JP5950263B2 - 電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム - Google Patents

電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム Download PDF

Info

Publication number
JP5950263B2
JP5950263B2 JP2014222221A JP2014222221A JP5950263B2 JP 5950263 B2 JP5950263 B2 JP 5950263B2 JP 2014222221 A JP2014222221 A JP 2014222221A JP 2014222221 A JP2014222221 A JP 2014222221A JP 5950263 B2 JP5950263 B2 JP 5950263B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
midship
drive system
motor drive
torque sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014222221A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016078811A (ja
Inventor
レイ シュ
レイ シュ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Aimeike Power Machinery Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Aimeike Power Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Aimeike Power Machinery Co Ltd filed Critical Wuxi Aimeike Power Machinery Co Ltd
Publication of JP2016078811A publication Critical patent/JP2016078811A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5950263B2 publication Critical patent/JP5950263B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62JCYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/411Torque sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62JCYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/42Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
    • B62J45/421Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting at the pedal crank
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/145Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the bottom bracket
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/065Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with a plurality of driving or driven shafts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
    • G01L3/1435Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers involving magnetic or electromagnetic means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Retarders (AREA)

Description

本発明はモータ駆動システムに関し、より具体的には電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システムに関する。
エコは現在ひいては将来において人々の社会的生産及び生活に対する目標であり、低炭素な外出及びエコな外出はいずれも未来へのトレンドそして発展の方向になっている。そして、電動車両は経済的、かつエコなどの特徴から、理想的なフィットネス機器及び交通手段である。
現在の電動車両には、通常ミッドシップ式モータが配置されている。ミッドシップ式モータは、フロントホイールモータ及びリアホイールモータであって、電動車両のボトムブラケットに取り付けられているモータ駆動アセンブリを指している。現在ますます多くのミッドシップ式モータにトルクセンサが取り付けられ、走行時にトルクセンサによりペダルトルクが検出される。そして検出信号がシステムコントローラまで送信され、同時にトルクを倍増させるという目的を達成するために、ライディングトルクがモータ出力トルクに正比例するようモータの回転速度及び出力パワーが調節される。
CN103661762Aは電動アシスト車及びそのミッドシップ式モータ駆動システムを開示している。このミッドシップ式モータ駆動システムは、第一カバーモジュール、第二カバーモジュール、ハウジングモジュール、トルクセンサモジュール、モータモジュール、中軸モジュール、遊星減速機構、クラッチ構造及びチェーンホイールスプロケットモジュールを備える。前記遊星減速機構はすべての出力トルクを引き受ける、全体の駆動システムの中で最も弱い部品である。したがって、駆動システムの長期使用につれ、遊星減速歯車の摩耗、損傷問題が深刻になり、上述したミッドシップ式駆動装置の安定性及び安全性が大幅に低下する。
また、電気車両に使用される既存のミッドシップ式モータのトルクセンサのほとんどがひずみ式センサである。このようなセンサを用いた場合、ひずみゲージがミッドシップ式モータの中軸に設けられ、そして中軸の外側に取り付けられたセンサを介してひずみゲージが発信した検出信号がコントローラまで伝送される。ひずみゲージが中軸とともに回転するため、検出センサとの距離が近かったり遠かったりし、よって、信号が伝送されるうちに大幅に減衰または消失することがある。そのため、コントローラが運転者のペダルトルクを正確に計算できないことがある。
既存技術の欠陥について、本発明は、電気車両のミッドシップ式モータ駆動システムの中に遊星歯車増速装置を導入し、さらにトルクセンサを改良した、電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システムを提供する。
電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システムは、左ハウジング、右ハウジング、モータアセンブリ、歯車減速装置、トルクセンサ、中軸、コントローラ及びチェーンホイールを備え、その特徴として、遊星歯車増速装置をさらに備え、前記歯車減速装置は前記モータアセンブリ、前記遊星歯車増速装置及び前記チェーンホイールと接続され、前記遊星歯車増速装置は前記トルクセンサ及び前記中軸と接続され、前記トルクセンサは前記コントローラと接続され、前記コントローラは前記モータアセンブリと接続されている。前記モータアセンブリは、モータステータ(固定子)、モータインナーロータ及び歯車軸を備えている。前記歯車減速装置は、第一段減速大歯車、第二段減速小歯車、ワンウェイ
ベアリング及び第二段減速大歯車を備えている。前記遊星歯車増速装置は、リム、遊星軸ピン、ラチェットホルダー、遊星キャリア、太陽歯車、ラチェット式ワンウェイクラッチ及び遊星歯車を備えている。前記トルクセンサは左ハウジングに取り付けられ、前記コントローラは前記右ハウジングに取り付けられている。前記トルクセンサは歪台、信号伝送モジュール及び磁気セルを備え、前記歪台が応力を受け歪むと前記磁気セルはこれに連動し、信号伝送モジュールは磁気セルの移動を感知し、そして磁束の変化を電気信号に変換し、さらにこの電気信号を前記コントローラに伝送する。
さらに、前記歯車減速装置の第一段減速大歯車と前記モータアセンブリの歯車軸とが係合している。
さらに、前記チェーンホイールは、前記歯車減速装置の第二段減速大歯車に取り付けられている。
さらに、前記遊星歯車増速装置には4つの遊星歯車があり、これら4つの遊星歯車は、前記遊星キャリアに固定されかつ前記中軸を中心として回転する。
さらに、前記遊星歯車増速装置の遊星キャリアはベアリングを介し前記中軸に取り付けられ、前記中軸と遊星キャリアとの間には前記ラチェット式クラッチが配置されている。
さらに、前記遊星歯車増速装置のリムは、前記歯車減速装置の第二段減速大歯車に固定されている。
さらに、前記トルクセンサの信号伝送モジュールは、線形ホール素子及び信号リード線を備える。
さらに、前記遊星歯車増速装置の太陽歯車は、ベアリングを介して前記歪台と接続されている。
上述した発明の好ましい実施形態として、前記トルクセンサの歪台はアルミニウム合金起歪体であり、前記磁気セルはプラスチック台、球体、バネ、円形磁石及びプラスチックスライダを備える。
上述した発明の別の好ましい実施形態として、前記トルクセンサの歪台はトルク伝送ブラケット及びアルミニウム合金起歪体を備え、前記磁気セルはプラスチック雄ネジハウジング、円形磁石、バネ、プラスチックスライダ及びプラスチック雌ネジスペーサを備える。
本発明の良好な効果として、電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システムが提
供され、このシステムに遊星歯車増速装置が応用されることにより、伝達比が縮小され、増速の効果を実現するとともに、チェーンホイール及び歯車減速部分において支持しなければならないトルクも縮小され、これによりミッドシップ式モータ駆動システムがより安定し、寿命も伸びる。このシステムにはさらに新型のトルクセンサが応用され、新型のトルクセンサはアルミニウム合金材料が応力を受けると歪むという特性を利用し、内部に取り付けられたこの歪み量を検出するセンサを用いて人力によるペダルトルク信号を電圧信号に変換し、そして電圧信号をコントローラまで送信することによりモータアセンブリの出力パワーを制御する。これらにより人力によるペダルトルク信号がリアルタイムにかつ正確に電圧信号に変換され、コントローラまで送信される。コントローラがより合理的にモータのアシストパワーを割り当て、これによりライディングが快適で省エネかつエコといった目的が達成される。
本発明による実施形態をよりわかりやすく説明するため、実施形態の説明に必要な図面について簡単に紹介する。明らかに、下記説明に含まれる図面は単なる本発明による一つの実施形態であり、本分野の当業者にとって、進歩性のある労働力を払っていないことを前提に、これらの図面からほかの図面をさらに取得することができる。
本発明による電動車両用ミッドシップ式モータ駆動システムの一実施形態の構造概略図である。 本発明による電動車両用ミッドシップ式モータ駆動システムの分解図である。 本発明による電動車両用ミッドシップ式モータ駆動システムにおけるトルクセンサの一つの実施形態の分解図である。 本発明による電動車両用ミッドシップ式モータ駆動システムにおけるトルクセンサの別の実施形態の分解図である。
以下、具体的な実施形態とともに本発明についてさらに説明する。なお、図面は単なる代表的な説明のためであり、概略図だけを示し、実物を示した図ではなく、本発明を限定するものではない。本発明の実施形態についてよりわかりやすく説明するため、図面に一部の部品が省略され、拡大や縮小によるサイズは実際の製品のサイズを意味しない。当業者にとって図面に一部の既知の構造、説明について省略される可能性があることを理解すべきである。
実施形態1
図1及び図2に示すように、本発明による電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システムは、左ハウジング1、右ハウジング2、モータアセンブリ3、歯車減速装置4、トルクセンサ5、遊星歯車増速装置6、中軸7、コントローラ8及びチェーンホイール9を備える。前記モータアセンブリ3は、モータステータ301、モータインナーロータ302及び歯車軸303を備え、前記歯車減速装置4は、第一段減速大歯車401、第二段減速小歯車402、ワンウェイベアリング403及び第二段減速大歯車404を備える。前記遊星歯車増速装置6は、リム601、遊星軸ピン602、ラチェットホルダー603、遊星キャリア604、太陽歯車605、ラチェット式ワンウェイクラッチ606及び遊星歯車607を備える。前記歯車減速装置4は前記モータアセンブリ3、前記遊星歯車増速装置6及び前記チェーンホイール9と接続され、前記遊星歯車増速装置6は前記トルクセンサ5及び前記中軸7と接続され、前記トルクセンサ5は前記コントローラ8と接続され、前記コントローラ8は前記モータアセンブリ3と接続されている。
上述した歯車減速装置4は一つの二段伝動減速装置であり、第一段減速大歯車401内
にワンウェイベアリング403が取り付けられ、足踏みの際には、モータインナーロータ302が一緒に回転しないという目的が達成される。コントローラ8はモータアセンブリ3の出力パワーを制御する。モータアセンブリ3への通電後、モータインナーロータ302は回転し、歯車軸303とインナーロータ302とが接続されているため、歯車軸303も同時に回転する。第一段減速大歯車401と歯車軸303とは係合し、一定の減速比により回転する。ワンウェイベアリング403は第一段減速大歯車401のキャビティ内に堅固に固定され、第二段減速小歯車402はワンウェイベアリング403内に取り付けられ、ワンウェイベアリング403によるワンウェイロックの作用から、第一段減速大歯車401と第二段減速小歯車402とが一緒に同時に回転する。第二段減速小歯車402と第二段減速大歯車404とは係合しており、一定の減速比により回転する。チェーンホイール9は歯車減速装置4の第二段減速大歯車404に固定され、モータアセンブリ3のパワーを出力するために用いられる。
トルクセンサ5は、一つのアルミニウム合金歪み式センサであり、アルミニウム合金材料が応力を受けると歪むという特性を利用して内部にこの歪量を検測するセンサが取り付けられることにより、人力によるペダルトルク信号が電圧信号に変換され、そしてこの電圧信号がコントローラ8に伝送され、これらによりモータアセンブリ3の出力パワーを制御する。
図3は本発明による電動車両用ミッドシップ式モータ駆動システムにおけるトルクセンサ5の分解図であり、上述したトルクセンサは、歪台、信号伝送モジュール502及び磁気セルを備える。前記歪台が応力を受け歪むと、磁気セルはこれに連動し、信号伝送モジュール502は磁気セルの移動を感知し、そして磁束の変化を電気信号に変換し、さらにこの電気信号を上述したコントローラ8に伝送する。この信号伝送モジュール502は、線形ホール素子及び信号リード線をさらに備える。前記トルクセンサ5を組み立てる工程は以下のとおりである。
まず、円形磁石504をプラスチックスライダ506の中に入れ、球体505をプラスチックスライダ506の球体スロット内に入れ、そしてプラスチックスライダ506をプラスチック台503にある対応するスロット内に取り付け、バネ507をプラスチックスライダ506にある対応するスロット内に取り付ける。以上の構造はトルクセンサの磁気セルであり、そして信号伝送モジュール502をもプラスチック台503にある対応するスロット内に取り付け、最後にプラスチック台503を歪台すなわちアルミニウム合金起歪体501にある対応するスロット内に取り付け、さらにプラスチック台用固定ネジ511によって固定する。次に、フラット固定ネジ508をアルミニウム合金起歪体501の両側に取り付け、これによりプラスチック台503をさらに固定し、同時に円形磁石504がスロット内において上述した信号伝送モジュール502にあるホール素子との間の水平距離が調節しやすくなり、出力初期信号を一致させることができる。さらに、ベアリングを太陽歯車605の中に押し込み、そして4つの太陽歯車固定ネジ509を使用し太陽歯車605をアルミニウム合金起歪体501に固定する。最後に、アルミニウム合金起歪体固定ネジ510を用いてアルミニウム合金起歪体501を左ハウジング1に固定する。
足踏みにより駆動中軸が回転し、さらに遊星キャリア604を連動させる際に、太陽歯車605が同じ方向の駆動力を受ける。この駆動力の方向は回転方向の接線方向であり、踏む力が強くなるにつれ、太陽歯車605が支持する接線力も次第に増大する。アルミニウム合金起歪体501と太陽歯車605とがベアリングを介して固定接続されているため、アルミニウム合金起歪体501が支持する接線力も次第に増大し、そして接線力の方向に歪み始め、強制的に球体505を同じ方向に移動させ、円形磁石504、球体505及びプラスチックスライダ506は一緒に変位する。変位後、信号伝送モジュール502にある線形ホール素子が円形磁石504における磁界の変化を感知することができ、さらに
対応する電圧信号を出力する。この電圧信号は信号リード線を介し直接にコントローラ8まで伝送され、コントローラ8は信号の強弱により合理的にモータアセンブリ3の出力パワーを割り当てる。足踏みが停止した後は、太陽歯車605がこれ以上応力を受けないため、アルミニウム合金起歪体501における歪みも停止する。バネ507の作用により、円形磁石504、球体505及びプラスチックスライダ506はバネ507により開始位置に戻され、信号出力モジュール502にある線形ホール素子が磁界の変化を感知できないため、電圧信号を出力せず、モータアセンブリ3によるパワーの出力も停止する。
遊星歯車増速装置6は1つの太陽歯車605、4つの遊星歯車607、1つの遊星キャリア604、1つのリム601及び1つのラチェット式ワンウェイクラッチ606を備える。足踏みによるトルクを伝送するために前記太陽歯車605とトルクセンサ5とが接続されている。前記4つの遊星歯車607は遊星キャリア604に固定されかつ中軸7を中心として回転する。前記遊星キャリア604はベアリングを介して中軸7に取り付けられ、前記中軸7と遊星キャリア604との間に前記ラチェット式ワンウェイクラッチ606が取り付けられている。ラチェット式ワンウェイクラッチ606は、中軸7が逆回転時に遊星歯車増速装置6及びモータインナーロータ302が連動することを防ぐことができる。前記リム601は上述した歯車減速装置4の第二段減速大歯車404に固定されている。
前記遊星歯車増速装置6の役割は2つある。まずは増速作用であり、この遊星歯車増速装置6の中では、太陽歯車605はトルクセンサ5に固定され、遊星キャリア604が能動素子であるとき、リム601は受動素子として回転し、仮にこの遊星増速装置6の中でリム601と太陽歯車605との歯車比がaとすると、ギア列の伝達比はa/(a+1)になり、遊星キャリアが相当平歯車歯数(equivalent number of teeth)で最大な歯車であるため、受動側のリム601は増速の方式で出力し、両者間の伝達比は1未満になる。次にペダルトルクを伝送する作用であり、ペダルトルクが中軸7に伝送され、中軸7はラチェット式ワンウェイクラッチ606によりトルクを遊星キャリア604に伝送し、遊星キャリア604は時計回りに回転し、連動して遊星歯車607も同時に時計回りに回転する。この場合、太陽歯車605が遊星歯車607に反作用力を与え、このステップの中では、トルクセンサ5は前記反作用力により、そのアルミニウム合金起歪体501が歪み、信号伝送モジュール502にある線形ホール素子が歪量の大きさを判断し、線形電圧信号を出力する。
上述した遊星歯車増速装置6による増速の目的としては、合理的なライディング、ペダル周波数が保証される上で、チェーンホイール9の歯数が減ると、チェーンホイール及び電動車両後輪のフライホイールの歯車比が小さくなり、チェーンホイール9の出力トルクの減少によって歯車減速装置4が支持しなければならないトルクも減少することを意味し、その結果として歯車減速装置4全体の強度への要求もそれだけ減少し、それによりミッドシップ駆動装置の安全性及び安定性が大幅に上昇する。
上述したコントローラ8は右ハウジング2に取り付けられ、上述したモータアセンブリ3との接続が同じ筐体の中で完成することから、接続している際に発生した摩耗が大いに減少し、従ってモータアセンブリ3の効率が高まる。
実施形態2
本実施形態による電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システムは、左ハウジング1、右ハウジング2、モータアセンブリ3、歯車減速装置4、トルクセンサ5、遊星歯車増速装置6、中軸7、コントローラ8及びチェーンホイール9を備える。実施形態1との相違点としては、前記トルクセンサ5の歪台がトルク伝送ブラケット520及びアルミニウム合金起歪体501(このアルミニウム合金起歪体501は実施形態1の中のアルミ
ニウム合金起歪体501との形態が異なる)を備え、上述した磁気セルがプラスチック雄ネジハウジング522、円形磁石504、バネ507、プラスチックスライダ506及びプラスチック雌ネジスペーサ523を備え、前記トルクセンサ5がトルク伝送ブラケット固定ネジ524及びプラスチック雌ネジスペーサ固定ネジ525をさらに備え、上述した歪台が応力を受け歪むと磁気セルを連動させ、信号伝送モジュール502が磁気セルの移動を感知し、そして磁気流束の変化を電気信号に変換し、さらに電気信号を前記コントローラ8に伝送することである。
前記トルクセンサ5の組み立てについては、まず円形磁石504をプラスチックスライダ506の中に入れ、バネ507をプラスチックスライダ506後方の円筒スロットの中に取り付け、信号伝送モジュール502を信号伝送スペーサ521のスライドスロット内に取り付け、そして信号伝送スペーサ521をプラスチック雄ネジハウジング522の対応するスロット内に取り付け、最後にプラスチック雄ネジハウジング522をプラスチック雌ネジスペーサ523の対応するネジ管内にねじ込み、そしてプラスチック雌ネジ固定ネジ525を用いてプラスチック雌ネジスペーサ523全体をアルミニウム合金起歪体501に固定させる。組み立てたトルクセンサ5をベアリングへ押し込み、4つのトルク伝送固定ネジ524で太陽歯車605をトルク伝送ブラケット520に固定させる。
中軸7が人力により駆動され回転し、そして遊星キャリア604も連動して回転する際に、太陽歯車605が同じ方向の駆動力を受ける。踏む力が強くなるにつれ、太陽歯車605が支持するトルクも次第に増大し、太陽歯車605とトルク伝送ブラケット520とは一緒に固定され、従ってトルク伝送ブラケット520が支持するトルクも次第に増大する。アルミニウム合金起歪体501はトルク伝送ブラケット520の圧迫により歪み、トルクの増大とともに、アルミニウム合金起歪体501の歪み量も増大し、プラスチックスライダ506が逆方向へ変位し、そして円形磁石504も連動して変位する。この際に信号伝送モジュール502にある線形ホール素子は円形磁石504の磁界の変化を感知でき、これにより対応する電圧信号が生成される。この電圧信号が信号リード線を介して直接にコントローラ8まで伝送され、コントローラ8は信号の強弱により合理的にモータアセンブリ3の出力パワーを割り当てる。足踏みが停止した後、太陽歯車605がこれ以上応力を受けないため、アルミニウム合金起歪体501における歪みも停止する。バネ507の作用により、円形磁石504、球体505及びプラスチックスライダ506はバネ507により開始位置に戻され、信号出力モジュール502にある線形ホール素子が磁界の変化が感知できないため、電圧信号を出力せず、モータアセンブリ3によるパワーの出力も停止する。
上述した内容はあくまでも本発明による好ましい実施形態であり、本発明の限定にはならない。本発明の精神及び原則の範囲内で限り、いかなる修正、同等置換、改良などのすべては本発明による保護範囲内に含まれるべきである。
1−左ハウジング;
2−右ハウジング;
3−モータアセンブリ;
301−モータステータ;302−モータインナーロータ;303−歯車軸;304−ステータスペーサ;
4−歯車減速装置;
401−第一段減速大歯車;402−第二段減速小歯車;403−ワンウェイベアリング;404−第二段減速大歯車;
5−トルクセンサ;
501−アルミニウム合金起歪体;502−信号伝送モジュール;503−プラスチ
ック台;504−円形磁石;505−球体;506−プラスチックスライダ;507−バネ;508−フラット固定ネジ;509−太陽歯車固定ネジ;510−アルミニウム合金起歪体固定ネジ;511−プラスチック台固定ネジ;520−トルク伝送ブラケット;521−信号伝送モジュールスペーサ;522−プラスチック雄ネジハウジング;523−プラスチック雌ネジスペーサ;524−トルク伝送ブラケット固定ネジ;525−プラスチック雌ネジスペーサ用固定ネジ;
6−遊星歯車増速装置;
601−リム;602−遊星軸ピン;603−ラチェットホルダー;604−遊星キャリア;605−太陽歯車;606−ラチェット式ワンウェイクラッチ;607−遊星歯車;
7−中軸;
8−コントローラ;
9−チェーンホイール

Claims (10)

  1. 左ハウジング(1)、右ハウジング(2)、モータアセンブリ(3)、歯車減速装置(4)、トルクセンサ(5)、中軸(7)、コントローラ(8)及びチェーンホイール(9)を備えた電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システムであって、
    遊星歯車増速装置(6)をさらに備え、
    前記歯車減速装置(4)は前記モータアセンブリ(3)、前記遊星歯車増速装置(6)及び前記チェーンホイール(9)と接続され、
    前記遊星歯車増速装置(6)は前記トルクセンサ(5)及び前記中軸(7)と接続され、
    前記トルクセンサ(5)は前記コントローラ(8)と接続され、
    前記コントローラ(8)は前記モータアセンブリ(3)と接続され
    前記モータアセンブリ(3)は、モータステータ(301)、モータインナーロータ(302)及び歯車軸(303)を備え、
    前記歯車減速装置(4)は、第一段減速大歯車(401)、第二段減速小歯車(402)、ワンウェイベアリング(403)及び第二段減速大歯車(404)を備え、
    前記遊星歯車増速装置(6)は、リム(601)、遊星軸ピン(602)、ラチェットホルダー(603)、遊星キャリア(604)、太陽歯車(605)、ラチェット式ワンウェイクラッチ(606)及び遊星歯車(607)を備え、
    前記トルクセンサ(5)は左ハウジング(1)に取り付けられ、前記コントローラ(8)は前記右ハウジング(2)に取り付けられており、
    前記トルクセンサ(5)は歪台、信号伝送モジュール(502)及び磁気セルを備え、前記歪台が応力を受け歪むと前記磁気セルはこれに連動し、信号伝送モジュール(502)は磁気セルの移動を感知し、そして磁束の変化を電気信号に変換し、さらにこの電気信号を前記コントローラ(8)に伝送することを特徴とする電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
  2. 前記歯車減速装置(4)の第一段減速大歯車(401)と前記モータアセンブリ(3)の歯車軸(303)とが係合していることを特徴とする請求項に記載の電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
  3. 前記チェーンホイール(9)は、前記歯車減速装置(4)の第二段減速大歯車(404)に取り付けられていることを特徴とする請求項に記載の電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
  4. 前記遊星歯車増速装置(6)には4つの遊星歯車(607)があり、これら4つの遊星歯車(607)は、前記遊星キャリア(604)に固定され、かつ前記中軸(7)を中心として回転することを特徴とする請求項に記載の電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
  5. 前記遊星歯車増速装置(6)の遊星キャリア(604)はベアリングを介して前記中軸(7)に取り付けられ、前記中軸(7)と前記遊星キャリア(604)との間に前記ラチェット式クラッチ(606)が配置されていることを特徴とする請求項に記載の電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
  6. 前記遊星歯車増速装置(6)のリム(601)は、前記歯車減速装置(4)の第二段減速大歯車(404)に固定されていることを特徴とする請求項に記載の電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
  7. 前記トルクセンサ(5)の信号伝送モジュール(502)は、線形ホール素子及び信号リード線を備えていることを特徴とする請求項に記載の電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
  8. 前記遊星歯車増速装置(6)の太陽歯車(605)は、ベアリングを介して前記歪台と接続されていることを特徴とする請求項に記載の電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
  9. 前記トルクセンサ(5)の歪台はアルミニウム合金起歪体(501)であり、前記磁気セルは、プラスチック台(503)、球体(505)、バネ(507)、円形磁石(504)及びプラスチックスライダ(506)を備えていることを特徴とする請求項に記載の電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
  10. 前記トルクセンサ(5)の歪台はトルク伝送ブラケット(520)及びアルミニウム合金起歪体(501)を備え、前記磁気セルは、プラスチック雄ネジハウジング(522)、円形磁石(504)、バネ(507)、プラスチックスライダ(506)及びプラスチック雌ネジスペーサ(523)を備えていることを特徴とする請求項に記載の電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム。
JP2014222221A 2014-10-21 2014-10-31 電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム Active JP5950263B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14189743.9 2014-10-21
EP14189743.9A EP3012181B1 (en) 2014-10-21 2014-10-21 Mid-motor drive system for an electric bicycle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016078811A JP2016078811A (ja) 2016-05-16
JP5950263B2 true JP5950263B2 (ja) 2016-07-13

Family

ID=51830187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014222221A Active JP5950263B2 (ja) 2014-10-21 2014-10-31 電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9663186B2 (ja)
EP (1) EP3012181B1 (ja)
JP (1) JP5950263B2 (ja)
DK (1) DK3012181T3 (ja)
ES (1) ES2711641T3 (ja)
PL (1) PL3012181T3 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013206713A1 (de) * 2013-04-15 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Motorisch und mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug
CN104276250A (zh) * 2014-10-31 2015-01-14 太仓市悦博电动科技有限公司 一种中置电机电动自行车的中轴力矩传感系统
US9789929B2 (en) * 2014-12-19 2017-10-17 Shyang-Jun Wu Compound power mechanism and electric bicycle
TWI564182B (zh) * 2015-03-26 2017-01-01 鴻海精密工業股份有限公司 電動自行車及其扭矩傳感器
DE102016207035A1 (de) 2016-04-26 2017-10-26 Robert Bosch Gmbh Antriebsanordnung und Fahrzeug
DE102016209570B3 (de) * 2016-06-01 2017-08-24 Robert Bosch Gmbh Steuerungsverfahren und Steuergerät zur Anpassung einer Geschwindigkeit der Schiebehilfe eines Elektrofahrrads
CN106197788A (zh) * 2016-07-01 2016-12-07 武汉千斤智能科技有限公司 力矩传感器系统、力矩信号测量方法、电动助力自行车
CN105966541B (zh) * 2016-07-01 2021-08-17 武汉天腾动力科技有限公司 自行车用中置电机
CN106542039A (zh) * 2016-10-18 2017-03-29 浙江绿源电动车有限公司 中置电机组件和电动车
CN106394789A (zh) * 2016-11-07 2017-02-15 太仓市悦博电动科技有限公司 一种中置电动自行车的倒刹分离装置
EP3323701B1 (de) * 2016-11-14 2021-12-01 Oechsler AG Einrichtung zur drehmomentenerfassung, insbesondere zum steuern des zusatzantriebes eines mit muskelkraft zu bewegenden fahrzeuges mit hybridantrieb
JP6756640B2 (ja) * 2017-02-23 2020-09-16 株式会社シマノ 自転車用変速機およびこれを備える自転車用アシストシステム
CN107834763A (zh) * 2017-11-23 2018-03-23 浙江联宜电机有限公司 一种单向旋转电机
CN108715204B (zh) * 2018-07-23 2023-10-27 无锡川克智能电机有限公司 助力电动自行车的电动机控制器安装结构
CN109572916A (zh) * 2019-01-14 2019-04-05 昆山攀登电子科技有限公司 一种电动自行车塔基扭矩速度感应装置
CN109969333B (zh) * 2019-04-02 2023-09-05 无锡川克智能电机有限公司 基于行星轮系传动系统的电动自行车测扭矩机构
JP6926167B2 (ja) * 2019-10-11 2021-08-25 ヤマハ発動機株式会社 駆動ユニットおよび電動補助自転車
DE102019134361A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Auma Riester Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Drehmomentmessung in einem Stellantrieb
NO20191502A1 (en) 2019-12-19 2021-06-21 Ca Tech Systems As Pedally propelled vehicle drive system
CN112660292A (zh) * 2020-12-30 2021-04-16 大川电机科技(江苏)有限公司 一种助力自行车分体扭矩采集装置
CN115703528A (zh) * 2021-08-16 2023-02-17 永康市酷格科技有限公司 一种助力一体轮及其驱动方法
DE102022101317A1 (de) * 2022-01-20 2023-07-20 Brose Antriebstechnik GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Berlin Antriebseinheit für ein Elektrofahrrad mit zwei eine elastische Verformung berücksichtigenden Signalgebern und Steuerungsverfahren
JP2024002545A (ja) * 2022-06-24 2024-01-11 ミネベアミツミ株式会社 回転機器および検出装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5257540A (en) * 1991-10-04 1993-11-02 Bower Grant L Portable apparatus for measuring force and power supplied to a pedal-driven cycle
JPH09315376A (ja) * 1996-05-31 1997-12-09 Sanyo Electric Co Ltd 電動車の減速機構
JP3617729B2 (ja) * 1996-07-04 2005-02-09 ヤマハ発動機株式会社 電動補助車両
US6073717A (en) * 1996-07-03 2000-06-13 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Electric motor assisted vehicle
JP3432366B2 (ja) * 1996-08-14 2003-08-04 松下電器産業株式会社 電気自転車
EP0832816A1 (en) * 1996-09-26 1998-04-01 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Driving unit for electric motor driven bicycle
JPH10203466A (ja) * 1997-01-20 1998-08-04 Sony Corp 補助動力付き自転車
TW322157U (en) * 1997-05-21 1997-12-01 Xin-Zong Zhang Detecting device capable of detecting both speed and torsion at the same time
US6418797B1 (en) * 1998-03-04 2002-07-16 Graber Products, Inc. Apparatus and method for sensing power in a bicycle
JP2000318674A (ja) * 1999-05-11 2000-11-21 Nsk Ltd 自転車用駆動力補助装置
JP2003164095A (ja) * 2001-11-27 2003-06-06 Moric Co Ltd 電動駆動装置の筐体構造
JP3760928B2 (ja) * 2003-05-12 2006-03-29 セイコーエプソン株式会社 駆動力補助装置および駆動力補助装置の制御方法
US8607650B2 (en) * 2008-07-14 2013-12-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg Torque sensor arrangement with rotational angle index detection
GB0902356D0 (en) * 2009-02-12 2009-04-01 Nexxtdrive Ltd Bicycle transmission systems
US8336400B2 (en) * 2009-11-24 2012-12-25 Saris Cycling Group, Inc. Rear hub power meter for a bicycle
DE102009054480A1 (de) * 2009-12-10 2011-06-16 Robert Bosch Gmbh Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad
US9221517B2 (en) * 2011-08-29 2015-12-29 Shimano Inc. Bicycle rear hub
TW201409005A (zh) * 2012-08-23 2014-03-01 Giant Electric Vehicle Kunshan Co Ltd 非接觸式扭力及旋轉角度感測裝置
JP5575938B1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-20 株式会社シマノ 自転車用制御装置
CN103661762B (zh) 2013-11-18 2017-10-10 新安乃达驱动技术(上海)有限公司 电动助力自行车及其中置电机驱动系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP3012181A1 (en) 2016-04-27
ES2711641T3 (es) 2019-05-06
US20160107720A1 (en) 2016-04-21
US9663186B2 (en) 2017-05-30
DK3012181T3 (en) 2019-03-11
JP2016078811A (ja) 2016-05-16
PL3012181T3 (pl) 2019-07-31
EP3012181B1 (en) 2019-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5950263B2 (ja) 電動車両におけるミッドシップ式モータ駆動システム
CN103879506B (zh) 电动自行车中轴力矩传感装置
CN204527508U (zh) 一种用于电动自行车中轴力矩传感系统的采用两级花键连接的踩踏力输出装置
US6196347B1 (en) Power transmission and pedal force sensing system for an electric bicycle
US10876602B2 (en) Built-in motor for bicycle and electric powered bicycle
WO2016065500A1 (zh) 一种电动车中轴力矩传感系统
CN103879505B (zh) 电动自行车中置电机
CN105939924A (zh) 能够与车辆的底部支架同轴地安装的、用于具有两个或三个轮的车辆的齿轮马达系统以及包括所述系统的车辆
EP2338781A1 (en) Mid-set electric motor driver of small scaled electric power bicycle
US20130092464A1 (en) Motor assisted rotating wheel mechanism
TW201634335A (zh) 用於帶有電力輔助驅動裝置之人工驅動車輛的驅動組件及其控制方法與應用
CN204110305U (zh) 一种电动车中轴力矩传感系统
CN209852516U (zh) 电动助力自行车及其中置电机驱动系统
CN102060080B (zh) 一种减速电机驱动机构
WO2013097281A1 (zh) 一种线圈感应力矩传感器中置电机传动系统
AU2017290179A1 (en) Torque sensor system, torque signal measuring method, electric power-assisted bicycle
CN110203317A (zh) 助力车同轴中置电机及助力自行车
CN202765214U (zh) 一种电动自行车用的中轴力矩传感电机驱动系统
CN106005220B (zh) 一种用于助力车传动系统的扭矩传感装置及助力车传动系统
WO2013097282A1 (zh) 一种磁控式力矩感应传动系统
JP2003095181A (ja) 電動アシスト自転車
CN201447041U (zh) 一种混合动力自行车
CN203844937U (zh) 电动自行车中轴力矩传感装置
CN202414079U (zh) 一种磁控式力矩感应传动系统
CN210634698U (zh) 一种二级传动助力车中置电机

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160530

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5950263

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250