JP6754955B2 - Motor drive unit and electrically power assisted bicycle - Google Patents

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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なモータ駆動ユニット及び電動アシスト自転車に関するものである。 The present invention relates to a motor drive unit and 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.

バッテリなどの蓄電器から給電されるモータを有し、ペダルに加えられる踏力からなる人力駆動力をトルクセンサにより検出し、人力駆動力に対応したモータの補助駆動力(アシスト力)を加えることで、上り坂等でも楽に走行できる電動アシスト自転車は既に知られている。 It has a motor that is powered by a capacitor such as a battery, and by detecting the human-powered driving force consisting of the pedaling force applied to the pedal with a torque sensor and adding the auxiliary driving force (assisting force) of the motor corresponding to the human-powered driving force. Electric assisted bicycles that can easily run uphill are already known.

例えば、図14に示すように、電動アシスト自転車において、モータ101などが内蔵されたモータ駆動ユニット102を、クランク軸103が設けられている箇所に配設したものがある(特許文献1等)。このような配置構成の電動アシスト自転車100は、重量が比較的大きいモータ駆動ユニット102が、電動アシスト自転車100の前後方向中央(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100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110や後輪111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113の取り回しがよく、また、走行安定性も良好である。 For example, as shown in FIG. 14, in an electrically power assisted bicycle, a motor drive unit 102 having a built-in motor 101 or the like is arranged at a place where a crankshaft 103 is provided (Patent Document 1 and the like). In the electrically assisted bicycle 100 having such an arrangement configuration, the relatively heavy motor drive unit 102 is arranged at a low position in the center of the electrically assisted bicycle 100 in the front-rear direction (that is, between the front wheels and the rear wheels). To. Therefore, in the electrically power assisted bicycle 100 having this arrangement configuration, the front wheels 110 and the rear wheels 111 can be easily lifted as compared with those in which the motor is built in the hub of the front wheels and the hub of the rear wheels, and the traveling path has a step. The vehicle body 113 is easy to handle, and the running stability is also good.

また、このようなモータ駆動ユニット102において、図15、図16に示すように、クランク軸103からの人力駆動力が伝達される人力伝達体(中間軸)104の外周面とその対向部分に、人力駆動力を検出する磁歪式のトルクセンサ105が設けられる構造のものがある。すなわち、人力伝達体104の外周面に磁歪発生部105aが形成されているとともに、この磁歪発生部105aに対向するように、磁気の変動を検出するコイル105bが非接触状態で配設されている。そして、左右のペダル112(図14参照)を踏み込んだ際にクランク軸103が踏力(人力駆動力)により捩れるため、クランク軸103からの人力駆動力が伝達される人力伝達体104の捩れ状態を、トルクセンサ105により検出している。 Further, in such a motor drive unit 102, as shown in FIGS. 15 and 16, the outer peripheral surface of the human power transmission body (intermediate shaft) 104 to which the human power drive force from the crankshaft 103 is transmitted and the portion facing the outer peripheral surface thereof. Some structures are provided with a magnetostrictive torque sensor 105 that detects a human-powered driving force. That is, the magnetostrictive generation portion 105a is formed on the outer peripheral surface of the human power transmitter 104, and the coil 105b for detecting the magnetic fluctuation is arranged in a non-contact state so as to face the magnetostrictive generation portion 105a. .. Then, when the left and right pedals 112 (see FIG. 14) are depressed, the crankshaft 103 is twisted by the pedaling force (human-powered driving force), so that the human-powered transmission body 104 in which the human-powered driving force from the crankshaft 103 is transmitted is in a twisted state. Is detected by the torque sensor 105.

なお、図15、図16において、106は、一方向クラッチ(爪部材)107を介して人力伝達体104に嵌合された筒体(アウター部)109と連結されている連動体(インナー部)、108は、連動体106の端部に取り付けられた駆動力出力輪体としての駆動スプロケットである。 In addition, in FIGS. 15 and 16, 106 is an interlocking body (inner portion) connected to a tubular body (outer portion) 109 fitted to the human power transmission body 104 via a one-way clutch (claw member) 107. , 108 are drive sprockets as driving force output wheels attached to the ends of the interlocking body 106.

ここで、電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットにおいては、例えば特許文献2に開示されているように、トルク(人力駆動力)を機械的に検出する構造のものもある。しかし、このような構造のものでは、トルクを検出する箇所で部品同士が互いに当接するなどして機械的な抵抗を生じるため、電池の出力用残量がなくなって補助駆動力を付加できなくなった場合などに、搭乗者に対する負担が大きくなる短所がある。 Here, some motor drive units of electrically power assisted bicycles have a structure that mechanically detects torque (human-powered driving force), for example, as disclosed in Patent Document 2. However, with such a structure, mechanical resistance is generated by the parts coming into contact with each other at the point where torque is detected, so that the remaining amount of battery output is exhausted and auxiliary driving force cannot be added. In some cases, there is a disadvantage that the burden on the passenger becomes large.

これに対して、図14〜図16に示すような磁歪式のトルクセンサ105によりトルク(人力駆動力)を検出するモータ駆動ユニット102では、トルク(人力駆動力)を検出するコイル105bが磁歪発生部105aに対して非接触状態で配設されている。したがって、電池の出力用残量がなくなって補助駆動力を付加できなくなった場合でも、搭乗者に対する負担が殆どない。 On the other hand, in the motor drive unit 102 that detects torque (human-powered driving force) by the magnetostrictive torque sensor 105 as shown in FIGS. 14 to 16, the coil 105b that detects torque (man-powered driving force) generates magnetostriction. It is arranged in a non-contact state with respect to the portion 105a. Therefore, even if the remaining amount of battery output is exhausted and the auxiliary driving force cannot be added, there is almost no burden on the passenger.

また、前記モータ駆動ユニット102では、磁歪発生部105aが、クランク軸103とは別体の人力伝達体104に形成されているため、以下の利点もある。すなわち、クランク軸103の両端部には、回転方向に対するトルク(人力駆動力)だけでなく、ペダル112を介して搭乗者の足から体重の一部が下方に加えられてクランク軸103を湾曲させようとする曲げ応力が作用する。したがって、クランク軸に磁歪発生部を形成すると、この曲げ応力が、トルク(人力駆動力)を検出する際の外乱要因やノイズとなってトルクの検出能力が低下するおそれがある。また、クランク軸は、大きな曲げ応力に対しても十分対応できるような材料を選定しなければならないため、材料が極めて限定されてしまい、場合によっては、トルクの検出能力が低いものを用いざるを得ない場合がある。 Further, in the motor drive unit 102, since the magnetostrictive generating portion 105a is formed in the human power transmission body 104 that is separate from the crankshaft 103, there are also the following advantages. That is, not only the torque (human power driving force) in the rotation direction but also a part of the weight is applied downward from the occupant's foot via the pedal 112 to the both ends of the crankshaft 103 to bend the crankshaft 103. The bending stress to be applied acts. Therefore, if a magnetostrictive generating portion is formed on the crankshaft, this bending stress may become a disturbance factor or noise when detecting torque (human-powered driving force), and the torque detection ability may decrease. In addition, since it is necessary to select a material for the crankshaft that can sufficiently cope with a large bending stress, the material is extremely limited, and in some cases, a material having a low torque detection ability must be used. You may not get it.

これに対して、図14〜図16に示すモータ駆動ユニット102では、磁歪発生部105aが、クランク軸103とは別体の人力伝達体104に形成されているため、曲げ応力が、クランク軸103よりも作用し難く、クランク軸に磁歪発生部を形成する場合と比較して、トルクの検出能力を向上させることができる。また、人力伝達体104としてその外周面に磁歪発生部105aを形成するに適した材料を用いることができるので、これによっても、トルクの検出能力を向上させることができる。 On the other hand, in the motor drive unit 102 shown in FIGS. 14 to 16, since the magnetostrictive generating portion 105a is formed on the human-powered transmitter 104 that is separate from the crankshaft 103, the bending stress is increased on the crankshaft 103. It is more difficult to act than the above, and the torque detection ability can be improved as compared with the case where the magnetostrictive generating portion is formed on the crankshaft. Further, since a material suitable for forming the magnetostrictive generation portion 105a on the outer peripheral surface of the human power transmitter 104 can be used, the torque detection ability can be improved by this as well.

また、モータ駆動ユニット102に設けられた一方向クラッチ(爪部材)107は、以下の理由で設けられている。すなわち、従来のこの種の電動アシスト自転車では、搭乗者がペダル112を漕ぐことを止めても、しばらくの間だけ、モータ101が回転し続けるように制御する場合(いわゆる遅れ制御を行う場合)があり、この場合には、一方向クラッチ107が設けられていないと、モータ101からの補助駆動力がクランク軸103に伝達されて、ペダル112が勝手に回転し続けようとする。したがって、このような力が、クランク軸103やペダル112に作用しないように、一方向クラッチ107により、モータ101からの補助駆動力を切断させている。 Further, the one-way clutch (claw member) 107 provided in the motor drive unit 102 is provided for the following reasons. That is, in the conventional electric assisted bicycle of this type, even if the passenger stops pedaling the pedal 112, the motor 101 is controlled to continue rotating for a while (so-called delay control). In this case, if the one-way clutch 107 is not provided, the auxiliary driving force from the motor 101 is transmitted to the crankshaft 103, and the pedal 112 tries to continue rotating without permission. Therefore, the unidirectional clutch 107 cuts off the auxiliary driving force from the motor 101 so that such a force does not act on the crankshaft 103 and the pedal 112.

ところで、このように、磁歪式のトルクセンサ105を備えたモータ駆動ユニット102において、クランク軸103などの回転を検出する回転センサ115(図16参照)が設けられているものがある。このモータ駆動ユニット102では、人力伝達体104に係合されている筒体(アウター部)109の外周部に外側から臨むように配設されている。筒体(アウター部)109の外周部には、回転検出用の歯や、永久磁石などが固着され、回転検出用の歯が形成される場合には、回転センサ115として、永久磁石とコイルを備えたいわゆるピックアップセンサ(磁気センサ)が設けられる。 By the way, in the motor drive unit 102 provided with the magnetostrictive torque sensor 105, a rotation sensor 115 (see FIG. 16) for detecting the rotation of the crankshaft 103 and the like is provided. The motor drive unit 102 is arranged so as to face the outer peripheral portion of the tubular body (outer portion) 109 engaged with the human power transmission body 104 from the outside. When a rotation detection tooth, a permanent magnet, or the like is fixed to the outer peripheral portion of the tubular body (outer portion) 109 to form a rotation detection tooth, a permanent magnet and a coil are used as the rotation sensor 115. A so-called pickup sensor (magnetic sensor) provided is provided.

特開2009−208710号公報JP-A-2009-208710 特開平10−81292号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-81292

しかしながら、図14〜図16に示すモータ駆動ユニット102では、磁歪式のトルクセンサ105の近傍に、回転センサ115や筒体(アウター部)109に永久磁石などを配設することとなるため、トルク(人力駆動力)を検出する際の外乱要因やノイズとなってトルクの検出能力が低下するおそれがある。 However, in the motor drive unit 102 shown in FIGS. 14 to 16, a permanent magnet or the like is arranged on the rotation sensor 115 or the cylinder (outer portion) 109 in the vicinity of the magnetostrictive torque sensor 105, so that the torque There is a risk that the torque detection capability will decrease due to disturbance factors and noise when detecting (human-powered driving force).

本発明は上記課題を解決するもので、磁歪式のトルクセンサによりトルクを検出でき、かつクランク軸などの回転を検出することができながら、搭乗者がペダルを漕ぐことを止めた際に、モータからの補助駆動力がクランク軸に伝達されることがなく、トルクの検出能力を良好に維持することができるモータ駆動ユニット及び電動アシスト自転車を提供す
ることを目的とする。
The present invention solves the above problems, and is a motor when the passenger stops pedaling while being able to detect torque by a magnetic distortion type torque sensor and detect rotation of a crankshaft or the like. It is an object of the present invention to provide a motor drive unit and an electrically assisted bicycle capable of maintaining a good torque detection ability without transmitting an auxiliary driving force from the crankshaft.

上記課題を解決するために、本発明のモータ駆動ユニットは、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に用いられるモータ駆動ユニットであって、前記モータ駆動ユニットの外殻部を構成するユニットケースを貫通するクランク軸と、前記クランク軸の外周に配設された筒状の
人力伝達体と、前記クランク軸と略平行な減速用歯車支持軸に支持された減速用歯車を有する減速機構と、第一の軸受と第二の軸受とにより前記クランク軸と略平行に支持された回転軸を有し、前記減速用歯車と噛み合う歯部が当該回転軸に設けられたモータと、前記モータを制御する制御用基板を有する制御部と、前記モータと前記制御用基板とを接続する接続部材とを備え、前記ユニットケースは、内部が区切り部によって複数の領域に区画されており、前記制御用基板および前記クランク軸は同一の領域に配設され、前記ユニットケースは、更に前記モータのロータ部およびステータ部が配設される領域に形成される第1の空間と、前記制御用基板および前記クランク軸が配設される領域に形成される第2の空間と、を内部に有し、前記第一の軸受と前記第二の軸受とは内径が異なり、更に前記第一の軸受と前記第二の軸受のうち内径が大径のものは、内径部材と外径部材とを有し、前記内径部材は前記回転軸に接する
In order to solve the above problems, the motor drive unit of the present invention is a motor drive unit used for an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding an auxiliary drive force generated by a motor to a human power drive force generated by a pedaling force from a pedal. A crank shaft penetrating the unit case constituting the outer shell of the motor drive unit, a tubular human-powered transmitter arranged on the outer periphery of the crank shaft, and deceleration substantially parallel to the crank shaft. A deceleration mechanism having a deceleration gear supported by a gear support shaft, and a rotating shaft supported by a first bearing and a second bearing substantially parallel to the crank shaft, and teeth that mesh with the deceleration gear. The unit case includes a motor provided on the rotating shaft, a control unit having a control board for controlling the motor, and a connecting member for connecting the motor and the control board. It is divided into a plurality of regions by a partition portion, the control board and the crank shaft are arranged in the same region, and the unit case is further arranged in an region where the rotor portion and the stator portion of the motor are arranged. The first bearing and the second bearing are internally provided with a first space to be formed and a second space to be formed in a region where the control substrate and the crank shaft are arranged. Ri inner diameter Do different and, further that the inner diameter of said first bearing and said second bearing having a large diameter, and a inner diameter member and the outside diameter member, the inner diameter member in contact with the rotary shaft.

モータ駆動ユニット。 Motor drive unit.

また、本発明のモータ駆動ユニットにおいて、前記制御用基板における前記クランク軸側と反対側の前記制御用基板の端部は、前記減速用歯車支持軸よりも前記クランク軸から離れる方向に位置する。 Further, in the motor drive unit of the present invention, the end portion of the control board on the control board opposite to the crankshaft side is located in a direction away from the crankshaft from the reduction gear support shaft.

また、本発明のモータ駆動ユニットにおいて、前記制御用基板は、基板面が前記クランク軸と交差する方向に延びるように前記ユニットケース内に配設される。 Further, in the motor drive unit of the present invention, the control board is arranged in the unit case so that the board surface extends in a direction intersecting the crankshaft.

また、本発明のモータ駆動ユニットにおいて、前記減速用歯車は、前記第2の空間に位置する。 Further, in the motor drive unit of the present invention, the reduction gear is located in the second space.

また、本発明のモータ駆動ユニットにおいて、前記第一の軸受の内径は前記第二の軸受の内径よりも大径であり、前記第一の軸受は前記回転軸の軸方向で前記第二の軸受よりも前記歯部に近い位置に配設される。 Further, in the motor drive unit of the present invention, the inner diameter of the first bearing is larger than the inner diameter of the second bearing, and the first bearing is the second bearing in the axial direction of the rotating shaft. It is arranged at a position closer to the tooth portion.

また、本発明のモータ駆動ユニットにおいて、前記減速機構は前記減速用歯車支持軸を支持する減速用歯車支持軸軸受をさらに有し、前記減速用歯車支持軸軸受と前記第一の軸受は前記回転軸の径方向に視て重なる。 Further, in the motor drive unit of the present invention, the reduction mechanism further includes a reduction gear support shaft bearing that supports the reduction gear support shaft, and the reduction gear support shaft bearing and the first bearing rotate. It overlaps when viewed in the radial direction of the shaft.

また、本発明のモータ駆動ユニットにおいて、前記区切り部は前記回転軸の軸方向に凹む凹部を有し、前記第一の軸受は前記凹部に配設される。 Further, in the motor drive unit of the present invention, the partition portion has a recessed portion in the axial direction of the rotating shaft, and the first bearing is arranged in the recessed portion.

また、本発明のモータ駆動ユニットにおいて、前記減速用歯車支持軸軸受は前記減速用歯車支持軸の軸方向に視て前記モータに少なくとも一部が重なる。 Further, in the motor drive unit of the present invention, at least a part of the reduction gear support shaft bearing overlaps the motor when viewed in the axial direction of the reduction gear support shaft.

また、本発明のモータ駆動ユニットにおいて、前記回転軸の軸方向において、前記第二の軸受は回転軸の一端側に配置され、前記制御部は他端側に配置され、前記第一の軸受は前記第二の軸受と前記制御部との間に配置される。 Further, in the motor drive unit of the present invention, the second bearing is arranged on one end side of the rotating shaft, the control unit is arranged on the other end side, and the first bearing is arranged in the axial direction of the rotating shaft. It is arranged between the second bearing and the control unit.

また、本発明の電動アシスト自転車は、前記モータ駆動ユニットを含んでいる。 Further, the electrically assisted bicycle of the present invention includes the motor drive unit.

この構成により、磁歪式のトルクセンサによりトルクを検出でき、かつ回転検出器により、前記中間筒体または前記人力伝達体の回転を検出でき、ひいてはクランク軸やペダル
の回転を検出できる。また、前記中間筒体と前記連動体との間に配設した一方向クラッチにより、搭乗者がペダルを漕ぐことを止めた際に、モータからの補助駆動力がクランク軸に伝達しないよう構成できる。また、前記中間筒体または前記人力伝達体の回転を検出する回転検出器として光センサを用いているので、回転検出器として磁気センサを用いたように、トルク(人力駆動力)を検出する際の外乱要因やノイズとなってトルクの検出能力が低下することを防止できて、トルクを良好に検出することができる。
With this configuration, the torque can be detected by the magnetostrictive torque sensor, the rotation of the intermediate cylinder or the human-powered transmitter can be detected by the rotation detector, and the rotation of the crankshaft or pedal can be detected. Further, the one-way clutch arranged between the intermediate cylinder and the interlocking body can be configured so that the auxiliary driving force from the motor is not transmitted to the crankshaft when the passenger stops pedaling. .. Further, since an optical sensor is used as a rotation detector for detecting the rotation of the intermediate cylinder or the human-powered transmitter, when detecting torque (human-powered driving force) as in the case of using a magnetic sensor as a rotation detector. It is possible to prevent the torque detection ability from being lowered due to disturbance factors and noise, and the torque can be detected satisfactorily.

また、本発明は、前記中間筒体または前記人力伝達体の外周における前記回転検出器に対応する位置に、光センサの光を遮断または反射する回転体を取り付けたことを特徴としてもよい。ここで、クランク軸の回転を検知する方法としては、クランク軸に、光センサの光を遮断または反射する回転体をクランク軸に設けて、前記回転体に照射した光を検知することが考えられる。しかし、本構成のように、前記中間筒体または前記人力伝達体の外周に、光センサの光を遮断または反射する回転体を取り付けることにより、光センサの光を遮断または反射する回転体をクランク軸に設けている場合よりも、大径の部分に配設することとなるため、回転検出器の分解能を向上させることができる。また、回転体の具体例としては、全周にわたって歯部を形成した円板や円筒などで回転体を構成し、前記歯部を挟むように出射部と受光部を設けることが考えられるが、この場合に、歯部を形成した円板や円筒などを、クランク軸よりも比較的大径の中間筒体または人力伝達体に取り付けることとなるため、歯部を形成した円板や円筒などとして、内径部から外径部までの径方向の寸法をあまり大きくしなくても、歯部を比較的大きい径の位置に、より多く形成できて、歯部が比較的小さい径の位置に形成されているものと比較して、回転検出器の分解能を向上させることができる。また、前記回転体をクランク軸に取り付けた場合において同様な回転検出器の分解能を得ようとすると、歯部を形成した円板や円筒などを内径部から外径部までの径方向の寸法を大きくすることが考えられるが、この場合には、歯部を形成した円板や円筒などが変形しやすくなるおそれがある。これに対して、前記回転体を、クランク軸の外周に配設されている前記中間筒体または前記人力伝達体に取り付けることで、内径部から外径部までの径方向の寸法をあまり大きくしなくても済むので、前記回転体が変形する可能性を最小限に抑えることができる。 Further, the present invention may be characterized in that a rotating body that blocks or reflects the light of the optical sensor is attached at a position corresponding to the rotation detector on the outer periphery of the intermediate cylinder or the human power transmitting body. Here, as a method of detecting the rotation of the crankshaft, it is conceivable to provide the crankshaft with a rotating body that blocks or reflects the light of the optical sensor, and to detect the light radiated to the rotating body. .. However, as in this configuration, by attaching a rotating body that blocks or reflects the light of the optical sensor to the outer periphery of the intermediate cylinder or the human power transmitter, the rotating body that blocks or reflects the light of the optical sensor is cranked. Since it is arranged in a portion having a larger diameter than when it is provided on the shaft, the resolution of the rotation detector can be improved. Further, as a specific example of the rotating body, it is conceivable that the rotating body is composed of a disk or a cylinder having tooth portions formed over the entire circumference, and an emitting portion and a light receiving portion are provided so as to sandwich the tooth portions. In this case, since the disk or cylinder on which the tooth portion is formed is attached to the intermediate cylinder or human power transmitter having a diameter relatively larger than the crank shaft, the disk or cylinder on which the tooth portion is formed is used. , Even if the radial dimension from the inner diameter to the outer diameter is not made too large, more teeth can be formed at a position with a relatively large diameter, and the teeth are formed at a position with a relatively small diameter. It is possible to improve the resolution of the rotation detector as compared with the one used. Further, in order to obtain the same resolution of the rotation detector when the rotating body is attached to the crankshaft, the dimensions in the radial direction from the inner diameter portion to the outer diameter portion of the disk or cylinder having the tooth portion formed therein are determined. It is conceivable to increase the size, but in this case, the disk or cylinder forming the tooth portion may be easily deformed. On the other hand, by attaching the rotating body to the intermediate cylinder or the human-powered transmitter arranged on the outer circumference of the crankshaft, the radial dimension from the inner diameter portion to the outer diameter portion is made too large. Since it is not necessary, the possibility of the rotating body being deformed can be minimized.

また、本発明は、上記したように前記中間筒体または前記人力伝達体の外周における前記回転検出器に対応する位置に、光センサの光を遮断または反射する1つの回転体が取り付けられ、前記回転検出器は、光センサが、回転体の回転方向にその出力信号の位相が90度異なる位置に2つ並べられて設けられていることを特徴としてもよい。この構成により、ペダルが停止または逆方向に回転されたことを検出できる。 Further, in the present invention, as described above, one rotating body that blocks or reflects the light of the optical sensor is attached at a position corresponding to the rotation detector on the outer periphery of the intermediate cylinder or the human power transmitter. The rotation detector may be characterized in that two optical sensors are arranged side by side at positions where the phases of the output signals differ by 90 degrees in the rotation direction of the rotating body. With this configuration, it is possible to detect that the pedal has stopped or rotated in the opposite direction.

また、本発明は、前記連動体により、前記人力伝達体を介して伝達された人力駆動力とモータからの補助駆動力とが合成されることを特徴としてもよい。また、これに代えて、無端状駆動力伝達体に係合して、モータから出力される補助駆動力を出力する補助駆動力出力輪体を設けてもよい。 Further, the present invention may be characterized in that the interlocking body synthesizes the human-powered driving force transmitted through the human-powered transmitter and the auxiliary driving force from the motor. Alternatively, an auxiliary driving force output wheel body that engages with the endless driving force transmitting body and outputs the auxiliary driving force output from the motor may be provided.

また、本発明は、補助駆動力の伝達経路に、減速用歯車部とこの減速用歯車部を支持する減速用歯車支持軸とを有する減速機構が配設され、減速用歯車部と前記減速用歯車支持軸との間に、人力駆動力をモータ側に伝達しない人力駆動力切断用の一方向クラッチが配設されていることを特徴としてもよい。 Further, in the present invention, a reduction mechanism having a reduction gear portion and a reduction gear support shaft for supporting the reduction gear portion is provided in the transmission path of the auxiliary driving force, and the reduction gear portion and the reduction gear portion are provided. It may be characterized in that a one-way clutch for cutting the human-powered driving force that does not transmit the human-powered driving force to the motor side is disposed between the gear support shaft.

この構成により、バッテリの残容量が無くなった際にペダルを漕いで回転させた場合でも、減速用歯車部と減速用歯車支持軸との間に配設された人力駆動力切断用の一方向クラッチによって、減速用歯車やモータを回転しなくても済み、ペダルに余分な力をかけなくて済む。 With this configuration, even when the pedal is pedaled and rotated when the remaining capacity of the battery is exhausted, a one-way clutch for cutting the human-powered driving force arranged between the reduction gear portion and the reduction gear support shaft is provided. As a result, it is not necessary to rotate the reduction gear or the motor, and it is not necessary to apply extra force to the pedal.

また、本発明は、モータと減速機構と制御部とがモータ駆動ユニット内に組み込まれ、モータと制御部とが側面視して重なり、かつ幅方向の互いに反対側に配設されていることを特徴としてもよい。 Further, in the present invention, the motor, the deceleration mechanism, and the control unit are incorporated in the motor drive unit, the motor and the control unit are overlapped in a side view, and are arranged on opposite sides in the width direction. It may be a feature.

この構成により、モータ駆動ユニットの側面視した状態での面積(横方向からの投影面積)を小さくできる(コンパクト化できる)。また、モータと制御部とはモータ駆動ユニットにおいて幅方向の反対側に配設したので、制御部がモータの熱の影響を受け難くなり、良好な信頼性を保持することができる。 With this configuration, the area (projected area from the lateral direction) of the motor drive unit when viewed from the side can be reduced (can be made compact). Further, since the motor and the control unit are arranged on opposite sides in the width direction of the motor drive unit, the control unit is less likely to be affected by the heat of the motor, and good reliability can be maintained.

本発明によれば、クランク軸の外周に、人力駆動力を検出するためのトルクセンサの磁歪発生部が形成された筒状の人力伝達体と、この人力伝達体に係合された中間筒体とを設け、前記中間筒体または前記人力伝達体の回転を検出する回転検出器として光センサを用いることにより、トルクセンサに磁気の影響を与えることなく、クランク軸と一体的に回転する中間筒体や人力伝達体部材の回転を容易かつ確実に検知することができる。また、回転検出器として、トルクセンサを兼用することが考えられるが、このようにトルクセンサを兼用する場合と比較すると、回転を容易かつ確実に検出できるとともに制御が簡単であるため迅速に検出できる利点がある。 According to the present invention, a tubular human-powered transmitter in which a magnetic strain generating portion of a torque sensor for detecting a human-powered driving force is formed on the outer periphery of the crankshaft, and an intermediate cylinder engaged with the human-powered transmitter. By using an optical sensor as a rotation detector to detect the rotation of the intermediate cylinder or the human-powered transmitter, an intermediate cylinder that rotates integrally with the crankshaft without affecting the torque sensor with magnetism. It is possible to easily and surely detect the rotation of the body and the human power transmitter member. Further, it is conceivable that the torque sensor is also used as the rotation detector, but as compared with the case where the torque sensor is also used in this way, the rotation can be detected easily and surely and the control is easy, so that the detection can be performed quickly. There are advantages.

また、前記中間筒体または前記人力伝達体の外周における前記回転検出器に対応する位置に、光センサの光を遮断または反射する回転体を取り付けることにより、回転検出器として比較的分解能のよいものを得ることができる。また、回転体として、全周にわたって歯部を形成した円板や円筒などを前記中間筒体または前記人力伝達体の外周に取り付けた場合でも前記回転体の内径部から外径部までの径方向の寸法をあまり大きくしなくて済むので、歯部などが変形する可能性を最小限に抑えることができて良好な信頼性を維持できる。 Further, by attaching a rotating body that blocks or reflects the light of the optical sensor at a position corresponding to the rotation detector on the outer circumference of the intermediate cylinder or the human-powered transmitter, the rotation detector has relatively good resolution. Can be obtained. Further, even when a disk or cylinder having teeth formed over the entire circumference is attached to the outer circumference of the intermediate cylinder or the human power transmitter as the rotating body, the radial direction from the inner diameter portion to the outer diameter portion of the rotating body is obtained. Since it is not necessary to increase the size of the tooth portion so much, the possibility of deformation of the tooth portion and the like can be minimized, and good reliability can be maintained.

また、補助駆動力の伝達経路に、減速用歯車部とこの減速用歯車部を支持する減速用歯車支持軸とを有する減速機構を配設し、減速用歯車部と前記減速用歯車支持軸との間に、人力駆動力をモータ側に伝達しない人力駆動力切断用の一方向クラッチを配設することにより、バッテリの残容量が無くなった際にペダルを漕いで回転させた場合でも、減速用歯車やモータを回転しなくても済んで、ペダルに余分な力をかけなくて済む(いわゆる引きずり抵抗を極めて減少させることができる)。 Further, a reduction mechanism having a reduction gear portion and a reduction gear support shaft for supporting the reduction gear portion is provided in the transmission path of the auxiliary driving force, and the reduction gear portion and the reduction gear support shaft are provided. By arranging a one-way clutch for disconnecting the human-powered driving force that does not transmit the human-powered driving force to the motor side between the two, even if the pedal is pedaled and rotated when the remaining capacity of the battery is exhausted, it is used for deceleration. You don't have to rotate gears or motors, and you don't have to apply extra force to the pedals (so-called drag resistance can be significantly reduced).

また、モータと減速機構と制御部とをモータ駆動ユニット内に組み込み、モータと制御部とを、側面視して重なり、かつ正面視(または平面視)して幅方向の互いに反対側に配設しることで、モータ駆動ユニットの側面視した状態での面積(横方向からの投影面積)を、一軸式のモータ駆動ユニットとして特に小さくできる(コンパクト化できる)とともに、制御部がモータの熱の影響を受け難くなって、良好な信頼性を保持することができる。 Further, the motor, the deceleration mechanism, and the control unit are incorporated in the motor drive unit, and the motor and the control unit are overlapped in a side view and arranged on opposite sides in the width direction in a front view (or a plan view). By doing so, the area (projected area from the lateral direction) of the motor drive unit when viewed from the side can be made particularly small (compact) as a uniaxial motor drive unit, and the control unit can control the heat of the motor. It is less susceptible and can maintain good reliability.

本発明の実施の形態に係る電動アシスト自転車の全体側面図Overall side view of the electrically power assisted bicycle according to the embodiment of the present invention 同電動アシスト自転車の部分切欠側面図Partial notch side view of the electrically power assisted bicycle 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの側面図(駆動スプロケットは省いている)Side view of the motor drive unit of the electrically power assisted bicycle (drive sprocket is omitted) 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの平面横断面図(図3のIV−IV線矢視平面断面図)Plane cross-sectional view of the motor drive unit of the electrically power assisted bicycle (planar cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3) 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの要部拡大平面横断面図Enlarged plan sectional view of the main part of the motor drive unit of the electrically power assisted bicycle 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの回転検出器および回転体の側面図Side view of the rotation detector and rotating body of the motor drive unit of the electrically power assisted bicycle 同モータ駆動ユニットの回転検出器および回転体の動作を説明するための図The figure for demonstrating the operation of the rotation detector and the rotating body of the motor drive unit. 同モータ駆動ユニットの回転検出器および回転体の動作を説明するための図The figure for demonstrating the operation of the rotation detector and the rotating body of the motor drive unit. 本発明の他の実施の形態に係る電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの拡大平面横断面図Enlarged plan sectional view of the motor drive unit of the electrically power assisted bicycle according to another embodiment of the present invention. 本発明のその他の実施の形態に係る電動アシスト自転車の部分切欠側面図Partial cutout side view of the electrically power assisted bicycle according to another embodiment of the present invention. 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの平面横断面図Plane cross-sectional view of the motor drive unit of the electrically power assisted bicycle 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの要部拡大平面横断面図Enlarged plan sectional view of the main part of the motor drive unit of the electrically power assisted bicycle 本発明のさらに他の実施の形態に係る電動アシスト自転車におけるモータ駆動ユニットの要部拡大平面横断面図An enlarged plan sectional view of a main part of a motor drive unit in an electrically power assisted bicycle according to still another embodiment of the present invention. 従来の電動アシスト自転車の側面図Side view of a conventional electrically power assisted bicycle 同従来の電動アシスト自転車におけるモータ駆動ユニットの平面断面図Plane sectional view of the motor drive unit in the conventional electrically power assisted bicycle 同従来の電動アシスト自転車におけるモータ駆動ユニットの要部平面断面図Cross-sectional view of the main part of the motor drive unit in the conventional electrically power assisted bicycle

以下、本発明の実施の形態に係るモータ駆動ユニット及び電動アシスト自転車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1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 motor drive unit and the electrically power assisted bicycle 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-rear direction refer to the direction in which the electrically power assisted bicycle 1 is mounted in the traveling direction. Further, the configuration of the present invention is not limited to the configuration described below.

図1、図2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、図2などに示すように、この電動アシスト自転車1は、ヘッドパイプ2a、前フォーク2b、メインパイプ2c、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、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4参照)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24(図4参照)などが設けられたモータ駆動ユニット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な手元操作部(図示せず)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、チェーン15などを側方から覆うチェーンカバー17と、などを備えている。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、蓄電器の他の例としては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とからなる。 1 in FIGS. 1 and 2 is an electrically power assisted bicycle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the electrically assisted bicycle 1 includes a metal frame 2 including a head pipe 2a, a front fork 2b, a main pipe 2c, a standing pipe 2d, a chain stay 2e, and a seat stay 2f. A front wheel 3 rotatably attached to the lower end of the front fork 2b, a rear wheel 4 rotatably attached to the rear end of the chain stay 2e, a handle 5 for changing the direction of the front wheel 3, a saddle 6 and the like. 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 FIG. 4) as a driving source for generating an auxiliary driving force (assist force), and various electric motors including the motor 21. A motor drive unit 20 provided with a control unit 24 (see FIG. 4) for control, a battery 12 composed of a secondary battery for supplying power for driving to the motor 21, and a handle 5 or the like attached to board the vehicle. A driving force output that is attached to a hand operation unit (not shown) that can be operated by a person or the like so as to rotate integrally with the crankshaft 7a in a coaxial center, and outputs a resultant force that is a combination of human-powered driving force and auxiliary driving force. Drive sprocket (also called front sprocket, crank sprocket or front gear) 13 as a wheel and rear sprocket (also called rear gear) as a rear wheel attached to the hub (also called rear hub) 9 of the rear wheel 4. The chain 15 as an endless driving force transmitter wound endlessly over the driving sprocket 13 and the rear sprocket 14 in a rotatable state, and a chain covering the chain 15 and the like from the side. It is equipped with a cover 17 and the like. The battery 12 is an example of a power storage device, and a secondary battery is preferable, but another example of the power storage device may be a capacitor or the like. The crank 7 is composed of a crank arm 7b provided on each of the left and right sides and a crankshaft 7a connecting the left and right crank arms 7b to each other.

図1、図2に示すように、この電動アシスト自転車1においても、モータ駆動ユニット20が、クランク軸7aの略後方など、前輪3と後輪4との間の中間位置(より詳しくは中間位置の下部)に配置されている。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モータ駆動ユニット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ため、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なる。 As shown in FIGS. 1 and 2, also in this electrically power assisted bicycle 1, the motor drive unit 20 is located at an intermediate position between the front wheels 3 and the rear wheels 4, such as substantially behind the crankshaft 7a (more specifically, an intermediate position). It is located at the bottom of). With such an arrangement, the relatively heavy motor drive unit 20 is arranged at the center of the electrically power assisted bicycle 1 in the front-rear direction, so that the front wheels 3 and the rear wheels 4 can be easily lifted and the traveling path. The vehicle body (frame 2, etc.) of the electrically power assisted bicycle 1 is easy to handle, and the running stability is also good, such that even if there is a step on the bicycle, it can be easily overcome.

図3はモータ駆動ユニット20の側面図(駆動スプロケット13は省いている)、図4はモータ駆動ユニット20の平面横断面図である。図3、図4に示すように、モータ駆動ユニット20は、モータケース22a、左側ケース22b、右側ケース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、モータ駆動ユニット20の前部をクランク軸7aが左右に貫通している。また、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中間筒体23と、中間筒体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を介して伝達され、かつ人力伝達体28などを介して伝達された人力駆動力とモータ21からの補助駆動力とを合成する合力体として機能する連動体29とが配設されている。さらに、ユニットケース22の前後方向中央部に、減速用歯車36などを有する減速機構25が配設され、ユニットケース22内の後部左側にモータ21が配設され、ユニットケース22内の後部右側に、各種の電気的制御を行う電子部品が設けられた制御用プリント基板24aや各種情報の記憶部などを有する制御部24が配設されている。 FIG. 3 is a side view of the motor drive unit 20 (the drive sprocket 13 is omitted), and FIG. 4 is a plan sectional view of the motor drive unit 20. As shown in FIGS. 3 and 4, the motor drive unit 20 has an outer shell portion and the like formed by a unit case 22 including a motor case 22a, a left side case 22b, and a right side case 22c, and cranks the front portion of the motor drive unit 20. The shaft 7a penetrates left and right. Further, on the outer periphery of the crankshaft 7a, a substantially tubular human power transmission body 28 in which the human power driving force from the crankshaft 7a is transmitted, and an intermediate tubular body 23 in which the human power driving force from the human power transmission body 28 is transmitted. The human-powered driving force from the intermediate cylinder 23 is transmitted via the one-way clutch (one-way clutch for cutting the auxiliary driving force) 30, and the human-powered driving force transmitted via the human-powered transmitter 28 and the like and the motor 21. An interlocking body 29 that functions as a resultant force body that synthesizes the auxiliary driving force of the above is arranged. Further, a reduction mechanism 25 having a reduction gear 36 or the like is arranged in the center of the unit case 22 in the front-rear direction, a motor 21 is arranged on the rear left side in the unit case 22, and a rear right side in the unit case 22. A control printed circuit board 24a provided with electronic components for performing various electrical controls and a control unit 24 having a storage unit for various information are arranged.

詳しくは、図4、図5に示すように、クランク軸7aが、モータ駆動ユニット20の前部を左右に貫通した状態で軸受26、27により回転自在に配設され、このクランク軸7aにおける左側寄り部分の外周に、セレーション部(またはスプライン部)7cを介して、筒状の人力伝達体28が一体的に回転する状態で嵌め込まれている。なお、人力伝達体28の内周におけるクランク軸7aのセレーション部(またはスプライン部)7cに対応する箇所にもセレーション部(またはスプライン部)28bが形成されてクランク軸7aのセレーション部(またはスプライン部)7cと噛み合っている。 Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the crankshaft 7a is rotatably arranged by bearings 26 and 27 while penetrating the front portion of the motor drive unit 20 to the left and right, and is rotatably arranged on the left side of the crankshaft 7a. A tubular human power transmitter 28 is fitted on the outer periphery of the near portion via a serration portion (or spline portion) 7c in a state of being integrally rotated. A serration portion (or spline portion) 28b is also formed at a portion corresponding to the serration portion (or spline portion) 7c of the crankshaft 7a on the inner circumference of the human power transmitter 28, and the serration portion (or spline portion) of the crankshaft 7a is formed. ) It meshes with 7c.

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31bが形成されているとともに、その外周に一定の隙間(空間)を介してコイル31aが配設され、これらの磁歪発生部31bおよびコイル31a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おり、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。なお、この実施の形態では、上記構成により、クランク軸7aが反対方向に回転されたことをも検出可能に構成されているがこれに限るものではない。 On the outer peripheral surface of the human power transmitter 28, a magnetostrictive generating portion 31b imparted with magnetic anisotropy is formed, and a coil 31a is arranged on the outer periphery thereof through a constant gap (space), and these magnetostrictions are provided. The magnetostrictive torque sensor (human power detection unit) 31 is composed of the generation unit 31b and the coil 31a. As a result, the human-powered driving force from the crankshaft 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 this magnetostrictive torque sensor 31, the magnetostrictive generating portion 31b is formed in a spiral shape forming, for example, +45 degrees and −45 degrees with respect to the axial direction of the human power transmitter 28, and the magnetostrictive body 28 is formed. When the human-powered driving force is transmitted to, the magnetostrictive portion 31b on the surface of the human-powered transmitter 28 is distorted and a portion where the magnetic permeability increases and a portion where the magnetic permeability decreases are generated. Therefore, by measuring the inductance difference of the coil 31a. It is configured to be able to detect the magnitude of torque (human-powered driving force). In this embodiment, it is possible to detect that the crankshaft 7a is rotated in the opposite direction by the above configuration, but the present invention is not limited to this.

中間筒体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に対しては回転自在の状態で配設されているが、人力伝達体28の右端部外周に形成されたセレーション部(またはスプライン部)28aと、中間筒体23の左端部内周に形成されたセレーション部(またはスプライン部)23aとで嵌合されている。なお、この実施の形態では、人力伝達体28のセレーション部(またはスプライン部)28aに、中間筒体23の左端部内周に形成されたセレーション部(またはスプライン部)23aが外側から嵌合されている。 The intermediate cylinder 23 is arranged on the outer periphery of the crankshaft 7a adjacent to the right side of the human power transmission body 28 in a rotatable state with respect to the crankshaft 7a, but is the right end portion of the human power transmission body 28. The serration portion (or spline portion) 28a formed on the outer periphery and the serration portion (or spline portion) 23a formed on the inner circumference of the left end portion of the intermediate cylinder 23 are fitted together. In this embodiment, the serration portion (or spline portion) 23a formed on the inner circumference of the left end portion of the intermediate cylinder 23 is fitted to the serration portion (or spline portion) 28a of the human power transmitter 28 from the outside. There is.

また、上述したように、中間筒体23と連動体29との間に、一方向クラッチ(補助駆動力切断用の一方向クラッチ)30が配設されており、一方向クラッチ30の内側に中間筒体23が取り付けれ、一方向クラッチ30の外側に連動体29が取り付けられている。連動体29は、クランク軸7aの外周において、クランク軸7aに対して回転自在の状態で配設され、モータ21からの補助駆動力が伝達される。一方、前記一方向クラッチ30は、中間筒体23からの前進方向への人力駆動力は連動体29に伝達するが、連動体29
からの前進方向への補助駆動力は中間筒体23を介してクランク軸7aやペダル8側に伝達されないよう構成されている。つまり、この電動アシスト自転車1でも、搭乗者がペダル8を漕ぐことを止めても、しばらくの間だけ、モータ21が回転し続けるように、いわゆる遅れ制御を行うが、前記一方向クラッチ30により補助駆動力を切断させて、クランク軸7aやペダル8が勝手に回転し続けることが阻止されている。
Further, as described above, a one-way clutch (one-way clutch for cutting auxiliary driving force) 30 is disposed between the intermediate cylinder 23 and the interlocking body 29, and is intermediate inside the one-way clutch 30. The tubular body 23 is attached, and the interlocking body 29 is attached to the outside of the one-way clutch 30. The interlocking body 29 is arranged on the outer circumference of the crankshaft 7a in a rotatable state with respect to the crankshaft 7a, and an auxiliary driving force from the motor 21 is transmitted. On the other hand, in the one-way clutch 30, the human-powered driving force in the forward direction from the intermediate cylinder 23 is transmitted to the interlocking body 29, but the interlocking body 29
The auxiliary driving force in the forward direction is not transmitted to the crankshaft 7a and the pedal 8 side via the intermediate cylinder 23. That is, even in this electrically assisted bicycle 1, so-called delay control is performed so that the motor 21 continues to rotate for a while even if the passenger stops pedaling 8, but the one-way clutch 30 assists the bicycle. The driving force is cut off to prevent the crankshaft 7a and the pedal 8 from continuing to rotate without permission.

さらに、図5、図6に示すように、モータ駆動ユニット20には、クランク軸7aと一体的に回転する部材である中間筒体23、ひいては、クランク軸7aやペダル8の回転を検出する2つの回転検出器10(10A、10B)が設けられている。この実施の形態では、出射部10aと受光部10bとからなる対となった光センサが横方向(詳しくは、後述する回転体11の歯部11bの回転方向)に2つ並べられて、回転検出器10(10A、10B)が構成されている(図6〜図8参照)。また、中間筒体23における左端部の外周に、回転検出器10(10A、10B)の光を遮断したり通過させたりする回転体11が取り付けられている。回転体11は、略筒状で中間筒体23の左端部外周に取り付けられて固定された取付部11aと、この取付部11aの左端部からくし(櫛)歯状に外周方向に延びる歯部(遮光部)11bとを有している。そして、回転検出器10(10A、10B)の出射部10aと受光部10bとの間の光出射路を、歯部11bや、これらの歯部11bの間の歯溝部(通光部)11cが通過することにより、回転検出器10により中間筒体23、ひいては、クランク軸7aやペダル8の回転数(回転量)を検出するよう構成されている。また、図7、図8に示すように(図面の配置上、図6と逆の配置状態で示している)、2つの回転検出器10A、10Bはそれぞれ出力信号の位相が90度異なる位置に配設されており、これにより、回転検出器10A、10Bの回転方向により入力信号が異なるため、入力信号に基づいて、中間筒体23、ひいては、クランク軸7aやペダル8の正方向および逆方向の各回転方向についても検出できるようになっている。なお、図4、図5に示すように、この実施の形態では、回転検出器10は、ユニットケース22の前端部内側から後方に延びる支持部材18を介して、回転体11が配設される箇所に向けて取り付けられている。 Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the motor drive unit 20 detects the rotation of the intermediate cylinder 23, which is a member that rotates integrally with the crankshaft 7a, and by extension, the crankshaft 7a and the pedal 8. Two rotation detectors 10 (10A, 10B) are provided. In this embodiment, two paired optical sensors including an emitting unit 10a and a light receiving unit 10b are arranged side by side in the lateral direction (specifically, the rotation direction of the tooth portion 11b of the rotating body 11 described later) and rotate. The detector 10 (10A, 10B) is configured (see FIGS. 6 to 8). Further, a rotating body 11 for blocking or passing the light of the rotation detector 10 (10A, 10B) is attached to the outer periphery of the left end portion of the intermediate cylinder 23. The rotating body 11 has a substantially tubular shape and a mounting portion 11a attached and fixed to the outer periphery of the left end portion of the intermediate cylinder body 23, and a tooth portion extending in the outer peripheral direction from the left end portion of the mounting portion 11a in a comb-like shape. It has a (light-shielding portion) 11b. Then, the tooth portion 11b and the tooth groove portion (light-transmitting portion) 11c between the tooth portions 11b are provided along the light emission path between the emission portion 10a and the light receiving portion 10b of the rotation detector 10 (10A, 10B). Upon passing through, the rotation detector 10 is configured to detect the rotation speed (rotation amount) of the intermediate cylinder 23, the crankshaft 7a, and the pedal 8. Further, as shown in FIGS. 7 and 8 (in the arrangement of the drawings, the arrangement is reversed from that of FIG. 6), the two rotation detectors 10A and 10B are located at positions where the phases of the output signals are different by 90 degrees. Since the input signal differs depending on the rotation direction of the rotation detectors 10A and 10B, the intermediate cylinder 23, and eventually the crankshaft 7a and the pedal 8 are in the forward and reverse directions based on the input signal. It is also possible to detect each rotation direction of. As shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, the rotation detector 10 is provided with a rotating body 11 via a support member 18 extending rearward from the inside of the front end portion of the unit case 22. It is attached toward the place.

また、連動体29の左寄り箇所外周にはモータ21からの補助駆動力を入力するための大径歯車部29bが一体形成されており、連動体29の右端部外周には、駆動力出力輪体としての駆動スプロケット13が嵌め込まれて、連動体29と駆動スプロケット13とは一体的に回転する。なお、連動体29に外嵌された軸受27により、クランク軸7aが連動体29を介して回転自在に支持されている。なお、連動体29とクランク軸7aとの間や、中間筒体23とクランク軸7aとの間や、人力伝達体28の右側内周面とクランク軸7aとの間に、それぞれ薄肉の軸受などを配設してもよい。 Further, a large-diameter gear portion 29b for inputting an auxiliary driving force from the motor 21 is integrally formed on the outer periphery of the left side portion of the interlocking body 29, and a driving force output wheel body is formed on the outer periphery of the right end portion of the interlocking body 29. The drive sprocket 13 is fitted, and the interlocking body 29 and the drive sprocket 13 rotate integrally. The crankshaft 7a is rotatably supported by the bearing 27 fitted to the interlocking body 29 via the interlocking body 29. It should be noted that a thin bearing or the like is provided between the interlocking body 29 and the crankshaft 7a, between the intermediate cylinder 23 and the crankshaft 7a, and between the right inner peripheral surface of the human power transmitter 28 and the crankshaft 7a. May be arranged.

図4に示すように、モータ21は軸受32、33によりその回転軸21aおよびロータ部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歯部21cが形成されている。減速機構25は、減速用歯車36を介することにより、モータ21の回転トルク(補助駆動力)が増幅されて連動体29の大径歯車部29bに伝達するよう構成されている。ここで、減速用歯車36の支持軸(減速用歯車支持軸)には、軸受34、35により回転自在に支持された減速用歯車小径支持軸部(減速用歯車支持軸の一例であり、以下、単に小径支持軸部と略す)36aと、これよりも大径の減速用歯車大径支持軸部(減速用歯車支持軸の他の例であり、以下、単に大径支持軸部と略す)36bとが一体形成されている。また、小径支持軸部36aの外周に、小径支持軸部36aとは別体の減速用小径歯車部(減速用歯車部の一例であり、以下、単に小径歯車部と略す)36cが、圧入またはセレーション部(あるいはスプライン部)などを介して、一体的に回転するように組みつけられている。そして、小径歯車部36cが連動体29の大径歯車部29bに噛み合わされている。一方、減速用歯車36の大径支持軸部36bの外周に減速用大径歯車部(減速用歯車部の他の例であり、以下、単に大
径歯車部と略す)36dが配設されているととともに、この大径歯車部36dがモータ21の回転軸21aの歯部21cに噛み合わされているが、減速用歯車36における大径支持軸部36bと大径歯車部36dとの間には、連動体29からの回転駆動力をモータ21側に伝達しないための、人力駆動力切断用の一方向クラッチ37が配設されている。
As shown in FIG. 4, the rotating shaft 21a and the rotor portion 21b of the motor 21 are rotatably supported by bearings 32 and 33. Further, the rotating shaft 21a of the motor 21 is projected to the right side, and the tooth portion 21c is formed on the outer periphery of the protruding portion. The reduction gear 25 is configured to amplify the rotational torque (auxiliary driving force) of the motor 21 and transmit it to the large-diameter gear portion 29b of the interlocking body 29 via the reduction gear 36. Here, the support shaft of the reduction gear 36 (reduction gear support shaft) is an example of a reduction gear small diameter support shaft portion (reduction gear support shaft) rotatably supported by bearings 34 and 35. (Simply abbreviated as small diameter support shaft) 36a and a larger diameter reduction gear large diameter support shaft (another example of the reduction gear support shaft, hereinafter simply abbreviated as large diameter support shaft) 36b and 36b are integrally formed. Further, on the outer circumference of the small diameter support shaft portion 36a, a reduction gear portion 36c (an example of a reduction gear portion, hereinafter simply abbreviated as a small diameter gear portion) 36c, which is separate from the small diameter support shaft portion 36a, is press-fitted or It is assembled so as to rotate integrally via a serration part (or a spline part) or the like. Then, the small-diameter gear portion 36c is meshed with the large-diameter gear portion 29b of the interlocking body 29. On the other hand, a deceleration large-diameter gear portion (another example of the deceleration gear portion, hereinafter simply abbreviated as the large-diameter gear portion) 36d is arranged on the outer periphery of the large-diameter support shaft portion 36b of the reduction gear 36. At the same time, the large-diameter gear portion 36d is meshed with the tooth portion 21c of the rotating shaft 21a of the motor 21, but there is a gap between the large-diameter support shaft portion 36b and the large-diameter gear portion 36d in the reduction gear 36. A one-way clutch 37 for cutting the human-powered driving force is provided so that the rotational driving force from the interlocking body 29 is not transmitted to the motor 21 side.

この一方向クラッチ37は、走行中にある程度の補助駆動力が出力されるなど、モータ出力(補助駆動力)に基づく減速用歯車36の大径歯車部36dの内周部分が、これに対向する大径支持軸部36bの外周部分に対して、相対的に駆動スプロケット13を前進させる方向に回転する場合(すなわち、減速用歯車36の大径歯車部36dの内周の前進方向への回転数が、これに対向する大径支持軸部36bの外周の前進方向への回転数よりも大きい場合)には、減速用歯車36の大径歯車部36dに伝達された補助駆動力を、そのまま大径支持軸部36bに伝達するように動作する。そして、補助駆動力が、小径支持軸部36aと小径歯部36cとを介して、連動体29の大径歯車部29bに伝達される。これにより、連動体29において、人力駆動力と補助駆動力とが合成され、これらの合成された合力が、駆動力出力輪体としての駆動スプロケット13から、チェーン15を介して、後輪4に伝達される。 In this one-way clutch 37, the inner peripheral portion of the large-diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 based on the motor output (auxiliary driving force) faces the one-way clutch 37, such that a certain amount of auxiliary driving force is output during traveling. When the drive sprocket 13 rotates in a direction that advances relative to the outer peripheral portion of the large-diameter support shaft portion 36b (that is, the number of rotations of the inner circumference of the large-diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 in the forward direction). However, when it is larger than the number of rotations of the outer circumference of the large-diameter support shaft portion 36b facing this in the forward direction), the auxiliary driving force transmitted to the large-diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 is directly increased. It operates so as to transmit to the diameter support shaft portion 36b. Then, the auxiliary driving force is transmitted to the large-diameter gear portion 29b of the interlocking body 29 via the small-diameter support shaft portion 36a and the small-diameter tooth portion 36c. As a result, in the interlocking body 29, the human-powered driving force and the auxiliary driving force are combined, and the combined combined force is transmitted from the driving sprocket 13 as the driving force output wheel body to the rear wheel 4 via the chain 15. Be transmitted.

一方、バッテリ12の残容量が無くなって、モータ21から補助駆動力が出力されない状態でペダル8を漕いだ場合など、モータ出力(補助駆動力)に基づく減速用歯車36の大径歯車部36dの内周部分が、これに対向する大径支持軸部36bの外周部分に対して、相対的に駆動スプロケット13を前進させる方向とは逆方向に回転する場合(減速用歯車36の大径歯車部36dの内周の前進方向への回転数が、これに対向する大径支持軸部36bの外周の前進方向への回転数よりも小さい場合)には、減速用歯車36の大径歯車部36dに伝達された補助駆動力が一方向クラッチ37により切断されて、大径支持軸部36bに伝達されないよう構成されている。 On the other hand, when the remaining capacity of the battery 12 is exhausted and the pedal 8 is pedaled in a state where the auxiliary driving force is not output from the motor 21, the large-diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 based on the motor output (auxiliary driving force) When the inner peripheral portion rotates in the direction opposite to the direction in which the drive sprocket 13 is moved forward relative to the outer peripheral portion of the large-diameter support shaft portion 36b facing the large-diameter support shaft portion 36b (the large-diameter gear portion of the reduction gear 36). When the rotation speed of the inner circumference of 36d in the forward direction is smaller than the rotation speed of the outer circumference of the large diameter support shaft portion 36b facing the shaft in the forward direction), the large diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 The auxiliary driving force transmitted to the above is disengaged by the one-way clutch 37 and is not transmitted to the large-diameter support shaft portion 36b.

これにより、バッテリ12の残容量が無くなって、モータ21から補助駆動力が出力されない状態でペダル8を漕いだ場合などには、人力駆動力によって小径歯車部36cおよび小径支持軸部36aや大径支持軸部36bは回転されるが、大径歯車部36dやモータ21の回転軸21aおよびロータ部21bは回転されない。 As a result, when the remaining capacity of the battery 12 is exhausted and the pedal 8 is pedaled in a state where the auxiliary driving force is not output from the motor 21, the small-diameter gear portion 36c, the small-diameter support shaft portion 36a, and the large-diameter are driven by human power. The support shaft portion 36b is rotated, but the large-diameter gear portion 36d, the rotating shaft 21a of the motor 21, and the rotor portion 21b are not rotated.

上記構成において、前進走行時にペダル8を踏み込むと、このペダル8にかけられた踏力に基づく人力駆動力が、クランク軸7aから人力伝達体28および中間筒体23、連動体29に伝達され、前記人力駆動力が、人力伝達体28に設けられたトルクセンサ31により検出される。そして、前記人力駆動力に対応する補助駆動力が減速機構25の減速用歯車36などを介して、連動体29に伝達され、連動体29で合わされた合力が、駆動スプロケット13から、チェーン15を介して、後輪4に伝達される。これにより、人力駆動力に対応したモータ21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できる。 In the above configuration, when the pedal 8 is stepped on during forward traveling, the human power driving force based on the pedaling force applied to the pedal 8 is transmitted from the crankshaft 7a to the human power transmission body 28, the intermediate cylinder 23, and the interlocking body 29, and the human power is transmitted. The driving force is detected by the torque sensor 31 provided on the human power transmission body 28. Then, the auxiliary driving force corresponding to the human-powered driving force is transmitted to the interlocking body 29 via the reduction gear 36 of the deceleration mechanism 25, and the resultant force combined by the interlocking body 29 is transmitted from the drive sprocket 13 to the chain 15. It is transmitted to the rear wheel 4 via the rear wheel 4. As a result, by adding the auxiliary driving force (assisting force) of the motor 21 corresponding to the human-powered driving force, it is possible to travel easily even on an uphill or the like.

一方、走行中に搭乗者がペダル8を漕ぐことを止めると、これに伴ってクランク軸7aおよび中間筒体23の回転も停止するため、この停止状態が回転検出器10により検出され、モータ21が停止または制動される。このように、走行中に搭乗者がペダル8を漕ぐことを止めると、モータ21が直ぐに停止または制動されるので、無駄にモータ21が駆動されて、バッテリ12の消耗を抑えることができる。 On the other hand, when the passenger stops pedaling the pedal 8 during traveling, the rotation of the crankshaft 7a and the intermediate cylinder 23 is also stopped accordingly, so that this stopped state is detected by the rotation detector 10 and the motor 21 Is stopped or braked. As described above, when the passenger stops pedaling the pedal 8 during traveling, the motor 21 is immediately stopped or braked, so that the motor 21 is unnecessarily driven and the consumption of the battery 12 can be suppressed.

また、上記構成によれば、回転検出器10(10A、10B)として、光センサを用いることにより、トルクセンサ31に磁気の影響を与えることなく、中間筒体23の回転を容易かつ確実に検知することができる。つまり、回転検出器10として、磁気センサを別途に設けるとともに、中間筒体の一部に磁石を埋め込んだり、磁石を有する磁気センサを
用いたりした場合には、磁歪発生部31bにより発生される磁界の変動など、トルク検出時のノイズを生じて、トルクの検出能力が低下するおそれがある。これに対して、回転検出器10として光センサを用いているため、トルクの検出能力を良好に維持した状態で中間筒体23の回転を容易かつ確実に検知することができる。また、回転検出器10として光センサを用いることで、回転を容易かつ確実に検出できるとともに制御が簡単であるため迅速に検出でき、ペダル8やクランク軸7aの回転が停止または逆回転されたことを迅速に検知して、モータ21を素早く停止できる利点もある。
Further, according to the above configuration, by using the optical sensor as the rotation detector 10 (10A, 10B), the rotation of the intermediate cylinder 23 is easily and surely detected without affecting the torque sensor 31 by magnetism. can do. That is, when a magnetic sensor is separately provided as the rotation detector 10 and a magnet is embedded in a part of the intermediate cylinder or a magnetic sensor having a magnet is used, the magnetic field generated by the magnetostriction generating unit 31b is used. There is a risk that the torque detection capability will be reduced due to noise during torque detection, such as fluctuations in the torque. On the other hand, since the optical sensor is used as the rotation detector 10, the rotation of the intermediate cylinder 23 can be easily and surely detected while the torque detecting ability is well maintained. Further, by using an optical sensor as the rotation detector 10, the rotation can be easily and surely detected and the control is easy, so that the rotation can be detected quickly, and the rotation of the pedal 8 and the crankshaft 7a is stopped or reversed. There is also an advantage that the motor 21 can be stopped quickly by quickly detecting the above.

また、上記構成においては、中間筒体23の外周に回転体11を取り付けている。この構成により、中間筒体23はクランク軸7aの外周に配設されているので、回転体11をクランク軸7aに設けている場合よりも、大径の部分に回転体11を配設することとなるため、径方向の高さが同様な寸法の回転体11を組み付けた場合でも、回転体11において、より多くの歯部11bを形成できるとともに回転検出器10で支障なく検出できて、回転検出器10の分解能を向上させることができる。 Further, in the above configuration, the rotating body 11 is attached to the outer circumference of the intermediate cylinder 23. With this configuration, since the intermediate cylinder 23 is arranged on the outer periphery of the crankshaft 7a, the rotating body 11 is arranged on a portion having a larger diameter than when the rotating body 11 is provided on the crankshaft 7a. Therefore, even when the rotating body 11 having the same radial height is assembled, more teeth 11b can be formed in the rotating body 11 and the rotation detector 10 can detect the rotation without any trouble. The resolution of the detector 10 can be improved.

また、光センサからなる回転検出器10をクランク軸7aに取り付けた場合において同様な回転検出器10の分解能を得ようとすると、歯部を形成した円板などを内径部から外径部までの径方向の寸法を大きくすることが考えられるが、この場合には、歯部を形成した円板や円筒などが変形しやすくなるおそれがある。これに対して、上記のように、回転体11を、クランク軸7aの外周に配設されている中間筒体23に取り付けることで、回転体11の内径部から外径部までの径方向の寸法をあまり大きくしなくても済み、回転体11の歯部11bなどが変形する可能性を最小限に抑えることができる。 Further, when the rotation detector 10 composed of an optical sensor is attached to the crankshaft 7a and the same resolution of the rotation detector 10 is to be obtained, a disk or the like having a tooth portion is formed from the inner diameter portion to the outer diameter portion. It is conceivable to increase the radial dimension, but in this case, the disk or cylinder forming the tooth portion may be easily deformed. On the other hand, as described above, by attaching the rotating body 11 to the intermediate cylinder body 23 arranged on the outer circumference of the crankshaft 7a, the rotating body 11 is attached in the radial direction from the inner diameter portion to the outer diameter portion. It is not necessary to increase the size so much, and the possibility that the tooth portion 11b of the rotating body 11 is deformed can be minimized.

また、回転体11を中間筒体23に取り付ける代わりに、図9に示すように、クランク軸7aの外周に配設されている人力伝達体28に取り付けてもよい。この構成によれば、回転体11の取り付け箇所の径が、中間筒体23よりも若干小さくなるため、分解能が若干低下する場合があるものの、人力伝達体28もクランク軸7aと一体的に回転するため、人力伝達体28、ひいてはクランク軸7aやペダル8の回転を良好に検知できる。なお、回転体11を中間筒体23に取り付けた場合には、中間筒体23に補助駆動力切断用の一方向クラッチ30からの振動などの影響を受け易いが、回転体11を人力伝達体28に取り付けた場合には、一方向クラッチ30からの振動などの影響を受け難い利点がある。 Further, instead of attaching the rotating body 11 to the intermediate cylinder 23, as shown in FIG. 9, it may be attached to the human power transmission body 28 arranged on the outer periphery of the crankshaft 7a. According to this configuration, the diameter of the mounting portion of the rotating body 11 is slightly smaller than that of the intermediate cylinder 23, so that the resolution may be slightly lowered, but the human-powered transmitter 28 also rotates integrally with the crankshaft 7a. Therefore, the rotation of the human power transmitter 28, and thus the crankshaft 7a and the pedal 8 can be detected satisfactorily. When the rotating body 11 is attached to the intermediate cylinder 23, the intermediate cylinder 23 is easily affected by vibration from the one-way clutch 30 for cutting the auxiliary driving force, but the rotating body 11 is a human-powered transmitter. When attached to 28, there is an advantage that it is not easily affected by vibration from the one-way clutch 30.

また、回転体11の人力伝達体28への取付方法としては、接着や圧入の方法があるが、回転体11を人力伝達体28に圧入して組付けると、人力伝達体28に圧入力に起因する歪を生じて、トルクセンサ31に悪影響を及ぼす恐れがある。これに対して、回転体11を中間筒体23に取り付ける場合には、このような不具合を生じることがないため、回転体11を、中間筒体23に容易かつ確実に、またトルクセンサ31に悪影響を及ぼすことなく、取り付けて固定できる。 Further, as a method of attaching the rotating body 11 to the human power transmission body 28, there is a method of adhesion or press-fitting, but when the rotating body 11 is press-fitted into the human power transmission body 28 and assembled, the pressing force is input to the human power transmission body 28. The resulting distortion may occur, which may adversely affect the torque sensor 31. On the other hand, when the rotating body 11 is attached to the intermediate cylinder 23, such a problem does not occur, so that the rotating body 11 can be easily and surely attached to the intermediate cylinder 23 and to the torque sensor 31. Can be installed and fixed without adverse effects.

なお、上記実施の形態では、光を遮断する歯部11bを有する回転体11を設け、歯部11bの間の歯溝部11cを通った光を検出するように構成した場合を述べたが、これに限るものではなく、例えば、同様の回転体を設けるとともに光を反射する位置に受光部を設けて、反射光を入力することで回転位置や回転数を検出するようにしてもよい。 In the above embodiment, the case where the rotating body 11 having the tooth portion 11b that blocks light is provided and the light passing through the tooth groove portion 11c between the tooth portions 11b is detected is described. For example, a similar rotating body may be provided and a light receiving unit may be provided at a position where light is reflected, and the rotating position and the number of rotations may be detected by inputting the reflected light.

また、上記構成において、連動体29、人力伝達体28やクランク軸7aの回転を検出する回転検出器10を設けて、制御部24により、連動体29、人力伝達体28やクランク軸7aが正方向(当該電動アシスト自転車1が前進する方向)に回転していることを検出した場合は、一時的に力を抜いて走行した場合や、ペダル8が上死点や下死点位置となって踏み込む力が一時的に弱くなるなどしてトルクが変動した場合でも、補助駆動力の変動を抑えるように制御してもよい。この構成によれば、走行している際での補助駆動力の
変動を抑えることができて、乗り心地の向上を図ることができる。
Further, in the above configuration, a rotation detector 10 for detecting the rotation of the interlocking body 29, the human power transmission body 28 and the crankshaft 7a is provided, and the interlocking body 29, the human power transmission body 28 and the crankshaft 7a are positive by the control unit 24. When it is detected that the bicycle is rotating in the direction (the direction in which the electrically assisted bicycle 1 moves forward), the bicycle may be temporarily relaxed or the pedal 8 may be in the top dead center or bottom dead center position. Even if the torque fluctuates due to a temporary weakening of the stepping force, the control may be performed so as to suppress the fluctuation of the auxiliary driving force. According to this configuration, it is possible to suppress fluctuations in the auxiliary driving force during traveling, and it is possible to improve the riding comfort.

また、上記構成においては、モータ21と連動体29とにわたる補助駆動力の伝達経路に、複数の減速用歯車部としての小径歯車部36cおよび大径歯車部36dと、これらの小径歯車部36cおよび大径歯車部36dを支持する減速用歯車支持軸としての小径支持軸部36aおよび大径支持軸部36bとを有する減速機構25の減速用歯車36を配設している。そして、この実施の形態では、大径歯車部36dと大径支持軸部36bとの間に、連動体29側からの人力駆動力をモータ21側に伝達しない人力駆動力切断用の一方向クラッチ37を配設している。 Further, in the above configuration, the small-diameter gear portion 36c and the large-diameter gear portion 36d as a plurality of reduction gear portions, and these small-diameter gear portions 36c and The reduction gear 36 of the reduction mechanism 25 having the small diameter support shaft portion 36a and the large diameter support shaft portion 36b as the reduction gear support shaft for supporting the large diameter gear portion 36d is arranged. Then, in this embodiment, a one-way clutch for cutting the human-powered driving force that does not transmit the human-powered driving force from the interlocking body 29 side to the motor 21 side between the large-diameter gear portion 36d and the large-diameter support shaft portion 36b. 37 is arranged.

これにより、バッテリ12の残容量が無くなって、モータ21から補助駆動力が出力されない状態でペダル8を漕いだ場合などには、人力駆動力によって小径歯車部36cおよび小径支持軸部36aや大径支持軸部36bは回転されるが、大径歯車部36dやモータ21の回転軸21aおよびロータ部21bは回転されず、ペダル8に余分な力をかけなくて済む(いわゆる引きずり抵抗を極めて減少させることができる)。 As a result, when the remaining capacity of the battery 12 is exhausted and the pedal 8 is pedaled in a state where the auxiliary driving force is not output from the motor 21, the small-diameter gear portion 36c, the small-diameter support shaft portion 36a, and the large-diameter are driven by human power. Although the support shaft portion 36b is rotated, the large-diameter gear portion 36d, the rotating shaft 21a of the motor 21 and the rotor portion 21b are not rotated, and it is not necessary to apply an extra force to the pedal 8 (so-called drag resistance is extremely reduced). be able to).

また、本実施の形態では、図3に示すように、側面視して、モータ21と制御部24とがほぼ重なるように配置している。これにより、モータ駆動ユニット20の側面視した状態での面積(横方向からの投影面積)を、人力駆動力と補助駆動力とを1つの軸(この実施の形態では、駆動スプロケット13)から出力する、いわゆる一軸式のモータ駆動ユニット20として小さくできる(コンパクト化できる)利点がある。そして、モータ21と制御部24とはモータ駆動ユニット20において正面視や平面視して幅方向の反対側に配設している(モータ21を左側、制御部24を右側に配設している)。これにより、制御部24がモータ21の熱の影響を受け難くなり、良好な信頼性を保持することができる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the motor 21 and the control unit 24 are arranged so as to substantially overlap each other when viewed from the side. As a result, the area of the motor drive unit 20 when viewed from the side (projected area from the lateral direction) is output from one axis (the drive sprocket 13 in this embodiment) of the human-powered driving force and the auxiliary driving force. There is an advantage that the so-called uniaxial motor drive unit 20 can be made smaller (compactified). The motor 21 and the control unit 24 are arranged on the opposite side in the width direction in the motor drive unit 20 in front view or plan view (the motor 21 is arranged on the left side and the control unit 24 is arranged on the right side). ). As a result, the control unit 24 is less likely to be affected by the heat of the motor 21, and good reliability can be maintained.

なお、上記実施の形態では、人力駆動力切断用の一方向クラッチ37を大径歯車部36dと大径支持軸部36bとの間に配設した場合を述べたが、これに代えて、人力駆動力切断用の一方向クラッチ37を小径歯車部36cと小径支持軸部36aとの間に配設してもよい。 In the above embodiment, the case where the one-way clutch 37 for cutting the human-powered driving force is arranged between the large-diameter gear portion 36d and the large-diameter support shaft portion 36b has been described, but instead of this, human power is used. A one-way clutch 37 for cutting the driving force may be arranged between the small diameter gear portion 36c and the small diameter support shaft portion 36a.

また、上記実施の形態では、電動アシスト自転車1が、人力駆動力と補助駆動力とを1つの軸から出力する、いわゆる一軸式のモータ駆動ユニット20を備えている場合を述べたが、これに限るものではない。図10に示す電動アシスト自転車40では、図11〜図13に示すように、クランク軸7aの一端部に配設された人力駆動力出力輪体としての駆動スプロケット13とは別に、モータ21からの補助駆動力を出力する補助駆動力出力輪体としての補助駆動力出力スプロケット51を備えた、いわゆる二軸式とも称せられるモータ駆動ユニット50を備えている。そして、このモータ駆動ユニット50において、クランク軸7aと一体的に回転する中間筒体23または人力伝達体28の回転を検出する光センサからなる回転検出器10を設けている。 Further, in the above embodiment, the case where the electrically assisted bicycle 1 includes a so-called uniaxial motor drive unit 20 that outputs a human-powered driving force and an auxiliary driving force from one axis has been described. Not limited. In the electrically assisted bicycle 40 shown in FIG. 10, as shown in FIGS. 11 to 13, the motor 21 is used separately from the drive sprocket 13 as the human-powered driving force output wheel body arranged at one end of the crankshaft 7a. A motor drive unit 50, which is also called a so-called biaxial type, is provided with an auxiliary drive force output sprocket 51 as an auxiliary drive force output wheel body that outputs an auxiliary drive force. The motor drive unit 50 is provided with a rotation detector 10 including an optical sensor that detects the rotation of the intermediate cylinder 23 or the human power transmitter 28 that rotates integrally with the crankshaft 7a.

図11、図12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を介して、補助駆動力出力スプロケット51から出力され、補助駆動力が無端状駆動力伝達体としてのチェーン15で合成されて、後輪4に伝達される。そして、上記実施の形態と同様に、図12、図13に示すように、中間筒体23や人力伝達体28に回転体11が取り付けられ、光センサからなる回転検出器10によって、中間筒体23または人力伝達体28の回転を検出し、ひいては、クランク軸7aやペダル8の回転を検出するよう構成されている。この実施の形態によっても、上記実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。 As shown in FIGS. 11 and 12, in this embodiment, the auxiliary driving force from the motor 21 is output from the auxiliary driving force output sprocket 51 via the reduction mechanism 25, and the auxiliary driving force is the endless driving force. It is synthesized by the chain 15 as a transmitter and transmitted to the rear wheels 4. Then, as shown in FIGS. 12 and 13, the rotating body 11 is attached to the intermediate cylinder 23 and the human power transmitter 28, and the rotation detector 10 including an optical sensor attaches the rotating body 11 to the intermediate cylinder 23 and the human power transmission body 28. It is configured to detect the rotation of the 23 or the human power transmitter 28, and thus the rotation of the crankshaft 7a and the pedal 8. The same action and effect as those of the above-described embodiment can also be obtained by 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に適用可能である。 The present invention is applicable to various electrically assisted bicycles that can travel by adding an auxiliary driving force generated by a motor to a human-powered driving force generated by pedaling force from a pedal.

Claims (12)

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に用いられるモータ駆動ユニットであって、
前記モータ駆動ユニットの外殻部を構成するユニットケースを貫通するクランク軸と、
前記クランク軸の外周に配設された筒状の人力伝達体と、
前記クランク軸と略平行な減速用歯車支持軸に支持された減速用歯車を有する減速機構と、
第一の軸受と第二の軸受とにより前記クランク軸と略平行に支持された回転軸を有し、前記減速用歯車と噛み合う歯部が当該回転軸に設けられたモータと、
前記モータを制御する制御用基板を有する制御部と、
前記モータと前記制御用基板とを接続する接続部材とを備え、
前記ユニットケースは、内部が区切り部によって複数の領域に区画されており、前記制御用基板および前記クランク軸は同一の領域に配設され、
前記ユニットケースは、更に前記モータのロータ部およびステータ部が配設される領域に形成される第1の空間と、前記制御用基板および前記クランク軸が配設される領域に形成される第2の空間と、を内部に有し、
前記第一の軸受と前記第二の軸受とは内径が異なり、
更に前記第一の軸受と前記第二の軸受のうち内径が大径のものは、内径部材と外径部材とを有し、前記内径部材は前記回転軸に接する
モータ駆動ユニット。
It is a motor drive unit used for electrically power assisted bicycles that can run by adding the auxiliary drive force generated by the motor to the human power drive force generated by the pedaling force from the pedal.
A crankshaft that penetrates the unit case that constitutes the outer shell of the motor drive unit,
A tubular human-powered transmitter arranged on the outer circumference of the crankshaft,
A reduction mechanism having a reduction gear supported by a reduction gear support shaft substantially parallel to the crankshaft, and a reduction mechanism.
A motor having a rotating shaft supported substantially parallel to the crankshaft by a first bearing and a second bearing, and a tooth portion that meshes with the reduction gear is provided on the rotating shaft.
A control unit having a control board for controlling the motor,
A connecting member for connecting the motor and the control board is provided.
The inside of the unit case is divided into a plurality of areas by a partition portion, and the control board and the crankshaft are arranged in the same area.
The unit case is further formed in a first space formed in a region where a rotor portion and a stator portion of the motor are arranged, and a second space formed in a region where the control board and the crankshaft are arranged. With the space inside,
Wherein Ri inner diameter Do different from the first bearing and the second bearing,
Further, the first bearing and the second bearing having a large inner diameter have an inner diameter member and an outer diameter member, and the inner diameter member is a motor drive unit in contact with the rotating shaft .
前記制御用基板および前記クランク軸が配設される領域には、更に前記クランク軸の回転を検出する回転検出器が配設されるA rotation detector for detecting the rotation of the crankshaft is further arranged in the region where the control board and the crankshaft are arranged.
請求項1に記載のモータ駆動ユニット。The motor drive unit according to claim 1.
前記制御用基板における前記クランク軸側と反対側の前記制御用基板の端部は、前記減速用歯車支持軸よりも前記クランク軸から離れる方向に位置する
請求項1又は2に記載のモータ駆動ユニット。
The motor drive unit according to claim 1 or 2 , wherein the end portion of the control board on the control board opposite to the crankshaft side is located in a direction away from the crankshaft from the reduction gear support shaft. ..
前記制御用基板は、基板面が前記クランク軸と交差する方向に延びるように前記ユニッ
トケース内に配設される
請求項1から3に記載のモータ駆動ユニット。
The motor drive unit according to claim 1 to 3 , wherein the control board is arranged in the unit case so that the board surface extends in a direction intersecting the crankshaft.
前記減速用歯車は、前記第2の空間に位置する
請求項1からの何れか1項に記載のモータ駆動ユニット。
The motor drive unit according to any one of claims 1 to 4 , wherein the reduction gear is located in the second space.
前記第一の軸受の内径は前記第二の軸受の内径よりも大径であり、前記第一の軸受は前記回転軸の軸方向で前記第二の軸受よりも前記歯部に近い位置に配設される
請求項1からの何れか1項に記載のモータ駆動ユニット。
The inner diameter of the first bearing is larger than the inner diameter of the second bearing, and the first bearing is arranged at a position closer to the tooth portion than the second bearing in the axial direction of the rotating shaft. The motor drive unit according to any one of claims 1 to 5 , which is provided.
前記減速機構は前記減速用歯車支持軸を支持する減速用歯車支持軸軸受をさらに有し、
前記減速用歯車支持軸軸受と前記第一の軸受は前記回転軸の径方向に視て重なる
請求項に記載のモータ駆動ユニット。
The reduction mechanism further includes a reduction gear support shaft bearing that supports the reduction gear support shaft.
The motor drive unit according to claim 6 , wherein the reduction gear support shaft bearing and the first bearing overlap each other in the radial direction of the rotating shaft.
前記第区切り部は前記回転軸の軸方向に凹む凹部を有し、
前記第一の軸受は前記凹部に配設される
請求項に記載のモータ駆動ユニット。
The first dividing portion has a recess recessed in the axial direction of the rotating shaft.
The motor drive unit according to claim 7 , wherein the first bearing is arranged in the recess.
前記減速用歯車支持軸軸受は前記減速用歯車支持軸の軸方向に視て前記モータに少なくとも一部が重なる
請求項又はに記載のモータ駆動ユニット。
The motor drive unit according to claim 7 or 8 , wherein the reduction gear support shaft bearing is at least partially overlapped with the motor when viewed in the axial direction of the reduction gear support shaft.
前記第一の軸受および前記第二の軸受は前記制御部よりも前記回転軸の軸方向の一端側に配置される
請求項1からの何れか1項に記載のモータ駆動ユニット。
The motor drive unit according to any one of claims 1 to 9 , wherein the first bearing and the second bearing are arranged on one end side of the rotating shaft in the axial direction with respect to the control unit.
前記クランクと同軸心であり前記人力駆動力と前記補助駆動力とを合わせた合力を出力する駆動力出力輪体を更に備える Further provided with a driving force output wheel body that is coaxial with the crank and outputs a resultant force that is a combination of the human-powered driving force and the auxiliary driving force.
請求項1から10の何れか1項に記載のモータ駆動ユニット。 The motor drive unit according to any one of claims 1 to 10.
請求項1から11の何れか1項に記載のモータ駆動ユニットを含む電動アシスト自転車。 An electrically assisted bicycle including the motor drive unit according to any one of claims 1 to 11 .
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