JPH09126917A - トルク及び速度検出装置 - Google Patents
トルク及び速度検出装置Info
- Publication number
- JPH09126917A JPH09126917A JP28195695A JP28195695A JPH09126917A JP H09126917 A JPH09126917 A JP H09126917A JP 28195695 A JP28195695 A JP 28195695A JP 28195695 A JP28195695 A JP 28195695A JP H09126917 A JPH09126917 A JP H09126917A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- shaft
- resistor
- substrate
- attached
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トルクと速度を同時に高精度に検出すること
ができる構造単純で組立性に優れた安価なトルク及び速
度検出装置を提供すること。 【構成】 トルクを捩れ角に変換するトーションバー
(トルク伝達軸)29によって連結されたドライブ軸
(第1の回転軸)24と合力軸(第2の回転軸)25の
一方(ドライブ軸24)に円板状基板48を取り付け、
他方(合力軸25)にブラシ68を取り付け、前記基板
48の両面に導体と抵抗体をそれぞれ取り付けるととも
に、基板48の一方の面に取り付けられた導体と抵抗体
にハウジング46側(静止側)に固設されたブラシ60
〜63を接触せしめ、同基板48の他方の面に取り付け
られた導体と抵抗体に前記ブラシ68を接触せしめてト
ルク及び速度検出装置30を構成する。
ができる構造単純で組立性に優れた安価なトルク及び速
度検出装置を提供すること。 【構成】 トルクを捩れ角に変換するトーションバー
(トルク伝達軸)29によって連結されたドライブ軸
(第1の回転軸)24と合力軸(第2の回転軸)25の
一方(ドライブ軸24)に円板状基板48を取り付け、
他方(合力軸25)にブラシ68を取り付け、前記基板
48の両面に導体と抵抗体をそれぞれ取り付けるととも
に、基板48の一方の面に取り付けられた導体と抵抗体
にハウジング46側(静止側)に固設されたブラシ60
〜63を接触せしめ、同基板48の他方の面に取り付け
られた導体と抵抗体に前記ブラシ68を接触せしめてト
ルク及び速度検出装置30を構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸に入力され
るトルクと同回転軸の速度を同時に検出することができ
るトルク及び速度検出装置に関する。
るトルクと同回転軸の速度を同時に検出することができ
るトルク及び速度検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】補助動力式車両として、人力による駆動
力を電動モータによる補助動力によって補う電動モータ
付自転車が提案され、既に実用に供されている。この電
動モータ付自転車は、人力による駆動系の他に電動モー
タによる駆動系を備え、人力を検知してその大きさに応
じた補助動力を車輪に付与することによってライダーの
肉体的負担を軽減するものである。
力を電動モータによる補助動力によって補う電動モータ
付自転車が提案され、既に実用に供されている。この電
動モータ付自転車は、人力による駆動系の他に電動モー
タによる駆動系を備え、人力を検知してその大きさに応
じた補助動力を車輪に付与することによってライダーの
肉体的負担を軽減するものである。
【0003】ところで、斯かる電動モータ付自転車には
クランク軸に入力される人力(トルク)の検出が不可欠
であるが、この人力の検出のために次のような方式が採
用されていた。
クランク軸に入力される人力(トルク)の検出が不可欠
であるが、この人力の検出のために次のような方式が採
用されていた。
【0004】即ち、クランク軸と合力軸(人力と補助動
力を合力する軸)を同軸に配置し、これらと並列にトル
ク検出軸を配し、クランク軸から合力軸への動力伝達に
遊星ギヤ機構を用い、クランク軸に入力される人力によ
ってサンギヤに発生する反力をカム機構を介して前記ト
ルク検出軸に伝達し、該トルク検出軸の作動角を回転ポ
テンショメータ等で検出することによって人力を検出し
ていた。
力を合力する軸)を同軸に配置し、これらと並列にトル
ク検出軸を配し、クランク軸から合力軸への動力伝達に
遊星ギヤ機構を用い、クランク軸に入力される人力によ
ってサンギヤに発生する反力をカム機構を介して前記ト
ルク検出軸に伝達し、該トルク検出軸の作動角を回転ポ
テンショメータ等で検出することによって人力を検出し
ていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトルク検出方式にあっては、反力の伝達経路が長い
ために部品点数が増加し、組立工数の増大とコストアッ
プを招くという問題があった。
来のトルク検出方式にあっては、反力の伝達経路が長い
ために部品点数が増加し、組立工数の増大とコストアッ
プを招くという問題があった。
【0006】又、多くの構成部品の寸法公差の集積やカ
ム接触部に発生する大きなフリクションのためにトルク
検出精度が悪くなるという問題もあった。
ム接触部に発生する大きなフリクションのためにトルク
検出精度が悪くなるという問題もあった。
【0007】更に、速度検出装置はトルク検出装置とは
別に設けられていたため、部品点数や組立工数の増加及
びコストアップを招いていた。
別に設けられていたため、部品点数や組立工数の増加及
びコストアップを招いていた。
【0008】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、トルクと速度を同時に高精度
に検出することができる構造単純で組立性に優れた安価
なトルク及び速度検出装置を提供することにある。
で、その目的とする処は、トルクと速度を同時に高精度
に検出することができる構造単純で組立性に優れた安価
なトルク及び速度検出装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、トルクを捩れ角に変換する
トルク伝達軸によって連結された相対回転可能な第1の
回転軸と第2の回転軸の一方に円板状基板を取り付け、
他方にブラシを取り付け、前記基板の両面に導体と抵抗
体をそれぞれ取り付けるとともに、基板の一方の面に取
り付けられた導体と抵抗体に静止側に固設されたブラシ
を接触せしめ、同基板の他方の面に取り付けられた導体
と抵抗体に前記回転軸に取り付けられたブラシを接触せ
しめてトルク及び速度検出装置を構成したことを特徴と
する。
め、請求項1記載の発明は、トルクを捩れ角に変換する
トルク伝達軸によって連結された相対回転可能な第1の
回転軸と第2の回転軸の一方に円板状基板を取り付け、
他方にブラシを取り付け、前記基板の両面に導体と抵抗
体をそれぞれ取り付けるとともに、基板の一方の面に取
り付けられた導体と抵抗体に静止側に固設されたブラシ
を接触せしめ、同基板の他方の面に取り付けられた導体
と抵抗体に前記回転軸に取り付けられたブラシを接触せ
しめてトルク及び速度検出装置を構成したことを特徴と
する。
【0010】従って、請求項1記載の発明によれば、第
1の回転軸に入力されるトルクはトルク伝達軸を介して
第2の回転軸に伝達されるが、その際、トルク伝達軸に
はトルクの大きさに比例した捩れが発生し、このため、
両回転軸にトルクの大きさに比例した相対ズレが発生す
る。
1の回転軸に入力されるトルクはトルク伝達軸を介して
第2の回転軸に伝達されるが、その際、トルク伝達軸に
はトルクの大きさに比例した捩れが発生し、このため、
両回転軸にトルクの大きさに比例した相対ズレが発生す
る。
【0011】而して、一方の回転軸に取り付けられた基
板の一方の面に設けられた抵抗体と他方の回転軸に設け
られたブラシとの間で両回転軸の相対ズレ角に等しい角
度分の相対移動が生じる。又、基板の他方の面に設けら
れた抵抗体と静止側に固設されたブラシとの間では両回
転軸の1回転に対して一定角を周期とする位相差が発生
する。
板の一方の面に設けられた抵抗体と他方の回転軸に設け
られたブラシとの間で両回転軸の相対ズレ角に等しい角
度分の相対移動が生じる。又、基板の他方の面に設けら
れた抵抗体と静止側に固設されたブラシとの間では両回
転軸の1回転に対して一定角を周期とする位相差が発生
する。
【0012】従って、各抵抗体に例えば定電流を流せ
ば、各抵抗体は可変抵抗器として機能し、ブラシの接触
位置によってその抵抗値がリニアに変化するため、各抵
抗体から出力される電圧は第1及び第2の回転軸の相対
ズレ角に比例してリニアに変化し、この電圧の変化を検
出すれば、第1の軸に入力されるトルクを求めることが
できる。又、基板の他方に取り付けられた抵抗体から出
力される電圧は回転軸の1回転に対して周期的に変化す
るため、該電圧変化の単位時間当たりのパルス数をカウ
ントしたり、或は電圧変化の単位時間当たりの変化量
(即ち、変化率)を計測することによって回転軸の回転
速度を検出することができる。
ば、各抵抗体は可変抵抗器として機能し、ブラシの接触
位置によってその抵抗値がリニアに変化するため、各抵
抗体から出力される電圧は第1及び第2の回転軸の相対
ズレ角に比例してリニアに変化し、この電圧の変化を検
出すれば、第1の軸に入力されるトルクを求めることが
できる。又、基板の他方に取り付けられた抵抗体から出
力される電圧は回転軸の1回転に対して周期的に変化す
るため、該電圧変化の単位時間当たりのパルス数をカウ
ントしたり、或は電圧変化の単位時間当たりの変化量
(即ち、変化率)を計測することによって回転軸の回転
速度を検出することができる。
【0013】よって、本トルク及び速度検出装置は一方
の回転軸に取り付けられた基板と、該基板の両面に取り
付けられた導体と抵抗体及び導体と抵抗体に摺接するブ
ラシとで本来2つの装置であったものを一体化でき、構
造単純に構成されるため、その部品点数が削減されて組
立性向上、コンパクト化及びコストダウンが図られると
ともに、部品の寸法公差の集積や大きなフリクションの
発生を防いで高いトルク検出精度を得ることができる。
の回転軸に取り付けられた基板と、該基板の両面に取り
付けられた導体と抵抗体及び導体と抵抗体に摺接するブ
ラシとで本来2つの装置であったものを一体化でき、構
造単純に構成されるため、その部品点数が削減されて組
立性向上、コンパクト化及びコストダウンが図られると
ともに、部品の寸法公差の集積や大きなフリクションの
発生を防いで高いトルク検出精度を得ることができる。
【0014】又、請求項2記載の発明は、請求項1記載
の発明において、前記第1の回転軸と第2の回転軸及び
トルク伝達軸を同軸上に配したことを特徴とする。
の発明において、前記第1の回転軸と第2の回転軸及び
トルク伝達軸を同軸上に配したことを特徴とする。
【0015】従って、請求項2記載の発明によれば、当
該トルク及び速度検出装置の更なるコンパクト化が可能
となる。
該トルク及び速度検出装置の更なるコンパクト化が可能
となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【0017】図1は本発明に係るトルク及び速度検出装
置を備える電動モータ付自動車の側面図、図2は同電動
モータ付自転車のパワーユニット部の平断面図、図3は
本発明に係るトルク及び速度検出装置の拡大断面図、図
4は図3のA−A線断面図、図5は図3のB−B線断面
図、図6は同トルク及び速度検出装置の基板の両面に設
けられる導体と抵抗体の配置を示す模式的斜視図であ
る。
置を備える電動モータ付自動車の側面図、図2は同電動
モータ付自転車のパワーユニット部の平断面図、図3は
本発明に係るトルク及び速度検出装置の拡大断面図、図
4は図3のA−A線断面図、図5は図3のB−B線断面
図、図6は同トルク及び速度検出装置の基板の両面に設
けられる導体と抵抗体の配置を示す模式的斜視図であ
る。
【0018】先ず、図1に基づいて電動モータ付自転車
1の概略構成を説明する。
1の概略構成を説明する。
【0019】図1において、2は車体前方に位置するヘ
ッドパイプであり、該ヘッドパイプ2内にはハンドルス
テム3が回動自在に挿通している。そして、ハンドルス
テム3の上端にはハンドル4が結着され、同ハンドルス
テム3の下端にはフロントフォーク5が結着されてお
り、該フロントフォーク5の下端部には前輪6が回転自
在に軸支されている。
ッドパイプであり、該ヘッドパイプ2内にはハンドルス
テム3が回動自在に挿通している。そして、ハンドルス
テム3の上端にはハンドル4が結着され、同ハンドルス
テム3の下端にはフロントフォーク5が結着されてお
り、該フロントフォーク5の下端部には前輪6が回転自
在に軸支されている。
【0020】又、前記ヘッドパイプ2には略U字状に折
曲されたメインフレーム7の前端が結着されており、該
メインフレーム7の斜め上方に立設するシートパイプを
兼ねる部分にはシートポスト8を介してシート9が支持
されている。そして、メインフレーム7の前半部の直線
部分上にはバッテリ10が着脱自在に支持されている。
曲されたメインフレーム7の前端が結着されており、該
メインフレーム7の斜め上方に立設するシートパイプを
兼ねる部分にはシートポスト8を介してシート9が支持
されている。そして、メインフレーム7の前半部の直線
部分上にはバッテリ10が着脱自在に支持されている。
【0021】ところで、車体の略中央下部には、パワー
ユニット11がブラケット12,13を介してメインフ
レーム7に支持されている。このパワーユニット11は
人力による駆動系と電動モータによる駆動系を並設して
構成され、これにはクランク軸14が回転自在に支承さ
れており、該クランク軸14の左右両端にはクランク1
5が取り付けられ、各クランク15の端部にはペダル1
6が回転自在に軸支されている。
ユニット11がブラケット12,13を介してメインフ
レーム7に支持されている。このパワーユニット11は
人力による駆動系と電動モータによる駆動系を並設して
構成され、これにはクランク軸14が回転自在に支承さ
れており、該クランク軸14の左右両端にはクランク1
5が取り付けられ、各クランク15の端部にはペダル1
6が回転自在に軸支されている。
【0022】又、上記パワーユニット11からは左右一
対のチェーンステイ17が車体後方に向かって延出して
おり、該チェーンステイ17の後端部と前記メインフレ
ーム7とは左右一対のシートステイ18によって連結さ
れている。そして、チェーンステイ17後端の前記シー
トステイ18との連結部には後輪19が回転自在に軸支
されており、後輪19のハブにはホイールスプロケット
20が結着されている。
対のチェーンステイ17が車体後方に向かって延出して
おり、該チェーンステイ17の後端部と前記メインフレ
ーム7とは左右一対のシートステイ18によって連結さ
れている。そして、チェーンステイ17後端の前記シー
トステイ18との連結部には後輪19が回転自在に軸支
されており、後輪19のハブにはホイールスプロケット
20が結着されている。
【0023】ここで、前記パワーユニット11の構成の
詳細を図2に基づいて説明する。
詳細を図2に基づいて説明する。
【0024】図2に示すパワーユニット11において、
左右に2分割されたケース21には前記クランク軸14
がベアリング22,23によって回転自在に支持されて
おり、該クランク軸14の後方には、左右に2分割され
て横方向に同軸に配された中空のドライブ軸24と合力
軸25がベアリング26,27によってそれぞれ回転自
在に支承されている。これらのドライブ軸24と合力軸
25は互いに相対回転可能であって、図示のようにドラ
イブ軸24の端部外周に合力軸25の一端がリミッタ2
8を介して相対回転可能に嵌合されている。尚、リミッ
タ28はトーションバー29の捩れ角を規定値(本実施
の形態では20°)以内に規制するためのものである。
そして、これらのドライブ軸24と合力軸25の内部
(中空部)にはトーションバー29が挿通しており、該
トーションバー29の一端はドライブ軸24の外端部に
ピン結合によって結着され、同トーションバー29の他
端は合力軸25の外端部に同じくピン結合によって結着
されている。そして、上記ドライブ軸24と合力軸25
上には、本発明に係るトルク及び速度検出装置が設けら
れている。
左右に2分割されたケース21には前記クランク軸14
がベアリング22,23によって回転自在に支持されて
おり、該クランク軸14の後方には、左右に2分割され
て横方向に同軸に配された中空のドライブ軸24と合力
軸25がベアリング26,27によってそれぞれ回転自
在に支承されている。これらのドライブ軸24と合力軸
25は互いに相対回転可能であって、図示のようにドラ
イブ軸24の端部外周に合力軸25の一端がリミッタ2
8を介して相対回転可能に嵌合されている。尚、リミッ
タ28はトーションバー29の捩れ角を規定値(本実施
の形態では20°)以内に規制するためのものである。
そして、これらのドライブ軸24と合力軸25の内部
(中空部)にはトーションバー29が挿通しており、該
トーションバー29の一端はドライブ軸24の外端部に
ピン結合によって結着され、同トーションバー29の他
端は合力軸25の外端部に同じくピン結合によって結着
されている。そして、上記ドライブ軸24と合力軸25
上には、本発明に係るトルク及び速度検出装置が設けら
れている。
【0025】而して、上記ドライブ軸24の外端部外周
には小径の増速ギヤ31がセレーション結合によって結
着されており、該増速ギヤ31は、クランク軸14の一
端外周にワンウェイクラッチ32を介して支持された大
径の内歯増速ギヤ33に噛合している。又、合力軸25
の中間部外周にはワンウェイクラッチ34を介して大径
の減速ギヤ35が設けられており、同合力軸25のケー
ス21外へ延出する端部外周にはドライブスプロケット
36がネジ結合によって結着されている。そして、ドラ
イブスプロケット36と図1に示す前記ホイールスプロ
ケット20には無端状のチェーン37が巻装されてい
る。
には小径の増速ギヤ31がセレーション結合によって結
着されており、該増速ギヤ31は、クランク軸14の一
端外周にワンウェイクラッチ32を介して支持された大
径の内歯増速ギヤ33に噛合している。又、合力軸25
の中間部外周にはワンウェイクラッチ34を介して大径
の減速ギヤ35が設けられており、同合力軸25のケー
ス21外へ延出する端部外周にはドライブスプロケット
36がネジ結合によって結着されている。そして、ドラ
イブスプロケット36と図1に示す前記ホイールスプロ
ケット20には無端状のチェーン37が巻装されてい
る。
【0026】一方、ケース21には電動モータ38が横
向きに取り付けられており、該電動モータ38のモータ
軸39の一端には小径の減速ギヤ40が形成されてい
る。そして、この減速ギヤ40はアイドルギヤ41に噛
合しており、該アイドルギヤ41は、ケース21にベア
リング42によって回転自在に支承された減速軸43の
一端にセレーション結合によって結着された大径の減速
ギヤ44に噛合している。又、減速軸43の他端には小
径の減速ギヤ45が一体に形成されており、該減速ギヤ
45は前記減速ギヤ35に噛合している。
向きに取り付けられており、該電動モータ38のモータ
軸39の一端には小径の減速ギヤ40が形成されてい
る。そして、この減速ギヤ40はアイドルギヤ41に噛
合しており、該アイドルギヤ41は、ケース21にベア
リング42によって回転自在に支承された減速軸43の
一端にセレーション結合によって結着された大径の減速
ギヤ44に噛合している。又、減速軸43の他端には小
径の減速ギヤ45が一体に形成されており、該減速ギヤ
45は前記減速ギヤ35に噛合している。
【0027】ところで、本実施例においては、ケース2
1内の前記増速ギヤ33の内側であって、前記クランク
軸14の周囲に画成された空間S内には、前記バッテリ
10から前記電動モータ38への供給電圧(又は電流)
を制御するためのコントローラ60が収納されている。
1内の前記増速ギヤ33の内側であって、前記クランク
軸14の周囲に画成された空間S内には、前記バッテリ
10から前記電動モータ38への供給電圧(又は電流)
を制御するためのコントローラ60が収納されている。
【0028】ここで、本発明に係る前記トルク及び速度
検出装置30の構成を図3乃至図6に基づいて説明す
る。
検出装置30の構成を図3乃至図6に基づいて説明す
る。
【0029】図3に示すように、トルク及び速度検出装
置30は静止側(例えば、ケース21)に固設された樹
脂製のハウジング46を有し、該ハウジング46内には
前記ドライブ軸24の外周に結着されたスリーブ47を
介して結着された樹脂製の円板状基板48と前記合力軸
25の端部外周に結着された同じく樹脂製のフランジ状
プレート49が収納されており、これらはハウジング4
6の開口部内周に嵌着されたスナップリング50によっ
てサブ組時の軸方向位置が決められている。尚、ハウジ
ング46の外面には、電磁波やノイズによる弊害を避け
るために電磁遮蔽用の導電性塗料が塗布されている。
又、図3に示すように、プレート49とハウジング46
の間にはシールリング51が介設されている。
置30は静止側(例えば、ケース21)に固設された樹
脂製のハウジング46を有し、該ハウジング46内には
前記ドライブ軸24の外周に結着されたスリーブ47を
介して結着された樹脂製の円板状基板48と前記合力軸
25の端部外周に結着された同じく樹脂製のフランジ状
プレート49が収納されており、これらはハウジング4
6の開口部内周に嵌着されたスナップリング50によっ
てサブ組時の軸方向位置が決められている。尚、ハウジ
ング46の外面には、電磁波やノイズによる弊害を避け
るために電磁遮蔽用の導電性塗料が塗布されている。
又、図3に示すように、プレート49とハウジング46
の間にはシールリング51が介設されている。
【0030】ところで、上記基板48のハウジング46
に対向する面(図3の左端面、図6の下側に示す面)に
は、図6に示すように、1つのリング状の抵抗体52
と、該抵抗体52の内側に同心状に配されるリング状の
導体53と、同抵抗体52の外側に同心状に配される2
つのリング状導体54,55が設けられている。そし
て、導体53と抵抗体52及び導体54と抵抗体52と
は、互いに角度180°隔てて相対向する直線状の導体
56,57によってそれぞれ電気的に接続されている。
尚、図6では抵抗体52,58にはハッチングを付して
いる。
に対向する面(図3の左端面、図6の下側に示す面)に
は、図6に示すように、1つのリング状の抵抗体52
と、該抵抗体52の内側に同心状に配されるリング状の
導体53と、同抵抗体52の外側に同心状に配される2
つのリング状導体54,55が設けられている。そし
て、導体53と抵抗体52及び導体54と抵抗体52と
は、互いに角度180°隔てて相対向する直線状の導体
56,57によってそれぞれ電気的に接続されている。
尚、図6では抵抗体52,58にはハッチングを付して
いる。
【0031】他方、基板48の前記プレート49に対向
する面(図3の右端面、図6の上側に示す面)には、図
6に示すように、円弧状の抵抗体58と、これの外側に
配されるリング状の導体59が設けられている。そし
て、図6に破線にて示すように、抵抗体58の一端と前
記導体53とはc,b点において、抵抗体58の他端と
前記導体54とは点a,d点において、導体59と導体
55とはe,f点においてそれぞれ電気的に接続されて
いる。
する面(図3の右端面、図6の上側に示す面)には、図
6に示すように、円弧状の抵抗体58と、これの外側に
配されるリング状の導体59が設けられている。そし
て、図6に破線にて示すように、抵抗体58の一端と前
記導体53とはc,b点において、抵抗体58の他端と
前記導体54とは点a,d点において、導体59と導体
55とはe,f点においてそれぞれ電気的に接続されて
いる。
【0032】ところで、ハウジング46の基板48に対
向する内面には、図6に示すようにブラシ60,61,
62,63が取り付けられており、これらのブラシ60
〜63はその先端部が前記導体53、抵抗体52、導体
54,55にそれぞれ接している。尚、各ブラシ60〜
63はハウジング46の外壁に取り付けられた端子6
4,65,66,67を介して前記コントローラ60
(図2参照)に電気的に接続されている。
向する内面には、図6に示すようにブラシ60,61,
62,63が取り付けられており、これらのブラシ60
〜63はその先端部が前記導体53、抵抗体52、導体
54,55にそれぞれ接している。尚、各ブラシ60〜
63はハウジング46の外壁に取り付けられた端子6
4,65,66,67を介して前記コントローラ60
(図2参照)に電気的に接続されている。
【0033】又、前記プレート49の基板に対向する面
には、図6に示すように、その先端部が抵抗体58と導
体59に接する二股状の一体型ブラシ68が取り付けら
れている。
には、図6に示すように、その先端部が抵抗体58と導
体59に接する二股状の一体型ブラシ68が取り付けら
れている。
【0034】次に、電動モータ付自転車1の作用を説明
する。
する。
【0035】ライダーが左右のペダル16を交互に踏ん
でクランク軸14を回転駆動すると、クランク軸14の
回転はワンウェイクラッチ32、増速ギヤ33,31を
経て増速されてドライブ軸24とトーションバー29に
伝達され、更に、トーションバー29から合力軸25に
伝達される。従って、クランク軸14に入力される人力
(トルク)はトーションバー29を介して合力軸25に
伝達される。
でクランク軸14を回転駆動すると、クランク軸14の
回転はワンウェイクラッチ32、増速ギヤ33,31を
経て増速されてドライブ軸24とトーションバー29に
伝達され、更に、トーションバー29から合力軸25に
伝達される。従って、クランク軸14に入力される人力
(トルク)はトーションバー29を介して合力軸25に
伝達される。
【0036】他方、電動モータ38のモータ軸39の回
転は、減速ギヤ40、アイドルギヤ41、減速ギヤ4
4、減速軸43、減速ギヤ45,35及びワンウェイク
ラッチ34を経て減速されて合力軸25に伝達され、従
って、電動モータ38にて発生する補助動力は以上の経
路を経て合力軸25に伝達される。
転は、減速ギヤ40、アイドルギヤ41、減速ギヤ4
4、減速軸43、減速ギヤ45,35及びワンウェイク
ラッチ34を経て減速されて合力軸25に伝達され、従
って、電動モータ38にて発生する補助動力は以上の経
路を経て合力軸25に伝達される。
【0037】而して、合力軸25は人力と補助動力の双
方によって回転駆動され、その回転はドライブスプロケ
ット36、チェーン37及びホイールスプロケット20
を経て後輪19に伝達されるため、後輪19が人力と補
助動力の双方によって回転駆動されて当該電動モータ付
自転車1が走行せしめられる。
方によって回転駆動され、その回転はドライブスプロケ
ット36、チェーン37及びホイールスプロケット20
を経て後輪19に伝達されるため、後輪19が人力と補
助動力の双方によって回転駆動されて当該電動モータ付
自転車1が走行せしめられる。
【0038】ところで、前述のようにクランク軸14に
入力される人力はトーションバー29を介して合力軸2
5に伝達されるため、トーションバー29は人力の大き
さに比例した量だけ捩れ、この捩れによってドライブ軸
24と合力軸25の間に相対ズレが生じ、両者の相対ズ
レ角は本発明に係るトルク及び速度検出装置30によっ
て検出される。
入力される人力はトーションバー29を介して合力軸2
5に伝達されるため、トーションバー29は人力の大き
さに比例した量だけ捩れ、この捩れによってドライブ軸
24と合力軸25の間に相対ズレが生じ、両者の相対ズ
レ角は本発明に係るトルク及び速度検出装置30によっ
て検出される。
【0039】又、ドライブ軸24と共に一体に回転する
基板48と静止側に固設されたハウジング46との間に
はドライブ軸24の1回転毎に角度360°を1周期と
する位相差が発生し、この位相差が電圧変化として本発
明に係るトルク及び速度検出装置30によって検出され
る。
基板48と静止側に固設されたハウジング46との間に
はドライブ軸24の1回転毎に角度360°を1周期と
する位相差が発生し、この位相差が電圧変化として本発
明に係るトルク及び速度検出装置30によって検出され
る。
【0040】ここで、本発明に係るトルク及び速度検出
装置30の検出原理を図7に基づいて説明する。尚、図
7はトルク及び速度検出装置30の検出原理を説明する
ための電気回路と電圧特性を示す図である。
装置30の検出原理を図7に基づいて説明する。尚、図
7はトルク及び速度検出装置30の検出原理を説明する
ための電気回路と電圧特性を示す図である。
【0041】図7に示すように、端子64と66間に定
電圧Eを印加し、端子65,67から電圧を取り出せ
ば、各抵抗体52,58には定電流が流れ、これらの抵
抗体52,58は可変抵抗器として機能する。従って、
抵抗体58へのブラシ68の接触位置によって端子(ト
ルク出力端子)67から取り出される電圧値は、図7に
示すように、ドライブ軸24と合力軸25の相対ズレ角
に比例してリニアに変化する。従って、この電圧の変化
を検出すれば、ドライブ軸24に入力されるトルクを求
めることができる。
電圧Eを印加し、端子65,67から電圧を取り出せ
ば、各抵抗体52,58には定電流が流れ、これらの抵
抗体52,58は可変抵抗器として機能する。従って、
抵抗体58へのブラシ68の接触位置によって端子(ト
ルク出力端子)67から取り出される電圧値は、図7に
示すように、ドライブ軸24と合力軸25の相対ズレ角
に比例してリニアに変化する。従って、この電圧の変化
を検出すれば、ドライブ軸24に入力されるトルクを求
めることができる。
【0042】又、抵抗体52とハウジング46側に固設
されたブラシ61との間にはドライブ軸24(合力軸2
5)の1回転に対して角度360°を周期とする位相差
が発生するため、図7に示すように、端子65と端子6
6間の電圧は同じく角度360°を周期として変化す
る。従って、この電圧の周期的な変化の単位時間当たり
のパルス数或は単位時間当たりの電圧の変化量又はその
双方を検出することによってドライブ軸24(合力軸2
5)の回転速度を検出することができる。尚、パルス数
をカウントする場合、本実施の形態のような1回転を1
周期とする他に、導体56,57を複数対設けることに
より、1回転2周期以上とすることもできる。これによ
り、パルス数計測における分解能を上げることができ
る。
されたブラシ61との間にはドライブ軸24(合力軸2
5)の1回転に対して角度360°を周期とする位相差
が発生するため、図7に示すように、端子65と端子6
6間の電圧は同じく角度360°を周期として変化す
る。従って、この電圧の周期的な変化の単位時間当たり
のパルス数或は単位時間当たりの電圧の変化量又はその
双方を検出することによってドライブ軸24(合力軸2
5)の回転速度を検出することができる。尚、パルス数
をカウントする場合、本実施の形態のような1回転を1
周期とする他に、導体56,57を複数対設けることに
より、1回転2周期以上とすることもできる。これによ
り、パルス数計測における分解能を上げることができ
る。
【0043】而して、トルク及び速度検出装置30によ
って検出されたトルクと速度は前記コントローラ60に
入力され、コントローラ60検出されたトルクの大きさ
に応じてバッテリ10から電動モータ38への供給電圧
(又は電流)を制御し、電動モータ38が発生する補助
動力を人力に対して所定の値に調整する。
って検出されたトルクと速度は前記コントローラ60に
入力され、コントローラ60検出されたトルクの大きさ
に応じてバッテリ10から電動モータ38への供給電圧
(又は電流)を制御し、電動モータ38が発生する補助
動力を人力に対して所定の値に調整する。
【0044】以上において、本発明に係るトルク及び速
度検出装置30はドライブ軸24に取り付けられた基板
48と、該基板48の両面に取り付けられた導体53〜
55,59と抵抗体52,58及び各抵抗体52,58
に摺接するブラシ60〜63,68とで構造単純に構成
されるため、その部品点数が削減されてコンパクト化及
びコストダウンが図られるとともに、部品の寸法公差の
集積や大きなフリクションの発生を防いで高いトルク検
出精度を得ることができる。
度検出装置30はドライブ軸24に取り付けられた基板
48と、該基板48の両面に取り付けられた導体53〜
55,59と抵抗体52,58及び各抵抗体52,58
に摺接するブラシ60〜63,68とで構造単純に構成
されるため、その部品点数が削減されてコンパクト化及
びコストダウンが図られるとともに、部品の寸法公差の
集積や大きなフリクションの発生を防いで高いトルク検
出精度を得ることができる。
【0045】又、本実施の形態では、ドライブ軸24合
力軸25及びトーションバー29を同軸上に配したた
め、当該トルク及び速度検出装置30の更なるコンパク
ト化が可能となる。
力軸25及びトーションバー29を同軸上に配したた
め、当該トルク及び速度検出装置30の更なるコンパク
ト化が可能となる。
【0046】尚、以上は本発明を特に電動モータ付自転
車における人力の検出に適用した形態について述べた
が、本発明の適用はこれに限定されるものではないこと
は勿論である。
車における人力の検出に適用した形態について述べた
が、本発明の適用はこれに限定されるものではないこと
は勿論である。
【0047】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、トルクを捩れ角に変換するトルク伝達軸によっ
て連結された相対回転可能な第1の回転軸と第2の回転
軸の一方に円板状基板を取り付け、他方にブラシを取り
付け、前記基板の両面に導体と抵抗体をそれぞれ取り付
けるとともに、基板の一方の面に取り付けられた導体と
抵抗体に静止側に固設されたブラシを接触せしめ、同基
板の他方の面に取り付けられた導体と抵抗体に前記回転
軸に取り付けられたブラシを接触せしめてトルク及び速
度検出装置を構成したため、トルクと速度を同時に高精
度に検出することができるとともに、該トルク及び速度
検出装置を構造単純で安価に構成することができ、更に
その組立性を高めることができるという効果が得られ
る。
よれば、トルクを捩れ角に変換するトルク伝達軸によっ
て連結された相対回転可能な第1の回転軸と第2の回転
軸の一方に円板状基板を取り付け、他方にブラシを取り
付け、前記基板の両面に導体と抵抗体をそれぞれ取り付
けるとともに、基板の一方の面に取り付けられた導体と
抵抗体に静止側に固設されたブラシを接触せしめ、同基
板の他方の面に取り付けられた導体と抵抗体に前記回転
軸に取り付けられたブラシを接触せしめてトルク及び速
度検出装置を構成したため、トルクと速度を同時に高精
度に検出することができるとともに、該トルク及び速度
検出装置を構造単純で安価に構成することができ、更に
その組立性を高めることができるという効果が得られ
る。
【図1】本発明に係るトルク及び速度検出装置を備える
電動モータ付自動車の側面図である。
電動モータ付自動車の側面図である。
【図2】本発明に係るトルク及び速度検出装置を備える
電動モータ付自動車のパワーユニット部の平断面図であ
る。
電動モータ付自動車のパワーユニット部の平断面図であ
る。
【図3】本発明に係るトルク及び速度検出装置の拡大断
面図である。
面図である。
【図4】図3のA−A線断面図である。
【図5】図3のB−B線断面図である。
【図6】本発明に係るトルク及び速度検出装置の基板の
両面に設けられる導体と抵抗体の配置を示す模式的斜視
図である。
両面に設けられる導体と抵抗体の配置を示す模式的斜視
図である。
【図7】本発明に係るトルク及び速度検出装置の検出原
理を説明するための電気回路と電圧特性を示す図であ
る。
理を説明するための電気回路と電圧特性を示す図であ
る。
24 ドライブ軸(第1の回転軸) 25 合力軸(第2の回転軸) 29 トーションバー(トルク伝達軸) 30 トルク及び速度検出装置 48 基板 52,58 抵抗体 53〜55,59 導体 60〜63,68 ブラシ
Claims (2)
- 【請求項1】 トルクを捩れ角に変換するトルク伝達軸
によって連結された相対回転可能な第1の回転軸と第2
の回転軸の一方に円板状基板を取り付け、他方にブラシ
を取り付け、前記基板の両面に導体と抵抗体をそれぞれ
取り付けるとともに、基板の一方の面に取り付けられた
導体と抵抗体に静止側に固設されたブラシを接触せし
め、同基板の他方の面に取り付けられた導体と抵抗体に
前記回転軸に取り付けられたブラシを接触せしめて構成
されることを特徴とするトルク及び速度検出装置。 - 【請求項2】 前記第1の回転軸と第2の回転軸及びト
ルク伝達軸を同軸上に配したことを特徴とする請求項1
記載のトルク及び速度検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28195695A JPH09126917A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | トルク及び速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28195695A JPH09126917A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | トルク及び速度検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09126917A true JPH09126917A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17646253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28195695A Pending JPH09126917A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | トルク及び速度検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09126917A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0859224A2 (en) * | 1997-02-17 | 1998-08-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Torque sensor and number of revolutions sensor |
EP1184278A3 (en) * | 2000-08-31 | 2004-11-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor-assisted bicycle |
WO2011101946A1 (ja) * | 2010-02-19 | 2011-08-25 | パナソニック株式会社 | 電動自転車 |
WO2011111299A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | パナソニック株式会社 | 電動自転車 |
CN112088121A (zh) * | 2018-05-23 | 2020-12-15 | 松下知识产权经营株式会社 | 马达单元和电动自行车 |
JP2020201046A (ja) * | 2019-06-06 | 2020-12-17 | 日本電産シンポ株式会社 | トルク検出センサおよび動力伝達装置 |
-
1995
- 1995-10-30 JP JP28195695A patent/JPH09126917A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0859224A2 (en) * | 1997-02-17 | 1998-08-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Torque sensor and number of revolutions sensor |
EP0859224A3 (en) * | 1997-02-17 | 1999-05-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Torque sensor and number of revolutions sensor |
EP1184278A3 (en) * | 2000-08-31 | 2004-11-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor-assisted bicycle |
WO2011101946A1 (ja) * | 2010-02-19 | 2011-08-25 | パナソニック株式会社 | 電動自転車 |
WO2011111299A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | パナソニック株式会社 | 電動自転車 |
CN112088121A (zh) * | 2018-05-23 | 2020-12-15 | 松下知识产权经营株式会社 | 马达单元和电动自行车 |
CN112088121B (zh) * | 2018-05-23 | 2022-07-29 | 松下知识产权经营株式会社 | 马达单元和电动自行车 |
JP2020201046A (ja) * | 2019-06-06 | 2020-12-17 | 日本電産シンポ株式会社 | トルク検出センサおよび動力伝達装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6595072B2 (en) | Sensor of the pedaling force of a power-assisting bike | |
US5065633A (en) | Apparatus for the measurement of drive torques | |
JPH09132153A (ja) | 電気式動力舵取装置 | |
JP2000006877A (ja) | 電動車両用動力ユニット | |
JP3547847B2 (ja) | アシストモータ付き自転車における踏力検出装置 | |
JP3645964B2 (ja) | 電動アシスト車両のトルク伝達装置 | |
JPH09126917A (ja) | トルク及び速度検出装置 | |
CN1172052A (zh) | 电动助推自行车 | |
JP3888148B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2002154474A (ja) | 磁気検出型センサ | |
TW202233976A (zh) | 動力輸出系統及電動腳踏車 | |
JP3428497B2 (ja) | 補助動力付き自転車 | |
JPWO2002076813A1 (ja) | 回転速度センサー及び該センサーを備えた動力アシスト自転車 | |
JP2000272575A (ja) | 電動アシスト自転車 | |
JP2002154473A (ja) | 磁気検出型センサ | |
JPH08178769A (ja) | 回転式トルク検出装置 | |
CN208715407U (zh) | 一种电动助力自行车中轴力矩传感器 | |
JP2000335476A (ja) | 補助動力付き自転車用駆動ユニット及び補助動力付き自転車 | |
JPH08313376A (ja) | トルク検出装置及び自転車 | |
JP2000074760A (ja) | トルク検出機構 | |
CN210634699U (zh) | 电助力自行车的动力输出机构 | |
CN211995983U (zh) | 电动自行车的踏力感测机构 | |
CN114379692B (zh) | 谐波减速模块、动力装置、动力输出系统及电动脚踏车 | |
JPH10226387A (ja) | アシスト車両の人的駆動力検出機構 | |
JPH09207868A (ja) | 電動モータ付き自転車 |