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JP2008189136A - Electric auxiliary device for power assisted bicycle, and power assisted bicycle - Google Patents

Electric auxiliary device for power assisted bicycle, and power assisted bicycle Download PDF

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JP2008189136A
JP2008189136A JP2007025610A JP2007025610A JP2008189136A JP 2008189136 A JP2008189136 A JP 2008189136A JP 2007025610 A JP2007025610 A JP 2007025610A JP 2007025610 A JP2007025610 A JP 2007025610A JP 2008189136 A JP2008189136 A JP 2008189136A
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JP
Japan
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side gear
crankshaft
electric
motor
auxiliary device
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Application number
JP2007025610A
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Inventor
Makoto Uda
真 宇田
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric auxiliary device for a power assisted bicycle and an power assisted bicycle capable of using a vehicle body frame of a general bicycle. <P>SOLUTION: The electric auxiliary device 100 is provided with a crank shaft 140 connected to crank pedals 52L, 52R; a sprocket 130 engaged with a chain 60 for transmitting motive power to the power assisted bicycle and rotating the chain 60 along a predetermined track; a sensor side gear 125 fixed to the crank shaft 140; and a motor side gear 115 fixed to the sprocket 130 and engaged with an electric motor 110. A torque sensor 120 is engaged with the sensor side gear 125 and the motor side gear 115, and detects difference of torques of the sensor side gear 125 and the motor side gear 115. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気モータを用いて、所望の走行速度で走行するために必要となるクランクペダルの踏力を低減させる電動補助自転車の電動補助装置、及び電動補助自転車に関する。   The present invention relates to an electric assist device for an electric assist bicycle and an electric assist bicycle that uses an electric motor to reduce the pedal effort of a crank pedal required for traveling at a desired traveling speed.

従来、電気モータを用いて、所望の走行速度で走行するために必要となるクランクペダルの踏力を低減させる電動補助装置を備える電動補助自転車では、乗り手がクランクペダルを漕ぐことによって発生させたクランク軸のトルクを検出するため、クランク軸にトルクセンサを一体的に設ける構造が広く用いられている（例えば、特許文献１）。
特開平１１−１０５７７７号公報（第３−４頁、第２図） 2. Description of the Related Art Conventionally, in an electric assist bicycle equipped with an electric assist device that reduces the pedal effort of a crank pedal that is required to travel at a desired traveling speed using an electric motor, the crankshaft generated by the rider stroking the crank pedal In order to detect this torque, a structure in which a torque sensor is integrally provided on a crankshaft is widely used (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-105777 (page 3-4, FIG. 2)

しかしながら、上述した従来の電動補助自転車には、次のような問題があった。すなわち、クランク軸にトルクセンサが一体的に設けられるため、クランク軸周囲の構造が一般的な自転車とは異なり複雑となる。このため、一般的な自転車に用いられる車体フレームに電動補助装置を搭載することができず、電動補助自転車専用の車体フレームを用いなければならないといった問題があった。   However, the above-described conventional battery-assisted bicycle has the following problems. That is, since the torque sensor is integrally provided on the crankshaft, the structure around the crankshaft is complicated unlike a general bicycle. For this reason, there has been a problem in that a power assist device cannot be mounted on a body frame used in a general bicycle, and a body frame dedicated to a power assist bicycle must be used.

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、一般的な自転車の車体フレームを流用することができる電動補助自転車の電動補助装置、及び電動補助自転車を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide an electric assist device for an electric assist bicycle that can use a body frame of a general bicycle, and an electric assist bicycle. And

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、電気モータ（電気モータ１１０）とトルクセンサ（トルクセンサ１２０）とを用いて、所望の走行速度で走行するために必要となるクランクペダル（クランクペダル５２Ｌ，５２Ｒ）の踏力を低減させる電動補助自転車（電動補助自転車１０）の電動補助装置（電動補助装置１００）であって、前記クランクペダルと連結されるクランク軸（クランク軸１４０）と、前記電動補助自転車の車輪（後輪４０）に動力を伝える無端伝達帯（チェーン６０）と係合し、前記無端伝達帯を所定の軌道に沿って回転させる輪状体（スプロケット１３０）と、前記クランク軸に固着されるセンサ側ギア（センサ側ギア１２５）と、前記輪状体に固着されるとともに、前記電気モータと係合するモータ側ギア（モータ側ギア１１５）とを備え、前記トルクセンサは、前記センサ側ギア及び前記モータ側ギアと係合し、前記センサ側ギアと前記モータ側ギアとのトルク差を検出することを要旨とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention has the following features. First, the first feature of the present invention is that a crank pedal (crank pedal 52L, 52), which is necessary for traveling at a desired traveling speed using an electric motor (electric motor 110) and a torque sensor (torque sensor 120). 52R), a power assist device (power assist device 100) of the power assist bicycle (power assist bicycle 10), the crankshaft (crankshaft 140) connected to the crank pedal, and the power assist bicycle. A ring-shaped body (sprocket 130) that engages with an endless transmission band (chain 60) that transmits power to the other wheel (rear wheel 40) and rotates the endless transmission band along a predetermined track, and is fixed to the crankshaft. A sensor side gear (sensor side gear 125) and a motor side gear (motor side gear 1) fixed to the ring-shaped body and engaged with the electric motor. 5) and wherein the torque sensor, the sensor-side gear and engaged with the motor gear, and summarized in that for detecting the torque difference between said sensor-side gear the motor side gear.

このような電動補助装置によれば、トルクセンサは、クランク軸に固着されるセンサ側ギアと係合するため、トルクセンサをクランク軸から離隔して配設することができる。すなわち、このような電動補助装置によれば、クランク軸周囲における電動補助装置の構造が簡素化されるため、一般的な自転車の車体フレームに電動補助装置を搭載することができる。   According to such a motor-driven auxiliary device, the torque sensor is engaged with the sensor-side gear fixed to the crankshaft, so that the torque sensor can be disposed apart from the crankshaft. That is, according to such a power assist device, since the structure of the power assist device around the crankshaft is simplified, the power assist device can be mounted on the body frame of a general bicycle.

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記トルクセンサは、前記クランク軸の軸線（軸線Ｌ１）を基準として区画される一側方に配設され、前記電気モータは、前記軸線を基準として区画され、前記一側方と反対側に位置する他側方に配設されることを要旨とする。   A second feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, wherein the torque sensor is disposed on one side defined with respect to an axis line (axis line L1) of the crankshaft, and the electric motor Is summarized on the basis of the axis and disposed on the other side opposite to the one side.

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記無端伝達帯は、前記電動補助自転車の後輪に前記動力を伝え、前記電気モータは、前記トルクセンサよりも前方に配設されることを要旨とする。   A third feature of the present invention relates to the second feature of the present invention, wherein the endless transmission band transmits the power to a rear wheel of the battery-assisted bicycle, and the electric motor is located forward of the torque sensor. The gist is to be arranged.

本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記クランク軸は、前記クランク軸を回転可能に支持するクランク軸支持部（クランク軸支持部２１）を有する車体フレーム（車体フレーム２０）によって支持され、前記モータ側ギアの直径は、前記クランク軸支持部の直径よりも大きいことを要旨とする。   A fourth feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, wherein the crankshaft has a crankshaft support portion (crankshaft support portion 21) that rotatably supports the crankshaft (vehicle body frame). The diameter of the motor side gear supported by the frame 20) is larger than the diameter of the crankshaft support.

本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記トルクセンサは、磁場を印加することによって物体の長さが変化する磁歪を利用する磁歪式であることを要旨とする。   A fifth feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, and is summarized in that the torque sensor is a magnetostriction type that uses magnetostriction in which the length of an object changes by applying a magnetic field. .

本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至第５の特徴の何れかの電動補助装置を備える電動補助自転車であることを要旨とする。   The sixth feature of the present invention is summarized in that it is a battery-assisted bicycle including the motor-assisted device according to any one of the first to fifth features of the present invention.

本発明の特徴によれば、一般的な自転車の車体フレームを流用することができる電動補助自転車の電動補助装置、及び電動補助自転車を提供することができる。   According to the features of the present invention, it is possible to provide an electric assist device for an electric assist bicycle that can use a body frame of a general bicycle, and an electric assist bicycle.

次に、本発明に係る電動補助自転車の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。   Next, an embodiment of a battery-assisted bicycle according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions are different from actual ones.

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

（電動補助自転車の構成）
図１は、本実施形態に係る電動補助自転車１０の右側面図である。図１に示すように、電動補助自転車１０は、車体フレーム２０を備えるとともに、前輪３０及び後輪４０を備える二輪自転車である。 (Structure of electric assist bicycle)
FIG. 1 is a right side view of a battery-assisted bicycle 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the battery-assisted bicycle 10 is a two-wheeled bicycle including a body frame 20 and a front wheel 30 and a rear wheel 40.

電動補助自転車１０には、電気モータ１１０を用いて、所望の走行速度で走行するために必要となるクランクペダル５２Ｌ，５２Ｒ（クランクペダル５２Ｌは、図１において不図示）の踏力を低減させる電動補助装置１００が搭載される。なお、車体フレーム２０は、電動補助装置を搭載しない一般的な自転車の車体フレームと同様の形状を有する。   The battery-assisted bicycle 10 uses an electric motor 110 to provide electric assistance that reduces the pedal effort of the crank pedals 52L and 52R (the crank pedal 52L is not shown in FIG. 1) necessary for traveling at a desired traveling speed. The apparatus 100 is mounted. The body frame 20 has the same shape as that of a general bicycle body frame that is not equipped with an electric auxiliary device.

電動補助装置１００は、電動補助自転車１０の乗り手がクランクペダル５２Ｌ，５２Ｒを漕ぐ力、つまり、クランクペダル５２Ｌ，５２Ｒの踏力に応じて、電気モータ１１０が発生する動力を調整する。具体的には、電動補助装置１００は、電気モータ１１０とトルクセンサ１２０とを有し、電動補助自転車１０が所望の走行速度で走行するために必要となるクランクペダル５２Ｌ，５２Ｒの踏力を低減させる。なお、電動補助装置１００のより具体的な構成については、後述する。   The electric assist device 100 adjusts the power generated by the electric motor 110 according to the force with which the rider of the electric assist bicycle 10 pushes the crank pedals 52L and 52R, that is, the pedaling force of the crank pedals 52L and 52R. Specifically, the electric assist device 100 includes an electric motor 110 and a torque sensor 120, and reduces the pedal effort of the crank pedals 52L and 52R necessary for the electric assist bicycle 10 to travel at a desired traveling speed. . A more specific configuration of the electric assist device 100 will be described later.

クランクペダル５２Ｒ（５２Ｌ）は、クランク５１Ｒ（５１Ｌ）と連結される。クランク５１Ｒ（５１Ｌ）は、クランク軸１４０（図１において不図示、図２〜図５参照）と連結される。   The crank pedal 52R (52L) is connected to the crank 51R (51L). The crank 51R (51L) is connected to a crankshaft 140 (not shown in FIG. 1, refer to FIGS. 2 to 5).

電動補助装置１００と後輪４０との間には、後輪４０に動力を伝えるチェーン６０が架け渡される。本実施形態において、チェーン６０は、無端伝達帯を構成する。   A chain 60 that transmits power to the rear wheel 40 is bridged between the electric auxiliary device 100 and the rear wheel 40. In the present embodiment, the chain 60 constitutes an endless transmission band.

また、電動補助装置１００は、バッテリ９０と接続される。バッテリ９０は、電動補助装置１００において必要となる電力を蓄える。   In addition, the electric auxiliary device 100 is connected to the battery 90. The battery 90 stores electric power necessary for the electric auxiliary device 100.

（電動補助装置の構成）
次に、電動補助装置１００の構成について説明する。具体的には、電動補助装置１００の全体概略構成、詳細構成及び機能ブロック構成について説明する。 (Configuration of the electric auxiliary device)
Next, the configuration of the electric auxiliary device 100 will be described. Specifically, an overall schematic configuration, a detailed configuration, and a functional block configuration of the power assist device 100 will be described.

（１）全体概略構成
図２は、電動補助装置１００の左斜め前方からの概略斜視図である。図３は、電動補助装置１００の右斜め後方からの概略斜視図である。なお、図２及び図３では、電動補助装置１００を収容する収容ケース１５０（図４参照）の図示は省略されている。 (1) Overall Schematic Configuration FIG. 2 is a schematic perspective view of the motor-driven auxiliary device 100 as viewed from the diagonally left front. FIG. 3 is a schematic perspective view of the battery-assisted auxiliary device 100 from the diagonally right rear side. 2 and 3, the illustration of the housing case 150 (see FIG. 4) that houses the electric auxiliary device 100 is omitted.

図２及び図３に示すように、電動補助装置１００は、電気モータ１１０、トルクセンサ１２０、スプロケット１３０及びクランク軸１４０を備える。   As shown in FIGS. 2 and 3, the electric auxiliary device 100 includes an electric motor 110, a torque sensor 120, a sprocket 130, and a crankshaft 140.

電気モータ１１０は、クランク軸１４０の前方に配設される。トルクセンサ１２０は、クランク軸１４０の後方に配設される。   The electric motor 110 is disposed in front of the crankshaft 140. The torque sensor 120 is disposed behind the crankshaft 140.

スプロケット１３０は、チェーン６０（図１参照）と係合する。スプロケット１３０は、チェーン６０を図１に示す所定の軌道に沿って、つまり、電動補助自転車１０の側面視において、スプロケット１３０と後輪４０とに架け渡された環状の軌道に沿って回転させる。本実施形態において、スプロケット１３０は、輪状体を構成する。   The sprocket 130 engages with the chain 60 (see FIG. 1). The sprocket 130 rotates the chain 60 along a predetermined track shown in FIG. 1, that is, along an annular track spanned between the sprocket 130 and the rear wheel 40 in a side view of the battery-assisted bicycle 10. In the present embodiment, the sprocket 130 constitutes a ring-shaped body.

クランク軸１４０は、クランク軸支持部２１（図３参照）によって回転可能に支持される。クランク軸支持部２１は、車体フレーム２０の一部を構成する。   The crankshaft 140 is rotatably supported by the crankshaft support portion 21 (see FIG. 3). The crankshaft support 21 constitutes a part of the vehicle body frame 20.

クランク軸１４０の左端には、クランク５１Ｌが連結される。具体的には、クランク軸１４０の左端には、クランク５１Ｌの一端部が連結される。クランク５１Ｌの他端部には、クランクペダル５２Ｌが回動可能に軸支される。つまり、クランク軸１４０は、クランク５１Ｌを介してクランクペダル５２Ｌと連結される。   A crank 51 </ b> L is connected to the left end of the crankshaft 140. Specifically, one end of the crank 51L is connected to the left end of the crankshaft 140. A crank pedal 52L is pivotally supported at the other end of the crank 51L. That is, the crankshaft 140 is connected to the crank pedal 52L via the crank 51L.

同様に、クランク軸１４０の右端には、クランク５１Ｒの一端部が連結される。クランク５１Ｒの他端部には、クランクペダル５２Ｒが回動可能に軸支される。   Similarly, one end of the crank 51R is connected to the right end of the crankshaft 140. A crank pedal 52R is rotatably supported at the other end of the crank 51R.

（２）詳細構成
図４は、電動補助装置１００の平面図である。図５は、電動補助装置１００を収容する収容ケース１５０の図示を省略した電動補助装置１００の平面図である。 (2) Detailed Configuration FIG. 4 is a plan view of the electric auxiliary device 100. FIG. 5 is a plan view of the electric auxiliary device 100 in which the illustration of the accommodation case 150 for accommodating the electric auxiliary device 100 is omitted.

上述したように、クランク軸１４０の左端には、クランク５１Ｌの一端部が連結される。クランク５１Ｌの他端部には、クランクペダル５２Ｌが軸支される。また、クランク軸１４０の右端には、クランク５１Ｒの一端部が連結される。クランク５１Ｒの他端部には、クランクペダル５２Ｒが軸支される。   As described above, one end of the crank 51L is connected to the left end of the crankshaft 140. A crank pedal 52L is pivotally supported at the other end of the crank 51L. Further, one end of the crank 51R is connected to the right end of the crankshaft 140. A crank pedal 52R is pivotally supported at the other end of the crank 51R.

電気モータ１１０は、回転軸１１１（図５参照）を有する。回転軸１１１には、ギア１１２が取り付けられる。ギア１１２は、モータ側ギア１１５と係合する。つまり、モータ側ギア１１５は、ギア１１２を介して電気モータ１１０と係合する。   The electric motor 110 has a rotating shaft 111 (see FIG. 5). A gear 112 is attached to the rotating shaft 111. The gear 112 is engaged with the motor side gear 115. That is, the motor side gear 115 is engaged with the electric motor 110 via the gear 112.

モータ側ギア１１５は、スプロケット１３０に固着される。モータ側ギア１１５の直径は、クランク軸支持部２１の直径よりも大きい。   The motor side gear 115 is fixed to the sprocket 130. The diameter of the motor side gear 115 is larger than the diameter of the crankshaft support portion 21.

モータ側ギア１１５及びスプロケット１３０には、クランク軸１４０が挿通されるが、モータ側ギア１１５及びスプロケット１３０は、クランク軸１４０のみを回転可能に支持する。つまり、乗り手がクランクペダル５２Ｌ，５２Ｒを漕ぐことによってクランク軸１４０が回転しても、モータ側ギア１１５及びスプロケット１３０は、クランク軸１４０とともには回転しない。   The crankshaft 140 is inserted through the motor side gear 115 and the sprocket 130, but the motor side gear 115 and the sprocket 130 support only the crankshaft 140 in a rotatable manner. That is, even when the crankshaft 140 rotates by the rider riding the crank pedals 52L and 52R, the motor side gear 115 and the sprocket 130 do not rotate with the crankshaft 140.

また、モータ側ギア１１５は、ギア１２２と係合する。ギア１２２は、トルクセンサ１２０のセンサ軸１２１に取り付けられる。一方、センサ軸１２１が設けられている側と逆側のトルクセンサ１２０の端部には、ギア１２３が取り付けられる。   Further, the motor side gear 115 is engaged with the gear 122. The gear 122 is attached to the sensor shaft 121 of the torque sensor 120. On the other hand, a gear 123 is attached to the end of the torque sensor 120 opposite to the side where the sensor shaft 121 is provided.

ギア１２３は、センサ側ギア１２５と係合する。センサ側ギア１２５は、クランク軸１４０に固着される。つまり、乗り手がクランクペダル５２Ｌ，５２Ｒを漕ぐことによってクランク軸１４０が回転すると、センサ側ギア１２５も回転する。   The gear 123 is engaged with the sensor side gear 125. The sensor side gear 125 is fixed to the crankshaft 140. That is, when the crankshaft 140 rotates by the rider stroking the crank pedals 52L and 52R, the sensor side gear 125 also rotates.

トルクセンサ１２０は、ギア１２３を介してセンサ側ギア１２５と係合する。また、トルクセンサ１２０は、ギア１２２を介してモータ側ギア１１５と係合する。トルクセンサ１２０は、センサ側ギア１２５のトルクと、モータ側ギア１１５のトルクとのトルク差を検出する。トルクセンサ１２０は、検出したトルク差に基づいて、電気モータ１１０が発生する動力、具体的には、回転速度を調整する。本実施形態では、電気モータ１１０が発生する動力は、クランクペダル５２Ｌ，５２Ｒの踏力によって発生する動力を超えない範囲に調整される。   The torque sensor 120 is engaged with the sensor side gear 125 via the gear 123. Further, the torque sensor 120 is engaged with the motor side gear 115 via the gear 122. The torque sensor 120 detects a torque difference between the torque of the sensor side gear 125 and the torque of the motor side gear 115. The torque sensor 120 adjusts the power generated by the electric motor 110, specifically, the rotational speed based on the detected torque difference. In the present embodiment, the power generated by the electric motor 110 is adjusted in a range that does not exceed the power generated by the pedal effort of the crank pedals 52L and 52R.

なお、クランクペダル５２Ｌ，５２Ｒの踏力は、センサ側ギア１２５、トルクセンサ１２０（ギア１２２，１２３を含む）及びモータ側ギア１１５を介してスプロケット１３０に動力として伝達される。スプロケット１３０に伝達された当該動力は、チェーン６０を介して後輪４０を駆動する。   The pedal effort of the crank pedals 52L and 52R is transmitted as power to the sprocket 130 via the sensor side gear 125, the torque sensor 120 (including gears 122 and 123), and the motor side gear 115. The power transmitted to the sprocket 130 drives the rear wheel 40 via the chain 60.

本実施形態では、トルクセンサ１２０は、磁場を印加することによって物体の長さが変化する磁歪を利用する磁歪式である。   In the present embodiment, the torque sensor 120 is a magnetostrictive type that uses magnetostriction in which the length of an object changes by applying a magnetic field.

また、本実施形態では、トルクセンサ１２０は、クランク軸１４０の軸線Ｌ１（図５参照）を基準として区画される後方（一側方）側に配設される。一方、電気モータ１１０は、軸線Ｌ１を基準として区画される前方（他側方）側、つまり、トルクセンサ１２０が配設される後方側とは反対側に配設される。   In the present embodiment, the torque sensor 120 is disposed on the rear (one side) side that is partitioned with respect to the axis L1 (see FIG. 5) of the crankshaft 140. On the other hand, the electric motor 110 is disposed on the front (other side) side defined with respect to the axis L1, that is, on the side opposite to the rear side on which the torque sensor 120 is disposed.

（３）機能ブロック構成
図６は、電動補助装置１００の概略機能ブロック図である。具体的には、図６は、電気モータ１１０及びトルクセンサ１２０に関連する電動補助装置１００の機能ブロックを示す。 (3) Functional Block Configuration FIG. 6 is a schematic functional block diagram of the electric auxiliary device 100. Specifically, FIG. 6 shows functional blocks of the electric auxiliary device 100 related to the electric motor 110 and the torque sensor 120.

図６に示すように、トルクセンサ１２０は、制御部１６０と接続される。なお、制御部１６０は、図１〜図５において図示されていないが、収容ケース１５０内に収容してもよいし、バッテリ９０の近傍に配設してもよい。   As shown in FIG. 6, the torque sensor 120 is connected to the control unit 160. Although not shown in FIGS. 1 to 5, the control unit 160 may be housed in the housing case 150 or may be disposed near the battery 90.

制御部１６０は、電気モータ１１０と接続される。制御部１６０は、ＣＰＵなどによって構成され、トルクセンサ１２０から出力された信号に基づいて電気モータ１１０の回転速度を調整する。具体的には、制御部１６０は、センサ側ギア１２５のトルクと、モータ側ギア１１５のトルクとのトルク差を示す信号に基づいて、電気モータ１１０の回転速度を調整する。   Control unit 160 is connected to electric motor 110. The control unit 160 is configured by a CPU or the like, and adjusts the rotation speed of the electric motor 110 based on a signal output from the torque sensor 120. Specifically, the control unit 160 adjusts the rotational speed of the electric motor 110 based on a signal indicating a torque difference between the torque of the sensor side gear 125 and the torque of the motor side gear 115.

電気モータ１１０は、制御部１６０から出力される制御信号に基づいて回転する。電気モータ１１０及び制御部１６０には、バッテリ９０が接続される。電気モータ１１０及び制御部１６０は、バッテリ９０から供給される電力によって動作する。   The electric motor 110 rotates based on a control signal output from the control unit 160. A battery 90 is connected to the electric motor 110 and the control unit 160. The electric motor 110 and the control unit 160 operate with electric power supplied from the battery 90.

（電動補助装置の動作）
次に、電動補助装置１００の動作について説明する。具体的には、電動補助装置１００が電気モータ１１０の回転速度を調整する動作について説明する。図７は、電気モータ１１０の回転速度の調整動作フローである。 (Operation of the electric auxiliary device)
Next, the operation of the electric assist device 100 will be described. Specifically, the operation in which the electric auxiliary device 100 adjusts the rotation speed of the electric motor 110 will be described. FIG. 7 is an operation flow for adjusting the rotation speed of the electric motor 110.

図７に示すように、電動補助自転車１０の乗り手が電動補助自転車１０に乗り、クランクペダル５２Ｌ，５２Ｒを漕ぐ（ステップＳ１０）。   As shown in FIG. 7, the rider of the battery-assisted bicycle 10 rides on the battery-assisted bicycle 10 and pedals the crank pedals 52L and 52R (step S10).

電動補助自転車１０の乗り手がクランクペダル５２Ｌ，５２Ｒを漕ぐと、クランク軸１４０及びセンサ側ギア１２５が回転する（ステップＳ２０）。   When the rider of the battery-assisted bicycle 10 rides the crank pedals 52L and 52R, the crankshaft 140 and the sensor side gear 125 rotate (step S20).

センサ側ギア１２５が回転すると、トルクセンサ１２０のセンサ軸１２１が回転する（ステップＳ３０）。   When the sensor side gear 125 rotates, the sensor shaft 121 of the torque sensor 120 rotates (step S30).

センサ軸１２１が回転すると、ギア１２２を介してモータ側ギア１１５が回転する（ステップＳ４０）。   When the sensor shaft 121 rotates, the motor side gear 115 rotates through the gear 122 (step S40).

センサ側ギア１２５及びモータ側ギア１１５が回転すると、トルクセンサ１２０は、センサ側ギア１２５のトルクと、モータ側ギア１１５のトルクとのトルク差を検出する（ステップＳ５０）。   When the sensor side gear 125 and the motor side gear 115 rotate, the torque sensor 120 detects the torque difference between the torque of the sensor side gear 125 and the torque of the motor side gear 115 (step S50).

制御部１６０は、トルクセンサ１２０が検出したセンサ側ギア１２５と、モータ側ギア１１５とのトルク差に基づいて、電気モータ１１０の回転速度を調整する（ステップＳ６０）。例えば、制御部１６０は、センサ側ギア１２５のトルクがモータ側ギア１１５のトルクよりも大きい場合、電気モータ１１０の回転速度を上昇させる。   The controller 160 adjusts the rotational speed of the electric motor 110 based on the torque difference between the sensor side gear 125 and the motor side gear 115 detected by the torque sensor 120 (step S60). For example, when the torque of the sensor side gear 125 is larger than the torque of the motor side gear 115, the control unit 160 increases the rotation speed of the electric motor 110.

（作用・効果）
電動補助装置１００によれば、トルクセンサ１２０は、クランク軸１４０に固着されるセンサ側ギア１２５と係合するため、トルクセンサ１２０をクランク軸１４０から離隔して配設することができる。すなわち、電動補助装置１００によれば、クランク軸１４０周囲における電動補助装置１００の構造が簡素化されるため、一般的な自転車と同様の形状を有する車体フレーム２０に電動補助装置１００を搭載することができる。 (Action / Effect)
According to the electric auxiliary device 100, the torque sensor 120 engages with the sensor-side gear 125 fixed to the crankshaft 140, so that the torque sensor 120 can be disposed away from the crankshaft 140. That is, according to the electric auxiliary device 100, since the structure of the electric auxiliary device 100 around the crankshaft 140 is simplified, the electric auxiliary device 100 is mounted on the vehicle body frame 20 having the same shape as a general bicycle. Can do.

本実施形態では、トルクセンサ１２０は、クランク軸１４０の軸線Ｌ１を基準として区画される後方側に配設される。一方、電気モータ１１０は、軸線Ｌ１を基準として区画される前方側に配設される。このため、軸線Ｌ１を基準として区画される何れか一方側に電気モータ１１０及びトルクセンサ１２０を集中して配設する場合と比較して、電動補助装置１００の上下方向のサイズを小さくできる。   In the present embodiment, the torque sensor 120 is disposed on the rear side that is partitioned with the axis L1 of the crankshaft 140 as a reference. On the other hand, the electric motor 110 is disposed on the front side partitioned with the axis L1 as a reference. For this reason, compared with the case where the electric motor 110 and the torque sensor 120 are concentrated and arranged on either one side partitioned with the axis L1 as a reference, the size of the electric auxiliary device 100 in the vertical direction can be reduced.

さらに、本実施形態では、トルクセンサ１２０よりもサイズが大きい電気モータ１１０が前方側に配設されるため、後輪４０と電動補助装置１００との間に設けるべき空隙を容易に確保することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the electric motor 110 having a size larger than that of the torque sensor 120 is disposed on the front side, it is possible to easily ensure a gap to be provided between the rear wheel 40 and the electric auxiliary device 100. it can.

本実施形態では、モータ側ギア１１５の直径は、クランク軸支持部２１の直径よりも大きい。このため、ギア１２２を介してモータ側ギア１１５と係合するトルクセンサ１２０が、クランク軸１４０からさらに離隔する。トルクセンサ１２０がクランク軸１４０からさらに離隔することによって、クランク軸１４０近傍にトルクセンサ１２０やギア１２２が配設されることが避けられるため、電動補助装置１００の搭載に流用することができる一般的な自転車の車体フレームの種類が増大する。   In the present embodiment, the diameter of the motor side gear 115 is larger than the diameter of the crankshaft support portion 21. For this reason, the torque sensor 120 that engages with the motor-side gear 115 via the gear 122 is further separated from the crankshaft 140. Since the torque sensor 120 is further separated from the crankshaft 140, the torque sensor 120 and the gear 122 can be avoided from being disposed in the vicinity of the crankshaft 140. The number of bicycle body frames increases.

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 (Other embodiments)
Although the contents of the present invention have been disclosed through the embodiments of the present invention as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。上述した実施形態では、磁歪式のトルクセンサが用いられていたが、トルクセンサは、必ずしも磁歪式でなくても構わない。   For example, the embodiment of the present invention can be modified as follows. In the above-described embodiment, the magnetostrictive torque sensor is used. However, the torque sensor is not necessarily limited to the magnetostrictive type.

上述した実施形態では、モータ側ギア１１５の直径は、クランク軸支持部２１の直径よりも大きく設定されていたが、モータ側ギア１１５の直径は、必ずしもクランク軸支持部２１の直径よりも大きく設定されていなくてもよい。   In the embodiment described above, the diameter of the motor side gear 115 is set larger than the diameter of the crankshaft support portion 21, but the diameter of the motor side gear 115 is not necessarily set larger than the diameter of the crankshaft support portion 21. It does not have to be.

また、電気モータ１１０及びトルクセンサ１２０の配設位置は、上述した実施形態に限定されない。例えば、軸線Ｌ１を基準として区画される後方側に電気モータ１１０を配設してもよい。   Further, the arrangement positions of the electric motor 110 and the torque sensor 120 are not limited to the above-described embodiments. For example, you may arrange | position the electric motor 110 in the back side divided on the basis of the axis line L1.

上述した実施形態では、チェーン６０及びスプロケット１３０が用いられていたが、チェーン６０及びスプロケット１３０に代えて、コッグドベルト及びプーリーを用いても構わない。   In the embodiment described above, the chain 60 and the sprocket 130 are used. However, instead of the chain 60 and the sprocket 130, a cogged belt and a pulley may be used.

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments that are not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の実施形態に係る電動補助自転車の右側面図である。1 is a right side view of a battery-assisted bicycle according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電動補助装置の左斜め前方からの概略斜視図である。It is a schematic perspective view from the diagonally left front of the electric auxiliary apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電動補助装置の右斜め後方からの概略斜視図である。It is a schematic perspective view from the diagonally right back of the electric auxiliary apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電動補助装置の平面図である。It is a top view of the electric auxiliary equipment concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電動補助装置を収容する収容ケースの図示を省略した電動補助装置の平面図である。It is a top view of the electric auxiliary device which omitted illustration of the storage case which stores the electric auxiliary device concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電動補助装置の概略機能ブロック図である。It is a general | schematic functional block diagram of the electric auxiliary device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電動補助装置の動作フローである。It is an operation | movement flow of the electric auxiliary apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０…電動補助自転車、２０…車体フレーム、２１…クランク軸支持部、３０…前輪、４０…後輪、５１Ｌ，５１Ｒ…クランク、５２Ｌ，５２Ｒ…クランクペダル、６０…チェーン、９０…バッテリ、１００…電動補助装置、１１０…電気モータ、１１１…回転軸、１１２…ギア、１１５…モータ側ギア、１２０…トルクセンサ、１２１…センサ軸、１２２，１２３…ギア、１２５…センサ側ギア、１３０…スプロケット、１４０…クランク軸、１５０…収容ケース、１６０…制御部、Ｌ１…軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric assistance bicycle, 20 ... Body frame, 21 ... Crankshaft support part, 30 ... Front wheel, 40 ... Rear wheel, 51L, 51R ... Crank, 52L, 52R ... Crank pedal, 60 ... Chain, 90 ... Battery, 100 ... Electric assist device, 110 ... electric motor, 111 ... rotary shaft, 112 ... gear, 115 ... motor side gear, 120 ... torque sensor, 121 ... sensor shaft, 122,123 ... gear, 125 ... sensor side gear, 130 ... sprocket, 140 ... crankshaft, 150 ... housing case, 160 ... control unit, L1 ... axis

Claims (6)

電気モータとトルクセンサとを用いて、所望の走行速度で走行するために必要となるクランクペダルの踏力を低減させる電動補助自転車の電動補助装置であって、
前記クランクペダルと連結されるクランク軸と、
前記電動補助自転車の車輪に動力を伝える無端伝達帯と係合し、前記無端伝達帯を所定の軌道に沿って回転させる輪状体と、
前記クランク軸に固着されるセンサ側ギアと、
前記輪状体に固着されるとともに、前記電気モータと係合するモータ側ギアと
を備え、
前記トルクセンサは、前記センサ側ギア及び前記モータ側ギアと係合し、前記センサ側ギアと前記モータ側ギアとのトルク差を検出する電動補助装置。 An electric assist device for an electric assist bicycle that uses an electric motor and a torque sensor to reduce the pedal effort of a crank pedal required for traveling at a desired traveling speed,
A crankshaft coupled to the crank pedal;
A ring-shaped body that engages with an endless transmission band that transmits power to the wheels of the battery-assisted bicycle, and rotates the endless transmission band along a predetermined track;
A sensor side gear fixed to the crankshaft;
A motor-side gear fixed to the ring-shaped body and engaged with the electric motor;
The torque sensor is an electric auxiliary device that engages with the sensor side gear and the motor side gear and detects a torque difference between the sensor side gear and the motor side gear. 前記トルクセンサは、前記クランク軸の軸線を基準として区画される一側方に配設され、
前記電気モータは、前記軸線を基準として区画され、前記一側方と反対側に位置する他側方に配設される請求項１に記載の電動補助装置。 The torque sensor is disposed on one side defined with reference to the axis of the crankshaft,
The electric auxiliary device according to claim 1, wherein the electric motor is partitioned on the basis of the axis, and disposed on the other side opposite to the one side. 前記無端伝達帯は、前記電動補助自転車の後輪に前記動力を伝え、
前記電気モータは、前記トルクセンサよりも前方に配設される請求項２に記載の電動補助装置。 The endless transmission band transmits the power to the rear wheel of the battery-assisted bicycle,
The electric auxiliary device according to claim 2, wherein the electric motor is disposed in front of the torque sensor. 前記クランク軸は、前記クランク軸を回転可能に支持するクランク軸支持部を有する車体フレームによって支持され、
前記モータ側ギアの直径は、前記クランク軸支持部の直径よりも大きい請求項１に記載の電動補助装置。 The crankshaft is supported by a vehicle body frame having a crankshaft support portion that rotatably supports the crankshaft,
The electric auxiliary device according to claim 1, wherein a diameter of the motor side gear is larger than a diameter of the crankshaft support portion. 前記トルクセンサは、磁場を印加することによって物体の長さが変化する磁歪を利用する磁歪式である請求項１に記載の電動補助装置。   The electric auxiliary device according to claim 1, wherein the torque sensor is a magnetostrictive type that uses magnetostriction in which the length of an object changes by applying a magnetic field. 請求項１乃至請求項５の何れかの電動補助装置を備える電動補助自転車。   A battery-assisted bicycle comprising the battery-assisted device according to any one of claims 1 to 5.
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