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技術 電動駆動力補助装置

出願人 株式会社リンクアップ
発明者 桜木邦男
出願日 1998年6月22日 (22年6ヶ月経過) 出願番号 1998-189626
公開日 2000年1月11日 (20年11ヶ月経過) 公開番号 2000-006875
状態 未査定
技術分野 車両の乗手推進、伝動装置
主要キーワード 駆動力伝達構造 受けローラー 後付けタイプ ワンウエイクラッチ機構 弦巻バネ スプロケットギヤ 既存装置 取り付け対象
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年1月11日)のものです。
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図面 (8)

課題

製造コストが低く、必要に応じて人力駆動に対して効率よく補助駆動力補給して人力を軽減すると共に自転車の安全走行を確保することのできる電動駆動補助装置を提供する。

解決手段

タイヤ接触駆動方式により人力駆動を補助する電動駆動力補助装置において、後輪ギヤクランクギヤ6の間に巻装されたチェーン10に噛み合わせたスプロケットギヤ11と、駆動モータ12と、タイヤ圧接して後輪7を補助駆動するローラー15とを有し、該駆動モータ12の回転駆動をローラー15に伝導する、駆動モータのプーリー13とローラーのプーリー14とがベルトまたはチェーン16により巻装されてなる駆動部2と、を備え、前記スプロケットギヤ11と駆動部2は、クランク軸8を収容するパイプ9に回動自在に取り付けられたユニット1に一体的に配設される。

概要

背景

近年、自転車等の人力による駆動に電動モータによる補助駆動力補給して、人力を軽減する装置、方法が各種提案されている。例えば、本出願人が提案した特願平10−73046号や特開平4−244496号公報、特開平7−315280号公報等に開示されている。

しかしながら、これらの提案においては、電動モータによる駆動力歯車により伝達するものであり、構造が複雑になるばかりでなく、モータによる駆動力を効率よく走行力として伝達できず無用電力を必要としている。また、歯車による複雑な駆動力伝達構造においては歯車の破損等によるトラブルの可能性も無視することができない。

また、これらの提案においては人力を軽減することに重点がおかれ、自転車の安全走行の点の考慮が不十分である。自転車に対して人力以上の駆動力をアシストしたり、一定スピード以上の走行時において駆動力をアシストすると、運転者予期せぬ事故の発生に繋がるおそれがある。このような事故を未然に防止して自転車の安全走行を確保するために自転車の電動機による補助駆動に対しては一定の規制が設けられている。

概要

製造コストが低く、必要に応じて人力駆動に対して効率よく補助駆動力を補給して人力を軽減すると共に自転車の安全走行を確保することのできる電動駆動補助装置を提供する。

タイヤ接触駆動方式により人力駆動を補助する電動駆動力補助装置において、後輪ギヤクランクギヤ6の間に巻装されたチェーン10に噛み合わせたスプロケットギヤ11と、駆動モータ12と、タイヤ圧接して後輪7を補助駆動するローラー15とを有し、該駆動モータ12の回転駆動をローラー15に伝導する、駆動モータのプーリー13とローラーのプーリー14とがベルトまたはチェーン16により巻装されてなる駆動部2と、を備え、前記スプロケットギヤ11と駆動部2は、クランク軸8を収容するパイプ9に回動自在に取り付けられたユニット1に一体的に配設される。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
5件

この技術が所属する分野

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請求項1

自転車等の人力駆動車に装着され、タイヤ接触駆動方式により人力駆動を補助する電動駆動補助装置において、後輪ギヤクランクギヤ(6)の間に巻装されたチェーン(10)に噛み合わせたスプロケットギヤ(11)と、駆動モータ(12)と、タイヤ圧接して後輪(7)を補助駆動するローラー(15)とを有し、該駆動モータ(12)の回転駆動を該ローラー(15)に伝達する、駆動モータのプーリー(13)とローラーのプーリー(14)とがベルトまたはチェーン(16)により巻装されてなる駆動部(2)と、を備え、前記スプロケットギヤ(11)と駆動部(2)は、クランク軸(8)を収容するパイプ(9)に回動自在に取り付けられたユニット(1)に一体的に配設され、前記チェーン(10)に張力が作用したときは、スプロケットギヤ(11)の上方への変位に伴い駆動部(2)の端部が上方に変位して前記ローラー(15)がタイヤに圧接して駆動モータ(12)の駆動力により後輪(7)を補助駆動し、前記チェーン(10)に張力が作用しないときは、スプロケットギヤ(11)の下方への変位に伴い駆動部(2)の端部が下方に変位して前記ローラー(15)がタイヤから離間し、人力のみにより駆動するように構成されることを特徴とする電動駆動力補助装置。

請求項2

人力のトルクを検出するための前記チェーン(10)に作用する張力を検出するチェーン張力センサ(21)と、前記スプロケットギヤ(11)の回転を検出するスプロケットギヤ回転センサ(22)と、走行速度を検出するための前記駆動モータ(12)の回転数を検出する駆動モータ回転センサ(23)と、これらから得られる信号出力モータ駆動電流を比較する比較手段(24)と、人力に対する補助駆動力比率使用環境適合する制御条件を記憶する記憶手段(25)と、前記比較手段(24)の出力と前記記憶手段(25)の出力とを演算する演算手段(26)と、前記演算手段(26)の出力により駆動を制御する駆動制御手段(27)と、を備え、前記駆動制御手段(27)の出力に基づいて、駆動モータ(12)の始動および停止ならびに駆動モータ(12)による補助駆動量の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の電動駆動力補助装置。

請求項3

前記チェーン張力センサ(21)が導電ゴム(31)であり、該導電ゴムを前記スプロケットギヤ(11)の回転軸(32)の上方に配設し、前記チェーン(10)に作用する張力を検出することを特徴とする請求項2に記載の電動駆動力補助装置。

請求項4

前記後輪(7)を補助駆動するローラー(15)は、金属製または硬質プラスチック製であり、その表面が内側方向に湾曲してなり、該表面には一定間隔溝切りまたは滑り止め材の埋め込みが施されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電動駆動力補助装置。

請求項5

前記駆動モータのプーリー(13)とローラーのプーリー(14)とがタイミングベルトにより巻装されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動駆動力補助装置。

請求項6

前記ローラー(15)に配設されたプーリー(14)がワンウエイクラッチ機構により構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電動駆動力補助装置。

請求項7

前記ローラー(15)がタイヤから離間した状態を保証するために駆動部(2)の端部が下方に位置するように付勢するバネ(17)を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の電動駆動力補助装置。

請求項8

前記クランク軸を収容するパイプ(9)に取り付け可能に構成されたスプロケットギヤ(11)その他の構成要素を含む前記ユニット(1)が後付け用ユニットとして一体的に構成された電動駆動力補助装置であって、該ユニットを既存装置の適宜部位に対して装着可能としたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の電動駆動力補助装置。

請求項9

前記取り付け対象装置が、自転車であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の電動駆動力補助装置。

技術分野

0001

本発明は、自転車車いす等の人力駆動車に装着され、タイヤ接触駆動方式により人力駆動を一定条件下補助する電動駆動補助装置に関する。

背景技術

0002

近年、自転車等の人力による駆動に電動モータによる補助駆動力補給して、人力を軽減する装置、方法が各種提案されている。例えば、本出願人が提案した特願平10−73046号や特開平4−244496号公報、特開平7−315280号公報等に開示されている。

0003

しかしながら、これらの提案においては、電動モータによる駆動力歯車により伝達するものであり、構造が複雑になるばかりでなく、モータによる駆動力を効率よく走行力として伝達できず無用電力を必要としている。また、歯車による複雑な駆動力伝達構造においては歯車の破損等によるトラブルの可能性も無視することができない。

0004

また、これらの提案においては人力を軽減することに重点がおかれ、自転車の安全走行の点の考慮が不十分である。自転車に対して人力以上の駆動力をアシストしたり、一定スピード以上の走行時において駆動力をアシストすると、運転者予期せぬ事故の発生に繋がるおそれがある。このような事故を未然に防止して自転車の安全走行を確保するために自転車の電動機による補助駆動に対しては一定の規制が設けられている。

0005

本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであり、構造を複雑にすることなく製造コストが低く、必要に応じて人力駆動に対して効率よく補助駆動力を補給して人力を軽減すると共に自転車の安全走行を確保することのできる電動駆動力補助装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は上記した課題を解決するためのものであり、請求項1記載の電動駆動力補助装置は、自転車等の人力駆動車に装着され、タイヤ接触駆動方式により人力駆動を補助する電動駆動力補助装置において、後輪ギヤクランクギヤ6の間に巻装されたチェーン10に噛み合わせたスプロケットギヤ11と、駆動モータ12と、タイヤ圧接して後輪7を補助駆動するローラー15とを有し、該駆動モータ12の回転駆動を該ローラー15に伝導する、駆動モータのプーリー13とローラーのプーリー14とがベルトまたはチェーン16により巻装されてなる駆動部2と、を備え、前記スプロケットギヤ11と駆動部2は、クランク軸8を収容するパイプ9に回動自在に取り付けられたユニット1に一体的に配設され、前記チェーン10に張力が作用したときは、スプロケットギヤ11の上方への変位に伴い駆動部2の端部が上方に変位して前記ローラー15がタイヤに圧接して駆動モータ12の駆動力により後輪7を補助駆動し、前記チェーン10に張力が作用しないときは、スプロケットギヤ11の下方への変位に伴い駆動部2の端部が下方に変位して前記ローラー15がタイヤから離間し、人力のみにより駆動するように構成されることを特徴とするものである。

0007

請求項1記載の電動駆動力補助装置によれば、自転車を走行させるために運転者がペダルを踏むとクランクギヤ6が前方に回転し、これに巻装されているチェーン10に張力が作用してチェーン10に噛み合わせたスプロケットギヤ11が上方に変位する。これに伴い、スプロケットギヤ11とユニット1に一体的に配設された駆動部2の端部に取り付けられたローラー15が上方に変位して後輪7のタイヤに圧接し、駆動モータ12の回転力により後輪7を補助駆動することができる。

0008

これに対して、運転者がペダルを踏むことを中止すると、チェーン10に張力が作用しなくなりチェーン10に噛み合わせたスプロケットギヤ11が下方に変位する。これに伴い、前記駆動部2の端部に取り付けられたローラー15も下方に変位して後輪7のタイヤから離れ、駆動モータ12による補助駆動は中止される。

0009

請求項2記載の電動駆動力補助装置は、上記した請求項1記載の特徴点に加え、人力のトルクを検出するための前記チェーン10に作用する張力を検出するチェーン張力センサ21と、前記スプロケットギヤ11の回転を検出するスプロケットギヤ回転センサ22と、走行速度を検出するための前記駆動モータ12の回転数を検出する駆動モータ回転センサ23と、これらから得られる信号出力モータ駆動電流を比較する比較手段24と、人力に対する補助駆動力の比率使用環境適合する制御条件を記憶する記憶手段25と、前記比較手段24の出力と前記記憶手段25の出力とを演算する演算手段26と、前記演算手段26の出力により駆動を制御する駆動制御手段27と、を備え、前記駆動制御手段27の出力に基づいて、駆動モータ12の始動および停止ならびに駆動モータ12による補助駆動量の制御を行うことを特徴とする。

0010

請求項2記載の電動駆動力補助装置によれば、スプロケットギヤ回転センサ22によりスプロケットギヤ11の回転が検出されるとこの信号を受けて駆動モータ12が始動し、スプロケットギヤ11の回転が中止されると駆動モータ12が停止する。チェーン張力センサ21により人力のトルクが検出されるとこの信号を受けて当該トルクに相応する駆動モータの出力量が制御される。また、駆動モータ回転センサ23により走行速度が検出されるとこの信号を受けて当該走行速度に相応した駆動モータの出力量が制御される。これにより、補助駆動量は人力以上とはせず、一定スピード以上の走行時には駆動力は補給しないようして自転車の安全走行を確保することができる。

0011

請求項3に記載の電動駆動力補助装置は、前記チェーン張力センサ21が導電ゴム31であり、該導電ゴム31を前記スプロケットギヤ11の回転軸32の上方に配設し、前記チェーン10に作用する張力を検出することを特徴とする。このような構成を採用することにより、外部から加えられる人力をセンサにより検出し、この検出結果を基礎にしてモータによる補助駆動力のきめ細かな制御を行うことができる。

0012

請求項4に記載の電動駆動力補助装置は、前記後輪7を補助駆動するローラー15が、金属製または硬質プラスチック製であり、その表面が内側方向に湾曲してなり、該表面には一定間隔溝切りまたは滑り止め材の埋め込みが施されていることを特徴とする。このため、ローラー15がタイヤに圧接する際のタイヤとの圧接度及び摩擦係数を高め両者間のスリップを阻止することができる。

0013

請求項5に記載の電動駆動力補助装置は、前記駆動モータのプーリー13とローラーのプーリー14とがタイミングベルトにより巻装されることを特徴とする。このため、駆動モータ12の回転を効率よくかつ確実にローラー15に伝達することができる。

0014

請求項6に記載の電動駆動力補助装置は、前記ローラー15に配設されたプーリー14がワンウエイクラッチ機構により構成されることを特徴とする。このため、走行の障害とはならず駆動モータ12を破損することもない。

0015

請求項7に記載の電動駆動力補助装置は、前記ローラー15がタイヤから離間した状態を保証するために駆動部2の端部が下方に位置するように付勢するバネ17を備えることを特徴とする。これにより、一定の条件下においてしか前記ローラー15とタイヤが接触することはない。

0016

請求項8に記載の電動駆動力補助装置は、前記クランク軸8を収容するパイプ9に取り付け可能に構成されたスプロケットギヤ11その他の構成要素を含む前記ユニット1が後付け用ユニットとして一体的に構成されたものであって、該ユニットを既存装置の適宜部位に対して装着可能としたことを特徴とする。このような構成を採用することにより、本装置を既存の装置、例えば自転車、車椅子等に取り付けることにより、容易に電動駆動力補助装置付き自転車等に改造することができる。また、請求項9に記載の電動駆動力補助装置は、本装置の取り付け対象装置が自転車であることを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0017

次に本発明の実施の形態を添付図を参照しながら説明する。図1は本発明に係る電動駆動力補助装置の主要構成を示す斜視図、図2は主要構成の平面図、図3は本発明に係る電動駆動力補助装置の変位を説明する図、図4は本発明に係る電動駆動力補助装置のスプロケットギヤの変位を説明する図、図5はチェーン張力センサ、スプロケットギヤ回転センサ、駆動モータ回転速度センサ等を用いた実施例の制御ブロック図、図6はチェーン張力センサの構成例を示す要部拡大図、図7は本発明に係る電動駆動力補助装置を取り付けた自転車の側面図である。

0018

図1、2において、11はスプロケットギヤであり、後輪のギヤとクランクギヤ6の間に巻装されたチェーン10に常時噛み合っており、チェーンの動きに伴い回転するようになっている。12は駆動原である駆動モータであり、スプロケットギヤ11の回転により始動する。13は前記駆動モータ12の回転を伝達するプーリーであり、14はプーリー13からの回転を受けローラー15を回転させるプーリーである。15はタイヤに圧接して後輪7を補助駆動するローラーである。16はプーリー13とプーリー14との間に巻装されたベルトまたはチェーンである。17は前記ローラー15がタイヤから離間した状態を保証するために駆動部2の端部が下方に位置するように付勢するバネである。

0019

図に示すように、ユニット1は、前記駆動モータ12、ローラー15等により構成される駆動部2を底部に、スプロケットギヤ11を上部に配設して一体として構成されており、該ユニット1はクランク軸8を収容するパイプ9に回動自在に取り付けられている。従って、スプロケットギヤ11が上方に移動すると駆動部2も上方に移動することになる。

0020

前記後輪7を補助駆動するローラー15は、金属製または硬質プラスチック製とし、その表面が内側方向に湾曲している。そして該ローラー15の表面には一定間隔に溝切りまたは滑り止め材の埋め込み等が施されている。このようにローラー15の材質、形状等を構成することにより、ローラー15がタイヤに圧接する際にタイヤがローラー15に食い込み、タイヤとの圧接度及び摩擦係数を高め両者間のスリップを防止して駆動モータ12の駆動力を効率よく後輪7に伝達できる。なお、ローラー15の材質、形状等については上記に限定されるものでなく、タイヤに対する圧接度を増しタイヤとの摩擦係数を高めるものであれば、各種材質、形状とすることが可能であり、例えば材質を硬質ゴム等とすることもできる。

0021

前記駆動モータ12のプーリー13とローラー15のプーリー14とを巻装するものは各種ベルトやチェーン16とすることができるが、これをタイミングベルトとすることができる。タイミングベルトにすることにより、装置そのものの軽量化が図れると共に、駆動モータ12の回転を効率よくかつ確実にローラー15に伝達することができる。

0022

前記ローラー15に配設されたプーリー14はワンウエイクラッチ機構により構成されている。したがって、後輪7の回転数が駆動モータ12の回転数より高い場合には該ローラー15のみが回転して後輪7の高速回転を駆動モータ12に伝達することはない。従って、ローラー15がタイヤに接触していても自転車の走行には障害とはならず、駆動モータ12を破損することもない。

0023

また、ローラー15がタイヤから離間した状態、すなわち駆動部2の端部が下方に変位した状態を保持するように付勢するバネ17を、例えば一方をクランク軸8を収容するパイプ9に巻き付け他方をユニット1の適宜部位に取り付けることができる。これにより、例えば自転車が走行する路面の状態が悪かったり、障害物ぶつかった場合等において、駆動部2の端部が上方に変位してローラー15がタイヤに接触することを阻止することが可能となる。従って、一定の条件下においてのみ前記ローラー15とタイヤが接触することを保証できる。なお、このバネ17は棒状または板状のバネに限られるものでなく、弦巻バネをユニット1の底部に取り付けることもできる。

0024

このように構成された本発明において、自転車を進行させるために運転者がペダルを踏むと、クランクギヤ6が前方向に回転しチェーン10に張力が作用する。このチェーン10の張力はペダルの踏力が大きければ大きいほど強く作用し、ペダルを踏むことを中止した場合やペダルを逆方向に空回りさせた場合にはチェーン10には張力は作用しない。

0025

チェーン10に張力が作用すると、図4実線に示すように、スプロケットギヤ11が上方に変位する。このスプロケットギヤ11が上方に変位すると、図3の実線に示すように、この変位に伴って駆動部2の端部が上方に変位し、駆動部2の端部に配設された前記ローラー15が後輪7のタイヤに圧接する。また、チェーン10の動きに伴いスプロケットギヤ11が回転し、このスプロケットギヤ11の回転により駆動モータ12が駆動を開始し、モータ12の駆動がプーリー13、プーリー14によりローラー15に伝達される。これにより後輪7のタイヤに圧接したローラー15の回転により後輪7を補助駆動する。

0026

一方、チェーン10に張力が作用しないときは、図4鎖線に示すようにスプロケットギヤ11は下方に変位する。スプロケットギヤ11が下方に変位すると、図3の鎖線に示すように、この変位に伴って駆動部2の端部が下方に変位し、駆動部2の端部に配設された前記ローラー15がタイヤから離間し、後輪7を回転させることなく、自転車は人力のみにより駆動されることになる。

0027

また、本発明に係る電動駆動力補助装置には、チェーン張力センサ21、スプロケットギヤ回転センサ22、駆動モータ回転センサ23が設けられ、これらの出力に基づいて駆動モータ12の始動および停止ならびに駆動モータ12による補助駆動量等の制御を行う制御装置が備えられている。

0028

チェーン張力センサ21は人のペダルの踏力を検出するものである。ペダルにかかる踏力の増加に伴ってチェーン10に作用する張力が増すことにより、スプロケットギヤ11の上昇しようとする力に変化が生じる。この場合、例えば図6に示すように、スプロケットギヤ11の回転軸32を上下動可能のように構成し、回転軸32を弦巻バネ等により下方に位置するように付勢しておき、スプロケットギヤ11の回転軸の上昇力の変化を適宜センサで検出すればよい。このような張力センサ21は、電極33と電極34の間に例えば導電ゴム31を挟み込んだセンサをスプロケットギヤ11の回転軸の上方に固定し、スプロケットギヤ11の上昇の変化を該導電ゴムの電気抵抗の変化として検出し、ペダルの踏力の検出を行うことができる。

0029

なお、ここで採用するセンサとしては導電ゴム式に限られず、セラミック振動子外力に対する共振周波数の変化の利用、ストレインゲージのように外力に対する電気抵抗の変化の利用など、外力の変化を電気的出力の変化として導出できるものであればいずれでも採用可能である。

0030

このようにして検出されたペダルの踏力を表す信号を加味してモータ12の駆動状態を制御することにより、補助駆動力が人力以上にならないように駆動モータ12の出力量を制御すると共に、人力(ペダルの踏力)の負荷が大きい場合には駆動モータの出力量を大きくし、負荷が小さい場合には出力量を小さくすることができる。したがって、乗り心地運転効率、安全走行に対応した優れた適切な運用が可能となる。

0031

スプロケットギヤ回転センサ22はスプロケットギヤ11の回転を検出するものであり、このセンサがスプロケットギヤ11の回転を検出すると、この検出結果を受けて駆動モータ12が駆動を開始する。スプロケットギヤ11の回転が検出されない場合は駆動モータ12は駆動を中止する。従って、運転者がペダルを踏み自転車が進行するときは駆動モータ12が駆動し当該人力に相応した駆動力を補給し、ペダルを踏むのを中止した場合や自転車が静止している場合は駆動モータ12は駆動せず駆動力は補給されない。

0032

駆動モータ回転センサ23は、駆動モータの回転数に基づいて自転車の後輪7の回転数を求めて自転車の走行速度を検出するものである。このセンサの検出結果により走行速度に相応したきめ細かな駆動モータ12による駆動量を補給することができる。

0033

図5は、これら各センサ21、22、23を使用した実施の形態の制御ブロック図である。この制御回路は、比較部24、記憶部25、演算部26、駆動制御部27を備えている。比較部24は、チェーン張力センサ21、スプロケットギヤ回転センサ22、駆動モータ回転センサ23の出力を比較し、さらにモータ電流センサ28の出力を案して対応する出力を発生するものである。

0034

記憶部25は、適用装置、ここでは自転車の運転状況に応じて駆動モータ12を最適駆動させるために必要なデータを記憶せしめておくものである。このデータには、人力に対する補助駆動力の比率の他に使用環境に適合する制御条件、例えば上り坂下り坂平坦路における加速制動に伴う減速等に適合するデータ等を記憶しておく。このような記憶データと、前述の比較部24の出力から得られる信号とを演算部26において演算し、その演算結果に基づいて駆動制御部27によって駆動モータ12の始動および停止ならびに駆動モータ12による補助駆動量の制御を行うものである。従って、乗り手に違和感を持たせず、かつ自転車の安全な走行が可能となる。

0035

また、本発明に係る電動駆動力補助装置は、既存装置特に自転車に対して後付けタイプとすることができる。クランク軸8を収容するパイプ9に取り付け可能に構成されたスプロケットギヤ11その他の構成要素を含む前記ユニット1を後付け用ユニットとして一体的に用意して、これを既存の自転車に容易に装着できる。このような構成を採用することにより、本装置を自転車、車椅子等に取り付けることにより、容易に電動駆動力補助装置付き自転車等に改造することができる。既存の自転車の構成を損なうことなく、そのまま取り付けることが可能であるため、電動駆動力補助装置を取り付けるための自転車の新たな設計を行う必要もない。

0036

なお、本発明に係る電動駆動力補助装置は、装置内に、塵、水等が入り込むのを防止すると共に安全性を確保するために、本装置全体をケーシングまたはカバー内に収納する。また、本装置を駆動するための電力はバッテリーにより供給されるが、このバッテリーは自転車のチェーンステー、下フレーム、後フレーム、後フォーク等に取り付け固定することができる。

0037

上記構成を備えた本発明に係る電動駆動力補助装置の動作について説明する。先ず、自転車を停止させた状態では、チェーン10に張力は作用していないから駆動部2の端部は下方に変位しており、ローラー15はタイヤには接触していない状態となっている。また、スプロケットギヤ11も回転していないから駆動モータ12も駆動しない。したがって、この状態では後輪7に対して駆動モータ12による駆動力の補給はなされない。

0038

自転車の走行を開始させる、すなわち人力でペダルに踏力を加えてクランクギヤ6を回転させることにより、スプロケットギヤ11が回転を開始し、チェーン10に張力が作用しスプロケットギヤ11が上方に変位する。これにより駆動モータ12が始動し、ローラー15はタイヤに圧接する。そして、例えば、自転車の走行速度が時速15km未満までは人力を越えない範囲で駆動モータ12による駆動力の補給がなされる。

0039

このような自転車の走行開始とき、自転車が走り出して間もないとき、坂道などで人力に大きな負荷がかかる場合は、駆動モータ12による比較的大きな駆動力の補給がなされ人力による踏力を補助するように機能し、自転車を楽に走行させることができる。

0040

自転車の走行速度が時速15km以上になると駆動モータ12による駆動力の補給は徐々に減少し、走行速度が時速24kmになると駆動モータ12による駆動力の補給はゼロとなる。この場合、駆動エネルギーの有効利用が可能で、かつ駆動モータ12の駆動によって危険速度まで加速することがなく、自転車の安全走行が確保される。また、走行中に、運転者が現状以上の速度を求めない場合には、ペダルを踏むことをやめれば、スプロケットギヤ11の回転が止まり、駆動モータ12の回転を停止させる。また、チェーン10に張力が作用していないのでローラー15はタイヤには接触していない状態となる。

0041

なお、上記の電動駆動力補助装置の使用例では、人力の乗り物として二輪の自転車に取り付けられた例を説明したが、人力の乗り物は、人力によって移動する乗り物であれば、上記の自転車に限られず、例えば車椅子であってもよく、車椅子に上記電動駆動力補助装置を取り付ければ同一の効果を奏することができる。

発明の効果

0042

以上詳述したように本発明に係る電動駆動力補助装置は、構造を複雑にすることなく製造コストが低く、必要に応じて人力駆動に対して効率よく補助駆動力を補給して人力を軽減することができる。

0043

また、本発明は、外部から加えられる人力、走行速度等をセンサにより検出し、この検出結果を加味して補助駆動量の制御を行うことができる。したがって、利用者に対して適切かつ違和感のない補助駆動が可能となり、安全走行を確保することができる。

0044

更に、自転車に対する後付け用ユニットとして構成された本発明の電動駆動力補助装置によれば、通常の足踏み式自転車に対して容易に取り付けが可能となり、補助動力付き自転車に改造することができる。

図面の簡単な説明

0045

図1本発明に係る電動駆動力補助装置の主要構成を示す斜視図である。
図2本発明に係る電動駆動力補助装置の主要構成を示す平面図である。
図3本発明に係る電動駆動力補助装置の変位を説明する図である。
図4本発明に係る電動駆動力補助装置のスプロケットギヤの変位を説明する図である。
図5本発明に係る電動駆動力補助装置にチェーン張力センサ、スプロケットギヤ回転センサ、駆動モータ回転速度センサ等を用いた実施例の制御ブロック図である。
図6本発明に係る電動駆動力補助装置のチェーン張力センサの構成例を示す要部拡大図である。
図7本発明に係る電動駆動力補助装置を取り付けた自転車の側面図である。

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0046

1ユニット
2 駆動部
6クランクギヤ
7後輪
8クランク軸
9パイプ
10チェーン
11スプロケットギヤ
12駆動モータ
13 駆動モータのプーリー
14ローラーのプーリー
15 ローラー
16ベルト、チェーン(タイミングベルト)
21チェーン張力センサ
22 スプロケットギヤ回転センサ
23 駆動モータ回転センサ
24比較部(比較手段)
25 記憶部(記憶手段)
26演算部(演算手段)
27駆動制御部(駆動制御手段)
28電流センサ
31電動ゴム
32回転軸
33、34 電極

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