TW201206763A - Pedal force sensor and electrically-assisted vehicle using same - Google Patents

Pedal force sensor and electrically-assisted vehicle using same Download PDF

Info

Publication number
TW201206763A
TW201206763A TW100121093A TW100121093A TW201206763A TW 201206763 A TW201206763 A TW 201206763A TW 100121093 A TW100121093 A TW 100121093A TW 100121093 A TW100121093 A TW 100121093A TW 201206763 A TW201206763 A TW 201206763A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sprocket
opening
spring
springs
pedaling force
Prior art date
Application number
TW100121093A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Hosaka
Tatsuya Sakurai
Michiru Baba
Original Assignee
Taiyo Yuden Kk
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Kk filed Critical Taiyo Yuden Kk
Publication of TW201206763A publication Critical patent/TW201206763A/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M3/00Construction of cranks operated by hand or foot
    • B62M3/16Accessories
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1421Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using optical transducers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
    • G01L3/1435Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers involving magnetic or electromagnetic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1464Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving screws and nuts, screw-gears or cams
    • G01L3/1471Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving screws and nuts, screw-gears or cams using planet wheels or conical gears
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2164Cranks and pedals
    • Y10T74/2165Cranks and pedals with attached gear

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Description

201206763 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於電動輔助腳踏車等之踏力感測器 及利用其之電動辅助車,更具體而言,係關於一種踏力之 檢測特性之非線性化(非直線化)。 【先前技術】 於電動輔助腳踏車等中,檢測與人對踏板之踩踏相對應 之踏力,利用馬達進行輔助量之控制。於此種用以檢測踏 力之扭矩檢測裝置中,要求在5 kg〜1〇〇 0左右之寬範圍内 檢測輸出。關於此種扭矩檢測之機構,例如有利用下述專 利文獻1所示之彈簧機構之技術。該專利文獻丨揭示有一種 扭矩檢測裝置,其係相對於以人力旋轉之輸入側之旋轉 體,藉由彈性構件而於反旋轉方向上對向車輪進行旋轉傳 遞之輸出側進行施力而配備,藉由兩旋轉體之相位之偏移 而檢測出扭矩,且上述彈性構件利用伸縮螺旋彈簧。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2001-249058號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] …:而,於藉由上述彈簧機構檢測扭矩之情形時,由於彈 簧之安裝位置或長度之偏差等原因,產生以下所示之2個 課題,因此必須考慮上述方面。第丨課題係即便踩踏開始 時之力相同,識別踏力亦於製品間產生偏差之方面。圖 156486.doc 201206763 11 (A)中’表示橫軸之包含彈簧之移位開始之位置之彈簧 移位(縮量)、與縱軸之上側之踏力及縱軸之下側之識別踏 力的關係。圖中,LA〜LC係表示彈簧常數及長度相同而改 變彈簧之安裝位置之情形,粗實線LA表示彈簧之安裝位 置與基準位置一致之情形,單點劃線LB係表示彈簧之安裝 位置相對於基準位置而向橫軸之右側偏移之情形,虛線£(: 係表示彈簧之安裝位置相對於基準位置而向橫軸之左側偏 移之情形。就單點劃線LB來看,彈簧之壓縮開始位置與實 線LA錯開。即,表示存在偏位,因此於施加某種程度之 力之前彈簧不會移位。此處,若將識別踏力基於彈簧安裝 位置與基準位置一致之情形而如細實線LA,所示般設定, 則於踏力為A kg時,若彈簧之安裝位置與基準位置一致, 則識別踏力成為A’。然而,於彈簧之安裝位置向橫軸右側 偏移之情形時’識別踏力成為大於Αι之相反,於彈簧 之安裝位置向橫軸左側偏移之情形時,識別踏力成為小於 A·之C’。即,不論彈簧之安裝位置自基準位置向橫轴之左 右之任一側偏移,識別踏力均產生偏差。若識別踏力產生 偏差,則產生搭乘者之輔助感針對各製品產生偏差之不 良。 第2課題係關於輔助開始時之設定。如圖n(B)中單點劃 線LB所示,於彈簧之安裝位置自基準位置偏移之情形時, 與實線LA所示之情形相比彈簧之壓縮開始位置偏移,因 此即便實際上未施加踏力,亦辅助至識別力 因此,於彈酱之安裝位置偏移之情形時,必須進:力 156486.doc 201206763 A kg以下不輔助之設定、即忽視較弱之踏力之設定。反 之,若將單點劃線LB所示之情形設為基準而進行輔助設 定,則於彈簧安裝位置與基準位置一致之情形時(實線 LA) ’產生如下*良:即便施加A kg之踏力,亦誤檢測為 彈簧移位為0(圖之虛線所示之範圍)。該等不良不僅有因彈 簧之安裝位置不同而產生之情形,且有時亦根據彈簧之長 短之不同而產生。為消除此種不良,必須減少由彈簧之安 裝位置或長度之偏差等所引起之踏力之檢測誤差。 本發明係著眼於以上方面。因此,本發明之目的在於提 供一種踏力感測器,其包含以下内容:於利用彈簧等彈性 體檢測踏力時,包含彈性體之安裝位置、長度、彈性係數 等特性之偏差,減少初動時或加速時所引起之踏力之檢测 誤差,或者亦可對應於如初動時或加速時般實際上施加踏 力時必需充分之輔助之時候;又’具冑即便踏力較小時亦 可精度良好且於寬範圍内檢測踏力之特性。 其他目的在於提供一種搭载有上述踏力感測器之電動輔 助車。 [解決問題之技術手段] 本發明之踏力感測器包含:略板狀之驅動輪,其正交地 固定於曲柄軸上,且與該曲柄軸一併旋轉;略板狀之鏈 輪,其與上述驅動輪相對向地配置,將供給至上述曲柄軸 之旋轉力傳遞至推進用車輪;複數個推壓動作機構,其設 置於上述驅動輪側;複數個推壓止擋機構,其與上述推壓 動作機構相對向地設置於上述鏈輪側;複數個彈性體,其 156486.doc 201206763 於成對之上述推壓動作機構與上述推壓止擋機構之間,將 上述驅動輪與鏈輪間接地連結,並且對應於上述驅動輪與 上述鏈輪之旋轉移位量’而於其圓周方向上伸縮;及感測 器,其檢測上述驅動輪與上述鏈輪之相對旋轉相位差;並 且,以上述推壓動作機構與上述推壓止擋機構間之複數個 彈丨生體之伸縮分為複數個時序而開始動作之方式配置上述 複數個成對之推壓動作機構與推壓止擋機構。 主要形態之一係如下踏力感測器:上述驅動輪之任意之 圓周軌道上隔開而形成的複數個第1開口之一開口緣側為 上述複數個推壓動作機構,上述鏈輪之與上述複數個第j 開口相對向之位置上所形成的複數個第2開口之另一開口 緣側為上述複數個推壓止擋機構,上述彈性體係共有地收 納於上述第1開口及與其對應之第2開口兩者中,藉此將上 述鏈輪對於上述驅動輪間接地連結。 其他發明之踏力感測器包含:略板狀之驅動輪,其正交 地固定於曲柄軸上,且與該曲柄轴一併旋轉;略板狀之鏈 輪’其與上述驅動輪相對向地配置,將供給至上述曲柄軸 之旋轉力傳遞至推進用車輪;複數個第1開口,其於上述 驅動輪之任意之圓周軌道上隔開而形成;複數個第2開 口’其形成於上述鏈輪之與上述複數個第1開口相對應之 位置上’複數個彈性體’其共有地收納於上述第1開口及 與其對應之第2開口兩者中,將上述鏈輪間接地連結於上 述驅動輪’並且對應於上述驅動輪之旋轉量可於其圓周方 向上伸縮;複數個彈性體壓縮機構,其對應於上述驅動輪 156486.doc 201206763 之旋轉量,對上述複數個彈性體賦予在上述圓周方向上收 縮之力,複數個第1被檢測部,其以略等間隔設置於上述 驅動輪之與上述第i開口不同之圓周軌道上;第2被檢測 部,其於上述鏈輪之與上述第2開口及上述第丨被檢測部不 同之圓周軌道上以略等間隔設置有與上述第i被檢測部相 同之數量’第1非接觸感測器,其於可檢測上述第i被檢測 邛之位置上,與該第丨被檢測部隔開而配置,且不與上述 曲柄軸連動’及第2非接觸感測器,其於可檢測上述第2被 檢測部之位置上’與該第2被檢測部隔開而配置,且不與 上述曲柄軸連動;並且’以上述彈性體壓縮機構對複數個 彈性體之塵縮分為複數個時序開始之方式配置上述彈性體 與彈性體壓縮機構。 主要形I之係如下踏力感測器,即,上述彈性體麼縮 機構包含:推壓動作機構’其包含上述驅動輪之第】開口 之一緣部、或與上述驅動輪一併旋轉而接觸於上述彈性體 之接觸體之至少-者;及推壓止擋機構,其包含上述鏈輪 之第2開口之另-緣部側。其他形態係如下踏力感測器: Μ㈣㈣㈣㈣以―動輪之^開口或鍵輪之 第2開口之至少-者上所設置之突起,而於驅動輪之圓周 方向可伸縮地受到支承。 進而其他形態係上述彈性體為緩β μ 體為螺方疋彈簧之踏力感測器。 進而其他形態係設置有將上述驅動輪與上述鍵輪間之旋轉 移位限制於一定範圍内之旋轉限制機構的踏力感測器。進 而其他形態係於上述複數個彈性體中包含長度或彈性係數 156486.doc 201206763 之至少一者不同之2種以上之彈性體。 本發明之電動辅助車係搭載有上述任一踏力感測器者。 本發明之上述及其他目的、特徵、優點根據以下之詳細說 . 明及隨附圖式變得明瞭。 [發明之效果] 根據本發明,將固^於曲柄軸上之驅動輪與將曲柄轴之 旋轉力傳遞至推進用車輪之鍵輪之間以複數個彈性體間接 地連結,根據上述驅動輪與鏈輪之旋轉移位量檢測踏力 時,以上述複數個彈性體之壓縮開始<時序錯開之方式設 定彈性體與彈性體壓縮機構間之距離而配置。除上述配置 以外視而要利用長度或彈性係數不同之複數個彈性體, 藉此獲得使彈性體之移位量與踏力之關係非線性化而近似 於所期望之檢測特性之踏力感測器。 【實施方式】 以下,基於實施例詳細地說”以實施本發明之形態。 [實施例1] " 最初,-面參照圖i〜圖3,—面說明本發明之踏力感測 器之基本概念。於電動輔助腳踏車等中踏力之扭矩撿測令 利用彈簧作為彈性體之情形時,如上述圖ii(a)及⑻所 ^,產生起因於彈簧之安裝位置或長度之偏差、或者與彈 簧之長度成反比例之關係之彈簧常數之偏差的課題。本發 明可減少由上述彈性體之長短、安裝位置、特性(彈性^ 數等)之偏差所引起之檢測踏力之誤差,並且於如初動時 或加速時般必需充分之辅助之範圍内,可進行寬範圍内之 156486.doc 201206763 踏力檢測。具體而言,利用複數個用於踏力檢測之彈性 體’並改變該等複數個彈性體之彈性係數。即,於彈簧之 情形時,改變彈簧常數,並且以使複數㈣性體之I㈣ 始時序錯開之g&置、或者設有偏位之配置構成踏力感測 器’藉此可提供一種使踏力檢測特性非線性化而近似於所 期望之檢測特性曲線之踏力感測器。以下,列舉利用螺旋 彈簧作為彈性體之情形為例,對所期望之檢測特性之實現 化進行說明。 圖1中,表不右將踏力設為F、彈簧常數設為k、彈簧移 位(縮量)設為X,則成為F=kxi關係式之特性。圖】中表 示橫軸之包含彈簧之移位開始之位置之彈簧移位(縮量卜 與縱軸之上側之踏力及縱軸之下側之利用電腦之識別踏力 的關係。圖中之粗實線£八及單點劃線乙8所示之特性係彈 簧之長度與彈簧常數相同之基準品之彈簣,實線 彈簧之安裝位置與基準位置一致之情形時之特性,單點劃 線LB表示使彈簧之安裝位置自基準位置偏移之情形時之特 性,即,使移位開始位置偏移之情形時之特性。又,粗虛 線LA’表示將彈簧常數較上述基準品小之彈菁以與基準位 置一致之方式安裝之情形時之特性,粗雙點劃線lb,表示 使與虛線LA,相同之彈簧(彈篑常數較基準品小之彈簧)之移 位開始位置向右偏移之情形時之特性。 實線LA與單點劃線LB之移位開始位置不$,因此於圖^ 之下側表不即便2個彈簧之移位相同,識別踏力亦不 同。即,於識別踏力特性之直線NFp上,於彈簧安裝位置 156486.doc •10- 201206763 為基準位置之貫線LA之情形時,識別踏力為A,,而於彈簧 安裝位置偏移之單點劃線LB之情形時,識別踏力成為。 通常利用電腦之識別踏力設定為以彈簧之安裝位置與基準 位置一致之情形之實線LA為基準而表示為數值A·,因此於 使位置偏移而安裝之情形之單點劃線⑶時,表示為與數值 A'不同之數值b'。 其次,對上述彈簧常數較基準品小之2個彈菁之移位開 始位置偏移之情形時之特性進行研究。虛線Μ,表示使彈 簧常數較小之彈簧與基準位置一致而安裝之情形時之特 性,雙點劃線LB.表示使相同彈酱常數較小之彈菁自基準 位置偏移而安裂之情形時之特性。該等la,及lb,所示之特 性係與上述LA及LB所示之特性相比,於相同踏力之情形 時,移位以約2倍大小之不同表示。另一方面於^之下 側,表示即便虛線LA,與冑點劃線LB.之2個彈脊之移位相 同’由於移位開始位置不同而識別踏力亦不同。即,於識 別踏力特性之直線NFP,上,於彈簧安裝位置為基準位置^ 虛線LA·之情形時,識別踏力為At,而於彈簧安裝位置偏 移之雙點劃線LB·之情形時,識別踏力為由移位 開始位置不同所引起之識別踏力A·與C·之㈣與上述使用 基準品之彈f之情料之識別踏力A,與&之差相比,於圖 不之例中成為約一半之不同。根據以上,若將彈簧常數較 小之彈簧㈣基準品而使用,則即便使位置偏移,亦能夠 以淨簧常數變小之量減小識別踏力之差。因此,於踏力之 檢測機構中利用彈簧之情形時,即便於彈簧之安裝:置改 156486.doc -11· 201206763 變之情形時(亦包含彈簧之長短之偏差),若利用彈簧常數 較小之彈簧,則可減少識別踏力之誤差。 然而’於彈簧常數較小之狀態下踏力之檢測範圍較窄, 因此無法檢測出發動時(初動時)或加速時或者坡道等時之 較強之踏力,而成為輔助感較弱之腳踏車。因此,本發明 中’為了減少由長度之偏差所引起之檢測誤差,並且實現 例如5 kg〜1 00 kg之寬範圍内之踏力檢測,嘗試利用複數個 彈簧而使各彈簧之愿縮之時序錯開之例。 圖2(A)中,表示關於彈簧之材料、線性或平均螺旋直徑 等相同’僅彈簧常數k為al〜a6之6個不同之彈箸各自,將 橫軸設為包含彈簧之移位開始之位置之移位、縱軸設為踏 力之情形時之關係。關於彈簧常數k,al為最小,a6為最 大,隨著彈簧常數k自al至a6依序變大,而特性直線之傾 斜度變大。如此,若對彈簧施加負重(踏力)則進行移位, 若設為僅利用彈簧常數k=al之彈簧而構成踏力感測器,則 以少許之踏力進行較大移位,從而踏力檢測範圍變窄。相 反’若設為利用彈簧常數k=a6之彈簧而構成踏力感測器, 則由踏力所引起之變化變小,因此對於有限長度之彈酱, 可將較大之踏力作為對象,從而可擴寬踏力檢測範圍。 因此,如圖2(B)所示,說明將自彈簧常數^“至^“之 6個彈簧之設定位置及安裝位置分別偏移少許之情形, 即,將特性直線之起點依序偏移少許之情形。例如^若可 於移位0〜移位XI之範圍内利用彈簧常數k最小之之直 線,於移位“〜移位X2之範圍内繼而利用彈普常數k較小之 156486.doc 12 201206763 k=a2之直線。同樣’於移位x2〜移位x3之範圍内利用彈菁 常數k=a3之直線,於移位χ3〜χ4之範圍内利用彈簧常數 k=a4之直線,於移位x4〜x5之範圍内利用彈簧常數让=&5之 直線。進而,於移位x5以上之範圍内,使用彈簧常數让最 大之k=a6之直線,則理論上對應於移位而利用之彈簧常數 不同。再者,作為上述使用不同之彈簧常數之組合之情形 時之各彈簧之配置,此處,說明將彈簧常數最小者配置於 最初開始移位之位置’並依序配置較大者,但並非必須如 此。其原因在於,於並列使用彈簧之情形時,合成彈簧常 數與使用彈簧常數加法性地變大之彈簧之情形相同。 此時之踏力檢測特性係如圖2(c)中彈簧常數k=a •所 示,於移位較小時踏力檢測範圍較窄,即,由長度或安裝 位置之偏差所引起之檢測誤差較小,且隨著移位變大而踏 力檢測範圍變寬。即,即便起點與圖2(c)所示之彈簧常數 k=a6之圖表相同,亦與k=a6之情形時顯示出線性特性相 對,於使用複數個彈簧常數之、時,成為近似於特性 曲線之上升平緩之曲線之形狀。該特性曲線係單純地模式 性表示想法’實際上係表示合成彈數之彈簀之特性曲 線。 換言之’藉由使特性曲線之上升平緩,而於踏力較小之 範圍例如0〜1〇 kg之範圍内’相對於踏力之變化之彈簧之 移位較大,但不怎麼反映為踏力之移位。關於踏力較 之檢測,由於彈簀之偏差顯現於檢測結果中,故而該偏差 對踏力之測定之影響變少,例如可良好地檢測出電動輔助 J56486.doc 201206763 腳踏車中之踩踏開始之狀態,準確地進行輔助量之控制。 其次,參照圖3說明對應於移位而改變利用之彈簧常數 之方法。圖3係表示藉由將複數個彈簣之壓縮開始時序錯 開,而使用於踏力檢測之彈簣之根數發生變化之說明圖。 如圖3(A)所示,相同長度及彈簧常數之6根彈簧SA〜冗係 使6根彈簧全部依序將位置偏移少許而配置。該等彈篑 S A〜SF係彈簣之後端re側固定於固定側之推壓止擋壁RW 上,則i而TE側藉由與對應於球B之移動而移位之推壓動作 壁OW接觸而受到壓縮。圖3⑷中,表示施加壓縮力之前 之狀態,推壓動作壁OW係於位置p❶接觸於彈簧SA之前端 TE。若自該狀態起’如圖3⑻所示,藉由_而使推壓動 作壁OW向該圖中箭頭所示之方向移動至位置?丨為止則 彈簧SA被壓縮,並且推壓動作壁〇w接觸於彈簧sb之前端 TE。即’於施加使推壓動作壁〇w自位置&移動至位置p】 為止之力時’所利用之彈篑之根數為1根。進而,若使推 壓動作壁〇W向箭頭方向移動,則依序開始彈簧SB、SC、 SD、SE之塵縮。即,於施加使推壓動作壁⑽移動至到遠 彈簧SF之前端TE之位置+夕士成 為止之力時,所利用之㈣㈣ 簧SA〜SE之合計5根。進而,若施加使推壓動作壁 位置…圖之左侧移動之力,則利用有全 該圖3中,於將彈簧Sa〜sf " 齡*㈣用昧 目评"數較小者至彈簧常數 1 乂大t時,可成為與圖2⑹之彈簀常触=amix所示之 合成弹簧常數之特性曲線相同的扭矩檢測之裝置。 如上所述,於使«動作壁⑽移位之力發生變化時, 156486.doc -14· 201206763 對應於該力之大小而所利用之彈簧之根數發生變化,其可 使將利用之複數個彈簧並列連接時之合成彈菁常數加法性 地發生變化。即,即便於僅利用彈普常數較小之彈菁之情 形時,亦藉由將複數根彈簧以壓縮開始之時序#開之方式 配置’而可儘量減少彈簧之偏差所產生之影響,減少檢: 誤差,同時實現亦可進行寬範圍内之踏力檢測之特性。 其次,-面參照圖4〜圖10, 一面說明可實現上述複數個 彈簧之Μ縮開始之時序之錯開的裝置構成。圖4係使上述 圖3對應於以下之圖5〜圖1〇所示之裝置構成之說明圖。圖5 係表示搭載有本實施例之踏力感測器之電動輔助腳踏車之 主要邛为之剖面圖。圖6(Α)係自箭頭FA側觀察上述圖5之 平面圖,圖6(B)係自箭頭1?]3側觀察上述圖5之平面圖,圖 6(C)係自鏈輪側觀察第!開口内所收納之彈簧之平面圖。 又上述圖5相當於圖6(八)之#八-#八剖面圖、圖6(B)2s¥A'_ °J面圖。圖7(A)係自圖5之箭頭fa側觀察驅動輪之平面 圖,圖7(B)係自圖5之箭頭FA側觀察曲柄内齒輪之平面 .圖,圖7(C)係自圖5之箭頭FA側觀察鏈輪(曲柄外齒輪)之 平面圖。圖8係表示本實施例之踏力感測器之内部構造之 立體圖,圖9係表示本實施例之作用之圖。圖10係表示本 實施例之檢測電路之一例之圖。 如圖4所不,本例中,相同長度之2根彈簧SA及SB配置 於相同位置,較該彈簧SAASB短之相同彈簧sc,〜sp係依 序將位置偏移少許而配置。此處,上述彈簧SA及SB之彈 簧常數例如設為其他彈簧SC,〜SF,之1/2。該等彈簧SA、 156486.doc 15 201206763 SB SC〜SF係、彈簧之後端RE側固定於固定側之推壓止撐 壁RW上,前端TE側藉由與對應於球b之移動而移位之推 壓動2壁ow接觸而受到壓縮。圖4(A)中,表示施加壓縮 力之前之狀態,推壓動作壁〇w係於位置。接觸於2根彈簧 SA及SB之前端TE。若自該狀態起,如圖4⑻所示,藉由 球B而使推壓動作壁⑽向該圖中箭頭所示之方向移動至位 置P〗為止,則2根彈簧SA&SB被壓縮,並且推壓動作壁 OW接觸於彈簧sc’之前端TE。#,於施加使推壓動作壁 OW自位置P。移動至位置匕為止之力時,所利用之彈菁之 根數為2根。進而,^使推壓動作壁〇w向箭頭方向移動, 則依序開始彈簧SC,、SD,、SE,之壓縮。即,於施加使推 壓動作壁OW移動至到達彈簧SF,之前端TE之位置p2為止之 力時,所利用之彈簣為較長之彈簧8八及沾與較短之彈簧 SC、SD、SE’之合計5本。進而,若施加使推壓動作壁 OW向較位置p2更靠圖之左侧移動之力’則利用有全部峨 彈簧。藉由並列使用兩個如此設定之彈簧常數1/2之彈 簧,可使偏差平均化。X,藉由將彈簧常數相同之4個彈 簣之位置依序偏移少許,可緩緩增大合成彈簧常數。此 外,可將彈簧之特性曲線設為以平緩之上升度緩緩上升 者。以下,說明利用該原理之檢測踏力之裝置。 本實施例之踏力感測器丨〇係以驅動輪(曲柄内板)3 〇、鏈 輪(曲柄外齒輪)50、曲柄内齒輪74、複數個螺旋彈簧(以下 稱為「彈簧」)80〜90及其壓縮機構、驅動輪30上所設置之 複數個突起48、鏈輪50上所設置之複數個突起68、檢測上 156486.doc -16- 201206763 述大起48、68之非接觸感測器168、17〇為中心而構成。此 外’踏力感測器1〇中,包含旋轉板11〇、曲柄外蓋12〇、感 測器蓋15 0妩轉限制機構等。以下,依序說明上述各 部。 驅動輪30係於可旋轉地支持於㈣車框㈣上之曲柄轴 14上,以與曲柄軸14 一併旋轉之方式而安裝。如圖5所 示,曲柄軸14上固定有曲柄16,於曲柄16之臂18之前端 側,安裝有踏板24之踏板軸24A。又,曲柄16之複數個固 定用臂20(圖6(B)之例中為4個)係藉由安裝螺母22而固定於 後述之曲柄外蓋120上。該曲柄外蓋12〇係如後所述,隔著 曲柄内齒輪74而固定於驅動輪3〇上。因此,若對踏板⑽ 行踩踏之運動轉換為曲柄16之旋轉運動,並傳遞至曲柄轴 M,則曲柄軸14進行旋轉,並且固定有曲柄之曲柄外蓋 120、曲柄内齒輪74、驅動輪3〇亦一體進行旋轉。 驅動輪30係如圖7(A)所示般於中央形成有可供曲柄軸Μ 貫通之開口部32之略圓板狀,於開口部32之緣部附近,以 略等間隔形成有複數個供用以與後述之曲柄外蓋12〇、曲 柄内齒輪74、旋轉板11G—體固定之鉚釘125(參照圖5)通過 的孔34。X,於較複數個孔34更外周側之圓周軌道上,以 略等間隔設置有複數個第1開口 36〜46。該等第1開口 36、 38、40、42、44、46係根據收納之彈簧 8〇、82、84、%、 88、9〇之尺寸、及該㈣㈣、82、84、86、88 9〇之開 始壓縮之時序而適當設定。例如,本實施例中,將第^ 口 36及與開口 36對向之第1開口 42形成為相同尺寸,料 156486.doc •17· 201206763 開口中分別收納有較長之彈簧80、86。又,將第1開口 38、40、44、46形成為較第1開口 36及42更短,且於各自 中收納有較短之彈簧82、84、88、90。再者,彈簧80、86 為相同長度,其他彈簧82、84、88、90利用相同長度且較 彈簧80及86短者。該等彈簧8〇〜9〇之彈簧常數不同利用 有2種彈簧常數者。即,為彈菁常數較小且長度較長之彈 酱80 86、與彈箸常數較大且長度較短之彈簧μ、μ、 88、90之2種《上述較長之彈簧8〇、86對應於上述圖4之彈 菁SA與SB ’較短之彈簧82、84、88、9〇分別相當於上述 圖 4之彈簧 SC’、SD,、SE·、SF·。 圖6(A)中’表示收納有彈簧8〇〜9〇之狀態。如該圖所 示’收納較長之彈簧例如MISUMI股份有限公司之 SWB12-30之第1開口 36、42之尺寸係以使其等開口緣 36B、42B與彈簧80、86之自由端側之端部8〇b、86B之間 不產生間隙之方式而設定。另一方面,收納較短之彈簧 82、84、88、90例如MISUMI股份有限公司之SWB12_2〇之 第1開口 38、40、44、46之長度分別有若干不同。例如, 圖6(A)所示之例中’係以下述方式設定尺寸:彈簧82之端 部82B與開口緣38B之間隙最窄’其次,以彈簧討之端部 84B與開口緣40B之間隙、彈簧88之端部88b與開口緣44B 之間隙、彈簧90之端部90B與開口緣46B之間隙的順序擴 寬間隙之寬度。 該間隙於圖6(C)中表示為間隙I。如圖6(c)所示,於將第 1開口 36〜46之開口緣36B〜46B視為圖4所示之推壓動作壁 136486.doc 201206763 〇w,將後述之彈簧支持體92之端面94A視為圖4之推壓止 擋壁RW。又,將彈簧80〜90之端部8〇A〜9〇A視為圖4之彈 簧後端RE,將彈簧80〜90之端部8〇B〜9〇B視為圖4之彈簧前 端TE之情形時’間隙1相當於對彈簧82、84、86、88施加 踏力時之推壓動作壁OW之碰觸位置(圖4之位置pi〜p2之範 圍内之4個碰觸位置)之調整幅度。進而,於驅動輪3〇之較 第1開口 36〜46更外側之圓周軌道上,以略等間隔設置有複 數個突起48 ^該等複數個突起48係藉由後述之第i非接觸 感測器16 8而檢測出。 上述構成之驅動輪30係如圖5所示般經由旋轉板11〇而相 對於腳踏車框架12可旋轉地連結。旋轉板11〇成為於形成 有開口部113之凹部112之外側設置有凸緣116之形狀。於 凹部112之與驅動輪30之孔34相對應之位置上,形成有用 以使上述鉚釘125通過之相同數量之孔114(未圖示)。 其次’對鏈輪(曲柄外齒輪)5〇及曲柄内齒輪74進行說 明。曲柄内齒輪74係如圖7(B)所示般於中央形成有供上述 曲柄軸14貫通之開口部76之略環狀,且於開口部%之周 圍,以略等間隔形成有複數個孔78。該孔78係以於驅動輪 3〇與曲柄内齒輪74重疊時與上述驅動輪3〇之孔34_致之位 置及間隔而形成。 上述鏈輪50係配置於上述曲柄内齒輪74之外側者,且中 央之開口部52之直徑係較上述曲柄内齒輪74之外徑稍大地 設定。即,即便驅動輪30及曲柄内齒輪74與曲柄軸14_併 旋轉,亦不會直接將該旋轉力傳遞至鏈輪5〇。因此,為了 156486.doc -19· 201206763 將驅動輪3 0與鍵輪5 0間接地連結,使用有複數個彈酱 80〜90。上述鏈輪50之於與上述驅動輪30重疊時與複數個 第1開口 36、38、40、42、44、46相對應之位置上,形成 有複數個第2開口 56、56、58、60、62、64、66,於相對 應之第1及第2開口中共有地收納有上述彈簧8〇〜9〇。圖6 中,於第1開口 3 6及第2開口 5 6中收納有較長之彈簧8 〇,於 第1開口 38與第2開口 58中收納有較短之彈簧82,於第i開 口 40與第2開口 60中收納有較短之彈簧84,於第Η”〗口42與 第2開口 62中收納有較長之彈簧86,於第1開口 44與第2開 口 Μ中收納有較短之彈簧88 ’於第i開口 46與第2開口 “中 收納有較短之彈簧90。再者,第2開口 56〜66係於如下方面 與第1開口 36〜46不同:設定為於收納狀態之彈簧8〇〜9〇之 端部 80B、82B、84B、86B、88B、90B 與開口緣 56B、 58B、60B、62B、64B、66B之間幾乎不產生間隙的尺寸。 又,於第2開口 56〜66之一端部56A、58A、60A、62A、 64A、66A之附近,設置有用以擰入螺釘1〇2之螺釘孔72。 為了將彈簧80〜90共有地收納保持於第i及第2開口部 中,本實施例中,利用有圖8所示之彈簧支持體92。該彈 簧支持體92成為於略圓柱狀之安裝基部94設置有桿%之構 造,成為該桿98之根部之安裝基部94之端面叫八係作為彈 簧80〜90之各端部80八、82A、84A、86A、88a、9〇a所碰 觸之推壓止擋壁RW,構成彈簧壓縮機構中之一者。進 而,於安裝基部94,形成有階部96與螺釘孔1〇〇。於桿98 上,使端部80A〜90A朝向安裝基部94側而將彈簧8〇〜9〇貫 156486.doc 201206763 通°並且’將安裝基部94之階部96抵接於鏈輪50之第2開 口 56〜66之各開口緣 56A、58A、60A、62A、64A、66A 側’將安裝基部94之螺釘孔1〇〇與鏈輪5〇之螺釘孔72之位 置對準並將螺釘102螺合,藉此將彈簧8〇〜90共同地收納於 相對應之位置之第丨開口及第2開口中。即,藉由該等彈簧 80〜90而將驅動輪3〇與鏈輪5〇間接地連結。再者,彈簧 8〇〜90係藉由與後述之彈簧壓縮機構中之另一者之協作, 而對應於驅動輪30之旋轉量於其圓周方向上受到壓縮。 又,於驅動輪30不進行旋轉之狀態下,彈簧8〇〜9〇係以形 狀復原之方式藉由彈簧支持體92之桿98可伸縮地受到支 承。再者,表示有上述彈簧支持體92藉由螺釘1〇2之螺合 而固定於鏈輪50上之構成,但亦可不進行螺合。總之,只 要將彈簧80〜90收納於藉由第i開口 36〜46及與該等第丨開口 36〜46相對向之第2開口 56〜66之組合而構成之開口内便足 夠’且藉由彈簧支持體92以外之機構,只要保持為收納於 由上述組合所構成之開口内即可。 於鏈輪50之外周部形成有齒輪部54,於齒輪部,掛有 驅動腳踏車之推進用車輪(後輪)之鏈條乃(參照圖5卜因 此,將供給至曲柄軸14之旋轉力自驅動輪3〇經由彈芏 8〇〜9〇而間接地傳遞至鏈㈣,㈣,自該鏈㈣經由鏈 條73而傳遞至推進用車輪,於鍵輪5〇之驅動輪側之主 面之外周部之附近,以略等間隔設置有複數個突起I複 數個突起68設置有與驅動輪3()之突起料相同之數量,並藉 由後述之第2非接觸感測器⑺而檢測出1等突起48及^ ί 56486.doc * 21 - 201206763 係檢測驅動輪30與鏈輪50之相位差者,且於均未施加負荷 之狀態下’如圖9(A)所示般調整為不產生位置偏移。進 而’於鏈輪50之第2開口 56、58、60、62、64、66之圓周 軌道與複數個突起68之圓周軌道之間,設置有複數個(圖 示之例中為5個)長孔70。該長孔7〇係藉由限制後述之旋轉 限制銷140之移動範圍,而限制為驅動輪3〇與鏈輪5〇之旋 轉偏移不超過一定範圍。 於上述鏈輪50之踏板24側之主面,設置有曲柄外蓋 120。曲柄外蓋12〇係如圖5所示,以於與鏈輪5〇及曲柄内 齒輪74重疊時僅接觸於曲柄内齒輪74之方式形成於中央為 與曲柄内齒輪74略相同之形狀之凹部丨22,且於其中心形 成有供曲柄軸14貫通之開口部124。又,於凹部122之與驅 動輪30之孔34及曲柄内齒輪74之孔78相對應之位置上,設 置有複數個用以使上述鉚釘125通過之孔123。凹部122之 外側4为係以於與鏈輪5〇之表面之間具有特定間隔之方式 立起’以便不妨礙鏈輪50中所安裝之彈簧8〇〜9〇之伸縮。 此種曲柄外蓋120係藉由曲柄16之固定用臂2〇與安裝螺 母22而固定。因此,藉由將旋轉板110之孔114、驅動輪30 之孔34、曲柄内齒輪74之孔78、曲柄外蓋12〇之凹部122之 孔123之位置對準並以鉚釘125固定,而在利用踏板以之操 作使曲柄軸1 4旋轉之同時,旋轉板〖〖〇、驅動輪3 〇 '曲柄 内齒輪74 '曲柄外蓋120一體地進行旋轉。此時,鏈輪5〇 雖藉由彈簧80〜90而間接地連結於驅動輪3〇,但由於利用 鏈條7 3向與驅動輪3 0之旋轉方向相反之方向施加有扭矩, 156486.doc •22· 201206763 故而於驅動輪30開始旋轉後至鏈輪5〇開始旋轉之前,產生 若干偏移。再者’於曲柄外蓋12〇之凹部122與上述曲柄外 齒輪74之間’視需要設置圖5及圖8所示之間隔件142。於 間隔件142之與孔114、34、78、123相對應之位置上,形 成有複數個孔144。 進而’於曲柄外蓋120之於與驅動輪3〇固定時與第1開口 36〜46之開口緣 36B、38B、40B、42B、44B、46B略對應 之位置上,設置有複數個(圖示之例中為6個)銷126、128、 130、132、134、136。該等銷126〜136係對應於驅動輪3〇 之旋轉量,與開口緣36B〜46B一併壓縮彈簧8〇〜9〇之端部 80B〜90B者,且設定為未到達鏈輪5〇之程度之長度。即, 本實施例中,配置為於與開口緣36B〜46B和彈簧8〇〜9〇之 端部80B〜90B相接觸同一時序,銷126〜136亦接觸於端部 80B〜90B,因此開口緣36B〜46B與銷126〜136兩者構成彈簧 之壓縮機構中之另一者、即推壓動作壁〇w。又,於曲柄 外蓋120之與鏈輪50之長孔7〇相對應之位置上,設置有複 數個旋轉限制銷140。旋轉限制銷14〇設定為未到達驅動輪 3〇之長度,且僅可於長孔7G内移動。因此,於驅動輪^ 曲柄外蓋120 一體旋轉,且鏈輪5〇晚於該驅動輪30開始旋 轉之情形時,該旋轉偏移於上述旋轉限制銷14〇接觸於長 孔7〇之端部之時間點成為最大,之後,鏈輪5〇與驅動輪% 一併進行旋轉。 其次’對用以檢測相位差之感測器進行說明。感測器蓋 150係配置於驅動輪3〇側’藉由感測器固定板"2而固定於 1564S6.doc •23- 201206763 上述腳踏車框架12上,且不與驅動輪30一體旋轉。於該感 測器蓋150之開口部152之内側,如圖5所示般隔著滑件I” 而收納有旋轉板110之凹部112,進而,於旋轉板u〇之凸 緣114與感測器蓋150之間之適當位置上,設置有其他滑件 156 、 158 ° 又,於感測器蓋150之外側、即腳踏車框架12側,設置 有感測器基底I 60。於該感測器基底16〇内,設置有成測器 基板162、感測器線軸164、166 ’於感測器蓋15〇之内側, 在與線軸丨64相對應之位置上設置有第丨非接觸感測器 168,在與線軸166相對應之位置上設置有第2非接觸感測 器170。第1非接觸感測器168係以非接觸狀態配置於可檢 測驅動輪30之突起48之位置上,第2非接觸感測器17〇係以 非接觸狀態配置於可檢測鏈輪1 5〇之突起68之位置上。 即,突起48、68係在位於與第i非接觸感測器168、第2非 接觸感測器170相對向之位置時自感測器168、170產生信 號。 其次’亦參照圖9說明本實施例之作用。圖9(A)係表示 對驅動輪30及鍵輪50兩者均未施加負荷之狀態或相同負荷 狀態、即未對踏板24踩踏之狀態,此時,驅動輪3〇之突起 48與鏈輪50之突起68以相同圓周角位於相同位置上,自非 接觸感測器168、170所產生之信號未產生偏移(相位差)。 又,較長之彈簧80及86之端部80B及86B成為與第1開口 36、42之開口緣36B、42B —併略接觸於銷ΐ2ό、132之狀 態’其他彈簧82、84、88、90之端部82A、84A、88A、 156486.doc -24· 201206763 90A與開 口緣 38B、40B、44B、46B及銷 128、130、134、 136之間形成有特定之間隙。 於初動時或行進中欲加速時,自圖9⑷所示之狀態變為 對踏板24進行踩踏’對踏板24踩踏之力係經由曲柄16而使 曲柄軸14旋轉,並且亦傳遞至曲柄外蓋15〇、曲柄内齒輪 74、驅動輪30、旋轉板u〇,使其等一體地進行旋轉。本 實細例中,藉由彈簧8〇〜9〇將驅動輪3〇與鏈輪5〇間接地連 釔,於對踏板24踩踏而施加杻矩時,藉由經由鏈條73而連 結之後輪,對鏈輪50施加有與對驅動輪3〇施加之踏力相反 方向之扭矩,該等對驅動輪3〇與鏈輪5〇施加之扭矩之差使 上述彈簧80〜90壓縮,從而相對地產生驅動輪3〇與鏈輪% 之位置偏移。 圖9(B)中,表示藉由驅動輪3〇之旋轉而產生與鏈輪⑼之 相對位置偏移之狀態。該圖(B)中,表示彈簣8〇(及86)之端 部80B(及86B)藉由驅動輪3〇之開口緣36B(及42B)與銷 126(及132)而受到壓縮,彈簧82之端部82B接觸於開口緣 38B與銷128之狀態。若驅動輪3〇進而繼續旋轉,則以與壓 縮機構之間隔變窄之順序、即本實施例中之彈簧82、料、 88、90之順序開始壓縮。該驅動輪3〇與鏈輪5〇之相對位置 偏移係產生至與驅動輪3〇—體旋轉之曲柄外蓋15〇上所設 置之》疋轉限制銷140抵接於鏈輪5〇之長孔7〇之端為止。繼 而,於旋轉限制銷140碰觸長孔7〇之端之後,不會產生其 以上之相對位置偏移,將對踏板24踩踏之力經由掛於鏈輪 50上之鏈條73而傳遞至後輪。圖9((:)係驅動輪3〇與鏈輪5〇 156486.doc -25- 201206763 之相對位置偏移成為最大之狀態,彈簧90之端部90B藉由 開口緣46B及銷136而受到壓縮。 自圖9(A)變化至圖9(C)為止之間,驅動輪30之突起48相 對於鏈輪50之突起68而進行相對移動,並且被壓縮之彈簧 之根數發生變化。突起48與突起68之相對位置偏移可根據 非接觸感測器1 68、I 70之信號之偏移而檢測出。圖1 〇所示 之檢測電路中,非接觸感測器168、17〇之檢測信號係分別 藉由放大器180A、I80B而放大。此處,非接觸感測器 168、170之檢測信號之增益(gain)並不穩定,因此以 AGC(Automatic Gain Control,自動增益控制)電路 182A、 182B分別調整增益。將經該等agc電路182A、182B調整 增益之放大器180A、180B之輸出信號藉由轉換電路 1 84A、1 84B而分別轉換為矩形波脈衝。 將轉換後之矩形波脈衝信號供給至相位差檢測電路1 8 6 並檢測其相位差,將檢測結果供給至控制電路丨88。該控 制電路1 88中,根據相位差檢測電路丨86之檢測結果生成控 制信號,根據該控制信號驅動電動馬達丨92。即,根據控 制電路188之控制信號,控制利用驅動電路19〇之向電動馬 達192之通電。藉此’可進行對應於踏力之檢測結果之電 動馬達192之辅助驅動。再者,由於驅動輪3〇與鏈輪5〇之 相對位置偏移若未施加踏力時,則彈簧8〇〜9〇藉由復原力 恢復為原本之狀態’因此來自非接觸感測器168、ι7〇之信 號亦無相位差。 如上所述,根據實施例丨,可獲得如下效果。 156486.doc 26 - 201206763 (1) 將曲柄轴14上所固定之驅動輪3〇與將曲柄軸14之旋轉力 傳遞至推進用車輪之鏈輪5〇之間以複數個彈簧8〇〜9〇間接 地連結’根據驅動輪3 0與鏈輪5 〇之相位差檢測踏力時,以 上述彈簧80〜90之壓縮開始之時序錯開之方式設定彈簧 80〜90之端部 80B、82B、84B、86B、88B、90B、與彈性 體壓縮機構中之一者即第1開口緣36B、38B、40B、42B、 44B、46B及銷 126、128、130、132、134、136之各間隔 而配置。因此,可使移位量與踏力之關係非線性化,而進 行寬範圍内之踏力檢測。 (2) 於踏力較小時、即彈簧之長度或安裝位置之偏差所影響 之踏力較小時較大地移位,因此可吸收偏差之同時提高檢 測精度,同時亦可良好地檢測電動輔助腳踏車中之踩踏開 始之踏力變大之狀態。藉此’可準確地進行輔助量之控 制。 (3) 最初’位於對向位置之較長之彈簧8〇與86同時開始壓 縮,因此穩定性增加。 再者,本發明並不限定於上述實施例,於不脫離本發明 之主曰之fe圍内可施加各種變更。例如,亦包含以下者。 (1) 上述實施例中所示之各部之形狀、尺寸為一例,只 要為發揮同樣效果之範圍内,則視需要亦可適當變更。例 如,第1開口 36〜46或第2開口 56〜66之大小只要根據彈簧 80〜90之長度進行設定即可。 (2) 自彈簧端部80B〜90B至第1開口 36-46之開口緣 36B〜46B為止之間隔及至銷126〜136為止之間隔(偏位)亦為 156486.doc •27· 201206763 -例’亦可根據壓縮開始之時序錯開之設线當適宜變 更。又,實施例中,將彈簧支持體92之安裝基部端面94a 作為彈簧壓縮機構中之-者,將開口緣偏及銷 126〜136作為彈箐壓縮機構中之另—者,但其亦為-例, 亦可僅將開口緣36B〜46B作為彈簧壓縮機構中之另一者。 進而’該等彈簧壓縮機構亦為一例,亦可以發揮同樣效果 之方式適當變更設計。 (3)上述實施例中所示之包含彈赞支持體92之彈菁支持 機構為-例,可以發揮同樣效果之方式適當變更設計。例 如’於第1開口 36〜46與第2閱/cz: 兴弟2開口 56〜66之端部之任一鄰接部 分,設置相對於開口端部具有角度之較細之槽孔,且於槽 孔中插入彈簧80〜9G之端部,藉此亦可保持彈菁。 :或者’亦可於第!開口 36,與第2開口5“6之緣部 彈^相對向之方式設置剖面L字狀之保持部,藉此 彈菁8〇〜9〇,將彈脊8〇〜90保持為不會自第〜46與第 2開口 5 6〜6 6之成對之開口飛出。 ⑺進而,亦可代替上述(4)之剖面“狀之保持部, 上述⑺中記載之相對於開σ端部具有角度之較; 且將彈簧拉伸制而非壓_用,藉此敎_。 ⑹實施例!之具體之裝置例中,利有 _其短之彈簧82'84、88 彈簧80、 例,亦可全部利用相 ^ 旦/、亦為— 箬日^ 度相同彈簧常數之複數個彈 簧,且以壓縮開始之時序錯開 長度且彈簧常數不同次者利用相同 複数個彈簧。即便複數個彈簧之長 156486.doc -28- 201206763 度或彈簧常數相同,亦可藉由以壓縮開始之時序錯開之方 式進行配置決定’而獲得與實施例1同樣之效果,若將長 度或彈簧常數不同之彈簧混合使用,則可使踏力進—步接 近於所期望之特性。 (7) 第1開口 36〜46或第2開口 56〜66或突起48及68或長孔 70之數、或者設置其等之圓周執道之位置亦為一例,亦可 於發揮同樣效果之範圍内適當變更。 (8) 曲柄16與曲柄軸14之連結構造亦為一例,只要曲柄 16與曲柄轴14、驅動輪30可一體旋轉,則亦可使用公知之 各種連結機構β (9) 圖1 〇所示之檢測電路亦為一例,只要為發揮同樣.效 果之範圍内’則可利用公知之各種檢測電路。 (10) 上述實施例中所示之旋轉限制機構亦為一例,例如 於驅動輪3 0上设置限制孔(長孔7〇)、於鏈輪5 〇上設置銷 126〜13 6等亦可於發揮同樣效果之範圍内適當變更設計。 (11) 上述實施例中,利用螺旋彈簧8〇〜9〇作為彈性體, 但其亦為一例,亦可利用樹脂系彈性體 '或具有彈性之金 屬片、空氣等氣體或油等液體封入型或者並用彈簧之氣 缸總之,只要為於踏力之檢測範圍内具有長期間之復原 性者’則可利用公知之各種彈性體。 (12) 為了進行與踏力成比例之輔助,亦可將踏力之非線 性輸出以軟體進行線性修正而利用。 (13) 上述實施例中,將本發明之踏力感測器搭載於電動 輔助腳踏車中,但其亦為一例,亦可用於需要踏力之檢測 156486.doc •29- 201206763 之其他公知之各種電動車,例如電動輔助輪椅等。 [產業上之可利用性] 根據本發明,將曲柄軸上所固定之驅動輪與將曲柄軸之 旋轉力傳遞至推進用車輪之鏈輪之間以複數個彈性體間接 地連結,根據上述驅動輪與鏈輪之相位差檢測踏力時,以 上述複數個彈性體之壓縮開始之時序錯開之方式設定彈性 體與彈性體壓縮機構間之距離而配置。除該配置以外視 需要利用長度或彈性係數不同之複數個彈性體,藉此可使 移位里與踏力之關係非線性化而近似於所期望之檢測特 性,因此可用於踏力感測器之用途。尤其可實現踏力較小 時之檢測精度之提高,且可藉由寬範圍内之踏力檢測而進 灯初動時或加速時之充分之輔助,因此較佳地用於電動輔 助腳踏車等之用途。 【圖式簡單說明】 >圖丨係表示彈簧之安裝位置之不同所引起之檢測踏力之 令、差里根據彈簧吊數之不同而發生變化之情形的說明圖; 圖2(A)〜(〇係表示利用彈簧常數不同之複數個彈簧而使 多/、踏力之關係非線性化之原理的說明圖; 圖3(A)〜(〇係表示藉由使複數個彈簧之壓縮開始時序錯 開而改變用於踏力檢測之彈簧之根數的說明圖; 圖4(A)〜(C)係表示藉由使複數個彈簧之壓縮開始時序錯 開,而改變用於踏力檢測之彈簧之根數之其他例的說明 rgl · 圔, 圖係表示搭载有本發明之實施例丨之踏力感測器之電動 156486.doc 201206763 輔助腳踏車之主要部分的剖面圖; 圖6(A)係自箭頭FA側觀察上述圖5之平面圖,圖6(b)係 自箭頭FB側觀察上述圖5之平面圖,圖6(c)係自鏈輪側觀 察第1開口中所收納之彈簧之平面圖; 圖7(A)係表不自上述圖5之箭頭FA側觀察驅動輪(曲柄内 板)之平面圖,圖7(B)係自圖5之箭頭FA側觀察曲柄内齒輪 之平面圖,圖7(C).係自圖5之箭頭FA側觀察鏈輪(曲柄外齒 輪)之平面圖; 圖8係表示上述實施例丨之踏力感測器之内部構造之立體 固 · 圖, 圖9(A)〜(C)係說明上述實施例i之作用之圖; 圖1 〇係表示上述實施例丨之檢測電路之一例之圖;及 圖11 (A)、(B)係表示背景技術之說明圖。 【主要元件符號說明】 10 踏力感測器 12 腳踏車框架 14 曲柄轴 16 曲柄 18 臂 20 固定用臂 22 安裝螺母 24 踏板 24A 踏板軸 30 驅動輪(曲柄内板) 156486.doc •31- 201206763 32 34 36、 38、40 36A 、36B、 40A 、40B、 44A 、44B、 48 50 52 54 56、 58 ' 60 56A 、56B、 60A 、60B、 64A 、64B、 68 70 72 73 74 76 78 80、 82、84 80A 、80B、 84A 、84B、 、42 、 44 ' 46 38A、38B、 42A、42B、 46A 、 46B ' 62 ' 64 ' 66 58A、58B、 62A、62B、 66A ' 66B 、86 ' 88 、 90 82A ' 82B、 86A、86B、 開口部 孔 第1開口 開口緣 突起 鏈輪(曲柄外齒輪) 開口部 齒輪部 第2開口 開口緣 突起 長孔 螺釘孔 鏈條 曲柄内齒輪 開口部 孔 螺旋彈簣 端部 156486.doc -32- 201206763 88A 、88B 、90A 、90B 92 彈簧支持體 94 安裝基部 94A 端面 96 階部 98 桿 100 螺釘孔 102 螺釘 110 旋轉板 112 凹部 113 開口部 114 孔 116 &緣 120 曲柄外蓋 122 凹部 123 124 開口部 125 鉚釘 126、 128、 130 > 132、 銷 134、 136 140 旋轉限制銷 142 間隔件 144 孔 150 感測器蓋 •33- 156486.doc 201206763 152 開口部 154、 156 、 158 滑件 160 感測器基底 162 感測器基板 164、 166 感測器線軸 168、 170 非接觸感測器 172 感測器固定板 180A 、180B 放大器 182A 、182B AGC電路 184A 、184B 轉換電路 186 相位差檢測電路 188 控制電路 190 驅動電路 192 電動馬達 B 球 OW 推壓動作壁 P〇、P 1 ' P2 位置 RE 彈簧後端 RW 推壓止擋壁 SA〜SF、SC'〜SF’ 彈簣 TE 彈簧前端 156486.doc • 34-

Claims (1)

  1. 201206763 七、申請專利範園: 1· 一種踏力感測器,其特徵在於包含: 大致板狀之驅動輪,其正交地固定於曲柄軸上,且與 該曲軸一併旋轉; 略板狀之鏈輪,其與上述驅動輪相對向地配置,將供 給至上述曲柄軸之旋轉力傳遞至推進用車輪; 複數個推壓動作機構,其設置於上述驅動輪側; 複數個推壓止擋機構,其與上述推壓動作機構相對向 地設置於上述鏈輪側; 複數個彈性體,其於成對之上述推壓動作機構與上述 推壓止擋機構之間,將上述驅動輪與鏈輪間接地連結, 並且對應於上述驅動輪與上述鏈輪之旋轉移位量,在其 圓周方向上伸縮;及 感測器,其檢測上述驅動輪與上述鏈輪之相對旋轉相 位差;並且 以上述推壓動作機構與上述推壓止擋機構間之複數個 彈性體之伸縮分為複數個時序開始動作的方式配置上述 複數個成對之推壓動作機構與推壓止擋機構。 .2.如請求項丨之踏力感測器,其中上述驅動輪之任意之圓 周轨道上隔開而形成的複數個第丨開口之一開口緣側為 上述複數個推壓動作機構; 於上述鏈輪之與上述複數個第丨開口相對向之位置上 所形成的複數個第2開口之另一開口緣側為上述複數個 推壓止擋機構; 156486.doc 201206763 藉由將上述彈性體共有地收納於上述第 對應之第2開口兩者t,而將上述鏈輪對於上述驅動輪 間接地連結。 3. —種踏力感測器,其特徵在於包含: 略板狀之驅動輪,其正交地固定於曲柄轴上,且與該 曲柄轴一併旋轉; 略板狀之鏈輪’其與上述驅動輪相對向地配置,將供 給至上述曲柄軸之旋轉力傳遞至推進用車輪; 八 複數個第1開σ,其於上城酿& & & ,、π上迷驅動輪之任意之圓周軌道 上隔開而形成; 複數個第2開口’其形成於上述鏈輪之與上述複數個 第1開口相對應之位置上; 複數個彈性ϋ,其共有地收納於上述^開口及與其 對應之第2開口兩者中,將上述鏈輪間接地連結於上述 驅動輪,並且對應於上述驅動輪之旋轉量可於其圓周方 向上伸縮; 複數個彈性體壓縮機構,其對應於上述驅動輪之旋轉 量,對上述複數個彈性體賦予在上述圓周方向上收縮之 力; 複數個第1被檢測部’其以略等間隔設置於上述驅動 輪之與上述第1開口不同之圓周轨道上; 第2被檢測部’其於上述鏈輪之與上述第2開口及上述 第1被檢測部不同之圓周軌道上以略等間隔設置有與上 述第1被檢測部相同之數量; 156486.doc 201206763 第1非接觸感測ϋ,其於可檢測上述第丨被檢測部之位 置上與該第1被檢測部隔開而配置,且不與上述曲柄軸 連動;及 . 第2非接觸感測器’其於可檢測上述第2被檢測部之位 . 置上與該第2被檢測部隔開而配置’且不與上述曲柄軸 連動;並且 以由上述彈性體壓縮機構所引起之複數個彈性體之壓 縮分為複數個時序開始之方式配置上述彈性體與彈性體 壓縮機構。 4·如請求項3之踏力感測器,其中上述彈性體壓縮機構包 含: 推壓動作機構,其包含上述驅動輪之第丨開口之一緣 部、或與上述驅動輪一併旋轉而接觸於上述彈性體之接 觸體之至少一者;及 推壓止擋機構,其包含上述鏈輪之第2開口之另一緣 部側。 5. 如請求項2至4中任一項之踏力感測器,其中上述複數個 彈性體係藉由上述驅動輪之第丨開口或鏈輪之第2開口之 至少一者上所設置的突起,而於驅動輪之圓周方向上可 • 伸縮地受到支承。 6. 如請求項1至4中任一項之踏力感測器,其中上述彈性體 為螺旋彈簧。 7·如請求項1至4中任一項之踏力感測器,其中設置有將上 述驅動輪與上述鏈輪間之旋轉移位限制於一定範圍内之 156486.doc 201206763 旋轉限制機構。 8.如請求項1至4中任一項之踏力感測器,其中上述複數個 彈性體中包含長度或彈性係數之至少一者不同之2種以 上之彈性體。 9· -種電動輔助車’其特徵在於搭載有如請求項⑴中任 一項之踏力感測器。 156486.doc -4 -
TW100121093A 2010-07-02 2011-06-16 Pedal force sensor and electrically-assisted vehicle using same TW201206763A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010152546A JP5571482B2 (ja) 2010-07-02 2010-07-02 踏力センサ及びそれを利用した電動アシスト車

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201206763A true TW201206763A (en) 2012-02-16

Family

ID=45401892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100121093A TW201206763A (en) 2010-07-02 2011-06-16 Pedal force sensor and electrically-assisted vehicle using same

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130205945A1 (zh)
EP (1) EP2589944A4 (zh)
JP (1) JP5571482B2 (zh)
CN (1) CN102959377B (zh)
TW (1) TW201206763A (zh)
WO (1) WO2012002169A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI764529B (zh) * 2020-01-22 2022-05-11 日商自由動力創新股份有限公司 旋轉傳遞機構、旋轉傳遞接頭、馬達及發電機

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI546224B (zh) * 2012-05-02 2016-08-21 榮輪科技股份有限公司 電動輔助自行車之踏力檢測裝置
HUE041536T2 (hu) * 2014-01-20 2019-05-28 Hitachi Automotive Systems Ltd Érintkezésmentes energiaellátó berendezés forgó testekhez, és nyomatékérzékelõ
US9423310B2 (en) * 2014-02-28 2016-08-23 Shimano Inc. Bicycle crank arm with sensor system
CN104977113B (zh) * 2014-04-10 2018-01-16 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种定翼机操纵力测试传感器
US10788383B2 (en) * 2014-08-15 2020-09-29 Cheevc Ltd Power vector sensor device and bicycle having the same
CN105151212B (zh) * 2015-10-21 2017-10-27 深圳市家信信息科技开发有限公司 一种混合动力自行车牙盘式力矩传感器及传感检测方法
JP6808469B2 (ja) * 2016-12-07 2021-01-06 日本電産コパル電子株式会社 トルクセンサ
JP7519756B2 (ja) * 2018-10-09 2024-07-22 株式会社エクセディ 自転車、及び自転車用動力伝達装置
FR3094756B1 (fr) * 2019-04-04 2021-03-05 Safran Aircraft Engines Pignon d’entrainement d’un separateur air/huile d’un boitier d’accessoires de turbomachine
WO2021053054A1 (de) * 2019-09-18 2021-03-25 Cybex Gmbh Kinderwagen oder kinderwagengestell mit einem motor und einer steuereinheit zum unterstützen des antriebs mit kraftsensorkalibrierung, verfahren zum steuern des motors und computerlesbares speichermedium
CN113978476B (zh) * 2021-08-20 2022-08-12 东南大学 一种考虑传感器数据丢失的线控汽车轮胎侧向力估计方法
CN113771865B (zh) * 2021-08-20 2022-08-12 东南大学 一种车载传感器测量数据异常情况下的汽车状态估计方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58184527A (ja) * 1982-04-22 1983-10-28 Nippon Soken Inc トルク検出装置
JPH068760B2 (ja) * 1984-02-07 1994-02-02 日本電気株式会社 力変換器
JPS613435U (ja) * 1984-06-12 1986-01-10 財団法人鉄道総合技術研究所 トルク記録装置
JPS613435A (ja) * 1984-06-15 1986-01-09 Sumitomo Electric Ind Ltd セラミツク封止型ic
JP3583996B2 (ja) 1994-07-18 2004-11-04 三洋電機株式会社 電動自転車のトルク検出装置
JPH08313376A (ja) * 1995-05-22 1996-11-29 Shisurabo:Kk トルク検出装置及び自転車
JP3163046B2 (ja) * 1996-10-25 2001-05-08 三洋電機株式会社 補助動力付人力走行車
JP3071153B2 (ja) * 1997-02-21 2000-07-31 三洋電機株式会社 トルク検出装置及び該装置を具えた補助動力付自転車
JP3954693B2 (ja) * 1997-07-14 2007-08-08 本田技研工業株式会社 電動補助車両における入力トルク検出装置
JP3980716B2 (ja) * 1997-10-07 2007-09-26 本田技研工業株式会社 補助動力付き自転車
WO1999046160A1 (en) * 1998-03-11 1999-09-16 Lee Yun Rak Traveling and accelerating system for bicycle
JP2000002604A (ja) * 1998-06-18 2000-01-07 Honda Motor Co Ltd 動力アシスト車両の入力トルク検出装置
US6196347B1 (en) * 1998-09-22 2001-03-06 Industrial Technology Research Institute Power transmission and pedal force sensing system for an electric bicycle
JP2000272575A (ja) * 1999-03-26 2000-10-03 Sunstar Eng Inc 電動アシスト自転車
JP2005132216A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 踏力センサとそれを用いたペダル踏力検出装置
CN2707615Y (zh) * 2004-04-21 2005-07-06 上海千鹤电动车有限公司 能测试电动自行车踏力和踏行速度的人力驱动系统
US7240586B2 (en) * 2005-03-14 2007-07-10 Wu Donald P H Auxiliary power unit starting apparatus for an electric bicycle
CN101638135B (zh) * 2009-09-02 2011-07-27 苏州工业园区同盛车业有限公司 电动自行车的速度踏力传感装置
US8256554B2 (en) * 2010-01-22 2012-09-04 Foster Assets Corporation Pedal driven apparatus having a motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI764529B (zh) * 2020-01-22 2022-05-11 日商自由動力創新股份有限公司 旋轉傳遞機構、旋轉傳遞接頭、馬達及發電機

Also Published As

Publication number Publication date
EP2589944A1 (en) 2013-05-08
JP5571482B2 (ja) 2014-08-13
US20130205945A1 (en) 2013-08-15
CN102959377A (zh) 2013-03-06
EP2589944A4 (en) 2015-07-15
WO2012002169A1 (ja) 2012-01-05
CN102959377B (zh) 2014-12-31
JP2012013626A (ja) 2012-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201206763A (en) Pedal force sensor and electrically-assisted vehicle using same
JP7362686B2 (ja) 殺菌インターフェースを備える手術患者側カート
TWI401186B (zh) 扭力檢測裝置及電動輔助自行車
US20170088111A1 (en) Position determining method for a parking lock
KR101114373B1 (ko) 브레이크 페달 스트로크 센서
WO2000075006A1 (fr) Bicyclette a commande assistee
JP5607826B2 (ja) ペダル用センサ装置およびペダル操作に関する情報を提供するための方法
US20170113756A1 (en) Sensor for use in power-assisted mobile object, power-assisted unit, power-assisted mobile object, and torque detection method
CN1893856A (zh) 活动的家具部件
CN106104567A (zh) 检测动力转向信号的跃迁的滤波方法
WO2006111667A3 (fr) Dispositif et procede de mesure de couple de torsion
JP2006258586A5 (zh)
EP3876861A1 (en) Haptic control of a surgeon console
US20200379500A1 (en) Input device
US20230053529A1 (en) Crank spindle set-up, control and/or evaluation method and unit for a crank spindle set-up, and vehicle
JP2004117114A (ja) 操舵状態検出装置
JP4701699B2 (ja) 車両用ステアリングシステム
JP2013163223A (ja) トルク制限機構、駆動装置及びロボット装置
WO2005056357A1 (ja) 操作入力装置
JP5321494B2 (ja) ペダルの踏み位置の差異による感度差が自動修正される車輌
JP3088624B2 (ja) トルクセンサ
JP4830209B2 (ja) 最大値・最小値検出方法、最大値・最小値検出装置、その最大値・最小値検出装置を備えたトルク検出装置及び舵取装置
KR101849259B1 (ko) 오토세팅 가능한 전동액추에이터 토크센싱장치 및 방법
JP2003276672A (ja) 踏力検知機構
JP2014037028A (ja) トルク制限機構、駆動装置及びロボット装置