ示している。コイルには、図５（Ａ）の如き、矩形状のパルス電圧が印加されている。このようなコイルにフェライトが接近すると、コイルのインダクタンスが大きくなるため、抵抗の電圧は、図５（Ｂ）の如くそのパルス高さが、実線で示された鋸歯状波より低い鋸歯状波（破線）となる。そして、ＤＣ変換変換部によってパルス高さが平均化されると、図５（Ｃ）の如く、実線で示された信号のレベルより、コイルへのフェライトの接近量に相応する分だけ低いレベルの信号（破線）が得られる。

　このように、トルクを車軸39方向のフェライト48の動きに変換し、これによって変化するコイルのインダクタンスの変化を電圧の変化に変換して電気信号を取り出しているので、正確で細かなトルクの検出ができ、的確な制御で人力を補助することができる。

　（第２実施形態）
　図６は、本発明に係る電動自転車の他の最終段プーリの構成を示す側面断面図であり、図１に示した摺動部材を具備しない構成にしてある。

　本実施形態は、前述した実施形態と回動板が異なるだけなので、同一部分については説明を省略し、回動板についてのみ説明をする。

　車軸39周りには変換部材57の回動板53が設けてあり、該回動板53は前同様に、チェーンスプロケット37の回転によって回動し、バネ40を介して最終段プーリ29を押さえ、最終段プーリ29と固定した回転側ケーシング６，後輪を回転するようになっている。車軸39周りにはネジ歯車59が形成してあり、前記回動板53にはネジ歯車59に螺合するネジ54が形成してある。そして、回動板53はチェーンスプロケット37の回転によって回動すると共に、ネジ歯車59に倣って固定側ケーシング７方向へ螺進移動する。

　また、回動板53のネジ54とバネ47との間にはトルク検出部58のフェライト55が介装してあり、回動板53の固定側ケーシング７方向への移動によって、フェライト55がコイル56内に挿入される。そして、回動板53が回転側ケーシング６方向へ移動すると、フェライト55はバネ47の付勢によって回動板53と共に回転側ケーシング６方向へ移動する。

　本実施形態にあっても前述した実施形態と同様、人力によるトルクが生じると、回動板53が回動すると共に、フェライト55がコイル56内に挿入され、コイル56のインダクタンスが大きくなる。これによってコイル56に印加された電圧が小さくなり、この変化を検出することで、電圧のレベルの大きさに応じて電動機を駆動制御する。

　前述した実施形態にあっては、コイル内に磁性材料であるフェライトを挿入するようにしてあるが、本発明おいてはこれに限らず、銅及びアルミニウム等の導電性の材料でもよい。

　この場合、導電部材とコイルとの組み合わせを一つのトランスとみなすことができ、一次側を複数ターンのコイル、二次側を１ターンのコイルとして、二次側のコイルの距離の変化によって磁気結合の変化とし、１ターンのコイルが近づくと一次側のコイルのインダクタンスが小さくなり、１ターンのコイルが遠ざかると一次側のコイルのインダクタンスが大きくなる。このことを利用して、トルクの変化を電圧の変化に変換して、電動機の駆動を制御することができる。

　また、フェライトの位置はコイル内を移動するようにしたが、コイルのインダクタンスはフェライトが接近するだけでも変化するため、摺動部材又は回動板の移動によってフェライトがコイルに接近し、コイル内に挿入されない構成にしてもよいことはいうまでもない。

　更に、前述した実施形態にあっては、コイル内に磁性材料であるフェライトを挿入するようにしてあるが、本発明おいてはこれに限らず、コイルを摺動部材に取付け、フェライトに外嵌するようにしてもよいことはいうまでもない。

　以上のように、ペダルへの踏力によって生じるトルクを変換部材によって車輪の車軸方向に変換し、変換部材の移動の変位を車軸方向の移動によってトルクを検出するので、変位の量を大きくとることができ、正確で細かなトルクの検出ができ、的確な制御によって人力を補助することができる。

　また、人力トルクに応じて磁性部材又は電動導電部材が、盤状ケーシング内に固定されたコイル内又は近傍を移動することでトルクをインダクタンスの変化による電圧の変化として検出できるので、正確で細かなトルクの検出ができ、的確な制御によって人力を補助することができる。

　（第３実施形態）
　図９及び図10は、本発明に係る他のトルク検出部の構成を示す側面断面図であり、誘電率の変化によってトルクを検出するようにしてある。なお両図９，10において、図１，３と対応する部分には同じ符号を付してその説明を省略する。摺動部材45のバネ47と対向する端部には、筒状の誘電体70が取付けてある。誘電体70の内径は、摺動部材45側は該摺動部材45と略同じであり、他側はそれより大きい所要の内径にしてある。誘電体70は回動板42の回動によって摺動部材45が固定側ケーシング７側に移動するのに伴って同方向へ移動し、回動板42が元に戻るとバネ47の付勢によって回動板42側へ移動する。また、誘電体70の移動域には電極71，71が車軸39と同心円状に所定距離を隔てて配置してあり、誘電体70は電極71，71の間隙内を進退するようになっている。

　図11は図９に示したトルク検出部の回路図である。前述した電極71，71の一方には制御部26（図８参照）に備えられたマイコンから所定電圧のパルスが印加されるようになっており、他方は接地してある。そして回動板の回動によって摺動部材が固定側ケーシング側に摺動し、誘電体70が移動すると、誘電体70が電極71，71の間隙内に挿入されるため、この移動量に相応して電極71，71の静電容量が増加するため、マイコンから印加されたパルスはその高さが低い鋸歯状のパルスになる。このパルスはＤＣ変換変換部60に与えられ、そこで平均化された信号に変換された後に増幅部61に与えられる。そして増幅信号がマイコンに入力されると、マイコンは入力された増幅信号と基準信号とを比較して誘電体70の移動量を算出し、算出した移動量に応じて電動機の駆動制御を行う。

　なお、本実施形態では摺動部材によって誘電体が移動されるようになっているが、本発明はこれに限らず、摺動部材によって電極が移動されるようにしてもよいことはいうまでもない。

　（第４実施形態）
　図12は更に他のトルク検出部の構成を示す側面断面図であり、磁束密度の変化によってトルクを検出するようにしてある。摺動部材45の回動板42と逆の端には環状の磁石74が設けてあり、固定側ケーシング６にはホール素子又は磁気抵抗素子等の磁気検出器75が磁石74と対向して取付けてある。このようなトルク検出部にあっては、トルクが加えられると回動板42が回動し、摺動部材45が固定側ケーシング７側に摺動するのに伴って磁石74が移動して磁気検出器75に接近する。そして、磁石74が磁気検出器75に接近すると、磁気検出器75における磁束密度が増大して磁気検出器75の出力が大きくなることによって加えられたトルクの大きさを検出することができる。

　なお、本実施形態では摺動部材に磁石が設けてあるが、本発明はこれに限らず、摺動部材に磁気検出器を設け、固定側ケーシング６に磁石を設けるようにしてもよいことはいうまでもない。

　（第５実施形態）
　図13は本発明に係る更に他のトルク検出部の構成を示す側面断面図であり、反射光の受光位置の変化によってトルクを検出するようにしてある。摺動部材45の回動板42と逆の端には環状の反射板77が設けてあり、固定側ケーシング７にはレンズ及びＬＥＤ（発光ダイオード）を具備する発光部78と、ＰＳＤ（半導体位置検出素子又は光学式位置検出素子）又はリニア型ＣＣＤ（電荷転送デバイス）等を具備する受光部79とを備える光学部80が前記反射板77に対向して取付けてある。

　図14は図13に示した光学部80及び反射板77の部分拡大図である。ＬＥＤ78b から出射された光はレンズ78a で集束されて所定の入射角度で反射板77に入射され、該反射板77で反射される。この反射光の進路には、受光部79が反射光を略直角に受光するように配置してある。

　このようなトルク検出部にあっては、トルクが加えられると回動板42が回動し、摺動部材45が固定側ケーシング７側に摺動するのに伴って反射板77が移動して発光器78に接近する。そして反射板77が、図14の破線で示した如く、発光器78に接近すると、それに相応して、図14の一点破線で示した如く、反射光の進路が平行移動するため、受光部79における受光位置が平行移動する。従って、受光位置の変化を求めることによって加えられたトルクの大きさを検出することができる。

　なお、本実施形態では摺動部材に反射板を設けてあるが、本発明はこれに限らず、摺動部材に光学部を設けるようにしてもよいことはいうまでもない。

最終段プーリの構成を示す側面断面図である。 最終段プーリの構成を示す正面図である。 最終段プーリの構成を示す他の側面断面図である。 本発明の一実施形態を示す検出部の回路図である。 図４に示した回路中の各点における波形図である。 本発明の一実施形態を示す電動自転車の他の最終段プーリの構成を示す側面断面図である。 本発明の一実施形態を示す電動自転車の全体斜視図である。 図７に示した盤状ケーシングの構成を示す正面図である。 本発明に係る他の検出部の構成を示す側面断面図である。 本発明に係る他の検出部の構成を示す側面断面図である。 図９に示した検出部の回路図である。 更に他の検出部の構成を示す側面断面図である。 本発明に係る更に他の検出部の構成を示す側面断面図である。 図13に示した光学部及び反射板の部分拡大図である。

符号の説明

　　　　40　　弾性体（バネ）
　　　　39　　車軸
　　　42　　入力側の回転体（回動板）
　　　44　　傾斜部
　　　45　　摺動部材
　　　46　　突起
　　　47　　弾性体（バネ）
　　　48　　磁性部材（フェライト）
　　　49　　コイル
　　　51　　変換部材
　　　52　　検出部（トルク検出部）
　　　53　　入力側の回転体（回動板）
　　　　29　　出力側の回転体（最終段プーリ）
　　　54　　ネジ歯車
　　　55　　磁性部材（フェライト）
　　　　56　　コイル
　　　57　　変換部材
　　　58　　トルク検出部
　　　70　　誘電体
　　　71　　電極
　　　74　　磁石
　　　75　　磁気検出器
　　　77　　反射板
　　　78　　発光部
　　　79　　受光部
　　　80　　光学部

Claims (8)

1. ペダルの踏力によって車輪を回転する人力駆動部と、電動機の駆動によって前記車輪を回転する電動駆動部とを備え、前記踏力によって生じる人力のトルクを検出し、検出されたトルクに基づいて前記電動駆動部の回転駆動を制御する電動自転車において、前記ペダルの踏力によって伸縮すると共に該踏力を前記車輪に伝える弾性体と、該弾性体の伸縮を前記車輪の車軸方向の移動に変換する変換部材と、該変換部材を車軸方向に移動させるバネと、該変換部材の移動量を検出するトルク検出部とを備えることを特徴とする電動自転車。
2. 前記車輪に取り付けた盤状ケーシングを設け、前記盤状ケーシングは、前記弾性体、変換部材、トルク検出部が内蔵されており、前記弾性体によって回転駆動されることを特徴とする請求項１記載の電動自転車。
3. 前記変換部材は、前記弾性体の伸縮によって回動する回動板と、該回動板に突設され、その端部が傾斜している傾斜部と、前記車軸方向に摺動可能に設けた摺動部材と、該摺動部材に前記傾斜部に当接するように形成した突部と、前記摺動部材を前記回動板方向に付勢する弾性体とを備える請求項２記載の電動自転車。
4. 前記変換部材は、前記車輪の車軸周りに形成したネジ歯車と、前記弾性体の伸縮によって回動すると共に車軸方向に移動可能な回動板と、該回動板に形成され前記ネジ歯車に螺合したネジ部とを備える請求項２記載の電動自転車。
5. 前記トルク検出部は、磁性部材または導電部材と、該磁性部材または導電部材の近傍に配したコイルとを備え、その一方は前記変換部材によって車軸方向に移動されるようになしてある請求項２記載の電動自転車。
6. 前記トルク検出部は、所用距離を隔てて対向して配置した電極対と、該電極対の間隙に挿入可能に配置した誘電体とを備え、その一方は前記変換部材によって車軸方向に移動させるようになしてある請求項２記載の電動自転車。
7. 前記トルク検出部は、磁性体と、該磁性体と対向して配置した磁気検出器とを備え、その一方は前記変換部材によって車軸方向に移動されるようになしてある請求項２記載の電動自転車。
8. 前記トルク検出部は、光を反射する反射板と、該反射板に光を出射する発光部、及び前記反射板からの反射光を受光してその受光位置を検出する受光部を具備する光学部とを備え、前記反射板または光学部は前記変換部材によって車軸方向に移動されるようにしてある請求項２記載の電動自転車。

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