JP3274226B2 - Driving force assist device - Google Patents
Driving force assist deviceInfo
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- JP3274226B2 JP3274226B2 JP12044093A JP12044093A JP3274226B2 JP 3274226 B2 JP3274226 B2 JP 3274226B2 JP 12044093 A JP12044093 A JP 12044093A JP 12044093 A JP12044093 A JP 12044093A JP 3274226 B2 JP3274226 B2 JP 3274226B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は人力で駆動される車両、
ボート等の乗物において、人力を補助する駆動力補助装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a vehicle driven by human power,
The present invention relates to a driving force assist device that assists human power in a vehicle such as a boat.
【0002】[0002]
【従来技術】この種の駆動力補助装置には、人力駆動系
の負荷を検出して電導モータの出力を制御する例(特開
平4−100790号公報)があるが、同例においては
電動モータの駆動をウォーム歯車機構を介してドライブ
軸に伝達し、このウォーム歯車機構と電動モータの間に
電磁クラッチを介在させた構成が開示されている。2. Description of the Related Art There is an example of this type of driving force assisting device in which the load of a manual driving system is detected to control the output of a conductive motor (Japanese Patent Laid-Open No. 4-100790). Is transmitted to a drive shaft via a worm gear mechanism, and an electromagnetic clutch is interposed between the worm gear mechanism and the electric motor.
【0003】またチェーンを動力伝達手段とした例では
特開平4−244496号公報に記載されたものがあ
り、同例は人力により増大するチェーンの張力に基づき
補助動力用のモータを回転制御するものであり、チェー
ンに圧接する補助スプロケットによりチェーンの張力を
検出するとともに補助スプロケットをモータが駆動して
補助動力としている。An example in which a chain is used as a power transmission means is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-244496. In this example, the rotation of an auxiliary power motor is controlled based on the tension of the chain which is increased by human power. The tension of the chain is detected by an auxiliary sprocket pressed against the chain, and the auxiliary sprocket is driven by a motor as auxiliary power.
【0004】[0004]
【解決しようとする課題】しかし前者の例の場合は、電
動モータの駆動をウォーム歯車機構を介してドライブ軸
に伝達するものであるから、逆に駆動輪からの駆動をモ
ータに伝えることはできず、よって電動モータをブレー
キとして用いたり電動モータを発電機として電力回生す
ることはできない。However, in the former case, since the drive of the electric motor is transmitted to the drive shaft via the worm gear mechanism, the drive from the drive wheels cannot be transmitted to the motor. Therefore, it is not possible to use the electric motor as a brake or regenerate electric power using the electric motor as a generator.
【0005】また後者の例でも後輪からの入力は、後輪
側で空転させるためにフリーホイール(ワンウェイクラ
ッチ)が介装されていると考えられ、後輪の回転が電動
モータまで伝達されない。また両者ともにモータが大き
く露出して外観上好ましくない。[0005] In the latter case as well, the input from the rear wheel is considered to be provided with a freewheel (one-way clutch) for idling on the rear wheel side, and the rotation of the rear wheel is not transmitted to the electric motor. In both cases, the motor is largely exposed, which is not preferable in appearance.
【0006】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処はモータを回生制動させることが
でき、モータが外観の妨げとならない駆動力補助装置を
供する点にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a driving force assisting device that can regeneratively brake a motor and does not hinder the appearance of the motor.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、ペダル人力駆動手段の駆動力を
駆動伝達手段を介して駆動輪に伝達するとともにモータ
の駆動力を前記駆動伝達手段に伝え人力を補助して走行
する乗物において、前記モータの回転駆動を前記駆動伝
達手段へのみ入力可能に設定されたモータ用ワンウェイ
クラッチと、該モータ用ワンウェイクラッチと並列に前
記モータと前記駆動伝達手段間に介装された断続クラッ
チと、前記断続クラッチより前記駆動伝達手段の上流側
に介装された人力用ワンウェイクラッチとを備え、前記
モータと前記モータ用ワンウェイクラッチと前記断続ク
ラッチを共通のケースに収容した駆動力補助装置とし
た。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention transmits a driving force of a pedal manual driving means to driving wheels via a driving transmission means and transmits a driving force of a motor to the driving transmission means. in a vehicle traveling to assist human power transmitted to the means, the one-way clutch motor which is viewed can be input set of the rotational drive of the motor to the drive transmitting means, and the motor in parallel with the one-way clutch for the motor drive An on-off clutch interposed between the transmission means, and a human-powered one-way clutch interposed on the upstream side of the drive transmission means from the on-off clutch ,
The motor, the one-way clutch for the motor and the intermittent clutch
The driving force assisting device accommodates the latch in a common case .
【0008】モータの駆動力はモータ用ワンウェイクラ
ッチを介して駆動伝達手段に伝達されて人力を補助する
ことができ、また駆動伝達手段の上流側に人力用ワンウ
ェイクラッチを配し、その下流の断続クラッチを接合す
れば駆動輪の回転力がペダルには伝わらず断続クラッチ
を介してモータに伝達されてモータを回生制動させるこ
とができる。モータ用ワンウェイクラッチと並列にモー
タと駆動伝達手段間に断続クラッチが介装されているの
で、モータとモータ用ワンウェイクラッチと断続クラッ
チを集約的に配設することができ、共通のケースに収容
しているので、断続クラッチを介してモータを回生制動
させる機構をコンパクトに駆動力補助機構に組み込んで
小型化することができる。 The driving force of the motor can be transmitted to the drive transmitting means via the motor one-way clutch to assist the human power. Also, a human-powered one-way clutch is arranged upstream of the drive transmitting means, and the downstream intermittent connection is provided. When the clutch is engaged, the rotational force of the drive wheel is transmitted to the motor via the intermittent clutch without being transmitted to the pedal, and the motor can be regeneratively braked. The motor is connected in parallel with the motor one-way clutch.
Intermittent clutch is interposed between the motor and the drive transmission means.
Motor, one-way clutch for motor and intermittent clutch.
Switches can be centrally arranged and housed in a common case
Regenerative braking of the motor via the intermittent clutch
The mechanism to make it compact is built into the driving force assist mechanism.
The size can be reduced.
【0009】モータを左右のペダルクランク間に配設す
ることで、モータが大きく露出され外観上妨げとなるこ
とを避けることができる。By disposing the motor between the left and right pedal cranks, it is possible to prevent the motor from being largely exposed and hindering the appearance.
【0010】[0010]
【実施例】以下図1ないし図4に図示した本発明の一実
施例について説明する。図1は本実施例の駆動力補助装
置を用いた二輪車1の側面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 4 will be described below. FIG. 1 is a side view of a motorcycle 1 using the driving force assist device of the present embodiment.
【0011】車体フレームは、ヘッドパイプ2から後輪
10の軸支部にかけて斜め下方に略直線状にメインフレー
ム3が延出するとともに後方へ略水平にサブフレーム4
が延出し、メインフレーム3の途中から上方に立設した
シートポスト5がサブフレーム4の後端と連結して構成
されている。[0011] The body frame is moved from the head pipe 2 to the rear wheel.
The main frame 3 extends substantially linearly obliquely downward over the ten pivots, and the sub-frame 4 extends substantially horizontally rearward.
The seat post 5 extends upward from the middle of the main frame 3 and is connected to the rear end of the sub-frame 4.
【0012】ヘッドパイプ2に回動自在に支持されたフ
ロントフォーク8の下端に前輪9が軸支され、メインフ
レーム3の後端に取付ボルト25により取付けられた車軸
ケース21に後輪10が軸支されている。フロントフォーク
8の上方はハンドル11に連結され、シートポスト5の上
端にシート12が設けられている。A front wheel 9 is rotatably supported at the lower end of a front fork 8 rotatably supported by the head pipe 2, and a rear wheel 10 is mounted on an axle case 21 mounted on a rear end of the main frame 3 by mounting bolts 25. Supported. An upper portion of the front fork 8 is connected to a handle 11, and a seat 12 is provided at an upper end of the seat post 5.
【0013】メインフレーム3のシートポスト5との連
結部にはブラケット13を介してペダル軸ケース14が吊設
されてペダル軸ケース14より左右へ突出したペダル軸15
の両端にペダルアーム16が基端を嵌着して直角に取り付
けられ、ペダルアーム16の先端にペダル17が左右方向に
突設されて全体でペダルクランクを構成している。A pedal shaft case 14 is suspended from a connection portion of the main frame 3 with the seat post 5 via a bracket 13, and a pedal shaft 15 protruding right and left from the pedal shaft case 14.
At both ends of the pedal arm, a base end is fitted and a right angle is attached, and a pedal 17 is protruded from the tip of the pedal arm 16 in the left-right direction to constitute a pedal crank as a whole.
【0014】ペダル軸ケース14の後方のギアケース18よ
りドライブシャフト19が円筒カバー20を貫通して後方へ
延出して後輪10の車軸ケース21に嵌入している。ギアケ
ース18に沿ってペダルクランクの間にモータ22が設けら
れている。メインフレーム3の内部は空洞が形成され、
該空洞内にはバッテリ23およびコントロールユニット24
が内蔵されている。A drive shaft 19 extends rearward from a gear case 18 behind the pedal axle case 14 through a cylindrical cover 20 and is fitted into an axle case 21 of the rear wheel 10. A motor 22 is provided between the pedal cranks along the gear case 18. A cavity is formed inside the main frame 3,
In the cavity, a battery 23 and a control unit 24
Is built-in.
【0015】ペダル17による人力駆動系およびモータ22
によるモータ駆動系の構成を図2および図3に基づき説
明する。ペダル軸ケース14にベアリング15aを介して回
転自在に支持されたペダル軸15には、ワンウェイクラッ
チ30を介装してベベルギア31が嵌合されており、ベベル
ギア31に直角に噛合するベベルギア32がベアリング33a
で支持されてドライブシャフト19と同軸の上流側軸半体
33に嵌合し、同上流側軸半体33は下流側軸半体34と磁歪
合金35を介して連結されており、磁歪合金35の歪みを検
出することでトルクセンサ36を構成している。A human-powered drive system by the pedal 17 and a motor 22
The configuration of the motor drive system will be described with reference to FIGS. A bevel gear 31 is fitted to the pedal shaft 15 rotatably supported by a pedal shaft case 14 via a bearing 15a with a one-way clutch 30 interposed therebetween. 33a
Supported by the shaft half of the upstream shaft that is coaxial with the drive shaft 19.
33, the upstream shaft half 33 is connected to the downstream shaft half 34 via a magnetostrictive alloy 35, and constitutes a torque sensor 36 by detecting distortion of the magnetostrictive alloy 35. .
【0016】下流側軸半体34はベアリング34aに支持さ
れてギアケース18内に収まり、ドライブシャフト19と同
軸に嵌合されている。すなわちドライブシャフト19の前
端の連結部19aに下流側軸半体の後半部が嵌入し一体に
固着されている。The downstream shaft half body 34 is supported by bearings 34 a and fits in the gear case 18, and is fitted coaxially with the drive shaft 19. That is, the rear half of the downstream shaft half is fitted and integrally fixed to the connecting portion 19a at the front end of the drive shaft 19.
【0017】ドライブシャフト19は車軸ケース21内に嵌
入して端部にベベルギア37が嵌着され、ベベルギア37は
ベアリング37aによって回動自在に支持されている。車
軸ケース21内にベアリング39aによって回転自在に支持
される回転円筒軸39は内部を枢軸40によって貫通されニ
ードルベアリング45を介して支持されていて、回転円筒
軸39に嵌着されたベベルギア38が前記ドライブシャフト
19に嵌着されたベベルギア37と噛合している。The drive shaft 19 is fitted into the axle case 21 and a bevel gear 37 is fitted at an end thereof. The bevel gear 37 is rotatably supported by a bearing 37a. The rotating cylindrical shaft 39 rotatably supported by the bearing 39a in the axle case 21 is internally penetrated by the pivot 40 and supported via the needle bearing 45, and the bevel gear 38 fitted on the rotating cylindrical shaft 39 is Drive shaft
It is in mesh with the bevel gear 37 fitted to 19.
【0018】ベベルギア38の右外側に回転円筒軸39を支
持するベアリング39aが嵌入されさらにその外側を蓋部
材41が被せられ、蓋部材41より外側に突出した枢軸40の
右端ねじ部にナット42を螺合してベアリング39aの抜け
を防止している。回転円筒軸39の左半部のスプライン溝
に後輪10のホイールハブ43が嵌合されてナット44によっ
て固定されている。A bearing 39a for supporting the rotating cylindrical shaft 39 is fitted on the right outside of the bevel gear 38, and a cover member 41 is further covered on the outside. A nut 42 is attached to the right end threaded portion of the pivot 40 projecting outward from the cover member 41. It is screwed to prevent the bearing 39a from coming off. The wheel hub 43 of the rear wheel 10 is fitted into a spline groove in the left half of the rotating cylindrical shaft 39 and is fixed by a nut 44.
【0019】なおメインフレーム3の後部は左右のフレ
ーム3a,3bに分かれており、右側フレーム3bは車
軸ケース21に取付けボルト25により取り付けられ、左側
フレーム3aは後端3cがフォーク状に分岐して枢軸40
の左端を嵌合し枢軸40に形成されたフランジ40aと枢軸
40の左端螺子部に螺合されたナット46とによってフレー
ム3aの後端3cを挟着している。The rear portion of the main frame 3 is divided into left and right frames 3a and 3b. The right frame 3b is mounted on the axle case 21 by mounting bolts 25. The left frame 3a has a rear end 3c branched in a fork shape. Axis 40
The left end of the shaft is fitted to the flange 40a formed on the pivot 40 and the pivot.
The rear end 3c of the frame 3a is sandwiched between the nut 46 screwed to the left end thread portion of the frame 3a.
【0020】以上が人力駆動系であり、運転者がペダル
17を踏んでペダル軸15を回転駆動するとワンウェイクラ
ッチ30、ベベルギア31、32を介して上流側軸半体33を回
動し、さらに磁歪合金35を介して下流側軸半体34および
ドライブシャフト19を回動してベベルギア37、38を介し
て回転円筒軸39を後輪10とともに回転させ自転車として
走行させることができる。The above is a manual drive system, in which the driver operates the pedal.
When the pedal shaft 15 is rotationally driven by stepping on 17, the upstream shaft half 33 is rotated via the one-way clutch 30, bevel gears 31, 32, and further the downstream shaft half 34 and the drive shaft 19 via the magnetostrictive alloy 35. By rotating the rotating cylindrical shaft 39 with the rear wheel 10 via the bevel gears 37 and 38, the bicycle can be run as a bicycle.
【0021】その際坂道などを登る時や走行開始時等負
荷が大きいときは、トルクセンサ36の検出電流値が増大
する。また、走行中ペダルを踏み込まないときは、後輪
10の回転はドライブシャフト19を伝わって前方のベベル
ギア31にまで伝達されるが、ワンウェイクラッチ30によ
ってペダル軸15およびペダル17には伝達されず、通常の
自転車走行時と同じ感覚で走行できる。At this time, when the load is large, such as when climbing a hill or at the start of traveling, the detected current value of the torque sensor 36 increases. If you do not depress the pedal while driving,
The rotation of 10 is transmitted to the front bevel gear 31 through the drive shaft 19, but is not transmitted to the pedal shaft 15 and the pedal 17 by the one-way clutch 30, so that the vehicle can travel with the same feeling as during normal bicycle traveling.
【0022】次にペダル軸15より後方で左右のペダルク
ランク間に設けられたモータ22による駆動系について説
明する。ギアケース18は、下流側軸半体34を収納する部
分から左側へ膨出しており、その膨出部前面開口にモー
タ22が前方から嵌合されている。Next, a drive system using a motor 22 provided between the left and right pedal cranks behind the pedal shaft 15 will be described. The gear case 18 protrudes leftward from the portion that houses the downstream shaft half 34, and the motor 22 is fitted to the front opening of the protruding portion from the front.
【0023】モータ22の後方へ突出した駆動軸の端部は
ギア50が形成されており、同ギア50にギア51が噛合し、
ギア51を一体に支持する回転軸52にはギア52aが形成さ
れ、このギア52aにギア53が噛合し、ギア53と一体の回
転軸54にギア54aが形成されて減速ギア群が構成されて
いる。A gear 50 is formed at the end of the drive shaft projecting rearward from the motor 22, and the gear 51 meshes with the gear 50.
A gear 52a is formed on a rotating shaft 52 that integrally supports the gear 51. A gear 53 meshes with the gear 52a, and a gear 54a is formed on a rotating shaft 54 integrated with the gear 53, thereby forming a reduction gear group. I have.
【0024】一方下流側軸半体34にワンウェイクラッチ
56を介してドグクラッチ可動部材55が若干の前後方向の
摺動を許して嵌合しておりドグクラッチ可動部材55の外
周のギア55aが前記回転軸54のギア54aと摺動自在に噛
合している。On the other hand, a one-way clutch is attached to the downstream shaft half 34.
A dog clutch movable member 55 is fitted to allow a slight sliding in the front-rear direction via 56, and a gear 55a on the outer periphery of the dog clutch movable member 55 is slidably engaged with the gear 54a of the rotary shaft 54. .
【0025】このドグクラッチ可動部材55の後端は、ド
ライブシャフト19の前端連結部19aに形成された嵌合歯
部19bに相対向して噛合自在な嵌合歯部55bが形成され
てドグクラッチ57を構成している。The rear end of the dog clutch movable member 55 is formed with a fitting tooth portion 55b which is opposed to a fitting tooth portion 19b formed on a front end connecting portion 19a of the drive shaft 19 and is capable of engaging with the dog clutch 57. Make up.
【0026】ドグクラッチ可動部材55が前方へスライド
するとドグクラッチ57は離脱し、かかる状態でモータ22
が駆動すると、減速ギア群の噛合により減速されてドグ
クラッチ可動部材55を回転させ、さらにワンウェイクラ
ッチ56を介して下流側軸半体34およびドライブシャフト
19に伝達されて人力による後輪10の回転駆動の補助をす
ることができる。[0026] dog clutch movable member 55 slides forward dog clutch 57 is disengaged, the motor 22 in this state
Is driven, the speed is reduced by the engagement of the reduction gear group, the dog clutch movable member 55 is rotated, and the downstream shaft half body 34 and the drive shaft are further rotated via the one-way clutch 56.
The rotation transmitted to the rear wheel 19 can be assisted by human power.
【0027】そしてドグクラッチ可動部材55が上記状態
にあるときは、ワンウェイクラッチ56により後輪10の回
転が減速ギア群およびモータ22へ伝達されることはなく
慣性で走行中等に減速ギア群およびモータ22が抵抗とな
ることはない。When the dog clutch movable member 55 is in the above-mentioned state, the rotation of the rear wheel 10 is not transmitted to the reduction gear group and the motor 22 by the one-way clutch 56, and the reduction gear group and the motor 22 Is not a resistance.
【0028】ドグクラッチ可動部材55が後方へスライド
しドライブシャフト19の前端連結部19aと噛合してドグ
クラッチ57が係合したときは、後輪10の回転がドライブ
シャフト19からドグクラッチ可動部材55を介して減速ギ
ア群に伝達され、最終的にモータ22に伝達されることに
なる。The dog clutch movable member 55 slides rearward and engages with the front end connecting portion 19a of the drive shaft 19 to engage the dog.
When the clutch 57 is engaged, the rotation of the rear wheel 10 is transmitted from the drive shaft 19 to the reduction gear group via the dog clutch movable member 55, and finally transmitted to the motor 22.
【0029】したがって減速ギア群およびモータ22はブ
レーキとして作用し、坂道を下りるとき等に利用でき
る。またブレーキとして作用しているときはモータ22は
発電機として働くので、この発電電力をモータ22に回生
させることができる。Therefore, the reduction gear group and the motor 22 act as a brake and can be used when going down a hill. Also, when acting as a brake, the motor 22 functions as a generator, so that the generated power can be regenerated to the motor 22.
【0030】以上のモータ22による人力アシスト制御と
電力回生制御のコントロールユニット回路を図4に示
す。前記トルクセンサー36による負荷(トルク) 検出電
流は電流出力型のセンサーアンプ70により増幅されてコ
ントロールユニット24内の電流ー電圧変換回路71に入力
され、電圧に変換され、次の電圧シフト・増幅回路72で
トルク0のとき電圧が0ボルトになるよう合わせかつ増
幅を行っている。FIG. 4 shows a control unit circuit for the manual power assist control and the power regeneration control by the motor 22 described above. The load (torque) detection current by the torque sensor 36 is amplified by a current output type sensor amplifier 70, input to a current-voltage conversion circuit 71 in the control unit 24, converted into a voltage, and then converted to a voltage by a next voltage shift / amplification circuit. At 72, when the torque is 0, the voltage is adjusted to 0 volt and amplification is performed.
【0031】次の電圧保持回路73は、電圧の増加に対し
てはそのまま追随しペダルの負荷が瞬間的に零になるペ
ダルの上死点および下死点の位置での急激な電圧の低下
があった場合でもある程度電圧を保持して低下を緩やか
にし円滑な作動をさせるようにするため介装されたもの
で、その出力がPWM電圧比較回路74の+入力端子に入
力される。The next voltage holding circuit 73 follows the increase in the voltage as it is, and the voltage of the pedal is instantaneously reduced to zero, and the voltage suddenly drops at the top dead center and the bottom dead center of the pedal. Even if there is, the voltage is interposed in order to maintain the voltage to some extent to moderate the decrease and to operate smoothly, and the output is input to the + input terminal of the PWM voltage comparison circuit 74.
【0032】PWM電圧比較回路74の−入力端子には別
途三角波発生回路75から比較の基準となる三角波が入力
される。そこでPWM電圧比較回路74では、前記三角波
より電圧保持回路73の出力電圧が大きい間はHレベルを
出力し、小さいときはLレベルを出力してデューティ比
の変化した信号が出力される。A triangular wave serving as a reference for comparison is separately input from a triangular wave generating circuit 75 to a negative input terminal of the PWM voltage comparing circuit 74. Therefore, the PWM voltage comparison circuit 74 outputs an H level while the output voltage of the voltage holding circuit 73 is higher than the triangular wave, and outputs an L level when the output voltage is lower than the triangular wave, and outputs a signal having a changed duty ratio.
【0033】PWM電圧比較回路74の出力はANDゲー
ト回路76の1入力端子に入力され、ANDゲート回路76
の他の2つの入力端子には低負荷強制OFF回路77およ
び電圧リミッター回路78からそれぞれ論理信号が入力さ
れる。The output of the PWM voltage comparison circuit 74 is input to one input terminal of an AND gate circuit 76,
Logic signals are input to the other two input terminals from the low load forced OFF circuit 77 and the voltage limiter circuit 78, respectively.
【0034】低負荷強制OFF回路77は前記電圧保持回
路73の出力を入力し所定の基準電圧より低い電圧のとき
は強制的にOFFにすべくLレベルをANDゲート回路
76に出力するものであり、電圧リミッター回路78は後記
する電流センサ81によるモータ22に流れる電流が必要以
上に大きくなるときはLレベルを出力するものである。A low-load forced OFF circuit 77 receives the output of the voltage holding circuit 73, and when the voltage is lower than a predetermined reference voltage, sets the L level to an AND gate circuit so as to forcibly turn it off.
The voltage limiter circuit 78 outputs an L level when the current flowing through the motor 22 by the current sensor 81 described later becomes unnecessarily large.
【0035】したがってANDゲート回路76では、電圧
保持回路73の出力が所定電圧以上でモータ22に流れる電
流が適性ならば、PWM電圧比較回路74のデューティ信
号がそのまま出力され、それ以外のときはすべてデュー
ティ信号を遮断してLレベルを出力する。ANDゲート
回路76の出力はFETプリアンプで増幅されてMOS−
FET80のゲート端子に入力されMOS−FET80をオ
ンオフ制御する。Therefore, in the AND gate circuit 76, if the output of the voltage holding circuit 73 is equal to or higher than the predetermined voltage and the current flowing through the motor 22 is appropriate, the duty signal of the PWM voltage comparing circuit 74 is output as it is. It cuts off the duty signal and outputs L level. The output of the AND gate circuit 76 is amplified by a FET preamplifier and
The signal is input to the gate terminal of the FET 80 to control the ON / OFF of the MOS-FET 80.
【0036】MOS−FET80は、ドレイン端子がメイ
ンリレー83を介してバッテリ23の+端子に接続され、ソ
ース端子が電流センサ81を介してモータ22の+端子に接
続されている。バッテリ23の−端子はモータ22の−端子
に接続されている。なおモータ22の両端子にはフライホ
イールダイオード82が介装されている。The MOS-FET 80 has a drain terminal connected to the + terminal of the battery 23 via the main relay 83, and a source terminal connected to the + terminal of the motor 22 via the current sensor 81. The negative terminal of the battery 23 is connected to the negative terminal of the motor 22. A flywheel diode 82 is interposed at both terminals of the motor 22.
【0037】そしてメインリレー83のリレーコイルとメ
インスイッチ84とが直列にバッテリ23の+−端子間に介
装されてメインスイッチ84のオン操作でメインリレー83
が短絡するようになっている。他方モータ22とバッテリ
23の間にはDC−DCコンバータ等からなる回生回路85
が介装されている。The relay coil of the main relay 83 and the main switch 84 are interposed in series between the + and-terminals of the battery 23. When the main switch 84 is turned on, the main relay 83 is turned on.
Are short-circuited. On the other hand, the motor 22 and the battery
A regeneration circuit 85 including a DC-DC converter and the like
Is interposed.
【0038】以上のような制御回路において、通常走行
時には前記ドグクラッチは離脱した状態でメインスイッ
チ84を入れメインリレー83を短絡しておくと、ペダル17
を踏んで後輪10を駆動して走行中トルクセンサー36の検
出トルクに応じて形成されたデューティ信号がMOS−
FET80に入力され、MOS−FET80をオンオフする
ことでバッテリ23から電流センサー81を介してモータ22
に電流が流れモータ21を駆動制御し人力をアシストす
る。In the control circuit described above, when the dog clutch is disengaged during normal running, the main switch 84 is turned on and the main relay 83 is short-circuited.
To drive the rear wheel 10 so that the duty signal formed in accordance with the detected torque of
When the MOS-FET 80 is turned on and off by the input to the FET 80, the motor 22 is output from the battery 23 via the current sensor 81.
Current flows to drive the motor 21 to assist human power.
【0039】特に坂道を登るとき等ペダルを踏む負荷が
大きいときにはデューティ比は略1でMOS−FET80
が常に導通状態で維持されて大きな電流がモータ22に流
れ大きな補助駆動力を得ることができ、また平坦な道で
は負荷に応じて適当なデューティ比でモータ22に電流が
流れ人力を補助して走行することができる。Particularly when the load on the pedal is large, such as when climbing a hill, the duty ratio is substantially 1 and the MOS-FET 80
Is always maintained in a conductive state, a large current flows to the motor 22, and a large auxiliary driving force can be obtained.On a flat road, a current flows to the motor 22 at an appropriate duty ratio according to the load to assist human power. You can run.
【0040】また緩やかな坂やペダルを踏み込まずに慣
性で走行するときには、ドグクラッチ57が離脱していれ
ば後輪10の回転はワンウェイクラッチ56によりモータの
減速機構には伝達されず抵抗を受けず、またワンウェイ
クラッチ30によりペダル17にも伝わらず、普通の自転車
のように走らすことができる。When the vehicle travels with a gentle slope or inertia without stepping on the pedal, the rotation of the rear wheel 10 is not transmitted to the motor deceleration mechanism by the one-way clutch 56 and receives no resistance if the dog clutch 57 is disengaged. In addition, the one-way clutch 30 allows the bicycle to run like an ordinary bicycle without being transmitted to the pedal 17.
【0041】そして急坂道を下るとき等は、メインスイ
ッチ84を切ってメインリレー83を遮断しておき、ドグク
ラッチ57を入れれば後輪10の回転は減速機構およびモー
タ22に伝達されて抵抗を受けブレーキ作用を果すととも
にモータ22が発電機として働き、発電電力は回生回路85
を介してモータ22に回生される。When the vehicle is going down a steep slope, the main switch 84 is turned off to shut off the main relay 83. If the dog clutch 57 is engaged, the rotation of the rear wheel 10 is transmitted to the speed reduction mechanism and the motor 22 to receive resistance. The motor 22 acts as a generator while acting as a brake, and the generated power is supplied to the regenerative circuit 85.
Is regenerated by the motor 22 through the motor.
【0042】モータ22は左右のペダルクランク間に配設
され外観の妨げとなるように大きく露出することはな
く、外観を良くすることができる。The motor 22 is disposed between the left and right pedal cranks and is not greatly exposed so as not to obstruct the appearance, so that the appearance can be improved.
【0043】以上の実施例では、トルクセンサー36をベ
ベルギア31、32の下流側に設けたが、図5に概略構成図
で示すように、ペダル軸15にトルクセンサーを設けるこ
ともできる。なお同図においては他の部材の構成は全く
同じである。ペダル軸15にトルクセンサー90を配設する
ことでより直接的にペダルにかかる負荷を検出すること
ができる。In the above embodiment, the torque sensor 36 is provided on the downstream side of the bevel gears 31 and 32. However, as shown in a schematic configuration diagram in FIG. 5, a torque sensor may be provided on the pedal shaft 15. In the figure, the configuration of the other members is exactly the same. By arranging the torque sensor 90 on the pedal shaft 15, the load applied to the pedal can be detected more directly.
【0044】またチェーンを利用して駆動輪の動力を伝
達する乗物においても、チェーンをドライブシャフトに
対応させて本発明を適用することが可能である。すなわ
ち図6に概略構成図で示すように左右のペダル100 を連
結するペダルクランクのクランク軸101 にはワンウェイ
クラッチ102 を介してドライブスプロケット103 が取付
けられ、後輪104 の車軸105 に嵌着されたドリブンスプ
ロケット106 と前記ドライブスプロケット103 との間に
チェーン107 が架渡されている。The present invention can also be applied to a vehicle that transmits the power of the driving wheels by using a chain so that the chain corresponds to the drive shaft. That is, as shown in the schematic configuration diagram of FIG. 6, a drive sprocket 103 is mounted on a crankshaft 101 of a pedal crank connecting left and right pedals 100 via a one-way clutch 102, and fitted to an axle 105 of a rear wheel 104. A chain 107 is bridged between the driven sprocket 106 and the drive sprocket 103.
【0045】ペダル100 の踏込みによる駆動はチェーン
107 を介して後輪104 に伝達されるが、逆に後輪104 か
らの駆動力はワンウェイクラッチ102 によりペダル100
には伝達されない。The drive by depressing the pedal 100 is a chain.
The driving force from the rear wheel 104 is transmitted to the rear wheel 104 via the one-way clutch 102 via the one-way clutch 102.
Is not transmitted to
【0046】そしてモータ111 による補助駆動装置110
が図示されないが張力検出装置であるロードセルを介設
して車体に揺動自在に支持されており、かかる補助駆動
装置110 の出力軸112 にワンウェイクラッチ113 を介し
てアイドルスプロケット114が嵌合されており、このア
イドルスプロケット114 が上方からチェーン107 に押圧
状態で噛み合っている。The auxiliary driving device 110 by the motor 111
Although not shown, it is swingably supported on the vehicle body via a load cell as a tension detecting device, and an idle sprocket 114 is fitted to an output shaft 112 of the auxiliary driving device 110 via a one-way clutch 113. The idle sprocket 114 is engaged with the chain 107 from above in a pressed state.
【0047】出力軸112 にはクラッチ摺動部材115 が軸
方向に移動自在にスプライン嵌合して、クラッチ摺動部
材115 の周縁のアイドルスプロケット114 側に突設され
た嵌合噛部115 aがアイドルスプロケット114 と嵌合可
能に構成されて断続クラッチを構成している。A clutch sliding member 115 is spline-fitted to the output shaft 112 so as to be movable in the axial direction, and a fitting biting portion 115a protruding from the periphery of the clutch sliding member 115 toward the idle sprocket 114 is provided. It is configured to be able to be fitted with the idle sprocket 114 to form an intermittent clutch.
【0048】したがって断続クラッチが離脱状態でモー
タ111 の駆動はワンウェイクラッチ113 を介してアイド
ルスプロケット114 を回転させチェーン107 に動力を伝
達し人力を補助することができ、このモータ111 の駆動
は張力検出装置により検出された負荷に応じて制御され
る。Therefore, when the intermittent clutch is disengaged, the drive of the motor 111 can rotate the idle sprocket 114 via the one-way clutch 113 to transmit the power to the chain 107 and assist the human power. It is controlled according to the load detected by the device.
【0049】そして断続クラッチを接続すると後輪104
からの駆動がチェーン107 、アイドルスプロケット114
、断続クラッチを介してモータ111 に伝達されて回生
制動を行うことができる。なお前記張力検出装置の代わ
りにトルクセンサーをクランク軸101 に設けることもで
きる。When the intermittent clutch is connected, the rear wheel 104
Driven by chain 107, idle sprocket 114
Thus, the regenerative braking can be performed by being transmitted to the motor 111 via the intermittent clutch. Note that a torque sensor may be provided on the crankshaft 101 instead of the tension detecting device.
【0050】[0050]
【発明の効果】本第1の発明は、モータの駆動を第1の
ワンウェイクラッチを介して駆動伝達手段に伝達し人力
の補助を行うことができるとともに、モータによる補助
動力のいらない場合は断続クラッチを接続することによ
り駆動輪の回転駆動がモータに伝わるのでモータを制動
および発電機等に利用でき電力回生することができる。According to the first aspect of the present invention, the drive of the motor can be transmitted to the drive transmission means via the first one-way clutch to assist human power, and the intermittent clutch can be used when the auxiliary power by the motor is not required. Is connected, the rotational drive of the drive wheels is transmitted to the motor, so that the motor can be used for braking, a generator, and the like, and electric power can be regenerated.
【0051】また第2の発明によればモータを左右のペ
ダルクランク間に配設することでコンパクトになり外観
を向上させることができる。According to the second aspect of the present invention, the motor can be arranged between the left and right pedal cranks to make the motor compact and improve the appearance.
【図1】本発明の一実施例の駆動力補助装置を適用した
二輪車の側面図である。FIG. 1 is a side view of a motorcycle to which a driving force assist device according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】駆動系の前半部の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a first half of a drive system.
【図3】駆動系の後半部の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a rear half of a drive system.
【図4】制御系の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a control system.
【図5】別実施例の駆動系の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a drive system according to another embodiment.
【図6】さらに別の実施例の駆動系の概略構成図であ
る。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a drive system according to still another embodiment.
1…二輪車、2…ヘッドパイプ、3…メインフレーム、
4…サブフレーム、5…シートポスト、8…フロントフ
ォーク、9…前輪、10…後輪、11…ハンドル、12…シー
ト、13…ブラケット、14…ペダル軸ケース、15…ペダル
軸、16…ペダルアーム、17…ペダル、18…ギアケース、
19…ドライブシャフト、20…円筒カバー、21…車軸ケー
ス、22…モータ、23…バッテリ、24…コントロールユニ
ット、25…取付ボルト、30…ワンウェイクラッチ、31…
ベベルギア、32…ベベルギア、33…上流側軸半体、34…
下流側軸半体、35…磁歪合金、36…トルクセンサー、37
…ベベルギア、38…ベベルギア、39…回転円筒軸、40…
枢軸、41…蓋部材、42…ナット、43…ホィールハブ、44
…ナット、45…ニードルベアリング、46…ナット、50…
ギア、51…ギア、52…回転軸、53…ギア、54…回転軸、
55…ドグクラッチ可動部材、56…ワンウェイクラッチ、
57…ドグクラッチ、70…センサーアンプ、71…電流ー電
圧変換回路、72…電圧シフト増幅回路、73…電圧保持回
路、74…PWM電圧比較回路、75…三角波発生回路、76
…ANDゲート回路、77…低負荷強制OFF回路,78…
電圧リミッター回路、79…FETプリアンプ、80…MO
S−FET、81…電流センサー、82…フライホイールダ
イオード、83…メインリレー、84…メインスイッチ、85
…回生回路、90…トルクセンサ、100 …ペダル、101 …
クランク軸、102 …ワンウェイクラッチ、103 …ドライ
ブスプロケット、104 …後輪、105 …車軸、106 …ドリ
ブンスプロケット、107…チェーン、110 …補助駆動装
置、111 …モータ、112 …出力軸、113 …ワンウェイク
ラッチ、114 …アイドルスプロケット、115 …クラッチ
摺動部材。1 ... two-wheeled vehicle, 2 ... head pipe, 3 ... main frame,
4 ... Sub frame, 5 ... Seat post, 8 ... Front fork, 9 ... Front wheel, 10 ... Rear wheel, 11 ... Handle, 12 ... Seat, 13 ... Bracket, 14 ... Pedal shaft case, 15 ... Pedal shaft, 16 ... Pedal Arm, 17 ... pedal, 18 ... gear case,
19 ... drive shaft, 20 ... cylindrical cover, 21 ... axle case, 22 ... motor, 23 ... battery, 24 ... control unit, 25 ... mounting bolts, 30 ... one-way clutch, 31 ...
Bevel gear, 32 ... Bevel gear, 33 ... Half of upstream shaft, 34 ...
Downstream half shaft, 35… Magnetostrictive alloy, 36… Torque sensor, 37
… Bevel gear, 38… bevel gear, 39… rotating cylindrical shaft, 40…
Axis, 41 ... Lid member, 42 ... Nut, 43 ... Wheel hub, 44
… Nuts, 45… needle bearings, 46… nuts, 50…
Gear, 51… Gear, 52… Rotary axis, 53… Gear, 54… Rotary axis,
55: dog clutch movable member, 56: one-way clutch,
57: dog clutch, 70: sensor amplifier, 71: current-voltage conversion circuit, 72: voltage shift amplification circuit, 73: voltage holding circuit, 74: PWM voltage comparison circuit, 75: triangular wave generation circuit, 76
... AND gate circuit, 77 ... Low load forced OFF circuit, 78 ...
Voltage limiter circuit, 79 ... FET preamplifier, 80 ... MO
S-FET, 81: Current sensor, 82: Flywheel diode, 83: Main relay, 84: Main switch, 85
... regenerative circuit, 90 ... torque sensor, 100 ... pedal, 101 ...
Crankshaft, 102 ... one-way clutch, 103 ... drive sprocket, 104 ... rear wheel, 105 ... axle, 106 ... driven sprocket, 107 ... chain, 110 ... auxiliary drive, 111 ... motor, 112 ... output shaft, 113 ... one-way clutch , 114 ... idle sprocket, 115 ... clutch sliding member.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62M 23/02 B62L 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B62M 23/02 B62L 1/00
Claims (2)
手段を介して駆動輪に伝達するとともにモータの駆動力
を前記駆動伝達手段に伝え人力を補助して走行する乗物
において、 前記モータの回転駆動を前記駆動伝達手段へのみ入力可
能に設定されたモータ用ワンウェイクラッチと、 該モータ用ワンウェイクラッチと並列に前記モータと前
記駆動伝達手段間に介装された断続クラッチと、 前記断続クラッチより前記駆動伝達手段の上流側に介装
された人力用ワンウェイクラッチとを備え、 前記モータと前記モータ用ワンウェイクラッチと前記断
続クラッチを共通のケースに収容した ことを特徴とする
駆動力補助装置1. A vehicle that transmits a driving force of a pedal human-powered driving means to driving wheels via a driving transmission means and transmits a driving power of a motor to the driving transmission means to assist the human power, and the vehicle runs. A motor one-way clutch set so that driving can be input only to the drive transmission means; an on-off clutch interposed between the motor and the drive transmission means in parallel with the one-way clutch for the motor; and a upstream manpower for the one-way clutch interposed in the drive transmission means, wherein said motor and one-way clutch for the motor cross
Driving force assist device characterized in that continuation clutch is housed in a common case
に配設したことを特徴とする請求項1記載の駆動力補助
装置。2. The driving force assist device according to claim 1, wherein the motor is disposed between left and right pedal cranks.
Priority Applications (1)
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JP12044093A JP3274226B2 (en) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Driving force assist device |
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JP12044093A JP3274226B2 (en) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Driving force assist device |
Related Child Applications (1)
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JPH06305478A JPH06305478A (en) | 1994-11-01 |
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JP12044093A Expired - Fee Related JP3274226B2 (en) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Driving force assist device |
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US20110124454A1 (en) * | 2009-04-13 | 2011-05-26 | Kang Young Song | Power Transmission Mechanism for an Electric Bicycle |
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1993
- 1993-04-26 JP JP12044093A patent/JP3274226B2/en not_active Expired - Fee Related
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