JPH09328092A - 補助電動モータ付自転車 - Google Patents
補助電動モータ付自転車Info
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- JPH09328092A JPH09328092A JP8148796A JP14879696A JPH09328092A JP H09328092 A JPH09328092 A JP H09328092A JP 8148796 A JP8148796 A JP 8148796A JP 14879696 A JP14879696 A JP 14879696A JP H09328092 A JPH09328092 A JP H09328092A
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- bicycle
- torque
- motor
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
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- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/45—Control or actuating devices therefor
- B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
- B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
- B62M11/14—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
- B62M11/145—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the bottom bracket
-
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
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- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 補助動力機構の各部品の性能のばらつきの影
響を避け、また、違和感のない軽い踏力で運転する。 【解決手段】 ペダルクランク軸の支持フレーム６，６
, のストッパ６ａ間に挟設されて減速出力軸の反力を検
出する荷重センサ２１と、前記チエンスプロケット４の
歯数をカウントして回転速度を検出する速度センサ２３
と、モータを回転駆動制御するコントローラ４１とを備
え、前記チエン５の引張力の検出手段２２の検出値とチ
エンスプロケット４の巻掛け半径ｒ0との積により合力
トルクを算出し、前記荷重センサ２１の検出値と同荷重
センサ２１のペダルクランク軸中心からの距離ｒ3との
積から減速機出力軸のトルクを算出してこれを前記合力
トルクと比較することによりトルク比ηを演算し、目標
比率に近づけるように、補助モータへの印加電流を調整
し、モータ回転をチエンスプロケット４の回転に同調さ
せて制御する。
響を避け、また、違和感のない軽い踏力で運転する。 【解決手段】 ペダルクランク軸の支持フレーム６，６
, のストッパ６ａ間に挟設されて減速出力軸の反力を検
出する荷重センサ２１と、前記チエンスプロケット４の
歯数をカウントして回転速度を検出する速度センサ２３
と、モータを回転駆動制御するコントローラ４１とを備
え、前記チエン５の引張力の検出手段２２の検出値とチ
エンスプロケット４の巻掛け半径ｒ0との積により合力
トルクを算出し、前記荷重センサ２１の検出値と同荷重
センサ２１のペダルクランク軸中心からの距離ｒ3との
積から減速機出力軸のトルクを算出してこれを前記合力
トルクと比較することによりトルク比ηを演算し、目標
比率に近づけるように、補助モータへの印加電流を調整
し、モータ回転をチエンスプロケット４の回転に同調さ
せて制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、補助電動モータ付
自転車に関する。詳しくは、人力駆動系と電気モータ駆
動系とを並列に設け、電気モータによる駆動系出力を人
力駆動系出力に比例するように制御する補助電動モータ
付自転車等の乗物において、人力駆動系及び電気モータ
駆動系出力トルクを計測するトルクセンサを改良したも
のである。
自転車に関する。詳しくは、人力駆動系と電気モータ駆
動系とを並列に設け、電気モータによる駆動系出力を人
力駆動系出力に比例するように制御する補助電動モータ
付自転車等の乗物において、人力駆動系及び電気モータ
駆動系出力トルクを計測するトルクセンサを改良したも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の補助電動モータ付自転車として、
例えば、踏力を検出し、この踏力に対応して電動モータ
の駆動力を制御する自転車が知られている（実開昭５６
−７６５９０号、特開平２−７４４９１号）。
例えば、踏力を検出し、この踏力に対応して電動モータ
の駆動力を制御する自転車が知られている（実開昭５６
−７６５９０号、特開平２−７４４９１号）。
【０００３】この自転車は人力の大きさに比例して電動
モータの駆動力も増やして人力の負担を減らすものであ
るが、人力の駆動力（踏力）はクランクペダルから入力
され、クランクペダルが上死点または下死点にあるとき
には踏力がほぼ零になるため、クランク軸の半回転の周
期で変化する。
モータの駆動力も増やして人力の負担を減らすものであ
るが、人力の駆動力（踏力）はクランクペダルから入力
され、クランクペダルが上死点または下死点にあるとき
には踏力がほぼ零になるため、クランク軸の半回転の周
期で変化する。
【０００４】図１１に示すように、この人力による駆動
力すなわち踏力ＦLの時間ｔに対する変化周期は、クラ
ンクペダルの半回転に対応する。従来例では、このよう
に周期的変化をする踏力ＦLを検出してモータの駆動力
ＦMを増減させるものであるが、踏力ＦLとモータ駆動力
ＦMとの関係は、両者の比ＦM／ＦLを補助率ηと定義し
て補助率ηを設定していた。
力すなわち踏力ＦLの時間ｔに対する変化周期は、クラ
ンクペダルの半回転に対応する。従来例では、このよう
に周期的変化をする踏力ＦLを検出してモータの駆動力
ＦMを増減させるものであるが、踏力ＦLとモータ駆動力
ＦMとの関係は、両者の比ＦM／ＦLを補助率ηと定義し
て補助率ηを設定していた。
【０００５】この従来例では、人力（踏力）のみをセン
サで検出してモータ出力を制御する方式である。しか
し、モータ駆動系を構成する部品には、性能のばらつき
があるため、モータ出力、従って入力とモータ出力の合
力の制御が不正確になる可能性がある。
サで検出してモータ出力を制御する方式である。しか
し、モータ駆動系を構成する部品には、性能のばらつき
があるため、モータ出力、従って入力とモータ出力の合
力の制御が不正確になる可能性がある。
【０００６】例えば、小型永久磁石式モータを用いる場
合には、永久磁石の特性のばらつきや磁気特性の変化が
あり、また、踏力センサの特性のばらつきもあり、さら
に電池の内部抵抗の変化やばらつきもある。
合には、永久磁石の特性のばらつきや磁気特性の変化が
あり、また、踏力センサの特性のばらつきもあり、さら
に電池の内部抵抗の変化やばらつきもある。
【０００７】このようなモータや電池等の構成部品のば
らつきがあっても、モータ出力を高精度に制御すること
を目的とした電動モータ付き乗り物も既に提案されてい
る（特開平７−３１５２８１号）。
らつきがあっても、モータ出力を高精度に制御すること
を目的とした電動モータ付き乗り物も既に提案されてい
る（特開平７−３１５２８１号）。
【０００８】この電動モータ付き乗り物は、図９の駆動
系統図、図１０の断面図に示すように、人力４６と車速
９８からモータ４４の出力目標値（ＦM）を演算する一
方、モータ出力の実際値（ＦMR）を検出し両者の差（Δ
Ｆ）が最小になるようにモータ出力を制御するようにし
て、モータなどの部品の特性にばらつきがあってもモー
タ出力を高精度にし制御できることを狙いとしている。
系統図、図１０の断面図に示すように、人力４６と車速
９８からモータ４４の出力目標値（ＦM）を演算する一
方、モータ出力の実際値（ＦMR）を検出し両者の差（Δ
Ｆ）が最小になるようにモータ出力を制御するようにし
て、モータなどの部品の特性にばらつきがあってもモー
タ出力を高精度にし制御できることを狙いとしている。
【０００９】即ち、人力４６は一方向クラッチ７６を介
して合力軸６０に伝えられ、モータ４４の回転は減速機
５２で減速され、一方向クラッチ５４を経て合力軸６０
に伝えられる。
して合力軸６０に伝えられ、モータ４４の回転は減速機
５２で減速され、一方向クラッチ５４を経て合力軸６０
に伝えられる。
【００１０】合力軸６０に伝えられた駆動力は一方向ク
ラッチ６８を介して後輪３２に伝えられ、乗り物を走行
させる。人力検出手段８８は人力４６を検出し、車速検
出手段９８は合力軸６０の回転速度から車速を検出し、
モータ出力検出手段７２は電気駆動系の出力を検出す
る。
ラッチ６８を介して後輪３２に伝えられ、乗り物を走行
させる。人力検出手段８８は人力４６を検出し、車速検
出手段９８は合力軸６０の回転速度から車速を検出し、
モータ出力検出手段７２は電気駆動系の出力を検出す
る。
【００１１】目標値演算手段１１４は、人力４６に同期
して周期的に電動モータ出力を変化させるように目標値
を演算し、走行制御手段１１６は電動モータ４４の出力
目標値と実際の出力との差を最小とするようにモータ出
力を制御する。
して周期的に電動モータ出力を変化させるように目標値
を演算し、走行制御手段１１６は電動モータ４４の出力
目標値と実際の出力との差を最小とするようにモータ出
力を制御する。
【００１２】この電動モータ付き乗り物は人力４６を検
出するため人力４６を遊星歯車式変速機構７８で増速
し、固定している太陽歯車における動力伝達時の反力を
弾性部材で受けて変位させ、その変位を検出センサ８８
によって電気信号として取り出し、またモータ４４の出
力も同様に遊星ローラ式変速機構５２で減速し、固定し
ている内ローラにおける動力伝達時の反力を弾性部材で
受けて変位させ、その変位をセンサ７２によって検出
し、電気信号として取り出し、両者を比較してモータ出
力値を制御する構成となっている。
出するため人力４６を遊星歯車式変速機構７８で増速
し、固定している太陽歯車における動力伝達時の反力を
弾性部材で受けて変位させ、その変位を検出センサ８８
によって電気信号として取り出し、またモータ４４の出
力も同様に遊星ローラ式変速機構５２で減速し、固定し
ている内ローラにおける動力伝達時の反力を弾性部材で
受けて変位させ、その変位をセンサ７２によって検出
し、電気信号として取り出し、両者を比較してモータ出
力値を制御する構成となっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、人力検
出のための動力伝達部が増速機構を有し複雑であり、多
くの機械的な噛み合い部と摩擦部を有するため機械的な
摩擦損失を免れない。また、電動モータ付き自転車のモ
ータ部もペダルクランクハブから突出し動力伝達機構の
構成は大きく重量大である。更に、全体の動力検出部の
構成も、もっとコンパクトであることが望ましい。
出のための動力伝達部が増速機構を有し複雑であり、多
くの機械的な噛み合い部と摩擦部を有するため機械的な
摩擦損失を免れない。また、電動モータ付き自転車のモ
ータ部もペダルクランクハブから突出し動力伝達機構の
構成は大きく重量大である。更に、全体の動力検出部の
構成も、もっとコンパクトであることが望ましい。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１記載の補助電動モータ付自転車は、人力駆
動系と電動モータ駆動系とを並列に設け、両駆動系が各
々一方向クラッチを介して共通のチェンスプロケットを
駆動し、同チェンスプロケットによりチェンを介して自
転車の後輪を駆動することができ、電気モータによる駆
動系出力を人力駆動系出力に比例するように制御する補
助電動モータ付自転車において、後輪を駆動するチェン
の引張力を検出する手段と、ペダルクランク軸に回転自
在に支えられ前記電動モータとその出力軸に直結してい
る遊星ローラ減速機を収容するハウジングと、ペダルク
ランク軸を前記ハウジングの両側で回転自由に支える支
持フレームと、前記ハウジングの外周に突設してある突
出部材と前記ペダルクランク軸の支持フレームのストッ
パ間に挟設されて減速出力軸の反力を検出する検出セン
サと、前記チェンスプロケットの歯数をカウントして同
チェンスプロケットの回転速度を検出する速度センサ
と、モータを回転駆動制御するコントローラとを備え、
同コントローラにおいて、前記チェンの引張力の検出手
段の検出値とチェンスプロケットの巻掛け半径との積に
より合力トルクを算出し、前記検出センサの検出値と同
検出センサのペダルクランク軸中心からの距離との積か
ら減速機出力軸とのトルクを算出してこれを前記合力ト
ルクと比較することにより人力駆動系と補助動力駆動系
とのトルク比を演算し、この演算結果を目標トルク比率
と比較してこの比率に近づけるように、補助モータへの
印加電流を調整し、モータ回転をチェンスプロケットの
回転に同調させて制御することを特徴とする。
明の請求項１記載の補助電動モータ付自転車は、人力駆
動系と電動モータ駆動系とを並列に設け、両駆動系が各
々一方向クラッチを介して共通のチェンスプロケットを
駆動し、同チェンスプロケットによりチェンを介して自
転車の後輪を駆動することができ、電気モータによる駆
動系出力を人力駆動系出力に比例するように制御する補
助電動モータ付自転車において、後輪を駆動するチェン
の引張力を検出する手段と、ペダルクランク軸に回転自
在に支えられ前記電動モータとその出力軸に直結してい
る遊星ローラ減速機を収容するハウジングと、ペダルク
ランク軸を前記ハウジングの両側で回転自由に支える支
持フレームと、前記ハウジングの外周に突設してある突
出部材と前記ペダルクランク軸の支持フレームのストッ
パ間に挟設されて減速出力軸の反力を検出する検出セン
サと、前記チェンスプロケットの歯数をカウントして同
チェンスプロケットの回転速度を検出する速度センサ
と、モータを回転駆動制御するコントローラとを備え、
同コントローラにおいて、前記チェンの引張力の検出手
段の検出値とチェンスプロケットの巻掛け半径との積に
より合力トルクを算出し、前記検出センサの検出値と同
検出センサのペダルクランク軸中心からの距離との積か
ら減速機出力軸とのトルクを算出してこれを前記合力ト
ルクと比較することにより人力駆動系と補助動力駆動系
とのトルク比を演算し、この演算結果を目標トルク比率
と比較してこの比率に近づけるように、補助モータへの
印加電流を調整し、モータ回転をチェンスプロケットの
回転に同調させて制御することを特徴とする。
【００１５】また、上記課題を解決する本発明の請求項
２記載の補助電動モータ付自転車は、請求項１におい
て、前記後輪を駆動するチェンの引張力を検出する手段
が、前記ペダルクランク軸の支持フレームを本体フレー
ムに揺動可能に軸結合し、前記本体フレームに突設して
あるストッパと支持フレームの突出部材との間に挟設し
た検出センサによりチェン引張力を検出することを特徴
とする。
２記載の補助電動モータ付自転車は、請求項１におい
て、前記後輪を駆動するチェンの引張力を検出する手段
が、前記ペダルクランク軸の支持フレームを本体フレー
ムに揺動可能に軸結合し、前記本体フレームに突設して
あるストッパと支持フレームの突出部材との間に挟設し
た検出センサによりチェン引張力を検出することを特徴
とする。
【００１６】さらに、上記課題を解決する本発明の請求
項３記載の補助電動モータ付自転車は、請求項１におい
て、前記後輪を駆動するチェンの引張力を検出する手段
が、前記ペダルクランク軸の支持フレームを本体フレー
ムに固定設置し、前記本体フレームの後側に揺動可能に
ピン結合して垂下したアーム設け、同アームの下端に後
輪を支えるフォークの前端をピンで支え、前記アームに
設けた突起部材と前記支持フレームに突設したストッパ
との間に検出センサを挟設してチェン引張力を検出する
ことを特徴とする。
項３記載の補助電動モータ付自転車は、請求項１におい
て、前記後輪を駆動するチェンの引張力を検出する手段
が、前記ペダルクランク軸の支持フレームを本体フレー
ムに固定設置し、前記本体フレームの後側に揺動可能に
ピン結合して垂下したアーム設け、同アームの下端に後
輪を支えるフォークの前端をピンで支え、前記アームに
設けた突起部材と前記支持フレームに突設したストッパ
との間に検出センサを挟設してチェン引張力を検出する
ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の補助電動モータ付自転車
の補助動力トルク及び人力トルクと補助動力トルクの合
力トルクを検出する部分の構造機能を説明する。
の補助動力トルク及び人力トルクと補助動力トルクの合
力トルクを検出する部分の構造機能を説明する。
【００１８】〔実施例１〕本発明の第１の実施例に係る
補助電動モータ付自転車を図１〜図５に示す。図１は本
実施例の補助電動モータ付自転車の部分側面図、図２は
図１のＡ−Ａ断面図、図３は動力機構を示す断面図、図
４は図２に示したトルクセンサ部の部分拡大図、図５は
駆動系統の動力、信号及び電流の流れを示すブロック図
である。
補助電動モータ付自転車を図１〜図５に示す。図１は本
実施例の補助電動モータ付自転車の部分側面図、図２は
図１のＡ−Ａ断面図、図３は動力機構を示す断面図、図
４は図２に示したトルクセンサ部の部分拡大図、図５は
駆動系統の動力、信号及び電流の流れを示すブロック図
である。
【００１９】同図に示すように、補助電動モータ付自転
車１６においては、本体フレーム１８にコントローラ４
１、充電可能なバッテリ４３が搭載されると共にその後
部にはフォーク１２，１２’がピン１３にて揺動可能に
取り付けられ、これらフォーク１２，１２’の間に後輪
１７が支えられている。本体フレーム１８の中央下部に
は、支持フレーム６，６’が軸７にて揺動可能に支えら
れると共にこれら支持フレーム６，６’は一体に結合さ
れている。
車１６においては、本体フレーム１８にコントローラ４
１、充電可能なバッテリ４３が搭載されると共にその後
部にはフォーク１２，１２’がピン１３にて揺動可能に
取り付けられ、これらフォーク１２，１２’の間に後輪
１７が支えられている。本体フレーム１８の中央下部に
は、支持フレーム６，６’が軸７にて揺動可能に支えら
れると共にこれら支持フレーム６，６’は一体に結合さ
れている。
【００２０】支持フレーム６，６’には、ペダルクラン
ク軸２５が軸受を介して回転自在に貫通すると共にこの
ペダルクランク軸２５に補助駆動装置１１が揺動可能に
支持されている。ペダルクランク軸２５の両端には１対
のペダルクランク１５が相対角１８０度に固設され、ペ
ダルクランク１５にはそれぞれ足踏ペダル１４が回転自
在に取付けられる。
ク軸２５が軸受を介して回転自在に貫通すると共にこの
ペダルクランク軸２５に補助駆動装置１１が揺動可能に
支持されている。ペダルクランク軸２５の両端には１対
のペダルクランク１５が相対角１８０度に固設され、ペ
ダルクランク１５にはそれぞれ足踏ペダル１４が回転自
在に取付けられる。
【００２１】補助駆動装置１１には、駆動用チェンスプ
ロケット４が備えられると共にこのチェンスプロケット
４と後輪側のチェンスプロケット２との間にはチェン５
が巻掛けられ、チェンスプロケット２と後輪軸の間には
一方向クラッチ３が介装されている。
ロケット４が備えられると共にこのチェンスプロケット
４と後輪側のチェンスプロケット２との間にはチェン５
が巻掛けられ、チェンスプロケット２と後輪軸の間には
一方向クラッチ３が介装されている。
【００２２】補助駆動装置１１は、図３に示すように、
ペダルクランク軸２５にケーシング２８，３１を回転自
在に装着すると共にこれらケーシング２８，３１内にモ
ータ２６及び２段遊星ローラ減速機構３３を収納したも
のである。
ペダルクランク軸２５にケーシング２８，３１を回転自
在に装着すると共にこれらケーシング２８，３１内にモ
ータ２６及び２段遊星ローラ減速機構３３を収納したも
のである。
【００２３】即ち、モータ２６は、モータケーシング２
８に励磁用コイルの巻かれたステータを固設すると共に
永久磁石２７ａを分割して取り付けたロータ２７をペダ
ルクランク軸２５に対して回転自在に配設したものであ
り、回転速度の制御はインバータによる周波数制御、ト
ルクは電流制御により行われる。２段遊星ローラ減速機
構３３は、減速機ケーシング３１内に第１、第２遊星ロ
ーラ及び第１、第２太陽ローラを収納して２重の遊星ロ
ーラ機構を構成したものであり、減速機ケーシング３１
とモータケーシング２８との間には中仕切り２９を介装
し、減速機ケーシング３１の外側端面には側蓋３５を取
り付けたものである。
８に励磁用コイルの巻かれたステータを固設すると共に
永久磁石２７ａを分割して取り付けたロータ２７をペダ
ルクランク軸２５に対して回転自在に配設したものであ
り、回転速度の制御はインバータによる周波数制御、ト
ルクは電流制御により行われる。２段遊星ローラ減速機
構３３は、減速機ケーシング３１内に第１、第２遊星ロ
ーラ及び第１、第２太陽ローラを収納して２重の遊星ロ
ーラ機構を構成したものであり、減速機ケーシング３１
とモータケーシング２８との間には中仕切り２９を介装
し、減速機ケーシング３１の外側端面には側蓋３５を取
り付けたものである。
【００２４】中仕切り２７には、モータ側から減速機側
へロータ２７が中空な第１太陽ローラとして貫通し、ま
た、側蓋３５には、２段遊星ローラ減速機構３３の中空
な出力軸５１が貫通している。この中空な出力軸５１の
内方におけるペダルクランク軸２５にはスプライン２５
ａが設けられると共にこのスプライン２５ａに一方向ク
ラッチ３９を介してチェンスプロケット４が嵌め込ま
れ、更に、このチェンスプロケット４に一方向クラッチ
３７を介して出力軸５１が嵌め込まれている。
へロータ２７が中空な第１太陽ローラとして貫通し、ま
た、側蓋３５には、２段遊星ローラ減速機構３３の中空
な出力軸５１が貫通している。この中空な出力軸５１の
内方におけるペダルクランク軸２５にはスプライン２５
ａが設けられると共にこのスプライン２５ａに一方向ク
ラッチ３９を介してチェンスプロケット４が嵌め込ま
れ、更に、このチェンスプロケット４に一方向クラッチ
３７を介して出力軸５１が嵌め込まれている。
【００２５】このように、足踏ペダル１４→ペダルクラ
ンク１５→ペダルクランク軸２５→スプライン２５ａま
での人力駆動系と、モータ２６→２段遊星ローラ減速機
構３３→減速出力軸５１までの補助動力駆動系とが並列
に設けられ、各々一方向クラッチ３７，３９を経由して
共通のチェンスプロケット４を駆動することができるよ
うになっている。従って、モータ２６が停止していると
き及びチェンスプロケット４の回転速度がローラ減速機
構３３の出力軸５１の回転速度より速い場合は、モータ
２６側の動力はチェンスプロケット４に伝達されない。
ンク１５→ペダルクランク軸２５→スプライン２５ａま
での人力駆動系と、モータ２６→２段遊星ローラ減速機
構３３→減速出力軸５１までの補助動力駆動系とが並列
に設けられ、各々一方向クラッチ３７，３９を経由して
共通のチェンスプロケット４を駆動することができるよ
うになっている。従って、モータ２６が停止していると
き及びチェンスプロケット４の回転速度がローラ減速機
構３３の出力軸５１の回転速度より速い場合は、モータ
２６側の動力はチェンスプロケット４に伝達されない。
【００２６】また、モータ２６が止まっていて自転車が
足踏み送行中は、モータ２６側の一方向クラッチ３７が
切れて空回りする。更に、モータ２６側の動力によりチ
ェンスプロケット４が回転しているときにペダル１４、
ペダルクランク１５が止まっても、チェンスプロケット
４は回転を続けることができる。
足踏み送行中は、モータ２６側の一方向クラッチ３７が
切れて空回りする。更に、モータ２６側の動力によりチ
ェンスプロケット４が回転しているときにペダル１４、
ペダルクランク１５が止まっても、チェンスプロケット
４は回転を続けることができる。
【００２７】一方、補助動力駆動系の出力トルク、即
ち、補助駆動装置１１の出力トルクＴ 2を計測するため
のセンサとして、補助動力トルク検出センサ２１が設け
られている。この検出センサ２１は、図４に示すよう
に、補助駆動装置１１のモータハウジング２８に設けら
れた突出部材２８ａと、支持フレーム６に設けられたス
トッパ６ｂと、この両者の間に挟設された圧電素子４７
とで構成される。
ち、補助駆動装置１１の出力トルクＴ 2を計測するため
のセンサとして、補助動力トルク検出センサ２１が設け
られている。この検出センサ２１は、図４に示すよう
に、補助駆動装置１１のモータハウジング２８に設けら
れた突出部材２８ａと、支持フレーム６に設けられたス
トッパ６ｂと、この両者の間に挟設された圧電素子４７
とで構成される。
【００２８】圧電素子４７は、補助駆動装置１１の減速
出力軸の反力としての荷重Ｐ2を検出し、検出センサ２
１の検出荷重Ｐ2として出力する。ストッパ６ｂは、弾
性のあるパッキンを介して両側から圧電素子４７と突出
部材２８ａとを囲うように設置され、荷重を受けないと
きのモータハウジング２８の回り止めとなっている。
出力軸の反力としての荷重Ｐ2を検出し、検出センサ２
１の検出荷重Ｐ2として出力する。ストッパ６ｂは、弾
性のあるパッキンを介して両側から圧電素子４７と突出
部材２８ａとを囲うように設置され、荷重を受けないと
きのモータハウジング２８の回り止めとなっている。
【００２９】従って、補助駆動装置１１の出力トルクＴ
2は、図１に示すように、検出センサ２１の検出荷重Ｐ2
とペダルクランク軸２５中心から検出センサ２１までの
距離ｒ3との積、即ち、Ｔ2＝Ｐ2×ｒ3で計算される。
2は、図１に示すように、検出センサ２１の検出荷重Ｐ2
とペダルクランク軸２５中心から検出センサ２１までの
距離ｒ3との積、即ち、Ｔ2＝Ｐ2×ｒ3で計算される。
【００３０】また、チェン５の引張力Ｃを検出するため
のセンサとして、合力トルク検出センサ２２が設けられ
ている。この検出センサ２２は、図４に示すように、本
体フレーム１８に突設してある突出部材１８ａと、支持
フレーム６に設けられたストッパ６ａと、この両者の間
に挟設された圧電素子４５とで構成されている。
のセンサとして、合力トルク検出センサ２２が設けられ
ている。この検出センサ２２は、図４に示すように、本
体フレーム１８に突設してある突出部材１８ａと、支持
フレーム６に設けられたストッパ６ａと、この両者の間
に挟設された圧電素子４５とで構成されている。
【００３１】圧電素子４５は、人力駆動系及び補助動力
駆動系の合力トルクに対する反力としての荷重Ｐ1を検
出し、この荷重を検出センサ２２の検出荷重Ｐ1として
出力する。ストッパ６ａは、弾性のあるパッキンを介し
て両側から圧電素子４５と突出部材１８ａとを囲うよう
に設置され、荷重を受けないときの支持フレーム６の回
り止めとなっている。
駆動系の合力トルクに対する反力としての荷重Ｐ1を検
出し、この荷重を検出センサ２２の検出荷重Ｐ1として
出力する。ストッパ６ａは、弾性のあるパッキンを介し
て両側から圧電素子４５と突出部材１８ａとを囲うよう
に設置され、荷重を受けないときの支持フレーム６の回
り止めとなっている。
【００３２】従って、チェン５の引張力Ｃは、図１に示
すように、Ｃ＝Ｐ1×ｒ2／ｒ1で計算される。ここで、
Ｐ1は検出荷重、ｒ1は軸７とチェン５の距離、ｒ2は軸
７中心から検出センサ２１までの距離である。
すように、Ｃ＝Ｐ1×ｒ2／ｒ1で計算される。ここで、
Ｐ1は検出荷重、ｒ1は軸７とチェン５の距離、ｒ2は軸
７中心から検出センサ２１までの距離である。
【００３３】また、チェン５の引張力Ｃとチェンスプロ
ケット４のチェン巻掛け半径ｒ0の積（＝Ｃ×ｒ0）は、
チェンスプロケット４から後輪側へ伝達される合力トル
クＴtであり、人力トルクＴ1と補助動力トルクＴ2との
和である。従って、人力トルクＴ1は、下式（１）で求
められる。 Ｔ1＝Ｔt−Ｔ2＝Ｐ1×ｒ0×ｒ2／ｒ1−Ｐ2×ｒ3 …（１）
ケット４のチェン巻掛け半径ｒ0の積（＝Ｃ×ｒ0）は、
チェンスプロケット４から後輪側へ伝達される合力トル
クＴtであり、人力トルクＴ1と補助動力トルクＴ2との
和である。従って、人力トルクＴ1は、下式（１）で求
められる。 Ｔ1＝Ｔt−Ｔ2＝Ｐ1×ｒ0×ｒ2／ｒ1−Ｐ2×ｒ3 …（１）
【００３４】また、補助動力トルクＴ2と人力トルクＴ1
の比率ηは、下式（２）で求められる。 Ｔ2／Ｔ1＝Ｐ2×ｒ3×ｒ1／（Ｐ1×ｒ0×ｒ2−Ｐ2×ｒ3×ｒ1） …（２）
の比率ηは、下式（２）で求められる。 Ｔ2／Ｔ1＝Ｐ2×ｒ3×ｒ1／（Ｐ1×ｒ0×ｒ2−Ｐ2×ｒ3×ｒ1） …（２）
【００３５】更に、チェンスプロケット４の回転速度を
検出する速度センサ２３が設けられている。この速度セ
ンサ２３は減速機ハウジング３１に取付けられ、単位時
間中にセンサ２３の感知部を通過するチェンスプロケッ
ト４の歯数をカウントしてチェンスプロケット４の回転
速度として検出する。
検出する速度センサ２３が設けられている。この速度セ
ンサ２３は減速機ハウジング３１に取付けられ、単位時
間中にセンサ２３の感知部を通過するチェンスプロケッ
ト４の歯数をカウントしてチェンスプロケット４の回転
速度として検出する。
【００３６】上記構成を有する本実施例の補助電動モー
タ付自転車の駆動系統図を図５に示す。同図に示すよう
に、人力クランク１５から伝えられる動力は、一方向ク
ラッチ３９を経てチェンスプロケット４、チェン５に伝
わり、後輪軸上の一方向クラッチ３を経て駆動輪である
後輪１７に伝達される。
タ付自転車の駆動系統図を図５に示す。同図に示すよう
に、人力クランク１５から伝えられる動力は、一方向ク
ラッチ３９を経てチェンスプロケット４、チェン５に伝
わり、後輪軸上の一方向クラッチ３を経て駆動輪である
後輪１７に伝達される。
【００３７】一方、コントローラ４１に内蔵の電力回路
５５から送られた電流によりモータ２６が回転し、その
動力は２段遊星ローラ減速機構３３、一方向クラッチ３
７、を経由してチェンスプロケット４に伝わり、ここで
人力と合力し、チェン５、後輪軸上の一方向クラッチ３
を経て駆動輪である後輪１７に伝達される。
５５から送られた電流によりモータ２６が回転し、その
動力は２段遊星ローラ減速機構３３、一方向クラッチ３
７、を経由してチェンスプロケット４に伝わり、ここで
人力と合力し、チェン５、後輪軸上の一方向クラッチ３
を経て駆動輪である後輪１７に伝達される。
【００３８】コントローラ４１は、図５に示すように、
演算回路５３とモータ２６を駆動する電力回路５５とか
ら構成される。演算回路５３内は全てデジタルで制御さ
れる。演算回路５３と電力回路５５の１次側はコントロ
ーラ外部のバッテリ４３である。
演算回路５３とモータ２６を駆動する電力回路５５とか
ら構成される。演算回路５３内は全てデジタルで制御さ
れる。演算回路５３と電力回路５５の１次側はコントロ
ーラ外部のバッテリ４３である。
【００３９】速度センサ２３において、チェンスプロケ
ット４の周速を検出してその信号をコントローラ４１に
伝える。また、合力トルク検出センサ２２において、チ
ェン５の張力Ｃを検出し、補助動力トルク検出センサ２
１において、補助駆動装置１１の出力トルクＴ2を検出
してそれらの信号をコントローラ４１内の演算回路５３
に伝える。
ット４の周速を検出してその信号をコントローラ４１に
伝える。また、合力トルク検出センサ２２において、チ
ェン５の張力Ｃを検出し、補助動力トルク検出センサ２
１において、補助駆動装置１１の出力トルクＴ2を検出
してそれらの信号をコントローラ４１内の演算回路５３
に伝える。
【００４０】この演算回路５３は、チェンスプロケット
４の周速から車速を計算し、両検出センサ２２，２３の
検出値を上記の式（１）に入れて、人力トルクＴ1と補
助駆動装置１１の出力トルクＴ2を割り出し、上記の式
（２）により求められる人力トルクＴ1と補助駆動装置
１１の出力トルクＴ2の比率ηが目標トルク比率に近づ
くように、検出センサ２１の検出値をモータ２６の制御
回路にフィードバックしてモータ２６の印加電流を決
め、同時に速度センサ２３の信号に沿ってモータ２６の
回転の制御信号を電力回路５５に送ってモータ２６の出
力を制御する。
４の周速から車速を計算し、両検出センサ２２，２３の
検出値を上記の式（１）に入れて、人力トルクＴ1と補
助駆動装置１１の出力トルクＴ2を割り出し、上記の式
（２）により求められる人力トルクＴ1と補助駆動装置
１１の出力トルクＴ2の比率ηが目標トルク比率に近づ
くように、検出センサ２１の検出値をモータ２６の制御
回路にフィードバックしてモータ２６の印加電流を決
め、同時に速度センサ２３の信号に沿ってモータ２６の
回転の制御信号を電力回路５５に送ってモータ２６の出
力を制御する。
【００４１】人力トルクＴ1と補助駆動装置１１の出力
トルクＴ2の比率の目標値を１：１とした場合、検出セ
ンサ２１の検出値Ｐ2と検出センサ２２の検出値Ｐ1の比
率は、下式（３）のように求められる。 Ｐ2／Ｐ1＝ｒ0ｒ2／２ｒ1ｒ3 …（３）
トルクＴ2の比率の目標値を１：１とした場合、検出セ
ンサ２１の検出値Ｐ2と検出センサ２２の検出値Ｐ1の比
率は、下式（３）のように求められる。 Ｐ2／Ｐ1＝ｒ0ｒ2／２ｒ1ｒ3 …（３）
【００４２】〔実施例２〕本発明の第２の実施例に係る
補助電動モータ付自転車を図６〜図８に示す。図６は本
実施例の補助電動モータ付自転車の部分側面図、図７は
図６の自転車のＢ−Ｂ断面図、図８は図６に示したトル
クセンサ部の部分拡大図である。
補助電動モータ付自転車を図６〜図８に示す。図６は本
実施例の補助電動モータ付自転車の部分側面図、図７は
図６の自転車のＢ−Ｂ断面図、図８は図６に示したトル
クセンサ部の部分拡大図である。
【００４３】尚、第一の実施例の補助電動モータ付自転
車と同じ形状、機能を有する部品は同一番号を付して説
明を割愛する。同図に示すように、本体フレーム１８の
二又部１８ｂに連結アーム６７がピン６９により回転可
能に支えられると共にこの連結アーム６７にフォーク６
１，６１’がピン１３を介して回転可能に取付けられて
いる。
車と同じ形状、機能を有する部品は同一番号を付して説
明を割愛する。同図に示すように、本体フレーム１８の
二又部１８ｂに連結アーム６７がピン６９により回転可
能に支えられると共にこの連結アーム６７にフォーク６
１，６１’がピン１３を介して回転可能に取付けられて
いる。
【００４４】これらフォーク６１，６１’は、ピン１３
にて一体に固定されると共に支え棒５９により本体フレ
ーム１８に対し上下方向に固定され、更に、これらフォ
ーク６１，６１’に後輪１７が支えられている。本体フ
レーム１８の中央下部には、支持フレーム６３，６３’
が固設されると共にこれら支持フレーム６３，６３’は
一体に結合されている。
にて一体に固定されると共に支え棒５９により本体フレ
ーム１８に対し上下方向に固定され、更に、これらフォ
ーク６１，６１’に後輪１７が支えられている。本体フ
レーム１８の中央下部には、支持フレーム６３，６３’
が固設されると共にこれら支持フレーム６３，６３’は
一体に結合されている。
【００４５】支持フレーム６３，６３’には、ペダルク
ランク軸２５が軸受を介して回転自在に貫通すると共に
このペダルクランク軸２５に補助駆動装置１１が揺動可
能に支持されている。上記実施例と同様に、補助駆動装
置１１の出力と人力のペダルクランク軸２５より一方向
クラッチ３７，３９を介して駆動される駆動用チェンス
プロケット４にチェン５が巻掛けられ、後輪側のチェン
スプロケット２を駆動する。
ランク軸２５が軸受を介して回転自在に貫通すると共に
このペダルクランク軸２５に補助駆動装置１１が揺動可
能に支持されている。上記実施例と同様に、補助駆動装
置１１の出力と人力のペダルクランク軸２５より一方向
クラッチ３７，３９を介して駆動される駆動用チェンス
プロケット４にチェン５が巻掛けられ、後輪側のチェン
スプロケット２を駆動する。
【００４６】更に、補助駆動装置１１の出力トルクＴ2
を計測するためのセンサとして、補助動力トルク検出セ
ンサ２１が設けられている。この検出センサ２１は、補
助駆動装置１１のモータハウジング２８に設けられた突
出部材２８ａと、支持フレーム６３に設けられたストッ
パ６３ｂと、この両者の間に挟設された圧電素子４７と
で構成されている。
を計測するためのセンサとして、補助動力トルク検出セ
ンサ２１が設けられている。この検出センサ２１は、補
助駆動装置１１のモータハウジング２８に設けられた突
出部材２８ａと、支持フレーム６３に設けられたストッ
パ６３ｂと、この両者の間に挟設された圧電素子４７と
で構成されている。
【００４７】圧電素子４７は、補助駆動装置１１の減速
出力軸の反力としての荷重Ｐ2を検出し、検出センサ２
１の検出荷重Ｐ2として出力する。ストッパ６３ｂは、
弾性のあるパッキンを介して両側から圧電素子４７と突
出部材２８ａとを囲うように設置され、荷重を受けない
ときの補助駆動装置１１の回り止めとなっている。
出力軸の反力としての荷重Ｐ2を検出し、検出センサ２
１の検出荷重Ｐ2として出力する。ストッパ６３ｂは、
弾性のあるパッキンを介して両側から圧電素子４７と突
出部材２８ａとを囲うように設置され、荷重を受けない
ときの補助駆動装置１１の回り止めとなっている。
【００４８】従って、補助駆動装置１１の出力トルクＴ
2は検出センサ２１の検出荷重Ｐ2とペダルクランク軸２
５中心から検出センサ２１までの距離ｒ3との積、即
ち、Ｔ2＝Ｐ2×ｒ3で計算される。また、チェン５の引
張力Ｃ’を検出するためのセンサとして、合力トルク検
出センサ７１が設けられている。
2は検出センサ２１の検出荷重Ｐ2とペダルクランク軸２
５中心から検出センサ２１までの距離ｒ3との積、即
ち、Ｔ2＝Ｐ2×ｒ3で計算される。また、チェン５の引
張力Ｃ’を検出するためのセンサとして、合力トルク検
出センサ７１が設けられている。
【００４９】この検出センサ７１は、図８に示すよう
に、フォーク６１に突設してあるストッパ６１ａと、支
持フレーム６３に設けられた突出部材６３ａと、この両
者の間に挟設された圧電素子７３とで構成されている。
圧電素子７３は、人力駆動系及び補助動力駆動系の合力
トルクに対する反力としての荷重Ｐ3を検出し、この荷
重を検出センサ２２の検出荷重Ｐ3として出力する。
に、フォーク６１に突設してあるストッパ６１ａと、支
持フレーム６３に設けられた突出部材６３ａと、この両
者の間に挟設された圧電素子７３とで構成されている。
圧電素子７３は、人力駆動系及び補助動力駆動系の合力
トルクに対する反力としての荷重Ｐ3を検出し、この荷
重を検出センサ２２の検出荷重Ｐ3として出力する。
【００５０】ストッパ６１ａは、弾性のあるパッキンを
介して両側から圧電素子７３と突出部材６３ａとを囲う
ように設置されている。このストッパ６１ａにより、連
結アーム６７、フォーク６１，６１’は本体フレーム１
８に対し水平方向は殆ど固定された状態となる。
介して両側から圧電素子７３と突出部材６３ａとを囲う
ように設置されている。このストッパ６１ａにより、連
結アーム６７、フォーク６１，６１’は本体フレーム１
８に対し水平方向は殆ど固定された状態となる。
【００５１】従って、チェン５の引張力Ｃ’は、Ｃ’＝
Ｐ3×ｒ5×ｋ／ｒ4（ｋ＋ｒS）で計算される。ここで、
Ｐ3は検出荷重、ｒ5は軸ピン６９と検出センサ７１の中
心までの距離、ｋは後輪１７の半径、ｒ4は連結アーム
の軸穴中心距離、ｒSは従動側チェンスプロケット２の
半径である。
Ｐ3×ｒ5×ｋ／ｒ4（ｋ＋ｒS）で計算される。ここで、
Ｐ3は検出荷重、ｒ5は軸ピン６９と検出センサ７１の中
心までの距離、ｋは後輪１７の半径、ｒ4は連結アーム
の軸穴中心距離、ｒSは従動側チェンスプロケット２の
半径である。
【００５２】また、チェン５の引張力Ｃ’とチェンスプ
ロケット４のチェン巻掛け半径ｒ0の積（＝Ｃ’×ｒ0）
は、チェンスプロケット４から後輪側へ伝達される合力
トルクＴtであり、人力トルクＴ1と補助動力トルクＴ2
の和である。従って、人力トルクＴ1は、下式（４）で
求められる。 Ｔ1＝Ｔt−Ｔ2＝Ｐ3×ｒ0×ｒ5×ｋ／ｒ4（ｋ＋ｒS）−Ｐ2×ｒ3 …（４）
ロケット４のチェン巻掛け半径ｒ0の積（＝Ｃ’×ｒ0）
は、チェンスプロケット４から後輪側へ伝達される合力
トルクＴtであり、人力トルクＴ1と補助動力トルクＴ2
の和である。従って、人力トルクＴ1は、下式（４）で
求められる。 Ｔ1＝Ｔt−Ｔ2＝Ｐ3×ｒ0×ｒ5×ｋ／ｒ4（ｋ＋ｒS）−Ｐ2×ｒ3 …（４）
【００５３】補助動力トルクＴ2と人力トルクＴ1の比率
ηは、前記のＴ2の式と式（４）より、下式（５）で求
められる。 Ｔ2／Ｔ1＝Ｐ2×ｒ3×ｒ4（ｋ＋ｒS）／［Ｐ3×ｒ5×ｋ−Ｐ2×ｒ3×ｒ4（ｋ ＋ｒS）］ …（５）
ηは、前記のＴ2の式と式（４）より、下式（５）で求
められる。 Ｔ2／Ｔ1＝Ｐ2×ｒ3×ｒ4（ｋ＋ｒS）／［Ｐ3×ｒ5×ｋ−Ｐ2×ｒ3×ｒ4（ｋ ＋ｒS）］ …（５）
【００５４】更に、チェンスプロケット４の回転速度を
検出する速度センサ２３が設けられている。この速度セ
ンサ２３は減速機ハウジング３１に取付けられ、単位時
間中にセンサ２３の感知部を通過するチェンスプロケッ
ト４の歯数をカウントしてチェンスプロケット４の回転
速度として検出するものである。
検出する速度センサ２３が設けられている。この速度セ
ンサ２３は減速機ハウジング３１に取付けられ、単位時
間中にセンサ２３の感知部を通過するチェンスプロケッ
ト４の歯数をカウントしてチェンスプロケット４の回転
速度として検出するものである。
【００５５】本実施例においても、自転車の駆動系の動
作は、図５に示すものと同様である。但し、この場合は
合力トルク検出用センサは検出センサ７１となる。
作は、図５に示すものと同様である。但し、この場合は
合力トルク検出用センサは検出センサ７１となる。
【００５６】本実施例において、人力トルクＴ1と補助
駆動装置１１の出力トルクＴ2の比率ηの目標値を１：
１とした場合、検出センサ２１の検出値Ｐ2（補助駆動
装置１１の出力トルクＴ2側）と検出センサ７１（合力
側）の検出値Ｐ3の比率は、式（４）の左辺を１とし
て、下式（６）で求められる。 Ｐ2／Ｐ3＝ｒ0×ｒ5×ｋ／２ｒ4×ｒ3（ｋ＋ｒS） …（６）
駆動装置１１の出力トルクＴ2の比率ηの目標値を１：
１とした場合、検出センサ２１の検出値Ｐ2（補助駆動
装置１１の出力トルクＴ2側）と検出センサ７１（合力
側）の検出値Ｐ3の比率は、式（４）の左辺を１とし
て、下式（６）で求められる。 Ｐ2／Ｐ3＝ｒ0×ｒ5×ｋ／２ｒ4×ｒ3（ｋ＋ｒS） …（６）
【００５７】また、ｒ3はｋに比べて小さいので、ｒSを
無視してｋ／（ｋ＋ｒS）≒１と近似すると、下式
（７）が導かれる。 Ｐ2／Ｐ3＝ｒ0×ｒ5／２ｒ4×ｒ3 …（７）
無視してｋ／（ｋ＋ｒS）≒１と近似すると、下式
（７）が導かれる。 Ｐ2／Ｐ3＝ｒ0×ｒ5／２ｒ4×ｒ3 …（７）
【００５８】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明の補助電動モータ付自転車の人力検出
機構は、モータによる補助動力検出機構も動力を出力ト
ルクで検出しており、補助動力機構の各部分の性能のば
らつきの影響を避けることができるので、検出精度が高
く、また、補助動力は人力に比例して制御しているの
で、違和感のない軽い踏力で運転することができる。ま
た、この補助動力機構は動力検出部を含め、全体として
ペダルクランクハブ周辺に収まり、重量が軽くコンパク
トであり自転車に搭載したときのバランスがよい。さら
に、この補助動力機構の減速部に遊星ローラによる転が
り摩擦駆動を採用すると、振動、騒音が少ないという利
点もある。
たように、本発明の補助電動モータ付自転車の人力検出
機構は、モータによる補助動力検出機構も動力を出力ト
ルクで検出しており、補助動力機構の各部分の性能のば
らつきの影響を避けることができるので、検出精度が高
く、また、補助動力は人力に比例して制御しているの
で、違和感のない軽い踏力で運転することができる。ま
た、この補助動力機構は動力検出部を含め、全体として
ペダルクランクハブ周辺に収まり、重量が軽くコンパク
トであり自転車に搭載したときのバランスがよい。さら
に、この補助動力機構の減速部に遊星ローラによる転が
り摩擦駆動を採用すると、振動、騒音が少ないという利
点もある。
【図１】本発明の第一の実施例に係る補助電動モータ付
自転車の部分側面図である。
自転車の部分側面図である。
【図２】図１の自転車のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１及び図６の自転車の動力機構を示す断面図
である。
である。
【図４】図２に示したトルクセンサ部の部分拡大図であ
る。
る。
【図５】駆動系統の動力、信号及び電流の流れを示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】本発明の第二の実施例に係る補助電動モータ付
自転車の部分側面図である。
自転車の部分側面図である。
【図７】図６の自転車のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図６に示したトルクセンサ部の部分拡大図であ
る。
る。
【図９】従来の補助電動モータ付自転車の駆動系統の動
力、信号及び電流の流れを示すブロック図である。
力、信号及び電流の流れを示すブロック図である。
【図１０】従来の補助電動モータ付自転車の駆動系統の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図１１】踏力及びモータ出力の周期的変動を示す図で
ある。
ある。
４ チェンスプロケット ５ チェン ６，６’ 支持フレーム ７ 軸 １１ 補助駆動装置 １６ 補助電動モータ付自転車 １７ 後輪 １８ 本体フレーム ２１ 補助動力トルク検出センサ ２２，７１ 合力トルク検出センサ ２３ 速度センサ ２５ ペダルクランク軸 ２６ モータ ２８ モータハウジング ３１ 減速機ハウジング ３３ ２段遊星ローラ減速機 ３７，３９ 一方向クラッチ ５１ 減速出力軸 ６３，６３’ 支持フレーム ６７ 連結アーム ６９ ピン
Claims (3)
- 【請求項１】 人力駆動系と電動モータ駆動系とを並列
に設け、両駆動系が各々一方向クラッチを介して共通の
チェンスプロケットを駆動し、同チェンスプロケットに
よりチェンを介して自転車の後輪を駆動することがで
き、電気モータによる駆動系出力を人力駆動系出力に比
例するように制御する補助電動モータ付自転車におい
て、後輪を駆動するチェンの引張力を検出する手段と、
ペダルクランク軸に回転自在に支えられ前記電動モータ
とその出力軸に直結している遊星ローラ減速機を収容す
るハウジングと、ペダルクランク軸を前記ハウジングの
両側で回転自由に支える支持フレームと、前記ハウジン
グの外周に突設してある突出部材と前記ペダルクランク
軸の支持フレームのストッパ間に挟設されて減速出力軸
の反力を検出する検出センサと、前記チェンスプロケッ
トの歯数をカウントして同チェンスプロケットの回転速
度を検出する速度センサと、モータを回転駆動制御する
コントローラとを備え、同コントローラにおいて、前記
チェンの引張力の検出手段の検出値とチェンスプロケッ
トの巻掛け半径との積により合力トルクを算出し、前記
検出センサの検出値と同検出センサのペダルクランク軸
中心からの距離との積から減速機出力軸のトルクを算出
してこれを前記合力トルクと比較することにより人力駆
動系と補助動力駆動系のトルク比を演算し、この演算結
果を目標トルク比率と比較してこの比率に近づけるよう
に、補助モータへの印加電流を調整し、モータ回転をチ
ェンスプロケットの回転に同調させて制御することを特
徴とする補助電動モータ付自転車。 - 【請求項２】 請求項１記載の補助電動モータ付自転車
において、前記後輪を駆動するチェンの引張力を検出す
る手段が、前記ペダルクランク軸の支持フレームを本体
フレームに揺動可能に軸結合し、前記本体フレームに突
設してあるストッパと支持フレームの突出部材との間に
挟設した検出センサによりチェン引張力を検出すること
を特徴とする補助電動モータ付自転車。 - 【請求項３】 請求項１記載の補助電動モータ付自転車
において、前記後輪を駆動するチェンの引張力を検出す
る手段が、前記ペダルクランク軸の支持フレームを本体
フレームに固定設置し、前記本体フレームの後側に揺動
可能にピン結合して垂下したアーム設け、同アームの下
端に後輪を支えるフォークの前端をピンで支え、前記ア
ームに設けた突起部材と前記支持フレームに突設したス
トッパとの間に検出センサを挟設してチェン引張力を検
出することを特徴とする補助電動モータ付自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148796A JPH09328092A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 補助電動モータ付自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148796A JPH09328092A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 補助電動モータ付自転車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09328092A true JPH09328092A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15460904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8148796A Withdrawn JPH09328092A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 補助電動モータ付自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09328092A (ja) |
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- 1996-06-11 JP JP8148796A patent/JPH09328092A/ja not_active Withdrawn
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