CN106574876A - 用于在电动辅助移动体中使用的传感器、电动辅助单元、电动辅助移动体及转矩检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种响应性好的电动辅助移动体用的传感器。用于电动辅助移动体的传感器具备：环状的第一磁铁及第二磁铁，其沿着周向形成有N极和S极，以与驱动轴一起旋转的方式相互配置在同轴上；至少一对第一霍尔元件及至少一对第二霍尔元件，其用于检测第一磁铁及第二磁铁的磁场，并在周向相互隔开间隔而配置；变形部，其为以通过驱动轴旋转时的转矩在周向变形的方式构成的变形部件，且以通过变形使第一磁铁与第二磁铁的周向的相对位置变化的方式配置。

Description

用于在电动辅助移动体中使用的传感器、电动辅助单元、电动 辅助移动体及转矩检测方法

技术领域

本发明涉及在电动辅助移动体中用于检测转矩的技术。

背景技术

公知有可通过由电机驱动力产生的驱动力(辅助力)辅助由踏板的踏力产生的驱动力的电动辅助自行车。一般而言，在电动辅助自行车中，通过传感器检测踏板踏力(转矩)、车速及曲柄角度，控制装置基于传感器的检测结果决定最适合的辅助比(踏力与辅助力之比)，并基于所决定的辅助比对电机进行控制(例如，下述的专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特开2008－254592号公报

发明所要解决的课题

在上述的专利文献1中，踏板踏力、车速及曲柄角度通过两个传感器进行检测。即，踏板踏力由一个转矩传感器进行检测，车速及曲柄角度由另一个传感器进行检测。转矩传感器具备形成有用于收纳棘爪的凹部的棘爪部、固定于驱动轴的支承盘、配置于这些部件之间的盘簧、安装于棘爪部的环状的永久磁铁、用于检测永久磁铁的磁场的霍尔元件。自行车的使用者施加踏板踏力时，旋转力传递到棘爪部。这时，棘爪从棘爪部被施加与踏板踏力对应的第一力，棘爪的前端部与棘轮齿抵接，将第一力传递到棘轮齿。另一方面，形成有棘轮齿的棘轮齿部与链轮连结，棘爪的前端部从棘轮齿接受用于驱动的负载产生的第二力。即，棘爪在其两端接受相反方向的力即第一力及第二力。其结果是棘爪旋转而立起。通过该棘爪的立起，棘爪部沿轴线方向内侧移动，按压盘簧。盘簧与其对抗，使弹力作用于棘爪部。而且，棘爪部在盘簧的弹力和反映使棘爪部沿轴线方向移动的踏板踏力的力平衡的地点停止。随着该棘爪部的移动，安装于棘爪部的永久磁铁也移动，其结果，永久磁铁和霍尔元件的距离发生变化。通过检测伴随该距离的变化而产生的磁场的变化，来检测踏板踏力(转矩)。

但是，在上述的转矩传感器中，由于盘簧产生位移，相应地，从使用者施加踏力起至自行车开始动作，会产生时间差。因此，希望自行车相对于使用者对踏板的踩踏的响应性的提高。另外，由于盘簧，相应地，转矩传感器在轴线方向增大，因此，希望传感器的小型化。进而，从传感器的小型化、成本降低、制造工序数量的降低等观点出发，希望利用一个传感器能检测踏板踏力、车速及曲柄角度的全部。进而，希望传感器的灵敏度良好。这些希望并不限于电动辅助自行车，在可通过由电力产生的驱动力辅助由人力产生的驱动力的各种电动辅助移动体中通用。

发明内容

用于解决课题的技术方案

本发明是为解决上述课题的至少一部分而创立的，例如，可作为以下的方式实现。

根据本发明的第一方式，提供一种传感器，其用于在可通过由电力产生的第二驱动力辅助由人力产生的第一驱动力的电动辅助移动体中使用。该传感器具备：第一磁铁，其为沿着周向形成有N极和S极的环状的第一磁铁，并以与电动辅助移动体的驱动轴一起旋转的方式配置；第二磁铁，其为沿着周向形成有N极和S极的环状的第二磁铁，与第一磁铁同轴地配置，并以与驱动轴一起旋转的方式配置；至少一对第一霍尔元件，其用于检测第一磁铁的磁场，并在周向相互隔开间隔而配置；至少一对第二霍尔元件，其用于检测第二磁铁的磁场，并在周向相互隔开间隔而配置；变形部，其为以通过驱动轴旋转时的转矩在周向上变形的方式构成的变形部，且以通过变形使第一磁铁和第二磁铁的周向的相对位置变化的方式配置。

根据该传感器，基于第一霍尔元件或第二霍尔元件的检测结果，即基于随着驱动轴的旋转而由第一或第二霍尔元件检测的磁场的变化，能够检测驱动轴的旋转角度。另外，基于磁场的变化的周期，能够检测驱动轴的转速。进而，因变形部的变形产生的基于第一霍尔元件的检测结果确定的旋转角度和基于第二霍尔元件的检测结果确定的旋转角度的差即、第一磁铁和第二磁铁的旋转角度差和驱动轴的转矩存在相关关系。因此，基于该旋转角度差能够检测驱动轴的转矩。如以上所述，第一方式的传感器能够通过一个传感器检测转矩、旋转角度和转速(电动辅助移动体的移动速度)。另外，第一方式的传感器没有使用在轴线方向伸缩的弹簧，因此，相对于使用者给予电动辅助移动体操作第一驱动力的的响应性优异，并且紧凑。另外，传感器的输出即可以是转矩、旋转角度及转速其本身，也可以是与其对应的其它的物理量(例如磁场检测值)。

根据本发明的第二方式，在第一方式的基础上，至少一对第一霍尔元件的各自在周向上以形成90度的角度的方式配置，至少一对第二霍尔元件的各自在周向上以形成90度的角度的方式配置。根据该方式，能够容易地检测旋转角度。

根据本发明的第三方式，在第一或第二方式的基础上，第一霍尔元件及第二霍尔元件分别由多对构成。根据该方式，基于多对的检测结果，能够检测吸收了旋转的晃动的旋转角度，其结果是传感器的检测精度提高。

根据本发明的第四方式，在第一至第三任一方式的基础上，变形部是具有以安装有棘爪的方式构成的棘轮架和形成有棘轮齿部的棘轮的棘轮机构中的棘轮架的至少一部分。根据该方式，也可以将电动辅助移动体的一部分即棘轮机构的棘轮架作为变形部利用。因此，与设有传感器专用的变形部的情况相比，可以使传感器小型化。

根据本发明的第五方式，在第四方式的基础上，棘轮架具备：内侧部位，其具有在内侧形成有贯通孔的环状的内周部、从该内周部朝向径向外侧突出的第一突出部；外侧部位，其具有从内周部在径向上隔开间隔包围该内周部的外周部即安装有棘爪的外周部、从该外周部朝向径向内侧突出的第二突出部即在周向上从第一突出部隔开间隔配置的第二突出部；弹性部件，其在周向上由第一突出部和第二突出部夹持。内侧部位及外侧部位构成为同轴且可在周向上相对移动。根据该方式，通过弹性部件在第一突出部和第二突出部之间被压缩，产生第一磁铁和第二磁铁的旋转角度差。即，除弹性部件以外不产生变形，因此耐久性优异。

根据本发明的第六方式，在第四方式的基础上，棘轮架具备：环状的内周部，其在内侧形成有贯通孔；外周部，其为从内周部在径向隔开间隔包围该内周部的外周部，并安装有棘爪；多个连结部，其连结内周部和外周部之间并相互隔开间隔设置。根据该方式，通过连结部，降低棘轮架的周向的刚性，该棘轮架在周向易变形。其结果是转矩检测的灵敏度提高。

根据本发明的第七方式，在第六方式的基础上，连结部沿着与径向交叉的方向延伸。根据该方式，更进一步降低棘轮架的周向的刚性。其结果是转矩检测的灵敏度更加提高。

根据本发明的第八方式，在第六或第七方式的基础上，外周部的径向的宽度比与连结部延伸的方向正交的方向的连结部的宽度窄。根据该方式，在规定的程度以上的转矩作用于棘轮架的情况下，宽度相对窄的外周部朝向径向外侧膨胀，因此，棘轮架不会变形到规定的程度以上。因此，即使大的转矩作用在棘轮架，也能够抑制棘轮架的破坏。

根据本发明的第九方式，在第六至第八任一方式的基础上，连结部由弹性材料形成。根据该方式，棘轮架在周向更易变形，转矩检测的灵敏度更进一步提高。

根据本发明的第十方式，在第一至第三任一方式的基础上，传感器还具备以固定于驱动轴的周围的方式构成的筒状部件，第一磁铁配置于筒状部件的一端侧，第二磁铁配置于筒状部件的另一端侧。根据该方式，也适当起到第一至第三方式的效果。

根据本发明的第十一方式，提供一种电动辅助单元。该电动辅助单元具备第一至第十任一方式的传感器、用于产生第二驱动力的电机、以基于传感器的检测结果对电机进行控制的方式构成的控制装置。根据本发明的第十二方式，提供具备第十一方式的电动辅助单元的电动辅助移动体。根据该方式，起到与第一至第十方式同样的效果。

根据本发明的第十三方式，提供在可通过由电力产生的第二驱动力辅助由人力产生的第一驱动力的电动辅助移动体中，使用传感器，检测第一驱动力的转矩的方法。该方法具备下述工序：通过在周向相互隔开间隔配置的至少一对第一霍尔元件检测以与电动辅助移动体的驱动轴一起旋转的方式配置并沿着周向形成有N极和S极的环状的第一磁铁的磁场的工序；通过在周向相互隔开间隔配置的至少一对第二霍尔元件检测以与驱动轴一起旋转的方式配置并沿着周向形成有N极和S极的环状的第二磁铁的磁场的工序；基于通过根据驱动轴旋转时的转矩而在周向变形的变形部产生的角度差即基于第一霍尔元件的检测结果确定的驱动轴的旋转角度和基于第二霍尔元件的检测结果确定的驱动轴的旋转角度的角度差，对第一驱动力的转矩进行检测的工序。根据该方法，与第一方式同样，能进行响应性优异的转矩检测。另外，可以使传感器小型化。

附图说明

图1是表示作为本发明一实施例的电动辅助自行车的概略图；

图2是表示电动辅助自行车的电机的周边的概略图；

图3是表示电动辅助单元的构成的剖面图；

图4是表示传感器的构成的说明图；

图5是表示因转矩造成的棘轮架的变形而产生的第一磁铁和第二磁铁的旋转角度差的说明图；

图6是表示传感器的原理的示意图；

图7是表示第一磁铁及第二磁铁的旋转角度的说明图；

图8是表示棘轮机构的其它构成的说明图；

图9是表示传感器的其它构成的说明图。

具体实施方式

A第一实施例：

图1表示作为本发明一实施例的电动辅助自行车10的概略构成。电动辅助自行车10具备自行车主体20和电动辅助单元35。自行车主体20具备车架21、把手22、车座23、前轮24和后轮25。

在车架21的中央下端支承有驱动轴26使其可旋转，在其左右两端部，经由踏板曲柄27安装有踏板28。在驱动轴26，经由用于仅传递相当于电动辅助自行车10的前进方向的箭头A1的方向的旋转力的棘轮机构40(图1中图示省略，参照图3)，与驱动轴26同轴地安装有链轮29。在该链轮29和设置于后轮25的中央部的后轮动力机构31之间设置有环形链条32。

电动辅助单元35具备传感器50(图1中图示省略，参照后述的图3)和电机90。传感器50为了检测与电动辅助自行车10相关的规定的物理量而设置。作为该物理量包含有踏板28的踏力(转矩)、电动辅助自行车10的车速、踏板曲柄27的旋转角度。后述传感器50的详细情况。

电机90为了提供对由人力即使用者踩踏踏板28的踏力而产生的驱动力进行辅助的驱动力(辅助力)而设置。通过电机90产生的驱动力经由齿轮(图示省略)作用在用于将踏板28的踏力传递到链轮29的传递齿轮。由此，踏力和辅助力被合成，来辅助踏力。

在该电动辅助自行车10中，电机90产生的辅助力如下确定。首先，通过传感器50检测踏板28的踏力(转矩)、电动辅助自行车10的车速、踏板曲柄27的旋转角度。接着，基于该检测结果执行规定的算法，确定最适合的辅助比。而且，基于所确定的辅助比控制电机。作为该算法，可以使用各种公知的算法。

图2表示在电动辅助自行车10安装了电机90的状态。本实施例中，电机90可装卸自如地安装于电动辅助自行车10。另外，电机90中内装有控制装置91。控制装置91例如作为具有CPU和存储器的微电脑构成。在存储器中存储有上述的算法，CPU执行该算法。在将电机90安装于电动辅助自行车10时，控制装置91和传感器50被电连接。

图3是表示电动辅助单元35的构成的剖面图。传感器50具备第一磁铁51、第二磁铁52、两对的第一霍尔元件53(以下，也称为一对第一霍尔元件53a、53b及一对第一霍尔元件53c、53d。图3中仅图示第一霍尔元件53a、53c)、两对的第二霍尔元件54(以下，也称为一对第二霍尔元件54a、54b及一对第二霍尔元件54c、54d。图3中仅图示第二霍尔元件54a、54c)、传感器电路55。本实施例中，棘轮机构40的一部分还作为传感器50的构成要素发挥功能。第一霍尔元件53及第二霍尔元件54分别即可以是一对，也可以是三对以上。

棘轮机构40具备以安装有棘爪43的方式构成的棘轮架41和形成有棘轮齿部44的棘轮42。棘轮机构40安装在驱动轴26的周围。众周所知，棘轮机构40在驱动轴26向箭头A1的方向旋转时，棘爪43与棘轮42的棘轮齿部44卡止，由此，将驱动轴26的旋转力经由棘轮架41及棘爪43传递到棘轮42，再传递到链轮29。驱动轴26向箭头A1的相反的方向旋转时，棘爪43不与棘轮齿部44卡止，因此，驱动轴26的旋转力不会传递给链轮29。

第一磁铁51具有环状的形状。该第一磁铁51是沿着周向形成有N极和S极的两极磁铁。本实施例中，第一磁铁51固定在设置于驱动轴26的周围的轴套56的周围。因此，第一磁铁51与驱动轴26的旋转一起，与驱动轴26同轴地旋转。第二磁铁52具有环状的形状。该第二磁铁52是沿着周向形成有N极和S极的两极磁铁。该第二磁铁52与第一磁铁51同轴地配置。本实施例中，第二磁铁52的直径比第一磁铁51的直径大。因此，第二磁铁52配置于第一磁铁51的径向外侧。本实施例中，第二磁铁52经由保持第二磁铁52的例如金属制的磁铁架(图示省略)固定于棘轮架41(更具体而言，为外周部47(参照图4(a)))上。作为固定方法，例如可以使用铆接或点焊。因此，第二磁铁52在驱动轴26向箭头A1(参照图1)的方向旋转时，与驱动轴26的旋转一起，与驱动轴26同轴地旋转。

两对的第一霍尔元件53为了检测第一磁铁51的磁场而设置。一对(两个)第一霍尔元件53a、53b在周向相互隔开间隔配置(参照后述的图6)。本实施例中，第一霍尔元件53a、53b在周向以形成90度的角度的方式配置。同样，另一对第一霍尔元件53c、53d在周向以形成90度的角度的方式配置。即，四个第一霍尔元件53a～53d在周向以等间隔配置。两对的第二霍尔元件54为了检测第二磁铁52的磁场而设置。一对(两个)第二霍尔元件54a、54b在周向相互隔开间隔配置(参照后述的图6)。本实施例中，第二霍尔元件54a、54b在周向以形成90度的角度的方式配置。同样，另一对第二霍尔元件54c、54d在周向以形成90度的角度的方式配置。即，四个第二霍尔元件54a～54d在周向以等间隔配置。这样，通过以形成90度的角度的方式配置一对霍尔元件，容易进行后述的旋转角度差Δθ的计算。但是，一对第一霍尔元件53、54可以以任意的角度配置。该两对第一霍尔元件53及两对第二霍尔元件54以周向的位置不会因链轮29的旋转而变化的方式安装在电动辅助自行车10的固定部位。更具体而言，两对第一霍尔元件53及两对第二霍尔元件54保持在保持传感器电路55的传感器电路架(图4(b)中一体简略地表示霍尔元件53、54和传感器电路架)。另外，本实施例中，第一磁铁51及第二磁铁52以其极性的周向的位置完全一致的方式配置。但是，它们极性也可以在周向上错开。

传感器电路55基于来自两对第一霍尔元件53及两对第二霍尔元件54的输出，向控制装置91输出与踏板28的踏力(转矩)、电动辅助自行车10的车速、踏板曲柄27的旋转角度分别对应的信号。另外，传感器电路55具备非易失性的存储器。在该存储器中存储有用于根据两对第一霍尔元件53及两对第二霍尔元件54的检测结果计算出转矩值(或可换算为转矩值的值)的信息(详细后述)。

图4是表示传感器50的构成的说明图。图4(a)是在驱动轴26的轴线方向上从链轮29侧观察棘轮机构40的图，图4(b)是图4(a)的剖面图。图4(b)也是已说明的图3所示的传感器50的周边的放大图。如图4(a)所示，棘轮机构40的棘轮架41具备内周部45、外周部47、多个连结部46。内周部45具有在其内侧形成有贯通孔的环状的形状。在内周部45的贯通孔内配置有驱动轴26。外周部47从内周部45沿径向隔开间隔包围内周部45。在该外周部47安装有棘爪43。多个连结部46相互隔开间隔设置。该多个连结部46将内周部45和外周部47之间连结。在多个连结部46之间形成有空隙48。此外，代替形成空隙48，多个连结部46之间也可以形成有厚度比连结部46小的部位。

该棘轮机构40具有空隙48，因此，与没有空隙48的现有的棘轮机构相比，棘轮架41的周向的刚性小。因此，配置于内周部45的贯通孔的驱动轴26旋转时，棘轮架41(更具体而言，连结部46及外周部47)在周向易变形。即，在相对于驱动轴26的旋转角度，由于该变形量相应地产生了旋转角度差的状态下，外周部47旋转。如上述，由于第二磁铁52固定于外周部47，因此，在固定于不受该变形的影响的轴套56的第一磁铁51和受变形的影响的第二磁铁52之间产生旋转角度差。这样，连结部46及外周部47以因驱动轴旋转时的转矩而在周向上变形的方式构成，作为通过该变形使第一磁铁51和第二磁铁52的周向的相对位置变化的变形部而发挥功能。通过将棘轮架41的一部分还作为传感器的构成要素(变形部)利用，与设有传感器专用的变形部的情况相比，传感器50进而电动辅助自行车10被小型化及轻量化。此外，如上述，由于第二磁铁52固定在外周部47，从而能够以第一磁铁51和第二磁铁52的旋转角度差正确地反映连结部46的变形。但是，第二磁铁52也可以固定在棘轮42上。通过该结构，也可以将连结部46的变形以一定程度反映到第一磁铁51和第二磁铁52的旋转角度差。或者，驱动轴26的旋转力在外周部47完全变形后，传递到棘轮42的情况下，能够将连结部46的变形正确地反映到第一磁铁51和第二磁铁52的旋转角度差。

图5表示因上述的棘轮架41的变形产生的第一磁铁51和第二磁铁52的旋转角度差。图5中，第一磁铁51及第二磁铁52的阴影部分表示N极，没有阴影的部分表示S极。另外，图5(a)表示无负载时的棘轮机构40，图5(b)表示向箭头A1的方向(参照图1)施加负载时的棘轮机构40。如图示，在负载时，与无负载时相比，因棘轮架41的变形，在第一磁铁51和第二磁铁52之间产生旋转角度差Δθ(图5(b)中，为了图示简化，以没有变形的状态表示棘轮架41)。传感器50使用第一霍尔元件53及第二霍尔元件54检测该旋转角度差Δθ，基于该结果进行转矩的检测。

在本实施例中，如图4及图5所示，连结部46沿与径向交叉的方向延伸。交叉的方向即可以是一定的方向，也可以根据位置而变化。例如，连结部46也可以具有弯曲的形状。根据该结构，与连结部46向径向延伸的结构相比，进一步降低棘轮架41的周向的刚性。其结果是转矩检测的灵敏度进一步提高。本实施例中，连结部46其内侧端部的周向的位置与外侧端部的周向的位置相比，处于在与箭头A1的方向(即，驱动轴26的旋转力传递到棘轮42的情况的旋转方向)相关的前进的位置(在周向上，从外侧端部朝向内侧端部的方向与箭头A1的方向一致)。根据该构成，连结部46更易变形，转矩检测的灵敏度进一步提高。进而，连结部46也可以由弹性材料(例如，弹簧钢)形成。该情况下，棘轮架41在周向更易变形。

进而，在本实施例中，如图4及图5所示，外周部47的径向的宽度比与连结部46延伸的方向正交的方向的连结部46的宽度窄。根据该构成，在规定的程度以上的转矩作用在棘轮架41的情况下，宽度相对窄(小)的外周部47朝向径向外侧膨胀。因此，棘轮架41在周向不会以规定的程度以上进行变形。其结果是，即使在大的转矩作用在棘轮架41的情况下，也能够抑制棘轮架41的破坏。

图6是表示传感器50的检测原理的示意图。图6(a)表示使用一对第一霍尔元件53a、54b，检测两极的第一磁铁51的旋转角度的情况。图6(b)表示使用一对第二霍尔元件54a、54b，检测两极的第二磁铁52的旋转角度的情况。在随着驱动轴26的旋转，第一磁铁51及第二磁铁52旋转时，根据第一磁铁51及第二磁铁52的旋转角度，由第一霍尔元件53a、54b及霍尔元件54a、54b检测的磁场的强度发生变化，因此，基于该变化，能够检测第一磁铁51及第二磁铁52各自的旋转角度(实际的旋转角度)。能够取得该被检测的两个旋转角度之差作为上述的旋转角度差Δθ。

图7表示第一磁铁51及第二磁铁52的旋转角度。波形W1表示第二磁铁52的旋转角度，波形W2表示第一磁铁51的旋转角度。根据该两个波形可以求出旋转角度差Δθ。该计算由传感器电路55执行。

在本实施例中，分别准备两对第一霍尔元件53及第二霍尔元件54，因此对每一对得到上述的波形。本实施例中，通过将该两对波形进行平均，计算出旋转角度差Δθ。根据该构成，能够检测吸收旋转的晃动的旋转角度。其结果是传感器50的检测精度提高。

预先测量这样得到的旋转角度差Δθ和转矩的对应关系，只要将该测量结果存储在传感器电路55的存储器中，则传感器电路55可以参照该对应关系，基于旋转角度差Δθ计算出转矩值。另外，传感器电路55基于第一霍尔元件53及第二霍尔元件54的任一检测结果，可以检测出驱动轴26的旋转角度(图7(b)中作为波形W1或波形W2表示)。进而，传感器电路55基于该旋转角度的周期，可以检测驱动轴26的转速。这样，传感器50可以检测转矩、旋转角度和转速。即，通过一个传感器可以检测该三个值。另外，由于没有如现有的转矩传感器那样使用在轴线方向伸缩的弹簧，所以相对于踏力的响应性优异，并且紧凑。传感器电路55可以向控制装置91输出转矩、旋转角度及转速本身，也可以向控制装置91输出与它们对应的其它的物理量(例如，磁场检测值、或中间的计算值)，在控制装置91中求出转矩、旋转角度及转速。

B第二实施例：

以下，对于本发明的第二实施例进行说明。第二实施例仅是电动辅助自行车10代替上述的棘轮机构40而具备棘轮机构140这一点与第一实施例不同，对于其它点与第一实施例相同。图8表示作为本发明第二实施例的棘轮机构140的构成。图8中对于与第一实施例(图4)相同的构成要素，附加与图4相同的符号，省略说明。

棘轮机构140代替第一实施例的棘轮架41而具备棘轮架141。棘轮架141具备内周部位144和外周部位147。内周部位144具备内周部142和第一突出部143。内周部142具有在其内侧形成有贯通孔的环状的形状。在内周部142的贯通孔配置有驱动轴26。第一突出部143从内周部142朝向径向外侧突出。本实施例中，三个第一突出部143在周向以等间隔配置。在第一突出部143形成有沿轴线方向贯通第一突出部143的贯通孔148。

外周部位147具备外周部145和第二突出部146。外周部145从内周部142在径向隔开间隔包围内周部142。在该内周部142安装有棘爪43。第二突出部146从外周部145朝向径向内侧突出。第二突出部146与第一突出部143以相同的数量设置，本实施例中，三个第二突出部146在周向上以等间隔配置。第二突出部146和第一突出部143在周向上隔开间隔配置。因此，内周部位144和外周部位147同轴并沿周向可以相对移动。

内周部位144和外周部位147通过与外周部位147一体地形成的限位块***贯通孔148，来限制内周部位144和外周部位147的周向的相对移动的范围。在第一突出部143和第二突出部146之间配置有弹性部件160。弹性部件160由第一突出部143和第二突出部146夹持在其它们间。

在该棘轮机构140中，相对于图8(a)所示的无负载状态施加踏力产生的负载时，如图8(b)，内周部位144和外周部位147在周向相对移动，弹性部件160在第一突出部143和第二突出部146之间被压缩。由此，产生第一磁铁51和第二磁铁52的旋转角度差Δθ。该棘轮机构140由于在弹性部件160以外没有产生变形，因此耐久性优异。

C第三实施例：

以下，对本发明的第三实施例进行说明。第三实施例仅是传感器250作为产生旋转角度差Δθ的变形部，代替棘轮机构40而具备筒状部件270这一点与第一实施例不同，对于其它的点与第一实施例相同。棘轮机构可以作为任意的结构。图9表示传感器250的概略构成。图9中，对于与第一实施例相同的构成要素，附加与第一实施例的各图相同的符号并省略说明。

传感器250具备圆筒状的筒状部件270。该筒状部件270安装在驱动轴26的周围。筒状部件270在驱动轴26产生转矩的情况下，通过可以在周向变形的弹性部件形成。在筒状部件270的一端安装有第一磁铁51，在其附近配置有第一霍尔元件53a、53b。在筒状部件270的另一端安装有第二磁铁52，在其附近配置有第二霍尔元件54a、54b。第一磁铁51以不受筒状部件270的变形的影响的方式固定在电动辅助自行车10的固定部位。根据该结构，也可以适当产生第一磁铁51和第二磁铁52的旋转角度差Δθ。

以上说明的电动辅助自行车10的结构可以应用于可通过电力产生的驱动力来辅助由人力产生的驱动力的各种电动辅助移动体。作为这种移动体，例如，也可以是轮椅、三轮车、货物用的运输车等。

以上，基于几个实施例对本发明的实施方式进行了说明，但上述的发明的实施方式是用于容易理解本发明的方式而病不限定本发明。本发明在不背离其宗旨下可进行变更、改进而得到，并且在本发明中当然包含其等效物。另外，在可以解决上述课题的至少一部分的范围或起到效果的至少一部分的范围内，可任意组合本发明请求的范围及说明书中提及的各构成要素或省略。例如，棘轮机构40、140的构成和传感器50的其它的构成可以分开，单独使用。棘轮机构40、140的构成可用于利用变形检测转矩的各种传感器。

符号说明

10：电动辅助自行车

20：自行车主体

21：车架

22：把手

23：车座

24：前轮

25：后轮

26：驱动轴

27：踏板曲柄

28：踏板

29：链轮

31：后轮动力机构

32：链条

35：电动辅助单元

40：棘轮机构

41：棘轮架

42：棘轮

43：棘爪

44：棘轮齿部

45：内周部

46：连结部

47：外周部

48：空隙

50：传感器

51：第一磁铁

52：第二磁铁

53、53a～53d：第一霍尔元件

54、54a～54d：第二霍尔元件

55：传感器电路

56：轴套

90：电机

91：控制装置

140：棘轮机构

141：棘轮架

142：内周部

143：第一突出部

144：内周部位

145：外周部

146：第二突出部

147：外周部位

148：贯通孔

160：弹性部件

250：传感器

270：筒状部件

Claims (13)

1.一种传感器，在可通过由电力产生的第二驱动力辅助由人力产生的第一驱动力的电动辅助移动体中使用，其中，具备：

第一磁铁，其为沿着周向形成有N极和S极的环状的第一磁铁，并以与所述电动辅助移动体的驱动轴一起旋转的方式配置；

第二磁铁，其为沿着周向形成有N极和S极的环状的第二磁铁，并与所述第一磁铁同轴地配置，且以与所述驱动轴一起旋转的方式配置；

至少一对第一霍尔元件，其用于检测所述第一磁铁的磁场，并在周向相互隔开间隔而配置；

至少一对第二霍尔元件，其用于检测所述第二磁铁的磁场，并在周向相互隔开间隔而配置；

变形部，其为以通过所述驱动轴旋转时的转矩在周向上变形的方式构成的变形部，且以通过该变形使所述第一磁铁与所述第二磁铁的周向的相对位置变化的方式配置。

2.如权利要求1所述的传感器，其中，

所述至少一对第一霍尔元件的各自在周向上以形成90度的角度的方式配置，

所述至少一对第二霍尔元件的各自在周向上以形成90度的角度的方式配置。

3.如权利要求1或2所述的传感器，其中，

所述第一霍尔元件及所述第二霍尔元件分别由多对构成。

4.如权利要求1～3中任一项所述的传感器，其中，

所述变形部是具有以安装有棘爪的方式构成的棘轮架和形成有棘轮齿部的棘轮的棘轮机构中的所述棘轮架的至少一部分。

5.如权利要求4所述的传感器，其中，

所述棘轮架具备：

内侧部位，其具有在内侧形成有贯通孔的环状的内周部、从该内周部朝向径向外侧突出的第一突出部；

外侧部位，其具有从所述内周部在径向上隔开间隔包围该内周部的外周部即安装有所述棘爪的外周部、从该外周部朝向径向内侧突出的第二突出部即在周向上从所述第一突出部隔开间隔配置的第二突出部；

弹性部件，其在周向上由所述第一突出部和所述第二突出部夹持，

所述内侧部位及所述外侧部位构成为同轴且可在周向上相对移动。

6.如权利要求4所述的传感器，其中，

所述棘轮架具备：

环状的内周部，其在内侧形成有贯通孔；

外周部，其为从所述内周部在径向隔开间隔包围该内周部的外周部，并安装有所述棘爪；

多个连结部，其连结所述内周部和所述外周部之间，并相互隔开间隔而设置。

7.如权利要求6所述的传感器，其中，

所述连结部沿着与径向交叉的方向延伸。

8.如权利要求6或7所述的传感器，其中，

所述外周部的径向的宽度比与所述连结部延伸的方向正交的方向的该连结部的宽度窄。

9.如权利要求6～8中任一项所述的传感器，其中，

所述连结部由弹性材料形成。

10.如权利要求1～3中任一项所述的传感器，其中，

还具备以固定于驱动轴的周围的方式构成的筒状部件，

所述第一磁铁配置于所述筒状部件的一端侧，所述第二磁铁配置于所述筒状部件的另一端侧。

11.一种电动辅助单元，其中，具备：

权利要求1～10中任一项所述的传感器；

电机，其用于产生所述第二驱动力；

控制装置，其以基于所述传感器的检测结果控制电机的方式构成。

12.一种电动辅助移动体，其中，

具备权利要求11所述的电动辅助单元。

13.一种方法，在可通过由电力产生的第二驱动力辅助由人力产生的第一驱动力的电动辅助移动体中，使用传感器检测所述第一驱动力的转矩，其中，具备下述工序：

通过至少一对第一霍尔元件检测环状的第一磁铁的磁场的工序，所述至少一对第一霍尔元件在周向相互隔开间隔而配置，所述第一磁铁以与所述电动辅助移动体的驱动轴一起旋转的方式配置并沿着周向形成有N极和S极；

通过至少一对第二霍尔元件检测环状的第二磁铁的磁场的工序，所述至少一对第二霍尔元件在周向相互隔开间隔而配置，所述第二磁铁以与所述电动辅助移动体的驱动轴一起旋转的方式配置并沿着周向形成有N极和S极；

基于角度差检测所述第一驱动力的转矩的工序，该角度差为通过根据所述驱动轴旋转时的转矩而在周向变形的变形部产生的角度差即、基于所述第一霍尔元件的检测结果确定的所述驱动轴的旋转角度和基于所述第二霍尔元件的检测结果确定的所述驱动轴的旋转角度的角度差。