JPH0885491A - Motor-assisted bicycle - Google Patents

Motor-assisted bicycle

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JPH0885491A
JPH0885491A JP6230024A JP23002494A JPH0885491A JP H0885491 A JPH0885491 A JP H0885491A JP 6230024 A JP6230024 A JP 6230024A JP 23002494 A JP23002494 A JP 23002494A JP H0885491 A JPH0885491 A JP H0885491A
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JP
Japan
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torque
electric bicycle
rotating plate
coil
wheel
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JP6230024A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Hirose
康夫 広瀬
Katsumi Inui
克己 乾
Seiji Yamaguchi
征史 山口
Tateaki Tanaka
建明 田中
Hisahiro Kazuhara
寿宏 数原
Toshihiro Matsumoto
敏宏 松本
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to TW089202930U priority patent/TW467091U/en
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Priority to EP95103955A priority patent/EP0675037B1/en
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Priority to CN95103616A priority patent/CN1053417C/en
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    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, 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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Abstract

PURPOSE: To provide a motor-assisted bicycle capable of correctly detecting menual torque by simple constitution to accurately drive a motor according to this torque. CONSTITUTION: In a motor-assisted bicycle wherein a spring 40 is interposed between a pedal and a wheel to detect the magnitude of stepping force by the expansion and contraction of the spring 40 to assist manual drive by an electrically-driving part according to this magnitude, in order to detect the expansion and contraction of the spring 40, the expansion and contraction of the spring 40 is converted into the movement in an axle 39 direction, and this movement quantity is detected by the change of inductance due to the movement of a ferrite 48 in a coil 49 to detect the magnitude of torque.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has both a human-powered driving unit and a motor-driven electric driving unit, drives the electric motor according to the magnitude of the human-powered driving force, and drives the human-powered driving force of the electric motor. The present invention relates to an electric bicycle assisted by driving force.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, such an electric bicycle is provided with a human-powered drive system and an electric motor-driven drive system in parallel, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-358987 (B62M23 / 02). It is known that the driving force of the system is detected to control the output of the electric motor.

【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、ペダルのクランク軸には筒型軸が外嵌してあり、ペ
ダルの踏力は筒型軸から一方向クラッチを介して遊星歯
車機構に伝えられ、更に該遊星歯車機構に歯合したドラ
イブ軸によって後輪に伝えられるようになっている。前
記遊星歯車機構にはトルク検出レバーの一端が介装して
あり、他端はポテンショメータに連結した第2レバーに
当接してある。第2検出レバーは復帰バネによって復帰
されるようになっており、トルク検出レバーを介して第
2レバーがペダルの踏力に応じた角度だけ回転し、その
回転量をポテンショメータによって測定することによっ
てクランク軸に加えられたトルクを検出する。
In this electric bicycle, in order to detect the driving force of the driving system by human power, that is, the rotational torque of the pedal, a cylindrical shaft is fitted on the crankshaft of the pedal, and the pedaling force of the pedal is the cylindrical shaft. Is transmitted to the planetary gear mechanism via a one-way clutch, and further transmitted to the rear wheels by a drive shaft meshed with the planetary gear mechanism. One end of a torque detection lever is interposed in the planetary gear mechanism, and the other end is in contact with a second lever connected to a potentiometer. The second detection lever is returned by a return spring, the second lever rotates through the torque detection lever by an angle corresponding to the pedaling force of the pedal, and the amount of rotation is measured by a potentiometer to determine the crankshaft. The torque applied to is detected.

【0004】また、前記筒型軸には、一方向クラッチ及
び遊星歯車機構を介して電動モータからの回転駆動力も
伝えられるようになっており、検出されたトルクに応じ
て電動モータの駆動力を増加させ、人力の負担を減らす
ようになっている。
Further, the rotational driving force from the electric motor is also transmitted to the cylindrical shaft through the one-way clutch and the planetary gear mechanism, and the driving force of the electric motor is transmitted according to the detected torque. It is designed to increase and reduce the burden of human power.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな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。
However, in such a structure, since the drive portion is located away from the rear wheel,
There is a large loss of force before the driving force is transmitted to the rear wheels,
In order to transmit power to the rear wheels, vertical rotations of the pedal and the electric motor must be converted into horizontal rotations of the drive shaft, and further rotations must be converted into vertical rotations to rotate the rear wheels. In addition to the complicated structure, there is a problem in that it becomes large in size, and moreover, a failure is likely to occur.

【0006】一方、クランク軸に加えられるトルクを検
出しているため、前述した如く、駆動力が後輪に伝わる
までに力の損失が大きいと、必要とされる電動モータの
回転駆動力より低く駆動制御され、人力の補助力が小さ
くなるという問題があった。更に、トルクはトルク検出
レバー及び第2レバーを介してポテンショメータによっ
て検出するようになっているため、振動によって検出誤
差が発生する虞があった。
On the other hand, since the torque applied to the crankshaft is detected, as described above, if there is a large loss of force before the driving force is transmitted to the rear wheels, it will be lower than the required rotational driving force of the electric motor. There is a problem that the driving force is controlled and the assisting force of human power becomes small. Further, since the torque is detected by the potentiometer via the torque detection lever and the second lever, there is a possibility that a detection error may occur due to vibration.

【0007】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは車輪に生じたトルクを車
軸方向の移動に変換し、その移動量を検出することによ
って、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にあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to convert the torque generated in the wheel into movement in the axle direction and detect the movement amount to thereby simplify the construction. Accurately detects torque due to human power,
An object of the present invention is to provide an electric bicycle that assists a driving force by human power that drives an electric motor appropriately according to the torque.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1発明に係る電動自転
車は、ペダルの踏力によって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
部とを備え、前記踏力によって車輪に生じたトルクを検
出し、検出されたトルクに基づいて前記電動駆動部の回
転駆動を制御する電動自転車において、前記車輪に取付
けた盤状ケーシングと、前記ペダルの踏力によって伸縮
すると共に該踏力を前記盤状ケーシングに伝える弾性体
と、該弾性体の伸縮を前記車輪の車軸方向の移動に変換
する変換部材と、該変換部材の移動量を検出するトルク
検出部とを備えることを特徴とする。
An electric bicycle according to a first aspect of the present invention comprises a human-powered drive unit that rotates wheels by pedaling force of a pedal, and an electric drive unit that rotates the wheels by driving an electric motor. In an electric bicycle that detects a torque generated on a wheel and controls the rotational drive of the electric drive unit based on the detected torque, a disc-shaped casing attached to the wheel and the pedal force that expands and contracts by the pedal force of the pedal. And a conversion member that converts expansion and contraction of the elastic member into movement of the wheel in the axle direction, and a torque detection unit that detects a movement amount of the conversion member. To do.

【0009】第2発明に係る電動自転車は、第1発明に
おいて、前記変換部材は、前記弾性体の伸縮によって回
動する回動板と、該回動板に突設され、その端部が傾斜
している傾斜部と、前記車軸方向に摺動可能に設けた摺
動部材と、該摺動部材に前記傾斜部に当接するように形
成した突部と、前記摺動部材を前記回動板方向に付勢す
る弾性体とを備えることを特徴とする。
An electric bicycle according to a second aspect of the present invention is the electric bicycle according to the first aspect, wherein the converting member is provided with a rotating plate which is rotated by the expansion and contraction of the elastic body, and a projecting portion provided on the rotating plate, the end of which is inclined. The inclined portion, a sliding member slidably provided in the axle direction, a protrusion formed on the sliding member so as to abut the inclined portion, and the sliding member includes the rotating plate. And an elastic body that biases in a direction.

【0010】第3発明に係る電動自転車は、第1発明に
おいて、前記変換部材は、前記車輪の車軸周りに形成し
たネジ歯車と、前記弾性体の伸縮によって回動すると共
に車軸方向に移動可能な回動板と、該回動板に形成され
前記ネジ歯車に螺合したネジ部とを備えることを特徴と
する。
An electric bicycle according to a third aspect of the present invention is the electric bicycle according to the first aspect, wherein the conversion member is rotated by a screw gear formed around the axle of the wheel and expansion and contraction of the elastic body, and is movable in the axle direction. It is characterized by comprising a rotating plate and a screw portion formed on the rotating plate and screwed into the screw gear.

【0011】第4発明に係る電動自転車は、第1発明に
おいて、前記トルク検出部は、磁性部材又は導電部材
と、該磁性部材又は導電部材の近傍に配したコイルとを
備え、その一方は前記変換部材によって車軸方向に移動
されるようになしてあることを特徴とする。
An electric bicycle according to a fourth aspect of the present invention is the electric bicycle according to the first aspect, wherein the torque detecting section includes a magnetic member or a conductive member and a coil arranged near the magnetic member or the conductive member, one of which is the above-mentioned. It is characterized in that it is adapted to be moved in the axle direction by the conversion member.

【0012】第5発明に係る電動自転車は、第1発明に
おいて、前記トルク検出部は、所要距離を隔てて対向し
て配置した電極対と、該電極対の間隙に挿入可能に配置
した誘電体とを備え、その一方は前記変換部材によって
車軸方向に移動されるようになしてあることを特徴とす
る。
An electric bicycle according to a fifth aspect of the present invention is the electric bicycle according to the first aspect, wherein the torque detecting portion is a pair of electrodes arranged to face each other with a required distance, and a dielectric body arranged to be inserted into the gap between the electrode pairs. And one of which is adapted to be moved in the axle direction by the conversion member.

【0013】第6発明に係る電動自転車は、第1発明に
おいて、前記トルク検出部は、磁性体と、該磁性体と対
向して配置した磁気検出器とを備え、その一方は前記変
換部材によって車軸方向に移動されるようになしてある
ことを特徴とする。
An electric bicycle according to a sixth aspect of the present invention is the electric bicycle according to the first aspect, wherein the torque detecting portion includes a magnetic body and a magnetic detector arranged to face the magnetic body, one of which is formed by the converting member. It is characterized in that it is adapted to be moved in the axle direction.

【0014】第7発明に係る電動自転車は、第1発明に
おいて、前記トルク検出部は、光を反射する反射板と、
該反射板に光を出射する発光部,及び前記反射板からの
反射光を受光してその受光位置を検出する受光部を具備
する光学部とを備え、前記反射板又は光学部は前記変換
部材によって車軸方向に移動されるようになしてあるこ
とを特徴とする。
An electric bicycle according to a seventh aspect of the present invention is the electric bicycle according to the first aspect, wherein the torque detecting portion includes a reflecting plate that reflects light.
An optical unit including a light emitting unit that emits light to the reflecting plate and a light receiving unit that receives the reflected light from the reflecting plate and detects the light receiving position, and the reflecting plate or the optical unit is the conversion member. It is characterized by being moved in the direction of the axle.

【0015】[0015]

【作用】第1発明の電動自転車にあっては、使用者がペ
ダルを踏むことで、踏力はペダルから弾性体を介して盤
状ケーシング、車輪へと伝達する。始動の際、使用者が
ペダルを踏み込んだとき、弾性体が大きく縮み、また、
一定速度で動きはじめると、弾性体は殆ど縮まなくな
る。また、加速をするときには、始動時と同様、ペダル
の踏み込みにより弾性体が縮み、その弾性体が盤状ケー
シングを押さえることで車輪が回転して走行する。この
ように、弾性体が人力トルクの大きさに応じて伸縮し、
この伸縮を変換部材により車軸方向に変換し、この変移
をトルク検出部が検出することによって人力トルクが検
出される。そして、検出された人力トルクに応じた大き
さで電動機が駆動されるので、人力トルクが大きくなっ
たときには電動機による補助が大きくなり、人力による
駆動と電動機による駆動とを併用して走行する。
In the electric bicycle according to the first aspect of the present invention, when the user steps on the pedal, the pedaling force is transmitted from the pedal to the disk-shaped casing and the wheels via the elastic body. At the time of starting, when the user depresses the pedal, the elastic body contracts greatly,
When it starts moving at a constant speed, the elastic body hardly shrinks. Further, when accelerating, as in the case of starting, the elastic body contracts due to the depression of the pedal, and the elastic body presses the disk-shaped casing, whereby the wheels rotate and travel. In this way, the elastic body expands and contracts according to the magnitude of human torque,
The expansion / contraction is converted in the direction of the axle by the conversion member, and the torque detection unit detects this change, whereby the human torque is detected. Then, since the electric motor is driven with a magnitude corresponding to the detected human-power torque, when the human-power torque becomes large, the assistance by the electric motor becomes large, and the driving by human power and the drive by the electric motor are used together for traveling.

【0016】第2発明の電動自転車にあっては、人力ト
ルクの増加によって弾性体が縮むと共に回動板が回動
し、該回動板に突設された傾斜部が回動して、これに当
接した突部の当接位置が移動し、車軸方向に付勢する弾
性材が縮む,又は伸長して摺動部材が車軸方向に移動す
る。また、人力トルクが減少すると、人力トルクの増加
によって縮んだ弾性体が伸長することによって回動板が
逆方向に回動し、摺動部材はこの回動に係る力,又は車
軸方向に付勢する弾性材の伸長力によって元に戻され
る。これによって、人力トルクは摺動部材の車軸方向へ
の移動量として検出される。
In the electric bicycle according to the second aspect of the invention, the elastic body contracts due to an increase in the human torque, the rotating plate rotates, and the inclined portion provided on the rotating plate rotates, and The abutting position of the protrusion that abuts against is moved, and the elastic member urging in the axle direction contracts or extends, and the sliding member moves in the axle direction. When the human torque decreases, the elastic plate contracted due to the increase of the human torque expands to rotate the rotating plate in the opposite direction, and the sliding member urges the force related to this rotation or the axial direction. It is restored by the stretching force of the elastic material. As a result, the manual torque is detected as the amount of movement of the sliding member in the axle direction.

【0017】第3発明の電動自転車にあっては、人力ト
ルクの増加すると、それに応じて弾性体が縮むと共に回
動板が回動され、該回動板に形成したネジ部は車軸周り
に形成されたネジ歯車に倣って車軸方向に螺進し、回動
板が車軸方向に移動する。また、人力トルクが減少する
と、それに応じて収縮した弾性体が伸長し、前記ネジ部
がネジ歯車に倣って逆進し、回動板は車軸方向に元の位
置まで移動する。これによって前同様、人力トルクは摺
動部材の車軸方向への移動量として検出される。
In the electric bicycle according to the third aspect of the present invention, when the human torque increases, the elastic body shrinks accordingly and the rotating plate is rotated, and the screw portion formed on the rotating plate is formed around the axle. The rotating plate moves in the axle direction by being screwed in the axle direction following the screw gear thus formed. Further, when the human torque decreases, the elastic body contracted correspondingly expands, the screw portion moves backward following the screw gear, and the rotating plate moves to the original position in the axle direction. As a result, the manual torque is detected as the amount of movement of the sliding member in the axle direction as before.

【0018】第4発明の電動自転車にあっては、磁性部
材又は導電部材,或いはコイルの一方は摺動部材によっ
て車軸方向に移動されるようになしてあるため、磁性部
材とコイルとの相対位置が接近する又はコイル内への磁
性部材の挿入体積が増加すると、コイルのインダクタン
スが大きくなり、コイルに印加した電圧が小さくなる。
また、その逆の場合は、コイルのインダクタンスが小さ
くなり、コイルに印加した電圧が大きくなる。このとき
の電圧変化を踏力の変化として検出し、この変化に応じ
て電動機を駆動して車輪を回転させる。また、導電部材
がコイル近傍を移動した場合、磁性部材と逆の作用とな
る。つまり、導電部材がコイルに近づくと、コイルのイ
ンクタンスが小さくなってこれに印加した電圧が大きく
なり、コイルから遠ざかると、コイルのインダクタンス
が大きくなってこれに印加した電圧が小さくなる。
In the electric bicycle according to the fourth aspect of the present invention, since one of the magnetic member or the conductive member or the coil is moved in the axial direction by the sliding member, the relative position between the magnetic member and the coil. When the magnetic poles approach each other or the volume of the magnetic member inserted into the coil increases, the inductance of the coil increases and the voltage applied to the coil decreases.
On the other hand, in the opposite case, the inductance of the coil decreases and the voltage applied to the coil increases. The change in voltage at this time is detected as a change in pedaling force, and the electric motor is driven according to this change to rotate the wheels. Further, when the conductive member moves near the coil, the action is opposite to that of the magnetic member. That is, when the conductive member approaches the coil, the ink inductance of the coil decreases and the voltage applied thereto increases, and when the conductive member moves away from the coil, the inductance of the coil increases and the voltage applied thereto decreases.

【0019】第5発明の電動自転車にあっては、トルク
検出部は、所要距離を隔てて対向して配置した電極対
と、該電極対の間隙に挿入可能に配置した誘電体との何
れか一方は、変換部材によって車軸方向に移動されるよ
うになしてあるため、トルクに応じて変換部材が車軸方
向に移動して、誘電体が電極対の間隙に対して入出し、
電極対の静電容量が変化する。従って、電極に交流電圧
を印加すると、トルクに応じた静電容量の変化に伴って
その電圧が変化するため、この変化量を検出することに
よってトルクを検出する。
In the electric bicycle according to the fifth aspect of the invention, the torque detecting portion is either an electrode pair arranged facing each other with a required distance in between, or a dielectric body inserted so as to be inserted into the gap between the electrode pairs. On the other hand, since the conversion member is moved in the axle direction by the conversion member, the conversion member moves in the axle direction according to the torque, and the dielectric enters and leaves the gap between the electrode pairs.
The capacitance of the electrode pair changes. Therefore, when an AC voltage is applied to the electrodes, the voltage changes with a change in the electrostatic capacity according to the torque. Therefore, the torque is detected by detecting the amount of change.

【0020】第6発明の電動自転車にあっては、トルク
検出部は、磁性体と、該磁性体と対向して配置された磁
気検出器との何れか一方は、摺動部材によって車軸方向
に移動されるようになしてあるため、トルクに応じて磁
性体と磁気検出器との間の距離が変化する。従って、磁
気検出器においてはトルクに応じて検出される磁束密度
が変化するため、この変化量を検出することによってト
ルクを検出する。
In the electric bicycle according to the sixth aspect of the invention, the torque detecting portion is configured such that one of the magnetic body and the magnetic detector arranged to face the magnetic body is moved in the axial direction by the sliding member. Since it is moved, the distance between the magnetic body and the magnetic detector changes according to the torque. Therefore, in the magnetic detector, the detected magnetic flux density changes according to the torque, and the torque is detected by detecting the amount of change.

【0021】第7発明の電動自転車にあっては、光学部
の発光部からの出射光は、反射板によって反射され、そ
の反射光は受光部で受光される。また、発光部及び受光
部と、これらに対向して配した反射板との何れか一方
は、摺動部材によって車軸方向に移動されるようになし
てあるため、移動量に応じて受光部における反射光の受
光位置が変化する。受光部は、この変化量を検出するこ
とによってトルクを検出する。
In the electric bicycle of the seventh invention, the light emitted from the light emitting portion of the optical portion is reflected by the reflecting plate, and the reflected light is received by the light receiving portion. Further, since either the light emitting unit or the light receiving unit or the reflecting plate arranged to face them is moved in the axle direction by the sliding member, the light receiving unit in the light receiving unit is moved according to the moving amount. The light receiving position of the reflected light changes. The light receiving unit detects the torque by detecting the amount of change.

【0022】[0022]

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図7は本発明に係る電動自転車の全体斜視
図であり、図中1は電動自転車本体である。電動自転車
本体1には後述する電動機8が備えられており、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
させるようになっている。
FIG. 7 is an overall perspective view of an electric bicycle according to the present invention, in which 1 is an electric bicycle main body. The electric bicycle main body 1 is provided with an electric motor 8 which will be described later, so that the driving force of the electric motor 8 is changed according to the magnitude of the torque due to the human power, and the power of the human power is assisted by the power of the electric motor 8 to travel. Has become.

【0024】電動自転車本体1のフレーム4には前輪
2,後輪3,ハンドル13及びサドル21が取付けてあり、
前輪2はハンドル13によって操舵されるようになってい
る。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。盤状ケーシング5は回転側ケーシング6と
電動自転車本体1に固定される固定側ケーシング7とを
備えており、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、盤状ケーシング5
には電動機8が内蔵されており、電動駆動が必要なとき
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を備え
る駆動部分が電動駆動部9である。
A front wheel 2, a rear wheel 3, a handlebar 13 and a saddle 21 are attached to a frame 4 of the electric bicycle main body 1,
The front wheels 2 are steered by a steering wheel 13. A disk-shaped casing 5 is provided on the rotary shaft of the rear wheel 3. The disk-shaped casing 5 includes a rotating-side casing 6 and a fixed-side casing 7 fixed to the electric bicycle main body 1, and the rotating-side casing 6 rotates together with the rear wheel 3. In addition, the plate-shaped casing 5
Has a built-in electric motor 8 which is driven when electric drive is required to rotate the rotating side casing 6 together with a human power drive unit 10 described later. The drive portion provided with the board-like casing 5 is the electric drive portion 9.

【0025】人力駆動部10はペダル11及びチェーン12を
備えており、使用者がペダル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。本実施例ではチェ
ーン12を人力の伝達部材としたが、本発明はこれに限ら
ず、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。
The human-powered drive unit 10 is equipped with a pedal 11 and a chain 12. When the user steps on the pedal 11, the chain
The rear wheel 3 is rotated via 12. In this embodiment, the chain 12 is used as a human power transmission member, but the present invention is not limited to this, and a belt, a rotary shaft, or the like may be used instead of the chain 12.

【0026】前輪2の操舵をするハンドル13の左右両端
にはブレーキレバ14,15が取付けてあり、また前輪2及
び後輪3にはブレーキ装置18,19が設けてあり、ブレー
キレバ14,15とブレーキ装置18,18とはワイヤ16,17に
よって連結されている。そして、ブレーキレバ14,15を
引くことでワイヤ16,17が引っ張られ、このワイヤ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、ワイヤ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。
Brake levers 14 and 15 are attached to the left and right ends of the steering wheel 13 for steering the front wheels 2, and brake devices 18 and 19 are provided to the front wheels 2 and the rear wheels 3 to provide brake levers 14 and 15. And the braking devices 18, 18 are connected by wires 16, 17. Then, by pulling the brake levers 14 and 15, the wires 16 and 17 are pulled, and the wires 16 and 17 are pulled.
The front and rear brake devices 18 and 19 are operated by 17 respectively. Further, a brake switch 20 is provided in the middle of the wires 16 and 17, so that the power supply to the electric motor 8 is stopped when the brake levers 14 and 15 are operated.

【0027】後輪3上のフレーム4には電動機8の電源
となるバッテリ部22が取付けてある。このバッテリ部22
は、フレーム4にスライド着脱可能に取付けられるバッ
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おり、電源電圧は略24
ボルトである。
A battery section 22 serving as a power source of the electric motor 8 is attached to the frame 4 on the rear wheel 3. This battery part 22
Is composed of a battery case 23 slidably mounted on the frame 4 and a single rechargeable battery housed in the battery case 23.
It is a bolt.

【0028】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。
Next, the disk casing 5 will be described with reference to FIG.

【0029】図8は、図7に示した盤状ケーシング5の
構成を示す正面図であり、図中7は電動自転車本体に固
定される固定側ケーシングである。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27、第2プーリ28、最終段プーリ29の3
つのプーリからなる減速機構30、該減速機構30の各プー
リ間及び減速機構30と電動機8とを連結する伝達ベルト
31が配置されている。前記最終段プーリ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プーリから最終段プーリ27〜29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29と共に回転
側ケーシング6が回転する。また、最終段プーリ29に連
結される第2プーリ28の小さいほうのプーリには、一方
向クラッチ(図示せず)が介入されており、ペダルから
の力がかかったときに電動機8を回さないように、即ち
ペダルが軽いようにしてある。
FIG. 8 is a front view showing the structure of the disc-shaped casing 5 shown in FIG. 7, and 7 in the figure is a fixed casing fixed to the main body of the electric bicycle. Fixed side casing 7
The control unit 24 including the control board 24 and the heat sink 25, the electric motor 8, the first pulley 27, the second pulley 28, and the final stage pulley 29.
Speed reducing mechanism 30 composed of two pulleys, and a transmission belt connecting between the pulleys of the speed reducing mechanism 30 and connecting the speed reducing mechanism 30 and the electric motor 8
31 are arranged. The final stage pulley 29 is fixed to the rotation side casing 6, and when the electric motor 8 rotates, the first belt to the final stage pulleys 27 to 29 transmit the transmission belt 31.
The rotation side casing 6 rotates together with the final stage pulley 29. Further, a one-way clutch (not shown) is interposed in the smaller pulley of the second pulley 28 connected to the final stage pulley 29, and the electric motor 8 is rotated when a force is applied from the pedal. Not so, that is, the pedal is light.

【0030】第1プーリ27と第2プーリ28との間には両
者を連結するベルト31の張りを調節するための押圧部材
32が設けてあり、該押圧部材32の回転ヘッドがベルト31
の内側に転接しそれを外側に押すことによってベルト31
を展張させている。
Between the first pulley 27 and the second pulley 28, a pressing member for adjusting the tension of a belt 31 connecting them to each other.
32 is provided, and the rotating head of the pressing member 32 is the belt 31.
Belt 31 by rolling inside and pushing it outside
Is being expanded.

【0031】第1プーリ27の回転軸の取付け部分には長
孔が形成してあり、該長孔には調節ネジ33が螺着してあ
る。そして、第1プーリ27は前記伝達ベルト31が張る方
向に移動され、その状態で前記調節ネジ33によって固定
されるようになっている。
An elongated hole is formed in the mounting portion of the rotary shaft of the first pulley 27, and an adjusting screw 33 is screwed into the elongated hole. Then, the first pulley 27 is moved in the direction in which the transmission belt 31 is stretched, and is fixed by the adjusting screw 33 in this state.

【0032】後輪の車軸39にはフリーホイール38を介し
て、前記チェーンからの駆動力を回転側ケーシングに伝
達するためのチェーンスプロケット37が取付けてあり、
チェーンが逆回転したとき、前記フリーホイール38によ
ってチェーンからの駆動力が回転側ケーシングに伝達し
ない構成になっている。
A chain sprocket 37 for transmitting the driving force from the chain to the casing on the rotating side is attached to the axle 39 of the rear wheel via the free wheel 38,
When the chain rotates in the reverse direction, the free wheel 38 does not transmit the driving force from the chain to the rotating side casing.

【0033】次に、最終段プーリ29の構成について、図
1乃至図3に基づき詳述する。
Next, the structure of the final stage pulley 29 will be described in detail with reference to FIGS.

【0034】図1,図2及び図3はそれぞれ、最終段プ
ーリの構成を示す側面断面図,正面図,他の側面断面図
である。最終段プーリ29の車軸39への取付け部分には、
車軸39に対称に該車軸39の略接線方向となるように弾性
体であるバネ40,40が設けてある。バネ40,40は片側を
最終段プーリ29に固定してあり、他側を伸縮自在に開放
してある。また、バネ40は最終段プーリ29に取付けたカ
バー34によって施蓋してある。これによって、後輪に踏
力が加わったとき、後述する押圧部材43によって力を受
けやすいようになっている。
1, 2 and 3 are a side sectional view, a front view and another side sectional view showing the structure of the final stage pulley, respectively. For the attachment part of the final stage pulley 29 to the axle 39,
Elastic springs 40, 40 are provided symmetrically with the axle 39 so as to be substantially tangential to the axle 39. One end of each of the springs 40, 40 is fixed to the final stage pulley 29, and the other end thereof is openable. The spring 40 is covered by a cover 34 attached to the final pulley 29. As a result, when a pedaling force is applied to the rear wheel, the pressing member 43, which will be described later, easily receives the force.

【0035】バネ40の開放側には側面視が凸状の受圧部
材41が当接してある。受圧部材41はバネ40の径より小さ
い部分と大きい部分とを有しており、小さい部分がバネ
40内に入り込み、大きい部分がバネ40を蓋するように取
付けてある。また、受圧部材41は、鉄又はセラミックス
等の滑りやすい材質のものが使われている。
A pressure receiving member 41 having a convex side view is in contact with the opening side of the spring 40. The pressure receiving member 41 has a portion smaller than the diameter of the spring 40 and a large portion, and the small portion is the spring.
It fits inside 40 and the large part is mounted to cover spring 40. The pressure receiving member 41 is made of a slippery material such as iron or ceramics.

【0036】車軸39周りには前記チェーンスプロケット
37の回転により回動する回動板42が設けてあり、該回動
板42には車軸39と対称に前記受圧部材41をチェーンスプ
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。この押圧部材43も前同様、鉄又はセラミック
ス等の滑りやすい材質のもので形成されている。また最
終段プーリ29には、前記押圧部材43の受圧部材41に当接
する面の背面と対向する部分に、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35が取付けてある。
Around the axle 39 is the chain sprocket
A rotating plate 42 that rotates by the rotation of 37 is provided, and a pressing member 43 that presses the pressure receiving member 41 by the rotation of the chain sprocket 37 is provided on the rotating plate 42 symmetrically with the axle 39. This pressing member 43 is also made of a slippery material such as iron or ceramics as before. Further, in the final stage pulley 29, a rubber plate 35 for preventing the pressing member 43 pressed by the biasing force of the spring 40 from an impact is attached to a portion of the surface of the pressing member 43 which is in contact with the pressure receiving member 41 and faces the back surface. There is.

【0037】回動板42は最終段プーリ29の内側に同心円
状に挿入されており、押圧部材43がバネ40を押さえるこ
とによって最終段プーリ29と共に回転する。また、押圧
部材43は、受圧部材41を押さえるときに、押さえる位置
が若干ずれるため、受圧部材41に当接する部分が曲面に
なっている。
The rotating plate 42 is concentrically inserted inside the final stage pulley 29, and the pressing member 43 presses the spring 40 to rotate together with the final stage pulley 29. Further, when pressing the pressure receiving member 41, the pressing member 43 is slightly displaced in the pressing position, so that the portion contacting the pressure receiving member 41 has a curved surface.

【0038】更に、回動板42には回動方向にむかって形
成した傾斜部44を車軸39と対称に2ヵ所形成してあり、
該傾斜部44は回動板42の回動と共に回動する。
Further, the rotating plate 42 is formed with two inclined portions 44 formed so as to face the rotating direction symmetrically with the axle 39,
The inclined portion 44 rotates with the rotation of the rotating plate 42.

【0039】車軸39の回動板42より固定側ケーシング7
側の周りには摺動部材45が車軸39方向に摺動可能に設け
てあり、該摺動部材45の回動板42に対向する部分には該
回動板42の傾斜部44に当接するように突起46が設けてあ
る。摺動部材45は突起46の反対側から弾性部材、即ちバ
ネ47によって回動板42方向へ付勢されるようになってい
る。従って、回動板42が回動すると、摺動部材45の突起
46はバネ47の付勢によって傾斜部44の斜面に沿って回動
板42側へ押され、摺動部材45は回動板42の回動量に相応
した距離だけ回動板42側に移動する。そして回動板42が
元の位置に戻ると、回動板42の傾斜部44によって突起46
が固定側ケーシング7側に押され、バネ47が縮むと共に
摺動部材45は固定側ケーシング7側の元の位置に戻る。
なお、前述した回動板42及び摺動部材45等を変換部材と
いう。
Fixed side casing 7 from the rotating plate 42 of the axle 39
A sliding member 45 is provided around the side so as to be slidable in the direction of the axle 39, and a portion of the sliding member 45 facing the rotating plate 42 contacts an inclined portion 44 of the rotating plate 42. The projection 46 is provided. The sliding member 45 is biased toward the rotating plate 42 from the opposite side of the protrusion 46 by an elastic member, that is, a spring 47. Therefore, when the rotating plate 42 rotates, the protrusion of the sliding member 45
46 is pushed to the rotary plate 42 side along the slope of the inclined portion 44 by the bias of the spring 47, and the sliding member 45 moves to the rotary plate 42 side by a distance corresponding to the rotation amount of the rotary plate 42. . Then, when the rotating plate 42 returns to the original position, the protrusion 46 is formed by the inclined portion 44 of the rotating plate 42.
Is pushed toward the fixed casing 7 side, the spring 47 contracts, and the sliding member 45 returns to the original position on the fixed casing 7 side.
The rotating plate 42, the sliding member 45, and the like described above are referred to as conversion members.

【0040】なお、回動板42が回動した場合、該回動板
42の傾斜部44によって突起46を固定側ケーシング7側に
押し、回動板42が元の位置に戻ると、突起46への押圧が
無くなり、バネ47の作用によって摺動部材45が回動板42
側の元の位置に戻る構成にしてもよい。
When the rotating plate 42 is rotated, the rotating plate 42
When the protrusion 46 is pushed toward the fixed casing 7 side by the inclined portion 44 of the 42 and the rotary plate 42 returns to its original position, the protrusion 46 is no longer pressed, and the action of the spring 47 causes the sliding member 45 to rotate the rotary plate 42. 42
You may make it the structure returned to the original position of the side.

【0041】前記摺動部材45の固定側ケーシング7側に
は、トルク検出部51に備えられた磁性部材であるフェラ
イト48が設けてあり、摺動部材45の移動と共に移動する
ようになっている。一方、固定側ケーシング7内には前
記フェライト48の移動範囲内に、該フェライト48と対向
するようにコイルボビン50が取付けてあり、コイルボビ
ン50にはコイル49が巻回してある。
On the fixed casing 7 side of the sliding member 45, a ferrite 48, which is a magnetic member provided in the torque detecting section 51, is provided so that the sliding member 45 moves with it. . On the other hand, in the stationary side casing 7, a coil bobbin 50 is attached within the moving range of the ferrite 48 so as to face the ferrite 48, and a coil 49 is wound around the coil bobbin 50.

【0042】次に、人力による駆動と、この駆動に係る
トルクの検出について説明する。
Next, driving by human power and detection of torque related to this driving will be described.

【0043】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。このとき、後輪
3は止まろうとする力が大きく働くが、チェーンスプロ
ケット37及び回動板42は回転しようとする。そのため、
回動板42は押圧部材43及び受圧部材41を介してバネ40を
押さえ、バネ40が最終段プーリ29を押さえて該最終段プ
ーリ29に固定した回転側ケーシング6及び後輪3が回転
することによって電動自転車本体1が走行する。このと
き、回動板42に大きなトルクが与えられるため、バネ40
は大きく縮み、それに伴って回動板42が回動し、傾斜部
44も回動する。回動板42が回動すると、摺動部材45の突
起46はバネ47の付勢によって傾斜部44の斜面に沿って回
動板42方向へ押され、摺動部材45は回動板42の回動量に
相応した距離だけ回動板42側に移動する。
When the electric bicycle main body 1 starts running, the user applies a force to the pedal 11 to run. At this time, the force to stop the rear wheel 3 is great, but the chain sprocket 37 and the rotating plate 42 try to rotate. for that reason,
The rotating plate 42 presses the spring 40 via the pressing member 43 and the pressure receiving member 41, the spring 40 presses the final stage pulley 29, and the rotation side casing 6 and the rear wheel 3 fixed to the final stage pulley 29 rotate. The electric bicycle body 1 is driven by. At this time, since a large torque is applied to the rotating plate 42, the spring 40
Is greatly contracted, the rotating plate 42 is rotated accordingly, and the inclined portion
44 also rotates. When the rotating plate 42 rotates, the protrusion 46 of the sliding member 45 is pushed in the direction of the rotating plate 42 along the slope of the inclined portion 44 by the biasing force of the spring 47, and the sliding member 45 moves to the rotating plate 42. It moves to the side of the rotating plate 42 by a distance corresponding to the amount of rotation.

【0044】摺動部材45が回動板42側に移動すると、フ
ェライト48がコイル49内を移動し、これによってコイル
49のインダクタンスが変化する。即ち、回転板42に生じ
るトルクが大きくなればなるほどコイル49内に挿入され
るフェライト48の体積が大きくなり、コイル49のインダ
クタンスが大きくなる。コイル49に印加された電圧は、
インダクタンスが大きいほど小さくなり、逆にインダク
タンスが小さいほど大きくなるため、制御部26はこの電
圧の変化を検出することによってトルクの大きさを検出
し、その検出結果に基づいて電動機8の駆動制御を行
う。
When the sliding member 45 moves to the rotating plate 42 side, the ferrite 48 moves inside the coil 49, which causes the coil 48 to move.
The inductance of 49 changes. That is, as the torque generated in the rotary plate 42 increases, the volume of the ferrite 48 inserted in the coil 49 increases, and the inductance of the coil 49 increases. The voltage applied to coil 49 is
Since the larger the inductance is, the smaller the inductance is, and conversely, the smaller the inductance is, the larger the inductance is. Therefore, the control unit 26 detects the magnitude of the torque by detecting the change in the voltage, and controls the drive of the electric motor 8 based on the detection result. To do.

【0045】一方、平地走行時において使用者がトルク
を加えない場合、回動板42は最終段プーリ29と共に回転
し、この状態ではトルクがないのでバネ40は縮まず、摺
動部材45は移動しない。従って、コイル49のインダクタ
ンスの変化もないため、コイル49に印加される電圧も変
わらず、電動機8からの駆動は行われない。
On the other hand, when the user does not apply torque during flatland traveling, the rotating plate 42 rotates together with the final stage pulley 29. In this state, there is no torque, so the spring 40 does not contract and the sliding member 45 moves. do not do. Therefore, since the inductance of the coil 49 does not change, the voltage applied to the coil 49 does not change, and the drive from the electric motor 8 is not performed.

【0046】また、平地及び上り坂などにおいて使用者
が加速をする場合は、前述した走行を始めるときと同
様、加速によるトルクが加わるとバネ40が縮み、よって
回動板42がそのトルクに応じて回動し、傾斜部44に当接
した突起46及び摺動部材45が移動して、フェライト48が
コイル49内に挿入されることによって、コイル49に印加
される電圧が小さくなり、それに応じて制御部26は電動
機8の駆動制御を行う。
When the user accelerates on a level ground or an uphill, the spring 40 contracts when the torque due to the acceleration is applied, so that the rotating plate 42 responds to the torque as in the case of starting the running described above. When the ferrite 46 is inserted into the coil 49, the voltage applied to the coil 49 is reduced, and the protrusion 46 and the sliding member 45 that are in contact with the inclined portion 44 move. The control unit 26 controls the drive of the electric motor 8.

【0047】次に、図4に基づき、トルク検出部51の回
路について説明する。
Next, the circuit of the torque detector 51 will be described with reference to FIG.

【0048】図4は本発明に係るトルク検出部の回路図
である。前述したコイル49には制御部26(図8参照)に
備えられたマイクロコンピュータ(以下マイコンとい
う)から後述するパルス波形の交流電圧が印加されるよ
うになっており、コイル49は該コイル49とフェライト48
との相対距離に相応する高さのパルスを出力する。コイ
ル49から出力されたパルスは、DC変換変換部60で平均
化された信号に変換されて増幅部61に与えられ、ここで
増幅されてマイコンに入力される。
FIG. 4 is a circuit diagram of the torque detector according to the present invention. An alternating voltage having a pulse waveform described later is applied to the coil 49 described above from a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) provided in the control unit 26 (see FIG. 8). Ferrite 48
It outputs a pulse with a height corresponding to the relative distance from. The pulse output from the coil 49 is converted into an averaged signal by the DC conversion conversion unit 60 and given to the amplification unit 61, where it is amplified and input to the microcomputer.

【0049】図5は図4に示した回路中の各点における
波形図であり、(A)はコイルの入側の点Aで、(B)
はコイルの出側の点Bで、(C)はDC変換変換部の出
側の点C(共に図4参照)でのパルスの波形をそれぞれ
示している。コイルには、図5(A)の如き、矩形状の
パルス電圧が印加されている。このようなコイルにフェ
ライトが接近すると、コイルのインダクタンスが大きく
なるため、コイルから出力されるパルスは、図5(B)
の如くそのパルス高さが、実線で示された鋸歯状波より
低い鋸歯状波(破線)となる。そして、DC変換変換部
によってパルス高さが平均化されると、図5(C)の如
く、実線で示された信号のレベルより、コイルへのフェ
ライトの接近量に相応する分だけ低いレベルの信号(破
線)が得られる。
FIG. 5 is a waveform diagram at each point in the circuit shown in FIG. 4, where (A) is a point A on the coil entry side and (B) is a point.
Shows the point B on the output side of the coil, and (C) shows the waveform of the pulse at the point C on the output side of the DC conversion unit (see also FIG. 4). A rectangular pulse voltage as shown in FIG. 5A is applied to the coil. When the ferrite approaches such a coil, the inductance of the coil increases, so the pulse output from the coil is as shown in FIG.
As described above, the pulse height becomes a sawtooth wave (broken line) lower than the sawtooth wave shown by the solid line. Then, when the pulse heights are averaged by the DC conversion converter, as shown in FIG. 5C, the level of the signal is lower than the level of the signal shown by the solid line by an amount corresponding to the amount of approach of the ferrite to the coil. The signal (dashed line) is obtained.

【0050】このように、トルクを車軸39方向のフェラ
イト48の動きに変換し、これによって変化するコイルの
インダクタンスの変化を電圧の変化に変換して電気信号
を取り出しているので、正確で細かなトルクの検出がで
き、的確な制御で人力を補助することができる。
As described above, the torque is converted into the movement of the ferrite 48 in the direction of the axle 39, and the change in the inductance of the coil, which is changed by this, is converted into the change in the voltage to extract the electric signal. Torque can be detected, and human power can be assisted by accurate control.

【0051】図6は、本発明に係る電動自転車の他の最
終段プーリの構成を示す側面断面図であり、図1に示し
た摺動部材を具備しない構成にしてある。
FIG. 6 is a side sectional view showing the construction of another final stage pulley of the electric bicycle according to the present invention, which is constructed without the sliding member shown in FIG.

【0052】本実施例は、前述した実施例と回動板が異
なるだけなので、同一部分については説明を省略し、回
動板についてのみ説明をする。
Since this embodiment is different from the above-described embodiment only in the rotating plate, the description of the same parts will be omitted and only the rotating plate will be described.

【0053】車軸39周りには変換部材57の回動板53が設
けてあり、該回動板53は前同様に、チェーンスプロケッ
ト37の回転によって回動し、バネ40を介して最終段プー
リ29を押さえ、最終段プーリ29と固定した回転側ケーシ
ング6,後輪を回転するようになっている。車軸39周り
にはネジ歯車59が形成してあり、前記回動板53にはネジ
歯車59に螺合するネジ54が形成してある。そして、回動
板53はチェーンスプロケット37の回転によって回動する
と共に、ネジ歯車59に倣って固定側ケーシング7方向へ
螺進移動する。
A rotary plate 53 of the conversion member 57 is provided around the axle 39, and the rotary plate 53 is rotated by the rotation of the chain sprocket 37 as before, and the final stage pulley 29 is rotated via the spring 40. Is pressed to rotate the rotating casing 6 and the rear wheel fixed to the final stage pulley 29. A screw gear 59 is formed around the axle 39, and a screw 54 that engages with the screw gear 59 is formed on the rotating plate 53. Then, the rotating plate 53 is rotated by the rotation of the chain sprocket 37, and is moved by screwing in the direction of the fixed casing 7 following the screw gear 59.

【0054】また、回動板53のネジ54とバネ47との間に
はトルク検出部58のフェライト55が介装してあり、回動
板53の固定側ケーシング7方向への移動によって、フェ
ライト55がコイル56内に挿入される。そして、回動板53
が回転側ケーシング6方向へ移動すると、フェライト55
はバネ47の付勢によって回動板53と共に回転側ケーシン
グ6方向へ移動する。
Further, the ferrite 55 of the torque detecting portion 58 is interposed between the screw 54 of the rotary plate 53 and the spring 47, and the ferrite is moved by the movement of the rotary plate 53 toward the fixed side casing 7. 55 is inserted into the coil 56. Then, the rotating plate 53
Moves toward the casing 6 on the rotating side, the ferrite 55
Is moved in the direction of the rotating side casing 6 together with the rotating plate 53 by the bias of the spring 47.

【0055】本実施例にあっても前述した実施例と同
様、人力によるトルクが生じると、回動板53が回動する
と共に、フェライト55がコイル56内に挿入され、コイル
56のインダクタンスが大きくなる。これによってコイル
56に印加された電圧が小さくなり、この変化を検出する
ことで、電圧のレベルの大きさに応じて電動機を駆動制
御する。
Also in this embodiment, when torque generated by human power is generated, the rotating plate 53 is rotated and the ferrite 55 is inserted into the coil 56 in the same manner as in the above-described embodiments.
The inductance of 56 increases. This makes the coil
The voltage applied to 56 becomes small, and by detecting this change, the drive of the electric motor is controlled according to the magnitude of the voltage level.

【0056】前述した実施例にあっては、コイル内に磁
性材料であるフェライトを挿入するようにしてあるが、
本発明おいてはこれに限らず、銅及びアルミニウム等の
導電性の材料でもよい。
In the above-described embodiment, ferrite, which is a magnetic material, is inserted in the coil,
The present invention is not limited to this, and conductive materials such as copper and aluminum may be used.

【0057】この場合、導電部材とコイルとの組み合わ
せを一つのトランスとみなすことができ、一次側を複数
ターンのコイル、二次側を1ターンのコイルとして、二
次側のコイルの距離の変化によって磁気結合の変化と
し、1ターンのコイルが近づくと一次側のコイルのイン
ダクタンスが小さくなって、コイルにかかる電圧が増加
し、1ターンのコイルが遠ざかると一次側のコイルのイ
ンダクタンスが大きくなって、コイルにかかる電圧が減
少する。このことを利用して、トルクのの変化を電圧の
変化に変換して、電動機の駆動を制御することができ
る。
In this case, the combination of the conductive member and the coil can be regarded as one transformer, the primary side is a coil with a plurality of turns, the secondary side is a coil with one turn, and the distance between the coils on the secondary side is changed. When the coil of 1 turn approaches, the inductance of the coil on the primary side decreases, the voltage applied to the coil increases, and the coil of 1 turn increases, the inductance of the coil on the primary side increases. , The voltage applied to the coil is reduced. Utilizing this, it is possible to control the drive of the electric motor by converting the change of the torque into the change of the voltage.

【0058】また、フェライトの位置はコイル内を移動
するようにしたが、コイルのインダクタンスはフェライ
トが接近するだけでも変化するため、摺動部材又は回動
板の移動によってフェライトがコイルに接近し、コイル
内に挿入されない構成にしてのよいことはいうまでもな
い。
Although the position of the ferrite moves in the coil, the inductance of the coil changes even when the ferrite approaches, so that the ferrite approaches the coil due to the movement of the sliding member or the rotating plate. It goes without saying that the structure may be such that it is not inserted into the coil.

【0059】更に、前述した実施例にあっては、コイル
内に磁性材料であるフェライトを挿入するようにしてあ
るが、本発明おいてはこれに限らず、コイルを摺動部材
に取付け、フェライトに外嵌するようにしてもよいこと
はいうまでもない。
Further, in the above-mentioned embodiment, the ferrite, which is a magnetic material, is inserted into the coil. However, the present invention is not limited to this, and the coil is attached to the sliding member and the ferrite is It goes without saying that it may be fitted on the outside.

【0060】以上のように、ペダルへの踏力によって生
じるトルクを変換部材によって車輪の車軸方向に変換
し、変換部材の移動の変位をトルク検出部で検出して変
位の大きさに応じて電動機を駆動制御し、また、電動駆
動部,トルク検出部,及び制御部を盤状ケーシングに内
蔵したので、コンパクトな構成にでき、回転側ケーシン
グにかかる全ての重量を考慮してトルクを検出でき、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
る。また、車軸方向の移動によってトルクを検出するの
で、変位の量を大きくとることができ、正確で細かなト
ルクの検出ができ、的確な制御によって人力を補助する
ことができる。
As described above, the torque generated by the pedaling force applied to the pedal is converted by the conversion member in the direction of the axle of the wheel, and the displacement of the movement of the conversion member is detected by the torque detection unit, and the electric motor is driven according to the magnitude of the displacement. The drive control is performed, and the electric drive unit, the torque detection unit, and the control unit are built in the disk-shaped casing, so a compact configuration can be achieved, and the torque can be detected in consideration of all the weight applied to the rotating side casing, which is a delicate operation. It is possible to accurately detect the human power torque that makes various changes. Further, since the torque is detected by the movement in the axle direction, a large amount of displacement can be taken, accurate and fine torque can be detected, and human power can be assisted by accurate control.

【0061】また、人力トルクに応じて磁性部材又は電
動導電部材が、盤状ケーシング内に固定されたコイル内
又は近傍を移動することでトルクをインダクタンスの変
化による電圧の変化として検出できるので、正確で細か
なトルクの検出ができ、的確な制御によって人力を補助
することができる。
Further, since the magnetic member or the electrically conductive member moves in or near the coil fixed in the disk casing according to the human torque, the torque can be detected as a change in voltage due to a change in inductance. With this, fine torque can be detected, and human power can be assisted by accurate control.

【0062】図9及び図10は、本発明に係る他のトルク
検出部の構成を示す側面断面図であり、誘電率の変化に
よってトルクを検出するようにしてある。なお両図9,
10において、図1,3と対応する部分には同じ符号を付
してその説明を省略する。摺動部材45のバネ47と対向す
る端部には、筒状の誘電体70が取付けてある。誘電体70
の内径は、摺動部材45側は該摺動部材45と略同じであ
り、他側はそれより大きい所要の内径にしてある。誘電
体70は回動板42の回動によって摺動部材45が固定側ケー
シング7側に移動するのに伴って同方向へ移動し、回動
板42が元に戻るとバネ47の付勢によって回動板42側へ移
動する。また、誘電体70の移動域には電極71,71が車軸
39と同心円状に所定距離を隔てて配置してあり、誘電体
70は電極71,71の間隙内を進退するようになっている。
9 and 10 are side sectional views showing the structure of another torque detecting portion according to the present invention, in which the torque is detected by the change of the dielectric constant. Both figures 9,
In FIG. 10, parts corresponding to those in FIGS. A cylindrical dielectric 70 is attached to the end of the sliding member 45 facing the spring 47. Dielectric 70
The inner diameter of the sliding member 45 side is substantially the same as the sliding member 45, and the other side has a larger required inner diameter. The dielectric 70 moves in the same direction as the sliding member 45 moves to the fixed casing 7 side by the rotation of the rotating plate 42, and when the rotating plate 42 returns to its original position, it is biased by the spring 47. It moves to the rotating plate 42 side. In the moving area of the dielectric 70, the electrodes 71, 71 are
It is arranged concentrically with 39 and is separated by a specified distance.
The element 70 moves back and forth in the gap between the electrodes 71, 71.

【0063】図11は図9に示したトルク検出部の回路図
である。前述した電極71,71の一方には制御部26(図8
参照)に備えられたマイコンから所定電圧のパルスが印
加されるようになっており、他方は接地してある。そし
て回動板の回動によって摺動部材が固定側ケーシング側
に摺動し、誘電体70が移動すると、誘電体70が電極71,
71の間隙内に挿入されるため、この移動量に相応して電
極71,71の静電容量が増加するため、マイコンから印加
されたパルスはその高さが低い鋸歯状のパルスになる。
このパルスはDC変換変換部60に与えられ、そこで平均
化された信号に変換された後に増幅部61に与えられる。
そして増幅信号がマイコンに入力されると、マイコンは
入力された増幅信号と基準信号とを比較して誘電体70の
移動量を算出し、算出した移動量に応じて電動機の駆動
制御を行う。
FIG. 11 is a circuit diagram of the torque detector shown in FIG. The control unit 26 (see FIG. 8) is provided on one of the electrodes 71, 71 described above.
A pulse of a predetermined voltage is applied from the microcomputer provided in (see) and the other is grounded. When the sliding member slides toward the fixed casing by the rotation of the rotating plate and the dielectric 70 moves, the dielectric 70 causes the electrodes 71,
Since the electrodes 71, 71 are inserted in the gap of 71, the electrostatic capacitances of the electrodes 71, 71 increase in accordance with this movement amount, and thus the pulse applied from the microcomputer becomes a sawtooth pulse having a low height.
This pulse is given to the DC conversion conversion unit 60, converted into an averaged signal there, and then given to the amplification unit 61.
When the amplified signal is input to the microcomputer, the microcomputer compares the input amplified signal with the reference signal to calculate the movement amount of the dielectric 70, and controls the drive of the electric motor according to the calculated movement amount.

【0064】なお、本実施例では摺動部材によって誘電
体が移動されるようになっているが、本発明はこれに限
らず、摺動部材によって電極が移動されるようにしても
よいことはいうまでもない。
Although the dielectric member is moved by the sliding member in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and the electrodes may be moved by the sliding member. Needless to say.

【0065】図12は更に他のトルク検出部の構成を示す
側面断面図であり、磁束密度の変化によってトルクを検
出するようにしてある。摺動部材45の回動板42と逆の端
には環状の磁石74が設けてあり、固定側ケーシング6に
はホール素子又は磁気抵抗素子等の磁気検出器75が磁石
74と対向して取付けてある。このようなトルク検出部に
あっては、トルクが加えられると回動板42が回動し、摺
動部材45が固定側ケーシング7側に摺動するのに伴って
磁石74が移動して磁気検出器75に接近する。そして、磁
石74が磁気検出器75に接近すると、磁気検出器75におけ
る磁束密度が増大して磁気検出器75の出力が大きくなる
ことによって加えられたトルクの大きさを検出すること
ができる。
FIG. 12 is a side sectional view showing the structure of still another torque detecting portion, in which the torque is detected by the change of the magnetic flux density. An annular magnet 74 is provided at an end of the sliding member 45 opposite to the rotary plate 42, and a magnetic detector 75 such as a Hall element or a magnetic resistance element is provided on the fixed side casing 6 as a magnet.
It is mounted facing the 74. In such a torque detection unit, when the torque is applied, the rotating plate 42 rotates, and the magnet 74 moves as the sliding member 45 slides toward the fixed casing 7 side. Approach the detector 75. When the magnet 74 approaches the magnetic detector 75, the magnetic flux density in the magnetic detector 75 increases and the output of the magnetic detector 75 increases, so that the magnitude of the applied torque can be detected.

【0066】なお、本実施例では摺動部材に磁石が設け
てあるが、本発明はこれに限らず、摺動部材に磁気検出
器を設け、固定側ケーシング6に磁石を設けるようにし
てもよいことはいうまでもない。
Although the sliding member is provided with a magnet in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and the sliding member may be provided with a magnetic detector and the fixed side casing 6 may be provided with a magnet. It goes without saying that it is good.

【0067】図13は本発明に係る更に他のトルク検出部
の構成を示す側面断面図であり、反射光の受光位置の変
化によってトルクを検出するようにしてある。摺動部材
45の回動板42と逆の端には環状の反射板77が設けてあ
り、固定側ケーシング7にはレンズ及びLED(発光ダ
イオード)を具備する発光部78と、PSD(半導体位置
検出素子又は光学式位置検出素子)又はリニア型CCD
(電荷転送デバイス)等を具備する受光部79とを備える
光学部80が前記反射板77に対向して取付けてある。
FIG. 13 is a side sectional view showing the construction of still another torque detecting portion according to the present invention, in which the torque is detected by the change of the light receiving position of the reflected light. Sliding member
An annular reflecting plate 77 is provided at the end opposite to the rotating plate 42 of 45, the fixed side casing 7 has a light emitting portion 78 having a lens and an LED (light emitting diode), and a PSD (semiconductor position detecting element or Optical position detection element) or linear CCD
An optical section 80 including a light receiving section 79 including a (charge transfer device) and the like is attached so as to face the reflection plate 77.

【0068】図14は図13に示した光学部80及び反射板77
の部分拡大図である。LED78b から出射された光はレ
ンズ78a で集束されて所定の入射角度で反射板77に入射
され、該反射板77で反射される。この反射光の進路に
は、受光部79が反射光を略直角に受光するように配置し
てある。
FIG. 14 shows an optical section 80 and a reflector 77 shown in FIG.
FIG. The light emitted from the LED 78b is focused by the lens 78a, enters the reflecting plate 77 at a predetermined incident angle, and is reflected by the reflecting plate 77. In the path of the reflected light, the light receiving unit 79 is arranged so as to receive the reflected light at a substantially right angle.

【0069】このようなトルク検出部にあっては、トル
クが加えられると回動板42が回動し、摺動部材45が固定
側ケーシング7側に摺動するのに伴って反射板77が移動
して発光器78に接近する。そして反射板77が、図14の破
線で示した如く、発光器78に接近すると、それに相応し
て、図14の一点破線で示した如く、反射光の進路が平行
移動するため、受光部79における受光位置が平行移動す
る。従って、受光位置の変化を求めることによって加え
られたトルクの大きさを検出することができる。
In such a torque detecting section, when the torque is applied, the rotating plate 42 rotates, and the reflecting plate 77 moves as the sliding member 45 slides toward the stationary casing 7. It moves and approaches the light emitter 78. When the reflecting plate 77 approaches the light emitting device 78 as shown by the broken line in FIG. 14, the path of the reflected light moves in parallel as shown by the dashed line in FIG. The light receiving position at moves in parallel. Therefore, the magnitude of the applied torque can be detected by obtaining the change in the light receiving position.

【0070】なお、本実施例では摺動部材に反射板を設
けてあるが、本発明はこれに限らず、摺動部材に光学部
を設けるようにしてもよいことはいうまでもない。
In the present embodiment, the sliding member is provided with the reflecting plate, but the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the sliding member may be provided with an optical portion.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上詳述した如く第1発明にかかる電動
自転車にあっては、コンパクトな構成で、盤状ケーシン
グにかかる全ての重量を考慮してトルクを検出でき、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
る。また、車軸方向の移動によってトルクを検出するた
め、変位の量を大きくとることができ、正確で細かなト
ルクの検出ができ、的確な制御によって人力を補助する
ことができる。
As described above in detail, in the electric bicycle according to the first aspect of the present invention, the compact structure allows the torque to be detected in consideration of all the weight applied to the disc-shaped casing, and the human power that changes delicately. The torque can be accurately detected. Further, since the torque is detected by the movement in the axle direction, a large amount of displacement can be taken, accurate and fine torque can be detected, and human power can be assisted by accurate control.

【0072】第2及び第3発明に係る電動自転車にあっ
ては、人力トルクの変化を比較的簡単な構成で正確に車
軸方向の移動に変換し得、故障が発生し難い。
In the electric bicycle according to the second and third aspects of the invention, the change in human torque can be accurately converted into movement in the axle direction with a relatively simple structure, and a failure is less likely to occur.

【0073】第4,第5,第6及び第7発明に係る電動
自転車にあっては、車軸方向に変換された移動量を正確
で細かく検出し得る等、本発明は優れた効果を奏する。
In the electric bicycle according to the fourth, fifth, sixth and seventh aspects of the present invention, the present invention has excellent effects such that the amount of movement converted in the axle direction can be detected accurately and finely.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】最終段プーリの構成を示す側面断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a final stage pulley.

【図2】最終段プーリの構成を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a configuration of a final stage pulley.

【図3】最終段プーリの構成を示す他の側面断面図であ
る。
FIG. 3 is another side cross-sectional view showing the configuration of the final stage pulley.

【図4】本発明に係るトルク検出部の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a torque detector according to the present invention.

【図5】図4に示した回路中の各点における波形図であ
る。
5 is a waveform chart at each point in the circuit shown in FIG.

【図6】本発明に係る電動自転車の他の最終段プーリの
構成を示す側面断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a configuration of another final stage pulley of the electric bicycle according to the present invention.

【図7】本発明に係る電動自転車の全体斜視図である。FIG. 7 is an overall perspective view of an electric bicycle according to the present invention.

【図8】図7に示した盤状ケーシングの構成を示す正面
図である。
8 is a front view showing the configuration of the board-like casing shown in FIG. 7. FIG.

【図9】本発明に係る他のトルク検出部の構成を示す側
面断面図である。
FIG. 9 is a side sectional view showing a configuration of another torque detection unit according to the present invention.

【図10】本発明に係る他のトルク検出部の構成を示す
側面断面図である。
FIG. 10 is a side sectional view showing a configuration of another torque detection unit according to the present invention.

【図11】図9に示したトルク検出部の回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram of the torque detector shown in FIG.

【図12】更に他のトルク検出部の構成を示す側面断面
図である。
FIG. 12 is a side sectional view showing the configuration of still another torque detection unit.

【図13】本発明に係る更に他のトルク検出部の構成を
示す側面断面図である。
FIG. 13 is a side sectional view showing the configuration of still another torque detection unit according to the present invention.

【図14】図13に示した光学部及び反射板の部分拡大図
である。
FIG. 14 is a partially enlarged view of the optical unit and the reflector shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 車輪(後輪) 5 盤状ケーシング 8 電動機 9 電動駆動部 10 人力駆動部 11 ペダル 26 制御部 39 車軸 40 弾性体(バネ) 42 回動板 44 傾斜部 45 摺動部材 46 突起 47 弾性体(バネ) 48 磁性部材(フェライト) 49 コイル 51 変換部材 52 トルク検出部 53 回動板 54 ネジ歯車 55 磁性部材(フェライト) 56 コイル 57 変換部材 58 トルク検出部 70 誘電体 71 電極 74 磁石 75 磁気検出器 77 反射板 78 発光部 79 受光部 80 光学部 3 Wheels (rear wheels) 5 Disc-shaped casing 8 Electric motor 9 Electric drive unit 10 Human power drive unit 11 Pedal 26 Control unit 39 Axle 40 Elastic body (spring) 42 Rotating plate 44 Inclined portion 45 Sliding member 46 Projection 47 Elastic body ( Spring) 48 Magnetic member (ferrite) 49 Coil 51 Converting member 52 Torque detector 53 Rotating plate 54 Screw gear 55 Magnetic member (ferrite) 56 Coil 57 Converting member 58 Torque detector 70 Dielectric 71 Electrode 74 Magnet 75 Magnetic detector 77 Reflector 78 Light emitting part 79 Light receiving part 80 Optical part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 建明 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 数原 寿宏 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松本 敏宏 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kenmei Tanaka 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Toshihiro Sugawara 2-chome, Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka 5-5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toshihiro Matsumoto 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ペダルの踏力によって車輪を回転する人
力駆動部と、電動機の駆動によって前記車輪を回転する
電動駆動部とを備え、前記踏力によって車輪に生じたト
ルクを検出し、検出されたトルクに基づいて前記電動駆
動部の回転駆動を制御する電動自転車において、 前記車輪に取付けた盤状ケーシングと、前記ペダルの踏
力によって伸縮すると共に該踏力を前記盤状ケーシング
に伝える弾性体と、該弾性体の伸縮を前記車輪の車軸方
向の移動に変換する変換部材と、該変換部材の移動量を
検出するトルク検出部とを備えることを特徴とする電動
自転車。
1. A human-powered drive unit that rotates a wheel by a pedaling force of a pedal, and an electric drive unit that rotates the wheel by a drive of an electric motor. The torque generated in the wheel by the pedaling force is detected, and the detected torque is detected. In an electric bicycle that controls the rotational drive of the electric drive unit based on, a disc-shaped casing attached to the wheel, an elastic body that expands and contracts by the pedal force of the pedal and transmits the pedal force to the disc-shaped casing, and the elastic body. An electric bicycle, comprising: a conversion member that converts expansion and contraction of a body into movement of the wheel in an axle direction, and a torque detection unit that detects a movement amount of the conversion member.
【請求項2】 前記変換部材は、前記弾性体の伸縮によ
って回動する回動板と、該回動板に突設され、その端部
が傾斜している傾斜部と、前記車軸方向に摺動可能に設
けた摺動部材と、該摺動部材に前記傾斜部に当接するよ
うに形成した突部と、前記摺動部材を前記回動板方向に
付勢する弾性体とを備える請求項1記載の電動自転車。
2. The conversion member includes a rotating plate that rotates by expansion and contraction of the elastic body, an inclined portion that projects from the rotating plate, and has an inclined end portion, and slides in the axle direction. A sliding member movably provided, a protrusion formed on the sliding member so as to abut the inclined portion, and an elastic body that biases the sliding member toward the rotating plate. The electric bicycle according to 1.
【請求項3】 前記変換部材は、前記車輪の車軸周りに
形成したネジ歯車と、前記弾性体の伸縮によって回動す
ると共に車軸方向に移動可能な回動板と、該回動板に形
成され前記ネジ歯車に螺合したネジ部とを備える請求項
1記載の電動自転車。
3. The conversion member is formed on a screw gear formed around an axle of the wheel, a rotating plate which is rotated by expansion and contraction of the elastic body and is movable in the axle direction, and the rotating plate. The electric bicycle according to claim 1, further comprising a screw portion screwed to the screw gear.
【請求項4】 前記トルク検出部は、磁性部材又は導電
部材と、該磁性部材又は導電部材の近傍に配したコイル
とを備え、その一方は前記変換部材によって車軸方向に
移動されるようになしてある請求項1記載の電動自転
車。
4. The torque detection unit includes a magnetic member or a conductive member and a coil arranged near the magnetic member or the conductive member, one of which is configured to be moved in the axle direction by the conversion member. The electric bicycle according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記トルク検出部は、所要距離を隔てて
対向して配置した電極対と、該電極対の間隙に挿入可能
に配置した誘電体とを備え、その一方は前記変換部材に
よって車軸方向に移動されるようになしてある請求項1
記載の電動自転車。
5. The torque detecting unit includes an electrode pair arranged to face each other with a required distance in between, and a dielectric body arranged to be insertable into a gap between the electrode pair, one of which is formed by the conversion member to an axle shaft. 2. The structure is adapted to be moved in the direction.
The listed electric bicycle.
【請求項6】 前記トルク検出部は、磁性体と、該磁性
体と対向して配置した磁気検出器とを備え、その一方は
前記変換部材によって車軸方向に移動されるようになし
てある請求項1記載の電動自転車。
6. The torque detecting unit includes a magnetic body and a magnetic detector arranged to face the magnetic body, one of which is configured to be moved in the axle direction by the converting member. The electric bicycle according to item 1.
【請求項7】 前記トルク検出部は、光を反射する反射
板と、該反射板に光を出射する発光部,及び前記反射板
からの反射光を受光してその受光位置を検出する受光部
を具備する光学部とを備え、前記反射板又は光学部は前
記変換部材によって車軸方向に移動されるようになして
ある請求項1記載の電動自転車。
7. The torque detecting unit includes a reflecting plate that reflects light, a light emitting unit that emits light to the reflecting plate, and a light receiving unit that receives reflected light from the reflecting plate and detects its light receiving position. 2. The electric bicycle according to claim 1, further comprising: an optical section including: the reflecting plate or the optical section configured to be moved in the axle direction by the conversion member.
JP6230024A 1994-03-29 1994-09-26 Motor-assisted bicycle Pending JPH0885491A (en)

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