JP2007030879A

JP2007030879A - Vehicle with auxiliary power device

Info

Publication number: JP2007030879A
Application number: JP2006270544A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Enomoto; 康男榎本; Hidehiro Yoshida; 英博吉田; Masato Tanida; 正人谷田; Hideki Yamamoto; 秀樹山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2018-08-06
Also published as: JP4028578B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily perform miniaturization and weight reduction by simplifying a constitution of a human power drive part and an auxiliary motive power drive part without generating reduction of use feeling. <P>SOLUTION: The vehicle with auxiliary power device is provided with a crank shaft attached with pedal cranks at both ends; a cylindrical hollow member provided on an outer periphery of the crank shaft and having one end connected to the crank shaft; a motive power transmission member having one end connected to the other end of the hollow member through a one-way power transmission member; a human power drive part having a drive sprocket integrally fitted to the other end of the motive power transmission member and engaged with a chain; a human power drive force detection part provided on an outer periphery of the hollow member and detecting the human drive force given to the crank shaft; and an auxiliary motive power drive part having an auxiliary motive power sprocket engaged with the chain and a motor connected to the auxiliary motive power sprocket through a second one-way power transmission member. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、人力と補助動力装置による補助動力とを用いて駆動する、補助動力装置付き車輌に関する。 The present invention relates to a vehicle with an auxiliary power device that is driven using human power and auxiliary power by an auxiliary power device.

近年、モータ（電動機）などの既知の駆動装置を補助動力装置として装備し当該補助動力装置による補助動力を操作者や使用者などの人力に基づく（以下、”人力駆動力”という）に加えて走行駆動する補助動力装置付き車輌が知られている。具体的に言えば、例えば操作者がペダルを踏むことにより生じるペダル踏力（回転力）、あるいはハンドリムを回すことにより生じる回転力の上に、モータを駆動することにより生じる補助動力を加えて、車輪を回転し走行するモータ付き自転車、モータ付き車椅子または荷物搬送車等がある。このような補助動力装置付き車輌では、人力駆動力を検出して、検出した人力駆動力に基づきモータを制御することが一般的である。 In recent years, a known drive device such as a motor (electric motor) is equipped as an auxiliary power device, and the auxiliary power by the auxiliary power device is based on human power of an operator or a user (hereinafter referred to as “human power driving force”). A vehicle with an auxiliary power device that travels is known. More specifically, for example, the pedal depression force (rotational force) generated when the operator steps on the pedal, or the rotational force generated by turning the hand rim, is added with auxiliary power generated by driving the motor, There are motorized bicycles, motorized wheelchairs, and luggage transporters that run around. In such a vehicle with an auxiliary power device, it is common to detect a human driving force and control a motor based on the detected human driving force.

第１の従来例の補助動力装置付き車輌としては、特許文献１に開示された補助動力装置付き自転車がある。この第１の従来例の補助動力装置付き車輌は、ペダルアームを両端に装着したクランク軸、前記クランク軸の外周に設けられ、一端が踏力ワンウェイクラッチを介して上記クランク軸に連結された管状または筒状の中空トルク伝達部材、及び前記中空トルク伝達部材の他端に嵌合され、チェーンを介して駆動輪に動力を与えるためのドライブスプロケットを備えている。さらに、第１の従来例の補助動力装置付き車輌では、人力駆動力を検出するために、磁歪式トルクセンサを中空トルク伝達部材の外周に配設している。このように、第１の従来例の補助動力装置付き車輌では、チェーンを用いて駆動輪に動力を伝達するよう構成することにより、ドライブシャフトを用いて駆動輪に動力を伝達していた以前の補助動力装置付き車輌に比べて、車輌の重量を軽減していた。 As a vehicle with an auxiliary power device of the first conventional example, there is a bicycle with an auxiliary power device disclosed in Patent Document 1. This vehicle with an auxiliary power unit of the first conventional example is provided with a crankshaft with pedal arms attached to both ends, a tubular shaft provided on the outer periphery of the crankshaft, and one end connected to the crankshaft through a pedaling force one-way clutch. A cylindrical hollow torque transmission member and a drive sprocket that is fitted to the other end of the hollow torque transmission member and applies power to the drive wheels via a chain are provided. Further, in the first conventional vehicle with an auxiliary power device, a magnetostrictive torque sensor is disposed on the outer periphery of the hollow torque transmission member in order to detect human driving force. As described above, in the vehicle with the auxiliary power device of the first conventional example, the power is transmitted to the drive wheel using the drive shaft by using the chain to transmit the power to the drive wheel. Compared with a vehicle with an auxiliary power unit, the weight of the vehicle has been reduced.

また、第２の従来例の補助動力装置付き車輌としては、特許文献２に開示された自転車用トルク検出装置を用いたものがある。この第２の従来例の補助動力装置付き車輌では、一端部がクランク軸に連結され、他端部がドライブスプロケットに固着された中空円筒状のドライブシェル、前記ドライブシェルの外周面上に取り付けた磁性材料、及び前記磁性材料を外包したコイルユニットを有するトルク検出装置をフレーム（車体）のハンガー内に設けている。これにより、第２の従来例の補助動力装置付き車輌は、在来の機械式トルク検出装置に比べて、小型軽量化したトルク検出装置によって人力駆動力を検出していた。さらに、第２の従来例の補助動力装置付き車輌は、モータを駆動輪（後輪）に装着することにより、モータからの補助動力を駆動輪に直接的に伝達して、車輌の構成を簡略化していた。 Moreover, as a vehicle with an auxiliary power device of the second conventional example, there is one using a bicycle torque detection device disclosed in Patent Document 2. In this second conventional vehicle with an auxiliary power unit, a hollow cylindrical drive shell having one end connected to a crankshaft and the other end fixed to a drive sprocket is mounted on the outer peripheral surface of the drive shell. A torque detection device having a magnetic material and a coil unit enclosing the magnetic material is provided in a hanger of a frame (vehicle body). As a result, the vehicle with the auxiliary power device of the second conventional example detects the manpower driving force by the torque detection device that is smaller and lighter than the conventional mechanical torque detection device. Furthermore, the vehicle with the auxiliary power device of the second conventional example has the motor mounted on the driving wheel (rear wheel), thereby transmitting the auxiliary power from the motor directly to the driving wheel, thereby simplifying the configuration of the vehicle. It was converted.

また、第３の従来例の補助動力装置付き車輌としては、特許文献３に開示された駆動装置を用いたものがある。この第３の従来例の補助動力装置付き車輌では、ドライブスプロケットの後下方に小径の駆動スプロケットを設けて、この駆動スプロケットにモータからの補助動力をチェーンに伝達している。これにより、第３の従来例の補助動力装置付き車輌では、減速ギヤ比を小さくすることができ、減速機構での減速段数を減らしていた。さらに、この第３の従来例の補助動力装置付き車輌では、駆動スプロケットをチェーンの緩み側に巻き付けることにより、その駆動スプロケットに対するチェーンの十分な巻付角度を得ていた。 Moreover, as a vehicle with an auxiliary power device of a third conventional example, there is a vehicle using the driving device disclosed in Patent Document 3. In the vehicle with an auxiliary power device of the third conventional example, a small-diameter driving sprocket is provided below the drive sprocket, and auxiliary power from the motor is transmitted to the drive sprocket to the chain. Thereby, in the vehicle with an auxiliary power unit of the third conventional example, the reduction gear ratio can be reduced, and the number of reduction stages in the reduction mechanism is reduced. Furthermore, in the vehicle with the auxiliary power unit of the third conventional example, a sufficient winding angle of the chain with respect to the driving sprocket is obtained by winding the driving sprocket around the loose side of the chain.

特開平９−９５２８９号公報JP-A-9-95289 特開平８−２９７０５９号公報JP-A-8-297059 特開平１０−８１２９２号公報JP-A-10-81292

上記のような第１の従来例の補助動力装置付き車輌では、磁歪式トルクセンサがモータの近くに設けられ、さらに磁歪式トルクセンサはモータのシャフトの先端部とともに補助動力装置ケーシング内に収納されていた。このため、この第１の従来例の補助動力装置付き車輌では、磁歪式トルクセンサがモータからの磁気の影響を受けやすく、人力駆動力を正確に検出することができないという問題点があった。さらに、第１の従来例の補助動力装置付き車輌では、補助動力装置ケーシング内にモータワンウェイクラッチや減速機構等の力伝達機構を配置して、モータのシャフトと中空トルク伝達部材を連結していた。このため、第１の従来例の補助動力装置付き車輌では、力伝達機構の構成が複雑、かつ大型なものとなり、さらに補助動力装置ケーシングもまた大型化して、当該車輌を小型軽量化することができなかった。また、第１の従来例の補助動力装置付き車輌では、モータワンウェイクラッチは中空トルク伝達部材の踏力ワンウェイクラッチと反対側の端部に取り付けられていたので、磁歪式トルクセンサの取り付け箇所が制限され、その磁性膜の幅も小さなものとなった。その結果、この第１の従来例の補助動力装置付き車輌では、磁歪式トルクセンサの検出感度を向上することが困難なものであった。 In the vehicle with the auxiliary power unit of the first conventional example as described above, the magnetostrictive torque sensor is provided near the motor, and the magnetostrictive torque sensor is housed in the auxiliary power unit casing together with the tip of the shaft of the motor. It was. For this reason, in the vehicle with the auxiliary power unit of the first conventional example, the magnetostrictive torque sensor is easily affected by the magnetism from the motor, and there is a problem that the human driving force cannot be accurately detected. Further, in the vehicle with the auxiliary power unit of the first conventional example, a force transmission mechanism such as a motor one-way clutch or a speed reduction mechanism is arranged in the auxiliary power unit casing, and the motor shaft and the hollow torque transmission member are connected. . For this reason, in the vehicle with the auxiliary power unit of the first conventional example, the structure of the force transmission mechanism becomes complicated and large, and the auxiliary power unit casing is also increased in size to reduce the size and weight of the vehicle. could not. Further, in the first conventional vehicle with an auxiliary power unit, the motor one-way clutch is attached to the end of the hollow torque transmitting member opposite to the stepping force one-way clutch, so that the attachment location of the magnetostrictive torque sensor is limited. The width of the magnetic film is also small. As a result, it has been difficult to improve the detection sensitivity of the magnetostrictive torque sensor in the first conventional vehicle with an auxiliary power device.

また、第２の従来例の補助動力装置付き車輌では、ドライブシェルの一端部がクランク軸に連結され、他端部がドライブスプロケットに固着されていた。このため、第２の従来例の補助動力装置付き車輌では、クランク軸の回転がドライブシェルを経てそのままドライブスプロケットに伝達された。それゆえ、第２の従来例の補助動力装置付き車輌では、操作者が走行中にクランク軸を逆回転したとき、その逆回転がドライブシェル及びドライブスプロケットに伝達され、さらにチェーンを介してモータに伝えられてモータを逆回転することがあった。その結果、第２の従来例の補助動力装置付き車輌では、操作者が例えば惰性走行を楽しめずに、車輌としての使用感が快適でなかった。さらに、第２の従来例の補助動力装置付き車輌では、モータを駆動輪に装着しているため、駆動輪の構造が複雑なものとなり、さらに車輌の重量バランスを調整することが必要であった。また、モータ用のバッテリーやコントローラはクランク軸の近傍に設けられているため、それらの部材とモータとを接続する配線が長くなり、配線の配置箇所等を考慮する必要があった。 In the second conventional vehicle with an auxiliary power unit, one end of the drive shell is connected to the crankshaft and the other end is fixed to the drive sprocket. For this reason, in the vehicle with the auxiliary power unit of the second conventional example, the rotation of the crankshaft is directly transmitted to the drive sprocket via the drive shell. Therefore, in the vehicle with the auxiliary power device of the second conventional example, when the operator rotates the crankshaft in reverse while traveling, the reverse rotation is transmitted to the drive shell and the drive sprocket, and further to the motor via the chain. It was reported that the motor could rotate backwards. As a result, in the vehicle with the auxiliary power device of the second conventional example, the operator cannot enjoy, for example, coasting, and the feeling of use as a vehicle is not comfortable. Furthermore, in the second conventional vehicle with an auxiliary power device, since the motor is mounted on the drive wheel, the structure of the drive wheel becomes complicated, and it is necessary to adjust the weight balance of the vehicle. . Further, since the battery and controller for the motor are provided in the vicinity of the crankshaft, the wiring for connecting those members and the motor becomes long, and it is necessary to consider the location of the wiring.

また、第３の従来例の補助動力装置付き車輌では、人力駆動力を検出するトルク検出部が変位センサーやコイルバネ等を用いた機械式トルクセンサによって構成されていた。このため、この第３の従来例の補助動力装置付き車輌では、トルク検出部の構造が大きく、かつそのトルク検出部の軽量化が困難なものであった。
さらに、第３の従来例の補助動力装置付き車輌は、上記トルク検出部、ドライブスプロケットに連結された人力駆動部、及び駆動スプロケットに連結された補助動力駆動部をケース内に収容していた。このため、第３の従来例の補助動力装置付き車輌では、ケースの構造もまた大きくなり、車輌の重量も増加した。また、第３の従来例の補助動力装置付き車輌では、チェーンラインの変更やチェーンテンションを調整することが困難なものであった。それというのは、チェーンラインやチェーンテンションを変更、調整するためには、ドライブスプロケットと駆動スプロケットの位置関係を変更する必要がある。しかしながら、これらのスプロケットはケース内に一体的に収容された人力駆動部と補助動力駆動部に連結されている。このため、上記位置関係を変更するためには、ケースもまた変更することが要求されたからである。 Further, in the third conventional vehicle with an auxiliary power device, the torque detection unit for detecting the human driving force is constituted by a mechanical torque sensor using a displacement sensor, a coil spring or the like. For this reason, in the vehicle with an auxiliary power device of the third conventional example, the structure of the torque detector is large and it is difficult to reduce the weight of the torque detector.
Further, the vehicle with the auxiliary power device of the third conventional example accommodates the torque detection unit, the human power drive unit connected to the drive sprocket, and the auxiliary power drive unit connected to the drive sprocket in the case. For this reason, in the vehicle with the auxiliary power unit of the third conventional example, the structure of the case is also increased, and the weight of the vehicle is increased. Further, in the third conventional vehicle with an auxiliary power device, it is difficult to change the chain line and adjust the chain tension. That is, in order to change or adjust the chain line or chain tension, it is necessary to change the positional relationship between the drive sprocket and the drive sprocket. However, these sprockets are connected to a human power drive unit and an auxiliary power drive unit that are integrally accommodated in the case. For this reason, in order to change the positional relationship, the case is also required to be changed.

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、使用感の低下を生じることなく、人力駆動部及び補助動力駆動部の構成を簡略化して、小型軽量化を容易に行える補助動力装置付き車輌及びその制御方法を提供することを目的とする。
また、この発明は、人力駆動力を正確に検出することができる補助動力装置付き車輌及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is easy to reduce the size and weight by simplifying the configuration of the human power drive unit and the auxiliary power drive unit without causing a decrease in the feeling of use. It is an object of the present invention to provide a vehicle with an auxiliary power device and a control method thereof.
Another object of the present invention is to provide a vehicle with an auxiliary power device that can accurately detect human power driving force and a control method thereof.

本発明の補助動力装置付き車輌は、人力駆動力を検出する磁歪式センサと、走行を行うための車輌走行部と、前記人力駆動力をこの車輌走行部に伝達するドライブスプロケットと、補助動力を出力する補助動力装置と、検出した前記人力駆動力の値に基いて前記補助動力装置の制御を行う制御部と、前記補助動力を前記車輌走行部に伝達する補助スプロケットと、この補助スプロケットと前記ドライブスプロケットとそれぞれ独立に係合しそれらの駆動力を前記車輌走行部に伝達するチェーンと、このチェーンに当接するアイドラーと、前記磁歪式センサと前記補助動力装置及び前記減速機構とを覆う非磁性体材料からなるケーシングとを備え、前輪と後輪の間に前記磁歪式センサと前記補助動力装置とを設けている。 A vehicle with an auxiliary power device according to the present invention includes a magnetostrictive sensor that detects a human driving force, a vehicle traveling unit for traveling, a drive sprocket that transmits the human driving force to the vehicle traveling unit, and auxiliary power. An auxiliary power device that outputs, a control unit that controls the auxiliary power device based on the detected value of the human power driving force, an auxiliary sprocket that transmits the auxiliary power to the vehicle traveling unit, the auxiliary sprocket, Non-magnetic covering the chain that independently engages the drive sprocket and transmits the driving force to the vehicle traveling unit, the idler that contacts the chain, the magnetostrictive sensor, the auxiliary power unit, and the speed reduction mechanism A casing made of body material, and the magnetostrictive sensor and the auxiliary power unit are provided between the front wheel and the rear wheel.

別の観点による発明の補助動力装置付き車輌は、前輪と後輪の間に補助動力装置用電池を設けている。 A vehicle with an auxiliary power unit according to another aspect of the invention includes an auxiliary power unit battery between a front wheel and a rear wheel.

別の観点による発明の補助動力装置付き車輌において、補助動力装置用電池が着脱可能である。 In a vehicle with an auxiliary power unit according to another aspect of the invention, the battery for the auxiliary power unit is detachable.

別の観点による発明の補助動力装置付き車輌は、前輪の支持機構に連結された一端と、ドライブスプロケットの回転軸受け部を保持するケーシングに連結された他端とを有する車体フレームをさらに備え、この車体フレームが前記他端近傍で下側に湾曲している。 A vehicle with an auxiliary power device according to another aspect of the invention further includes a vehicle body frame having one end connected to a support mechanism for a front wheel and the other end connected to a casing for holding a rotary bearing portion of a drive sprocket. The vehicle body frame is curved downward near the other end.

本発明の補助動力装置付き車輌では、人力駆動力伝達機構部が、クランク軸の外周部に設けられ、一端部がクランク軸に連結された中空部材、及び一端部が中空部材の他端部にラチェットを介して連結され、他端部がチェーンと係合するドライブスプロケットに一体的に嵌合された動力伝達部材により構成されている。これにより、本発明の補助動力装置付き車輌では、人力駆動部の構成を簡略化することができ、当該車輌を小型軽量化することができる。さらに、本発明の補助動力装置付き車輌では、例えば磁歪式トルクセンサにより構成した人力駆動力検出部を中空部材の外周面上に設け、人力駆動力伝達機構部とともに非磁性体材料の第１のケーシング内に収納している。これにより、人力駆動力検出部に作用する外部磁気の影響を避けることができ、人力駆動力を正確に検出することができる。
さらに、本発明の補助動力装置付き車輌では、補助動力駆動部が、ドライブスプロケットから独立して構成され、補助動力を与える補助動力スプロケット、及び第１のケーシングと別体に構成され、補助動力伝達機構部とモータのシャフトを収納した第２のケーシングを備えている。このように構成することにより、本実施例の補助動力装置付き車輌では、補助動力駆動部の構成を簡略化することができ、当該車輌を小型軽量化することができる。さらに、モータからの磁気の影響を抑制することができる。 In the vehicle with an auxiliary power device according to the present invention, the human-power driving force transmission mechanism is provided on the outer periphery of the crankshaft, one end is connected to the crankshaft, and one end is on the other end of the hollow member. It is connected through a ratchet, and the other end is constituted by a power transmission member integrally fitted to a drive sprocket that engages with the chain. Thereby, in the vehicle with an auxiliary power device of the present invention, the configuration of the human power drive unit can be simplified, and the vehicle can be reduced in size and weight. Furthermore, in the vehicle with an auxiliary power device according to the present invention, for example, a manpower driving force detector configured by a magnetostrictive torque sensor is provided on the outer peripheral surface of the hollow member, and the first nonmagnetic material material together with the manpower driving force transmission mechanism is provided. It is stored in the casing. Thereby, the influence of the external magnetism which acts on the human power driving force detector can be avoided, and the human power driving force can be accurately detected.
Furthermore, in the vehicle with an auxiliary power device according to the present invention, the auxiliary power drive unit is configured independently of the drive sprocket, and is configured separately from the auxiliary power sprocket that provides auxiliary power and the first casing, and transmits auxiliary power. A second casing that houses the mechanism and the motor shaft is provided. With this configuration, in the vehicle with an auxiliary power device according to the present embodiment, the configuration of the auxiliary power drive unit can be simplified, and the vehicle can be reduced in size and weight. Furthermore, the influence of magnetism from the motor can be suppressed.

また、別の観点による発明の補助動力装置付き車輌及びその制御方法では、補助動力駆動部が駆動輪を回転しない程度の補助動力を予め出力するよう構成している。このように構成することにより、ドライブスプロケット及び補助動力スプロケットから人力駆動力及び補助動力をそれぞれチェーンに与えるよう構成したときに生じる補助動力の出力制御での応答性の悪化を防止することができる。 Moreover, in the vehicle with an auxiliary power device and the control method thereof according to another aspect of the invention, the auxiliary power drive unit is configured to output in advance auxiliary power that does not rotate the drive wheels. By configuring in this way, it is possible to prevent the deterioration of the responsiveness in the output control of the auxiliary power that occurs when the drive sprocket and the auxiliary power sprocket are configured to apply the manpower driving force and the auxiliary power to the chain, respectively.

以下、本発明の補助動力装置付き車輌及びその制御方法を示す実施例について図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、本発明の補助動力装置付き車輌の一つの好ましい実施例として、脚力（ペダル踏力）と補助動力とを組み合わせて走行する自転車を構成した例について説明する。また、他の実施例としては、ホイールチェア（車椅子）あるいは荷物搬送車であってもよい。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments showing a vehicle with an auxiliary power device and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, as one preferred embodiment of the vehicle with an auxiliary power device according to the present invention, an example in which a bicycle that travels by combining leg power (pedal pedaling force) and auxiliary power will be described. Further, as another embodiment, a wheel chair (wheelchair) or a luggage carrier may be used.

（第１の実施例）
図１は本発明の第１の実施例である補助動力装置付き車輌の概略構成を示す構造図であり、図２は図１に示した補助動力装置付き車輌の構成を示すブロック図である。
図１、及び図２に示すように、本実施例の補助動力装置付き車輌は、当該車輌を走行するための車輌走行部１、前記車輌走行部１を駆動するための人力駆動部２及び補助動力駆動部３、及び補助動力駆動部３の制御を行う制御部４を具備している。制御部４は、人力駆動部２から車輌走行部１に伝達された人力に基づく力、すなわち人力駆動力を検出する人力駆動力検出部５、及び前記人力駆動力検出部５からの人力駆動力のデータに基づいて、当該車輌の補助動力を算出する補助動力算出部６を備えている。人力駆動力検出部５は、人力駆動力を所定のサンプリング周期（例えば、１msec）で検出して、検出した人力駆動力のデータを補助動力算出部６に出力する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a structural diagram showing a schematic configuration of a vehicle with an auxiliary power device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the vehicle with an auxiliary power device shown in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, a vehicle with an auxiliary power device according to this embodiment includes a vehicle traveling unit 1 for traveling the vehicle, a human power driving unit 2 for driving the vehicle traveling unit 1, and an auxiliary unit. A control unit 4 that controls the power drive unit 3 and the auxiliary power drive unit 3 is provided. The control unit 4 includes a human power driving force detection unit 5 that detects a force based on the human power transmitted from the human power driving unit 2 to the vehicle traveling unit 1, that is, a human power driving force, and a human power driving force from the human power driving force detection unit 5. Is provided with an auxiliary power calculator 6 for calculating the auxiliary power of the vehicle. The human driving force detection unit 5 detects the human driving force at a predetermined sampling period (for example, 1 msec), and outputs the detected human driving force data to the auxiliary power calculation unit 6.

車輌走行部１は、路面と接して車輌を走行するための前輪１ａと後輪１ｂ、前輪１ａと後輪１ｂを回転自在にそれぞれ支持する支持機構１ｃ，１ｄ、及び前記支持機構１ｃ，１ｄを含んだ車体フレーム１ｅを備えている。車輌走行部１には、人力駆動部２からの人力駆動力と補助動力駆動部３からの補助動力が駆動輪である後輪１ｂに供給され、これにより前輪１ａと後輪１ｂが回転して車輌が走行する。
人力駆動部２は、クランク軸７、前記クランク軸７の両端に装着された一対のペダルクランク８、及び各ペダルクランク８に取り付けられ、操作者や使用者などの人力を受け取るためのペダル９を備えている。さらに、人力駆動部２には、クランク軸７から後輪１ｂに人力駆動力を伝達するために、後述の人力駆動力伝達機構部１０（図３）、前記人力駆動力伝達機構部１０を介してクランク軸７に連結されたドライブスプロケット１１、及び前記ドライブスプロケット１１に係合したチェーン１２が設けられている。 The vehicle traveling unit 1 includes support mechanisms 1c and 1d that rotatably support the front wheels 1a and the rear wheels 1b, the front wheels 1a and the rear wheels 1b, and the support mechanisms 1c and 1d, respectively, for traveling the vehicle in contact with the road surface. A vehicle body frame 1e is included. The vehicle travel unit 1 is supplied with the manpower driving force from the manpower driving unit 2 and the auxiliary power from the auxiliary power driving unit 3 to the rear wheel 1b, which is the driving wheel, thereby rotating the front wheel 1a and the rear wheel 1b. The vehicle runs.
The human power drive unit 2 includes a crankshaft 7, a pair of pedal cranks 8 attached to both ends of the crankshaft 7, and a pedal 9 that is attached to each pedal crank 8 and receives human power from an operator or a user. I have. Further, in order to transmit the manpower driving force from the crankshaft 7 to the rear wheel 1b, the manpower driving portion 2 is provided with a manpower driving force transmitting mechanism portion 10 (FIG. 3), which will be described later, and the manpower driving force transmitting mechanism portion 10. A drive sprocket 11 connected to the crankshaft 7 and a chain 12 engaged with the drive sprocket 11 are provided.

ここで、人力駆動力伝達機構部１０とその人力駆動力伝達機構部１０に設けられた人力駆動力検出部５について、図３を参照して詳細に説明する。
図３は、図１のIII−III線で断面をとった人力駆動力伝達機構部及び人力駆動力検出部の構成を示す断面図である。
図３に示すように、円筒状の第１のケーシング１３の内部には、クランク軸７、前記クランク軸７からドライブスプロケット１１に人力駆動力を伝達する人力駆動力伝達機構部１０、及び人力駆動力検出部５が収納されている。上述の人力駆動力伝達機構部１０は、クランク軸７の外周に設けられ、一端部が前記クランク軸７に連結された円筒状の中空部材１４、前記中空部材１４の他端部に固定されたラチェット１５、及び一端部が前記ラチェット１５を介して中空部材１４の他端部に連結され、他端部がドライブスプロケット１１に一体的に嵌合された動力伝達部材１６を具備している。 Here, the manpower driving force transmission mechanism 10 and the manpower driving force detector 5 provided in the manpower driving force transmission mechanism 10 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the human-power driving force transmission mechanism and the human-power driving force detector taken along the line III-III in FIG.
As shown in FIG. 3, a cylindrical first casing 13 includes a crankshaft 7, a manpower driving force transmission mechanism 10 that transmits manpower driving force from the crankshaft 7 to the drive sprocket 11, and manpower driving. The force detection unit 5 is accommodated. The above-described human-power driving force transmission mechanism 10 is provided on the outer periphery of the crankshaft 7 and has one end fixed to the cylindrical hollow member 14 connected to the crankshaft 7 and the other end of the hollow member 14. A ratchet 15 and a power transmission member 16 having one end connected to the other end of the hollow member 14 via the ratchet 15 and the other end integrally fitted to the drive sprocket 11 are provided.

クランク軸７は、鉄を含む金属部材により構成され、第１のケーシング１３に回転自在に装着されている。クランク軸７の両端部には、ペダルクランク８がフィキシングナット１７によって固定されている。これにより、操作者などからペダル９（図１）に与えられた人力（踏力）は、ペダルクランク８を経て回転力に変換され、人力駆動力としてクランク軸７に伝達される。
第１のケーシング１３は、アルミニウム、ステンレスあるいは類似の非磁性体材料により構成され、円筒状部１３ａ及び前記円筒状部１３ａの両端に設けられた第１、第２の端部１３ｂ，１３ｃを備えている。第１のケーシング１３を非磁性体材料により構成することにより、当該車輌の軽量化、及び内部に収納した人力駆動力検出部５への外部磁気の誘導による影響を避けることが可能となる。円筒状部１３ａは、車体フレーム１ｅ（図１）に設けられた孔部（図示せず）に嵌合され、その車体フレーム１ｅに固定される。第１の端部１３ｂの内側には、ボールベアリング１８が設けられ、クランク軸７を回転自在に支持している。 The crankshaft 7 is made of a metal member containing iron and is rotatably mounted on the first casing 13. A pedal crank 8 is fixed to both ends of the crankshaft 7 by a fixing nut 17. As a result, human power (stepping force) applied to the pedal 9 (FIG. 1) by an operator or the like is converted into rotational force through the pedal crank 8 and transmitted to the crankshaft 7 as human power driving force.
The first casing 13 is made of aluminum, stainless steel, or a similar nonmagnetic material, and includes a cylindrical portion 13a and first and second end portions 13b and 13c provided at both ends of the cylindrical portion 13a. ing. By configuring the first casing 13 with a non-magnetic material, it is possible to reduce the weight of the vehicle and avoid the influence of external magnetism induction on the human-power driving force detection unit 5 housed inside. The cylindrical portion 13a is fitted into a hole (not shown) provided in the vehicle body frame 1e (FIG. 1) and fixed to the vehicle body frame 1e. A ball bearing 18 is provided inside the first end 13b, and supports the crankshaft 7 in a rotatable manner.

中空部材１４は、鉄等の金属部材により構成され、クランク軸７と一体的に回転運動を行う。詳細にいえば、中空部材１４の一端部の内側にはクランク軸７の外周上に設けられた複数の刃部７ａとかみ合う溝部が設けられ、中空部材１４はクランク軸７に連結されてともに回転する。中空部材１４の一端部の外側には、ボールベアリング１９が円筒状部１３ａとの間に設けられている。これにより、中空部材１４は、第１のケーシング１３に対して回転自在に支持される。
ラチェット１５は、中空部材１４から動力伝達部材１６への一方向に力（人力駆動力）を伝達する一方向力伝達部材であり、鉄等の強度の大きい金属部材により構成されている。このラチェット１５を設けることにより、動力伝達部材１６から中空部材１４への逆方向の回転力（反力）の伝達が阻止され、例えばチェーン１２（図１）のゆるみや路面の状態による振動などで生じた外乱の影響が中空部材１４に伝わることを防止することができる。
動力伝達部材１６は、鉄等の強度の大きい金属部材により構成され、その一端部の内側部分がラチェット１５と嵌合して中空部材１４に連結されている。動力伝達部材１６の一端部の外側部分にはボールベアリング２０が円筒状部１３ａとの間に設けられ、動力伝達部材１６の他端部の外側部分にはボールベアリング２１が第２の端部１３ｃとの間に設けられている。これにより、動力伝達部材１６は、第１のケーシング１３に対して回転自在に支持される。さらに、他端部の内側部分には、ニードルベアリング２２がクランク軸７との間に設けられ、クランク軸７と動力伝達部材１６を相互に回転自在に支持している。 The hollow member 14 is made of a metal member such as iron and performs a rotational movement integrally with the crankshaft 7. More specifically, a groove portion that engages with a plurality of blade portions 7 a provided on the outer periphery of the crankshaft 7 is provided inside one end portion of the hollow member 14, and the hollow member 14 is connected to the crankshaft 7 and rotates together. To do. A ball bearing 19 is provided outside the one end portion of the hollow member 14 between the hollow member 14 and the cylindrical portion 13a. Thereby, the hollow member 14 is rotatably supported with respect to the first casing 13.
The ratchet 15 is a unidirectional force transmission member that transmits a force (manpower driving force) in one direction from the hollow member 14 to the power transmission member 16, and is configured by a metal member having high strength such as iron. By providing this ratchet 15, transmission of the reverse rotational force (reaction force) from the power transmission member 16 to the hollow member 14 is prevented, for example, due to loosening of the chain 12 (FIG. 1) or vibration due to the road surface condition. It is possible to prevent the influence of the generated disturbance from being transmitted to the hollow member 14.
The power transmission member 16 is composed of a metal member having high strength such as iron, and an inner portion of one end thereof is fitted to the ratchet 15 and connected to the hollow member 14. A ball bearing 20 is provided between the outer end portion of the power transmission member 16 and the cylindrical portion 13a, and a ball bearing 21 is provided at the outer end portion of the other end portion of the power transmission member 16 at the second end portion 13c. Between. Thereby, the power transmission member 16 is rotatably supported with respect to the first casing 13. Furthermore, a needle bearing 22 is provided between the other end portion and the crankshaft 7 to support the crankshaft 7 and the power transmission member 16 so as to be rotatable relative to each other.

人力駆動力検出部５は、非接触式トルクセンサ、例えば磁歪式トルクセンサにより構成され、中空部材１４の外周面上に設けられている。尚、ここでいう、非接触式トルクセンサとは、クランク軸７や人力駆動力伝達機構部１０等の人力駆動部２（図１）の構成部材と機械的な部材や導線などにより連結されずに、あるいは摺動接触せずに、人力駆動部２からの人力駆動力をトルクとして検出できるものをいう。
具体的にいえば、人力駆動力検出部５は、中空部材１４の外周面上に固着されたアモルファス合金製の磁性膜２３、前記磁性膜２３から所定のギャップをおいて磁性膜２３に相対的に回転可能に設けられた樹脂製の円筒状のボビン２４、及び前記ボビン２４に巻装された一対のトルク検出用コイル２５を備えている。磁性膜２３には、例えば文字「ハハーーー」状のパターンの形状をもつスリット（図示せず）が設けられている。一対のトルク検出用コイル２５は、上記スリットに対向して配置されている。これにより、クランク軸７が回転するとき、ペダルクランク８にかかる人力駆動力の変化に応じてこの磁性膜２３の各部にねじれ歪みを生じ、それによりさらに透磁率の変化を生じる。トルク検出用コイル２５がその透磁率の変化を検出して補助動力算出部６（図２）に出力する。 The human driving force detection unit 5 is configured by a non-contact torque sensor, for example, a magnetostrictive torque sensor, and is provided on the outer peripheral surface of the hollow member 14. Note that the non-contact type torque sensor here is not connected to the constituent members of the manual driving unit 2 (FIG. 1) such as the crankshaft 7 or the manual driving force transmission mechanism unit 10 by a mechanical member or a conductive wire. Or the thing which can detect the human-powered driving force from the human-powered drive part 2 as a torque, without sliding contact.
Specifically, the human-power-driving-force detecting unit 5 has a magnetic film 23 made of an amorphous alloy fixed on the outer peripheral surface of the hollow member 14, and a relative gap to the magnetic film 23 with a predetermined gap from the magnetic film 23. A resin-made cylindrical bobbin 24 provided rotatably, and a pair of torque detection coils 25 wound around the bobbin 24. The magnetic film 23 is provided with slits (not shown) having, for example, a letter “hahaha” pattern. The pair of torque detection coils 25 is disposed to face the slit. As a result, when the crankshaft 7 rotates, torsional distortion occurs in each part of the magnetic film 23 in accordance with the change in the manual driving force applied to the pedal crank 8, thereby further changing the permeability. The torque detection coil 25 detects the change in the magnetic permeability and outputs it to the auxiliary power calculation unit 6 (FIG. 2).

図１に戻って、補助動力駆動部３は、チェーン１２と係合して補助動力を加えるための補助動力スプロケット２６、前記補助動力スプロケット２６に連結された後述の補助動力伝達機構部２７（図４）を収納した第２のケーシング２８、及び前記第２のケーシング２８に取り付けられ、チェーン１２と当接するアイドラー２９を備えている。また、補助動力装置であるモータは、補助動力スプロケット２６の反対側で第２のケーシング２８に一体的に取り付けられている（詳細は後述）。上記モータの電源を構成する二次電池等の電池３０が、車体フレーム１ｅに着脱可能に取り付けられている。
アイドラー２９は、ローラー部材（回転体）により構成され、補助動力スプロケット２６に近接して第２のケーシング２８に固定されている。このアイドラー２９の位置は、チェーン１２がアイドラー２９の周囲を実質的に１２０度以上周回してアイドラー２９の表面と当接するような位置に設けられている。これにより、補助動力は、補助動力スプロケット２６からチェーン１２に効率よく与えられる。さらに、第２のケーシング２７は、第１のケーシング１３（図３）とは別体に構成されて車体フレーム１ｅに取り付けられている。このように構成することにより、本実施例の補助動力装置付き車輌では、ドライブスプロケット１１に対する補助動力スプロケット２６及びアイドラー２９の設置箇所を容易に変更することができる。その結果、本実施例の補助動力装置付き車輌では、チェーンラインの変更、及びチェーンテンションの調整を容易に行うことができる。尚、図１においては、ドライブスプロケット１１及び補助動力スプロケット２６の各刃部を明瞭なものとするために、それらの刃部を拡大して図示している。このため、図１においては、それらの刃部が互いにかみ合うよう図示されているが、実際は図７に示すように、ドライブスプロケット１１及び補助動力スプロケット２６はチェーン１２にのみ係合するように互いに所定の距離をおいて配置されている。 Returning to FIG. 1, the auxiliary power drive unit 3 is engaged with the chain 12 to add auxiliary power, and an auxiliary power transmission mechanism 27 (described later) connected to the auxiliary power sprocket 26. 4), and a second casing 28 that houses the second casing 28, and an idler 29 that is attached to the second casing 28 and contacts the chain 12. Further, the motor that is an auxiliary power device is integrally attached to the second casing 28 on the opposite side of the auxiliary power sprocket 26 (details will be described later). A battery 30 such as a secondary battery constituting the power source of the motor is detachably attached to the body frame 1e.
The idler 29 is composed of a roller member (rotating body) and is fixed to the second casing 28 in the vicinity of the auxiliary power sprocket 26. The position of the idler 29 is provided in such a position that the chain 12 substantially orbits around the idler 29 and contacts the surface of the idler 29. As a result, the auxiliary power is efficiently applied from the auxiliary power sprocket 26 to the chain 12. Further, the second casing 27 is configured separately from the first casing 13 (FIG. 3) and attached to the vehicle body frame 1e. With this configuration, in the vehicle with the auxiliary power device of the present embodiment, the installation location of the auxiliary power sprocket 26 and the idler 29 with respect to the drive sprocket 11 can be easily changed. As a result, in the vehicle with an auxiliary power device according to the present embodiment, the chain line can be easily changed and the chain tension can be adjusted. In FIG. 1, the blade portions of the drive sprocket 11 and the auxiliary power sprocket 26 are enlarged and illustrated in order to clarify the blade portions. For this reason, in FIG. 1, the blade portions are illustrated so as to engage with each other, but actually, as shown in FIG. 7, the drive sprocket 11 and the auxiliary power sprocket 26 are predetermined to engage only with the chain 12. Are arranged at a distance of.

ここで、補助動力駆動部３の詳細な構成について、図４を参照して説明する。
図４は、図１のIV−IV線で断面をとった補助動力駆動部の構成を示す断面図である。
図４において、補助動力駆動部３は、モータ３１、及び第２のケーシング２８内に収納され、モータ３１からの補助動力を補助動力スプロケット２６に伝達する補助動力伝達機構部２７を備えている。
第２のケーシング２８は、アルミニウム、ステンレスあるいは類似の非磁性体材料により構成された補助動力スプロケット２６側の第１の容器２８ａと、同じく非磁性体材料により構成され、モータ３１の外容器３１ａに取り付けられた第２の容器２８ｂからなる。
補助動力伝達機構部２７は、モータ３１のシャフト３１ｂに連結され、第２の容器２８ｂに回転自在に装着された摩擦式遊星減速機構３２、前記摩擦式遊星減速機構３２に連結され、第１の容器２８ａに回転自在に装着された第１の補助動力伝達部材３３、及び前記第１の補助動力伝達部材３３に連結され、ワンウェイクラッチ３５を介して出力軸３６に連結された第２の補助動力伝達部材３４を備えている。出力軸３６は、第１、第２の容器２８ａ，２８ｂに回転自在に装着されたものであり、その一端部には補助動力スプロケット２６が嵌合されている。 Here, a detailed configuration of the auxiliary power drive unit 3 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the auxiliary power drive section taken along line IV-IV in FIG.
In FIG. 4, the auxiliary power drive unit 3 includes a motor 31 and an auxiliary power transmission mechanism unit 27 that is housed in the second casing 28 and transmits auxiliary power from the motor 31 to the auxiliary power sprocket 26.
The second casing 28 is composed of the first container 28a on the side of the auxiliary power sprocket 26 made of aluminum, stainless steel, or a similar nonmagnetic material, and is also made of a nonmagnetic material, and is attached to the outer container 31a of the motor 31. It consists of an attached second container 28b.
The auxiliary power transmission mechanism 27 is connected to the shaft 31b of the motor 31 and is connected to the friction planetary speed reduction mechanism 32 rotatably mounted on the second container 28b, the friction type planetary speed reduction mechanism 32, and the first A first auxiliary power transmission member 33 rotatably mounted on the container 28a, and a second auxiliary power connected to the first auxiliary power transmission member 33 and connected to the output shaft 36 via a one-way clutch 35. A transmission member 34 is provided. The output shaft 36 is rotatably attached to the first and second containers 28a and 28b, and the auxiliary power sprocket 26 is fitted to one end thereof.

補助動力スプロケット２６は、図１に示したドライブスプロケット１１に比べて小径なもの、例えば３０〜４０％程度のものを用いている。このように構成することにより、補助動力伝達機構部２７での減速段数、すなわち補助動力伝達部材の設置数を減らすことが可能である。その結果、補助動力駆動部３を小型軽量化することが可能となる。
ワンウェイクラッチ３５は、第２の補助動力伝達部材３４から出力軸３６への一方向に力（補助動力）を伝達する一方向力伝達部材であり、鉄等の金属部材により構成されている。このワンウェイクラッチ３５を設けることにより、出力軸３６から第２の補助動力伝達部材３４への逆方向の回転力（反力）の伝達が阻止される。その結果、例えばチェーン１２（図１）に生じた外乱の影響が補助動力伝達部材２７を経てモータ３１に伝わることを防止することができる。
尚、上述の説明では、摩擦式遊星減速機構３２を用いることにより、モータ３１の回転速度を減速して所望のトルク（補助動力）を得る場合について説明した。しかし、実施例はこれに限定されるものではなく、上述の回転速度をギアのみで減速しても、あるいは既知のハイポイドギアを用いて減速する構成でもよい。 The auxiliary power sprocket 26 is smaller in diameter than the drive sprocket 11 shown in FIG. 1, for example, about 30 to 40%. By configuring in this way, it is possible to reduce the number of deceleration stages in the auxiliary power transmission mechanism 27, that is, the number of installed auxiliary power transmission members. As a result, the auxiliary power drive unit 3 can be reduced in size and weight.
The one-way clutch 35 is a one-way force transmission member that transmits force (auxiliary power) in one direction from the second auxiliary power transmission member 34 to the output shaft 36, and is made of a metal member such as iron. By providing this one-way clutch 35, transmission of the reverse rotational force (reaction force) from the output shaft 36 to the second auxiliary power transmission member 34 is prevented. As a result, for example, it is possible to prevent the influence of disturbance generated in the chain 12 (FIG. 1) from being transmitted to the motor 31 via the auxiliary power transmission member 27.
In the above description, the case where the frictional planetary reduction mechanism 32 is used to reduce the rotational speed of the motor 31 to obtain a desired torque (auxiliary power) has been described. However, the embodiment is not limited to this, and the above-described rotational speed may be reduced only by a gear or may be reduced by using a known hypoid gear.

モータ３１は、通電電流などの補助動力の大きさを示すための情報を制御部４の補助動力算出部６（図２）に逐次出力して、その補助動力算出部６からの指示信号に基づいて作動（回転）する。また、第２のケーシング２８には、上述の補助動力算出部６を収納した第３のケーシング３７が固定されている。
補助動力駆動部３の電源スイッチ（図示せず）がオンされたとき、補助動力駆動部３は後輪（駆動輪）１ｂ（図１）を回転しない程度の補助動力を予め出力するよう構成されている。このように構成することにより、ドライブスプロケット１１及び補助動力スプロケット２６から人力駆動力及び補助動力をそれぞれチェーン１２に与えるよう構成したときに生じる補助動力の出力制御での応答性の悪化を防止することが可能となる。 The motor 31 sequentially outputs information for indicating the magnitude of the auxiliary power, such as an energization current, to the auxiliary power calculation unit 6 (FIG. 2) of the control unit 4, and based on an instruction signal from the auxiliary power calculation unit 6. Actuate (rotate). A third casing 37 that houses the above-described auxiliary power calculation unit 6 is fixed to the second casing 28.
When a power switch (not shown) of the auxiliary power drive unit 3 is turned on, the auxiliary power drive unit 3 is configured to output in advance auxiliary power that does not rotate the rear wheels (drive wheels) 1b (FIG. 1). ing. By configuring in this way, it is possible to prevent the deterioration of the responsiveness in the output control of the auxiliary power that occurs when the drive sprocket 11 and the auxiliary power sprocket 26 are configured to apply the manual driving force and the auxiliary power to the chain 12, respectively. Is possible.

以上のように、本実施例の補助動力装置付き車輌では、人力駆動力伝達機構部１０が、クランク軸７の外周部に設けられ、一端部がクランク軸７に連結された中空部材１４、及び一端部が中空部材１４の他端部にラチェット１５を介して連結され、他端部がチェーン１２と係合するドライブスプロケット１１に一体的に嵌合された動力伝達部材１６により構成されている。これにより、本実施例の補助動力装置付き車輌では、人力駆動部２の構成を簡略化することができ、当該車輌を小型軽量化することができる。さらに、本実施例の補助動力装置付き車輌では、人力駆動力検出部５を中空部材１４の外周面上に設け、人力駆動力伝達機構部１０とともに第１のケーシング１３内に収納している。これにより、人力駆動力検出部５に作用する外部磁気の影響を防止することができ、人力駆動力を正確に検出することができる。
さらに、本実施例の補助動力装置付き車輌では、補助動力駆動部３が、ドライブスプロケット１１から独立して構成され、補助動力を与える補助動力スプロケット２６、及び第１のケーシング１３と別体に構成され、補助動力伝達機構部２７とモータ３１のシャフト３１ｂを収納した第２のケーシング２８を備えている。このように構成することにより、本実施例の補助動力装置付き車輌では、補助動力駆動部３の構成を簡略化することができ、当該車輌を小型軽量化することができる。さらに、モータ３１からの磁気の影響を抑制することができる。 As described above, in the vehicle with the auxiliary power device according to the present embodiment, the human-powered driving force transmission mechanism portion 10 is provided on the outer peripheral portion of the crankshaft 7, and one end portion of the hollow member 14 is connected to the crankshaft 7, and One end portion is connected to the other end portion of the hollow member 14 via a ratchet 15, and the other end portion is constituted by a power transmission member 16 that is integrally fitted to a drive sprocket 11 that engages with the chain 12. Thereby, in the vehicle with an auxiliary power device of the present embodiment, the configuration of the human power drive unit 2 can be simplified, and the vehicle can be reduced in size and weight. Further, in the vehicle with an auxiliary power device according to the present embodiment, the human power driving force detection unit 5 is provided on the outer peripheral surface of the hollow member 14 and is housed in the first casing 13 together with the human power driving force transmission mechanism unit 10. Thereby, the influence of the external magnetism which acts on the human power driving force detection part 5 can be prevented, and human power driving force can be detected correctly.
Further, in the vehicle with the auxiliary power device of the present embodiment, the auxiliary power drive unit 3 is configured independently of the drive sprocket 11 and is configured separately from the auxiliary power sprocket 26 that provides auxiliary power and the first casing 13. The auxiliary power transmission mechanism 27 and the second casing 28 that houses the shaft 31b of the motor 31 are provided. By configuring in this way, in the vehicle with an auxiliary power device of the present embodiment, the configuration of the auxiliary power drive unit 3 can be simplified, and the vehicle can be reduced in size and weight. Furthermore, the influence of magnetism from the motor 31 can be suppressed.

（第２の実施例）
図５は、本発明の第２の実施例である補助動力装置付車輌での人力駆動力伝達機構部の構成を示す断面図である。この実施例では、補助動力装置付き車輌の構成において、一方向力伝達部材を介して中空部材の一端部とクランク軸を連結し、かつ動力伝達部材を設けることなく、中空部材の他端部をドライブスプロケットに連結した。それ以外の各部は、第１の実施例に示すものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。
図５に示すように、本実施例の補助動力装置付き車輌では、円筒状の第１のケーシング３８の内部には、クランク軸７、前記クランク軸７からドライブスプロケット１１に人力駆動力を伝達する人力駆動力伝達機構部４０、及び人力駆動力検出部５が収納されている。
第１のケーシング３８は、第１の実施例のものと同様に、アルミニウム、ステンレスあるいは類似の非磁性体材料により構成されている。第１のケーシング３８は、円筒状部３８ａ、前記円筒状部３８ａの一端部に設けられた第１の端部３８ｂを備えている。第１のケーシング３８を非磁性体材料により構成することにより、当該車輌の軽量化、及び内部に収納した人力駆動力検出部５への外部磁気の影響を抑制することが可能となる。円筒状部３８ａは、車体フレーム１ｅ（図１）に設けられた孔部（図示せず）に嵌合され、その車体フレーム１ｅに固定される。第１の端部３８ｂの内側には、ボールベアリング３９ａが設けられ、クランク軸７を回転自在に支持している。 (Second embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a human power driving force transmission mechanism portion in a vehicle with an auxiliary power device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the vehicle with an auxiliary power device, the one end of the hollow member and the crankshaft are connected via the one-way force transmitting member, and the other end of the hollow member is connected without providing the power transmitting member. Connected to drive sprocket. Since the other parts are the same as those shown in the first embodiment, their duplicate description is omitted.
As shown in FIG. 5, in the vehicle with an auxiliary power device according to the present embodiment, a manpower driving force is transmitted from the crankshaft 7 and the crankshaft 7 to the drive sprocket 11 in the cylindrical first casing 38. The manpower driving force transmission mechanism 40 and the manpower driving force detector 5 are accommodated.
The first casing 38 is made of aluminum, stainless steel, or a similar nonmagnetic material as in the first embodiment. The first casing 38 includes a cylindrical portion 38a and a first end portion 38b provided at one end of the cylindrical portion 38a. By configuring the first casing 38 with a non-magnetic material, it is possible to reduce the weight of the vehicle and to suppress the influence of external magnetism on the human power driving force detection unit 5 housed inside. The cylindrical portion 38a is fitted into a hole (not shown) provided in the vehicle body frame 1e (FIG. 1) and fixed to the vehicle body frame 1e. A ball bearing 39a is provided inside the first end portion 38b, and supports the crankshaft 7 in a rotatable manner.

人力駆動力伝達機構部４０は、クランク軸７の外周に設けられ、一端部がラチェット４１を介してクランク軸７に連結され、他端部がドライブスプロケット１１に一体的に嵌合した円筒状の中空部材４２により構成されている。
ラチェット４１は、鉄等の強度の大きい金属部材により構成され、クランク軸７の刃部７ａと中空部材４２の一端部の内側部分の間に設けられている。ラチェット４１は、クランク軸７から中空部材４２への一方向に力（人力駆動力）を伝達する一方向力伝達部材であり、中空部材４２からクランク軸７への逆方向の回転力（反力）の伝達が阻止される。その結果、例えばチェーン１２（図１）に生じた外乱の影響がクランク軸７に伝わることを防止することができる。
中空部材４２は、鉄等の金属部材により構成され、クランク軸７と一体的に回転運動を行う。詳細にいえば、中空部材４２の内側部分には、クランク軸７の外周との間にニードルベアリング４３ａ，４３ｂが設けられている。これにより、クランク軸７と中空部材４２は相互に回転自在に支持されている。中空部材４２の他端部の外側部分には、ボールベアリング３９ｂが円筒状部３８ａとの間に設けられている。これにより、中空部材４２は、第１のケーシング３８に対して回転自在に支持される。 The manpower driving force transmission mechanism portion 40 is provided on the outer periphery of the crankshaft 7, has one end connected to the crankshaft 7 via a ratchet 41, and the other end integrally fitted to the drive sprocket 11. The hollow member 42 is used.
The ratchet 41 is made of a strong metal member such as iron, and is provided between the blade portion 7 a of the crankshaft 7 and the inner portion of one end portion of the hollow member 42. The ratchet 41 is a unidirectional force transmission member that transmits a force (manpower driving force) in one direction from the crankshaft 7 to the hollow member 42, and a reverse rotational force (reaction force) from the hollow member 42 to the crankshaft 7. ) Is blocked. As a result, for example, it is possible to prevent the influence of disturbance generated in the chain 12 (FIG. 1) from being transmitted to the crankshaft 7.
The hollow member 42 is made of a metal member such as iron and performs a rotational motion integrally with the crankshaft 7. More specifically, needle bearings 43 a and 43 b are provided on the inner portion of the hollow member 42 between the outer periphery of the crankshaft 7. Thereby, the crankshaft 7 and the hollow member 42 are rotatably supported with respect to each other. A ball bearing 39b is provided on the outer side of the other end of the hollow member 42 between the cylindrical member 38a. Thereby, the hollow member 42 is rotatably supported with respect to the first casing 38.

以上のように構成することにより、本実施例の補助動力装置付き車輌では、第１の実施例のものに比べて、人力駆動力伝達機構部４０の構成を簡略化することができ、当該車輌の小型軽量化を容易に達成することができる。さらに、本実施例の補助動力装置付き車輌では、第１の実施例のものに比べて、部品点数を減らしているので、当該車輌の組立作業を容易なものとすることができる。また、第１の実施例のものに比べて、中空部材４２の外周面の長さ寸法（軸方向寸法）を大きくすることが可能であるので、中空部材４２上に固着されたアモルファス合金製の磁性膜２３の寸法を長くして、人力駆動力検出部５の検出精度を容易に向上することができる。 By configuring as described above, in the vehicle with an auxiliary power device according to the present embodiment, the configuration of the human power driving force transmission mechanism 40 can be simplified as compared with the vehicle according to the first embodiment. The reduction in size and weight can be easily achieved. Furthermore, in the vehicle with an auxiliary power device of this embodiment, the number of parts is reduced compared to that of the first embodiment, so that the assembly work of the vehicle can be facilitated. In addition, since the length dimension (axial dimension) of the outer peripheral surface of the hollow member 42 can be increased as compared with the first embodiment, it is made of an amorphous alloy fixed on the hollow member 42. By increasing the size of the magnetic film 23, it is possible to easily improve the detection accuracy of the human power driving force detector 5.

（第３の実施例）
図６は、本発明の第３の実施例である補助動力装置付車輌での人力駆動力伝達機構部の構成を示す断面図である。この実施例では、補助動力装置付き車輌の構成において、動力伝達部材を設けることなく、中空部材を一方向力伝達部材を介してドライブスプロケットに連結した。それ以外の各部は、第１の実施例に示すものと同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。
図６に示すように、本実施例の補助動力装置付き車輌では、円筒状の第１のケーシング４４の内部には、クランク軸７、前記クランク軸７からドライブスプロケット１１’に人力駆動力を伝達する人力駆動力伝達機構部４６、及び人力駆動力検出部５が収納されている。ドライブスプロケット１１’は、同図に示すように、第１のケーシング４４内に配置される円筒部１１ａ’を備えている。
第１のケーシング４４は、第２の実施例のものと同様に、アルミニウム、ステンレスあるいは類似の非磁性体材料により構成され、円筒状部４４ａ、前記円筒状部４４ａの一端部に設けられた第１の端部４４ｂを備えている。第１のケーシング４４を非磁性体材料により構成することにより、当該車輌の軽量化、及び内部に収納した人力駆動力検出部５への外部磁気の影響を抑制することが可能となる。円筒状部４４ａは、車体フレーム１ｅ（図１）に設けられた孔部（図示せず）に嵌合され、その車体フレーム１ｅに固定される。第１の端部４４ｂの内側には、ボールベアリング４５ａが設けられ、クランク軸７を回転自在に支持している。 (Third embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a human power driving force transmission mechanism portion in a vehicle with an auxiliary power device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the vehicle with the auxiliary power unit, the hollow member is connected to the drive sprocket via the one-way force transmission member without providing the power transmission member. Since the other parts are the same as those shown in the first embodiment, their duplicate description is omitted.
As shown in FIG. 6, in the vehicle with an auxiliary power device according to the present embodiment, a manual driving force is transmitted from the crankshaft 7 to the drive sprocket 11 ′ inside the cylindrical first casing 44. The manpower driving force transmission mechanism 46 and the manpower driving force detector 5 are housed. The drive sprocket 11 ′ includes a cylindrical portion 11a ′ disposed in the first casing 44 as shown in FIG.
The first casing 44 is made of aluminum, stainless steel, or a similar non-magnetic material as in the second embodiment, and has a cylindrical portion 44a and a first portion provided at one end of the cylindrical portion 44a. 1 end 44b. By configuring the first casing 44 from a non-magnetic material, it is possible to reduce the weight of the vehicle and to suppress the influence of external magnetism on the human-power driving force detection unit 5 housed inside. The cylindrical portion 44a is fitted into a hole (not shown) provided in the vehicle body frame 1e (FIG. 1) and fixed to the vehicle body frame 1e. A ball bearing 45a is provided inside the first end 44b, and supports the crankshaft 7 in a rotatable manner.

人力駆動力伝達機構部４６は、クランク軸７の外周に設けられ、一端部がクランク軸７に連結され、他端部がワンウェイクラッチ４８を介してドライブスプロケット１１’に連結した円筒状の中空部材４７により構成されている。
中空部材４７は、鉄等の金属部材により構成され、クランク軸７と一体的に回転運動を行う。詳細にいえば、中空部材４７の一端部の外側には、ボールベアリング４９が円筒状部４４ａとの間に設けられている。これにより、中空部材４７は、第１のケーシング４４に対して回転自在に支持される。また、中空部材４７の一端部の内側にはクランク軸７の外周上に設けられた複数の刃部７ａとかみ合う溝部が設けられ、他端部の内側にはニードルベアリング５０がクランク軸７との間に設けられている。これにより、中空部材４７はクランク軸７に連結されともに回転する。
ワンウェイクラッチ４８は、鉄等の強度の大きい金属部材により構成され、ドライブスプロケット１１’の円筒部１１ａ’と中空部材４７の他端部の外側部分の間に設けられている。ワンウェイクラッチ４８は、中空部材４７からドライブスプロケット１１’への一方向に力（人力駆動力）を伝達する一方向力伝達部材であり、ドライブスプロケット１１’から中空部材４７への逆方向の回転力（反力）の伝達が阻止される。その結果、例えばチェーン１２（図１）に生じた外乱の影響がクランク軸７に伝わることを防止することができる。 The manpower driving force transmission mechanism 46 is provided on the outer periphery of the crankshaft 7, and has a cylindrical hollow member having one end connected to the crankshaft 7 and the other end connected to the drive sprocket 11 ′ via a one-way clutch 48. 47.
The hollow member 47 is made of a metal member such as iron and rotates integrally with the crankshaft 7. More specifically, a ball bearing 49 is provided between the cylindrical member 44 a and the outer side of one end of the hollow member 47. Thereby, the hollow member 47 is rotatably supported with respect to the first casing 44. Further, a groove portion that engages with a plurality of blade portions 7 a provided on the outer periphery of the crankshaft 7 is provided inside one end portion of the hollow member 47, and a needle bearing 50 is connected to the crankshaft 7 inside the other end portion. It is provided in between. Thereby, the hollow member 47 is connected to the crankshaft 7 and rotates together.
The one-way clutch 48 is made of a metal member having a high strength such as iron, and is provided between the cylindrical portion 11 a ′ of the drive sprocket 11 ′ and the outer portion of the other end portion of the hollow member 47. The one-way clutch 48 is a one-way force transmission member that transmits a force (manpower driving force) in one direction from the hollow member 47 to the drive sprocket 11 ′, and a reverse rotational force from the drive sprocket 11 ′ to the hollow member 47. Transmission of (reaction force) is blocked. As a result, for example, it is possible to prevent the influence of disturbance generated in the chain 12 (FIG. 1) from being transmitted to the crankshaft 7.

以上のように構成することにより、本実施例の補助動力装置付き車輌では、第１の実施例のものに比べて、人力駆動力伝達機構部４０の構成を簡略化することができ、当該車輌の小型軽量化を容易に達成することができる。さらに、本実施例の補助動力装置付き車輌では、第１の実施例のものに比べて、部品点数を減らしているので、当該車輌の組立作業を容易なものとすることができる。 By configuring as described above, in the vehicle with the auxiliary power device according to the present embodiment, the configuration of the human power driving force transmission mechanism 40 can be simplified as compared with the vehicle according to the first embodiment. The reduction in size and weight can be easily achieved. Further, in the vehicle with an auxiliary power device of this embodiment, the number of parts is reduced compared to that of the first embodiment, so that the assembly work of the vehicle can be facilitated.

尚、上述の第１乃至第３の実施例の説明以外に、アルミニウム、ステンレスあるいは類似の非磁性体材料により、クランク軸７を構成してもよい。このように構成することにより、クランク軸７を伝わる外部磁気の人力駆動力検出部５への影響を抑えることができる。また、クランク軸７を非磁性体材料によって構成する代わりに、ペダルクランク８やフィキシングナット１７を非磁性体材料により構成してもよい。
また、ドライブスプロケット１１，１１’及び補助動力スプロケット２６のうち、少なくともドライブスプロケット１１，１１’を上記の非磁性体材料により構成してもよい。 In addition to the description of the first to third embodiments described above, the crankshaft 7 may be made of aluminum, stainless steel, or a similar nonmagnetic material. By configuring in this way, it is possible to suppress the influence of the external magnetism transmitted through the crankshaft 7 on the manpower driving force detection unit 5. Further, instead of the crankshaft 7 being made of a nonmagnetic material, the pedal crank 8 and the fixing nut 17 may be made of a nonmagnetic material.
Of the drive sprockets 11 and 11 ′ and the auxiliary power sprocket 26, at least the drive sprockets 11 and 11 ′ may be made of the nonmagnetic material.

本発明の第１の実施例である補助動力装置付き車輌の概略構成を示す構造図1 is a structural diagram showing a schematic configuration of a vehicle with an auxiliary power device according to a first embodiment of the present invention. 図１に示した補助動力装置付き車輌の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the vehicle with an auxiliary power unit shown in FIG. 図１のIII−III線で断面をとった人力駆動力伝達機構部及び人力駆動力検出部の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the manpower driving force transmission mechanism part and manpower driving force detection part which took the cross section by the III-III line of FIG. 図１のIV−IV線で断面をとった補助動力駆動部の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the auxiliary power drive part which took the cross section by the IV-IV line of FIG. 本発明の第２の実施例である補助動力装置付車輌での人力駆動力伝達機構部の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the manpower driving force transmission mechanism part in the vehicle with an auxiliary power unit which is the 2nd Example of this invention. 本発明の第３の実施例である補助動力装置付車輌での人力駆動力伝達機構部の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the manpower driving force transmission mechanism part in the vehicle with an auxiliary power unit which is the 3rd Example of this invention. 図１に示したドライブスプロケット及び補助動力スプロケットの構成を示す拡大図Enlarged view showing the configuration of the drive sprocket and auxiliary power sprocket shown in FIG.

Explanation of symbols

１車輌走行部
２人力駆動部
３補助動力駆動部
５人力駆動力検出部
７クランク軸
８ペダルクランク
１１，１１’ ドライブスプロケット
１２チェーン
１４，４２，４７中空部材
１５，４１，４８一方向力伝達部材
１６動力伝達部材
１７フィキシングナット
２６補助動力スプロケット
３１モータ
３５第２の一方向力伝達部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle traveling part 2 Human power drive part 3 Auxiliary power drive part 5 Human power drive force detection part 7 Crankshaft 8 Pedal crank 11, 11 'Drive sprocket 12 Chain 14,42,47 Hollow member 15,41,48 Unidirectional force transmission member 16 Power transmission member 17 Fixing nut 26 Auxiliary power sprocket 31 Motor 35 Second one-way force transmission member

Claims

A magnetostrictive sensor for detecting human driving force;
A vehicle traveling unit for traveling,
A drive sprocket that transmits the manpower driving force to the vehicle running section;
An auxiliary power device for outputting auxiliary power;
A control unit for controlling the auxiliary power unit based on the detected value of the human driving force;
An auxiliary sprocket that transmits the auxiliary power to the vehicle traveling unit;
A chain that independently engages each of the auxiliary sprocket and the drive sprocket and transmits the driving force to the vehicle traveling unit;
An idler that abuts this chain;
A casing made of a non-magnetic material that covers the magnetostrictive sensor, the auxiliary power unit, and the speed reduction mechanism;
A vehicle with an auxiliary power device, wherein the magnetostrictive sensor and the auxiliary power device are provided between a front wheel and a rear wheel.

The vehicle with an auxiliary power unit according to claim 1, wherein a battery for an auxiliary power unit is provided between the front wheel and the rear wheel.

The vehicle with an auxiliary power unit according to claim 2, wherein the battery for the auxiliary power unit is detachable.

A vehicle body frame having one end connected to the support mechanism of the front wheel and the other end connected to the casing holding the rotary bearing portion of the drive sprocket;
The vehicle with an auxiliary power device according to any one of claims 1 to 3, wherein the vehicle body frame is curved downward near the other end.