JP3495432B2 - 電動自転車 - Google Patents
電動自転車Info
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- JP3495432B2 JP3495432B2 JP23747194A JP23747194A JP3495432B2 JP 3495432 B2 JP3495432 B2 JP 3495432B2 JP 23747194 A JP23747194 A JP 23747194A JP 23747194 A JP23747194 A JP 23747194A JP 3495432 B2 JP3495432 B2 JP 3495432B2
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- Japan
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- guide
- torque
- wheel
- electric bicycle
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Description
【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。
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（Ｂ６２Ｍ ２３／０２）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。
４−３５８９８７号公報（Ｂ６２Ｍ ２３／０２）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、人力による駆動系に遊星歯車機構を介在させ、ペダ
ルを踏んだときの駆動反力を遊星歯車機構の途中で検出
する機構になっている。
系の駆動力、即ちペダルの回転トルクを検出するため
に、人力による駆動系に遊星歯車機構を介在させ、ペダ
ルを踏んだときの駆動反力を遊星歯車機構の途中で検出
する機構になっている。
【０００４】しかしながら、このような構成では駆動部
分が後輪と離れた場所にあるため、駆動力が後輪に伝わ
るまでに力の損失が大きかったり、後輪に動力を伝える
ために、ペダル及び電動モータの縦方向の回転をドライ
ブ軸の横方向の回転に変換し、更に後輪を回転させるた
めに縦方向の回転に変換しなければならず、構成が複雑
になるほか、大型化し、更には故障が起こりやすいとい
った問題点が生じることになる。
分が後輪と離れた場所にあるため、駆動力が後輪に伝わ
るまでに力の損失が大きかったり、後輪に動力を伝える
ために、ペダル及び電動モータの縦方向の回転をドライ
ブ軸の横方向の回転に変換し、更に後輪を回転させるた
めに縦方向の回転に変換しなければならず、構成が複雑
になるほか、大型化し、更には故障が起こりやすいとい
った問題点が生じることになる。
【０００５】また上述する実施例とは別に、例えば特開
平４−３２１４８２号（Ｂ６２Ｍ ２３／１２）には、
上述する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、ペダルと後輪との間に設け
た、駆動力を伝達するドライブ軸の途中に駆動力を検出
する負荷検出手段を設けた構成が開示されている。
平４−３２１４８２号（Ｂ６２Ｍ ２３／１２）には、
上述する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、ペダルと後輪との間に設け
た、駆動力を伝達するドライブ軸の途中に駆動力を検出
する負荷検出手段を設けた構成が開示されている。
【０００６】しかしながらこのような構成のドライブ軸
に負荷検出手段を取り付けた場合、負荷を検出するため
に検出した信号を制御回路に送るために配線等が必要と
なり、構成が非常に複雑になり、大型化するといった問
題が生じる。
に負荷検出手段を取り付けた場合、負荷を検出するため
に検出した信号を制御回路に送るために配線等が必要と
なり、構成が非常に複雑になり、大型化するといった問
題が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みなされたもので、簡単な構成で人力によるトルクを
正確に検出し、このトルクに応じて電動機を的確に駆動
させる、人力による駆動力を補助する電動自転車を提供
することを課題とする。
鑑みなされたもので、簡単な構成で人力によるトルクを
正確に検出し、このトルクに応じて電動機を的確に駆動
させる、人力による駆動力を補助する電動自転車を提供
することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ペダルと車輪
との間に弾性体を介在し前記ペダルの踏力によって弾性
体を介して前記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、前記弾
性体の伸縮を前記車輪の車軸の長手方向の移動に変換す
る変換部材と、該変換部材に設けられ磁性部材或いは導
電部材からなる被検出部を保持するガイドと、該被検出
部の移動量をコイルによって検出するトルク検出部と、
該トルク検出部の検出に基づき前記電動機を駆動制御す
る制御部とを備えたことを特徴とする。
との間に弾性体を介在し前記ペダルの踏力によって弾性
体を介して前記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、前記弾
性体の伸縮を前記車輪の車軸の長手方向の移動に変換す
る変換部材と、該変換部材に設けられ磁性部材或いは導
電部材からなる被検出部を保持するガイドと、該被検出
部の移動量をコイルによって検出するトルク検出部と、
該トルク検出部の検出に基づき前記電動機を駆動制御す
る制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】また、前記被検出部は、前記ガイドの外周
と略同一で、コイル内に移動することで挿通されること
を特徴とする。
と略同一で、コイル内に移動することで挿通されること
を特徴とする。
【００１０】更に、前記ガイドは、コイル内を挿通して
移動可能に設けられており、前記被検出部は、前記ガイ
ドの先端に円板状に設けられていることを特徴とする。
移動可能に設けられており、前記被検出部は、前記ガイ
ドの先端に円板状に設けられていることを特徴とする。
【００１１】そして、前記ガイドは、コイル内の途中ま
で挿通して移動可能に設けられており、前記被検出部
は、前記ガイドの先端にコイル内の一部から連続してコ
イル外に円板状に設けられていることを特徴とする。
で挿通して移動可能に設けられており、前記被検出部
は、前記ガイドの先端にコイル内の一部から連続してコ
イル外に円板状に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明は、使用者がペダルを踏むことで、踏力
はペダルから弾性体を介して車輪に伝達する。始動の
際、使用者がペダルを踏み込んだとき、弾性体が大きく
変位し、また、一定速度で動きはじめると、弾性体の変
位は殆どなくなる。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の変位が大きく
なる。このように、人力駆動部と車輪との間に介在した
弾性体が人力トルクの大きさに応じて変位し、この変位
を変換部材により車軸の長手方向の変位に変換すること
でガイドが移動し、この移動量をトルク検出部のコイル
が磁束の変化を検出することによって人力トルクを検出
することができる。人力トルクが検出されると、制御部
によってトルクに応じた大きさで電動機を駆動し、人力
トルクが大きくなったときには電動機の補助が大きくな
り、人力による駆動と電動機による駆動とを併用して走
行する。
はペダルから弾性体を介して車輪に伝達する。始動の
際、使用者がペダルを踏み込んだとき、弾性体が大きく
変位し、また、一定速度で動きはじめると、弾性体の変
位は殆どなくなる。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の変位が大きく
なる。このように、人力駆動部と車輪との間に介在した
弾性体が人力トルクの大きさに応じて変位し、この変位
を変換部材により車軸の長手方向の変位に変換すること
でガイドが移動し、この移動量をトルク検出部のコイル
が磁束の変化を検出することによって人力トルクを検出
することができる。人力トルクが検出されると、制御部
によってトルクに応じた大きさで電動機を駆動し、人力
トルクが大きくなったときには電動機の補助が大きくな
り、人力による駆動と電動機による駆動とを併用して走
行する。
【００１３】また、被検出部は、コイル内に挿入され、
移動することでコイルの磁束が変化して人力のトルク、
即ち踏力を検出することができる。
移動することでコイルの磁束が変化して人力のトルク、
即ち踏力を検出することができる。
【００１４】更に、円板状の被検出部は、ガイドの動き
により、コイルの外側で近づいたり遠ざかったりし、コ
イルの磁束が変化することで人力のトルク、即ち踏力を
検出することができる。
により、コイルの外側で近づいたり遠ざかったりし、コ
イルの磁束が変化することで人力のトルク、即ち踏力を
検出することができる。
【００１５】そして、被検出部は、一部がコイル内に挿
入されその他の部分がコイルの外側で円板状に形成され
ており、ガイドの動きとともに移動し、コイルの磁束が
変化することで、人力のトルク、即ち踏力を検出するこ
とができる。
入されその他の部分がコイルの外側で円板状に形成され
ており、ガイドの動きとともに移動し、コイルの磁束が
変化することで、人力のトルク、即ち踏力を検出するこ
とができる。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】まず、本発明における電動自転車の全体の
構成について、図６に基づき説明する。
構成について、図６に基づき説明する。
【００１８】１は、電動自転車本体で、該電動自転車本
体１には後述する電動機８が備えてあり、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
ものである。
体１には後述する電動機８が備えてあり、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
ものである。
【００１９】２、３は、メインフレーム４に設けられた
前輪及び後輪で、該前輪２は回転自在に軸支されてお
り、前記後輪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。該盤状ケーシング５は回転側ケーシン
グ６と固定側ケーシング７とから構成されており、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、該盤状ケーシング５には電動機８が
内蔵してあり、電動駆動が必要な時に駆動して、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からなる駆動部分を電動駆
動部９という。
前輪及び後輪で、該前輪２は回転自在に軸支されてお
り、前記後輪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。該盤状ケーシング５は回転側ケーシン
グ６と固定側ケーシング７とから構成されており、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、該盤状ケーシング５には電動機８が
内蔵してあり、電動駆動が必要な時に駆動して、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からなる駆動部分を電動駆
動部９という。
【００２０】10は、ペダル11を踏むことで、チェーン12
を介して前記後輪３を回転させる人力駆動部である。本
発明では、チェーン12を伝達部材としたが、チェーン12
の代わりにベルト、ギヤ等によるものでも構わない。
を介して前記後輪３を回転させる人力駆動部である。本
発明では、チェーン12を伝達部材としたが、チェーン12
の代わりにベルト、ギヤ等によるものでも構わない。
【００２１】13は、前記前輪２を操舵するハンドルであ
る。
る。
【００２２】14、15は左右のブレーキレバーで、該ブレ
ーキレバー14、15を引くことでワイヤー16、17が引っ張
られ、このワイヤー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、こ
のワイヤー16、17の途中にはブレーキスイッチ20が設け
てあり、ブレーキレバー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。
ーキレバー14、15を引くことでワイヤー16、17が引っ張
られ、このワイヤー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、こ
のワイヤー16、17の途中にはブレーキスイッチ20が設け
てあり、ブレーキレバー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。
【００２３】21は、サドルである。
【００２４】22は、電動機８の電源となるバッテリ部
で、該バッテリ部22は、フレーム４にスライド着脱可能
に取り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い
る。この電源電圧は約２４ボルトである。
で、該バッテリ部22は、フレーム４にスライド着脱可能
に取り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い
る。この電源電圧は約２４ボルトである。
【００２５】次に、図７に基づき、前記電動駆動部９に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２６】図７に示すものは、前記盤状ケーシング５
内の構成を示す図で、７は、電動自転車本体１に固定さ
れる固定側ケーシングで、該固定側ケーシング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プーリー27、第２プーリー28、最終段プーリー29の３
つのプーリーからなる減速機構30、該減速機構30を連結
する伝達ベルト31が配置されている。前記減速機構30の
最終段プーリー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から最終段プーリ
ーまでが伝達ベルト31によって回転し、減速されて最終
段プーリー29と共に回転側ケーシング６が回転する。ま
た、第２プーリー28と前記最終段プーリー29とが連結さ
れる第２プーリー28の小さいほうのプーリーには、一方
向クラッチが介入されており、ペダル11からの力がかか
った時に電動機８を回さないように、即ちペダル11が軽
いようにしてある。
内の構成を示す図で、７は、電動自転車本体１に固定さ
れる固定側ケーシングで、該固定側ケーシング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プーリー27、第２プーリー28、最終段プーリー29の３
つのプーリーからなる減速機構30、該減速機構30を連結
する伝達ベルト31が配置されている。前記減速機構30の
最終段プーリー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から最終段プーリ
ーまでが伝達ベルト31によって回転し、減速されて最終
段プーリー29と共に回転側ケーシング６が回転する。ま
た、第２プーリー28と前記最終段プーリー29とが連結さ
れる第２プーリー28の小さいほうのプーリーには、一方
向クラッチが介入されており、ペダル11からの力がかか
った時に電動機８を回さないように、即ちペダル11が軽
いようにしてある。
【００２７】32は、伝達ベルト31の張りを調節するため
の押圧部材である。
の押圧部材である。
【００２８】33は、前記伝達ベルト31の張りを調節する
調節ネジで、前記第１プーリー27の回転軸の取り付け部
分には長孔が形成してあり、前記第１プーリー27を前記
伝達ベルト31が張る方向に移動させるとともに、移動さ
せた状態で前記調節ネジ33によって第１プーリー27を固
定するようになっている。
調節ネジで、前記第１プーリー27の回転軸の取り付け部
分には長孔が形成してあり、前記第１プーリー27を前記
伝達ベルト31が張る方向に移動させるとともに、移動さ
せた状態で前記調節ネジ33によって第１プーリー27を固
定するようになっている。
【００２９】37は、前記チェーン12からの駆動力を前記
回転側ケーシング６に伝達するためのチェーンスプロケ
ットで、該チェーンスプロケット37と回転側ケーシング
６との間にはフリーホイール38が設けられており、前記
チェーン12が逆回転したときには前記回転側ケーシング
６にチェーン12からの駆動力を伝達しない構成になって
いる。
回転側ケーシング６に伝達するためのチェーンスプロケ
ットで、該チェーンスプロケット37と回転側ケーシング
６との間にはフリーホイール38が設けられており、前記
チェーン12が逆回転したときには前記回転側ケーシング
６にチェーン12からの駆動力を伝達しない構成になって
いる。
【００３０】39は、後輪３の車軸である。
【００３１】前記最終段プーリー29の構成について、図
１乃至図３に基づき詳述する。
１乃至図３に基づき詳述する。
【００３２】40は、最終段プーリー29の内側で車軸39に
対称に２か所に設けられた弾性体、即ちバネで、該バネ
40は片側を最終段プーリー29に固定し、他側を伸縮自在
に開放している。また、バネ40は伸縮方向を車軸39、或
いは最終段プーリー29と同心円の略接線方向に配置し、
踏力が加わったとき、後述する受圧部材41によって力を
受けやすい方向にしている。
対称に２か所に設けられた弾性体、即ちバネで、該バネ
40は片側を最終段プーリー29に固定し、他側を伸縮自在
に開放している。また、バネ40は伸縮方向を車軸39、或
いは最終段プーリー29と同心円の略接線方向に配置し、
踏力が加わったとき、後述する受圧部材41によって力を
受けやすい方向にしている。
【００３３】41は、前記バネ40の開放側に当接する受圧
部材で、該受圧部材41は前記バネ40の径より小さい部分
と大きい部分とがあり、小さい部分がバネ40内に入り込
み、大きい部分がバネ40を蓋するように設けられてい
る。また、該受圧部材41は、鉄やセラミックなどの滑り
やすい材質のものが使われている。
部材で、該受圧部材41は前記バネ40の径より小さい部分
と大きい部分とがあり、小さい部分がバネ40内に入り込
み、大きい部分がバネ40を蓋するように設けられてい
る。また、該受圧部材41は、鉄やセラミックなどの滑り
やすい材質のものが使われている。
【００３４】42は、車軸39にベアリングを介して車軸39
回りに取り付けられ、前記チェーンスプロケット37の回
転によって車軸39を中心に回動する回動板で、該回動板
42には車軸39に対して対称に前記受圧部材41を前記チェ
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。該押圧部材43は鉄やセラミック等、
滑りやすい材質のもので形成されている。
回りに取り付けられ、前記チェーンスプロケット37の回
転によって車軸39を中心に回動する回動板で、該回動板
42には車軸39に対して対称に前記受圧部材41を前記チェ
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。該押圧部材43は鉄やセラミック等、
滑りやすい材質のもので形成されている。
【００３５】また、回動板42は前記最終段プーリー29の
内側に同心円状に挿入されて、前記押圧部材43がバネ40
を押さえることによって前記最終段プーリー29と共に回
転する。また、前記押圧部材43は、前記受圧部材41を押
さえる時に、押さえる位置が若干ずれるため、先端部分
が曲面になっている。
内側に同心円状に挿入されて、前記押圧部材43がバネ40
を押さえることによって前記最終段プーリー29と共に回
転する。また、前記押圧部材43は、前記受圧部材41を押
さえる時に、押さえる位置が若干ずれるため、先端部分
が曲面になっている。
【００３６】更に、前記回動板42には回動方向にむかっ
て形成した傾斜部44を車軸39に対して対称に２か所に形
成しており、前記回動板42の回動と共に回動する。
て形成した傾斜部44を車軸39に対して対称に２か所に形
成しており、前記回動板42の回動と共に回動する。
【００３７】45は、前記回動板42の回動により前記傾斜
部44の作用で車軸39の長手方向に移動可能な摺動部材
で、該摺動部材45の傾斜部44に当接する部分に突起46を
設けており、また、該突起46と反対位置には弾性部材、
即ちバネ47が前記回動板42方向に付勢して設けてある。
即ち、回動板42の回動で摺動部材45が押されたときのみ
摺動するようになっており、回動板42が元の位置に戻る
と摺動部材45も元に戻るようになっている。更に、前記
摺動部材45には磁性部材或いは導電部材、本実施例では
フェライト48からなる被検出部が設けてあり、摺動部材
45の移動とともに移動するようになっている。本実施例
では、磁性部材としてフェライトを用いているが、導電
部材である銅やアルミを用いても構わない。
部44の作用で車軸39の長手方向に移動可能な摺動部材
で、該摺動部材45の傾斜部44に当接する部分に突起46を
設けており、また、該突起46と反対位置には弾性部材、
即ちバネ47が前記回動板42方向に付勢して設けてある。
即ち、回動板42の回動で摺動部材45が押されたときのみ
摺動するようになっており、回動板42が元の位置に戻る
と摺動部材45も元に戻るようになっている。更に、前記
摺動部材45には磁性部材或いは導電部材、本実施例では
フェライト48からなる被検出部が設けてあり、摺動部材
45の移動とともに移動するようになっている。本実施例
では、磁性部材としてフェライトを用いているが、導電
部材である銅やアルミを用いても構わない。
【００３８】
49は、前記固定側ケーシング７の内側で、
前記フェライト48の移動範囲内に設けられたコイルで、
該コイル49の巻線が巻いてあるコイルボビン50中を前記
フェライト48が移動するようになっている。
前記フェライト48の移動範囲内に設けられたコイルで、
該コイル49の巻線が巻いてあるコイルボビン50中を前記
フェライト48が移動するようになっている。
【００３９】
51は、前記フェライト48を移動させるため
のガイドで、該ガイド51は前記フェライト48を位置決め
するようにフェライト48の外周よりも少しばかり大きい
外周の鍔部52を形成してずれないように固定してある。
のガイドで、該ガイド51は前記フェライト48を位置決め
するようにフェライト48の外周よりも少しばかり大きい
外周の鍔部52を形成してずれないように固定してある。
【００４０】
図１及び図２において、トルクが生じない
ときには破線で示す位置にフェライト48があり、トルク
が生じると傾斜部44と突起46の動きによってガイド51が
移動し、トルクの大きさに応じて実線で示す部分に移動
する。
ときには破線で示す位置にフェライト48があり、トルク
が生じると傾斜部44と突起46の動きによってガイド51が
移動し、トルクの大きさに応じて実線で示す部分に移動
する。
【００４１】
上述する、回動板42、摺動部材45を合わせ
て変換部材53という。
て変換部材53という。
【００４２】
また、前記摺動部材45に設けたフェライト
48と、固定側ケーシング７に取り付けられたコイル49を
合わせてトルク検出部54という。
48と、固定側ケーシング７に取り付けられたコイル49を
合わせてトルク検出部54という。
【００４３】
人力による駆動と、このトルクの検出につ
いて、図１及び図２に基づき説明をする。
いて、図１及び図２に基づき説明をする。
【００４４】
電動自転車本体１が走行を始めるとき、使
用者はペダル11に力を掛けて走行する。この時、後輪３
は止まろうとする力が大きく働のに対し、チェーンスプ
ロケット37、回動板42は回転しようとするため、バネ40
を押さえてバネ40が最終段プーリー29を押さえて、最終
段プーリー29と固定した回転側ケーシング６、後輪３が
回転して走行する。この時、走行時には大きなトルクが
生じるため、バネ40は大きく縮むことになり、即ちバネ
40の縮みと共に回動板42が回動し、傾斜部44も回動をす
る。傾斜部44が回動すると、これに当接した突起46が車
軸39の長手方向に押され、摺動部材45も車軸39の長手方
向に移動する。摺動部材45が車軸39の長手方向に移動す
ると、フェライト48がガイド51の移動によってコイル49
内を移動することになり、これによってコイル49の磁束
が変化することになる。即ち、踏力が大きくなればなる
ほどコイル49内に挿入されるフェライト48の体積が大き
くなり、コイル49のインダクタンスが大きくなる。
用者はペダル11に力を掛けて走行する。この時、後輪３
は止まろうとする力が大きく働のに対し、チェーンスプ
ロケット37、回動板42は回転しようとするため、バネ40
を押さえてバネ40が最終段プーリー29を押さえて、最終
段プーリー29と固定した回転側ケーシング６、後輪３が
回転して走行する。この時、走行時には大きなトルクが
生じるため、バネ40は大きく縮むことになり、即ちバネ
40の縮みと共に回動板42が回動し、傾斜部44も回動をす
る。傾斜部44が回動すると、これに当接した突起46が車
軸39の長手方向に押され、摺動部材45も車軸39の長手方
向に移動する。摺動部材45が車軸39の長手方向に移動す
ると、フェライト48がガイド51の移動によってコイル49
内を移動することになり、これによってコイル49の磁束
が変化することになる。即ち、踏力が大きくなればなる
ほどコイル49内に挿入されるフェライト48の体積が大き
くなり、コイル49のインダクタンスが大きくなる。
【００４５】
また、下り坂や停止時、或いは平地走行時
の惰性走行などにおいて、使用者が踏力を加えない状態
について説明すると、回動板42は最終段プーリー29と共
に回転し、この状態では踏力がないのでバネ40は縮ま
ず、摺動部材45も移動しない。即ち、コイル49の磁束も
変化せず、電動機８からの駆動は行われない。
の惰性走行などにおいて、使用者が踏力を加えない状態
について説明すると、回動板42は最終段プーリー29と共
に回転し、この状態では踏力がないのでバネ40は縮ま
ず、摺動部材45も移動しない。即ち、コイル49の磁束も
変化せず、電動機８からの駆動は行われない。
【００４６】
更に、平地や上り坂などで使用者が加速を
する場合について説明すると、前述した走行を始めると
きと同様、踏力が加わるとバネ40が縮み、よって回動板
42が人力のトルクの大きさに合わせて回動し、傾斜部44
に当接した突起46が傾斜部44の回動によって押さえられ
て、摺動部材45が移動し、フェライト48がガイド51の移
動によってコイル49内を移動することになる。
する場合について説明すると、前述した走行を始めると
きと同様、踏力が加わるとバネ40が縮み、よって回動板
42が人力のトルクの大きさに合わせて回動し、傾斜部44
に当接した突起46が傾斜部44の回動によって押さえられ
て、摺動部材45が移動し、フェライト48がガイド51の移
動によってコイル49内を移動することになる。
【００４７】
次に、図４及び図５に基づき、トルク検出
部52の制御回路について説明をする。
部52の制御回路について説明をする。
【００４８】
49は、マイコン（図示せず）から出力され
る交流電圧が印加されるコイルで、この交流電流は図５
の（Ａ）に示すような波形が入力される。また、このコ
イル49は、前記フェライト48を近づけたり遠ざけたりす
ることで、コイル49のインダクタンスが大きくなったり
小さくなったりし、図５の（Ｂ）で示すような波形にな
って出力される。このについて説明すると、コイル49に
フェライト48を近づけた場合、コイル49の磁路が閉ざさ
れて磁気抵抗が小さくなり、インダクタンスは大きくな
る。また、コイル49にフェライト48を遠ざけた場合につ
いては、前述と逆になり、インダクタンスは小さくな
る。そして出力されたパルスはＤＣ変換部60でパルスの
平均値が取られ、図５の（Ｃ）で示す波形に変換され
て、次の増幅器61によって増幅されて前記マイコンに入
力される。
る交流電圧が印加されるコイルで、この交流電流は図５
の（Ａ）に示すような波形が入力される。また、このコ
イル49は、前記フェライト48を近づけたり遠ざけたりす
ることで、コイル49のインダクタンスが大きくなったり
小さくなったりし、図５の（Ｂ）で示すような波形にな
って出力される。このについて説明すると、コイル49に
フェライト48を近づけた場合、コイル49の磁路が閉ざさ
れて磁気抵抗が小さくなり、インダクタンスは大きくな
る。また、コイル49にフェライト48を遠ざけた場合につ
いては、前述と逆になり、インダクタンスは小さくな
る。そして出力されたパルスはＤＣ変換部60でパルスの
平均値が取られ、図５の（Ｃ）で示す波形に変換され
て、次の増幅器61によって増幅されて前記マイコンに入
力される。
【００４９】
このように、踏力を車軸39の長手方向のフ
ェライト48の動きに変換し、これによって変化するコイ
ル49のインダクタンスの変化を電圧の変化に変換して電
気信号を取り出しているので、正確で細かなトルクの検
出ができ、的確な制御で人力を補助することができる。
ェライト48の動きに変換し、これによって変化するコイ
ル49のインダクタンスの変化を電圧の変化に変換して電
気信号を取り出しているので、正確で細かなトルクの検
出ができ、的確な制御で人力を補助することができる。
【００５０】
次に第２の実施例について、図８に基づき
説明をする。
説明をする。
【００５１】
本実施例は、上述する実施例とガイド51と
フェライト48の形状が異なるだけなので、同一部分につ
いては説明を省略し、ガイド51とフェライト48について
のみ説明をする。
フェライト48の形状が異なるだけなので、同一部分につ
いては説明を省略し、ガイド51とフェライト48について
のみ説明をする。
【００５２】
本実施例における、ガイド51は、コイル49
内を挿通して回動板42の移動と共に車軸39の長手方向に
移動可能に設けられており、フェライト48は、ガイド51
の先端に円板状に設けられ、トルクが生じるとともにコ
イル49の一側面を車軸39の長手方向に移動する。このよ
うに、コイル49近傍をフェライト48が移動することで、
前述した実施例同様、コイル49のインダクタンスが変化
し、この大きさによって踏力、即ちトルクを検出するこ
とができる。
内を挿通して回動板42の移動と共に車軸39の長手方向に
移動可能に設けられており、フェライト48は、ガイド51
の先端に円板状に設けられ、トルクが生じるとともにコ
イル49の一側面を車軸39の長手方向に移動する。このよ
うに、コイル49近傍をフェライト48が移動することで、
前述した実施例同様、コイル49のインダクタンスが変化
し、この大きさによって踏力、即ちトルクを検出するこ
とができる。
【００５３】
次に第３の実施例について、図９に基づき
説明をする。
説明をする。
【００５４】
本実施例も、上述する実施例とガイド51と
フェライト48の形状が異なるだけなので、同一部分につ
いては説明を省略し、ガイド51とフェライト48について
のみ説明をする。
フェライト48の形状が異なるだけなので、同一部分につ
いては説明を省略し、ガイド51とフェライト48について
のみ説明をする。
【００５５】
本実施例におけるガイド51は、コイル49内
途中まで挿通して、車軸39の長手方向に移動可能に設け
られており、前記ガイド51に連続して、コイル49外側で
コイル49一側面を覆うように形成したフェライト48が設
けられており、踏力の大きさに応じてコイル49近傍をフ
ェライト48が移動するようになっている。
途中まで挿通して、車軸39の長手方向に移動可能に設け
られており、前記ガイド51に連続して、コイル49外側で
コイル49一側面を覆うように形成したフェライト48が設
けられており、踏力の大きさに応じてコイル49近傍をフ
ェライト48が移動するようになっている。
【００５６】
上述する第２及び第３実施例は、コイル49
内に磁性材料であるフェライト48を挿入したが、導電性
の材料でもよく、銅やアルミ板などでも構わない。
内に磁性材料であるフェライト48を挿入したが、導電性
の材料でもよく、銅やアルミ板などでも構わない。
【００５７】
以上のように、トルクの大きさに応じて移
動する変換部材53、即ち回動板42、摺動部材45にガイド
51を設け、このガイド51にフェライト48を取り付け、こ
のフェライト48がコイル49内を移動することでトルクを
検出するようにしたので、簡単な構成で人力によるトル
クを正確に検出して電動機８による補助ができるととも
に、ガイド51によってフェライト48を保持しているの
で、フェライト48の移動にブレがなく、正確にトルクを
検出することができる。
動する変換部材53、即ち回動板42、摺動部材45にガイド
51を設け、このガイド51にフェライト48を取り付け、こ
のフェライト48がコイル49内を移動することでトルクを
検出するようにしたので、簡単な構成で人力によるトル
クを正確に検出して電動機８による補助ができるととも
に、ガイド51によってフェライト48を保持しているの
で、フェライト48の移動にブレがなく、正確にトルクを
検出することができる。
【００５８】
【発明の効果】本発明は、ペダルと車輪との間に弾性体
を介在し前記ペダルの踏力によって弾性体を介して前記
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、前記弾性体の伸縮を前
記車輪の車軸の長手方向の移動に変換する変換部材と、
該変換部材に設けられ磁性部材或いは導電部材からなる
被検出部を保持するガイドと、該被検出部の移動量をコ
イルによって検出するトルク検出部と、該トルク検出部
の検出に基づき前記電動機を駆動制御する制御部とを備
えたので、簡単な構成で人力によるトルクを正確に検出
して電動機による補助ができるとともに、ガイドによっ
て被検出部を保持しているので、磁性部材或いは導電部
材の移動にブレがなく、正確にトルクを検出することが
できる。
を介在し前記ペダルの踏力によって弾性体を介して前記
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、前記弾性体の伸縮を前
記車輪の車軸の長手方向の移動に変換する変換部材と、
該変換部材に設けられ磁性部材或いは導電部材からなる
被検出部を保持するガイドと、該被検出部の移動量をコ
イルによって検出するトルク検出部と、該トルク検出部
の検出に基づき前記電動機を駆動制御する制御部とを備
えたので、簡単な構成で人力によるトルクを正確に検出
して電動機による補助ができるとともに、ガイドによっ
て被検出部を保持しているので、磁性部材或いは導電部
材の移動にブレがなく、正確にトルクを検出することが
できる。
【図１】本発明の一実施例を示す電動自転車の最終段プ
ーリーの構成を示す側面断面図である。
ーリーの構成を示す側面断面図である。
【図２】同最終段プーリーの構成を示す平面構成図であ
る。
る。
【図３】同最終段プーリーの構成を示す側面断面図であ
る。
る。
【図４】同トルク検出部の回路図である。
【図５】同回路における各部分の波形を示す図である。
【図６】本発明における電動自転車の全体斜視図であ
る。
る。
【図７】同盤状ケーシングの部品の配置を示す構成図で
ある。
ある。
【図８】本発明の第２の実施例を示す電動自転車の最終
段プーリーの構成を示す側面断面図である。
段プーリーの構成を示す側面断面図である。
【図９】本発明の第３の実施例を示す電動自転車の最終
段プーリーの構成を示す側面断面図である。
段プーリーの構成を示す側面断面図である。
11 ペダル
３ 車輪（後輪）
40 弾性体（バネ）
10 人力駆動部
８ 電動機
９ 電動駆動部
39 車軸
53 変換部材
48 フェライト
51 ガイド
49 コイル
54 トルク検出部
26 制御部
５ 盤状ケーシング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−107268（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−100790（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−74491（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B62M 23/02
G01L 5/13
G01L 5/22
Claims (4)
- 【請求項１】 ペダルと車輪との間に弾性体を介在し前
記ペダルの踏力によって弾性体を介して前記車輪を回転
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、前記弾性体の伸縮を前記車輪の車
軸の長手方向の移動に変換する変換部材と、該変換部材
に設けられ磁性部材或いは導電部材からなる被検出部を
保持するガイドと、該被検出部の移動量をコイルによっ
て検出するトルク検出部と、該トルク検出部の検出に基
づき前記電動機を駆動制御する制御部とを備えたことを
特徴とする電動自転車。 - 【請求項２】 前記被検出部は、前記ガイドの外周と略
同一で、コイル内に移動することで挿入されることを特
徴とする請求項１記載の電動自転車。 - 【請求項３】 前記ガイドは、コイル内を挿通して移動
可能に設けられており、前記被検出部は、前記ガイドの
先端に円板状に設けられていることを特徴とする請求項
１記載の電動自転車。 - 【請求項４】 前記ガイドは、コイル内の途中まで挿通
して移動可能に設けられており、前記被検出部は、前記
ガイドの先端に連続してコイル外まで円板状に設けられ
ていることを特徴とする請求項１記載の電動自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23747194A JP3495432B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 電動自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23747194A JP3495432B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 電動自転車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0899685A JPH0899685A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3495432B2 true JP3495432B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=17015828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23747194A Expired - Fee Related JP3495432B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 電動自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3495432B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100584842B1 (ko) * | 2005-03-21 | 2006-05-29 | 피에이치 유 도날드 | 전기 자전거용 보조 전력 유닛 시동 장치 |
| DE102013220871A1 (de) * | 2013-10-15 | 2015-04-16 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Messen des von einem Fahrer auf die Pedale eines E-Bikes aufgebrachten Drehmomentes und E-Bike |
| CN115694086A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-02-03 | 巴弗洛智能科技(苏州)有限公司 | 一种电动自行车中置电机 |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP23747194A patent/JP3495432B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0899685A (ja) | 1996-04-16 |
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Legal Events
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