JP2015037896A - Assist rotation force transmission device of bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に既存のスポーツ系(ロード系)自転車の後付けに好適な自転車のアシスト回転力伝達装置に関する。 The present invention relates to a bicycle assist rotational force transmission device particularly suitable for retrofit of an existing sports (road) bicycle.
従来、電動機を駆動源としたアシスト回転力伝達装置を備え、人力による走行の際に、アシスト回転力伝達装置の回転力を人力による回転力に付加して人力走行を容易にするアシスト回転力伝達装置付自転車がある(例えば、特許文献1参照。)
近年、アシスト回転力伝達装置はスポーツ系の自転車にも採用されるに至っているが、スポーツ系のアシスト回転力伝達装置付自転車のアシスト回転力伝達装置は特許文献1に記載されているような周知の一般的なアシスト回転力伝達装置の延長線にあり、駆動軸がペダルクランク部に取り付けられている為大きな回転トルクが必要で堅固な構造となり、車体重量は19kgから23kgと重く、スポーツ系自転車のほぼ3倍以上であり、スポーツ系自転車の愛好家らが牽引して来た軽量化への技術と長く持ち続けたスタイルに相反するものであって、スポーツ系自転車の愛好家に受け入れられ難いと言わざるを得ない。
また、スポーツ系自転車を所有しているオーナーにとって、スポーツ系アシスト回転駆動力伝達装置付自転車を入手したいと思っても既存の高価な資産の自転車を休眠させ、新たに購入することになり、経済性の面からも難が有る。
特に、経済的な面から見れば既存のスポーツ系自転車に後付けできるアシスト回転力伝達装置があれば好ましい。
Conventionally, an assist torque transmission device that uses an electric motor as a drive source has been provided, and assist torque transmission that facilitates human power travel by adding the torque of the assist torque transmission device to the torque generated by human power when traveling by human power. There is a bicycle with a device (for example, see Patent Document 1).
In recent years, assist rotational force transmission devices have also been adopted for sports bicycles. However, assist rotational force transmission devices for sports bicycles with assist rotational force transmission devices are well known as described in
In addition, for owners who own sports bicycles, even if they want to obtain a bicycle with a sports assist assisted rotational drive force transmission device, they will put the existing expensive asset bicycle to sleep and purchase a new one. There are also difficulties in terms of sex.
In particular, from an economical point of view, an assist torque transmission device that can be retrofitted to an existing sports bicycle is preferable.
自転車に後付けできるアシスト回転力伝達装置を後付した自転車として、自転車の車輪の輪軸と同心に、車輪のスポークに固定された駆動歯車と、車輪のフォークに固定された薄型モータと、薄型モータと駆動歯車の間に取付られて、薄型モータの動力を駆動歯車に伝動する伝動歯車装置と、ケース内に取付られて、ケースが自転車のフレームの任意の位置に着脱自在に掛け置かれた電池セットと、自転車のハンドル或いはその他の適宜位置に設置されて、モータスイッチと組み合わされて使用者の操作によりモータスイッチを制御する駆動ボタンとを包含し、駆動ボタンの操作により薄型モータの動力が伝動歯車装置を介して駆動歯車に伝えられ、駆動歯車を介して車輪に伝えられて、車輪の回転と停止が制御される電動自転車がある(特許文献2参照。)。
As a bicycle retrofitted with an assist torque transmission device that can be retrofitted to the bicycle, a drive gear fixed to the wheel spokes, concentric with the wheel axle of the bicycle, a thin motor fixed to the wheel fork, and a thin motor A transmission gear device that is mounted between the drive gears and transmits the power of the thin motor to the drive gear, and a battery set that is mounted in the case and the case is detachably hung on an arbitrary position of the bicycle frame And a drive button that is installed at a bicycle handle or other appropriate position and is combined with a motor switch to control the motor switch by the operation of the user, and the power of the thin motor is transmitted by the operation of the drive button. There is an electric bicycle that is transmitted to the drive gear through the device, and transmitted to the wheel through the drive gear to control the rotation and stop of the wheel (special feature).
また、自転車に後付けできるアシスト回転力伝達装置を後付した自転車として、ケースの一方側に設けられた電動機と、前記ケース内に配設され前記電動機の回転力を伝達する動力伝達手段と、前記ケースの他方側に軸受を介して回転自在に取り付けられ前記動力伝達手段から伝達された回転力をスプロケットに伝達するとともに車体のハンガラグに取り付けられる中空軸と、この中空軸の内部に回転自在に設けられるとともに両端部にペダルが設けられたクランクが取り付けられたクランク軸と、前記ケースの前記一方側に設けられ車体フレームのパイプに取着される取付具とによって補助動力装置を構成し、この前記補助動力装置をその一方側を前記パイプに取り付けられる取付具によって、他端側を前記ハンガラグに取り付けられる前記中空軸によって前記車体に取り付けた補助動力装置付自転車がある(特許文献3参照。)。
Further, as a bicycle retrofitted with an assist rotational force transmission device that can be retrofitted to the bicycle, an electric motor provided on one side of the case, power transmission means disposed in the case and transmitting the rotational force of the electric motor, A hollow shaft that is rotatably attached to the other side of the case via a bearing and that transmits the rotational force transmitted from the power transmission means to the sprocket and is attached to the hanger lug of the vehicle body, and is provided rotatably inside the hollow shaft The auxiliary power unit is configured by a crankshaft to which a crank provided with pedals at both ends is attached and an attachment provided on the one side of the case and attached to a pipe of a vehicle body frame. Before the auxiliary power unit is attached to the hanger lug at the other end by a fixture attached to the pipe on one side There are bicycles auxiliary power unit mounted on the vehicle body by a hollow shaft (see
上記の特許文献2に記載されている電動自転車は、駆動歯車をスポークに固定しているが、スポーツ系自転車はスポークは微妙な高張力の定期的な調整によりタイヤの真円と左右のブレ無しが維持され、そして駆動力が一様に掛かることが求められるといったことから、スポーツ系自転車には向かないといった問題がある。
また、特許文献3に記載されている補助動力装置付自転車は、動力伝達手段から伝達された回転力をスプロケットに伝達するので、後輪に8段から10段の変速ギアが取り付けられチェーン位置が左右に移動変化する多段ギアを使用するスポーツ系自転車には適さないといった問題がある。
In the electric bicycle described in
Further, since the bicycle with an auxiliary power device described in
本発明の目的は、既存の自転車への後付けが容易であり、且つ軽量化が図れ、特にスポーツ系自転車に好適な自転車のアシスト回転力伝達装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bicycle assist rotational force transmission device that can be easily retrofitted to an existing bicycle and can be reduced in weight, and is particularly suitable for a sports bicycle.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、電源と、電源をON・OFFする起動スイッチと、自転車を漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信する踏圧センサと、後輪タイヤホイールに圧接・離反して後輪タイヤホイールに回転力を伝達する駆動ローラと、電源のON・OFFにより駆動ローラを後輪タイヤホイールに圧接・離反させる昇降押圧手段と、駆動ローラを駆動するモータと、電源からモータに電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラと、踏圧センサからの踏圧信号を受信し、検出された踏圧に比例した電力をモータに供給するようにエレクトロニックスピードコントローラを制御する制御部とからなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2に記載の発明は、電源と、電源をON・OFFする起動スイッチと、自転車を漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信する踏圧センサと、後輪タイヤホイールに圧接・離反して後輪タイヤホイールに回転力を伝達する駆動ローラと、電源のON・OFFにより駆動ローラを後輪タイヤホイールに圧接・離反させる昇降押圧手段と、駆動ローラを駆動するモータと、電源からモータに電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラと、自転車の速度を検出して速度信号を発信する速度センサと、踏圧センサからの踏圧信号と速度センサからの速度信号を受信し、検出された踏圧及び速度より、停止状態から予め設定した通常速度まではモータの回転力が踏圧の1.5〜2.5倍になるように電源からモータに電力を供給するように、そして、通常速度を超えたら徐々にモータへの電力を供給を減少させ、予め設定した高速速度に達したらモータへの電力の供給がゼロになるようにエレクトロニックスピードコントローラを制御する制御部とからなることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載の自転車のアシスト回転力伝達装置によれば、電源をONすることにより、昇降押圧手段が作動して駆動ローラが後輪タイヤホイールに圧接し、自転車のペダルを漕ぐと、踏圧センサが漕ぐ力から生じる踏圧を検出して、踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信し、踏圧信号を受信した制御部が検出された踏圧に比例した電力をモータに供給するようにエレクトロニックスピードコントローラを制御し、エレクトロニックスピードコントローラにより踏圧に比例した電力がモータに供給されるので、踏圧に比例した電力が供給されたモータの回転力が駆動ローラを介して後輪タイヤホイールに伝達されることから、高速走行や坂道等の走行といった負荷のかかる走行であっても負荷に応じてモータの回転力が上がるので人力走行が容易に行える。
また、電源、後輪タイヤホイールに圧接・離反して後輪タイヤホイールに回転力を伝達する駆動ローラ、電源のON・OFFにより駆動ローラを後輪タイヤホイールに圧接・離反させる昇降押圧手段、駆動ローラを駆動するモータ、電源からモータに電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラは、自転車のフレームに取り付けることが可能であり、これらの取付で自転車の走行に大きな影響を与える部位の機能を阻害するといった事態は生じず、また、構成が簡単であり軽量化が図れるので特にスポーツ系自転車に好適である。
According to the bicycle assist rotational force transmitting device according to
In addition, a power roller, a driving roller that presses and separates from the rear wheel tire wheel to transmit the rotational force to the rear wheel tire wheel, a lifting / lowering pressing means that presses and separates the driving roller from the rear wheel tire wheel by turning the power on and off, and driving The motor that drives the roller and the electronic speed controller that supplies power to the motor from the power supply can be attached to the bicycle frame, and these attachments impede the functions of the parts that have a large influence on the bicycle running. In addition, since the structure is simple and the weight can be reduced, it is particularly suitable for sports bicycles.
請求項2に記載の自転車のアシスト回転力伝達装置によれば、電源をONすることにより、昇降押圧手段が作動して駆動ローラが後輪タイヤホイールに圧接し、自転車のペダルを漕ぐと、踏圧センサが漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信し、速度センサが速度を検出して速度信号を発信し、踏圧信号と速度信号を受信した制御部が、停止状態から予め設定した通常速度まではモータの回転力が踏圧の1.5〜2.5倍になるように電源からモータに電力を供給するように、そして、通常速度を超えたら徐々にモータへの電力を供給を減少させ、予め設定した高速速度に達したらモータへの電力の供給がゼロになるようにエレクトロニックスピードコントローラを制御するので、制御部で制御されたエレクトロニックスピードコントローラにより電力が供給されたモータの回転力が駆動ローラを介して後輪タイヤホイールに伝達されることから、通常速度まではモータの回転力が踏圧の1.5〜2.5倍になるように電力がモータに供給されるので人力走行が容易になり、通常速度を超えたら徐々にモータへの電力の供給が減少し、予め設定した高速速度に達したらモータへの電力の供給がゼロになるので、スピードの出し過ぎによる危険を回避することができる。
また、電源、後輪タイヤホイールに圧接・離反して後輪タイヤホイールに回転力を伝達する駆動ローラ、電源のON・OFFにより駆動ローラを後輪タイヤホイールに圧接・離反させる昇降押圧手段、駆動ローラを駆動するモータ、電源からモータに電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラは、自転車のフレームに取り付けることが可能であり、これらの取付で自転車の走行に大きな影響を与える部位の機能を阻害するといった事態は生じず、また、構成が簡単であり軽量化が図れるので特にスポーツ系自転車に好適である。
According to the bicycle assist rotational force transmission device according to
In addition, a power roller, a driving roller that presses and separates from the rear wheel tire wheel to transmit the rotational force to the rear wheel tire wheel, a lifting / lowering pressing means that presses and separates the driving roller from the rear wheel tire wheel by turning the power on and off, and driving The motor that drives the roller and the electronic speed controller that supplies power to the motor from the power supply can be attached to the bicycle frame, and these attachments impede the functions of the parts that have a large influence on the bicycle running. In addition, since the structure is simple and the weight can be reduced, it is particularly suitable for sports bicycles.
以下、本発明に係る自転車のアシスト回転力伝達装置を実施するための形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1乃至図8は本発明に係る自転車のアシスト回転力伝達装置を実施するための実施の形態の第1例を示すものであり、図1は本例の全体構成概略説明図、図2は本例のアシスト回転力伝達装置を自転車に取り付けた具体的一例を示す説明図、図3は図2に示す自転車に取り付けられた本例のアシスト回転力伝達装置の駆動ローラ、昇降手段、駆動モータ及びその周囲を示す一部省略側面図、図4は図3の平面図、図5は図3の一部切り欠き平面図、図6は図3に示す昇降手段の一部断面側面図、図7は本例のアシスト回転力伝達装置の踏圧センサの設置の一例を示す説明図、図8は本例のアシスト回転力伝達装置の駆動ローラと、駆動ローラが圧接・離反する自転車のタイヤとの位置関係を示す説明図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a mode for carrying out an assist torque transmission device for a bicycle according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 8 show a first example of an embodiment for carrying out a bicycle assist rotational force transmission device according to the present invention. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the overall configuration of this example, and FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing a specific example in which the assist torque transmission device of this example is attached to a bicycle, and FIG. 3 is a drive roller, an elevating means, and a drive motor of the assist torque transmission device of this example attached to the bicycle shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of FIG. 3, FIG. 5 is a partially cutaway plan view of FIG. 3, and FIG. 6 is a partially sectional side view of the lifting means shown in FIG. 7 is an explanatory view showing an example of installation of the stepping pressure sensor of the assist rotational force transmission device of this example, and FIG. 8 is a diagram showing a driving roller of the assist rotational force transmission device of this example and a bicycle tire on which the driving roller is pressed and separated. It is explanatory drawing which shows a positional relationship.
本例の自転車のアシスト回転力伝達装置1は、既存の自転車2に後付されて使用されるものであり、電源3と、電源3をON・OFFする起動スイッチ4と、自転車2を漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信する踏圧センサ5と、後輪タイヤホイール6に圧接・離反して後輪タイヤホイール6に回転力を伝達する駆動ローラ7と、電源3のON・OFFにより駆動ローラ7を後輪タイヤホイール6に圧接・離反させる昇降押圧手段8と、駆動ローラ7を駆動するモータ9と、電源3からモータ9に電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラ10と、踏圧センサ5からの踏圧信号を受信し、検出された踏圧に比例した電力をモータ9に供給するようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御する制御部11とからなる。
The bicycle assist rotational
前記電源3はバッテリが使用され、本例では自転車2の三角フレームの前輪側パイプ12に取り付けられている。
電源3をON・OFFする起動スイッチ4は、アシスト回転力伝達装置1の起動・停止を行うものであって、起動スイッチ4を操作して電源をONすると、昇降押圧手段8を操作する回路と接続するとともに、踏圧センサ5からの踏圧信号を踏圧受信機13で受信し、検出された踏圧に比例した電力をモータ9に供給するようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御する制御部11に伝達する回路と接続されるようになっている。本例では、起動スイッチ4は自転車2のハンドル14に取り付けられている。
この起動スイッチ4には、踏圧センサ5から発信された踏圧強弱に比例した踏圧信号の強弱を調整する調整機構(図示せず)が備えられており、運転者の体重や筋力に適合するように踏圧信号の強弱を調整できるようになっている。例えば、体重や筋力が少ない者は、踏圧信号の強弱を大きい数値に、また、体重や筋力が多い者は、踏圧信号の強弱を小さい数値に設定する。
The
The start switch 4 for turning on / off the
The activation switch 4 is provided with an adjustment mechanism (not shown) that adjusts the strength of the pedal pressure signal that is proportional to the strength of the pedal pressure transmitted from the
踏圧センサ5は、自転車用シューズ若しくはペダルとシューズの固定金具、或いはペダルのクランクとクランク軸に取り付けられ、漕ぐ力から生じる踏圧を検出し、踏圧強弱に比例した踏圧信号(電波、赤外線、LED光等)を発信する。検出手段としては、シューズ内の中敷き表面に加えられた力の強弱によって2本の光ファイバー内のセンシング材から発光する輝度が増大するといった性質を利用するもの、シューズ内の中敷き表面に加えられた力の強弱によって中敷き内のゲル状液体の圧力の強弱を検出するもの、シューズ内の中敷き内に装着された歪材の変形の大小により踏圧の強弱を検出するもの、シューズとペダルを固定する金具(クリート)の底部に取り付けられた歪材の変形の大小により踏圧の強弱を検出するもの等があり、特に限定されない。本例では、踏圧センサ5はシューズ15に取り付けられている。
ここにいう踏圧とは、運転者がペダルを漕ぐことにより生じる自転車2を前進させる力をいう。
A pedaling
The stepping pressure here refers to a force that moves the
前記後輪タイヤホイール6に圧接・離反して後輪タイヤホイール6に回転力を伝達する駆動ローラ7、電源3のON・OFFにより駆動ローラ7を後輪タイヤホイール6に圧接・離反させる昇降押圧手段8、駆動ローラ7を駆動するモータ9、電源3からモータ9に電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラ10は、本例では、いずれもサドルステム16に取り付けられた支持架台17に支持されている。
Driving
本例では、支持架台17はサドルステム16に固定された固定架台部18と、固定架台部18の下方に配置され、一端がヒンジ19を介して支持架台17に上下方向に回動自在に取り付けられた昇降可動架台部20とで構成されている。
そして、駆動ローラ7を後輪タイヤホイール6に圧接・離反させる昇降押圧手段8は、固定架台部18と昇降可動架台部20と、固定架台部18と昇降可動架台部20の間に固定して設けられ、昇降可動架台部20を上下方向に回動させる、即ち昇降させる昇降シリンダ21で構成されている。
In this example, the
The lifting / lowering
昇降シリンダ21は、シリンダ部22と、一端部がシリンダ部22内に移動可能に嵌合し、他端部がシリンダ部22外に突出しているピストン部23とで構成され、シリンダ部22が固定架台部18に固定され、ピストン部23が昇降可動架台部20に固定されている。シリンダ部22内には永久磁石24が設けられ、一方、ピストン部23にあっては鉄芯にコイルを巻いた電磁体25からなり、通電により励磁された電磁体25の永久磁石24と対向する側が永久磁石24と同極となるように構成されている。そして、非通電時には、ピストン部23となる電磁体25がシリンダ部22内に設けた永久磁石24に吸引されて上方に移動し、この電磁体25の移動、即ちピストン部23の上方への移動により昇降可動架台部20が上方向に回動し、また、通電したとき、励磁された電磁体25は永久磁石24と反発して下方に移動し、この電磁体25の移動、即ちピストン部23の下方への移動により昇降可動架台部20が下方向に回動する。
ピストン部23となる電磁体25への電力の供給にあっては、本例では制御部11により制御されている。
The elevating
In the present example, the supply of electric power to the
このようにして上下方向に回動する、即ち昇降する昇降可動架台部20に駆動ローラ7が設けられ、昇降可動架台部20の昇降により後輪タイヤホイール6に圧接・離反するようになっている。この駆動ローラ7は、外周部に変性ポリオレフィン系をベースポリマーとした高摩擦係数と耐磨耗性を有するゴムが貼り付けられた凹形状を有し、後輪タイヤホイール6との接触域にて、伝達に必要な摩擦力を保持するように構成されている。
In this way, the
また、駆動ローラ7を駆動するモータ9、電源3からモータ9に電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラ10は、いずれも昇降可動架台部20に設けられており、昇降架台20を介して支持架台17に支持されている。モータ9にあっては、本例ではブラシレスモータが使用されている。また、エレクトロニックスピードコントローラ10は制御部11により制御されてモータ9に電力を供給するものであり、制御部11により制御されて踏圧信号の強弱を電源3となるバッテリの直流電源を正弦周波数の大小に変換してモータ9の出力を制御するものである。
The
また、制御部11は、踏圧センサ5からの踏圧信号を受信したとき、検出された踏圧に比例した電力をモータ9に供給するようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御し、踏圧センサ5からの踏圧信号が途絶えたとき、モータ9への電力の供給を停止するようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御するプログラムと、踏圧センサ5からの踏圧信号を受信したとき、昇降シリンダ21のピストン部23となる電磁体25に電力を供給し、踏圧センサ5からの踏圧信号が途絶えたとき、電磁体25への電力の供給を停止するように制御するプログラムを備えている。
Further, when the
このように構成された本例の自転車のアシスト回転力伝達装置1によれば、電源3をONし、自転車2のペダルを漕ぐと、踏圧センサ5が漕ぐ力から生じる踏圧を検出して、踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信し、踏圧信号を受信した制御部11により制御されてエレクトロニックスピードコントローラ10が検出された踏圧に比例した電力をモータ9に供給する。モータ9は踏圧に比例した電力に対応した回転力で回転し、その回転力で駆動ローラ7を回転させる。
According to the bicycle assist rotational
同時に、踏圧信号を受信した制御部11に制御されて昇降押圧手段8を構成する昇降シリンダ20のピストン部23となる電磁体25へ電力を供給する。電磁体25へ電力が供給されると、通電により励磁された電磁体25がシリンダ部22内に設けられている永久磁石24と反発して下方に移動し、この電磁体25の移動により昇降可動架台部20が下方向に回動し、駆動ローラ7が後輪タイヤホイール6に圧接する。
これにより、踏圧に比例した電力が供給されたモータ9の回転力が駆動ローラ7を介して後輪タイヤホイール6に伝達される。
At the same time, electric power is supplied to the
Thereby, the rotational force of the
また、電源3をONの状態で、例えば一次停止や下り坂道走行などで、踏圧センサ5からの踏圧信号が途絶えたとき、制御部11により制御されてエレクトロニックスピードコントローラ10がモータ9への電力の供給を停止するのでモータ9の回転が停止し、同時に、電磁体25への電力の供給を停止するので電磁体25がシリンダ部22内に設けられた永久磁石24に吸引されて上方に移動し、この電磁体25の移動により昇降可動架台部20が上方向に回動し、駆動ローラ7が後輪タイヤホイール6から離反し、通常走行状態に復帰する。
In addition, when the stepping pressure signal from the stepping
図9,図10は、本発明に係る自転車のアシスト回転力伝達装置を実施するための実施の形態の第2例を示すものであり、図9は本例の全体構成概略説明図、図10は本例のアシスト回転力伝達装置を自転車に取り付けた具体的一例を示す説明図である。
本例の自転車のアシスト回転力伝達装置1について、前記第1例と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、第1例と異なる構成についてのみ説明する。
9 and 10 show a second example of the embodiment for carrying out the bicycle assist rotational force transmission device according to the present invention. FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of the overall configuration of this example. These are explanatory drawings which show a specific example in which the assist torque transmission device of this example is attached to a bicycle.
Regarding the bicycle assist
本例の自転車のアシスト回転力伝達装置1は、電源3と、電源3をON・OFFする起動スイッチ4と、自転車2を漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信する踏圧センサ5と、後輪タイヤホイール6に圧接・離反して後輪タイヤホイール6に回転力を伝達する駆動ローラ7と、電源3のON・OFFにより駆動ローラ7を後輪タイヤホイール6に圧接・離反させる昇降押圧手段8と、駆動ローラ7を駆動するモータ9と、電源3からモータ9に電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラ10と、自転車2の速度を検出して速度信号を発信する速度センサ26と、踏圧センサ5からの踏圧信号と速度センサ26からの速度信号を受信し、検出された踏圧及び速度より、停止状態から予め設定した通常速度まではモータ9の回転力が踏圧の1.5〜2.5倍になるように電源3からモータ9に電力を供給するように、そして、通常速度を超えたら徐々にモータ9への電力を供給を減少させ、予め設定した高速速度に達したらモータ9への電力の供給がゼロになるようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御する制御部27とからなる。
The bicycle assist rotational
電源3をON・OFFする起動スイッチ4は、第1例と同様に、アシスト回転力伝達装置1の起動・停止を行うものであって、起動スイッチ4を操作して電源をONすると、昇降押圧手段8を操作する回路と接続されるとともに、踏圧センサ5からの踏圧信号を踏圧受信機13で受信し、そして速度センサ26からの速度信号を速度受信機28で受信し、検出された踏圧及び速度より電力をモータ9に供給するようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御する制御部27に伝達する回路と接続されるようになっている。
The start switch 4 for turning on / off the
速度センサ26は、本例では前輪タイヤホイール29のスポーク30に取り付けられてタイヤの速度信号を発信し、速度受信機28は受信した速度信号とタイヤの直径から瞬時に速度を演算するようになっている。
In this example, the
また、制御部27は、速度センサ26と、踏圧センサ5からの踏圧信号と速度センサ26からの速度信号を受信したとき、検出された踏圧及び速度より、停止状態から予め設定した通常速度まではモータ9の回転力が踏圧の1.5〜2.5倍になるように電源3からモータ9に電力を供給するように、そして、通常速度を超えたら徐々にモータ9への電力を供給を減少させ、予め設定した高速速度に達したらモータ9への電力の供給がゼロになるようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御し、踏圧センサ5からの踏圧信号が途絶えたとき、モータ9への電力の供給を停止するようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御するプログラムと、踏圧センサ5からの踏圧信号を受信したとき、昇降シリンダ21のピストン部23となる電磁体25に電力を供給し、踏圧センサ5からの踏圧信号が途絶えたとき、電磁体25への電力の供給を停止するように制御するプログラムを備えている。
In addition, when the
本例では、停止状態から予め設定した通常速度まではモータ9の回転力が踏圧の2倍に設定され、また、通常速度が時速10km、高速速度が時速24kmに設定されている。
これ以外は第1例と同様の構成となっている。
In this example, the rotational force of the
Other than this, the configuration is the same as in the first example.
このように構成された本例の自転車のアシスト回転力伝達装置1によれば、電源3をONし、自転車2のペダルを漕ぐと、踏圧センサ5が漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信し、速度センサ26が速度を検出して速度信号を発信し、踏圧信号と速度信号を受信した制御部27により制御されてエレクトロニックスピードコントローラ10がモータ9に電力を、停止状態から予め設定した通常速度まではモータ9の回転力が踏圧の2倍になるように供給し、通常速度として設定された時速10kmを超えたら徐々に供給を減少させる。そして、高速速度として設定された時速24kmに達したらモータ9への電力の供給を停止する。モータ9は供給された電力に対応した回転力で回転し、その回転力で駆動ローラ7を回転させる。
According to the bicycle assist rotational
同時に、踏圧信号を受信した制御部27に制御されて昇降押圧手段8を構成する昇降シリンダ21のピストン部23となる電磁体25へ電力を供給する。電磁体25へ電力が供給されると、通電により励磁された電磁体25がシリンダ部22内に設けられている永久磁石24と反発して下方に移動し、この電磁体25の移動により昇降可動架台部20が下方向に回動し、駆動ローラ7が後輪タイヤホイール6に圧接する。
これにより、速度に応じて設定された電力が供給されたモータ9の回転力が駆動ローラ7を介して後輪タイヤホイール6に伝達される。
At the same time, electric power is supplied to the
Thereby, the rotational force of the
また、第1例と同様に、電源3をONの状態で、例えば一次停止や下り坂道走行などで、踏圧センサ5からの踏圧信号が途絶えたとき、制御部27により制御されてエレクトロニックスピードコントローラ10がモータ9への電力の供給を停止するので、モータ9の回転が停止し、同時に、電磁体25への電力の供給を停止するので、電磁体25がシリンダ部22内に設けた永久磁石24に吸引されて上方に移動し、この電磁体25の移動により昇降可動架台部20が上方向に回動し、駆動ローラ7が後輪タイヤホイール6から離反し、通常走行状態に復帰する。
Similarly to the first example, when the stepping pressure signal from the stepping
1 アシスト回転力伝達装置
2 自転車
3 電源
4 起動スイッチ
5 踏圧センサ
6 後輪タイヤホイール
7 駆動ローラ
8 昇降押圧手段
9 モータ
10 エレクトロニックスピードコントローラ
11 制御部
12 前輪側パイプ
13 踏圧受信機
14 ハンドル
15 シューズ
16 サドルステム
17 支持架台
18 固定架台部
19 ヒンジ
20 昇降可動架台部
21 昇降シリンダ
22 シリンダ部
23 ピストン部
24 永久磁石
25 電磁体
26 速度センサ
27 制御部
28 速度受信機
29 前輪タイヤホイール
30 スポーク
DESCRIPTION OF
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、電源と、電源をON・OFFする起動スイッチと、自転車を漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信する踏圧センサと、後輪タイヤホイールのタイヤ頂面に圧接・離反して後輪タイヤホイールに回転力を伝達する駆動ローラと、電源のON・OFFにより駆動ローラを後輪タイヤホイールのタイヤ頂面に圧接・離反させる昇降押圧手段と、駆動ローラを駆動するモータと、電源からモータに電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラと、踏圧センサからの踏圧信号を受信し、検出された踏圧に比例した電力をモータに供給するようにエレクトロニックスピードコントローラを制御する制御部とからなり、前記駆動ローラは、タイヤ頂面に圧接する圧接面がタイヤ頂面と対偶面をなしており、タイヤ頂面に対し鉛直に圧接するようになっていることを特徴とする。 To achieve the above object, a first aspect of the present invention, power supply and a start switch for ON · OFF the power, treading signal proportional to Stepping pressure intensity by detecting the pedaling pressure resulting from the force of pedaling a bicycle and trampling sensor that transmits a driving roller for transmitting rotational force to the rear wheel tire wheel pressed against and away from the tire top surface of the rear wheel tire wheel, the rear wheel tire wheel driving roller by oN-OFF of the power supply tires Elevating and depressing means that presses and separates from the top surface , a motor that drives the drive roller, an electronic speed controller that supplies power to the motor from the power source, and a tread pressure signal from the tread pressure sensor are received and proportional to the detected tread pressure Ri Do and a control unit for controlling the electronic speed controller to provide power to the motor, the driving roller is pressed against the tire top surface That contact face has no tire top surface and contraposition surface, characterized that you have adapted to press vertically with respect to the tire top surface.
請求項2に記載の発明は、電源と、電源をON・OFFする起動スイッチと、自転車を漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信する踏圧センサと、後輪タイヤホイールのタイヤ頂面に圧接・離反して後輪タイヤホイールに回転力を伝達する駆動ローラと、電源のON・OFFにより駆動ローラを後輪タイヤホイールのタイヤ頂面に圧接・離反させる昇降押圧手段と、駆動ローラを駆動するモータと、電源からモータに電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラと、自転車の速度を検出して速度信号を発信する速度センサと、踏圧センサからの踏圧信号と速度センサからの速度信号を受信し、検出された踏圧及び速度より、停止状態から予め設定した通常速度まではモータの回転力が踏圧の1.5〜2.5倍になるように電源からモータに電力を供給するように、そして、通常速度を超えたら徐々にモータへの電力を供給を減少させ、予め設定した高速速度に達したらモータへの電力の供給がゼロになるようにエレクトロニックスピードコントローラを制御する制御部とからなり、前記駆動ローラは、タイヤ頂面に圧接する圧接面がタイヤ頂面と対偶面をなしており、タイヤ頂面に対し鉛直に圧接するようになっていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is a power source, a start switch for turning on / off the power source, a stepping pressure sensor for detecting a stepping pressure generated from a force of stroking a bicycle and transmitting a stepping pressure signal proportional to the stepping pressure strength, and a rear tire A driving roller that presses and separates from the tire top surface of the wheel to transmit the rotational force to the rear wheel tire wheel , and a lifting and pressing means that presses and separates the driving roller from the tire top surface of the rear wheel tire wheel by turning the power ON / OFF A motor that drives the drive roller, an electronic speed controller that supplies power to the motor from the power source, a speed sensor that detects the speed of the bicycle and transmits a speed signal, a tread pressure signal from the tread pressure sensor, and a speed sensor receiving a speed signal, from the detected pedaling pressure and speed until the normal speed preset from a stopped state rotational force of the motor is treading 1.5-2 Power is supplied from the power supply to the motor so that it becomes 5 times, and when the normal speed is exceeded, the power supply to the motor is gradually decreased, and when the preset high speed is reached, the power is supplied to the motor. Ri but Do and a control unit for controlling the electronic speed controller to be zero, the drive roller is pressing surface for pressing the tire top surface has no tire top surface and the even number side, vertical with respect to the tire top surface and features that you have come to the pressure on.
請求項1に記載の自転車のアシスト回転力伝達装置によれば、電源をONすることにより、昇降押圧手段が作動して駆動ローラが後輪タイヤホイールのタイヤ頂面に圧接し、自転車のペダルを漕ぐと、踏圧センサが漕ぐ力から生じる踏圧を検出して、踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信し、踏圧信号を受信した制御部が検出された踏圧に比例した電力をモータに供給するようにエレクトロニックスピードコントローラを制御し、エレクトロニックスピードコントローラにより踏圧に比例した電力がモータに供給されるので、踏圧に比例した電力が供給されたモータの回転力が駆動ローラを介して後輪タイヤホイールに伝達されることから、高速走行や坂道等の走行といった負荷のかかる走行であっても負荷に応じてモータの回転力が上がるので人力走行が容易に行える。
また、電源、後輪タイヤホイールのタイヤ頂面に圧接・離反して後輪タイヤホイールに回転力を伝達する駆動ローラ、電源のON・OFFにより駆動ローラを後輪タイヤホイールのタイヤ頂面に圧接・離反させる昇降押圧手段、駆動ローラを駆動するモータ、電源からモータに電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラは、自転車のフレームに取り付けることが可能であり、これらの取付で自転車の走行に大きな影響を与える部位の機能を阻害するといった事態は生じず、また、構成が簡単であり軽量化が図れるので特にスポーツ系自転車に好適である。
According to the bicycle assist rotational force transmitting device according to
Pressure The power drive roller for transmitting rotational force to the rear wheel tire wheel pressed against and away from the tire top surface of the rear wheel tire wheel, a drive roller by ON-OFF of the power supply to the tire top surface of the rear wheel tire wheels・ Elevating and depressing means for separating, motor for driving the drive roller, and electronic speed controller that supplies power to the motor from the power supply can be attached to the bicycle frame, and these attachments have a great influence on the running of the bicycle The situation of inhibiting the function of the part does not occur, and since the structure is simple and the weight can be reduced, it is particularly suitable for a sports bicycle.
請求項2に記載の自転車のアシスト回転力伝達装置によれば、電源をONすることにより、昇降押圧手段が作動して駆動ローラが後輪タイヤホイールのタイヤ頂面に圧接し、自転車のペダルを漕ぐと、踏圧センサが漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信し、速度センサが速度を検出して速度信号を発信し、踏圧信号と速度信号を受信した制御部が、停止状態から予め設定した通常速度まではモータの回転力が踏圧の1.5〜2.5倍になるように電源からモータに電力を供給するように、そして、通常速度を超えたら徐々にモータへの電力を供給を減少させ、予め設定した高速速度に達したらモータへの電力の供給がゼロになるようにエレクトロニックスピードコントローラを制御するので、制御部で制御されたエレクトロニックスピードコントローラにより電力が供給されたモータの回転力が駆動ローラを介して後輪タイヤホイールに伝達されることから、通常速度まではモータの回転力が踏圧の1.5〜2.5倍になるように電力がモータに供給されるので人力走行が容易になり、通常速度を超えたら徐々にモータへの電力の供給が減少し、予め設定した高速速度に達したらモータへの電力の供給がゼロになるので、スピードの出し過ぎによる危険を回避することができる。
また、電源、後輪タイヤホイールのタイヤ頂面に圧接・離反して後輪タイヤホイールに回転力を伝達する駆動ローラ、電源のON・OFFにより駆動ローラを後輪タイヤホイールに圧接・離反させる昇降押圧手段、駆動ローラを駆動するモータ、電源からモータに電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラは、自転車のフレームに取り付けることが可能であり、これらの取付で自転車の走行に大きな影響を与える部位の機能を阻害するといった事態は生じず、また、構成が簡単であり軽量化が図れるので特にスポーツ系自転車に好適である。
According to the bicycle assist rotational force transmission device of
Also, the power roller, a driving roller that presses and separates from the tire top surface of the rear wheel tire wheel to transmit the rotational force to the rear wheel tire wheel, and a lift that presses and separates the driving roller from the rear wheel tire wheel by turning the power on and off. The electronic speed controller that supplies power to the motor from the pressing means, the motor that drives the drive roller, and the power supply can be attached to the bicycle frame, and these attachments have functions that greatly affect the running of the bicycle. This is not particularly disturbing, and is particularly suitable for sports bicycles because of its simple structure and light weight.
本例の自転車のアシスト回転力伝達装置1は、既存の自転車2に後付されて使用されるものであり、電源3と、電源3をON・OFFする起動スイッチ4と、自転車2を漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信する踏圧センサ5と、後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に圧接・離反して後輪タイヤホイール6に回転力を伝達する駆動ローラ7と、電源3のON・OFFにより駆動ローラ7を後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に圧接・離反させる昇降押圧手段8と、駆動ローラ7を駆動するモータ9と、電源3からモータ9に電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラ10と、踏圧センサ5からの踏圧信号を受信し、検出された踏圧に比例した電力をモータ9に供給するようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御する制御部11とからなる。
The bicycle assist rotational
前記後輪タイヤホイール6に圧接・離反して後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に回転力を伝達する駆動ローラ7、電源3のON・OFFにより駆動ローラ7を後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に圧接・離反させる昇降押圧手段8、駆動ローラ7を駆動するモータ9、電源3からモータ9に電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラ10は、本例では、いずれもサドルステム16に取り付けられた支持架台17に支持されている。
The rear wheel
本例では、支持架台17はサドルステム16に固定された固定架台部18と、固定架台部18の下方に配置され、一端がヒンジ19を介して支持架台17に上下方向に回動自在に取り付けられた昇降可動架台部20とで構成されている。
そして、駆動ローラ7を後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に圧接・離反させる昇降押圧手段8は、固定架台部18と昇降可動架台部20と、固定架台部18と昇降可動架台部20の間に固定して設けられ、昇降可動架台部20を上下方向に回動させる、即ち昇降させる昇降シリンダ21で構成されている。
In this example, the
The lifting and
このようにして上下方向に回動する、即ち昇降する昇降可動架台部20に駆動ローラ7が設けられ、昇降可動架台部20の昇降により後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に圧接・離反するようになっている。この駆動ローラ7は、外周部に変性ポリオレフィン系をベースポリマーとした高摩擦係数と耐磨耗性を有するゴムが貼り付けられた凹形状を有し、後輪タイヤホイール6との接触域にて、伝達に必要な摩擦力を保持するように構成されている。
The
同時に、踏圧信号を受信した制御部11に制御されて昇降押圧手段8を構成する昇降シリンダ20のピストン部23となる電磁体25へ電力を供給する。電磁体25へ電力が供給されると、通電により励磁された電磁体25がシリンダ部22内に設けられている永久磁石24と反発して下方に移動し、この電磁体25の移動により昇降可動架台部20が下方向に回動し、駆動ローラ7が後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に圧接する。
これにより、踏圧に比例した電力が供給されたモータ9の回転力が駆動ローラ7を介して後輪タイヤホイール6に伝達される。
At the same time, electric power is supplied to the
Thereby, the rotational force of the
また、電源3をONの状態で、例えば一次停止や下り坂道走行などで、踏圧センサ5からの踏圧信号が途絶えたとき、制御部11により制御されてエレクトロニックスピードコントローラ10がモータ9への電力の供給を停止するのでモータ9の回転が停止し、同時に、電磁体25への電力の供給を停止するので電磁体25がシリンダ部22内に設けられた永久磁石24に吸引されて上方に移動し、この電磁体25の移動により昇降可動架台部20が上方向に回動し、駆動ローラ7が後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面から離反し、通常走行状態に復帰する。
In addition, when the stepping pressure signal from the stepping
本例の自転車のアシスト回転力伝達装置1は、電源3と、電源3をON・OFFする起動スイッチ4と、自転車2を漕ぐ力から生じる踏圧を検出して踏圧強弱に比例した踏圧信号を発信する踏圧センサ5と、後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に圧接・離反して後輪タイヤホイール6に回転力を伝達する駆動ローラ7と、電源3のON・OFFにより駆動ローラ7を後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に圧接・離反させる昇降押圧手段8と、駆動ローラ7を駆動するモータ9と、電源3からモータ9に電力を供給するエレクトロニックスピードコントローラ10と、自転車2の速度を検出して速度信号を発信する速度センサ26と、踏圧センサ5からの踏圧信号と速度センサ26からの速度信号を受信し、検出された踏圧及び速度より、停止状態から予め設定した通常速度まではモータ9の回転力が踏圧の1.5〜2.5倍になるように電源3からモータ9に電力を供給するように、そして、通常速度を超えたら徐々にモータ9への電力を供給を減少させ、予め設定した高速速度に達したらモータ9への電力の供給がゼロになるようにエレクトロニックスピードコントローラ10を制御する制御部27とからなる。
The bicycle assist rotational
同時に、踏圧信号を受信した制御部27に制御されて昇降押圧手段8を構成する昇降シリンダ21のピストン部23となる電磁体25へ電力を供給する。電磁体25へ電力が供給されると、通電により励磁された電磁体25がシリンダ部22内に設けられている永久磁石24と反発して下方に移動し、この電磁体25の移動により昇降可動架台部20が下方向に回動し、駆動ローラ7が後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面に圧接する。
これにより、速度に応じて設定された電力が供給されたモータ9の回転力が駆動ローラ7を介して後輪タイヤホイール6に伝達される。
At the same time, electric power is supplied to the
Thereby, the rotational force of the
また、第1例と同様に、電源3をONの状態で、例えば一次停止や下り坂道走行などで、踏圧センサ5からの踏圧信号が途絶えたとき、制御部27により制御されてエレクトロニックスピードコントローラ10がモータ9への電力の供給を停止するので、モータ9の回転が停止し、同時に、電磁体25への電力の供給を停止するので、電磁体25がシリンダ部22内に設けた永久磁石24に吸引されて上方に移動し、この電磁体25の移動により昇降可動架台部20が上方向に回動し、駆動ローラ7が後輪タイヤホイール6のタイヤ頂面から離反し、通常走行状態に復帰する。
Similarly to the first example, when the stepping pressure signal from the stepping
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