JPH08207876A - 補助駆動源付きの人力走行車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の一般的な人力走行車に容易に適用でき
る簡単な構成により，人力が加えられた状態に応じて適
切に車輪の駆動を補助することが可能な補助駆動源付き
人力走行車を提供する。 【構成】 乗り手の踏力によりペダル１１が回転移動す
る速度をチェーンホイール１５のギア歯をペダル回転セ
ンサ４７により検知し，その検知出力に基づいてコント
ローラ４３が電動モータ４１に後輪５を補助駆動させ
る。電動モータ４１に補助駆動させる条件は，モータ調
整スイッチにより乗り手が手動で調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，補助駆動源により車輪
を補助駆動する補助駆動源付きの人力走行車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，自転車や三輪車，車椅子等に代表
される，人力により駆動される人力走行車において，エ
ンジンや電動モータ等の補助駆動源により車輪の駆動を
補助するための技術が提案されている。その一つとし
て，例えば，特開平４−１００７９０号公報に記載の
「人力駆動装置」がある。この人力駆動装置は，補助駆
動源として電動モータを備え，人力による駆動系の負荷
を検出し，この負荷に対して所定の変換特性をもって上
記電動モータの出力を制御するというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記
「人力駆動装置」では，人力駆動系の負荷を検出するた
めの構成が複雑になり，従来の人力走行車に適用するこ
とが容易ではないという欠点があった。本発明は，かか
る実情に鑑み考えだされたものであり，従来の人力走行
車において容易に適用可能な構成により，人力が加えら
れた状態に応じて補助駆動源により適切に車輪を補助駆
動させることができる補助駆動源付きの人力走行車を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに，第１の発明は，車輪と，人力が加えられることに
より変位する被加力部と，上記被加力部に連動し，上記
被加力部の変位を上記車輪に伝達することにより上記車
輪を回転駆動する人力駆動手段と，上記人力駆動手段に
よる上記車輪の回転駆動を補助する補助駆動源とを備え
た補助駆動源付きの人力走行車において，上記被加力部
の変位速度を検知する変位速度検知手段と，上記変位速
度検知手段の出力に基づいて上記補助駆動源を制御する
補助駆動制御手段と，を具備してなることを特徴とする
補助駆動源付きの人力走行車である。第２の発明は，上
記被加力部が，人力が加えられることにより回転移動す
るように設けられ，上記変位速度検知手段は，上記被加
力部の回転移動が所定量に至る毎に検知信号を出力する
回転検知手段と，上記回転検知手段の出力に基づいて上
記被加力部の回転移動速度を計測する回転速度計測手段
と，を含み，上記回転速度計測手段の計測結果を出力す
るものであることを特徴とする補助駆動源付きの人力走
行車である。第３の発明は，上記人力駆動手段が，上記
被加力部の回転移動に連動して回転する鎖車を含み，上
記回転検知手段が，上記鎖車の周縁近傍であって上記鎖
車が回転したときに歯部と溝部とが交互に接近する位置
に装着され，上記歯部の接近により検知信号を出力する
近接スイッチを含むことを特徴とする補助駆動源付きの
人力走行車である。

【０００５】第４の発明は，上記補助駆動制御手段が，
上記被加力部の回転移動が逆方向である場合には，上記
回転速度計測手段からの出力を無効とすることを特徴と
する補助駆動源付きの人力走行車である。第５の発明
は，上記回転検知手段が，上記近接スイッチを２個含
み，該２個の近接スイッチは，それぞれから出力される
検知信号の位相関係が，上記鎖車の回転方向の正逆によ
り異なるように設けられ，上記変位速度検知手段が，上
記位相関係の異なりに基づいて上記被加力部の回転移動
方向の正逆を判定する回転方向判定手段を含むことを特
徴とする補助駆動源付きの人力走行車である。第６の発
明は，上記鎖車が，上記被加力部の回転移動軸と同軸に
設けられた駆動用鎖車であることを特徴とする補助駆動
源付きの人力走行車である。第７の発明は，上記補助駆
動制御手段が，上記変位速度検知手段からの出力と予め
定められた基準値とを比較し，該比較結果に応じた制御
信号を出力することを特徴する補助駆動源付きの人力走
行車である。第８の発明は，上記人力走行車が，さら
に，上記補助駆動を制御手段における上記基準値を変更
するための基準値変更手段を備えることを特徴とする補
助駆動源付きの人力走行車である。

【０００６】

【作用】上記第１の発明により，人力が加えられると被
加力部が変位し，人力駆動手段が上記被加力部に連動し
て被加力部の変位を車輪に伝達することにより車輪が回
転駆動される。この状態において，上記被加力部の変位
速度が変位速度検知手段により検知され，変位速度検知
手段の出力に基づいて，補助駆動制御手段が補助駆動源
を制御し，上記人力駆動手段による車輪の回転駆動を補
助させる。このように，被加力部の変位速度という検知
しやすいものを処理対象としたので，簡単な構成によ
り，人力が加えられた状態に応じて補助駆動源に適切に
車輪の駆動を補助させることが可能となる。上記第２の
発明により，人力が加えられると被加力部が回転移動
し，変位速度検知手段において，被加力部の回転移動が
所定量に至る毎に回転検知手段が検知信号を出力する。
この回転検知手段の出力に基づいて回転速度計測手段が
被加力部の回転移動速度を計測し，この計測結果が変位
速度検知手段から出力される。上記変位速度検知手段の
出力に基づいて，補助駆動制御手段が補助駆動源を制御
し，人力駆動手段による車輪の回転駆動を補助させる。
このように，回転移動するように設けられた被加力部の
変位速度が計測されて補助駆動源の制御に用いられるの
で，従来の一般的な自転車への適用が容易となる。上記
第３の発明により，人力が加えられると被加力部が回転
移動し，この被加力部の回転移動に連動して人力駆動手
段に含まれる鎖車が回転する。上記鎖車の周縁近傍であ
って，鎖車が回転した時に歯部と溝部とが交互に接近す
る位置には回転検知手段に含まれる近接スイッチが装着
されており，上記歯部の接近により近接スイッチが検知
信号を出力する。この近接スイッチの出力に基づいて，
回転速度計測手段が被加力部の回転移動速度を計測し，
計測結果が変位速度検知手段から出力される。このよう
に，従来の一般的な自転車の鎖車を用いて，被加力部の
回転移動速度を計測できるので，従来の一般的な自転車
への適用が容易となる。

【０００７】上記第４の発明により，補助駆動制御手段
が被加力部の回転移動が逆方向である場合には，回転速
度計測手段からの出力を無効とする。これにより，被加
力部が逆方向に回転移動する場合には，回転速度計測手
段からの出力に基づく補助駆動源の制御が行われないよ
うにし，車輪が適切に補助駆動されるように構成するこ
とができる。上記第５の発明により，回転検知手段に含
まれる２個の近接スイッチが，鎖車の回転方向の正逆に
より位相関係が異なる検知信号を出力する。この検知信
号の位相関係の異なりに基づいて，変位速度検知手段に
含まれる回転方向判定手段が被加力部の回転方向の正逆
を判定する。このように，鎖車を用いて被加力部の回転
方向を判定することができるので，従来の一般的な自転
車への適用が容易となる。上記第６の発明により，変位
速度検知手段が，被加力部の回転移動軸と同軸に設けら
れた駆動用鎖車の回転を検知して，被加力部の変位速度
を計測する。このように，駆動用鎖車を用いて被加力部
の回転移動速度を計測できるので，従来の一般的な自転
車への適用が容易となる。上記第７の発明により，補助
駆動制御手段によって変位状態検知手段からの出力が予
め定められた基準値と比較され，この比較結果に応じた
制御信号が出力される。これにより，補助駆動源による
補助動作の態様を基準値に基づいて切り換えるようにす
ることができ，例えば，被加力部の回転移動の低速域及
び高速域において補助駆動源の動作が不安定性になる場
合にその不安定性を除去した状態で補助駆動源を制御す
ることが可能となる。上記第８の発明により，補助駆動
制御手段における上記基準値が基準値変更手段により変
更される。これにより，人力走行車の走行状態に応じて
補助駆動源による補助動作の態様を変更することができ
る。

【０００８】

【実施例】以下，添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例では，電動モータ付きの自転車を例にした
が，本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではな
く，他の三輪車や車椅子等を含む人力駆動により走行す
る人力走行車に広く適応することが可能である。図１
は，本実施例に係る電動モータ付き自転車（以下，単に
「電動自転車」という）の全体構成図である。電動自転
車１は，従来の一般的な自転車と同様に，前輪３と，後
輪５と，フレーム７と，ハンドル９と，ペダル１１と，
クランク１３と，チェーンホイール１５と，チェーン１
７と，フリーホイール１９と，サドル２１と，荷物カゴ
２３とを含む。更に，電動自転車１は，前輪３と後輪５
とのそれぞれに前輪用ブレーキ３１と後輪用ブレーキ３
３とを有し，これらブレーキ３１，３３を操作するため
のブレーキレバー３５がハンドル９に設けられている。
なお，上記の各部材の機能及び構成については，従来の
一般的な自転車と格別な差異がないので説明を省略す
る。

【０００９】更に，電動自転車１は，後輪５側に電動モ
ータ４１を有し，また，フレーム７の後方であって，サ
ドル２１の下方にあたる位置に，コントローラ４３と電
池４５とを有する。また，フレーム７の後下部のチェー
ンステイ７ａと呼ばれる部材には，チェーンホイール１
５の近傍にぺダル回転センサ４７が設けられている。更
にまた，ハンドル９には，ブレーキセンサ５３が設けら
れている。電動モータ４１は，後輪５の回転駆動を補助
するための補助駆動源であり，電池４５から電力を供給
されることにより作動する。電動モータ４１と後輪５と
の間にはワンウエイクラッチが設けられており，電動モ
ータ４１の非作動時に後輪５に余計な負荷が加わらない
ようにしている。コントローラ４３は，後述する所定の
処理により電動モータ４１の動作を制御する。ペダル回
転センサ４７は，チェーンホイール１５の回転を検知
し，その検知信号をコントローラ４３へ送る。ブレーキ
センサ５３は，ブレーキレバー３１が操作されたことを
検知してその検知信号をコントローラ４３へ送る。ブレ
ーキセンサ５３は，ブレーキレバー３５の移動を直接検
知するものでもよく，また，ブレーキレバー３５と前輪
用ブレーキ３１または後輪用ブレーキ３３とを連結する
ブレーキワイヤの変位を検知するものでもよい。

【００１０】図２は，図１においてペダル回転センサ４
７を装着した部分の拡大図であり，同図（ａ）は側面
図，同図（ｂ）は上面図である。図示したように，ペダ
ル回転センサ４７は，第１の近接スイッチ６１と，第２
の近接スイッチ６３との２つの近接スイッチにより構成
されている。これら２つの近接スイッチ６１，６３の取
付方法は以下のとおりである。チェーンホイール１５の
周縁部にはギア歯５５が設けられ，歯部５７と溝部５９
とが交互に形成されている。同図（ａ）に示したよう
に，第１及び第２の近接スイッチ６１，６３は，それぞ
れの検出部６１ａ，６１ｂが歯部５７の接近を検知でき
る位置に装着される。また，同図（ｂ）に示したよう
に，第１の及び第２の近接スイッチ（第２の近接スイッ
チについては図示を省略）６１，６３は，近接スイッチ
取付部６１ｂを介してチェーンステイ７ａに取り付けら
れる。これにより，第１及び第２の近接スイッチ６１，
６３に歯部５７が接近した時には，検知信号が出力さ
れ，信号線６５を介してコントローラ４３（図１参照）
へ送られる。

【００１１】図３は，第１及び第２の近接スイッチ６
１，６３から出力される信号の位相を示す特性図であ
り，同図（ａ）はチェーンホイール１５が正方向（図１
において時計回りの方向）に回転している時，同図
（ｂ）はチェーンホイール１５が逆方向（図１において
反時計回りの方向）に回転している時の図である。同図
において信号がＯＮとなっている時が，それぞれの近接
スイッチ６１，６３に歯部５７が接近している時であ
る。２つの近接スイッチ６１，６３は，チェーンホイー
ル１５が正方向に回転している時には，同図（ａ）に示
したように，第１の近接スイッチ６１のＯＮ信号に対応
する第２の近接スイッチ６３のＯＮ信号が９０度遅れて
出力され，チェーンホイール１５が逆方向に回転してい
る時には，同図（ｂ）に示したように，第１の近接スイ
ッチ６１のＯＮ信号よりも第２の近接スイッチ６３のＯ
Ｎ信号が９０度速く出力されるような位置関係で取付ら
れる。

【００１２】このように，本実施例では，２つの近接ス
イッチ６１，６３から出力される検知信号の位相関係
が，チェーンホイール１５の回転方向の正逆により異な
るようにし，この位相関係の異なりに基づいてチェーン
ホイール１５の回転方向，即ちペダル１１の回転移動の
方向を判定できるようにしている。尚，近接スイッチ６
１，６３の出力信号の位相関係を異ならせる方法は，上
記に限られるものではなく，位相のズレを９０度以外の
値に設定したり，正方向に回転している時には位相関係
が一致し，逆方向に回転している時には位相関係が不一
致となるようにしてもよい。また，チェーンホイール１
５の回転方向を判定する必要がない場合，又は，他の回
転方向判断手段を備えている場合等には，第１の近接ス
イッチ６１のみを設けるだけでよい。

【００１３】図４はコントローラ４３の内部構成を他の
関連装置と共に示したブロック図である。コントローラ
４３は，パルスカウンタ７１とタイマ７３と，回転方向
判定部７５と，ぺダル回転速度算出部７７と，速度基準
値記憶部７９と，回転速度比較部８１と，モータ用電源
スイッチ８３とを含む。コントローラ４３には，第１の
近接スイッチ６１と，第２の近接スイッチ６３と，ブレ
ーキセンサ５３とのそれぞれから信号が送られる。更に
また，コントローラ４３は，電動モータ４１と電池４５
とに接続され，電池４５から電動モータ４１への電力の
供給量を調整する。コントローラ４３の内部の動作につ
いて説明する。パルスカウンタ７１には，信号線６５を
介して第１の近接スイッチ６１から検知信号が送られ
る。また，パルスカウンタ７１はタイマ７３に接続さ
れ，タイマ７３から一定時間毎にタイマ信号を受ける。
パルスカウンタ７１は，タイマ７３からタイマ信号を受
けると，次のタイマ信号が送られてくるまでに，第１の
近接スイッチ６１から出力されるパルス，即ち図３にお
けるＯＮ信号の数をカウントし，次のタイマ信号が送ら
れたきた時点で，カウントしたパルス数をペダル回転速
度算出部７７へ送る。このようにして，パルスカウンタ
７１は，一定時間毎にペダル回転速度算出部７７へパル
ス数を送る。

【００１４】ペダル回転速度算出部７７は，送られてき
たパルス数に基づいてペダル１１（図１参照）の回転数
を算出する。なお，ここでいうペダル１１の「回転」と
は，ペダル１１が軸から一定の距離を保ちながら移動す
る「回転移動」のことである（以下同様）。前述したよ
うに，第１の近接スイッチ６１は，チェーンホイール１
５における歯部５７が接近する毎にパルスを出力するの
で，歯部５７の間隔を予め計測しておくことにより，パ
ルス数に基づいてペダル１１の回転量を求めることがで
きる。そして，この回転量をタイマ７３がタイマ信号を
出力する間隔で除することによりペダル１１の回転速度
が算出される。ペダル回転速度算出部７７は，算出した
ペダル回転速度を回転速度比較部８１へ送る。また，回
転方向判定部７５には，信号線６５を介して第１及び第
２の近接スイッチ６１，６３の両方から検知信号が送ら
れる。回転方向判定部７５は，図３を参照して説明した
ように，２つの近接スイッチ６１，６３の検知信号の位
相関係に基づいてチェーンホイール１５，即ちペダル１
１の回転方向を判定し，その判定出力を回転速度比較部
８１に送る。

【００１５】回転速度比較部８１は，ペダル回転速度算
出部７７からのペダル回転速度と回転方向判定部７５か
らの判定出力とが送られてくる毎に，速度基準値記憶部
７９にて予め記憶されている速度基準値を読み出す。こ
の速度基準値の中には，ペダル回転速度の上限値，下限
値及びペダル回転速度に基づいて電動モータ４１の回転
数を算出するための電力供給係数とが含まれる。速度基
準値記憶部７９は，例えば，ＲＯＭ（Read-Only Memor
y）を用いて構成される。速度基準値記憶部７９には，
速度基準値であるペダル回転速度の上限値及び下限値，
電力供給係数が記憶されている。回転速度比較部８１
は，後述する所定のタイミングで速度基準値記憶部７９
から速度基準値を選び出して読み出す。ここで，図５を
参照して，回転速度比較部８１の動作について更に詳し
く述べる。図５は，ペダル１１の回転速度と電動モータ
４１の回転速度との対応関係を示す特性図である。回転
速度比較部８１は，ペダル回転速度算出部７７により算
出されたペダル１１の回転速度に比例させて電動モータ
４１の回転速度を定める。この場合，モータ回転速度
は，速度基準値記憶部７９から読み出した電力供給係数
に基づいて算出され，回転速度比較部１１は，算出した
モータ回転速度になるようにモータ用電源スイッチ８３
を制御し，電池４５から電動モータ４１への電力供給量
を調整する。尚，ペダル回転速度とモータ回転速度との
関係は，本実施例のように直線的に比例する関係のみな
らず，ペダル回転速度に対応してモータ回転速度が漸減
または漸増するような関係であっても良い。

【００１６】更に，回転速度比較部８１は，ペダル回転
速度が速度基準値記憶部７９から読み出した下限値と上
限値との間にある時にのみ電動モータ４１に後輪５を補
助駆動させるようにしている。即ち，回転速度比較部８
１は，ペダル回転速度が下限値Ｐ₁ に至るまではモータ
用電源スイッチ８３をＯＦＦにして補助駆動が行われな
いようにし，ペダル回転速度が上昇して下限値Ｐ₁ に至
った時点で，モータ用電源スイッチ８３をＯＮにして電
動モータ４１の回転速度をＭ₁ にする。この時点から，
後輪５（図１参照）が電動モータ４１により補助駆動さ
れ始める。その後，回転速度比較部８１は，乗り手の踏
力によりペダル１１の回転速度が除々に上昇するに伴っ
て，電動モータ４１の回転速度を上昇させるように制御
し，乗り手の踏力による人力駆動と電動モータ４１の補
助駆動とにより電動自転車１が走行を続ける。そして，
ペダル１１の回転速度が上限値Ｐ₂ に至り，電動モータ
４１の回転速度がＭ₂ となった時点で，回転速度比較部
８１は，モータ用電源スイッチ８３に電動モータ４１へ
の電力の供給を停止させる。

【００１７】このように，ペダル回転速度に下限値と上
限値とを設定することにより，モータ回転速度を制御す
る上で，以下のような利点がある。例えば，一般的な電
動モータにおいては，しばしば低速回転域での動作が不
安定になるが，上述したように，ペダル回転速度の下限
値を電動モータ４１が安定して回転するモータ回転速度
の下限値に対応させれば，後輪５を常に安定した状態で
補助駆動することができる。また，電動モータ４１に比
較的低出力のモータを用いた場合には，ペダル回転数が
上昇しているにもかかわらず，モータ回転数があるレベ
ル以上に上昇せず，結果的に制御が不安定となって電動
モータ４１の作動が無駄になることがあるが，ペダル回
転速度に上限値を設定することにより，そのような不具
合を防ぐことができる。更に，モータ回転数に上限が設
けられていることは，補助駆動力が必要以上に大きくな
らないようにし，電動自転車としての安全性や簡便性が
損なわれないようにするためにも重要である。

【００１８】再び図４を参照して，回転速度比較部８１
は，回転方向判定部７５からの判定出力がペダル１１の
回転が逆方向であることを表している時には，電動モー
タ４１を停止させる。ただし，上述したように電動モー
タ４１と後輪５との間にはワンウエイクラッチが設けら
れているので，停止中の電動モータ４１が後輪５の負荷
になることはなく，電動自転車１はスムーズに走行す
る。尚，上記ワンウエイクラッチに代えて電磁クラッチ
を用いるように，この電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦを回
転速度比較部８１からの制御信号によって切換えるよう
にして，ペダル１１の回転移動速度に応じたよりきめ細
かい制御が行えるように構成することも可能である。次
に，回転速度比較部８１とブレーキとの関係について説
明する。回転速度比較部８１には，ブレーキセンサ５３
からブレーキレバー３５の移動を表す検知信号が送られ
る。回転速度比較部８１は，ブレーキセンサ５３からの
検知信号が送られて来るとそれに応答して，モータ用電
源スイッチ８３に電動モータ４１の回転を停止させるた
めの制御信号を送る。これにより，電動自転車１の走行
中にブレーキレバー３５が操作された時には，強制的に
電動モータ４１が停止される。

【００１９】更に，上述の構成において，例えばハンド
ル９にモータ調整スイッチを設け，このスイッチを用い
て乗り手が，ペダル回転速度の上限値・下限値と，ペダ
ル回転速度とモータ回転速度との関係を定める電力供給
係数とを変更できるようにする変形が考えられる。これ
は，主として電動自転車１の走行状態に柔軟に対応する
ためである。例えば，上り坂を走行する場合や荷物カゴ
２３（図１参照）に重い物を積んでいる場合には，上記
下限値を低くして，ペダル回転速度が低い時点で電動モ
ータ４１による補助駆動が開始されるようにすれば乗り
手の負担を軽減できる。尚，ペダル回転速度の上限値・
下限値と電力供給係数とを変更するための手段として
は，上記モータ調整スイッチの他，例えば，電動自転車
１がチェーンホイール１５に複数のギアリングを備えた
り，フリーホイール１９に複数のスプロケットを備えた
りして変速機構を有する場合に，その変速機構を調整す
るための調整レバーの位置，又は，調整レバーと変速機
構とを連結するワイヤーの変位等を検知するためのセン
サを設け，そのセンサの検知出力と上記の各値を対応さ
せるようにして変速機構の設定状態に応じた補助駆動が
行われるようにしても良い。

【００２０】以上，本発明の実施例について説明した。
本実施例の特徴的構成について以下に述べる。上記ペダ
ル１１により，人力が加えられることにより変位する被
加力部，及び，人力が加えられることにより回転移動す
るように設けられた被加力部が構成されている。上記ク
ランク１３とチェーンホイール１５とチェーン１７とフ
リーホイール１９とにより，被加力部に連動し，被加力
部の変位を車輪に伝達することにより車輪を回転駆動す
る人力駆動手段が構成されている。上記後輪５がここで
いう車輪に相当する。上記電動モータ４１により，人力
駆動手段による車輪の回転駆動を補助する補助駆動源が
構成されている。尚，本実施例では，補助駆動源として
電動モータ４１を用いたが，このような電気的駆動源の
みならずエンジン等を用いても良い。更に，上記第１の
近接スイッチ６１と第２の近接スイッチ６３とパルスカ
ウンタ７１とタイマ７３と回転方向判定部７５とペダル
回転速度算出部７７とにより，被加力部の変位速度を検
知する変位速度検知手段が構成されている。このうち特
に，第１の近接スイッチ６１により，被加力部の回転移
動が所定量に至るごとに検知信号を出力する回転検知手
段，及び，鎖車の周縁近傍であって，鎖車が回転した時
に歯部と溝部が交互に接近する位置に装着され，歯部の
接近により検知信号を出力する近接スイッチが構成され
ている。ここでいう鎖車とは，鎖類を用いて伝動する鎖
伝動に用いる歯車のことであり，本実施例では上記チェ
ーンホイール１５がこれに相当する。

【００２１】尚，近接スイッチ６１，６３を設ける位置
は，チェーンホイール１５側ではなく，フリーホイール
１９（図１参照）の近傍に設け，フリーホイール１９が
有するスプロケット（ギア板）のギア歯を検知すること
により，ペダル１１の回転速度を算出するようにしても
良い。即ち，上記鎖車は，フリーホイール１９に設けら
れたスプロケットをも含む。更にまた，上記電動自転車
１において，ペダル回転センサ４７が第１の近接スイッ
チ６１と第２の近接スイッチ６３とにより構成され，そ
れぞれの近接スイッチ６１，６３から図３に示した検知
信号が出力されることが，回転検知手段が近接スイッチ
を２個含み，該２個の近接スイッチのそれぞれから出力
される検出信号の位相関係が，鎖車の回転方向の正逆に
より異なるように設けられていることに対応する。そし
て，上記回転方向判定部７５により，位相関係の異なり
に基づいて被加力部の回転方向の正逆を判定する回転方
向判定手段が構成されている。

【００２２】また，上記速度基準値記憶部７９と回転速
度比較部８１とモータ用電源スイッチ８３とにより，変
位速度検知手段の出力に基づいて補助駆動源を制御する
補助駆動制御手段が構成されている。ここで，上記回転
速度比較部８１が回転方向判定部７５の判定出力により
ペダル１１の逆方向への回転を表す場合に，その回のペ
ダル回転速度を無効にし，前回のペダル回転速度を用い
て電動モータ４１を制御することが，補助駆動制御手段
が被加力部の回転移動が逆方向である場合には，回転速
度計測手段からの出力を無効とすることに相当する。ま
た，上記回転速度比較部８１が速度基準値記憶部７９か
ら読み出した速度基準値（前述）とペダル回転速度算出
部７７から送られて来たペダル回転速度とを比較してそ
の比較結果に応じて電動モータ４１の作動を制御するこ
とが，変位速度検知手段からの出力と予め定められた基
準値とを比較し，該比較結果に応じた制御信号を出力す
ることに相当する。更に，上記モータ調整スイッチによ
り，補助駆動制御手段における基準値を変更するための
基準値変更手段が構成されている。

【００２３】上述した構成により本実施例の電動自転車
１では，ペダル１１の回転移動速度に基づいて電動モー
タ１４による後輪５の補助駆動が制御される。このよう
に，ペダル１１の回転移動速度という検知しやすいもの
を処理対象としているので，従来の一般的な自転車等へ
の適用が容易な簡単な構成により，人力が加えられた状
態に応じて電動モータ４１に適切に後輪５の駆動を補助
させることができる。更に，ペダル１１の回転移動は，
ペダル１１と連動して回転するチェーンホイール１５と
第１の近接スイッチ６１とを組合せて検知するようにし
たので，従来の一般的な自転車における駆動系を用いて
電動モータ４１の補助駆動を制御することができる。更
には，２個の近接スイッチ６１，６３から出力される検
知信号の位相関係に基づいてペダル１１の回転移動方向
の正逆を判定するようにしたので，従来の一般的な自転
車において，ペダルが逆方向に回転された時にその回転
移動速度を用いた不必要な電動モータ４１の制御が行わ
れないようにすることができる。しかも，２個の近接ス
イッチ６１，６３はチェーンホイール１５の回転を検知
するように設けられているので，従来の一般的な自転車
への適用が更に容易となる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように，第１の発明に係る
補助駆動源付きの人力走行車によれば，被加力部の変位
速度に基づいて補助駆動源に車輪の回転駆動を補助させ
る。被加力部の変位速度という検知しやすものを処理対
象としたので，簡単な構成により，人力が加えられた状
態に応じて適切に車輪の駆動を補助することが可能とな
る。更に，第２の発明に係る補助駆動源付きの人力走行
車によれば，回転移動するように設けられた被加力部の
変位速度を計測して補助駆動源の制御に用いるので，従
来の一般的な自転車等に容易に適用することができる。
また，第３の発明に係る補助駆動源付きの人力走行車に
よれば，被加力部の回転移動に連動して回転する鎖車が
回転した時に歯部と溝部とが交互に接近する位置に近接
スイッチが装着され，この近接スイッチにより歯部が接
近する度に検知信号を出力させる。このように，従来の
一般的な自転車等に含まれる鎖車を用いて容易に被加力
部の回転移動速度を検知することができるので，従来の
一般的な自転車への適用が容易となる。

【００２５】更にまた，第４の発明に係る補助駆動源付
きの人力走行車によれば，被加力部の回転移動が逆方向
である場合には，回転速度計測手段からの出力を無効と
するようにしたので，被加力部が逆方向に回転移動する
場合には，回転速度計測手段からの出力に基づく補助駆
動が行われないようにすることができる。これにより，
従来の一般的な自転車への適応が容易となる。更に，第
５の発明に係る補助駆動源付きの人力走行車によれば，
２個の近接スイッチから出力される検知信号の位相関係
が鎖車の回転方向の正逆により異なるように設けられ，
この位相関係の異なりに基づいて被加力部の回転方向の
正逆が安定できるようにしたので，鎖車の構成を用いて
被加力部の回転方向の正逆の判定を容易に行える。これ
により，従来の一般的な自転車への適用が容易となる。
また，第６の発明に係る補助駆動源付きの人力走行車に
よれば，被加力部の回転移動の検知に用いられる鎖車が
被加力部の回転移動軸と同軸に設けられた駆動用鎖車で
あるので，被駆動用鎖車を用いて被加力部の回転移動速
度を計測することができる。これにより，従来の一般的
な自転車への適用が容易となる。

【００２６】更にまた，第７の発明に係る補助駆動源付
きの人力走行車によれば，被加力部の変位速度の検知出
力が予め定められた基準値と比較され，その比較結果に
応じた制御信号が出力されるので，補助駆動源の補助動
作の内容を基準値との関係に基づいて定める場合に，例
えば，被加力部の回転移動速度の低速域及び高速域にお
いて補助駆動源の動作が不安定になる場合にその不安定
性を除去した状態で補助駆動源を制御することが可能と
なる。更に，第８の発明に係る補助駆動源付きの人力走
行車によれば，被加力部の変位速度と比較するための基
準値を変更するための手段を備えたので，人力走行車の
走行状態に応じて補助駆動源の補助動作の態様を変更す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る電動モータ付き自転
車の全体構成図。

【図２】 ペダル回転センサの装着部分の拡大図であ
り，（ａ）は側面図，（ｂ）は上面図。

【図３】 第１及び第２の近接スイッチから出力される
検知信号の位相関係を示す特性図であり，（ａ）はペダ
ルが正方向に回転している時，（ｂ）はペダルが逆方向
に回転している時の図。

【図４】 コントローラの内部構成を他の関連装置と共
に示すブロック図。

【図５】 ペダル回転速度とモータ回転速度との対応関
係を示す特性図。

【符号の説明】

１…電動モータ付き自転車 ３…前輪 ５…後輪 １１…ペダル １３…クランク １５…チェーンホイール １７…チェーン １９…フリーホイール ４１…電動モータ ４３…コントローラ ４５…電池 ４７…ペダル回転センサ ５５…ギア歯 ５７…歯部 ５９…溝部 ６１…第１の近接スイッチ ６３…第２の近接スイッチ ７１…パルスカウンタ ７３…タイマ ７５…回転方向判定部 ７７…ペダル回転速度算出部 ７９…速度基準値記憶部 ８１…回転速度比較部 ８３…モータ用電源スイッチ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪と，人力が加えられることにより変
   位する被加力部と，上記被加力部に連動し，上記被加力
   部の変位を上記車輪に伝達することにより上記車輪を回
   転駆動する人力駆動手段と，上記人力駆動手段による上
   記車輪の回転駆動を補助する補助駆動源とを備えた補助
   駆動源付きの人力走行車において，上記被加力部の変位
   速度を検知する変位速度検知手段と，上記変位速度検知
   手段の出力に基づいて上記補助駆動源を制御する補助駆
   動制御手段と，を具備してなることを特徴とする補助駆
   動源付きの人力走行車。
2. 【請求項２】 上記被加力部は，人力が加えられること
   により回転移動するように設けられ，上記変位速度検知
   手段は，上記被加力部の回転移動が所定量に至る毎に検
   知信号を出力する回転検知手段と，上記回転検知手段の
   出力に基づいて上記被加力部の回転移動速度を計測する
   回転速度計測手段と，を含み，上記回転速度計測手段の
   計測結果を出力するものであることを特徴とする請求項
   １記載の補助駆動源付きの人力走行車。
3. 【請求項３】 上記人力駆動手段は，上記被加力部の回
   転移動に連動して回転する鎖車を含み，上記回転検知手
   段は，上記鎖車の周縁近傍であって上記鎖車が回転した
   ときに歯部と溝部とが交互に接近する位置に装着され，
   上記歯部の接近により検知信号を出力する近接スイッチ
   を含むことを特徴とする請求項２記載の補助駆動源付き
   の人力走行車。
4. 【請求項４】 上記補助駆動制御手段は，上記被加力部
   の回転移動が逆方向である場合には，上記回転速度計測
   手段からの出力を無効とすることを特徴とする請求項３
   記載の補助駆動源付きの人力走行車。
5. 【請求項５】 上記回転検知手段は，上記近接スイッチ
   を２個含み，該２個の近接スイッチは，それぞれから出
   力される検知信号の位相関係が，上記鎖車の回転方向の
   正逆により異なるように設けられ，上記変位速度検知手
   段は，上記位相関係の異なりに基づいて上記被加力部の
   回転移動方向の正逆を判定する回転方向判定手段を含む
   ことを特徴とする請求項４記載の補助駆動源付きの人力
   走行車。
6. 【請求項６】 上記鎖車は，上記被加力部の回転移動軸
   と同軸に設けられた駆動用鎖車であることを特徴とする
   請求項５記載の補助駆動源付きの人力走行車。
7. 【請求項７】 上記補助駆動制御手段は，上記変位速度
   検知手段からの出力と予め定められた基準値とを比較
   し，該比較結果に応じた制御信号を出力することを特徴
   する請求項１記載の補助駆動源付きの人力走行車。
8. 【請求項８】 上記人力走行車は，さらに，上記補助駆
   動を制御手段における上記基準値を変更するための基準
   値変更手段を備えることを特徴とする請求項７記載の補
   助駆動源付きの人力走行車。