CN105164010B - 电动辅助自行车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动辅助自行车，其可通过磁致伸缩式的转矩传感器检测出转矩，且能够检测曲柄轴等的旋转，同时能够良好地维持转矩的检测能力。在曲柄轴(7a)的外周配设：形成有用于检测人力驱动力的转矩传感器(31)的筒状的人力传递体(28)、传递来自人力传递体(28)的人力驱动力的中间筒体(23)、传递来自中间筒体(23)的人力驱动力的连动体(29)。在中间筒体(23)和连动体(29)之间配设单向离合器(30)，设置有检测安装在中间筒体(23)的旋转体(11)的旋转的旋转检测器(10)，使用光传感器作为所述旋转检测器(10)。

Description

电动辅助自行车

技术领域

本发明涉及一种可通过来自踏板的踏力实现的人力驱动力加上由电动机 产生的辅助驱动力来行驶的电动辅助自行车。

背景技术

已知有如下的电动辅助自行车，即，具有从蓄电池等蓄电器供电的电动 机，利用转矩传感器等检测由施加于踏板的踏力构成的人力驱动力，通过加 上与人力驱动力相对应的电动机的辅助驱动力(辅助力)，即使是上坡等， 也可以轻松地行驶。

例如，如图14所示，在电动辅助自行车中，具有在设置有曲柄轴103的 部位配设有内装电动机101等的电动机驱动单元102的结构(专利文献1等)。 这种配置结构的电动辅助自行车100，其重量比较大的电动机驱动单元102 被配置在电动辅助自行车100的前后方向中央(即，前轮和后轮之间的中间) 的低的位置。因此，该配置结构的电动辅助自行车100与在前轮的轮毂或后 轮的轮毂内置有电动机的电动辅助自行车相比较，易于抬起前轮110或后轮 111，即使道路有台阶也能够容易地越过等，车身113的操作良好，另外，行 驶稳定性也良好。

另外，在这种电动机驱动单元102中，有如下构造的电动机驱动单元， 如图15、图16所示，在传递来自曲柄轴103的人力驱动力的人力传递体(中 间轴)104的外周面和其对向部分，设置有检测人力驱动力的磁致伸缩式的转 矩传感器105。即，在人力传递体104的外周面形成有磁致伸缩产生部105a， 并且，以与该磁致伸缩产生部105a对向的方式，以非接触状态配设有检测磁 变动的线圈105b。而且，在踏下左右的踏板112(参照图14)时，曲柄轴103 因踏力(人力驱动力)而扭转，因此，通过转矩传感器105检测传递来自曲 柄轴103的人力驱动力的人力传递体104的扭转状态。

另外，在图15、图16中，106是经由单向离合器(爪部件)107与嵌合 于人力传递体104的筒体(外部)109连结的连动体(内部)，108是安装在 连动体106的端部的作为驱动力输出轮体的驱动链轮。

在此，在电动辅助自行车的电动机驱动单元中，还有例如，如专利文献2 中公开的那样，机械地检测转矩(人力驱动力)的构造的电动机驱动单元。 但是，在这种构造的电动机驱动单元中，由于在检测转矩的部位因零件彼此 相互抵接等会产生机械性的阻力，因此存在如下的缺点，即，在电池没有输 出用剩余量而不能附加辅助驱动力的情况下等，会增大对搭乘者的负担。

相对于此，在如图14～图16所示的通过磁致伸缩式的转矩传感器105 检测转矩(人力驱动力)的电动机驱动单元102中，检测转矩(人力驱动力) 线圈105b相对于磁致伸缩产生部105a以非接触状态配设。因此，即使是电 池没有输出用剩余量而不能附加辅助驱动力的情况，也几乎没有对搭乘者的 负担。

另外，在所述电动机驱动单元102中，由于磁致伸缩产生部105a形成于 与曲柄轴103分体的人力传递体104上，因此还具有以下的优点。

即，在曲柄轴103的两端部，不仅作用对于旋转方向的转矩(人力驱动 力)，而且经由踏板112从搭乘者的脚向下方施加体重的一部分而作用使曲 柄轴103弯曲的弯曲应力。因此，如果在曲柄轴上形成磁致伸缩产生部，则 该弯曲应力成为检测转矩(人力驱动力)时的干扰因素或噪音，转矩的检测 能力有可能降低。另外，曲柄轴必须选定对大的弯曲应力也能充分对应的材 料，因此，材料往往被彻底地限定，根据情况，有时不得不使用转矩的检测 能力降低的材料。

相对于此，在图14～图16所示的电动机驱动单元102中，由于磁致伸缩 产生部105a在与曲柄轴103分体的人力传递体104形成，比曲柄轴103更难 以作用弯曲应力，与在曲柄轴上形成磁致伸缩产生部的情况相比较，能够提 高转矩的检测能力。另外，作为人力传递体104可以使用适宜在其外周面形 成磁致伸缩产生部105a的材料，所以，由此也能够提高转矩的检测能力。

另外，设于电动机驱动单元102的单向离合器(爪部件)107依照以下的 理由来设置。即，在现有的这种电动辅助自行车中，有时控制为即使搭乘者 停止蹬踏板112，在一段时间内，电动机101也会继续旋转(所谓进行延迟控 制的情况)，在这种情况下，如果未设置单向离合器107，来自电动机101 的辅助驱动力就被传递至曲柄轴103，使踏板112继续随意地旋转。因此，通 过单向离合器107切断来自电动机101的辅助驱动力，以使这样的力不会作 用在曲柄轴103或踏板112上。

但是，这样，在具备磁致伸缩式的转矩传感器105的电动机驱动单元102 中，具有设置检测曲柄轴103等的旋转的旋转传感器115(参照图16)的结 构。在该电动机驱动单元102中，从外侧以面对的方式设置于与人力传递体 104卡合的筒体(外部)109的外周部。在筒体(外部)109的外周部，固定 连接有旋转检测用的齿或永磁铁等，在形成有旋转检测用的齿的情况下，作 为旋转传感器115，设置有具备永磁铁和线圈的所谓拾取传感器(磁传感器)。

先行技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特开2009－208710号公报

专利文献2:(日本)特开平10－81292号公报

发明要解决的课题

但是，在图14～图16所示的电动机驱动单元102中，成为在磁致伸缩式 的转矩传感器105的附近，且旋转传感器115或筒体(外部)109上配设永磁 铁等的结构，因此，有可能成为检测转矩(人力驱动力)时的干扰因素或噪 音而降低转矩的检测能力。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而创立的，其目的在于，提供一种电动辅助 自行车，其可通过磁致伸缩式的转矩传感器检测转矩，且能够检测曲柄轴等 的旋转，同时，在搭乘者停止蹬踏板时，来自电动机的辅助驱动力不会向曲 柄轴传递，能够良好地维持转矩的检测能力。

为了解决上述课题，本发明的电动辅助自行车具备电动机的电动机驱动 单元配设于前轮与后轮之间的中间位置，可通过来自踏板的踏力实现的人力 驱动力加上由所述电动机产生的辅助驱动力来行驶，其特征在于，在传递来 自踏板的人力驱动力的曲柄轴的外周，配设有传递所述人力驱动力并形成有 用于检测所述人力驱动力的转矩传感器的磁致伸缩产生部的筒状的人力传递 体，在曲柄轴的外周，配设有从一端侧传递来自所述人力传递体的人力驱动 力，在另一端侧安装有与曲柄轴同轴心的驱动力输出轮体的连动体，来自所 述连动体的驱动力经由所述驱动力输出轮体和卷挂于该驱动力输出轮体的环 状驱动力传递体传递至后轮，在曲柄轴的外周设置有与所述人力传递体卡合 的中间筒体，在该中间筒体与所述连动体之间配设有单向离合器，设置有检 测所述中间筒体或所述人力传递体的旋转的旋转检测器，使用光传感器作为 所述旋转检测器。

根据该结构，通过磁致伸缩式的转矩传感器可检测转矩，且通过旋转检 测器可检测所述中间筒体或所述人力传递体的旋转，进而可检测曲柄轴或踏 板的旋转。另外，采用如下结构，通过设于所述中间筒体和所述连动体之间 的单向离合器，使得在搭乘者停止蹬踏板时，来自电动机的辅助驱动力不会 向曲柄轴传递。另外，使用光传感器作为检测所述中间筒体或所述人力传递 体的旋转的旋转检测器，所以可以防止像使用磁传感器作为旋转检测器那样， 成为在检测转矩(人力驱动力)时的干扰因素或噪音而降低转矩的检测能力 的情况，能够良好地检测转矩。

另外，本发明的特征在于，在所述中间筒体或所述人力传递体的外周的 与所述旋转检测器对应的位置，安装有遮断或反射光传感器的光的旋转体。 在此，作为检测曲柄轴的旋转的方法，考虑在曲柄轴设置遮断或反射光传感 器的光的旋转体，检测照射在所述旋转体上的光的方法。但是，如本结构那 样，通过在所述中间筒体或所述人力传递体的外周安装遮断或反射光传感器 的光的旋转体，与在曲柄轴设置遮断或反射光传感器的光的旋转体的情况相 比，成为在大直径的部分配设旋转体的情况，所以能够提高旋转检测器的分辨率。另外，作为旋转体的具体例子，考虑用遍及全周形成有齿部的圆板或 圆筒等构成旋转体，以夹着所述齿部的方式设置射出部和受光部，但在这种 情况下，成为将形成有齿部的圆板或圆筒等安装在比曲柄轴直径大的中间筒 体或人力传递体上的结构，因此，作为形成有齿部的圆板或圆筒等，即使不 增大从内径部到外径部的径向的尺寸，也可以在直径较大的位置更多地形成 齿部，与在直径较小的位置形成有齿部的结构相比较，能够提高旋转检测器 的分辨率。另外，认为，如果要想在将所述旋转体安装在曲柄轴上的情况中 获得同样的旋转检测器的分辨率，就要增大形成有齿部的圆板或圆筒等的从 内径部到外径部的径向的尺寸，但在这种情况下，形成有齿部的圆板或圆筒 等有可能容易发生变形。与之相对，通过将所述旋转体安装在配设于曲柄轴 的外周的所述中间筒体或所述人力传递体上，不怎么增大从内径部到外径部 的径向的尺寸即可解决问题，所以能够将所述旋转体发生变形的可能性抑制 到最小限度。

另外，本发明的特征在于，所述旋转检测器构成为可检测踏板停止或向 反方向旋转的情况。根据该结构，可检测踏板停止或向反方向旋转的情况

另外，本发明的特征在于，通过所述连动体来合成经由所述人力传递体 传递的人力驱动力和来自电动机的辅助驱动力。另外，也可以替代此，设置 有与环状驱动力传递体卡合，并输出从电动机输出的辅助驱动力的辅助驱动 力输出轮体。

另外，本发明的特征在于，在辅助驱动力的传递路径，配设有具有减速 用齿轮部和支承该减速用齿轮部的减速用齿轮支承轴的减速机构，在减速用 齿轮部和所述减速用齿轮支承轴之间，配设有不使人力驱动力向电动机侧传 递的人力驱动力切断用的单向离合器。

根据该结构，即使是蓄电池的剩余容量用尽时而蹬踏板使其旋转的情况， 通过配设在减速用齿轮部和减速用齿轮支承轴之间的人力驱动力切断用的单 向离合器，不会使减速用齿轮或电动机旋转，不会向踏板施加多余的力。

另外，本发明的特征在于，电动机、减速机构和控制部组装到电动机驱 动单元内，电动机和控制部从侧面看重叠，且配设于宽度方向的彼此相反侧。

根据该结构，可以减小(可以小型化)电动机驱动单元的侧面看的状态 下的面积(来自横方向的投影面积)。另外，由于电动机和控制部在电动机 驱动单元中配设于宽度方向的相反侧，所以控制部不容易受到电动机的热的 影响，能够保持良好的可靠性。

根据本发明，在曲柄轴的外周设置形成有用于检测人力驱动力的转矩传 感器的磁致伸缩产生部的筒状的人力传递体和与该人力传递体卡合的中间筒 体，使用光传感器作为检测所述中间筒体或所述人力传递体的旋转的旋转检 测器，由此，不会给转矩传感器带来磁的影响，能够容易且可靠地检测与曲 柄轴一体地旋转的中间筒体或人力传递体部件的旋转。另外，作为旋转检测 器，虽然可以考虑兼用转矩传感器，但如果与像这样兼用转矩传感器的情况 相比较，可以容易且可靠地检测旋转，并且控制简单，因此，具有可以迅速地进行检测的优点。

另外，通过在所述中间筒体或所述人力传递体的外周的与所述旋转检测 器对应的位置，安装遮断或反射光传感器的光的旋转体，能够获得分辨率比 较高的旋转检测器。另外，即使是将作为旋转体遍及全周形成有齿部的圆板 或圆筒等安装在所述中间筒体或所述人力传递体的外周的情况，不怎么增大 所述旋转体的从内径部到外径部的径向的尺寸，能够将齿部等发生变形的可 能性抑制到最小限度，可以维持良好的可靠性。

另外，通过在辅助驱动力的传递路径配设具有减速用齿轮部和支承该减 速用齿轮部的减速用齿轮支承轴的减速机构，在减速用齿轮部和所述减速用 齿轮支承轴之间，配设不使人力驱动力向电动机侧传递的人力驱动力切断用 的单向离合器，即使是在蓄电池的剩余容量用尽时而蹬踏板使其旋转的情况， 也不会使减速用齿轮或电动机旋转，不会向踏板施加多余的力(能够大大减 少所谓拖曳阻力)。

另外，通过将电动机和减速机构和控制部组装到电动机驱动单元内，将 电动机和控制部配设于侧面看重叠、且正面看(或平面看)宽度方向的彼此 相反侧，由此，作为单轴式的电动机驱动单元，可以使电动机驱动单元的侧 面看的状态下的面积(自横方向的投影面积)特别小(可以小型化)，并且， 控制部不容易受到电动机的热的影响，能够保持良好的可靠性。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电动辅助自行车的整体侧面图；

图2是同电动辅助自行车的部分切口侧面图；

图3是同电动辅助自行车的电动机驱动单元的侧面图(省略驱动链轮)；

图4是同电动辅助自行车的电动机驱动单元的平面横剖面图；

图5是同电动辅助自行车的电动机驱动单元的主要部分放大平面横剖面 图；

图6同电动辅助自行车的电动机驱动单元的旋转检测器及旋转体的侧面 图；

图7是用于说明同电动机驱动单元的旋转检测器及旋转体的动作的图；

图8是用于说明同电动机驱动单元的旋转检测器及旋转体的动作的图；

图9是本发明的其它实施方式的电动辅助自行车的电动机驱动单元的放 大平面横剖面图；

图10是本发明的其它实施方式的电动辅助自行车的部分切口侧面图；

图11是同电动辅助自行车的电动机驱动单元的平面横剖面图；

图12是同电动辅助自行车的电动机驱动单元的主要部分放大平面横剖面；

图13是本发明的再其它实施方式的电动辅助自行车的电动机驱动单元的 主要部分放大平面横剖面图；

图14是现有电动辅助自行车的侧面图；

图15是同现有电动辅助自行车的电动机驱动单元的平面剖面图；

图16是同现有电动辅助自行车的电动机驱动单元的主要部分平面剖面 图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明实施方式的电动辅助自行车。此外，以下说 明中的左右方向及前后方向是指，朝向行进方向搭乘于该电动辅助自行车1 的状态下的方向，但该发明的构成不限定于以下叙述的方向。

图1、图2中的1是本发明实施方式的电动辅助自行车。如图1、图2等 所示，该电动辅助自行车1具备：由头管2a、前叉2b、主管2c、立管2d、 链条支架2e、座位支架2f等构成的金属制车架2；旋转自如地安装于前叉2b 的下端的前轮3；旋转自如地安装于链条支架2e的后端的后轮4；变更前轮 的方向的车把5；车座6；施加由踏力构成的人力驱动力的曲柄7及踏板8； 设有产生辅助驱动力(辅助力)的作为驱动源的电动的电动机21(参照图4) 及进行包含该电动机21的各种电控制的控制部24(参照图4)等的电动机驱 动单元20；向电动机21供给驱动用电力的由二次电池构成的蓄电池12；安 装于车把5等而搭乘者等可操作的手边操作部(未图示)；以与曲柄7同轴心 地一体旋转的方式安装且输出将人力驱动力及辅助驱动力合成的合力的作为 驱动力输出轮体的驱动链轮(有时也称为前链轮、曲柄链轮或前齿轮)13； 安装于后轮4的轮毂(也称为后轮毂)9的作为后部轮体的后链轮(有时也称 为后齿轮)14、遍及驱动链轮13和后链轮14而以可旋转的状态卷绕成环状 的作为环状驱动力传递体的链条15；从侧方覆盖链条15等的链条罩17等。 此外，蓄电池12是蓄电器的一个例子，优选二次电池，但作为蓄电器的另一 个例子，也可以为电容器等。此外，曲柄7由分别设于左右的曲柄臂7b和连 结左右的曲柄臂7b彼此的曲柄轴7a构成。

如图1、图2所示，在该电动辅助自行车中，电动机驱动单元20配置于 曲柄轴7a的大致后方等、前轮3和后轮4之间的中间位置(更详细而言，中 间位置的下部)。而且，通过制成这种配置结构，将重量较大的电动机驱动单 元20配置于电动辅助自行车1的前后方向的中央，因此，容易抬高前轮3或 后轮4，即使道路上有台阶，也能够容易跨过等，电动辅助自行车1的车身(车 架2等)的操作良好，且行驶稳定性也良好。

图3是电动机驱动单元20的侧面图(省略驱动链轮13)，图4是电动机 驱动单元20的平面横剖面图。

如图3、图4所示，电动机驱动单元20中，利用由电动机壳体22a、左 侧壳体22b、右侧壳体22c构成的单元壳体22构成外壳部等，曲柄轴7a左右 贯通电动机驱动单元20的前部。另外，在曲柄轴7a的外周配设有：传递来 自曲柄轴7a的人力驱动力的大致筒状的人力传递体28、传递来自人力传递体 28的人力驱动力的中间筒体23、经由单向离合器(辅助驱动力切断用的单向 离合器)30传递来自中间筒体23的人力驱动力，且作为合成经由人力传递体 28等传递的人力驱动力和来自电动机21的辅助驱动力的合力体起作用的连 动体29。另外，在单元壳体22的前后方向中央部，配设有具有减速用齿轮 36等的减速机构25，在单元壳体22内的后部左侧配设有电动机21，在单元 壳体22内的后部右侧配设有控制部24，该控制部24具有设有进行各种电控 制的电子零件的控制用印刷基板24a或各种信息的存储部等。

详细地说，如图4、图5所示，以左右贯通了电动机驱动单元20的前部 的状态通过轴承26、27而旋转自如地配设有曲柄轴7a，在该曲柄轴7a的靠 左侧部分的外周，经由锯齿部(或花键部)7c而以一体旋转的状态嵌入有筒 状的人力传递体28。此外，在人力传递体28的内周的与曲柄轴7a的锯齿部 (或花键部)7c对应的部位也形成有锯齿部(或花键部)28b，并与曲柄轴 7a的锯齿部(或花键部)7c啮合。

在人力传递体28的外周表面形成有赋予了磁各向异性的磁致伸缩产生部 31b，并且在其外周经由一定的间隙(空间)配设有线圈31a，由这些磁致伸 缩产生部31b及线圈31a构成磁致伸缩式的转矩传感器(人力检测部)31。 由此，来自曲柄轴7a的人力驱动力传递到人力传递体28，并且由转矩传感器 31检测人力驱动力。另外，在该磁致伸缩式的转矩传感器31中，以如下方式 构成，磁致伸缩产生部31b形成为相对于人力传递体28的轴心方向成例如+ 45度和－45度的螺旋形状，当向人力传递体28传递人力驱动力时，在人力 传递体28的表面的磁致伸缩产生部31b产生变形，而产生透磁率的增加部分 和减少部分，因此，通过测定线圈31a的电感差，可检测转矩(人力驱动力) 的大小。此外，该实施方式中，通过上述结构也可以检测曲柄轴7a向相反方 向旋转，并不限于此。

在曲柄轴7a的外周的与人力传递体28的右侧邻接的部位，以相对于曲 柄轴7a旋转自如的状态配设有中间筒体23，但形成于人力传递体28的右端 部外周的锯齿部(或花键部)28a和形成于中间筒体23的左端部内周的锯齿 部(或花键部)23a嵌合在一起。另外，在该实施方式中，形成于中间筒体 23的左端部内周的锯齿部(或花键部)23a从外侧与人力传递体28的锯齿部 (或花键部)28a嵌合。

另外，如上所述，在中间筒体23和连动体29之间，配设有单向离合器 (辅助驱动力切断用的单向离合器)30，在单向离合器30的内侧安装有中间 筒体23，在单向离合器30的外侧安装有连动体29。连动体29在曲柄轴7a 的外周，以相对于曲柄轴7a旋转自如的状态配设，传递来自电动机21的辅 助驱动力。另一方面，所述单向离合器30构成为，来自中间筒体23的向前 进方向的人力驱动力向连动体29传递，但来自连动体29的向前进方向的辅 助驱动力不会经由中间筒体23向曲柄轴7a或踏板8侧传递。即，在该电动 辅助自行车1中，即使搭乘者停止蹬踏板8，进行电动机21在一段时间内继 续旋转的所谓延迟控制，但通过所述单向离合器30将辅助驱动力切断，阻止 了曲柄轴7a或踏板8随意继续旋转的情况。

另外，如图5、图6所示，在电动机驱动单元20，不仅设有作为与曲柄 轴7a一体旋转的部件的中间筒体23，而且设有检测曲柄轴7a或踏板8的旋 转的两个旋转检测器10(10A、10B)。该实施方式中，由射出部10a和受光 部10b构成的成对的光传感器沿横方向(详细而言，后述的旋转体11的齿部 11b的旋转方向)排列两个，构成旋转检测器10(10A、10B)(参照图6～ 图8)。另外，在中间筒体23的左端部的外周安装有使旋转检测器10(10A、 10B)的光遮断或通过的旋转体11。旋转体11具有：大致略筒状并安装固定 于中间筒体23的左端部外周的安装部11a、从该安装部11a的左端部以梳(梳) 齿状沿外周方向延伸的齿部(遮光部)11b。而且，齿部11b或这些齿部11b 之间的齿槽部(通光部)11c通过旋转检测器10(10A、10B)的射出部10a 和受光部10b之间的光射出路，由此，利用旋转检测器10检测中间筒体23及曲柄轴7a或踏板8的转速(旋转量)。另外，如图7、图8所示(附图的 配置上，以与图6相反的配置状态表示)，两个旋转检测器10A、10B分别 配设于输出信号的相位90度不同的位置，由此，根据旋转检测器10A、10B 的旋转方向的不同，输入信号各异，因此，基于输入信号也可以检测中间筒 体23及曲柄轴7a或踏板8的正方向及反方向的各旋转方向。此外，如图4、图5所示，该实施方式中，旋转检测器10经由从单元壳体22的前端部内侧 向后方延伸的支承部件18，安装于朝向配设有旋转体11的部位。

另外，在连动体29的偏左的部位外周，一体形成有用于输入来自电动机 21的辅助驱动力的大径齿轮部29b，在连动体29的右端部外周，嵌入作为驱 动力输出轮体的驱动链轮13，连动体29和驱动链轮13一体地旋转。另外， 通过外嵌于连动体29的轴承27，支承曲柄轴7a使其经由连动体29旋转自如。 另外，也可以在连动体29和曲柄轴7a之间、中间筒体23和曲柄轴7a之间、 人力传递体28的右侧内周面和曲柄轴7a之间，分别配设薄壁的轴承等。

如图4所示，电动机21的旋转轴21a及转子部21b利用轴承32、33旋 转自如地被支承。另外，电动机21的旋转轴21a向右侧方突出，在该突出部 的外周形成有齿部21c。减速机构25减速机构25以通过经由减速用齿轮36， 使电动机21的旋转转矩(辅助驱动力)增大并传递至连动体29的大径齿轮 部29b的方式构成。在此，在减速用齿轮36的支承轴(减速用齿轮支承轴)， 一体形成有通过轴承34、35旋转自如地支承的减速用齿轮小径支承轴部(减速用齿轮支承轴的一例，以下，简略为小径支承轴部)36a、和比其大径的减 速用齿轮大径支承轴部(减速用齿轮支承轴的另一例，以下，简略为大径支 承轴部)36b。另外，在小径支承轴部36a的外周，以一体旋转的方式压入或 经由锯齿部(或花键部)等组装有与小径支承轴部36a分体的减速用小径齿 轮部(减速用齿轮部的一例，以下，简略为小径齿轮部)36c。而且，小径齿 轮部36c与连动体29的大径齿轮部29b啮合。另一方面，在减速用齿轮36 的大径支承轴部36b的外周配设有减速用大径齿轮部(减速用齿轮部的另一 例，以下，简略为大径齿轮部)36d，并且，该大径齿轮部36d与电动机21 的旋转轴21a的齿部21c啮合，而在减速用齿轮36的大径支承轴部36b和大 径齿轮部36d之间，配设有用于使来自连动体29的旋转驱动力不向电动机21 侧传递的、人力驱动力切断用的单向离合器37。

该单向离合器37以如下方式进行动作：在行驶中输出某程度的辅助驱动 力等，在基于电动机输出(辅助驱动力)的减速用齿轮36的大径齿轮部36d 的内周部分相对于与其对向的大径支承轴部36b的外周部分向使驱动链轮13 相对前进的方向旋转的情况下(即，在向减速用齿轮36的大径齿轮部36d内 周的前进方向的转速比向与其对向的大径支承轴部36b的外周的前进方向的 转速大情况下)，将传递到减速用齿轮36的大径齿轮部36d的辅助驱动力直 接传递到大径支承轴部36b。然后，辅助驱动力经由小径支承轴部36a和小径齿轮部36c传递到连动体29的大径齿轮部29b。由此，在连动体29中，将人 力驱动力和辅助驱动力合成，这些被合成的合力从作为驱动力输出轮体的驱 动链轮13，经由链条15传递至后轮4。

另一方面，以如下方式构成：在蓄电池12的剩余容量用尽而未从电动机 21输出辅助驱动力的状态下蹬踏板8时等，在基于电动机输出(辅助驱动力) 的减速用齿轮36的大径齿轮部36d的内周部分相对于与其对向的大径支承轴 部36b的外周部分向与使驱动链轮13相对前进的方向相反的方向旋转的情况 下(在向减速用齿轮36的大径齿轮部36d内周的前进方向的转速比向与其对 向的大径支承轴部36b外周的前进方向的转速小的情况下)，传递到减速用齿 轮36的大径齿轮部36d的辅助驱动力由单向离合器37被切断，不向大径支承轴部36b传递。

由此，在蓄电池12的剩余容量用尽且未从电动机21输出辅助驱动力的 状态下蹬踏板8时等，通过人力驱动力使小径齿轮部36c及小径支承轴部36a 或大径支承轴部36b旋转，但大径齿轮部36d或电动机21的旋转轴21a及转 子部21b不会旋转。

在上述结构中，若在前进行驶时踏下踏板8，则基于施加在该踏板8的踏 力的人力驱动力，从曲柄轴7a传递至人力传递体28及中间筒体23、连动体 29，所述人力驱动力通过设置于人力传递体28上的转矩传感器31来检测。 而且，与所述人力驱动力对应的辅助驱动力，经由减速机构25的减速用齿轮 36等传递至连动体29，在连动体29中被合并的合力从驱动链轮13经由链条 15传递至后轮4。由此，由于加上了与人力驱动力对应的电动机21的辅助驱 动力(辅助力)，因此，即使上坡等也可以轻松地行驶。

另一方面，若在行驶中搭乘者停止蹬踏板8，与之相伴，曲柄轴7a及中 间筒体23的旋转也停止，因此，该停止状态被旋转检测器10检测到，电动 机21停止或被制动。这样，若在行驶中搭乘者停止蹬踏板8，电动机21则会 立即停止或被制动，所以不会浪费地驱动电动机21，能够抑制蓄电池12的消 耗。

另外，根据上述构成，通过使用光传感器作为旋转检测器10(10A、10B)， 不会对转矩传感器31带来磁的影响，能够容易且可靠地检测中间筒体23的 旋转。即，作为旋转检测器10，在另外(分体)设置磁传感器并且在中间筒 体的一部分填充磁铁、或使用具有磁铁的磁传感器的情况下，因由磁致伸缩 产生部31b发生的磁场的变动等而产生转矩检测时的噪音，转矩的检测能力 有可能降低。与之相对，由于使用光传感器作为旋转检测器10，因此能够在 良好地维持转矩的检测能力的状态下容易且可靠地检测中间筒体23的旋转。 另外，通过使用光传感器作为旋转检测器10，可容易且可靠地检测旋转，并 且由于控制简单而可以迅速地进行检测，还具有可迅速检测踏板8或曲柄轴 7a的旋转停止或反转的情况，使电动机21迅速地停止的优点。

另外，在上述结构中，在中间筒体23的外周安装有旋转体11。根据给结 构，由于中间筒体23配设于曲柄轴7a的外周，与将旋转体11设置于曲柄轴 7a上的情况相比，由于是在大径的部分配设旋转体11，因此即使组装径向的 高度一样的尺寸的旋转体11的情况，在旋转体11中，也可形成更多的齿部 11b并且可用旋转检测器10无障碍地进行检测，能够提高旋转检测器10的分 辨率。

另外，若要想在将由光传感器构成的旋转检测器10安装在曲柄轴7a上 的情况中获得同样的旋转检测器10的分辨率，考虑增大形成有齿部的圆板等 的从内径部到外径部的径向的尺寸，但在这种情况下，形成有齿部的圆板或 圆筒等有可能容易发生变形。与之相对，如上所述，通过将旋转体11安装在 配设于曲柄轴7a的外周的中间筒体23，即使不增大旋转体11的从内径部到 外径部的径向的尺寸也可以解决问题，能够将旋转体11的齿部11b等发生变 形的可能性抑制到最小限度。

另外，也可以替代将旋转体11安装在中间筒体23，而如图9所示，安装 在配设于曲柄轴7a的外周的人力传递体28。根据该结构，由于旋转体11的 安装部位的直径比中间筒体23小一些，因此虽然有时分辨率会降低一些，但 是，由于人力传递体28也和曲柄轴7a一体地旋转，因此可以良好地检测人 力传递体28的旋转，进而可以良好地检测曲柄轴7a或踏板8的旋转。另外， 在将旋转体11安装在中间筒体23的情况下，中间筒体23易受来自辅助驱动力切断用的单向离合器30的振动等的影响，而在将旋转体11安装在人力传 递体28的情况下，具有不易受到来自单向离合器30的振动等的影响的优点。

另外，作为向人力传递体28安装旋转体11的安装方法，有粘接或压入 的方法，但若将旋转体11压入组装在人力传递体28时，人力传递体28中会 产生压入力引起的变形，有可能给转矩传感器31带来不利影响。与之相对， 在将旋转体11安装在中间筒体23的情况下，不会产生这种不良情况，因此 可以将旋转体11容易且可靠地安装固定在中间筒体23，也不会给转矩传感器 31带来不利影响。

另外，在上述实施方式中，叙述了设置具有将光遮断的齿部11b的旋转 体11，检测通过了齿部11b之间的齿槽部11c的光的情况，但不限于此，例 如，也可以设置同样的旋转体并且在反射光的位置设置受光部，通过输入反 射光而检测旋转位置或转速。

另外，在上述结构中，设置检测连动体29、人力传递体28或曲柄轴7a 的旋转的旋转检测器10，通过控制部24检测使连动体29、人力传递体28或 曲柄轴7a向正方向(该电动辅助自行车1前进的方向)旋转的情况时，即使 是暂时性地消除力进行行驶的情况或踏板8成为上止点或下止点位置踏入的 力暂时性地变弱等转矩变动的情况下，也可以以抑制辅助驱动力的变动的方 式控制。根据该结构，可以抑制行驶时的辅助驱动力的变动，并可实现提高 乘坐舒适性。

另外，上述结构中，在遍及电动机21和连动体29的辅助驱动力的传递 路径上配设有减速机构25的减速用齿轮36，该减速机构25的减速用齿轮36 具有：作为多个减速用齿轮部的小径齿轮部36c及大径齿轮部36d、支承这些 小径齿轮部36c及大径齿轮部36d的作为减速用齿轮支承轴的小径支承轴部 36a及大径支承轴部36b。而且，该实施方式中，在大径齿轮部36d和大径支 承轴部36b之间配设有不将来自连动体29侧的人力驱动力传递至电动机21 侧的人力驱动力切断用的单向离合器37。

由此，在蓄电池12的剩余容量用尽且未从电动机21输出辅助驱动力的 状态下蹬踏板8时等，通过人力驱动力使小径齿轮部36c及小径支承轴部36a 或大径支承轴部36b旋转，但大径齿轮部36d或电动机21的旋转轴21a及转 子部21b不会旋转，也可以不对踏板8实施多余的力(可以尽可能减少所谓 的拖曳阻力)。

另外，本实施方式中，如图3所示，以侧面看，电动机21和控制部24 以大致重叠的方式配置。由此，作为单轴式电动机驱动单元20，具有特别是 可以缩小(可以小型化)电动机驱动单元20的侧面看的状态下的面积(来自 横方向的投影面积)。而且，电动机21和控制部24在电动机驱动单元20中 以正面看或平面看配设于宽度方向的相反侧(将电动机21配设于左侧，将控 制部24配设于右侧)，因此，控制部24不易受到电动机21的热影响，可以 保持良好的可靠性。

此外，上述实施方式中，叙述了将人力驱动力切断用的单向离合器37配 设于大径齿轮部36d和大径支承轴部36b之间的情况，但也可以取而代之， 将人力驱动力切断用的单向离合器37配设于小径齿轮部36c和小径支承轴部 36a之间。

另外，在上述实施方式中，叙述了电动辅助自行车1具备从一个轴输出 人力驱动力和辅助驱动力的、所谓单轴式的电动机驱动单元20的情况，但不 限于此。在图10所示的电动辅助自行车40中，如图11～图13所示，具备除 配设于曲柄轴7a的一端部的作为人力驱动力输出轮体的驱动链轮13以外， 还具有输出来自电动机21的辅助驱动力的作为辅助驱动力输出轮体的辅助驱 动力输出链轮51的、也被称之为所谓双轴式的电动机驱动单元50。而且，在 该电动机驱动单元50中，设置有检测与曲柄轴7a一体地旋转的中间筒体23 或人力传递体28的旋转的由光传感器构成的旋转检测器10。

如图11、图12所示，在该实施方式中，来自电动机21的辅助驱动力， 经由减速机构25从辅助驱动力输出链轮51输出，辅助驱动力在作为环状驱 动力传递体的链条15中被合成，并传递至后轮4。而且，和上述实施方式同 样，如图12、图13所示，在中间筒体23或人力传递体28安装有旋转体11， 通过由光传感器构成的旋转检测器10检测中间筒体23或人力传递体28的旋 转，进而，检测曲柄轴7a或踏板8的旋转。根据该实施方式，也能够获得和 上述实施方式同样的作用效果。

工业上的可利用性

本发明可适用于能通过由来自踏板的踏力实现的人力驱动力加上由电动 机产生的辅助驱动力来行驶的各种电动辅助自行车。

Claims (4)

1.一种电动辅助自行车，具备电动机的电动机驱动单元配设于前轮与后轮之间的中间位置，能通过来自踏板的踏力实现的人力驱动力加上由所述电动机产生的辅助驱动力来行驶，其特征在于，

在传递来自踏板的人力驱动力的曲柄轴的外周，配设有传递所述人力驱动力并形成有用于检测所述人力驱动力的转矩传感器的磁致伸缩产生部的筒状的人力传递体，

在曲柄轴的外周，配设有连动体，其从一端侧传递来自所述人力传递体的人力驱动力，在另一端侧安装有与曲柄轴同轴心的驱动力输出轮体，使来自电动机的辅助驱动力也在电动机驱动单元内传递，并使该辅助驱动力和所述人力驱动力在电动机驱动单元内合成，

来自所述连动体的驱动力经由所述驱动力输出轮体和卷挂于该驱动力输出轮体的环状驱动力传递体传递至后轮，

在遍及所述电动机和所述连动体的辅助驱动力的传递路径，配设有具有减速用齿轮部和支承该减速用齿轮部的减速用齿轮支承轴的减速机构，

在减速用齿轮部与所述减速用齿轮支承轴之间，配设有不使在电动机驱动单元内传递的来自所述连动体的人力驱动力向电动机侧传递的人力驱动力切断用的单向离合器，

在曲柄轴的外周设置有与所述人力传递体卡合的中间筒体，在该中间筒体与所述连动体之间配设有辅助驱动力切断用的单向离合器，

设置有检测所述中间筒体或所述人力传递体的旋转的旋转检测器，

使用光传感器作为所述旋转检测器。

2.如权利要求1所述的电动辅助自行车，其特征在于，

在所述中间筒体或所述人力传递体的外周的与所述旋转检测器对应的位置，安装有遮断或反射光传感器的光的旋转体。

3.如权利要求1或2所述的电动辅助自行车，其特征在于，

所述旋转检测器构成为可检测踏板停止或向反方向旋转的情况。

4.如权利要求1或2所述的电动辅助自行车，其特征在于，

电动机、减速机构和控制部组装到电动机驱动单元内，

电动机和控制部从侧面看重叠，且配设于宽度方向的彼此相反侧。