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JPH0986475A - Auxiliary power assisted bicycle - Google Patents

Auxiliary power assisted bicycle

Info

Publication number
JPH0986475A
JPH0986475A JP24774195A JP24774195A JPH0986475A JP H0986475 A JPH0986475 A JP H0986475A JP 24774195 A JP24774195 A JP 24774195A JP 24774195 A JP24774195 A JP 24774195A JP H0986475 A JPH0986475 A JP H0986475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
auxiliary power
resultant
force
cam
pedal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24774195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kosaku Yamauchi
幸作 山内
Shinobu Tsutsumigoshi
忍 堤腰
Hisao Nagai
久雄 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Priority to JP24774195A priority Critical patent/JPH0986475A/en
Priority to US08/623,188 priority patent/US5749429A/en
Priority to DE69631853T priority patent/DE69631853T2/en
Priority to EP96105291A priority patent/EP0736449B1/en
Publication of JPH0986475A publication Critical patent/JPH0986475A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control an assist ratio with auxiliary power, and grasp the magnitude of a pedal stepping force and auxiliary power. SOLUTION: A resultant force device 55 is formed to have an output rotation member 65, a resultant force rotation member 80 rotationally integrated and freely movable in an axial direction through a ball spline 93, a pedal stepping force transmission member 56. Also, the resultant force device 55 has an auxiliary power transmission member 61, a pedal stepping force transmission torque cam 99 for causing the action of a thrust component proportional to a pedal stepping force, and an auxiliary power transmission torque cam 100 for transmitting auxiliary power and concurrently causing the action of a thrust component. Furthermore, the device 55 has coil springs 102L and 102R for keeping a neutral position E, a position sensor 106 for detecting a travel direction and a travel variable, cam rollers 97R and 97L having a control device for detecting a strength difference between two thrust components, controlling the output of an electric motor 31, keeping the cams 99 and 100 freely rotatable and having rotational center axes orthogonal with a crankshaft 11, and cam grooves 95R and 95L.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車の車体に電
動モータを搭載し、その補助動力でペダル踏力をアシス
トすることで登坂走行や向い風を受けながらの走行を容
易にした補助動力アシスト式自転車に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an auxiliary power assisted bicycle in which an electric motor is mounted on the body of a bicycle and the auxiliary power assists the pedaling force to facilitate uphill running and running while receiving a headwind. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】このような補助動力アシスト式自転車に
は、クランク軸に加わるペダル踏力と電動モータの補助
動力とを合成し、その合力を駆動輪側に出力する合力装
置が設けられている。この合力装置としては、従来から
遊星ギヤ装置や差動装置等が広く用いられている。
2. Description of the Related Art Such an auxiliary power assisted bicycle is provided with a resultant force device which combines a pedaling force applied to a crankshaft and an auxiliary power of an electric motor and outputs the resultant force to a drive wheel side. As the resultant force device, a planetary gear device, a differential device, and the like have been widely used from the past.

【0003】合力装置によりペダル踏力と補助動力とを
合成する際には、補助動力によるアシスト比、即ちペダ
ル踏力と補助動力の比率が常に一定になるように、好ま
しくはアシスト比が常に1対1になるように電動モータ
の出力を制御し、ペダルを踏んだ感覚を自然にして補助
動力アシスト式自転車の走行フィーリングを良好に保つ
必要がある。そして、いかなる場合でも補助動力がペダ
ル踏力を上回ることがないよう、特に注意しなければな
らない。
When the pedal effort and the auxiliary power are combined by the resultant force device, the assist ratio by the auxiliary power, that is, the ratio of the pedal effort and the auxiliary power is always constant, preferably the assist ratio is always 1: 1. Therefore, it is necessary to control the output of the electric motor so that the pedaling feeling becomes natural and the riding feeling of the auxiliary power assisted bicycle is kept good. And special care must be taken so that the auxiliary power does not exceed the pedal effort in any case.

【0004】従来の補助動力アシスト式自転車は、ペダ
ル踏力を専用の検出手段(トルクセンサ等)により検出
して、その信号を制御装置(小型のCPU等)に入力
し、この制御装置がペダル踏力に合わせて電動モータに
流す電流を制御し、アシスト比を1対1あるいは任意の
比率に設定していた。
In the conventional assisted power assisted bicycle, the pedaling force is detected by a dedicated detecting means (torque sensor or the like), and the signal is input to a control device (small CPU or the like), which controls the pedaling force. In accordance with the above, the current supplied to the electric motor is controlled to set the assist ratio to 1: 1 or an arbitrary ratio.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ペダル
踏力を検出する検出手段の精度や、電流値に対する電動
モータの出力特性、あるいは合力装置のフリクションロ
ス等は、各個体毎に僅かずつ差があり、これらの小さな
差が累積されれば、アシスト比が容易に変動してしま
う。
However, the accuracy of the detection means for detecting the pedaling force, the output characteristics of the electric motor with respect to the current value, the friction loss of the resultant device, and the like are slightly different from one another. If these small differences are accumulated, the assist ratio easily changes.

【0006】故に、アシスト比を正確に1対1あるいは
任意の比率に設定するには、ペダル踏力検出手段の精度
を始め、電動モータの出力特性、合力装置のフリクショ
ンロス等を厳密に全数チェックし、これらを全部組み立
ててから再度電動モータの出力をチェックする必要があ
り、このような組立方法を採ることにより多大なコスト
アップと生産性の低下を余儀なくされる。
Therefore, in order to accurately set the assist ratio to 1: 1 or an arbitrary ratio, not only the accuracy of the pedal depression force detecting means, but also the output characteristics of the electric motor, friction loss of the resultant device, etc. are strictly checked. However, it is necessary to check the output of the electric motor again after assembling all of them, and by adopting such an assembling method, a large increase in cost and a decrease in productivity are inevitable.

【0007】しかも、仮に新車時にバッテリが正しく充
電された条件の元でアシスト比が1対1であったとして
も、万一バッテリが過充電されて電動モータの出力が向
上した場合や、慣らし運転後に合力装置のフリクション
ロスが軽減して相対的に電動モータの出力が向上した場
合には、補助動力がペダル踏力を上回る場合があるの
で、必ずしもアシスト比が1対1にならない。
Moreover, even if the assist ratio is 1: 1 under the condition that the battery is correctly charged in a new vehicle, if the battery is overcharged and the output of the electric motor is improved, or the running-in operation is performed. If the friction loss of the resultant device is reduced later and the output of the electric motor is relatively improved, the assist power may exceed the pedal effort, so the assist ratio is not necessarily 1: 1.

【0008】もし補助動力がペダル踏力を上回ると、補
助動力アシスト式自転車の走行フィーリングが不自然に
なるばかりか、乗員が予期しない加速力がもたらされる
ため、この事態を避けるために予め電動モータの出力を
小さめに設定し、バッテリが過充電されたり合力装置の
フリクションロスが軽減した場合でも補助動力がペダル
踏力を上回らないようにする必要がある。
[0008] If the auxiliary power exceeds the pedal effort, not only will the driving feeling of the auxiliary power assisted bicycle be unnatural, but also an accelerating force unexpected for the occupant will be brought about. It is necessary to set the output of the above to be small so that the auxiliary power does not exceed the pedal effort even when the battery is overcharged or the friction loss of the resultant device is reduced.

【0009】ところが、バッテリが過充電されたり合力
装置のフリクションロスが軽減した場合に備えて予め電
動モータの出力を小さめに設定すると、バッテリが正し
く充電されている時や、合力装置のフリクションロスの
大きい新車時においては電動モータの出力が低くなり過
ぎ、やはりアシスト比を1対1に保つことができない。
なお、バッテリの電圧が低下している時には電動モータ
の出力が一段と弱まり、一層アシスト比が小さくなる。
However, if the output of the electric motor is set to a small value in advance in case the battery is overcharged or the friction loss of the power unit is reduced, it is possible to reduce the friction loss of the power unit when the battery is properly charged. When the vehicle is large, the output of the electric motor becomes too low, and the assist ratio cannot be maintained at 1: 1.
When the voltage of the battery is decreasing, the output of the electric motor is further weakened, and the assist ratio is further reduced.

【0010】また、従来の合力装置として用いられてい
た遊星ギヤ装置や差動装置はフリクションロスが大きく
て微小なトルク変動等に追従できなかったため、この点
でもアシスト比を正確に定めにくかった。
Further, since the planetary gear device and the differential device used as the conventional force combiner have a large friction loss and cannot follow a minute torque fluctuation, it is difficult to accurately determine the assist ratio also in this respect.

【0011】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、電動モータの補助動力によるアシ
スト比を正確に1対1または任意の比率に容易に制御す
ることのできる補助動力アシスト式自転車を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and the auxiliary power that can easily control the assist ratio by the auxiliary power of the electric motor accurately to 1: 1 or an arbitrary ratio. The purpose is to provide an assisted bicycle.

【0012】また、これに関連する本発明のもう一つの
目的は、合力装置に加わるペダル踏力および補助動力の
大きさをより正確に把握可能にすることにある。
Another object of the present invention related to this is to make it possible to more accurately grasp the magnitudes of the pedal effort and the auxiliary power applied to the resultant device.

【0013】そして、本発明のもう一つの別な目的は、
合力装置の分解、組立性を損なわずに各部の材質を異な
らせて合力装置の耐久性を向上させるとともに、合力装
置内部のデッドスペースを有効に活用して合力装置の大
形化を防ぐことにある。
And another object of the present invention is to:
To improve the durability of the force combiner by changing the material of each part without disassembling and assembling the force combiner, and to effectively use the dead space inside the force combiner to prevent the size increase of the force combiner. is there.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る補助動力アシスト式自転車は、請求項
1に記載したように、ペダル踏力により回転駆動される
クランク軸と、補助動力を発生する電動モータと、上記
ペダル踏力および補助動力を合成し、その合力を駆動輪
側に出力する合力装置とを備え、上記合力装置を、クラ
ンク軸に軸支されて駆動輪側にペダル踏力および補助動
力の合力を伝達する出力回転部材と、ボールスプライン
を介して上記出力回転部材に回転一体かつ軸方向に移動
自在に設けられた合力回転部材と、この合力回転部材に
ペダル踏力を伝達するペダル踏力伝達部材と、合力回転
部材に補助動力を伝達する補助動力伝達部材と、上記ペ
ダル踏力伝達部材からのペダル踏力を合力回転部材に伝
達すると同時にペダル踏力に比例する強度を持つスラス
ト分力をクランク軸の軸方向に沿って合力回転部材の一
側から作用させるペダル踏力伝達トルクカムと、上記補
助動力伝達部材からの補助動力を合力回転部材に伝達す
ると同時に補助動力に比例する強度を持つスラスト分力
をクランク軸の軸方向に沿って合力回転部材の他側から
作用させる補助動力伝達トルクカムと、合力回転部材を
軸方向移動範囲の中立位置に保つ付勢手段と、上記2つ
のスラスト分力を受けて軸方向に移動する合力回転部材
の中立位置からの移動方向および移動量を検出する移動
検出手段(位置センサ)と、上記移動検出手段からの入
力に基づいて上記2つのスラスト分力の強度差を検知
し、この強度差を0および任意の強度差にするべく電動
モータの出力を制御する制御装置とを備えて構成し、さ
らに上記ペダル踏力伝達トルクカムおよび補助動力伝達
トルクカムを、ペダル踏力伝達部材と補助動力伝達部材
とに回転自在に設けられて回転中心軸がクランク軸に直
交するカムローラと、合力回転部材に螺旋方向に形成さ
れて上記カムローラが係合されるカム溝とを備えて構成
した。
In order to achieve the above object, an auxiliary power assisted bicycle according to the present invention has a crankshaft rotatably driven by pedaling force and an auxiliary power as described in claim 1. An electric motor that is generated and a force combiner that combines the pedal effort and the auxiliary power and outputs the resultant force to the drive wheel side are provided. An output rotary member that transmits the resultant force of the auxiliary power, a resultant rotary member that is provided integrally with the output rotary member via a ball spline so as to be rotatable and axially movable, and a pedal that transmits the pedal effort to the resultant rotary member. A pedaling force transmitting member, an auxiliary power transmitting member for transmitting auxiliary power to the resultant rotating member, and a pedaling force transmitted from the pedaling force transmitting member to the resultant rotating member at the same time as the pedal. When a pedal stepping force transmission torque cam that applies a thrust component force having a strength proportional to the pedaling force from one side of the resultant force rotating member along the axial direction of the crankshaft, and the auxiliary power from the auxiliary power transmitting member is transmitted to the resultant force rotating member. At the same time, an auxiliary power transmission torque cam that applies a thrust component force having a strength proportional to the auxiliary power from the other side of the resultant force rotating member along the axial direction of the crankshaft, and a device that keeps the resultant force rotating member in a neutral position in the axial movement range Biasing means, movement detection means (position sensor) for detecting the movement direction and movement amount from the neutral position of the resultant force rotating member that moves in the axial direction by receiving the two thrust component forces, and input from the movement detection means And a controller for controlling the output of the electric motor so that the strength difference between the two thrust components is detected based on And a cam roller whose rotation center axis is orthogonal to the crankshaft and which is provided rotatably between the pedal depression force transmission member and the auxiliary power transmission torque member, and the resultant rotation member. And a cam groove formed in a spiral direction with which the cam roller is engaged.

【0015】また、本発明に係る補助動力アシスト式自
転車は、請求項2に記載したように、前記ペダル踏力伝
達部材に設けた軸支面と、前記補助動力伝達部材に設け
た軸支面とがクランク軸の軸方向に離間して位置するよ
うに構成し、前記合力回転部材を上記2つの軸支面の間
に跨がらせて軸支した。
In the auxiliary power assist type bicycle according to the present invention, as described in claim 2, a shaft supporting surface provided on the pedal effort transmitting member and a shaft supporting surface provided on the auxiliary power transmitting member. Are arranged so as to be separated from each other in the axial direction of the crankshaft, and the resultant rotary member is rotatably supported by straddling between the two shaft supporting surfaces.

【0016】さらに、本発明に係る補助動力アシスト式
自転車は、請求項3に記載したように、前記合力回転部
材を、そのボールスプライン構成部とカム構成部とが別
体になるように形成し、このボールスプライン構成部と
カム構成部とをネジ締結により組み立てるようにした。
Further, in the auxiliary power assisted bicycle according to the present invention, as described in claim 3, the resultant rotary member is formed so that the ball spline constituent portion and the cam constituent portion are separate bodies. The ball spline component and the cam component are assembled by screw fastening.

【0017】そして、本発明に係る補助動力アシスト式
自転車は、請求項4に記載したように、前記合力回転部
材のボールスプライン構成部とカム構成部のネジ締結部
を前記ペダル踏力伝達部材の軸支面外周に設けた。
In the auxiliary power assisted bicycle according to the present invention, as described in claim 4, the ball spline forming portion of the resultant rotating member and the screw fastening portion of the cam forming portion are connected to the shaft of the pedal depression force transmitting member. It was provided on the outer circumference of the supporting surface.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る
補助動力アシスト式自転車の左側面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a left side view of an auxiliary power assisted bicycle according to the present invention.

【0019】この補助動力アシスト式自転車1は、例え
ば金属管製の車体フレーム2を備えており、この車体フ
レーム2の前頭部には前輪3を支持するフロントフォー
ク4がハンドルバー5やバスケット6等と共に左右回動
自在に設けられる一方、車体フレーム2の後部には後輪
7が軸支され、車体フレーム2の中央上部にはサドル8
が設置されている。
This auxiliary power assisted bicycle 1 is provided with a body frame 2 made of, for example, a metal tube, and a front fork 4 supporting a front wheel 3 is provided on a front head of the body frame 2 with a handlebar 5 and a basket 6. The rear wheel 7 is pivotally supported on the rear portion of the body frame 2, and the saddle 8 is mounted on the upper center of the body frame 2.
Is installed.

【0020】そして、車体フレーム2の中央下部には電
動モータが内蔵された補助動力アシスト装置10が搭載さ
れている。この補助動力アシスト装置10には車幅方向に
延びるクランク軸11が軸支されており、このクランク軸
11の両端部にクランク12Lおよびクランク12Rが回転一
体に固定され、両クランク12L,12Rの先端部にそれぞ
れペダル13が回転自在に設けられている。
At the lower center of the body frame 2, an auxiliary power assist device 10 having an electric motor built therein is mounted. A crank shaft 11 extending in the vehicle width direction is rotatably supported by the auxiliary power assist device 10.
A crank 12L and a crank 12R are rotatably and integrally fixed to both ends of the pedal 11, and pedals 13 are rotatably provided at the tips of the cranks 12L and 12R, respectively.

【0021】また、クランク軸11には補助動力アシスト
装置10の右側に位置するドライブスプロケット15が軸装
されており、このドライブスプロケット15と、後輪7に
設けられたドリブンスプロケット16との間にチェーン17
が巻装されている。
A drive sprocket 15 located on the right side of the auxiliary power assist device 10 is mounted on the crankshaft 11 between the drive sprocket 15 and the driven sprocket 16 provided on the rear wheel 7. Chain 17
Is wrapped around.

【0022】クランク軸11は、サドル8に着座した乗員
が足でペダル13を踏むことにより矢印Aで示す前転方向
に回転駆動され、これとともにドライブスプロケット15
がクランク軸11と同一方向に回転し、この回転がチェー
ン17によりドリブンスプロケット16に伝達されて後輪7
が駆動される。
The crankshaft 11 is rotationally driven in the forward rotation direction indicated by the arrow A when an occupant seated on the saddle 8 depresses the pedal 13 with his / her foot.
Rotates in the same direction as the crankshaft 11, and this rotation is transmitted to the driven sprocket 16 by the chain 17 and the rear wheel 7
Is driven.

【0023】さらに、車体フレーム2の前半部には、補
助動力アシスト装置10に内蔵された電動モータを作動さ
せるためのバッテリユニット20が固定されている。この
バッテリユニット20は、例えば十数個の小型バッテリ21
と図示しない充電器とがバッテリケース22の中に密封さ
れた構成となっている。なお、補助動力アシスト装置10
の上部には上記電動モータの出力を制御する制御装置23
が取り付けられている。この制御装置23は、例えば小型
のCPUである。
Further, a battery unit 20 for operating an electric motor incorporated in the auxiliary power assist device 10 is fixed to the front half of the vehicle body frame 2. This battery unit 20 includes, for example, a dozen small batteries 21.
And a charger (not shown) are sealed in the battery case 22. The auxiliary power assist device 10
At the upper part of the control device 23 for controlling the output of the electric motor
Is attached. The control device 23 is, for example, a small CPU.

【0024】図2は、補助動力アシスト装置10の横断面
図であり、図3は図2のIII-III 矢視による補助動力ア
シスト装置10の左側面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the auxiliary power assisting device 10, and FIG. 3 is a left side view of the auxiliary power assisting device 10 taken along the line III-III of FIG.

【0025】補助動力アシスト装置10の外殻をなすケー
シング25は、例えばアルミ合金製であり、図2に示すよ
うに左サイドケース25Lと、センターケース25Mと、右
サイドケース25Rとが数本のボルト26で固定された構造
となっている。なお、図3には左サイドケース25Lが取
り外された状態が示されている。
The casing 25 forming the outer shell of the auxiliary power assist device 10 is made of, for example, an aluminum alloy, and has a left side case 25L, a center case 25M and a right side case 25R as shown in FIG. The structure is fixed with bolts 26. Note that FIG. 3 shows a state in which the left side case 25L is removed.

【0026】前記クランク軸11はケーシング25の後部に
て軸受27,28 により回転自在に軸支されており、ケーシ
ング25から左右に突出するクランク軸11の両端部に前記
クランク12Lおよび12Rがボルト29で固定される。
The crankshaft 11 is rotatably supported by bearings 27 and 28 at the rear portion of the casing 25, and the cranks 12L and 12R have bolts 29 at both ends of the crankshaft 11 protruding left and right from the casing 25. Fixed by.

【0027】ケーシング25の前部には前述の電動モータ
31が設置されている。この電動モータ31は補助動力を発
生するもので、その外ケース32が数本のボルト33により
センターケース25Mに固定されている。
The above-mentioned electric motor is provided at the front of the casing 25.
31 are installed. The electric motor 31 generates auxiliary power, and its outer case 32 is fixed to the center case 25M by several bolts 33.

【0028】電動モータ31の主軸34はクランク軸11に平
行しており、この主軸34の左端には軸受35に軸支された
管状のジョイント部材36を介してドライブ軸37が回転一
体に連結されている。このドライブ軸37の左端は左サイ
ドケース25L側に設けられた軸受38に支持され、ドライ
ブ軸37には一次ドライブギヤ40が回転一体に設けられて
いる。
A main shaft 34 of the electric motor 31 is parallel to the crankshaft 11, and a drive shaft 37 is rotatably connected to a left end of the main shaft 34 via a tubular joint member 36 pivotally supported by a bearing 35. ing. The left end of the drive shaft 37 is supported by a bearing 38 provided on the left side case 25L side, and the drive shaft 37 is provided with a primary drive gear 40 so as to rotate integrally.

【0029】また、ドライブ軸37とクランク軸11との間
には第一中間軸41と第二中間軸42が架設されている。前
記一次ドライブギヤ40に噛み合う一次ドリブンギヤ43は
ワンウェイクラッチ44を介して第一中間軸41に軸支され
ており、この一次ドリブンギヤ43のボス45が右方に延び
てセンターケース25M側に設けられた軸受46に軸支され
ている。第一中間軸41の左端は左サイドケース25L側に
設けられた軸受47に支持され、この軸受47と一次ドリブ
ンギヤ43との間に二次ドライブギヤ48が第一中間軸41に
回転一体に設けられている。
A first intermediate shaft 41 and a second intermediate shaft 42 are installed between the drive shaft 37 and the crank shaft 11. A primary driven gear 43 that meshes with the primary drive gear 40 is axially supported by a first intermediate shaft 41 via a one-way clutch 44, and a boss 45 of the primary driven gear 43 extends rightward and is provided on the center case 25M side. The bearing 46 is pivotally supported. The left end of the first intermediate shaft 41 is supported by a bearing 47 provided on the left side case 25L side, and a secondary drive gear 48 is rotatably integrated with the first intermediate shaft 41 between the bearing 47 and the primary driven gear 43. Has been.

【0030】上記二次ドライブギヤ48に噛み合う二次ド
リブンギヤ49は第二中間軸42に回転自在に軸支されてお
り、この二次ドリブンギヤ49の右側に回転一体に設けら
れた三次ドライブギヤ50がクランク軸11に回転自在に軸
支された三次ドリブンギヤ51に噛み合わされる。
A secondary driven gear 49 meshing with the secondary drive gear 48 is rotatably supported by a second intermediate shaft 42, and a tertiary drive gear 50 rotatably integrated with the secondary driven gear 49 is provided on the right side of the secondary driven gear 49. It is meshed with a tertiary driven gear 51 rotatably supported by the crankshaft 11.

【0031】図3に示すように、ドライブ軸37と一次ド
ライブギヤ40は矢印Bで示す回転方向に回転し、一次ド
リブンギヤ43と二次ドライブギヤ48は回転方向Cに、そ
して二次ドリブンギヤ49と三次ドライブギヤ50は回転方
向Dにそれぞれ回転し、三次ドリブンギヤ51はクランク
軸11の回転方向Aに回転する。
As shown in FIG. 3, the drive shaft 37 and the primary drive gear 40 rotate in the rotational direction indicated by the arrow B, the primary driven gear 43 and the secondary drive gear 48 in the rotational direction C, and the secondary driven gear 49. The tertiary drive gear 50 rotates in the rotational direction D, and the tertiary driven gear 51 rotates in the rotational direction A of the crankshaft 11.

【0032】なお、一次ドリブンギヤ43に設けられたワ
ンウェイクラッチ44は一次ドリブンギヤ43のC方向への
回転のみを第一中間軸41と二次ドライブギヤ48に伝え、
第一中間軸41と二次ドライブギヤ48の回転速度が一次ド
リブンギヤ43の回転速度を上回るような場合にはワンウ
ェイクラッチ44の接続が断たれて第一中間軸41と二次ド
ライブギヤ48が空転するようになっている。
The one-way clutch 44 provided on the primary driven gear 43 transmits only the rotation of the primary driven gear 43 in the C direction to the first intermediate shaft 41 and the secondary drive gear 48.
When the rotation speed of the first intermediate shaft 41 and the secondary drive gear 48 exceeds the rotation speed of the primary driven gear 43, the one-way clutch 44 is disconnected and the first intermediate shaft 41 and the secondary drive gear 48 idle. It is supposed to do.

【0033】一方、ケーシング25の後部には合力装置55
が設置されている。図4は合力装置の部分を拡大した横
断面図である。この合力装置55はクランク軸11と同軸的
に設けられており、例えば次のように構成されている。
On the other hand, in the rear portion of the casing 25, a force combiner 55
Is installed. FIG. 4 is an enlarged transverse cross-sectional view of a portion of the resultant device. The resultant device 55 is provided coaxially with the crankshaft 11, and is configured as follows, for example.

【0034】まず、クランク軸11には略円筒状のペダル
踏力伝達部材56がメタル軸受57を介して回転自在に軸支
されている。このペダル踏力伝達部材56の右端部は径が
拡大されてクラッチハウジング58が形成され、その内部
にはワンウェイクラッチ59が設けられている。このワン
ウェイクラッチ59はクランク軸11の正転方向Aへの回転
のみをペダル踏力伝達部材56に伝え、クランク軸11が逆
転した場合やペダル踏力伝達部材56の回転速度がクラン
ク軸11の回転速度を上回るような場合にはクラッチ接続
を断つように構成されている。なお、クラッチハウジン
グ58の外周部には左方へ円筒状に延びるカムローラホル
ダ60が一体に形成されている。
First, a substantially cylindrical pedal depression force transmission member 56 is rotatably supported on the crankshaft 11 via a metal bearing 57. A diameter of the right end portion of the pedal effort transmission member 56 is enlarged to form a clutch housing 58, and a one-way clutch 59 is provided inside the clutch housing 58. The one-way clutch 59 transmits only the rotation of the crankshaft 11 in the normal direction A to the pedal depression force transmission member 56, and when the crankshaft 11 reversely rotates or the rotation speed of the pedal depression force transmission member 56 changes the rotation speed of the crankshaft 11. It is configured to disconnect the clutch when the value exceeds the limit. A cam roller holder 60, which extends cylindrically to the left, is integrally formed on the outer peripheral portion of the clutch housing 58.

【0035】また、このペダル踏力伝達部材56の左端部
外周には補助動力伝達部材61が回転自在に、かつサーク
リップ62により左方への動きを規制されながら軸装され
ている。この補助動力伝達部材61には右方へ円筒状に延
びるカムローラホルダ63が一体に形成され、さらに補助
動力伝達部材61の外周には前述の三次ドリブンギヤ51が
一体に設けられている。このため、三次ドリブンギヤ51
の回転、つまり電動モータ31の補助動力がギヤ40,43,4
8,49,50により減速された回転がそのまま補助動力伝達
部材61に伝達されるようになっている。
Further, an auxiliary power transmission member 61 is rotatably mounted on the outer periphery of the left end portion of the pedal effort transmission member 56 while being axially restricted by a circlip 62. The auxiliary power transmission member 61 is integrally formed with a cam roller holder 63 extending rightward in a cylindrical shape, and the above-mentioned tertiary driven gear 51 is integrally provided on the outer periphery of the auxiliary power transmission member 61. Therefore, the tertiary driven gear 51
Rotation of the electric motor 31, that is, the auxiliary power of the electric motor 31
The rotation decelerated by 8,49,50 is directly transmitted to the auxiliary power transmission member 61.

【0036】一方、クランク軸11の右端付近には出力回
転部材65が回転自在に軸支されている。この出力回転部
材65は、円盤状の出力ディスク66と、この出力ディスク
66の左側に順次連結される筒状の出力ジョイント67およ
び出力スライダ68の3部品から構成されており、これら
の3部品66〜68はノックピン69,70 により同心に位置決
めされ、ビス71で結合されている。
On the other hand, an output rotary member 65 is rotatably supported near the right end of the crankshaft 11. The output rotating member 65 includes a disc-shaped output disc 66 and the output disc 66.
It is composed of three parts, a cylindrical output joint 67 and an output slider 68, which are sequentially connected to the left side of 66. These three parts 66 to 68 are concentrically positioned by knock pins 69 and 70, and are connected by screws 71. ing.

【0037】出力ディスク66の右端には出力ボス73が形
成され、この出力ボス73内に配置された軸受74が出力回
転部材65全体をクランク軸11廻りにに回転自在に軸支す
る。この出力ボス73はケーシング25(右サイドケース25
R)から外部に突出しており、ここに前述のドライブス
プロケット15がスプラインやねじ等の結合手段により回
転一体に固定される。また、出力ジョイント67および出
力スライダ68の内周には軸方向に延びる複数の内周スプ
ライン溝76が刻設されている(図3も参照)。
An output boss 73 is formed at the right end of the output disk 66, and a bearing 74 arranged in the output boss 73 rotatably supports the entire output rotary member 65 around the crankshaft 11. This output boss 73 is a casing 25 (right side case 25
R) protrudes to the outside, and the drive sprocket 15 described above is rotationally fixed integrally therewith by a connecting means such as a spline or a screw. A plurality of inner peripheral spline grooves 76 extending in the axial direction are formed on the inner periphery of the output joint 67 and the output slider 68 (see also FIG. 3).

【0038】出力回転部材65はサークリップ77で軸方向
への動きを阻止され、ペダル踏力伝達部材56の右端部に
環装されたサークリップ78は出力回転部材65の出力ディ
スク66と出力ジョイント67との間に挟持されているた
め、ペダル踏力伝達部材56の軸方向への動きも阻止され
ている。なお、ペダル踏力伝達部材56と出力回転部材65
の間の相対回転は自由である。
The output rotary member 65 is prevented from moving in the axial direction by the circlip 77, and the circlip 78 mounted on the right end of the pedal depression force transmitting member 56 includes the output disc 66 and the output joint 67 of the output rotary member 65. Since it is sandwiched between and, the movement of the pedal effort transmission member 56 in the axial direction is also prevented. The pedal effort transmission member 56 and the output rotation member 65
The relative rotation between is free.

【0039】そして、出力回転部材65の出力ディスク66
と出力ジョイント67の内周側には合力回転部材80が設け
られている。この合力回転部材80は、略円筒状に形成さ
れた合力ハウジング81と、同じく略円筒状に形成されて
上記合力ハウジング81の内側に固定されるカムスリーブ
82と、合力ハウジング81の外側に固定される環状のポジ
ションセンサリング83とを備えて構成されている。上記
ポジションセンサリング83の外周には環状の溝84が形成
される。
Then, the output disc 66 of the output rotating member 65.
A resultant force rotating member 80 is provided on the inner peripheral side of the output joint 67. The resultant force rotating member 80 includes a resultant housing 81 formed in a substantially cylindrical shape, and a cam sleeve similarly formed in a substantially cylindrical shape and fixed inside the resultant housing 81.
82 and an annular position sensor ring 83 fixed to the outside of the resultant housing 81. An annular groove 84 is formed on the outer periphery of the position sensor ring 83.

【0040】ところで、ペダル踏力伝達部材56のクラッ
チハウジング58外周には円筒面状の軸支面86が形成され
ており、補助動力伝達部材61の外周にも同じく円筒面状
の軸支面87が形成されている。この2つの軸支面86,87
はクランク軸11の軸方向に離間して位置しており、上述
の合力回転部材80はこの軸支面86,87 の間に跨がるよう
にして軸支されている。
By the way, a cylindrical shaft support surface 86 is formed on the outer periphery of the clutch housing 58 of the pedal effort transmission member 56, and a cylindrical shaft support surface 87 is also formed on the outer periphery of the auxiliary power transmission member 61. Has been formed. These two bearing surfaces 86,87
Are located apart from each other in the axial direction of the crankshaft 11, and the resultant rotary member 80 is axially supported so as to straddle between the shaft supporting surfaces 86 and 87.

【0041】図5は、合力回転部材80から合力ハウジン
グ81を取り去ってカムスリーブ82のみを示した図であ
る。この図に示すようにカムスリーブ82の右端には雄ね
じ88が形成されており、この雄ねじ88が合力ハウジング
81の内周部右端に形成された雌ねじ89(図4に表示)に
締結されることによって両部品81,82 が一体に固定され
るようになっている。カムスリーブ82は、その右端が合
力ハウジング81の右端に形成された内フランジ90に当接
するまできつくねじ込まれる。なお、雄ねじ88と雌ねじ
89は、ペダル踏力伝達部材56の軸支面86の外周に位置す
るように配置されている。また、これらのねじ部88,89
は左ねじとして形成されている。一方、ポジションセン
サリング83は圧入やカシメ等の固定手段により合力ハウ
ジング81の外側に固定される。
FIG. 5 is a view showing only the cam sleeve 82 with the resultant housing 81 removed from the resultant rotary member 80. As shown in this figure, a male screw 88 is formed on the right end of the cam sleeve 82, and this male screw 88 is used as a resultant housing.
Both parts 81, 82 are integrally fixed by being fastened to a female screw 89 (shown in FIG. 4) formed on the right end of the inner peripheral portion of 81. The cam sleeve 82 is screwed tightly until its right end abuts an inner flange 90 formed at the right end of the resultant housing 81. In addition, male screw 88 and female screw
89 is arranged so as to be located on the outer periphery of the shaft support surface 86 of the pedal effort transmission member 56. Also, these screw parts 88, 89
Is formed as a left-hand thread. On the other hand, the position sensor ring 83 is fixed to the outer side of the resultant housing 81 by fixing means such as press fitting or caulking.

【0042】合力ハウジング81は請求項3に記載したボ
ールスプライン構成部となるものであり、その外周には
軸方向に延びる複数の外周スプライン溝91が刻設され
(図3も参照)、この外周スプライン溝91と出力回転部
材65の内周スプライン溝76との間に鋼球92が配列されて
ボールスプライン93が構成されている。このボールスプ
ライン93により合力回転部材80は出力回転部材65に対し
回転一体となり、しかも軸方向には移動自在に保たれ
る。
The resultant housing 81 serves as the ball spline forming portion described in claim 3, and a plurality of outer peripheral spline grooves 91 extending in the axial direction are engraved on the outer periphery thereof (see also FIG. 3). Steel balls 92 are arranged between the spline groove 91 and the inner peripheral spline groove 76 of the output rotary member 65 to form a ball spline 93. With the ball spline 93, the resultant rotation member 80 is integrally rotated with the output rotation member 65, and is kept movable in the axial direction.

【0043】また、合力回転部材80のカムスリーブ82は
請求項3に記載したカム構成部となるものである。図5
に示すように、カムスリーブ82には螺旋方向にV字状に
延びる左右一対のカム溝95R,95Lが形成されている。
このカム溝95R,95Lは、例えば120 ゜間隔でカムスリ
ーブ82の円周方向に3組形成され、カム溝95Rは左ねじ
方向に傾斜し、カム溝95Lは右ねじ方向に傾斜するよう
に形成される。なお、図2および図4に示すように、カ
ム溝95R,95Lの間には内側に起立するセンターフラン
ジ96が形成されている。このセンターフランジ96の内径
はペダル踏力伝達部材56の中間部の外径よりも僅かに大
きくされている。
Further, the cam sleeve 82 of the resultant force rotating member 80 constitutes the cam forming portion described in claim 3. FIG.
As shown in, the cam sleeve 82 is formed with a pair of left and right cam grooves 95R, 95L extending in a V shape in the spiral direction.
The cam grooves 95R and 95L are formed, for example, in three sets at intervals of 120 ° in the circumferential direction of the cam sleeve 82, the cam grooves 95R are inclined in the left-hand screw direction, and the cam grooves 95L are formed in the right-hand screw direction. To be done. As shown in FIGS. 2 and 4, a center flange 96 that stands up inward is formed between the cam grooves 95R and 95L. The inner diameter of the center flange 96 is slightly larger than the outer diameter of the intermediate portion of the pedal effort transmission member 56.

【0044】一方、ペダル踏力伝達部材56に形成された
カムローラホルダ60と、補助動力伝達部材61に形成され
たカムローラホルダ63の外周面には、それぞれ円周方向
に120 ゜の間隔でカムローラ97R,97Lが設けられてい
る。これらのカムローラ97R,97Lはローラピン98に回
転自在に軸支されており、各カムローラ97R,97Lの回
転中心軸(ローラピン98の軸芯)はクランク軸11に直交
している。
On the other hand, the cam roller holder 60 formed on the pedal depression force transmission member 56 and the cam roller holder 63 formed on the auxiliary power transmission member 61 are provided on the outer peripheral surfaces thereof at intervals of 120 ° in the circumferential direction. 97R and 97L are provided. These cam rollers 97R and 97L are rotatably supported by the roller pin 98, and the rotation center axes of the cam rollers 97R and 97L (the axis of the roller pin 98) are orthogonal to the crankshaft 11.

【0045】そして、ペダル踏力伝達部材56側のカムロ
ーラ97Rがカムスリーブ82のカム溝95R内に係合されて
ペダル踏力伝達トルクカム99が構成され、補助動力伝達
部材61側のカムローラ97Lがカムスリーブ82のカム溝95
L内に係合されて補助動力伝達トルクカム100 が構成さ
れる。なお、カムローラ97R,97Lの直径は、カムロー
ラ97R,97Lがカム溝95R,95L内を自在に転動でき、
しかもカム溝95R,95Lの幅方向にはガタつかない大き
さに設定する。
The cam roller 97R on the pedal depression force transmitting member 56 side is engaged with the cam groove 95R of the cam sleeve 82 to form the pedal depression force transmitting torque cam 99, and the cam roller 97L on the auxiliary power transmitting member 61 side is changed to the cam sleeve 82. The cam groove 95
The auxiliary power transmission torque cam 100 is configured by being engaged in L. The diameters of the cam rollers 97R and 97L are such that the cam rollers 97R and 97L can freely roll in the cam grooves 95R and 95L.
Moreover, the size of the cam grooves 95R and 95L is set so as not to rattle in the width direction.

【0046】ペダル踏力伝達トルクカム99は、ペダル踏
力伝達部材56がクランク軸11の回転(ペダル踏力)を受
けてA方向に回動した際に、図5中にベクトルで示すよ
うにペダル踏力Pを合力回転部材80(カムスリーブ82)
に伝達すると同時に、ペダル踏力Pに比例する強度を持
つスラスト分力pを発生させ、このスラスト分力pによ
りカムスリーブ82を一側、例えば左方に押圧する。
The pedal tread force transmission torque cam 99 applies the pedal tread force P as indicated by a vector in FIG. 5 when the pedal tread force transmission member 56 receives the rotation of the crankshaft 11 (pedal tread force) and rotates in the A direction. Force rotating member 80 (cam sleeve 82)
At the same time, the thrust component force p having a strength proportional to the pedal effort P is generated, and the thrust component force p presses the cam sleeve 82 to one side, for example, to the left.

【0047】また、補助動力伝達トルクカム100 は、補
助動力伝達部材61が電動モータ31の補助動力を受けてA
方向に回動した際に、補助動力Mをカムスリーブ82に伝
達すると同時に、補助動力Mに比例する強度を持つスラ
スト分力mを発生させ、このスラスト分力mによりカム
スリーブ82を他側、例えば右方に押圧する。
Further, the auxiliary power transmission torque cam 100 has the auxiliary power transmission member 61 receiving the auxiliary power of the electric motor 31 and
When rotating in the direction, the auxiliary power M is transmitted to the cam sleeve 82, and at the same time, a thrust component force m having a strength proportional to the auxiliary power M is generated, and the thrust component force m causes the cam sleeve 82 to move to the other side. For example, pressing to the right.

【0048】さらに、ペダル踏力伝達トルクカム99と補
助動力伝達トルクカム100 の内周側には、左右一対のコ
イルスプリング102R,102L が設けられている。これらの
コイルスプリング102R,102L は、請求項1に記載した付
勢手段となるものであり、右側のコイルスプリング102R
はカムスリーブ82のセンターフランジ96とペダル踏力伝
達部材56のクラッチハウジング58との間に弾装され、左
側のコイルスプリング102Lはセンターフランジ96と補助
動力伝達部材61との間に弾装されている。なお、左右の
コイルスプリング102R,102L の形状寸法およびバネ定数
は同一に設定されている。
Further, a pair of left and right coil springs 102R and 102L are provided on the inner peripheral sides of the pedal depression force transmission torque cam 99 and the auxiliary power transmission torque cam 100. These coil springs 102R, 102L serve as the biasing means described in claim 1, and the coil spring 102R on the right side.
Is mounted between the center flange 96 of the cam sleeve 82 and the clutch housing 58 of the pedal effort transmission member 56, and the left coil spring 102L is mounted between the center flange 96 and the auxiliary power transmission member 61. . The left and right coil springs 102R and 102L have the same shape and the same spring constant.

【0049】ペダル踏力伝達部材56のクラッチハウジン
グ58と補助動力伝達部材61はクランク軸11の軸方向には
不動であり、その間にあるセンターフランジ96はクラン
ク軸11の軸方向に移動自在であるため、均等な付勢力を
持った2個のコイルスプリング102R,102L によりセンタ
ーフランジ96が左右両側から押圧されると、両方のコイ
ルスプリング102R,102L の長さが等しくなる位置Eで付
勢力が釣り合い、センターフランジ96が停止する。この
位置Eは合力回転部材80(センターフランジ96)の中立
位置となるもので、Eは合力回転部材80がクランク軸11
の軸方向に移動できる範囲の中間点となるように定めら
れている。
The clutch housing 58 and the auxiliary power transmission member 61 of the pedal effort transmission member 56 are immovable in the axial direction of the crankshaft 11, and the center flange 96 between them is movable in the axial direction of the crankshaft 11. , When the center flange 96 is pressed from the left and right sides by the two coil springs 102R and 102L having the uniform biasing force, the biasing forces are balanced at the position E where the lengths of both coil springs 102R and 102L are equal. The center flange 96 stops. This position E is a neutral position of the resultant force rotating member 80 (center flange 96).
It is set to be the midpoint of the range that can be moved in the axial direction of.

【0050】合力装置55は以上のように構成されてい
る。なお、合力装置55の左側に隣接して円盤状のセンサ
プレート103 がクランク軸11に対して回転一体に設けら
れており、このセンサプレート103 の外周には歯車状に
凹凸形状104 が形成されている。一方、図3に示すよう
にケーシング25(25M)には回転速度センサ105 が設置
されており、この回転速度センサ105 がセンサプレート
103 外周の凹凸形状104の動きを読み取ることによって
クランク軸11の回転速度が検出される。
The resultant device 55 is constructed as described above. A disc-shaped sensor plate 103 is provided adjacent to the left side of the resultant device 55 so as to rotate integrally with the crankshaft 11, and the sensor plate 103 has a gear-shaped concave-convex shape 104 formed on the outer periphery thereof. There is. On the other hand, as shown in FIG. 3, a rotation speed sensor 105 is installed in the casing 25 (25M), and this rotation speed sensor 105 is mounted on the sensor plate.
103 The rotation speed of the crankshaft 11 is detected by reading the movement of the uneven shape 104 on the outer circumference.

【0051】ところで、合力装置55の下部には図6にも
示すポジションセンサ106 が設けられている。このポジ
ションセンサ106 は、請求項1に記載した移動検出手段
となるものである。ポジションセンサ106 は、ボルト10
7 でケーシング25の下面に固定されており、その上面に
設けられた回動アーム108 の先端に軸支されたミニチュ
アベアリング109 がポジションセンサリング83のセンサ
溝84内に摺動自在に嵌合されている。
A position sensor 106, which is also shown in FIG. 6, is provided below the force combiner 55. The position sensor 106 serves as the movement detecting means described in claim 1. Position sensor 106 has bolt 10
The miniature bearing 109, which is fixed to the lower surface of the casing 25 by 7 and is pivotally supported by the tip of the rotating arm 108 provided on the upper surface, is slidably fitted in the sensor groove 84 of the position sensor ring 83. ing.

【0052】合力回転部材80がクランク軸11の軸方向に
移動した場合、ポジションセンサリング83も合力回転部
材80と共に軸方向に移動するので、ポジションセンサ10
6 の回動アーム108 が回動し、合力回転部材80の中立位
置Eからの移動方向および移動量が検出される。
When the resultant force rotating member 80 moves in the axial direction of the crankshaft 11, the position sensor ring 83 also moves in the axial direction together with the resultant force rotating member 80.
The rotation arm 108 of 6 rotates, and the movement direction and the movement amount from the neutral position E of the resultant rotation member 80 are detected.

【0053】ポジションセンサ106 は、図7に示すよう
に前記制御装置23に電気的に接続されており、ポジショ
ンセンサ106 の測定による合力回転部材80の移動方向お
よび移動量が制御装置23に入力されるようになってい
る。なお、制御装置23には前記バッテリユニット20、電
動モータ31、回転速度センサ105 等の機器類が電気的に
接続されている。
The position sensor 106 is electrically connected to the control device 23 as shown in FIG. 7, and the moving direction and the moving amount of the resultant force rotating member 80 measured by the position sensor 106 are input to the control device 23. It has become so. The controller 23 is electrically connected to the battery unit 20, the electric motor 31, the rotational speed sensor 105 and other devices.

【0054】次に、このように構成された補助動力アシ
スト式自転車1の作用について説明する。
Next, the operation of the auxiliary power assist type bicycle 1 thus constructed will be described.

【0055】補助動力アシスト式自転車1の走行時に
は、クランク軸11がペダル踏力を受けてA方向に回転
し、このクランク軸11の回転が合力装置55のワンウェイ
クラッチ59を経てペダル踏力伝達部材56に伝達され、ペ
ダル踏力伝達部材56がA方向へ回転駆動される。一方、
電動モータ31の補助動力は6枚のギヤ40,43,48,49,50,5
1により3段階に減速されて補助動力伝達部材61に伝達
され、補助動力伝達部材61も同じくA方向に回転駆動さ
れる。
When the auxiliary power assisted bicycle 1 is running, the crankshaft 11 receives a pedaling force and rotates in the direction A, and the rotation of the crankshaft 11 is transmitted to the pedaling force transmitting member 56 via the one-way clutch 59 of the force combiner 55. Then, the pedal effort transmission member 56 is rotationally driven in the A direction. on the other hand,
The auxiliary power of the electric motor 31 is six gears 40, 43, 48, 49, 50, 5
The speed is reduced in three stages by 1 and transmitted to the auxiliary power transmission member 61, and the auxiliary power transmission member 61 is also rotationally driven in the A direction.

【0056】ペダル踏力伝達部材56と補助動力伝達部材
61の回転力は、それぞれペダル踏力伝達トルクカム99お
よび補助動力伝達トルクカム100 を経て合力回転部材80
に伝達され、合力回転部材80はボールスプライン93を介
して出力回転部材65をA方向に回転させる。この出力回
転部材65の回転力はペダル踏力と補助動力の合力であ
り、この合力がドライブスプロケット15とチェーン17と
ドリブンスプロケット16によって駆動輪である後輪7に
出力される。このため、電動モータ31の補助動力により
ペダル踏力がアシストされ、小さなペダル踏力でも楽に
補助動力アシスト式自転車1を走行させることができ
る。
Pedal pedal force transmission member 56 and auxiliary power transmission member
The rotational force of 61 passes through the pedal depression force transmission torque cam 99 and the auxiliary power transmission torque cam 100, respectively, and the resultant force rotation member 80
And the resultant rotary member 80 rotates the output rotary member 65 in the A direction via the ball spline 93. The rotational force of the output rotary member 65 is the resultant force of the pedal effort and the auxiliary power, and the resultant force is output to the rear wheel 7 which is the drive wheel by the drive sprocket 15, the chain 17 and the driven sprocket 16. Therefore, the pedaling force is assisted by the auxiliary power of the electric motor 31, and the auxiliary power assisted bicycle 1 can be easily traveled even with a small pedaling force.

【0057】ペダル踏力伝達トルクカム99および補助動
力伝達トルクカム100 は、ペダル踏力伝達部材56と補助
動力伝達部材61の回転力を合力回転部材80に伝達すると
同時に、図5に示すようにペダル踏力Pおよび補助動力
Mに比例する強度を持つ2つのスラスト分力p,mを合
力回転部材80(のカムスリーブ82)に左右両側から作用
させるので、合力回転部材80はスラスト分力p,mによ
り左右両側から押圧される。
The pedal depression force transmission torque cam 99 and the auxiliary power transmission torque cam 100 transmit the rotational forces of the pedal depression force transmission member 56 and the auxiliary power transmission member 61 to the resultant force rotation member 80, and at the same time, as shown in FIG. Since two thrust component forces p and m having a strength proportional to the auxiliary power M are applied to (the cam sleeve 82 of) the resultant force rotating member 80 from both left and right sides, the resultant force rotating member 80 is left and right sides due to the thrust component forces p and m. Is pressed from.

【0058】アシスト比が1対1である場合、つまりペ
ダル踏力Pと補助動力Mの強度が均等である場合には、
合力回転部材80の両側から作用する2つのスラスト分力
p,mの強度も均等になって互いに相殺されるため、図
4および図8(B) に示すように合力回転部材80(センタ
ーフランジ96)の位置は中立位置Eに保たれる。
When the assist ratio is 1: 1, that is, when the pedaling force P and the auxiliary power M are equal in intensity,
Since the strengths of the two thrust component forces p and m acting from both sides of the resultant force rotating member 80 are equalized and cancel each other out, as shown in FIGS. 4 and 8 (B), the resultant force rotating member 80 (center flange 96 The position of) is kept in the neutral position E.

【0059】しかし、アシスト比が1対1でなくなる
と、2つのスラスト分力p,mの強度が不均等になるた
め、合力回転部材80は強度の強い方のスラスト分力pま
たはmに押圧されてクランク軸11の軸方向に移動する。
例えば、ペダル踏力Pが補助動力Mよりも強ければ、ペ
ダル踏力Pのスラスト分力pが補助動力Mのスラスト分
力mよりも強くなるので、合力回転部材80(センターフ
ランジ96)はスラスト分力pに押圧されて図8(A) に示
すように中立位置Eよりも左方へ移動する。
However, when the assist ratio is not 1: 1, the strengths of the two thrust component forces p and m become unequal, so that the resultant force rotating member 80 presses the thrust component force p or m of the stronger one. Then, the crankshaft 11 is moved in the axial direction.
For example, if the pedaling force P is stronger than the auxiliary power M, the thrust component force p of the pedaling force P becomes stronger than the thrust component force m of the auxiliary power M, so that the resultant force rotating member 80 (center flange 96) has a thrust component force. It is pushed by p and moves to the left of the neutral position E as shown in FIG. 8 (A).

【0060】また、補助動力Mがペダル踏力Pよりも強
ければ、補助動力Mのスラスト分力mがペダル踏力Pの
スラスト分力pよりも強くなるので、合力回転部材80
(センターフランジ96)はスラスト分力mに押圧されて
図8(C) に示すように中立位置Eよりも右方へ移動す
る。
If the auxiliary power M is stronger than the pedaling force P, the thrust component force m of the auxiliary power M is stronger than the thrust component force p of the pedaling force P, so the resultant force rotating member 80.
The (center flange 96) is pressed by the thrust component m and moves to the right of the neutral position E as shown in FIG. 8 (C).

【0061】そして、この合力回転部材80(センターフ
ランジ96)の中立位置Eからの移動方向および移動量が
ポジションセンサ106 に読み取られ、そのデータが制御
装置23に入力される。制御装置23は、ポジションセンサ
106 からの入力に基づいて2つのスラスト分力p,mの
強度差を検知し、この差が0になるように電動モータ31
の出力を制御する。つまり、図8(A) のように合力回転
部材80が中立位置Eよりも左方へ移動した場合には電動
モータ31の出力を向上させ、図8(C) のように合力回転
部材80が中立位置Eよりも右方へ移動した場合には電動
モータ31の出力を低下させる。これにより、合力装置55
は図8(B) の状態に維持され、アシスト比が常に1対1
に保たれる。
Then, the movement direction and the movement amount of the resultant rotary member 80 (center flange 96) from the neutral position E are read by the position sensor 106, and the data is inputted to the control device 23. The controller 23 is a position sensor
Based on the input from 106, the strength difference between the two thrust components p and m is detected, and the electric motor 31 is adjusted so that the difference becomes zero.
Control the output of. That is, when the resultant force rotating member 80 is moved to the left of the neutral position E as shown in FIG. 8 (A), the output of the electric motor 31 is improved, and the resultant force rotating member 80 is moved as shown in FIG. 8 (C). When moving to the right of the neutral position E, the output of the electric motor 31 is reduced. As a result, the resultant device 55
Is maintained in the state of FIG. 8 (B), and the assist ratio is always 1: 1
Kept in.

【0062】なお、制御装置23に2つのスラスト分力
p,mの強度差を任意に設定させることにより、アシス
ト比を1対1に限らず任意の比率に設定することもでき
る。例えば、2つのスラスト分力pとmの強度差を1対
0.5 に設定した場合、ペダル踏力Pに対して補助動力M
が半分になる。
The assist ratio can be set not only to 1: 1 but also to an arbitrary ratio by making the controller 23 arbitrarily set the strength difference between the two thrust components p and m. For example, a pair of strength differences between two thrust component forces p and m
When set to 0.5, the auxiliary power M for the pedal effort P
Is halved.

【0063】この強度差の比率は、走行中に連続的に変
化させることも可能である。例えば補助動力アシスト式
自転車1の発進時にはアシスト比を最大比率の1対1に
設定し、車速が高まるにつれてアシスト比を低くして行
けば、人力の負担を低減しつつ電動モータ31の消費電力
を大幅に省くことができ、バッテリユニット20の放電量
を抑えて走行距離を大きく伸ばすことができる。
It is also possible to continuously change the ratio of this intensity difference during traveling. For example, when the assist power assisted bicycle 1 is started, the assist ratio is set to 1: 1 which is the maximum ratio, and the assist ratio is reduced as the vehicle speed increases, so that the load of human power is reduced and the power consumption of the electric motor 31 is reduced. It can be largely omitted, and the amount of discharge of the battery unit 20 can be suppressed to greatly extend the traveling distance.

【0064】さらに、制御装置23は回転速度センサ105
から入力されるクランク軸11の回転速度から車速を判断
し、例えば車速が一定以上になった時には電動モータ31
への電力供給量を減少させるか0にして車速が過大にな
らないようにする。
Further, the control device 23 uses the rotation speed sensor 105.
The vehicle speed is judged from the rotation speed of the crankshaft 11 input from the electric motor 31 when the vehicle speed exceeds a certain value.
Reduce the power supply to the vehicle or set it to 0 to prevent the vehicle speed from becoming excessive.

【0065】なお、この補助動力アシスト式自転車1
は、電動モータ31を作動させずにペダル踏力だけで走行
することもできる。この場合、ペダル踏力を受けて合力
装置55全体がドライブスプロケット15とともにA方向に
回転し、ドライブスプロケット15の回転が後輪7に伝達
される。この時、合力装置55と共に三次ドリブンギヤ51
もA方向に回転し、三次ドライブギヤ50、二次ドリブン
ギヤ49、二次ドライブギヤ48、ならびに第一中間軸41が
逆駆動されるが、ワンウェイクラッチ44の接続が断たれ
るので一次ドリブンギヤ43と一次ドライブギヤ40は回転
せず、これにより電動モータ31の逆駆動が防止されてペ
ダル踏力が軽く保たれる。
This auxiliary power assisted bicycle 1
Can also be driven only by the pedal effort without operating the electric motor 31. In this case, the entire force combiner 55 rotates in the A direction together with the drive sprocket 15 in response to the pedaling force, and the rotation of the drive sprocket 15 is transmitted to the rear wheel 7. At this time, the third driven gear 51 together with the resultant device 55.
Also rotates in the A direction, and the tertiary drive gear 50, the secondary driven gear 49, the secondary drive gear 48, and the first intermediate shaft 41 are reversely driven, but the one-way clutch 44 is disconnected, so that the primary driven gear 43 The primary drive gear 40 does not rotate, so that reverse driving of the electric motor 31 is prevented and the pedal effort is kept light.

【0066】以上のように補助動力アシスト式自転車1
を構成すれば、ペダル踏力と補助動力とが合成される合
力装置55の部分で、直接かつ機械的にアシスト比が検出
されるので、アシスト比を誤差なく正確に割り出すこと
ができる。このため、従来のようにクランク軸11に加わ
るペダル踏力を一旦検出し、それに合わせて電動モータ
31の出力を制御するという必要性がなく、ペダル踏力を
検出するトルクセンサ等の検出手段が不要になる。
As described above, the auxiliary power assist type bicycle 1
With this configuration, since the assist ratio is directly and mechanically detected at the part of the force combiner 55 where the pedal effort and the auxiliary power are combined, the assist ratio can be accurately calculated without error. For this reason, the pedal depression force applied to the crankshaft 11 is detected once, and the electric motor is adjusted accordingly.
There is no need to control the output of 31, and detection means such as a torque sensor for detecting the pedal effort is unnecessary.

【0067】したがって、このペダル踏力検出手段の誤
差を考慮しなくてもよく、しかも電動モータ31の正味出
力によりアシスト比が1対1あるいは任意の比率に設定
されるので、電動モータ31の出力特性のばらつきや、バ
ッテリユニット20の充電状態、あるいは慣らし運転の前
後における合力装置55のフリクションロスの変化等によ
るアシスト比への影響を一切無視することができ、アシ
スト比を正確かつ容易に制御することができる。
Therefore, it is not necessary to consider the error of the pedal depression force detecting means, and the output ratio of the electric motor 31 is set because the assist ratio is set to 1: 1 or an arbitrary ratio by the net output of the electric motor 31. , The charge state of the battery unit 20, or the influence of the friction loss of the force combiner 55 before and after the break-in operation on the assist ratio can be completely ignored, and the assist ratio can be controlled accurately and easily. You can

【0068】しかも、ペダル踏力と補助動力の絶対値よ
りも大幅に小さいスラスト分力p,m間の強度差だけを
ポジションセンサ106 で読み取ればよいので、ポジショ
ンセンサ106 の読み取り誤差を非常に小さくすることが
でき、このことからもアシスト比を正確に制御し易くな
る。
Moreover, since the position sensor 106 only needs to read the strength difference between the thrust component forces p and m, which are significantly smaller than the absolute values of the pedal effort and the auxiliary power, the reading error of the position sensor 106 can be made very small. It is possible to control the assist ratio accurately.

【0069】さらに、合力装置55のペダル踏力伝達トル
クカム99および補助動力伝達トルクカム100 がローラ式
に構成されているので作動時の抵抗が非常に小さく、動
きが滑らかである。このため、ペダル踏力Pの分力pと
補助動力Mの分力mの比率が僅かに変化しても、合力回
転部材80がこの微小な比率変化を敏感に感知して追従す
ることができる。したがって、アシスト比を一層正確に
制御することができる。なお、カム溝95R,95L内にグ
リースを封入できるので両トルクカム99,100の潤滑性が
大きく向上し、耐久性もアップする。
Further, since the pedal depression force transmission torque cam 99 and the auxiliary power transmission torque cam 100 of the force combiner 55 are constituted by rollers, the resistance during operation is very small and the movement is smooth. Therefore, even if the ratio of the component force p of the pedaling force P and the component force m of the auxiliary power M slightly changes, the resultant force rotating member 80 can sensitively detect and follow this minute change in the ratio. Therefore, the assist ratio can be controlled more accurately. Since grease can be filled in the cam grooves 95R, 95L, the lubricity of both torque cams 99, 100 is greatly improved and the durability is also improved.

【0070】これに加えて、合力装置55の合力回転部材
80がクランク軸11の軸方向に離間して位置するペダル踏
力伝達部材56の軸支面86と補助動力伝達部材61の軸支面
87との間に跨がって軸支されているため、合力回転部材
80全体のクランク軸11に対する芯振れが最小限となり、
これによってポジションセンサリング83の振れも非常に
小さくなる。このため、合力回転部材80の位置検知が正
確になり、合力装置55に加わるペダル踏力および補助動
力の大きさを正確に把握することができる。
In addition to this, the resultant force rotating member of the resultant device 55.
80 is a bearing surface 86 of the pedal depression force transmission member 56 and a bearing surface of the auxiliary power transmission member 61, which are spaced apart in the axial direction of the crankshaft 11.
Since it is axially supported across 87, the resultant force rotating member
The core runout for the entire crankshaft 11 is minimized,
As a result, the shake of the position sensor ring 83 becomes very small. Therefore, the position of the resultant force rotating member 80 is accurately detected, and the magnitudes of the pedal effort and the auxiliary power applied to the resultant device 55 can be accurately grasped.

【0071】この合力回転部材80は、そのボールスプラ
イン構成部である合力ハウジング81と、カム構成部であ
るカムスリーブ82とが別体になるように構成されている
ので、合力ハウジング81の材質とカムスリーブ82の材質
を異ならせ、それぞれに適した材質を選択して合力装置
55の耐久性をめざましく向上させることができる。ま
た、この両部品81,82 はネジ締結で組み立てられるので
容易に分解することができ、合力装置55(合力回転部材
80)の分解、組立性を損なわずに各部の材質を異ならせ
ることができる。
The resultant force rotating member 80 is constructed so that the resultant force housing 81, which is the ball spline constituent portion, and the cam sleeve 82, which is the cam constituent portion, are separate bodies. The material of the cam sleeve 82 is different, and the material suitable for each is selected, and the resultant device
The durability of 55 can be improved remarkably. Also, since both parts 81 and 82 are assembled by screw fastening, they can be easily disassembled, and
The material of each part can be changed without degrading 80) and assembling.

【0072】なお、合力ハウジング81の雌ねじ89とカム
スリーブ82の雄ねじ88は左ねじとして形成されているの
で、カムスリーブ82はA方向へ回転駆動される際に合力
ハウジング81に締め込まれて行く。したがって作動中に
合力ハウジング81とカムスリーブ82の結合が緩むことは
ない。
Since the female screw 89 of the resultant housing 81 and the male screw 88 of the cam sleeve 82 are formed as a left screw, the cam sleeve 82 is tightened in the resultant housing 81 when being rotationally driven in the A direction. . Therefore, the coupling between the resultant housing 81 and the cam sleeve 82 does not loosen during operation.

【0073】この合力ハウジング81とカムスリーブ82の
ネジ締結部はペダル踏力伝達部材56の軸支面86外周に配
置されているが、これによってペダル踏力伝達部材56の
クラッチハウジング58外周にあるデッドスペースを有効
に活用することができ、合力装置55の大形化を防止でき
る。
The screw fastening portions of the resultant force housing 81 and the cam sleeve 82 are arranged on the outer periphery of the shaft supporting surface 86 of the pedal effort transmitting member 56, whereby the dead space at the outer periphery of the clutch housing 58 of the pedal effort transmitting member 56. Can be effectively used, and the resultant device 55 can be prevented from becoming large.

【0074】ところで、この合力装置55において、例え
ばペダル踏力伝達トルクカム99と補助動力伝達トルクカ
ム100 の作動性に差が生じたり、左右のコイルスプリン
グ102R,102L のバネ定数に差が生じた場合には、合力回
転部材80の中立位置Eが少しずれてアシスト比が変化す
ることが考えられるが、その場合には、ずれた中立位置
Eに合わせてポジションセンサ106 の中立読取り値をリ
セットするだけでアシスト比を正確に1対1に戻すこと
ができるので、非常にメンテナンス性が良い。
By the way, in the resultant force device 55, for example, when there is a difference in the operability of the pedal depression force transmission torque cam 99 and the auxiliary power transmission torque cam 100, or when there is a difference in the spring constants of the left and right coil springs 102R and 102L. , It is possible that the neutral position E of the resultant rotary member 80 is slightly deviated and the assist ratio is changed. In that case, the neutral read value of the position sensor 106 is simply reset according to the deviated neutral position E. Since the ratio can be accurately returned to 1: 1, the maintainability is very good.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る補助
動力アシスト式自転車は、ペダル踏力により回転駆動さ
れるクランク軸と、補助動力を発生する電動モータと、
上記ペダル踏力および補助動力を合成し、その合力を駆
動輪側に出力する合力装置とを備え、上記合力装置を、
クランク軸に軸支されて駆動輪側にペダル踏力および補
助動力の合力を伝達する出力回転部材と、ボールスプラ
インを介して上記出力回転部材に回転一体かつ軸方向に
移動自在に設けられた合力回転部材と、この合力回転部
材にペダル踏力を伝達するペダル踏力伝達部材と、合力
回転部材に補助動力を伝達する補助動力伝達部材と、上
記ペダル踏力伝達部材からのペダル踏力を合力回転部材
に伝達すると同時にペダル踏力Pに比例する強度を持つ
スラスト分力をクランク軸の軸方向に沿って合力回転部
材の一側から作用させるペダル踏力伝達トルクカムと、
上記補助動力伝達部材からの補助動力を合力回転部材に
伝達すると同時に補助動力に比例する強度を持つスラス
ト分力をクランク軸の軸方向に沿って合力回転部材の他
側から作用させる補助動力伝達トルクカムと、合力回転
部材を軸方向移動範囲の中立位置に保つ付勢手段と、上
記2つのスラスト分力を受けて軸方向に移動する合力回
転部材の中立位置からの移動方向および移動量を検出す
る移動検出手段(位置センサ)と、上記移動検出手段か
らの入力に基づいて上記2つのスラスト分力の強度差を
検知し、この強度差を0および任意の強度差にするべく
電動モータの出力を制御する制御装置とを備えて構成
し、さらに上記ペダル踏力伝達トルクカムおよび補助動
力伝達トルクカムを、ペダル踏力伝達部材と補助動力伝
達部材とに回転自在に設けられて回転中心軸がクランク
軸に直交するカムローラと、合力回転部材に螺旋方向に
形成されて上記カムローラが係合されるカム溝とを備え
て構成したことを特徴とするものである。
As described above, the auxiliary power assisted bicycle according to the present invention has a crankshaft which is rotationally driven by pedaling force, an electric motor which generates auxiliary power,
The pedaling force and the auxiliary power are combined, and a resultant force device for outputting the resultant force to the driving wheel side is provided.
An output rotary member that is axially supported by the crankshaft and transmits the resultant force of the pedal depression force and auxiliary power to the drive wheel side, and a resultant rotation provided integrally with the output rotary member via a ball spline so as to be rotatable and axially movable. A member, a pedal depression force transmission member that transmits a pedal depression force to the resultant force rotation member, an auxiliary power transmission member that transmits auxiliary power to the resultant force rotation member, and a pedal depression force transmitted from the pedal depression force transmission member to the resultant force rotation member. At the same time, a pedal depression force transmission torque cam that applies a thrust component force having a strength proportional to the pedal depression force P from one side of the resultant rotation member along the axial direction of the crankshaft,
An auxiliary power transmission torque cam for transmitting the auxiliary power from the auxiliary power transmission member to the resultant force rotating member and at the same time causing a thrust component having a strength proportional to the auxiliary power to act from the other side of the resultant force rotating member along the axial direction of the crankshaft. And biasing means for keeping the resultant force rotating member at a neutral position in the axial movement range, and detecting the moving direction and the amount of movement from the neutral position of the resultant force rotating member that moves in the axial direction by receiving the two thrust component forces. Based on the input from the movement detecting means (position sensor) and the movement detecting means, the strength difference between the two thrust component forces is detected, and the output of the electric motor is adjusted so that the strength difference becomes 0 and an arbitrary strength difference. And a control device for controlling, wherein the pedal depression force transmission torque cam and the auxiliary power transmission torque cam are rotatable between the pedal depression force transmission member and the auxiliary power transmission member. A cam roller rotation center shaft provided perpendicular to the crankshaft, is formed in the helical direction to force the rotating member is characterized in that it has structure and a cam groove in which the cam roller is engaged.

【0076】このように構成すれば、合力装置の部分で
直接かつ機械的にアシスト比が検出されるので、アシス
ト比を誤差なく正確に割り出すことができ、しかも電動
モータの正味出力によりアシスト比が1対1あるいは任
意の比率に設定されるので、電動モータの出力特性のば
らつきや、バッテリユニットの充電状態、あるいは慣ら
し運転の前後における合力装置のフリクションロスの変
化等によるアシスト比への影響を一切無視することがで
き、アシスト比を正確かつ容易に制御することができ
る。
According to this structure, since the assist ratio is directly and mechanically detected in the resultant device, the assist ratio can be accurately determined without error, and the net output of the electric motor can be used to determine the assist ratio. Since the ratio is set to 1: 1 or an arbitrary ratio, there is no influence on the assist ratio due to variations in the output characteristics of the electric motor, the state of charge of the battery unit, or changes in friction loss of the force combiner before and after running-in. It can be ignored and the assist ratio can be controlled accurately and easily.

【0077】しかも、ペダル踏力伝達トルクカムおよび
補助動力伝達トルクカムをローラ式に構成したので、ペ
ダル踏力伝達トルクカムおよび補助動力伝達トルクカム
の作動時の抵抗を非常に小さくすることができ、これに
よってアシスト比を一層正確に制御することができる。
Moreover, since the pedal depression force transmission torque cam and the auxiliary power transmission torque cam are of roller type, the resistance during operation of the pedal depression force transmission torque cam and the auxiliary power transmission torque cam can be made extremely small, whereby the assist ratio can be increased. It can be controlled more accurately.

【0078】また、本発明に係る補助動力アシスト式自
転車は、前記ペダル踏力伝達部材に設けた軸支面と、前
記補助動力伝達部材に設けた軸支面とがクランク軸の軸
方向に離間して位置するように構成し、前記合力回転部
材を上記2つの軸支面の間に跨がらせて軸支したため、
合力回転部材全体のクランク軸に対する芯振れが最小限
になって合力回転部材の位置検知が正確になる。このた
め、合力装置に加わるペダル踏力および補助動力の大き
さをより正確に把握することができる。
In the auxiliary power assisted bicycle according to the present invention, the shaft supporting surface provided on the pedal effort transmitting member and the shaft supporting surface provided on the auxiliary power transmitting member are separated from each other in the axial direction of the crankshaft. Since the resultant rotary member is axially supported by straddling between the two shaft supporting surfaces,
The center runout of the entire resultant rotating member with respect to the crankshaft is minimized, and the position detection of the resultant rotating member becomes accurate. Therefore, it is possible to more accurately grasp the magnitudes of the pedal effort and the auxiliary power applied to the resultant device.

【0079】さらに、本発明に係る補助動力アシスト式
自転車は、前記合力回転部材を、そのボールスプライン
構成部とカム構成部とが別体になるように形成し、この
ボールスプライン構成部とカム構成部とをネジ締結によ
り組み立てるようにしたので、ボールスプライン構成部
とカム構成部の材質を異ならせて、それぞれに適した材
質を選択して合力装置の耐久性を大きく向上させること
ができる。また、ボールスプライン構成部とカム構成部
がネジ締結で組み立てられるので、分解が容易であり、
合力装置の分解、組立性を損なわずに各部の材質を異な
らせることができる。
Further, in the auxiliary power assisted bicycle according to the present invention, the resultant force rotating member is formed such that the ball spline forming portion and the cam forming portion are separate bodies, and the ball spline forming portion and the cam forming portion are formed. Since the parts are assembled by screw fastening, it is possible to greatly improve the durability of the resultant device by making the materials of the ball spline forming part and the cam forming part different from each other and selecting a suitable material for each. Also, the ball spline component and the cam component are assembled by screw fastening, so disassembly is easy,
It is possible to change the material of each part without impairing the disassembling and assembling of the resultant device.

【0080】そして、本発明に係る補助動力アシスト式
自転車は、前記合力回転部材のボールスプライン構成部
とカム構成部のネジ締結部を前記ペダル踏力伝達部材の
軸支面外周に配置したため、合力装置内部のデッドスペ
ースを有効に活用することができ、合力装置の大形化を
防止できる。
In the auxiliary power assisted bicycle according to the present invention, the ball spline forming portion of the resultant rotating member and the screw fastening portion of the cam forming portion are arranged on the outer periphery of the shaft supporting surface of the pedal depression force transmitting member. It is possible to effectively use the internal dead space, and prevent the resultant device from becoming large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る補助動力アシスト式自転車の左側
面図。
FIG. 1 is a left side view of an auxiliary power assist type bicycle according to the present invention.

【図2】本発明の一実施形態を示す補助動力アシスト装
置の横断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an auxiliary power assist device showing an embodiment of the present invention.

【図3】図2のIII-III 矢視による補助動力アシスト装
置の左側面図。
3 is a left side view of the auxiliary power assist device taken along the line III-III of FIG.

【図4】合力装置を拡大した横断面図。FIG. 4 is an enlarged transverse cross-sectional view of the resultant device.

【図5】合力回転部材から合力ハウジングを取り去って
カムスリーブのみを示した図。
FIG. 5 is a view showing only the cam sleeve with the resultant housing removed from the resultant rotary member.

【図6】位置センサを示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing a position sensor.

【図7】補助動力アシスト装置の制御系統を示すブロッ
ク図。
FIG. 7 is a block diagram showing a control system of the auxiliary power assist device.

【図8】合力装置の作動状態を示す縦断面図で、(A) は
ペダル踏力が補助動力よりも強い場合を示し、(B) はペ
ダル踏力と補助動力が等しい場合を示し、(C) は補助動
力がペダル踏力よりも強い場合を示している。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing an operating state of the force combiner, where (A) shows a case where the pedal effort is stronger than the auxiliary power, (B) shows a case where the pedal effort and the auxiliary power are equal, and (C). Indicates the case where the auxiliary power is stronger than the pedal effort.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 補助動力アシスト式自転車 3 補助動力アシスト装置 7 駆動輪である後輪 11 クランク軸 23 制御装置 31 電動モータ 55 合力装置 56 ペダル踏力伝達部材 61 補助動力伝達部材 65 出力回転部材 80 合力回転部材 81 合力回転部材のボールスプライン構成部である合力
ハウジング 82 合力回転部材のカム構成部であるカムスリーブ 86 ペダル踏力伝達部材に設けた軸支面 87 補助動力伝達部材に設けた軸支面 93 ボールスプライン 95R,95L カム溝 97R,97L カムローラ 99 ペダル踏力伝達トルクカム 100 補助動力伝達トルクカム 102L,102R 付勢手段としてのコイルスプリング 106 移動検出手段としてのポジションセンサ P ペダル踏力を示すベクトル M 補助動力を示すベクトル p ペダル踏力に比例する強度を持つスラスト分力を示
すベクトル m 補助動力に比例する強度を持つスラスト分力を示す
ベクトル E 合力回転部材の中立位置
1 Auxiliary power assist type bicycle 3 Auxiliary power assist device 7 Rear wheel which is a driving wheel 11 Crankshaft 23 Control device 31 Electric motor 55 Combiner device 56 Pedal pedal force transmitting member 61 Auxiliary power transmitting member 65 Output rotating member 80 Combined rotating member 81 Combined force Combined force housing which is a ball spline forming part of the rotating member 82 Cam sleeve which is a cam forming part of the combining force rotating member 86 Shaft supporting surface provided on the pedal depression force transmitting member 87 Shaft supporting surface provided on the auxiliary power transmitting member 93 Ball spline 95R, 95L Cam groove 97R, 97L Cam roller 99 Pedal pedal force transmission torque cam 100 Auxiliary power transmission torque cam 102L, 102R Coil spring as biasing means 106 Position sensor as movement detecting means P Vector indicating pedal pedal force M Vector indicating auxiliary power p Pedal pedal force Vector m indicating the thrust component force with strength proportional to The neutral position of the vector E resultant rotary member showing a thrust component force having an intensity of Example

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ペダル踏力により回転駆動されるクラン
ク軸11と、補助動力を発生する電動モータ31と、上記ペ
ダル踏力および補助動力を合成し、その合力を駆動輪側
に出力する合力装置55とを備え、上記合力装置55を、ク
ランク軸11に軸支されて駆動輪側にペダル踏力および補
助動力の合力を伝達する出力回転部材65と、ボールスプ
ライン93を介して上記出力回転部材65に回転一体かつ軸
方向に移動自在に設けられた合力回転部材80と、この合
力回転部材80にペダル踏力を伝達するペダル踏力伝達部
材56と、合力回転部材80に補助動力を伝達する補助動力
伝達部材61と、上記ペダル踏力伝達部材56からのペダル
踏力を合力回転部材80に伝達すると同時にペダル踏力P
に比例する強度を持つスラスト分力pをクランク軸11の
軸方向に沿って合力回転部材80の一側から作用させるペ
ダル踏力伝達トルクカム99と、上記補助動力伝達部材61
からの補助動力を合力回転部材80に伝達すると同時に補
助動力Mに比例する強度を持つスラスト分力mをクラン
ク軸11の軸方向に沿って合力回転部材80の他側から作用
させる補助動力伝達トルクカム100と、合力回転部材80
を軸方向移動範囲の中立位置Eに保つ付勢手段(例えば
コイルスプリング102L,102R )と、上記2つのスラスト
分力p,mを受けて軸方向に移動する合力回転部材80の
中立位置Eからの移動方向および移動量を検出する移動
検出手段(例えばポジションセンサ106 )と、上記移動
検出手段からの入力に基づいて上記2つのスラスト分力
p,mの強度差を検知し、この強度差を0および任意の
強度差にするべく電動モータ31の出力を制御する制御装
置23とを備えて構成し、さらに上記ペダル踏力伝達トル
クカム99および補助動力伝達トルクカム100 を、ペダル
踏力伝達部材56と補助動力伝達部材61とに回転自在に設
けられて回転中心軸がクランク軸11に直交するカムロー
ラ97R,97Lと、合力回転部材80に螺旋方向に形成され
て上記カムローラ97R,97Lが係合されるカム溝95R,
95Lとを備えて構成したことを特徴とする補助動力アシ
スト式自転車。
1. A crankshaft 11, which is rotationally driven by a pedal effort, an electric motor 31 which generates auxiliary power, and a resultant force device 55 which combines the pedal effort and auxiliary power and outputs the resultant force to the drive wheel side. The output rotation member 65 that is supported by the crankshaft 11 and transmits the resultant force of the pedal depression force and the auxiliary power to the drive wheels, and the output rotation member 65 through the ball spline 93. A resultant force rotating member 80 provided integrally and movably in the axial direction, a pedal stepping force transmitting member 56 for transmitting a pedaling force to the resultant force rotating member 80, and an auxiliary power transmitting member 61 for transmitting auxiliary power to the resultant force rotating member 80. And the pedal effort from the pedal effort transmitting member 56 is transmitted to the resultant force rotating member 80, and at the same time the pedal effort P
Pedal force transmission torque cam 99 that exerts a thrust component p having a strength proportional to the above from one side of the resultant rotation member 80 along the axial direction of the crankshaft 11, and the auxiliary power transmission member 61.
Auxiliary power transmission torque cam for transmitting the auxiliary power from the resultant rotary member 80 to the resultant rotary member 80, and at the same time applying a thrust component m having strength proportional to the auxiliary power M from the other side of the resultant rotary member 80 along the axial direction of the crankshaft 11. 100 and the resultant rotation member 80
From the neutral position E of the resultant force rotating member 80 that moves in the axial direction by receiving biasing means (for example, coil springs 102L and 102R) that keeps the axial position in the neutral position E in the axial movement range. Of the thrust components p and m based on the input from the movement detecting means (for example, the position sensor 106) and the movement detecting means for detecting the movement direction and the movement amount of the two. 0 and a control device 23 for controlling the output of the electric motor 31 so as to obtain an arbitrary strength difference. Further, the pedal depression force transmission torque cam 99 and the auxiliary power transmission torque cam 100 are connected to the pedal depression force transmission member 56 and the auxiliary power transmission. Cam rollers 97R and 97L that are rotatably provided on the transmission member 61 and have a rotation center axis orthogonal to the crankshaft 11, and the cam rollers 97R and 97L that are formed in the resultant rotation member 80 in a spiral direction. Is the cam groove 95R,
An auxiliary power assist type bicycle characterized by being configured with 95L.
【請求項2】前記ペダル踏力伝達部材56に設けた軸支面
86と、前記補助動力伝達部材61に設けた軸支面87とがク
ランク軸11の軸方向に離間して位置するように構成し、
前記合力回転部材80を上記2つの軸支面86,87 の間に跨
がらせて軸支した請求項1に記載の補助動力アシスト式
自転車。
2. A shaft supporting surface provided on the pedal effort transmitting member 56.
86, and the shaft support surface 87 provided on the auxiliary power transmission member 61 is configured to be spaced apart in the axial direction of the crankshaft 11,
The auxiliary power assist type bicycle according to claim 1, wherein the resultant force rotating member 80 is rotatably supported by straddling the two shaft supporting surfaces 86, 87.
【請求項3】 前記合力回転部材80を、そのボールスプ
ライン構成部(合力ハウジング81)とカム構成部(カム
スリーブ82)とが別体になるように形成し、このボール
スプライン構成部とカム構成部とをネジ締結により組み
立てるようにした請求項1に記載の補助動力アシスト式
自転車。
3. The resultant force rotating member 80 is formed so that the ball spline forming portion (resulting force housing 81) and the cam forming portion (cam sleeve 82) are separate bodies, and the ball spline forming portion and the cam forming portion. The auxiliary power assisted bicycle according to claim 1, wherein the parts are assembled by screw fastening.
【請求項4】 前記合力回転部材80のボールスプライン
構成部(81)とカム構成部(82)のネジ締結部(雄ねじ88お
よび雌ねじ89)を前記ペダル踏力伝達部材56の軸支面86
外周に配置した請求項3に記載の補助動力アシスト式自
転車。
4. The ball spline forming part (81) of the resultant force rotating member 80 and the screw fastening parts (male screw 88 and female screw 89) of the cam forming part (82) are attached to the shaft supporting surface 86 of the pedal depression force transmitting member 56.
The auxiliary power assisted bicycle according to claim 3, wherein the auxiliary power assisted bicycle is arranged on the outer circumference.
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