JPH0387624A - 駆動トルク測定装置 - Google Patents

駆動トルク測定装置

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JPH0387624A
JPH0387624A JP2104348A JP10434890A JPH0387624A JP H0387624 A JPH0387624 A JP H0387624A JP 2104348 A JP2104348 A JP 2104348A JP 10434890 A JP10434890 A JP 10434890A JP H0387624 A JPH0387624 A JP H0387624A
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wheel hub
shaft
drive shaft
fixed
carrier member
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JP2104348A
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Jean-Pierre Mercat
ジャン‐ピエール　メルカ
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Look SA
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、駆動トルク測定装置に関し、特に、自転車の
駆動車輪に与えられる駆動トルクの測定装置に関する。
背景技術 体力増進のために、スポーツ分野においてトレーング機
器として自転車が盛んに用いられるようになった。更に
、心臓及び循環器疾患の患者の治療及びリハビリテーシ
ョンのための固定自転車としても用いられる。かかるト
レーニング及び治療プログラムを実行するに当り、当該
運動者の生成するパワー及び消費エネルギーに関する情
報を受けることが重要である。なんとなれば、この情報
はトレーニング又は治療結果についての結論を導くこと
を可能にするからである。
西独特許出願第ＤＥ−＾１　３１　５０　１４９号によ
れば、トランスミッションの被駆動ホイールと被駆動部
品との間を弾性結合してロスのないパワー測定を達成し
てトランスミッションホイールに駆動力を与えたときト
ランスミッションホイール及び被駆動部品間の相対的回
転により生ずる回転角度を測定する。パルス列が２つの
測定トランスジューサから生成され、これらの測定トラ
ンスジューサのパルス列間の時間間隔が伝達されるパワ
ーの大きさを表わすものとして評価される。この公知装
置の欠点は、測定精度が所望レベルより低いことであり
、これは最大重ないし２度程度の小なる回転角を検出す
るという困難性の結果である。
発明の目的 従って、本発明の目的は、駆動モーメント及び／又はパ
ラメータを余分な摩擦を生ずることなくより広い測定範
囲に亘って、単純かつ高信頼性の態様において非常に精
確に測定し得る駆動トルク測定装置を提供することであ
る。
発明の構成 かかる目的は、特許請求の範囲の第１項の特徴部分に記
載された構成によって遠戚される。
すなわち、駆動モーメントによって変化する駆動軸及び
ホイールハブの間の回転角度が機械的逓倍機構によって
、拡大されて、センサによって得られる測定値について
の分解能及び精度が増して実際の評価値についての信頼
性がより増大する。
枢動レバーが逓倍部材として用いられ、枢動レバーに向
ってスプリングによって付勢されたリングディスク状キ
ャリア部材に係合し、このキャリア部材も枢動し、駆動
軸及びホイールハブの間の相対的回転角に応じて枢動せ
しめられ逓倍される。
よって、キャリア部材上に保持された測定トランスジュ
ーサは、枢動せしめられその回転角が固定軸の凹部に設
けられたセンサによって検知される。
本発明の実施例においては、該枢動レバーは、その一端
においてハブに対して固定の軸の回りに軸支され、駆動
軸中に設けられた開口を貫通して、他端において枢動キ
ャリア部材に接触している。
かかる構成において、当該開口の境界壁は、キャリア部
材のスプリングバイヤスの故に枢動レバーに常時接触し
て実際の枢動レバ一部材をなす。
枢動レバーの軸受がホイールハブに対して固定された案
内片内に形成されており、更に、駆動軸のすぐ近傍に配
置されている故、駆動軸とホイールハブとの間の極めて
小なる回転が枢動レバーの自由端の比較的大なる変位経
路を生じ結果として大なる逓倍又は伝達比が得られる。
枢動レバーの接するキャリア部材中の凹部の側面及び／
又はこの枢動レバーの自由端部を整形制御面として形成
することが望ましい。なんとなれば、これによって、逓
倍特性がプリセット出来、特に、リニアな変換特性を得
ることが出来る。
測定トランスジューサとして、同−半径上において円周
方向に分布配列されたいくつかの永久磁石及びこれに協
働するリードスイッチが用いられる。このようにして、
低コストにして単純な構成が得られこの構成は故障が少
なく省スペースに寄与する。測定トランスジューサは抵
抗の形で実現出来、特にタップ素子付の抵抗である。
実施例 第１図は自転車の後輪をフォークに係止するための固定
軸７を示している。この固定軸７の上に通常のスポーク
担持ディスク１９及び駆動軸１を備えたホイールハブ３
が回転自在に支持されている。固定軸７に同軸の駆動軸
１はその一端においてボールベアリング１０を介して固
定軸７に支持され、その他端において好ましくはスプラ
インによって形成される結合手段１１を介してホイール
ハブ３に回転方向において固着している。駆動軸１の半
径方向外側に伸びる自由端にはフリーホイール構成を経
て固着されるべき駆動スプロケットクラスター（Ｃ１ｕ
ｓｔｅｒｓ）の為の搭載部２のが設けられている。ホイ
ールハブは固定軸７及び駆動軸１の半径方向伸長端部に
対してボールベアリング１８及び１８′によって各々支
持されている。ボールベアリング１８のかわりに低コス
トにて製造されるプラスチック製のダブルリング素子を
用いることも出来、このダブルリング素子において支持
リングとして作用する２つのリングは変形自在なラジア
ルウェブによって互いに結合している。
この一体素子はその機能からして高価なボールベアリン
グに代って、所望の相対的回転を容易になすのである。
案内空間１２が固定軸７及びホイールハブ３の間であっ
て、ホイールハブ３及び駆動軸１の間に設けられたボー
ルベアリング１０の半径方向内側に設けられ、この案内
空間１２の中にディスク状キャリア部材５が配置されて
いる。このディスク状キャリア部材５は固定軸の回りに
枢動自在であり、かつトーションスプリング６によって
一方向に付勢されている。このトーションスプリング６
はその一端においてディスク状キャリア部材５に固着し
、その他端においてホイールハブ３に固着している。円
周方向に分布配置されたいくつかの永久磁石８がディス
ク上キャリア部材５の固定軸７側に設けられた凹部に接
着されている。
案内片２がホイールハブ３に固着せしめられホイールハ
ブ３及び駆動軸１の間のディスク状キャリア部材５の領
域に搭載されている。枢動レバーの形の逓倍素子が案内
片２に対して軸１４の回りに枢動自在に設けられている
。この枢動レバー４はディスク状キャリア部材５の凹部
１３に係合している。
リードスイッチ９がディスク状キャリア部材５の永久磁
石８に対向して固定軸７の凹部に設けられており、この
リードスイッチは永久磁石８がこれを通過する毎にスイ
ッチインエツジ及びスイッチアウトエツジを有するパル
スを生成する。
いくつかの永久磁石８ａの為のホルダが駆動軸１及びホ
イールハブ３の間の固定手段１１の近傍のホイールハブ
３の表面に設けられている。これ等の永久磁石８ａはデ
ィスク状キャリア部材５に設けられた永久磁石８と同一
の半径方向面内に配置されている。
固定軸７の凹部に固着されたリードスイッチ９ａがこれ
らの永久磁石８ａに協働する。
第２Ａ図は第１図のＳ−８断面を示しこの場合駆動モー
メントは０である。固定軸７及び駆動軸１の間に設けら
れたディスク状キャリア部材５はトーションスプリング
によって矢印方向に付勢され枢動レバー４に常時接触す
る。この枢動レバー４はホイールハブ３に固着した案内
片２のマツチング凹部に枢動自在に軸支されディスク上
キャリア部材５の凹部１３に駆動軸１の開口部を経て伸
びている。そして、この枢動レバーの自由端はこのディ
スク状キャリア部材５の成形制御面１７に接触する。デ
ィスク状キャリア部材５のスプリングバイヤスによって
枢動レバー４は駆動軸１の開口部１５の境界壁１６に常
時−１ｉ！接し、この境界壁１６は枢動レバー４の為の
実作動部材として働く。枢動レバー４に対する境界壁１
６の作用点とホイールハブ３の軸１４との間の距離は非
常に短かく従って非常に小なる回転角θが枢動レバー４
の自由端の大なる枢動角βに帰結し、従って永久磁石８
を備えたディスク状キャリア部材５の大なる回転角に帰
結する。
第２Ｂ図は平均トルク下の本実施例装置を示している。
ここで、枢動レバー４は駆動軸１及びホイールハブ３の
反時計方向における相対的回転の結果枢動するのであり
小なる相対的回転は対応する逓倍作用によってディスク
状キャリア部材５の枢動運動になり従って時計方向にお
けるディスク状キャリア部材５に固着された磁石の回転
運動になる。
第２Ｃ図は最大駆動トルクすなわちモーメント下の本実
施例装置を示している。ここで、第２Ａ及び２Ｃ図を比
較すると、駆動軸１及びホイールハブ３の相対的回転の
機械的変換が５ないし１０倍の相対的回転の逓倍になる
ことが明らかである。
枢動レバー４と協働するディスク状キャリア部材５の成
形制御面１７の形状を適当になすことによって所望の逓
倍特性が得られリニアな特性に選択することもできる。
第３図の斜視図は上記した構成において得られる信号を
評価する構成を示している。永久磁石８．８ａと協働す
るリードスイッチ９．９ａは直列に電気的に接続されて
いる。もし駆動トルクが本発明装置のホイールに加えら
れていない場合、リードスイッチ９．９ａによって生成
されるパルス列は同相である。もし駆動軸に駆動トルク
が与えられた時は同じ角速度ωにて回転する永久磁石８
．８ａ間の角度変位が生じその結果リードスイッチ９に
よって生成されるパルス列のスイッチイン及びスイッチ
アウトエツジとリードスイッチ９ａによって生成される
パルスの対応するエツジとの間の変位も生ずる。このパ
ルス列の評価がマイクロプロセッサ２１によってなされ
、そして、これらの信号を処理することによって駆動ト
ルク及び／又はパラメータを形成することができ、これ
らの結果はマイクロプロセッサ２１に協働する装置によ
って表示される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による自転車の後輪用ハブユニットの断
面図、第２ａ、２ｂ及び２Ｃは第１図のＳ−８断面を示
す断面図、第３図は第１図の装置に於いて得られる信号
を処理する装置を示すブロック図。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・駆動軸　　　　３・・・・・・ホイール
ハブ５・・・・・・ディスク状キャリア部材６・・・・
・・トーションスプリング ７・・・・・・固定軸　　　　８，８ａ・・・・・・永
久磁石９．９ａ・・・・・・リードスイッチ １０．１８．１８’・・・・・・ボールベアリング手続
補正書（加 事件との関係　　特許出願人 住所　　フランス国　エフ−５８００４ヌヴ工−ルリュ
　ドウ　ラ　ビク　（番地なし） 名、称　　ルック　ニス、　アー。 ４、代理人 住　所　　〒１０４東京都中央区銀座３丁目１０番９号
スデ ６、補正の対象　　明細書の「図面の簡単な説明」の欄
７、補正の内容。 明細書第１５頁第９行「第２ａ、２ｂ及び２ｃＪを「第
２Ａ図、第２Ｂ図及び第２Ｃ図」と訂正する。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）自転車の駆動軸等の駆動ホィールに与えられる駆
    動トルク及び／又は駆動トルクに関連するパラメータの
    測定装置であって、固定軸（７）に対して回転自在に軸
    支されたホィールハブと；前記固定軸（７）及びホィー
    ルハブ（３）の間に同軸に配置された駆動軸（１）と；
    駆動軸（１）及びホィールハブ（３）の間であって駆動
    側において設けられて相対的回転を許容する部材（１８
    ′）と；駆動軸（１）及びホィールハブ（３）の間であ
    って他方の端部において設けられた固定手段（１１）と
    ；供給トルクに応じて生ずるホィールハブ（３）及び駆
    動軸（１）の間の相対的回転を検知して当該相対的回転
    を表わしかつ評価され得る信号を生成する手段とからな
    り、前記固定軸（７）及び前記駆動軸（１）の間の案内
    空間（１２）に設けられ固定軸（７）に対して枢動自在
    な少なくとも１の測定トランスジューサ（８）の為のデ
    ィスク状キャリア部材（５）が設けられ、前記ディスク
    状キャリア部材（５）の枢動を検知する少なくとも１の
    センサー（９）が前記測定トランスジューサ（８）に協
    働し、前記キャリア部材（５）の回動角がホィールハブ
    （３）及び前記駆動軸（１）の双方に作用し且つそれら
    の相対的回転によって作動せしめられる機械的逓倍部材
    （４）によって制御されることを特徴とする装置。
  2. （２）前記センサーが前記固定軸（７）駆動軸（１）又
    は前記ホィールハブ（３）に対して相対的に固定されて
    いることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. （３）少なくとも１の測定トランスジューサ（８ａ）及
    びこれに協働するセンサー（９ａ）が駆動軸（１）の外
    側であってホイルハブ（３）又は固定軸（７）に設けら
    れていることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
  4. （４）前記キャリア部材（５）の為の案内空間（１２）
    が駆動軸（１）の駆動側端部の領域に形成されホィール
    ハブ（３）及び駆動軸（１）の間に設けられた部材（１
    ８′）の半径方向内側に設けられて相対的回転を許容す
    ることを特徴とする請求項１ないし３項のいずれか１記
    載の装置。
  5. （５）前記相対的運動を許容する前記部材（１８）は変
    形自在なラジアルウェブによって互いに結合した２つの
    同軸プラスチックリングのアセンブリ又はボールベアリ
    ングからなることを特徴とする請求項１ないし４項のい
    ずれか１記載の装置。
  6. （６）前記キャリア部材（５）はリング状かつディスク
    状であり変換部材（４）又は逓倍部材に向う方向におい
    てスプリング（６）によって付勢されていることを特徴
    とする請求項１ないし５項のいずれか１記載の装置。
  7. （７）前記リング状ディスク状キャリア部材（５）は凹
    部（１３）を有しこの凹部（１３）に枢動レバーとして
    形成された逓倍部材（４）が係合することを特徴とする
    請求項６記載の装置。
  8. （８）前記枢動レバー（４）はその一端においてハブに
    対して固定された軸の周りに枢動自在であり駆動軸（１
    ）の開口部（１５）の中を貫通し他端においてキャリア
    部材（５）に当接し、開口部（１５）の境界壁（１６）
    はキャリア部材（５）に対するスプリングバイヤスの故
    に枢動レバー（４）に常時当接し枢動レバー作動部材を
    形成することを特徴とする請求項７記載の装置。
  9. （９）枢動レバー（４）のベアリング（１４）が案内片
    （２）の中に形成され、この案内片（２）はホィールハ
    ブ（３）に固着され駆動軸（１）のすぐ近傍に設けられ
    ていることを特徴とする請求項８記載の装置。
  10. （１０）枢動レバー（４）が当接するキャリア部材（５
    ）凹部（１３）の側面は成形制御面（１７）として形成
    されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれ
    か１記載の装置。
  11. （１１）前記成形制御面（１７）は直線的逓倍特性を形
    成するようになされたことを特徴とする請求項１０記載
    の装置。
  12. （１２）前記枢動レバーの自由端が前記制御面の形状に
    対応した形状を有することを特徴とする請求項１ないし
    １１のうちいずれか１記載の装置。
  13. （１３）前記キャリア部材（５）はプラスチックからな
    ることを特徴とする上記請求項のいずれか１に記載の装
    置。
  14. （１４）前記測定トランスジューサ（８ａ）は永久磁石
    からなり、センサー（９、９ａ）はリードスイッチから
    なることを特徴とする上記請求項のいずれか１に記載の
    装置。
  15. （１５）前記リードスイッチ（９、９ａ）の開閉に伴う
    信号のパルスエッジの時間的変位を駆動モーメントを表
    わす測定パラメータとして用いることを特徴とする上記
    請求項のいずれか１に記載の装置。
  16. （１６）前記測定トランスジューサ及びセンサーはタッ
    プ素子を有するディスク状の抵抗からなることを特徴と
    する上記請求項のいずれか１に記載の装置。
JP2104348A 1989-04-19 1990-04-19 駆動トルク測定装置 Pending JPH0387624A (ja)

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DE3912883A DE3912883C2 (de) 1989-04-19 1989-04-19 Vorrichtung zur Messung des auf ein antreibbares Rad ausgeübten Antriebsmomentes und/oder damit verbundener Größen

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