JP3832705B2

JP3832705B2 - 電動補助ユニット

Info

Publication number: JP3832705B2
Application number: JP2000025355A
Authority: JP
Inventors: 邦夫矢萩; 裕幸新村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JP2001213384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランク軸に入力される踏力に応答した補助動力を前記踏力と合成して駆動輪へ伝達する電動補助ユニットに係り、特に、防水性に優れた電動補助ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
踏力による駆動系と電動モータによる駆動系とを併設した電動補助自転車、いわゆるアシスト自転車には、クランク軸に入力される踏力に応答した補助動力を踏力と合成して駆動輪へ伝達する電動補助ユニットが搭載される。前記アシスト自転車は屋外に保管される場合もあり、また雨天での使用も考えられることから、電動補助ユニットには液密なシールが要求される。
【０００３】
電動補助ユニットのシールに関しては、例えば特開平１０−１６７１５９号公報に開示されているように、相互に組み合わされてユニットケースを構成する各ケース片同士がシール部材を介して相互にシールされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動補助ユニットでは、シール材の経年劣化により防水性が低くなる場合がある。また、電動補助自転車の軽量化を促進するために外装ケースのカバー部材等を樹脂製とする場合、樹脂製のカバー部材は外力に対する変形量がアルミ製に比べて大きく、また経年劣化による変形量もアルミ製に比べれば大きいので、電動補助ユニットの外装ケースにカバー部材をボルトで共締めする際などに、高いシール性を得にくいという技術課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記した従来の技術課題を解決し、防水性に優れた電動補助ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、クランク軸に入力される踏力に応答した補助動力を前記踏力と合成して駆動輪へ伝達する電動補助ユニットにおいて、前記電動補助ユニットの外装ケースにはシール部材を介してカバー部材が装着され、前記シール部材によるシールラインを覆う防水リブが当該シールラインの外周に沿って設けられたことを特徴とする。
【０００７】
上記した特徴によれば、降雨時や走行時等に雨水や汚泥が電動補助ユニットに降りかかっても、防水リブの遮蔽機能により、雨水等がシールラインに直接降りかかることはない。したがって、外装ケースとカバー部材とのシールラインに高い防水機能を持たせることなく、実質的に高い防水性を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明を適用した電動補助自転車の左側面図、図２は同自転車の要部を示す右側面図、図３は図１の要部拡大図である。
【０００９】
図１に示したように、電動補助自転車の車体フレーム２は、車体前方に位置するヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１から後下りかつ下に凸状に延びたダウンパイプ（メインフレーム）２２と、ダウンパイプ２２の終端部近傍から上後方に立上がるシートポスト２３とを備える。
【００１０】
前記シートポスト２３はダウンパイプ２２と一体に結合されることにより、全体として車体フレーム２は下に凸状のＵ字形状に形成されている。シートポスト２３はダウンパイプ２２との結合部から上後方に延び、ダウンパイプ２２自体はこの結合部から前上方に延びているので、両者の間隔は互いがその結合部から上方に向かうに従って大きく広がっている。したがって、乗り降りの際、利用者はこのＵ字形状の車体フレーム２を跨ぎやすい。
【００１１】
ダウンパイプ２２とシートポスト２３との結合部およびその周辺部は、上下に２分割されて着脱される樹脂カバー３３により覆われている。ヘッドパイプ２１にはハンドルポスト２７Ａが回動自在に挿通されており、その上端部にはハンドル２７が結合され、下端部にはフロントフォーク２６が結合されている。フロントフォーク２６はハンドルポスト２７Ａに結合されているのでハンドル２７によって操舵可能である。フロントフォーク２６の終端には前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。
【００１２】
車体フレーム２の下部には、踏力アシスト用の電動モータを含む電動補助ユニット１が設けられている。電動補助ユニット１の電源スイッチ２９はダウンパイプ２２上のヘッドパイプ２１の近傍に設けられている。なお、電源スイッチ２９は、ハンドルポスト２７Ａ前方のハンドル２７に設けても良い。
【００１３】
電動補助ユニット１に回転自在に支承されたクランク軸１０１の左右両端にはクランク１１を介してペダル１２が軸支されている。電動補助ユニット１から後方側に延出される左右一対のリヤロアアーム２５の後端間には、駆動輪としての後輪ＷＲが軸支されている。シートポスト２３の上部および両リヤロアアーム２５の終端間には、左右一対のリヤアッパアーム２４が設けられている。シートポスト２３には、上端にシート３０を備えるシートパイプ３１が摺動自在に装着されていて、シート３０の上下位置が調整可能となっている。
【００１４】
シート３０の下方でシートポスト２３の後部には、バッテリ４を収納したバッテリ収納ケース５（以下、収納ケースと呼ぶ）が取り付けられている。バッテリ４は、略直方体のバッテリケースに収容された複数のバッテリセルを含み、該バッテリ４は長手方向が略上下方向となるようにシートポスト２３に沿って設置される。
【００１５】
バッテリ４の長手方向の端部（図１では上端）には、車体右側寄りに把持部を位置させた取っ手４１が設けられている。取っ手４１はバッテリ４に対して回動自在に軸支されていて、常時はバッテリ４のコーナ部に設けられた凹部へ退避させられている。一般的に、運転者は車体の左側に立つことが多いので、取っ手４１の把持部を車体右側、その回転軸（図示せず）を車体中央に配置したことにより、取っ手４１を立て易くできる。また、利用者が乗車している位置から容易にバッテリ残量を確認できるよう、シート３０から左側に偏倚した位置にバッテリ残量計４２が設けられている。
【００１６】
図３において、バッテリ４の後方には、該バッテリ４を施錠・解錠するための操作レバー４５とホイールロック装置１００が設置されている。操作レバー４５はバッテリ収納ケースの後側に設けられた、上下方向に長くかつ断面がほぼ矩形の側室５０に挿入されている。側室５０の下部には、捩じりバネ５１により、右側視時計方向に付勢された係合フック５２が設けられている。この係合フック５２は、バッテリ装填時には、バッテリ４の下部に設けられた断面が「く」の字形の凹部４７と係合し、バッテリを収納ケース５に固定する。バッテリ４は係合フック５２により下部を固定されるので、車体が振動しても上下および左右に移動せず、安定な装着状態を維持する。
【００１７】
シートポスト２３の上部に設けられているシート３０は、レバー６５のロック解除操作によってシート３０をバッテリ４の引き出しの邪魔にならない位置まで前倒しに回動可能である。但し、シート３０を前倒ししたとしても、係合フック５２が凹部４７と係合している状態においてはバッテリ４を上方に引き出すことはできない。
【００１８】
操作レバー４５は側室５０を形成する壁との間に懸架されるスプリング（図示せず）によって常時上方へ付勢されている。バッテリ４を自転車に装着するときは、シート３０を前倒しして、充電されたバッテリ４を上方から収納ケース５に挿入する。バッテリ４のほぼ全体が収納ケース５内に入ると、バッテリ４の下端が係合フック５２の側部に当接し、係合フック５２は反時計方向に押圧される。さらにバッテリ４が収納ケース５の奥の方へ収納されると、バッテリ４の「く」の字形凹部４７に係合フック５２が弾性的に係合し、バッテリ４は収納ケース５に固定される。これと同時に、バッテリ４の底部に設けられた＋、−の出力端子（放電接点）と、シートポスト２３に溶接等で固着されたバッテリブラケット４９にねじで固定された接点ユニット６０とが電気的および機械的に接続される。この接続は、バッテリ４の自重と係合フック５２による押圧とにより、安定したものになる。
【００１９】
バッテリ４を取り外す際は、操作レバー４５を下へ押し込み、その先端で係合フック５２を押圧する。係合フック５２は操作レバー４５の先端で押されるとバネ５１に抗して図中反時計方向へ回動される。そうすると、係合フック５２が凹部４７から脱出して係止が解除される。係合フック５２と凹部４７との係合が解除されると、バッテリ４を上方へ引き出すことが可能となる。バッテリ４の引き出しには前記取っ手４１を利用することができる。
【００２０】
バッテリ収納ケース５の上部はリヤアッパアーム２４に溶接等で固定されたブラケット４０にねじ３９により固定され、このブラケット４０にはさらにホイールロック装置１００、リヤフェンダ３４もそれぞれねじ４４ａ、４４ｂで固定される。
【００２１】
シートポスト２３にはバッテリブラケット４９の前端が溶接され、かつバッテリブラケット４９の後端には、リヤロアアーム２５の前端がハンガー部９０に対してボルトで結合されている。電動補助ユニット１は、ダウンパイプ２２の後端、バッテリブラケット４９の前端近傍およびバッテリブラケット４９の後端近傍のリヤロアアーム２５の３か所において、ハンガー部９２、９１、９０により車体フレーム２に対してボルト止めにより固定、懸架されている。特に、ハンガー部９２は電動補助ユニット１のクランク軸１０１よりも下方部に位置し、Ｕ字形状の車体フレーム２の谷部つまり最下端部をクランク軸１０１より下方に位置させるようにしている。
【００２２】
こうして、車体フレーム２の谷部の高さが低く抑えられるので“跨ぎ易さ”が向上する。また、電動補助ユニット１はダウンパイプ２２の下端部に設けた低位置のハンガー部９２で支持できるので、より下方へ配置でき、低重心化が実現されている。
【００２３】
電動補助ユニット１内には、クランク軸１０１、第１アイドル軸１０２、第２アイドル軸１０３、および駆動スプロケット１３が結合された出力軸１０５、ならびにこれらの軸間で動力を伝達するギヤ１１１、１０２ｄ，１０２ｅ，１１５等が設けられている。また、前記クランク軸１０１と平行な回転軸１０４を有する電動モータＭが取り付けられている。モータＭは電動補助ユニット１から後方への突出部を小さくするため、その回転軸１０４がクランク軸１０１と平行になるように配置されている。したがって、クランク軸１０１と後輪ＷＲとの間隔を小さくでき、ホイールベースが長くなるのを回避できる。
【００２４】
クランク軸１０１から入力された踏力は第１アイドル軸１０２に増速伝達され、さらに第１アイドル軸１０２から出力軸１０５に伝達され駆動スプロケット１３が回転される。駆動スプロケット１３の回転はチェーン６を介して後輪ＷＲのホイールスプロケット１４（図１参照）へ伝達される。電動補助ユニット１の構造に関してはさらに図４〜図６に関して後述する。
【００２５】
シートポスト２３の後方のバッテリブラケット４９上に搭載されたバッテリ４はモータＭへ給電し、モータＭは、第１アイドル軸１０２上に設けられた踏力検知機構（後に詳述する）によって検知された踏力に応じた補助動力を発生する。モータＭの回転は第２アイルド軸１０３に伝達され、第１アイドル軸１０２で人力（踏力）と合成されて出力軸１０５へ伝達される。
【００２６】
なお、図１および図２に示すように、駆動スプロケット１３の全部およびチェーン６の上半分はチェーンカバー３２で覆われている。この自転車は、クランク軸１０１と同心に駆動スプロケットを配しているわけではないので、チェーンカバーがクランク軸１０１を軸とした円弧部分を有することは必須ではない。しかし、外観性や足の引っ掛かりの防止や、電動補助ユニット１を保護する目的、ならびに、長年親しまれている自転車のイメージを残す観点から、チェーンカバー３２をクランク軸１０１を中心とする円周状に周囲まで拡張してある。
【００２７】
図４は、前記電動補助ユニット１の第１実施形態の部分透過側面図、図５は、図４のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図、図６は、図４のＢ−Ｂ線に沿った歯車列を示す断面図であり、それぞれ前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２８】
図４，５において、電動補助ユニット１の外装ケース１０はアルミ製であり、外装ケース１０の左半体（左ケース）１０Ｌおよび右半体（右ケース）１０Ｒを複数のボルト７８１で結合して構成される。
【００２９】
本実施形態では、前記各ハンガー部９０、９１、９２に左右ケースの割面がないので、電動補助ユニット１を車体フレーム２に搭載したまま、前記ボルト７８１を外すことにより左右ケースを割ることができる。具体的には、各ハンガー部９０、９１、９２が左ケース１０Ｌにのみ設けられ、左ケース１０Ｌを車体フレーム２に残したまま右ケース１０Ｒを取り外すことができるので、内蔵のコントロールユニット８やモータＭのメンテナンスが容易になる。なお、左ケース１０Ｌ側のモータＭおよびその駆動系をメンテナンスする際は、後述する樹脂カバー１０Ａを外してユニット内部を露出させる。
【００３０】
ケース１０には、踏力入力軸としてのクランク軸１０１がベアリング１８１，１８２により回転自在に軸支されている。クランク軸１０１には、ワンウエイクラッチ１６１を介して大径の増速ギア１１１が軸支されている。したがって、クランク軸１０１を逆転させても増速ギア１１１は逆転しない。クランク軸１０１の後方下部には、クランク軸１０１の回転方向と駆動スプロケット１３の回転方向とを一致させるための第１アイドル軸１０２が軸支され、本実施形態では、当該第１アイドル軸１０２が踏力（トルク）検知機構を具備している。
【００３１】
前記第１アイドル軸１０２は、左右に２分割されて横方向へ同軸状に配置された中空の第１および第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂと、各ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂの内部に挿通されて各ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂと両端部でスプライン結合されたトーションバー１０２ｃと、前記各ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂを相互に軸方向へ弾発するスプリング１０２ｓとを主要構成とし、第１ドライブ軸１０２ａの外周小径部に形成された小径のギア歯１１３が前記クランク軸１０１の増速ギア１１１と歯合する。前記第１および第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂは、それぞれベアリング１８３ａ，１８３ｂおよびベアリング１８４によって、それぞれ左ケース１０Ｌおよび右ケース１０Ｒに対して回転自在に軸支されている。
【００３２】
このような構成によれば、クランク軸１０１に入力された踏力は増速ギア１１１およびギア歯１１３により増速され、そのトルクは減ぜられるため、トーションバー１０２ｃに加わるトルクは低く抑えられる。このため、トーションバー１０２ｃの小型化が可能となり、踏力検知機構全体をコンパクトにできる。
【００３３】
また、本実施形態では第１アイドル軸１０２をアッセンブリ化して単体でも容易に取り扱えるように、トーションバー１０２ｃの左端にクリップ７７１を嵌合して非軸支状態での各ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂの脱落を防止し、さらには他の構成部品の散逸も防止している。すなわち、トーションバー１０２ｃの右側端には第２ドライブ軸１０２ｂが圧入固定され、左側端には第２ドライブ軸１０２ａが挿抜自在に保持されている。
【００３４】
前記第２ドライブ軸１０２ｂの外周小径部には第１ギア１０２ｄが結着され、外周大径部にはワンウエイラチェット１６２を介して第２ギア１０２ｅが連結されている。したがって、モータＭが停止状態にあって人力により走行しているときは、ギア１０２ｅからモータ側は回転しない。
【００３５】
第１ドライブ軸１０２ａの外周大径部には、端面に２つの凸カム部９２１ａを有するスライダ９２１がスプライン結合により軸方向への摺動を許容して結合されている。ボールカップ９２４は変位検知レバー１５２（図６）と係合し、コイルスプリング９２３により第２ドライブ軸１０２ｂ側へ常時押し付けられる。ボールカップ９２４は前記スライダ９２１を、その回転を吸収しながら第２ドライブ軸１０２ｂへ常時押し付ける。
【００３６】
図１０は、前記第２ドライブ軸１０２ｂの機能を説明するための図であり、同図(a) は断面図、同図(b) は同図(a) をＣ−Ｃ線側から見込んだ図、同図(c) は、前記端面における側面を直線的に模して示した図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００３７】
本実施形態では、第２ドライブ軸１０２ｂの端面に、前記スライダ９２１の第２ドライブ軸１０２ｂ側端面に設けられた２つの凸カム部９２１ａと係合する２つの凹状カム溝９２２が円周方向に形成されている。
【００３８】
クランク軸１０１に入力された踏力に応じて、第１および第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂ間に回転方向の捩じれ（位相差）が生じると、第２ドライブ軸１０２ｂとスライダ９２１との間にも位相差が生じ、凸状カム９２１ａと凹状カム溝９２２との相対位置が、図１０(c) の左側に示した関係から右側に示した関係のように変化してスライダ９２１が軸に沿って車体左側へ摺動する。この結果、前記変位検知レバー１５２が前記コイルスプリング９２３の弾性力に抗して軸方向に沿って車体左方向に変位する。
【００３９】
したがって、本実施形態では変位検知レバー１５２の軸方向への変位量が、クランク軸１０１に入力された踏力を代表することになる。上記した踏力検知機構により、軸方向への変位量として検知された踏力は、後に詳述するストロークセンサ１５０（図６参照）によって電気信号に変換されてコントロールユニット８へ伝送される。
【００４０】
また、第２ドライブ軸１０２ｂの端面には、第１ドライブ軸１０２ａの端面に設けられたストッパ凸部９２１ｂと嵌合するストッパ孔９２２ａが設けられ、各ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂの過大な捩じれが防止されるように構成されている。これにより、小型化されたトーションバー１０２ｃを有効に保護することが可能となり、より一層の小型化が達成される。
【００４１】
なお、図５、６においてトーションバー１０２ｃを中心として右側は、凸状カム９２１ａと凹状カム９２２とが合致している踏力トルクなしの状態［図１０(c) の左側］を示し、左側は各カムの作用によりスライダ９２１が車体左側へ移動している踏力トルク有り状態［図１０(c) の右側］を示している。
【００４２】
前記第１アイドル軸１０２の後下方には、第２アイドル軸１０３がベアリング１８５，１８６によって回転自在に軸支されている。第２アイドル軸１０３の外周部には、前記第２ドライブ軸１０２ｂの第２ギア１０２ｅと歯合するギア歯１１４が形成され、端部には樹脂ギア１１５がネジ止め固定されている。
【００４３】
前記第２アイドル軸１０３の後下方には電動モータＭが配置され、その回転軸１０４はベアリング１８７，１８８によって回転自在に軸支されている。なお、前記ベアリング１８８およびモータハウジング１０Ｍは左ケース１０Ｌに対してのみ保持され、右ケース１０Ｒによっては保持されていない。したがって、右ケース１０Ｒの着脱に際して電動モータＭの着脱は不要であり、右ケース１０Ｒの着脱を容易に行うことができる。
【００４４】
前記モータハウジング１０Ｍはボルト７８２により、Ｏリング１０Ｓを介して左ケース１０Ｌに締結されている。モータＭの回転軸１０４には、モータコイル１３０を含むステータロータ１３１が固定され、ステータロータ１３１の周囲には磁石１３２が設けられている。回転軸１０４の一端には、前記第２アイドル軸１０３の樹脂ギア１１５と歯合するギア歯１１６が固定されている。これにより、高速回転するギア１１５，１１６のギア音を抑制できる。各ギア１１５，１１６の車体左側には、樹脂カバー１０Ａが左ケース１０Ｌにボルト７８３により締結されており、さらに防音効果を高めている。前記樹脂カバー１０Ａと左ケース１０Ｌとの接合面には、以下に詳述するように、全面にわたって防水シール１０Ｂが設けられている。
【００４５】
図１１は、前記樹脂カバー１０Ａの露出面側の平面図、図１２はその裏面側の平面図、図１３は、図１２のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００４６】
樹脂カバー１０Ａのうち、主にモータＭを覆う領域と左ケース１０Ｌとの接合面（シールライン）には、図１２に示したように、全周にわたって防水シール１０Ｂが設けられている。さらに、このシールラインの外周部には、車載姿勢での底部中央に確保されたドレイン領域Ｄｒを除いて、防水リブ１０Ｃがほぼ全周にわたって設けられている。
【００４７】
このような構成により、本実施形態では降雨時や走行時等に雨水や汚泥が電動補助ユニット１に降りかかっても、前記防水リブ１０Ｃの遮蔽機能により、雨水等が前記防水シール１０Ｂによるシールラインに直接降りかかることはない。したがって、樹脂カバー１０Ａと左ケース１０Ｌとのシールライン自体に高い防水機能を持たせることなく、実質的に高い防水性を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態では前記防水リブ１０Ｃが、シールラインを覆うように樹脂カバーから一体的に延出されて形成されるので、部品点数が増えたり樹脂カバー１０Ａの製造工程が煩雑になることがない。
【００４９】
さらに、本実施形態では車載姿勢での底部中央に確保された前記ドレイン領域Ｄｒの外周部には前記防水リブ１０Ｃを設けていないので、極めて稀なことではあるが電動補助ユニット１内に雨水等が浸水しても、その排出が前記防水リブ１０Ｃにより妨げられてしまうこともない。
【００５０】
なお、本実施形態のように電動補助ユニット１を車体フレームの低位置に配置する構造では、走行時に前輪により跳ね上げられた雨水等が電動補助ユニット１の下方に降りかかるので、当該下方部分には特に高い防水性能が要求される。そこで、本実施形態では図１２に示したように、ドレインとして機能する底部中央の除いた部分には、前記防水リブ１０Ｃの外周に沿って、さらに第２の防水リブ１０Ｄを設けた。
【００５１】
図６において、前記第１アイドル軸１０２の後上方には、出力軸１０５がベアリング１９１，１９２によって回転自在に軸支されている。出力軸１０５には、前記第２ドライブ軸１０２ｂの第１ギア１０２ｄと歯合する第４ギア１１８が設けられ、ケース１０から露出した端部には前記駆動スプロケット１３が固定されている。
【００５２】
前記ケース１０の前方空間内では、図３，５に示したように、当該電動補助ユニット１を制御する平板状のコントロールユニット８がクランク軸１０１の前方下部に搭載されている。コントロールユニット８は、樹脂製の皿状ケース８１内にコントロール基板８２を収容し、隙間部および基板表面を絶縁樹脂８３で樹脂モールドして構成される。前記コントロール基板８２には、各種の制御回路８２０や複数のパワートランジスタ（ＦＥＴ）８２１ａ，ダイオード８２１ｂと共に回転センサ８２２が搭載され、発熱を伴う各素子８２１ａ，８２１ｂはアルミ製の放熱板８２９に面接触固定されている。放熱板８２９はアルミ製の右ケース１０Ｒに面接触固定されている。
【００５３】
前記コントロールユニット８は車体前方から後方へ向かって後ろ下がりに配置され、かつ、コントロール基板８２の部品実装面が内側を向くように取り付けられている。前記回転センサ８２２は、コントロール基板８２の端部近傍において、クランク軸１０１の増速ギア１１１のギア歯と対向するように固定されている。したがって、各発熱性素子８２１ａ，８２１ｂが発生する熱は右ケース１０Ｒに放熱され、左ケース１０Ｌ近傍に配置された回転センサに熱的な悪影響が及ぶことがない。
【００５４】
このように、本実施形態では、コントロールユニット８に回転センサ８２２を設け、クランク軸１０１と同期回転する回転体（大径ギア１１１）の近傍に回転センサ８２２が配置されるようにコントロールユニット８を配置したので、回転センサ用の設置スペースを別途に確保する必要がなく、電動補助システム全体をコンパクトにすることができる。また、回転センサ８２２とコントロールユニット８との距離を短くすることができるので、配線コードが不要となるのみならず、回転センサ８２２の出力信号へのノイズの混入を抑えることができる。
【００５５】
さらに、コントロールユニット８は、電動補助ユニット１が車体フレーム２に取り付けられた姿勢においてクランク軸１０１の前方下部に配置されるようにしたので、走行時には高い空冷効果が得られて冷却効率が向上する。
【００５６】
さらに、本実施形態ではコントロール基板８２を、当該電動補助ユニット１が車体フレームに取り付けられた姿勢において、車体フレームの前方から後方に向かって後ろ下がりに配置したので、電動補助ユニットの前方下部の外観形状を変形させることなく、かつ既存の内部空間を有効利用しながらコントロール基板を電動補助ユニットに内蔵させることができる。このとき、コントロール基板８２を、その回路部品の実装面が内側を向くように配置すればメンテナンスが容易になる。
【００５７】
一方、回転センサ８２２の取り付け位置に対応した皿状ケース８１の底部外側には、底面に沿って平行に延びる位置決めピン８１１が形成されており、ケース１０の対向部分には、前記位置決めピン８１１を挿貫される位置決め孔９１１が形成されている。同様に、皿状ケース８１の側面外側（図４参照）には、側面に沿って平行に延びる位置決めピン８１２が形成されており、ケース１０の対向部分には、前記位置決めピン８１２を挿貫される位置決め孔９１２が形成されている。これにより、ユニット８の２面を位置決めでき、回転センサ８２２と大径ギア１１１とのクリアランスを規定状態に保持できるようになる。
【００５８】
コントロールユニット８すなわち皿状ケース８１は、前記各位置決めピン８１１，８１２が各位置決め孔９１１，９１２の入口へあてがわれたときは前記回転センサ８２２が未だ大径増速ギア１１１とは対向せず、その後、ピン８１１，８１２が孔９１１，９１２に挿入されはじめた後に、増速ギア１１１のギア歯と回転センサ８２２との相対的な位置関係（対向関係）が予定の関係となるように、前記ケース１０に対して位置決めされる。このため、コントロールユニット８を固定する際に、近接する増速ギア１１１と回転センサ８２２とが干渉することなく、その組み付けが容易である。
【００５９】
また、ケース１０に対するコントロールユニット８の固定は、図５に示したように、前記回転センサ８２２および位置決めピン８１１が設けられた端部とは反対側の端部において、皿状ケース８１の両側部をケース１０にネジ８３１（８３１ａ，８３１ｂ：図４参照）によりネジ止めすることにより行われる。
【００６０】
このように、本実施形態では、コントロールユニット８に位置決め手段としての位置決めピン８１１，８１２を設け、コントロールユニット８を補助動力ユニット１内の所定の位置に所定の姿勢で固定できるようにしたので、コントロールユニット８を位置決め固定するだけで、回転センサ８２２と回転体（増速ギア１１１）との相対的な位置関係を予定の関係に保持することができ、回転数の検出精度を確保することができる。
【００６１】
しかも、本実施形態では、コントロールユニット８の一側部に設けた位置決め手段によりコントロールユニット８の一側部を電動補助ユニット１に係合させ、他の側部において締結手段により締結されるので、締結構造が簡単で部品点数も少なくなる。
【００６２】
ところで、本実施形態の電動モータＭは、図６に示したように、出力取出側の端面に電源端子７５２が配置されているので、その電源コード７５１は電動モータＭの出力取出側から前記コントロールユニット８まで引き回す必要がある。しかしながら、ケース１０内では電動モータＭの出力取出側に多数のギア列が配置されているため、電源コード７５１は左ケース１０Ｌの内側端面に沿って引き回すよりも右ケース１０Ｒの内側端面に沿って引き回すことが望ましい。
【００６３】
そこで、本実施形態では、モータハウジング１０Ｍに隣接して設けられた左ケース１０Ｌの内壁７５６と平行に、第２の内壁７５４を別途に設けて各内壁７５４、７５６で囲まれた空間（コード通路）７５３を形成し、電動モータＭの出力取出側の端面から引き出される電源コード７５１を前記コード通路７５３を通して右ケース１０Ｒの内側端面まで引き回し、さらに、この内側端面に沿ってコントロールユニット８まで引き回すようにしている。
【００６４】
上記した特徴によれば、電源コードがユニットケース内の左ケース１０Ｌ側の内側端面から右ケース１０Ｒ側の内側端面へ、コード通路を介して導かれるので、電源コードがギア列や他の構成部材等と干渉する恐れがない。
【００６５】
さらに、本実施形態では電源コード７５１を右ケース１０Ｒの内側端面に拘束するため、前記軸受け用ベアリング１８４，１８５を支持するために右ケース１０Ｒの内側端面に立設した各軸受け用ボス７４９，７４８を橋渡しするようにクランパ７５５を設け、前記電源コード７５１は各ボス７４９，７４８およびクランパ７５５で囲まれた通路を通すことでクランプするようにした。このように、既存のボス７４９，７４８を橋渡しするようにクランパ７５５を設ければ、簡単な構成で電源コード７５１を確実にクランプすることができる。
【００６６】
このような構成において、人力としての踏力は、ペダル１２およびクランク１１を介してクランク軸１０１に入力され、さらに増速ギア１１１を介して第１アイドル軸１０２の第１ドライブ軸１０２ａから第２ドライブ軸１０２ｂへ伝達される。一方、電動モータＭの回転トルクは、ギア１１５および第２アイドル軸１０３、ギア歯１１４、第２ギア１０２ｅを介して第２ドライブ軸１０２ｂに伝達されて前記踏力と合成される。第２ドライブ軸１０２ｂ上の合力は、第１ギア１０２ｄおよび第４ギア１１８を介して出力軸１０５へ伝達され、さらに駆動スプロケット１３およびチェーン６を介して後輪ＷＲへ伝達される。
【００６７】
ここで、第１アイドル軸１０２のボールカップ９２４には、図６に示したように、一端をピン１５３によって揺動自在に支持された変位検知レバー１５２の略中央部が係合しており、変位検知レバー１５２の他端には、右ケース１０Ｒに固定されたストロークセンサ１５０のストローク検知シャフト１５１が連結されている。したがって、クランク軸１０１に入力された踏力に応じて第１アイドル軸１０２の第１および第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂ間に位相差が生じ、この位相差に応じてボールカップ９２４が軸方向に変位すると、これが変位検知レバー１５２を揺動させ、ストロークセンサ１５０に伝達されて検知される。
【００６８】
検知された踏力は電気信号に変換されてコントロールユニット８へ供給される。コントロールユニット８は、前記回転センサ８２２により検知されたクランク軸（増速ギア１１１）の回転速度と前記検知された踏力とに基づいて最適なアシストトルクを決定し、当該アシストトルクを電動モータＭが発生するように、当該電動モータＭへ供給する駆動電流を前記パワートランジスタ８２１ａにより適宜に制御する。
【００６９】
本実施形態では、クランク軸１０１に入力された踏力を機械的変位量に変換する踏力検知機構を当該クランク軸１０１に隣接した第１アイドル軸１０２上に設けたので、踏力検知機構を別途に設ける際には必要となるスペースが不要となり、電動補助ユニット１を大型化することなくコントロールユニット８の設置スペースを確保できるようになる。
【００７０】
さらに、本実施形態では第２ドライブ軸１０２ｂがスプリング１０２ｓによって右ケース１０Ｒ側（ベアリング１８４）へ常時押し付けられて位置決めされるため、その第１ドライブ軸１０２ａ側の端面に形成された凹状カム溝９２２の軸方向位置も右ケース１０Ｒに対して位置決めさせることになる。そして、ストロークセンサ１５０も右ケース１０Ｒに設けられたボスに固定されているので、右ケース１０Ｒに対して正確に位置決めされていることになる。
【００７１】
ここで、本実施形態では第２ドライブ軸１０２ｂに対する第１ドライブ軸１０２ａの変位量が、ストロークセンサ１５０により踏力として検知されるので、第２ドライブ軸１０２ｂとストロークセンサ１５０との相対位置に個体差があると踏力を精度良く検知することができない。これに対して、本実施形態では第２ドライブ軸１０２ｂおよびストロークセンサ１５０が同一物（右ケース１０Ｒ）に対して位置決めされているので、両者の相対位置は常に一定に保たれるので、踏力を精度良く検知することができる。
【００７２】
図７は、前記電動補助ユニット１の第２実施形態の部分透過側面図であり、図８は、図７のＢ−Ｂ線に沿った歯車列を示す断面図、図９は、図７のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図であり、それぞれ前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００７３】
上記した第１実施形態では、駆動モータＭが発生する補助動力が第２アイドル軸１０３を介して第１アイドル軸１０２へ伝達され、当該第１アイドル軸１０２において踏力と合成された後に出力軸１０５へ伝達されていたが、本実施形態では、駆動モータＭが発生する補助動力が第２アイドル軸１０３を介して出力軸１０５へ直接伝達されるようにしている。
【００７４】
すなわち、駆動モータＭの回転軸１０４に発生した補助動力は樹脂ギア１１５を介して第２アイドル軸１０３へ伝達される。この第２アイドル軸１０３には、出力軸１０５のギア１１９と歯合するギア歯１０３ａが形成されており、第２アイドル軸１０３に伝達された補助動力はギア歯１０３ａ、ギア１１９を介して出力軸１０５へ伝達される。
【００７５】
一方、クランク軸１０１に入力された踏力は、増速ギア１１１、第２アイドル軸１０３および第１ドライブ軸１０２ａのギア歯１１３を介して第１アイドル軸１０２へ伝達され、さらに、第２ドライブ軸１０２ｂのギア歯および出力軸１０５の第４ギア１１８を介して出力軸１０５へ伝達され、ここで前記補助動力と構成される。
【００７６】
このように、本実施形態では、電動モータＭの発生する補助動力を出力軸１０５へ直接伝達することができるので、上記した各実施形態のように、合力軸としての第１アイドル軸を介する場合に比べて第１アイドル軸上に設けられるギア数が減ぜられる。このため、第１アイドル軸上に設けられる踏力検知機構の占有スペースが増えて設計の自由度が増す。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
【００７８】
(1) 電動補助ユニットの外装ケースとカバー部材とのシールラインを覆うように、その外周に沿って防水リブを設けたので、降雨時や走行時等に雨水や汚泥が電動補助ユニットに降りかかっても、防水リブの遮蔽機能により、雨水等がシールラインに直接降りかかることはない。したがって、シールライン自体に高い防水機能を持たせることなく、実質的に高い防水性を得ることができる。
【００７９】
(2) 外装ケースとカバー部材とのシールライン自体に高い防水機能を持たせなくても、防水リブの遮蔽機能により十分な防水性能が得られるので、カバー部材を樹脂製として軽量化を図ることが可能になる。
【００８０】
(3) 防水リブが、シールラインを覆うようにカバー部材から一体的に延出されて形成されるので、部品点数が増えたり、あるいはカバー部材の製造工程が煩雑になることなどがない。
【００８１】
(4) 防水リブは、電動補助ユニットの車載姿勢での底部に確保されたドレイン領域以外のシールラインを覆うように設けたので、電動補助ユニット内に雨水等が浸水しても、その排出が防水リブにより妨げられてしまうことがない。
【００８２】
(5) 防水リブのうち、ドレインとして機能する底部中央を除いた部分には、防水リブの外周に沿って、さらに第２の防水リブを設けたので、特に高い防水性能が要求される下方部分の防水性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動補助ユニットを適用した電動補助自転車の側面図である。
【図２】図１に示した自転車の要部を示す右側面図である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】電動補助ユニットの第１実施形態の部分透過側面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ線に沿った歯車列を示す断面図である。
【図７】電動補助ユニットの第２実施形態の部分透過側面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ線に沿った歯車列を示す断面図である。
【図１０】第１アイドル軸の機能を説明するための図である。
【図１１】樹脂カバー１０Ａの露出面側の平面図である。
【図１２】樹脂カバー１０Ａの裏面側の平面図である。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１…電動補助ユニット、４…バッテリ、５…バッテリ収容ケース、８…コントロールユニット、１０…ケース、１０Ｒ…右ケース、１０Ｌ…左ケース、１３…駆動スプロケット、８１…皿状ケース、８２…コントロール基板、１０２…第１アイドル軸、１０２ａ…第１ドライブ軸、１０２ｂ…第２ドライブ軸、１０２ｅ…第２ギア、１０３…第２アイドル軸、１０５…出力軸、１１１…増速ギア、１１５…樹脂ギア、１１８…第４ギア、１３１…ロータ、１５０…ストロークセンサ、１５２…変位検知レバー、１６１、１６２…ワンウエイクラッチ、１８１，１８２，１８３ａ，１８３ｂ，１８５，１８６，１８７，１８８…ベアリング、８１１，８１２…位置決めピン、９２１…スライダ、９２４…ボールカップ

Claims

クランク軸に入力される踏力に応答した補助動力を前記踏力と合成して駆動輪へ伝達する電動補助ユニットにおいて、
前記電動補助ユニットの外装ケースにはシール部材を介してカバー部材が装着され、前記シール部材によるシールラインを覆う防水リブが当該シールラインの外周に沿って設けられ、
前記防水リブが、当該電動補助ユニットの車載姿勢での底部に確保されたドレイン領域以外のシールラインを覆うように設けられたことを特徴とする電動補助ユニット。
前記防水リブは前記カバー部材から一体的に延出されたことを特徴とする請求項１に記載の電動補助ユニット。
前記カバー部材は樹脂製であることを特徴とする請求項１または２に記載の電動補助ユニット。
前記防水リブのうち、当該電動補助ユニットの車載姿勢での下方に位置する部分の外周部には、さらに第２の防水リブが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電動補助ユニット。