JP7291462B2 - 回転検出装置および回転駆動力検出システム - Google Patents

Description

本発明は、回転検出装置および回転駆動力検出システムに関する。

車両に取り付けられる回転体について、検出部によって検出される回転情報に基づいて回転体の回転を検出する制御装置が知られる。従来の制御装置は、検出部と、回転体に設けられる検出対象と、検出部の検出結果に基づいて回転体の回転に関する情報を取得する制御部と、を含む。検出部は、回転体が回転することによって検出対象を検出し、回転体の回転に関する情報が反映された信号を制御部に出力する。制御部は、検出部から得られた情報に基づいて、例えば、回転体の回転に関する情報として車両の走行速度を取得する。特許文献１は、従来の回転体の回転を検出する制御装置の一例を開示している。

特開２０１７－３０３９５号公報

ところで、車両には、駆動力の伝達に用いられる駆動回転体がある。この駆動回転体の利便性の向上を図ることが望まれる。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、駆動回転体の利便性の向上を図ることができる回転検出装置および回転駆動力検出システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１側面に従う回転検出装置は、車両に入力される駆動力の伝達に用いられる駆動回転体の回転を検出するための回転検出装置であって、前記駆動回転体の回転に関する回転情報を、前記駆動回転体の回転に伴う電気的な状態の変化に基づいて検出する検出部を備える。

第１側面の回転検出装置によれば、駆動回転体の回転に関する回転情報を、駆動回転体の回転に基づいて取得できるので、駆動回転体の利便性を向上させることができる。

本発明の第２側面に従う回転検出装置は、第１側面に従う回転検出装置に対し、前記駆動回転体は、クランク軸を含む。

第２側面の回転検出装置によれば、検出部によりクランクアセンブリの回転を検出できる。

本発明の第３側面に従う回転検出装置は、第２側面に従う回転検出装置に対し、前記クランク軸は、前記車両に設けられる走行補助装置によって回転可能に支持され、前記検出部は、前記走行補助装置に配される。

第３側面の回転検出装置によれば、走行補助装置を有する人力駆動車において、検出部によりクランクアセンブリの回転を検出できる。

本発明の第４側面に従う回転検出装置は、第２側面に従う回転検出装置に対し、前記クランク軸は、前記車両の設けられる軸受装置によって回転可能に支持され、前記検出部は、前記軸受装置に配される。

第４側面の回転検出装置によれば、走行補助装置を有しない人力駆動車においても、検出部によりクランクアセンブリの回転を検出できる。

本発明の第５側面に従う回転検出装置は、第２から第４側面のいずれか１つの側面に従う回転検出装置に対し、前記クランク軸には、凹部および凸部の少なくとも一方が形成され、前記検出部は、前記クランク軸に形成される前記凹部および前記凸部の少なくとも一方に基づいて、前記回転情報を検出するよう構成される。

第５側面の回転検出装置によれば、駆動回転体の回転に関する回転情報を、クランク軸に形成される凹部および凸部の少なくとも一方に基づいて取得するので、クランク軸の利便性を向上させることができる。

本発明の第６側面に従う回転検出装置は、第５側面に従う回転検出装置に対し、前記クランク軸には、複数の前記凹部が形成されており、前記複数の凹部は、それぞれの底部から前記クランク軸の軸心までの距離が異なり、前記検出部は、前記複数の凹部のそれぞれの底部から前記クランク軸の軸心までの距離に基づいて、前記回転情報を検出するよう構成される。

第６側面の回転検出装置によれば、駆動回転体の回転に関する回転情報を、複数の凹部のそれぞれの底部からクランク軸の軸心までの距離に基づいて取得するので、クランク軸の利便性を向上させることができる。

本発明の第７側面に従う回転検出装置は、第５または第６側面に従う回転検出装置に対し、前記クランク軸には、複数の前記凸部が形成されており、前記複数の凸部は、それぞれの頂部から前記クランク軸の軸心までの距離が異なり、前記検出部は、前記複数の凸部のそれぞれの頂部から前記クランク軸の軸心までの距離に基づいて、前記回転情報を検出するよう構成される。

第７側面の回転検出装置によれば、駆動回転体の回転に関する回転情報を、複数の凸部のそれぞれの頂部からクランク軸の軸心までの距離に基づいて取得するので、クランク軸の利便性を向上させることができる。

本発明の第８側面に従う回転検出装置は、第５側面に従う回転検出装置に対し、前記クランク軸は、単一の前記凹部が形成されており、前記単一の凹部の、前記クランク軸の軸心と平行な方向における長さが、前記クランク軸の周方向に沿って変化し、前記検出部は、前記単一の凹部の、前記クランク軸の軸心と平行な方向における長さに基づいて、前記回転情報を検出するよう構成される。

第８側面の回転検出装置によれば、駆動回転体の回転に関する回転情報を、単一の凹部の、クランク軸の軸心と平行な方向における長さに基づいて取得するので、クランク軸の利便性を向上させることができる。

本発明の第９側面に従う回転検出装置は、第５または第８側面に従う回転検出装置に対し、前記クランク軸は、単一の前記凸部が形成されており、前記単一の凸部の、前記クランク軸の軸心と平行な方向における長さが、前記クランク軸の周方向に沿って変化し、前記検出部は、前記単一の凸部の、前記クランク軸の軸心と平行な方向における長さに基づいて、前記回転情報を検出するよう構成される。

第９側面の回転検出装置によれば、駆動回転体の回転に関する回転情報を、単一の凸部の、クランク軸の軸心と平行な方向における長さに基づいて取得するので、クランク軸の利便性を向上させることができる。

本発明の第１０側面に従う回転検出装置は、第５から第９側面のいずれか１つの側面に従う回転検出装置に対し、前記検出部は、第１検出部および第２検出部を含み、前記第１検出部および前記第２検出部は、前記クランク軸の軸心と平行な方向においてオフセットするように配置され、前記第１検出部の検出結果および前記第２検出部の検出結果に基づいて、前記回転情報を検出するよう構成される。

第１０側面の回転検出装置によれば、検出部は、第１検出部および第２検出部を含み、駆動回転体の回転に関する回転情報を、第１検出部の検出結果および第２検出部の検出結果に基づいて取得するので、クランク軸の利便性を向上させることができる。

本発明の第１１側面に従う回転検出装置は、第２から第１０側面のいずれか１つの側面に従う回転検出装置に対し、前記クランク軸は、クランクアームが取り付けられる少なくとも１つの取付部を含み、前記少なくとも１つの取付部は、前記クランク軸の回転方向に関する前記クランクアームの取付位置を規定する規定部を含む。

第１１側面の回転検出装置によれば、クランクアームの回転位相を検出できる。

本発明の第１２側面に従う回転検出装置は、第１から第１１側面のいずれか１つの側面に従う回転検出装置に対し、前記検出部は、前記駆動回転体の回転に伴うインピーダンスの変化を検出する。

第１２側面の回転検出装置によれば、検出部として誘導型近接センサを採用できるため、検出部による検出精度が向上する。

本発明の第１３側面に従う回転検出装置は、第１から第１１側面のいずれか１つの側面に従う回転検出装置に対し、前記検出部は、前記駆動回転体の回転に伴う前記駆動回転体と前記検出部との間の静電容量の変化を検出する。

第１３側面の回転検出装置によれば、検出部として静電容量型近接センサを採用できるため、駆動回転体の材料に関する選択の自由度が向上する。

本発明の第１４側面に従う回転検出装置は、第１から第１３側面のいずれか１つの側面に従う回転検出装置に対し、前記検出部は、前記駆動回転体から離間するように配置される。

第１４側面の回転検出装置によれば、検出部との接触による回転体への抵抗を低減できる。

本発明の第１５側面に従う回転検出装置は、第１から第１４側面のいずれか１つの側面に従う回転検出装置に対し、前記車両は人力駆動車である。

第１５側面の回転検出装置によれば、回転検出装置を人力駆動車に適用できる。

本発明の第１６側面に従う回転検出装置は、第１から第１５側面のいずれか１つの側面に従う回転検出装置に対し、前記検出部の検出結果に基づいて、前記駆動回転体の回転に関する情報を取得するよう構成される制御部をさらに備える。

第１６側面の回転検出装置によれば、駆動回転体の回転に関する回転情報を、駆動回転体の回転に基づいて取得できるので、駆動回転体の利便性を向上させることができる。

本発明の第１７側面に従う回転駆動力検出システムは、前記車両に入力される駆動力に関する駆動力情報を検出する駆動力検出装置と、第１１側面に従う回転検出装置と、を備え、前記駆動力検出装置の検出結果および前記回転検出装置の検出結果に基づいて、前記車両に入力される回転駆動力を検出する。

第１７側面の回転検出装置によれば、クランクアームの回転位相と駆動力との関係性を検出できる。

本発明の第１８側面に従う回転駆動力検出システムは、第１７側面に従う回転駆動力検出システムに対し、前記クランクアームは、ペダル軸が嵌め込まれる開口部を含み、前記回転駆動力は、前記クランク軸の軸心と平行な方向から見て、前記軸心を中心とする、前記開口部に嵌め込まれた前記ペダル軸の軌跡がなす円の接線方向における駆動力を含む。

第１８側面の回転検出装置によれば、人力駆動車の推進力に特に関係する接線方向の力を検出できる。

本発明の第１９側面に従う回転駆動力検出システムは、第１７または第１８側面に従う回転駆動力検出システムに対し、前記駆動力検出装置は、前記クランクアームに配される。

第１９側面の回転検出装置によれば、駆動力検出装置の配置が容易になる。

本発明によれば、駆動回転体の利便性の向上を図ることができる。

図１は、第１実施形態の回転検出装置を含む自転車の側面図である。 図２は、第１実施形態の走行補助装置の断面図である。 図３は、第１実施形態のクランク軸および回転検出装置の構成を模式的に示す図である。 図４Ａは、第１実施形態のクランク軸および検出部の構成を模式的に示す図である。 図４Ｂは、第１実施形態のクランク軸および検出部の構成を模式的に示す図である。 図５は、第１実施形態のクランク軸の取付部の構成を示す図である。 図６Ａは、第２実施形態のクランク軸および検出部の構成を模式的に示す図である。 図６Ｂは、第２実施形態のクランク軸および検出部の構成を模式的に示す図である。 図７は、第３実施形態のクランク軸の構成を示す断面図である。 図８は、第４実施形態のクランク軸の構成を示す断面図である。 図９Ａは、第５実施形態のクランク軸および検出部の構成を模式的に示す図である。 図９Ｂは、第５実施形態のクランク軸および検出部の構成を模式的に示す図である。 図１０Ａは、第６実施形態のクランク軸および検出部の構成を模式的に示す図である。 図１０Ｂは、第６実施形態のクランク軸および検出部の構成を模式的に示す図である。 図１１は、第７実施形態のクランク軸および検出部の構成を模式的に示す図である。 図１２は、第８実施形態のクランクアセンブリおよび回転駆動力検出システムの構成を示す図である。 図１３は、第８実施形態のクランクアームの内面側を示す図である。 図１４は、第８実施形態の軸受装置の外観を示す外観図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

（第１実施形態）
図１は、車両Ｂを示す。車両Ｂは、走行のための原動力に関して、少なくとも部分的に人力を用いる車両である人力駆動車、および、人力以外の原動力のみを用いる車両を含む。人力以外の原動力は、内燃機関を含む。本実施形態において、車両Ｂは、人力駆動車である。自転車は、人力駆動車の一例である。通常、人力駆動車には、小型軽車両が想定され、公道での運転に免許を要しない車両が想定される。なお、人力駆動車は、車輪の数が限定されず、例えば１輪車および３輪以上の車輪を有する車両も含む。人力駆動車の一例は、自転車であり、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、および、リカンベント、を含む。本実施形態において、車両Ｂは、後述する走行補助装置１００が取り付けられた電動アシスト自転車である。

車両Ｂは、フレームＢ１、フロントフォークＢ２、シートポストＢ３、ハンドルバーＢ４、バッテリユニットＢＴ、前輪ＦＷ、および、後輪ＲＷを含む。フロントフォークＢ２は、フレームＢ１に回転可能に支持される。前輪ＦＷは、フロントフォークＢ２に回転可能に支持される。後輪ＲＷは、フレームＢ１の後部に回転可能に支持される。ハンドルバーＢ４は、フレームＢ１に回転可能に支持される。バッテリユニットＢＴは、フレームＢ１に内蔵または外装されて取り付けられる。バッテリユニットＢＴは、１つまたは複数のバッテリセルを含む。バッテリユニットＢＴは、後述する走行補助装置１００に電力を供給する。

車両Ｂは、駆動機構ＤＴを含む。車両Ｂは、人力駆動力が駆動機構ＤＴに入力されることによって走行する人力駆動車である。駆動機構ＤＴは、走行補助装置１００、クランクアセンブリ１１０、一対のペダル１２０、フロントスプロケットアセンブリ１３０、リアスプロケットアセンブリ１４０、および、チェーン１５０を含む。

図２は、走行補助装置１００の断面図である。走行補助装置１００は、フレームＢ１の下部に取り付けられる。走行補助装置１００は、電動モータ１６０、減速機１７０、出力部材１８０、ドライバ１９０、ハウジング２００を備える。電動モータ１６０は、バッテリユニットＢＴから供給される電力によって、車両Ｂの推進をアシストする。電動モータ１６０の回転は、減速機１７０を介して、出力部材１８０に減速されて伝達される。出力部材１８０は、後述するクランクアセンブリ１１０のクランク軸１１０ａと同軸に配置される。出力部材１８０に伝達された電動モータ１６０の駆動力は、フロントスプロケットアセンブリ１３０に伝達される。ドライバ１９０は、後述する回転駆動力検出システム２１０の検出結果に応じて、電動モータ１６０を制御する。ハウジング２００は、電動モータ１６０、減速機１７０、出力部材１８０、および、ドライバ１９０の少なくとも一部を収容する。

クランクアセンブリ１１０は、クランク軸１１０ａ、および、クランク軸１１０ａの両側端部にそれぞれ取り付けられた一対のクランクアーム１１０ｂを含む。クランク軸１１０ａは、車両Ｂに設けられる走行補助装置１００によって回転可能に支持される。各ペダル１２０は、ペダル本体１２０ａ、および、ペダル軸１２０ｂを含む。各ペダル軸１２０ｂは、各クランクアーム１１０ｂに連結される。各ペダル本体１２０ａは、各ペダル軸１２０ｂに対して回転可能に各ペダル軸１２０ｂに支持される。

フロントスプロケットアセンブリ１３０は、出力部材１８０に連結される。フロントスプロケットアセンブリ１３０の回転軸心は、クランク軸１１０ａの回転軸心と同軸である。クランク軸１１０ａの回転は、出力部材１８０を介してフロントスプロケットアセンブリ１３０に伝達される。フロントスプロケットアセンブリ１３０は、１または複数のフロントスプロケットを含む。本実施形態において、フロントスプロケットは単一である。

リアスプロケットアセンブリ１４０は、後輪ＲＷの回転軸心まわりに回転可能に、後輪ＲＷに連結される。リアスプロケットアセンブリ１４０は、１または複数のリアスプロケットを含む。本実施形態において、リアスプロケットアセンブリ１４０は、４つのリアスプロケットを含む。

チェーン１５０は、フロントスプロケットアセンブリ１３０のフロントスプロケットと、リアスプロケットアセンブリ１４０のリアスプロケットと、に巻き掛けられる。ペダル１２０に加えられる人力駆動力および／または走行補助装置１００の補助駆動力によってフロントスプロケットアセンブリ１３０が正回転するとき、チェーン１５０およびリアスプロケットアセンブリ１４０を介して駆動力が伝達することで、後輪ＲＷが正回転して車両Ｂが前進する。

車両Ｂは、回転駆動力検出システム２１０を備える。回転駆動力検出システム２１０は、駆動力検出装置２２０と、回転検出装置２３０と、を備える。回転駆動力検出システム２１０は、駆動力検出装置２２０の検出結果および回転検出装置２３０の検出結果に基づいて、車両に入力される回転駆動力を検出する。駆動力検出装置２２０は、車両Ｂに入力される駆動力に関する駆動力情報を検出する。本実施形態において、駆動力検出装置２２０は、出力部材１８０に取り付けられる。回転検出装置２３０は、車両Ｂに入力される駆動力の伝達に用いられる駆動回転体の回転を検出するためのものである。回転検出装置２３０は、回転駆動体の回転に関する回転情報を、回転駆動体の回転に伴う電気的な状態の変化に基づいて検出する検出部２３２を備える。本実施形態において、駆動回転体は、クランク軸１１０ａを含む。つまり、回転検出装置２３０は、クランク軸１１０ａの回転に関する回転情報を、クランク軸１１０ａの回転に伴う電気的な状態の変化に基づいて検出する検出部２３２備える。クランク軸１１０ａは、車両Ｂに設けられる走行補助装置１００によって回転可能に支持される。本実施形態において、回転検出装置２３０は、走行補助装置１００内に設けられる。回転検出装置２３０は、さらに検出部２３２の検出結果に基づいて、駆動回転体の回転に関する情報を取得するよう構成される制御部２３４を備える。すなわち、本実施形態では、制御部２３４は、検出部２３２の検出結果に基づいて、クランク軸１１０ａの回転に関する情報を取得するよう構成される。

検出部２３２は、駆動回転体ＤＲの回転に伴うインピーダンスの変化を検出する。本実施形態では、検出部２３２は、クランク軸１１０ａの回転に伴うインピーダンスの変化を検出する。本実施形態では、検出部２３２として、金属材料を検出可能な誘導型近接センサが採用される。なお、検出部２３２は、駆動回転体ＤＲの回転に伴う駆動回転体ＤＲと検出部２３２との間の静電容量の変化を検出するようにしてもよい。すなわち、検出部２３２は、クランク軸１１０ａの回転に伴うクランク軸１１０ａと検出部２３２との間の静電容量の変化を検出するように構成されてもよいこの場合には、検出部２３２として、金属材料および樹脂材料を検出可能な静電容量型近接センサが採用される。

検出部２３２は、駆動回転体ＤＲから離間するように配置される。本実施形態では、検出部２３２は、クランク軸１１０ａから離間するように配置される。クランク軸１１０ａには、被検出部２４０が設けられる。本実施形態において、被検出部２４０は、凹部２４２および凸部２４４を含む。より具体的には、本実施形態において、クランク軸１１０ａには、凹部２４２および凸部２４４の少なくとも一方が形成される。検出部２３２は、クランク軸１１０ａに形成される凹部２４２および凸部２４４の少なくとも一方に基づいて、回転情報を検出するよう構成される。

一例では、凹部２４２および凸部２４４の少なくとも一方は、ハウジング２００の内部空間に露出しているクランク軸１１０ａの表面に形成される。一例では、凹部２４２は、クランク軸１１０ａの表面に溝を掘ることにより形成される。一例では、凸部２４４は、クランク軸１１０ａの表面に金属材料または樹脂材料などを積み重ねることにより形成される。

図３は、凹部２４２および凸部２４４の少なくとも一方が形成されたクランク軸１１０ａと、回転検出装置２３０との配置の関係を模式的に示す図である。検出部２３２は、ハウジング２００内に配置され、一例ではハウジング２００の内表面に配置される。制御部２３４は、ハウジング２００内に配置され、一例ではハウジング２００の内表面に配置される。なお、制御部１８２は、ハウジング２００以外の場所に配置されてもよい。

ここで、クランク軸１１０ａに凹部２４２が一つだけ形成される場合における回転検出装置２３０の動作について説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、クランク軸１１０ａおよび検出部２３２の配置の関係を模式的に示す図である。図４Ａおよび図４Ｂでは、ハウジング２００が省略される。図４Ａと図４Ｂとは、クランク軸１１０ａの回転方向が異なる位置を示している。

図４Ａに示すように、クランク軸１１０ａが回転し、凹部２４２と検出部２３２とが対向する場合、凹部２４２の底部から検出部２３２までの距離はＬ２である。図４Ｂに示すように、クランク軸１１０ａが回転し、凹部２４２と検出部２３２とが対向しない場合、クランク軸１１０ａの表面から検出部２３２までの距離はＬ４である。距離Ｌ２と距離Ｌ４とは、それぞれ異なる距離なので、凹部２４２を検出部２３２により検出したときの検出値と、凹部２４２が形成されていない場所を検出部２３２により検出したときの検出値とは異なる。

制御部２３４は、検出部２３２により検出された検出値の変化に基づいて、１分あたりのクランク軸１１０ａの回転数（ケイデンス）を算出する。一例では、制御部２３４は、検出部２３２により１分間に凹部２４２を９０回検出した場合には、ケイデンスを９０（ｒｐｍ）として算出する。

制御部２３４は、クランク軸１１０ａの回転位置（角度）を算出する。一例では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点にクランク軸１１０ａに形成される凹部２４２が位置するように右側のクランクアーム１１０ｂをクランク軸１１０ａに取り付ける。

クランクアーム１１０ｂが取り付けられるクランク軸１１０ａの取付部１１０ｃの構成について説明する。クランク軸１１０ａは、クランクアーム１１０ｂが取り付けられる少なくとも１つの取付部１１０ｃを含む。少なくとも１つの取付部１１０ｃは、クランク軸１１０ａの回転方向に関するクランクアーム１１０ｂの取付位置を規定する規定部１１０ｄを含む。

図５は、クランク軸１１０ａの取付部１１０ｃを示す図である。一例では、取付部１１０ｃは、スプラインである。複数のスプラインのうちの一部の周方向の幅（長さ）が異なっているスプラインが規定部１１０ｄである。規定部１１０ｄが形成される部分の水平線上のクランク軸１１０ａに凹部２４２が形成される。なお、スプラインを形成しない部分を設ける場合、スプラインを形成しない部分を規定部１１０ｄとしてもよい。一例では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点にクランク軸１１０ａの規定部１１０ｄが位置するように右側のクランクアーム１１０ｂをクランク軸１１０ａに取り付ける。

制御部２３４は、クランク軸１１０ａが回転し、最初に凹部２４２を検出してから、つぎに凹部２４２を検出するまでの時間を測定する。制御部２３４は、測定した時間に基づいて、凹部２４２を検出してからの経過時間からクランク軸１１０ａの回転位置（角度）を右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準に算出する。なお、上述では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準にしたが、右側のクランクアーム１１０ｂの下死点、左側のクランクアーム１１０ｂの上死点、または左側のクランクアーム１１０ｂの下死点などを基準にしてもよい。

（第２実施形態）
図６を参照して、第２実施形態について説明する。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第２実施形態では、クランク軸４１０ａに凸部２４４が一つだけ形成される場合における回転検出装置２３０の構成と動作について説明する。図６Ａおよび図６Ｂは、クランク軸４１０ａと検出部２３２との位置の関係を模式的に示す図である。図６Ａおよび図６Ｂでは、出力部材１８０が省略される。図６Ａと図６Ｂとは、クランク軸４１０ａの回転方向が異なる位置を示している。

図６Ａに示すように、クランク軸４１０ａが回転し、凸部２４４と検出部２３２とが対向する場合、凸部２４４から検出部２３２までの距離はＬ６である。また、図６Ｂに示すように、クランク軸４１０ａが回転し、凸部２４４と検出部２３２とが対向しない場合、クランク軸４１０ａの表面から検出部２３２までの距離はＬ８である。ここで、Ｌ６とＬ８とは、それぞれ異なる距離なので、凸部２４４を検出部２３２により検出したときの検出値と、凸部２４４が形成されていない場所を検出部２３２により検出したときの検出値とは異なる。

制御部２３４は、検出部２３２により検出された検出値の変化に基づいて、１分あたりのクランク軸４１０ａの回転数（ケイデンス）を算出する。一例では、制御部２３４は、検出部２３２により１分間に凸部２４４を９０回検出した場合には、ケイデンスを９０（ｒｐｍ）として算出する。

また、制御部２３４は、クランク軸４１０ａの回転位置（角度）を算出する。一例では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点にクランク軸４１０ａに形成される凸部２４４が位置するように右側のクランクアーム１１０ｂをクランク軸４１０ａに取り付ける。

制御部２３４は、クランク軸４１０ａが回転し、最初に凸部２４４を検出してから、つぎに凸部２４４を検出するまでの時間を測定する。制御部２３４は、測定した時間に基づいて、凸部２４４を検出してからの経過時間からクランク軸４１０ａの回転位置（角度）を右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準に算出する。なお、上述では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準にしたが、右側のクランクアーム１１０ｂの下死点、左側のクランクアーム１１０ｂの上死点、または左側のクランクアーム１１０ｂの下死点などを基準にしてもよい。

（第３実施形態）
図７を参照して、第３実施形態について説明する。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

クランク軸５１０ａには、複数の凹部２４２が形成される。複数の凹部２４２は、それぞれの底部からクランク軸５１０ａの軸心Ｃまでの距離が異なる。検出部２３２は、複数の凹部２４２のそれぞれの底部からクランク軸５１０ａの軸心Ｃまでの距離に基づいて、回転情報を検出するよう構成される。

図７は、４つの凹部２４２ａ～２４２ｄが形成されるクランク軸５１０ａの断面図である。凹部２４２の数は、４つに限られない。凹部２４２ａの底部からクランク軸５１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ１０である。凹部２４２ｂの底部からクランク軸５１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ１２である。凹部２４２ｃの底部からクランク軸５１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ１４である。凹部２４２ｄの底部からクランク軸５１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ１６である。凹部２４２ａ～２４２ｄが形成されていない場所におけるクランク軸５１０ａの表面からクランク軸５１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ１８である。

ここで、Ｌ１０と、Ｌ１２と、Ｌ１４と、Ｌ１６と、Ｌ１８とは、それぞれ異なる距離なので、凹部２４２ａを検出部２３２により検出したときの検出値と、凹部２４２ｂを検出部２３２により検出したときの検出値と、凹部２４２ｃを検出部２３２により検出したときの検出値と、凹部２４２ｄを検出部２３２により検出したときの検出値と、凹部２４２ａ～２４２ｄが形成されていない場所を検出部２３２により検出したときの検出値とはそれぞれ異なる。

制御部２３４は、検出部２３２により検出された検出値の変化に基づいて、１分あたりのクランク軸５１０ａの回転数（ケイデンス）を算出する。一例では、制御部２３４は、検出部２３２により１分間に凹部２４２ａを９０回検出した場合には、ケイデンスを９０（ｒｐｍ）として算出する。

制御部２３４は、クランク軸５１０ａの回転位置（角度）を算出する。一例では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点にクランク軸５１０ａに形成される凹部２４２ａが位置するように右側のクランクアーム１１０ｂをクランク軸５１０ａに取り付ける。

制御部２３４は、クランク軸５１０ａが回転し、検出部２３２により凹部２４２ｄを検出した場合には、クランク軸５１０ａの回転位置（角度）を９０度であると算出する。クランク軸５１０ａに形成する凹部２４２の数が多いほど、クランク軸５１０ａの回転位置（角度）を正確に計測することができる。なお、上述では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準にしたが、右側のクランクアーム１１０ｂの下死点、左側のクランクアーム１１０ｂの上死点、または左側のクランクアーム１１０ｂの下死点などを基準にしてもよい。

（第４実施形態）
図８を参照して、第４実施形態について説明する。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

クランク軸６１０ａには、複数の凸部２４４が形成される。複数の凸部２４４は、それぞれの頂部からクランク軸６１０ａの軸心Ｃまでの距離が異なる。検出部２３２は、複数の凸部２４４のそれぞれの頂部からクランク軸６１０ａの軸心Ｃまでの距離に基づいて、回転情報を検出するよう構成される。

図８は、４つの凸部２４４ａ～２４４ｄが形成されるクランク軸６１０ａの断面図である。凸部２４４の数は、４つに限られない。凸部２４４ａの頂部からクランク軸６１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ２０である。凸部２４４ｂの頂部からクランク軸６１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ２２である。凸部２４４ｃの頂部からクランク軸６１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ２４である。凸部２４４ｄの頂部からクランク軸６１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ２６である。凸部２４４ａ～２４４ｄが形成されていない場所におけるクランク軸６１０ａの表面からクランク軸６１０ａの軸心Ｃまでの距離はＬ２８である。

ここで、Ｌ２０と、Ｌ２２と、Ｌ２４と、Ｌ２６と、Ｌ２８とは、それぞれ異なる距離なので、凸部２４４ａを検出部２３２により検出したときの検出値と、凸部２４４ｂを検出部２３２により検出したときの検出値と、凸部２４４ｃを検出部２３２により検出したときの検出値と、凸部２４４ｄを検出部２３２により検出したときの検出値と、凸部２４４ａ～２４４ｄが形成されていない場所を検出部２３２により検出したときの検出値とはそれぞれ異なる。

制御部２３４は、検出部２３２により検出された検出値の変化に基づいて、１分あたりのクランク軸６１０ａの回転数（ケイデンス）を算出する。一例では、制御部２３４は、検出部２３２により１分間に凸部２４４ａを９０回検出した場合には、ケイデンスを９０（ｒｐｍ）として算出する。

また、制御部２３４は、クランク軸６１０ａの回転位置（角度）を算出する。一例では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点にクランク軸６１０ａに形成される凸部２４４ａが位置するように右側のクランクアーム１１０ｂをクランク軸６１０ａに取り付ける。

制御部２３４は、クランク軸６１０ａが回転し、検出部２３２により凸部２４４ｄを検出した場合には、クランク軸６１０ａの回転位置（角度）を９０度であると算出する。クランク軸６１０ａに形成する凸部２４４の数が多いほど、クランク軸６１０ａの回転位置（角度）を正確に計測することができる。

なお、上述では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準にしたが、右側のクランクアーム１１０ｂの下死点、左側のクランクアーム１１０ｂの上死点、または左側のクランクアーム１１０ｂの下死点などを基準にしてもよい。

（第５実施形態）
図９を参照して、第５実施形態について説明する。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

クランク軸７１０ａは、単一の凹部２４２が形成される。単一の凹部２４２の、クランク軸７１０ａａの軸心Ｃと平行な方向における長さが、クランク軸７１０ａの周方向に沿って変化する。検出部２３２は、単一の凹部２４２の、クランク軸７１０ａの軸心Ｃと平行な方向における長さに基づいて、回転情報を検出するよう構成される。

図９Ａおよび図９Ｂは、単一の凹部２４２が形成されるクランク軸７１０ａと、検出部２３２との関係を模式的に示す図である。図９Ａと図９Ｂとは、クランク軸７１０ａの回転方向が異なる位置を示している。図９Ａは、検出部２３２により凹部２４２の長さ（幅）Ｌが狭い箇所を検出するときの様子を模式的に示す図である。図９Ｂは、検出部２３２により凹部２４２の長さ（幅）Ｌが広い箇所を検出するときの様子を模式的に示す図である。

検出部２３２は、凹部２４２の長さ（幅）Ｌがクランク軸７１０ａの回転に応じて変化したときに、この変化に応じた検出値を検出する。クランク軸７１０ａがｎ回回転すると、検出値は、ｎ回周期的に変化する。なお、ｎは、整数である。

制御部２３４は、検出部２３２により検出された検出値の周期的な変化の回数に基づいて、１分あたりのクランク軸７１０ａの回転数（ケイデンス）を算出する。一例では、制御部２３４は、１分間に検出値が周期的に９０回変化した場合には、ケイデンスを９０（ｒｐｍ）として算出する。

また、制御部２３４は、クランク軸７１０ａの回転位置（角度）を算出する。一例では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点にクランク軸７１０ａに形成される凹部２４２の長さ（幅）Ｌが最も狭い場所が位置するように右側のクランクアーム１１０ｂをクランク軸７１０ａに取り付ける。

一例では、制御部２３４は、検出値と回転位置（角度）とが規定されるテーブルを参照し、検出部２３２の検出値に基づいて、クランク軸７１０ａの回転位置（角度）を右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準に算出する。なお、上述では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準にしたが、右側のクランクアーム１１０ｂの下死点、左側のクランクアーム１１０ｂの上死点、または左側のクランクアーム１１０ｂの下死点などを基準にしてもよい。

（第６実施形態）
図１０を参照して、第６実施形態について説明する。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

クランク軸８１０ａは、単一の凸部２４４が形成される。単一の凸部２４４の、クランク軸８１０ａの軸心Ｃと平行な方向における長さが、クランク軸８１０ａの周方向に沿って変化する。検出部２３２は、単一の凸部２４４の、クランク軸８１０ａの軸心Ｃと平行な方向における長さに基づいて、回転情報を検出するよう構成される。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、単一の凸部２４４が形成されるクランク軸８１０ａと、検出部２３２との関係を模式的に示す図である。図１０Ａと図１０Ｂとは、クランク軸８１０ａの回転方向が異なる位置を示している。図１０Ａは、検出部２３２により凸部２４４の長さ（幅）Ｌが狭い箇所を検出するときの様子を模式的に示す図である。図１０Ｂは、検出部２３２により凸部２４４の長さ（幅）Ｌが広い箇所を検出するときの様子を模式的に示す図である。

検出部２３２は、凸部２４４の長さ（幅）Ｌがクランク軸８１０ａの回転に応じて変化したときに、この変化に応じた検出値を検出する。クランク軸８１０ａがｎ回回転すると、検出値は、ｎ回周期的に変化する。

制御部２３４は、検出部２３２により検出された検出値の周期的な変化の回数に基づいて、１分あたりのクランク軸８１０ａの回転数（ケイデンス）を算出する。一例では、制御部２３４は、１分間に検出値が周期的に９０回変化した場合には、ケイデンスを９０（ｒｐｍ）として算出する。

また、制御部２３４は、クランク軸８１０ａの回転位置（角度）を算出する。一例では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点にクランク軸８１０ａに形成される凸部２４４の長さ（幅）Ｌが最も狭い場所が位置するように右側のクランクアーム１１０ｂをクランク軸８１０ａに取り付ける。

一例では、制御部２３４は、検出値と回転位置（角度）とが規定されるテーブルを参照し、検出部２３２の検出値に基づいて、クランク軸８１０ａの回転位置（角度）を右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準に算出する。なお、上述では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準にしたが、右側のクランクアーム１１０ｂの下死点、左側のクランクアーム１１０ｂの上死点、または左側のクランクアーム１１０ｂの下死点などを基準にしてもよい。

（第７実施形態）
図１１を参照して、第７実施形態について説明する。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

検出部２３２は、第１検出部２３２ａおよび第２検出部２３２ｂを備える。第１検出部２３２ａおよび第２検出部２３２ｂは、クランク軸９１０ａの軸心Ｃと平行な方向においてオフセットするように配置される。第１検出部２３２ａの検出結果および第２検出部２３２ｂの検出結果に基づいて、回転情報を検出するよう構成される。

図１１は、被検出部２４０が複数個形成されたクランク軸９１０ａと、検出部２３２との関係を模式的に示す図である。第７実施形態において、クランク軸９１０ａには、凹部２４２および凸部２４４の少なくとも一方が複数個形成される。一例では、第１検出部２３２ａおよび第２検出部２３２ｂは、クランク軸９１０ａの軸心Ｃから第１距離Ｄ離れた場所に配置される。

クランク軸９１０ａには、凹部２４２および凸部２４４の少なくとも一方が複数個、位置を変えて形成される。クランク軸９１０ａには、凹部２４２のみを複数形成してもいし、凸部２４４のみを複数形成してもよいし、凹部２４２および凸部２４４を混在して形成してもよい。一例では、クランク軸９１０ａには、クランク軸９１０ａの回転位置（角度）ごとに異なるように凹部２４２が複数個形成される。よって、第１検出部２３２ａの検出値と第２検出部２３２ｂの検出値とを総合した総合検出値は、クランク軸９１０ａの回転位置（角度）によって、異なる。クランク軸９１０ａがｎ回回転すると、第１検出部２３２ａの検出値と第２検出部２３２ｂの検出値とを総合した総合検出値は、ｎ回周期的に変化する。

制御部２３４は、総合検出値の周期的な変化の回数に基づいて、１分あたりのクランク軸９１０ａの回転数（ケイデンス）を算出する。一例では、制御部２３４は、１分間に総合検出値が周期的に９０回変化した場合には、ケイデンスを９０（ｒｐｍ）として算出する。

また、制御部２３４は、クランク軸９１０ａの回転位置（角度）を算出する。一例では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点にクランク軸９１０ａに形成される凸部２４４の長さ（幅）Ｌが最も狭い場所が位置するように右側のクランクアーム１１０ｂをクランク軸９１０ａに取り付ける。

一例では、制御部２３４は、総合検出値と回転位置（角度）とが規定されるテーブルを参照し、第１検出部２３２ａおよび第２検出部２３２ｂの検出値に基づいて、クランク軸９１０ａの回転位置（角度）を右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準に算出する。なお、上述では、右側のクランクアーム１１０ｂの上死点を基準にしたが、右側のクランクアーム１１０ｂの下死点、左側のクランクアーム１１０ｂの上死点、または左側のクランクアーム１１０ｂの下死点などを基準にしてもよい。

（第８実施形態）
図１２～１５を参照して、第８実施形態について説明する。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第１実施形態～第７実施形態では、車両Ｂは、電動アシスト機能を有する構成について説明したが、電動アシスト機能を有しない構成でもよい。

図１２は、クランクアセンブリ１１０、および、回転駆動力検出システム３１０を示す図である。第８実施形態にかかる車両Ｂは、および、回転駆動力検出システム３１０を備える。第８実施形態にかかる車両Ｂは、クランク軸１１０ａを回転可能に支持する軸受装置ＳＢを備える。回転駆動力検出システム３１０は、駆動力検出装置３２０および回転検出装置３３０を備える。回転駆動力検出システム３１０は、駆動力検出装置３２０の検出結果および回転検出装置３３０の検出結果に基づいて、車両に入力される回転駆動力を検出する。駆動力検出装置３２０は、車両Ｂに入力される駆動力に関する駆動力情報を検出する。本実施形態において、駆動力検出装置３２０は、クランクアーム１１０ｂに配される。回転検出装置３３０は、クランク軸１１０ａの回転位置（角度）を算出する。本実施形態において、回転検出装置３３０は、軸受装置ＳＢに配される。回転検出装置３３０の構成は、取付けられる位置を除いて回転検出装置２３０と同様のため、詳細な説明を省略する。

図１３は、クランクアーム１１０ｂの内面側を示す図である。クランクアーム１１０ｂは、ペダル軸１２０ｂが嵌め込まれる開口部１１０ｉを含む。回転駆動力は、クランク軸１１０ａの軸心Ｃと平行な方向から見て、軸心Ｃを中心とする、開口部１１０ｉに嵌め込まれたペダル軸１２０ｂの軌跡がなす円の接線方向における駆動力を含む。クランク軸１１０ａのクランクアーム１１０ｂは、取付部１１０ｃと係合する係合部１１０ｊを含む。駆動力検出装置３２０は、駆動力検出部３２２および電池３２４を備える。駆動力検出部３２２は、電池３２４からの電圧が印加されて動作する。駆動力検出部３２２は、ペダル１２０が踏み込まれると、踏み込まれた量に応じた駆動力を検出する。

図１４は、軸受装置ＳＢの外観を示す図である。軸受装置ＳＢは、第１係合部ＳＢ１、第２係合部ＳＢ２、および、ダストチューブＳＢ３を含む。第１係合部ＳＢ１および第２係合部ＳＢ２は、フレームＢ１に切られたねじと係合する部分である。ダストチューブＳＢ３は、フレームＢ１のシートチューブとシートポストＢ３の隙間から侵入する水分や異物がクランク軸１１０ａに触れることを防止する。本実施形態において、回転検出装置３３０は、軸受装置ＳＢに配される。一例では、回転検出装置３３０は、ダストチューブＳＢ３に埋め込まれて、取り付けられる。

回転駆動力検出システム３１０は、駆動力検出装置３２０により検出された駆動力と、回転検出装置３３０により算出されたクランク軸１１０ａの回転位置（角度）と、に基づいて、クランク軸１１０ａがどの回転位置（角度）において、どの程度の駆動力が入力されるかを検出する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

１００ 走行補助装置
１１０ クランクアセンブリ
１１０ａ，４１０ａ，５１０ａ，６１０ａ，７１０ａ，８１０ａ，９１０ａ クランク軸
１１０ｂ クランクアーム
１１０ｃ 取付部
１１０ｄ 規定部
１２０ ペダル
１２０ａ ペダル本体
１２０ｂ ペダル軸
１３０ フロントスプロケットアセンブリ
１４０ リアスプロケットアセンブリ
１５０ チェーン
１６０ 電動モータ
１７０ 減速機
１８０ 出力部材
１９０ ドライバ
２００ ハウジング
２１０，３１０ 回転駆動力検出システム
２２０，３２０ 駆動力検出装置
２３０，３３０ 回転検出装置
２３２ 検出部
２３２ａ 第１検出部
２３２ｂ 第２検出部
２３４ 制御部
２４０ 被検出部
２４２，２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃ，２４２ｄ 凹部
２４４，２４４ａ，２４４ｂ，２４４ｃ，２４４ｄ 凸部
３２２ 駆動力検出部
３２４ 電池
Ｂ 車両
Ｂ１ フレーム
Ｂ２ フロントフォーク
Ｂ３ シートポスト
Ｂ４ ハンドルバー
ＢＴ バッテリユニット
ＤＴ 駆動機構
ＤＲ 駆動回転体
ＦＷ 前輪
ＲＷ 後輪
ＳＢ 軸受装置
ＳＢ１ 第１係合部
ＳＢ２ 第２係合部
ＳＢ３ ダストチューブ

Claims (13)

1. 人力駆動車に入力される駆動力の伝達に用いられる駆動回転体の回転を検出するための回転検出装置であって、
   前記駆動回転体の回転に関する回転情報を、前記駆動回転体の回転に伴う電気的な状態の変化に基づいて検出する検出部を備え、
   前記駆動回転体は、クランク軸を含み、
   前記クランク軸には、前記クランク軸の軸心と平行な方向における長さが、前記クランク軸の周方向に沿って変化する単一の凹部が全周にわたり形成されており、
   前記検出部は、前記凹部の、前記クランク軸の軸心と平行な方向における長さに基づいて、前記回転情報を検出するよう構成され、
   前記凹部は、前記クランク軸の軸方向の両側に壁を有する、回転検出装置。
2. 前記クランク軸は、前記人力駆動車に設けられる走行補助装置によって回転可能に支持され、
   前記検出部は、前記走行補助装置に配される、請求項１に記載の回転検出装置。
3. 前記クランク軸は、前記人力駆動車に設けられる軸受装置によって回転可能に支持され、
   前記検出部は、前記軸受装置に配される、請求項１に記載の回転検出装置。
4. 前記検出部は、第１検出部および第２検出部を含み、
   前記第１検出部および前記第２検出部は、前記クランク軸の軸心と平行な方向においてオフセットするように配置され、
   前記第１検出部の検出結果および前記第２検出部の検出結果に基づいて、前記回転情報を検出するよう構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の回転検出装置。
5. 前記クランク軸は、クランクアームが取り付けられる少なくとも１つの取付部を含み、
   前記少なくとも１つの取付部は、前記クランク軸の回転方向に関する前記クランクアームの取付位置を規定する規定部を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の回転検出装置。
6. 前記取付部は、円筒状であり、
   前記取付部には、複数のスプラインが形成され、
   前記規定部は、前記複数のスプラインのうち、周方向の幅が、他のスプラインの幅とは異なる、請求項５に記載の回転検出装置。
7. 前記検出部は、前記駆動回転体の回転に伴うインピーダンスの変化を検出する、請求項１から６のいずれか一項に記載の回転検出装置。
8. 前記検出部は、前記駆動回転体の回転に伴う前記駆動回転体と前記検出部との間の静電容量の変化を検出する、請求項１から７のいずれか一項に記載の回転検出装置。
9. 前記検出部は、前記駆動回転体から離間するように配置される、請求項１から８のいずれか一項に記載の回転検出装置。
10. 前記検出部の検出結果に基づいて、前記駆動回転体の回転に関する情報を取得するよう構成される制御部をさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の回転検出装置。
11. 前記人力駆動車に入力される駆動力に関する駆動力情報を検出する駆動力検出装置と、
    請求項５に記載の回転検出装置と、を備え、
    前記駆動力検出装置の検出結果および前記回転検出装置の検出結果に基づいて、前記人力駆動車に入力される回転駆動力を検出する、回転駆動力検出システム。
12. 前記クランクアームは、ペダル軸が嵌め込まれる開口部を含み、
    前記回転駆動力は、前記クランク軸の軸心と平行な方向から見て、前記軸心を中心とする、前記開口部に嵌め込まれた前記ペダル軸の軌跡がなす円の接線方向における駆動力を含む、請求項１１に記載の回転駆動力検出システム。
13. 前記駆動力検出装置は、前記クランクアームに配される、請求項１１または１２に記載の回転駆動力検出システム。

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