JP3141342B2 - 電動補助自転車 - Google Patents
電動補助自転車Info
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- JP3141342B2 JP3141342B2 JP07294590A JP29459095A JP3141342B2 JP 3141342 B2 JP3141342 B2 JP 3141342B2 JP 07294590 A JP07294590 A JP 07294590A JP 29459095 A JP29459095 A JP 29459095A JP 3141342 B2 JP3141342 B2 JP 3141342B2
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- JP
- Japan
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- electric motor
- frame
- driving force
- force
- battery
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
電動モータと、該電動モータに電力を供給するバッテリ
ーをフレームに取付けた自転車に関する。
するために、電動モータを後フレームに取付け、人がク
ランクペダルを踏む力に応じた補助トルクを電動モータ
から車輪に付加するようにしたものは特開昭51−97
141号公報に示されている。また、この自転車におい
て電動モータを駆動するためのバッテリーは、シートの
後方の荷台のような所に置かれている。
に足を掛けてはいるが、ブレーキを掛けて止まっている
場合にも、踏力が作用しているため電動モータが作動
し、補助トルクが伝達される不都合がある。
ているため、クランク軸と後車軸の間隔すなわち後フレ
ームの長さを大にする必要があり、ホイールベースが大
になる。更に、バッテリーが荷台位置にあるので、外観
が悪い上に荷物の運搬ができない。
トルクと車速とによって、自転車の使用状況にふさわし
い補助トルクを供給できるようにすると共に、補助トル
ク用のバッテリを、乗車時に邪魔にならず外観性も良好
に取付けた自転車を得ることを課題とする。
題を解決するための手段は、請求項1に記載したとお
り、前部フレームと上方へ延びるシートチューブがクラ
ンク軸支持部で上方へ拡開されたフレームをもつ自転車
であって、電動モータ及び該電動モータで駆動される駆
動力補助装置を、前記フレームのクランク軸支部近傍で
電動モータの軸を略水平に指向させて固定し、該駆動力
補助装置の駆動出力をクランクペダルで駆動される伝動
部材に連動させ、クランクペダルに加わる踏力値とクラ
ンク軸の回転速度値とによって前記駆動力補助装置側に
のみ、該電動モータへ電流を供給するための配線コード
を配設し、且つ前記クランクペダルに加わる踏力値を検
出する踏力検出手段を前記駆動力補助装置に一体的に配
置したことを特徴とする。
た自転車で、その前部フレーム2に各部材が組付けられ
ている。前部フレーム2は、ダウンフレーム2aとメイ
ンフレーム2bとヘッドパイプ2cにより構成され、該
前部フレームとシートチューブ11によってフレームが
構成される。ヘッドパイプ2cにハンドル3の軸が支持
され、シートチューブ11の下端位置にペダルクランク
の軸が支持されている。そして4、5は前輪及び後輪、
6はペダルクランク、6aはクランク速度検出器、6b
はクランク軸支部、7はペダルクランク6の軸に固定さ
れた駆動スプロケット、8は後輪5の軸に固定された被
動スプロケットで、両スプロケット7、8にチェーン9
が巻掛けられており、該自転車1は人力でペダルクラン
ク6を回転することにより走行する周知のものである。
で、フレームのシートチューブ11にピン12aで枢着
されたレバー12に、補助スプロケット13とこれを駆
動する電気モータ14が取付けられ、また該レバー12
とシートチューブ11の間にチェーン9の張力検出器と
してのロードセル15が介設されて補助スプロケット1
3をチェーン9に圧接している。そして補助スプロケッ
ト13は、チェーン9の緊張側9aに係合し、モータ1
4はバッテリ16からコード17で供給される電流によ
り駆動され、供給電圧は、ロードセル15の出力と、ク
ランク速度検出器6aの出力とで制御される図外の電圧
調整装置により制御される。バッテリ16は、長尺状に
形成されてフレームに取付けられ、電力取出し手段であ
るコード17は、バッテリ16の長手方向のモータ側の
端部からモータ14に伸びている。
増大し、これに応じてクランク6に加える力を増大させ
ると、チェーン9の緊張側9aは直線状になろうとして
補助スプロケット13及びアーム12を押し上げてロー
ドセル15を圧縮し、その出力によりモータ14の電源
回路の電圧を制御してモータ14を駆動し、そのトルク
をチェーン9に伝えて人力を助ける。
図で、チェーン9の張力をTp、補助スプロケット13
による作用力をTaとすると、補助スプロケット13よ
り上流側のチェーン部分にはTp+Taの力が作用す
る。レバー12を該チェーン部分と略平行に配置すると
Tp+Taはレバー12の長手方向に作用し、Tpと、
Tp+Taの合力Ttが得られるが、合力Ttのレバー
12に垂直な成分Tsは、Tp+Ta又はTaの大きさ
に無関係であって、Tpのみに比例する。
Tsと比例するから、該力Fはチェーン張力Tpに比例
し、したがってロードセル15で制御されるモータ駆動
用の電圧もチェーン張力Tpによって制御され、ペダル
クランク6に加える人力に応じた電気動力が供給され
る。
チューブ11に固定されたモータスティ20に固定し、
レバー12の支軸をモータ14と同軸とし、該レバー1
2の長手方向中心線0をチェーン9と平行に配置したも
のであり、モータ14の出力軸には、減速装置として駆
動ピニオン21が固定されて大径の補助ギヤ22を駆動
するようにされ、該ギヤ22と一体の補助スプロケット
13かチェーン9に噛合っている。この装置においても
チェーン張力が増大すればロードセル15の圧力が増大
してモータ14が作動する。
でレバー12にモータ14と補助スプロケット13を配
置するが、減速装置は図3と同一構成のものが用いられ
ている。
1に前方への湾曲部11aと受部11bを有し、アーム
12はダウンチューブ23に枢着され、電気モータ14
は前記湾曲部11aの内側に位置し、ロードセル15
は、アーム12にピン12bで結合されると共に背面が
前記受部11bに当接している。この装置においても、
ペダル駆動力が大になってチェーンの緊張側9aの張力
が大になると、ロードセル15の信号によりモータ14
に電力が供給される。
動力をWcp、クランクペダリングトルクTcp、クラ
ンク速度をNcとすると、Wcp=(1/716.2)
Tcp・Ncで表され、人力による場合はTcpとNc
の関係は実際上図7(a)に示すように双曲線に近似し
た曲線a〜dで示すようになり、該線は人力が大になれ
ば矢印方向に移動する。
(b)で直接a′〜d′に示すよう出力トルクTcaと
回転速度Ncが反比例し、該直線は印加電圧Vaを大に
すれ矢印方向に移動する。Tca、Ncと印加電圧Va
の間にはVa=KE・Nc+(Ra/KT)Tcaの関係
にあり、KEは誘起電圧定数、Raは電気子抵抗、KTは
トルク定数である。
14が作動すると、前記a〜bの曲線は嵩上げされて図
7(c)の曲線A〜Dのようになる。同図でTcはクラ
ンク軸相当出力トルク、Rは走行抵抗である。
14が作動すると、前記a〜bの曲線は嵩上げされて図
7(c)の曲線A〜Dのようになる。同図でTcはクラ
ンク軸相当出力トルク、Rは走行抵抗である。クランク
軸に加わるトルクTcとクランク軸速度Ncは、このよ
うな関係に制御されるから、例えば曲線Dにおいて、速
度Ncがn1及びn2のときのモータから加わるトルクは
P1及びP2であり人力によるトルクはQ1及びQ2であ
る。この線図において、線R近傍で走行したとき、速度
をn1からn2のように増大するには人力によるトルクを
Q1からQ2に増大しなければならず、全トルクに占める
人力トルクの比もQ1/(P1+Q1)からQ2/(P2+
Q2)に増大する。
比して速度の増加率が低いことであり、自転車の乗車感
と略同じで、自転車にふさわしい速度で走行できる。
は、ペダリングトルクTcpのみによって行なうことが
できるが、図8に示すチャートに従って行なうようにす
る。即ちペダリングトルクTcpとクランク速度Ncの
積Wcpがで基準値WCPより大きくなるとで該W
cpに比例する電圧を発生してモータ14に駆動力を付
加する。
説明したが、伝動装置としてはベルト伝動装置を用いる
ことができる。
移動をロードセル等の張力検出器に伝える機構は、レバ
ーに限らずカムその他の伝動機構を用いることができ、
また張力と張力検出器の出力とは必ずしも正確な比例関
係になくても実用上は差支えがない。
踏力を作用させると、これに伴って自動的に電動モータ
の動力が付加され、且つ車速に応じて補助トルクが制御
されるため、自転車にふさわしい速度で走行することが
できるばかりでなく、制動して停車中にペダルに足を掛
けて踏力を加えても、無用な補助動力が生じないといっ
た自転車の使用状況に適した補助トルク供給を行なうこ
とができる。
たフレームのクランク軸支部近傍にあるため、フレーム
強度の高い部位に設けられる一方、モータの軸が略水平
となるため低重心となり、バッテリが長尺状で該バッテ
リの長さをフレームの長手方向の全長に略等しく形成し
て該フレームに沿って固定したので、バッテリが運転の
邪魔になりにくく外観も良好である。その上、バッテリ
と電動モータの距離が近くなるように配線コードを配設
した上に、踏力を検出するセンサも駆動力補助装置と一
体的に構成されるので、装置がコンパクトになるばかり
でなく、システムにおける電気的配線が短くなり、バッ
テリからモータへ及びセンサにおける電圧降下が少なく
なり、電力を有効に利用できる利点がある。
Claims (1)
- 【請求項1】 前部フレームと上方へ延びるシートチュ
ーブがクランク軸支持部で上方へ拡開されたフレームを
もつ自転車であって、電動モータ及び該電動モータで駆
動される駆動力補助装置を、前記フレームのクランク軸
支部近傍で電動モータの軸を略水平に指向させて固定
し、該駆動力補助装置の駆動出力をクランクペダルで駆
動される伝動部材に連動させ、クランクペダルに加わる
踏力値とクランク軸の回転速度値とによって前記電動モ
ータを制御する制御手段を備え、前記電動モータに電力
を供給するバッテリーを、前記フレームに沿った長尺状
でフレームの長手方向の全長に略等しく形成して該フレ
ームに固定し、該バッテリの長手方向の前記駆動力補助
装置側にのみ、該電動モータへ電流を供給するための配
線コードを配設し、且つ前記クランクペダルに加わる踏
力値を検出する踏力検出手段を前記駆動力補助装置に一
体的に配置したことを特徴とする電動補助自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07294590A JP3141342B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 電動補助自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07294590A JP3141342B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 電動補助自転車 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3010476A Division JP2814149B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 駆動力補助装置付き自転車 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11097534A Division JP3141345B2 (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 駆動力補助装置付き自転車 |
| JP11097533A Division JP3141344B2 (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 駆動力補助装置付き自転車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08207872A JPH08207872A (ja) | 1996-08-13 |
| JP3141342B2 true JP3141342B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=17809752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07294590A Expired - Lifetime JP3141342B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 電動補助自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141342B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5615356B2 (ja) | 2009-06-25 | 2014-10-29 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | データトランスデューササスペンションのための窪んだベースプレート |
-
1995
- 1995-11-13 JP JP07294590A patent/JP3141342B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5615356B2 (ja) | 2009-06-25 | 2014-10-29 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | データトランスデューササスペンションのための窪んだベースプレート |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08207872A (ja) | 1996-08-13 |
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