JP3415325B2 - 自転車用トルク検出装置 - Google Patents
自転車用トルク検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主に、電動モータを補助
動力とする自転車の駆動トルクの検出装置に関するもの
である。
動力とする自転車の駆動トルクの検出装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】電動モータを補助動力とする自転車は、
その駆動トルクに応じて補助動力を出力するようになっ
ているため、駆動トルクの検出装置が必要である。この
トルク検出装置としては、自転車のクランク軸部に組み
込まれた装置によって機械的に検出するもの、および駆
動用チェーンの張力によってトルクを検出する装置が従
来装置として知られている。
その駆動トルクに応じて補助動力を出力するようになっ
ているため、駆動トルクの検出装置が必要である。この
トルク検出装置としては、自転車のクランク軸部に組み
込まれた装置によって機械的に検出するもの、および駆
動用チェーンの張力によってトルクを検出する装置が従
来装置として知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
クランク軸部に組み込んだ従来のトルク検出装置は、機
械的構造であるため部品点数が多く、強度も必要である
上に、駆動ユニットとトルク検出部が一体となっている
ので、装置が大きくなるから、自転車に対する配置上の
制約が生じて設計の自由度が少なくなるという問題点が
ある。
クランク軸部に組み込んだ従来のトルク検出装置は、機
械的構造であるため部品点数が多く、強度も必要である
上に、駆動ユニットとトルク検出部が一体となっている
ので、装置が大きくなるから、自転車に対する配置上の
制約が生じて設計の自由度が少なくなるという問題点が
ある。
【０００４】またこの従来装置は複雑な構造であるため
機械的損失が大きい上に、踏力をかけたときの逃げがあ
るので、ダイレクトなフィーリングが得られないという
問題点があった。
機械的損失が大きい上に、踏力をかけたときの逃げがあ
るので、ダイレクトなフィーリングが得られないという
問題点があった。
【０００５】また駆動用チェーンの張力によってトルク
を検出する装置は、車輪を車体に組み付ける場合に、チ
ェーンの張り具合によってトルクの検出値にばらつきが
生じやすいため、トルクの検出が不正確になるという問
題点があった。
を検出する装置は、車輪を車体に組み付ける場合に、チ
ェーンの張り具合によってトルクの検出値にばらつきが
生じやすいため、トルクの検出が不正確になるという問
題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ため本発明においては、自転車のハンガー内のクランク
軸に中空円筒状のドライブシェルを嵌合し、このドライ
ブシェルの前スプロケット側をハンガーの外部へ突出さ
せて、その突出部に前スプロケットを固着すると共に、
このドライブシェルの他端部をクランク軸と連結し、こ
のドライブシェルの中間の胴部に磁性材料を被着すると
共に、この磁性材料を外包するコイルユニットをハンガ
ーに固定して設けて自転車用トルク検出装置を構成す
る。
ため本発明においては、自転車のハンガー内のクランク
軸に中空円筒状のドライブシェルを嵌合し、このドライ
ブシェルの前スプロケット側をハンガーの外部へ突出さ
せて、その突出部に前スプロケットを固着すると共に、
このドライブシェルの他端部をクランク軸と連結し、こ
のドライブシェルの中間の胴部に磁性材料を被着すると
共に、この磁性材料を外包するコイルユニットをハンガ
ーに固定して設けて自転車用トルク検出装置を構成す
る。
【０００７】また前記した第１発明の自転車用トルク検
出装置のドライブシェルの中間の胴部に被着した磁性材
料に、クランク軸の軸線に対して斜めの溝を多数分布し
て設けてもよい。
出装置のドライブシェルの中間の胴部に被着した磁性材
料に、クランク軸の軸線に対して斜めの溝を多数分布し
て設けてもよい。
【０００８】また前記した第１発明の自転車用トルク検
出装置のドライブシェルの他端部をクランク軸に対して
スプライン嵌合してもよい。
出装置のドライブシェルの他端部をクランク軸に対して
スプライン嵌合してもよい。
【０００９】
【作用】本発明は上述のように機械式トルク検出の代わ
りに磁歪式トルク検出装置にしたから、機械的損失が少
なくなる上に、トルク検出の応答性が向上すると共に、
ダイレクトなフィーリングが得られる。また本発明装置
は部品点数が少ない簡単な構造であるから、本発明によ
れば、軽量で耐久性にすぐれているコンパクトなトルク
検出装置を提供することができる。
りに磁歪式トルク検出装置にしたから、機械的損失が少
なくなる上に、トルク検出の応答性が向上すると共に、
ダイレクトなフィーリングが得られる。また本発明装置
は部品点数が少ない簡単な構造であるから、本発明によ
れば、軽量で耐久性にすぐれているコンパクトなトルク
検出装置を提供することができる。
【００１０】また、ドライブシェルの中間の胴部に被着
した磁性材料に、クランク軸の軸線に対して斜めの溝を
多数分布して設ければ、クランク軸に作用するトルクに
よって磁性材料に発生する張力の感度を高めてトルクの
検出精度を向上させることができる。
した磁性材料に、クランク軸の軸線に対して斜めの溝を
多数分布して設ければ、クランク軸に作用するトルクに
よって磁性材料に発生する張力の感度を高めてトルクの
検出精度を向上させることができる。
【００１１】また、ドライブシェルの他端部をクランク
軸に対してスプライン嵌合した場合は、クランク軸のね
じれによる軸方向の歪みをスプラインで無理なく吸収す
ることができる。
軸に対してスプライン嵌合した場合は、クランク軸のね
じれによる軸方向の歪みをスプラインで無理なく吸収す
ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、図面について本発明の実施例を説明す
る。図中１（図１参照）は自転車の前輪、２は後輪、３
は車体（フレーム）、４は車体３のハンガー、５はクラ
ンク軸、６はクランクアーム、７はクランク軸５によっ
て駆動される前スプロケット、８は後車軸、９は後車軸
８に嵌装した後スプロケット、１０は前スプロケット７
と後スプロケット９にかけ渡したチェーン、１１は補助
電動装置の駆動モータ、１２は補助電動装置用の電源で
あるバッテリー、１３はそのコントローラである。
る。図中１（図１参照）は自転車の前輪、２は後輪、３
は車体（フレーム）、４は車体３のハンガー、５はクラ
ンク軸、６はクランクアーム、７はクランク軸５によっ
て駆動される前スプロケット、８は後車軸、９は後車軸
８に嵌装した後スプロケット、１０は前スプロケット７
と後スプロケット９にかけ渡したチェーン、１１は補助
電動装置の駆動モータ、１２は補助電動装置用の電源で
あるバッテリー、１３はそのコントローラである。
【００１３】本実施例においては、図２に詳細に示すよ
うに、ハンガー４の図２における左側から中間部分まで
に位置する中空円筒状のコイルスリーブ１４をハンガー
４内に挿入して固着し、このコイルスリーブ１４内に螺
合した左ワン１５によってクランク軸５との間に介装し
たボールベアリング１６を支承する。
うに、ハンガー４の図２における左側から中間部分まで
に位置する中空円筒状のコイルスリーブ１４をハンガー
４内に挿入して固着し、このコイルスリーブ１４内に螺
合した左ワン１５によってクランク軸５との間に介装し
たボールベアリング１６を支承する。
【００１４】またハンガー４内のクランク軸５のボール
ベアリング１６との隣接部にスプラインの軸部５ａを形
成し、この軸部５ａと嵌合するスプラインの孔部１７ａ
を、図２の左端部に有する中空円筒状のドライブシェル
１７をクランク軸５に遊嵌し、このドライブシェル１７
の図２における右側半部とクランク軸５との間に、その
隙間を埋めるスリーブ１８を挿入する。なお１９はスリ
ーブ１８の外側端面と接合するようにクランク軸５に設
けた止め輪である。
ベアリング１６との隣接部にスプラインの軸部５ａを形
成し、この軸部５ａと嵌合するスプラインの孔部１７ａ
を、図２の左端部に有する中空円筒状のドライブシェル
１７をクランク軸５に遊嵌し、このドライブシェル１７
の図２における右側半部とクランク軸５との間に、その
隙間を埋めるスリーブ１８を挿入する。なお１９はスリ
ーブ１８の外側端面と接合するようにクランク軸５に設
けた止め輪である。
【００１５】またドライブシェル１７の図２における右
側の外周部に軸受用突部１７ｂ（図３参照）を形成し、
この突部１７ｂに支承されるボールベアリング２０を支
承する右ワン２１をハンガー４の右側に螺合してクラン
ク軸５およびドライブシェル１７を回転自在に支承す
る。そしてこのドライブシェル１７のハンガー４より外
方に突出する突出部に設けたねじ部１７ｃに前スプロケ
ット７を螺合して固着する。
側の外周部に軸受用突部１７ｂ（図３参照）を形成し、
この突部１７ｂに支承されるボールベアリング２０を支
承する右ワン２１をハンガー４の右側に螺合してクラン
ク軸５およびドライブシェル１７を回転自在に支承す
る。そしてこのドライブシェル１７のハンガー４より外
方に突出する突出部に設けたねじ部１７ｃに前スプロケ
ット７を螺合して固着する。
【００１６】また図２および図３に示すように、ドライ
ブシェル１７の中間の胴部に、例えば、鉄系アモルファ
ス合金等の磁性材料２２を被着すると共に、この磁性材
料２２を外包するコイルユニット２３を前記コイルスリ
ーブ１４の内周に設ける。コイルユニット２３は、検出
コイル２３ａと励磁コイル２３ｂの２層で形成されてい
る。２４はコイルユニット２３に接続したリード線であ
り、２５はコイルスリーブ１４およびハンガー４に設け
たリード線２４の引き出し孔である。
ブシェル１７の中間の胴部に、例えば、鉄系アモルファ
ス合金等の磁性材料２２を被着すると共に、この磁性材
料２２を外包するコイルユニット２３を前記コイルスリ
ーブ１４の内周に設ける。コイルユニット２３は、検出
コイル２３ａと励磁コイル２３ｂの２層で形成されてい
る。２４はコイルユニット２３に接続したリード線であ
り、２５はコイルスリーブ１４およびハンガー４に設け
たリード線２４の引き出し孔である。
【００１７】またドライブシェル１７の中間の胴部に被
着した磁性材料２２には、図３に示すように、クランク
軸５の軸線に対して斜めの溝２２ａを多数分布して設け
ることによって、磁性材料２２を適当な幅の帯状に分割
するのがよい。このようにするとトルクの検出精度が向
上する。
着した磁性材料２２には、図３に示すように、クランク
軸５の軸線に対して斜めの溝２２ａを多数分布して設け
ることによって、磁性材料２２を適当な幅の帯状に分割
するのがよい。このようにするとトルクの検出精度が向
上する。
【００１８】つぎに上述のように構成した本発明装置の
作用を説明する。クランクアーム６のペダルを踏んで前
スプロケット７が回転することによってチェーン１０お
よび後スプロケット９を介して後輪２が回転して自転車
が走行する。本発明の自転車用トルク検出装置は、この
自転車走行時におけるクランクアーム６からクランク軸
５に作用するトルクを検出するものである。
作用を説明する。クランクアーム６のペダルを踏んで前
スプロケット７が回転することによってチェーン１０お
よび後スプロケット９を介して後輪２が回転して自転車
が走行する。本発明の自転車用トルク検出装置は、この
自転車走行時におけるクランクアーム６からクランク軸
５に作用するトルクを検出するものである。
【００１９】すなわちクランクアーム６からクランク軸
５に回転が伝えられると、クランク軸５のスプライン軸
部５ａから、スプライン孔部１７ａを介してドライブシ
ェル１７および前スプロケット７に回転が伝えられる。
すなわちこの場合ドライブシェル１７にはトルクの大小
に応じた捩り力が作用する。そしてドライブシェル１７
に捩り力が作用すると、ドライブシェル１７の胴部に被
着した磁性材料２２がトルクの大小に応じた歪みを発生
する。
５に回転が伝えられると、クランク軸５のスプライン軸
部５ａから、スプライン孔部１７ａを介してドライブシ
ェル１７および前スプロケット７に回転が伝えられる。
すなわちこの場合ドライブシェル１７にはトルクの大小
に応じた捩り力が作用する。そしてドライブシェル１７
に捩り力が作用すると、ドライブシェル１７の胴部に被
着した磁性材料２２がトルクの大小に応じた歪みを発生
する。
【００２０】磁性材料２２に歪が生じると、この歪に応
じて磁性材料２２の透磁率が変化し、さらにこの磁性材
料２２を外包する励磁コイル２３ｂは、リード線２４に
接続されたアンプから数１０ＫＨｚで励磁されているか
ら、検出コイル２３ａは透磁率の変化により電圧が変化
する。この変化をリード線２４を介して外部に取り出
し、コントローラ１３を介して駆動モータ１１を制御す
ることができる。
じて磁性材料２２の透磁率が変化し、さらにこの磁性材
料２２を外包する励磁コイル２３ｂは、リード線２４に
接続されたアンプから数１０ＫＨｚで励磁されているか
ら、検出コイル２３ａは透磁率の変化により電圧が変化
する。この変化をリード線２４を介して外部に取り出
し、コントローラ１３を介して駆動モータ１１を制御す
ることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明は上述のように機械式トルク検出
の代わりに磁歪式トルク検出装置にしたから、機械的損
失が少なくなる上に、トルク検出の応答性が向上すると
共に、ダイレクトなフィーリングが得られる。また本発
明装置は部品点数が少ない簡単な構造であるから、本発
明によれば、軽量で耐久性にすぐれているコンパクトな
トルク検出装置を提供することができるという効果が得
られる。
の代わりに磁歪式トルク検出装置にしたから、機械的損
失が少なくなる上に、トルク検出の応答性が向上すると
共に、ダイレクトなフィーリングが得られる。また本発
明装置は部品点数が少ない簡単な構造であるから、本発
明によれば、軽量で耐久性にすぐれているコンパクトな
トルク検出装置を提供することができるという効果が得
られる。
【００２２】また、ドライブシェル１７の中間の胴部に
被着した磁性材料２２に、クランク軸５の軸線に対して
斜めの溝２２ａを多数分布して設ければ、クランク軸５
に作用するトルクによって磁性材料２２に発生する張力
の感度を高めてトルクの検出精度を向上させることがで
きる。
被着した磁性材料２２に、クランク軸５の軸線に対して
斜めの溝２２ａを多数分布して設ければ、クランク軸５
に作用するトルクによって磁性材料２２に発生する張力
の感度を高めてトルクの検出精度を向上させることがで
きる。
【００２３】また、ドライブシェル１７の他端部をクラ
ンク軸５に対してスプライン嵌合した場合は、クランク
軸５のねじれによる軸方向の歪みをスプラインで無理な
く吸収することができるという効果が得られる。
ンク軸５に対してスプライン嵌合した場合は、クランク
軸５のねじれによる軸方向の歪みをスプラインで無理な
く吸収することができるという効果が得られる。
【図１】本発明装置を付した自転車の側面図である。
【図２】図１のハンガー部の断面図である。
【図３】クランク軸の側面図である。
１ 前輪
２ 後輪
３ 車体（フレーム）
４ ハンガー
５ クランク軸
５ａ スプラインの軸部
６ クランクアーム
７ 前スプロケット
８ 後車軸
９ 後スプロケット
１０ チェーン
１１ 駆動モータ
１２ バッテリー
１３ コントローラ
１４ コイルスリーブ
１５ 左ワン
１６ ボールベアリング
１７ ドライブシェル
１７ａ スプラインの孔部
１７ｂ 軸受用突部
１７ｃ ねじ部
１８ スリーブ
１９ 止め輪
２０ ボールベアリング
２１ 右ワン
２２ 磁性材料
２２ａ 溝
２３ コイルユニット
２３ａ 検出コイル
２３ｂ 励磁コイル
２４ リード線
２５ 引き出し孔
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 古川 俊晴
埼玉県上尾市中妻３−１−１ ブリヂス
トンサイクル株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−110274（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−158636（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−196516（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−211528（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01L 3/10 301
B62M 23/02
Claims (3)
- 【請求項１】 自転車のハンガー内のクランク軸に中空
円筒状のドライブシェルを嵌合し、このドライブシェル
の前スプロケット側をハンガーの外部へ突出させて、そ
の突出部に前スプロケットを固着すると共に、このドラ
イブシェルの他端部をクランク軸と連結し、このドライ
ブシェルの中間の胴部に磁性材料を被着すると共に、こ
の磁性材料を外包するコイルユニットをハンガーに固定
して設けたことを特徴とする自転車用トルク検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の自転車用トルク検出装置
のドライブシェルの中間の胴部に被着した磁性材料に、
クランク軸の軸線に対して斜めの溝を多数分布して設け
たことを特徴とする自転車用トルク検出装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の自転車用トルク検出装置
のドライブシェルの他端部をクランク軸に対してスプラ
イン嵌合したことを特徴とする自転車用トルク検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10348495A JP3415325B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 自転車用トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10348495A JP3415325B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 自転車用トルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08297059A JPH08297059A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3415325B2 true JP3415325B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=14355290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10348495A Expired - Lifetime JP3415325B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 自転車用トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3415325B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3213987A4 (en) * | 2014-10-31 | 2018-05-30 | Taicang Rongchi Motor Co., Ltd. | Electric vehicle central shaft torque sensing system |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW409104B (en) | 1998-09-01 | 2000-10-21 | Shimano Kk | Torque sensor for bicycle and crankshaft assembly for bicycle |
| JP4845533B2 (ja) * | 2006-03-02 | 2011-12-28 | パナソニック株式会社 | 電動自転車 |
| JP4612061B2 (ja) * | 2008-01-04 | 2011-01-12 | ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 | 電動自転車用駆動装置 |
| DE102010011523A1 (de) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | Bionicon Inwall Gmbh | Antriebseinheit |
| DE102009029653B4 (de) * | 2009-09-22 | 2021-04-22 | Robert Bosch Gmbh | Kurbeltrieb für ein Fahrrad |
| JP5649374B2 (ja) * | 2010-08-30 | 2015-01-07 | 本田技研工業株式会社 | 補助動力装置付き自転車 |
| JP5595858B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-09-24 | 本田技研工業株式会社 | 電動補助自転車の踏力検知装置 |
| WO2013030089A1 (de) * | 2011-08-27 | 2013-03-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Tretlager |
| CN202372284U (zh) * | 2011-12-15 | 2012-08-08 | 陆永刚 | 与电动自行车电机一体化的力矩传感器 |
| US9434446B2 (en) | 2012-03-08 | 2016-09-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electric bicycle |
| JP5872973B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-03-01 | ブリヂストンサイクル株式会社 | 磁歪軸結合構造及び自転車 |
| JP5872972B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-03-01 | ブリヂストンサイクル株式会社 | センサユニット組み付け構造及び自転車 |
| DE102012215085A1 (de) * | 2012-08-24 | 2014-05-28 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Lagerring für ein Lager, insbesondere für ein Wälz- oder Gleitlager |
| WO2014103212A1 (ja) | 2012-12-28 | 2014-07-03 | パナソニック株式会社 | 電動自転車 |
| JP5968267B2 (ja) * | 2013-06-07 | 2016-08-10 | ブリヂストンサイクル株式会社 | クランク軸の組立体およびこれを備えた電動アシスト自転車 |
| CN103381875A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-11-06 | 苏州捷诚科技有限公司 | 中轴式力矩传感器 |
| JP6254865B2 (ja) * | 2014-02-06 | 2017-12-27 | ブリヂストンサイクル株式会社 | センサ収容体 |
| CN104816780A (zh) * | 2015-04-01 | 2015-08-05 | 天津三合汇科技有限公司 | 电动自行车的中置电机安装机构 |
| JP2016222183A (ja) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | ヤマハ発動機株式会社 | 鞍乗型電動車両 |
| WO2018126909A1 (zh) * | 2017-01-05 | 2018-07-12 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器及空调器中运动部件的检测控制装置和方法 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP10348495A patent/JP3415325B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3213987A4 (en) * | 2014-10-31 | 2018-05-30 | Taicang Rongchi Motor Co., Ltd. | Electric vehicle central shaft torque sensing system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08297059A (ja) | 1996-11-12 |
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