KR100191444B1 - 전동자전거 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 인력에 의한 인력구동부와 전동기에 의한 전동구동부와의 양쪽을 겸해서 구비한 전동자전거에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

간단한 구성으로 인력에 의한 토오크를 정확히 검출하여 이토오크에 따라 전동기를 정확히 구동시키는 인력에 의한 구동력을 보조하는 전동자전거를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

3. 발명의 해결방법의 요지

페달(11)의 회전에 의해 차륜을 회전시키는 인력구동부(10)와 전동기(8)의 구동에 의해 차륜을 회전시키는 전동구동부(9)와 상기한 인력구동부(10)의 토오크를 검출하는 토오크 검출부(41)와 그 토오크 검출부(41)의 토오크의 크기에 기초하여 상기한 전동기(8)를 구동제어하는 제어부(26)와 고정측 케이스(7)와 회전측 케이스(6)로 이루어진 판상 케이스(5)와를 구비하고 그 판상 케이스(5)는 전동기(8)와 토오크 검출부(41)를 내장시킨 전동자전거이다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 인력에 의한 인력구동부와 전동기에 의한 전동구동부와의 양쪽을 겸해서 구비하고 인력에 의한 구동력의 크기에 따라 전동기를 구동시키고 인력의 구동력을 전동기의 구동력에 의해 보조하는 전동자전거에 관한 것이다.

Description

전동자전거

제1도는 제1의 발명의 일실시예에 관한 전동자전거의 전체사시도.

제2도는 판상 케이스의 부품의 배치를 나타내는 구성도.

제3도는 제2도에 있어서의 A-A선에 따른 단면도.

제4도는 제1의 발명의 다른 실시예에 관한 전동자전거의 판상 케이스의 측면단면도.

제5도는 주요부 사시도.

제6도는 제1의 발명의 다른 실시예에 관한 전동자전거의 판상 케이스의 측면단면도.

제7도는 제1의 발명에 관한 전동자전거의 동작을 나타내는 도면.

제8도는 제2의 발명에 관한 판상 케이스의 구성을 나타내는 정면도.

제9도는 최종단 풀리의 구성을 나타내는 측면단면도.

제10도는 최종단 풀리의 구성을 나타내는 정면도.

제11도는 최종단 풀리의 구성을 나타내는 다른 측면단면도.

제12도는 제2의 발명에 있어서의 토오크 검출부의 회로도.

제13도는 제12도에 나타낸 회로중의 각 점에 있어서의 파형도.

제14도는 제2의 발명에 관한 전동자전거의 다른 최종단 풀리의 구성을 나타내는 측면단면도.

제15도는 제2의 발명에 관한 다른 토오크 검출부의 구성을 나타내는 측면단면도.

제16도는 제2의 발명에 관한 다른 토오크 검출부의 구성을 나타내는 측면단면도.

제17도는 제15도에 나타낸 토오크 검출부의 회로도.

제18도는 또 다른 토오크 검출부의 회로도.

제19도는 제2의 발명에 관한 또 다른 토오크 검출부의 구성을 나타내는 측면단면도.

제20도는 제19도에 나타낸 광학부 및 반사판의 부분확대도.

제21도는 제3의 발명에 관한 판상 케이스의 부품의 배치를 나타내는 구성도.

제22도는 제3의 발명의 일실시예에 관한 전동자전거의 최종단 풀리의 구성을 나타내는 평면도.

제23도는 판상 케이스의 측면단면도.

제24도는 판상 케이스의 측면단면도.

제25도는 제3의 발명의 다른 실시예에 관한 전동자전거의 최종단 풀리의 구성을 나타내는 평면도.

제26도는 판상 케이스의 일부측면단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

5, 105, 205 : 판상 케이스 6 : 회전측 케이스

7 : 고정측 케이스 8 : 전동기

9 : 전동구동부 10 : 인력구동부

11 : 페달 26 : 제어부

38 : 프리휠 41, 151, 249 : 토오크 검출부

43 : 로터리트랜스 142 : 회전판

144 : 경사부 145 : 슬라이드부재

149 : 코일 157 : 변환부재

159 : 나사기어 177 : 반사판

243 : 압압부재 245 : 포텐쇼미터

본 발명은 인력에 의한 인력구동부와 전동기에 의한 전동구동부의 양쪽을 겸해서 구비하여, 인력에 의한 구동력의 크기에 따라 전동기를 구동시켜, 인력의 구동력을 전동기의 구동력에 의해 보조하는 전동자전거에 관한 것이다.

종래, 이와 같은 전동자전거는 일본국 특개평 4-358987호 공보(B62M 23/02)에 나타내는 바와 같이, 인력에 의한 구동계와 전동기에 의한 구동계를 병렬로 설치하여, 상기한 인력에 의한 구동계의 구동력을 검출해서 전동기의 출력을 제어하도록 한 것이 알려져 있다.

이 전동자전거에 있어서, 인력에 의한 구동계의 구동력, 즉, 페달의 회전 토오크를 검출하기 위해, 페달의 크랭크축에는 통형축이 밖에서 끼워져 있고, 페달의 밟는 힘은 통형측으로부터 일방향 클러치를 거쳐서 유성기어기구에 전달되며, 또한, 그 유성기어기구에 맞물린 구동축에 의해 후륜으로 전달되게 되어 있다.

상기한 유성기어기구에는 토오크 검출레버의 일단이 끼워져 장착되어 있고, 타단은 포텐쇼미터에 연결된 제2레버에 맞닿아 있다.

제2검출레버는 복귀 용수철에 의해 복귀되도록 되어 있고, 토오크 검출레버를 거쳐서 제2레버가 페달의 밟는 힘에 따른 각도만큼 회전하고, 그 회전량을 포텐쇼미터에 의해 측정하므로서 크랭크축에 가해진 토오크를 검출한다.

또, 상기한 통형축에는, 일방향 클러치 및 유성기어기구를 거쳐서 전동기로부터의 회전구동력도 전달되도록 되어 있고, 검출된 토오크에 따라 전동기의 구동력을 증가시켜, 인력의 부담을 감소시키도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 구성에서는 구동 부분이 후륜과 떨어진 장소에 있기 때문에 구동력이 후륜에 전달되기까지에 힘의 손실이 커지거나, 후륜에 동력을 전달하기 위해, 페달 및 전동기의 세로방향의 회전을 구동축의 가로방향의 회전으로 변환하고, 다시 또 후륜을 회전시키기 위해 세로방향의 회전으로 변환하지 않으면 안되어, 구성이 복잡해 지는 외에, 대형화하고, 또한 고장이 발생하기 쉽다는 문제점이 있다.

한편, 크랭크축에 가해지는 토오크를 검출하고 있기 때문에, 전술한 바와 같이 구동력이 후륜에 전달되기까지의 힘의 손실이 크면, 필요로 하는 전동기의 회전 구동력보다 낮게 구동제어되고, 인력의 보조력이 적게 된다는 문제가 있었다.

또한, 토오크는 토오크 검출레버, 및 제2레버를 거쳐서 포텐쇼미터에 의해 검출되도록 되어 있기 때문에, 진동에 의해 검출오차가 발생할 염려가 있었다.

또, 상기한 실시예와는 별도로, 예를 들면, 일본국 특개평 4-321482호(B62M 23/12)에는, 상기한 인력에 의한 구동계의 구동력, 즉 페달의 회전 토오크를 검출하기 위해, 페달과 후륜 사이에 설치된 구동력을 전달하는 구동축의 도중에 구동력을 검출하는 부하 검출수단을 설치한 구성이 개시되어 있다.

그러나, 구동축에 부하 검출수단을 부착시킨 경우, 부하를 검출하기 위해 검출한 신호를 제어회로에 전송하기 위한 배선 등이 필요하게 되어 구성이 대단히 복잡하게 되고 대형화한다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서 간단한 구성으로 인력에 의한 토오크를 정확히 검출하여, 이 토오크에 따라 전동기를 정확히 구동시키는 인력에 의한 구동력을 보조하는 전동자전거를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

또, 차륜에 생긴 토오크를 차축 방향의 이동으로 변환하고, 그 이동량을 검출하므로서 간단한 구성으로 인력에 의한 토오크를 정확히 검출하고, 이 토오크에 따라 전동기를 정확히 구동시키는 인력에 의한 구동력을 보조하는 전동자전거를 제공하는데 있다.

상기한 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 제1의 구성은, 페달의 회전에 의해 차륜을 회전시키는 인력구동부와, 전동기의 구동에 의해 차륜을 회전시키는 전동구동부와, 상기한 인력구동부의 토오크를 검출하는 토오크 검출부와, 그 토오크 검출부의 토오크의 크기에 기초하여 상기한 전동기를 구동제어하는 제어부와, 고정측 케이스와 회전측 케이스로 이루어진 판상 케이스를 구비하고, 그 판상 케이스는 전동기와 토오크 검출부를 내장하고 있는 구성으로 되어 있다.

그리고, 상기한 제어부는 상기 한 판상 케이스에 내장하고 있다.

또, 토오크 검출부는, 인력구동부의 구동력에 의해 생기는 회전축의 뒤틀림을 검출한다.

또한, 토오크 검출부는, 상기한 차륜의 차축과 동축으로서 상기한 회전측 케이스에 고정되고, 상기한 인력구동부로부터의 구동력이 걸리는 회전축에 설치되어 있다.

그리고, 상기한 회전축은 상기한 인력구동부와의 사이에 프리휠을 상기한 차륜의 차축과의 사이에 축받이를 걸치고 있다.

또, 토오크 검출부는 회전측 케이스에 부착되고, 토오크 검출부에서 검출한 신호는 로터리트랜스를 거쳐서 고정측 케이스에 부착된 제어부에 전송된다.

본 발명의 제2의 구성은 제1의 구성에 있어서, 페달의 밟는 힘에 의해 신축됨과 동시에 그 밟는 힘을 판상 케이스에 전달하는 탄성체와 그 탄성체의 신축을 차륜의 차축 방향의 이동으로 변환시키는 변환부재를 구비하고, 토오크 검출부는 상기한 변환부재의 이동량을 검출하는 구성으로 되어 있다.

변환부재는 탄성체의 신축에 의해 회전하는 회전판과, 그 회전판에 돌출 설치되고 그 단말부가 경사지고 있는 경사부와, 차축방향으로 미끄러져 움직이는 것이 가능하게 설치된 슬라이드부재와, 그 슬라이드부재에 상기한 경사부에 맞닿도록 형성한 돌출부와, 상기한 슬라이드부재를 회전판 방향으로 힘을 가하는 탄성체를 구비하고 있다.

또, 상기한 변환부재는 차륜의 차축 주위에 형성한 나사기어와, 탄성체의 신축에 의해 회전함과 동시에 차축 방향으로 이동 가능한 회전판과, 그 회전판에 형성되고 상기한 나사기어에 나사조임된 나사부를 구비하고 있다.

또한, 상기한 토오크 검출부는, 자성부재 또는 도전부재와, 그 자성부재 또는 도전부재의 근방에 배치한 코일을 구비하고, 그 한쪽은 상기한 변환부재에 의해 차축 방향으로 이동되도록 하고 있다.

그리고, 상기한 토오크 검출부는, 소요거리를 격리해서 대향해서 배치한 전극쌍과 그 전극쌍의 간격에 삽입 가능하게 배치한 유전체를 구비하고, 그 한쪽은 상기한 변환부재에 의해 차축 방향으로 이동되도록 하고 있다.

또, 상기한 토오크 검출부는, 자성체와, 그 자성체와 대향해서 배치한 자기 검출기를 구비하여, 그 한쪽은 상기한 변환부재에 의해 차축 방향으로 이동되도록 하고 있다.

또한, 상기한 토오크 검출부는, 광을 반사하는 반사판과, 그 반사판에 광을 출사하는 발광부 및 상기한 반사판으로부터의 반사광을 수광해서 그 수광 위치를 검출하는 수광부를 구비한 광학부를 구비하고, 상기한 반사판 또는 광학부는 상기한 변환부재에 의해 차축 방향으로 이동되도록 하고 있다.

본 발명의 제3의 구성은, 제1의 구성에 있어서, 상기한 페달의 밟은 힘에 의해 신축함과 동시에 그 밟는 힘을 판상 케이스에 전달하는 탄성체를 구비하고, 토오크 검출부는, 그 탄성체의 신축량을 검출하고 있다.

또, 상기한 인력구동부의 밟는 힘에 의해 회전하는 압압부재를 상기한 탄성체와 인력구동부 사이에 개재시키고, 압압부재의 변위량에 따라 값이 변화하는 포텐쇼미터를 설치하고 있다.

그리고, 상기한 압압부재에 연속해서 일부에 기어부를 형성한 차륜의 차축을 중심으로 회전하는 회전판과, 그 회전판의 기어부의 동작에 연동해서 동작하는 작은 기어를 포텐쇼미터에 설치하고 있다.

그리고, 상기한 토오크 검출부는, 상기한 탄성체의 신축 방향 도중에 조작체를 설치하고, 그 조작체의 동작과 연동하는 가변저항기를 설치하고 있다.

본 발명의 제1의 구성에 의하면, 사용자가 페달을 밟는 것에 의해 인력에 의한 토오크가 검출되고, 토오크의 크기에 따라 전동기를 구동시키고, 회전측 케이스는 페달을 밟는 힘과 전동기에 의한 힘에 의해 회전하므로서 차륜이 회전하여, 페달을 밟는 구동력에 전동기의 구동력을 추가해서 주행할 수가 있다.

또, 제1의 구성에 의하면, 판상 케이스내에 제어부를 내장시키고 판상 케이스내의 토오크 검출부로부터의 토오크 신호를 판상 케이스내의 제어부로 송신한다.

또한, 제1의 구성에 의하면, 토오크 검출부는 차륜의 회전축에 설치되어 있어, 페달을 밟아 토오크가 생긴때에 이 토오크의 반력에 의해 생기는 회전축의 뒤틀림에 의해 토오크를 검출한다.

토오크 검출부는 회전측 케이스와 고정측 케이스의 접속 부분에 설치되어 있고, 이 접속 부분에 있어서의 회전축은 페달을 밟은 때에 가장 큰 뒤틀림이 생긴다.

또한, 제1의 구성에 의하면, 회전축은 인력구동부와의 사이에 프리휠을 전륜의 축과의 사이에 축받이를 개재시키고 있기 때문에 인력구동부가 정회전하는 때에만 토오크를 검출하여, 전진하는 때에만 전동구동부로부터의 동력을 전달할 수가 있다.

또, 제1의 구성에 의하면, 토오크 검출부에서 검출된 신호는 로터리트랜스에 의해 회전측 케이스로부터 고정측 케이스의 제어부에 신호가 전송된다.

본 발명에 제2의 구성에 의하면, 사용자가 페달을 밟음으로서 밟는 힘은 페달로부터 탄성체를 거쳐서 판상 케이스, 차륜으로 전달된다.

시동시 사용자가 페달을 밟기 시작한때 탄성체가 크게 축소되고, 또 일정속도로 운동하기 시작하면, 탄성체는 거의 축소되지 않는다.

또, 가속을 하는때에는 시동시와 마찬가지로 페달의 밟음에 의해 탄성체가 축소되고 그 탄성체가 판상 케이스를 압축하므로서 차륜이 회전해서 주행한다.

이와 같이 탄성체가 인력 토오크의 크기에 따라 신축하고, 이 신축을 변환부재에 의해 차축 방향으로 변환시키고, 이 변이를 토오크 검출부가 검출하므로서 인력 토오크가 검출된다.

그리고, 검출된 인력 토오크에 따른 크기로 전동기가 구동되기 때문에 인력 토오크가 크게 된 때에는 전동기에 의한 보조가 크게 되며, 인력에 의한 구동과 전동기에 의한 구동을 병용해서 주행한다.

또, 본 발명의 제2의 구성에 의하면, 인력 토오크의 증가에 의해 탄성체가 축소됨과 동시에 회전판이 회전하며, 그 회전판에 돌출 설치된 경사부가 회전해서 여기에 맞닿은 돌출부의 맞닿는 위치가 이동되고, 차축 방향으로 힘을 가하는 탄성체가 축소 또는 신장해서 슬라이드부재가 차축 방향으로 이동한다.

또, 인력 토오크가 감소되면 인력 토오크의 증가에 의해 축소된 탄성체가 신장되므로서 회전판이 역방향으로 회전하고 슬라이드부재는 이 회전에 의한 힘 또는 차축 방향으로 힘이 가해지는 탄성체의 신장력에 의해 본래대로 복귀한다.

이에 의해 인력 토오크는 슬라이드부재의 차축 방향으로의 이동량으로서 검출된다.

또한, 본 발명의 제2의 구성에 의하면, 인력 토오크가 증가하면, 그에 따라 탄성체가 축소됨과 동시에 회전판이 회전하고, 그 회전판에 형성한 나사부는 차축 주위에 형성된 나사기어에 따라 차축 방향으로 나사 진행하여 회전판이 차축 방향으로 이동한다.

또, 인력 토오크가 감소하면, 그에 따라 수축한 탄성체가 신장되고 상기한 나사부가 나사기어에 따라 역진행하여 회전판은 차축 방향으로 원래의 위치까지 이동한다.

이것에 의해 전과 마찬가지로 인력 토오크는 슬라이드부재의 차축 방향으로의 이동량으로서 검출된다.

또, 제2의 구성에 의하면, 자성부재 또는 도전부재, 혹은 코일의 한쪽은 슬라이드부재에 의해 차축 방향으로 이동되도록 하고 있기 때문에 자성부재와 코일과의 상대위치가 접근하는 또는 코일내에서의 자성부재의 삽입 체적이 증가하면 코일의 인덕턴스가 커지게 된다.

또, 역의 경우에는 코일의 인덕턴스가 적어지게 된다.

이때의 전압변화를 밟는 힘의 변화로서 검출하고 이 변화에 따라 전동기를 구동시켜서 차륜을 회전시킨다.

또, 도전부재가 코일근방으로 이동한 경우, 자성부재와 역의 작용이 된다.

결국, 도전부재가 코일에 접근하면, 코일의 인덕턴스가 적어지게 되고, 코일로부터 멀어지면 코일의 인덕턴스가 커지게 된다.

또한, 제2의 구성에 의하면, 토오크 검출부는 소요거리를 격리해서 대향해서 배치한 전극쌍과 그 전극쌍의 간격에 삽입가능하게 배치한 유전체의 어느것인가 한쪽은 변환부재에 의해 차축 방향으로 이동되도록 했기 때문에 토오크에 따라 변환부재가 차축 방향으로 이동해서 유전체가 전극쌍의 간격에 대해 출입하고 전극쌍의 정전 용량이 변화한다.

따라서, 토오크에 따른 정전 용량의 변화를 검출하므로서 토오크를 검출한다.

또, 제2의 구성에 의하면, 토오크 검출부는 자성체와 그 자성체와 대향해서 배치된 자기 검출기의 어느것인가 한쪽은 슬라이드부재에 의해 차축 방향으로 이동되도록 했기 때문에 토오크에 따라 자성체와 자기 검출기 사이의 거리가 변화한다.

따라서, 자기 검출기에 있어서는, 토오크에 따라 검출되는 자속밀도가 변화하기 때문에 이 변화량을 검출하므로서 토오크를 검출한다.

또, 제2의 구성에 의하면, 광학부의 발광부로부터의 출사광은 반사판에 의해 반사되고, 그 반사광은 수광부에서 수광된다.

또, 발광부 및 수광부와 이들에 대향해서 배치된 반사판의 어느 것인가 한쪽은 슬라이드부재에 의해 차축 방향으로 이동되도록 했기 때문에 이동량에 따라 수광부에 있어서의 반사광의 수광 위치가 변화한다.

수광부는 이 변화량을 검출하므로서 토오크를 검출한다.

본 발명의 제3의 구성에 의하면, 사용자가 페달을 밟음으로서 밟는 힘은 페달로부터 탄성체를 거쳐서 판상 케이스, 차륜으로 전달된다.

시동시 사용자가 페달을 밟기 시작한때 탄성체는 크게 축소되고 또 일정속도로 움직이기 시작하면 탄성체는 거의 축소되지 않게 된다.

또, 가속하는 때에는 시동시와 마찬가지로 페달을 밟음으로서 탄성체가 축소되고 그 탄성체가 판상 케이스를 압축하므로서 차륜이 회전해서 주행한다.

이와 같이 인력구동부와 차륜 사이에 개재된 탄성체가 인력 토오크의 크기에 따라 신축되고 이 신축의 양을 토오크 검출부가 검출하므로서 탄성체의 신축의 크기, 즉 인력 토오크를 검출할 수가 있다.

인력 토오크가 검출되면 제어부에 의해 전동기의 보조가 크게 되고 인력에 의한 구동과 전동기에 의한 구동을 병용해서 주행한다.

또한, 제3의 구성에 의하면, 압압부재의 변위량을 검출하기 위해 압압부재에 연속되는 기어부를 포텐쇼미터에 설치한 작은 기어와 맞물리게 하므로서 포텐쇼미터로 압압부재의 변위량을 판독할 수가 있다.

또, 탄성체에 설치한 조작체가 탄성체의 신축과 함께 이동하고, 이 이동량을 가변저항기로 판독하여 가변저항치의 값에 따라 전동기를 구동시킨다.

[실시예]

이하, 본 발명의 일실시예를 제1도 내지 제7도에 기초하여 설명한다.

제1도는 본 발명에 관한 전동자전거의 전체사시도이며, 도면 중 1은 전동자전거 본체이다.

전동자전거 본체(1)에는 후술하는 전동기(8)가 구비되어 있고, 인력에 의한 토오크의 크기에 따라서 전동기(8)의 구동력을 변화시켜, 인력에 의한 힘을 전동기(8)의 힘에 의해 보조해서 주행시키도록 되어 있다.

전동자전거 본체(1)의 프레임(4)에는 전륜(2), 후륜(3), 핸들(13) 및 안장(21)이 부착되어 있고, 전륜(2)는 핸들(13)에 의해 조종되도록 되어 있다.

후륜(3)의 회전축의 부분에는 판상 케이스(5)가 설치되어 있다.

판상 케이스(5)는 회전측 케이스(6)과 전동자전거 본체(1)에 고정되는 고정측 케이스(7)을 구비하고 있고, 회전측 케이스(6)이 후륜(3)과 일체로 회전하도록 되어 있다.

또, 판상 케이스(5)에는 전동기(8)가 내장되어 있어, 전동 구동이 필요한 때에 구동해서, 후술하는 인력구동부(10)과 같이 회전측 케이스(6)를 회전시킨다. 이 판상 케이스(5)를 구비한 구동부분이 전동구동부(9)이다.

인력구동부(10)는 페달(11) 및 체인(12)을 구비하고 있고, 사용자가 페달(11)을 밟으므로서, 체인(12)을 거쳐서 후륜(3)을 회전시킨다.

본 실시예에서는 체인(12)을 인력의 전달부재로 하였지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 체인(12) 대신 벨트, 회전축 등에 의한 것이라도 상관없다.

전륜(2)을 조종하는 핸들(13)의 좌우 양단에는 브레이크(14)(15)가 부착되어 있고, 또, 전류(2) 및 후륜(3)에는 브레이크장치(18),(19)가 설치되어 있으며, 브레이크레버(14)(15)와 브레이크장치(18)(19)는 와이어(16)(17)에 의해 연결되어 있다.

그리고 브레이크레버(14),(15)를 당기므로서 와이어(16)(17)가 당겨져, 이 와이어(16)(17)에 의해 각각 전후의 브레이크장치(18)(19)가 동작하도록 되어 있다.

또, 와이어(16)(17)의 도중에는 브레이크스위치(20)가 설치되어 있어, 브레이크레버(14),(15)를 조작하였을 때에는 전동기(8)로의 통전을 정지하는 기구로 되어 있다.

후륜(3)상의 프레임(4)에는 전동기(8)의 전원이 되는 밧데리부(22)가 부착되어 있다.

이 밧데리부(22)는 프레임(4)에 착탈가능하게 부착되는 밧데리케이스(23)와, 그 밧데리 케이스(23)에 수납시킨 단일형 충전식 전지에 의해 구성되어 있고, 전원 전압은 약 24볼트이다.

다음에 제2도 및 제3도에 기초하여 판상 케이스(5)에 대해 설명한다.

제2도에 나타내는 것은, 판상 케이스(5)내의 구성을 나타내는 도면으로, 7은 전동자전거 본체(1)에 고정되는 고정측 케이스이고, 그 고정측 케이스(7)에는 제어기판(24) 및 방열판(25) 등으로 된 제어부(26)와, 전동기(8)와, 제1풀리(27), 제2풀리(28), 최종단 풀리(29)의 3개의 풀리로 된 감속기구(30)와, 그 감속기구(30)와 전동기(8)를 연결하는 전달벨트(31)가 배치되어 있다.

감속기구(30)의 최종단 풀리(29)는 회전측 케이스(6)에 고정되어 있고, 전동기(8)가 회전하면 제1풀리에서 최종단 풀리(27)(29)까지가 전달벨트(31)에 의해서 회전하고, 감속되어 최종단 풀리(29)와 함께 회전측 케이스(6)이 회전한다.

32는 전달벨트(31)의 장력을 조절하기 위한 압압부재이다.

33은 전달벨트(31)의 장력을 조절하는 조절나사로서, 상기한 제1풀리(27)의 회전축의 부착부분에는 긴 구멍이 형성되어 있어 상기한 제1풀리(27)를 상기한 전달벨트(31)가 신장되는 방향으로 이동시킴과 동시에, 이동시킨 상태에서 상기한 조절나사(33)에 의해 풀리를 고정시키도록 되어 있다.

34는 전동기(8)의 회전축, 35는 권선부, 36은 브러시이다.

37은 상기한 체인(12)으로부터의 구동력을 회전측 케이스에 전달하기 위한 체인스프로켓으로, 그 체인스프로켓(37)과 회전측 케이스(6) 사이에는 프리휠(38)이 설치되어 있어, 그 체인(12)가 역회전한때에는 상기한 회전측 케이스(6)에 체인(12)로부터의 구동력을 전달하지 않는 구성으로 되어 있다.

39는 후륜(3)의 차축(44)의 외부원주에 동축으로 베어링(40), 즉 축받이를 거쳐서 배치한 회전축으로서, 그 회전축(39)는 회전측 케이스(6)와 일체로 구성되어 있다.

또한, 차축(44)은 상이한 본체(1)에 고정되어 있고 차축(44)의 주위를 상기한 회전축(39)이 회전하면 회전축(39)에 고정한 회전측 케이스(6)가 회전하고 후륜(3)이 회전하도록 되어 있다.

41은 사용자가 페달(11)을 밟아, 체인(12)에 의해서 구동력이 전달되어, 회전측 케이스(6)에 토오크가 생겼을때 그 토오크에 반하는 힘, 즉 회전축(39)에 생기는 뒤틀림의 양을 검출하는 토오크 검출부로서, 이 토오크 검출부(41)는 최종단 풀리(29)에 증폭기(42)를 구비하여, 토오크 검출부(41)에서 검출된 뒤틀림, 즉, 토오크의 크기의 신호를 이 증폭기(42)로 증폭한다.

그리고 증폭된 신호는 회전측 케이스(6)으로부터 고정측 케이스(7)에 설치된 제어부(26)에 전달하기 위해, 로터리트랜스(43)를 거쳐 배선없이 전달된다.

상기한 로터리트랜스(43)는, 증폭기(42)로부터의 신호를 제어 기판(24)에 배선없이 전송하는 이외에, 증폭기(42)를 동작시키기 위한 전원도 공급하게 되어 있다.

본 발명에 있어서는 회전 부분의 신호 전송에 로터리트랜스(43)를 사용하였지만, 회전부분에서도 신호 전송이 되는 스립링 등을 사용해도 상관없다.

토오크 검출부(41)은 제3도에 나타내는 바와 같이, 저항 디스토션게이지를 사용하고 있어, 인력에 의한 구동력이 회전축(39)에 가해진 때에 그 반력에 의한 회전축(39)의 뒤틀림을, 저항 디스토션게이지의 저항치의 변화로 검출함으로서 인력에 의한 토오크를 검출하고 있다.

이 외에 반도체 디스토션게이지를 사용해도 상관없다.

또, 토오크 검출부(41)에는 저항 디스토션게이지를 사용하고 있지만, 다른 실시예로서 제4도에 나타내는 바와 같이, 자기디스토션에 의해 토오크를 검출하는 센서를 사용해도 된다.

제4도에 있어서 다른 부분은 전술한 바와 같기 때문에 설명을 생략한다.

이 자기디스토션에 의한 센서는, 제5도에 나타내는 바와 같이, 회전축(81)의 표면에 2개소의 나링(82)이라고 하는 45°방향의 복수의 홈을 각각 각도가 반대방향으로 되도록 형성하고, 이 회전축(81)의 외부원주에 여자코일, 검출코일(83)을 각각 2개소에 설치해 둔다.

인력에 의한 구동력으로 회전축(81)이 회전하면, 회전축(81)에는 인장인력, 압축응력이 작용하여 2개소의 나링(82)이 각각 인장, 압축되어, 한쪽 투자율이 증가, 다른쪽이 감소한다.

여기서 외부 원주에 설치한 여자코일(83)에 의해, 수십KHz로 여자되면 검출코일(83)에 의해 2가지의 출력전압변화가 검출되고, 이 변화에 의해 토오크를 검출한다고 하는 방법이다. 즉, 인력에 의한 토오크를 검출, 출력할 수가 있다.

또한, 상기한 자기디스토션에 의한 센서를 사용한 다른 실시예로서는 제6도에 나타내는 바와 같이 회전축(39)의 내측에 나링을 형성하고, 후륜(3)의 차축(44)에 검출코일을 설치한 구성으로 하면, 검출코일로 검출한 신호는 고정된 차축(44)으로부터 고정측 케이스(7)내의 제어기판(24)으로 신호를 전송할 수가 있으므로, 로터리트랜스(43)(제2도 및 제4도 참조)가 필요없게 되고, 또한 증폭기(42)를 제어기판(24)내에 수납할 수가 있다.

따라서, 최종단 풀리(29) 부분의 균형이 양호하게 되고, 증폭기를 포함한 제어기판(24)으로 하므로서 부품점수를 적게할 수가 있다.

상기한 2가지의 실시예는 저항 디스토션게이지에 의해 인력에 의한 토오크 검출과, 자기디스토션에 의해 인력에 의한 토오크 검출의 예를 나타냈으나, 이 실시예에 한하지는 않고, 토오크가 검출되는 것이면 무엇이든지 상관없다.

예를 들면, 회전축에 무정형 합금을 첨부해서 그 무정형 합금의 디스토션을 검출하여 토오크를 검출하는 방법이나, 토오크가 생기는 부분에 설치된 구형판(矩形板)에 표면 탄성파 소자를 장착하여, 토오크가 생긴때에 그 토오크에 따른 주파수의 신호가 발진하고, 그것에 의해 입력 토오크의 크기를 검출하는 방법등이 있다.

또, 자기 기록식의 것이나, 마크네틱 엔코더에 의한 것이라도 인력에 의한 토오크를 검출할 수 있다.

자기 기록식이란, 회전축의 외부원주에 축방향으로 소정의 간격으로 복수개의 자기 기록층을 형성하고, 이것을 회전축의 2개소에 형성하며, 여기에 대향하여 각각 자기헤드를 설치해두고, 회전축이 인력에 의한 구동력으로 회전하면 축의 뒤틀림에 의해 2개의 자기헤드에서의 신호가 어긋나게 되어, 이 신호차를 검출함으로서, 토오크를 검출한다고 하는 방법이다.

또, 마그네틱 엔코더에 의한 것은, 회전축의 외부 원주에 복수의 자석을 연속해서 부착시킨 자석드럼을 2열 설치해 두고, 그들을 검출하는 각각의 센서가 고정설치되어서, 회전축이 회전하면 자석드럼이 회전하지만, 토오크의 크기에 따라 2개의 드럼의 어긋남, 즉 회전축의 비틀림이 생긴다.

이것을 센서에 의해 검출하는 것이다.

이상과 같이 토오크 검출기는 어느 것이나 회전축에 생기는 비틀림의 크기를 검출함으로서 회전축에 어느 정도의 힘, 즉 토오크가 생기고 있는가를 검출하는 것이다.

다음에 인력구동부(10)의 구동력과 전동구동부(9)의 구동력의 비율을 제7도에 기초하여 동작을 설명한다.

이 도면에 있어서, 종축은 전동자전거 본체(1)에 걸리는 힘, 즉 구동력, 횡축은 각각의 속도의 범위와 평지, 등판의 구분이다.

또, 그래프에 있어서의 복수의 산은 페달을 1회 밟은 것을 나타내고 있다.

먼저, A의 부분에 대해서 설명하면, 주행하는 길은 평지로서 출발로부터의 구동력의 상태를 나타내고 있다.

이 경우, 출발시에 인력구동부에 의해 큰 토오크가 걸리면, 그 토오크와 같은 크기의 토오크가 전동구동부(9)에 의해 걸려, 1:1의 비로 인력을 보조한다.

출발후도 1:1의 비율로 전동구동부(9)에 의해 보조되고, 서서히 인력에 의한 구동력이 적어지면, 전동기(8)에 의한 구동력도 같은 모양으로 적어져 간다. 이때에, 주행속도는 시속 15km 미만인 것이 조건이 된다.

다음은 B의 부분에 대해 설명하면, 주행하는 길은 고개길인 바, 인력에 의한 구동력은 크게 되고, 여기에 수반하여 전동기(8)에 의한 구동력도 크게 되고, 이 경우에도 전술한 바와 같이 1:1의 비율로 인력에 의한 구동력을 보조한다. 이때 주행속도는 전술한 바와 같이, 시속 15km 미만의 경우이다.

다음에 C의 부분에 대해 설명을 하면, 주행하는 길은 상술한 고개길로부터 평지로 된 것을 상정한 것으로서, 최초는 고개길의 여운이 있어, 고갯길을 완전히 올라갈때까지는 적은 토오크가 생긴다.

그리고 서서히 속도를 올리기 위해 인력에 의한 토오크를 증가시켜 가고, 그것에 따라 전동기(8)에 의한 구동력도 증가해 간다.

그리고 속도가 시속 15km를 초과한 때에, 인력에 의한 구동력과 전동기(8)에 의한 구동력의 비율을 1:1을 비율로부터, 전동기(8)에 의한 구동력이 서서히 감소하도록 제어하고 있다.

이 제어는 시속 24km가 된 때에 전동기(8)로부터의 구동력이 0이 되도록 시속 15km의 때의 1:1의 비율로부터 정비례하여 감소되도록 되어 있다.

다음의 D의 부분에 있어서 설명하면, 이 부분은 주행속도가 시속 24km 이상의 때를 상정한 것으로서, 안정속도를 유지하기 위해 인력구동부(10)만으로 주행하도록 한 것으로, 전동구동부(9)은 동작하지 않도록 되어 있다.

이상과 같이 판상 케이스(5)내에 토오크 검출부(41)을 내장하였으므로, 소형으로 구성으로 되고, 회전측 케이스(6)등의 인력으로 움직이는 부분의 중량전체를 고려하여 토오크를 검출할 수가 있으므로, 미묘한 변화를 하는 인력 토오크를 정착히 검출할 수가 있고, 따라서 전동기(8)에 의한 구동을 미묘하게 변화시킬 수가 있어, 정확한 구동력의 보조를 행할 수가 있다.

또, 제어부(26)도 판상 케이스(5)에 내장되어 있기 때문에, 토오크 검출부(41)로부터의 신호의 손실을 적게 하여 전송할 수 있고, 미묘한 동작을 하는 인력의 토오크의 크기에 따라, 전동기(8)에 의한 구동을 미묘하게 변화시킬 수가 있어, 정확한 구동력의 보조를 행할 수가 있다.

토오크 검출부(41)는 회전축(39)의 비틀림에 의해 검출하기 때문에, 장소를 취하지 않고, 회전 부분의 중량의 모두가 걸리는 장소에 위치해서 토오크의 검출을 행하기 때문에, 정확한 토오크가 검출되고, 정확한 구동력의 보조를 행할수가 있다.

또한, 회전측 케이스(6)와 고정측 케이스(7)의 접속 부분에서 토오크를 검출하고, 다시 또 회전측 케이스(6)에 토오크 검출부(41)를 설치했기 때문에 정확한 토오크의 검출이 되어 전동구동부(9)에 의한 정확한 보조가 됨과 동시에, 인력구동부(10)에 의해 회전하는 쪽에 토오크를 검출하는 토오크 검출부(41)를 설치하고 있기 때문에, 인력에 의한 토오크를 정확히 검출할 수가 있다.

그리고, 정확한 토오크를 검출하기 위해, 토오크 검출부(41)가 회전측 케이스(6)에 부착되어 있음과 동시에, 검출한 토오크를 회전측 케이스(6)로부터 고정측 케이스(7)의 제어부(26)에 전달하기 위해 로터리트랜스(43)를 사용하고 있기 때문에, 회전측 케이스(6)으로부터 고정측 케이스(6)로 신호전달을 행할수가 있다.

다음에 제2의 발명의 실시예에 대해 제8도 내지 제20도에 기초해서 설명한다.

또한, 전체구성에 대해서는 제1도에 나타내는 제1의 발명과 동일하므로 설명은 생략한다.

제8도는 제2의 발명의 일실시예에 있어서의 판상 케이스(105)의 구성을 나타내는 정면도이고, 107은 전동자전거 본체(1)에 고정되는 고정측 케이스이다.

이 고정측 케이스(107)에는 제어기판(124)과 방열판(125) 등으로 된 제어부(126)와, 전동기(108)와, 제1풀리(127), 제2풀리(128), 최종단 풀리(129)의 3개의 풀리로 이루어진 감속기구(130)와, 이 감속기구(130)의 각 풀리간 및 감속기구(130)와 전동기(108)를 연결하는 전달벨트(131)가 배치되어 있다.

감속기구(130)의 최종단 풀리(129)는 회전측 케이스(106)에 고정되어 있고, 전동기(108)가 회전하면 제1풀리로부터 최종단 풀리(127)∼(129)까지가 전달벨트(131)에 의해 회전하고, 감속되어서 최종단 풀리(129)와 함께 회전측 케이스(106)가 회전하다.

또, 최종단 풀리(129)에 연결되는 제2풀리(128)의 작은쪽의 풀리에는, 일방향 클러치(도시생략)가 개재되어 있어, 페달로부터의 힘이 걸렸을때에 전동기(108)를 회전시키지 않도록, 즉 페달을 가볍게 하고 있다.

제1풀리(127)과 제2풀리(128) 사이에는 양자를 연결하는 벨트(131)의 장력을 조절하기 위한 압압부재(132)가 설치되어 있어, 압압부재(132)의 회전헤드가 벨트(131)의 내측에 회전접촉해서 그것을 외측으로 미는 것에 의해 벨트(131)를 신장시키고 있다.

제1풀리(127)의 회전축의 부분에는 긴구멍이 형성되어 있고, 긴구멍에는 조절나사(133)을 나사조임하고 있다.

그리고, 제1풀리(127)은 전달벨트(131)가 신장되는 방향으로 이동되고, 이 상태에서 상기한 조절나사(133)에 의해 고정되도록 되어 있다.

후륜의 차축(139)에는 프리휠(138)을 거쳐서, 상기한 체인으로부터의 구동력을 회전측 케이스에 전달하기 위한 체인스프로켓(137)이 부착되어 있어, 체인이 역회전하였을때에, 프리휠(138)에 의해 체인으로부터의 구동력이 회전측 케이스에 전달되지 않는 구성으로 되지 있다.

다음에 최종단 풀리(129)의 구성에 대해, 제9도 내지 제11도에 기초하여 상세히 설명한다.

제9도, 제10도 및 제11도는 각각 최종단 풀리의 구성을 나타내는 측면단면도, 정면도 및 다른 측면 단면도이다.

최종단 풀리(129)의 차축(139)에의 부착부분에는, 차축(139)에 대칭으로 그 차축(139)의 대략 접선방향으로 되도록 탄성체인 용수철(140),(140)이 설치되어 있다.

용수철(140),(140)은 최종단 풀리(129)에 고정시키고 있고, 다른쪽을 신축이 자유롭게 개방하고 있다.

또, 용수철(140)은 최종단 풀리(129)에 부착시킨 커버(134)에 의해 덮여 있다.

이에 의해 후륜에 밟은 힘이 가해진 때에, 후술하는 압압부재(143)에 의해 힘을 받기 쉽게 하고 있다.

용수철(140)의 개방측에는 측면으로 보아 볼록한 형상의 수압부재(141)이 맞닿아 있다.

수압부재(141)는 용수철(140)의 직경보다 작은 부분과 큰부분을 갖고 있고, 작은 부분이 용수철(140)안에 들어가고, 큰부분이 용수철(140)을 덮도록 부착되어 있다.

또, 수압부재(141)는 철 또는 세라믹스 등의 미끄러지기 쉬운 재질의 것이 사용되고 있다.

차축(139)의 주위에는 상기한 체인스프로켓(137)의 회전에 의해 회전하는 회전판(142)이 설치되어 있고, 회전판(142)에는 차축(139)과 대칭으로 상기한 수압부재(141)를 체인스프로켓(137)의 회전에 의해 누르는 압압부재(143)가 설치되어 있다.

이 압압부재(143)도 전과 마찬가지로 철 또는 세라믹스 등의 미끄러지기 쉬운 재질로 형성되어 있다.

또, 최종단 풀리(129)에는, 압압부재(143)의 수압부재(141)에 맞닿는 면의 배면과 대향하는 부분에 용수철(140)의 가하는 힘에 의해 눌려지는 압압부재(143)를 충격으로부터 방비하기 위한 고무 플레이트(135)가 부착되어 있다.

회전판(142)은 최종단 풀리(129)의 내측에 동심원상으로 삽입되어 있고, 압압부재(143)가 용수철(140)을 누르므로서 최종단 풀리(129)와 같이 회전한다.

또, 압압부재(143)는 수압부재(141)를 누르는때에, 누르는 위치가 약간 어긋나 있으므로 수압부재(141)에 맞닿는 부분이 곡면이 되어 있다.

다시 또, 회전판(142)에는 회전방향으로 향해서 형성한 경사부(144)를 차축(139)과 대칭으로 2개소 형성되어 있고, 그 경사부(144)는 회전판(142)의 회전과 함께 회전한다.

차축(139)의 회전판(142)으로부터 고정측 케이스(107)측의 주위에는 슬라이드부재(145)가 차축(139) 방향으로 미끄러져 움직이는 것이 가능하게 설치되어 있고, 슬라이드부재(145)의 회전판(142)에 대향하는 부분에는 회전판(142)의 경사부(144)에 맞닿도록 돌기(146)가 설치되어 있다.

슬라이드부재(145)는 돌기(146)의 반대측으로부터 탄성부재, 즉 용수철(147)에 의해 회전판(142) 방향으로 힘이 가해지도록 되어 있다.

따라서, 회전판(142)이 회전하면, 슬라이드부재(145)의 돌기(146)는 용수철(147)의 가하는 힘에 의해 경사부(144)의 경사면에 따라 회전판(142)측으로 눌리고, 슬라이드부재(145)는 회전판(142)의 회전량에 상응하는 거리만큼 회전판(142)측으로 이동한다.

그리고, 회전판(142)이 본래의 위치로 복귀하면, 회전판(142)의 경사부(144)에 의해 돌기(146)가 고정측 케이스(107)측으로 밀리고, 용수철(147)이 축소됨과 동시에 슬라이드부재(145)는 고정측 케이스(107)측의 원위치로 돌아온다.

또한, 전술한 회전판(142) 및 슬라이드부재(145) 등을 변환부재라 한다.

더욱이, 회전판(142)이 회전한 경우, 회전판(142)의 경사부(144)에 의해 돌기(146)를 고정측 케이스(107)측으로 누르고, 회전판(142)가 본래의 위치로 복귀하면 돌기(146)에의 압압이 없어지고, 용수철(147)의 작용에 의해 슬라이드부재(145)가 회전판(142)측의 본래의 위치로 복귀하는 구성으로 하여도 좋다.

슬라이드부재(145)의 고정측 케이스(107)측에는 토오크 검출부(151)에 구비된 자성부재인 페라이트(148)을 설치하고 있고, 슬라이드부재(145)의 이동과 동시에 이동하도록 되어 있다.

한편, 고정측 케이스(107)내에는 상기한 페라이트(148)의 이동범위내에, 그 페라이트(148)과 대향하도록 코일보빈(150)이 부착되어 있고, 코일보빈(150)에는 코일(149)이 권취되어 있다.

다음에 인력에 의한 구동과, 이 구동에 관한 토오크의 검출에 대해 설명한다.

전동자전거 본체(1)이 주행을 시작하면, 사용자는 페달(11)에 힘을 가해서 주행한다.

이때에 후륜(3)은 정지하려고 하는 힘이 크게 작용하지만 체인스프로켓(137) 및 회전판(142)는 회전하려고 한다.

그러므로, 회전판(142)은 압압부재(143) 및 수압부재(141)를 거쳐서 용수철(140)을 누르고, 용수철(140)이 최종단 풀리(129)를 눌러서 최종단 풀리(129)에 고정시킨 회전측 케이스(106) 및 후륜이 회전함으로서 전동자전거 본체(1)가 주행한다.

이때, 회전판(142)에 커다란 토오크가 부여되기 때문에, 용수철(140)은 크게 축소되고, 이에 수반하여 회전판(142)이 회전하여 경사부(144)로 회전한다.

회전판(142)이 회전하면 슬라이드부재(145)의 돌기(146)는 용수철(147)의 가하는 힘에 의해 경사부(144)의 경사면에 따라 회전판(142) 방향으로 눌리고, 슬라이드부재(145)는 회전판(142)의 회전량에 상응하는 거리만큼 회전판(142)측으로 이동한다.

슬라이드부재(145)가 회전판(142)측으로 이동하면 페라이트(148)가 코일(149)내를 이동하고, 이에 의해 코일(149)의 인덕턴스가 변화한다.

즉, 회전판(142)에 생기는 토오크가 커지면 커질수록 코일(149) 내에 삽입되는 페라이트(148)의 체적이 크게 되어 코일(149)의 인덕턴스가 커지게 된다.

제어부(126)는 이 인덕턴스의 변화를 검출하므로서 토오크의 크기를 검출하고 그 검출 결과에 기초하여 전동기(108)의 구동제어를 행한다.

한편, 평지 주행시에 있어서는, 사용자가 토오크를 가하지 않는 경우, 회전판(142)은 최종단 풀리(129)와 함께 회전하고 이 상태에서는 토오크가 없기 때문에 용수철(140)은 축소되지 않고, 슬라이드부재(145)는 이동하지 않는다.

따라서, 코일(149)의 인덕턴스의 변화도 없으므로, 코일(149)에 인가되는 전압도 변화하지 않고, 전동기(108)에 의한 구동은 행해지지 않는다.

또, 평지 및 오르막길에 있어서 사용자가 가속을 하는 때에는, 상기한 주행을 시작할때와 마찬가지로, 가속에 의한 토오크가 가해지면 용수철(140)이 축소되고, 따라서 회전판(142)이 그 토오크에 따라 회전하고, 경사부(144)에 맞닿는 돌기(146) 및 슬라이드부재(145)가 이동하여, 페라이트(148)가 코일(149)내로 삽입되므로서 코일(149)의 인덕턴스가 커지게 되어 그에 따라 제어부(126)는 전동기(108)의 구동제어를 행한다.

다음에, 제12도에 기초하여 토오크 검출부(151)의 회로에 대해 설명한다.

제12도는 제2의 발명에 관한 토오크 검출부의 회로도이다. 상기한 코일(149)에는 제어부(126)에 구비된 마이크로 컴퓨터로부터 후술하는 펄스 파형에 교류전압이 인가되게 되어 있고, 코일(149)과 직렬로 접속되어 있는 저항전압은 그 코일(149)과 페라이트(148)의 상대거리에 상응하는 크기의 펄스를 출력시킨다.

이 저항 전압은 DC변환부(160)에서 평균화 된 신호로 변환되어 증폭부(161)에 주어지고, 여기서 증폭되어 마이크로 컴퓨터에 입력된다.

제13도는 제12도에 나타낸 회로중의 각 점에 있어서의 파형도이고, A는 코일의 입구쪽의 점 A에서, B는 코일의 출력측의 점B에서, C는 DC변환부의 출력측의 점C(모두 제12도 참조)에서의 펄스 파형을 각각 나타내고 있다.

코일에는, 제13도의 (a)와 같은 구형상의 펄스 전압이 인가되어 있다.

이와 같은 코일에 페라이트가 접근하면, 코일의 인덕턴스가 크게 되기 때문에 저항의 전압은 제13도의 (b)와 같이 그 펄스 높이가 실선으로 표시된 톱니형상파에 의해 낮은 톱니형상파(점선)가 된다.

그리고, DC변환부에 의해 펄스 높이가 평균화되면 제13도의 (c)와 같이, 실선에 표시된 신호의 레벨보다, 코일에의 페라이트의 접근량에 상응하는 분만큼 낮은 레벨의 신호(점선)이 얻어진다.

이와 같이 차축(139) 방향의 페라이트(148)의 동작으로 변환시키고, 이에 의해 변화하는 코일의 인덕턴스의 변화를 전압의 변화로 변환시켜서, 전기신호를 빼내고 있기 때문에, 정확하고 세밀한 토오크의 검출이 행해지고, 정확한 제어로 인력을 보조할 수가 있다.

제14도는 본 발명에 관한 전동자전거의 다른 최종단 풀리의 구성을 나타낸 측면단면도이며, 제9도에 나타낸 슬라이드부재를 구비하지 않는 구성으로 하고 있다.

본 실시예는, 전술한 실시예와 회전판이 다를 뿐으로, 동일 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 회전판에 대해서만 설명한다.

차축(139)의 주위에는 변환부재(157)의 회전판(153)이 설치되어 있고, 회전판(153)은 전술한 바와 같이 체인스프로켓(137)의 회전에 의해 회전하고, 용수철(140)을 거쳐서 최종단 풀리(129)를 누르고, 최종단 풀리(129)에 고정된 회전측 케이스(106) 및 후륜(3)을 회전시키도록 되어 있다.

차축(139)의 주위에는 나사기어(159)가 형성되어 있고, 상기한 회전판(153)에는 나사기어(159)에 나사조임되는 나사(154)가 형성되어 있다.

그리고 회전판(153)의 나사(154)와 용수철(147)의 사이에는 토오크 검출부(158)의 페라이트(155)가 개재되어 있고, 회전판(153)의 고정측 케이스(107)방향으로의 이동에 의해, 페라이트(155)가 코일(156)내로 삽입된다.

그리고, 회전판(153)이 회전측 케이스(106) 방향으로 이동하면, 페라이트(155)는 용수철(147)의 가하는 힘에 의해 회전판(153)과 함께 회전측 케이스(106) 방향으로 이동한다.

본 실시예에 있어서도 전술한 실시예와 마찬가지로, 인력에 의한 토오크가 생기면, 회전판(153)이 회전함과 동시에 페라이트(155)가 코일(156)내에 삽입되어 코일(156)의 인덕턴스가 커지게 된다.

상기의 실시예에서는 코일내에 자성 재료인 페라이트를 삽입하도록 하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 동 및 알미늄 등의 도전성의 재료라도 된다.

이 경우, 도전부재와 코일과의 조합을 하나의 트랜스로 볼수가 있고, 1차측의 복수의 턴코일, 2차측의 1턴의 코일로서 2차측의 코일의 거리의 변화에 의해 자기 결합의 변화로 하고, 1턴의 코일이 근접하면 1차측의 코일의 인덕턴스가 적게 되고, 1턴의 코일이 멀어지면 1차측의 코일의 인덕턴스가 커지게 된다.

이것을 이용하여 토오크의 변화를 전압의 변화로 변환시켜서, 전동기의 구동을 제어할 수가 있다.

또, 페라이트의 위치는 코일내를 이동하는 것으로 했으나, 코일의 인덕턴스는 페라이트가 접근하는 것만으로도 변화하기 때문에 슬라이드부재 또는 회전판의 이동에 의해 페라이트가 코일에 접근하고, 코일내에 삽입되지 않는 구성으로 하여도 되는 것은 물론이다.

다시 또, 상기한 실시예에 있어서는, 코일내에 자성재료인 페라이트를 삽입하는 것으로 하고 있으나, 본 발명에 있어서는 이에 한정되지 않고, 코일을 슬라이드부재에 부착시키고, 페라이트에 밖에서 끼워맞추도록 해도 되는 것은 물론이다.

이상과 같이 페달의 밟는 힘에 의해 생기는 토오크를 변환부재에 의해 차륜의 차축방향으로 변환시키고, 변환부재의 이동의 변위를 토오크 검출부로 검출하여 변위의 크기에 따라 전동기를 구동제어하고, 또, 전동구동부, 토오크 검출부 및 제어부를 판상 케이스에 내장시켰기 때문에 소형의 구성으로 할수 있고, 회전측 케이스에 걸리는 모든 중량을 고려해서 토오크를 검출할 수 있고, 미묘한 변화를 하는 인력 토오크를 정확하게 검출할 수가 있다.

또, 차축방향의 이동에 의해 토오크를 검출하기 때문에, 변위의 양을 크게 할 수가 있고, 정확하고 미세한 토오크의 검출이 가능하고, 정확한 제어에 의해 인력을 보조할 수가 있다.

또한, 인력 토오크에 따라 자성부재 또는 전동도전부재가, 판상 케이스내에 고정된 코일내 또는 근방에 이동하므로서 토오크를 인덕턴스의 변화에 의한 전압의 변화로서 검출할 수 있기 때문에, 정확하고 미세한 토오크의 검출이 가능하고, 정확한 제어에 의해 인력을 보조할 수가 있다.

제15도 및 제16도는, 본 발명에 관한 다른 토오크 검출부의 구성을 나타내는 측면단면도이며, 유전율의 변화에 의해 토오크를 검출하도록 되어 있다.

또한, 양 제15도 및 16도에 있어서, 제9도, 제11도에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여해서 그 설명을 생략한다.

슬라이드부재(145)의 용수철(147)과 대향하는 단말부에는, 통형상의 유전체(170)가 부착되어 있다.

유전체(170)의 내경은 슬라이드부재(145)측은 슬라이드부재(145)와 대략 동일하고, 다른쪽은 그것보다 큰 소요의 내경으로 되어 있다.

유전체(170)는 회전판(142)의 회전에 의해 슬라이드부재(145)가 고정측 케이스(107) 측으로 이동하는데 수반해서 동일방향으로 이동하고, 회전판(142)가 본래대로 복귀하면, 용수철(147)의 가하는 힘에 의해 회전판(142) 측으로 이동한다.

또, 유전체(170)의 이동영역에는 전극(171),(171)이 차축(139)과 동심원상으로 소정 거리를 두고 배치되어 있고, 유전체(170)는 전극(171),(171)의 간격내를 진퇴(進退)하도록 되어 있다.

제17도는 제15도에 나타낸 토오크 검출부의 회로도이다.

상술한 전극(171),(171)의 한쪽에는 제어부(126)에 구비된 마이크로 컴퓨터로부터 소정전압의 펄스가 인가되도록 되어 있고, 다른쪽은 접지되어 있다.

그리고, 회전판의 회전에 의해 슬라이드부재가 고정측 케이스측으로 미끄러져 움직이고, 유전체(170)가 이동하면, 유전체(170)가 전극(171),(171)의 간격내로 삽입되기 때문에, 이 이동량에 상응하여 전극(171),(171)의 정전 용량이 증가함으로, 마이크로 컴퓨터로부터 인가된 펄스는 그 높이가 낮은 톱니형상의 펄스가 된다.

이 펄스는 DC변환부(160)에 주어지고 거기서 평균화된 신호로 변환된 후 증폭부(161)로 주어된다.

그리고 증폭신호가 마이크로 컴퓨터에 입력되면 마이크로 컴퓨터는 입력된 증폭신호와 기준신호를 비교해서 유전체(170)의 이동량을 산출하고, 산출한 이동량에 따라 전동기의 구동제어를 한다.

또한, 본 실시예에는 슬라이드부재에 의해 유전체가 이동되도록 되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 슬라이드부재에 의해 전극이 이동되도록 해도 되는 것은 물론이다.

제18도는 또 다른 토오크 검출부의 구성을 나타낸 측면단면도이고, 자속밀도의 변화에 의해 토오크를 검출하도록 하고 있다.

슬라이드부재(145)의 회전판(142)과 역의 단말에는 환상의 자석(174)이 설치되어 있고, 고정측 케이스(106)에는 호울소자 또는 자기 저항소자 등의 자기 검출기(175)가 자석(174)과 대향해서 부착되어 있다.

이와 같은 토오크 검출부에 있어서는, 토오크가 가해지면 회전판(142)이 회전하고, 슬라이드부재(145)가 고정측 케이스(107)측으로 미끄러져 움직이는데 수반하여 자석(174)이 이동해서 자기 검출기(175)에 접근한다.

그리고 자석(174)이 자기 검출기(175)에 접근하면, 자기 검출기(175)에 있어서의 자속밀도가 증대해서 자기 검출기(175)의 출력이 크게 됨으로서 가해진 토오크의 크기를 검출할 수가 있다.

또한, 본 실시예에는 슬라이드부재에 자석이 설치되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 슬라이드부재에 자기 검출기를 설치하고, 고정측 케이스(106)에 자석을 설치해도 되는 것은 물론이다.

제19도는 본 발명에 관한 또 다른 토오크 검출부의 구성을 나타낸 측면단면도이며, 반사광의 수광위치의 변화에 의해 토오크를 검출하도록 하고 있다.

슬라이드부재(145)의 회전판(142)의 역의 단말에는 환상(環狀)의 반사판(177)이 설치되어 있고, 고정측 케이스(107)에는 렌즈 및 LED(발광다이오드)를 구비한 발광부(178)과 PSD(반도체 위치검출소자 또는 광학식 위치검출소자) 또는 리니어형 CCD(전하수송소자) 등을 구비한 수광부(179)를 구비한 광학부(180)가 반사판(177)에 대향해서 부착되어 있다.

제20도는 제19도에 나타낸 광학부(180) 및 반사판(177)의 부분확대도이다. LED(178b)로부터 출사된 광은 렌즈(178a)에서 접속되어 소정의 입사각도로 반사판(177)에 입사되고, 그 반사판(177)에서 반사된다. 이 반사광의 진로에는, 수광부(179)가 반사광을 대략 직각으로 수광하도록 배치되어 있다.

이와 같은 토오크 검출부에 있어서는, 토오크가 가해지면 회전판(142)이 회전하고, 슬라이드부재(145)가 고정측 케이스(107)측으로 미끄러져 움직이는데 수반하여 반사판(177)이 이동해서 발광부(178)에 접근한다.

그리고 반사판(177)이, 제20도의 점선으로 나타내는 바와 같이, 발광부(178)에 접근하면, 그에 상응하여 제20의 점선으로 나타낸 바와 같이, 반사광의 진로가 평행이동하기 때문에, 수광부(179)에 있어서의 수광 위치가 평행이동한다.

따라서, 수광 위치의 변화를 구하므로서 가해진 토오크의 크기를 검출할 수가 있다.

또한, 본 실시예에서는 슬라이드부재에 반사판을 설치하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 슬라이드부재에 광학부를 설치해도 되는 것은 물론이다.

다음에 제3의 발명의 실시예에 대해 제21도 내지 제26도에 기초하여 설명한다.

또한, 전체의 구성에 대해서는 제1도에 나타낸 제1의 발명과 동일하므로 설명은 생략한다.

제21도에 나타내는 것은 제3의 발명의 일실시예에 있어서의 판상 케이스(205)내의 구성을 나타내는 도면으로서, 207은 전동자전거 본체(201)에 고정되는 고정측 케이스로서, 고정측 케이스(207)에는 제어기판(224), 방열판(225)등으로 된 제어부(226)과, 전동기(208)과, 제1풀리(227), 제2풀리(228), 최종단 풀리(229)의 3개의 풀리로 된 감속기구(230), 그 감속기구(230)을 연결하는 전달벨트(231)이 배치되어 있다.

상기한 감속기구(230)의 최종단 풀리(229)는 회전측 케이스(206)에 고정되어 있고, 전동기(208)이 회전하면 제1로부터 최종단 풀리까지가 전달벨트(231)에 의해 회전하고, 감속되어 최종단 풀리(229)와 함께 회전측 케이스(206)이 회전한다.

또, 제2풀리(228)과 최종단 풀리(229)가 연결되는 제2풀리(228)의 작은쪽의 풀리에는 일방향 클러치가 개재되어 있고, 페달(11)로부터의 힘이 걸린때에 전동기(208)을 회전시키지 않도록, 즉 페달(11)이 가볍도록 하고 있다.

232는 전달벨트(231)의 힘을 조절하기 위한 압압부재이다.

233은 전달벨트(231)의 장력을 조절하기 위한 조절나사로서, 상기한 제1풀리(227)의 회전축의 부착부분에는 긴구멍이 형성되어 있고, 상기한 제1풀리(227)를 상기한 전달벨트(231)이 신장되는 방향으로 이동시킴과 동시에, 이동시킨 상태에서 상기한 조절나사(233)에 의해 풀리를 고정시키도록 하고 있다.

237은 체인(12)로부터의 구동력을 상기한 회전측 케이스(206)에 전달하기 위한 체인스프로켓이며, 체인스프로켓(237)과 회전측 케이스(6)의 사이에는 프리휠(238)이 설치되어 있어, 체인(12)가 역회전하였을때에는 회전측 케이스(206)에 체인(12)으로부터의 구동력을 전달하지 않는 구성으로 되어 있다.

239는 후륜(3)의 차축이다.

상기한 최종단 풀리(229)의 구성에 대해, 제22도 내지 제24도에 기초해서 상세히 설명한다.

240은 최종단 풀리(229)의 내측으로 차축(239)를 대칭으로 2개소에 설치된 탄성체, 즉 용수철로서 용수철(240)은 조작체측을 최종단 풀리(229)에 고정시키고, 다른쪽을 신축이 자유롭게 개방시키고 있다.

241은 상기한 용수철(240)의 개방측에 맞닿는 수압부재로서, 그 수압부재(241)는 용수철(240)의 직경보다 짧은 부분과 긴부분이 있고, 짧은 부분이 용수철(240)내로 들어가서 고정되어 있다.

242는, 상기한 체인스프로켓(237)의 회전에 의해 회전하고, 차축(239) 주위에 설치된 회전판으로서, 회전판(242)은 차축(239)을 대칭으로 상기한 수압부재(241)를 상기한 체인스프로켓(237)의 회전에 의해 누르는 압압부재(243)이 설치되어 있다.

또, 회전판(242)는 최종단 풀리(229)의 한쪽에 동심원상으로 삽입되어, 상기한 압압부재(243)이 용수철(240)을 누르므로서 최종단 풀리(229)와 함께 회전한다. 또한, 압압부재(243)는 상기한 수압부재(241)를 누르는 때에, 누르는 위치가 약간 어긋나기 때문에 선단부분이 곡면으로 되어 있다.

또한, 회전판(242)는 2개의 압압부재(243)의 사이에 기어부(244)가 형성되어 있고, 그 기어부(244)는 근방에 설치된 포텐쇼미터(245)의 값을 변경하는 작은 기어에 맞물려 있다.

즉, 인력의 밟는 힘에 의해 생기는 용수철(240)의 신축의 변위량을 포텐쇼미터(245)의 값의 변화로 판독할 수가 있다.

247은 용수철(240)의 가하는 힘에 의해 눌리는 압압부재(243)를 충격으로부터 방지하기 위한 고무 플레이트이다.

248은 용수철(240)을 덮는 커버이다.

상기한 최종단 풀리(229)에 부착되어 있는, 상기한 용수철(240), 회전판(242), 포텐쇼미터(245)를 합쳐서 토오크 검출부(249)라 한다.

최종단 풀리(229)의 동작에 대해 설명하면, 인력구동부(10)로부터 힘이 가해지면, 체인스프로켓(237)은 회전하는 방향으로 눌리고 그와 동시에 회전판(242)이 회전해서 회전판(242)에 설치된 압압부재(243)가 수압부재(241)을 거쳐서 용수철(240)을 누르고, 그 힘으로 최종단 풀리(229)가 회전한다.

최종단 풀리(229)와 회전측 케이스(206)는 나사(250)에 의해 고정되어 있기 때문에, 회전측 케이스(206)가 회전해서 후륜(3)이 회전하게 된다.

이때, 발진이나 가속 등으로 인력구동부(10)로부터의 밟는 힘이 걸리면 상기한 회전판(242)이 회전해서 용수철(240)이 축소되게 된다.

또, 통상 주행의 때에는, 인력구동부(10)에 의한 밟는 힘이 얼마 걸리지 않기 때문에 용수철(240)이 축소되게 되어 있다.

즉, 인력구동부(10)로부터의 밟는 힘이 걸린때에만 용수철(240)이 축소되게 되어 있다.

251은 상기한 포텐쇼미터(245)로 검출한 신호를 빼내는 주동자(周動子)로서, 이 주동자(251)은 최종단 풀리(229)와 함께 회전한다.

또, 주동자(251)은 포텐쇼미터(245)에 2개의 단자를 설치하고 있다.

252는 고정측 케이스(206)에 고정되고 상기한 주동자(251)로부터의 신호를 상기한 제어부(226)에 송신하기 위한 슬립링으로서, 이 슬립링(252)은 회전하는 상기한 주동자(251)와 항상 맞닿아서 신호를 전송한다.

본 발명은 회전측 케이스(206)로 검출한 신호를 고정측 케이스(207)로 송신하기 위해 주동자(251)과 용수철(252)을 사용했으나, 로터리트랜스 등을 사용해도 상관이 없다.

다음에 다른 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예는 상술하는 실시예를 사용한 포텐쇼미터(245) 대신에, 가변저항기를 설치해서 밟는 힘을 검출하는 방법으로서, 상기한 실시예와 동일한 부품에는 같은 부호를 부여해서 설명을 생략한다.

본 실시예도 상술한 실시예와 마찬가지로 페달로부터의 밟는 힘이 걸리면 회전판(242)이 회전하고, 용수철(240)을 눌러서 최종단 풀리(229), 판상 케이스(205), 후륜(3)을 동작시키도록 되어 있다.

그리고 주행하는때에, 밟는 힘의 토오크가 걸렸을때만, 그 토오크의 크기에 따라서 용수철(240)이 축소되도록 되어 있다.

253은 용수철(240)의 도중에 설치되고, 단단한 철판 등으로 이루어진 조작체로서, 이 조작체(253)은 용수철(240)의 신축과 동시에 동작한다.

본 실시예에서는 조작체(253)은 철판 등으로 형성했으나, 봉상(棒狀)의 수지등으로도 적용할 수가 있고, 용수철(240)의 움직임과 함께 가변저항기(254)를 조작하는 것이면 무엇이든 상관없다.

본 실시예도 상술한 실시예와 마찬가지로, 토오크 검출부(249)는 회전측 케이스(206)내에서, 주행중은 회전하고 있으므로, 주동자(251)와 슬립링(252)과의 조합이나, 로터리트랜스 등에 의해 검출한 신호를 송신하도록 하고 있다.

이상과 같이, 페달(11)과 후륜(3) 사이에 용수철(240)을 개재시키고 상기한 페달(11)의 밟는 힘에 의해 용수철(240)을 거쳐서 후륜(3)을 회전시키고, 용수철(240)의 신축을 검출하는 토오크 검출부(249)를 판상 케이스(205)내에 내장시켰기 때문에, 간단한 구성으로 인력에 의한 토오크를 정확히 검출하고, 이 토오크에 따라서 전동기(208)을 정확히 구동시키는 인력에 의한 구동력을 보조할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1의 구성은, 판상 케이스내에 토오크 검출부를 내장시켰기 때문에 소형으로 구성할 수가 있고, 회전측 케이스 등의 인력으로 움직이는 부분의 중량 모두를 고려해서 토오크를 검출할 수 있기 때문에, 미묘한 변화를 하는 인력의 토오크를 정확하게 검출할 수가 있다.

따라서, 전동기에 의한 구동을 미묘하게 변화시킬 수가 있고, 정확한 구동력의 보조를 행할 수가 있다.

또, 제어부도 판상 케이스에 내장시키고 있기 때문에, 토오크 검출부로부터의 신호의 손실을 적게 해서 전송할 수 있고, 미묘한 동작을 하는 인력의 토오크의 크기에 따라, 전동기에 의한 구동을 미묘하게 변화시킬 수가 있고, 정확한 구동력의 보조를 행할 수가 있다.

그리고, 토오크 검출부는 회전축의 뒤틀림에 의해 검출하기 때문에, 장소를 취하지 않고, 회전부분의 중량의 모두가 걸리는 장소에 위치해 토오크의 검출을 행하기 때문에, 정확한 토오크를 검출할 수 있고, 정확한 구동력의 보조를 행할 수 있다.

다시 또, 회전측 케이스와 고정측 케이스의 접속부분에서 토오크를 검출하고, 또한, 회전측 케이스에 토오크 검출부를 설치하고 있기 때문에, 정확한 토오크의 검출이 되고, 전동구동부에 의한 정확한 보조가 됨과 동시에, 인력구동부에 의해 회전하는 측에 토오크를 검출하는 토오크 검출부를 설치했기 때문에, 인력에 의한 토오크를 정확히 검출할 수가 있다.

또, 인력구동부와 회전축 사이에 프리휠을 설치하고, 차륜의 차축과 회전축의 사이에 축받이를 설치했기 때문에, 인력구동부를 정회전 시킨 때에만 토오크를 검출해서 전동구동부가 동작하기 때문에, 전진하는 때에만 정확한 보조가 행해진다.

그리고, 정확한 토오크를 검출하기 위해, 토오크 검출부가 회전측 케이스에 부착되어 있음과 동시에, 검출한 토오크를 회전측 케이스로부터 고정측 케이스의 제어부로 전달하기 위해 로터리트랜스를 사용하고 있기 때문에, 회전측 케이스로 검출한 신호를 고정측 케이스로 전송할 수가 있다.

또, 본 발명의 제2의 구성에 관한 전동자전거에 있어서는, 소형의 구성으로, 판상 케이스에 걸리는 모든 중량을 고려하여 토오크를 검출할 수 있고, 미묘한 변화를 하는 인력 토오크를 정확히 검출할 수가 있다.

또한, 차축 방향의 이동에 의해 토오크를 검출하기 때문에, 변위의 양을 크게 할 수가 있고, 정확하고 세밀한 토오크의 검출이 가능하고, 정확한 제어에 의해 인력을 보조할 수가 있다.

또한, 제2의 구성에 관한 전동자전거에 있어서는, 인력 토오크의 변화를 비교적 간단한 구성으로 정확히 차축 방향의 이동으로 변환할 수 있고, 고장의 발생이 어렵게 된다.

또, 제2의 구성에 관한 전동자전거에 있어서는, 차축방향으로 변환된 이동량을 정확하고 세밀히 검출할 수 있는 등, 우수한 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명의 제3의 구성에 관한 전동자전거에 있어서는, 판상 케이스내에 토오크 검출부를 내장시키고, 토오크 검출부는 페달과 차륜과의 사이에 탄성체를 개재시키고, 그 신축에 의해 토오크를 검출하기 때문에, 인력구동부의 토오크를 검출해서 전동구동부로부터의 보조를 행하기 때문에, 소형의 구성으로, 인력으로 움직이는 부분의 중량 모두를 고려해서 토오크를 검출할 수 있고, 또, 토오크의 크기를 탄성체로 검출하기 때문에 큰 변위량으로 검출할 수 있고, 미묘한 변화를 하는 인력의 토오크를 정확히 검출할 수 있다.

따라서 전동기에 의한 구동을 미묘하게 변화시킬 수가 있고, 정확한 구동력의 보조를 행할 수 있다.

또, 탄성체의 신축의 변위량을 포텐쇼미터의 값의 변화로 검출하기 때문에, 간단한 구성으로 제어하기 쉽다고 하는 효과를 얻을 수가 있다.

그리고, 포텐쇼미터의 작은 기어에 회전판에 형성한 기어부를 연동해서 동작시키도록 했기 때문에 정확히 토오크를 검출할 수가 있다.

또한, 탄성체의 신축방향 도중에 조작체를 설치하고, 조작체의 움직임과 연동하는 가변저항기를 설치했기 때문에, 탄성체의 신축을 직접 검출할 수 있어, 오차가 적고 응답성이 양호한 전동기에 의한 보조가 가능하다.

Claims (17)

1. 페달(11)의 회전에 의해 차륜을 회전시키는 인력구동부(10)와, 전동기(8)의 구동에 의해 차륜을 회전시키는 전동구동부(9)와, 상기한 인력구동부(10)의 토오크를 검출하는 토오크 검출부와, 그 토오크 검출부(41)의 토오크의 크기에 기초하여 상기한 전동기(8)를 구동제어하는 제어부(26)와, 고정측 케이스(7)와 회전측 케이스(6)로 이루어진 판상 케이스(5)를 구비하고, 그 판상 케이스(5)는, 전동기와 토오크 검출부를 내장한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
2. 제1항에 있어서, 상기한 제어부(26)를 판상 케이스(5)에 내장시킨 것을 특징으로 하는 전동자전거.
3. 제1항에 있어서, 상기한 토오크 검출부(41)는 인력구동부(10)의 구동력에 의해 생기는 회전축의 뒤틀림을 검출하는 것을 특징으로 하는 전동자전거.
4. 제3항에 있어서, 상기한 토오크 검출부(41)는, 상기한 차륜의 차축과 동축으로 회전측 케이스(6)에 고정된 회전축에 설치된 것을 특징으로 하는 전동자전거.
5. 제4항에 있어서, 상기한 회전축은, 상기한 인력구동부(10)와의 사이에 프리휠(38)을 설치한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
6. 제1항에 있어서, 상기한 토오크 검출부(41)는, 회전측 케이스(6)에 부착되고, 토오크 검출부(41)에서 검출한 신호는 로터리트랜스(43)를 거쳐서 제어부에 전송되는 것을 특징으로 하는 전동자전거.
7. 제1항에 있어서, 상기한 페달(11)의 밟는 힘에 의해 신축됨과 동시에 그 밟는 힘을 판상 케이스(105)에 전달하는 탄성체와, 그 탄성체의 신축을 차륜의 차축방향의 이동으로 변화하는 변환부재(157)를 구비하고, 토오크 검출부는, 변환부재(157)의 이동량을 검출하는 것을 특징으로 하는 전동자전거.
8. 제7항에 있어서, 변환부재(157)는, 탄성체의 신축에 의해 회저하는 회전판(142)과, 그 회전판에 돌출 설치되고, 그 단말부가 경사지고 있는 경사부(144)와, 차축 방향으로 미끄러져 움직이는 것이 가능하게 설치된 슬라이드부재(145)와, 그 슬라이드부재에 상기한 경사부(144)에 맞닿도록 형성한 돌출부와, 상기한 슬라이드부재를 회전판 방향으로 힘을 가하는 탄성체를 구비한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
9. 제7항에 있어서, 상기한 변환부재(157)는, 차륜의 차축 주위에 형성한 나사기어(159)와, 탄성체의 신축에 의해 회전함과 동시에 차축 방향으로 이동 가능한 회전판(142)과, 그 회전판에 형성되고 상기한 나사기어에 나사조임된 나사부를 구비한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
10. 제7항에 있어서, 상기한 토오크 검출부는, 자성부재 또는 도전부재와, 그 자성부재 또는 도전부재의 근방에 배치한 코일을 구비하고, 그 한쪽은 상기한 변환부재(157)에 의해 차축 방향으로 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
11. 제7항에 있어서, 상기한 토오크 검출부는, 소요거리를 격리해서 대향해서 배치한 전극쌍과, 그 전극쌍의 간격에 삽입 가능하게 배치한 유전체를 구비하고, 그 한쪽은 상기한 변환부재(157)에 의해 차축 방향으로 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
12. 제7항에 있어서, 상기한 토오크 검출부는, 자성체와, 그 자성체와 대향해서 배치한 자기 검출기를 구비하고, 그 한쪽은 상기한 변환부재(157)에 의해 차축 방향으로 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
13. 제7항에 있어서, 상기한 토오크 검출부는, 광을 반사하는 반사판(177)과, 그 반사판에 광을 출사하는 발광부(178) 및 상기한 반사판으로부터의 반사광을 수광해서 그 수광 위치를 검출하는 수광부(179)를 구비한 광학부를 구비하고, 상기한 반사판 또는 광학부는 상기한 변환부재에 의해 차축 방향으로 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
14. 제1항에 있어서, 상기한 페달(11)의 밟는 힘에 의해 신축함과 동시에 그 밟는 힘을 판상 케이스(205)에 전달하는 탄성체를 구비하고, 토오크 검출부(249)는, 그 탄성체의 신축량을 검출하는 것을 특징으로 하는 전동자전거.
15. 제14항에 있어서, 상기한 인력구동부의 밟는 힘에 의해 회전하는 압압부재(243)를 상기한 탄성체와 인력구동부 사이에 개재시키고, 압압부재의 변위량에 따라 값이 변화하는 포텐쇼미터(245)를 설치한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
16. 제15항에 있어서, 상기한 압압부재에 연속해서 일부에 기어부를 형성한 차륜의 차축을 중심으로 회전하는 회전판(242)과, 그 회전판의 기어부의 동작에 연동해서 동작하는 작은 기어를 포텐쇼미터(245)에 설치한 것을 특징으로 하는 전동자전거.
17. 제14항에 있어서, 상기한 토오크 검출부는, 상기한 탄성체의 신축방향 도중에 조작체(253)를 설치하고, 그 조작체의 동작과 연동하는 가변저항기(254)를 설치한 것을 특징으로 하는 전동자전거.