JPH08271358A - 負荷検出装置 - Google Patents
負荷検出装置Info
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- JPH08271358A JPH08271358A JP9800995A JP9800995A JPH08271358A JP H08271358 A JPH08271358 A JP H08271358A JP 9800995 A JP9800995 A JP 9800995A JP 9800995 A JP9800995 A JP 9800995A JP H08271358 A JPH08271358 A JP H08271358A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カップリング等を用いずに回転負荷の真の負
荷トルクを検出する。 【構成】 駆動源に駆動されて回転する円筒状の内側回
転部材と、内側回転部材に駆動されて回転する円筒状の
中側回転部材と、中側回転部材に駆動されて、回転負荷
と一体に回転する円筒状の外側回転部材と、内側回転部
材の周面に設けられた第１カム部材と、中側回転部材の
周面に設けられ、第１カム部材と係合して回転軸方向に
移動する第２カム部材と、第２カム部材の移動量を検出
するポテンショメータと、中側回転部材の外周面に設け
られた第１スプラインと外側回転部材の内周面に設けら
れ、第１スプラインと噛合する第２スプラインとを具備
し、内側回転部材の回転駆動力を、第１カム部材、第２
カム部材、第１スプライン、および第２スプラインを介
して、外側回転部材に伝達する。
荷トルクを検出する。 【構成】 駆動源に駆動されて回転する円筒状の内側回
転部材と、内側回転部材に駆動されて回転する円筒状の
中側回転部材と、中側回転部材に駆動されて、回転負荷
と一体に回転する円筒状の外側回転部材と、内側回転部
材の周面に設けられた第１カム部材と、中側回転部材の
周面に設けられ、第１カム部材と係合して回転軸方向に
移動する第２カム部材と、第２カム部材の移動量を検出
するポテンショメータと、中側回転部材の外周面に設け
られた第１スプラインと外側回転部材の内周面に設けら
れ、第１スプラインと噛合する第２スプラインとを具備
し、内側回転部材の回転駆動力を、第１カム部材、第２
カム部材、第１スプライン、および第２スプラインを介
して、外側回転部材に伝達する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動自転車の負荷検出
に最適な負荷検出装置に関する。
に最適な負荷検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動自転車は、クランク軸にて駆
動トルクを検出して、クランク軸を電動モータで駆動す
るようにしている。従って、変速機が付いている場合
は、変速ギアの位置により検出するトルクが変化してし
まう。例えば、重いギア（高速ギア）を選択していると
きは、同一の走行状態（上り坂等）でも負荷が大きいと
検出してしまう。また、回転している物体から信号を取
り出す場合には、カップリング等の補機が必要である。
動トルクを検出して、クランク軸を電動モータで駆動す
るようにしている。従って、変速機が付いている場合
は、変速ギアの位置により検出するトルクが変化してし
まう。例えば、重いギア（高速ギア）を選択していると
きは、同一の走行状態（上り坂等）でも負荷が大きいと
検出してしまう。また、回転している物体から信号を取
り出す場合には、カップリング等の補機が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の電動自転車では、重いギア（高速ギア）を選択してい
るときは、同一の走行状態でも負荷が大きいと検出し
て、駆動電流を多く流すので、電池を早期に消耗するお
それがある。
の電動自転車では、重いギア（高速ギア）を選択してい
るときは、同一の走行状態でも負荷が大きいと検出し
て、駆動電流を多く流すので、電池を早期に消耗するお
それがある。
【０００４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、カップリング等を用いずに回転負荷の真の負荷
トルクを検出する負荷検出装置を提供することを目的と
する。
もので、カップリング等を用いずに回転負荷の真の負荷
トルクを検出する負荷検出装置を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の負荷検出装置は、駆動源に駆動されて回転
する円筒状の内側回転部材と、内側回転部材に駆動され
て回転する円筒状の中側回転部材と、中側回転部材に駆
動されて、回転負荷と一体に回転する円筒状の外側回転
部材と、内側回転部材の周面に設けられた第１カム部材
と、中側回転部材の周面に設けられ、第１カム部材と係
合して回転軸方向に移動する第２カム部材と、第２カム
部材の移動量を検出するポテンショメータと、中側回転
部材の外周面に設けられた第１スプラインと外側回転部
材の内周面に設けられ、第１スプラインと噛合する第２
スプラインとを具備し、内側回転部材の回転駆動力を、
第１カム部材、第２カム部材、第１スプライン、および
第２スプラインを介して、外側回転部材に伝達する。
に、本発明の負荷検出装置は、駆動源に駆動されて回転
する円筒状の内側回転部材と、内側回転部材に駆動され
て回転する円筒状の中側回転部材と、中側回転部材に駆
動されて、回転負荷と一体に回転する円筒状の外側回転
部材と、内側回転部材の周面に設けられた第１カム部材
と、中側回転部材の周面に設けられ、第１カム部材と係
合して回転軸方向に移動する第２カム部材と、第２カム
部材の移動量を検出するポテンショメータと、中側回転
部材の外周面に設けられた第１スプラインと外側回転部
材の内周面に設けられ、第１スプラインと噛合する第２
スプラインとを具備し、内側回転部材の回転駆動力を、
第１カム部材、第２カム部材、第１スプライン、および
第２スプラインを介して、外側回転部材に伝達する。
【０００６】
【作用】上記構成の負荷検出装置においては、回転軸方
向に移動する第２カム部材の移動量をポテンショメータ
で検出するようにしたので、回転する負荷の真の負荷ト
ルクを、固定したポテンショメータで検出することが可
能となる。また、内側回転部材の回転駆動力を、中側回
転部材を介して外側回転部材に伝達するようにしたの
で、既存の内側回転部材の外側に負荷検出装置を形成す
ることが可能となる。
向に移動する第２カム部材の移動量をポテンショメータ
で検出するようにしたので、回転する負荷の真の負荷ト
ルクを、固定したポテンショメータで検出することが可
能となる。また、内側回転部材の回転駆動力を、中側回
転部材を介して外側回転部材に伝達するようにしたの
で、既存の内側回転部材の外側に負荷検出装置を形成す
ることが可能となる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【０００８】図１は、本発明による負荷検出装置の一実
施例を示す分解斜視図図である。図２は、本発明による
負荷検出装置の一実施例を示す正面図である。実施例
は、電動自転車の後輪に加わる負荷トルクを検出するの
に、本発明を適用した場合を例にしている。
施例を示す分解斜視図図である。図２は、本発明による
負荷検出装置の一実施例を示す正面図である。実施例
は、電動自転車の後輪に加わる負荷トルクを検出するの
に、本発明を適用した場合を例にしている。
【０００９】図１において、円筒状のハブ体１の中に、
内装三段変速ギヤ２とトルクセンシングピース３とが挿
入される。即ち、内装三段変速ギヤ２とトルクセンシン
グピース３も略円筒状の外形を有し、トルクセンシング
ピース３の中に内装三段変速ギヤ２が挿入される。ハブ
体１には、スポーク等を介してタイヤ（共に図示せず）
が取り付けられ、電動自転車の後輪を構成する。内装三
段変速ギヤ２の周面（斜面カム２ａ）は、内装型変速機
の出力部であると共に内装三段変速ギヤ２の外装を兼ね
ている。内装三段変速ギヤ２は右端（図１）に斜面カム
２ａを有し、トルクセンシングピース３も右端（図１）
に斜面カム３ａを有する。トルクセンシングピース３の
中に内装三段変速ギヤ２を挿入することにより、斜面カ
ム２ａと斜面カム３ａとが係合する。なお、内装三段変
速ギヤ２の駆動軸２ｃには、電動機（図示せず）から回
転駆動力が供給される。回転駆動力は、内装三段変速ギ
ヤ２によって減速されてから斜面カム２ａに出力され、
斜面カム２ａを矢印Ａ方向に回転駆動する。
内装三段変速ギヤ２とトルクセンシングピース３とが挿
入される。即ち、内装三段変速ギヤ２とトルクセンシン
グピース３も略円筒状の外形を有し、トルクセンシング
ピース３の中に内装三段変速ギヤ２が挿入される。ハブ
体１には、スポーク等を介してタイヤ（共に図示せず）
が取り付けられ、電動自転車の後輪を構成する。内装三
段変速ギヤ２の周面（斜面カム２ａ）は、内装型変速機
の出力部であると共に内装三段変速ギヤ２の外装を兼ね
ている。内装三段変速ギヤ２は右端（図１）に斜面カム
２ａを有し、トルクセンシングピース３も右端（図１）
に斜面カム３ａを有する。トルクセンシングピース３の
中に内装三段変速ギヤ２を挿入することにより、斜面カ
ム２ａと斜面カム３ａとが係合する。なお、内装三段変
速ギヤ２の駆動軸２ｃには、電動機（図示せず）から回
転駆動力が供給される。回転駆動力は、内装三段変速ギ
ヤ２によって減速されてから斜面カム２ａに出力され、
斜面カム２ａを矢印Ａ方向に回転駆動する。
【００１０】ハブ体１の内周にはスプライン１ａが形成
され、トルクセンシングピース３の最外周にもスプライ
ン３ｃが形成されている。ハブ体１の中に、内装三段変
速ギヤ２とトルクセンシングピース３とを挿入したとき
に、スプライン１ａとスプライン３ｃとが噛合する。
され、トルクセンシングピース３の最外周にもスプライ
ン３ｃが形成されている。ハブ体１の中に、内装三段変
速ギヤ２とトルクセンシングピース３とを挿入したとき
に、スプライン１ａとスプライン３ｃとが噛合する。
【００１１】内装三段変速ギヤ２の下部（図１）には溝
２ｂが形成され、トルクセンシングピース３の上部（図
１）には切欠き３ｂが形成されている。溝２ｂにはねじ
りばね４の上端部４ａが嵌入され、切欠き３ｂにはねじ
りばね４の下端部４ｂが挿入される。ねじりばね４は、
内装三段変速ギヤ２とトルクセンシングピース３との相
対的な回動によって変形して、両者を元の位置関係に戻
すように作用する。
２ｂが形成され、トルクセンシングピース３の上部（図
１）には切欠き３ｂが形成されている。溝２ｂにはねじ
りばね４の上端部４ａが嵌入され、切欠き３ｂにはねじ
りばね４の下端部４ｂが挿入される。ねじりばね４は、
内装三段変速ギヤ２とトルクセンシングピース３との相
対的な回動によって変形して、両者を元の位置関係に戻
すように作用する。
【００１２】トルクセンシングピース３の左側（図１）
には、ポテンショメータ５が配置（固定）されている。
ポテンショメータ５は回転型のポテンショメータであ
り、可動子５ｃが回転した量に対応する抵抗値（または
電圧値）を出力する。可動子５ｃには、ロッド５ａが回
転自在に軸支されている。ポテンショメータ５の先端部
５ｂは、トルクセンシングピース３の端面３ｄに当接し
ている。以上の構成によりポテンショメータ５は、トル
クセンシングピース３の回転軸方向における変位量を検
出する。
には、ポテンショメータ５が配置（固定）されている。
ポテンショメータ５は回転型のポテンショメータであ
り、可動子５ｃが回転した量に対応する抵抗値（または
電圧値）を出力する。可動子５ｃには、ロッド５ａが回
転自在に軸支されている。ポテンショメータ５の先端部
５ｂは、トルクセンシングピース３の端面３ｄに当接し
ている。以上の構成によりポテンショメータ５は、トル
クセンシングピース３の回転軸方向における変位量を検
出する。
【００１３】斜面カム２ａが矢印Ａ方向に回転すると、
図２に示すように、斜面カム２ａと係合する斜面カム３
ａは、図２の左方向に押される。斜面カム２ａと斜面カ
ム３ａとの相対位置は、斜面カム２ａの回転駆動力とね
じりばね４の付勢力がバランスする位置となる。この間
も、斜面カム２ａから斜面カム３ａに加わった駆動トル
クは、スプライン３ｃがスプライン１ａ内を軸方向に移
動しながらハブ体１に伝達して（図１参照）、後輪を駆
動する。このときの斜面カム３ａの位置を、ロッド５ａ
の変位量としてポテンショメータ５で検出することで、
ハブ体１（後輪）に加わる負荷を検出することができ
る。なお、ねじりばね４のバネ定数を選択することによ
り、バランス位置までのロッド５ａの移動量、即ちポテ
ンショメータ５の検出範囲を任意に選択することができ
る。
図２に示すように、斜面カム２ａと係合する斜面カム３
ａは、図２の左方向に押される。斜面カム２ａと斜面カ
ム３ａとの相対位置は、斜面カム２ａの回転駆動力とね
じりばね４の付勢力がバランスする位置となる。この間
も、斜面カム２ａから斜面カム３ａに加わった駆動トル
クは、スプライン３ｃがスプライン１ａ内を軸方向に移
動しながらハブ体１に伝達して（図１参照）、後輪を駆
動する。このときの斜面カム３ａの位置を、ロッド５ａ
の変位量としてポテンショメータ５で検出することで、
ハブ体１（後輪）に加わる負荷を検出することができ
る。なお、ねじりばね４のバネ定数を選択することによ
り、バランス位置までのロッド５ａの移動量、即ちポテ
ンショメータ５の検出範囲を任意に選択することができ
る。
【００１４】図３は、本発明による負荷検出装置の一実
施例を示す上面図である。図４は、本発明による負荷検
出装置の一実施例を示す正面図である。図３および図４
は、図１または図２で省略した部分や不正確な部分を正
確に示している。なお、図１および図２と同じ構成部分
には同じ符号を付して重複した説明は省略する。
施例を示す上面図である。図４は、本発明による負荷検
出装置の一実施例を示す正面図である。図３および図４
は、図１または図２で省略した部分や不正確な部分を正
確に示している。なお、図１および図２と同じ構成部分
には同じ符号を付して重複した説明は省略する。
【００１５】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明の技術的思想によれば、種々の変形が可能であ
る。例えば、上述した実施例においては、後輪のハブに
負荷検出装置を設けた例で説明したが、ペダルクランク
部に負荷検出装置を設けることもできる。この場合に、
駆動軸２ｃはペダルクランク軸となる。
本発明の技術的思想によれば、種々の変形が可能であ
る。例えば、上述した実施例においては、後輪のハブに
負荷検出装置を設けた例で説明したが、ペダルクランク
部に負荷検出装置を設けることもできる。この場合に、
駆動軸２ｃはペダルクランク軸となる。
【００１６】また、上述した実施例は、本発明を電動自
転車に適用した場合を例にしているが、二輪車に限ら
ず、一輪車、三輪車、または四輪車であっても良い。更
に、駆動源は電動機に限らず内燃機関であってもよい。
また、ポテンショメータ５の代替として、磁気センサー
や光学センサーによる変位検出や、歪みケージにより横
方向の変位を力として検出することも可能である。
転車に適用した場合を例にしているが、二輪車に限ら
ず、一輪車、三輪車、または四輪車であっても良い。更
に、駆動源は電動機に限らず内燃機関であってもよい。
また、ポテンショメータ５の代替として、磁気センサー
や光学センサーによる変位検出や、歪みケージにより横
方向の変位を力として検出することも可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明の負荷検出装置に
よれば、回転軸方向に移動する第２カム部材の移動量を
ポテンショメータで検出するようにしたので、回転する
負荷の真の負荷トルクを、固定したポテンショメータで
検出することが可能となる。また、内側回転部材の回転
駆動力を、中側回転部材を介して外側回転部材に伝達す
るようにしたので、既存の内側回転部材（内装三段変速
ギヤ）の外側に負荷検出装置を形成することが可能とな
る。
よれば、回転軸方向に移動する第２カム部材の移動量を
ポテンショメータで検出するようにしたので、回転する
負荷の真の負荷トルクを、固定したポテンショメータで
検出することが可能となる。また、内側回転部材の回転
駆動力を、中側回転部材を介して外側回転部材に伝達す
るようにしたので、既存の内側回転部材（内装三段変速
ギヤ）の外側に負荷検出装置を形成することが可能とな
る。
【図１】本発明による負荷検出装置の一実施例を示す分
解斜視図である。
解斜視図である。
【図２】本発明による負荷検出装置の一実施例を示す正
面図である。
面図である。
【図３】本発明による負荷検出装置の一実施例を示す上
面図である。
面図である。
【図４】本発明による負荷検出装置の一実施例を示す正
面図である。
面図である。
１ ハブ体 １ａ スプライン ２ 内装三段変速ギヤ ２ａ 斜面カム ２ｂ 溝 ２ｃ 駆動軸 ３ トルクセンシングピース ３ａ 斜面カム ３ｂ 切欠き ３ｃ スプライン ３ｄ 端面 ４ ねじりばね ４ａ 上端部 ４ｂ 下端部 ５ ポテンショメータ ５ａ ロッド ５ｂ 先端部 ５ｃ 可動子
Claims (4)
- 【請求項１】駆動源に駆動されて回転する円筒状の内側
回転部材と、 前記内側回転部材に駆動されて回転する円筒状の中側回
転部材と、 前記中側回転部材に駆動されて、回転負荷と一体に回転
する円筒状の外側回転部材と、 前記内側回転部材の周面に設けられた第１カム部材と、 前記中側回転部材の周面に設けられ、前記第１カム部材
と係合して回転軸方向に移動する第２カム部材と、 前記第２カム部材の移動量を検出するポテンショメータ
と、 前記中側回転部材の外周面に設けられた第１スプライン
と前記外側回転部材の内周面に設けられ、前記第１スプ
ラインと噛合する第２スプラインとを具備し、 前記内側回転部材の回転駆動力を、前記第１カム部材、
前記第２カム部材、前記第１スプライン、および前記第
２スプラインを介して、前記外側回転部材に伝達するこ
とを特徴とする負荷検出装置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記回転負荷が、自転車の駆動輪の負荷であることを特
徴とする負荷検出装置。 - 【請求項３】請求項２において、 前記内側回転部材が、内装型変速機の出力外装であるこ
とを特徴とする負荷検出装置。 - 【請求項４】請求項１において、 前記第１カム部材および前記第２カム部材が、互いに係
合する斜面カムであることを特徴とする負荷検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9800995A JPH08271358A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 負荷検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9800995A JPH08271358A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 負荷検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08271358A true JPH08271358A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=14207753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9800995A Pending JPH08271358A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 負荷検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08271358A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6659895B2 (en) | 1998-12-18 | 2003-12-09 | Shimano, Inc. | Motion sensor for use with a bicycle sprocket assembly |
| JP2011163834A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Anzen Motor Car Co Ltd | スラスト荷重検知式ブレーキテスタ |
| JP2013086536A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Ritsuwa Yo | 電動アシスト自転車のトルク感知装置 |
| JP2013088132A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Ritsuwa Yo | トルク感知装置 |
| US8485050B2 (en) | 2011-10-07 | 2013-07-16 | Li-Ho Yao | Torque sensor assembly for a power-assisted bicycle |
| US8689642B2 (en) | 2011-10-07 | 2014-04-08 | Li-Ho Yao | Torque sensor |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP9800995A patent/JPH08271358A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6659895B2 (en) | 1998-12-18 | 2003-12-09 | Shimano, Inc. | Motion sensor for use with a bicycle sprocket assembly |
| US6761655B2 (en) | 1998-12-18 | 2004-07-13 | Shimano, Inc. | Motion sensor for use with a bicycle sprocket assembly |
| US7001294B2 (en) | 1998-12-18 | 2006-02-21 | Shimano, Inc. | Method of using a motion sensor with a bicycle sprocket assembly |
| US7004862B2 (en) | 1998-12-18 | 2006-02-28 | Masahiko Fukuda | Method of using a motion sensor with a bicycle sprocket assembly |
| JP2011163834A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Anzen Motor Car Co Ltd | スラスト荷重検知式ブレーキテスタ |
| US8485050B2 (en) | 2011-10-07 | 2013-07-16 | Li-Ho Yao | Torque sensor assembly for a power-assisted bicycle |
| US8689642B2 (en) | 2011-10-07 | 2014-04-08 | Li-Ho Yao | Torque sensor |
| JP2013086536A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Ritsuwa Yo | 電動アシスト自転車のトルク感知装置 |
| JP2013088132A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Ritsuwa Yo | トルク感知装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040316 |