[go: up one dir, main page]

JP2002508281A - 駆動装置及びトルクセンサ、並びにトルクセンサの製造方法 - Google Patents

駆動装置及びトルクセンサ、並びにトルクセンサの製造方法

Info

Publication number
JP2002508281A
JP2002508281A JP2000538912A JP2000538912A JP2002508281A JP 2002508281 A JP2002508281 A JP 2002508281A JP 2000538912 A JP2000538912 A JP 2000538912A JP 2000538912 A JP2000538912 A JP 2000538912A JP 2002508281 A JP2002508281 A JP 2002508281A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
torsion
rotor
ring
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000538912A
Other languages
English (en)
Inventor
コールブレンナー フィリッペ
ベーレン レト
ヨニエンツ ベルトルト
ホイゼルマン クリスティアン
Original Assignee
ベーカーテク アクチエンゲゼルシャフト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ベーカーテク アクチエンゲゼルシャフト filed Critical ベーカーテク アクチエンゲゼルシャフト
Publication of JP2002508281A publication Critical patent/JP2002508281A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62JCYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/411Torque sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 筋力によって操作される電動モータ補助式の駆動装置において、トルクがトルクセンサ(35)によって検出され、トルクセンサが駆動装置の中央でペダル軸(1)の領域に配置されている。トルクセンサが磁極形式のものであり、ほぼ帯状の磁極体(43,53)を有しており、磁極体がトーション区分(39)のトーションによって互いに相対的にずらされ、これによってセンサ(35)の磁力値が変化される。これによって、コンパクトな駆動装置を形成でき、該駆動装置が筋力トルクの正確な測定を可能にする。センサが帯状の磁極体でコンパクトに形成され、簡単に製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 技術分野 本発明は、請求項1の上位概念に記載の形式の駆動装置、さらに請求項18の
上位概念に記載のトルクセンサ、並びに請求項25の上位概念に記載の形式の、
トルクセンサの製造方法に関する。
【0002】 背景技術 電動モータで補助される筋力駆動装置は、特に乗り物、例えば足踏みペダルに
よって駆動可能な自転車において知られている。このような駆動装置において重
要なファクタは、駆動装置の所要スペース並びに、筋力及び/又はモータトルク
の測定検出である。公知の解決手段は、しばしば過度に重く、かつ過度に大きく
、不十分なトルク測定範囲若しくは低すぎる分解能しか有しておらず、本来のト
ルク測定の代わりに回転数若しくは角速度しか用いられない。
【0003】 望ましくは、電動モータの出力調節が次のように行われ、即ち電動モータのト
ルクが即座にかつ快適に、バイオメカニズム的に際液な特性線に応じて生物的な
力に対して加えられ若しくは重畳され、補助力のスムーズな接続が生じるように
し:このことには、トルクセンサ機構の分解能及び精度に対する相応の要求が課
せられる。
【0004】 市販の電動自転車に設けられる補助駆動装置においては、モータがペダル軸受
の外側に配置されており、その結果、モータ軸がペダル軸に対して平行に若しく
は直角に位置している。該公知の駆動装置構造においては問題として、駆動装置
が多くの構成部分から成っていて、従って比較的多くのスペースを必要とする。
これによって、全効率における損失が生じ、整備費用が高く、摩耗及び重量が大
きく、汚れによる故障などが生じやすい。
【0005】 ドイツ連邦共和国特許出願公開-A-19522419号公報がペダル軸に対し
て同軸的に配置されて伝動装置のない駆動ユニットを開示しており、該駆動ユニ
ットは従来の自転車への後からの装備のために形成されており、この場合、ペダ
ル軸受の外側で自転車にむき出しに電動モータのステータ及び、鎖車と組み合わ
されたロータが配置される。電動モータはペダル回転数の範囲で低い回転数を有
している。トルクセンサとして伸張測定ストリップがペダルクランクと鎖車との
間の結合箇所に配置されている。該公報に示された駆動ユニットには種々の欠点
がある。慣用の自転車フレームはペダル軸受の領域にわずかな組み込みスペース
しか有しておらず、従ってモータ幅が著しく制限される。このような構成では、
十分に大きな補助力にとって必要なトルクは、大きな直径によってしか達成され
ず、このことはペダル軸受の領域と地面との間の空間を狭めることになる。
【0006】 駆動部が水しぶきのかかる領域に配置されることによって、整備費用が相応に
高く、汚れによる故障が生じやすく、かつ摩耗が大きい。有効なシールの組み込
みには極めて費用がかかり、それというのはロータとステータとの分離箇所が大
きな直径に位置しているからである。場合によってはクランク位置に関連して強
く変化する運転者・トルクは、片側でのみ支承されたロータ及び唯一の伝達点を
介して自転車・鎖に導入される。これによって、モータ領域に大きなトーション
応力が生じて、その結果、ロータとステータとの間の一様な空隙を正確に維持す
ることが困難である。
【0007】 ヨーロッパ特許出願公開-A-0743238号公報が自転車のための駆動ユニ
ットを開示しており、この場合、直径の小さいかつ回転数の高いモータが用いら
れており、従って、変速伝動装置が、極めて低いペダル軸・回転数を高いモータ
・回転数に適合するために組み込まれている。該伝動装置を介して極めて高い運
転者・トルクが上方へ変速されねばならないので、著しい損失が生じる。モータ
及び駆動車の回転数が比較的高いことによって、モータ補助なしの走行運転の際
のモータの連結解除のために一方向クラッチ(Freilaufkupplung)が必要であり、
そうでない場合には該走行運転に際して大きなモータ・制動モーメントが生じる
からである。さらに乗り物の後進移動が困難である。
【0008】 ペダル軸から被駆動車への力伝達路内に純然たるモータ・運転の際のペダルの
連結解除のためにフリーホイール(Freilauf)が組み込まれているので、付加的な
構成部分なしには逆踏みブレーキ(Ruecktrittsbremse)が用いられない。トルク 検出が伝動装置ケーシングの支持箇所に設けられた力測定セル(Kraftmessdose) によって行われ、伝動装置ケーシングが駆動装置ケーシングに配置されている。
【0009】 国際公開97/05010号公報にさらに、車輪ボスモータ及び、手動リング
を介した筋力操作装置を備えた車椅子が記載されており、手動リングとモータと
の間にセンサが配置されて、手動リングを介して導入されるトルクが検出される
ようになっている。
【0010】 種々の使用例、例えばモータ駆動式のねじドライバー、ドリル機械、一般的な
モータ式の駆動装置、及び特にモータ式の調節駆動装置、若しくは筋力操作式の
乗り物の前述の電動モータ補助駆動装置においては、トルクを検出できることが
望ましい。種々の機械的なトルクセンサが公知であるものの、該トルクセンサは
しばしば煩雑な構造を有しており、該トルクセンサの検出原理は電子式のモータ
制御装置への接続を困難なものにしている。ヨーロッパ特許出願公開-A-683
093号公報及びヨーロッパ特許出願公開-A-700825号公報には、電動モ
ータ補助式の自転車の電気機械式のトルクセンサが開示してある。米国特許-A-
3938890号明細書は電気光学式のトルク検出装置を開示しており、該トル
ク検出装置は潤滑材を含む駆動装置において光学的な検出に問題がある。ヨーロ
ッパ特許出願公開-A-682238号公報に開示されたトルク検出のための装置
においては、コイルによって磁場が形成されて、トーション区分の両側に配置さ
れた2つの磁極体組ユニット(Polpaaranordnung)を介して伝達される。空隙によ
って分離された磁極体間の磁気的な連結接続(magnetische Kopplung)はトーショ
ン、ひいてはトルクに関連している。磁場が空隙を介して磁極体に対して導入若
しくは導出される。導出箇所に磁場センサが設けられて、磁場のトルク若しくは
トーションに関連した変化が検出される。磁場センサの信号から、評価回路内で
トルクに相応した出力信号が形成される。該装置の製造は煩雑であり、それとい
うのは磁極体がピンとして形成されており、ピンが個別に非磁性の各支持体の切
欠き内に配置され、このことが極めて正確に行われ、相対するすべてのピン間の
空隙ができるだけ一様な大きさに維持されねばならないからである。このような
装置は、制限された組込状態及び相応に小さい寸法では手間及び時間と費用をか
けてしか製造できない。
【0011】 発明の説明 従って本発明の課題は、モータ補助式の筋力駆動装置を簡単な構造及びわずか
な所用スペースで提供して、該筋力駆動装置が乗り物への使用に際して汚れ及び
水しぶきの影響を受けにくく、かつ該筋力駆動装置のトルク測定によって、筋力
で生ぜしめられたトルクのできるだけ遅れのない検出を高い分解能で可能にする
ことである。該課題が、冒頭に述べた形式の駆動装置において、請求項1の特徴
部分に記載の構成によって解決される。
【0012】 トルク検出ユニットがケーシングの中央に配置されていて、筋力トルクを直接
に受け止めるので、駆動装置がコンパクトになり、トルクの高い精度の検出が伝
動装置若しくは機械的な伝達部材による妨害影響を受けることなしに達成される
。さらにトルク検出ユニットがケーシング内に保護された状態で配置されている
【0013】 有利な実施態様では、トルク検出ユニットが、軸を少なくとも部分的に受容す
るスリーブを有しており、スリーブがロータの部分であってよく、若しくはロー
タに有利には伝達リングを介して結合されていてよく、伝達リングに被駆動車も
取り付けられている。トルク検出ユニットが伸張測定ストリップを備えて形成さ
れていてよく、若しくは有利にはトルク検出ユニットが、トーション区分の両側
に配置された磁極体を備えたトルクセンサを有しており、磁極体がトーション区
分のトーションに際して磁極体間相互の相対的な位置を変化させるようになって
おり、これによって、磁力値の、トルクに相応した変化が生じる。駆動装置の有
利な使用が電動自転車にある。
【0014】 さらに本発明の課題は、トルクセンサを提供して、該トルクセンサがコンパク
トでかつ簡単な構造で、従って簡単かつ経済的に製造でき、しかもトルクの良好
な測定精度及び高い分解能を有しているようにすることである。
【0015】 該課題が、冒頭に述べた形式の駆動装置において、請求項17の特徴部分に記
載の構成によって解決される。
【0016】 磁極体を帯状のストリップとして形成することによって、センサが最小の構成
高さしか必要とせず、ストリップは打ち抜き部分として簡単かつ安価に製造可能
である。
【0017】 前記課題が、さらに請求項18の特徴部分に記載の構成によって解決される。
トーション部材の回りにリング状のコイルを配置することによって、簡単な構造
を維持してセンサの半径方向及び軸線方向のわずかな構成高さが可能である。
【0018】 センサの有利な実施態様では、磁力値の検出がトーション部材の回りにリング
状に配置された別のコイルによって行われる。
【0019】 さらに本発明の課題は、磁極体を備えたトルクセンサの製造方法を提供して、
該製造方法によって、簡単かつ経済的な製造を高い磁極体数でも極めて小さい空
隙誤差で可能にすることである。
【0020】 該課題が、請求項24の特徴部分に記載の手段によって解決される。
【0021】 まずリングを形成して、保持部材に結合し、次いで磁極体をリングから切り出
し成形することによって、経済的な製造が達成され、それというのは磁極体を個
別に保持部材に取り付ける必要がないからである。さらに、組み立てた状態で磁
極体を形成することによって、空隙の精度がほぼ切り込み作業によって規定され
、該切り込み作業は有利にはレーザを用いて行われる。
【0022】 さらに有利には、磁極体が既に平らなストリップに予め形成されて、次いで該
ストリップがリングに曲げられ、これによって後からの切り込み作業の回数が減
少される。
【0023】 発明の実施の最良の形態 次に図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。図1は、電動自転車に用
いられた本発明に基づく駆動装置の断面図である。この場合、ペダル軸1が中央
の軸として電動モータ10のロータ6内に支承されており、この場合、ロータは
磁石8を備えた磁束路リング7、半径方向に延びるプレート状のロータ本体6a
及び、中央の軸1を取り囲むスリーブ部分1bから成っており、スリーブ部分内
にペダル軸1が適当な手段を介して軸線方向及び半径方向で案内されている。ペ
ダル軸1の支承は、ペダル軸を直接にケーシング15内に、若しくはケーシング
15及びロータ6内に支承することによって変更されていてよい。ペダル軸1の
端部には、部分的にしか示してないペダル2,3を備えたペダルクランク4,5
が取り付けてある。ペダルクランク4,5は筋力トルクの伝達のために取り外し
可能にペダル軸に結合されているが、堅い結合も考えられる。
【0024】 軸1は符号18の箇所でスリーブ6bに例えば溶接によって堅く結合されてい
る。軸1は符号19の箇所で例えば滑り中間層を用いて回転可能にスリーブ6b
内に支承されている。これによって、両方のクランクのモーメントがペダル軸1
を介して符号18の箇所でスリーブ6b内に導入される。
【0025】 駆動装置ケーシング15がフレーム16に堅く結合され、場合によっては分解
可能に結合されていてよく、若しくは一体的なフレーム部分として形成されてい
てよい。
【0026】 ここでは被駆動車として用いられる鎖車11がロータ6に相対回動不能に結合
され、かつロータ6のスリーブ部分6bを介してペダル軸1にトーション弾性可
能に結合されている。鎖車11はケーシング15の外側でロータ6のスリーブ部
分6b上に配置されていて、かつ力伝達手段12、例えば鎖を介して自転車の後
輪に係合している。鎖車11とロータ6との間の連結が、別の形式で、例えば鎖
車を直接にプレート状のロータ本体6aに取り付け、若しくはロータ本体の一体
的な部分として形成することによって行われてよい。ロータ6は被駆動車11の
側でもペダル軸1の別の側でも軸受13,13′を介して支えられている。選択
的に、例えばロータ6をケーシング15内でペダル軸1上に支承することもでき
る。軸受としてはロータ支承にとっても、ペダル軸支承にとっても転がり軸受若
しくは滑り軸受が考えられ、ロータと軸との間で相対運動を行わない場合には、
支持部は堅い結合部として形成されていてよい。有利にはペダル軸及びロータの
軸受は1つの平面内に位置しているものの、軸受を互いに異なる位置に配置する
ことも考えられる。電動モータ10はステータ9及びロータ6から成っていて、
ペダル軸1に対して同軸的に配置されている。有利には永続的に励磁された同期
モータとして形成されていてよく、この場合、ステータ9が駆動装置ケーシング
15に堅く結合され、若しくはケーシング部分として形成されている。外側回転
子・ロータ(Aussenlaeufer-Rotor)を用いることによって、極めて有利なモータ 構造が得られる。
【0027】 トルク検出ユニット14がペダル軸1に対して同軸的にケーシングの中央に配
置されて、直接にロータ・スリーブ部分6bに所属して設けられている。トルク
検出ユニットは、筋力によってスリーブ6b内に導入されたトルクに基づく該ス
リーブのトーションを検出するようになっている。検出は、例えばスリーブに取
り付けられた膨張測定部材から成るトルクセンサ若しくは磁極センサを用いて行
われる。ユニット14は完全に駆動装置ケーシング15の内部に配置されていて
、図示の実施例では概略的に示す伸張測定ストリップ(Dehnmessstreifen)31,
32によってロータ・スリーブ部分6b上のトルク並びにプレート状のロータ本
体6a上のトルクを検出し得る。従ってモータ制御の設定に応じて、筋力トルク
並びにモータトルクが個別に若しくは一緒に、トルクによるトーション応力を受
けて測定区分として役立つロータ・部分6a,6bを用いて検出され得る。運転
者のペダル力によって生ぜしめられたトルクが、ロータ・スリーブ部分6bの変
形によるトーションに基づき検出されて、作用接続された電子式の測定センサ機
構によって評価される。例えばペダル2,3からトルクが伝達されると、得られ
たトルク信号が、モータ・制御ユニット17(これは駆動装置内部に組み込まれ
ていてよい)によって即座に処理され、かつ電動モータ10が相応に制御され、
若しくは電動モータのトルクがその瞬間の出力所要量に適合される。これによっ
てフリーホイール若しくはカップリング(Kupplung)が完全に省略でき、従って駆
動ユニットの摩擦が減少され、効率が相応に増大される。
【0028】 図2は、伝動自転車のペダル支承領域内に組み込まれた駆動装置の変化例の断
面図である。この場合にも、ペダル軸1は中央の軸として電動モータ10のロー
タ6の内部に配置されており、若しくは組み合わせた形式でケーシング15及び
ロータ6内に支承されていてよい。
【0029】 ペダル軸の端部に同じくペダルクランクが取り付けられる。駆動装置ケーシン
グ15はフレームに堅く結合されており、場合によっては分解可能に取り付けら
れていてよく、若しくは一体的なフレーム部分として形成されてよい。軸1は該
実施例では中央でリング部分1cを備えており、該リング部分がロータ6のスリ
ーブ6bに堅く結合されている。ここでも滑り中間層19が軸とロータとの間に
設けられている。該実施例では、ペダル軸1の各部分を形成する両方のトーショ
ン区分1a,1bを介して、異なる2つのモーメント、両方のクランクのモーメ
ントが個別に検出されて評価される。鎖車(被駆動車)11がケーシング15の
外側でロータ6に相対回動不能に配置されていて、力伝達部材12、例えば鎖を
介して自転車の後輪に係合している。鎖車11とロータ6との間の連結が別の形
式で、鎖車を直接に半径方向に延びるプレート状のロータ本体6aに配置するこ
とによって、若しくはロータ本体の一体的な部分として形成することによって行
われてよい。ロータ6若しくはペダル車1が鎖車11の側並びにペダル軸1の別
の側で軸受13,13′を介して支えられている。別の実施例として例えばロー
タ6が両側でケーシングに支承されていてよい。軸受として転がり軸受若しくは
滑り軸受がロータ支承並びにペダル軸支承のために考えられる。
【0030】 電動モータ10はステータ9及びロータ6から成っていて、ペダル軸1に対し
て同軸的に配置されている。電動モータは有利には永久的に励起された同期モー
タとして形成されており、この場合、ステータ9が駆動装置ケーシング15に堅
く結合されており、若しくはケーシング部分として設けられている。外側回転・
ロータの使用によって、極めて有利なモータ構造が得られる。
【0031】 トルク検出ユニットは完全に駆動装置ケーシングの内部に存在し、2つの部分
14a,14bから成っていて、ペダル軸1に対して同軸的に配置されている。
モータ制御の設定に応じて両方のクランクのモーメントが個別に検出されて評価
され得る。運転者のペダル力によって生ぜしめられるトルクが、例えば伸張測定
ストリップ若しくは磁極センサを介してペダル軸・トーション区分1a,1bの
ひずみに基づき検出されて、作用接続された電子式の測定センサ機構によって評
価される。得られたトルク信号が、それ自体公知の概略的に示すモータ・制御ユ
ニット17(これは駆動装置内部に組み込まれていてよい)によって即座に処理
され、かつ電動モータ10が相応に制御され、若しくは電動モータのトルクがそ
の瞬間の出力所要量に適合される。これによってフリーホイル若しくはカップリ
ングが完全に省略でき、従って駆動ユニットの摩擦が減少され、効率が相応に増
大される。
【0032】 図3は、本発明に基づく駆動装置1を備えるばね弾性的な電動自転車30の側
面を示している。メインフレーム25が旋回点24及びばね・減衰部材21を介
して駆動装置旋回アーム28に結合されている。フレーム補強部材4がメインフ
レーム25とサドル支持部材26とを結合している。駆動装置1が駆動装置旋回
アーム28に配置されている。蓄電池容器18が本来のエネルギボックスを形成
しており、エネルギボックス内には、充電装置、該実施例では駆動装置から分離
されたモータ・制御ユニット、場合によってはディスプレー23も収容されてい
てよい。後輪ボス22が市販の変速機構若しくはチェーン切換機構、或いは両方
を組み合わせた手段を備えて構成されていてよい。
【0033】 図4はトルクセンサを示しており、該トルクセンサは、互いに分離されてトー
ション部材38、例えば軸若しくはスリーブに取り付けられた2つの保持部材(
保持部分)36,37から成っている。この場合、トーション部材38の、保持
部材36,37間に位置する領域(Bereich)がトーション区分を形成しており、 該トーション区分のトーションが保持部材36,37に配置された磁極体(磁極
片)を用いて検出される。図4には、トーション部材を取り囲むように保持部材
に取り付けられた磁極体(Magnetpol)40〜45,50〜56の一部分が示して ある。磁極体40は互いに向き合わせて、かつ図4の実施例では互いにずらして
配置されている。磁極の磁束が、保持部材36の周囲をリング状(環状)に延び
る図4に概略的に示すコイル48によって形成される。この場合、磁束は定置の
コイル48から保持部材36の磁極体40〜45の後ろ側の端部区分40′〜4
5′を介して該磁極体内に導入される。図4の実施例では、コイル48によって
形成された磁束及び該磁束の、トーションに基づく変化が別のコイル58を用い
て検出されるようになっており、該別のコイルが保持部材37若しくは磁極体5
0〜56の周囲にリング状に案内されている。磁束の導入は有利には無接触に空
隙を介して行われ、従ってトーション部材38に取り付けられた保持部材36,
37若しくは磁極体が定置のコイルに対して回動できる。これによって、回転す
る軸若しくはスリーブ38、例えば筋力若しくはモータによって作動される駆動
装置の軸のトルクが検出される。
【0034】 図5及び図6には、図4のトルクセンサの作用状態が示してある。図5がそれ
ぞれ2つの磁極体42,43;52,53の側面図であり、図6が該磁極体の平
面図である。図5に示してあるように、トーション部材38は破線で示す保持部
材36,37間にトーション区分39を形成しており、このためにトーション部
材38が所定の箇所でトーション区分39にわたって横断面の減少された弱小区
域を有している。トーション部材は中心軸線Dの上側の半分だけを示してある。
対の巻線48によって示すコイルはヨーク47内に配置されており、ヨークの脚
部47′が磁極体42,43の端部片42′,43′に向けられている。コイル
48に接続されて所定の方向49で給電を行う電源60からの電流が、ヨーク脚
部47′に磁気的な南極S若しくは北極Nを生ぜしめる。このようにして磁極体
42,43内に生ぜしめられる磁束が図6に破線Fで示してある。トーションセ
ンサの静止状態、即ちトーション区分39のトーションのない状態では、磁極体
42,43;53,54は図6に示すように相対して位置している。該図面では
ヨーク脚部47′の位置が破線で示してある。保持部材36を取り囲むリング状
のコイル48が、同じく保持部材を取り囲んで延びるリング状のヨーク47を介
して磁束Fを生ぜしめ、該磁束がほぼ磁極体42の前側の端部で空隙dを経て磁
極体53内へ流れて、かつ該磁極体から再び磁極体43内に向かってヨーク47
内へ導かれる。該状態で、磁束のわずかな部分は磁極体53、若しくは該磁極の
端部53′並びにコイル58のヨーク57を介して磁極体54の端部54′内へ
、次いで該端部を経て磁極体43及びヨーク47へ流れ得る。このようなわずか
な磁束は、図5にも対の巻線によって概略的にしか示していないコイル58内に
電圧を生ぜしめ、該電圧が増幅器61内で増幅されて、かつ整流器62内で整流
され得る。この場合、静止状態でコイル58内に誘導される電圧は、検出可能な
トルクの下側の値に相応しており、それというのは静止状態ではトーション区分
39内にトーションが生じていないからである。今、トーション部材38を介し
てトルクを伝達する場合、該トルクはトーション区分39内にトージョンを生ぜ
しめ、その結果、例えば保持部材36が保持部材37に対して回動し、磁極体4
2,43の運動が図6に矢印Bの方向で示してある。従って、磁極体42と53
若しくは43と54とが互いに相対的にずれて、該磁極体の端面が互いに大きな
面積で重なり合い、その結果、磁極体53,54、並びにヨーク57を通る磁束
が増加して、ひいてはコイル58内に誘導される電圧が増大する。コイル58内
に生ぜしめられ、若しくは増幅若しくは整流される電圧は、測定範囲内で、トー
ション区分39のトーション(ねじれ)若しくはトルクセンサ内に導入されるト
ルクにほぼ比例している。これによって、適当に形成されたトーション区分に設
けられた直径数センチのトルクセンサを用いて1Nm乃至300Nmのトルクが
十分な分解能で測定される。この場合、300Nmの値のトルクはトーション区
分のほぼ1.5°のねじれを生ぜしめる。コイル47が3.5V電圧及び周波数
14kHzの信号で給電されると、コイル58内に5vボルトの有効信号が生ぜ
しめられる。該有効信号の電流は増幅されて、整流されてよい。整流器62から
供給される直流電圧がトルクの測定値として表示装置若しくは制御装置若しくは
調節装置に送られ、制御装置若しくは調節装置が例えば駆動装置を制御若しくは
調節する。有利な実施例では、筋力トルクがペダル軸において若しくは該ペダル
軸に結合されたスリーブにおいて前述の形式で検出されて、電気的な補助駆動装
置の制御若しくは調節のために用いられる。磁極体の図4に示すほぼ帯状構造が
トルクセンサのわずかな構成高さを可能にし、このことは種々の駆動装置若しく
は種々のトルク測定目的への使用にとって有利である。同じく図4乃至図6に示
すリングコイルを用いた磁束の形成若しくは測定が、直径若しくは構成高さのわ
ずかなトルクセンサを可能にする。
【0035】 互いに完全にずらされて列を成して配置された磁極体を備える図示の実施例は
、有利な1つの実施例である。両方の保持部材36,37の互いに向き合う磁極
体は静止状態で互いにわずかにしかずらされずに配置され、若しくは互いに正確
に相対して位置していてよい。最後に述べた例では、トーション区分がねじれて
いない場合に、コイル48からコイル58への最大の磁気的な接続が生ぜしめら
れる。トーション区分のねじれによって、コイル58への前記接続が減少され、
ひいてはトルクに相応して信号の値が減少される。ヨーロッパ特許出願公開第A
0682238号公報により公知の磁極体も使用可能である。
【0036】 前述のセンサの製造は本発明に基づき次のように行われ、即ちまず、有利には
帯材として提供されて磁極体を形成する強磁性の材料から、閉じたリングが形成
される。該リングが次いで、非磁性の保持部材36,37の両方の端部に被せは
められて、そこで、磁極体を保持部材に取り付けるべき箇所に固定される。この
ことは、リングを保持部材36,37に点状に接着することによて行われてよい
。保持部材が同時に若しくは順次にトーション部材38に、例えば同じく接着及
び/又はピン止めによって固定される。次いで、閉じたリングから磁極体がレー
ザービームによって切り出し成形され、この場合、リングの、保持部材36,3
7に固定されている部分が磁極体を形成し、固定されていない部分が切り出しく
ずとして除去される。リングの中央の周方向切り込みによって両方の保持体部材
の磁極体が互いに分離される。リングの、各保持部材の磁極体間に位置して固定
されていない部分が、円筒状のリングの母線に沿った切り込みによってリングか
ら離される。磁極体の形成の後に、磁極体は例えば注入材料(Vergussmasse)を用
いて保持部材に強く固定されていてよい。ここに述べた製造方法においては利点
として、磁極体を個別に形成して個々に保持部材に固定する必要がなく、保持部
材を既にトーション部材上に互いに位置決めした状態で固定されたリングの切り
込みによって、トルクセンサの周囲にわたって延びる極めて正確に一様な空隙が
形成され、これによってトルク測定の高い精度及び分解能が得られる。
【0037】 図7及び図8を用いて別の有利な製造方法を説明する。図7は強磁性の材料か
ら成る磁極ストリップ65を示しており、該磁極ストリップが一貫した1つのウ
エブ(Steg)66及び互いに相対的にずらされていて該ウエブから突出する複数の
脚部(Schenkel)67を有している。脚部は互いに異なる長さを有していてよい。
このようなストリップは例えば打ち抜き作業若しくは切り込み作業によって製造
されてよい。磁極ストリップの各側の並んで位置する脚部67は、次いで交互に
ほぼ、図5に並べて配置された磁極ストリップ42,43;52,53で示して
あるように曲げられる。このように曲げられた磁極ストリップが、図8に示して
あるように、リング69に曲げられる。この場合、ほんとうのリングがウエブ6
6によって形成され、該リングから脚部67が既に突出して曲げられている。次
いで磁極リング69が脚部67で以て非磁性の保持部材36若しくは37に被せ
はめられ、この場合、保持部材は図8に示してあるように段を付けて形成され、
かつ溝70,71を備えていてよく、該溝内に脚部が受容される。図8は、リン
グ69を既に保持部材36に被せはめた状態で、かつ保持部材37を同じくリン
グ69と結合できる位置で示している。さらにトーション部材38のトーション
区分39が保持部材36,37内に差し込まれる。折り曲げられた脚部67が外
側へ突出する端部区分で、形成すべき磁極体の端部区分を形成しており、脚部6
7の該端部区分に付けた符号43′は図5の符号43′に対応する。脚部67は
各保持部材の溝70,71内で接着されてよい。さらに、保持部材の段の付けら
れた部分が保持部材の装着の後に硬化性の注入材料によって被われてよく、これ
によって、磁極体の折り曲げられた端部区分のみが半径方向に保持部材36,3
7から突出していて、ウエブ66が保持部材間で露出している。注入材料の硬化
の後に、保持部材36,37の周囲が旋削若しくは研削されてよく、これによっ
て、磁極体の端部区分、例えば端部区分43′が保持部材の外周面と同一面に位
置せしめられる。次いで、トーション部材38への保持部材36,37の前述の
固定及び保持部材への磁極体脚部67の固定の後に、既に述べたように、ウエブ
66が個別の磁極体を形成するように切断されてる。その結果、例えばレーザを
用いて生ぜしめられた周方向切り込み線Lによって、互いに相対して位置する磁
極体間の空隙dが形成される。空隙は例えば0.3mmの大きさであってよく、
該大きさはすべての構成部分の既に互いに固定された支承部に基づき前記切断の
後にも一定に維持される。次いで、ハッチングされた部分がウエブ66に軸線方
向へ延びる切り込みを入れることによって切り出され、これによって、図4に示
す互いにずらされて相対する磁極体から成る磁極体装置が形成される。もちろん
、ストリップ65を適当に形成することによって、互いにずらされていない磁極
体が形成されてもよい。
【0038】 図9に示す自転車の駆動装置は、図1に示すものに類似の電動モータ式の補助
駆動部を備えていて、図4乃至図8に示すトルクセンサを使用している。同じ構
成部分には同じ符号が付けられている。駆動装置は縦軸線に対して対称的である
ので、縦軸線の上側に位置する部分のみがそれも部分的に示してある。ペダル軸
1が図示の実施例では符号75の箇所でスリーブ76に溶接されている。ペダル
軸の、スリーブの内側に位置する区分が滑り中間層19を介してスリーブに対し
て運動可能に支承されている。ペダルクランク(図示せず)によってペダル軸1
内に導入されるトルクが、符号75の箇所でスリーブに伝達される。スリーブが
、磁極体を備えたトルクセンサのトーション部材38を形成している。この目的
のために、スリーブはトーション区分39の領域で薄く形成されていて、そこで
導入された筋力に基づくトーションを許すようになっている。スリーブ76の別
の端部は符号77の箇所でトーション伝達リング78に堅く結合され、例えば溶
接されている。該リングもペダル軸に対して滑り支承されている。トーション伝
達リング78は一方ではロータ6に相対回動不能に係合していて、かつ他方でケ
ーシングの外側に位置する被駆動車11に係合しており、被駆動車は例えば鎖車
である。この場合、リング78はリブによって互いに仕切られた切欠き80を備
えており、該切欠き内にロータ若しくは被駆動車のピン81,82が係合してお
り、トーション伝達リング78からロータ若しくは被駆動車へのトルク伝達が保
証されている。トーション部材38として用いられるスリーブ76上に配置され
た保持部材36,37が、スリーブに、符号84,85の箇所で例えば接着によ
って固定されている。従って、保持部材がトーション部材38若しくはペダル軸
と一緒に回転する。保持部材が磁極体を保持しており、磁極体は既に説明してあ
るように、ほぼ帯状のストリップ磁極体(bandfoermiger Streifenpol)として形 成されている。該図面には2つの磁極体43,53が示してある。ケーシングに
定置に取り付けられてひいては、回転可能な保持部材36,37に対して静止し
ているコイル48,58は、2つの部分から構成されたリング状のヨーク47,
57内に配置されている。トルクセンサ内に場合によっては設けられるコイル支
持体は、図面を見易くするために図示されていない。磁極式トルクセンサは、図
4乃至図6に基づき述べたように、作動する。駆動装置の軸1に導入された筋力
トルクは、スリーブ76若しくはトーション区分39の回動、ひいては磁極体間
相互の移動(ずれ)、並びに磁束の変化を生ぜしめる。評価電子装置若しくは該
評価電子装置の一部分が、定置のコイルの上側でプレート89に不動に配置され
ていてよい。さらに有利には、図9のトルクセンサにおいては、半径方向で磁極
体の上側に電磁的な遮蔽部材が例えば銅から成るリング90の形で設けられてい
る。さらに有利には、磁極体の半径方向下側にも電磁的な別の遮断部材が、一緒
に回転するリング91の形で設けられている。このような一方若しくは両方の電
磁的な遮蔽部材(リング状の遮蔽部材)が図4乃至図8に示すセンサにも設けら
れてよい。遮蔽部材がセンサへの電磁的な妨害影響を遮蔽し、これによってセン
サの出力信号の評価が改善される。
【0039】 図示の磁気をベースにしたトルクセンサの代わりに、例えば伸張測定ストリッ
プを備えたトルクセンサも用いられ得る。この場合にも、スリーブ若しくはペダ
ル軸に配置された伸張測定ストリップに対する作動電圧若しくは有効信号の導入
及び導出が定置のコイル48,58を用いて行われてよく、該コイルがこの場合
、伸張測定ストリップと一緒に回転可能で同じくヨークを備えたコイルと相対し
ており、該コイルがヨーク間に存在する空隙を介して供給を受け、若しくは検出
される。別の実施例で、トルク検出がトーション伝達リングで、例えば該トーシ
ョン伝達リングのウエブに設けられた伸張測定ストリップによって行われてもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 駆動装置の第1の実施例の断面図。
【図2】 駆動装置の別の実施例の断面図。
【図3】 自転車の側面図。
【図4】 磁場・トルクセンサの概略的な斜視図。
【図5】 図4のセンサの磁場導入機構及び磁極体の概略的な側面図。
【図6】 図4のセンサの部分的に展開された磁極体の概略的な平面図。
【図7】 センサの磁極体の形成のための打ち抜き部分の平面図。
【図8】 磁極体を形成するための、トーション区分上の2つの保持体に被せはめられた
リング部分の斜視図。
【図9】 磁場・トルクセンサを備えた、図1に示すものと類似の駆動装置の断面図。
【符号の説明】
1 ペダル軸、 1a,1b トーション区分、 1c リング部分、
2,3 ペダル、 4,5 ペダルクランク、 6 ロータ、 6a
ロータ本体、 6b ロータ・スリーブ部分、 9 ステータ、 10
電動モータ、 11 鎖車(被駆動車)、 12 力伝達手段、 13,
13′ 軸受、 14 トルク検出ユニット、 15 駆動装置ケーシング
、 16 フレーム、 17 モータ・制御ユニット、 18 蓄電池容
器(エネルギボックス)、 19 滑り中間層、 21 ばね・減衰部材、
23 ディスプレー、 24 旋回点、 25 メインフレーム、
26 サドル支持部材、 28 駆動装置旋回アーム、 30 電動自転車
、 31,32 伸張測定ストリップ、 36,37 保持部材、 38
トーション部材、 39 トーション区分、 40〜45 磁極体 、
42′,43′ 端部片、 47 ヨーク、 47′ 脚部、 48 コ
イル(巻線)、 50〜56 磁極体、 57 ヨーク、 58 コイル
、 61 増幅器、 62 整流器、 65 磁極ストリップ、 66
ウエブ、 67 脚部、 69 磁極リング、 70,71 溝、
75 箇所、 76 スリーブ、 77 箇所、 78 トーション伝達
リング、 80 切欠き、 81,82 ピン、 84,85 箇所、
89 プレート、 B 矢印(運動方向)、 D 中心軸線、 d 空
隙、 F 破線(磁束)
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年3月30日(2000.3.30)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】 技術分野 本発明は、請求項1の上位概念に記載の形式の駆動装置、さらに請求項18の
上位概念に記載のトルクセンサ、並びに請求項24の上位概念に記載の形式の、
トルクセンサの製造方法に関する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】 種々の使用例、例えばモータ駆動式のねじドライバー、ドリル機械、一般的な
モータ式の駆動装置、及び特にモータ式の調節駆動装置、若しくは筋力操作式の
乗り物の前述の電動モータ補助駆動装置においては、トルクを検出できることが
望ましい。種々の機械的なトルクセンサが公知であるものの、該トルクセンサは
しばしば煩雑な構造を有しており、該トルクセンサの検出原理は電子式のモータ
制御装置への接続を困難なものにしている。ヨーロッパ特許出願公開-A-683
093号公報及びヨーロッパ特許出願公開-A-700825号公報には、電動モ
ータ補助式の自転車の電気機械式のトルクセンサが開示してあり、この場合、ト
ルクがケーシング内を横方向に延びるレバーの行程及び行程センサを介して測定
される。イギリス国特許出願公開-A-2312403号公報が電気的な自転車駆
動装置を開示しており、この場合、伝動装置及びフリーホイールを備えたモータ
がペダル軸に対して同軸的にケーシング内に配置されている。米国特許-A-39
38890号明細書は電気光学式のトルク検出装置を開示しており、該トルク検
出装置は潤滑材を含む駆動装置において光学的な検出に問題がある。ヨーロッパ
特許出願公開-A-682238号公報に開示されたトルク検出のための装置にお
いては、コイルによって磁場が形成されて、トーション区分の両側に配置された
2つの磁極体組ユニット(Polpaaranordnung)を介して伝達される。空隙によって
分離された磁極体間の磁気的な連結接続(magnetische Kopplung)はトーション、
ひいてはトルクに関連している。磁場が空隙を介して磁極体に対して導入若しく
は導出される。導出箇所に磁場センサが設けられて、磁場のトルク若しくはトー
ションに関連した変化が検出される。磁場センサの信号から、評価回路内でトル
クに相応した出力信号が形成される。該装置の製造は煩雑であり、それというの
は磁極体がピンとして形成されており、ピンが個別に非磁性の各支持体の切欠き
内に配置され、このことが極めて正確に行われ、相対するすべてのピン間の空隙
ができるだけ一様な大きさに維持されねばならないからである。このような装置
は、制限された組込状態及び相応に小さい寸法では手間及び時間と費用をかけて
しか製造できない。米国特許-A-4876899号明細書に、トーション区分の
両側に配置されて互いに協働する磁極装置を備えたトルクセンサが記載してあり
、この場合、磁場導入が中央の1つのコイルを介して行われ、磁場導出が側方の
2つのコイルを介して行われる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】 該課題が、冒頭に述べた形式の駆動装置において、請求項18の特徴部分に記
載の構成によって解決される。トーション部材の回りにリング状のコイルを配置
することによって、簡単な構造を維持してセンサの半径方向及び軸線方向のわず
かな構成高さが可能であり、かつ磁力値の検出がトーション部材の回りにリング
状に配置された別のコイルによって行われる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】削除
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】削除
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 クリスティアン ホイゼルマン スイス国 ベルン フライエシュトラーセ 41

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動装置であって、筋力作業によって生ぜしめられる入力ト
    ルクのための電動モータ式の動力補助手段、少なくとも1つの被駆動車(11)
    及び筋力トルクの受容のための軸(1)を備えており、該軸(1)がケーシング
    (15)内に配置されて、少なくとも1つの軸受(13,13′)内に支持され
    ており、前記ケーシング内にステータ(9)及びロータ(6)から成る電動モー
    タ(10)が収容されており、該電動モータに所属してモータトルクの制御及び
    /又は調節のためのモータ制御ユニット(17)が配置されており、筋力トルク
    及び/又は電動モータ(10)のトルクがトルク検出ユニット(14,14a,
    14b)を用いて検出可能であり、さらに前記軸が少なくとも1つの筋力入力ト
    ルクの受容のための手段を有している形式のものにおいて、トルク検出ユニット
    が、ケーシングの中央で軸の領域に次のように配置されており、即ち、トルク検
    出ユニット内に筋力トルクが直接に導入可能であることを特徴とする、駆動装置
  2. 【請求項2】 ロータがトルク重畳のために軸に結合されており、トルク検
    出ユニットが軸とロータとの間、若しくはロータと被駆動車との間でトルクを検
    出するように作用しており、このために、トルク検出ユニットが少なくとも部分
    的に、ロータと軸との間、若しくはロータと被駆動車との間の結合部内に組み込
    まれており、被駆動車が出力トルクの伝達のためにロータに結合され、若しくは
    ロータの部分として形成されている請求項1記載の駆動装置。
  3. 【請求項3】 トルク検出ユニットが軸(1)のトーションに応働するよう
    になっている請求項1又は2記載の駆動装置。
  4. 【請求項4】 トルク検出ユニットが、軸(1)を少なくとも部分的に受容
    するスリーブ(6b,76)のトーションに応働するようになっている請求項1
    又は2記載の駆動装置。
  5. 【請求項5】 スリーブ(6b)がロータの部分によって形成されている請
    求項4記載の駆動装置。
  6. 【請求項6】 スリーブがトーション伝達リング(1c;78)を有してお
    り、トーション伝達リングにケーシング内側でロータが、かつケーシング内側で
    被駆動車が配置されている請求項4記載の駆動装置。
  7. 【請求項7】 トルク検出ユニットが、軸から離れる方向に延びるロータ部
    分(6a)の変形に応働するようになっている請求項1から6のいずれか1項記
    載の駆動装置。
  8. 【請求項8】 トルク検出ユニットが、少なくとも1つの伸張測定ストリッ
    プ、並びに該伸張測定ストリップの電気的な供給のための誘導的な伝達手段及び
    出力信号検出手段を有している請求項1から7のいずれか1項記載の駆動装置。
  9. 【請求項9】 トルク検出ユニット(35)が、少なくとも1つの磁極体装
    置(40〜45,50〜56)を有しており、該磁極体装置が磁場によって給電
    可能であり、前記磁極体装置の、トーションによって変化可能な磁束が少なくと
    も1つの磁場センサ、有利にはコイル装置(58)によって検出可能である請求
    項1から7のいずれか1項記載の駆動装置。
  10. 【請求項10】 磁極体装置の上側及び/又は下側に電磁的な遮蔽部材(9
    0,91)が、有利には例えば銅から成るリングの形で配置されている請求項9
    記載の駆動装置。
  11. 【請求項11】 モータのステータが堅く、特に取り外し可能にケーシング
    (10)に結合され、若しくはケーシング部分として形成されており、該ケーシ
    ングが閉じた形で形成されていて、かつ特に軸に対してシールを用いて密閉され
    ている請求項1から10のいずれか1項記載の駆動装置。
  12. 【請求項12】 軸がロータ及び/又はケーシング内に支承されている請求
    項1から11のいずれか1項記載の駆動装置。
  13. 【請求項13】 軸とロータとが互いに同じ回転数を有している請求項1か
    ら12のいずれか1項記載の駆動装置。
  14. 【請求項14】 モータ制御ユニットが時間的に遅れなしに若しくは遅れて
    モータトルクを筋力トルク及び/又は軸回転数に直線的若しくは非直線的に関連
    して重畳するようになっており、この場合、モータ制御ユニットが場合によって
    はケーシング内に収容されていて、有利には次のように形成されており、即ち、
    モータが特に入力トルク・軸の回転に応じて変化可能なトルクを生ぜしめ、有利
    にはプログラム制御されるようになっている請求項1から13のいずれか1項記
    載の駆動装置。
  15. 【請求項15】 モータが多極で及び/又はブラシなしに形成されており、
    ロータが有利には外側回転子として形成されている請求項1から14のいずれか
    1項記載の駆動装置。
  16. 【請求項16】 モータが永続的に励起された同期モータ、有利には集電子
    なしの直流モータである請求項1から15のいずれか1項記載の駆動装置。
  17. 【請求項17】 請求項1から16のいずれか1項に記載の駆動装置を備え
    た自転車。
  18. 【請求項18】 トルクセンサであって、磁石装置(47,48)並びに該
    磁石装置から供給を受けるリング状に配置された磁極体(40〜45,50〜5
    6)を有しており、磁極体がトーション部材(38)の、トルクによって回動可
    能なトーション区分(39)の両側で互いに向き合うように配置されており、か
    つ少なくとも1つの磁力値の、磁極体間相互のトーションに基づく相対回動によ
    って生ぜしめられる変化を検出するための検出装置を備えている形式のものにお
    いて、磁極体がほぼ帯状のストリップとして形成されていることを特徴とする、
    トルクセンサ。
  19. 【請求項19】 トルクセンサ(35)であって、磁石装置並びに該磁石装
    置から供給を受けるリング状に配置された磁極体を有しており、磁極体がトーシ
    ョン部材の、トルクによって回動可能なトーション区分の両側で互いに向き合う
    ように配置されており、かつ磁気的な値の、磁極体間相互のトーションに基づく
    相対回動によって生ぜしめられる変化を検出するための検出装置を備えている形
    式のものにおいて、 磁石装置が、トーション区分の1つの端部でトーション部材の周りにリング状に
    配置されたコイル(48)及び、半径方向に延びる脚部(47′)を備えたヨー
    ク(47)を有している、特に請求項17記載のトルクセンサ。
  20. 【請求項20】 検出装置が、トーション区分の別の端部でトーション部材
    の周りにリング状に配置されたコイル(58)及び、半径方向に延びる脚部(5
    7′)を備えたヨーク(57)を有している請求項18又は19記載のトルクセ
    ンサ。
  21. 【請求項21】 磁極体が、折り曲げてヨーク脚部に向けられた端部区分(
    40′〜45′,51′〜56′)を有している請求項19又は20記載のトル
    クセンサ。
  22. 【請求項22】 磁極体がトーションのない静止状態で互いにずらされ、特
    に1つの磁極体幅にわたってずらされて互いに相対しており、若しくは磁極体が
    互いにずらされずに相対している請求項18から21のいずれか1項記載のトル
    クセンサ。
  23. 【請求項23】 磁極体が非磁性の支持体(36,37)に配置されており
    、磁極体の上側及び/又は下側に電磁的な遮蔽部材が配置されている請求項18
    から22のいずれか1項記載のトルクセンサ。
  24. 【請求項24】 請求項17から22のいずれか1項記載のトルクセンサを
    、筋力で生ぜしめられる入力トルクのための電動モータ式の補助手段を備えた駆
    動装置、特に請求項1から16のいずれか1項記載の駆動装置に用いることを特
    徴とする、トルクセンサの使用方法。
  25. 【請求項25】 トーション部材(38)のトーション区分(39)の両側
    で非磁性の互いに分離された磁極保持体(36,37)に配置された磁極体を備
    えるトルクセンサ(35)を製造する方法であって、磁極体材料からリングを形
    成して、該リングを保持部材に取り付け、かつ保持部材をトーション部材に取り
    付け、次いで磁極体をリングから切り出し成形することを特徴とする、トルクセ
    ンサの製造方法。
  26. 【請求項26】 次の段階を有しており、即ち、 長手方向に延びる中央の1つのウエブ(66)及び該ウエブの両側から突出する
    複数の脚部(67)から成る平らな磁極ストリップ(65)を特に打ち抜きによ
    って形成し、 磁極ストリップからリングを形成し、 リングを該リングの脚部で2つの磁極保持体に取り付けかつ磁極保持体をトーシ
    ョン部材に取り付け、次いで リング状のウエブから磁極体及び磁極体間の空隙(d)を切り出し成形する請求
    項25記載の製造方法。
  27. 【請求項27】 脚部をリングの形成の前にウエブ平面から折り曲げる請求
    項26記載の製造方法。
  28. 【請求項28】 並んで位置する脚部をウエブから異なる距離で折り曲げる
    請求項27記載の製造方法。
  29. 【請求項29】 脚部を磁極保持体に、有利には磁極保持体の溝内への脚部
    の差し込みの後に注入材料によって固定する請求項25から28のいずれか1項
    記載の製造方法。
  30. 【請求項30】 切り出しをレーザビームによって行う請求項25から29
    のいずれか1項記載の製造方法。
  31. 【請求項31】 磁極体に対応して、磁場の形成のための手段及び磁力の値
    の検出のための検出手段を配置する請求項25から30のいずれか1項記載の製
    造方法。
JP2000538912A 1997-12-12 1998-12-11 駆動装置及びトルクセンサ、並びにトルクセンサの製造方法 Pending JP2002508281A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH286097 1997-12-12
CH2860/97 1997-12-12
PCT/IB1998/001991 WO1999030960A2 (de) 1997-12-12 1998-12-11 Antriebsvorrichtung und drehmomentsensor sowie verfahren zu dessen herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002508281A true JP2002508281A (ja) 2002-03-19

Family

ID=4243214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000538912A Pending JP2002508281A (ja) 1997-12-12 1998-12-11 駆動装置及びトルクセンサ、並びにトルクセンサの製造方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1037794A2 (ja)
JP (1) JP2002508281A (ja)
AU (1) AU1347299A (ja)
CA (1) CA2313484A1 (ja)
WO (1) WO1999030960A2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007181327A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd モータ及び電動パワーステアリング装置
JP2010038801A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Yamaha Motor Electronics Co Ltd トルクセンサ
JP2014523363A (ja) * 2011-06-21 2014-09-11 ブローズ ファールツォイクタイレ ゲーエムベーハー ウント シーオー. カーゲー, コブルク 電動自転車に用いる駆動装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6802385B2 (en) 2002-05-16 2004-10-12 Wavecrest Laboratories, Llc Electrically powered vehicles having motor and power supply contained within wheels
DE112008003814A5 (de) * 2008-04-18 2011-03-03 Philippe Kohlbrenner Antrieb für ein Radfahrzeug
ATE552164T1 (de) 2009-02-04 2012-04-15 Electragil Gmbh Antriebseinrichtung
DE102009014247A1 (de) 2009-03-20 2010-09-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad
DE102009014246A1 (de) 2009-03-20 2010-09-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad
DE102009038912A1 (de) 2009-08-26 2011-03-03 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad sowie Gehäuse für das Antriebssystem
DE102009045813A1 (de) 2009-10-19 2011-04-21 Philippe Kohlbrenner Antrieb für ein Radfahrzeug
DE202009014577U1 (de) * 2009-10-28 2011-03-10 Daum Gmbh & Co. Kg Rücktritt-Bremse
CN103442978B (zh) * 2011-03-22 2015-11-25 李森墉 电动自行车及其驱动机构
JP5373946B1 (ja) * 2012-08-17 2013-12-18 株式会社シマノ 自転車用駆動ユニット
DE102011087544A1 (de) * 2011-12-01 2013-06-06 Continental Automotive Gmbh Elektrischer Hilfsantrieb für ein Fahrrad
DE102011120675B4 (de) 2011-12-02 2023-09-28 Pinion Gmbh Getriebeeinheit
DE102017213221A1 (de) 2017-08-01 2019-02-07 Zf Friedrichshafen Ag Ermittlung des tordierenden Anteils der an einer Welle angreifenden Drehmomente
DE102018101911A1 (de) 2018-01-29 2019-08-01 Pinion Gmbh Drehmomenterfassungsanordnung und Getriebeeinheit für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug
DE102019203322A1 (de) * 2019-03-12 2020-09-17 Robert Bosch Gmbh Drehmomentsensor und Antriebseinheit für ein Fahrrad
DE102019115401B3 (de) 2019-06-06 2020-06-25 Innotorq Gmbh Radnabe, hilfsangetriebenes Fahrzeug mit der Radnabe und Klammeranordnung
FR3112524B1 (fr) * 2020-07-20 2024-02-23 Moving Magnet Tech Organe d’entrainement de cycle presentant un capteur de couple

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB626808A (en) * 1942-08-18 1949-07-21 Westinghouse Electric Int Co Improvements in or relating to power indicating or measuring devices
US2482477A (en) * 1944-08-10 1949-09-20 Westinghouse Electric Corp Electrical torque measuring device
FR2264676A1 (en) * 1974-03-18 1975-10-17 Minier Gerard Motor driven bicycle wheel - has electric motor in wheel with battery powered epicyclic gearing
US3938890A (en) 1974-10-15 1976-02-17 Flavell Evan R Torque transducer utilizing differential optical sensing
JPS5946526A (ja) * 1982-09-09 1984-03-15 Nissan Motor Co Ltd 電磁ストレスセンサ
US4876899A (en) * 1988-10-31 1989-10-31 Texas Instruments Incorporated Torque sensing device
JPH03205525A (ja) * 1989-11-17 1991-09-09 Toshiba Corp 帯状磁性体への磁気異方性付与方法及びトルクセンサ
FR2716002B1 (fr) 1994-02-08 1996-04-19 Omahony Gerard Couplemètre magnétique pour mesures absolues de torsion et de couple.
JP2967391B2 (ja) 1994-05-18 1999-10-25 本田技研工業株式会社 アシストモータ付き自転車における踏力検出装置
JP2906023B2 (ja) 1994-09-07 1999-06-14 本田技研工業株式会社 アシストモータ付き自転車における踏力検出装置
US5581136A (en) * 1994-12-20 1996-12-03 Li; I-Ho Auxiliary magnetic motor (AMM)
JP3547847B2 (ja) 1995-05-17 2004-07-28 本田技研工業株式会社 アシストモータ付き自転車における踏力検出装置
DE19522419A1 (de) 1995-06-21 1997-01-02 Dietrich Gerhard Ellsaeser Fahrrad mit Hilfsantrieb
DE19527680A1 (de) 1995-07-28 1997-03-06 Efa Gmbh Entwicklungsgesellsch Muskelkraftbetriebenes Radfahrzeug mit einem elektrischen Hilfsantrieb
JP3327079B2 (ja) * 1995-11-29 2002-09-24 松下電器産業株式会社 電気自転車
GB2312403B (en) * 1996-04-26 1998-03-25 Giant Mfg Co Bicycle equipped with electrical driving device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007181327A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd モータ及び電動パワーステアリング装置
JP2010038801A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Yamaha Motor Electronics Co Ltd トルクセンサ
JP2014523363A (ja) * 2011-06-21 2014-09-11 ブローズ ファールツォイクタイレ ゲーエムベーハー ウント シーオー. カーゲー, コブルク 電動自転車に用いる駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999030960A2 (de) 1999-06-24
EP1037794A2 (de) 2000-09-27
WO1999030960A3 (de) 1999-08-19
CA2313484A1 (en) 1999-06-24
AU1347299A (en) 1999-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002508281A (ja) 駆動装置及びトルクセンサ、並びにトルクセンサの製造方法
US5581136A (en) Auxiliary magnetic motor (AMM)
EP1236640B1 (en) Control unit for motor-assisted bicycle
JP3670430B2 (ja) 電動自転車用駆動装置
JP4612061B2 (ja) 電動自転車用駆動装置
EP0776818B1 (en) Electrically assisted bicycle
JP5508683B2 (ja) 電動自転車用駆動装置
JP6284046B2 (ja) 電動アシスト自転車
JP4091609B2 (ja) 電動自転車用駆動装置
JP2017206264A (ja) 駆動ユニット及び電動補助自転車
JP3660460B2 (ja) 電動自転車用駆動装置
KR20000035411A (ko) 구동 보조기 장착 자전거
JP2010534051A (ja) 遊星歯車機構を備えた又は備えない外部回転子型電気モータ、外部回転子型電気モータを備えた車両及びこの車両の作動方法
JP3415325B2 (ja) 自転車用トルク検出装置
JP2014231234A (ja) 電動アシスト自転車
KR20210036954A (ko) 지면 상에서 구르도록 되어 있는 구름 장치
JPH11227668A (ja) トルク補助自転車及びその製造方法
CN117944805A (zh) 用于电动自行车的传感器单元和驱动装置以及电动自行车
CN116235033A (zh) 具有扭矩传感器的自行车驱动装置
CA3139317A1 (en) Wheel hub, vehicle with auxiliary drive, said vehicle comprising the wheel hub, and clamping assembly
JP2002255082A (ja) 電動補助自転車の制御装置
JP3428497B2 (ja) 補助動力付き自転車
JP2021062688A (ja) 駆動ユニットおよび電動補助自転車
TW404912B (en) Assist power transmission apparatus for power assist vehicle
JP6436328B1 (ja) モータ駆動ユニット及び電動アシスト自転車