JPH0826172A - 電動自転車 - Google Patents
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- JPH0826172A JPH0826172A JP6164218A JP16421894A JPH0826172A JP H0826172 A JPH0826172 A JP H0826172A JP 6164218 A JP6164218 A JP 6164218A JP 16421894 A JP16421894 A JP 16421894A JP H0826172 A JPH0826172 A JP H0826172A
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- rotating
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/53—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/45—Control or actuating devices therefor
- B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/60—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/12—Bikes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
(57)【要約】
【構成】人力駆動部と電動駆動部とを有する電動自転車
で、ペダルと車輪との間に弾性体40を介在し、ペダルの
踏力による弾性体40の伸縮をトルク検出部56によって検
出し、この伸縮に応じて電動駆動部を駆動制御し、トル
ク検出部56は、等間隔の切り欠きを形成した第１回転板
49と、第１回転板49の切り欠きと重なり合う切り欠きを
形成した第２回転板51との重なり合う切り欠きの間隔を
検出するセンサ53からなることを特徴とする電動自転
車。 【効果】コンパクトな構成にでき、微妙な変化をする人
力トルクを正確に検出することができ、的確な駆動力の
補助を行うことができる。また、第１回転板と第２回転
板とのねじれをパルス信号によって検出するので、ノイ
ズに強く精度が高くなる。
で、ペダルと車輪との間に弾性体40を介在し、ペダルの
踏力による弾性体40の伸縮をトルク検出部56によって検
出し、この伸縮に応じて電動駆動部を駆動制御し、トル
ク検出部56は、等間隔の切り欠きを形成した第１回転板
49と、第１回転板49の切り欠きと重なり合う切り欠きを
形成した第２回転板51との重なり合う切り欠きの間隔を
検出するセンサ53からなることを特徴とする電動自転
車。 【効果】コンパクトな構成にでき、微妙な変化をする人
力トルクを正確に検出することができ、的確な駆動力の
補助を行うことができる。また、第１回転板と第２回転
板とのねじれをパルス信号によって検出するので、ノイ
ズに強く精度が高くなる。
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（Ｂ６２Ｍ２３／０２）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（Ｂ６２Ｍ２３／０２）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】また上述する実施例とは別に、例えば特開
平４−３２１４８２号（Ｂ６２Ｍ２３／１２）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（Ｂ６２Ｍ２３／１２）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。
【０００５】しかしながら、前述する構成では駆動部分
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。
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。
【０００６】また、後に記載の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。
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、前
記電動駆動部と前記トルク検出部と前記制御部とを内蔵
した盤状ケーシングとを備え、前記トルク検出部は、等
間隔の切り欠きを形成し前記人力駆動部側に設けた第１
回転板と、該第１回転板と同軸に設け第１回転板の切り
欠きと重なり合う切り欠きを形成し前記車輪側に設けた
第２回転板と、前記第１回転板と第２回転板によって形
成される切り欠きの間隔を検出するセンサとからなるこ
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、前
記電動駆動部と前記トルク検出部と前記制御部とを内蔵
した盤状ケーシングとを備え、前記トルク検出部は、等
間隔の切り欠きを形成し前記人力駆動部側に設けた第１
回転板と、該第１回転板と同軸に設け第１回転板の切り
欠きと重なり合う切り欠きを形成し前記車輪側に設けた
第２回転板と、前記第１回転板と第２回転板によって形
成される切り欠きの間隔を検出するセンサとからなるこ
とを特徴とする。
【０００９】また、前記盤状ケーシングは、前記車輪と
共に回転する回転側ケーシングと、前記電動機と前記制
御部とを備えた固定側ケーシングとから形成され、前記
トルク検出部のうち前記センサを固定側ケーシングに設
け、第１回転板と第２回転板を回転側ケーシングに設け
たことを特徴とする。
共に回転する回転側ケーシングと、前記電動機と前記制
御部とを備えた固定側ケーシングとから形成され、前記
トルク検出部のうち前記センサを固定側ケーシングに設
け、第１回転板と第２回転板を回転側ケーシングに設け
たことを特徴とする。
【００１０】更に、前記人力駆動部と前記弾性体との間
に一方向クラッチを介したことを特徴とする。
に一方向クラッチを介したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明は、使用者がペダルを踏むことで、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
伸縮し、この伸縮により、第１回転板が回転する。この
とき、第１回転板は第２回転板に対して回転し、弾性体
の伸縮の大きさが大きくなるほど回転量が大きくなる。
即ち、第１回転板に形成した切り欠きがずれることによ
って、互いの回転板が重なりあう部分が多くなり、切り
欠きの間隔が狭くなっていく。この間隔をセンサによっ
て検出することで、弾性体の伸縮の大きさ、即ち、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
駆動する。
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
伸縮し、この伸縮により、第１回転板が回転する。この
とき、第１回転板は第２回転板に対して回転し、弾性体
の伸縮の大きさが大きくなるほど回転量が大きくなる。
即ち、第１回転板に形成した切り欠きがずれることによ
って、互いの回転板が重なりあう部分が多くなり、切り
欠きの間隔が狭くなっていく。この間隔をセンサによっ
て検出することで、弾性体の伸縮の大きさ、即ち、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
駆動する。
【００１２】固定側ケーシングに設けたセンサが検出し
た信号は、固定側ケーシングに設けた制御部に送られ、
電動機を回転制御する。
た信号は、固定側ケーシングに設けた制御部に送られ、
電動機を回転制御する。
【００１３】また、ペダルの駆動力は一方向クラッチに
よって走行する方向にしか回転しないので、逆方向に回
転したときに第１回転板と第２回転板とがずれることが
ない。
よって走行する方向にしか回転しないので、逆方向に回
転したときに第１回転板と第２回転板とがずれることが
ない。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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、回転軸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、回転軸等によるものでも構わない。
【００１８】13は、前記前輪２を操舵するハンドルであ
る。
る。
【００１９】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。
【００２０】21は、サドルである。
【００２１】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。
【００２２】次に、図８に基づき、前記盤状ケーシング
５について説明する。
５について説明する。
【００２３】図８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。
【００２４】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。
【００２５】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によってプーリーを固定する
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によってプーリーを固定する
ようになっている。
【００２６】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との間には一方向クラッチ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との間には一方向クラッチ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。
【００２７】39は、後輪３の車軸である。
【００２８】前記最終段プーリー29について、図1乃至
図３に基づき詳述する。
図３に基づき詳述する。
【００２９】40は、最終段プーリー29の内側で車軸39を
軸対称に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。
軸対称に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。
【００３０】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。
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。
【００３１】42は、前記チェーンスプロケット37の回転
によって回動し、車軸39に設けられた回動板で、該回動
板42には車軸39を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。
によって回動し、車軸39に設けられた回動板で、該回動
板42には車軸39を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。
【００３２】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、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、曲面になっ
ている。
【００３３】47は、前記バネ40の付勢によって押される
押圧部材43を衝撃から防ぐためのラバープレートであ
る。
押圧部材43を衝撃から防ぐためのラバープレートであ
る。
【００３４】48は、前記バネ40を施蓋するカバーであ
る。
る。
【００３５】49は、前記回動板42に設けられ回動板42と
共に回動する第１回転板で、該第１回転板49は円板状で
周囲に等間隔の切り欠き50を形成している。
共に回動する第１回転板で、該第１回転板49は円板状で
周囲に等間隔の切り欠き50を形成している。
【００３６】51は、前記最終段プーリー29に取り付けら
れ、前記第１回転板49と同軸に取り付けられている第２
回転板である。該第２回転板51は、第１回転板49と同一
形状で等間隔に切り欠き52を形成しており、第１、第２
回転板49、51共、光を透過しないものであれば材質は何
でも構わない。また、第１回転板49の切り欠き50と第２
回転板51の切り欠き52とは切り欠きが重なり合うように
取り付けてある。
れ、前記第１回転板49と同軸に取り付けられている第２
回転板である。該第２回転板51は、第１回転板49と同一
形状で等間隔に切り欠き52を形成しており、第１、第２
回転板49、51共、光を透過しないものであれば材質は何
でも構わない。また、第１回転板49の切り欠き50と第２
回転板51の切り欠き52とは切り欠きが重なり合うように
取り付けてある。
【００３７】53は、第１回転板49と第２回転板51とを挟
み前記固定側ケーシング７側に設けたセンサで、該セン
サ53は一方に発光素子54、もう一方に受光素子55を設
け、回動板42及び最終段プーリー29と共に回転する第１
回転板49と第２回転板51とに形成した切り欠きの間隔を
発光素子54からの光の透過時間によって受光素子55が検
出する。
み前記固定側ケーシング７側に設けたセンサで、該セン
サ53は一方に発光素子54、もう一方に受光素子55を設
け、回動板42及び最終段プーリー29と共に回転する第１
回転板49と第２回転板51とに形成した切り欠きの間隔を
発光素子54からの光の透過時間によって受光素子55が検
出する。
【００３８】これらの、バネ40、回動板42、第１回転板
49、第２回転板51、センサ53を合わせて、トルク検出部
56という。
49、第２回転板51、センサ53を合わせて、トルク検出部
56という。
【００３９】前記第１回転板49と第２回転板51との動き
について説明する。
について説明する。
【００４０】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くため、チェーンスプロ
ケット37、回動板42は回転しようとし、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
と共に第１回転板49が回転して第２回転板51との間にね
じれが生じ、それぞれの切り欠きが重なりあう部分もバ
ネ40の縮みに応じて変化する。即ち、図３に示す如く、
第１回転板49は実線で示す部分、また第２回転板51は破
線で示す部分の位置となっており、θだけ切り欠きが狭
くなった状態になっている。この時、発光素子54が発光
する光を切り欠きの間だけ受光素子55が受光し、これを
切り欠きの幅に応じた周期のパルス信号として変換す
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くため、チェーンスプロ
ケット37、回動板42は回転しようとし、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
と共に第１回転板49が回転して第２回転板51との間にね
じれが生じ、それぞれの切り欠きが重なりあう部分もバ
ネ40の縮みに応じて変化する。即ち、図３に示す如く、
第１回転板49は実線で示す部分、また第２回転板51は破
線で示す部分の位置となっており、θだけ切り欠きが狭
くなった状態になっている。この時、発光素子54が発光
する光を切り欠きの間だけ受光素子55が受光し、これを
切り欠きの幅に応じた周期のパルス信号として変換す
る。
【００４１】また、平地走行時において、使用者が踏力
を加えない時の状態については、第１、第２回転板49、
51の切り欠き50、52は重なった状態となっており、図３
に示す如く、第１回転板49と第２回転板51とは実線で示
す部分で重なりあった状態となっており、最も切り欠き
の間隔が広い状態を保つ。
を加えない時の状態については、第１、第２回転板49、
51の切り欠き50、52は重なった状態となっており、図３
に示す如く、第１回転板49と第２回転板51とは実線で示
す部分で重なりあった状態となっており、最も切り欠き
の間隔が広い状態を保つ。
【００４２】更に、平地や登り坂などで使用者が加速を
した場合について説明すると、上述する発進時と同様、
θだけ第１回転板49が第２回転板51に対してねじれ、切
り欠きの間隔が狭くなる。これを受光素子55が検出する
ことでねじれの度合いを検出することができる。
した場合について説明すると、上述する発進時と同様、
θだけ第１回転板49が第２回転板51に対してねじれ、切
り欠きの間隔が狭くなる。これを受光素子55が検出する
ことでねじれの度合いを検出することができる。
【００４３】図４は、それぞれの走行状態について、受
光素子55の信号を示す。
光素子55の信号を示す。
【００４４】（Ａ）に示す波形は、人力によるトルクが
全くかからない状態で、パルスが生じている部分は受光
素子55に光が入力されている状態を示す。
全くかからない状態で、パルスが生じている部分は受光
素子55に光が入力されている状態を示す。
【００４５】（Ｂ）に示す波形は、人力によってトルク
がかかり、第１回転板49と第２回転板51との間にねじれ
が生じた状態を示す。すなわち、ねじれによって互いの
回転板49、51が重なりあい、切り欠きの間隔が狭くな
り、光の透過時間が短くなっていることを示す。この状
態は、人力によるトルクがかかっていることを示す。
がかかり、第１回転板49と第２回転板51との間にねじれ
が生じた状態を示す。すなわち、ねじれによって互いの
回転板49、51が重なりあい、切り欠きの間隔が狭くな
り、光の透過時間が短くなっていることを示す。この状
態は、人力によるトルクがかかっていることを示す。
【００４６】受光素子55で検出されるパルス信号は、前
記制御部26に入力され、このパルス幅が長いほど電動機
８による駆動が小さく、パルス幅が短いほど使用者が補
助が必要な状態であることを示し、大きな駆動力で電動
機８による補助を行う。
記制御部26に入力され、このパルス幅が長いほど電動機
８による駆動が小さく、パルス幅が短いほど使用者が補
助が必要な状態であることを示し、大きな駆動力で電動
機８による補助を行う。
【００４７】このように後輪３とともに回転する回転板
49、51からパルス信号を検出するため、切り欠き50、52
の数を検出し、後輪３の回転数を検出することで車速セ
ンサを兼用して設けることも考えられる。
49、51からパルス信号を検出するため、切り欠き50、52
の数を検出し、後輪３の回転数を検出することで車速セ
ンサを兼用して設けることも考えられる。
【００４８】次に他の実施例について図５及び図６に基
づき説明をする。
づき説明をする。
【００４９】本実施例は、上述する実施例と第１回転板
49と第２回転板51とが異なるだけなので、同一部分につ
いては説明を省略し、第１回転板と第２回転板とについ
て説明する。
49と第２回転板51とが異なるだけなので、同一部分につ
いては説明を省略し、第１回転板と第２回転板とについ
て説明する。
【００５０】57は、前記回動板42に設けられた第１回転
板で、該第１回転板57は円板状の基台に車軸方向に筒状
に壁58を形成し、その壁に等間隔に切り欠き59を形成し
たものである。
板で、該第１回転板57は円板状の基台に車軸方向に筒状
に壁58を形成し、その壁に等間隔に切り欠き59を形成し
たものである。
【００５１】60は、前記第１回転板57内に挿入され、前
記第１回転板57と切り欠き59の間隔が同じになるように
形成した第２回転板で、61は壁で、62は切り欠きであ
る。そして、該第２回転板60は最終段プーリー29に取り
付けられている。
記第１回転板57と切り欠き59の間隔が同じになるように
形成した第２回転板で、61は壁で、62は切り欠きであ
る。そして、該第２回転板60は最終段プーリー29に取り
付けられている。
【００５２】63は、これらの切り欠きを検出するセンサ
で、該センサ63は発光素子64と受光素子65とから構成さ
れている。
で、該センサ63は発光素子64と受光素子65とから構成さ
れている。
【００５３】本実施例も上述する実施例と同じで、人力
によるトルクが生じると、第１回転板57と、第２回転板
60とがずれることによってセンサ63が検出する光が透過
する間隔が小さくなり、この間隔をパルス信号に変換す
ることにより、トルクの大きさを検出することができ
る。そして、この信号に応じて小さいトルクのときには
小さい力で電動機８を駆動し、また大きなトルクのとき
には大きな力で電動機８を駆動する。
によるトルクが生じると、第１回転板57と、第２回転板
60とがずれることによってセンサ63が検出する光が透過
する間隔が小さくなり、この間隔をパルス信号に変換す
ることにより、トルクの大きさを検出することができ
る。そして、この信号に応じて小さいトルクのときには
小さい力で電動機８を駆動し、また大きなトルクのとき
には大きな力で電動機８を駆動する。
【００５４】本実施例では、光の透過時間を検出して踏
力を検出したが、光の遮光時間を検出しても構わない。
また、本実施例では、踏力が無いとき、第１回転板と第
２回転板の切り欠きが重なるように構成したが、互いの
回転板によって切り欠きがふさがるようにし、踏力が加
わった時に光が透過するように構成してもよい。
力を検出したが、光の遮光時間を検出しても構わない。
また、本実施例では、踏力が無いとき、第１回転板と第
２回転板の切り欠きが重なるように構成したが、互いの
回転板によって切り欠きがふさがるようにし、踏力が加
わった時に光が透過するように構成してもよい。
【００５５】以上のように構成したので、コンパクトな
構成にでき、回転側ケーシング６等の人力で動かす部分
の重量全てを考慮してトルクを検出することができるた
め、微妙な変化をする人力トルクを正確に検出すること
ができ、従って電動機８による駆動を微妙に変化させる
ことができ、的確な駆動力の補助を行うことができる。
そして、パルス信号で処理するため、ノイズに強く精度
が高くなる。
構成にでき、回転側ケーシング６等の人力で動かす部分
の重量全てを考慮してトルクを検出することができるた
め、微妙な変化をする人力トルクを正確に検出すること
ができ、従って電動機８による駆動を微妙に変化させる
ことができ、的確な駆動力の補助を行うことができる。
そして、パルス信号で処理するため、ノイズに強く精度
が高くなる。
【００５６】また、第１回転板49、57と第２回転板51、
60とは互いの切り欠きが一致した位置で人力駆動部10の
トルクをゼロに設定したので、組み立て時において設定
がしやすく、正確な検出を続けることができる。
60とは互いの切り欠きが一致した位置で人力駆動部10の
トルクをゼロに設定したので、組み立て時において設定
がしやすく、正確な検出を続けることができる。
【００５７】そして、センサ56、63を固定側ケーシング
６に設けているので、スリップリングやロータリートラ
ンス等の回転体からの信号伝達手段が不要となり、組み
立てが簡単になる。
６に設けているので、スリップリングやロータリートラ
ンス等の回転体からの信号伝達手段が不要となり、組み
立てが簡単になる。
【００５８】更に、人力駆動部11とバネ40との間に一方
向クラッチ38を介しているので、人力駆動部11の進行方
向のみにトルクを検出することができ、使い勝手が良く
なる。
向クラッチ38を介しているので、人力駆動部11の進行方
向のみにトルクを検出することができ、使い勝手が良く
なる。
【００５９】尚、本実施例では第１、第２回転板の間隔
を光の透過によって検出したが、光の反射などによって
検出しても同等の効果が得られることは自明である。
を光の透過によって検出したが、光の反射などによって
検出しても同等の効果が得られることは自明である。
【００６０】
【効果】本発明は、ペダルと車輪との間に弾性体を介在
しペダルの踏力によって弾性体を介して車輪を回転する
人力駆動部を設け、弾性体の伸縮をセンサによって検出
して電動機を駆動制御するので、コンパクトな構成にで
き、回転側ケーシング等の人力で動かす部分の重量全て
を考慮してトルクを検出することができるため、微妙な
変化をする人力トルクを正確に検出することができ、従
って電動機による駆動を微妙に変化させることができ、
的確な駆動力の補助を行うことができる。また、第１回
転板と第２回転板とのねじれを切り欠きの間隔によって
検出し、パルス信号で処理するため、ノイズに強く精度
が高くなる。
しペダルの踏力によって弾性体を介して車輪を回転する
人力駆動部を設け、弾性体の伸縮をセンサによって検出
して電動機を駆動制御するので、コンパクトな構成にで
き、回転側ケーシング等の人力で動かす部分の重量全て
を考慮してトルクを検出することができるため、微妙な
変化をする人力トルクを正確に検出することができ、従
って電動機による駆動を微妙に変化させることができ、
的確な駆動力の補助を行うことができる。また、第１回
転板と第２回転板とのねじれを切り欠きの間隔によって
検出し、パルス信号で処理するため、ノイズに強く精度
が高くなる。
【００６１】そして、センサを固定側ケーシングに設け
たので、スリップリングやロータリートランス等の回転
体からの信号伝達手段が不要となり、組み立てが簡単に
なる。
たので、スリップリングやロータリートランス等の回転
体からの信号伝達手段が不要となり、組み立てが簡単に
なる。
【００６２】更に、人力駆動部と弾性体との間に一方向
クラッチを介したので、人力駆動部の進行方向のみにト
ルクを検出することができ、使い勝手が良くなる。
クラッチを介したので、人力駆動部の進行方向のみにト
ルクを検出することができ、使い勝手が良くなる。
【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平面図である。
ーリーの構成を示す平面図である。
【図２】同盤状ケーシングの側面断面図である。
【図３】同要部平面図である。
【図４】同センサの検出の状態を示す波形図である。
【図５】本発明の他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平面図である。
プーリーの構成を示す平面図である。
【図６】同要部分解斜視図である。
【図７】本発明における電動自転車の全体斜視図であ
る。
る。
【図８】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。
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 56 トルク検出部 26 制御部 ５ 盤状ケーシング 50 切り欠き 52 切り欠き 59 切り欠き 62 切り欠き 49 第１回転板 57 第１回転板 51 第２回転板 60 第２回転板 53 センサ 63 センサ ６ 回転側ケーシング ７ 固定側ケーシング 38 一方向クラッチ
Claims (3)
- 【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、前記電動駆動部と前記トルク
検出部と前記制御部とを内蔵した盤状ケーシングとを備
え、前記トルク検出部は、等間隔の切り欠きを形成し前
記人力駆動部側に設けた第１回転板と、該第１回転板と
同軸に設け第１回転板の切り欠きと重なり合う切り欠き
を形成し前記車輪側に設けた第２回転板と、前記第１回
転板と第２回転板によって形成される切り欠きの間隔を
検出するセンサとからなることを特徴とする電動自転
車。 - 【請求項２】 前記盤状ケーシングは、前記車輪と共に
回転する回転側ケーシングと、前記電動機と前記制御部
とを備えた固定側ケーシングとから形成され、前記トル
ク検出部のうち前記センサを固定側ケーシングに設け、
第１回転板と第２回転板を回転側ケーシングに設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の電動自転車。 - 【請求項３】 前記人力駆動部と前記弾性体との間に一
方向クラッチを介した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 |
|---|---|---|---|
| JP6164218A JPH0826172A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 電動自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6164218A JPH0826172A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 電動自転車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0826172A true JPH0826172A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15788919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6164218A Pending JPH0826172A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 電動自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826172A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997042476A1 (de) * | 1996-05-06 | 1997-11-13 | Werner Mayer | Vorrichtung zur erfassung der antriebskraft eines durch muskelkraft betriebenen geräts |
| US6173801B1 (en) | 1996-10-25 | 2001-01-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Manually operated travelling vehicle with auxiliary power |
| JP2003528723A (ja) * | 2000-03-31 | 2003-09-30 | カウンシル・オブ・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ | １，１，１，２−テトラフルオロエタンの調製のためのプロセス |
| WO2007095823A1 (fr) * | 2006-02-22 | 2007-08-30 | Guangzhou Panyu Huanan Motors Group Co., Ltd. | Dispositif de changement de vitesse |
| CN100453401C (zh) * | 2005-01-07 | 2009-01-21 | 株式会社明电舍 | 电动助力式自行车 |
| JP2017206264A (ja) * | 2012-12-17 | 2017-11-24 | ヤマハ発動機株式会社 | 駆動ユニット及び電動補助自転車 |
| JP2020169009A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用の判別装置、人力駆動車用の判別システム、および、人力駆動車用の制御装置 |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP6164218A patent/JPH0826172A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997042476A1 (de) * | 1996-05-06 | 1997-11-13 | Werner Mayer | Vorrichtung zur erfassung der antriebskraft eines durch muskelkraft betriebenen geräts |
| US6173801B1 (en) | 1996-10-25 | 2001-01-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Manually operated travelling vehicle with auxiliary power |
| JP2003528723A (ja) * | 2000-03-31 | 2003-09-30 | カウンシル・オブ・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ | １，１，１，２−テトラフルオロエタンの調製のためのプロセス |
| CN100453401C (zh) * | 2005-01-07 | 2009-01-21 | 株式会社明电舍 | 电动助力式自行车 |
| WO2007095823A1 (fr) * | 2006-02-22 | 2007-08-30 | Guangzhou Panyu Huanan Motors Group Co., Ltd. | Dispositif de changement de vitesse |
| JP2017206264A (ja) * | 2012-12-17 | 2017-11-24 | ヤマハ発動機株式会社 | 駆動ユニット及び電動補助自転車 |
| JP2020169009A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | 株式会社シマノ | 人力駆動車用の判別装置、人力駆動車用の判別システム、および、人力駆動車用の制御装置 |
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