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発明の名称 電動アシスト自転車
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−145277(P2007−145277A)
公開日 平成19年6月14日(2007.6.14)
出願番号 特願2005−345671(P2005−345671)
出願日 平成17年11月30日(2005.11.30)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 原 正一 / 谷田 正人
要約 課題
本来、アシスト力が必要な女性、体重の重たい人、老齢者にはきっちりとした補助力を与え、不必要な壮年者には、アシスト力よりも走行距離を大とすることを電動アシスト自転車に搭乗者の固有情報として記憶させる。

解決手段
搭乗者の手元に置く手元コントローラ16にテンキー、又はカード等で、性別・体重・年齢等の搭乗者固有情報を搭乗前に入力する事により、該搭乗者に常に適切なアシスト力を与える。
特許請求の範囲
【請求項1】
人力によって駆動を行う人力駆動部と、モータによって駆動を行う電動駆動部とを有し、人力トルクを検出するトルク検出部と、このトルク検出部の信号に基づいてモータ駆動信号を出力する制御回路とを備え、前記制御回路には手元コントローラが連結され、前記手元コントローラに搭乗者の性別・年齢を含む固有情報を入力する事により、前記制御回路に記憶された複数の人力トルクを補助するモータトルクのアシスト比率から最適なアシスト比率を選択する事を特徴とする電動アシスト自転車。
【請求項2】
インプットされた固有情報は、制御回路中の不揮発性メモリに記憶され、所定の操作により設定を解除した場合には標準モードに戻り、更に次の搭乗時には当初設定されたモードに戻る事を特徴とした請求項1に記載の電動アシスト自転車。
【請求項3】
最適なアシスト率を得るための搭乗者の固有情報の入力は手元スイッチに設置された入力部によってなされ、いつでも任意に入力を解除できる事を特徴とした請求項1に記載の電動アシスト自転車。
【請求項4】
最適なアシスト率を得るための、搭乗者の固有情報の入力は、前記搭乗者の固有情報が、あらかじめ磁気記憶させたカードの挿入によってなされる事を特徴とした請求項1に記載の電動アシスト自転車。
【請求項5】
手元スイッチの表示部を液晶画面とし、通常使用時は制御回路部に係わる情報を表示する事を特徴とした請求項1に記載の電動アシスト自転車。
【請求項6】
搭乗者の使い道により、踏力が小さい時はアシスト力が大、踏力が大きい時はアシスト力が小のAモードと、踏力が大きいときはアシスト力が大、踏力が小さいときはアシスト力が小のBモードの、設定が切り替えできる事を特徴とした請求項1に記載の電動アシスト自転車。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、人力駆動部とモータによる電動駆動部を有し、人力トルクに応じた電動駆動力によって補助して走行する電動アシスト自転車のアシスト力の設定方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の電動アシスト自転車は搭乗者が、手動により走行しながらアシスト力の程度を選択できるスイッチを有する(例えば、特許文献1及び2参照)。
【0003】
図15、図16は、特許文献1及び2に記載された従来の電動アシスト自転車の手元スイッチ部を示すものである。図15が手元スイッチ8を設置したハンドル7であり、図16が特許文献1の記載内容を具現化した手元スイッチ8の拡大図であり、アシスト切替部9に、「標準/パワー」の2段階が設定されている。
【特許文献1】特開平6−105413号公報
【特許文献2】特開平7−323880号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の構成において、任意にアシスト力を変更できるという事は、アシストを必要と感じない壮年層においても不必要なアシスト力を使用するばかりでなく、いたずらにバッテリーを消耗し走行距離を短くすることになる。また、走行中に手元スイッチを見ながらアシスト力の設定変更を行う事は、特に高齢者にあっては安全上、好ましいものではない。
【0005】
従来の電動アシスト自転車は、本来アシスト力が必要な女性、体重の重たい人、老齢者にはきっちりとしたアシスト力を与え、アシスト力が不必要な壮年者には、アシスト力よりも走行距離を大とすることに対して対応できていないという課題を有していた。
【0006】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電動アシスト自転車を運転する搭乗者の個人能力の違いに対し、搭乗する前に電動アシスト自転車にその固有能力情報を覚え込ませることで、最適なアシスト力を与える事が出来る電動アシスト自転車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記従来の課題を解決するために、本発明の電動アシスト自転車は、該電動アシスト自転車のハンドル部に設置してなる手元コントローラに、搭乗者の固有情報、つまり性別・年齢・体重等をテンキーにより入力し、記憶させる事により、搭乗者にとって常に最適なアシスト力条件を提供するものである。
【0008】
これによって、アシスト力が必要な女性、体重の重たい人、老齢者にはきっちりとしたアシスト力を与え、不必要な壮年者には、アシスト力よりも走行距離を大とすることが可能となる。
【発明の効果】
【0009】
本発明の電動アシスト自転車は、搭乗者にとって最適なアシスト力が得られる電動自転車を提供する事で、使用者によっては不必要なスピードが出てしまう事、そして走行距離が短くなってしまう事が防止できる。更に、搭乗者が電動アシスト自転車使用の都度毎にアシスト力を選択(調節)するのではなく、性別・年齢等から必要とされるアシスト力が記憶されているため設定変更のわずらわしさを軽減することが出来、自転車事故の防止にも繋がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
第1の発明では電動アシスト自転車において、手元のコントローラに搭乗者固有の情報、例えば性別、年齢、体重を入力することにより、搭乗者用の最適なアシスト力を得る事が出来る。健常な壮年者(例えば、20歳代の男性)は、十分な脚力があり、発進時に於いても、また登坂に於いてもアシスト力は小さなものでも高齢者ほど苦痛を感じない。むしろ不必要に大きいアシスト力を与える事によって、急激な発進をする事にもなるし、また通常走行中では、わずかな踏力を加える事でスピードも出すぎる事になる。反対に中〜高齢者は、高いアシスト力が有る事によって、特に老年になるほど発進時の高いアシスト力による加速を恐れる傾向がある。つまり壮年者には小さいアシスト力を、高齢者には大きいアシスト力を手元コントローラにおいて設定するわけである。
【0011】
女性と男性に関する踏力の関係も同様で、傾向として女性の踏力は小さい事から女性には大きなアシスト力を与え、男性には小さなアシスト力を設定する。
【0012】
また、体重の軽重に関しても、一般的に重い人ほど相対的に体力は無く、登坂に於いてはなおさらハンディがあることから、体重が軽いほどアシスト力は小とし、重いほどアシスト力を大きく設定する。
【0013】
以上の様に性別、年齢、体重とそれに対する最適なアシスト率の相関を自転車に覚え込ませる事で全ての人に使いやすい電動アシスト自転車とすることが出来る。
【0014】
この事により、結果として不必要なアシスト力を与えない事でバッテリーの寿命を延ばすばかりで無く、運転中のアシスト力設定を頻繁に行う事も必要がなくなり、安全性の向上にも繋がる事になる。
【0015】
第2の発明は、特に、第1の発明の搭乗者固有の情報入力を初回のみ不揮発性メモリに記憶させる事により、搭乗ごとの入力のわずらわしさを解消することができる。そして、入力したモードを使用したくない場合はいつでも解除して標準モードに戻す事が出来るものである。
【0016】
第3の発明は、第1発明の固有情報の入力を手元コントローラ上のテンキー等で行うことにより一般的な汎用性を持ち、誰にでも入力操作が出来る事になる。更に別々の人向けのキーを増加する事により、複数人数の情報入力も可能となる。また、解除スイッチ(クリアスイッチ)を設定しており、アシスト力に不満を感じた場合は何も設定をしていない状態の標準モードに戻るものである。
【0017】
第4の発明は、特に、第2発明の手元コントローラに磁気カードの差込口を設けることにより、入力時の操作のわずらわしさを軽減させ容易に固有情報の入力を可能とすることができる。
【0018】
また固有情報入力の容易化に関しては、ICタグ、携帯電話によるものも想定できる。
【0019】
第5の発明は、手元コントローラの表示部を液晶画面とする事により、固有情報入力時は入力状態が判別でき、設置後の通常使用時には電動自転車としての情報、例えばバッテリィ残量、アシスト力の発生度合いを表す事で的確な状況判断を搭乗者に求める事が出来る。
【0020】
第6の発明は、走行における効率や運転の容易化を求めるのではなく、搭乗者の嗜好によりアシスト率を変化させる事を目的とする。
【0021】
Aモードは所謂スポーツモードであり、「踏力が小の時にアシスト力を大とし、踏力が大の時アシスト力を小とする」事は、通常走行においてスピードを容易に増加させ、登坂ではむしろ踏力を必要とする。つまり、スピード感が得られると共に、脚力を鍛えるトレーニングマシンになり得るわけである。
【0022】
逆にBモードは散歩モードであり、「踏力が小の時にアシスト力を小とし、踏力が大の時アシスト力を大とする」事は、ゆっくり走る事を前提とし、登坂時は楽になるどこまでも散歩走行のパターンである。
【0023】
A,Bの嗜好モードを手元コントローラ中において選択可能とする電動アシスト自転車である。
【実施例】
【0024】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施例によって本発明が限定されるものではない。
【0025】
(実施例1)
図1は、本発明の第1〜5の実施例における電動アシスト自転車の後方からの外観図を示すものであり、図2は、本発明の基本構成図である。
【0026】
図1、図2において、バッテリィ6と制御回路14を含んだ駆動ユニット2(図1ではチェーンケース3の裏面に隠れている)が自転車に付加され電動アシスト自転車として構成されている。クランク1をペダリングすることにより、駆動ユニット2内部のクランク軸10及び駆動部11を経由して、踏力はトルクセンサ13に伝えられる。踏力の変化はトルクセンサ13からの信号を変化させ、制御回路14からモータ17への電流値が制御されることで伝えられる。モータ17の回転数は、減速機12により減速され自転車にアシスト力として与えられる。
【0027】
以上のように構成された電動アシスト自転車について、以下その動作を説明する。
【0028】
アシスト率は、アシスト率=補助動力/踏力で表され、現時点では最大値は1以下に規制されている。
【0029】
また、電動アシスト自転車の速度が時速15km/hまではアシスト率1以下、15〜24km/hでは速度に比例してアシスト力を減少させ、時速24km/hでアシスト力をゼロにすることが義務付けられている。図3の自転車スピード−アシスト率相関図中の太実線18aがその最大値であり、本発明においては最大値までの範囲内でアシスト率を搭乗者の固有情報によって種々設け、情報の入力によって最適のアシスト率を提供するものである。太点線18cはアシスト率0.5(時速15km/h以下)を表し、1.0〜0.5の間で18bに示す如く任意に設定を行う。
【0030】
図4はアシスト率とアシストを受けながら走行できる距離の相関図の一例である。仮にアシスト率1の時、50km走行できるバッテリィ容量があるとすれば、アシスト率0.5においては2倍の100kmとなる。必要としないアシスト力を与えなければ走行距離は延びる事になる。
【0031】
図5に本発明の電動アシスト自転車における搭乗者固有情報とアシスト率の相関の一例を示す。男性は踏力が大であり、年齢が若いほど踏力は大となる。反対に、女性の踏力は小さく、老齢になるほどそれが顕著となる。つまり、踏力の弱い女性、更に老齢者には高いアシスト力を提供し、また疲労を感じない壮健な男性に対しては、無駄なアシスト力を与えない事でむしろ走行距離を延ばす事になる。
【0032】
体重のある搭乗者に関しても、アシスト率を大きくする事で、より安易な自転車走行を行う事が出来る。
【0033】
また、将来においてアシスト率の法規制が変更になった時、例えば補助動力/踏力=3等が認められた場合、図5の搭乗者固有情報−アシスト率相関図に表したアシスト率モードとは別の考え方があり得る。例えば、新たな考え方として若い男性に対し、むしろアシスト率を高めスピードを出しやすくする為の別のモードを設ける事等である。
【0034】
(実施例2)
図6は、本発明の第2の実施例の電動アシスト自転車の基本構成図である。制御回路14内に不揮発性メモリ15を設け、手元コントローラ16からの入力はメモリ内に記憶され、一回の設定で記憶される事により、以後の使用に対し常に最適なアシスト率を得る事が出来る。また、手元コントローラ16から入力された設定値を解除したい場合は、クリアボタン(図中省略)を押す事で標準モードに戻す事が出来る。その場合でも、一旦電源をOFFして使用を停止した時に次回搭乗時には再度設定モードに復活する(以下、実施例1の記載方法と同様とする)。
【0035】
(実施例3)
図7、図8は、本発明の第3の実施例の電動アシスト自転車の手元コントローラの概念を説明する図である。手元コントローラ16の電源ボタン20を押すと男性と女性のイラスト22aが表れ、男性側に点滅表示23する。YESの場合、入力部である決定ボタン27を、NOの場合、他の入力部である右ボタン25を押し女性側に点滅表示23を移す。そして、さらに他の入力部である決定ボタン27を押す。
【0036】
次に年齢モード22bが表れ、ここでも同様な操作を繰り返す。次の体重モード22cも同様である。これを繰り返す事で、図5の搭乗者固有情報−アシスト率相関図のテーブルに記されたアシスト率の数値を得る事が出来る。前記設定が終わった後でも図7に示すクリアボタン26を押す事で、アシスト率1の通常モードに戻す事が出来る。
【0037】
(実施例4)
図9は、本発明の第4の実施例の電動アシスト自転車のカード式手元コントローラの拡大斜視図である。カード式手元コントローラ30には磁気記憶カード31を挿入させる為の差込口32を設け、実施例1及び2の内容を磁気カード方式を用いて行うものである。
【0038】
磁気カード方式にする事により、固有情報の入力という手間から開放される事になる。
【0039】
図5に示した搭乗者固有情報−アシスト率相関図のテーブルをより簡潔にした図10のような磁気カード方式のアシスト率簡易設定図の形態をとれば、カード枚数は、性別2通り×年齢2通りの4枚で対応できる事になる。
【0040】
(実施例5)
図7の手元コントローラ16は、実施例3で記した搭乗者の固有情報を入力する際にビジュアルで入力状態がわかるのみならず、通常使用時にはバッテリィ/パワーを示すモードに戻り、バッテリィ残量・アシスト率の現在状態がビジュアルで表示され、バッテリィ残量に関しては充電時期の目安となり、パワー状態表示に関しては任意にアシスト率の変更を希望する時24,25のボタンで調節が自由に出来る。
【0041】
手元コントローラ16は、搭乗者選択ボタン28、29を有し、複数人数の入力を可能としている。例えば、図8(a)に示すイラスト22aの左上に「1」のマークが出ているが、これは「1」番指定の搭乗者選択ボタン28をONした状態である。
【0042】
(実施例6)
図11は、本発明の第6の実施例の電動アシスト自転車において、搭乗者嗜好選択によるスポーツモードにおける踏力(kg)とアシスト率の相関図である。一般的に踏力9kg以下は「楽」であると感じられ、これは平地走行の状態である。踏力13kg以上は「きつい」と感じられ、坂道を登る状態がこれに当たる。スポーツモードにおいては平地走行の場合、アシスト力の後押しでスピードがより出る状態となり、坂道では脚力をより必要とするようにアシスト力を下げてトレーニング状態としていく。
【0043】
図12は散歩モードを表し、平地はそれなりのゆっくり走行、坂道は楽な走行でいかにもゆっくり散歩をするモードとしており、どこまでものんびり行こうというパターンである。
【0044】
図13は、図7の手元コントローラ16aにスポーツモードボタン33、さんぽモードボタン34を付加させた拡大図である。スポーツモードボタン33をONすると、図14(a)に表すスポーツ表示22dに切替り、この状態では図11の如く踏力の変化によりアシスト率が変わる事から、この変化をビジュアルに表示することが出来る。また、さんぽモードボタン34をONした時も同様に図14(b)のさんぽ表示22eに切替る。
【産業上の利用可能性】
【0045】
以上のように、本発明にかかる電動アシスト自転車は、手元コントローラから搭乗者の固有情報入力を行う事で、電動アシスト自転車の乗り味を搭乗者に最適なものとすることが可能となるので、電動車椅子・集配のワゴン等アシスト力を必要とする機器に応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】本発明の一実施例における電動アシスト自転車の後方外観図
【図2】本発明の一実施例における電動アシスト自転車の全体基本構成図
【図3】本発明の一実施例における自転車スピード−アシスト率相関図
【図4】本発明の一実施例における走行距離−アシスト率相関図
【図5】本発明の他の実施例における搭乗者固有情報−アシスト率相関図
【図6】本発明の他の実施例における電動アシスト自転車の全体基本構成図
【図7】本発明の他の実施例における電動アシスト自転車の手元コントローラ拡大図
【図8】(a)は本発明の他の実施例の電動アシスト自転車の手元コントローラビジュアル部拡大図、(b)は同じく他の実施例の電動アシスト自転車の手元コントローラビジュアル部拡大図、(c)は同じく更なる他の実施例の電動アシスト自転車の手元コントローラビジュアル部拡大図
【図9】本発明の他の実施例における電動アシスト自転車の手元コントローラ拡大斜視図
【図10】本発明の他の実施例における磁気カード方式時のアシスト率簡易設定図
【図11】本発明の他の実施例のスポーツモードにおける踏力とアシスト率の相関図
【図12】本発明の他の実施例のさんぽモードにおける踏力とアシスト率の相関図
【図13】本発明の他の実施例の電動アシスト自転車の手元コントローラ拡大図
【図14】本発明の他の実施例の電動アシスト自転車の手元コントローラビジュアル部拡大図
【図15】従来の電動アシスト自転車の手元スイッチ取付図
【図16】従来の電動アシスト自転車の手元スイッチ拡大図
【符号の説明】
【0047】
2 駆動ユニット
6 バッテリィ
8 手元スイッチ
13 トルクセンサ
14 制御回路
15 不揮発性メモリ
16 手元コントローラ
17 モータ
22a〜22e 手元コントローラビジュアル部
23 点滅表示
30 カード式手元コントローラ




 

 


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