JP3554454B2

JP3554454B2 - 電動補助自転車のパワーユニット

Info

Publication number: JP3554454B2
Application number: JP33617096A
Authority: JP
Inventors: 克徳高橋; 政志五十嵐
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2016-12-16
Also published as: JPH10167160A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両端にクランクペダルをそれぞれ有するクランク軸を回転自在に支承して車体フレームに支持されるケーシングに、電動アシストモータが取付けられる電動補助自転車のパワーユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかるパワーユニットは、たとえば特開平８−２１６９６８号公報等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のパワーユニットでは、電動アシストモータ全体をケーシングで覆って電動アシストモータを密閉シールする構成となっており、ケーシングの大型化および重量増加が避けられない。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ケーシングのコンパクト化および軽量化を可能とした電動補助自転車のパワーユニットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、両端にクランクペダルをそれぞれ有するクランク軸を回転自在に支承して車体フレームに支持されるケーシングに、電動アシストモータが取付けられる電動補助自転車のパワーユニットにおいて、前記ケーシングが、相互に結合される第１および第２ケース部材を含む複数のケース部材で構成され、電動アシストモータのハウジングが、第１ケース部材に設けられた嵌合筒部に嵌合されて第１ケース部材に締結され、前記嵌合筒部の先端内周縁に段差をなして設けられた環状凹部と、前記ハウジングを囲繞して第２ケース部材に設けられて嵌合筒部の先端に接合される環状部との間に、前記ハウジングの外周に密接する環状のシール部材が挟持されることを特徴とする。
【０００６】
このような請求項１記載の発明の構成によれば、電動アシストモータのハウジングは、その一部を第２ケース部材から突出されてケーシングに取付けられることになり、ケーシングには電動モータ全体を覆う部分がなく、第１ケース部材に嵌合筒部が設けられるとともに、該嵌合筒部の先端内周縁の環状凹部との間にシール部材を挟持するだけの環状部が第２ケース部材に設けられればよいので、ケーシングのコンパクト化および軽量化を図ることが可能であり、しかも環状のシール部材がハウジングの外周に密接するので電動アシストモータのケーシングへの取付け部のシール性を確保することができ、また環状凹部が嵌合筒部の先端内周縁に設けられることにより、第１ケース部材が鋳造製品であるときには第１ケース部材の鋳造成形時に環状凹部を同時に形成することが可能であり、切削加工が不要となって加工工数の低減を図ることができる。
【０００７】
また請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記環状部に、ケーシングを車体フレームに支持するハンガー部が一体に設けられることにより、ケーシングを車体フレームに支持するための専用部品が不要となり、部品点数を低減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１ないし図１６は本発明の一実施例を示すものであり、図１は電動補助自転車の側面図、図２はパワーユニットの縦断側面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は駆動スプロケットを省略した状態での図３の４矢視側面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図３のクランク軸付近の拡大図、図７は図６の７−７線断面図、図８は図６の８−８線断面図、図９はスライダインナーおよびクラッチ内輪の係合状態を図６の９−９線矢視方向から見て示す図、図１０は図３の電動アシストモータ付近の拡大断面図、図１１は図４の１１−１１線拡大断面図、図１２は図１０の１２−１２線拡大断面図、図１３はボスの正面図、図１４はリング体の正面図、図１５は補強板の正面図、図１６はカバーの分解斜視図である。
【００１０】
先ず図１において、この電動補助自転車は、側面視で略Ｕ字状をなす車体フレーム２１を備え、該車体フレーム２１の前端のヘッドパイプ２２にフロントフォーク２３が操向可能に支承され、該フロントフォーク２３の下端に前輪Ｗ_Ｆが軸支され、フロントフォーク２３の上端にバーハンドル２４が設けられる。また車体フレーム２１の下部には、電動アシストモータ３０を有するパワーユニット３１が設けられており、該パワーユニット３１の後部上方で車体フレーム２１から後下がりに延びるとともにパワーユニット３１の後方では略水平に延出される左、右一対のリヤフォーク２５…間に後輪Ｗ_Ｒが軸支され、両リヤフォーク２５…および車体フレーム２１の後部間には左、右一対のステー２６…が設けられる。さらに車体フレーム２１の後部には、上端にシート２７を備えるシートポスト２８が、シート２７の上下位置を調整可能として装着されており、シート２７の後方側にはキャリア２９が固定配置される。
【００１１】
両端にクランクペダル３２，３２をそれぞれ有するクランク軸３３がパワーユニット３１のケーシング４５で回転自在に支承され、該クランク軸３３から動力を伝達可能であるとともに前記電動アシストモータ３０からのアシスト力をも作用させ得る駆動スプロケット３４と、後輪Ｗ_Ｒの車軸に設けられた被動スプロケット３５とに、チェーンケース４４で覆われるようにして無端状のチェーン３６が巻掛けられる。
【００１２】
電動アシストモータ３０の作動は、パワーユニット３１の前方側で車体フレーム２１の下部に固定的に支持されたコントローラ３７で制御されるものであり、該コントローラ３７は、電動アシストモータ３０の回転数および入力ペダル３２，３２による入力トルクに基づいて電動アシストモータ３０の作動を制御する。
【００１３】
ヘッドパイプ２２にはブラケット４３を介してフロントバスケット３８が取付けられる。しかも該フロントバスケット３８の背面部に配置されるバッテリ収納ケース３９も前記ブラケット４３に取付けられており、電動アシストモータ３０に電力を供給するためのバッテリ４０がバッテリ収納ケース３９に挿脱可能に収納される。
【００１４】
ところで、車体フレーム２１の大部分はカバー４１で覆われており、該カバー４１の上部に、バッテリ４０からコントローラ３７および電動アシストモータ３０に電力を供給するためのメインスイッチ４２が配設される。
【００１５】
図２ないし図５を併せて参照して、パワーユニット３１のケーシング４５は、第１ケース部材としての左ケーシング半体４６と、該左ケーシング半体４６との間に第１収納室４９を形成して左ケーシング半体４６に結合される第２ケース部材としての右ケーシング半体４７と、左ケーシング半体４６との間に第２収納室５０を形成して左ケーシング半体４６に結合されるケース部材としてのカバー４８とから成り、カバー４８の左ケーシング半体４６への結合面にはゴム製のガスケット５１が装着される。
【００１６】
クランク軸３３は、その大部分を第１収納室４９内に配置するようにしてケーシング４５に回転自在に支承されるものであり、ボールベアリング５２を介して右ケーシング半体４７に支承された回転筒体５３の内周に、前記クランク軸３３の右端部がローラベアリング５４を介して支承され、クランク軸３３の左端部はボールベアリング５５を介して左ケーシング半体４６に支承される。而して右ケーシング半体４７の右側方に配置される駆動スプロケット３４が前記回転筒体５３に結合される。
【００１７】
クランク軸３３の左右両端のクランクペダル３２，３２による踏力は、動力伝達手段５６を介してクランク軸３３から駆動スプロケット３４に伝達される。またケーシング４５には、電動アシストモータ３０が取付けられており、この電動アシストモータ３０の出力は、クランクペダル３２，３２による踏力をアシストすべく減速ギヤ列５７を介して駆動スプロケット３４に伝達される。
【００１８】
図６ないし図８をさらに併せて参照して、クランク軸３３の動力を駆動スプロケット３４に伝達するための動力伝達手段５６は、第１収納室４９内に配置されるものであり、クランク軸３３に連結されるトーションバー５８と、回転筒体５３およびトーションバー５８間に設けられる第１一方向クラッチ５９とで構成される。
【００１９】
クランク軸３３には、その軸線に沿って延びるスリット６０が設けられており、トーションバー５８は、前記スリット６０の左右内壁面６０ａ，６０ｂ間に回転自在に嵌合する円柱状の軸部５８ａと、該軸部５８の左端（図６の下端）から両側方に突出する腕部５８ｂと、前記軸部５８ａの右端（図６の上端）から両側方に突出する腕部５８ｃとを有して、前記スリット６０に装着される。
【００２０】
トーションバー５８の一方の腕部５８ｂは、スリット６０の左右内壁面６０ａ，６０ａに密に嵌合してクランク軸３３に一体に結合される。またトーションバー５８の他方の腕部５８ｃは、前記左右内壁面６０ａ，６０ａとの間に隙間α，αを形成してスリット６０に遊嵌されており、トーションバー５８の軸部５８ａは、腕部５８ｃが前記隙間α，α分だけ遊動する範囲で捩れ変形することができる。
【００２１】
第１一方向クラッチ５９は、相対回転自在としてクランク軸３３を同軸に囲繞するリング状のクラッチ内輪６１と、該クラッチ内輪６１を同軸に囲繞するクラッチ外輪としての回転筒体５３と、クラッチ内輪６１の外周に枢支されるとともに環状のスプリング６３で拡開方向に付勢された複数たとえば４個のラチェット爪６２…とを備え、クラッチ内輪６１の内周に設けられた一対の凹部６１ａ，６１ａにトーションバー５８の腕部５８ｃの両端が嵌合され、回転筒体５３の内周には、前記各ラチェット爪６２…を係合せしめるラチェット歯６４が形成される。
【００２２】
このような第１一方向クラッチ５９によれば、クランクペダル３２，３２を踏んでクランク軸３３を正転させると、クランク軸３３のトルクがトーションバー５８、第１一方向クラッチ５９および回転筒体５３を介して駆動スプロケット３４に伝達されるが、クランクペダル３２，３２を踏んでクランク軸３３を逆転させたときには、第１一方向クラッチ５９がスリップしてクランク軸３３の逆転が許容される。
【００２３】
ところで、クランクペダル３２，３２からクランク軸３３に図８の矢印ａ方向のトルクが入力されたとき、後輪Ｗ_Ｒの負荷が回転筒体５３およびラチェット爪６２…を介して伝達されるクラッチ内輪６１が、前記矢印ａ方向のトルクに対して抵抗するため、トーションバー５８の腕部５８ｃがクランク軸３３に対して矢印ｂ方向に捩じれて相対回転する。その結果、クランク軸３３およびクラッチ内輪６１との間に、クランク軸３３に入力されたトルクに応じた相対回転が生じることになる。
【００２４】
クランク軸３３の外周に、スライダインナー６６が相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に支持されており、このスライダインナー６６の外周には、複数のボール６７…を介してスライダアウター６８が相対回転自在に支持される。
【００２５】
図９で明示するように、第１一方向クラッチ５９におけるクラッチ内輪６１のスライダインナー６６側の端面には凹状のカム面６１ｂが設けられ、スライダインナー６６には、該カム面６１ｂに係合する凸状のカム面６６ａが設けられる。
【００２６】
左ケーシング半体４６に支点ピン６９を介して基端部が揺動可能に支承された検出レバー７０の中間部が、前記クラッチ内輪６１とは反対側からスライダアウター６８に当接される。一方、前記検出レバー７０とともにトルク検出手段Ｓ_Ｔを構成するストロークセンサ７１が左ケーシング半体４６に取付けられており、該ストロークセンサ７１の検出子７１ａに前記検出レバー７０の先端が当接される。さらに検出レバー７１および左ケーシング半体４６間にはばね７２が縮設されており、検出レバー７１が該ばね７２のばね力によりスライダアウター６８に弾発的に当接され、スライダアウター６８およびスライダインナー６６は、クラッチ内輪６１側に向けて付勢される。
【００２７】
クランクペダル３２，３２からクランク軸３３へのトルク入力に応じて、トーションバー５８に捩れが生じると、図９で示すように、スライダインナー６６がクラッチ内輪６１に対して矢印ｃ方向に相対回転し、スライダインナー６６のカム面６６ａがクラッチ内輪６１のカム面６１ｂに押付けられる。その結果、スライダインナー６６がばね７２のばね力に抗してクランク軸３３の軸線に沿って矢印ｄ方向に摺動し、スライダインナー６６とともに移動するスライダアウター６８で押された検出レバー７０が支点ピン６９まわりに揺動することにより、ストロークセンサ７１の検出子７１ａが押圧される。この検出子７１ａのストロークは、トーションバー５８の捩れ量、すなわちクランクペダル３２，３２から入力される入力トルクに比例するものであり、トルク検出手段Ｓ_Ｔで入力トルクが検出されることになる。
【００２８】
図１０を併せて参照して、電動アシストモータ３０の動力を駆動スプロケット３４に伝達するための減速ギヤ列５７は、第２収納室５０内で電動アシストモータ３０のモータ軸７３に固着された駆動ギヤ７４と、第２収納室５０内で第１アイドル軸７５の一端に固着されて前記駆動ギヤ７４に噛合される第１中間ギヤ７６と、第１収納室４９内で第１アイドル軸７５に一体に設けられる第２中間ギヤ７７と、第２中間ギヤ７７に噛合される第３中間ギヤ７８と、第３中間ギヤ７８と同軸に配置される第２アイドル軸７９と、第３中間ギヤ７８および第２アイドル軸７９間に設けられる第２一方向クラッチ８０と、第１収納室４９内で第２アイドル軸７９に一体に設けられる第４中間ギヤ８１と、駆動スプロケット３４が結合されている回転筒体５３に一体に設けられるとともに第４中間ギヤ８１に噛合される被動ギヤ８２とを備える。
【００２９】
第１アイドル軸７５は、電動アシストモータ３０のモータ軸７３と平行な軸線を有するものであり、右ケーシング半体４７および第１アイドル軸７５間にボールベアリング８３が、また左ケーシング半体４６および第１アイドル軸７５間にボールベアリング８４が介装される。第２アイドル軸７９は第１アイドル軸７５と平行な軸線を有するものであり、右ケーシング半体４７および第２アイドル軸７９間にボールベアリング８５が、また左ケーシング半体４６および第２アイドル軸７９間にボールベアリング８６が介装される。
【００３０】
このような減速ギヤ列５７では、電動アシストモータ３０の作動に伴なうトルクが減速されて駆動スプロケット３４に伝達されるが、電動アシストモータ３０の作動が停止したときには、第２一方向クラッチ８０の働きにより第２アイドル軸７９の空転が許容され、クランクペダル３２，３２の踏力による駆動スプロケット３４の回転が妨げられることはない。
【００３１】
図１１を併せて参照して、ケーシング４５における左ケーシング半体４６には、カバー４８とは反対側に突出する嵌合筒部８８が一体に設けられており、電動アシストモータ３０のハウジング９０は、該嵌合筒部８８に嵌合された状態で、複数たとえば２つのボルト８９，８９により左ケーシング半体４６に締結される。
【００３２】
電動アシストモータ３０は、クランク軸３３と平行な軸線を有するモータ軸７３を有するとともに該モータ軸７３の軸線に沿う長さを前記クランク軸３３の軸長よりも短くしてケーシング４５に取付けられるものであり、円筒状に形成されるヨーク９０ａの一端が閉塞されて成る有底円筒状のハウジング９０と、前記ヨーク９０ａの内面に固着される複数のマグネット９１…と、モータ軸７３を有してハウジング９０内に同軸に配置されるロータ９２と、前記ヨーク９０ａの他端側で回転軸７３に設けられたコンミテータ９３と、該コンミテータ９３に摺接する複数のブラシ９４…とを備える。
【００３３】
左ケーシング半体４６には、電動アシストモータ３０におけるハウジング９０の他端開口部に対向する支持壁部９５が嵌合筒部８８の内端を閉じるようにして一体に設けられており、嵌合筒部８８の内端寄りの部分の内面に設けられた嵌合部９６にハウジング９０の開口端が印ろう嵌合される。また支持壁部９５には、位置決めピン９７が植設されており、ハウジング９０の開口端には該位置決めピン９７を係合せしめる切欠き９８が設けられる。したがってハウジング９０は、その半径方向および周方向に沿う位置を一定に保持されて嵌合筒部８８に嵌合されることになり、係止頭部をハウジング９０の一端閉塞部に係合させた各ボルト８９，８９が支持壁部９５に螺合される。
【００３４】
モータ軸７３の一端は、ハウジング９０の一端閉塞部における中央部で外方に突出して設けられた軸受ハウジング９０ｂに第１軸受としてのボールベアリング９９を介して回転自在に支承される。またモータ軸７３の他端は、支持壁部９５を回転自在に貫通して第２収納室５０側に突出されるものであり、支持壁部９５とモータ軸７３の中間部との間には、ハウジング９０内および第２収納室５０間での空気の流通を許容する第２軸受としてのボールベアリング１００が、支持壁部９５に圧入されるようにして設けられ、モータ軸７３にはボールベアリング１００の内輪がコンミテータ９３側に移動するのを規制する止め輪１０４が装着される。
【００３５】
支持壁部９５には支持板１０１が固着されており、この支持板１０１に設けられた複数のブラシホルダ１０２…に各ブラシ９４…が摺動可能に保持され、各ブラシホルダ１０２…および各ブラシ９４…間にそれぞれ設けられたばね１０３…により各ブラシ９４…はコンミテータ９３に摺接する方向に付勢される。このように、ブラシホルダ１０２…、各ブラシ９４…およびボールベアリング１００等を、モータブラケット等を用いて保持することなく、左ケーシング半体４６に直接支持する構成としたことにより、部品点数の低減を図ることができるだけでなく、クランク軸３３の軸線に沿う方向での電動アシストモータ３０の小型化をより一層図ることができる。
【００３６】
嵌合筒部８８の先端内周縁には段差をなすようにして環状凹部１０５が設けられており、右ケース半体４７には、電動アシストモータ３０のハウジング９０を囲繞して嵌合筒部８８の先端に接合される環状部１０６が設けられる。而して嵌合筒部８８の先端内周縁に設けられている環状凹部１０５と、環状部１０６との間に、ハウジング９０におけるヨーク９０ａの外周に密接する環状のシール部材としてのＯリング１０７が挟持される。
【００３７】
ところで、ケーシング４５は、クランク軸３３の軸線と、該クランク軸３３よりも後方側に配置される電動アシストモータ３０の回転軸線とが、地面からほぼ同一の高さとなるようにして車体フレーム２１に支持されるものであり、車体フレーム２１の下部の左右両側に固着されたブラケット１０８，１０８に、左、右ケーシング半体４６，４７の前部が一対のボルト１０９，１０９およびナット１１０，１１０により共締めされる。また左、右一対のリヤフォーク２５…の前部にはブラケット１１１，１１１が固着されており、ケーシング４５の後部において、左ケーシング半体４６には嵌合筒部８８から外側方に隆起するようにして一体にハンガー部１１２が設けられ、該ハンガー部１１２とともに両ブラケット１１１，１１１間に挟まれるようにして環状部１０６に一体に連なるハンガー部１１３が右ケーシング半体４７に設けられ、両ハンガー部１１２，１１３がボルト１１４およびナット１１５により両ブラケット１１１，１１１間に支持される。
【００３８】
支持壁部９５から第２収納室５０に突出したモータ軸７３の他端部には、スプライン１４０を介して駆動ギヤ７４が装着される。また外輪が支持壁部９５に圧入されたボールベアリング１００の内輪は止め輪１０４で受けられており、該内輪との間に、前記駆動ギヤ７４およびリラクタ１４１を挟むようにして、モータ軸７３と同軸のボルト１４２がモータ軸７３の他端部に螺合されることにより、モータ軸７３の軸線に沿う駆動ギヤ７４の移動が阻止され、駆動ギヤ７４がモータ軸７３に固定される。
【００３９】
しかもモータ軸７３の一端側外面すなわちボールベアリング９９側でモータ軸７３の外面には、ボルト１４２をモータ軸７３に螺合して締付ける際に、スパナ等の工具を係合してモータ軸７３の回転を阻止するために、図１２で示すように、相互に平行である一対の平坦な係合面７３ａ，７３ａが設けられる。
【００４０】
前記リラクタ１４１と、電磁ピックアップコイル式のセンサ１４３とで回転速度検出手段Ｓ_Ｒが構成されるものであり、リラクタ１４１の外周には突部１４１ａが設けられ、センサ１４３は、前記突部１４１ａに近接、対向可能な検出部１４３ａを有してケーシング４５の左ケーシング半体４６に固定される。
【００４１】
前記駆動ギヤ７４に噛合する第１中間ギヤ７６は、その外周部すなわち駆動ギヤ７４との噛合部を合成樹脂製として形成されるものであり、第１アイドル軸７５に結合される金属製のボス１１８に、外周に歯部１２５を有して合成樹脂によりリング状に形成されるリング体１１９が締結されて成る。
【００４２】
図１３を併せて参照して、ボス１１８は、第１アイドル軸７５に設けられるボールベアリング８４の内輪に一端を当接させるようにして、スプライン１２０により第１アイドル軸７５に軸線まわりの相対回転を不能として装着されるものであり、該ボス１１８の他端には半径方向外方に張出すフランジ部１１８ａが一体に設けられる。また該フランジ部１１８ａの外周との間で段差をなしてボス１１８の一端側に臨む環状の取付け板部１１８ｂが該フランジ部１１８ａの端面と面一になるようにしてフランジ部１１８ａから半径方向外方に張出され、取付け板部１１８ｂの外周にはボス１１８の他端側に延びる円筒部１１８ｃが一体に連設され、該円筒部１１８ｃの周方向にたとえば等間隔をあけた３個所には取付け板部１１８ｂの前記軸方向一端側に臨む面と面一にして外側方に突出した締結部１１８ｄ…が設けられており、各締結部１１８ｄ…にねじ孔１２１…が設けられる。
【００４３】
図１４を併せて参照して、リング体１１９は、ボス１１８のフランジ部１１８ａを嵌合させ得る内径を有するとともにボス１１８における各締結部１１８ｄ…の外端縁を結ぶ仮想円に対応した外径を有してリング板状に形成される支持部１１９ａと、該支持部１１９ａを同軸に囲繞する円筒部１１９ｂと、支持部１１９ａおよび円筒部１１９ｂ間を全周にわたって連結する連結板部１１９ｃとを備え、支持部１１９ａには、ボス１１８における各ねじ孔１２１…に対応して金属製円筒状の締付カラー１２２…が一体に埋設される。また各締付カラー１２２…間で支持部１１９ａの表裏両面には複数のリブ１２３…が突設されており、連結板部１１９ｃの表裏両面にも円筒部１１９ｂと同軸である円形のリブ１２４…が突設される。しかも円筒部１１９ｂの外周に、駆動ギヤ７４に噛合する多数の歯部１２５…がたとえばヘリカル歯として形成される。
【００４４】
ボス１１８の取付け板部１１８ｂに、ボス１１８の軸方向一端側からリング体１１９の支持部１１９ａが当接され、取付け板部１１８ｂと反対側でリング体１１９には金属製の補強板１２６が当接される。この補強板１２６は、図１５で示すように、各締付カラー１２２…に個別に対応した挿通孔１２７…を有してリング状に形成されるものであり、各挿通孔１２７…および締付カラー１２２…にそれぞれ挿通されたボルト１２８…がボス１１８の各ねじ孔１２１…にそれぞれ螺合されことにより、合成樹脂製のリング体１１９に締付強度が作用することを回避してボス１１８にリング体１１９が締結され、第１中間ギヤ７６が構成されることになる。
【００４５】
このような第１中間ギヤ７６の第１アイドル軸７５への固定にあたっては、第１中間ギヤ７６のボス１１８がスプライン１２０を介して相対回転不能に第１アイドル軸７５に装着されるとともに、第１中間ギヤ７６の一端すなわちボス１１８の一端がボールベアリング８４の内輪に当接される。また第１中間ギヤ７６の他端に対向するリング状の受け部材１２９が着脱可能として第１アイドル軸７５に装着される。すなわち第１アイドル軸７５の端部外面には止め輪１３０が装着され、該止め輪１３０により第１中間ギヤ７６から離反する方向の移動を阻止されるようにして受け部材１２９が第１アイドル軸７５に装着される。第１中間ギヤ７６および受け部材１２９間には皿ばね１３１が設けられ、該皿ばね１３１の第１中間ギヤ７６側の端部は、第１中間ギヤ７６におけるボス１１８の円筒部１１８ｃで半径方向外方に拡径することを規制されるようにして該ボス１１８のフランジ部１１８ａに当接される。この皿ばね１３１が発揮するばね力により、第１中間ギヤ７６はボールベアリング８４の内輪側に向けて押圧される。したがってスプライン１２０により軸線まわりの相対回転が阻止された第１中間ギヤ７６がボールベアリング８４の内輪に向けて押付けられることになり、第１中間ギヤ７６が第１アイドル軸７５に固定される。
【００４６】
ところで、減速ギヤ列５７における第１および第２アイドル軸７５，７９は、図２および図４で明示するように、クランク軸３３の軸線および電動アシストモータ３０の回転軸線を結ぶ直線よりも下方で、第１アイドル軸７５が第２アイドル軸７９よりも下方に位置するようにしてそれぞれ配置されており、両アイドル軸７５，７９の上方において、クランク軸３３および電動アシストモータ３０間におけるケーシング４５の上部にはブリーザ室１３４が形成される。
【００４７】
図１１に特に注目して、ブリーザ室１３４は、左ケーシング半体４６および右ケーシング半体４７間に形成されるものであり、該ブリーザ室１３４の上部を第２収納室５０に通じさせる連通孔１３５が左ケーシング半体４６に設けられる。而して電動アシストモータ３０内は、支持壁部９５およびモータ軸７３間に設けられているボールベアリング１００を介して第２収納室５０に通じているので、電動アシストモータ３０内は、ブリーザ室１３４の上部に通じることになる。またブリーザ室１３４内の下部を外部に通じさせるブリーザ孔１３６が、右ケーシング半体４７に設けられる。しかも連通孔１３５およびブリーザ孔１３６間で迷路を形成するようにして左ケーシング半体４６には、右ケーシング半体４７に近接する壁１３７が一体に設けられる。
【００４８】
ところで、車体フレーム２１の大部分を覆うカバー４１は、図１６で示すように、車体フレーム２１を上方側から覆う上部カバー４１ａと、車体フレーム２１を下方側から覆う下部カバー４１ｂとが相互に結合されて成るものであり、上部カバー４１ａの上部に、メインスイッチ４２を臨ませる開口部１３９が設けられる。
【００４９】
次にこの実施例の作用について説明すると、電動補助自転車を走行させるべく乗員がクランクペダル３２，３２を踏むと、クランク軸３３の動力が動力伝達手段５６を介して駆動スプロケット３４に伝達され、チェーン３６および被動スプロケット３５を介して後輪Ｗ_Ｒに動力が伝達されることになる。
【００５０】
このときのクランクペダル３２，３２による入力トルクがトルク検出手段Ｓ_Ｔによって検出される。また自転車速度を代表する回転速度として電動アシストモータ３０の回転速度が回転速度検出手段Ｓ_Ｒで検出されるものであり、両検出手段Ｓ_Ｔ，Ｓ_Ｒの検出値に応じたアシスト動力を電動アシストモータ３０で発揮させることにより、乗員の負荷を軽減することができる。
【００５１】
このような電動補助自転車のパワーユニット３１において、電動アシストモータ３０および回転筒体５３間に設けられている減速ギヤ列５７を構成する複数のギヤ７４，７６，７７，７８，８１，８２のうちの１つである第１中間ギヤ７６の外周部が合成樹脂により形成されていることにより、第１中間ギヤ７６および駆動ギヤ７４の噛合部でのギヤ音の発生を抑制することが可能となる。したがって、クランク軸３３の軸線と平行であるモータ軸７３の軸線に沿う長さをクランク軸３３の軸長よりも短くせざるを得ないことから、該電動アシストモータ３０が高速型のものとなったとしても、減速ギヤ列５７でのギヤ音の発生を極力抑制することが可能である。しかも第１中間ギヤ７６は、電動アシストモータ３０のモータ軸７３に固定された駆動ギヤ７４に噛合するものであり、減速ギヤ列５７において最も高速である部分の噛合部でのギヤ音の発生を抑制することによりギヤ音抑制効果をより一層高めることができる。
【００５２】
また第１中間ギヤ７６は、第１アイドル軸７５に結合される金属製のボス１１８に、多数の歯部１２５…を外周に有する合成樹脂製のリング体１１９が締結されて成るものであり、高度な成形精度が要求される歯部１２５…を合成樹脂の型成形で形成することを可能として歯部１２５…の精度を高めることができる。それに加えて、第１中間ギヤ７６を第１アイドル軸７５に固定するための結合荷重が、合成樹脂製であることにより強度的には比較的弱いリング体１１９に作用することがなく、前記結合荷重を高めて第１中間ギヤ７６を第１アイドル軸７５に確実に固定することができる。
【００５３】
しかも第１中間ギヤ７６の第１アイドル軸７５への固定にあたっては、第１アイドル軸７５に軸線まわりの相対回転を不能として装着されるとともにボールベアリング８４の内輪に一端を当接させた第１中間ギヤ７６の他端と、止め輪１３０で受けられた受け部材１２９との間に皿ばね１３１が設けられるものであり、駆動ギヤ７４に噛合させた第１中間ギヤ７６を第１アイドル軸７５に固定する際に、第１中間ギヤ７６に回転トルクが作用することがなく、したがって、強度的に比較的弱い合成樹脂によって形成されて駆動ギヤ７４に噛合しているリング体１１９に軸線まわりの回転トルクが作用することを回避して、第１中間ギヤ７６を第１アイドル軸７５に固定することができる。
【００５４】
ところで、駆動ギヤ７４のモータ軸７３への固定にあたっては、電動アシストモータ３０のハウジング９０をケーシング４５に取付ける前に、ボールベアリング１００を介して支持壁部９５を貫通せしめたモータ軸７３の両係合面７３ａ，７３ａにスパナ等の工具を係合して該モータ軸７３の回転を阻止した状態で、モータ軸７３と同軸のボルト１０７で駆動ギヤ７４がモータ軸７３に取付けられる。したがって第１中間ギヤ７６に噛合させた状態で駆動ギヤ７４をモータ軸７３に締結するようにしても、第１中間ギヤ７６に回転トルクが作用することはなく、駆動ギヤ７４と噛合部が合成樹脂から成る第１中間ギヤ７６を保護することができる。
【００５５】
電動アシストモータ３０のハウジング９０は、左ケーシング半体４６に設けられた嵌合筒部８８に嵌合されて左ケーシング半体４６に一対のボルト８９，８９で締結されるものであり、嵌合筒部８８の先端内周縁に段差をなして設けられた環状凹部１０５との間に、ハウジング９０の外周に密接するＯリング１０７を挟持して嵌合筒部８８の先端に接合される環状部１０６が、左ケーシング半体４６に結合される右ケーシング半体４７に、前記ハウジング９０を囲繞するように設けられている。したがって、電動アシストモータ３０のハウジング９０は、その一部を右ケーシング半体４７から突出するようにしてケーシング４５に取付けられることになり、電動アシストモータ３０全体を覆う部分をケーシング４５に設けることを不要として、電動アシストモータ３０のハウジング９０を、ケーシング４５との間のシール性を保ちつつケーシング４５に取付けることができ、ケーシング４５のコンパクト化および軽量化を図ることが可能となる。
【００５６】
しかも環状凹部１０５が嵌合筒部８８の先端内周縁に設けられることにより、左ケーシング半体４６が鋳造製品であるときには左ケーシング半体４６の鋳造成形時に環状凹部１０５を同時に形成することが可能であり、切削加工が不要となって加工工数の低減を図ることができる。
【００５７】
また電動アシストモータ３０のハウジング９０をケーシング４５に取付けるにあたって、左、右ケーシング半体４６，４７の結合前に、環状凹部１０５へのＯリング１０７の未装着状態で嵌合筒部８８にハウジング９０を嵌合し、その後で、環状凹部１０５へのＯリング１０７の装着、ならびに左、右ケーシング半体４６，４７の結合を順次行なうようにしてもよく、そうすれば、Ｏリング１０７を装着した後にハウジング９０を嵌合筒部８８に嵌合するのに比べて、Ｏリング１０７の損傷を防止することが可能となるとともに、ハウジング９０を嵌合する際の摩擦抵抗を低減して作業性を向上することができる。
【００５８】
さらに右ケーシング半体４７に設けられている環状部１０６には、左ケーシング半体４６に設けられたハンガー部１１２とともに、ケーシング４５を車体フレーム２１におけるリヤフォーク２５…に支持するハンガー部１１３が一体に設けられており、ケーシング４５を車体フレーム２１に支持するための専用部品が不要であり、部品点数を低減することができる。
【００５９】
ところで、上記電動アシストモータ３０内は、ケーシング４５の第２収納室５０にボールベアリング１００を介して連通しているものであり、ケーシング４５の上部において左、右ケーシング半体４６，４７間にブリーザ室１３４が形成され、該ブリーザ室１３４内の上部を第２収納室５０に通じさせる連通孔１３５が左ケーシング半体４６に設けられるとともに、ブリーザ室１３４内の下部を外部に通じさせるブリーザ孔１３６が右ケーシング半体４７に設けられている。このため、電動アシストモータ３０の使用時の発熱および非使用時の冷却の繰返しによる空気の膨張・収縮に応じて、電動アシストモータ３０のハウジング９０内の空気が、ブリーザ室１３４およびブリーザ孔１３６を介して呼吸することが可能であり、電動アシストモータ３０のハウジング９０内が加・減圧されることはない。したがって、電動アシストモータ３０のハウジング９０およびケーシング４５間のシール構造を、上述のように両ケーシング半体４６，４７間で挟持したＯリング１０７をハウジング９０の外面に密接させるだけの簡略化した構造とすることができる。しかもケーシング４５内の上部に在るブリーザ室１３４の下部にブリーザ孔１３６が通じており、該ブリーザ室１３４の上部が電動アシストモータ３０内に通じているので、ブリーザ室１３４からケーシング４５および電動アシストモータ３０内に水の浸入を防止することができ、またブリーザ室１３４に入った水を確実に排出することができる。
【００６０】
さらにブリーザ室１３４が、クランク軸３３および電動アシストモータ３０間でケーシング４５の上部に形成されるものであることにより、ブリーザ室１３４を地面から比較的高い位置に配置して、ブリーザ室１３４への水の浸入を極力防止することができる。しかも減速ギヤ列５７の構成要素である第１および第２アイドル軸７５，７９が、クランク軸３３の軸線および電動アシストモータ３０の回転軸線を結ぶ直線よりも下方位置でケーシング４５に回転自在に支承されることにより、クランク軸３３および電動アシストモータ３０を近接させて減速ギヤ５７列を構成するとともに、クランク軸３３および電動アシストモータ３０間の空きスペースを有効に利用してブリーザ室１３４を形成することができ、パワーユニット３１のコンパクト化を図ることができる。
【００６１】
図１７は電動アシストモータのハウジングのシール構造の変形例を示すものであり、嵌合筒部８８の先端に接合すべく右ケーシング半体４７に設けられる環状部１０６に、嵌合筒部８８の先端内周縁に設けられている環状凹部１０６と共働してＯリング１０７を挟持する環状凹部１３８が設けられていてもよい。
【００６２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、電動アシストモータのハウジングは、その一部をケーシングから突出させてケーシングに取付けられることになり、電動モータ全体を覆う部分をケーシングに設けることを不要として、電動アシストモータのハウジングおよびケーシング間のシール性を保ちつつ、ケーシングのコンパクト化および軽量化を図ることができ、第１ケース部材が鋳造製品であるときには第１ケース部材の鋳造成形時に環状凹部を同時に形成することを可能として加工工数の低減を図ることができる。
【００６４】
また請求項２記載の発明によれば、ケーシングを車体フレームに支持するための専用部品が不要となり、部品点数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動補助自転車の側面図である。
【図２】パワーユニットの縦断側面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】駆動スプロケットを省略した状態での図３の４矢視側面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図３のクランク軸付近の拡大図である。
【図７】図６の７−７線断面図である。
【図８】図６の８−８線断面図である。
【図９】スライダインナーおよびクラッチ内輪の係合状態を図６の９−９線矢視方向から見て示す図である。
【図１０】図３の電動アシストモータ付近の拡大断面図である。
【図１１】図４の１１−１１線拡大断面図である。
【図１２】図１０の１２−１２線拡大断面図である。
【図１３】ボスの正面図である。
【図１４】リング体の正面図である。
【図１５】補強板の正面図である。
【図１６】カバーの分解斜視図である。
【図１７】電動アシストモータのハウジングのシール構造の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
２１・・・車体フレーム
３０・・・電動アシストモータ
３１・・・パワーユニット
３２・・・クランクペダル
３３・・・クランク軸
４５・・・ケーシング
４６・・・第１ケース部材としての左ケーシング半体
４７・・・第２ケース部材としての右ケーシング半体
４８・・・ケース部材としてのカバー
８８・・・嵌合筒部
９０・・・ハウジング
１０５・・・環状凹部
１０６・・・環状部
１０７・・・シール部材としてのＯリング
１１３・・・ハンガー部

Claims

両端にクランクペダル（３２）をそれぞれ有するクランク軸（３３）を回転自在に支承して車体フレーム（２１）に支持されるケーシング（４５）に、電動アシストモータ（３０）が取付けられる電動補助自転車のパワーユニットにおいて、前記ケーシング（４５）が、相互に結合される第１および第２ケース部材（４６，４７）を含む複数のケース部材（４６，４７，４８）で構成され、電動アシストモータ（３０）のハウジング（９０）が、第１ケース部材（４６）に設けられた嵌合筒部（８８）に嵌合されて第１ケース部材（４６）に締結され、前記嵌合筒部（８８）の先端内周縁に段差をなして設けられた環状凹部（１０５）と、前記ハウジング（９０）を囲繞して第２ケース部材（４７）に設けられて嵌合筒部（８８）の先端に接合される環状部（１０６）との間に、前記ハウジング（９０）の外周に密接する環状のシール部材（１０７）が挟持されることを特徴とする電動補助自転車のパワーユニット。
前記環状部（１０６）に、ケーシング（４５）を車体フレーム（２１）に支持するハンガー部（１１３）が一体に設けられることを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車のパワーユニット。