JP2829808B2 - 自転車の補助駆動装置 - Google Patents
自転車の補助駆動装置Info
- Publication number
- JP2829808B2 JP2829808B2 JP4275153A JP27515392A JP2829808B2 JP 2829808 B2 JP2829808 B2 JP 2829808B2 JP 4275153 A JP4275153 A JP 4275153A JP 27515392 A JP27515392 A JP 27515392A JP 2829808 B2 JP2829808 B2 JP 2829808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bicycle
- torque
- human
- electric motor
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/53—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/12—Bikes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自転車の利便性の向上
などを目的として利用される自転車の補助駆動装置に関
するものである。
などを目的として利用される自転車の補助駆動装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自転車にバッテリーと電動機とを
搭載しておき、昇り坂などで機械的動力が必要になった
場合には、スイッチ操作によって電動機を始動し電動自
転車として走行させるようにした電動機付き自転車が知
られている（例えば、特開昭ー 号公報な
ど）。
搭載しておき、昇り坂などで機械的動力が必要になった
場合には、スイッチ操作によって電動機を始動し電動自
転車として走行させるようにした電動機付き自転車が知
られている（例えば、特開昭ー 号公報な
ど）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電動機付き
自転車では、人力による走行状態と電動機による走行状
態のいずれか一方を選択するだけの構成であるから、バ
ッテリーの電力消費が大きくて頻繁な充電が必要にな
り、取扱いが煩雑になるという問題がある。従って、本
発明の一つの目的は、電池の消耗を最小限に留めること
により充電の間隔を長くした自転車の補助駆動装置を提
供することにある。
自転車では、人力による走行状態と電動機による走行状
態のいずれか一方を選択するだけの構成であるから、バ
ッテリーの電力消費が大きくて頻繁な充電が必要にな
り、取扱いが煩雑になるという問題がある。従って、本
発明の一つの目的は、電池の消耗を最小限に留めること
により充電の間隔を長くした自転車の補助駆動装置を提
供することにある。
【０００４】また、従来の電動機付き自転車では回転体
を駆動輪のタイヤに圧接し、この回転体を電動機で回転
させることより上記圧接面に生じる摩擦力を介して駆動
輪に回転力を伝達する構成となっている。このため、上
記回転体とタイヤとの間に発生するすべりのため、動力
の伝達効率が低下するという問題がある。従って、本発
明の他の目的は、動力伝達効率の高い補助駆動機構を提
供することにある。
を駆動輪のタイヤに圧接し、この回転体を電動機で回転
させることより上記圧接面に生じる摩擦力を介して駆動
輪に回転力を伝達する構成となっている。このため、上
記回転体とタイヤとの間に発生するすべりのため、動力
の伝達効率が低下するという問題がある。従って、本発
明の他の目的は、動力伝達効率の高い補助駆動機構を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる自転車の
補助駆動装置は、電動機と、搭乗者が発生する人的駆動
力を検出する手段と、この検出した人的駆動力の増減に
応じて増減する電動力を発生するように前記電動機を制
御する電動機制御手段とを備えている。
補助駆動装置は、電動機と、搭乗者が発生する人的駆動
力を検出する手段と、この検出した人的駆動力の増減に
応じて増減する電動力を発生するように前記電動機を制
御する電動機制御手段とを備えている。
【０００６】本発明の好適な実施例によれば、電動機を
自転車の駆動輪の回転中心と共通の回転中心を有するよ
うに設置することにより、高効率の動力伝達が実現され
る。
自転車の駆動輪の回転中心と共通の回転中心を有するよ
うに設置することにより、高効率の動力伝達が実現され
る。
【０００７】
【作用】本発明の補助駆動装置によれば、搭乗者が発生
する人的駆動力が検出され、この検出値に基づき電動機
が制御されることにより、人的駆動力の増減に応じた大
きさの電動力が発生される。すなわち、例えば上り坂や
向い風などの状況下で大きな人的駆動力の発生が検出さ
れると、その大きさに応じた、例えば比例した大きさの
電動力が発生される。この電動力の補助によって、搭乗
者にとってはあたかも上り坂の勾配や向い風の強さが軽
減されたような乗り心地が得られる。好適な実施例によ
れば、この電動力の補助の程度は搭乗者の希望に応じて
調整可能とされる。このように、走行に必要な駆動力の
全部ではなく一部だけを補助する構成により、バッテリ
ーの電力消費が必要最小限度に留められ、頻繁な充電作
業の回数が大幅に低減される。
する人的駆動力が検出され、この検出値に基づき電動機
が制御されることにより、人的駆動力の増減に応じた大
きさの電動力が発生される。すなわち、例えば上り坂や
向い風などの状況下で大きな人的駆動力の発生が検出さ
れると、その大きさに応じた、例えば比例した大きさの
電動力が発生される。この電動力の補助によって、搭乗
者にとってはあたかも上り坂の勾配や向い風の強さが軽
減されたような乗り心地が得られる。好適な実施例によ
れば、この電動力の補助の程度は搭乗者の希望に応じて
調整可能とされる。このように、走行に必要な駆動力の
全部ではなく一部だけを補助する構成により、バッテリ
ーの電力消費が必要最小限度に留められ、頻繁な充電作
業の回数が大幅に低減される。
【０００８】また、本発明の好適な実施例によれば、電
動機が自転車の駆動輪の回転中心と共通の回転中心を有
するように設置されているので、従来の電動機付き自転
車でのように回転体とタイヤとの間で発生するすべりに
よる動力の伝達損失が生じないという利点がある。
動機が自転車の駆動輪の回転中心と共通の回転中心を有
するように設置されているので、従来の電動機付き自転
車でのように回転体とタイヤとの間で発生するすべりに
よる動力の伝達損失が生じないという利点がある。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の補助駆動装置を
駆動対象の自転車と共に示す外観図であり、１は電動機
内蔵の回転駆動部、２はバッテリー、３はコントロー
ラ、４はトルクセンサである。なお、上記各構成要素間
は、自転車のフレームに沿って延在される信号線や給電
線によって相互に接続されているが、これの信号線や給
電線については煩雑化を避けるため図示が省略されてい
る。
駆動対象の自転車と共に示す外観図であり、１は電動機
内蔵の回転駆動部、２はバッテリー、３はコントロー
ラ、４はトルクセンサである。なお、上記各構成要素間
は、自転車のフレームに沿って延在される信号線や給電
線によって相互に接続されているが、これの信号線や給
電線については煩雑化を避けるため図示が省略されてい
る。
【００１０】この自転車の搭乗者がペダル１１をこぐ
と、ギヤ１２とチェイン１３と後輪側のギヤ１４とを介
して回転駆動部１にトルクが伝達され、このトルクはさ
らに回転駆動部１と後輪１５との間を結合するスポーク
１６を介して後輪１５に伝達され、自転車が走行する。
と、ギヤ１２とチェイン１３と後輪側のギヤ１４とを介
して回転駆動部１にトルクが伝達され、このトルクはさ
らに回転駆動部１と後輪１５との間を結合するスポーク
１６を介して後輪１５に伝達され、自転車が走行する。
【００１１】回転駆動部１は、図２の断面図に示すよう
に、後輪１５の回転中心位置にベアリングを介して回転
自在に保持される回転軸１００と、この回転軸１００の
外周面上にその周方向に９０°づつの間隔を保ちながら
かつＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓの順序で極性を交番させながら固定
される４個の永久磁石１０３，１０４等と、回転軸１０
０の周方向に９０°づつの間隔を保ちながらかつ上記各
永久磁石との間に所定の空隙を保ちながら配置される４
個のコイル１０３，１０４等とこれら４個のコイルを内
周面上に固定しかつベアリングを介して回転軸１００の
回りに回転自在に保持される回転円筒体１０５とによっ
て構成される電動機を備えている。なお、図示の煩雑化
を避けるため参照符号は省略されているが、上記各ベア
リングは×印とこれを囲む正方形によるシンボルによっ
て図示されている。
に、後輪１５の回転中心位置にベアリングを介して回転
自在に保持される回転軸１００と、この回転軸１００の
外周面上にその周方向に９０°づつの間隔を保ちながら
かつＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓの順序で極性を交番させながら固定
される４個の永久磁石１０３，１０４等と、回転軸１０
０の周方向に９０°づつの間隔を保ちながらかつ上記各
永久磁石との間に所定の空隙を保ちながら配置される４
個のコイル１０３，１０４等とこれら４個のコイルを内
周面上に固定しかつベアリングを介して回転軸１００の
回りに回転自在に保持される回転円筒体１０５とによっ
て構成される電動機を備えている。なお、図示の煩雑化
を避けるため参照符号は省略されているが、上記各ベア
リングは×印とこれを囲む正方形によるシンボルによっ
て図示されている。
【００１２】すなわち、回転軸１００とその外周面上に
等間隔で固定される４個の永久磁石とから電動機の磁極
が形成されると共に、回転円筒体１０５とその内周面に
等間隔で固定される４個のコイルとから電動機の電機子
が形成されている。給電線１０８からの各コイルへの給
電は、ブラシ１０６とコミュテータ１０７とを介して行
われる。回転軸１００の一端部には、変速用の多段ギヤ
１４が固着されており、人力によっペダル１１に加えら
れるトルクがチェイン１３を介してこの多段ギヤ１４の
一つに伝達され、回転軸１００すなわち回転磁極を回転
させる。
等間隔で固定される４個の永久磁石とから電動機の磁極
が形成されると共に、回転円筒体１０５とその内周面に
等間隔で固定される４個のコイルとから電動機の電機子
が形成されている。給電線１０８からの各コイルへの給
電は、ブラシ１０６とコミュテータ１０７とを介して行
われる。回転軸１００の一端部には、変速用の多段ギヤ
１４が固着されており、人力によっペダル１１に加えら
れるトルクがチェイン１３を介してこの多段ギヤ１４の
一つに伝達され、回転軸１００すなわち回転磁極を回転
させる。
【００１３】簡単のため、給電線１０８の図示しない他
端側が開放されている場合を想定すれば、人力による磁
極の回転に伴い、電機子の各コイルにはこの磁極の回転
を阻止する向きに起電力が発生し、無負荷状態の発電機
として動作すると共に、電機子が磁極の回転に引きずら
れて同一方向に回転する。この結果、この自転車の搭乗
者がペダルをこぐことにより発生したトルクが電動機の
電機子に伝達され、回転円筒体１０５が回転する。この
回転円筒体１０５に伝達されたトルクは、遊星ギヤ１１
０と１１１とを介して外部回転円筒体１１２に伝達され
る。この外部回転円筒体１１２に伝達されたトルクは、
その外周部分に一端が固着されている多数のスポーク１
１３，１１４，１１５，１１６・・・を介して後輪１５
に伝達され、後輪１５の回転により自転車が走行する。
端側が開放されている場合を想定すれば、人力による磁
極の回転に伴い、電機子の各コイルにはこの磁極の回転
を阻止する向きに起電力が発生し、無負荷状態の発電機
として動作すると共に、電機子が磁極の回転に引きずら
れて同一方向に回転する。この結果、この自転車の搭乗
者がペダルをこぐことにより発生したトルクが電動機の
電機子に伝達され、回転円筒体１０５が回転する。この
回転円筒体１０５に伝達されたトルクは、遊星ギヤ１１
０と１１１とを介して外部回転円筒体１１２に伝達され
る。この外部回転円筒体１１２に伝達されたトルクは、
その外周部分に一端が固着されている多数のスポーク１
１３，１１４，１１５，１１６・・・を介して後輪１５
に伝達され、後輪１５の回転により自転車が走行する。
【００１４】実際には、給電線１０８の図示しない他端
側はコントローラ３内の制御回路に接続されており、こ
の制御回路から給電線１０８とブラシ１０６とコミュテ
ータ１０７とを介してコイル１０４，１０５等に励磁電
流が供給される。この結果、この電動機は、上記人的ト
ルクの伝達動作と並行して回転電機子型の電動機として
も動作する。すなわち、電機子の回転円筒体１０５に
は、人力によって発生したトルクと、給電線１０８から
供給された電力によって発生した電動トルクとの総和の
トルクが発生する。このように、図２の構造の電動機
は、人的トルクと電動トルクとを加算したトルクを回転
円筒体１０５に伝達する機能を備えている。上記電動ト
ルクは、搭乗者がペダルをこぐことによって発生した人
的トルクの増減に応じて増減される。
側はコントローラ３内の制御回路に接続されており、こ
の制御回路から給電線１０８とブラシ１０６とコミュテ
ータ１０７とを介してコイル１０４，１０５等に励磁電
流が供給される。この結果、この電動機は、上記人的ト
ルクの伝達動作と並行して回転電機子型の電動機として
も動作する。すなわち、電機子の回転円筒体１０５に
は、人力によって発生したトルクと、給電線１０８から
供給された電力によって発生した電動トルクとの総和の
トルクが発生する。このように、図２の構造の電動機
は、人的トルクと電動トルクとを加算したトルクを回転
円筒体１０５に伝達する機能を備えている。上記電動ト
ルクは、搭乗者がペダルをこぐことによって発生した人
的トルクの増減に応じて増減される。
【００１５】本実施例によれば、上記発生した人的トル
クの大きさは、図１と図３に例示する構成のトルクセン
サ４によって検出される。このトルクセンサ４は、枠体
２００と、この枠体２００内に回転自在に保持される２
個のギヤ２０１，２０２と、枠体２００の一端部を自転
車のフレーム１７に弾力的に保持するバネ２０３と、枠
体２００の中心部分を自転車のフレーム１８に回転自在
に保持する機能とこの回転角度を検出する機能とを兼ね
備えた回転軸２０２とポテンショメータ２０４とから成
る保持・検出機構とから構成されている。
クの大きさは、図１と図３に例示する構成のトルクセン
サ４によって検出される。このトルクセンサ４は、枠体
２００と、この枠体２００内に回転自在に保持される２
個のギヤ２０１，２０２と、枠体２００の一端部を自転
車のフレーム１７に弾力的に保持するバネ２０３と、枠
体２００の中心部分を自転車のフレーム１８に回転自在
に保持する機能とこの回転角度を検出する機能とを兼ね
備えた回転軸２０２とポテンショメータ２０４とから成
る保持・検出機構とから構成されている。
【００１６】図１に示すように、トルクセンサ４のギヤ
２０１の上部とギヤ２０２の下部には動力伝達用のチェ
イン１３が歯合せしめられる。枠体２００は、ギヤ１２
と１４との間を連結するチェイン１３の移動経路を変更
するような角度でフレーム１８に取付けられている。従
って、ペダル１１に加えられる回転トルクの増加に伴っ
てチェイン１３の張力が増加すると、フレーム１８への
枠体２００の取付け角度が変化し、この取付け角度の変
化がポテンショメータ２０４によって検出される。この
ように、ペダル１１に加えられる回転トルクの大きさが
ポテンショメータ２０４によって検出され、自転車のフ
レームに沿って延在される図示しない信号線を介してコ
ントローラ３に伝達される。
２０１の上部とギヤ２０２の下部には動力伝達用のチェ
イン１３が歯合せしめられる。枠体２００は、ギヤ１２
と１４との間を連結するチェイン１３の移動経路を変更
するような角度でフレーム１８に取付けられている。従
って、ペダル１１に加えられる回転トルクの増加に伴っ
てチェイン１３の張力が増加すると、フレーム１８への
枠体２００の取付け角度が変化し、この取付け角度の変
化がポテンショメータ２０４によって検出される。この
ように、ペダル１１に加えられる回転トルクの大きさが
ポテンショメータ２０４によって検出され、自転車のフ
レームに沿って延在される図示しない信号線を介してコ
ントローラ３に伝達される。
【００１７】図３は、コントローラ３内の制御部の構成
をトルクセンサのポテンショメータや電動機などの関連
部分と共に示す回路図であり、３０１は鋸歯状波電圧発
生回路、３０２はインピーダンス変換回路、３０３は直
流増幅回路、３０４は比較回路、３０５はパワースイッ
チ駆動回路、３０６はパワースイッチ回路である。
をトルクセンサのポテンショメータや電動機などの関連
部分と共に示す回路図であり、３０１は鋸歯状波電圧発
生回路、３０２はインピーダンス変換回路、３０３は直
流増幅回路、３０４は比較回路、３０５はパワースイッ
チ駆動回路、３０６はパワースイッチ回路である。
【００１８】鋸歯状波電圧発生回路３０１は、利得調整
用可変抵抗器Ｒｇにより調整される振幅の鋸歯状波電圧
を発生し、比較回路３０４の反転入力端子に供給する。
一方、前述のトルクセンサ４のポテンショメータ２０４
から出力される直流電圧がインピーダンス変換回路３０
２を介して直流増幅回路３０３に供給され、増幅された
直流電圧が比較回路３０４の非反転入力端子に供給され
る。比較回路３０４の反転入力端子に供給される鋸歯状
波電圧は、その非反転入力端子に供給される直流電圧に
よってスライスされ、この直流電圧の大小に応じて変化
するデューテイ比の矩形状電圧波形となってパワースイ
ッチドライバ３０５に供給される。
用可変抵抗器Ｒｇにより調整される振幅の鋸歯状波電圧
を発生し、比較回路３０４の反転入力端子に供給する。
一方、前述のトルクセンサ４のポテンショメータ２０４
から出力される直流電圧がインピーダンス変換回路３０
２を介して直流増幅回路３０３に供給され、増幅された
直流電圧が比較回路３０４の非反転入力端子に供給され
る。比較回路３０４の反転入力端子に供給される鋸歯状
波電圧は、その非反転入力端子に供給される直流電圧に
よってスライスされ、この直流電圧の大小に応じて変化
するデューテイ比の矩形状電圧波形となってパワースイ
ッチドライバ３０５に供給される。
【００１９】上述のように矩形状電圧波形のデューテイ
比は、鋸歯状波電圧に対するスライスレベル、すなわち
直流増幅回路３０３から出力される直流電圧値によって
変化する。この直流電圧値は、ポテンショメータ２０４
の出力電圧、すなわち人的発生トルクの検出値に応じて
変化すると共に、直流増幅回路３０３の可変抵抗器Ｒｖ
によって設定される増幅利得に応じて変更される。この
可変抵抗器Ｒｖの可変抵抗値は、自転車のハンドルのグ
リップの回転などによって搭乗者から発せられる動力補
助率変更指令によって随意に調整される。
比は、鋸歯状波電圧に対するスライスレベル、すなわち
直流増幅回路３０３から出力される直流電圧値によって
変化する。この直流電圧値は、ポテンショメータ２０４
の出力電圧、すなわち人的発生トルクの検出値に応じて
変化すると共に、直流増幅回路３０３の可変抵抗器Ｒｖ
によって設定される増幅利得に応じて変更される。この
可変抵抗器Ｒｖの可変抵抗値は、自転車のハンドルのグ
リップの回転などによって搭乗者から発せられる動力補
助率変更指令によって随意に調整される。
【００２０】比較回路３０４から出力される矩形状の電
圧波形は、前段にフォトカップラーを備えたパワースイ
ッチドライバ３０５によって増幅され、パワースイッチ
回路３０６に供給され、パワーＦＥＴで構成されるスイ
ッチング素子Ｑをオン／オフさせる。このスイッチング
素子Ｑのオン／オフにより、図２に示した電動機の電機
子のコイル１０３，１０４等に端子電圧１２voltのバッ
テリー４から適宜なデューテイ比の励磁電流が供給され
る。この励磁電流のデューテイ比は、ポテンショメータ
２０４で検出された人的発生トルクの増加と共に増加
し、かつ増幅回路３０３の増幅利得の増加と共に増加す
る。この励磁電流のデューテイ比の増大に伴い電動機の
発生トルクが増加する。
圧波形は、前段にフォトカップラーを備えたパワースイ
ッチドライバ３０５によって増幅され、パワースイッチ
回路３０６に供給され、パワーＦＥＴで構成されるスイ
ッチング素子Ｑをオン／オフさせる。このスイッチング
素子Ｑのオン／オフにより、図２に示した電動機の電機
子のコイル１０３，１０４等に端子電圧１２voltのバッ
テリー４から適宜なデューテイ比の励磁電流が供給され
る。この励磁電流のデューテイ比は、ポテンショメータ
２０４で検出された人的発生トルクの増加と共に増加
し、かつ増幅回路３０３の増幅利得の増加と共に増加す
る。この励磁電流のデューテイ比の増大に伴い電動機の
発生トルクが増加する。
【００２１】上記人的トルクと電動トルクとの関係は、
図４内の各部の回路定数を適宜な値に設定することによ
り、適宜なものに設定することができるが、一例として
は図５に示すような関係が設定される。この関係におい
ては、人的トルクがある程度大きくなると電動トルクが
発生され、搭乗者によって指令される補助率の増大に伴
い電動トルクが増大する。上記人的トルクと電動トルク
はの関係としては、湾曲特性のものなど適宜なものを設
定することもできる。
図４内の各部の回路定数を適宜な値に設定することによ
り、適宜なものに設定することができるが、一例として
は図５に示すような関係が設定される。この関係におい
ては、人的トルクがある程度大きくなると電動トルクが
発生され、搭乗者によって指令される補助率の増大に伴
い電動トルクが増大する。上記人的トルクと電動トルク
はの関係としては、湾曲特性のものなど適宜なものを設
定することもできる。
【００２２】下り坂などにおいて、搭乗者が人的トルク
の発生を停止すると、図２の電動機の回転軸１００、す
なわち磁極の回転が停止するが、電機子は後輪１５の回
転に伴って回転状態を持続する。この状態では、電動機
は回転電機子型の直流発電機として動作し、発生した直
流電力が給電線１０８を介してバッテリー２に回収され
る回生動作が行われる。
の発生を停止すると、図２の電動機の回転軸１００、す
なわち磁極の回転が停止するが、電機子は後輪１５の回
転に伴って回転状態を持続する。この状態では、電動機
は回転電機子型の直流発電機として動作し、発生した直
流電力が給電線１０８を介してバッテリー２に回収され
る回生動作が行われる。
【００２３】図６と図７は、トルクセンサの他の一例を
説明するための断面図と部分平面図である。このトルク
センサは、両端部に結合された図示しないペダル１１に
よって回転される回転軸４００と、この回転軸４００に
一端部が固定された円筒体４０１と、回転軸４００と円
筒体４０１の外周面上においてその軸線方向にバネ４０
３と４０４による弾性力に抗して摺動可能に保持される
摺動体４０２と、変位センサ４０５から構成されてい
る。
説明するための断面図と部分平面図である。このトルク
センサは、両端部に結合された図示しないペダル１１に
よって回転される回転軸４００と、この回転軸４００に
一端部が固定された円筒体４０１と、回転軸４００と円
筒体４０１の外周面上においてその軸線方向にバネ４０
３と４０４による弾性力に抗して摺動可能に保持される
摺動体４０２と、変位センサ４０５から構成されてい
る。
【００２４】回転軸４００のトルクをギヤ１２に伝達す
る円筒体４０１は、捩じれに対する剛性が不足気味の薄
肉の円筒から成っており、これに生じた捩じれに伴い、
その外周面に形成されている突起４０１ａが伝達トルク
の大きさに比例した角度だけ周方向に変位する。この突
起４０１ａは、図７に示すように、摺動子４０２にその
軸線方向と所定の角度をなして開設されている長孔４０
２ａに係合されているため、摺動子４０２は突起４０１
ａの周方向への変位量に比例した大きさだけその軸線方
向に摺動する。この摺動子４０２の外周面には軸線方向
に外径が変化するテーパー面が形成されており、このテ
ーパー面には変位センサ４０５の先端部が当接されてい
る。この結果、摺動子４０２の軸線方向への摺動に伴
い、変位センサ４０５の先端部の位置が変化し、この位
置の変化量が円筒体４０１に生じた捩じれ角、すなわち
伝達トルクに比例する量として検出される。
る円筒体４０１は、捩じれに対する剛性が不足気味の薄
肉の円筒から成っており、これに生じた捩じれに伴い、
その外周面に形成されている突起４０１ａが伝達トルク
の大きさに比例した角度だけ周方向に変位する。この突
起４０１ａは、図７に示すように、摺動子４０２にその
軸線方向と所定の角度をなして開設されている長孔４０
２ａに係合されているため、摺動子４０２は突起４０１
ａの周方向への変位量に比例した大きさだけその軸線方
向に摺動する。この摺動子４０２の外周面には軸線方向
に外径が変化するテーパー面が形成されており、このテ
ーパー面には変位センサ４０５の先端部が当接されてい
る。この結果、摺動子４０２の軸線方向への摺動に伴
い、変位センサ４０５の先端部の位置が変化し、この位
置の変化量が円筒体４０１に生じた捩じれ角、すなわち
伝達トルクに比例する量として検出される。
【００２５】以上、人的トルクをチェインの張力やトル
ク伝達用円筒体の捩じれに基づき検出する構成を例示し
たが、この人的トルクの検出を他の適宜な方法で行う構
成とすることもできる。
ク伝達用円筒体の捩じれに基づき検出する構成を例示し
たが、この人的トルクの検出を他の適宜な方法で行う構
成とすることもできる。
【００２６】また、人的駆動力として人的トルクを検出
する構成を例示したが、この人的トルクに加えてペダル
の回転数も検出し、両者の乗算値を人的駆動力として検
出する構成とすることもできる。
する構成を例示したが、この人的トルクに加えてペダル
の回転数も検出し、両者の乗算値を人的駆動力として検
出する構成とすることもできる。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わる自転車の補助駆動装置は、走行に必要な駆動力の全
部ではなく一部だけを補助する構成であるから、バッテ
リーの電力消費が必要最小限度に留められ、頻繁な充電
作業の回数が大幅に低減されるという効果が奏される。
わる自転車の補助駆動装置は、走行に必要な駆動力の全
部ではなく一部だけを補助する構成であるから、バッテ
リーの電力消費が必要最小限度に留められ、頻繁な充電
作業の回数が大幅に低減されるという効果が奏される。
【００２８】また、本発明の好適な実施例によれば、電
動機が自転車の駆動輪の回転中心と共通の回転中心を有
するように設置されているので、従来の電動機付き自転
車でのように回転体とタイヤとの間で発生するすべりに
よる動力の伝達損失が生じないという効果が奏される。
動機が自転車の駆動輪の回転中心と共通の回転中心を有
するように設置されているので、従来の電動機付き自転
車でのように回転体とタイヤとの間で発生するすべりに
よる動力の伝達損失が生じないという効果が奏される。
【図１】本発明の一実施例の補助駆動装置の構成を関連
の自転車と共に示す外観図である。
の自転車と共に示す外観図である。
【図２】図１の駆動部１の構成を関連の自転車の構成要
素と共に示す断面である。
素と共に示す断面である。
【図３】図１のトルクセンサ４の構成を示す外観図であ
る。
る。
【図４】図１のコントローラ３内の制御回路の構成の一
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図５】検出した人的トルクと電動機で発生する駆動ト
ルクとの関係の一例を説明するための概念図である。
ルクとの関係の一例を説明するための概念図である。
【図６】トルクセンサの他の構成例の断面図である。
【図７】上記トルクセンサの他の構成例の部分平面図で
ある。
ある。
１ 駆動部 ２ バッテリー ３ コントローラ ４ トルクセンサ 100 回転軸 101,102 永久磁石 103,104 コイル 105,112 回転円筒体 110,111 遊星ギヤ 113 〜116 スポーク 201,202 ギヤ 204 ポテンショメータ 301 鋸歯状波電圧発生回路 303 直流増幅回路 304 比較回路 305 パワースイッチドライバ 306 パワースイッチ回路 400 回転軸 401 円筒体 402 摺動子 405 位置センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60L 15/20 B62M 23/00 - 23/02
Claims (3)
- 【請求項１】電動機と、 搭乗者が発生する人的駆動力を検出する手段と、 この検出した人的駆動力の増減に応じて増減しかつ前記
搭乗者の指定に基づき調整可能な電動力を発生するよう
に前記電動機を制御する電動機制御手段とを備えたこと
を特徴とする自転車の補助駆動装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記電動機は、自転車の駆動輪の回転中心と共通の回転
中心を有するように設置されたことを特徴とする自転車
の補助駆動装置。 - 【請求項３】 請求項１において、 前記人的駆動力を検出する手段は、ペダルによって回転
せしめられる歯車の回転力を前記駆動輪に伝達するため
のチェインの張力に基づき人的トルクを検出する手段か
ら成ることを特徴とする自転車の補助駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4275153A JP2829808B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 自転車の補助駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4275153A JP2829808B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 自転車の補助駆動装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09079598A Division JP3194088B2 (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | アシスト車両の補助駆動力発生装置 |
| JP09079498A Division JP3366569B2 (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | アシスト車両の人的駆動力検出機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06105413A JPH06105413A (ja) | 1994-04-15 |
| JP2829808B2 true JP2829808B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=17551416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4275153A Expired - Lifetime JP2829808B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 自転車の補助駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829808B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100912404B1 (ko) * | 2009-06-08 | 2009-08-14 | 주식회사 삼현 | 자전거 및 그의 전력제어방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50136145U (ja) * | 1974-04-26 | 1975-11-10 | ||
| JP3086475B2 (ja) * | 1990-08-16 | 2000-09-11 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動モータ付き人力駆動装置 |
| JP2814149B2 (ja) * | 1991-01-31 | 1998-10-22 | 本田技研工業 株式会社 | 駆動力補助装置付き自転車 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4275153A patent/JP2829808B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06105413A (ja) | 1994-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6342769B1 (en) | Electronic throttle/brake control system for monitorized wheel hub | |
| US6286616B1 (en) | Hybrid drive mechanism for a vehicle driven by muscle power, with an auxiliary electric motor | |
| US6320336B1 (en) | Bicycle with power assisting function | |
| CA1217727A (en) | Electrical power assisted steering mechanism | |
| EP0361726A3 (en) | Motorized power steering apparatus | |
| JPH04100790A (ja) | 電動モータ付き人力駆動装置 | |
| DE19708058A1 (de) | Muskelbetriebenes Radfahrzeug | |
| US20020166716A1 (en) | Electric power steering apparatus | |
| JPH0331665Y2 (ja) | ||
| JP2829808B2 (ja) | 自転車の補助駆動装置 | |
| JP3366569B2 (ja) | アシスト車両の人的駆動力検出機構 | |
| JP3708228B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP3194088B2 (ja) | アシスト車両の補助駆動力発生装置 | |
| US6479917B2 (en) | Motor brush structure and motor-driven power steering device using the same motor | |
| JP2010158090A (ja) | 電動車 | |
| JP4164998B2 (ja) | 電動アシスト式自転車のタイヤ | |
| JPH10227706A (ja) | トルク検出装置および回転数検出装置 | |
| JPH10230893A (ja) | 補助動力付自転車 | |
| GB2190050A (en) | Electric power steering | |
| JP3275648B2 (ja) | 電動車両の電動機出力制御方法 | |
| EP4093662A1 (en) | Tow bar arrangement for control of a self-propelled trailer | |
| JP3048826B2 (ja) | 電動自転車 | |
| JPH03104780A (ja) | サーボ機構 | |
| EP0117157A1 (en) | Multi-driving system | |
| JP3096649B2 (ja) | トルク検出装置および該装置を具えた補助動力付自転車 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070925 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080925 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080925 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090925 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100925 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100925 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110925 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110925 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120925 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |