WO2014125817A1 - 電動アシスト自転車 - Google Patents

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WO2014125817A1
WO2014125817A1 PCT/JP2014/000725 JP2014000725W WO2014125817A1 WO 2014125817 A1 WO2014125817 A1 WO 2014125817A1 JP 2014000725 W JP2014000725 W JP 2014000725W WO 2014125817 A1 WO2014125817 A1 WO 2014125817A1
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WO
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motor
drive unit
force
oil
disposed
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PCT/JP2014/000725
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English (en)
French (fr)
Inventor
将史 川上
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パナソニック株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/80Accessories, e.g. power sources; Arrangements thereof
    • B62M6/90Batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electrically assisted bicycle that can travel by adding an auxiliary driving force generated by a motor to a manual driving force by a pedaling force from a pedal.
  • It has a motor as a drive source to which power is supplied from a capacitor such as a battery, and detects the manual drive force consisting of the pedal effort applied to the pedal with a torque sensor etc., and assists the drive force of the motor corresponding to the manual drive force (assist force)
  • a motor as a drive source to which power is supplied from a capacitor such as a battery, and detects the manual drive force consisting of the pedal effort applied to the pedal with a torque sensor etc., and assists the drive force of the motor corresponding to the manual drive force (assist force)
  • a motor drive unit having a motor or the like built therein is disposed at a location where a crankshaft is disposed and in the vicinity thereof.
  • the motor drive unit having a relatively large weight is disposed at a low position at the center in the front-rear direction of the electrically assisted bicycle (that is, in the middle between the front and rear wheels). Therefore, the motor-assisted bicycle of this arrangement is easier to lift the front wheels and the rear wheels compared to those in which the motor is built in the front wheel hub or the rear wheel hub, and even if there are steps on the traveling path The vehicle can be easily maneuvered, and the vehicle stability is good.
  • the motor drive unit provided in this type of motor-assisted bicycle can be roughly divided into a drive sprocket (a front sprocket or the like as a manual drive force output wheel body disposed at one end of the crankshaft 101, as shown in FIG.
  • a motor drive unit 100 also called a so-called two-shaft type, provided with an auxiliary driving force output sprocket 103 for outputting an auxiliary driving force from a motor separately from the large gear 102), as shown in FIGS.
  • the motor drive unit 200 is also called a so-called single-shaft type in which the manual drive force by the stepping force and the auxiliary drive force by the motor are combined inside the motor drive unit 200 and the combined resultant is output from the drive sprocket 201. is there.
  • the two-axis motor drive unit 100 is disclosed, for example, in Patent Document 1 and the like.
  • the auxiliary drive power output sprocket 103 is from the rear of the drive sprocket 102 in the motor drive unit 100 to the unit case 104 of the motor drive unit 100. It is arrange
  • the drive sprocket 102, which outputs a manual drive force, and the auxiliary drive output sprocket 103, which outputs an auxiliary drive force, are respectively engaged with the chain 105 as an endless drive force transmitting member.
  • the human driving force and the auxiliary driving force are combined and transmitted to the rear wheel side.
  • a tensioner device also referred to as a guide device
  • a tensioner device 106 which engages with a portion of the chain 105 after meshing with the auxiliary drive output sprocket 103 and guides downward.
  • the winding angle of the chain 105 meshing with the auxiliary driving force output sprocket 103 is increased by the tension sprocket 107 provided in the tensioner device 106.
  • a so-called single-axis motor drive unit 200 is disclosed, for example, in Patent Document 2 and the like.
  • the single-shaft motor drive unit 200 is a cylinder in which the manual drive force is transmitted to the outer periphery of the crankshaft 202 to which the manual drive force from the pedal is transmitted.
  • a combined force body 205 which combines the manual driving force transmitted through the manual force transmission body 203 and the auxiliary driving force from the motor 204.
  • the human driving force from the human power transmitter 203 is transmitted to the combined body 205 via the one-way clutch 206.
  • a large diameter gear portion 205a to which the auxiliary driving force from the motor 204 is transmitted via the reduction gear mechanism 207 is formed at one end of the combined body 205, and the other end of the combined body 205 is endlessly driven.
  • a drive sprocket 201 as a drive output wheel is engaged with a chain 208 as a force transfer body. Then, the resultant force synthesized in the resultant body 205 is transmitted from the drive sprocket 201 to the rear wheel side via the chain 208.
  • the single-shaft motor drive unit 200 meshes only the drive sprocket 201 with the chain 208, and transmits the resultant force combining the manual drive force and the auxiliary drive force to the chain 208. is there.
  • the two-shaft motor drive unit 100 includes a drive sprocket 102 for transmitting a manual drive force to the chain 105 and an auxiliary drive force output sprocket 103 for transmitting an auxiliary drive force. Furthermore, it is necessary to engage the tension sprocket 107.
  • the motor drive unit 200 of the single-shaft type has two or more areas (projected areas from the lateral direction) in a side view of the motor drive unit 200 by devising the arrangement of the motor 204 and the speed reduction mechanism 207.
  • the area can be made smaller (shrinkable) than the area of the shaft type motor drive unit 100.
  • the single-shaft motor drive unit 200 can be easily mounted by setting the drive sprockets 201 in multiple stages.
  • the single-shaft motor drive unit 200 has an advantage that it is not necessary to provide a tensioner device 106 such as the tension sprocket 107.
  • a torque sensor 209 of the formula is provided. That is, a magnetostriction generation part is formed on the outer peripheral surface of the human power transmission body 203, and a coil 209a for detecting a change in magnetism in the magnetostriction generation part is disposed to face the magnetostriction generation part.
  • the torque sensor 209 is used to twist the hand power transmitting member 203 to which the hand driving force from the crank shaft 202 is transmitted. It is detected.
  • such a single-axis motor drive unit 200 is disposed in a state of being accommodated in a rigid unit case 210 (210A, 210B, 210C). That is, the motor drive unit 200 is disposed at a relatively low position of the electrically assisted bicycle, and the unit case 210 (210A, 210A, 210B, 210C) and are protected.
  • control substrate for performing various controls including control of a motor in the electrically assisted bicycle.
  • the motor drive unit 200 disclosed in Patent Document 2 no control substrate is disclosed in the motor drive unit 200.
  • the control substrate should be provided at a location different from the motor drive unit 200, and a case or the like for protecting the control substrate should be separately provided so as not to damage the control substrate. Manufacturing costs will increase significantly.
  • the control substrate is accommodated in the single-axis motor drive unit 200 (specifically, in the unit case 210 of the motor drive unit 200).
  • the control substrate is also protected by the unit case 210, the control substrate can be prevented from being damaged.
  • the control substrate is provided with a heat generating electronic component etc.
  • the heat generating electronic component or the heat dissipating member provided to the heat generating electronic component is disposed in contact with or in proximity to the metal unit case 210 (210A, 210B, 210C), There is also an advantage that the components can be dissipated well and the reliability can be improved.
  • the friction reducing member such as grease filled in (supplied) and attached to a portion where the gear portions of the speed reduction mechanism 207 mesh with each other Oil and wear powder of the gear part mixed with this oil scatter to the location where the control board is disposed and cause corrosion of the control board and the terminal part of the electronic component mounted on the control board. There is a risk of damage.
  • the present invention solves the above problems, and even when a control substrate or the like is disposed in a unit case of a single-shaft motor drive unit, oil (lubricant oil also referred to as grease) or a gear portion is used as the control substrate or the like. It is an object of the present invention to provide a motor-assisted bicycle capable of preventing the adhesion of wear debris.
  • the present invention is an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding an auxiliary driving force generated by a motor to a manual driving force by a pedaling force from a pedal, wherein the human driving force from the pedal is On the outer periphery of the crankshaft to which the power is transmitted, a combined force body in which the manual drive force and the auxiliary drive force generated by the motor are combined is disposed, and the combined force body combines the manual drive force and the auxiliary drive force.
  • the resultant force is transmitted to the rear wheel via the drive power output wheel body coaxial with the crankshaft and the endless drive power transmission body stretched over the human drive power output wheel body.
  • a reduction mechanism having a plurality of gear parts meshing with each other is disposed in the transmission path of the auxiliary driving force extending between the motor and the combined force body, the motor, the central portion of the crankshaft, the combined body, and the reduction.
  • the mechanism is disposed in the unit case of the motor drive unit, the control substrate is disposed in the unit case of the motor drive unit, and the motor drive unit includes the arrangement region of the speed reduction mechanism and the control It is characterized in that an oil repellent cover is provided which separates from the substrate disposing region and prevents oil attached to the gear portion of the reduction mechanism from intruding into the control substrate disposing region.
  • the oil cover may be formed by a unit case of the motor drive unit, in which case the oil cover is formed of a component separate from the unit case of the motor drive unit. The number of parts can be reduced compared to the case.
  • a small diameter gear portion and a large diameter gear portion meshing with the small diameter gear portion are provided.
  • the oil cover is disposed to cover the motor output small diameter gear portion provided on the output shaft of the motor and the motor output large diameter gear portion meshing with the motor output small diameter gear portion. Is preferred. That is, since the output shaft of the motor is rotated at high speed, the motor output small diameter gear portion and the motor output large diameter gear portion meshing with the motor output small diameter gear portion are also moved (rotated) at high speed.
  • the oil attached to the portion where these gear parts mesh with each other and the wear powder of the gear part are likely to scatter around, but since these gear parts are covered by the oil guard cover, oil It is possible to well suppress the scattering of wear powder on the gear portion and the like to the control substrate and the like.
  • the small diameter gear portion of the reduction gear mechanism may be further covered by the oil catch cover, and according to this configuration, the oil or wear powder adhering to the small diameter gear portion of the reduction gear mechanism Scattering to a control substrate or the like can be favorably prevented.
  • the wiring arrangement area for taking out the wiring connected to the control substrate to the outside of the motor drive unit is partitioned with respect to the arrangement area of the speed reduction mechanism by the oil cover. And are formed.
  • a plurality of extraction openings for extracting the wiring to the outside are formed in the oil cover, and one or more extraction openings for extracting the wiring from the plurality of extraction openings to the outside are formed. It may be configured to selectively pass the wiring. As a result, even when the wires are taken out from the different takeout openings, the common oil cover can be used.
  • a cylindrical human power transmitter to which the human power is transmitted is disposed on the outer periphery of the crankshaft, and the human power is transmitted to the combined body via the human power transmitter to transmit the human power.
  • the body may be provided with a magnetostrictive portion of a torque sensor for detecting the manual drive force.
  • the oil cover may be provided with a wall portion which divides an arrangement area of the large diameter gear portion provided in the combined body and an arrangement area of the torque sensor.
  • the speed reduction mechanism may be provided with a one-way clutch for disconnecting the manual drive force for preventing the transmission of the manual drive force from the composite body side to the motor side.
  • a wall section is provided in the large diameter gear section of the total force body by providing the oil cover with a wall section which divides the area where the large diameter gear section provided in the total force body is provided and the area where the torque sensor is provided. It is possible to prevent the adhering oil and the like from scattering to the torque sensor side.
  • the motor and the control substrate may overlap with each other when the motor drive unit is viewed from the side, and may be disposed on the opposite sides in the width direction when the motor drive unit is viewed from above.
  • the oil repellent cover it is possible to prevent oil from adhering to the control substrate by means of the oil repellent cover, while the area (projected area in the lateral direction) of the motor drive unit in a side view can be made into a uniaxial drive motor drive unit. Can be made particularly small (it can be made compact).
  • the motor and the control substrate are disposed on the opposite side in the width direction in the motor drive unit, the control substrate is less susceptible to the heat of the motor, and good reliability can be maintained.
  • a so-called structure in which a resultant force obtained by combining the manual drive force and the auxiliary drive force is transmitted to the rear wheel via a drive force output wheel coaxial with the crankshaft.
  • oil separated from the arrangement area of the reduction mechanism and the arrangement area of the control substrate is introduced into the arrangement area of the control substrate with oil attached to the gear of the reduction mechanism.
  • the control substrate be accommodated in the unit case of the single-axis motor drive unit by providing an oil-repellent cover that blocks oil but also oil and dirt attached to the gear portion of the reduction mechanism by the oil-repellent cover.
  • the assembly operation of the motor drive unit can be efficiently performed.
  • the oil cover is formed by the unit case of the motor drive unit, the number of parts is reduced compared to the case where the oil cover is formed by parts separate from the unit case of the motor drive unit. It can be reduced.
  • a small diameter gear portion and a large diameter gear portion meshing with the small diameter gear portion are provided, and a motor output small diameter gear portion provided at least on the output shaft of the motor by the oil cover. It is preferable that the motor output small diameter gear portion be disposed so as to cover the motor output large diameter gear portion meshing with the motor output small diameter gear portion. As a result, it is possible to favorably suppress the oil attached to the motor output large diameter gear portion or the motor output large diameter gear portion to which the oil is easily scattered, from being scattered to the control substrate. Further, by configuring the small diameter gear portion of the speed reduction mechanism to be further covered by the oil cover, oil and abrasion powder attached to the small diameter gear portion of the speed reduction mechanism scatters onto the control substrate and the like. Can be prevented well.
  • a wiring arrangement area for taking out the wiring connected to the control substrate to the outside of the motor drive unit is formed by the oil cover in a state of being partitioned with respect to the arrangement area of the reduction mechanism.
  • a plurality of extraction openings for extracting the wiring to the outside are formed in the oil cover, and one or more extraction openings for extracting the wiring from the plurality of extraction openings to the outside are formed. If selected and configured to pass the wires, even when the wires are taken out from different extraction openings, a common oil cover can be used, and each is compared with the case where individual oil covers are used. Thus, the manufacturing cost can be reduced.
  • a cylindrical human power transmitter to which the human power is transmitted is disposed on the outer periphery of the crankshaft, and the human power is transmitted to the combined body via the human power transmitter to transmit the human power.
  • a direction clutch may be provided.
  • a wall section is provided in the large diameter gear section of the total force body by providing the oil cover with a wall section which divides the area where the large diameter gear section provided in the total force body is provided and the area where the torque sensor is provided. It is possible to prevent the adhering oil and the like from scattering to the torque sensor side.
  • the motor and control substrate overlap each other in a side view of the motor drive unit, and are disposed on opposite sides in the width direction of the motor drive unit in a front view, so that the control substrate is controlled by the oil cover. While preventing the oil from adhering to the motor drive unit, the area (projected area in the lateral direction) in a side view of the motor drive unit can be made particularly small as a uniaxial drive motor drive unit. Further, by disposing the motor and the control substrate on the opposite side in the width direction of the motor drive unit, the control substrate is less susceptible to the heat of the motor, and good reliability can be maintained.
  • the electrically assisted bicycle 1 comprises a metal frame 2 comprising a head pipe 2a, a front fork 2b, a main pipe 2c, an upright pipe 2d, a chain stay 2e, a seat stay 2f, etc.
  • a front wheel 3 rotatably mounted at the lower end of the front fork 2b, a rear wheel 4 rotatably mounted at the rear end of the chain stay 2e, a handle 5 for changing the direction of the front wheel 3, a saddle 6, treading force
  • an electric motor 21 (see FIG. 4) as a drive source for generating an auxiliary driving force (assisting force), and various electric controls including the motor 21.
  • a battery (a motor drive unit 20 provided with a control unit 24 (see FIG. 4) and the like, and a secondary battery for supplying a driving power to the motor 21 (Not shown) attached to the electric machine 12 and the handle 5 etc., and can be operated by a passenger etc.
  • the battery 12 is an example of a storage battery and is preferably a secondary battery, but another example of the storage battery may be a capacitor or the like.
  • Reference numeral 70 in FIG. 1 denotes a brake lever attached to the handle 5. By operating the brake lever 70, a rim brake, a band brake, or a roller brake (not shown) disposed on the front wheel 3 or the rear wheel 4 ) Etc. operate. As a brake for the rear wheel 4, a coaster brake that operates when the pedal is rotated in the direction opposite to the rotational direction during forward traveling may be disposed on the hub of the rear wheel 4 instead of the brake described above. In this case, no brake lever for the rear wheel is provided.
  • the motor drive unit 20 is at an intermediate position between the front wheel 3 and the rear wheel 4, such as a location substantially rearward from the location of the crankshaft 7a More specifically, it is disposed at the lower part of the middle position. And since it arrange
  • FIG. 3 is a left 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.
  • the left-right direction and the front-back direction in the following description mean the direction in the state where a person boarded the said electrically-assisted bicycle 1 toward the advancing direction, as shown in FIG. It is not limited to the direction described in.
  • the manual drive force by the stepping force and the auxiliary drive force by the motor 21 are combined inside the motor drive unit 20, and the combined resultant is from the drive sprocket 13.
  • This is a so-called uniaxial type structure to be output.
  • the motor drive unit 20 will be described in detail below.
  • the motor drive unit 20 has an outer shell and the like formed by unit cases 22 (22A, 22B, 22C) having high strength, and a crankshaft 7a passes through the front of the motor drive unit 20 from side to side.
  • a human power transmitting body 28 to which a human power driving force from the crankshaft 7a is transmitted to the outer periphery of the crankshaft 7a in the unit case 22 (22A, 22B, 22C) of the motor drive unit 20,
  • a combined body 29 is provided which combines the manual driving force transmitted via the motor and the auxiliary driving force from the motor 21.
  • a speed reducing mechanism 25 having a speed reducing gear 36 and the like is disposed at the center of the unit case 22 in the front-rear direction, and a motor 21 is disposed at the rear left side in the unit case 22.
  • a control unit 24 having a control substrate 24b provided with a plurality of electronic components 24a for performing various types of electrical control and the like is disposed.
  • crankshaft 7a is rotatably disposed by the bearings 26 and 27 in a state where it passes through the front of the motor drive unit 20 in the left and right direction.
  • the tubular human-power transmission body 28 is fitted on the outer periphery of the part via the serration part 7b as the engaging part so as to rotate integrally.
  • a magnetostriction generating portion 31b to which magnetic anisotropy is imparted is formed on the outer peripheral surface of the human power transmitting body 28, and a coil 31a is disposed on the outer periphery via a fixed gap (space).
  • a magnetostrictive torque sensor (human-power detection unit) 31 is configured by the magnetostriction generation unit 31b and the coil 31a.
  • the manual drive force from the crankshaft 7a is transmitted to the manual transmission body 28 via the serration portion 7b, and the manual drive force is detected by the torque sensor 31.
  • the magnetostriction generating portion 31b is formed in a spiral shape that forms, for example, +45 degrees and -45 degrees with respect to the axial center direction of the human power transmission body 28, and the human power transmission body 28
  • distortion occurs in the magnetostrictive portion 31b on the surface of the human power transmission body 28 to generate an increase and a decrease in permeability, so by measuring the inductance difference of the coil 31a.
  • the magnitude of the torque human driving force
  • a combined force body 29 for combining the manual drive force and the auxiliary drive force is disposed in a rotatable state with respect to the crankshaft 7a at a location on the right side of the manual force transmission body 28 on the outer periphery of the crankshaft 7a.
  • a serration portion 28a is formed on the outer periphery of the right end portion of the human power transmission body 28, and a serration portion 29a is also formed on the inner periphery of the left end portion of the resultant body 29. These serration portions 28a and 29a are fitted Engaged).
  • 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 composite body 29, and the drive sprocket 13 is fitted on the outer periphery of the right end of the composite body 29.
  • the combined body 29 and the drive sprocket 13 rotate integrally.
  • the crankshaft 7 a is rotatably supported via the resultant force body 29 by the bearing 27 externally fitted to the resultant force body 29.
  • a thin bearing or the like may be disposed between the composite 29 and the crankshaft 7a.
  • the motor 21 has its output shaft 21a and rotor portion 21b rotatably supported by bearings 32,33. Further, the output shaft 21a of the motor 21 is projected to the right, and a motor output small diameter gear portion 21c is formed on the outer periphery of this projecting portion.
  • the stator 21d of the motor 21 is disposed in a state of being embedded with resin in the left unit case 22C.
  • the reduction mechanism 25 is configured to amplify the rotational torque (auxiliary driving force) of the motor 21 through the reduction gear 36 and transmit the amplified torque to the large diameter gear portion 29 b of the composite body 29.
  • the small diameter support shaft portion 36a and the large diameter support shaft portion 36b having a diameter larger than this are integrally formed on the support shaft of the reduction gear 36, and the small diameter support shaft portion 36a has a small diameter.
  • the small diameter gear portion 36c which is separate from the support shaft portion 36a, is assembled so as to integrally rotate via a press-in or serration portion or the like. Both ends of the reduction gear support shaft formed by integrally forming the small diameter support shaft portion 36a and the large diameter support shaft portion 36b are supported by bearings 34 and 35 in a so-called double support state.
  • the small diameter gear portion 36 c is meshed with the large diameter gear portion 29 b of the force unit 29.
  • a motor output large diameter gear portion 36d which meshes with the motor output small diameter gear portion 21c of the motor 21 is disposed.
  • a one-way clutch 37 for cutting off the driving force is disposed. That is, in the one-way clutch 37, an inner peripheral portion of the motor output large diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 based on the motor output (auxiliary driving force) is output, for example, a certain amount of auxiliary driving force is output during traveling.
  • the motor output large diameter gear portion of the reduction gear 36 based on the motor output (auxiliary driving force), for example, when the remaining capacity of the battery 12 is exhausted and the pedal 8 is turned over while the auxiliary driving force is not output from the motor 21
  • the reduction gear 36 The auxiliary driving force transmitted to the motor output large diameter gear portion 36d is not cut off by the one-way clutch 37 and is not transmitted to the large diameter support shaft portion 36b.
  • the motor drive unit 20 (more specifically, in the unit case 22 (22A, 22B) of the motor drive unit 20)
  • the gear portion of the speed reduction mechanism 25 is attached (applied or filled) by partitioning the area where the speed reduction mechanism 25 is provided and the area (control unit 24) where the control substrate 24b is provided.
  • An oil cover 50 is provided to prevent oil (grease) supplied by the motor from entering (scattering) into the arrangement area (control unit 24) of the control substrate 24b.
  • a motor output small diameter gear portion 21c provided on the output shaft 21a of the motor 21 in the reduction mechanism 25 and a reduction gear 36 meshing with the motor output small diameter gear portion 21c in the reduction gear mechanism 25.
  • the third wall section which extends the oil splash cover 50 further forward and divides the disposition area of the large diameter gear portion 29 b of the combined body 29 and the disposition area of the torque sensor 31.
  • the grease cover 50 is integrally formed of, for example, a resin, and extends in the left-right direction in the unit case 22 (22A, 22B). 21c and the first wall portion 50a covering the motor output large diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 from the circumferential direction (the outer periphery), and from the right edge portion of the first wall 50a to the radial axis of the reduction gear 36
  • the second wall 50b extends from the right to the motor output large-diameter gear 36d of the reduction gear 36 and extends in a circular shape from the upper front end of the second wall 50b.
  • a third area for covering the arrangement area of the large diameter gear portion 29b provided in the resultant body 29 from the left side, and for dividing the arrangement area of the large diameter gear portion 29b of the synthesis body 29 and the arrangement area of the torque sensor 31 It extends leftward from the inner periphery of the wall 50c and the third wall 50c. It is formed of a fourth wall 50d covering the human body 28 and the torque sensor 31 from the outer periphery, a fifth wall 50e extending leftward from the outer periphery of the third wall 50c, and a unit case 22A disposed on the right A plurality of locking projections 50f and the like which can be fitted into the boss holes 22d are provided.
  • the oil cover 50 When the oil cover 50 is assembled, the oil cover 50 is configured to be mounted at a predetermined position by fitting the locking projection 50f into the boss hole 22d of the unit case 22A. . That is, the oil cover 50 is detachably attached to the unit case 22A.
  • the second wall 50b of the oil cover 50 is disposed with a gap on the left side of the control substrate 24b.
  • the electronic components 24a heat generating electronic components 24a '
  • the electronic components 24a heat generating electronic components 24a '
  • the right unit case 22A is made of metal, and a portion of the unit case 22A in the vicinity of the heat dissipation plate 51 is bulged inward to be in contact with the heat dissipation plate 51.
  • the oil repellent cover 50 has a wiring disposition area 50g through which the wiring 52 is passed for taking out the wiring 52 to the outside of the motor drive unit 20, a third wall 50c, a fourth wall 50d, and a fifth wall 50e. It is formed by Further, a plurality of extraction openings 50 h for extracting the wire 52 to the outside of the motor drive unit 20 are formed in the fifth wall 50 e. On the other hand, in the unit case 22 (22A, 22B), a takeout opening 22f for taking out the wiring 52 to the outside of the motor drive unit 20 is formed at only one place.
  • the takeout opening 50h of the oil drip cover 50 corresponding to the takeout opening 22f of the unit case 22 (22A, 22B) is selected, and the wiring 52 is externally connected through the takeout openings 22f, 50h. It is supposed to be taken out.
  • the motor 21 and the control substrate 24 b overlap with each other when the motor drive unit 20 is viewed from the side, and when the motor drive unit 20 is viewed from above with the motor drive unit 20 in the width direction. It is disposed on the opposite side (i.e., in the left area and the right area).
  • control unit 24 having the control substrate 24b and the electronic component 24a in the so-called single-axis motor drive unit 20 (more specifically, in the unit cases 22 (22A, 22B, 22C) of the motor drive unit 20).
  • the control substrate 24b and the electronic component 24a are protected by the unit case 22 (22A, 22B, 22C) having high strength, and the control substrate 24b and the electronic component 24a are It can prevent damage.
  • an electronic component 24a heat generating electronic component 24a '
  • a power element having a large heat generation amount can be a metal heat dissipation plate Since the heat-generating electronic component 24a 'can be favorably dissipated because the heat-generating electronic component 24a' is disposed in a state of being in contact with the unit case 22A via the portion 51, there is an advantage that the reliability can be improved.
  • the motor 21 and the control substrate 24 b are disposed so as to overlap each other in the side view of the motor drive unit 20.
  • the area projected area in the lateral direction
  • the control substrate 24b is also disposed in the single-axis motor drive unit 20 (see FIG.
  • the control substrate 24b is less susceptible to the heat of the motor 21 and maintains good reliability. be able to.
  • the so-called single-axis motor drive unit 20 is provided with the greaseproof cover 50 that divides the arrangement area of the speed reduction mechanism 25 and the arrangement area of the control substrate 24b. Therefore, it was mixed with oil (grease) attached to gear parts such as the motor output small diameter gear portion 21c which is a reduction gear of the reduction mechanism 25 and the motor output large diameter gear portion 36d by the oil cover 50, and this oil. It is possible to prevent the wear powder of the gear portion from scattering to the control substrate 24b and the electronic components 24a mounted on the control substrate 24b and causing corrosion of the terminals of the control substrate 24b and the electronic components 24a. Reliability is improved.
  • the oil drain cover 50 covers the motor output small diameter gear portion 21c of the motor 21 and the motor output large diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 from the circumferential direction (the outer periphery).
  • the first wall 50a and the motor output large diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 extend in the shape of a circular arc toward the radial axis of the reduction gear 36 from the right edge of the first wall 50a.
  • a second wall 50b that covers from the side.
  • the oil barrier cover 50 is provided with a third wall portion 50c which divides the arrangement region of the large diameter gear portion 29b of the combined body 29 and the arrangement region of the torque sensor 31.
  • the third wall portion 50c also prevents oil (grease) attached to the large diameter gear portion 29b provided in the force assembly 29 from invading (scattering) into the region where the torque sensor 31 is disposed, and the resultant force Even if the oil attached to the large diameter gear portion 29b of the body 29 or the abrasion powder of the gear portion scatters, the oil cover 50 can prevent the oil or the abrasion powder from adhering to the torque sensor 31.
  • the oil cover 50 is configured to be attachable to and detachable from the unit case 22A of the motor drive unit 20, after attaching the reduction gear 36 of the reduction mechanism 25 and assembling the oil cover, etc.
  • the mounting timing of the cover 50 can be adjusted arbitrarily. As a result, the assembly operation of the motor drive unit 20 can be performed efficiently.
  • the speed reduction mechanism 25 is provided with the wiring disposition area 50g for taking out the wiring 50 connected to the control substrate 24b to the outside of the motor drive unit 20 and the oil cover 50. It forms in the state divided to the field.
  • the wiring 50 connected to the control substrate 24b includes the gear portion of the reduction mechanism 25 (the large diameter gear portion 29b of the combined body 29, the motor output small diameter gear portion 21c, the motor output large diameter gear portion 36d, etc.)
  • the oil proof cover 50 can prevent oil and wear powder from adhering to the gear portion, and the reliability is further improved.
  • the wiring 50 connected to the control substrate 24b contacts or bites the gear portion (the large diameter gear portion 29b of the combined body 29, the motor output small diameter gear portion 21c, the motor output large diameter gear portion 36d, etc.) Can also be prevented, which also improves the reliability.
  • a plurality of takeout openings 50h for taking out the wiring 20 to the outside are formed in the oil cover 50, and the takeout opening 50h is taken out to the outside from the plurality of takeout openings 50h. Select one to pass the wiring. Therefore, there are a plurality of types in which the positions of the extraction openings 22f formed in the unit case 22 of the motor drive unit 20 are different, and the wiring 50 is common even when the wiring 50 is extracted outside from the extraction openings 22f at different positions. It is possible to use the oil repellent cover 50, and it is possible to reduce the manufacturing cost as compared to the case of using individual oil repellent covers, respectively.
  • the present invention is not limited to this. At least a portion of the may be integrally formed by the unit case. For example, as shown in FIG. 8, a part of the unit case 22 ⁇ / b> B disposed at the center in the width direction may be extended to form the oil repellent cover 50.
  • a first wall portion 50a covering the motor output small diameter gear portion 21c of the motor 21 and the motor output large diameter gear portion 36d of the reduction gear 36 from the circumferential direction (the outer periphery) and the first oil cover 50;
  • the second wall 50b extends from the right edge of the wall 50a in a circular arc shape toward the radial axis of the reduction gear 36 and covers the motor output large diameter gear 36d of the reduction gear 36 from the right side May be formed.
  • the motor output small diameter gear portion 21c which is a gear portion for reduction of speed of the reduction mechanism 25, and the motor output large diameter are formed by the oil cover 50 in which the first wall portion 50a and the second wall portion 50b are formed.
  • Oil (grease) attached to the gear portion such as the gear portion 36d scatters on the control substrate 24b and the electronic component 24a mounted on the control substrate 24b, and the terminal portion of the control substrate 24b and the electronic component 24a Can be prevented from corroding.
  • there is an advantage that the number of parts can be reduced as compared with the case where the oil cover 50 is formed of parts separate from the unit case 22 (22A, 22B) of the motor drive unit 20. is there.
  • the auxiliary wall portion 50i may be formed so as to cover the small diameter gear portion 36c of the reduction gear 36 from the outer periphery and to partition it from the control portion 24 in which the control substrate 24b is disposed. According to this configuration, it is possible to reliably prevent oil and abrasion powder adhering to the small diameter gear portion 36c of the reduction gear 36 from scattering toward the control substrate 24b.
  • the grease scattering prevention function is more important, but according to this embodiment, It is also possible to prevent oil and abrasion powder adhering to the gear portion from scattering and adhering to the control unit 24 provided with the control board 24b and the like.
  • the reduction gear mechanism 25 is covered by a unit case 22A disposed on the right side, a control unit 24 having a control substrate 24b and an electronic component 24a outside the unit case 22A.
  • the outside of the control unit 24 may be covered by the auxiliary unit case 22D.
  • an oil cover 60 may be formed to cover the control unit 24 having the control substrate 24 b and the electronic component 24 a, and even with this configuration, the oil from the gear portion is controlled. It is possible to prevent scattering and adhesion to the substrate 24b and the electronic component 24a.
  • the human power transmission body 28 in which the magnetostrictive portion 31b of the torque sensor 31 is formed and the combined force body 29 are directly engaged via the serration portions 28a and 29a is described.
  • an interlocking cylindrical body 30 which is engaged with the human power transmitting body 28 and rotates integrally is disposed, and between the interlocking cylindrical body 30 and the composite body 29, the interlocking body 29 from A one-way clutch 38 for cutting off the auxiliary driving force may be disposed to prevent the auxiliary driving force (rotational force) from being transmitted to the human power transmission body 28 and the crankshaft 7a.
  • the auxiliary drive from the motor 21 is continued even if the motor 21 continues to rotate for a while although stopping pedaling the pedal 8 is stopped.
  • the force can be configured to be disconnected by the one-way clutch 38 for disconnecting the auxiliary driving force so as not to act on the crankshaft 7 a and the pedal 8.
  • the one-way clutch 38 for cutting off the auxiliary driving force between the interlocking cylinder 30 and the combined body 29 and not arranging it on the human power transmitting body 28 the one-way clutch for cutting off the auxiliary driving force is obtained. It becomes difficult to transmit the vibration at the time of switching operation of the clutch 38 or the vibration at the time of the meshing operation of the cam portion or the riding over operation to the human power transmission body 28 provided with the torque sensor 31, and maintain the torque detection capability well.
  • the present invention can be widely applied to a motor-assisted bicycle provided with a gear portion for deceleration and a control substrate in a so-called single-shaft motor drive unit.

Abstract

制御用基板などを一軸式のモータ駆動ユニット内に配設した場合でも、制御用基板などに油が付着することを防止できる電動アシスト自転車を提供する。モータ21と合力体29とにわたる補助駆動力の伝達経路に、互いに噛み合う複数の歯車部を有する減速機構25が配設され、モータ21、クランク軸7aの中央部、合力体29、および減速機構25が、モータ駆動ユニット20に配設され、このモータ駆動ユニット20のユニットケース22内に、制御用基板24bが配設され、モータ駆動ユニット20に、減速機構25の配設領域と制御用基板24bの配設領域とを仕切って、減速機構25の歯車部に付着された油が制御用基板24bの配設領域に侵入することを阻止する油よけカバー50が配設されている。

Description

電動アシスト自転車
 本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータにより発生する補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に関するものである。
 バッテリなどの蓄電器から給電される駆動源としてのモータを有し、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などにより検出し、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。
 この電動アシスト自転車において、モータなどが内蔵されたモータ駆動ユニットを、クランク軸の配設箇所および近傍に配設したものがある。このような配置構成の電動アシスト自転車は、重量が比較的大きいモータ駆動ユニットが、電動アシスト自転車の前後方向の中央(すなわち、前輪と後輪との間の中間)の低い位置に配置される。したがって、この配置構成の電動アシスト自転車は、モータが前輪のハブや後輪のハブに内蔵されているものと比較して、前輪や後輪を持ち上げ易くて、走行路に段差があっても容易に乗り越えることができるなど、車体の取り回しがよく、また、走行安定性も良好である。
 この種の電動アシスト自転車に設けられるモータ駆動ユニットとしては、大別して、図13に示すように、クランク軸101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(前スプロケットや大ギヤとも称せられる)102とは別に、モータからの補助駆動力を出力する補助駆動力出力スプロケット103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100と、図14、図15に示すように、踏力による人力駆動力とモータによる補助駆動力とがモータ駆動ユニット200の内部で合成され、合成された合力が駆動スプロケット201から出力されるいわゆる一軸式とも称せられるモータ駆動ユニット200とがある。
 前記二軸式のモータ駆動ユニット100は、例えば特許文献1等に開示されている。この二軸式のモータ駆動ユニット100は、図13に示すように、補助駆動力出力スプロケット103が、モータ駆動ユニット100における駆動スプロケット102よりも後方の箇所から、モータ駆動ユニット100のユニットケース104より外側に突出された状態で配設されている。そして、人力駆動力が出力される駆動スプロケット102と補助駆動力が出力される補助駆動力出力スプロケット103とのそれぞれが、無端状駆動力伝達体としてのチェーン105に噛み合わされており、チェーン105によって人力駆動力と補助駆動力が合成されて後輪側に伝達される。
 補助駆動力出力スプロケット103のさらに後方には、チェーン105における補助駆動力出力スプロケット103に噛み合った後の部分に噛み合って下方に案内するテンショナ装置(ガイド装置とも称せられる)106が配設されている。そして、このテンショナ装置106に設けられたテンションスプロケット107により、補助駆動力出力スプロケット103に噛み合うチェーン105の巻き角度を増加させている。
 一方、いわゆる一軸式のモータ駆動ユニット200は、例えば特許文献2等に開示されている。この一軸式のモータ駆動ユニット200は、図14、図15に示すように、ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸202の外周に、セレーション結合などにより前記人力駆動力が伝達される筒状の人力伝達体203と、この人力伝達体203を介して伝達された人力駆動力とモータ204からの補助駆動力とが合成される合力体205とを配設している。そして、人力伝達体203からの人力駆動力が一方向クラッチ206を介して合力体205に伝達されるよう構成している。また、合力体205の一端部には、モータ204からの補助駆動力が減速機構207を介して伝達される大径歯車部205aが形成され、合力体205の他端部には、無端状駆動力伝達体としてのチェーン208に噛み合わされる駆動力出力輪体としての駆動スプロケット201が取り付けられている。そして、合力体205において合成された合力が駆動スプロケット201からチェーン208を介して後輪側に伝達される。
 図14、図15に示すように、一軸式のモータ駆動ユニット200はチェーン208に駆動スプロケット201だけを噛み合わせて、人力駆動力と補助駆動力とを合成した合力をチェーン208に伝達する方式である。これに対して、二軸式のモータ駆動ユニット100は、図13に示すように、チェーン105に、人力駆動力を伝達する駆動スプロケット102と、補助駆動力を伝達する補助駆動力出力スプロケット103と、さらに、テンションスプロケット107とを噛み合わせる必要がある。
 このため、一軸式のモータ駆動ユニット200は、モータ204や減速機構207などの配置を工夫することで、モータ駆動ユニット200の側面視した状態での面積(横方向からの投影面積)を、二軸式のモータ駆動ユニット100の面積よりも小さくできる(コンパクト化できる)利点がある。また、いわゆるフロント変速機を装着しようとした場合に、一軸式のモータ駆動ユニット200は、駆動スプロケット201を多段にすることで容易に装着することができる。一方、二軸式のモータ駆動ユニット100は、チェーン105に駆動スプロケット102と補助駆動力出力スプロケット103とテンションスプロケット107とを噛み合わせる必要があるので、フロント変速機を装着することは困難である。さらに、一軸式のモータ駆動ユニット200は、テンションスプロケット107などのテンショナ装置106を設けなくて済む利点もある。
 なお、このような利点を有する一軸式のモータ駆動ユニット200においては、クランク軸202からの人力駆動力が伝達される人力伝達体203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209が設けられる場合が多い。すなわち、人力伝達体203の外周面に磁歪発生部が形成されているとともに、この磁歪発生部に対向するように、磁歪発生部での磁気の変動を検出するコイル209aが配設されている。そして、左右のペダルを踏み込んだ際にクランク軸202が踏力(人力駆動力)により捩れるため、クランク軸202からの人力駆動力が伝達される人力伝達体203の捩れ状態を、トルクセンサ209により検出している。
 また、このような一軸式のモータ駆動ユニット200は、剛性の大きなユニットケース210(210A、210B、210C)内に収容された状態で配設されている。つまり、モータ駆動ユニット200が電動アシスト自転車の比較的低い位置に配設されており、万一、走行路にある石などの異物などが当接しても損傷しないように、ユニットケース210(210A、210B、210C)内に収容されて保護されている。
特開2009-208710号公報 特開平10-250673号公報
 ところで、電動アシスト自転車にはモータの制御などを含む各種の制御を行うための制御用基板を設ける必要がある。しかし、前記特許文献2に開示されたモータ駆動ユニット200では、このモータ駆動ユニット200内において制御用基板が開示されていない。この場合には、モータ駆動ユニット200とは別の場所に制御用基板を配設するとともに、この制御用基板が損傷することがないように、制御用基板を保護するケースなどを別途に設けなければならず、製造コストが大幅に増加する。
 このような製造コストが大幅に増加することを抑える方法として、制御用基板を一軸式のモータ駆動ユニット200内(具体的には、モータ駆動ユニット200のユニットケース210内)に収容することが考えられる。この場合には、ユニットケース210により制御用基板も保護されるため、制御用基板が損傷することを防止できる。また、ユニットケース210(210A、210B、210C)として、少なくとも一部を金属製とすることで、剛性を向上させる利点を得られることに加えて、制御用基板に発熱する発熱電子部品などが設けられる場合に、前記発熱電子部品や、この発熱電子部品に設けた放熱体を金属製のユニットケース210(210A、210B、210C)に接触させたり近接させたりして配設することで、発熱電子部品を良好に放熱させることができて信頼性を向上できる利点もある。
 しかしながら、このように、制御用基板をモータ駆動ユニット200内に配設した場合には、減速機構207の歯車部同士が噛み合う部分に充填(供給)して付着させているグリスなどの摩擦低減用の油や、この油に混じった歯車部の磨耗粉が、制御用基板が配設されている箇所に飛散して制御用基板やこの制御用基板に搭載した電子部品の端子部などを腐食させるなどして損傷させる恐れがある。
 本発明は上記課題を解決するもので、制御用基板などを一軸式のモータ駆動ユニットのユニットケース内に配設した場合でも、制御用基板などに油(グリスとも称せられる潤滑油)や歯車部の磨耗粉が付着することを防止できる電動アシスト自転車を提供することを目的とするものである。
 上記課題を解決するために、本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによ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であって、ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸の外周に、前記人力駆動力とモータにより発生する前記補助駆動力とが合成される合力体が配設され、前記合力体により前記人力駆動力と前記補助駆動力とが合成されてなる合力が、クランク軸と同軸心の駆動力出力輪体と、この人力駆動力出力輪体に掛け渡された無端状駆動力伝達体とを介して、後輪に伝達されるよう構成され、前記モータと前記合力体とにわたる補助駆動力の伝達経路に、互いに噛み合う複数の歯車部を有する減速機構が配設され、前記モータ、前記クランク軸の中央部、前記合力体、および前記減速機構が、モータ駆動ユニットのユニットケース内に配設され、前記モータ駆動ユニットのユニットケース内に、制御用基板が配設され、前記モータ駆動ユニットに、前記減速機構の配設領域と前記制御用基板の配設領域とを仕切って、減速機構の歯車部に付着された油が前記制御用基板の配設領域に侵入することを阻止する油よけカバーが配設されていることを特徴とする。
 この構成によれば、前記人力駆動力と前記補助駆動力とが合成されてなる合力が、クランク軸と同軸心の駆動力出力輪体を介して、後輪に伝達されるよう構成されたいわゆる一軸式のモータ駆動ユニットにおいて、制御用基板を一軸式のモータ駆動ユニットのユニットケース内に収容できるだけでなく、油よけカバーにより、減速機構の歯車部に付着した油や歯車部の磨耗粉が前記制御用基板の配設領域に侵入することが阻止されるので、前記油や歯車部の磨耗粉が、制御用基板が配設されている箇所に飛散して制御用基板やこの制御用基板に搭載した電子部品の端子部などを腐食させるなどすることを防止できる。
 なお、前記油よけカバーを、前記モータ駆動ユニットのユニットケースに対して着脱可能とすることにより、減速機構の減速用歯車を取り付けた後に油よけカバーを組み付けるなど、油よけカバーの装着タイミングを任意に調整できるので、モータ駆動ユニットの組立作業を能率よく行うことが可能となる。
 また、前記油よけカバーを、前記モータ駆動ユニットのユニットケースにより形成してもよく、この場合には、前記油よけカバーを、前記モータ駆動ユニットのユニットケースとは別個の部品で形成する場合と比較して部品点数を低減することができる。
 ここで、前記減速機構としては、小径歯車部と、この小径歯車部に噛み合う大径歯車部とが設けられる。そして、前記油よけカバーにより、モータの出力軸に設けられたモータ出力小径歯車部と、このモータ出力小径歯車部に噛み合うモータ出力大径歯車部と、を覆うように配設されていることが好ましい。つまり、モータの出力軸は高速で回転されるため、モータ出力小径歯車部やこのモータ出力小径歯車部に噛み合うモータ出力大径歯車部も、高速で移動(回転)される。したがって、これらの歯車部同士が噛み合う箇所に付着された油や歯車部の磨耗粉は周囲に飛散する可能性が高いが、これらの歯車部は前記油よけカバーにより覆われているため、油や歯車部の磨耗粉の前記制御用基板などへの飛散を良好に抑えることができる。なお、前記油よけカバーにより、さらに、前記減速機構の小径歯車部を覆うように構成してもよく、この構成によれば、前記減速機構の小径歯車部の付着した油や磨耗粉が前記制御用基板などへ飛散することを良好に防止できる。
 また、本発明は、前記油よけカバーにより、制御用基板に接続された配線を前記モータ駆動ユニットの外部に取り出すための配線配設領域が、減速機構の配設領域に対して仕切った状態で、形成されていることを特徴とする。この構成により、制御用基板に接続された配線に、減速機構の歯車部の油が飛散して付着することを防止できる。また、制御用基板に接続された配線が歯車部に接触したり噛み込んだりすることも防止できる。
 また、この場合に、前記油よけカバーに、配線を外部に取り出すための取出用開口部を複数形成し、複数の取出用開口部から配線を外部に取り出す取出用開口部を1つまたは複数選択して配線を通すよう構成してもよい。これにより、異なる取出用開口部から配線を外部に取り出す場合でも、共通の油よけカバーを用いることができる。
 なお、前記クランク軸の外周に、前記人力駆動力が伝達される筒状の人力伝達体を配設し、前記人力伝達体を介して、前記合力体に人力駆動力を伝達させ、前記人力伝達体に、前記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を形成させてもよい。また、前記油よけカバーに、前記合力体に設けられた大径歯車部の配設領域とトルクセンサの配設領域とを仕切る壁部を設けてもよい。また、前記減速機構に、前記合力体側からの人力駆動力をモータ側に伝達させなくする人力駆動力切断用の一方向クラッチを配設してもよい。
 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に、前記人力駆動力切断用の一方向クラッチによって、減速用の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。また、前記油よけカバーに、前記合力体に設けられた大径歯車部の配設領域とトルクセンサの配設領域とを仕切る壁部を設けることで、前記合力体の大径歯車部に付着した油などがトルクセンサ側に飛散することを防止できる。
 また、モータと制御用基板とを、モータ駆動ユニットを側面視して重なり、かつモータ駆動ユニットを平面視して幅方向の互いに反対側に配設させてもよい。この構成により、油よけカバーによって制御用基板に油が付着することを防止できながら、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)。また、モータと制御用基板とを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、制御用基板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。
 本発明によれば、前記人力駆動力と前記補助駆動力とが合成されてなる合力が、クランク軸と同軸心の駆動力出力輪体を介して、後輪に伝達されるよう構成されたいわゆる一軸式のモータ駆動ユニットにおいて、前記減速機構の配設領域と制御用基板の配設領域とを仕切って、減速機構の歯車に付着された油が前記制御用基板の配設領域に侵入することを阻止する油よけカバーを配設することにより、制御用基板を一軸式のモータ駆動ユニットのユニットケース内に収容できるだけでなく、油よけカバーにより、減速機構の歯車部に付着した油やこの油に混じった歯車部の磨耗粉が前記制御用基板の配設領域に侵入することが阻止されるので、前記油や磨耗粉が、制御用基板が配設されている箇所に飛散して制御用基板やこの制御用基板に搭載した電子部品の端子部などを腐食させるなどすることを防止できて、信頼性が向上する。
 また、前記油よけカバーを、前記モータ駆動ユニットのユニットケースに対して着脱可能とすることにより、モータ駆動ユニットの組立作業を能率よく行うことが可能となる。また、前記油よけカバーを、前記モータ駆動ユニットのユニットケースにより形成すると、前記油よけカバーを、前記モータ駆動ユニットのユニットケースとは別個の部品で形成する場合と比較して部品点数を低減することができる。
 また、前記減速機構として、小径歯車部と、この小径歯車部に噛み合う大径歯車部とを設け、前記油よけカバーにより、少なくとも、モータの出力軸に設けられたモータ出力小径歯車部と、このモータ出力小径歯車部に噛み合うモータ出力大径歯車部と、を覆うように配設されていることが好ましい。これにより、油が飛散しやすい、モータ出力大径歯車部やモータ出力大径歯車部に付着された油が、制御用基板に飛散することを良好に抑えることができる。なお、前記油よけカバーにより、さらに、前記減速機構の小径歯車部を覆うように構成することで、前記減速機構の小径歯車部の付着した油や磨耗粉が前記制御用基板などへ飛散することを良好に防止できる。
 また、前記油よけカバーにより、制御用基板に接続された配線を前記モータ駆動ユニットの外部に取り出すための配線配設領域を、減速機構の配設領域に対して仕切った状態で形成することで、制御用基板に接続された配線に油が付着することも防止できる。また、制御用基板に接続された配線が歯車部に接触したり噛み込んだりすることも防止できる。これにより信頼性が一層向上する。
 また、この場合に、前記油よけカバーに、配線を外部に取り出すための取出用開口部を複数形成し、複数の取出用開口部から配線を外部に取り出す取出用開口部を1つまたは複数選択して配線を通すよう構成すると、異なる取出用開口部から配線を外部に取り出す場合でも、共通の油よけカバーを用いることができて、それぞれ、個別の油よけカバーを用いる場合と比較して、製造コストを低減できる。
 なお、前記クランク軸の外周に、前記人力駆動力が伝達される筒状の人力伝達体を配設し、前記人力伝達体を介して、前記合力体に人力駆動力を伝達させ、前記人力伝達体に、前記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を形成させ、前記減速機構に、前記合力体側からの人力駆動力をモータ側に伝達させなくする人力駆動力切断用の一方向クラッチを配設してもよい。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に、前記人力駆動力切断用の一方向クラッチによって、減速用の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。また、前記油よけカバーに、前記合力体に設けられた大径歯車部の配設領域とトルクセンサの配設領域とを仕切る壁部を設けることで、前記合力体の大径歯車部に付着した油などがトルクセンサ側に飛散することを防止できる。
 また、モータと制御用基板とを、モータ駆動ユニットを側面視して重なり、かつモータ駆動ユニットを正面視して幅方向の互いに反対側に配設させることにより、油よけカバーによって制御用基板に油が付着することを防止できながら、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。また、モータと制御用基板とをモータ駆動ユニットにおいて幅方向の反対側に配設することにより、制御用基板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。
本発明の第1の実施の形態に係る電動アシスト自転車の全体側面図 同電動アシスト自転車の部分切欠側面図 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの左側面図(駆動スプロケットは省いている) 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの平面断面図 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの分解斜視図(油よけカバーを取り付けた状態) 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの分解斜視図(油よけカバーを取り外した状態) (a)および(b)は同モータ駆動ユニットの油よけカバーの斜視図 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの油よけカバーの変形例(その1)を示す平面断面図 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの油よけカバーの変形例(その2)を示す平面断面図 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの油よけカバーの変形例(その3)を示す平面断面図 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの油よけカバーの変形例(その4)を示す平面断面図 同電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットの油よけカバーの変形例(その5)を示す平面断面図 従来の電動アシスト自転車における二軸式のモータ駆動ユニットおよびその近傍箇所の側面図 従来の電動アシスト自転車における一軸式のモータ駆動ユニットの側面図 同一軸式のモータ駆動ユニットの平面断面図
 以下、本発明の実施の形態に係る電動アシスト自転車について図面に基づき説明する。
 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(蓄電器)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7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ことがある)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。また、図1における70は、ハンドル5に取り付けたブレーキレバーで、このブレーキレバー70を操作することで、前輪3や後輪4に配設したリムブレーキ、バンドブレーキ、またはローラブレーキ(図示せず)などが作動する。なお、後輪4のブレーキとして、前述のブレーキに代えて、ペダルを前進走行時の回転方向と逆方向に回転させた際に作動するコースターブレーキを後輪4のハブに配設してもよく、この場合には、後輪用のブレーキレバーは設けられない。
 図1、図2に示すように、この電動アシスト自転車においても、モータ駆動ユニット20が、クランク軸7aの配設箇所から略後方箇所などの、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の前後方向の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よう図っている。
 図3はモータ駆動ユニット20の左側面図(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の平面断面図である。なお、以下の説明における左右方向および前後方向とは、図4に示すように、進行方向に向って当該電動アシスト自転車1に人が搭乗した状態での方向を言うが、この発明の構成が以下で述べる方向に限定されるものではない。
 図3、図4に示すように、このモータ駆動ユニット20は、踏力による人力駆動力とモータ21による補助駆動力とがモータ駆動ユニット20の内部で合成され、合成された合力が駆動スプロケット13から出力される、いわゆる一軸式とも称せられる構造である。以下に、このモータ駆動ユニット20について詳述する。
 モータ駆動ユニット20は、大きな強度を有するユニットケース22(22A、22B、22C)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、モータ駆動ユニット20のユニットケース22(22A、22B、22C)内におけるクランク軸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人力伝達体28と、この人力伝達体28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、各種の電気的制御などを行う複数の電子部品24aが設けられた制御用基板24bを有する制御部24が配設されている。
 より詳しくは、図4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における左右方向中央部の外周に、係合部としてのセレーション部7b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。この人力伝達体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が配設されて、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セレーション部7bを介して人力伝達体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。なお、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)の大きさが迅速に検出できるよう構成されている。
 また、人力駆動力と補助駆動力とを合成する合力体29が、クランク軸7aの外周における人力伝達体28の右側方の箇所で、クランク軸7aに対して回転自在の状態で配設されている。また、人力伝達体28の右端部外周にセレーション部28aが形成されているとともに、合力体29の左端部内周にもセレーション部29aが形成されて、これらのセレーション部28a、29a同士が嵌合(係合)されている。これにより、クランク軸7aに伝達された人力駆動力が人力伝達体28から合力体29に伝達されて、これらのクランク軸7aと人力伝達体28と合力体29とが常に一体的に回転するよう構成されている。
 また、合力体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大径歯車部29bが一体形成されており、合力体29の右端部外周には駆動スプロケット13が嵌め込まれて、合力体29と駆動スプロケット13とは一体的に回転する。なお、合力体29に外嵌された軸受27により、クランク軸7aが合力体29を介して回転自在に支持されている。なお、合力体29とクランク軸7aとの間に薄肉の軸受などを配設してもよい。
 モータ21は軸受32、33によりその出力軸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の出力軸21aが右側方に突出され、この突出部の外周にモータ出力小径歯車部21cが形成されている。モータ21のステータ21dは左側のユニットケース22C内に樹脂で埋め込まれた状態で配設されている。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)が増幅されて合力体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の支持軸には、小径支持軸部36aと、これよりも大径の大径支持軸部36bとが一体形成されており、小径支持軸部36aの外周に、小径支持軸部36aとは別体の小径歯車部36cが、圧入またはセレーション部などを介して、一体的に回転するように組みつけられている。小径支持軸部36aと大径支持軸部36bとが一体形成されてなる減速用歯車支持軸は、その両端部が軸受34、35により、いわゆる両持ち状態で支持されている。そして、小径歯車部36cが合力体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、モータ21のモータ出力小径歯車部21cに噛み合うモータ出力大径歯車部36dが配設されている。
 また、減速用歯車36における大径支持軸部36bとモータ出力大径歯車部36dとの間には、合力体29からの人力駆動力(回転駆動力)をモータ21側に伝達させなくする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。すなわち、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のモータ出力大径歯車部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には、減速用歯車36のモータ出力大径歯車部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と小径歯車部36cとを介して、合力体29の大径歯車部29bに伝達される。これにより、合力体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。
 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のモータ出力大径歯車部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には、減速用歯車36のモータ出力大径歯車部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。これにより、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を漕いだ場合には、人力駆動力によりモータ出力大径歯車部36dやモータ21のロータ部21bなどを回転しなくても済むよう構成されている。
 上記構成に加えて、本発明の電動アシスト自転車1では、図4~図7に示すように、モータ駆動ユニット20に(詳しくは、モータ駆動ユニット20のユニットケース22(22A、22B)内に)、減速機構25が配設された領域と制御用基板24bが配設された領域(制御部24)とを仕切って、減速機構25の歯車部に付着された(塗布されたり、充填されたりするなどして供給された)油(グリス)が制御用基板24bの配設領域(制御部24)に侵入する(飛散する)ことを阻止する油よけカバー50が配設されている。
 この実施の形態では、油よけカバー50によって、減速機構25における、モータ21の出力軸21aに設けられたモータ出力小径歯車部21cと、このモータ出力小径歯車部21cに噛み合う減速用歯車36のモータ出力大径歯車部36dと、を覆って、これらの歯車部に付着した油が制御用基板24bや電子部品24aが配設された制御部24に侵入することを阻止している。また、この実施の形態では、油よけカバー50がさらに前方に延ばされて、合力体29の大径歯車部29bの配設領域とトルクセンサ31の配設領域とを仕切る第3壁部50c(詳しくは後述する)が形成されており、この第3壁部50cにより、合力体29に設けられた大径歯車部29bに付着した油が(グリス)がトルクセンサ31の配設領域に侵入する(飛散する)ことも阻止するよう構成されている。
 図5~図7に示すように、油よけカバー50は、例えば樹脂で一体形成されており、ユニットケース22(22A、22B)内で左右方向に延びて、モータ21のモータ出力小径歯車部21cと減速用歯車36のモータ出力大径歯車部36dとを周方向(外周)から覆う第1壁部50aと、第1壁部50aの右縁部から減速用歯車36の半径方向軸心に向う状態で円弧状に延びて減速用歯車36のモータ出力大径歯車部36dとを右側方から覆う第2壁部50bと、第2壁部50bの上前端部から前方に円板状に延びて、合力体29に設けられた大径歯車部29bの配設領域を左側から覆って、合力体29の大径歯車部29bの配設領域とトルクセンサ31の配設領域とを仕切る第3壁部50cと、第3壁部50cの内周部から左側に延びて人力伝達体28およびトルクセンサ31を外周から覆う第4壁部50dと、第3壁部50cの外周部から左側に延びる第5壁部50eと、右側に配設されるユニットケース22Aに形成されたボス孔22dに嵌合可能とされた複数の係止用突部50fなどが設けられている。
 そして、油よけカバー50を組付ける際は、係止用突部50fをユニットケース22Aのボス孔22dに嵌合させることで、油よけカバー50を所定位置に装着するよう構成されている。すなわち、油よけカバー50は、ユニットケース22Aに対して着脱可能な状態で取り付けられている。なお、油よけカバー50の第2壁部50bは、制御用基板24bから左側に隙間を有した状態で配設されている。また、制御用基板24bには多数の電子部品24aが搭載されているが、特に発熱量の大きな電子部品24a(発熱電子部品24a’)は、金属製の放熱板51に接触された状態で配設されている。また、少なくとも右側のユニットケース22Aは金属製とされており、このユニットケース22Aにおける放熱板51の近傍箇所は内側に膨出されて放熱板51に接触されている。
 また、制御用基板24bには、各種の信号を入出力する複数の配線52が接続されている。油よけカバー50には、前記配線52をモータ駆動ユニット20の外部に取り出すために配線52を通す配線配設領域50gが、第3壁部50c、第4壁部50d、第5壁部50eにより形成されている。また、第5壁部50eには、配線52をモータ駆動ユニット20の外部に取り出すための取出用開口部50hが複数形成されている。一方、ユニットケース22(22A、22B)には、配線52をモータ駆動ユニット20の外部に取り出すための取出用開口部22fが一箇所のみ形成されている。そして、このユニットケース22(22A、22B)の取出用開口部22fに対応する油よけカバー50の取出用開口部50hが選択されて、これらの取出用開口部22f、50hを通して配線52が外部に取り出されるようになっている。
 また、図4に示すように、モータ21と制御用基板24bとは、モータ駆動ユニット20を側面視して重なり、かつモータ駆動ユニット20を平面視してこのモータ駆動ユニット20の幅方向の互いに反対側に(すなわち、左側領域と右側領域とに)配設されている。
 上記構成によれば、いわゆる一軸式のモータ駆動ユニット20内(詳しくは、モータ駆動ユニット20のユニットケース22(22A、22B、22C)内)に制御用基板24bや電子部品24aを有する制御部24を配設している。これにより、大きな強度を有するユニットケース22(22A、22B、22C)により制御用基板24bや電子部品24aが保護されて、電動アシスト自転車1の走行時などにおいても制御用基板24bや電子部品24aが損傷することを防止できる。
 また、ユニットケース22における少なくともユニットケース22Aを金属製とすることで、十分な剛性を得られるとともに、発熱量の大きなパワー素子などの電子部品24a(発熱電子部品24a’)を金属製の放熱板51を介してユニットケース22Aに接触させた状態で配設されているので、発熱電子部品24a’を良好に放熱させることができて信頼性を向上できる利点もある。
 また、上記実施の形態では、モータ21と制御用基板24bとを、モータ駆動ユニット20において側面視して重なるよう配設している。この構成により、一軸式のモータ駆動ユニット20において制御用基板24bも配設した構造でありながら、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)として特に小さくできる(コンパクト化できる)利点がある。また、モータ21と制御用基板24bとをモータ駆動ユニット20において幅方向の反対側に配設したので、制御用基板24b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。
 さらに上記構成によれば、いわゆる一軸式のモータ駆動ユニット20において、減速機構25の配設領域と制御用基板24bの配設領域とを仕切る油よけカバー50を設けている。したがって、油よけカバー50により、減速機構25の減速用歯車であるモータ出力小径歯車部21cやモータ出力大径歯車部36dなどの歯車部に付着した油(グリス)や、この油に混じった歯車部の摩耗粉が制御用基板24bやこの制御用基板24bに搭載された電子部品24aに飛散してこれらの制御用基板24bや電子部品24aの端子部などを腐食させるなどすることを防止できて、信頼性が向上する。
 より具体的には、本実施の形態では、油よけカバー50に、モータ21のモータ出力小径歯車部21cと減速用歯車36のモータ出力大径歯車部36dとを周方向(外周)から覆う第1壁部50aと、第1壁部50aの右縁部から減速用歯車36の半径方向軸心に向う状態で円弧状に延びて減速用歯車36のモータ出力大径歯車部36dとを右側方から覆う第2壁部50bとを設けている。この構成により、油よけカバー50の第1壁部50aおよび第2壁部50bにより、モータ出力小径歯車部21cやモータ出力大径歯車部36dなどの歯車部に付着した油(グリス)や歯車部の摩耗粉が制御用基板24bやこの制御用基板24bに搭載された電子部品24aに飛散して腐食させてしまうことを防止できて、信頼性が向上する。特に、モータ21の出力軸21aは高速で回転されるため、モータ出力小径歯車部21cやモータ出力大径歯車部36dも、高速で移動(回転)する。したがって、これらの歯車部同士が噛み合う箇所に付着された油や歯車部の摩耗粉は周囲に飛散する可能性が高いが、これらの歯車部は油よけカバー50により覆われているため、油や歯車部の摩耗粉の飛散を良好に抑えることができる。
 また、この実施の形態では、油よけカバー50に、合力体29の大径歯車部29bの配設領域とトルクセンサ31の配設領域とを仕切る第3壁部50cが形成されている。前記第3壁部50cにより、合力体29に設けられた大径歯車部29bに付着した油が(グリス)がトルクセンサ31の配設領域に侵入する(飛散する)ことも阻止されて、合力体29の大径歯車部29bに付着した油や歯車部の摩耗粉が飛散することがある場合でも、油よけカバー50によって前記油や摩耗粉がトルクセンサ31に付着することを防止できる。
 また、油よけカバー50がモータ駆動ユニット20のユニットケース22Aに対して着脱可能に構成されているので、減速機構25の減速用歯車36を取り付けた後に油よけカバーを組み付けるなど、油よけカバー50の装着タイミングを、任意に調整できる。これにより、モータ駆動ユニット20の組立作業を能率よく行うことが可能となる。
 また、上記構成では、油よけカバー50を、制御用基板24bに接続された配線50をモータ駆動ユニット20の外部に取り出すための配線配設領域50gを、減速機構25が配設されている領域に対して仕切った状態で形成している。これにより、制御用基板24bに接続された配線50に、減速機構25の歯車部(合力体29の大径歯車部29bや、モータ出力小径歯車部21c、モータ出力大径歯車部36dなど)の油や歯車部の摩耗粉が付着することを油よけカバー50によって防止できて、信頼性が一層向上する。また、制御用基板24bに接続された配線50が歯車部(合力体29の大径歯車部29bや、モータ出力小径歯車部21c、モータ出力大径歯車部36dなど)に接触したり噛み込んだりすることも防止でき、これによっても信頼性が向上する。
 また、この場合に、油よけカバー50に、配線20を外部に取り出すための取出用開口部50hを複数形成し、複数の取出用開口部50hから配線50を外部に取り出す取出用開口部50hを1つ選択して配線を通すよう構成している。したがって、モータ駆動ユニット20のユニットケース22に形成される取出用開口部22fの位置が異なるものが複数種類あって、異なる位置の取出用開口部22fから配線50を外部に取り出す場合でも、共通の油よけカバー50を用いることが可能となり、それぞれ、個別の油よけカバーを用いる場合と比較して、製造コストを低減できる。
 また、上記構成によれば、バッテリ12の残容量が無くなった際にペダル8を漕いで回転させた場合に、前記人力駆動力切断用の一方向クラッチ37によって、減速用歯車36のモータ出力大径歯車部36dやモータ21の出力軸21aやロータ部21bを回転しなくても済み、ペダル8に余分な力をかけなくて済む。
 また、上記実施の形態では、油よけカバー50がモータ駆動ユニット20のユニットケース22Aに対して着脱可能に構成されている場合を述べたが、これに限るものではなく、油よけカバー50の少なくとも一部をユニットケースにより一体形成してもよい。例えば、図8に示すように、幅方向における中央に配設されるユニットケース22Bの一部を延長させて油よけカバー50を形成してもよい。そして、この油よけカバー50に、モータ21のモータ出力小径歯車部21cと減速用歯車36のモータ出力大径歯車部36dとを周方向(外周)から覆う第1壁部50aと、第1壁部50aの右縁部から減速用歯車36の半径方向軸心に向う状態で円弧状に延びて減速用歯車36のモータ出力大径歯車部36dとを右側方から覆う第2壁部50bとを形成してもよい。
 この構成によっても、第1壁部50aと第2壁部50bとが形成された油よけカバー50により、減速機構25の減速用の歯車部であるモータ出力小径歯車部21cやモータ出力大径歯車部36dなどの歯車部に付着した油(グリス)が制御用基板24bやこの制御用基板24bに搭載された電子部品24aに飛散してこれらの制御用基板24bや電子部品24aの端子部などを腐食させてしまうことを防止できる。また、この場合には、油よけカバー50を、モータ駆動ユニット20のユニットケース22(22A、22B)とは別個の部品で形成する場合と比較して部品点数を低減することができる利点がある。
 また、図9に示すように、油よけカバー50として、上記のようなモータ出力小径歯車部21cやモータ出力大径歯車部36dを覆う第1壁部50aと第2壁部50bに加えて、減速用歯車36の小径歯車部36cを外周から覆って制御用基板24bが配設されている制御部24と仕切るように補助壁部50iを形成してもよい。この構成によれば、減速用歯車36の小径歯車部36cに付着している油や摩耗粉が制御用基板24b側に飛散することも確実に防止することができる。つまり、一軸式のモータ駆動ユニット20は2軸式のモータ駆動ユニットと比較して、歯車部の数が多いため、グリス飛散防止機能がより重要となるが、この実施の形態によれば、各歯車部に付着した油や磨耗粉が、制御基板24bなどが配設されている制御部24に飛散して付着することも防止できる。
 また、図10に簡略的に示すように、右側に配設したユニットケース22Aによって減速機構25を覆うものの、このユニットケース22Aよりも外側に、制御用基板24bや電子部品24aを有する制御部24を配設し、この制御部24の外側を補助ユニットケース22Dにより覆うように構成してもよい。
 さらに、図11に示すように、制御用基板24bや電子部品24aを有する制御部24を覆うように油よけカバー60を形成してもよく、この構成によっても、歯車部からの油が制御用基板24bや電子部品24aに飛散して付着することを防止できる。
 また、上記実施の形態では、トルクセンサ31の磁歪発生部31bが形成されている人力伝達体28と、合力体29とがセレーション部28a、29aを介して直接係合されている場合を述べたが、これに限るものではない。例えば、図12に示すように、人力伝達体28と係合して一体的に回転する連動筒体30を配設し、連動筒体30と合力体29との間に、合力体29からの補助駆動力(回転力)が人力伝達体28およびクランク軸7aへ伝達しないようにする補助駆動力切断用の一方向クラッチ38を配設してもよい。この補助駆動力切断用の一方向クラッチ38を設けることで、ペダル8を漕ぐことを止めたにもかかわらず、しばらくの間、モータ21が回転し続けていた場合でも、モータ21からの補助駆動力がこの補助駆動力切断用の一方向クラッチ38により切断されてクランク軸7aやペダル8に作用しないように構成できる。
 また、補助駆動力切断用の一方向クラッチ38を連動筒体30と合力体29との間に配設して、人力伝達体28には配設しないことで、補助駆動力切断用の一方向クラッチ38の切替動作時の振動やカム部の噛み合い動作や乗越え動作時の振動が、トルクセンサ31が設けられている人力伝達体28に伝達し難くなり、トルクの検出能力を良好に維持することができる利点もある。
 本発明は、いわゆる一軸式のモータ駆動ユニットにおいて、減速用の歯車部と制御用基板とを備えている電動アシスト自転車に広く適用することが可能である。

Claims (12)

  1.  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であって、
    ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸の外周に、前記人力駆動力とモータにより発生する前記補助駆動力とが合成される合力体が配設され、
    前記合力体により前記人力駆動力と前記補助駆動力とが合成されてなる合力が、クランク軸と同軸心の駆動力出力輪体と、この人力駆動力出力輪体に掛け渡された無端状駆動力伝達体とを介して、後輪に伝達されるよう構成され、
    前記モータと前記合力体とにわたる補助駆動力の伝達経路に、互いに噛み合う複数の歯車部を有する減速機構が配設され、
    前記モータ、前記クランク軸の中央部、前記合力体、および前記減速機構が、モータ駆動ユニットのユニットケース内に配設され、
    前記モータ駆動ユニットのユニットケース内に、制御用基板が配設され、
    前記モータ駆動ユニットに、前記減速機構の配設領域と前記制御用基板の配設領域とを仕切って、減速機構の歯車部に付着された油が前記制御用基板の配設領域に侵入することを阻止する油よけカバーが配設されている
    ことを特徴とする電動アシスト自転車。
  2.  前記油よけカバーが、前記モータ駆動ユニットのユニットケースに着脱可能な状態で取り付けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載の電動アシスト自転車。
  3.  前記油よけカバーが、前記モータ駆動ユニットのユニットケースにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電動アシスト自転車。
  4.  前記減速機構に、小径歯車部と、この小径歯車部に噛み合う大径歯車部とが設けられていることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の電動アシスト自転車。
  5.  前記油よけカバーは、モータの出力軸に設けられたモータ出力小径歯車部と、このモータ出力小径歯車部に噛み合うモータ出力大径歯車部と、を覆うように配設されていることを特徴とする請求項4に記載の電動アシスト自転車。
  6.  前記油よけカバーは、さらに、前記減速機構の小径歯車部を覆うように配設されていることを特徴とする請求項5に記載の電動アシスト自転車。
  7.  前記油よけカバーにより、制御用基板に接続された配線を前記モータ駆動ユニットの外部に取り出すための配線配設領域が、減速機構の配設領域に対して仕切った状態で、形成されていることを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の電動アシスト自転車。
  8.  前記油よけカバーに、配線を外部に取り出すための取出用開口部が複数形成され、
    複数の取出用開口部から配線を外部に取り出す取出用開口部を1つまたは複数選択して配線を通すよう構成されていることを特徴とする請求項7に記載の電動アシスト自転車。
  9.  前記クランク軸の外周に、前記人力駆動力が伝達される筒状の人力伝達体が配設され、
    前記人力伝達体を介して、前記合力体に人力駆動力が伝達され、
    前記人力伝達体に、前記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ている
    ことを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載の電動アシスト自転車。
  10.  前記油よけカバーに、前記合力体に設けられた大径歯車部の配設領域とトルクセンサの配設領域とを仕切る壁部が設けられている
    ことを特徴とする請求項9に記載の電動アシスト自転車。
  11.  前記減速機構に、前記合力体側からの人力駆動力をモータ側に伝達させなくする人力駆動力切断用の一方向クラッチが配設されている
    ことを特徴とする請求項1~10の何れか1項に記載の電動アシスト自転車。
  12.  モータと制御用基板とが、モータ駆動ユニットを側面視して重なり、かつモータ駆動ユニットを平面視して幅方向の互いに反対側に配設されていることを特徴とする請求項1~11の何れか1項に記載の電動アシスト自転車。
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