JP3369747B2 - Electric bicycle - Google Patents

Electric bicycle

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JP3369747B2
JP3369747B2 JP23002594A JP23002594A JP3369747B2 JP 3369747 B2 JP3369747 B2 JP 3369747B2 JP 23002594 A JP23002594 A JP 23002594A JP 23002594 A JP23002594 A JP 23002594A JP 3369747 B2 JP3369747 B2 JP 3369747B2
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electric
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Sanyo Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、人力による人力駆動部
と電動機による電動駆動部との両方を兼ね備え、人力に
よる駆動力の大きさに応じて電動機を駆動し、人力の駆
動力を電動機の駆動力によって補助する電動自転車に関
する。 【0002】 【従来の技術】従来、このような電動自転車は、特開平
4−358987号公報(B62M23/02)に示す
如く、人力による駆動系と電動モータによる駆動系とを
並列に設け、前記人力による駆動系の駆動力を検出して
電動モータの出力を制御するようにしたものが知られて
いる。 【0003】この電動自転車において、人力による駆動
系の駆動力、即ちペダルの回転トルクを検出するため
に、ペダルのクランク軸には筒型軸が外嵌してあり、ペ
ダルの踏力は筒型軸から一方向クラッチを介して遊星歯
車機構に伝えられ、更に該遊星歯車機構に歯合したドラ
イブ軸によって後輪に伝えられるようになっている。前
記遊星歯車機構にはトルク検出レバーの一端が介装して
あり、他端はポテンショメータに連結した第2レバーに
当接してある。第2検出レバーは復帰バネによって復帰
されるようになっており、トルク検出レバーを介して第
2レバーがペダルの踏力に応じた角度だけ回転し、その
回転量をポテンショメータによって測定することによっ
てクランク軸に加えられたトルクを検出する。 【0004】また、前記筒型軸には、一方向クラッチ及
び遊星歯車機構を介して電動モータからの回転駆動力も
伝えられるようになっており、検出されたトルクに応じ
て電動モータの駆動力を増加させ、人力の負担を減らす
ようになっている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかし従来の電動自転
車にあっては、クランク軸に加えられるトルクを検出し
ているため、駆動力が後輪に伝わるまでの力の損失が考
慮されておらず、必要とされる電動モータの回転駆動力
より低く駆動制御され、人力補助の効果が低いという問
題があった。更に、トルクはトルク検出レバー及び第2
レバーを介してポテンショメータによって検出するよう
になっているため、振動によって検出誤差が発生する虞
があった。 【0006】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは車輪の車軸周りに配置し
たコイルと、車輪に生じたトルクに応じて前記コイルを
覆う面積が変化する磁性部材とを備えることによって、
簡単な構成で人力によるトルクを正確に検出し、検出し
たトルクに応じて電動機を的確に駆動させる電動自転車
を提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】第1発明に係る電動自転
車は、ペダルの踏力によって車輪を回転する人力駆動部
と、電動機の駆動によって前記車輪を回転する電動駆動
部とを備え、前記踏力によって車輪に生じたトルクを検
出し、検出されたトルクに基づいて前記電動駆動部の回
転駆動を制御する電動自転車において、前記車輪の車軸
周りに設けたコイルと、前記トルクに応じて伸縮する弾
性体と、該弾性体の伸縮と共に回動する回動板と、該回
動板の回動によって前記コイルを覆う面積が変化する磁
性部材と、前記コイルの電圧の変化によって前記トルク
を検出するトルク検出部とを備え、前記磁性部材は前記
車輪に固定したケーシングから延設したピンで軸支され
ており、前記回動板から延設したピンによって枢動され
るようになしてあることを特徴とする。 【0008】 【0009】 【作用】本発明の電動自転車にあっては、使用者がペダ
ルを踏むことで、踏力はペダルから回動板,弾性体を介
して車輪に固定したケーシング,車輪へと伝達する。始
動の際、使用者がペダルを踏み込んだとき、回動板は回
動しようとするが、車輪は静止した状態のままであろう
としてトルクが発生し、該トルクによって弾性体が大き
く縮み、回動板も大きく回動する。そして、惰性で走行
するときには、弾性体はほとんど縮まなくなり、回動板
もほとんど回動しない。また、加速をするときには、始
動時と同様、ペダルの踏み込みにより弾性体が縮み、そ
れに応じて回動板が回動する。このように、回動板が人
力トルクの大きさに応じて回動する。 【0010】一方、前記車輪の車軸周りにはコイルが設
けてあり、該コイルの近傍には磁性部材が配置してあ
る。この磁性部材は、車輪に固定したケーシングから延
設したピンで軸支されており、回動板から延設したピン
によって枢動されるようになっており、トルクに応じた
回動板の回動によってコイルを覆う面積が変化する。そ
して、磁性部材のコイルを覆う面積が増加すると、コイ
ルのインダクタンスが大きくなる。また、その逆の場合
は、コイルのインダクタンスが小さくなる。そして、ト
ルク検出部はこの電圧の変化によってトルクを検出す
る。 【0011】 【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 【0012】図7は本発明に係る電動自転車の全体斜視
図であり、図中1は電動自転車本体である。電動自転車
本体1には後述する電動機8が備えられており、人力に
よるトルクの大きさに応じて電動機8の駆動力を変化さ
せ、人力による力を電動機8の力によって補助して走行
させるようになっている。 【0013】電動自転車本体1のフレーム4には前輪
2,後輪3,ハンドル13及びサドル21が取付けてあり、
前輪2はハンドル13によって操舵されるようになってい
る。後輪3の回転軸の部分には盤状ケーシング5が設け
られている。盤状ケーシング5は回転側ケーシング6と
電動自転車本体1に固定される固定側ケーシング7とを
備えており、回転側ケーシング6が後輪3と一体になっ
て回転するようになっている。また、盤状ケーシング5
には電動機8が内蔵されており、電動駆動が必要なとき
に駆動して、後述する人力駆動部10と共に前記回転側ケ
ーシング6を回転させる。この盤状ケーシング5を備え
る駆動部分が電動駆動部9である。 【0014】人力駆動部10はペダル11及びチェーン12を
備えており、使用者がペダル11を踏むことで、チェーン
12を介して前記後輪3を回転させる。本実施例ではチェ
ーン12を人力の伝達部材としたが、本発明はこれに限ら
ず、チェーン12の代わりにベルト、回転軸等によるもの
でも構わない。 【0015】前輪2の操舵をするハンドル13の左右両端
にはブレーキレバ14,15が取付けてあり、また前輪2及
び後輪3にはブレーキ装置18,19が設けてあり、ブレー
キレバ14,15とブレーキ装置18,18とはワイヤ16,17に
よって連結されている。そして、ブレーキレバ14,15を
引くことでワイヤ16,17が引っ張られ、このワイヤ16,
17によってそれぞれ前後のブレーキ装置18,19が動作す
るようになっている。また、ワイヤ16,17の途中にはブ
レーキスイッチ20が設けてあり、ブレーキレバ14,15を
操作したときに電動機8への通電が停止する機構になっ
ている。 【0016】後輪3上のフレーム4には電動機8の電源
となるバッテリ部22が取付けてある。このバッテリ部22
は、フレーム4にスライド着脱可能に取付けられるバッ
テリケース23と、該バッテリケース23に収納した単一型
充電式電池によって構成されており、電源電圧は略24
ボルトである。 【0017】次に、図8に基づき、前記盤状ケーシング
5について説明する。 【0018】図8は、図7に示した盤状ケーシング5の
構成を示す正面図であり、図中7は電動自転車本体に固
定される固定側ケーシングである。固定側ケーシング7
には制御基板24,放熱板25等からなる制御部26、電動機
8、第1プーリ27、第2プーリ28、最終段プーリ29の3
つのプーリからなる減速機構30、該減速機構30の各プー
リ間及び減速機構30と電動機8とを連結する伝達ベルト
31が配置されている。前記最終段プーリ29は回転側ケー
シング6に固定されており、前記電動機8が回転すると
第1プーリから最終段プーリ27〜29までが伝達ベルト31
によって回転し、減速されて最終段プーリ29と共に回転
側ケーシング6が回転する。また、最終段プーリ29に連
結される第2プーリ28の小さいほうのプーリには、一方
向クラッチ(図示せず)が介入されており、ペダルから
の力がかかったときに電動機8を回さないように、即ち
ペダルが軽いようにしてある。 【0019】第1プーリ27と第2プーリ28との間には両
者を連結するベルト31の張りを調節するための押圧部材
32が設けてあり、該押圧部材32の回転ヘッドがベルト31
の内側に転接しそれを外側に押すことによってベルト31
を展張させている。 【0020】第1プーリ27の回転軸の取付け部分には長
孔が形成してあり、該長孔には調節ネジ33が螺着してあ
る。そして、第1プーリ27は前記伝達ベルト31が張る方
向に移動され、その状態で前記調節ネジ33によって固定
されるようになっている。 【0021】後輪の車軸39にはフリーホイール38を介し
て、前記チェーンからの駆動力を回転側ケーシングに伝
達するためのチェーンスプロケット37が取付けてあり、
チェーンが逆回転したとき、前記フリーホイール38によ
ってチェーンからの駆動力が回転側ケーシングに伝達し
ない構成になっている。 【0022】次に、最終段プーリ29の構成について、図
1及び図2に基づき詳述する。 【0023】図1は最終段プーリの構成を示す側面断面
図であり、図2はその正面図である。最終段プーリ29の
車軸39への取付け部分には、車軸39に対称に該車軸39の
略接線方向となるように弾性体であるバネ40,40が設け
てある。バネ40,40は片側を最終段プーリ29に固定して
あり、他側を伸縮自在に開放してある。また、バネ40は
最終段プーリ29に取付けたカバー48によって施蓋してあ
る。これによって、後輪に踏力が加わったとき、後述す
る押圧部材43によって力を受けやすいようになってい
る。 【0024】バネ40の開放側には側面視が凸状の受圧部
材41が当接してある。受圧部材41はバネ40の径より小さ
い部分と大きい部分とを有しており、小さい部分がバネ
40内に入り込み、大きい部分がバネ40を蓋するように取
付けてある。また、受圧部材41は、鉄又はセラミックス
等の滑りやすい材質のものが使われている。 【0025】車軸39周りには前記チェーンスプロケット
37の回転により回動する回動板42が設けてあり、該回動
板42には車軸39と対称に前記受圧部材41をチェーンスプ
ロケット37の回転によって押さえる押圧部材43が設けら
れている。この押圧部材43も前同様、鉄又はセラミック
ス等の滑りやすい材質のもので形成されている。また最
終段プーリ29には、前記押圧部材43の受圧部材41に当接
する面の背面と対向する部分に、バネ40の付勢によって
押される押圧部材43を衝撃から防ぐためのラバープレー
ト47が取付けてある。 【0026】回動板42は最終段プーリ29の内側に同心円
状に挿入されており、トルクが加えられると、押圧部材
43がバネ40を押さえることによって最終段プーリ29と共
に回転する。押圧部材43は、受圧部材41を押さえるとき
に、押さえる位置が若干ずれるため、受圧部材41に当接
する部分が曲面になっている。一方、トルクがなくなる
と、回動板42はバネ40の伸長によって、元の位置に戻
る。 【0027】車軸39にはトルク検出部50の環状のボビン
51が外嵌してある。ボビン51は切断面がコ字状をしてお
り、その開口を回転側ケーシング6に対向させて固定側
ケーシング7に取付けられている。そしてボビン51には
コイル52が巻回してある。 【0028】回転側ケーシング6側には前記コイル52と
対向して3枚の略青龍刀形状の可動片55がコイル52を覆
うようにその周方向に等間隔に配置してある。この可動
片55は鉄又はフェライト等の磁性材料で形成してある。
可動片55は、回動板42から延設された第1ピン53及び回
転側ケーシング6から延設された第2ピン54によって支
持されており、該第2ピン54を軸に回転可能になってい
る。 【0029】図3及び図4はトルク検出部の正面図であ
り、図3はトルクが加えられていない状態を、また図4
はトクルは加えられた状態をそれぞれ示している。第1
ピン53,53,53及び第2ピン54,54,54はボビン51の周
囲に等間隔に配してある。略青龍刀形状の可動片55,5
5,55の基端近傍には、その略接線方向となるように長
孔56,56,56がそれぞれ開設してあり、該長孔56,56,
56には第1ピン53,53,53が摺動可能に内嵌してある。
また、可動片55,55,55の長孔56,56,56より少し先端
側には、第2ピン54,54,54が貫通している。 【0030】可動片55,55,55はその先端側が回動板の
回動方向と逆の方向となるように第2ピン54,54,54に
軸支されている。また、可動片55,55,55の先端側の部
分の幅はボビン51の幅と略同じである。 【0031】このような可動片55,55,55にあっては、
トルクが加えられていない場合、図3の如く、第1ピン
53,53,53が長孔56,56,56の第2ピン54,54,54側の
端にあって、可動片55,55,55の先端側の部分がコイル
52を覆うようになしてある。このとき、ボビン51の中心
点Oを中心に第1ピン53と第2ピン54とがなす角度はθ
aであり、コイル52を覆う可動片55,55,55の面積は最
大である。このためコイル52のインダクタンスは大き
い。 【0032】一方、トルクが加えられると、図4に示し
た如く、回動板の回動に伴って第1ピン53,53,53が回
動して長孔56,56,56の他側に移動し、第1ピン53と第
2ピン54とがなす角度はθb(θa<θb)になる。そ
して、可動片55,55,55の先端側は第2ピン54,54,54
を軸にボビン51の外側へ回転され、可動片55,55,55の
コイル52を覆う面積はトルクに応じて減少する。そのた
め、コイル52のインダクタンスは小さくなる。 【0033】次に、図5に基づき、トルク検出部の回路
について説明する。 【0034】図5は本発明に係る検出部の回路図であ
る。前述したコイル51には制御部26(図8参照)に備え
られたマイクロコンピュータ(以下マイコンという)か
ら後述するパルス波形が印加されるようになっており、
コイル51は該コイル51を覆った可動片55の面積に相応す
る高さのパルスを出力する。コイル51から出力されたパ
ルスは、DC変換変換部60で平均化された信号に変換さ
れて増幅部61に与えられ、ここで増幅されてマイコンに
入力される。 【0035】図6は図5に示した回路中の各点における
波形図であり、(A)はコイルの入側の点Aで、(B)
はコイルの出側の点Bで、(C)はDC変換変換部の出
側の点C(共に図5参照)でのパルスの波形をそれぞれ
示している。コイルには、図6(A)の如き、矩形状の
パルス電圧が印加されている。このようなコイル上を可
動片が覆うと、コイルのインダクタンスが大きいため、
コイルによって電圧変動する抵抗のパルスは、図6
(B)の如くそのパルス高さが、実線で示された鋸歯状
波より低い鋸歯状波(破線)となる。 【0036】一方、トルクが加えられてコイルを覆う可
動片の面積が減少すると、それに応じてコイルのインダ
クタンスが小さくなり、コイルによって電圧変動する抵
抗のパルスは、図6(B)の破線で示した波形から実線
で示した波形の方にシフトする。 【0037】そして、DC変換変換部によってパルス高
さが平均化されると、図6(C)の如く、破線で示され
た信号のレベルより、コイルを覆う波動片の面積減少量
に相応する分だけ高いレベルの信号(実線)が得られ
る。 【0038】このように、コイルに印加された電圧の変
化によってトルクを検出するため、トルクの変化が直接
電気信号に変換され、簡単な構成で、高精度にトルクを
検出することができる。 【0039】なお、本実施例では可動片は、トルクに応
じてコイルを覆う面積が減少するようにしてあるが、本
発明はこれに限らず、トルクに応じてコイルを覆う面積
が増加するようにしてもよいことはいうまでもない。 【0040】 【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る電動自転
車にあっては、車軸周りに配置したコイルと、車輪に生
じたトルクに応じて前記コイルを覆う面積が変化する磁
性部材とを備え、コイルのインダクタンスの変化によっ
てトルクを検出するため、簡単な構成で、高精度にトル
クを検出することができる。また車輪にかかる全ての重
量を考慮してトルクを検出することができ、的確な制御
によって人力を補助することができる。 【0041】また、磁性部材は前記車輪に固定したケー
シングから延設したピンで軸支されており、前記回動板
から延設したピンによって枢動されるようになしてある
ため、振動による誤検出が防止され、故障が発生し難い
等、本発明は優れた効果を奏する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric motor having both a human-powered driving unit and an electric-powered driving unit. The present invention relates to an electric bicycle that is driven and assists human driving force with the driving force of an electric motor. 2. Description of the Related Art Conventionally, such an electric bicycle is provided with a drive system using human power and a drive system using an electric motor in parallel as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-35887 (B62M23 / 02). 2. Description of the Related Art There is known a device in which a driving force of a driving system by human power is detected to control an output of an electric motor. In this electric bicycle, a cylindrical shaft is fitted on the crankshaft of the pedal in order to detect the driving force of the driving system by human power, that is, the rotational torque of the pedal. Through a one-way clutch to a planetary gear mechanism, and further to a rear wheel by a drive shaft meshed with the planetary gear mechanism. One end of a torque detection lever is interposed in the planetary gear mechanism, and the other end is in contact with a second lever connected to a potentiometer. The second detection lever is returned by a return spring, and the second lever is rotated by an angle corresponding to the pedaling force of the pedal via the torque detection lever, and the amount of rotation is measured by a potentiometer, whereby the crankshaft is rotated. The torque applied to the motor is detected. [0004] Further, a rotational driving force from an electric motor is also transmitted to the cylindrical shaft via a one-way clutch and a planetary gear mechanism, and the driving force of the electric motor is changed according to the detected torque. Increase and reduce the burden of human power. [0005] However, in the conventional electric bicycle, since the torque applied to the crankshaft is detected, a loss of the power until the driving force is transmitted to the rear wheels is considered. However, there is a problem that the driving control is performed to be lower than the required rotational driving force of the electric motor, and the effect of assisting human power is low. Further, the torque is determined by the torque detection lever and the second
Since the detection is performed by the potentiometer via the lever, there is a possibility that a detection error may occur due to vibration. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a coil disposed around an axle of a wheel and a magnetic field whose area covering the coil changes according to torque generated in the wheel. By having a member and
It is an object of the present invention to provide an electric bicycle that accurately detects human torque with a simple configuration and drives an electric motor accurately in accordance with the detected torque. [0007] An electric bicycle according to a first aspect of the present invention includes a human-powered driving unit that rotates wheels by the pedaling force of a pedal, and an electric driving unit that rotates the wheels by driving an electric motor. In an electric bicycle that detects a torque generated in a wheel by the treading force and controls the rotational drive of the electric drive unit based on the detected torque, a coil provided around an axle of the wheel includes a coil that expands and contracts according to the torque. An elastic body, a rotating plate that rotates with the expansion and contraction of the elastic body, a magnetic member whose area covering the coil changes due to the rotation of the rotating plate, and the torque detected by a change in voltage of the coil. The magnetic member is supported by a pin extending from a casing fixed to the wheel, and is pivoted by a pin extending from the rotating plate. It is characterized by a sea urchin. In the electric bicycle of the present invention, when the user steps on the pedal, the pedaling force is applied from the pedal to the casing fixed to the wheel via the rotating plate and the elastic body, and to the wheel. introduce. At the time of starting, when the user depresses the pedal, the rotating plate attempts to rotate, but the wheels are likely to remain stationary, and torque is generated. The moving plate also rotates greatly. When the vehicle runs by inertia, the elastic body hardly contracts, and the rotating plate hardly rotates. When the vehicle is accelerated, the elastic body contracts by depressing the pedal, as in the case of starting, and the rotating plate rotates accordingly. Thus, the rotating plate rotates according to the magnitude of the manual torque. On the other hand, a coil is provided around the axle of the wheel, and a magnetic member is disposed near the coil. The magnetic member is pivotally supported by a pin extending from a casing fixed to the wheel, and is pivoted by a pin extending from the rotating plate. The movement changes the area that covers the coil. When the area of the magnetic member covering the coil increases, the inductance of the coil increases. In the opposite case, the inductance of the coil decreases. Then, the torque detector detects the torque based on the change in the voltage. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is an overall perspective view of an electric bicycle according to the present invention, in which 1 is an electric bicycle main body. The electric bicycle body 1 is provided with an electric motor 8 to be described later, and the driving force of the electric motor 8 is changed according to the magnitude of the torque by human power so that the human power is assisted by the power of the electric motor 8 to travel. Has become. A front wheel 2, a rear wheel 3, a handlebar 13 and a saddle 21 are mounted on a frame 4 of the electric bicycle body 1.
The front wheel 2 is steered by a steering wheel 13. A disk-shaped casing 5 is provided on the rotation shaft of the rear wheel 3. The disc-shaped casing 5 includes a rotating casing 6 and a fixed casing 7 fixed to the electric bicycle main body 1, and the rotating casing 6 rotates integrally with the rear wheel 3. In addition, the disk-shaped casing 5
Has a built-in electric motor 8, which is driven when electric driving is required, and rotates the rotating casing 6 together with a human-powered driving unit 10 described later. The driving portion including the disc-shaped casing 5 is the electric driving unit 9. The human-powered drive unit 10 includes a pedal 11 and a chain 12, and when the user steps on the pedal 11, the chain
The rear wheel 3 is rotated via 12. In this embodiment, the chain 12 is a transmission member of human power. However, the present invention is not limited to this, and a chain, a rotating shaft, or the like may be used instead of the chain 12. Brake levers 14 and 15 are attached to both left and right ends of a steering wheel 13 for steering the front wheel 2, and brake devices 18 and 19 are provided for the front wheel 2 and the rear wheel 3, respectively. The brake devices 18 and 18 are connected by wires 16 and 17. The wires 16, 17 are pulled by pulling the brake levers 14, 15, and the wires 16, 17 are pulled.
17 allows the front and rear brake devices 18 and 19 to operate, respectively. A brake switch 20 is provided in the middle of the wires 16 and 17, and the mechanism is such that when the brake levers 14 and 15 are operated, the power supply to the electric motor 8 is stopped. A battery section 22 serving as a power supply for the electric motor 8 is mounted on the frame 4 on the rear wheel 3. This battery part 22
Is composed of a battery case 23 slidably attached to the frame 4 and a single rechargeable battery housed in the battery case 23. The power supply voltage is approximately 24
It is a bolt. Next, the disc-shaped casing 5 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a front view showing the structure of the board-like casing 5 shown in FIG. 7, and 7 in the figure is a stationary casing fixed to the electric bicycle main body. Fixed side casing 7
The control unit 24 includes a control board 24, a radiator plate 25, etc., an electric motor 8, a first pulley 27, a second pulley 28, and a final pulley 29.
Speed reduction mechanism 30 composed of two pulleys, a transmission belt connecting between each pulley of the speed reduction mechanism 30 and connecting the speed reduction mechanism 30 and the electric motor 8
31 are arranged. The last-stage pulley 29 is fixed to the rotating casing 6, and when the electric motor 8 rotates, the first pulley to the last-stage pulleys 27 to 29 transfer the transmission belt 31.
As a result, the rotation side casing 6 rotates together with the final-stage pulley 29 and is decelerated. In addition, a one-way clutch (not shown) is interposed in the smaller pulley of the second pulley 28 connected to the final-stage pulley 29, and the motor 8 is turned when a force from the pedal is applied. There is no, that is, the pedal is light. A pressing member is provided between the first pulley 27 and the second pulley 28 for adjusting the tension of a belt 31 connecting the two.
32, the rotating head of the pressing member 32 is a belt 31
Belt 31 by rolling inside and pushing it out
Has been expanded. An elongated hole is formed in a portion where the rotary shaft of the first pulley 27 is mounted, and an adjusting screw 33 is screwed into the elongated hole. The first pulley 27 is moved in the direction in which the transmission belt 31 is stretched, and is fixed by the adjustment screw 33 in that state. A chain sprocket 37 for transmitting the driving force from the chain to the rotating casing via a freewheel 38 is mounted on the rear wheel axle 39.
When the chain rotates in the reverse direction, the driving force from the chain is not transmitted to the rotating casing by the freewheel 38. Next, the structure of the last stage pulley 29 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a side sectional view showing the structure of the final stage pulley, and FIG. 2 is a front view thereof. Attached to the axle 39 of the final stage pulley 29 are springs 40, 40, which are elastic bodies, provided symmetrically to the axle 39 so as to be substantially tangential to the axle 39. One side of the springs 40, 40 is fixed to the final stage pulley 29, and the other side is openable and contractible. The spring 40 is covered by a cover 48 attached to the final stage pulley 29. Thereby, when a pedaling force is applied to the rear wheel, the force is easily received by a pressing member 43 described later. A pressure receiving member 41 having a convex shape in side view is in contact with the open side of the spring 40. The pressure receiving member 41 has a portion smaller than the diameter of the spring 40 and a larger portion, and the smaller portion is
The spring 40 is attached so that it goes into the inside 40 and a large part covers the spring 40. The pressure receiving member 41 is made of a slippery material such as iron or ceramics. The chain sprocket is provided around the axle 39.
A turning plate 42 that turns by the rotation of the 37 is provided. The turning plate 42 is provided with a pressing member 43 that presses the pressure receiving member 41 symmetrically with the axle 39 by the rotation of the chain sprocket 37. The pressing member 43 is also formed of a slippery material such as iron or ceramics as before. Further, a rubber plate 47 for preventing the pressing member 43 pressed by the bias of the spring 40 from being impacted is attached to a portion of the final stage pulley 29 opposite to the back surface of the surface of the pressing member 43 that contacts the pressure receiving member 41. It is. The turning plate 42 is inserted concentrically inside the final stage pulley 29, and when a torque is applied, the pressing member 42
43 rotates together with the final stage pulley 29 by pressing the spring 40. When the pressing member 43 presses the pressure receiving member 41, the pressing position is slightly shifted, so that a portion that contacts the pressure receiving member 41 has a curved surface. On the other hand, when the torque is lost, the rotating plate 42 returns to the original position due to the extension of the spring 40. The axle 39 has an annular bobbin of the torque detecting section 50.
51 is fitted outside. The bobbin 51 has a U-shaped cut surface, and is mounted on the fixed casing 7 with its opening facing the rotating casing 6. A coil 52 is wound around the bobbin 51. On the rotating casing 6 side, three substantially blue dragon-shaped movable pieces 55 are arranged at equal intervals in the circumferential direction so as to cover the coil 52 so as to face the coil 52. The movable piece 55 is formed of a magnetic material such as iron or ferrite.
The movable piece 55 is supported by a first pin 53 extending from the rotation plate 42 and a second pin 54 extending from the rotating casing 6, and is rotatable around the second pin 54. ing. FIGS. 3 and 4 are front views of the torque detector. FIG. 3 shows a state where no torque is applied.
Indicates the state in which the tokule has been added. First
The pins 53, 53, 53 and the second pins 54, 54, 54 are equally spaced around the bobbin 51. Movable pieces 55, 5 in the shape of a roughly blue dragon sword
In the vicinity of the base end of 5, 55, long holes 56, 56, 56 are respectively opened so as to be in a substantially tangential direction, and the long holes 56, 56, 56
First pins 53, 53, 53 are slidably fitted in the 56.
Further, the second pins 54, 54, 54 penetrate slightly on the distal end side from the long holes 56, 56, 56 of the movable pieces 55, 55, 55. The movable pieces 55, 55, 55 are pivotally supported by the second pins 54, 54, 54 such that the tip ends thereof are in a direction opposite to the direction of rotation of the rotating plate. Further, the width of the movable piece 55, 55, 55 on the tip side is substantially the same as the width of the bobbin 51. In such movable pieces 55, 55, 55,
When no torque is applied, as shown in FIG.
53, 53, 53 are at the ends of the long holes 56, 56, 56 on the second pin 54, 54, 54 side, and the tip of the movable pieces 55, 55, 55 is a coil.
52 is covered. At this time, the angle formed by the first pin 53 and the second pin 54 about the center point O of the bobbin 51 is θ
The area of the movable pieces 55, 55, 55 covering the coil 52 is the maximum. Therefore, the inductance of the coil 52 is large. On the other hand, when the torque is applied, as shown in FIG. 4, the first pins 53, 53, 53 are rotated with the rotation of the rotary plate, and the other side of the slots 56, 56, 56 is rotated. And the angle between the first pin 53 and the second pin 54 becomes θb (θa <θb). The distal ends of the movable pieces 55, 55, 55 are second pins 54, 54, 54.
, The area of the movable pieces 55, 55, 55 covering the coil 52 decreases in accordance with the torque. Therefore, the inductance of the coil 52 decreases. Next, the circuit of the torque detector will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit diagram of the detecting section according to the present invention. A pulse waveform described later is applied to the coil 51 from a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) provided in the control unit 26 (see FIG. 8).
The coil 51 outputs a pulse having a height corresponding to the area of the movable piece 55 covering the coil 51. The pulse output from the coil 51 is converted into a signal averaged by the DC conversion converter 60 and is provided to the amplifier 61, where it is amplified and input to the microcomputer. FIG. 6 is a waveform diagram at each point in the circuit shown in FIG. 5, where (A) is a point A on the input side of the coil and (B)
Shows the point B on the output side of the coil, and (C) shows the waveform of the pulse at the point C on the output side of the DC conversion converter (both refer to FIG. 5). A rectangular pulse voltage is applied to the coil as shown in FIG. When the movable piece covers such a coil, the inductance of the coil is large.
The pulse of the resistor whose voltage fluctuates by the coil is shown in FIG.
As shown in (B), the pulse height becomes a sawtooth wave (broken line) lower than the sawtooth wave shown by the solid line. On the other hand, when the area of the movable piece that covers the coil is reduced by applying a torque, the inductance of the coil is correspondingly reduced, and the pulse of the resistor whose voltage fluctuates by the coil is indicated by a broken line in FIG. From the displayed waveform to the waveform shown by the solid line. When the pulse heights are averaged by the DC converter, as shown in FIG. 6C, the level of the signal indicated by the broken line corresponds to the reduction in the area of the wave piece covering the coil. A higher level signal (solid line) is obtained. As described above, since the torque is detected based on the change in the voltage applied to the coil, the change in the torque is directly converted into an electric signal, and the torque can be detected with a simple configuration and with high accuracy. In this embodiment, the area of the movable piece that covers the coil is reduced according to the torque. However, the present invention is not limited to this, and the area that covers the coil according to the torque increases. Needless to say, this may be done. As described above in detail, in the electric bicycle according to the present invention, the coil disposed around the axle and the magnetic member whose area covering the coil changes according to the torque generated on the wheels. Since the torque is detected by the change in the inductance of the coil, the torque can be detected with a simple configuration and with high accuracy. Further, the torque can be detected in consideration of all weights applied to the wheels, and human power can be assisted by appropriate control. The magnetic member is supported by a pin extending from a casing fixed to the wheel, and is pivoted by a pin extending from the rotating plate. The present invention has an excellent effect that detection is prevented and a failure hardly occurs.

【図面の簡単な説明】 【図1】最終段プーリの構成を示す側面断面図である。 【図2】最終段プーリの構成を示す正面図である。 【図3】トルク検出部の正面図である。 【図4】トルク検出部の正面図である。 【図5】本発明に係るトルク検出部の回路図である。 【図6】図4に示した回路中の各点における波形図であ
る。 【図7】本発明に係る電動自転車の全体斜視図である。 【図8】図7に示した盤状ケーシングの構成を示す正面
図である。 【符号の説明】 6 回転側ケーシング 7 固定側ケーシング 29 最終段プーリ 39 車軸 40 バネ(弾性体) 50 トルク検出部 51 ボビン 52 コイル 53 第1ピン 54 第2ピン 55 可動片 56 長孔
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a final stage pulley. FIG. 2 is a front view showing a configuration of a final stage pulley. FIG. 3 is a front view of a torque detector. FIG. 4 is a front view of a torque detector. FIG. 5 is a circuit diagram of a torque detector according to the present invention. FIG. 6 is a waveform chart at each point in the circuit shown in FIG. 4; FIG. 7 is an overall perspective view of the electric bicycle according to the present invention. FIG. 8 is a front view showing the configuration of the board-like casing shown in FIG. [Description of Signs] 6 Rotation side casing 7 Fixed side casing 29 Final stage pulley 39 Axle 40 Spring (elastic body) 50 Torque detection unit 51 Bobbin 52 Coil 53 First pin 54 Second pin 55 Movable piece 56 Slot

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−156361(JP,A) 特開 昭60−38631(JP,A) 特開 平5−203509(JP,A) 特開 平3−223635(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62M 23/02 B60L 15/20 B60L 15/28 H02P 7/00 G01L 3/14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-156361 (JP, A) JP-A-60-38631 (JP, A) JP-A-5-203509 (JP, A) JP-A-3-203 223635 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B62M 23/02 B60L 15/20 B60L 15/28 H02P 7/00 G01L 3/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ペダルの踏力によって車輪を回転する人
力駆動部と、電動機の駆動によって前記車輪を回転する
電動駆動部とを備え、前記踏力によって車輪に生じたト
ルクを検出し、検出されたトルクに基づいて前記電動駆
動部の回転駆動を制御する電動自転車において、 前記車輪の車軸周りに設けたコイルと、前記トルクに応
じて伸縮する弾性体と、該弾性体の伸縮と共に回動する
回動板と、該回動板の回動によって前記コイルを覆う面
積が変化する磁性部材と、前記コイルの電圧の変化によ
って前記トルクを検出するトルク検出部とを備え、前記
磁性部材は前記車輪に固定したケーシングから延設した
ピンで軸支されており、前記回動板から延設したピンに
よって枢動されるようになしてあることを特徴とする電
動自転車。
(57) [Claim 1] A human-powered driving unit that rotates a wheel by a pedaling force of a pedal, and an electric driving unit that rotates the wheel by a driving of an electric motor, and is generated on the wheel by the pedaling force. An electric bicycle that detects torque and controls rotation of the electric drive unit based on the detected torque. A coil provided around an axle of the wheel, an elastic body that expands and contracts according to the torque, A rotating plate that rotates with expansion and contraction of the body, a magnetic member whose area covering the coil changes by the rotation of the rotating plate, and a torque detector that detects the torque by a change in voltage of the coil. , Said
The magnetic member extends from the casing fixed to the wheel
Pin supported by a pin,
Therefore, it is characterized by being pivoted.
Dynamic bicycle.
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