(57)【要約】【課題】補助動力付き自転車等で、踏力検出装置を介して駆動輪へ踏力を加える構造において、直接的な踏力の伝達感が得られるようにする。【解決手段】補助動力装置付き自転車１において、クランク軸１２と駆動スプロケット３２のハブ３０とを鋼球６９およびカムリング６７を有するカム機構を介して係合させる。駆動スプロケット３２の負荷（踏力）に応じて、鋼球６９を挟んだクランク軸１２と駆動スプロケット３２との位置関係が変位する。油圧ピストン７８が、カム機構によって生じた変位を受けて変位し、油圧ピストン７８の変位によって油路中の非圧縮性オイルの油圧が変化する。この油圧は油圧センサ５２で踏力を表す信号として検出される。【選択図】図１
2010228622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペダル（１２ｂ）を通じてクランク軸（１２）に加えられた踏力で回転される駆動スプロケット（３２）と、駆動スプロケット（３２）の回転を駆動輪（１４）に伝達する伝動装置とを有する車両の踏力検出装置において、
クランク軸（１２）と駆動スプロケット（３２）との間に設けられ、駆動スプロケット（３２）に加えられる負荷に応じてクランク軸（１２）と駆動スプロケット（３２）との位置関係を変位させるカム機構（３０、６９、６７）と、
前記カム機構によって生じた変位を受けて変位させられる油圧ピストン（７８）と、
前記油圧ピストン（７８）の変位で生じる油路中の非圧縮性オイルの油圧を検知する油圧センサ（５２）とを具備したことを特徴とする車両の踏力検出装置。
【請求項２】
前記油圧ピストン（７８）が、前記カム機構によって、前記クランク軸（１２）の軸方向に変位するようにクランク軸（１２）に同心で配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両の踏力検出装置。
【請求項３】
前記油路中の非圧縮性オイルに混入した気泡を排出するための逆止弁（７６）が、前記油路に接続されていることを特徴とする請求項１記載の車両の踏力検出装置。
【請求項４】
前記逆止弁（７６）が、前記油路中の非圧縮性オイルの油圧が所定値以上になったときに該非圧縮性オイルをオイル溜め（５１ａ）に逃がすリリーフ弁として機能することを特徴とする請求項３記載の車両の踏力検出装置。
【請求項５】
前記油圧センサ（５２）が前記オイル溜め（５１ａ）より下方に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両の踏力検出装置。
【請求項６】
ペダル（１２ｂ）を通じてクランク軸（１２）に加えられた踏力で回転される駆動スプロケット（３２）と、駆動スプロケット（３２）の回転を駆動輪（１４）に伝達する伝動装置とを有する車両の踏力検出装置において、
前記駆動スプロケット（３２）が、
スプロケット歯を有するスプロケット外輪（９９）と、
前記クランク軸（１２）に固定され、前記スプロケット外輪（９９）の両側面に対して摺動自在に接触して設けられた一対の円板状カバー部材（９０、９１）と、
前記円板状カバー部材（９０、９１）のハブ（９０ａ）内に収容され、前記クランク軸（１２）の軸方向に変位自在に設けられた油圧ピストン（９２）と、
前記クランク軸（１２）に対する放射方向の前記スプロケット外輪（９９）の変位を、前記油圧ピストン（９２）に伝達して、該油圧ピストンを前記クランク軸（１２）の軸方向の変位に変換するカム機構（９７、９６）とからなり、
前記油圧ピストン（９２）の変位で生じる油路中の非圧縮性オイルの油圧を検知する油圧センサ（５２）を具備したことを特徴とする車両の踏力検出装置。
【請求項７】
前記油路が、前記油圧ピストン（９２）が収容されたハブ（９０ａ）内の空間と前記油圧センサ（５２）とを、前記クランク軸（１２）内に形成された油路部分を介して連通するように形成されていることを特徴とする請求項６記載の車両の踏力検出装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載された踏力検出装置の油圧センサによる検知信号で代表される踏力に応じて駆動輪（１４）に補助動力を与えるモータ（１３）を具備していることを特徴とする補助動力装置付き自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の踏力検出装置および補助動力装置付き自転車に関し、特に、踏力を駆動輪に伝達する際に、踏力が駆動輪に時間遅れなく直接伝達される感じ（ダイレクト感）を高めるのに好適な車両の踏力検出装置および該踏力検出装置を搭載した補助動力装置付き自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車のペダルを踏み込んだときの反力（踏力）を検出して、検出踏力に応じた補助動力をモータで発生させる動力アシスト式の自転車または補助動力装置付き自転車が知られている。このような自転車に採用される踏力検出装置は種々知られており、例えば、特許文献１に記載されている踏力検出装置は、クランク軸に踏力が加えられると、クランク軸に連結されたトーションバーは入力側と出力側（スプロケット側）との間に生じる力の差によって捩れを生じ、その捩れをカム機構によりクランク軸方向の変位に変換し、この変位をストローク検出装置によって検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許掲載公報第２９０６０２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているようにトーションバーを用いる形式の踏力検出装置では、クランクペダルを踏み込んだ際にトーションバーに捩れが生じ、この捩れがロストモーション機構として作用する。したがって、踏力を加えた際、ロストモーションによる時間遅れの後に補助動力が発生して駆動輪に伝わるので、ユーザが踏力を加えた時と、補助動力が駆動輪に伝わった時との間に微妙な時間的ずれが生じ、ダイレクト感が得られにくいという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題に対して、ペダルに加えられた踏力に対して時間遅れなく補助動力が駆動輪に伝達されるようにすることができる車両の踏力検出装置および補助動力装置付き自転車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための本発明は、ペダルを通じてクランク軸に加えられた踏力で回転される駆動スプロケットと、駆動スプロケットの回転を駆動輪に伝達する伝動装置とを有する車両の踏力検出装置において、クランク軸と駆動スプロケットとの間に設けられ、駆動スプロケットに加えられる負荷に応じてクランク軸と駆動スプロケットとの位置関係を変位させるカム機構と、前記カム機構によって生じた変位を受けて変位させられる油圧ピストンと、前記油圧ピストンの変位で生じる油路中の非圧縮性オイルの油圧を検知する油圧センサとを具備した点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記油圧ピストンが、前記カム機構によって、前記クランク軸の軸方向に変位するようにクランク軸と同心で配置されている点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、前記油路中の非圧縮性オイルに混入した気泡を排出するための逆止弁が、前記油路に接続されている点に第３の特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、前記逆止弁が、前記油路中の非圧縮性オイルの油圧が所定値以上になったときに該非圧縮性オイルをオイル溜めに逃がすリリーフ弁として機能する点に第４の特徴がある。
【００１０】
また、本発明は、前記油圧センサが前記オイル溜めより下方に設けられている点に第５の特徴がある。
【００１１】
また、本発明は、前記駆動スプロケットが、スプロケット歯を有するスプロケット外輪と、前記クランク軸に固定され、前記スプロケット外輪の両側面に対して摺動自在に接触して設けられた一対の円板状カバー部材と、前記円板状カバー部材のハブ内に収容され、前記クランク軸の軸方向に変位自在に設けられた油圧ピストンと、前記クランク軸に対する放射方向の前記スプロケット外輪の変位を、前記油圧ピストンに伝達して、該油圧ピストンを前記クランク軸の軸方向の変位に変換するカム機構とからなり、前記油圧ピストンの変位で生じる油路中の非圧縮性オイルの油圧を検知する油圧センサを具備した点に第６の特徴がある。
【００１２】
また本発明は、前記油路が、前記油圧ピストンが収容されたハブ内の空間と前記油圧センサとを、前記クランク軸内に形成された油路部分を介して連通するように形成されている点に第７の特徴がある。
【００１３】
さらに、本発明は、上記各特徴を有する踏力検出装置の油圧センサによる検知信号で代表される踏力に応じて駆動輪に補助動力を与えるモータを具備している補助動力装置付き車両である点に第８の特徴がある。
【発明の効果】
【００１４】
第１〜第８の特徴を有する本発明によれば、駆動スプロケットにかかる負荷に対応する踏力でカム機構が作動し、踏力の大きさに応じてカム機構を介して油圧ピストンが変位し、油路中の圧力が変化する。油圧センサで検出される油圧は踏力を表す。このように踏力に応じてカム機構を動かし、その変位量を非圧縮性オイルの油圧として検出することで、駆動スプロケットとクランク軸の相対位置のずれを直接的に油圧ピストンに伝達するので、踏力が駆動輪に伝達される時のダイレクト感を損なうことがない。
【００１５】
第２の特徴によれば、油圧ピストンをクランク軸と同心で配置したので、踏力検出装置を、クランク軸を中心にコンパクトにまとめることができる。
【００１６】
第３の特徴によれば、油路中に混入された気泡を排出して、泡噛みによるオイルの非圧縮性低下を防止できる。
【００１７】
第４の特徴によれば、油圧が高くなりすぎるのを防止することができる。
【００１８】
第５の特徴によれば、オイルに空気が混入した際に、空気が、油圧センサ側に廻ることなく、上方のオイル溜め側に移動して排出されやすい。
【００１９】
第６、第７の特徴を有する本発明によれば、踏力の大きさに応じて駆動チェーンの張り側の張力が変化する。この張力変化によって、スプロケット外輪がハブに対して変位しようとする力が発生し、カム機構が作用して油圧ピストンがクランク軸の軸方向に変位する。この油圧ピストンの変位による油路の油圧変化を油圧センサで検知して踏力を検出することができる。
【００２０】
第６、第７の特徴によれば、油圧装置を使用するので、踏力が駆動輪に伝達される時のダイレクト感を損なうことがないし、駆動スプロケットの中心部つまりハブ内に油圧ピストンを配し、駆動スプロケット内にカム機構を設けたので、配置スペースを大きくとることがない。
【００２１】
第８の特徴によれば、ダイレクト感を保持して踏力を後輪に伝達できるし、検出された踏力に応じてモータを駆動して踏力を軽減できるので、軽快に自転車を走らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る踏力検出装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る踏力検出装置を備えた補助動力装置付き自転車の左側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自転車のパワーユニットの断面図である。
【図４】踏力検出装置を示すパワーユニットの要部側面断面図である。
【図５】自転車の後輪の軸周りに設けられた従動部の要部断面図である。
【図６】スプロケットのハブと踏力検出装置とを連結するカムの構造を示す断面図である。
【図７】第２実施形態に係る踏力検出装置を搭載した補助動力装置付き自転車の左側面図である。
【図８】第２実施形態に係る踏力検出装置の断面図である。
【図９】補助動力装置付き自転車の人力駆動スプロケットの側面図である。
【図１０】第２実施形態に係るオイル回路を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る踏力検出装置を備えた補助動力装置付き自転車の左側面図である。同図において、自転車１の車体フレームは、ヘッドパイプ２と、該ヘッドパイプ２から下後方（図２の右方向）に延在し、それぞれ車幅方向外側に変位して配置される一対のメインフレーム３と、メインフレーム３および該メインフレーム３の後部に支持されて上方に延在するシートパイプ４と、メインフレーム３の後部に接合されて後方に延在するリアフレーム（図示せず）と、該リアフレームの後端とシートパイプ４に両端が連結されたサブフレーム５とからなる。
【００２４】
ヘッドパイプ２には、ステアリングシャフト６が上下方向に延びて貫通しており、ステアリングシャフト６の上部には、ステアリングハンドル７が取り付けられ、ステアリングシャフト６の下部には車幅方向左右に分岐したフロントフォーク８が取り付けられる。フロントフォーク８の下端には、フロントアクスル９で支持された前輪１０が設けられる。
【００２５】
車体フレームの中央部、つまりメインフレーム３とシートパイプ４との接合部から後方位置にかけてパワーユニット１１が配置される。パワーユニット１１は、車幅方向に延在するクランク軸１２と、クランク軸１２の後方に配置されたモータ１３と、クランク軸１２の回転を後輪１４に伝達するチェーン４９、およびモータ１３の回転で発生した動力を後輪１４に伝達するチェーン５０とからなる。パワーユニット１１の上方で、サブフレーム５の下方には、モータ１３のドライバ１６が配置される。クランク軸１２にはクランク１２ａが連結され、クランク１２ａの端部にはペダル１２ｂが取り付けられている。
【００２６】
左右一対のメインフレーム３の間に形成されるスペースには、多数のセルからなるバッテリ１７が設けられる。バッテリ１７の後方には、バッテリ１７の充電器１８が設けられる。バッテリ１７は充電器１８を商用電源に接続することによって商用電力で充電されることができる。メインフレーム３の上下は図示しないカバー部材で覆われており、バッテリ１７の装着および取り外しは、メインフレーム３の上部に設けられた開閉自在なリッド１９を通して行うことができる。
【００２７】
ヘッドパイプ２の前方には、ヘッドライト２０およびウィンカ２１が取り付けられる。一方、車体後部で後輪１４の上部を覆うリアフェンダ２２には、テールライト２３が取り付けられる。また、サブフレーム５には、リアウィンカ２４が取り付けられる。シートパイプ４には、シート２５を上部に支持するシートポスト２６が嵌合されている。
【００２８】
図３は、パワーユニット１１の断面図であり、図４は、踏力検出装置を示すパワーユニット１１の要部側面断面図である。図３では、上下方向が自転車１の前後方向であり、図４では、左右方向が自転車１の前後方向である。パワーユニット１１のケーシング２７は、車体右側部分（右ケース）２７１と、車体左側部分（左ケース）２７２と、中間部分（中間ケース）２７３とからなる。ケーシング２７の前部分には、右ケース２７１に嵌め込まれた右側軸受２８および左ケース２７２に嵌め込まれた左側軸受２９で回転自在にクランク軸１２が支持される。右側軸受２８の内輪はクランク軸１２の外周面に直接接触しているが、左側軸受２９は、内輪とクランク軸１２の外周面との間に介在されるハブ３０およびスリーブ３１を介してクランク軸１２を支持している。
【００２９】
ハブ３０には、人力駆動スプロケット３２が結合される。ハブ３０の右側には、該ハブ３０とともに踏力検出装置１００を構成する油圧伝達装置３３が配置される。踏力検出装置１００および油圧伝達装置３３の詳細は後述する。
【００３０】
補助動力源としてのモータ１３は、アウタロータ型のブラシレスモータであり、ロータ３４は右ケース２７１に嵌め込まれた軸受３５と左ケース２７２に嵌め込まれた軸受３６とで両端を支持されたロータシャフト３７と、ロータシャフト３７に、ボス部をスプライン結合したアウタコア３８とからなる。ステータ３９は、ステータコア４０とステータコア４０に巻回されたコイル４１とからなり、ボルト４２で中間ケース２７３に固定される。ロータ３４の内周には、ステータコア４０の外周に対向する複数の磁石４３が配置される。
【００３１】
ロータシャフト３７には、軸受３６寄りにピニオン３７１が形成されており、このピニオン３７１と噛み合う減速ギヤ４４が結合された出力シャフト４５が、中間ケース２７３に嵌め込まれた軸受４６と左側ケース２７２に嵌め込まれた軸受４７とで支持されている。
出力シャフト４５には、モータ駆動スプロケット４８が結合されている。
【００３２】
人力駆動スプロケット３２には、人力伝動チェーン４９が掛けられ、モータ駆動スプロケット４８には、モータ伝動チェーン５０が掛けられている。
【００３３】
図４において、踏力検出装置１００のオイルリザーバ５１と油圧センサ５２とは、左ケース２７２の前端部（車体前方側）の形状に沿って、クランク軸１２の中心軸から放射状に配置されている。油圧センサ５２はクランク軸１２を挟んでリザーバ５１より下方に配置される。リザーバ５１の一側面は左ケース２７２の内面に当接している一方、リザーバ５１の他側面は、右ケース２７２に立接されたボス５３が当接している。これにより、クランク軸１２の軸周りでの踏力検出装置１００の位置が決定されている。
【００３４】
図５は、後輪１４の軸周りに設けられた従動部の要部断面図である。後輪軸５４は、後輪１４のハブ５５の左側に設けられた左側軸受５６と、図示しない右側軸受とによって後輪軸５４にハブ５５を支持している。ハブ５５から左側に突出している部分には、人力従動スプロケット５７とモータ従動スプロケット５８が支持されている。後輪軸５４には、カラー５９が固定されており、このカラー５９の外周に、ニードルベアリング６０を介してワンウェイクラッチ６１、６２が設けられている。ワンウェイクラッチ６１の外周には人力従動スプロケット５７を固定したアウタ５７ａが設けられ、ワンウェイクラッチ６２の外周にはモータ従動スプロケット５８が設けられている。ワンウェイクラッチ６１は、ラチェット式であり、ワンウェイクラッチ６２は、ボール式（ボールがアウタリングとインナリングとの間に形成されたテーパ溝内に嵌ってアウタリングとインナリングとを結合する構造のもの）である。ワンウェイクラッチ６１、６２の共通のインナリング６３はハブ５５に連結される。ワンウェイクラッチ６１、６２は、自転車１を前進させる方向において、アウタリングとインナリング６３とが結合されるように設定される。
【００３５】
上記構成のパワーユニット１１において、クランク軸１２を人力（踏力）で回転させると、人力駆動スプロケット３２が回転し、人力伝動チェーン４９を介して人力従動スプロケット５７に踏力が伝達される。この踏力はワンウェイクラッチ６１とインナリング６３とを介してハブ５５に伝達され、後輪軸５１が回転される。一方、踏力検出装置１００によって検出された踏力に応じて、踏力が大きいほど大きい電流をモータ１３に流すように前記ドライバ１６（図２参照）が制御され、供給された電流により、モータ１３が回転する。モータ１３の回転はピニオン３７１と減速ギヤ４４を介してモータ駆動スプロケット４８に伝達される。モータ１３の回転はさらにモータ伝動チェーン５０によってモータ従動スプロケット５８に伝達される。そして、モータの回転はさらにワンウェイクラッチ６２とインナリング６３とを介してハブ５５に伝達され、後輪軸５１が回転される。
【００３６】
図１は、踏力検出装置１００の断面図であり、図６は、トルクカム、つまりスプロケット３２のハブ３０とトルク検出装置１００とを連結するカムの構造を示す断面図である。図１と図６において、クランク軸１２の外周には、スリーブ６５が嵌められており、該スリーブ６５の図中左側の外周にはスプロケット３２のハブ３０が摺動自在に嵌められている。スリーブ６５の右側部分には外周にスプライン６６が形成されており、このスプライン６６にカムリング６７と、押さえリング６８とが係合している。
【００３７】
図６に示すように、カムリング６７とハブ３０の右側端部との対向面には、鋼球６９が嵌る凹部７０、７１が形成されている。凹部７０、７１は、鋼球６９の外周と同形状の部分球面を有しており、縁の付近では鋼球６９と同形状の部分球面から接線方向に離れて拡がる面ｆを有している。カムリング６７とハブ３０との間に矢印Ａのように相対力が作用すると、カムリング６７とハブ３０の位置がずれて、カムリング６７およびハブ３０の凹部７０、７１の、縁の面が鋼球６９に乗り上げる。その結果、カムリング６７とハブ３０は矢印Ｂの方向に変位する。
【００３８】
カムリング６７と押さえリング６８との間には、オイルリザーバ５１と圧力センサ５２とが配置される。オイルリザーバ５１のケース７２と圧力センサ５２のケース７３の右側面と、押さえリング６８との間には、スラストニードルベアリング７４が配置される。一方、オイルリザーバ５１と圧力センサ５２の左側面にはクランク軸１２と同心円に配置される環状溝７５が形成される。環状溝７５の底部（図中右側）は、オイルリザーバ５１のオイル溜め５１ａに、チェックボール７６ａを有する逆止弁７６を介して連通される。逆止弁７６は簡略化して示しており、より具体的な構造は、図１０に関して詳述する。環状溝７５の底部はさらに別の位置で圧力センサ５２の圧力検知空間５２ａに連通している。
【００３９】
環状溝７５の底部には、環状の皿ばね７７が配置され、この皿ばね７７を介して環状溝７５内に環状板からなる油圧ピストン７８が設けられる。油圧ピストン７８と環状溝７５との間はＯ-リング７９、８０で封止されている。油圧ピストン７８とカムリング６７との間にもスラストニードルベアリング８１が設けられる。
【００４０】
押さえリング６８の外側、つまり図中右側にはキャップ８２が被せられ、さらにストップリング８３で位置が規制される。つまり、油圧ピストン７８は皿ばね７７でカムリング６７側に付勢されている。
【００４１】
この構成において、ペダル１２ｂを踏んでクランク軸１２を回転させるとスリーブ６５が回転する。スリーブ６５が回転させられると、カムリング６７と押さえリング６８とが回転する。このとき、スプロケット３２に結合されているハブ３０には負荷が掛かっているので、カムリング６７とハブ３０との間にクランク軸１２の回転方向における位置のずれが生じる。この位置のずれ量は、スプロケット３２つまりハブ３０にかかっている負荷つまり踏力に応じたものとなる。そして、この負荷に応じた位置ずれにより、カムリング６７またはハブ３０の凹部７０、７１の縁の面が鋼球６９に乗り上げて、カムリング６７とハブ３０は互いの間隔が遠ざかる方向（図６のＢ方向）に変位する。クランク軸１２の長手方向におけるハブ３０の位置は固定されているので、カムリング６７が変位する。
【００４２】
カムリング６７はスラストニードルベアリング８１を介して、油圧ピストン７８を図中右側に変位させる。この油圧ピストン７８の変位によって、環状溝７５および環状溝７５とチェックボール７６ａとの間の空間、並びに油圧センサ５２の圧力検知空間５２ａとに存在する非圧縮性のオイルに圧力が加わり、油圧センサ５２が圧力を検知する。スプロケット３２に係っている負荷の大きさが大きいほどカムリング６７の変位量は大きいので、油圧センサ５２で検知される圧力値も大きくなる。つまり、油圧センサ５２は、ペダル１２にかかる踏力に応じて、踏力が大きいほど高い圧力値を示す。
【００４３】
油圧センサ５２を作動させるオイルは非圧縮性であるので、カムリング６７の変位は良好なダイレクト感をもって油圧センサ５２に伝達され、踏力検知に寄与できる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図７は、第２実施形態に係る踏力検出装置を搭載した補助動力装置付き自転車の左側面図であり、図２と同符号は同一または同等部分を示す。図７において、メインフレーム３ａはヘッドパイプ２から下後方に１本だけ延びている。したがって、バッテリ１７は、第１実施形態のようにメインフレーム３、３の間には収容せず、シートパイプ４に対して前方に支持している。
【００４５】
図８は、第２実施形態に係る踏力検出装置の断面図であり、図９は、人力駆動スプロケットの側面図である。図９では、片面のカバーを外した状態を示している。図８、図９において、メインフレーム３ａには、筒状の軸受ケース（ハブ）８４が接合されており、ハブ８４には、両端にそれぞれ軸受８５、８６が設けられ、これらの軸受８５、８６によってクランク軸１２が支持されている。ハブ８４の内周面には保持部材８７によって保持されたオイルシール８８が設けられる。オイルシール８８は２個１対であり、両者間にはオイルが流通可能である。
【００４６】
クランク軸１２には、人力駆動スプロケット３２が固定されている。人力駆動スプロケット３２は、クランク軸１２の外周に形成されたスプライン８９に係合するスプラインをハブ９０ａの内周面に有する第１のカバー部材９０と該第１のカバー部材９０に組み合わされる第２のカバー部材９１とを有する。第１のカバー部材９０と第２のカバー部材９１はともに円板状である。
【００４７】
第１のカバー部材９０のハブ９０ａには環状のピストン９２が収容されており、ピストン９２は、皿ばね９３によって図中右側に付勢されている。皿ばね９３によって付勢されているピストン９２は右側端面に傾斜面（カム面）９４を有しており、このカム面９４を有するピストン９２の右側にはプレート９５が配置されている。そしてプレート９５とカム面９４との間には鋼球９６が配置され、鋼球９６からスプロケット３２の放射状に延びている複数本（ここでは３本）のプッシュロッド９７が設けられている。プッシュロッド９７は２個１対の円柱状の駒９８でそれぞれ支持され、第１のカバー部材９０と第２のカバー部材９１との間に収容されている。駒９８は、第１および第２のカバー部材９０、９１の、互いの対向面の少なくとも一方に突出形成されている。
【００４８】
プッシュロッド９７の一端面は鋼球９６に当接し、他端つまり先端部はスプロケット外輪９９の内周に形成されたカム面（凹部）９９ａに当接している。スプロケット外輪９９の両側面は、第１および第２のカバー部材９０、９１の外周部近傍の部分に面し、該第１および第２のカバー部材９０、９１に対して摺動自在に挟持されている。
【００４９】
クランク軸１２には後述のオイルリザーバに連通する油路１０１が形成され、この油路１０１は皿ばね９３を収容する空間に延びる枝管１０２を有している。油路１０１は、さらに、前記オイルシール８８の間を通って保持部材８７からハブ８４の外側に突出したボス１０３に至る油圧検知管路１０４を有している。ボス１０３には、油圧センサ５２が取り付けられ、油圧検知管路１０４を通じて導入される非圧縮性オイルの圧力を検知する。ピストン９２の内周と外周、並びに第１のカバー部材９０とクランク軸１２との間にはＯ-リング１０５、１０６、１０７、１０８が配置される。
【００５０】
図１０は、第２実施形態に係るオイル回路を示す断面図であり、図８と同符号は同一部分である。保持部材８７からハブ８４の外側に突出しているボス１０３には、上記の油圧センサ５２が設けられる他、ボス１０３の側部には油圧センサ５２と直交する方向にオイル供給管路１０９を有するオイルリザーバ５１が設けられる。
【００５１】
オイルリザーバ５１は第１実施形態のものと同じであり、オイル溜め５１ａ、および逆止弁７６を備える。逆止弁７６は、チェックボール７６ａと、チェックボール７６ａの上面に対向する座面を有するチェックボールシート７６ｂと、チェックボールシート７６ｂをチェックボール７６ａに押圧付勢するためのチェックボールシートばね７６ｃとからなる。
【００５２】
逆止弁７６は、油路からオイル溜め５１ａへ、オイルが逆流するのを防いでいるが、油路の圧力が所定値以上に高圧となったときには、チェックボールシート７６ｂが上方に変位され、オイルをオイル溜め５１ａに戻すリリーフ機能を果たす。また、逆止弁７６は、踏力検出装置の初期組み立て時等にオイル中に発生した気泡をオイル溜め５１ａに排出するエア抜き機能をも果たす。
【００５３】
上記構成により、ペダル１２ｂを踏んでクランク軸１２を回転させると人力駆動スプロケット３２は回転する。このときスプロケット３２にかかりチェーン４９が引っ張られると、スプロケット外輪９９の内側の凹部つまりカム面９９ａによってプッシュロッド９７が人力駆動スプロケット３２の中心部（ハブ）９０ａ寄りに変位する。そうすると、プッシュロッド９７が鋼球９６側に押されて、カム面９４とプレート９５との間に食い込む鋼９６の楔作用により、ピストン９２は図８の左方向に変位して油路１０１等内のオイルに係る圧力が変化する。この圧力は油圧検知管路１０４を通じて油圧センサ５２で検出される。ピストン９２の変位量、つまりオイルの圧力の大きさはプッシュロッド９７に係る踏力の大きさに対応する。
このように、本発明の第１、および第２実施形態では、踏力を、非圧縮性のオイルに圧力を加えるピストンの変位に変換する構造としたので、踏力変化をロストモーションなしに直接的に検出することができ、その踏力に応じてモータ１３を駆動して補助動力装置付き自転車１の駆動力を補助することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…自転車、  ２…ヘッドパイプ、  ３…メインフレーム、  １１…パワーユニット、  １２…クランク軸、  １３…モータ、  １６…ドライバ、  １７…バッテリ、  １９…リッド、  ３０…ハブ、  ３２…人力駆動スプロケット、  ３３…油圧電圧装置、  ４８…モータ駆動スプロケット、  ４９…人力駆動チェーン、  ５０…モータ駆動チェーン、  ５１…オイルリザーバ、  ５２…油圧センサ、  ６７…カムリング、  ６９…鋼球、  ７８、９２…ピストン、  ９７…プッシュロッド、  ９９…スプロケット外輪、  １００…踏力検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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