JP2022066490A - Power-assisted bicycle and driving unit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power-assisted bicycle capable of relatively reducing a diameter of a fitted part between a crank shaft 7a and a human power transmission body 28 to which a torque sensor 31 is mounted while the diameter of the connection fitted part of the crank shaft 7a with the crank arm 7b is set to be a size capable of obtaining sufficient connection strength.
SOLUTION: The power-assisted bicycle includes a crank shaft 7a to which human power driving force is transmitted from a pedal through a crank arm 7b and a human power transmission body 28 fitted to an outer periphery of the crank shaft 7a through concave-convex parts 7c, 28b and having a distortion generation unit of a torque sensor 31 formed at the outer periphery. A difference A1 in a radial direction between an outer diameter of a portion fitted with the crank arm 7b and an outer diameter of a portion fitted with the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is smaller than a difference B1 in a radial direction between the concave-convex parts 7c, 28b formed on an inner surface of a portion of the human power transmission body 28 fitted with the crank shaft 7a.
SELECTED DRAWING: Figure 5
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータにより発生する補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車およびこの電動アシスト自転車に取り付けられる駆動ユニットに関するものである。 The present invention relates to an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding an auxiliary driving force generated by a motor to a human-powered driving force generated by pedaling force from a pedal, and a drive unit attached to the electrically assisted bicycle.

電源としてのバッテリと、このバッテリから給電されるモータを備えた駆動ユニットとを有し、ペダルに加えられる踏力による人力駆動力に、前記駆動ユニットの補助駆動力(アシスト力)を加えることで、上り坂等でも楽に走行することが可能な電動アシスト自転車(電動自転車とも称せられる)は既に広く知られている。 It has a battery as a power source and a drive unit equipped with a motor supplied from this battery, and by adding an auxiliary drive force (assist force) of the drive unit to a human-powered drive force by a pedaling force applied to a pedal. Electric assisted bicycles (also called electric bicycles) that can easily run uphill are already widely known.

この電動アシスト自転車において、モータなどが内蔵された駆動ユニットを、クランク軸が設けられている箇所に配設したものがある。このような配置構成の電動アシスト自転車は、重量が比較的大きい駆動ユニットが、電動アシスト自転車の前後方向の中央(すなわち、前輪と後輪との間の中間)の低い位置に配置される。したがって、この配置構成の電動アシスト自転車は、モータが前輪のハブや後輪のハブに内蔵されているものと比較して、前輪や後輪を持ち上げ易くて、走行路に段差があっても容易に乗り越えることができるなど、車体の取り回しがよく、また、走行安定性も良好である利点がある。 In this electrically power assisted bicycle, there is one in which a drive unit having a built-in motor or the like is arranged at a place where a crank shaft is provided. In the electrically assisted bicycle having such an arrangement configuration, the relatively heavy drive unit is arranged at a low position in the center of the electrically assisted bicycle in the front-rear direction (that is, between the front wheels and the rear wheels). Therefore, the electrically power assisted bicycle with this arrangement is easier to lift the front and rear wheels than the motor built in the hub of the front wheels and the hub of the rear wheels, and it is easier even if there is a step in the running path. It has the advantages of good maneuverability of the vehicle body and good running stability, such as being able to overcome the problem.

このように、電動アシスト自転車の前後方向の中央位置に、駆動ユニットが配置されている構造が、例えば特許文献1等に開示されている。図21に示すように、駆動ユニット110には、クランク軸101が左右方向に貫通した姿勢で軸受103、104により回転自在に支持されている。クランク軸101の左右両側部分は駆動ユニット110より左右に突出し、クランクアーム102を介して、踏力が負荷されるペダル(図示せず)が回転自在に取り付けられている。 As described above, a structure in which the drive unit is arranged at the center position in the front-rear direction of the electrically power assisted bicycle is disclosed in, for example, Patent Document 1. As shown in FIG. 21, the drive unit 110 is rotatably supported by bearings 103 and 104 in a posture in which the crank shaft 101 penetrates in the left-right direction. The left and right side portions of the crank shaft 101 project to the left and right from the drive unit 110, and a pedal (not shown) to which a pedaling force is applied is rotatably attached via the crank arm 102.

駆動ユニット110の内部には、駆動源としてのモータ111や、モータ111からの駆動力を減速しながら伝達する(すなわち、モータ111からのトルクを増加させる)複数対の減速歯車121~126などからなる減速機構120、人力駆動力を検出するトルクセンサ(人力検知部)112などが設けられている。なお、116は、駆動ユニット110の内部で、クランク軸101やモータ111の回転軸111aと平行に配設されている中間軸である。中間軸116には、大径の減速歯車122や小径の減速歯車123、124などが設けられている。 Inside the drive unit 110, a motor 111 as a drive source, a plurality of pairs of reduction gears 121 to 126 that transmit the driving force from the motor 111 while decelerating (that is, increase the torque from the motor 111), and the like. A deceleration mechanism 120, a torque sensor (human power detection unit) 112 for detecting a human power driving force, and the like are provided. Note that 116 is an intermediate shaft arranged in parallel with the crank shaft 101 and the rotation shaft 111a of the motor 111 inside the drive unit 110. The intermediate shaft 116 is provided with a large-diameter reduction gear 122, a small-diameter reduction gear 123, 124, and the like.

駆動ユニット110の内部におけるクランク軸101の外周の一部(図21における左寄り側箇所)には、スプラインまたはセレーションなどの凹凸部101aを介して、筒状の人力伝達体113が一体的に回転する状態で嵌め込まれている。また、人力伝達体113の内周におけるクランク軸101の凹凸部101aに対応する箇所にもスプラインまたはセレーションなどの凹凸部113aが形成されている。すなわち、人力伝達体113の凹凸部はクランク軸101の凹凸部101aと噛み合っている。 A tubular human-powered transmitter 113 rotates integrally on a part of the outer circumference of the crank shaft 101 (a portion on the left side in FIG. 21) inside the drive unit 110 via a concavo-convex portion 101a such as a spline or serration. It is fitted in the state. Further, a concavo-convex portion 113a such as a spline or serration is also formed at a portion corresponding to the concavo-convex portion 101a of the crank shaft 101 on the inner circumference of the human power transmission body 113. That is, the uneven portion of the human power transmission body 113 meshes with the uneven portion 101a of the crank shaft 101.

また、人力伝達体113の外周表面には、磁気異方性を付与した磁歪発生部112bが形成されている。人力伝達体113の磁歪発生部112bの外周に一定の隙間(空間)を介してコイル112aが配設され、これらの磁歪発生部112bおよびコイル112aにより磁歪式のトルクセンサ112が構成されている。そして、クランク軸101からスプライン(またはセレーション)101a、113aを介して人力伝達体113に伝達された人力駆動力が、トルクセンサ112により検出される。 Further, a magnetostriction generating portion 112b imparted with magnetic anisotropy is formed on the outer peripheral surface of the human-powered transmitter 113. A coil 112a is arranged on the outer periphery of the magnetostriction generating portion 112b of the human-powered transmitter 113 through a constant gap (space), and the magnetostriction type torque sensor 112 is configured by the magnetostriction generating portion 112b and the coil 112a. Then, the human-powered driving force transmitted from the crank shaft 101 to the human-powered transmission body 113 via the splines (or serrations) 101a and 113a is detected by the torque sensor 112.

また、この駆動ユニット110では、駆動ユニット110の内部におけるクランク軸101の外周側の一部(図20における右寄り側箇所)には、連動筒体114や合力伝達体115などがクランク軸101に対して回転自在に配設されている。合力伝達体115は、人力伝達体113から、連動筒体114などを介して伝達された人力駆動力と、モータ111から減速機構120を介して伝達された補助駆動力とを合成する。そして、合力伝達体115の端部が駆動ユニット110より突出され、この突出箇所に取り付けられた駆動スプロケット105からチェーン106を介して合力(人力駆動力と補助駆動力とが合成された駆動力)が後輪側に伝達される。 Further, in the drive unit 110, an interlocking cylinder 114, a resultant force transmission body 115, or the like is provided with respect to the crank shaft 101 on a part of the outer peripheral side of the crank shaft 101 (the portion on the right side in FIG. 20) inside the drive unit 110. Is rotatably arranged. The resultant force transmission body 115 combines the human power driving force transmitted from the human power transmission body 113 via the interlocking cylinder 114 and the like and the auxiliary driving force transmitted from the motor 111 via the deceleration mechanism 120. Then, the end portion of the resultant force transmission body 115 is projected from the drive unit 110, and the resultant force (driving force in which human-powered driving force and auxiliary driving force are combined) is transmitted from the drive sprocket 105 attached to the protruding portion via the chain 106. Is transmitted to the rear wheel side.

なお、この駆動ユニット110を組み付ける際には、クランク軸101に、トルクセンサ112が組み付けられている人力伝達体113が嵌め込まれた状態で、軸受103に嵌め込まれるなどして、駆動ユニット110が組み付けられる。この後、クランク軸101の端部にクランクアーム102が嵌め込まれて取り付けられる。したがって、このような組み付け作業を支障なく行えるよう、クランク軸101の直径は、図22に簡略的に拡大するとともに強調して示すように、クランクアーム102が取り付けられる箇所(連結嵌合部)101bの直径(詳しくは最大径となる外周部の直径)d1よりも、軸受103により受けられる箇所101cの直径d2が大きく、さらに、合力伝達体115が嵌め合わされる箇所(スプライン(またはセレーション)101aが形成されている箇所)の直径(詳しくは最大径となる外周部の直径)d3が大きくなるように形成されている。すなわち、クランク軸101は、いわゆる2段の段付形状(段付部で順に太くなる形状)に形成されている。 When assembling the drive unit 110, the drive unit 110 is assembled by fitting the human-powered transmission body 113 to which the torque sensor 112 is assembled into the bearing 103 in a state of being fitted to the crank shaft 101. Be done. After that, the crank arm 102 is fitted and attached to the end of the crank shaft 101. Therefore, the diameter of the crank shaft 101 is simply enlarged in FIG. 22 and emphasized in FIG. 22 so that such an assembly work can be performed without any trouble. The diameter d2 of the portion 101c received by the bearing 103 is larger than the diameter (specifically, the diameter of the outer peripheral portion having the maximum diameter) d1, and the portion (spline (or serration) 101a) to which the resultant force transmitter 115 is fitted is. It is formed so that the diameter (specifically, the diameter of the outer peripheral portion having the maximum diameter) d3 of the formed portion) becomes large. That is, the crank shaft 101 is formed in a so-called two-step stepped shape (a shape in which the stepped portion becomes thicker in order).

また、上記するとともに図23に簡略的に示すように、クランク軸101における人力伝達体113が嵌め込まれるスプライン(またはセレーション)101aの箇所には外径(山部)となる凸部101aaと内側に窪む凹部(谷部)101abとが形成されている。また、これに対応して、図24に簡略的に示すように、人力伝達体113におけるクランク軸101が嵌め込まれるスプライン(またはセレーション)113aの箇所には内側に突出する凸部113aaと外側に窪む凹部(谷部)113abとが形成されている。 Further, as described above and as briefly shown in FIG. 23, the spline (or serration) 101a in which the human power transmission body 113 is fitted in the crank shaft 101 has a convex portion 101aa having an outer diameter (mountain portion) and an inward portion. A recessed recess (valley) 101ab is formed. Correspondingly, as simply shown in FIG. 24, the spline (or serration) 113a in which the crank shaft 101 is fitted in the human power transmission body 113 has a convex portion 113aa protruding inward and a concave portion outward. A recess (valley) 113ab is formed.

そして、図23、図24に示すように、クランク軸101におけるクランクアーム102が嵌合される箇所(連結嵌合部)101bの外径と人力伝達体115が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション))101aの外径との半径方向の差(軸心からの差)Aが、人力伝達体113におけるクランク軸101が嵌め込まれる箇所(スプライン(またはセレーション)113a)の内面の凸部113aaと凹部113abとの半径方向の寸法差(いわゆる高低差)Bよりも、大きく形成されている。 Then, as shown in FIGS. 23 and 24, the outer diameter of the portion (connecting fitting portion) 101b of the crank shaft 101 where the crank arm 102 is fitted and the portion where the human power transmission body 115 is fitted (spline (or spline)). Serration)) The radial difference (difference from the axis) A from the outer diameter of 101a is the convex portion 113aa on the inner surface of the place (spline (or serration) 113a) where the crank shaft 101 is fitted in the human power transmission body 113. It is formed larger than the radial dimensional difference (so-called height difference) B from the recess 113ab.

国際公開WO2015/186159公報International Publication WO2015 / 186159 Gazette

ところで、このような駆動ユニット110をより小型化して、一般的な自転車(いわゆるスポーツ型自転車など)に近づけるように望まれる場合がある。しかし、クランク軸101における、クランクアーム102との連結嵌合部101bの直径d1はある程度の寸法を確保して、この箇所の連結強度として十分な強度を維持しなければならない。すなわち、図22に示すように、クランク軸101の、クランクアーム102との連結嵌合部101bの直径d1よりも、軸受103により受けられる箇所101cの直径d2が大きく、さらに、合力伝達体115が嵌め合わされる箇所(スプライン(またはセレーション)101aが形成されている箇所)の直径d3が段付部で順に太い。また図23、図24に示すように、クランク軸101におけるクランクアーム102が嵌合される箇所(連結嵌合部)101bの外径と人力伝達体115が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション))101aの外径との半径方向の差Aが、人力伝達体113におけるクランク軸101が嵌め込まれる箇所(スプライン(またはセレーション)113a)の凸部113aaと凹部113abとの半径方向の寸法差(いわゆる高低差)Bよりも大きく形成されている。この構造を採用すると、これに対応してトルクセンサ112も大きくなってしまう。したがって、トルクセンサ112と、中間軸116に組み付けている大径の減速歯車122とが当接しないように配置しようとすると、クランク軸101と中間軸116との軸間距離もある程度大きくせざるを得ず、この結果、駆動ユニット110を小型化できなくなるという課題があった。 By the way, it may be desired to make such a drive unit 110 smaller and closer to a general bicycle (so-called sports type bicycle or the like). However, the diameter d1 of the connecting fitting portion 101b with the crank arm 102 in the crank shaft 101 must secure a certain dimension and maintain a sufficient strength as the connecting strength at this portion. That is, as shown in FIG. 22, the diameter d2 of the portion 101c received by the bearing 103 is larger than the diameter d1 of the connecting fitting portion 101b of the crank shaft 101 with the crank arm 102, and the resultant force transmitter 115 is further formed. The diameter d3 of the fitted portion (the portion where the spline (or serration) 101a is formed) is gradually thicker in the stepped portion. Further, as shown in FIGS. 23 and 24, the outer diameter of the portion (connecting fitting portion) 101b of the crank shaft 101 where the crank arm 102 is fitted and the portion where the human power transmission body 115 is fitted (spline (or serration)). )) The radial difference A from the outer diameter of 101a is the radial dimensional difference (spline (or serration) 113a) between the convex portion 113aa and the concave portion 113ab at the position (spline (or serration) 113a) in which the crank shaft 101 is fitted in the human power transmission body 113. It is formed larger than the so-called height difference) B. If this structure is adopted, the torque sensor 112 also becomes large correspondingly. Therefore, if the torque sensor 112 and the large-diameter reduction gear 122 assembled to the intermediate shaft 116 are arranged so as not to come into contact with each other, the distance between the crank shaft 101 and the intermediate shaft 116 must be increased to some extent. As a result, there is a problem that the drive unit 110 cannot be miniaturized.

また、近年、自転車のボトムブラケット(クランク軸周辺部)の規格として、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径が比較的大きいISIS規格(International Spline Interface Standard)などの規格があり、このような規格に対応したスポーツタイプの自転車が好まれる傾向がある。このように、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径が大きいと、クランクアームからクランク軸により大きな力が作用しても十分な耐久性(強度)を有するため、信頼性を向上させることができるが、この場合には、さらに、クランク軸101の、合力伝達体115が嵌め合わされる箇所の直径R3や、トルクセンサ112も大きくなってしまうので、さらに、クランク軸101と中間軸116との軸間距離もより大きくなり、駆動ユニット110を小型化できなくなる。 In recent years, as a standard for the bottom bracket (around the crank shaft) of a bicycle, there are standards such as the ISIS standard (International Spline Interface Standard) in which the diameter of the connecting fitting part with the crank arm on the crank shaft is relatively large. There is a tendency for sports-type bicycles that comply with various standards to be preferred. As described above, when the diameter of the connecting fitting portion of the crank shaft with the crank arm is large, the crank shaft has sufficient durability (strength) even when a larger force is applied to the crank shaft, thus improving reliability. However, in this case, the diameter R3 of the crank shaft 101 where the resultant force transmitter 115 is fitted and the torque sensor 112 also become large, so that the crank shaft 101 and the intermediate shaft 116 are further increased. The distance between the shafts and the shaft becomes larger, and the drive unit 110 cannot be miniaturized.

本発明は上記課題を解決するもので、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径を、十分な連結強度を得ることが可能な寸法としながら、クランク軸における、トルクセンサが取り付けられる人力伝達体との嵌合部分の直径を比較的小さくすることができる電動アシスト自転車および駆動ユニットを提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and human power to attach a torque sensor on the crank shaft while setting the diameter of the connection fitting portion with the crank arm on the crank shaft to a size capable of obtaining sufficient connection strength. It is an object of the present invention to provide an electrically assisted bicycle and a drive unit capable of relatively reducing the diameter of a fitting portion with a transmitter.

上記課題を解決するために、本発明の電動アシスト自転車は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車であって、ペダルからの人力駆動力がクランクアームを介して伝達されるクランク軸と、クランク軸の外周に凹凸部を介して嵌め合わされ、外周にトルクセンサの歪発生部が形成されている人力伝達体と、を有し、クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さいことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the electrically assisted bicycle of the present invention is an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding an auxiliary driving force by a motor to a human-powered driving force by pedaling force from a pedal, and is manually driven by a pedal. It has a crank shaft in which force is transmitted via a crank arm, and a human-powered transmission body in which a strain generating portion of a torque sensor is formed on the outer periphery of the crank shaft, which is fitted to the outer periphery of the crankshaft via a concave-convex portion. A radial difference between the outer diameter of the shaft where the crank arm is fitted and the outer diameter of the place where the human power transmitter is fitted is formed on the inner surface of the place where the crank shaft of the human power transmitter is fitted. It is characterized in that it is smaller than the difference in the radial direction of the uneven portion.

この構成によれば、クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さいので、クランク軸における、ランクアームが嵌合される箇所の直径を比較的大きくした場合でも、クランク軸における、人力伝達体が嵌合される箇所の外径を小さく抑えることができ、トルクセンサの大きさ(直径)も小さく抑えることができる。 According to this configuration, the difference in the radial direction between the outer diameter of the place where the crank arm is fitted and the outer diameter of the place where the human power transmission body is fitted in the crank shaft is the difference in the radial direction, and the crank shaft of the human power transmission body is fitted. Since it is smaller than the radial difference of the uneven portion formed on the inner surface of the portion, the human-powered transmitter on the crank shaft has a relatively large diameter at the portion where the rank arm is fitted on the crank shaft. The outer diameter of the mated portion can be kept small, and the size (diameter) of the torque sensor can also be kept small.

また、本発明の電動アシスト自転車は、クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所の外径は、人力伝達体が嵌合される箇所の外径よりも大きく、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成されたスプラインまたはセレーションの谷部間の直径よりも小さいことを特徴とする。 Further, in the electrically assisted bicycle of the present invention, the outer diameter of the portion where the crank arm is fitted on the crank shaft is larger than the outer diameter of the portion where the human power transmission body is fitted, and the crank shaft of the human power transmission body is formed. It is characterized by being smaller than the diameter of the valleys of splines or serrations formed on the inner surface of the mating site.

この構成によれば、クランク軸と人力伝達体との嵌合箇所において、クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径となる部分と、人力伝達体におけるこれに対応する箇所(対向する箇所)との間に隙間を形成する(いわゆる遊びを持たせる)ことができる。これにより、クランク軸と人力伝達体との嵌合箇所において、圧入するなどして隙間なく嵌合させた場合と比較して、クランク軸を曲げようとする力(すなわち、トルクセンサのトルク検知に悪影響を及ぼす恐れがある力)が人力伝達体に伝達することを低減することができる。 According to this configuration, in the fitting portion between the crank shaft and the human power transmission body, the portion having the outer diameter of the portion where the crank arm is fitted in the crank shaft and the corresponding portion in the human power transmission body (opposing each other). It is possible to form a gap (so-called play) with the location). As a result, at the fitting point between the crank shaft and the human power transmission body, the force that tries to bend the crank shaft (that is, the torque detection of the torque sensor) is compared with the case where the crank shaft is fitted without a gap by press fitting or the like. It is possible to reduce the transmission of (forces that may have an adverse effect) to the human-powered transmitter.

また、本発明の電動アシスト自転車は、クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所と、人力伝達体が嵌合される箇所とは、それぞれ径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有し、クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径である谷部径は、人力伝達体が嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径である谷部径以下であることを特徴とする。 Further, in the electrically assisted bicycle of the present invention, the portion of the crank shaft where the crank arm is fitted and the portion where the human-powered transmitter is fitted are located in a radial direction and a mountain portion protruding in the radial direction, respectively. On the other hand, the diameter of the valley, which is the diameter of the portion of the crank shaft where the valley of the crank arm is fitted, is the diameter of the valley where the human-powered transmitter is fitted. It is characterized in that it is equal to or less than the diameter of the valley, which is the diameter of the place where the valley is provided.

また、本発明の電動アシスト自転車は、クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所と、人力伝達体が嵌合される箇所とは、それぞれ径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有し、クランク軸における人力伝達体が嵌合される箇所と、人力伝達体におけるクランク軸が嵌合される箇所との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間を有することを特徴とする。 Further, in the electrically assisted bicycle of the present invention, the portion of the crank shaft where the crank arm is fitted and the portion where the human power transmitter is fitted are located in the radial direction and the mountain portion protruding in the radial direction, respectively. In each part of the mountain part and the valley part, there is a valley part which is recessed, and between the part where the human power transmission body is fitted in the crank shaft and the place where the crank shaft is fitted in the human power transmission body. , Each has a gap.

この構成によれば、クランク軸における人力伝達体が嵌合される箇所と、人力伝達体におけるクランク軸が嵌合される箇所との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間を形成する(いわゆる遊びを持たせる)ことができる。これにより、クランク軸と人力伝達体との嵌合箇所において、圧入するなどして隙間なく嵌合させた場合と比較して、クランク軸を曲げようとする力(すなわち、トルクセンサのトルク検知に悪影響を及ぼす恐れがある力)が人力伝達体に伝達することを低減することができる。 According to this configuration, a gap is formed in each portion of the mountain portion and the valley portion between the portion where the human power transmission body is fitted in the crank shaft and the portion where the crank shaft is fitted in the human power transmission body. Can be (have so-called play). As a result, at the fitting point between the crank shaft and the human power transmission body, the force that tries to bend the crank shaft (that is, the torque detection of the torque sensor) is compared with the case where the crank shaft is fitted without a gap by press fitting or the like. It is possible to reduce the transmission of (forces that may have an adverse effect) to the human-powered transmitter.

また、本発明の電動アシスト自転車は、クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所と、人力伝達体が嵌合される箇所とに、それぞれスプラインまたはセレーションが形成されていることを特徴とする。 Further, the electrically assisted bicycle of the present invention is characterized in that splines or serrations are formed at a portion of the crank shaft where the crank arm is fitted and a portion where the human power transmitter is fitted, respectively. ..

また、本発明の駆動ユニットは、クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所と、人力伝達体が嵌合される箇所との間の部分が、軸受により回転自在に支持され、クランク軸における前記軸受により支持されている箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径およびクランクアームが嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さいことを特徴とする。なお、この場合に、クランク軸における、前記軸受の軸心方向両側に、前記軸受を軸心方向に対して位置決めをする規制部材が嵌合されていると好適である。また、クランク軸と前記軸受との間に、オイルシール材が配置されていてもよい。 Further, in the drive unit of the present invention, the portion of the crank shaft between the portion where the crank arm is fitted and the portion where the human power transmission body is fitted is rotatably supported by a bearing, and the crank shaft has a portion. The difference in the radial direction between the outer diameter of the part supported by the bearing, the outer diameter of the part where the human-powered transmitter is fitted, and the outer diameter of the part where the crank arm is fitted is determined by the crank shaft of the human-powered transmitter. It is characterized in that it is smaller than the difference in the radial direction of the uneven portion formed on the inner surface of the fitted portion. In this case, it is preferable that restricting members for positioning the bearing in the axial direction are fitted on both sides of the crank shaft in the axial direction of the bearing. Further, an oil sealing material may be arranged between the crank shaft and the bearing.

また、本発明の電動アシスト自転車は、モータを有する駆動ユニットが設けられ、クランク軸が駆動ユニットを貫通して配置されていることを特徴とする。また、この場合に、クランク軸とは異なる軸心で回転する中間軸が設けられ、中間軸には減速歯車が取り付けられていると好適である。この構成によれば、クランク軸と中間軸との軸間距離を最小限に抑えることができ、ひいては、駆動ユニットを小型化することも可能となる。 Further, the electrically assisted bicycle of the present invention is characterized in that a drive unit having a motor is provided and a crank shaft is arranged so as to penetrate the drive unit. Further, in this case, it is preferable that an intermediate shaft that rotates at an axis different from the crank shaft is provided, and a reduction gear is attached to the intermediate shaft. According to this configuration, the distance between the crank shaft and the intermediate shaft can be minimized, and the drive unit can be miniaturized.

また、本発明の駆動ユニットは、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えた駆動ユニットであって、駆動ユニットを貫通して配置され、前記ペダルからの人力駆動力がクランクアームを介して伝達されるクランク軸と、駆動ユニット内でクランク軸の外周に凹凸部を介して嵌め合わされ、外周にトルクセンサの歪発生部が形成されている人力伝達体と、を有し、クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さいことを特徴とする。 Further, the drive unit of the present invention is a drive unit provided with the motor, which is attached to an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding an auxiliary driving force by a motor to a human-powered driving force by a pedaling force from a pedal. The crank shaft, which is arranged through the unit and transmits the human-powered driving force from the pedal via the crank arm, is fitted to the outer periphery of the crank shaft in the drive unit via a concave-convex portion, and the torque sensor is fitted on the outer periphery. There is a radial difference between the outer diameter of the crank shaft where the crank arm is fitted and the outer diameter of the place where the human power transmitter is fitted. It is characterized in that it is smaller than the difference in the radial direction of the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft of the human power transmitter is fitted.

本発明によれば、クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さくすることにより、クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所の直径を比較的大きくした場合でも、クランク軸における、人力伝達体が嵌合される箇所の外径を小さく抑えることができ、トルクセンサの大きさ(直径)も小さくに抑えることができる。また、このようなトルクセンサやモータを備えた駆動ユニットが設けられている場合には、クランク軸と中間軸との軸間距離を小さく抑えることができて、駆動ユニットを小型化することが可能となる。 According to the present invention, the difference in the radial direction between the outer diameter of the place where the crank arm is fitted and the outer diameter of the place where the human power transmitter is fitted in the crank shaft is such that the crank shaft of the human power transmitter is fitted. By making it smaller than the difference in the radial direction of the uneven portion formed on the inner surface of the portion, even if the diameter of the portion where the crank arm is fitted on the crank shaft is relatively large, human power transmission on the crank shaft is performed. The outer diameter of the place where the body is fitted can be kept small, and the size (diameter) of the torque sensor can also be kept small. Further, when a drive unit equipped with such a torque sensor or a motor is provided, the distance between the crank shaft and the intermediate shaft can be kept small, and the drive unit can be miniaturized. Will be.

本発明の第1の実施の形態に係る電動アシスト自転車の全体左側面図Overall left side view of the electrically power assisted bicycle according to the first embodiment of the present invention. 同実施の形態の電動アシスト自転車の駆動ユニットなどの平面断面図A plan sectional view of a drive unit of an electrically power assisted bicycle according to the same embodiment. 同駆動ユニットの簡略的な左側面断面図Simple left side sectional view of the drive unit 同駆動ユニットの要部拡大平面断面図Enlarged plan view of the main part of the drive unit 同駆動ユニットの要部をさらに拡大した要部拡大平面断面図Enlarged plan view of the main part of the drive unit 同駆動ユニットのクランク軸の、クランクアームとの嵌合部の左側面図Left side view of the fitting part of the crank shaft of the same drive unit with the crank arm 同駆動ユニットのクランク軸の、人力伝達体との嵌合部の側面断面図Side sectional view of the fitting portion of the crank shaft of the drive unit with the human power transmission body. 同駆動ユニットの人力伝達体の、クランク軸との嵌合部の側面断面図Side sectional view of the fitting portion of the human-powered transmitter of the same drive unit with the crank shaft. 同駆動ユニットの人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所の側面断面図Side sectional view of the fitting portion of the human-powered transmitter and the crank shaft of the drive unit. 同駆動ユニットの人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所の要部拡大側面断面図Enlarged side sectional view of the main part of the fitting point of the human power transmission body and the crank shaft of the drive unit. 同駆動ユニットの人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所をさらに拡大した要部拡大側面断面図Enlarged side view of the main part of the drive unit in which the fitting points of the human-powered transmitter and the crank shaft are further enlarged. 同実施の形態の駆動ユニット変形例の要部を拡大した要部拡大平面断面図Enlarged plan view of the main part of the modified example of the drive unit of the same embodiment. 同駆動ユニット変形例の人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所の側面断面図Side sectional view of the fitting portion of the human-powered transmitter and the crank shaft of the modified example of the drive unit. 同駆動ユニットの変形例の人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所の要部拡大側面断面図Enlarged side view of the main part of the fitting part of the human-powered transmitter and the crank shaft of the modified example of the drive unit. 同駆動ユニットの変形例の人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所をさらに拡大した要部拡大側面断面図An enlarged side sectional view of a main part in which the fitting portion of the human-powered transmitter and the crank shaft of the modified example of the drive unit is further enlarged. 本発明の他の実施の形態(第2の実施の形態)の駆動ユニットなどの平面断面図A plan sectional view of a drive unit or the like according to another embodiment of the present invention (second embodiment). 本発明の第3の実施の形態に係る電動アシスト自転車の全体右側面図Overall right side view of the electrically power assisted bicycle according to the third embodiment of the present invention. 同電動アシスト自転車の要部右側面図Right side view of the main part of the electrically power assisted bicycle 同電動アシスト自転車のハンガおよびクランクユニットの分解斜視図An exploded perspective view of the hanger and crank unit of the electrically power assisted bicycle 同電動アシスト自転車のハンガおよびハンガ近傍箇所の縦断面図Vertical cross-sectional view of the hanger of the electrically power assisted bicycle and the location near the hanger 従来の電動アシスト自転車の駆動ユニットなどの平面断面図Plane cross-sectional view of the drive unit of a conventional electrically power assisted bicycle 同従来の電動アシスト自転車のクランク軸の要部拡大平面断面図Enlarged plan view of the main part of the crank shaft of the conventional electrically power assisted bicycle 同従来の電動アシスト自転車のクランク軸の要部拡大側面図Enlarged side view of the main part of the crank shaft of the conventional electrically power assisted bicycle 同従来の電動アシスト自転車の人力伝達体の要部拡大側面断面図Enlarged side view of the main part of the human power transmission body of the conventional electrically power assisted bicycle

以下、本発明の実施の形態に係る電動アシスト自転車および駆動ユニットについて図面に基づき説明する。なお、以下の説明における左右方向および前後方向とは、進行方向に向って当該電動アシスト自転車に搭乗した状態での方向を言う。また、この発明の構成が以下で述べる構成に限定されるものではない。 Hereinafter, the electrically power assisted bicycle and the drive unit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the left-right direction and the front-back direction refer to the direction in which the electrically power assisted bicycle is in the traveling direction. Further, the configuration of the present invention is not limited to the configuration described below.

図1における1は本発明の実施の形態に係る電動アシスト自転車である。図1に示すように、電動アシスト自転車1は、ヘッドパイプ2a、前フォーク2b、上パイプ2c、下パイプ2g、立パイプ2d、チェーンステー2e、シートステー2fなどからなる金属製のフレーム2と、前フォーク2bの下端に回転自在に取り付けられた前輪3と、チェーンステー2eの後端に回転自在に取り付けられた後輪4と、前輪3の向きを変更するハンドル5と、搭乗者が着座するサドル6と、踏力からなる人力駆動力がかけられるクランク7およびペダル8と、補助駆動力(アシスト力)を発生させる駆動源としての電動のモータ21(図2も参照)およびこのモータ21を含めた各種の電気的制御を行う制御部などが設けられた駆動ユニット20と、モータ21に駆動用の電力を供給する二次電池などからなるバッテリ12と、ハンドル5などに取り付けられて、搭乗者などが操作可能で、当該電動アシスト自転車1の電源の切り換えや走行モードなどを設定変更可能な手元操作部18と、クランク軸7aと同軸心で一体的に回転するように取り付けられ、人力駆動力および補助駆動力が合わされた合力を出力する駆動力出力輪体としての駆動スプロケット(前スプロケット、クランクスプロケットや前ギヤとも称せられる)13と、後輪4のハブ(後ハブとも称する)9に取り付けられた後部輪体としての後スプロケット(後ギヤとも称せられることがある)14と、駆動スプロケット13と後スプロケット14とにわたって回転可能な状態で無端状に巻回された無端状駆動力伝達体としてのチェーン15と、などを備えている。 1 in FIG. 1 is an electrically assisted bicycle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electrically assisted bicycle 1 includes a metal frame 2 including a head pipe 2a, a front fork 2b, an upper pipe 2c, a lower pipe 2g, a standing pipe 2d, a chain stay 2e, a seat stay 2f, and the like. The front wheel 3 rotatably attached to the lower end of the front fork 2b, the rear wheel 4 rotatably attached to the rear end of the chain stay 2e, the handle 5 for changing the direction of the front wheel 3, and the passenger are seated. Includes a saddle 6, a crank 7 and a pedal 8 to which a human-powered driving force consisting of pedaling force is applied, an electric motor 21 (see also FIG. 2) as a driving source for generating an auxiliary driving force (assisting force), and this motor 21. A drive unit 20 provided with a control unit or the like for performing various electrical controls, a battery 12 including a secondary battery for supplying power for driving to the motor 21, and a passenger attached to a handle 5 or the like. The hand-operated unit 18 that can be operated such as, and can switch the power supply of the electrically assisted bicycle 1 and change the setting of the running mode, etc. And, it is attached to the drive sprocket (also called front sprocket, crank sprocket or front gear) 13 as a drive force output wheel body that outputs the resultant force combined with the auxiliary drive force, and the hub (also called rear hub) 9 of the rear wheel 4. As a rear sprocket (sometimes also referred to as a rear gear) 14 as a rear wheel body, and as an endless driving force transmitter wound endlessly over the drive sprocket 13 and the rear sprocket 14 in a rotatable state. It is equipped with a chain 15 and the like.

そして、当該電動アシスト自転車1は、ペダル8からの踏力による人力駆動力に、モータ21により発生する補助駆動力を加えて走行可能であり、人力駆動力に補助駆動力を加えた合力が、駆動スプロケット13からチェーン15および後スプロケット14などを介して後輪4に伝達される。 The electrically assisted bicycle 1 can travel by adding the auxiliary driving force generated by the motor 21 to the human-powered driving force generated by the pedaling force from the pedal 8, and the resultant force obtained by adding the auxiliary driving force to the human-powered driving force drives the bicycle. It is transmitted from the sprocket 13 to the rear wheel 4 via the chain 15 and the rear sprocket 14.

なお、バッテリ12は蓄電器の一例であり、二次電池が好適であるが、キャパシタなどであってもよい。なお、クランク7は、左右にそれぞれ設けられるクランクアーム7bと、左右のクランクアーム7b同士を連結するクランク軸7aとなどからなり、クランクアーム7bの端部にペダル8が回転自在に取り付けられている。 The battery 12 is an example of a power storage battery, and a secondary battery is suitable, but a capacitor or the like may be used. The crank 7 is composed of a crank arm 7b provided on each of the left and right sides, a crank shaft 7a connecting the left and right crank arms 7b to each other, and the like, and a pedal 8 is rotatably attached to an end portion of the crank arm 7b. ..

図1に示すように、この電動アシスト自転車1では、駆動ユニット20が、前輪3と後輪4との間の中間位置、より詳しくはクランク軸7aが貫通される箇所に配設されている。そして、このような配置構成にすることで、重量が比較的大きい駆動ユニット20が、電動アシスト自転車1の前後方向中央に配置される。これにより、前輪3や後輪4を持ち上げ易くて、走行路に段差があっても容易に乗り越えることができるなど、電動アシスト自転車1の車体(フレーム2など)の取り回しがよく、また、走行安定性も良好とされている。 As shown in FIG. 1, in the electrically power assisted bicycle 1, the drive unit 20 is arranged at an intermediate position between the front wheels 3 and the rear wheels 4, more specifically, at a position where the crank shaft 7a is penetrated. With such an arrangement, the drive unit 20 having a relatively large weight is arranged at the center of the electrically power assisted bicycle 1 in the front-rear direction. As a result, the front wheels 3 and the rear wheels 4 can be easily lifted, and even if there is a step on the running path, it can be easily overcome. The sex is also good.

図2に示すように、駆動ユニット20は、第1~第3のケース22a~22cからなるユニットケース22により外殻部などが構成され、駆動ユニット20(この実施の形態では駆動ユニット20の後部)をクランク軸7aが左右に貫通している。また、第1、第2のケース22a、22bの一部に、取付用ボルト(図示せず)などが挿通されて、当該駆動ユニット20をフレーム2(下パイプ2gの下端部近傍箇所や、立パイプ2dの下端部近傍箇所、チェーンステー2eの前端部近傍箇所など)に取り付ける取付部22dが設けられている。さらに、クランク軸7aの外周に、クランク軸7aからの人力駆動力が伝達される略筒状の人力伝達体28と、人力伝達体28からの人力駆動力が伝達される連動筒体23と、連動筒体23からの人力駆動力が一方向クラッチ(補助駆動力切断用の一方向クラッチ)30などを介して伝達されるとともに人力駆動力とモータ21からの補助駆動力とを合成した合力を駆動スプロケット13に伝達する合力伝達体29とが、配設されている。また、クランク軸7aや人力伝達体28、連動筒体23、合力伝達体29などは同軸心で配置されている。 As shown in FIG. 2, in the drive unit 20, an outer shell portion and the like are configured by a unit case 22 composed of first to third cases 22a to 22c, and the drive unit 20 (in this embodiment, the rear portion of the drive unit 20). ), The crank shaft 7a penetrates left and right. Further, mounting bolts (not shown) or the like are inserted through a part of the first and second cases 22a and 22b, and the drive unit 20 is placed in the frame 2 (near the lower end portion of the lower pipe 2g or in a standing position). A mounting portion 22d to be attached to a portion near the lower end portion of the pipe 2d, a portion near the front end portion of the chain stay 2e, etc.) is provided. Further, a substantially tubular human power transmission body 28 to which the human power driving force from the crank shaft 7a is transmitted, and an interlocking cylinder 23 to which the human power driving force from the human power transmission body 28 is transmitted to the outer periphery of the crank shaft 7a. The human-powered driving force from the interlocking cylinder 23 is transmitted via a one-way clutch (one-way clutch for cutting the auxiliary driving force) 30, and the resultant force of the human-powered driving force and the auxiliary driving force from the motor 21 is combined. A resultant force transmitter 29 that transmits to the drive sprocket 13 is arranged. Further, the crank shaft 7a, the human power transmission body 28, the interlocking cylinder 23, the resultant force transmission body 29, and the like are arranged coaxially.

また、駆動ユニット20のユニットケース22内には、モータ21の回転を減速して合力伝達体29側(この実施の形態では中間軸40)に伝達する減速機構25と、補助駆動力(アシスト力)駆動源としてのモータ21とが配設されている。駆動ユニット20のユニットケース22内には、各種の電気的制御を行う電子部品が設けられた基板(駆動基板や主基板とも称せられる)24も配設されており、基板24とこの基板に装着された電子部品などにより制御部が構成されている。なお、図2、図3に示すように、モータ21の回転軸21aの軸心と、クランク軸7aの軸心と、後述する中間軸40の軸心とは、互いに異なっている。また、この実施の形態では、前方から順にモータ21の回転軸21a、中間軸40、クランク軸7aが配置されている。しかし、これに限るものではなく、モータ21の回転軸21a、中間軸40、クランク軸7aが前後方向に逆の向きで配置されていてもよい。 Further, in the unit case 22 of the drive unit 20, there is a deceleration mechanism 25 that decelerates the rotation of the motor 21 and transmits it to the resultant force transmission body 29 side (intermediate shaft 40 in this embodiment), and an auxiliary drive force (assist force). ) A motor 21 as a drive source is arranged. In the unit case 22 of the drive unit 20, a board (also referred to as a drive board or a main board) 24 provided with electronic components that perform various electrical controls is also arranged, and is mounted on the board 24 and this board. The control unit is composed of electronic parts and the like. As shown in FIGS. 2 and 3, the axis of the rotating shaft 21a of the motor 21, the axis of the crank shaft 7a, and the axis of the intermediate shaft 40 described later are different from each other. Further, in this embodiment, the rotary shaft 21a, the intermediate shaft 40, and the crank shaft 7a of the motor 21 are arranged in order from the front. However, the present invention is not limited to this, and the rotary shaft 21a, the intermediate shaft 40, and the crank shaft 7a of the motor 21 may be arranged in opposite directions in the front-rear direction.

また、駆動ユニット20内(詳しくは駆動ユニット20のユニットケース22内)に、クランク軸7aの両端部を除く部分と、人力伝達体28、連動筒体23、合力伝達体29、減速機構25、モータ21、後述するトルクセンサ31、回転検出体11、回転検出器(回転センサ)10などが設けられる。駆動ユニット20内で人力駆動力と補助駆動力とが合成され、この合成された合力が、駆動ユニット20の外(詳しくは駆動ユニット20のユニットケース22の外)に設けられた駆動スプロケット13から出力される。 Further, in the drive unit 20 (specifically, in the unit case 22 of the drive unit 20), a portion excluding both ends of the crank shaft 7a, a human power transmission body 28, an interlocking cylinder body 23, a resultant force transmission body 29, a deceleration mechanism 25, A motor 21, a torque sensor 31, a rotation detector 11, a rotation detector (rotation sensor) 10, and the like, which will be described later, are provided. The human-powered driving force and the auxiliary driving force are combined in the drive unit 20, and the combined combined force is generated from the drive sprocket 13 provided outside the drive unit 20 (specifically, outside the unit case 22 of the drive unit 20). It is output.

駆動ユニット20についてさらに詳しく述べる。図2、図3に示すように、クランク軸7aが、駆動ユニット20の後部を左右に貫通した状態で軸受(クランク軸軸受)26、27により回転自在に配設されている。クランク軸7aにおける左側寄り部分の外周に、凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7cを介して、筒状の人力伝達体28がクランク軸7aと一体的に回転する状態で嵌め合わされている。なお、人力伝達体28の内周におけるクランク軸7aのスプライン(またはセレーション)7cに対応する箇所にも凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bが形成されてクランク軸7aのスプライン(またはセレーション)7cと噛み合っている。 The drive unit 20 will be described in more detail. As shown in FIGS. 2 and 3, the crank shaft 7a is rotatably arranged by bearings (crank shaft bearings) 26 and 27 in a state of penetrating the rear portion of the drive unit 20 to the left and right. A cylindrical human-powered transmitter 28 is fitted to the outer periphery of the left side portion of the crank shaft 7a in a state of being integrally rotated with the crank shaft 7a via a spline (or serration) 7c as an uneven portion. A spline (or serration) 28b as an uneven portion is also formed at a portion corresponding to the spline (or serration) 7c of the crank shaft 7a on the inner circumference of the human power transmission body 28, and the spline (or serration) 7c of the crank shaft 7a is formed. Is in mesh with.

人力伝達体28の外周表面には、磁気異方性を付与した磁歪発生部31aが形成されている。また、磁歪発生部31aの外周に一定の隙間(空間)を介してコイル31bが配設されている。そして、これらの磁歪発生部31aおよびコイル31bにより磁歪式のトルクセンサ(人力検知部)31が構成されている。これにより、クランク軸7aからの人力駆動力が人力伝達体28に伝達されるとともに、トルクセンサ31により人力駆動力が検出される。また、この磁歪式のトルクセンサ31では、磁歪発生部31bが、人力伝達体28の軸心方向に対して例えば+45度と-45度とをなす螺旋形状に形成されている。そして、人力伝達体28に人力駆動力が伝達されると、人力伝達体28の表面の磁歪発生部31bに歪みが発生して透磁率の増加部分と減少部分とが発生するため、コイル31aのインダクタンス差を測定することでトルク(人力駆動力)の大きさを検出できるよう構成されている。本実施の形態では、トルクセンサ31として磁歪式のトルクセンサを用いたが、人力伝導体28の物理的な歪を検知する歪センサを人力伝達体28の外周表面に配置した歪感知式のトルクセンサを用いても良い。 On the outer peripheral surface of the human power transmitter 28, a magnetostrictive generation portion 31a imparted with magnetic anisotropy is formed. Further, the coil 31b is arranged on the outer periphery of the magnetostriction generating portion 31a through a constant gap (space). The magnetostrictive generation unit 31a and the coil 31b constitute a magnetostriction type torque sensor (human power detection unit) 31. As a result, the human-powered driving force from the crank shaft 7a is transmitted to the human-powered transmission body 28, and the human-powered driving force is detected by the torque sensor 31. Further, in the magnetostriction type torque sensor 31, the magnetostriction generating portion 31b is formed in a spiral shape having, for example, +45 degrees and −45 degrees with respect to the axial direction of the human power transmitter 28. When the human-powered driving force is transmitted to the human-powered transmission body 28, the magnetostrictive generation portion 31b on the surface of the human-powered transmission body 28 is distorted to generate an increase portion and a decrease portion of the magnetic permeability. It is configured so that the magnitude of torque (human-powered driving force) can be detected by measuring the inductance difference. In the present embodiment, a magnetostrictive torque sensor is used as the torque sensor 31, but a strain-sensing torque sensor in which a strain sensor for detecting the physical strain of the human-powered conductor 28 is arranged on the outer peripheral surface of the human-powered conductor 28 is used. A sensor may be used.

連動筒体23は、クランク軸7aの外周における人力伝達体28の右側に隣接した箇所で、クランク軸7aに対して回転自在の状態で配設されている。人力伝達体28の右端部外周に形成されたスプライン(またはセレーション)28aと、連動筒体23の左端部内周に形成されたスプライン(またはセレーション)23aと、が嵌合されて、連動筒体23が人力伝達体28と一体的に回転する。なお、この実施の形態では、人力伝達体28のスプライン(またはセレーション)28aに、連動筒体23の左端部内周に形成されたスプライン(またはセレーション)23aが外側から嵌合されている。 The interlocking cylinder 23 is arranged on the outer periphery of the crank shaft 7a at a position adjacent to the right side of the human power transmission body 28 in a state of being rotatable with respect to the crank shaft 7a. A spline (or serration) 28a formed on the outer periphery of the right end portion of the human power transmission body 28 and a spline (or serration) 23a formed on the inner circumference of the left end portion of the interlocking cylinder 23 are fitted to each other to form the interlocking cylinder 23. Rotates integrally with the human power transmitter 28. In this embodiment, a spline (or serration) 23a formed on the inner circumference of the left end portion of the interlocking cylinder 23 is fitted to the spline (or serration) 28a of the human power transmission body 28 from the outside.

また、この実施の形態では、連動筒体23の左側部分の外周に、連動筒体23の回転状態を検出するための回転検出体11が取り付けられている。また、回転検出体11を外周側から臨むように、クランク軸回転センサとしての回転検出器(回転センサ)10がユニットケース22側に取り付けられて固定されている。例えば、回転検出器10は、出射部と受光部とを有する光センサが回転検出体11の回転方向に並べられている(図示せず)。回転検出体11は、その外周側箇所に、くし(櫛)歯状に右側に延びる多数の歯部を有している。そして、回転検出体11の歯部がある場合には、出射された光が歯部で反射して回転検出器10により受けられる。これにより、光の入射状態と非入射状態とを回転検出器10の受光部により電気的に検知するとともに、この信号を制御部で入力して連動筒体23の回転数(回転量)および回転方向を検知する。なお、光センサに代えてホールICなどの磁気センサを設けて連動筒体23の回転数(回転量)および回転方向を検知してもよい。ここで、連動筒体23は人力伝達体28と一体的に回転し、人力伝達体28はクランク軸7aと一体的に回転する。これにより、連動筒体23の回転量および回転方向を検知して、クランク軸7aやペダル8の回転数(回転量)や回転方向も検知できる。 Further, in this embodiment, a rotation detecting body 11 for detecting the rotational state of the interlocking cylinder 23 is attached to the outer periphery of the left side portion of the interlocking cylinder 23. Further, a rotation detector (rotation sensor) 10 as a crank shaft rotation sensor is attached and fixed to the unit case 22 side so that the rotation detector 11 faces from the outer peripheral side. For example, in the rotation detector 10, optical sensors having an emitting unit and a light receiving unit are arranged in the rotation direction of the rotation detector 11 (not shown). The rotation detector 11 has a large number of tooth portions extending to the right in the shape of a comb tooth at a portion on the outer peripheral side thereof. Then, when there is a tooth portion of the rotation detector 11, the emitted light is reflected by the tooth portion and received by the rotation detector 10. As a result, the incident state and non-incident state of light are electrically detected by the light receiving unit of the rotation detector 10, and this signal is input by the control unit to rotate the rotation speed (rotation amount) and rotation of the interlocking cylinder 23. Detect the direction. In addition, instead of the optical sensor, a magnetic sensor such as a Hall IC may be provided to detect the rotation speed (rotation amount) and the rotation direction of the interlocking cylinder 23. Here, the interlocking cylinder 23 rotates integrally with the human power transmission body 28, and the human power transmission body 28 rotates integrally with the crank shaft 7a. As a result, the rotation amount and rotation direction of the interlocking cylinder 23 can be detected, and the rotation speed (rotation amount) and rotation direction of the crank shaft 7a and the pedal 8 can also be detected.

また、連動筒体23の右側部分の外周に、一方向クラッチ(補助駆動力切断用の一方向クラッチ)30を介して、合力伝達体29が配設されている。そして、ペダル8を漕いで前進している場合には、連動筒体23に伝達された人力駆動力が一方向クラッチ30を介して合力伝達体29に伝達される。 Further, a resultant force transmission body 29 is arranged on the outer periphery of the right side portion of the interlocking cylinder 23 via a one-way clutch (one-way clutch for cutting auxiliary driving force) 30. Then, when the pedal 8 is pedaled to move forward, the human-powered driving force transmitted to the interlocking cylinder 23 is transmitted to the resultant force transmission body 29 via the one-way clutch 30.

モータ21はモータ軸軸受32、33によりその回転軸21aおよびロータ21bが回転自在に支持されている。また、モータ21の回転軸21aが右側方に突出され、この突出部の外周に後述するモータ軸減速歯車39が形成されている。 The rotary shaft 21a and the rotor 21b of the motor 21 are rotatably supported by the motor shaft bearings 32 and 33. Further, the rotating shaft 21a of the motor 21 is projected to the right side, and a motor shaft reduction gear 39 described later is formed on the outer periphery of the protruding portion.

減速機構25は、クランク軸7aと平行に配設された中間軸40と、合力伝達体29の左寄り部分に形成された大径の減速歯車(第1の減速歯車:クランク軸側減速歯車)36を含めた2対の減速歯車36~39などを有しており、2段の減速機構を構成している。そして、減速機構25は、クランク軸7aを通して伝達された人力駆動力とモータ21から伝達された補助駆動力とを合成し、かつ、前記人力駆動力と前記補助駆動力とが合成されてなる合力を合力伝達体29に伝達する。 The reduction gear 25 includes an intermediate shaft 40 arranged in parallel with the crank shaft 7a, and a large-diameter reduction gear (first reduction gear: crank shaft side reduction gear) 36 formed on the left side portion of the resultant force transmission body 29. It has two pairs of reduction gears 36 to 39 including the above, and constitutes a two-stage reduction mechanism. Then, the deceleration mechanism 25 combines the human-powered driving force transmitted through the crank shaft 7a and the auxiliary driving force transmitted from the motor 21, and the resultant force formed by combining the human-powered driving force and the auxiliary driving force. Is transmitted to the resultant force transmitter 29.

中間軸40は、駆動ユニット20の前後方向中央部において左右に延びてクランク軸7aと平行な姿勢で、軸受(中間軸軸受)34、35により回転自在に支持された状態で配設されている。中間軸40には、大径の第2の中間軸減速歯車37と、小径の第3の中間軸減速歯車38と、人力駆動力切断用の一方向クラッチ42とが取り付けられている。 The intermediate shaft 40 is arranged so as to extend left and right in the central portion of the drive unit 20 in the front-rear direction and to be rotatably supported by bearings (intermediate shaft bearings) 34 and 35 in a posture parallel to the crank shaft 7a. .. A second intermediate shaft reduction gear 37 having a large diameter, a third intermediate shaft reduction gear 38 having a small diameter, and a one-way clutch 42 for cutting a human-powered driving force are attached to the intermediate shaft 40.

人力駆動力切断用の一方向クラッチ42は、中間軸40の外周と第2の中間軸減速歯車37の内周との間に配設されており、ペダル8からの人力駆動力を切断するためのものである。すなわち、この一方向クラッチ42により、モータ21が駆動されずに補助駆動力が発生していない場合には、ペダル8からの人力駆動力が、人力駆動力切断用の一方向クラッチ42により切断されて、モータ21のロータ21bを回転させなくても済むように構成されている。一方、モータ21が駆動されて回転している場合には、中間軸40と第2の中間軸減速歯車37とが一方向クラッチ42を介して接続され、第2、第3の中間軸減速歯車37、38は中間軸40とともに一体的に回転する。 The one-way clutch 42 for cutting the human-powered driving force is arranged between the outer circumference of the intermediate shaft 40 and the inner circumference of the second intermediate shaft reduction gear 37 to cut off the human-powered driving force from the pedal 8. belongs to. That is, when the motor 21 is not driven by the one-way clutch 42 and the auxiliary driving force is not generated, the human-powered driving force from the pedal 8 is disengaged by the one-way clutch 42 for cutting the human-powered driving force. Therefore, it is not necessary to rotate the rotor 21b of the motor 21. On the other hand, when the motor 21 is driven and rotated, the intermediate shaft 40 and the second intermediate shaft reduction gear 37 are connected via the one-way clutch 42, and the second and third intermediate shaft reduction gears are connected. 37 and 38 rotate integrally with the intermediate shaft 40.

そして、モータ21の回転軸21aに形成された小径のモータ軸減速歯車39が大径の第2の中間軸減速歯車37に噛み合っているため、モータ21が回転されて補助駆動力が出力される場合に、モータ21の回転が減速され、モータ21からの補助駆動力のトルクが増幅されて中間軸40側に伝達される。また、小径の第3の中間軸減速歯車38は、合力伝達体29に一体形成された大径の第1の減速歯車36に噛み合っているため、中間軸40に伝達された補助駆動力のトルクがさらに増幅されて第1の減速歯車36に伝達される。そして、第1の減速歯車36が一体形成されている合力伝達体29において、人力駆動力とモータ21からの補助駆動力とが合成されて、駆動力出力輪体としての駆動スプロケット13から出力される。 Then, since the small-diameter motor shaft reduction gear 39 formed on the rotary shaft 21a of the motor 21 meshes with the large-diameter second intermediate shaft reduction gear 37, the motor 21 is rotated and an auxiliary driving force is output. In this case, the rotation of the motor 21 is decelerated, and the torque of the auxiliary driving force from the motor 21 is amplified and transmitted to the intermediate shaft 40 side. Further, since the small diameter third intermediate shaft reduction gear 38 meshes with the large diameter first reduction gear 36 integrally formed with the resultant force transmission body 29, the torque of the auxiliary driving force transmitted to the intermediate shaft 40 Is further amplified and transmitted to the first reduction gear 36. Then, in the resultant force transmission body 29 in which the first reduction gear 36 is integrally formed, the human-powered driving force and the auxiliary driving force from the motor 21 are combined and output from the driving sprocket 13 as the driving force output wheel body. To.

ここで、図4~図10に拡大して示すように、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所の外径(詳しくは、外周部の直径)D1と人力伝達体28が嵌合される箇所の外径D2との半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)A1が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている。また、この実施の形態では、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所にも、凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7dが形成され、これに対応して、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aの嵌合箇所にも凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7eが形成されている。 Here, as shown in an enlarged manner in FIGS. 4 to 10, the outer diameter (specifically, the diameter of the outer peripheral portion) D1 of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted and the human-powered transmitter 28 are fitted. A radial difference (difference in radial dimension from the axis X of the crank shaft 7a) A1 with the outer diameter D2 of the fitted portion is formed on the inner surface of the portion where the crank arm 7b of the human power transmission body 28 is fitted. It is made smaller than the radial difference (so-called height difference of the uneven portion) B1 of the spline (or serration) 28b as the uneven portion. Further, in this embodiment, a spline (or serration) 7d as an uneven portion is also formed at a position where the crank arm 7b of the crank shaft 7a is fitted, and correspondingly, the crank shaft of the crank arm 7b is formed. A spline (or serration) 7e as an uneven portion is also formed at the fitting portion of the 7a.

すなわち、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、これに対応して人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合する箇所とには、それぞれ、径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有する凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7c、28bが形成されている。また、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aが嵌合される箇所とにも、それぞれ、径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とが所定角度毎に設けられてなる凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7d、7eが形成されている。また、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1は、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2よりも大きく、人力伝達体27のクランク軸7aが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の内面に形成された内径(人力伝達体27のスプラインまたはセレーション7dの谷部間の直径)よりも小さく形成されている。そして、上記したように、クランクアーム7bが嵌合される箇所の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所の外径D2との半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)A1が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている。 That is, the portion where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted and the portion where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted correspondingly are peaks protruding in the radial direction, respectively. Splines (or serrations) 7c and 28b are formed as uneven portions having a portion and a valley portion recessed in the radial direction. Further, in the place where the human power transmission body 28 is fitted in the crank shaft 7a and the place where the crank shaft 7a in the crank arm 7b is fitted, there are mountain portions protruding in the radial direction and a radial portion in the radial direction, respectively. On the other hand, splines (or serrations) 7d and 7e are formed as uneven portions in which recessed valley portions are provided at predetermined angles. Further, the outer diameter D1, which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, is a spline fitted to the human-powered transmitter 28 of the crank shaft 7a. (Or serration) On the inner surface of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank shaft 7a of the human power transmitter 27 is fitted, which is larger than the outer diameter D2 which is the diameter of the portion where the peak portion of 7c is provided. It is formed smaller than the formed inner diameter (diameter between the splines of the human power transmitter 27 or the valley of the serration 7d). Then, as described above, the radial difference between the outer diameter D1 of the place where the crank arm 7b is fitted and the outer diameter D2 of the place where the human power transmission body 28 is fitted (from the axial center X of the crank shaft 7a). Radial difference) A1 is the radial difference of the spline (or serration) 28b as the uneven portion formed on the inner surface of the place where the crank arm 7b of the human power transmission body 28 is fitted (the height of the so-called uneven portion). Difference) It is smaller than B1.

また、図11にさらに拡大して示すように、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合される箇所との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間(いわゆる遊び)を有するように形成されている。この隙間の好適な寸法は、クランク軸7aと人力伝達体28との嵌合部であるスプライン(またはセレーション)7c、28bが設けられている箇所におけるm(モジュール)=d(基準円直径)/z(歯数)で示した場合に、クランク軸7aの山部とこれに対応する人力伝達体28の箇所との間の隙間Eは、0~0.25m(0より大きく(例えば0.001m以上)、0.25m以下)とすると好適である。また、クランク軸7aの谷部とこれに対応する人力伝達体28の箇所との間の隙間Fは、0~0.1m(0より大きく(例えば0.001m以上)、0.1m以下)すると好適である。なお、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7cの高さ(半径方向寸法)は例えば2.25mとされているが、これに限るものではない。 Further, as shown in an enlarged scale in FIG. 11, a mountain portion is formed between the portion where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted and the portion where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted. And each part of the valley part is formed so as to have a gap (so-called play). The preferred size of this gap is m (module) = d (reference circle diameter) / at the location where the splines (or serrations) 7c and 28b, which are the fitting portions of the crank shaft 7a and the human power transmission body 28, are provided. When indicated by z (number of teeth), the gap E between the mountain portion of the crank shaft 7a and the corresponding portion of the human power transmission body 28 is 0 to 0.25 m (for example, 0.001 m larger than 0). The above) and 0.25 m or less) are suitable. Further, the gap F between the valley portion of the crank shaft 7a and the corresponding portion of the human power transmission body 28 is 0 to 0.1 m (greater than 0 (for example, 0.001 m or more), 0.1 m or less). Suitable. The height (radial dimension) of the spline (or serration) 7c where the human power transmission body 28 is fitted in the crank shaft 7a is set to, for example, 2.25 m, but the height is not limited to this.

また、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所に形成されているスプライン(またはセレーション)7cは、軸受26と嵌合している箇所まで延ばされて形成されている。すなわち、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)とクランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)との間の部分は、軸受(この実施の形態では左側に配置されている軸受)26により回転自在に支持されている。そして、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3と、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション))の外径D2およびクランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と、の半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている。なお、この実施の形態では、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3が、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2と同じとされているが、これに限るものではない。 Further, the spline (or serration) 7c formed at the portion of the crank shaft 7a where the human-powered transmitter 28 is fitted is extended to the portion where the human-powered transmitter 28 is fitted with the bearing 26. That is, the portion of the crank shaft 7a between the place where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) and the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) is a bearing. It is rotatably supported by (bearing arranged on the left side in this embodiment) 26. Then, the outer diameter D3 of the portion of the crank shaft 7a supported by the bearing 26, the outer diameter D2 of the portion (spline (or serration)) to which the human power transmission body 28 is fitted, and the crank arm 7b are fitted. The crank arm 7b of the human-powered transmitter 28 is fitted with a radial difference (difference in radial dimension from the axial center X of the crank shaft 7a) with the outer diameter D1 of the location (spline (or serration) 7d). The difference in the radial direction (so-called height difference of the uneven portion) B1 of the spline (or serration) 28b as the uneven portion formed on the inner surface of the portion is made smaller. In this embodiment, the outer diameter D3 of the portion of the crank shaft 7a supported by the bearing 26 is the same as the outer diameter D2 of the portion (spline (or serration) 7c) to which the human power transmission body 28 is fitted. However, it is not limited to this.

但し、図9、図10に示すように、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径(谷部径)T1は、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径(谷部径)T2より、小さい。このように、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径(谷部径)T1が、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径(谷部径)T2以下の場合、クランク軸への谷部の加工が容易である。また、この実施の形態では、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数が、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部および谷部の数の2倍とされており、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部となる箇所は、そのままクランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部に対応するように形成されている。すなわち、この実施の形態では、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部が、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部に対して、1つおきに(すなわち、隣り合う山部が周方向に2倍の角度毎に)形成されている。 However, as shown in FIGS. 9 and 10, the diameter (valley diameter) T1 of the portion of the crank shaft 7a where the valley portion where the crank arm 7b is fitted is provided is the human power transmission in the crank shaft 7a. It is smaller than the diameter (valley diameter) T2 of the portion where the valley portion of the portion where the body 28 is fitted is provided. In this way, the diameter (valley diameter) T1 of the portion of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is provided, and the portion of the crank shaft 7a where the human-powered transmitter 28 is fitted. When the diameter (valley diameter) of the portion where the valley portion is provided is T2 or less, it is easy to process the valley portion on the crank shaft. Further, in this embodiment, the number of ridges and valleys of the crank shaft 7a where the human-powered transmitter 28 is fitted is the same as the number of ridges and valleys of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted. The number of parts is doubled, and the mountain part of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is the mountain part of the crank shaft 7a where the human power transmitter 28 is fitted. It is formed to correspond to. That is, in this embodiment, every other mountain portion of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is every other mountain portion of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted. (That is, adjacent peaks are formed at double angles in the circumferential direction).

また、図4、図5に示すように、この実施の形態では、クランク軸7aにおける軸受26の軸心方向両側(左側と右側)には、スプライン(スプライン(またはセレーション)7c)の山部の外周側部分が削られて溝部7fが形成され、これらの溝部7fに、軸受26を軸心方向に対して(すなわち、左右方向に対して)移動しないように位置決めをする規制部材43がそれぞれ嵌合されている。また、軸心方向に対して(すなわち、左右方向に対して)、両方の規制部材43の間の中間箇所には、スプライン(スプライン(またはセレーション)7c)の谷部と同じ深さで周方向に延びる溝部7gが形成され、この溝部7gに、径方向に対してクランク軸7aと人力伝達体28との間を密閉するオイルシール材44が配置されている。そして、このオイルシール材44により、ユニットケース22の外部から内部に水や泥が侵入することを防止できる。また、減速歯車36~39などに塗られている潤滑油が、駆動ユニット20内から、クランク軸7aと人力伝達体28との間の隙間を通って、駆動ユニット20の外部に洩れ出さないようになっている。 Further, as shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, splines (splines (or serrations) 7c) peaks are formed on both sides (left side and right side) of the bearing 26 in the crank shaft 7a in the axial direction. The outer peripheral side portion is shaved to form a groove portion 7f, and a regulating member 43 for positioning the bearing 26 so as not to move in the axial direction (that is, in the left-right direction) is fitted in each of the groove portions 7f. It has been combined. Also, in the axial direction (that is, in the left-right direction), at the intermediate point between both regulating members 43, in the circumferential direction at the same depth as the valley portion of the spline (spline (or serration) 7c). A groove portion 7g is formed, and an oil sealing material 44 that seals between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28 in the radial direction is arranged in the groove portion 7g. The oil sealing material 44 can prevent water and mud from entering the inside of the unit case 22 from the outside. Further, the lubricating oil applied to the reduction gears 36 to 39 and the like is prevented from leaking from the inside of the drive unit 20 to the outside of the drive unit 20 through the gap between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28. It has become.

なお、この実施の形態では、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aのスプライン(またはセレーション)7dと嵌合するスプライン(またはセレーション)7dに隣接して、内周側に突出する鍔状部7iが一体形成されている。そして、クランク軸7aにクランクアーム7bを組み付ける際には、クランクアーム7bの鍔状部7iがクランク軸7aに側方から突き当たるまで嵌合された後に、クランクアーム7bの外側から、固定用部材45の雄ねじ部45aをクランク軸7aの端部内周に形成されている雌ねじ部7hにねじ込んで、クランクアーム7bが外れないように固定されている。なお、46はクランクアーム7bと固定用部材45との間に挟み込まれるワッシャで、必要に応じて設ければよい。 In this embodiment, a flange-shaped portion 7i projecting to the inner peripheral side is integrally formed adjacent to the spline (or serration) 7d that fits with the spline (or serration) 7d of the crank shaft 7a in the crank arm 7b. Has been done. When assembling the crank arm 7b to the crank shaft 7a, the flange-shaped portion 7i of the crank arm 7b is fitted to the crank shaft 7a from the side until it abuts from the side, and then the fixing member 45 is attached from the outside of the crank arm 7b. The male screw portion 45a is screwed into the female screw portion 7h formed on the inner circumference of the end portion of the crank shaft 7a, and the crank arm 7b is fixed so as not to come off. The 46 is a washer sandwiched between the crank arm 7b and the fixing member 45, and may be provided as needed.

上記構成によれば、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2との半径方向差A1が人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7cの半径方向B1の差よりも小さい。また、本実施の形態では、さらに、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3も人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2と同じである。したがって、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができる。これにより、クランク軸7aと中間軸40との軸間距離を小さく抑えることができて、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 According to the above configuration, in the crank shaft 7a, the outer diameter D1 of the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the place where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c). ) The difference A1 in the radial direction from the outer diameter D2 is larger than the difference in the radial direction B1 of the spline (or serration) 7c as the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft 7a of the human power transmitter 28 is fitted. small. Further, in the present embodiment, the outer diameter D3 of the portion of the crank shaft 7a supported by the bearing 26 is also the outer diameter D2 of the portion (spline (or serration) 7c) to which the human power transmission body 28 is fitted. It is the same. Therefore, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, the human-powered transmitter 28 in the crank shaft 7a is fitted. The outer diameter D2 of the location (spline (or serration) 7c) can be kept small, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can also be kept small. As a result, the distance between the crank shaft 7a and the intermediate shaft 40 can be kept small, and the drive unit 20 can be miniaturized.

なお、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2との半径方向差A1は、人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差B1の90%以内が好適であり、さらに望ましくは、50%以内がより好適である。 In the crank shaft 7a, the outer diameter D1 of the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the outer diameter of the place where the human power transmitter 28 is fitted (spline (or serration) 7c). The radial difference A1 from D2 is within 90% of the radial difference B1 of the spline (or serration) 28b as an uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft 7a of the human power transmission body 28 is fitted. It is preferable, and more preferably 50% or less is more preferable.

また、上記実施の形態では、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション))の外径D2およびクランクアーム7bが嵌合される箇所の外径D1との半径方向差A1が人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差B1よりも小さい。これによっても、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、軸受26により支持されている箇所の外径D3やクランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができる。これにより、クランク軸7aと中間軸40との軸間距離を小さく抑えることができて、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 Further, in the above embodiment, the outer diameter D3 of the portion of the crank shaft 7a supported by the bearing 26 and the outer diameter D2 of the portion (spline (or serration)) where the human power transmission body 28 is fitted and the crank arm 7b. Radial difference A1 from the outer diameter D1 of the place where is fitted is the radial direction of the spline (or serration) 28b as an uneven portion formed on the inner surface of the place where the crank shaft 7a of the human power transmission body 28 is fitted. The difference is smaller than B1. Also by this, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, it is supported by the bearing 26 in the crank shaft 7a. The outer diameter D3 of the bearing portion and the outer diameter D2 of the portion where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) in the crank shaft 7a can be suppressed to a small size, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can be suppressed. ) Can also be kept small. As a result, the distance between the crank shaft 7a and the intermediate shaft 40 can be kept small, and the drive unit 20 can be miniaturized.

また、近年、自転車のボトムブラケット(クランク軸周辺部)の規格として、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径が比較的大きいISIS規格(International Spline Interface Standard)などの規格があり、このような規格に対応すべく、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bとの連結嵌合部の直径を比較的大きくして、クランクアーム7bからクランク軸7aにより大きな力が作用しても十分な耐久性(強度)を有するよう構成した場合でも、上記のように、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができ、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 In recent years, as a standard for the bottom bracket (around the crank shaft) of a bicycle, there are standards such as the ISIS standard (International Spline Interface Standard) in which the diameter of the connecting fitting part with the crank arm on the crank shaft is relatively large. In order to comply with various standards, the diameter of the connecting fitting portion of the crank shaft 7a with the crank arm 7b is made relatively large, and sufficient durability (strength) is sufficient even if a larger force is applied from the crank arm 7b to the crank shaft 7a. ), As described above, the outer diameter D2 of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) can be suppressed to a small size, and the torque can be suppressed. The size (diameter) of the sensor 31 can be kept small, and the drive unit 20 can be miniaturized.

また、上記構成によれば、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)と、人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)28b)との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間E、Fが形成されている。これにより、クランク軸7aと人力伝達体28との嵌合箇所において、圧入するなどして隙間なく嵌合させた場合と比較して、クランク軸7aを曲げようとする力(すなわち、トルクセンサ31のトルク検知に悪影響を及ぼす恐れがある力)が人力伝達体28に伝達することを低減することができる。 Further, according to the above configuration, a place where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted (spline (or serration) 7c) and a place where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c). Gap E and F are formed in each of the mountain portion and the valley portion between the serration) 28b). As a result, at the fitting portion between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28, a force for bending the crank shaft 7a (that is, a torque sensor 31) as compared with the case where the crank shaft 7a is fitted without a gap by press fitting or the like. It is possible to reduce the transmission of the force (a force that may adversely affect the torque detection) to the human power transmission body 28.

つまり、ペダル8が踏まれると、クランク軸7aには軸回転方向に捻れる力に加えて、軸心Xと直交する方向にクランク軸7aを曲げようとする力が働く。前記隙間E、Fがないと、クランク軸7aを曲げようとする力が、人力伝達体28を介してトルクセンサ31の磁歪発生部31aに直接伝達される。このクランク軸7aを曲げようとする力は、トルクセンサ31のトルク(軸回転方向に捻れる力)を検知するに際して、ノイズとなり悪影響を与えるため、トルクセンサ31の検出精度を低下させる。 That is, when the pedal 8 is stepped on, a force for bending the crank shaft 7a in a direction orthogonal to the axis X acts in addition to a force for twisting the crank shaft 7a in the axis rotation direction. Without the gaps E and F, the force for bending the crank shaft 7a is directly transmitted to the magnetostriction generating portion 31a of the torque sensor 31 via the human power transmission body 28. The force that tries to bend the crank shaft 7a becomes noise when detecting the torque (force that twists in the shaft rotation direction) of the torque sensor 31, which adversely affects the detection accuracy of the torque sensor 31.

これに対して、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)と、人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)28b)との間に隙間E、Fを設けることで、クランク軸7aを曲げようとする力が人力伝達体28に伝達することが低減され、ひいては、トルクセンサ31の検出精度が低下し難くなり、ひいては、当該電動自転車1の信頼性を向上させることができる。 On the other hand, a place where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted (spline (or serration) 7c) and a place where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 28b). ), By providing the gaps E and F, the force for bending the crank shaft 7a is reduced to be transmitted to the human power transmission body 28, and the detection accuracy of the torque sensor 31 is less likely to decrease. As a result, the reliability of the electric bicycle 1 can be improved.

また、上記構成によれば、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数が、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部および谷部の数の2倍とされており、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部となる箇所は、そのままクランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部に対応するように形成されているので、クランク軸7aに作用する人力駆動力(踏力)を、多くの山部および谷部が形成されているスプライン(またはセレーション)7cを通して人力伝達体28に伝達することができるので、人力伝達体28の外周に磁歪発生部31bが形成されているトルクセンサ31によって良好な感度でトルクを検知することができる。つまり、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7cの形状を、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7dの形状と同じに形成した場合でも、クランク軸7aに人力伝達体28を嵌合されることは可能であるが、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数がより多いと、良好な感度(精度)でトルクを検出できて、信頼性が向上する。 Further, according to the above configuration, the number of peaks and valleys where the human-powered transmitter 28 is fitted on the crank shaft 7a is the number of peaks and valleys where the crank arm 7b is fitted on the crank shaft 7a. The number of parts is doubled, and the part that becomes the mountain part of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is the mountain part of the crank shaft 7a where the human power transmitter 28 is fitted. The human-powered driving force (treading force) acting on the crank shaft 7a is transmitted to the human-powered transmitter 28 through the spline (or serration) 7c in which many peaks and valleys are formed. Therefore, the torque can be detected with good sensitivity by the torque sensor 31 in which the magnetic strain generating portion 31b is formed on the outer periphery of the human power transmission body 28. That is, the shape of the spline (or serration) 7c where the human power transmission body 28 on the crank shaft 7a is fitted is the shape of the spline (or serration) 7d where the crank arm 7b on the crank shaft 7a is fitted. Even when the shape is the same, it is possible to fit the human power transmission body 28 to the crank shaft 7a, but the peaks and valleys of the parts of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted are If the number is larger, the torque can be detected with good sensitivity (accuracy), and the reliability is improved.

また、クランク軸7aにおける人力伝達体28の嵌合箇所とクランクアーム7bの嵌合箇所との互いの山部の数を異ならせたり、谷部の直径を異ならせたりすることで、クランクアーム7bの、クランク軸7aの軸心方向(この実施の形態では左右方向)に対する位置規制を行って組み付けることも可能である。 Further, by making the number of peaks of the fitting portion of the human power transmission body 28 and the fitting portion of the crank arm 7b on the crank shaft 7a different from each other, or by making the diameter of the valley portion different, the crank arm 7b It is also possible to perform assembly by restricting the position of the crank shaft 7a in the axial direction (left-right direction in this embodiment).

また、上記構成によれば、径方向に対してクランク軸7aと人力伝達体28との間を密閉するオイルシール材44を設けることで、減速歯車36~39などに塗られている潤滑油が、駆動ユニット20内から、クランク軸7aと人力伝達体28との間の隙間を通って、駆動ユニット20の外部に洩れ出ることを良好に防止することができる。 Further, according to the above configuration, by providing the oil sealing material 44 that seals between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28 in the radial direction, the lubricating oil applied to the reduction gears 36 to 39 and the like can be removed. It is possible to satisfactorily prevent leakage from the inside of the drive unit 20 to the outside of the drive unit 20 through the gap between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28.

また、上記実施の形態では、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1が、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2よりも大きく形成されている場合を述べたが、これに限るものではない。すなわち、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1が、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2よりも小さく形成されていてもよい。 Further, in the above embodiment, the outer diameter D1, which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, is the human power transmission body in the crank shaft 7a. The case where the outer diameter D2, which is the diameter of the portion where the mountain portion of the spline (or serration) 7c to be fitted to 28 is provided, is formed larger than the outer diameter D2 has been described, but the present invention is not limited to this. That is, the outer diameter D1, which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, is the spline fitted to the human-powered transmitter 28 of the crank shaft 7a. (Or serration) It may be formed smaller than the outer diameter D2, which is the diameter of the portion where the peak portion of 7c is provided.

また、図12~図15に示すように、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所の外径D1(詳しくは、外周部の直径)と、人力伝達体28が嵌合される箇所の外径D2とを同じ寸法としてもよい(第1の実施の形態の変形例)。すなわち、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1と、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2とが、同じ寸法とされている。 Further, as shown in FIGS. 12 to 15, the outer diameter D1 (specifically, the diameter of the outer peripheral portion) of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is fitted with the human power transmission body 28. The outer diameter D2 of the portion may be the same as the dimension (a modification of the first embodiment). That is, the outer diameter D1 which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, and the spline fitted to the human-powered transmitter 28 on the crank shaft 7a. (Or serration) The outer diameter D2, which is the diameter of the portion where the peak portion of 7c is provided, has the same dimensions.

また、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)とクランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)との間の部分は、軸受(この実施の形態では左側に配置されている軸受)26により回転自在に支持されているが、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3も、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2およびクランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と同じとされている。 Further, the portion of the crank shaft 7a between the place where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) and the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) is a bearing. Although it is rotatably supported by (the bearing arranged on the left side in this embodiment) 26, the human power transmission body 28 is also fitted to the outer diameter D3 of the portion supported by the bearing 26 in the crank shaft 7a. It is the same as the outer diameter D2 of the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7c) and the outer diameter D1 of the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d).

上記構成によれば、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2と、が同じである(本実施の形態では、さらに、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3も同じである)。したがって、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を最小限に抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も最小限に抑えることができる。これにより、クランク軸7aと中間軸40との軸間距離を最小限に抑えることができて、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 According to the above configuration, the outer diameter D1 of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the location where the human power transmitter 28 is fitted (spline (or serration)). 7c) is the same as the outer diameter D2 (in the present embodiment, the outer diameter D3 of the portion supported by the bearing 26 in the crank shaft 7a is also the same). Therefore, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, the human-powered transmitter 28 in the crank shaft 7a is fitted. The outer diameter D2 of the location (spline (or serration) 7c) can be minimized, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can also be minimized. As a result, the distance between the crank shaft 7a and the intermediate shaft 40 can be minimized, and the drive unit 20 can be miniaturized.

また、上記実施の形態では、駆動ユニット20内で人力駆動力と補助駆動力とが合成され、この合成された合力が、駆動ユニット20の外(詳しくは駆動ユニット20のユニットケース22の外)に設けられた駆動スプロケット13から出力される構成(いわゆる一軸式の駆動ユニット20)の場合を述べたが、これに限るものではない。 Further, in the above embodiment, the human-powered driving force and the auxiliary driving force are combined in the drive unit 20, and the combined resultant force is outside the drive unit 20 (specifically, outside the unit case 22 of the drive unit 20). Although the case of the configuration (so-called uniaxial drive unit 20) output from the drive sprocket 13 provided in the above is described, the present invention is not limited to this.

図16に示すように、この実施の形態では、モータ21からの補助駆動力が、減速機構25の減速歯車37などを介して、駆動ユニット20’の外に露出する状態で回転自在に支持されている補助スプロケット61に出力される。すなわち、いわゆる二軸式の駆動ユニット20’である。そして、クランク軸7aと同軸心で回転自在の駆動スプロケット13からはペダル8に入力された人力駆動力のみが出力され、駆動力伝達手段としてのチェーン15により、人力駆動力とモータ21からの補助駆動力とが合成されて、後輪4側に出力される。なお、図15に示す実施の形態では、連動筒体23Aの回転が、一方向クラッチを介して伝達される補助連動筒体23Bに人力駆動力を出力する駆動スプロケット13が取り付けられている。 As shown in FIG. 16, in this embodiment, the auxiliary driving force from the motor 21 is rotatably supported in a state of being exposed to the outside of the drive unit 20'via the reduction gear 37 of the reduction mechanism 25 and the like. It is output to the auxiliary sprocket 61. That is, it is a so-called biaxial drive unit 20'. Then, only the human-powered driving force input to the pedal 8 is output from the drive sprocket 13 that is rotatable at the coaxial center with the crank shaft 7a, and the chain 15 as the driving force transmitting means assists the human-powered driving force and the motor 21. The driving force is combined and output to the rear wheel 4 side. In the embodiment shown in FIG. 15, a drive sprocket 13 that outputs a human-powered driving force is attached to the auxiliary interlocking cylinder 23B in which the rotation of the interlocking cylinder 23A is transmitted via the one-way clutch.

この実施の形態においても、クランク軸7aや、トルクセンサが設けられる駆動力伝達体28の嵌合部の構成や、クランク軸7aとクランクアーム7bとの嵌合部の構成は、上記実施の形態と同様である。なお、上記実施の形態と同様な作用を有する部材には、同じ符号を付す。 Also in this embodiment, the configuration of the fitting portion of the crank shaft 7a and the driving force transmission body 28 provided with the torque sensor, and the configuration of the fitting portion of the crank shaft 7a and the crank arm 7b are the above-described embodiments. Is similar to. The same reference numerals are given to the members having the same operation as that of the above embodiment.

また、上記実施の形態と同様に、この実施の形態(第2の実施の形態)においても、図16および図6~図11に示すように、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所の外径(詳しくは、外周部の直径)D1と人力伝達体28が嵌合される箇所の外径D2との半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)A1が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている。また、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所にも、凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7dが形成され、これに対応して、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aの嵌合箇所にも凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7eが形成されている。 Further, as in the above embodiment, also in this embodiment (second embodiment), as shown in FIGS. 16 and 6 to 11, the crank arm 7b in the crank shaft 7a is fitted. Radial difference between the outer diameter (specifically, the diameter of the outer peripheral portion) D1 and the outer diameter D2 of the place where the human power transmitter 28 is fitted (difference in radial dimension from the axial center X of the crank shaft 7a). ) A1 is larger than the radial difference (so-called height difference of the uneven portion) B1 of the spline (or serration) 28b as the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank arm 7b of the human power transmission body 28 is fitted. It has been made smaller. Further, a spline (or serration) 7d as an uneven portion is also formed at a portion of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted, and correspondingly, a spline (or serration) 7d is formed at the fitting portion of the crank shaft 7a of the crank arm 7b. A spline (or serration) 7e is formed as an uneven portion.

すなわち、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、これに対応して人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合する箇所とには、それぞれ、径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有する凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7c、28bが形成されている。また、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aが嵌合される箇所とにも、それぞれ、径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とが所定角度毎に設けられてなる凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7d、7eが形成されている。また、この実施の形態では、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1は、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2よりも大きく、人力伝達体27のクランク軸7aが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の内面に形成された内径(人力伝達体27のスプラインまたはセレーション7dの谷部間の直径)よりも小さく形成されている。また、その他のクランク軸7aと、人力伝達体28、トルクセンサ31、クランクアームの連結構造は上記の第1の実施の形態や第2の実施の形態と同様とされている。 That is, the portion where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted and the portion where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted correspondingly are peaks protruding in the radial direction, respectively. Splines (or serrations) 7c and 28b are formed as uneven portions having a portion and a valley portion recessed in the radial direction. Further, in the place where the human power transmission body 28 is fitted in the crank shaft 7a and the place where the crank shaft 7a in the crank arm 7b is fitted, there are mountain portions protruding in the radial direction and a radial portion in the radial direction, respectively. On the other hand, splines (or serrations) 7d and 7e are formed as uneven portions in which recessed valley portions are provided at predetermined angles. Further, in this embodiment, the outer diameter D1, which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, is a human-powered transmitter in the crank shaft 7a. A location (spline (or serration)) where the crank shaft 7a of the human-powered transmitter 27 is fitted, which is larger than the outer diameter D2, which is the diameter of the portion of the spline (or serration) 7c that fits 28. ) 7d) is formed smaller than the inner diameter (diameter between the splines of the human power transmitter 27 or the valley of the serration 7d) formed on the inner surface. Further, the connecting structure of the other crank shaft 7a, the human power transmission body 28, the torque sensor 31, and the crank arm is the same as that of the first embodiment and the second embodiment described above.

また、図15にさらに拡大して示すように、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合される箇所との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間(いわゆる遊び)を有するように形成されている。 Further, as shown in an enlarged scale in FIG. 15, a mountain portion is formed between the portion where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted and the portion where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted. And each part of the valley part is formed so as to have a gap (so-called play).

すなわち、この構成においても、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2との半径方向差が人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としての(スプライン(またはセレーション)7c)の半径方向の差よりも小さい。この構成により、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができる。これにより、クランク軸7aと中間軸40との軸間距離を小さく抑えることができて、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 That is, even in this configuration, the outer diameter D1 of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the human-powered transmitter 28 are fitted (spline (or serration)). The difference in the radial direction from the outer diameter D2 of 7c) is from the difference in the radial direction of (spline (or serration) 7c) as the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft 7a of the human power transmitter 28 is fitted. Is also small. With this configuration, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a can be used. The outer diameter D2 of the mated portion (spline (or serration) 7c) can be kept small, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can also be kept small. As a result, the distance between the crank shaft 7a and the intermediate shaft 40 can be kept small, and the drive unit 20 can be miniaturized.

上記第1、第2の実施の形態では、クランク軸7aが、補助駆動力を発生するモータ21が設けられている駆動ユニット20の内部を貫通する構造である場合を述べたが、これに限るものではない。 In the first and second embodiments, the case where the crank shaft 7a has a structure that penetrates the inside of the drive unit 20 provided with the motor 21 that generates the auxiliary driving force has been described, but the present invention is limited to this. It's not a thing.

図17~図20は、本発明の第3の実施の形態に係る電動アシスト自転車50を示すもので、図17に示すように、この実施の形態の電動アシスト自転車50では、電動モータ21が前輪3のハブ(前ハブとも称する)16の内部に配設されている。また、制御部(図示せず)がバッテリ12の装着部近傍箇所などに配設されているが、制御部は、手元操作部などの他の箇所に配設されていてもよい。なお、電動モータ10は、前ハブ16の内部に配設される代わりに、後輪4のハブ(後ハブ)の内部に配設されていてもよい。なお、前記第1の実施の形態に係る電動アシスト自転車1と同様な構成要素には同符号を付す。 17 to 20 show the electrically power assisted bicycle 50 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 17, in the electrically power assisted bicycle 50 of this embodiment, the electric motor 21 is a front wheel. It is arranged inside the hub (also referred to as a front hub) 16 of 3. Further, although the control unit (not shown) is arranged near the mounting portion of the battery 12, the control unit may be arranged at another location such as the hand operation unit. The electric motor 10 may be disposed inside the hub (rear hub) of the rear wheel 4 instead of being disposed inside the front hub 16. The same components as those of the electrically power assisted bicycle 1 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals.

この実施の形態では、補助駆動力を発生する駆動ユニットは、前ハブ16(または後ハブ)の内部に設けられ、補助駆動力が、前輪3の前ハブ16または後輪4の後ハブから付加されるようになっている。一方、踏力による人力駆動力を検出するトルクセンサ31自体の構造は、上記実施の形態と同様とされている。 In this embodiment, the drive unit that generates the auxiliary driving force is provided inside the front hub 16 (or the rear hub), and the auxiliary driving force is applied from the front hub 16 of the front wheel 3 or the rear hub of the rear wheel 4. It is supposed to be done. On the other hand, the structure of the torque sensor 31 itself that detects the human-powered driving force due to the pedaling force is the same as that of the above-described embodiment.

図18において簡略的に示すように、この実施の形態では、下パイプ2gの後端部と立パイプ2dの下端部とチェーンステー2eの前端部とが、ハンガ2hで連結された状態で配設されている。そして、図19、図20などに示すように、ハンガ2hの内部に、クランク軸7aが軸受26、27を介して回転自在に配設されるとともに、踏力に対応する力を検出するトルクセンサ31が配設されている。なお、図9において、駆動スプロケット13については、スパイダとも称される駆動スプロケット13におけるギヤ部13aを支持する部分のみを示す。 As briefly shown in FIG. 18, in this embodiment, the rear end portion of the lower pipe 2g, the lower end portion of the vertical pipe 2d, and the front end portion of the chain stay 2e are arranged in a state of being connected by a hanger 2h. Has been done. Then, as shown in FIGS. 19 and 20, the crank shaft 7a is rotatably arranged inside the hanger 2h via the bearings 26 and 27, and the torque sensor 31 detects the force corresponding to the pedaling force. Are arranged. Note that, in FIG. 9, regarding the drive sprocket 13, only the portion of the drive sprocket 13, which is also referred to as a spider, that supports the gear portion 13a is shown.

図20に示すように、この実施の形態では、ハンガ2hの内部に金属製の中筒51が配設され、中筒51の内側に設けられた軸受26、27を介してクランク軸7aなどが回転自在に支持されている。クランク軸7aの外周には、筒状の人力伝達体28や、駆動スプロケット13と連動する連動筒体23などが配置されている。なお、図19、図20における52は、ハンガ2h内に中筒などを挿入した状態で左側から嵌め込まれて固定する固定筒である。 As shown in FIG. 20, in this embodiment, a metal middle cylinder 51 is arranged inside the hanger 2h, and a crank shaft 7a and the like are provided via bearings 26 and 27 provided inside the middle cylinder 51. It is rotatably supported. On the outer periphery of the crank shaft 7a, a cylindrical human-powered transmission body 28, an interlocking cylinder 23 interlocking with the drive sprocket 13, and the like are arranged. Reference numeral 52 in FIGS. 19 and 20 is a fixed cylinder that is fitted and fixed from the left side with the middle cylinder or the like inserted in the hanger 2h.

図20に示すように、上記実施の形態と同様に、クランク軸17は、軸心方向の中間部に、人力駆動力を伝達する人力伝達体28が外周から嵌合されるスプライン(またはセレーション)7cが形成されており、これに対応して、人力伝達体28の左側部分の内周にも、クランク軸17のスプライン(またはセレーション)7cに嵌合するスプライン(またはセレーション)28bが形成されている。また、人力伝達体28と連動筒体23ともスプライン(またはセレーション)23a、28aを介して一体的に連動するように構成され、さらに、連動筒体23と駆動スプロケット13ともスプライン(またはセレーション)23b、13bを介して一体的に連動するように構成され、これにより、クランク軸7aの回転駆動力(人力駆動力)が、人力伝達体28および連動筒体23を介して、駆動スプロケット13に伝達されるよう構成され、さらに、チェーン15を介して後輪4側に伝達されるよう構成されている。なお、連動筒体23は、クランク軸7aの外周に回転自在に配置されており、連動筒体23の外周に組付けられた軸受27により、この連動筒体23およびクランク軸7aが回転自在に支持されている。 As shown in FIG. 20, similarly to the above embodiment, the crank shaft 17 is a spline (or serration) in which a human power transmission body 28 for transmitting human power driving force is fitted from the outer periphery in an intermediate portion in the axial direction. 7c is formed, and correspondingly, a spline (or serration) 28b that fits into the spline (or serration) 7c of the crank shaft 17 is also formed on the inner circumference of the left side portion of the human power transmission body 28. There is. Further, the human power transmission body 28 and the interlocking cylinder 23 are configured to be integrally interlocked with each other via the spline (or serration) 23a and 28a, and further, the interlocking cylinder 23 and the drive sprocket 13 are both splined (or serration) 23b. , 13b are configured to be integrally interlocked with each other, whereby the rotational driving force (human power driving force) of the crank shaft 7a is transmitted to the drive sprocket 13 via the human power transmission body 28 and the interlocking cylinder 23. Further, it is configured to be transmitted to the rear wheel 4 side via the chain 15. The interlocking cylinder 23 is rotatably arranged on the outer periphery of the crank shaft 7a, and the interlocking cylinder 23 and the crank shaft 7a are rotatably arranged by the bearing 27 assembled on the outer periphery of the interlocking cylinder 23. It is supported.

上記構成においても、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2との半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)A1が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としての半径方向差が、人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている(図9~図11などを参照)。したがって、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができる。これにより、ハンガ2hの直径を大きくしなくても、ハンガ2h内に、クランク軸7aおよびトルクセンサ31を支障なく配置することが可能となる。 Also in the above configuration, the outer diameter D1 of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the location where the human power transmitter 28 is fitted (spline (or serration) 7c)). Radial difference from the outer diameter D2 (difference in radial dimension from the axis X of the crank shaft 7a) A1 is an uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank arm 7b of the human power transmission body 28 is fitted. The radial difference is smaller than the radial difference (so-called height difference of the uneven portion) B1 of the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft 7a of the human power transmission body 28 is fitted (so-called uneven portion height difference). (See FIGS. 9 to 11 and the like). Therefore, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, the human-powered transmitter 28 in the crank shaft 7a is fitted. The outer diameter D2 of the location (spline (or serration) 7c) can be kept small, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can also be kept small. As a result, the crank shaft 7a and the torque sensor 31 can be arranged in the hanger 2h without any trouble without increasing the diameter of the hanger 2h.

また、近年、自転車のボトムブラケット(クランク軸周辺部)の規格として、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径が比較的大きいISIS規格(International Spline Interface Standard)などの規格があり、このような規格に対応すべく、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bとの連結嵌合部の直径を比較的大きくして、クランクアーム7bからクランク軸7aにより大きな力が作用しても十分な耐久性(強度)を有するよう構成した場合でも、上記のように、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができ、ひいてはハンガ2h内に、クランク軸7aおよびトルクセンサ31を支障なく配置することが可能となる。 In recent years, as a standard for the bottom bracket (around the crank shaft) of a bicycle, there are standards such as the ISIS standard (International Spline Interface Standard) in which the diameter of the connecting fitting part with the crank arm on the crank shaft is relatively large. In order to comply with various standards, the diameter of the connecting fitting portion of the crank shaft 7a with the crank arm 7b is made relatively large, and sufficient durability (strength) is sufficient even if a larger force is applied from the crank arm 7b to the crank shaft 7a. ), As described above, the outer diameter D2 of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) can be suppressed to a small size, and the torque can be suppressed. The size (diameter) of the sensor 31 can also be kept small, and the crank shaft 7a and the torque sensor 31 can be arranged in the hanger 2h without any trouble.

また、上記構成によれば、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数が、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部および谷部の数の2倍とされており、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部となる箇所は、そのままクランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部に対応するように形成されているので、クランク軸7aに作用する人力駆動力(踏力)を、多くの山部および谷部が形成されているスプライン(またはセレーション)7cを通して人力伝達体28に伝達することができるので、人力伝達体28の外周に磁歪発生部31bが形成されているトルクセンサ31によって良好な感度でトルクを検知することができる。つまり、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7cの形状を、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7dの形状と同じに形成した場合でも、クランク軸7aに人力伝達体28を嵌合されることは可能であるが、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数がより多いと、良好な感度(精度)でトルクを検出できて、信頼性が向上する。 Further, according to the above configuration, the number of peaks and valleys where the human-powered transmitter 28 is fitted on the crank shaft 7a is the number of peaks and valleys where the crank arm 7b is fitted on the crank shaft 7a. The number of parts is doubled, and the part that becomes the mountain part of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is the mountain part of the crank shaft 7a where the human power transmitter 28 is fitted. The human-powered driving force (treading force) acting on the crank shaft 7a is transmitted to the human-powered transmitter 28 through the spline (or serration) 7c in which many peaks and valleys are formed. Therefore, the torque can be detected with good sensitivity by the torque sensor 31 in which the magnetic strain generating portion 31b is formed on the outer periphery of the human power transmission body 28. That is, the shape of the spline (or serration) 7c where the human power transmission body 28 on the crank shaft 7a is fitted is the shape of the spline (or serration) 7d where the crank arm 7b on the crank shaft 7a is fitted. Even when the shape is the same, it is possible to fit the human power transmission body 28 to the crank shaft 7a, but the peaks and valleys of the parts of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted are If the number is larger, the torque can be detected with good sensitivity (accuracy), and the reliability is improved.

また、クランク軸7aにおける人力伝達体28の嵌合箇所とクランクアーム7bの嵌合箇所との互いの山部の数を異ならせたり、谷部の直径を異ならせたりすることで、クランクアーム7bの、クランク軸7aの軸心方向(この実施の形態では左右方向)に対する位置規制を行って組み付けることも可能である。 Further, by making the number of peaks of the fitting portion of the human power transmission body 28 and the fitting portion of the crank arm 7b on the crank shaft 7a different from each other, or by making the diameter of the valley portion different, the crank arm 7b It is also possible to perform assembly by restricting the position of the crank shaft 7a in the axial direction (left-right direction in this embodiment).

本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータにより発生する補助駆動力を加えて走行可能である各種の電動アシスト自転車およびこの電動アシスト自転車に取り付けられる各種の駆動ユニットに適用可能である。 The present invention is applicable to various electrically assisted bicycles capable of traveling by adding an auxiliary driving force generated by a motor to a human-powered driving force generated by pedaling force from a pedal, and various drive units attached to the electrically assisted bicycle. ..

1 電動アシスト自転車
2 フレーム
3 前輪
4 後輪
5 ハンドル
7 クランク
7a クランク軸
7b クランクアーム
7c、7d スプライン(またはセレーション)(凹凸部)
8 ペダル
12 バッテリ(蓄電器)
13 駆動スプロケット(駆動力出力輪体)
14 後スプロケット
15 チェーン(無端状駆動力伝達体)
20 駆動ユニット
21 モータ
23 連動筒体
28 人力伝達体
28b スプライン(またはセレーション)(凹凸部)
40 中間軸
1 Electric assist bicycle 2 Frame 3 Front wheel 4 Rear wheel 5 Handle 7 Crank 7a Crank shaft 7b Crank arm 7c, 7d Spline (or serration) (uneven part)
8 Pedal 12 Battery (capacitor)
13 Drive sprocket (driving force output wheel)
14 Rear sprocket 15 Chain (endless driving force transmitter)
20 Drive unit 21 Motor 23 Interlocking cylinder 28 Human-powered transmitter 28b Spline (or serration) (concavo-convex part)
40 Intermediate axis

本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータにより発生する補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車およびこの電動アシスト自転車に取り付けられる駆動ユニットに関するものである。 The present invention relates to an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding an auxiliary driving force generated by a motor to a human-powered driving force generated by pedaling force from a pedal, and a drive unit attached to the electrically assisted bicycle.

電源としてのバッテリと、このバッテリから給電されるモータを備えた駆動ユニットとを有し、ペダルに加えられる踏力による人力駆動力に、前記駆動ユニットの補助駆動力(アシスト力)を加えることで、上り坂等でも楽に走行することが可能な電動アシスト自転車(電動自転車とも称せられる)は既に広く知られている。 It has a battery as a power source and a drive unit equipped with a motor supplied from this battery, and by adding an auxiliary drive force (assist force) of the drive unit to a human-powered drive force by a pedaling force applied to a pedal. Electric assisted bicycles (also called electric bicycles) that can easily run uphill are already widely known.

この電動アシスト自転車において、モータなどが内蔵された駆動ユニットを、クランク軸が設けられている箇所に配設したものがある。このような配置構成の電動アシスト自転車は、重量が比較的大きい駆動ユニットが、電動アシスト自転車の前後方向の中央(すなわち、前輪と後輪との間の中間)の低い位置に配置される。したがって、この配置構成の電動アシスト自転車は、モータが前輪のハブや後輪のハブに内蔵されているものと比較して、前輪や後輪を持ち上げ易くて、走行路に段差があっても容易に乗り越えることができるなど、車体の取り回しがよく、また、走行安定性も良好である利点がある。 In this electrically power assisted bicycle, there is one in which a drive unit having a built-in motor or the like is arranged at a place where a crank shaft is provided. In the electrically assisted bicycle having such an arrangement configuration, the relatively heavy drive unit is arranged at a low position in the center of the electrically assisted bicycle in the front-rear direction (that is, between the front wheels and the rear wheels). Therefore, the electrically power assisted bicycle with this arrangement is easier to lift the front and rear wheels than the motor built in the hub of the front wheels and the hub of the rear wheels, and it is easier even if there is a step in the running path. It has the advantages of good maneuverability of the vehicle body and good running stability.

このように、電動アシスト自転車の前後方向の中央位置に、駆動ユニットが配置されている構造が、例えば特許文献1等に開示されている。図21に示すように、駆動ユニット110には、クランク軸101が左右方向に貫通した姿勢で軸受103、104により回転自在に支持されている。クランク軸101の左右両側部分は駆動ユニット110より左右に突出し、クランクアーム102を介して、踏力が負荷されるペダル(図示せず)が回転自在に取り付けられている。 As described above, a structure in which the drive unit is arranged at the center position in the front-rear direction of the electrically power assisted bicycle is disclosed in, for example, Patent Document 1. As shown in FIG. 21, the drive unit 110 is rotatably supported by bearings 103 and 104 in a posture in which the crank shaft 101 penetrates in the left-right direction. The left and right side portions of the crank shaft 101 project to the left and right from the drive unit 110, and a pedal (not shown) to which a pedaling force is applied is rotatably attached via the crank arm 102.

駆動ユニット110の内部には、駆動源としてのモータ111や、モータ111からの駆動力を減速しながら伝達する(すなわち、モータ111からのトルクを増加させる)複数対の減速歯車121~126などからなる減速機構120、人力駆動力を検出するトルクセンサ(人力検知部)112などが設けられている。なお、116は、駆動ユニット110の内部で、クランク軸101やモータ111の回転軸111aと平行に配設されている中間軸である。中間軸116には、大径の減速歯車122や小径の減速歯車123、124などが設けられている。 Inside the drive unit 110, a motor 111 as a drive source, a plurality of pairs of reduction gears 121 to 126 that transmit the driving force from the motor 111 while decelerating (that is, increase the torque from the motor 111), and the like. A deceleration mechanism 120, a torque sensor (human power detection unit) 112 for detecting a human power driving force, and the like are provided. Note that 116 is an intermediate shaft arranged in parallel with the crank shaft 101 and the rotation shaft 111a of the motor 111 inside the drive unit 110. The intermediate shaft 116 is provided with a large-diameter reduction gear 122, a small-diameter reduction gear 123, 124, and the like.

駆動ユニット110の内部におけるクランク軸101の外周の一部(図21における左寄り側箇所)には、スプラインまたはセレーションなどの凹凸部101aを介して、筒状の人力伝達体113が一体的に回転する状態で嵌め込まれている。また、人力伝達体113の内周におけるクランク軸101の凹凸部101aに対応する箇所にもスプラインまたはセレーションなどの凹凸部113aが形成されている。すなわち、人力伝達体113の凹凸部はクランク軸101の凹凸部101aと噛み合っている。 A tubular human-powered transmitter 113 rotates integrally on a part of the outer circumference of the crank shaft 101 (a portion on the left side in FIG. 21) inside the drive unit 110 via a concavo-convex portion 101a such as a spline or serration. It is fitted in the state. Further, a concavo-convex portion 113a such as a spline or serration is also formed at a portion corresponding to the concavo-convex portion 101a of the crank shaft 101 on the inner circumference of the human power transmission body 113. That is, the uneven portion of the human power transmission body 113 meshes with the uneven portion 101a of the crank shaft 101.

また、人力伝達体113の外周表面には、磁気異方性を付与した磁歪発生部112bが形成されている。人力伝達体113の磁歪発生部112bの外周に一定の隙間(空間)を介してコイル112aが配設され、これらの磁歪発生部112bおよびコイル112aにより磁歪式のトルクセンサ112が構成されている。そして、クランク軸101からスプライン(またはセレーション)101a、113aを介して人力伝達体113に伝達された人力駆動力が、トルクセンサ112により検出される。 Further, a magnetostriction generating portion 112b imparted with magnetic anisotropy is formed on the outer peripheral surface of the human power transmitter 113. A coil 112a is arranged on the outer periphery of the magnetostriction generating portion 112b of the human-powered transmitter 113 through a constant gap (space), and the magnetostriction type torque sensor 112 is configured by the magnetostriction generating portion 112b and the coil 112a. Then, the human-powered driving force transmitted from the crank shaft 101 to the human-powered transmission body 113 via the splines (or serrations) 101a and 113a is detected by the torque sensor 112.

また、この駆動ユニット110では、駆動ユニット110の内部におけるクランク軸101の外周側の一部(図20における右寄り側箇所)には、連動筒体114や合力伝達体115などがクランク軸101に対して回転自在に配設されている。合力伝達体115は、人力伝達体113から、連動筒体114などを介して伝達された人力駆動力と、モータ111から減速機構120を介して伝達された補助駆動力とを合成する。そして、合力伝達体115の端部が駆動ユニット110より突出され、この突出箇所に取り付けられた駆動スプロケット105からチェーン106を介して合力(人力駆動力と補助駆動力とが合成された駆動力)が後輪側に伝達される。 Further, in the drive unit 110, an interlocking cylinder 114, a resultant force transmission body 115, or the like is provided with respect to the crank shaft 101 on a part of the outer peripheral side of the crank shaft 101 (the portion on the right side in FIG. 20) inside the drive unit 110. Is rotatably arranged. The resultant force transmission body 115 combines the human power driving force transmitted from the human power transmission body 113 via the interlocking cylinder 114 and the like and the auxiliary driving force transmitted from the motor 111 via the deceleration mechanism 120. Then, the end portion of the resultant force transmission body 115 is projected from the drive unit 110, and the resultant force (driving force in which human-powered driving force and auxiliary driving force are combined) is transmitted from the drive sprocket 105 attached to the protruding portion via the chain 106. Is transmitted to the rear wheel side.

なお、この駆動ユニット110を組み付ける際には、クランク軸101に、トルクセンサ112が組み付けられている人力伝達体113が嵌め込まれた状態で、軸受103に嵌め込まれるなどして、駆動ユニット110が組み付けられる。この後、クランク軸101の端部にクランクアーム102が嵌め込まれて取り付けられる。したがって、このような組み付け作業を支障なく行えるよう、クランク軸101の直径は、図22に簡略的に拡大するとともに強調して示すように、クランクアーム102が取り付けられる箇所(連結嵌合部)101bの直径(詳しくは最大径となる外周部の直径)d1よりも、軸受103により受けられる箇所101cの直径d2が大きく、さらに、合力伝達体115が嵌め合わされる箇所(スプライン(またはセレーション)101aが形成されている箇所)の直径(詳しくは最大径となる外周部の直径)d3が大きくなるように形成されている。すなわち、クランク軸101は、いわゆる2段の段付形状(段付部で順に太くなる形状)に形成されている。 When assembling the drive unit 110, the drive unit 110 is assembled by fitting the human-powered transmitter 113 to which the torque sensor 112 is assembled into the bearing 103 in a state where the torque sensor 112 is fitted to the crank shaft 101. Be done. After that, the crank arm 102 is fitted and attached to the end of the crank shaft 101. Therefore, the diameter of the crank shaft 101 is simply enlarged in FIG. 22 and emphasized in FIG. 22 so that such an assembly work can be performed without any trouble. The diameter d2 of the portion 101c received by the bearing 103 is larger than the diameter (specifically, the diameter of the outer peripheral portion having the maximum diameter) d1, and the portion (spline (or serration) 101a) to which the resultant force transmitter 115 is fitted is. It is formed so that the diameter (specifically, the diameter of the outer peripheral portion having the maximum diameter) d3 of the formed portion) becomes large. That is, the crank shaft 101 is formed in a so-called two-step stepped shape (a shape in which the stepped portion becomes thicker in order).

また、上記するとともに図23に簡略的に示すように、クランク軸101における人力伝達体113が嵌め込まれるスプライン(またはセレーション)101aの箇所には外径(山部)となる凸部101aaと内側に窪む凹部(谷部)101abとが形成されている。また、これに対応して、図24に簡略的に示すように、人力伝達体113におけるクランク軸101が嵌め込まれるスプライン(またはセレーション)113aの箇所には内側に突出する凸部113aaと外側に窪む凹部(谷部)113abとが形成されている。 Further, as described above and as briefly shown in FIG. 23, the spline (or serration) 101a in which the human power transmission body 113 is fitted in the crank shaft 101 has a convex portion 101aa having an outer diameter (mountain portion) and an inward portion. A recessed recess (valley) 101ab is formed. Correspondingly, as simply shown in FIG. 24, the spline (or serration) 113a in which the crank shaft 101 is fitted in the human power transmission body 113 has a convex portion 113aa protruding inward and a concave portion outward. A recess (valley) 113ab is formed.

そして、図23、図24に示すように、クランク軸101におけるクランクアーム102が嵌合される箇所(連結嵌合部)101bの外径と人力伝達体115が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション))101aの外径との半径方向の差(軸心からの差)Aが、人力伝達体113におけるクランク軸101が嵌め込まれる箇所(スプライン(またはセレーション)113a)の内面の凸部113aaと凹部113abとの半径方向の寸法差(いわゆる高低差)Bよりも、大きく形成されている。 Then, as shown in FIGS. 23 and 24, the outer diameter of the portion (connecting fitting portion) 101b of the crank shaft 101 where the crank arm 102 is fitted and the portion where the human power transmission body 115 is fitted (spline (or spline)). Serration)) The radial difference (difference from the axis) A from the outer diameter of 101a is the convex portion 113aa on the inner surface of the place (spline (or serration) 113a) where the crank shaft 101 is fitted in the human power transmission body 113. It is formed larger than the radial dimensional difference (so-called height difference) B from the recess 113ab.

国際公開WO2015/186159公報International Publication WO2015 / 186159 Gazette

ところで、このような駆動ユニット110をより小型化して、一般的な自転車(いわゆるスポーツ型自転車など)に近づけるように望まれる場合がある。しかし、クランク軸101における、クランクアーム102との連結嵌合部101bの直径d1はある程度の寸法を確保して、この箇所の連結強度として十分な強度を維持しなければならない。すなわち、図22に示すように、クランク軸101の、クランクアーム102との連結嵌合部101bの直径d1よりも、軸受103により受けられる箇所101cの直径d2が大きく、さらに、合力伝達体115が嵌め合わされる箇所(スプライン(またはセレーション)101aが形成されている箇所)の直径d3が段付部で順に太い。また図23、図24に示すように、クランク軸101におけるクランクアーム102が嵌合される箇所(連結嵌合部)101bの外径と人力伝達体115が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション))101aの外径との半径方向の差Aが、人力伝達体113におけるクランク軸101が嵌め込まれる箇所(スプライン(またはセレーション)113a)の凸部113aaと凹部113abとの半径方向の寸法差(いわゆる高低差)Bよりも大きく形成されている。この構造を採用すると、これに対応してトルクセンサ112も大きくなってしまう。したがって、トルクセンサ112と、中間軸116に組み付けている大径の減速歯車122とが当接しないように配置しようとすると、クランク軸101と中間軸116との軸間距離もある程度大きくせざるを得ず、この結果、駆動ユニット110を小型化できなくなるという課題があった。 By the way, it may be desired to make such a drive unit 110 smaller and closer to a general bicycle (so-called sports type bicycle or the like). However, the diameter d1 of the connecting fitting portion 101b with the crank arm 102 in the crank shaft 101 must secure a certain dimension and maintain a sufficient strength as the connecting strength at this portion. That is, as shown in FIG. 22, the diameter d2 of the portion 101c received by the bearing 103 is larger than the diameter d1 of the connecting fitting portion 101b of the crank shaft 101 with the crank arm 102, and the resultant force transmitter 115 is further formed. The diameter d3 of the fitted portion (the portion where the spline (or serration) 101a is formed) is gradually thicker in the stepped portion. Further, as shown in FIGS. 23 and 24, the outer diameter of the portion (connecting fitting portion) 101b of the crank shaft 101 where the crank arm 102 is fitted and the portion where the human power transmission body 115 is fitted (spline (or serration)). )) The radial difference A from the outer diameter of 101a is the radial dimensional difference (spline (or serration) 113a) between the convex portion 113aa and the concave portion 113ab at the position (spline (or serration) 113a) in which the crank shaft 101 is fitted in the human power transmission body 113. It is formed larger than the so-called height difference) B. If this structure is adopted, the torque sensor 112 also becomes large correspondingly. Therefore, if the torque sensor 112 and the large-diameter reduction gear 122 assembled to the intermediate shaft 116 are arranged so as not to come into contact with each other, the distance between the crank shaft 101 and the intermediate shaft 116 must be increased to some extent. As a result, there is a problem that the drive unit 110 cannot be miniaturized.

また、近年、自転車のボトムブラケット(クランク軸周辺部)の規格として、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径が比較的大きいISIS規格(International Spline Interface Standard)などの規格があり、このような規格に対応したスポーツタイプの自転車が好まれる傾向がある。このように、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径が大きいと、クランクアームからクランク軸により大きな力が作用しても十分な耐久性(強度)を有するため、信頼性を向上させることができるが、この場合には、さらに、クランク軸101の、合力伝達体115が嵌め合わされる箇所の直径R3や、トルクセンサ112も大きくなってしまうので、さらに、クランク軸101と中間軸116との軸間距離もより大きくなり、駆動ユニット110を小型化できなくなる。 In recent years, as a standard for the bottom bracket (around the crank shaft) of a bicycle, there are standards such as the ISIS standard (International Spline Interface Standard) in which the diameter of the connecting fitting part with the crank arm on the crank shaft is relatively large. There is a tendency for sports-type bicycles that comply with various standards to be preferred. As described above, when the diameter of the connecting fitting portion of the crank shaft with the crank arm is large, the crank shaft has sufficient durability (strength) even when a larger force is applied to the crank shaft, thus improving reliability. However, in this case, the diameter R3 of the crank shaft 101 where the resultant force transmitter 115 is fitted and the torque sensor 112 also become large, so that the crank shaft 101 and the intermediate shaft 116 are further increased. The distance between the shafts and the shaft becomes larger, and the drive unit 110 cannot be miniaturized.

本発明は上記課題を解決するもので、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径を、十分な連結強度を得ることが可能な寸法としながら、クランク軸における、人力伝達体との嵌合部分の直径を比較的小さくすることができる電動アシスト自転車および駆動ユニットを提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and the diameter of the connection fitting portion with the crank arm on the crank shaft is set to a size capable of obtaining sufficient connection strength, and the fitting with the human power transmission body on the crank shaft. It is an object of the present invention to provide an electrically assisted bicycle and a drive unit capable of making the diameter of the joint portion relatively small.

上記課題を解決するために、本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えた駆動ユニットであって、前記駆動ユニットを貫通して配置され、前記ペダルからの前記人力駆動力がクランクアームを介して伝達されるクランク軸と、前記駆動ユニット内で前記クランク軸の外周に凹凸部を介して嵌め合わされている人力伝達体と、前記人力伝達体の回転が伝達される駆動力出力輪体と、を有し、前記クランク軸からの前記人力駆動力が前記人力伝達体を介して前記駆動力出力輪体に伝達され、前記クランク軸における前記クランクアームが嵌合される箇所の外径と前記人力伝達体が嵌合される箇所の外径との半径方向差が、前記人力伝達体の前記クランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さいことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a drive unit provided with the motor, which is attached to an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding an auxiliary driving force by a motor to a human-powered driving force by pedaling force from a pedal. The crank shaft is arranged so as to penetrate the drive unit, and the human-powered driving force from the pedal is transmitted via the crank arm, and is fitted to the outer periphery of the crank shaft in the drive unit via a concave-convex portion. It has a combined human power transmission body and a driving force output wheel body to which the rotation of the human power transmission body is transmitted, and the human power driving force from the crank shaft outputs the driving force through the human power transmission body. The radial difference between the outer diameter of the part of the crank shaft where the crank arm is fitted and the outer diameter of the place where the human power transmission body is fitted is the difference in the radial direction of the crank of the human power transmission body. It is characterized in that it is smaller than the difference in the radial direction of the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the shaft is fitted.

この構成によれば、クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さいので、クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所の直径を比較的大きくした場合でも、クランク軸における、人力伝達体が嵌合される箇所の外径を小さく抑えることができる。 According to this configuration, the difference in the radial direction between the outer diameter of the place where the crank arm is fitted and the outer diameter of the place where the human power transmission body is fitted in the crank shaft is such that the crank shaft of the human power transmission body is fitted. Since it is smaller than the radial difference of the uneven portion formed on the inner surface of the portion, the human-powered transmitter on the crank shaft has a relatively large diameter at the portion where the crank arm is fitted. The outer diameter of the mated portion can be kept small.

また、本発明の駆動ユニットは、前記凹凸部はスプラインまたはセレーションからなり、前記クランク軸における、前記クランクアームが嵌合される箇所の外径は、前記人力伝達体が嵌合される箇所の外径よりも大きく、前記人力伝達体の前記クランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された前記スプラインまたはセレーションの谷部間の直径よりも小さいことを特徴とする。 Further, in the drive unit of the present invention, the uneven portion thereof is composed of splines or serrations, and the outer diameter of the portion of the crank shaft where the crank arm is fitted is outside the portion where the human power transmitter is fitted. It is characterized by being larger than the diameter and smaller than the diameter of the valley of the spline or serration formed on the inner surface of the portion where the crank shaft of the human power transmitter is fitted.

この構成によれば、クランク軸と人力伝達体との嵌合箇所において、クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径となる部分と、人力伝達体におけるこれに対応する箇所(対向する箇所)との間に隙間を形成する(いわゆる遊びを持たせる)ことができる。これにより、クランク軸と人力伝達体との嵌合箇所において、圧入するなどして隙間なく嵌合させた場合と比較して、クランク軸を曲げようとする力(すなわち、トルクセンサのトルク検知に悪影響を及ぼす恐れがある力)が人力伝達体に伝達することを低減することができる。 According to this configuration, in the fitting portion between the crank shaft and the human power transmission body, the portion having the outer diameter of the portion where the crank arm is fitted in the crank shaft and the corresponding portion in the human power transmission body (opposing each other). It is possible to form a gap (so-called play) with the location). As a result, at the fitting point between the crank shaft and the human power transmission body, the force that tries to bend the crank shaft (that is, the torque detection of the torque sensor) is compared with the case where the crank shaft is fitted without a gap by press fitting or the like. It is possible to reduce the transmission of (forces that may have an adverse effect) to the human-powered transmitter.

また、本発明の駆動ユニットは、前記クランク軸における、前記クランクアームが嵌合される箇所と、前記人力伝達体が嵌合される箇所とは、それぞれ径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有し、前記クランク軸における、前記クランクアームが嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径である谷部径は、前記人力伝達体が嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径である谷部径以下であることを特徴とする。 Further, in the drive unit of the present invention, the portion of the crank shaft to which the crank arm is fitted and the portion to which the human-powered transmitter is fitted have a mountain portion and a diameter protruding in the radial direction, respectively. The diameter of the valley, which is the diameter of the portion of the crank shaft where the valley where the crank arm is fitted is provided, has a valley that is recessed in the direction. It is characterized in that it is equal to or less than the diameter of the valley portion, which is the diameter of the portion where the valley portion of the mated portion is provided.

また、本発明の駆動ユニットは、前記クランク軸における、前記クランクアームが嵌合される箇所と、前記人力伝達体が嵌合される箇所とは、それぞれ径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有し、前記クランク軸における前記人力伝達体が嵌合される箇所と、前記人力伝達体における前記クランク軸が嵌合される箇所との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間を有することを特徴とする。 Further, in the drive unit of the present invention, the portion of the crank shaft to which the crank arm is fitted and the portion to which the human power transmission body is fitted have a mountain portion and a diameter protruding in the radial direction, respectively. It has a valley portion that is recessed in the direction, and a mountain portion is provided between a portion of the crank shaft to which the human power transmission body is fitted and a portion of the human power transmission body to which the crank shaft is fitted. It is characterized by having a gap in each portion of the valley portion and the valley portion.

この構成によれば、クランク軸における人力伝達体が嵌合される箇所と、人力伝達体におけるクランク軸が嵌合される箇所との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間を形成する(いわゆる遊びを持たせる)ことができる。これにより、クランク軸と人力伝達体との嵌合箇所において、圧入するなどして隙間なく嵌合させた場合と比較して、クランク軸を曲げようとする力(すなわち、トルクセンサのトルク検知に悪影響を及ぼす恐れがある力)が人力伝達体に伝達することを低減することができる。 According to this configuration, a gap is formed in each portion of the mountain portion and the valley portion between the portion where the human power transmission body is fitted in the crank shaft and the portion where the crank shaft is fitted in the human power transmission body. Can be (have so-called play). As a result, at the fitting point between the crank shaft and the human power transmission body, the force that tries to bend the crank shaft (that is, the torque detection of the torque sensor) is compared with the case where the crank shaft is fitted without a gap by press fitting or the like. It is possible to reduce the transmission of (forces that may have an adverse effect) to the human-powered transmitter.

また、本発明の駆動ユニットは、前記クランク軸における、前記クランクアームが嵌合される箇所と、前記人力伝達体が嵌合される箇所とに、それぞれスプラインまたはセレーションが形成されていることを特徴とする。 Further, the drive unit of the present invention is characterized in that splines or serrations are formed at a portion of the crank shaft where the crank arm is fitted and a portion where the human-powered transmitter is fitted, respectively. And.

また、本発明の駆動ユニットは、前記クランク軸における、前記クランクアームが嵌合される箇所と、前記人力伝達体が嵌合される箇所との間の部分が、軸受により回転自在に支持され、前記クランク軸における前記軸受により支持されている箇所の外径と前記人力伝達体が嵌合される箇所の外径および前記クランクアームが嵌合される箇所の外径との半径方向差が、前記人力伝達体の前記クランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された前記凹凸部の半径方向の差よりも小さいことを特徴とする。なお、この場合に、前記クランク軸における、前記軸受の軸心方向両側に、前記軸受を軸心方向に対して位置決めをする規制部材が嵌合されていると好適である。また、前記クランク軸と前記軸受との間に、オイルシール材が配置されていてもよい。 Further, in the drive unit of the present invention, a portion of the crank shaft between a portion where the crank arm is fitted and a portion where the human power transmission body is fitted is rotatably supported by a bearing. The radial difference between the outer diameter of the portion of the crank shaft supported by the bearing, the outer diameter of the portion where the human-powered transmitter is fitted, and the outer diameter of the portion where the crank arm is fitted is the above . It is characterized in that it is smaller than the difference in the radial direction of the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft of the human power transmitter is fitted. In this case, it is preferable that the restricting members for positioning the bearing in the axial direction are fitted on both sides of the crank shaft in the axial direction of the bearing. Further, an oil sealing material may be arranged between the crank shaft and the bearing.

また、本発明の駆動ユニットは、前記人力駆動力に前記モータによる前記補助駆動力を合わせた合力が前記駆動力出力輪体に伝達されることを特徴とする。
また、本発明の駆動ユニットは、前記クランク軸とは異なる軸心で回転する中間軸が設けられ、前記中間軸には、減速歯車と、無端状駆動力伝達体に歯合する補助スプロケットとが取り付けられ、前記モータによる前記補助駆動力が前記減速歯車を介して前記補助スプロケットに伝達されることを特徴とする。
Further, the drive unit of the present invention is characterized in that a resultant force obtained by combining the human-powered driving force with the auxiliary driving force by the motor is transmitted to the driving force output wheel body .
Further, the drive unit of the present invention is provided with an intermediate shaft that rotates at an axis different from that of the crank shaft, and the intermediate shaft has a reduction gear and an auxiliary sprocket that meshes with an endless driving force transmitter. Attached, the auxiliary driving force of the motor is transmitted to the auxiliary sprocket via the reduction gear.

また、本発明は、前記駆動ユニットを備えた電動アシスト自転車であって、Further, the present invention is an electrically assisted bicycle provided with the drive unit.
前記駆動ユニットが前輪と後輪との間の中間位置に配設されていることを特徴とする。The drive unit is disposed at an intermediate position between the front wheels and the rear wheels.

本発明によれば、クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さくすることにより、クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所の直径を比較的大きくした場合でも、クランク軸における、人力伝達体が嵌合される箇所の外径を小さく抑えることができる。これにより、クランク軸と中間軸との軸間距離を小さく抑えることができて、駆動ユニットを小型化することが可能となる。 According to the present invention, the difference in the radial direction between the outer diameter of the place where the crank arm is fitted and the outer diameter of the place where the human power transmission body is fitted in the crank shaft is such that the crank shaft of the human power transmission body is fitted. By making it smaller than the difference in the radial direction of the uneven portion formed on the inner surface of the portion, even if the diameter of the portion where the crank arm is fitted on the crank shaft is relatively large, human power transmission on the crank shaft is performed. The outer diameter of the place where the body is fitted can be kept small. As a result, the distance between the crank shaft and the intermediate shaft can be kept small, and the drive unit can be miniaturized.

本発明の第1の実施の形態に係る電動アシスト自転車の全体左側面図Overall left side view of the electrically power assisted bicycle according to the first embodiment of the present invention. 同実施の形態の電動アシスト自転車の駆動ユニットなどの平面断面図A plan sectional view of a drive unit of an electrically power assisted bicycle according to the same embodiment. 同駆動ユニットの簡略的な左側面断面図Simple left side sectional view of the drive unit 同駆動ユニットの要部拡大平面断面図Enlarged plan view of the main part of the drive unit 同駆動ユニットの要部をさらに拡大した要部拡大平面断面図Enlarged plan view of the main part of the drive unit 同駆動ユニットのクランク軸の、クランクアームとの嵌合部の左側面図Left side view of the fitting part of the crank shaft of the same drive unit with the crank arm 同駆動ユニットのクランク軸の、人力伝達体との嵌合部の側面断面図Side sectional view of the fitting portion of the crank shaft of the drive unit with the human power transmission body. 同駆動ユニットの人力伝達体の、クランク軸との嵌合部の側面断面図Side sectional view of the fitting portion of the human-powered transmitter of the same drive unit with the crank shaft. 同駆動ユニットの人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所の側面断面図Side sectional view of the fitting portion of the human-powered transmitter and the crank shaft of the drive unit. 同駆動ユニットの人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所の要部拡大側面断面図Enlarged side sectional view of the main part of the fitting point of the human power transmission body and the crank shaft of the drive unit. 同駆動ユニットの人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所をさらに拡大した要部拡大側面断面図Enlarged side view of the main part of the drive unit in which the fitting points of the human-powered transmitter and the crank shaft are further enlarged. 同実施の形態の駆動ユニット変形例の要部を拡大した要部拡大平面断面図Enlarged plan view of the main part of the modified example of the drive unit of the same embodiment. 同駆動ユニット変形例の人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所の側面断面図Side sectional view of the fitting portion of the human-powered transmitter and the crank shaft of the modified example of the drive unit. 同駆動ユニットの変形例の人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所の要部拡大側面断面図Enlarged side view of the main part of the fitting part of the human-powered transmitter and the crank shaft of the modified example of the drive unit. 同駆動ユニットの変形例の人力伝達体およびクランク軸の嵌合箇所をさらに拡大した要部拡大側面断面図An enlarged side sectional view of a main part in which the fitting portion of the human-powered transmitter and the crank shaft of the modified example of the drive unit is further enlarged. 本発明の他の実施の形態(第2の実施の形態)の駆動ユニットなどの平面断面図A plan sectional view of a drive unit or the like according to another embodiment of the present invention (second embodiment). 本発明の第3の実施の形態に係る電動アシスト自転車の全体右側面図Overall right side view of the electrically power assisted bicycle according to the third embodiment of the present invention. 同電動アシスト自転車の要部右側面図Right side view of the main part of the electrically power assisted bicycle 同電動アシスト自転車のハンガおよびクランクユニットの分解斜視図An exploded perspective view of the hanger and crank unit of the electrically power assisted bicycle 同電動アシスト自転車のハンガおよびハンガ近傍箇所の縦断面図Vertical cross-sectional view of the hanger of the electrically power assisted bicycle and the location near the hanger 従来の電動アシスト自転車の駆動ユニットなどの平面断面図Plane cross-sectional view of the drive unit of a conventional electrically power assisted bicycle 同従来の電動アシスト自転車のクランク軸の要部拡大平面断面図Enlarged plan view of the main part of the crank shaft of the conventional electrically power assisted bicycle 同従来の電動アシスト自転車のクランク軸の要部拡大側面図Enlarged side view of the main part of the crank shaft of the conventional electrically power assisted bicycle 同従来の電動アシスト自転車の人力伝達体の要部拡大側面断面図Enlarged side view of the main part of the human power transmission body of the conventional electrically power assisted bicycle

以下、本発明の実施の形態に係る電動アシスト自転車および駆動ユニットについて図面に基づき説明する。なお、以下の説明における左右方向および前後方向とは、進行方向に向って当該電動アシスト自転車に搭乗した状態での方向を言う。また、この発明の構成が以下で述べる構成に限定されるものではない。 Hereinafter, the electrically power assisted bicycle and the drive unit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the left-right direction and the front-back direction refer to the direction in which the electrically power assisted bicycle is in the traveling direction. Further, the configuration of the present invention is not limited to the configuration described below.

図1における1は本発明の実施の形態に係る電動アシスト自転車である。図1に示すように、電動アシスト自転車1は、ヘッドパイプ2a、前フォーク2b、上パイプ2c、下パイプ2g、立パイプ2d、チェーンステー2e、シートステー2fなどからなる金属製のフレーム2と、前フォーク2bの下端に回転自在に取り付けられた前輪3と、チェーンステー2eの後端に回転自在に取り付けられた後輪4と、前輪3の向きを変更するハンドル5と、搭乗者が着座するサドル6と、踏力からなる人力駆動力がかけられるクランク7およびペダル8と、補助駆動力(アシスト力)を発生させる駆動源としての電動のモータ21(図2も参照)およびこのモータ21を含めた各種の電気的制御を行う制御部などが設けられた駆動ユニット20と、モータ21に駆動用の電力を供給する二次電池などからなるバッテリ12と、ハンドル5などに取り付けられて、搭乗者などが操作可能で、当該電動アシスト自転車1の電源の切り換えや走行モードなどを設定変更可能な手元操作部18と、クランク軸7aと同軸心で一体的に回転するように取り付けられ、人力駆動力および補助駆動力が合わされた合力を出力する駆動力出力輪体としての駆動スプロケット(前スプロケット、クランクスプロケットや前ギヤとも称せられる)13と、後輪4のハブ(後ハブとも称する)9に取り付けられた後部輪体としての後スプロケット(後ギヤとも称せられることがある)14と、駆動スプロケット13と後スプロケット14とにわたって回転可能な状態で無端状に巻回された無端状駆動力伝達体としてのチェーン15と、などを備えている。 1 in FIG. 1 is an electrically assisted bicycle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electrically assisted bicycle 1 includes a metal frame 2 including a head pipe 2a, a front fork 2b, an upper pipe 2c, a lower pipe 2g, a standing pipe 2d, a chain stay 2e, a seat stay 2f, and the like. The front wheel 3 rotatably attached to the lower end of the front fork 2b, the rear wheel 4 rotatably attached to the rear end of the chain stay 2e, the handle 5 for changing the direction of the front wheel 3, and the passenger are seated. Includes a saddle 6, a crank 7 and a pedal 8 to which a human-powered driving force consisting of pedaling force is applied, an electric motor 21 (see also FIG. 2) as a driving source for generating an auxiliary driving force (assisting force), and this motor 21. A drive unit 20 provided with a control unit or the like for performing various electrical controls, a battery 12 including a secondary battery for supplying power for driving to the motor 21, and a passenger attached to a handle 5 or the like. The hand-operated unit 18 that can be operated such as, and can switch the power supply of the electrically assisted bicycle 1 and change the setting of the running mode, etc. And, it is attached to the drive sprocket (also called front sprocket, crank sprocket or front gear) 13 as a drive force output wheel body that outputs the resultant force combined with the auxiliary drive force, and the hub (also called rear hub) 9 of the rear wheel 4. As a rear sprocket (sometimes also referred to as a rear gear) 14 as a rear wheel body, and as an endless driving force transmitter wound endlessly over the drive sprocket 13 and the rear sprocket 14 in a rotatable state. It is equipped with a chain 15 and the like.

そして、当該電動アシスト自転車1は、ペダル8からの踏力による人力駆動力に、モータ21により発生する補助駆動力を加えて走行可能であり、人力駆動力に補助駆動力を加えた合力が、駆動スプロケット13からチェーン15および後スプロケット14などを介して後輪4に伝達される。 The electrically assisted bicycle 1 can travel by adding the auxiliary driving force generated by the motor 21 to the human-powered driving force generated by the pedaling force from the pedal 8, and the resultant force obtained by adding the auxiliary driving force to the human-powered driving force drives the bicycle. It is transmitted from the sprocket 13 to the rear wheel 4 via the chain 15 and the rear sprocket 14.

なお、バッテリ12は蓄電器の一例であり、二次電池が好適であるが、キャパシタなどであってもよい。なお、クランク7は、左右にそれぞれ設けられるクランクアーム7bと、左右のクランクアーム7b同士を連結するクランク軸7aとなどからなり、クランクアーム7bの端部にペダル8が回転自在に取り付けられている。 The battery 12 is an example of a power storage battery, and a secondary battery is suitable, but a capacitor or the like may be used. The crank 7 is composed of a crank arm 7b provided on each of the left and right sides, a crank shaft 7a connecting the left and right crank arms 7b to each other, and the like, and a pedal 8 is rotatably attached to an end portion of the crank arm 7b. ..

図1に示すように、この電動アシスト自転車1では、駆動ユニット20が、前輪3と後輪4との間の中間位置、より詳しくはクランク軸7aが貫通される箇所に配設されている。そして、このような配置構成にすることで、重量が比較的大きい駆動ユニット20が、電動アシスト自転車1の前後方向中央に配置される。これにより、前輪3や後輪4を持ち上げ易くて、走行路に段差があっても容易に乗り越えることができるなど、電動アシスト自転車1の車体(フレーム2など)の取り回しがよく、また、走行安定性も良好とされている。 As shown in FIG. 1, in the electrically power assisted bicycle 1, the drive unit 20 is arranged at an intermediate position between the front wheels 3 and the rear wheels 4, more specifically, at a position where the crank shaft 7a is penetrated. With such an arrangement, the drive unit 20 having a relatively large weight is arranged at the center of the electrically power assisted bicycle 1 in the front-rear direction. As a result, the front wheels 3 and the rear wheels 4 can be easily lifted, and even if there is a step on the running path, it can be easily overcome. The sex is also good.

図2に示すように、駆動ユニット20は、第1~第3のケース22a~22cからなるユニットケース22により外殻部などが構成され、駆動ユニット20(この実施の形態では駆動ユニット20の後部)をクランク軸7aが左右に貫通している。また、第1、第2のケース22a、22bの一部に、取付用ボルト(図示せず)などが挿通されて、当該駆動ユニット20をフレーム2(下パイプ2gの下端部近傍箇所や、立パイプ2dの下端部近傍箇所、チェーンステー2eの前端部近傍箇所など)に取り付ける取付部22dが設けられている。さらに、クランク軸7aの外周に、クランク軸7aからの人力駆動力が伝達される略筒状の人力伝達体28と、人力伝達体28からの人力駆動力が伝達される連動筒体23と、連動筒体23からの人力駆動力が一方向クラッチ(補助駆動力切断用の一方向クラッチ)30などを介して伝達されるとともに人力駆動力とモータ21からの補助駆動力とを合成した合力を駆動スプロケット13に伝達する合力伝達体29とが、配設されている。また、クランク軸7aや人力伝達体28、連動筒体23、合力伝達体29などは同軸心で配置されている。 As shown in FIG. 2, in the drive unit 20, an outer shell portion and the like are configured by a unit case 22 composed of first to third cases 22a to 22c, and the drive unit 20 (in this embodiment, the rear portion of the drive unit 20). ), The crank shaft 7a penetrates left and right. Further, mounting bolts (not shown) or the like are inserted through a part of the first and second cases 22a and 22b, and the drive unit 20 is placed in the frame 2 (near the lower end portion of the lower pipe 2g or in a standing position). A mounting portion 22d to be attached to a portion near the lower end portion of the pipe 2d, a portion near the front end portion of the chain stay 2e, etc.) is provided. Further, a substantially tubular human power transmission body 28 to which the human power driving force from the crank shaft 7a is transmitted, and an interlocking cylinder 23 to which the human power driving force from the human power transmission body 28 is transmitted to the outer periphery of the crank shaft 7a. The human-powered driving force from the interlocking cylinder 23 is transmitted via a one-way clutch (one-way clutch for cutting the auxiliary driving force) 30, and the resultant force of the human-powered driving force and the auxiliary driving force from the motor 21 is combined. A resultant force transmitter 29 that transmits to the drive sprocket 13 is arranged. Further, the crank shaft 7a, the human power transmission body 28, the interlocking cylinder 23, the resultant force transmission body 29, and the like are arranged coaxially.

また、駆動ユニット20のユニットケース22内には、モータ21の回転を減速して合力伝達体29側(この実施の形態では中間軸40)に伝達する減速機構25と、補助駆動力(アシスト力)駆動源としてのモータ21とが配設されている。駆動ユニット20のユニットケース22内には、各種の電気的制御を行う電子部品が設けられた基板(駆動基板や主基板とも称せられる)24も配設されており、基板24とこの基板に装着された電子部品などにより制御部が構成されている。なお、図2、図3に示すように、モータ21の回転軸21aの軸心と、クランク軸7aの軸心と、後述する中間軸40の軸心とは、互いに異なっている。また、この実施の形態では、前方から順にモータ21の回転軸21a、中間軸40、クランク軸7aが配置されている。しかし、これに限るものではなく、モータ21の回転軸21a、中間軸40、クランク軸7aが前後方向に逆の向きで配置されていてもよい。 Further, in the unit case 22 of the drive unit 20, there is a deceleration mechanism 25 that decelerates the rotation of the motor 21 and transmits it to the resultant force transmission body 29 side (intermediate shaft 40 in this embodiment), and an auxiliary drive force (assist force). ) A motor 21 as a drive source is arranged. In the unit case 22 of the drive unit 20, a board (also referred to as a drive board or a main board) 24 provided with electronic components that perform various electrical controls is also arranged, and is mounted on the board 24 and this board. The control unit is composed of electronic parts and the like. As shown in FIGS. 2 and 3, the axis of the rotating shaft 21a of the motor 21, the axis of the crank shaft 7a, and the axis of the intermediate shaft 40 described later are different from each other. Further, in this embodiment, the rotary shaft 21a, the intermediate shaft 40, and the crank shaft 7a of the motor 21 are arranged in order from the front. However, the present invention is not limited to this, and the rotary shaft 21a, the intermediate shaft 40, and the crank shaft 7a of the motor 21 may be arranged in opposite directions in the front-rear direction.

また、駆動ユニット20内(詳しくは駆動ユニット20のユニットケース22内)に、クランク軸7aの両端部を除く部分と、人力伝達体28、連動筒体23、合力伝達体29、減速機構25、モータ21、後述するトルクセンサ31、回転検出体11、回転検出器(回転センサ)10などが設けられる。駆動ユニット20内で人力駆動力と補助駆動力とが合成され、この合成された合力が、駆動ユニット20の外(詳しくは駆動ユニット20のユニットケース22の外)に設けられた駆動スプロケット13から出力される。 Further, in the drive unit 20 (specifically, in the unit case 22 of the drive unit 20), a portion excluding both ends of the crank shaft 7a, a human power transmission body 28, an interlocking cylinder body 23, a resultant force transmission body 29, a deceleration mechanism 25, A motor 21, a torque sensor 31, a rotation detector 11, a rotation detector (rotation sensor) 10, and the like, which will be described later, are provided. The human-powered driving force and the auxiliary driving force are combined in the drive unit 20, and the combined combined force is generated from the drive sprocket 13 provided outside the drive unit 20 (specifically, outside the unit case 22 of the drive unit 20). It is output.

駆動ユニット20についてさらに詳しく述べる。図2、図3に示すように、クランク軸7aが、駆動ユニット20の後部を左右に貫通した状態で軸受(クランク軸軸受)26、27により回転自在に配設されている。クランク軸7aにおける左側寄り部分の外周に、凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7cを介して、筒状の人力伝達体28がクランク軸7aと一体的に回転する状態で嵌め合わされている。なお、人力伝達体28の内周におけるクランク軸7aのスプライン(またはセレーション)7cに対応する箇所にも凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bが形成されてクランク軸7aのスプライン(またはセレーション)7cと噛み合っている。 The drive unit 20 will be described in more detail. As shown in FIGS. 2 and 3, the crank shaft 7a is rotatably arranged by bearings (crank shaft bearings) 26 and 27 in a state of penetrating the rear portion of the drive unit 20 to the left and right. A cylindrical human-powered transmitter 28 is fitted to the outer periphery of the left side portion of the crank shaft 7a in a state of being integrally rotated with the crank shaft 7a via a spline (or serration) 7c as an uneven portion. A spline (or serration) 28b as an uneven portion is also formed at a portion corresponding to the spline (or serration) 7c of the crank shaft 7a on the inner circumference of the human power transmission body 28, and the spline (or serration) 7c of the crank shaft 7a is formed. Is in mesh with.

人力伝達体28の外周表面には、磁気異方性を付与した磁歪発生部31aが形成されている。また、磁歪発生部31aの外周に一定の隙間(空間)を介してコイル31bが配設されている。そして、これらの磁歪発生部31aおよびコイル31bにより磁歪式のトルクセンサ(人力検知部)31が構成されている。これにより、クランク軸7aからの人力駆動力が人力伝達体28に伝達されるとともに、トルクセンサ31により人力駆動力が検出される。また、この磁歪式のトルクセンサ31では、磁歪発生部31bが、人力伝達体28の軸心方向に対して例えば+45度と-45度とをなす螺旋形状に形成されている。そして、人力伝達体28に人力駆動力が伝達されると、人力伝達体28の表面の磁歪発生部31bに歪みが発生して透磁率の増加部分と減少部分とが発生するため、コイル31aのインダクタンス差を測定することでトルク(人力駆動力)の大きさを検出できるよう構成されている。本実施の形態では、トルクセンサ31として磁歪式のトルクセンサを用いたが、人力伝導体28の物理的な歪を検知する歪センサを人力伝達体28の外周表面に配置した歪感知式のトルクセンサを用いても良い。 On the outer peripheral surface of the human power transmitter 28, a magnetostrictive generation portion 31a imparted with magnetic anisotropy is formed. Further, the coil 31b is arranged on the outer periphery of the magnetostriction generating portion 31a through a constant gap (space). The magnetostrictive generation unit 31a and the coil 31b constitute a magnetostriction type torque sensor (human power detection unit) 31. As a result, the human-powered driving force from the crank shaft 7a is transmitted to the human-powered transmission body 28, and the human-powered driving force is detected by the torque sensor 31. Further, in the magnetostriction type torque sensor 31, the magnetostriction generating portion 31b is formed in a spiral shape having, for example, +45 degrees and −45 degrees with respect to the axial direction of the human power transmitter 28. When the human-powered driving force is transmitted to the human-powered transmission body 28, the magnetostrictive generation portion 31b on the surface of the human-powered transmission body 28 is distorted to generate an increase portion and a decrease portion of the magnetic permeability. It is configured so that the magnitude of torque (human-powered driving force) can be detected by measuring the inductance difference. In the present embodiment, a magnetostrictive torque sensor is used as the torque sensor 31, but a strain-sensing torque sensor in which a strain sensor for detecting the physical strain of the human-powered conductor 28 is arranged on the outer peripheral surface of the human-powered conductor 28 is used. A sensor may be used.

連動筒体23は、クランク軸7aの外周における人力伝達体28の右側に隣接した箇所で、クランク軸7aに対して回転自在の状態で配設されている。人力伝達体28の右端部外周に形成されたスプライン(またはセレーション)28aと、連動筒体23の左端部内周に形成されたスプライン(またはセレーション)23aと、が嵌合されて、連動筒体23が人力伝達体28と一体的に回転する。なお、この実施の形態では、人力伝達体28のスプライン(またはセレーション)28aに、連動筒体23の左端部内周に形成されたスプライン(またはセレーション)23aが外側から嵌合されている。 The interlocking cylinder 23 is arranged on the outer periphery of the crank shaft 7a at a position adjacent to the right side of the human power transmission body 28 in a state of being rotatable with respect to the crank shaft 7a. A spline (or serration) 28a formed on the outer periphery of the right end portion of the human power transmission body 28 and a spline (or serration) 23a formed on the inner circumference of the left end portion of the interlocking cylinder 23 are fitted to each other to form the interlocking cylinder 23. Rotates integrally with the human power transmitter 28. In this embodiment, a spline (or serration) 23a formed on the inner circumference of the left end portion of the interlocking cylinder 23 is fitted to the spline (or serration) 28a of the human power transmission body 28 from the outside.

また、この実施の形態では、連動筒体23の左側部分の外周に、連動筒体23の回転状態を検出するための回転検出体11が取り付けられている。また、回転検出体11を外周側から臨むように、クランク軸回転センサとしての回転検出器(回転センサ)10がユニットケース22側に取り付けられて固定されている。例えば、回転検出器10は、出射部と受光部とを有する光センサが回転検出体11の回転方向に並べられている(図示せず)。回転検出体11は、その外周側箇所に、くし(櫛)歯状に右側に延びる多数の歯部を有している。そして、回転検出体11の歯部がある場合には、出射された光が歯部で反射して回転検出器10により受けられる。これにより、光の入射状態と非入射状態とを回転検出器10の受光部により電気的に検知するとともに、この信号を制御部で入力して連動筒体23の回転数(回転量)および回転方向を検知する。なお、光センサに代えてホールICなどの磁気センサを設けて連動筒体23の回転数(回転量)および回転方向を検知してもよい。ここで、連動筒体23は人力伝達体28と一体的に回転し、人力伝達体28はクランク軸7aと一体的に回転する。これにより、連動筒体23の回転量および回転方向を検知して、クランク軸7aやペダル8の回転数(回転量)や回転方向も検知できる。 Further, in this embodiment, a rotation detecting body 11 for detecting the rotational state of the interlocking cylinder 23 is attached to the outer periphery of the left side portion of the interlocking cylinder 23. Further, a rotation detector (rotation sensor) 10 as a crank shaft rotation sensor is attached and fixed to the unit case 22 side so that the rotation detector 11 faces from the outer peripheral side. For example, in the rotation detector 10, optical sensors having an emitting unit and a light receiving unit are arranged in the rotation direction of the rotation detector 11 (not shown). The rotation detector 11 has a large number of tooth portions extending to the right in the shape of a comb tooth at a portion on the outer peripheral side thereof. Then, when there is a tooth portion of the rotation detector 11, the emitted light is reflected by the tooth portion and received by the rotation detector 10. As a result, the incident state and non-incident state of light are electrically detected by the light receiving unit of the rotation detector 10, and this signal is input by the control unit to rotate the rotation speed (rotation amount) and rotation of the interlocking cylinder 23. Detect the direction. In addition, instead of the optical sensor, a magnetic sensor such as a Hall IC may be provided to detect the rotation speed (rotation amount) and the rotation direction of the interlocking cylinder 23. Here, the interlocking cylinder 23 rotates integrally with the human power transmission body 28, and the human power transmission body 28 rotates integrally with the crank shaft 7a. As a result, the rotation amount and rotation direction of the interlocking cylinder 23 can be detected, and the rotation speed (rotation amount) and rotation direction of the crank shaft 7a and the pedal 8 can also be detected.

また、連動筒体23の右側部分の外周に、一方向クラッチ(補助駆動力切断用の一方向クラッチ)30を介して、合力伝達体29が配設されている。そして、ペダル8を漕いで前進している場合には、連動筒体23に伝達された人力駆動力が一方向クラッチ30を介して合力伝達体29に伝達される。 Further, a resultant force transmission body 29 is arranged on the outer periphery of the right side portion of the interlocking cylinder 23 via a one-way clutch (one-way clutch for cutting auxiliary driving force) 30. Then, when the pedal 8 is pedaled to move forward, the human-powered driving force transmitted to the interlocking cylinder 23 is transmitted to the resultant force transmission body 29 via the one-way clutch 30.

モータ21はモータ軸軸受32、33によりその回転軸21aおよびロータ21bが回転自在に支持されている。また、モータ21の回転軸21aが右側方に突出され、この突出部の外周に後述するモータ軸減速歯車39が形成されている。 The rotary shaft 21a and the rotor 21b of the motor 21 are rotatably supported by the motor shaft bearings 32 and 33. Further, the rotating shaft 21a of the motor 21 is projected to the right side, and a motor shaft reduction gear 39 described later is formed on the outer periphery of the protruding portion.

減速機構25は、クランク軸7aと平行に配設された中間軸40と、合力伝達体29の左寄り部分に形成された大径の減速歯車(第1の減速歯車:クランク軸側減速歯車)36を含めた2対の減速歯車36~39などを有しており、2段の減速機構を構成している。そして、減速機構25は、クランク軸7aを通して伝達された人力駆動力とモータ21から伝達された補助駆動力とを合成し、かつ、前記人力駆動力と前記補助駆動力とが合成されてなる合力を合力伝達体29に伝達する。 The reduction gear 25 includes an intermediate shaft 40 arranged in parallel with the crank shaft 7a, and a large-diameter reduction gear (first reduction gear: crank shaft side reduction gear) 36 formed on the left side portion of the resultant force transmission body 29. It has two pairs of reduction gears 36 to 39 including the above, and constitutes a two-stage reduction mechanism. Then, the deceleration mechanism 25 combines the human-powered driving force transmitted through the crank shaft 7a and the auxiliary driving force transmitted from the motor 21, and the resultant force formed by combining the human-powered driving force and the auxiliary driving force. Is transmitted to the resultant force transmitter 29.

中間軸40は、駆動ユニット20の前後方向中央部において左右に延びてクランク軸7aと平行な姿勢で、軸受(中間軸軸受)34、35により回転自在に支持された状態で配設されている。中間軸40には、大径の第2の中間軸減速歯車37と、小径の第3の中間軸減速歯車38と、人力駆動力切断用の一方向クラッチ42とが取り付けられている。 The intermediate shaft 40 is arranged so as to extend left and right in the central portion of the drive unit 20 in the front-rear direction and to be rotatably supported by bearings (intermediate shaft bearings) 34 and 35 in a posture parallel to the crank shaft 7a. .. A second intermediate shaft reduction gear 37 having a large diameter, a third intermediate shaft reduction gear 38 having a small diameter, and a one-way clutch 42 for cutting a human-powered driving force are attached to the intermediate shaft 40.

人力駆動力切断用の一方向クラッチ42は、中間軸40の外周と第2の中間軸減速歯車37の内周との間に配設されており、ペダル8からの人力駆動力を切断するためのものである。すなわち、この一方向クラッチ42により、モータ21が駆動されずに補助駆動力が発生していない場合には、ペダル8からの人力駆動力が、人力駆動力切断用の一方向クラッチ42により切断されて、モータ21のロータ21bを回転させなくても済むように構成されている。一方、モータ21が駆動されて回転している場合には、中間軸40と第2の中間軸減速歯車37とが一方向クラッチ42を介して接続され、第2、第3の中間軸減速歯車37、38は中間軸40とともに一体的に回転する。 The one-way clutch 42 for cutting the human-powered driving force is arranged between the outer circumference of the intermediate shaft 40 and the inner circumference of the second intermediate shaft reduction gear 37 to cut off the human-powered driving force from the pedal 8. belongs to. That is, when the motor 21 is not driven by the one-way clutch 42 and the auxiliary driving force is not generated, the human-powered driving force from the pedal 8 is disengaged by the one-way clutch 42 for cutting the human-powered driving force. Therefore, it is not necessary to rotate the rotor 21b of the motor 21. On the other hand, when the motor 21 is driven and rotated, the intermediate shaft 40 and the second intermediate shaft reduction gear 37 are connected via the one-way clutch 42, and the second and third intermediate shaft reduction gears are connected. 37 and 38 rotate integrally with the intermediate shaft 40.

そして、モータ21の回転軸21aに形成された小径のモータ軸減速歯車39が大径の第2の中間軸減速歯車37に噛み合っているため、モータ21が回転されて補助駆動力が出力される場合に、モータ21の回転が減速され、モータ21からの補助駆動力のトルクが増幅されて中間軸40側に伝達される。また、小径の第3の中間軸減速歯車38は、合力伝達体29に一体形成された大径の第1の減速歯車36に噛み合っているため、中間軸40に伝達された補助駆動力のトルクがさらに増幅されて第1の減速歯車36に伝達される。そして、第1の減速歯車36が一体形成されている合力伝達体29において、人力駆動力とモータ21からの補助駆動力とが合成されて、駆動力出力輪体としての駆動スプロケット13から出力される。 Then, since the small-diameter motor shaft reduction gear 39 formed on the rotary shaft 21a of the motor 21 meshes with the large-diameter second intermediate shaft reduction gear 37, the motor 21 is rotated and an auxiliary driving force is output. In this case, the rotation of the motor 21 is decelerated, and the torque of the auxiliary driving force from the motor 21 is amplified and transmitted to the intermediate shaft 40 side. Further, since the small diameter third intermediate shaft reduction gear 38 meshes with the large diameter first reduction gear 36 integrally formed with the resultant force transmission body 29, the torque of the auxiliary driving force transmitted to the intermediate shaft 40 Is further amplified and transmitted to the first reduction gear 36. Then, in the resultant force transmission body 29 in which the first reduction gear 36 is integrally formed, the human-powered driving force and the auxiliary driving force from the motor 21 are combined and output from the driving sprocket 13 as the driving force output wheel body. To.

ここで、図4~図10に拡大して示すように、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所の外径(詳しくは、外周部の直径)D1と人力伝達体28が嵌合される箇所の外径D2との半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)A1が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている。また、この実施の形態では、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所にも、凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7dが形成され、これに対応して、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aの嵌合箇所にも凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7eが形成されている。 Here, as shown in an enlarged manner in FIGS. 4 to 10, the outer diameter (specifically, the diameter of the outer peripheral portion) D1 of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted and the human-powered transmitter 28 are fitted. A radial difference (difference in radial dimension from the axis X of the crank shaft 7a) A1 with the outer diameter D2 of the fitted portion is formed on the inner surface of the portion where the crank arm 7b of the human power transmission body 28 is fitted. It is made smaller than the radial difference (so-called height difference of the uneven portion) B1 of the spline (or serration) 28b as the uneven portion. Further, in this embodiment, a spline (or serration) 7d as an uneven portion is also formed at a position where the crank arm 7b of the crank shaft 7a is fitted, and correspondingly, the crank shaft of the crank arm 7b is formed. A spline (or serration) 7e as an uneven portion is also formed at the fitting portion of the 7a.

すなわち、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、これに対応して人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合する箇所とには、それぞれ、径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有する凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7c、28bが形成されている。また、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aが嵌合される箇所とにも、それぞれ、径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とが所定角度毎に設けられてなる凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7d、7eが形成されている。また、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1は、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2よりも大きく、人力伝達体27のクランク軸7aが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の内面に形成された内径(人力伝達体27のスプラインまたはセレーション7dの谷部間の直径)よりも小さく形成されている。そして、上記したように、クランクアーム7bが嵌合される箇所の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所の外径D2との半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)A1が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている。 That is, the portion where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted and the portion where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted correspondingly are peaks protruding in the radial direction, respectively. Splines (or serrations) 7c and 28b are formed as uneven portions having a portion and a valley portion recessed in the radial direction. Further, in the place where the human power transmission body 28 is fitted in the crank shaft 7a and the place where the crank shaft 7a in the crank arm 7b is fitted, there are mountain portions protruding in the radial direction and a radial portion in the radial direction, respectively. On the other hand, splines (or serrations) 7d and 7e are formed as uneven portions in which recessed valley portions are provided at predetermined angles. Further, the outer diameter D1, which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, is a spline fitted to the human-powered transmitter 28 of the crank shaft 7a. (Or serration) On the inner surface of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank shaft 7a of the human power transmitter 27 is fitted, which is larger than the outer diameter D2 which is the diameter of the portion where the peak portion of 7c is provided. It is formed smaller than the formed inner diameter (diameter between the splines of the human power transmitter 27 or the valley of the serration 7d). Then, as described above, the radial difference between the outer diameter D1 of the place where the crank arm 7b is fitted and the outer diameter D2 of the place where the human power transmission body 28 is fitted (from the axial center X of the crank shaft 7a). Radial difference) A1 is the radial difference of the spline (or serration) 28b as the uneven portion formed on the inner surface of the place where the crank arm 7b of the human power transmission body 28 is fitted (the height of the so-called uneven portion). Difference) It is smaller than B1.

また、図11にさらに拡大して示すように、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合される箇所との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間(いわゆる遊び)を有するように形成されている。この隙間の好適な寸法は、クランク軸7aと人力伝達体28との嵌合部であるスプライン(またはセレーション)7c、28bが設けられている箇所におけるm(モジュール)=d(基準円直径)/z(歯数)で示した場合に、クランク軸7aの山部とこれに対応する人力伝達体28の箇所との間の隙間Eは、0~0.25m(0より大きく(例えば0.001m以上)、0.25m以下)とすると好適である。また、クランク軸7aの谷部とこれに対応する人力伝達体28の箇所との間の隙間Fは、0~0.1m(0より大きく(例えば0.001m以上)、0.1m以下)すると好適である。なお、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7cの高さ(半径方向寸法)は例えば2.25mとされているが、これに限るものではない。 Further, as shown in an enlarged scale in FIG. 11, a mountain portion is formed between the portion where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted and the portion where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted. And each part of the valley part is formed so as to have a gap (so-called play). The preferred size of this gap is m (module) = d (reference circle diameter) / at the location where the splines (or serrations) 7c and 28b, which are the fitting portions of the crank shaft 7a and the human power transmission body 28, are provided. When indicated by z (number of teeth), the gap E between the mountain portion of the crank shaft 7a and the corresponding portion of the human power transmission body 28 is 0 to 0.25 m (for example, 0.001 m larger than 0). The above) and 0.25 m or less) are suitable. Further, the gap F between the valley portion of the crank shaft 7a and the corresponding portion of the human power transmission body 28 is 0 to 0.1 m (greater than 0 (for example, 0.001 m or more), 0.1 m or less). Suitable. The height (radial dimension) of the spline (or serration) 7c where the human power transmission body 28 is fitted in the crank shaft 7a is set to, for example, 2.25 m, but the height is not limited to this.

また、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所に形成されているスプライン(またはセレーション)7cは、軸受26と嵌合している箇所まで延ばされて形成されている。すなわち、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)とクランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)との間の部分は、軸受(この実施の形態では左側に配置されている軸受)26により回転自在に支持されている。そして、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3と、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション))の外径D2およびクランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と、の半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている。なお、この実施の形態では、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3が、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2と同じとされているが、これに限るものではない。 Further, the spline (or serration) 7c formed at the portion of the crank shaft 7a where the human-powered transmitter 28 is fitted is extended to the portion where the human-powered transmitter 28 is fitted with the bearing 26. That is, the portion of the crank shaft 7a between the place where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) and the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) is a bearing. It is rotatably supported by (bearing arranged on the left side in this embodiment) 26. Then, the outer diameter D3 of the portion of the crank shaft 7a supported by the bearing 26, the outer diameter D2 of the portion (spline (or serration)) to which the human power transmission body 28 is fitted, and the crank arm 7b are fitted. The crank arm 7b of the human-powered transmitter 28 is fitted with a radial difference (difference in radial dimension from the axial center X of the crank shaft 7a) with the outer diameter D1 of the location (spline (or serration) 7d). The difference in the radial direction (so-called height difference of the uneven portion) B1 of the spline (or serration) 28b as the uneven portion formed on the inner surface of the portion is made smaller. In this embodiment, the outer diameter D3 of the portion of the crank shaft 7a supported by the bearing 26 is the same as the outer diameter D2 of the portion (spline (or serration) 7c) to which the human power transmission body 28 is fitted. However, it is not limited to this.

但し、図9、図10に示すように、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径(谷部径)T1は、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径(谷部径)T2より、小さい。このように、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径(谷部径)T1が、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径(谷部径)T2以下の場合、クランク軸への谷部の加工が容易である。また、この実施の形態では、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数が、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部および谷部の数の2倍とされており、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部となる箇所は、そのままクランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部に対応するように形成されている。すなわち、この実施の形態では、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部が、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部に対して、1つおきに(すなわち、隣り合う山部が周方向に2倍の角度毎に)形成されている。 However, as shown in FIGS. 9 and 10, the diameter (valley diameter) T1 of the portion of the crank shaft 7a where the valley portion where the crank arm 7b is fitted is provided is the human power transmission in the crank shaft 7a. It is smaller than the diameter (valley diameter) T2 of the portion where the valley portion of the portion where the body 28 is fitted is provided. In this way, the diameter (valley diameter) T1 of the portion of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is provided, and the portion of the crank shaft 7a where the human-powered transmitter 28 is fitted. When the diameter (valley diameter) of the portion where the valley portion is provided is T2 or less, it is easy to process the valley portion on the crank shaft. Further, in this embodiment, the number of ridges and valleys of the crank shaft 7a where the human-powered transmitter 28 is fitted is the same as the number of ridges and valleys of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted. The number of parts is doubled, and the mountain part of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is the mountain part of the crank shaft 7a where the human power transmitter 28 is fitted. It is formed to correspond to. That is, in this embodiment, every other mountain portion of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is every other mountain portion of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted. (That is, adjacent peaks are formed at double angles in the circumferential direction).

また、図4、図5に示すように、この実施の形態では、クランク軸7aにおける軸受26の軸心方向両側(左側と右側)には、スプライン(スプライン(またはセレーション)7c)の山部の外周側部分が削られて溝部7fが形成され、これらの溝部7fに、軸受26を軸心方向に対して(すなわち、左右方向に対して)移動しないように位置決めをする規制部材43がそれぞれ嵌合されている。また、軸心方向に対して(すなわち、左右方向に対して)、両方の規制部材43の間の中間箇所には、スプライン(スプライン(またはセレーション)7c)の谷部と同じ深さで周方向に延びる溝部7gが形成され、この溝部7gに、径方向に対してクランク軸7aと人力伝達体28との間を密閉するオイルシール材44が配置されている。そして、このオイルシール材44により、ユニットケース22の外部から内部に水や泥が侵入することを防止できる。また、減速歯車36~39などに塗られている潤滑油が、駆動ユニット20内から、クランク軸7aと人力伝達体28との間の隙間を通って、駆動ユニット20の外部に洩れ出さないようになっている。 Further, as shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, splines (splines (or serrations) 7c) peaks are formed on both sides (left side and right side) of the bearing 26 in the crank shaft 7a in the axial direction. The outer peripheral side portion is shaved to form a groove portion 7f, and a regulating member 43 for positioning the bearing 26 so as not to move in the axial direction (that is, in the left-right direction) is fitted in each of the groove portions 7f. It has been combined. Also, in the axial direction (that is, in the left-right direction), at the intermediate point between both regulating members 43, in the circumferential direction at the same depth as the valley portion of the spline (spline (or serration) 7c). A groove portion 7g is formed, and an oil sealing material 44 that seals between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28 in the radial direction is arranged in the groove portion 7g. The oil sealing material 44 can prevent water and mud from entering the inside of the unit case 22 from the outside. Further, the lubricating oil applied to the reduction gears 36 to 39 and the like is prevented from leaking from the inside of the drive unit 20 to the outside of the drive unit 20 through the gap between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28. It has become.

なお、この実施の形態では、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aのスプライン(またはセレーション)7dと嵌合するスプライン(またはセレーション)7dに隣接して、内周側に突出する鍔状部7iが一体形成されている。そして、クランク軸7aにクランクアーム7bを組み付ける際には、クランクアーム7bの鍔状部7iがクランク軸7aに側方から突き当たるまで嵌合された後に、クランクアーム7bの外側から、固定用部材45の雄ねじ部45aをクランク軸7aの端部内周に形成されている雌ねじ部7hにねじ込んで、クランクアーム7bが外れないように固定されている。なお、46はクランクアーム7bと固定用部材45との間に挟み込まれるワッシャで、必要に応じて設ければよい。 In this embodiment, a flange-shaped portion 7i projecting to the inner peripheral side is integrally formed adjacent to the spline (or serration) 7d that fits with the spline (or serration) 7d of the crank shaft 7a in the crank arm 7b. Has been done. When assembling the crank arm 7b to the crank shaft 7a, the flange-shaped portion 7i of the crank arm 7b is fitted to the crank shaft 7a from the side until it abuts from the side, and then the fixing member 45 is attached from the outside of the crank arm 7b. The male screw portion 45a is screwed into the female screw portion 7h formed on the inner circumference of the end portion of the crank shaft 7a, and the crank arm 7b is fixed so as not to come off. The 46 is a washer sandwiched between the crank arm 7b and the fixing member 45, and may be provided as needed.

上記構成によれば、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2との半径方向差A1が人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7cの半径方向B1の差よりも小さい。また、本実施の形態では、さらに、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3も人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2と同じである。したがって、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができる。これにより、クランク軸7aと中間軸40との軸間距離を小さく抑えることができて、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 According to the above configuration, in the crank shaft 7a, the outer diameter D1 of the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the place where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c). ) The difference A1 in the radial direction from the outer diameter D2 is larger than the difference in the radial direction B1 of the spline (or serration) 7c as the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft 7a of the human power transmitter 28 is fitted. small. Further, in the present embodiment, the outer diameter D3 of the portion of the crank shaft 7a supported by the bearing 26 is also the outer diameter D2 of the portion (spline (or serration) 7c) to which the human power transmission body 28 is fitted. It is the same. Therefore, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, the human-powered transmitter 28 in the crank shaft 7a is fitted. The outer diameter D2 of the location (spline (or serration) 7c) can be kept small, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can also be kept small. As a result, the distance between the crank shaft 7a and the intermediate shaft 40 can be kept small, and the drive unit 20 can be miniaturized.

なお、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2との半径方向差A1は、人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差B1の90%以内が好適であり、さらに望ましくは、50%以内がより好適である。 In the crank shaft 7a, the outer diameter D1 of the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the outer diameter of the place where the human power transmitter 28 is fitted (spline (or serration) 7c). The radial difference A1 from D2 is within 90% of the radial difference B1 of the spline (or serration) 28b as an uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft 7a of the human power transmission body 28 is fitted. It is preferable, and more preferably 50% or less is more preferable.

また、上記実施の形態では、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション))の外径D2およびクランクアーム7bが嵌合される箇所の外径D1との半径方向差A1が人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差B1よりも小さい。これによっても、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、軸受26により支持されている箇所の外径D3やクランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができる。これにより、クランク軸7aと中間軸40との軸間距離を小さく抑えることができて、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 Further, in the above embodiment, the outer diameter D3 of the portion of the crank shaft 7a supported by the bearing 26 and the outer diameter D2 of the portion (spline (or serration)) where the human power transmission body 28 is fitted and the crank arm 7b. Radial difference A1 from the outer diameter D1 of the place where is fitted is the radial direction of the spline (or serration) 28b as an uneven portion formed on the inner surface of the place where the crank shaft 7a of the human power transmission body 28 is fitted. The difference is smaller than B1. Also by this, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, it is supported by the bearing 26 in the crank shaft 7a. The outer diameter D3 of the bearing portion and the outer diameter D2 of the portion where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) in the crank shaft 7a can be suppressed to a small size, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can be suppressed. ) Can also be kept small. As a result, the distance between the crank shaft 7a and the intermediate shaft 40 can be kept small, and the drive unit 20 can be miniaturized.

また、近年、自転車のボトムブラケット(クランク軸周辺部)の規格として、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径が比較的大きいISIS規格(International Spline Interface Standard)などの規格があり、このような規格に対応すべく、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bとの連結嵌合部の直径を比較的大きくして、クランクアーム7bからクランク軸7aにより大きな力が作用しても十分な耐久性(強度)を有するよう構成した場合でも、上記のように、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができ、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 In recent years, as a standard for the bottom bracket (around the crank shaft) of a bicycle, there are standards such as the ISIS standard (International Spline Interface Standard) in which the diameter of the connecting fitting part with the crank arm on the crank shaft is relatively large. In order to comply with various standards, the diameter of the connecting fitting portion of the crank shaft 7a with the crank arm 7b is made relatively large, and sufficient durability (strength) is sufficient even if a larger force is applied from the crank arm 7b to the crank shaft 7a. ), As described above, the outer diameter D2 of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) can be suppressed to a small size, and the torque can be suppressed. The size (diameter) of the sensor 31 can be kept small, and the drive unit 20 can be miniaturized.

また、上記構成によれば、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)と、人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)28b)との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間E、Fが形成されている。これにより、クランク軸7aと人力伝達体28との嵌合箇所において、圧入するなどして隙間なく嵌合させた場合と比較して、クランク軸7aを曲げようとする力(すなわち、トルクセンサ31のトルク検知に悪影響を及ぼす恐れがある力)が人力伝達体28に伝達することを低減することができる。 Further, according to the above configuration, a place where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted (spline (or serration) 7c) and a place where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c). Gap E and F are formed in each of the mountain portion and the valley portion between the serration) 28b). As a result, at the fitting portion between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28, a force for bending the crank shaft 7a (that is, a torque sensor 31) as compared with the case where the crank shaft 7a is fitted without a gap by press fitting or the like. It is possible to reduce the transmission of the force (a force that may adversely affect the torque detection) to the human power transmission body 28.

つまり、ペダル8が踏まれると、クランク軸7aには軸回転方向に捻れる力に加えて、軸心Xと直交する方向にクランク軸7aを曲げようとする力が働く。前記隙間E、Fがないと、クランク軸7aを曲げようとする力が、人力伝達体28を介してトルクセンサ31の磁歪発生部31aに直接伝達される。このクランク軸7aを曲げようとする力は、トルクセンサ31のトルク(軸回転方向に捻れる力)を検知するに際して、ノイズとなり悪影響を与えるため、トルクセンサ31の検出精度を低下させる。 That is, when the pedal 8 is stepped on, a force for bending the crank shaft 7a in a direction orthogonal to the axis X acts in addition to a force for twisting the crank shaft 7a in the axis rotation direction. Without the gaps E and F, the force for bending the crank shaft 7a is directly transmitted to the magnetostriction generating portion 31a of the torque sensor 31 via the human power transmission body 28. The force that tries to bend the crank shaft 7a becomes noise when detecting the torque (force that twists in the shaft rotation direction) of the torque sensor 31, which adversely affects the detection accuracy of the torque sensor 31.

これに対して、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)と、人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)28b)との間に隙間E、Fを設けることで、クランク軸7aを曲げようとする力が人力伝達体28に伝達することが低減され、ひいては、トルクセンサ31の検出精度が低下し難くなり、ひいては、当該電動自転車1の信頼性を向上させることができる。 On the other hand, a place where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted (spline (or serration) 7c) and a place where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 28b). ), By providing the gaps E and F, the force for bending the crank shaft 7a is reduced to be transmitted to the human power transmission body 28, and the detection accuracy of the torque sensor 31 is less likely to decrease. As a result, the reliability of the electric bicycle 1 can be improved.

また、上記構成によれば、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数が、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部および谷部の数の2倍とされており、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部となる箇所は、そのままクランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部に対応するように形成されているので、クランク軸7aに作用する人力駆動力(踏力)を、多くの山部および谷部が形成されているスプライン(またはセレーション)7cを通して人力伝達体28に伝達することができるので、人力伝達体28の外周に磁歪発生部31bが形成されているトルクセンサ31によって良好な感度でトルクを検知することができる。つまり、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7cの形状を、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7dの形状と同じに形成した場合でも、クランク軸7aに人力伝達体28を嵌合されることは可能であるが、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数がより多いと、良好な感度(精度)でトルクを検出できて、信頼性が向上する。 Further, according to the above configuration, the number of peaks and valleys where the human-powered transmitter 28 is fitted on the crank shaft 7a is the number of peaks and valleys where the crank arm 7b is fitted on the crank shaft 7a. The number of parts is doubled, and the part that becomes the mountain part of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is the mountain part of the crank shaft 7a where the human power transmitter 28 is fitted. The human-powered driving force (treading force) acting on the crank shaft 7a is transmitted to the human-powered transmitter 28 through the spline (or serration) 7c in which many peaks and valleys are formed. Therefore, the torque can be detected with good sensitivity by the torque sensor 31 in which the magnetic strain generating portion 31b is formed on the outer periphery of the human power transmission body 28. That is, the shape of the spline (or serration) 7c where the human power transmission body 28 on the crank shaft 7a is fitted is the shape of the spline (or serration) 7d where the crank arm 7b on the crank shaft 7a is fitted. Even when the shape is the same, it is possible to fit the human power transmission body 28 to the crank shaft 7a, but the peaks and valleys of the parts of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted are If the number is larger, the torque can be detected with good sensitivity (accuracy), and the reliability is improved.

また、クランク軸7aにおける人力伝達体28の嵌合箇所とクランクアーム7bの嵌合箇所との互いの山部の数を異ならせたり、谷部の直径を異ならせたりすることで、クランクアーム7bの、クランク軸7aの軸心方向(この実施の形態では左右方向)に対する位置規制を行って組み付けることも可能である。 Further, by making the number of peaks of the fitting portion of the human power transmission body 28 and the fitting portion of the crank arm 7b on the crank shaft 7a different from each other, or by making the diameter of the valley portion different, the crank arm 7b It is also possible to perform assembly by restricting the position of the crank shaft 7a in the axial direction (left-right direction in this embodiment).

また、上記構成によれば、径方向に対してクランク軸7aと人力伝達体28との間を密閉するオイルシール材44を設けることで、減速歯車36~39などに塗られている潤滑油が、駆動ユニット20内から、クランク軸7aと人力伝達体28との間の隙間を通って、駆動ユニット20の外部に洩れ出ることを良好に防止することができる。 Further, according to the above configuration, by providing the oil sealing material 44 that seals between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28 in the radial direction, the lubricating oil applied to the reduction gears 36 to 39 and the like can be removed. It is possible to satisfactorily prevent leakage from the inside of the drive unit 20 to the outside of the drive unit 20 through the gap between the crank shaft 7a and the human power transmission body 28.

また、上記実施の形態では、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1が、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2よりも大きく形成されている場合を述べたが、これに限るものではない。すなわち、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1が、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2よりも小さく形成されていてもよい。 Further, in the above embodiment, the outer diameter D1, which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, is the human power transmission body in the crank shaft 7a. The case where the outer diameter D2, which is the diameter of the portion where the mountain portion of the spline (or serration) 7c to be fitted to 28 is provided, is formed larger than the outer diameter D2 has been described, but the present invention is not limited to this. That is, the outer diameter D1, which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, is the spline fitted to the human-powered transmitter 28 of the crank shaft 7a. (Or serration) It may be formed smaller than the outer diameter D2, which is the diameter of the portion where the peak portion of 7c is provided.

また、図12~図15に示すように、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所の外径D1(詳しくは、外周部の直径)と、人力伝達体28が嵌合される箇所の外径D2とを同じ寸法としてもよい(第1の実施の形態の変形例)。すなわち、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1と、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2とが、同じ寸法とされている。 Further, as shown in FIGS. 12 to 15, the outer diameter D1 (specifically, the diameter of the outer peripheral portion) of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is fitted with the human power transmission body 28. The outer diameter D2 of the portion may be the same as the dimension (a modification of the first embodiment). That is, the outer diameter D1 which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, and the spline fitted to the human-powered transmitter 28 on the crank shaft 7a. (Or serration) The outer diameter D2, which is the diameter of the portion where the peak portion of 7c is provided, has the same dimensions.

また、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)とクランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)との間の部分は、軸受(この実施の形態では左側に配置されている軸受)26により回転自在に支持されているが、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3も、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2およびクランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と同じとされている。 Further, the portion of the crank shaft 7a between the place where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) and the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) is a bearing. Although it is rotatably supported by (the bearing arranged on the left side in this embodiment) 26, the human power transmission body 28 is also fitted to the outer diameter D3 of the portion supported by the bearing 26 in the crank shaft 7a. It is the same as the outer diameter D2 of the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7c) and the outer diameter D1 of the place where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d).

上記構成によれば、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2と、が同じである(本実施の形態では、さらに、クランク軸7aにおける軸受26により支持されている箇所の外径D3も同じである)。したがって、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を最小限に抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も最小限に抑えることができる。これにより、クランク軸7aと中間軸40との軸間距離を最小限に抑えることができて、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 According to the above configuration, the outer diameter D1 of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the location where the human power transmitter 28 is fitted (spline (or serration)). 7c) is the same as the outer diameter D2 (in the present embodiment, the outer diameter D3 of the portion supported by the bearing 26 in the crank shaft 7a is also the same). Therefore, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, the human-powered transmitter 28 in the crank shaft 7a is fitted. The outer diameter D2 of the location (spline (or serration) 7c) can be minimized, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can also be minimized. As a result, the distance between the crank shaft 7a and the intermediate shaft 40 can be minimized, and the drive unit 20 can be miniaturized.

また、上記実施の形態では、駆動ユニット20内で人力駆動力と補助駆動力とが合成され、この合成された合力が、駆動ユニット20の外(詳しくは駆動ユニット20のユニットケース22の外)に設けられた駆動スプロケット13から出力される構成(いわゆる一軸式の駆動ユニット20)の場合を述べたが、これに限るものではない。 Further, in the above embodiment, the human-powered driving force and the auxiliary driving force are combined in the drive unit 20, and the combined resultant force is outside the drive unit 20 (specifically, outside the unit case 22 of the drive unit 20). Although the case of the configuration (so-called uniaxial drive unit 20) output from the drive sprocket 13 provided in the above is described, the present invention is not limited to this.

図16に示すように、この実施の形態では、モータ21からの補助駆動力が、減速機構25の減速歯車37などを介して、駆動ユニット20’の外に露出する状態で回転自在に支持されている補助スプロケット61に出力される。すなわち、いわゆる二軸式の駆動ユニット20’である。そして、クランク軸7aと同軸心で回転自在の駆動スプロケット13からはペダル8に入力された人力駆動力のみが出力され、駆動力伝達手段としてのチェーン15により、人力駆動力とモータ21からの補助駆動力とが合成されて、後輪4側に出力される。なお、図15に示す実施の形態では、連動筒体23Aの回転が、一方向クラッチを介して伝達される補助連動筒体23Bに人力駆動力を出力する駆動スプロケット13が取り付けられている。 As shown in FIG. 16, in this embodiment, the auxiliary driving force from the motor 21 is rotatably supported in a state of being exposed to the outside of the drive unit 20'via the reduction gear 37 of the reduction mechanism 25 and the like. It is output to the auxiliary sprocket 61. That is, it is a so-called biaxial drive unit 20'. Then, only the human-powered driving force input to the pedal 8 is output from the drive sprocket 13 that is rotatable at the coaxial center with the crank shaft 7a, and the chain 15 as the driving force transmitting means assists the human-powered driving force and the motor 21. The driving force is combined and output to the rear wheel 4 side. In the embodiment shown in FIG. 15, a drive sprocket 13 that outputs a human-powered driving force is attached to the auxiliary interlocking cylinder 23B in which the rotation of the interlocking cylinder 23A is transmitted via the one-way clutch.

この実施の形態においても、クランク軸7aや、トルクセンサが設けられる駆動力伝達体28の嵌合部の構成や、クランク軸7aとクランクアーム7bとの嵌合部の構成は、上記実施の形態と同様である。なお、上記実施の形態と同様な作用を有する部材には、同じ符号を付す。 Also in this embodiment, the configuration of the fitting portion of the crank shaft 7a and the driving force transmission body 28 provided with the torque sensor, and the configuration of the fitting portion of the crank shaft 7a and the crank arm 7b are the above-described embodiments. Is similar to. The same reference numerals are given to the members having the same operation as that of the above embodiment.

また、上記実施の形態と同様に、この実施の形態(第2の実施の形態)においても、図16および図6~図11に示すように、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所の外径(詳しくは、外周部の直径)D1と人力伝達体28が嵌合される箇所の外径D2との半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)A1が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)28bの半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている。また、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所にも、凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7dが形成され、これに対応して、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aの嵌合箇所にも凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7eが形成されている。 Further, as in the above embodiment, also in this embodiment (second embodiment), as shown in FIGS. 16 and 6 to 11, the crank arm 7b in the crank shaft 7a is fitted. Radial difference between the outer diameter (specifically, the diameter of the outer peripheral portion) D1 and the outer diameter D2 of the place where the human power transmitter 28 is fitted (difference in radial dimension from the axial center X of the crank shaft 7a). ) A1 is larger than the radial difference (so-called height difference of the uneven portion) B1 of the spline (or serration) 28b as the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank arm 7b of the human power transmission body 28 is fitted. It has been made smaller. Further, a spline (or serration) 7d as an uneven portion is also formed at a portion of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted, and correspondingly, a spline (or serration) 7d is formed at the fitting portion of the crank shaft 7a of the crank arm 7b. A spline (or serration) 7e is formed as an uneven portion.

すなわち、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、これに対応して人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合する箇所とには、それぞれ、径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有する凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7c、28bが形成されている。また、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、クランクアーム7bにおけるクランク軸7aが嵌合される箇所とにも、それぞれ、径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とが所定角度毎に設けられてなる凹凸部としてのスプライン(またはセレーション)7d、7eが形成されている。また、この実施の形態では、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bに嵌合するスプライン(またはセレーション)7dの山部が設けられている箇所の直径である外径D1は、クランク軸7aにおける人力伝達体28に嵌合するスプライン(またはセレーション)7cの山部が設けられている箇所の直径である外径D2よりも大きく、人力伝達体27のクランク軸7aが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の内面に形成された内径(人力伝達体27のスプラインまたはセレーション7dの谷部間の直径)よりも小さく形成されている。また、その他のクランク軸7aと、人力伝達体28、トルクセンサ31、クランクアームの連結構造は上記の第1の実施の形態や第2の実施の形態と同様とされている。 That is, the portion where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted and the portion where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted correspondingly are peaks protruding in the radial direction, respectively. Splines (or serrations) 7c and 28b are formed as uneven portions having a portion and a valley portion recessed in the radial direction. Further, in the place where the human power transmission body 28 is fitted in the crank shaft 7a and the place where the crank shaft 7a in the crank arm 7b is fitted, there are mountain portions protruding in the radial direction and a radial portion in the radial direction, respectively. On the other hand, splines (or serrations) 7d and 7e are formed as uneven portions in which recessed valley portions are provided at predetermined angles. Further, in this embodiment, the outer diameter D1, which is the diameter of the portion of the crank shaft 7a where the mountain portion of the spline (or serration) 7d fitted to the crank arm 7b is provided, is a human-powered transmitter in the crank shaft 7a. A location (spline (or serration)) where the crank shaft 7a of the human-powered transmitter 27 is fitted, which is larger than the outer diameter D2, which is the diameter of the portion of the spline (or serration) 7c that fits 28. ) 7d) is formed smaller than the inner diameter (diameter between the splines of the human power transmitter 27 or the valley of the serration 7d) formed on the inner surface. Further, the connecting structure of the other crank shaft 7a, the human power transmission body 28, the torque sensor 31, and the crank arm is the same as that of the first embodiment and the second embodiment described above.

また、図15にさらに拡大して示すように、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所と、人力伝達体28におけるクランク軸7aが嵌合される箇所との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間(いわゆる遊び)を有するように形成されている。 Further, as shown in an enlarged scale in FIG. 15, a mountain portion is formed between the portion where the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a is fitted and the portion where the crank shaft 7a in the human power transmission body 28 is fitted. And each part of the valley part is formed so as to have a gap (so-called play).

すなわち、この構成においても、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2との半径方向差が人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としての(スプライン(またはセレーション)7c)の半径方向の差よりも小さい。この構成により、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができる。これにより、クランク軸7aと中間軸40との軸間距離を小さく抑えることができて、ひいては駆動ユニット20を小型化することが可能となる。 That is, even in this configuration, the outer diameter D1 of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the human-powered transmitter 28 are fitted (spline (or serration)). The difference in the radial direction from the outer diameter D2 of 7c) is from the difference in the radial direction of (spline (or serration) 7c) as the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft 7a of the human power transmitter 28 is fitted. Is also small. With this configuration, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, the human power transmission body 28 in the crank shaft 7a can be used. The outer diameter D2 of the mated portion (spline (or serration) 7c) can be kept small, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can also be kept small. As a result, the distance between the crank shaft 7a and the intermediate shaft 40 can be kept small, and the drive unit 20 can be miniaturized.

上記第1、第2の実施の形態では、クランク軸7aが、補助駆動力を発生するモータ21が設けられている駆動ユニット20の内部を貫通する構造である場合を述べたが、これに限るものではない。 In the first and second embodiments, the case where the crank shaft 7a has a structure that penetrates the inside of the drive unit 20 provided with the motor 21 that generates the auxiliary driving force has been described, but the present invention is limited to this. It's not a thing.

図17~図20は、本発明の第3の実施の形態に係る電動アシスト自転車50を示すもので、図17に示すように、この実施の形態の電動アシスト自転車50では、電動モータ21が前輪3のハブ(前ハブとも称する)16の内部に配設されている。また、制御部(図示せず)がバッテリ12の装着部近傍箇所などに配設されているが、制御部は、手元操作部などの他の箇所に配設されていてもよい。なお、電動モータ10は、前ハブ16の内部に配設される代わりに、後輪4のハブ(後ハブ)の内部に配設されていてもよい。なお、前記第1の実施の形態に係る電動アシスト自転車1と同様な構成要素には同符号を付す。 17 to 20 show the electrically power assisted bicycle 50 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 17, in the electrically power assisted bicycle 50 of this embodiment, the electric motor 21 is a front wheel. It is arranged inside the hub (also referred to as a front hub) 16 of 3. Further, although the control unit (not shown) is arranged near the mounting portion of the battery 12, the control unit may be arranged at another location such as the hand operation unit. The electric motor 10 may be disposed inside the hub (rear hub) of the rear wheel 4 instead of being disposed inside the front hub 16. The same components as those of the electrically power assisted bicycle 1 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals.

この実施の形態では、補助駆動力を発生する駆動ユニットは、前ハブ16(または後ハブ)の内部に設けられ、補助駆動力が、前輪3の前ハブ16または後輪4の後ハブから付加されるようになっている。一方、踏力による人力駆動力を検出するトルクセンサ31自体の構造は、上記実施の形態と同様とされている。 In this embodiment, the drive unit that generates the auxiliary driving force is provided inside the front hub 16 (or the rear hub), and the auxiliary driving force is applied from the front hub 16 of the front wheel 3 or the rear hub of the rear wheel 4. It is supposed to be done. On the other hand, the structure of the torque sensor 31 itself that detects the human-powered driving force due to the pedaling force is the same as that of the above-described embodiment.

図18において簡略的に示すように、この実施の形態では、下パイプ2gの後端部と立パイプ2dの下端部とチェーンステー2eの前端部とが、ハンガ2hで連結された状態で配設されている。そして、図19、図20などに示すように、ハンガ2hの内部に、クランク軸7aが軸受26、27を介して回転自在に配設されるとともに、踏力に対応する力を検出するトルクセンサ31が配設されている。なお、図9において、駆動スプロケット13については、スパイダとも称される駆動スプロケット13におけるギヤ部13aを支持する部分のみを示す。 As briefly shown in FIG. 18, in this embodiment, the rear end portion of the lower pipe 2g, the lower end portion of the vertical pipe 2d, and the front end portion of the chain stay 2e are arranged in a state of being connected by a hanger 2h. Has been done. Then, as shown in FIGS. 19 and 20, the crank shaft 7a is rotatably arranged inside the hanger 2h via the bearings 26 and 27, and the torque sensor 31 detects the force corresponding to the pedaling force. Are arranged. Note that, in FIG. 9, regarding the drive sprocket 13, only the portion of the drive sprocket 13, which is also referred to as a spider, that supports the gear portion 13a is shown.

図20に示すように、この実施の形態では、ハンガ2hの内部に金属製の中筒51が配設され、中筒51の内側に設けられた軸受26、27を介してクランク軸7aなどが回転自在に支持されている。クランク軸7aの外周には、筒状の人力伝達体28や、駆動スプロケット13と連動する連動筒体23などが配置されている。なお、図19、図20における52は、ハンガ2h内に中筒などを挿入した状態で左側から嵌め込まれて固定する固定筒である。 As shown in FIG. 20, in this embodiment, a metal middle cylinder 51 is arranged inside the hanger 2h, and a crank shaft 7a and the like are provided via bearings 26 and 27 provided inside the middle cylinder 51. It is rotatably supported. On the outer periphery of the crank shaft 7a, a cylindrical human-powered transmission body 28, an interlocking cylinder 23 interlocking with the drive sprocket 13, and the like are arranged. Reference numeral 52 in FIGS. 19 and 20 is a fixed cylinder that is fitted and fixed from the left side with the middle cylinder or the like inserted in the hanger 2h.

図20に示すように、上記実施の形態と同様に、クランク軸17は、軸心方向の中間部に、人力駆動力を伝達する人力伝達体28が外周から嵌合されるスプライン(またはセレーション)7cが形成されており、これに対応して、人力伝達体28の左側部分の内周にも、クランク軸17のスプライン(またはセレーション)7cに嵌合するスプライン(またはセレーション)28bが形成されている。また、人力伝達体28と連動筒体23ともスプライン(またはセレーション)23a、28aを介して一体的に連動するように構成され、さらに、連動筒体23と駆動スプロケット13ともスプライン(またはセレーション)23b、13bを介して一体的に連動するように構成され、これにより、クランク軸7aの回転駆動力(人力駆動力)が、人力伝達体28および連動筒体23を介して、駆動スプロケット13に伝達されるよう構成され、さらに、チェーン15を介して後輪4側に伝達されるよう構成されている。なお、連動筒体23は、クランク軸7aの外周に回転自在に配置されており、連動筒体23の外周に組付けられた軸受27により、この連動筒体23およびクランク軸7aが回転自在に支持されている。 As shown in FIG. 20, similarly to the above embodiment, the crank shaft 17 is a spline (or serration) in which a human power transmission body 28 for transmitting human power driving force is fitted from the outer periphery in an intermediate portion in the axial direction. 7c is formed, and correspondingly, a spline (or serration) 28b that fits into the spline (or serration) 7c of the crank shaft 17 is also formed on the inner circumference of the left side portion of the human power transmission body 28. There is. Further, the human power transmission body 28 and the interlocking cylinder 23 are configured to be integrally interlocked with each other via the spline (or serration) 23a and 28a, and further, the interlocking cylinder 23 and the drive sprocket 13 are both splined (or serration) 23b. , 13b are configured to be integrally interlocked with each other, whereby the rotational driving force (human power driving force) of the crank shaft 7a is transmitted to the drive sprocket 13 via the human power transmission body 28 and the interlocking cylinder 23. Further, it is configured to be transmitted to the rear wheel 4 side via the chain 15. The interlocking cylinder 23 is rotatably arranged on the outer periphery of the crank shaft 7a, and the interlocking cylinder 23 and the crank shaft 7a are rotatably arranged by the bearing 27 assembled on the outer periphery of the interlocking cylinder 23. It is supported.

上記構成においても、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の外径D1と人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2との半径方向差(クランク軸7aの軸心Xからの半径方向寸法の差)A1が、人力伝達体28のクランクアーム7bが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部としての半径方向差が、人力伝達体28のクランク軸7aが嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差(いわゆる凹凸部の高低差)B1よりも小さくされている(図9~図11などを参照)。したがって、クランク軸7aにおける、クランクアーム7bが嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7d)の直径(外径)を比較的大きくした場合でも、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができる。これにより、ハンガ2hの直径を大きくしなくても、ハンガ2h内に、クランク軸7aおよびトルクセンサ31を支障なく配置することが可能となる。 Also in the above configuration, the outer diameter D1 of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted (spline (or serration) 7d) and the location where the human power transmitter 28 is fitted (spline (or serration) 7c)). Radial difference from the outer diameter D2 (difference in radial dimension from the axis X of the crank shaft 7a) A1 is an uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank arm 7b of the human power transmission body 28 is fitted. The radial difference is smaller than the radial difference (so-called height difference of the uneven portion) B1 of the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft 7a of the human power transmission body 28 is fitted (so-called uneven portion height difference). (See FIGS. 9 to 11 and the like). Therefore, even when the diameter (outer diameter) of the portion (spline (or serration) 7d) where the crank arm 7b is fitted in the crank shaft 7a is relatively large, the human-powered transmitter 28 in the crank shaft 7a is fitted. The outer diameter D2 of the location (spline (or serration) 7c) can be kept small, and the size (diameter) of the torque sensor 31 can also be kept small. As a result, the crank shaft 7a and the torque sensor 31 can be arranged in the hanger 2h without any trouble without increasing the diameter of the hanger 2h.

また、近年、自転車のボトムブラケット(クランク軸周辺部)の規格として、クランク軸におけるクランクアームとの連結嵌合部の直径が比較的大きいISIS規格(International Spline Interface Standard)などの規格があり、このような規格に対応すべく、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bとの連結嵌合部の直径を比較的大きくして、クランクアーム7bからクランク軸7aにより大きな力が作用しても十分な耐久性(強度)を有するよう構成した場合でも、上記のように、クランク軸7aにおける、人力伝達体28が嵌合される箇所(スプライン(またはセレーション)7c)の外径D2を小さく抑えることができて、トルクセンサ31の大きさ(直径)も小さく抑えることができ、ひいてはハンガ2h内に、クランク軸7aおよびトルクセンサ31を支障なく配置することが可能となる。 In recent years, as a standard for the bottom bracket (around the crank shaft) of a bicycle, there are standards such as the ISIS standard (International Spline Interface Standard) in which the diameter of the connecting fitting part with the crank arm on the crank shaft is relatively large. In order to comply with various standards, the diameter of the connecting fitting portion of the crank shaft 7a with the crank arm 7b is made relatively large, and sufficient durability (strength) is sufficient even if a larger force is applied from the crank arm 7b to the crank shaft 7a. ), As described above, the outer diameter D2 of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted (spline (or serration) 7c) can be suppressed to a small size, and the torque can be suppressed. The size (diameter) of the sensor 31 can also be kept small, and the crank shaft 7a and the torque sensor 31 can be arranged in the hanger 2h without any trouble.

また、上記構成によれば、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数が、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部および谷部の数の2倍とされており、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所の山部となる箇所は、そのままクランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部に対応するように形成されているので、クランク軸7aに作用する人力駆動力(踏力)を、多くの山部および谷部が形成されているスプライン(またはセレーション)7cを通して人力伝達体28に伝達することができるので、人力伝達体28の外周に磁歪発生部31bが形成されているトルクセンサ31によって良好な感度でトルクを検知することができる。つまり、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7cの形状を、クランク軸7aにおけるクランクアーム7bが嵌合される箇所であるスプライン(またはセレーション)7dの形状と同じに形成した場合でも、クランク軸7aに人力伝達体28を嵌合されることは可能であるが、クランク軸7aにおける人力伝達体28が嵌合される箇所の山部および谷部の数がより多いと、良好な感度(精度)でトルクを検出できて、信頼性が向上する。 Further, according to the above configuration, the number of peaks and valleys where the human-powered transmitter 28 is fitted on the crank shaft 7a is the number of peaks and valleys where the crank arm 7b is fitted on the crank shaft 7a. The number of parts is doubled, and the part that becomes the mountain part of the crank shaft 7a where the crank arm 7b is fitted is the mountain part of the crank shaft 7a where the human power transmitter 28 is fitted. The human-powered driving force (treading force) acting on the crank shaft 7a is transmitted to the human-powered transmitter 28 through the spline (or serration) 7c in which many peaks and valleys are formed. Therefore, the torque can be detected with good sensitivity by the torque sensor 31 in which the magnetic strain generating portion 31b is formed on the outer periphery of the human power transmission body 28. That is, the shape of the spline (or serration) 7c where the human power transmission body 28 on the crank shaft 7a is fitted is the shape of the spline (or serration) 7d where the crank arm 7b on the crank shaft 7a is fitted. Even when the shape is the same, it is possible to fit the human power transmission body 28 to the crank shaft 7a, but the peaks and valleys of the parts of the crank shaft 7a where the human power transmission body 28 is fitted are If the number is larger, the torque can be detected with good sensitivity (accuracy), and the reliability is improved.

また、クランク軸7aにおける人力伝達体28の嵌合箇所とクランクアーム7bの嵌合箇所との互いの山部の数を異ならせたり、谷部の直径を異ならせたりすることで、クランクアーム7bの、クランク軸7aの軸心方向(この実施の形態では左右方向)に対する位置規制を行って組み付けることも可能である。 Further, by making the number of peaks of the fitting portion of the human power transmission body 28 and the fitting portion of the crank arm 7b on the crank shaft 7a different from each other, or by making the diameter of the valley portion different, the crank arm 7b It is also possible to perform assembly by restricting the position of the crank shaft 7a in the axial direction (left-right direction in this embodiment).

本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータにより発生する補助駆動力を加えて走行可能である各種の電動アシスト自転車およびこの電動アシスト自転車に取り付けられる各種の駆動ユニットに適用可能である。 The present invention is applicable to various electrically assisted bicycles capable of traveling by adding an auxiliary driving force generated by a motor to a human-powered driving force generated by pedaling force from a pedal, and various drive units attached to the electrically assisted bicycle. ..

1 電動アシスト自転車
2 フレーム
3 前輪
4 後輪
5 ハンドル
7 クランク
7a クランク軸
7b クランクアーム
7c、7d スプライン(またはセレーション)(凹凸部)
8 ペダル
12 バッテリ(蓄電器)
13 駆動スプロケット(駆動力出力輪体)
14 後スプロケット
15 チェーン(無端状駆動力伝達体)
20 駆動ユニット
21 モータ
23 連動筒体
28 人力伝達体
28b スプライン(またはセレーション)(凹凸部)
40 中間軸
1 Electric assist bicycle 2 Frame 3 Front wheel 4 Rear wheel 5 Handle 7 Crank 7a Crank shaft 7b Crank arm 7c, 7d Spline (or serration) (uneven part)
8 Pedal 12 Battery (capacitor)
13 Drive sprocket (driving force output wheel)
14 Rear sprocket 15 Chain (endless driving force transmitter)
20 Drive unit 21 Motor 23 Interlocking cylinder 28 Human-powered transmitter 28b Spline (or serration) (concavo-convex part)
40 Intermediate axis

Claims (11)

ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車であって、
ペダルからの人力駆動力がクランクアームを介して伝達されるクランク軸と、
クランク軸の外周に凹凸部を介して嵌め合わされ、外周にトルクセンサの歪発生部が形成されている人力伝達体と、
を有し、
クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さいことを特徴とする電動アシスト自転車。
It is an electrically power assisted bicycle that can run by adding the auxiliary driving force of the motor to the human driving force of the pedaling force from the pedal.
The crank shaft, in which the human-powered driving force from the pedal is transmitted via the crank arm,
A human-powered transmitter that is fitted to the outer circumference of the crank shaft via an uneven portion and has a strain-generating portion of a torque sensor formed on the outer circumference.
Have,
A radial difference between the outer diameter of the crank shaft where the crank arm is fitted and the outer diameter of the place where the human power transmitter is fitted is formed on the inner surface of the place where the crank shaft of the human power transmitter is fitted. An electrically assisted bicycle characterized by being smaller than the radial difference of the uneven parts.
クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所の外径は、人力伝達体が嵌合される箇所の外径よりも大きく、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成されたスプラインまたはセレーションの谷部間の直径よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の電動アシスト自転車。 The outer diameter of the part of the crank shaft where the crank arm is fitted is larger than the outer diameter of the place where the human power transmitter is fitted, and is formed on the inner surface of the place where the crank shaft of the human power transmitter is fitted. The electrically assisted bicycle according to claim 1, wherein the bicycle is smaller than the diameter of the valley of the spline or serration. クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所と、人力伝達体が嵌合される箇所とは、それぞれ径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有し、
クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径である谷部径は、人力伝達体が嵌合される箇所の谷部が設けられている箇所の直径である谷部径以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の電動アシスト自転車。
In the crank shaft, the place where the crank arm is fitted and the place where the human power transmitter is fitted have a peak portion protruding in the radial direction and a valley portion recessed in the radial direction, respectively. ,
The valley diameter, which is the diameter of the part of the crank shaft where the valley where the crank arm is fitted is provided, is the diameter of the part where the valley where the human power transmitter is fitted is provided. The electrically assisted bicycle according to claim 1 or 2, wherein the diameter is equal to or less than the diameter of the valley portion.
クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所と、人力伝達体が嵌合される箇所とは、それぞれ径方向に対して突出する山部と径方向に対して窪む谷部とを有し、
クランク軸における人力伝達体が嵌合される箇所と、人力伝達体におけるクランク軸が嵌合される箇所との間に、山部および谷部の各部において、それぞれ隙間を有することを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の電動アシスト自転車。
In the crank shaft, the place where the crank arm is fitted and the place where the human power transmitter is fitted have a peak portion protruding in the radial direction and a valley portion recessed in the radial direction, respectively. ,
A claim characterized by having a gap in each portion of a mountain portion and a valley portion between a portion of the crank shaft into which the human power transmission body is fitted and a portion of the human power transmission body in which the crank shaft is fitted. The electrically assisted bicycle according to any one of Items 1 to 3.
クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所と、人力伝達体が嵌合される箇所とに、それぞれスプラインまたはセレーションが形成されていることを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の電動アシスト自転車。 One of claims 1 to 4, wherein splines or serrations are formed at a portion of the crank shaft where the crank arm is fitted and a portion where the human power transmission body is fitted, respectively. Electric assisted bicycle described in. クランク軸における、クランクアームが嵌合される箇所と、人力伝達体が嵌合される箇所との間の部分が、軸受により回転自在に支持され、
クランク軸における前記軸受により支持されている箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径およびクランクアームが嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さいことを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載の電動アシスト自転車。
The portion of the crank shaft between the location where the crank arm is fitted and the location where the human power transmitter is fitted is rotatably supported by bearings.
The radial difference between the outer diameter of the portion of the crank shaft supported by the bearing, the outer diameter of the portion where the human power transmitter is fitted, and the outer diameter of the portion where the crank arm is fitted is the difference in the radial direction of the human power transmitter. The electrically assisted bicycle according to any one of claims 1 to 5, wherein the difference in the radial direction is smaller than the difference in the radial direction of the uneven portion formed on the inner surface of the portion where the crank shaft is fitted.
クランク軸における、前記軸受の軸心方向両側に、前記軸受を軸心方向に対して位置決めをする規制部材が嵌合されていることを特徴とする請求項6に記載の電動アシスト自転車。 The electrically assisted bicycle according to claim 6, wherein a restricting member for positioning the bearing with respect to the axial direction is fitted on both sides of the crank shaft in the axial direction of the bearing. クランク軸と前記軸受との間に、オイルシール材が配置されていることを特徴とする請求項6または7に記載の電動アシスト自転車。 The electrically assisted bicycle according to claim 6 or 7, wherein an oil seal material is arranged between the crank shaft and the bearing. モータを有する駆動ユニットが設けられ、
クランク軸が駆動ユニットを貫通して配置されている
ことを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載の電動アシスト自転車。
A drive unit with a motor is provided,
The electrically assisted bicycle according to any one of claims 1 to 8, wherein the crank shaft is arranged so as to penetrate the drive unit.
クランク軸とは異なる軸心で回転する中間軸が設けられ、中間軸には減速歯車が取り付けられていることを特徴とする請求項9に記載の電動アシスト自転車。 The electrically assisted bicycle according to claim 9, wherein an intermediate shaft that rotates at an axis different from that of the crank shaft is provided, and a reduction gear is attached to the intermediate shaft. ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えた駆動ユニットであって、
駆動ユニットを貫通して配置され、前記ペダルからの人力駆動力がクランクアームを介して伝達されるクランク軸と、
駆動ユニット内でクランク軸の外周に凹凸部を介して嵌め合わされ、外周にトルクセンサの歪発生部が形成されている人力伝達体と、
を有し、
クランク軸におけるクランクアームが嵌合される箇所の外径と人力伝達体が嵌合される箇所の外径との半径方向差が、人力伝達体のクランク軸が嵌合される箇所の内面に形成された凹凸部の半径方向の差よりも小さいことを特徴とする駆動ユニット。
It is a drive unit equipped with the motor, which is attached to an electrically assisted bicycle that can run by adding an auxiliary driving force by a motor to a human-powered driving force by pedaling force from a pedal.
A crank shaft that is arranged through the drive unit and in which the human-powered driving force from the pedal is transmitted via the crank arm,
A human-powered transmitter that is fitted to the outer circumference of the crank shaft via an uneven portion in the drive unit and has a torque sensor strain generating portion formed on the outer circumference.
Have,
A radial difference between the outer diameter of the crank shaft where the crank arm is fitted and the outer diameter of the place where the human power transmitter is fitted is formed on the inner surface of the place where the crank shaft of the human power transmitter is fitted. A drive unit characterized in that it is smaller than the difference in the radial direction of the uneven portion.
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