JP3818462B2

JP3818462B2 - Electric assist bicycle

Info

Publication number: JP3818462B2
Application number: JP29902296A
Authority: JP
Inventors: 俊吉榊原; 康式村田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2016-11-11
Also published as: JPH10138986A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗員の踏力と該踏力に応じた補助動力との合成力によって走行する電動補助自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗員による踏力を電動モータによる補助動力によって補う電動補助自転車が提案され、既に実用に供されているが、この電動補助自転車には、乗員の踏力を検出してその大きさに応じた補助動力を発生するパワーユニットが設けられる。
【０００３】
ところで、斯かる電動補助自転車における電動モータの出力制御方式としては、例えば車速や踏力が設定値以上になると電動モータを駆動（ＯＮ）し、設定値以下になると電動モータを停止（ＯＦＦ）するＯＮ・ＯＦＦ制御方式、電動モータの出力（補助動力）を踏力に比例して連続制御する方式等が知られている。
【０００４】
ところが、上記ＯＮ・ＯＦＦ制御方式ではＯＮ／ＯＦＦ切換時に大きな衝撃が発生するという問題があり、又、前記連続制御方式ではモータ電流を連続的に制御するためのトランジスタやサイリスタ等の高価な半導体素子が必要となる他、構造が複雑化するという問題がある。
【０００５】
そこで、共通のモータ軸上に設けた複数の回転子を共通の固定子内で同一方向に回転可能に構成して成る直流電動モータを設け、前記複数の回転子による直並列接続の組合せを切り換えることによって前記直流電動モータの出力を制御するようにした電動補助自転車が提案されている（特開平５−３１０１７６号公報参照）。
【０００６】
而して、上記提案に係る電動補助自転車での制御方式によれば、踏力に応じてモータ出力（補助動力）を増減させても、電動モータの起動・停止（ＯＮ・ＯＦＦ）に伴う衝撃を簡単な構成で小さく抑えることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電動補助自転車においては、複数の電動モータを同一軸上に配置する構成が採用されているため、電動モータ間に特性差を設けることができず、設置スペース的に電動モータ数に制限を受ける他、単一方向に長くなるために電動モータの取付構造が限定されるとともに、取付構造に高い強度と剛性が要求されるために補助動力系が大型化及び高重量化するという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされてもので、その目的とする処は、補助動力系の小型・軽量化と電動モータの取付構造の自由度の拡大を図ることができるとともに、要求性能に応じた出力特性を得ることができる電動補助自転車を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、クランク軸に入力される踏力を合力軸に伝達する人力駆動系と、電動モータによる補助動力をギヤ機構を経て前記合力軸に伝達する補助動力系を併設して成る電動補助自転車において、前記合力軸をクランク軸と同軸的に配置し、出力軸が前記クランク軸と直交する複数の電動モータをクランク軸を中心として側面視Ｖ形を成して放射状に配置するとともに、前記各出力軸の端部のベベルギヤを、合力軸に設けた共通のベベルギヤに一側から噛合させて、前記複数の電動モータを平面視でクランク軸の車幅方向ほぼ中間位置を通る平面上に配置し、補助動力と踏力との合力を前記合力軸からチェーンを介して後輪へ伝達するよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
又、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記電動モータを２つ設け、一方の電動モータを略水平に前傾して配置し、他方の電動モータを略垂直に立設したことを特徴とする。更に、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記各電動モータの仕様を互いに異ならせたことを特徴とする
【００１１】
従って、本発明によれば、複数の電動モータからの補助動力を共通のベベルギヤを経て合力軸に伝達するようにしたため、部品の重複を避けることができるとともに、共通のベベルギヤにおける１箇所当たりの伝達力を下げて部品の小型化を図ることができる。
【００１２】
又、複数の電動モータが同一軸上に配置されないため、各電動モータの仕様を他の電動モータの性能や形状に影響されることなく自由に決定することができ、要求性能に応じた出力特性を得ることができる。
【００１３】
更に、複数の電動モータが単一方向に配置されないため、補助動力系が単一方向に長くなることがなく、該補助動力系の小型化と軽量化が図られるとともに、各電動モータの取付構造の自由度が拡大する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る電動補助自転車の側面図、図２は同電動補助自転車のパワーユニットの側面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００１６】
先ず、図１に基づいて電動補助自転車１の概略構成を説明する。
【００１７】
図１において、２は側面視において略平行四辺形を成す車体フレームであって、この車体フレーム２の車体前方に位置するヘッドパイプ３内にはハンドルステム４が回動自在に挿通している。そして、このハンドルステム４の端部にはハンドル５が結着され、同ハンドルステム４の下端にはフロントフォーク６が結着されており、該フロントフォーク６の下端には前輪７が前車軸８によって回転自在に軸支されている。
【００１８】
又、前記ヘッドパイプ３からはメインパイプ９が車体後方に向かって略水平に延出するとともに、ダウンチューブ１０が車体後方に向かって斜め下方に延出しており、ダウンチューブ１０の下端からはシートチューブ１１が車体後方に向かって斜め上方に立設されている。そして、このシートチューブ１１の上端部にはシートポスト１２を介してサドル１３が高さ調整可能に支持されている。
【００１９】
ところで、車体の略中央下部であって、前記ダウンチューブ１０とシートチューブ１１との結合部分にはパワーユニット３０が懸架されている。このパワーユニット３０は、乗員の踏力による人力駆動系と２つの電動モータ３１，３２による補助動力系を併設して構成され、これにはクランク軸１４が回転自在に支承されており、該クランク軸１４の左右両端にはクランク１５が取り付けられ、各クランク１５の端部にはペダル１６が軸支されている。
【００２０】
又、上記パワーユニット３０の近くの前記ダウンチューブ１０上にはコントローラ１７が設置されており、パワーユニット３０の上方の前記シートチューブ１１の上部前側にはバッテリボックス１８が着脱自在に取り付けられている。尚、バッテリボックス１８内には、シュリンクパックされた複数のＤセル（単１電池）で構成される不図示のバッテリが収納されている。
【００２１】
他方、パワーユニット３０からは左右一対のチェーンステー１９が車体後方に向かって延設されており、該チェーンステー１９の後端部は前記メインパイプ９の後端から車体後方に向かって斜め下方に延出する左右一対のシートステー２０の下端部に連結されている。そして、チェーンステー１９とシートステー２０との連結部には後輪２１が後車軸２２によって回転自在に軸支されており、後車軸２２には小径のホイールスプロケット２３が不図示のワンウェイクラッチを介して回転可能に支持されている。
【００２２】
ここで、前記パワーユニット３０の構成の詳細を図２及び図３に基づいて説明する。
【００２３】
図３に示すように、パワーユニット３０のケース３３には前記クランク軸１４が軸受３４，３５によって回転自在に支持されており、該クランク軸１４には遊星ギヤ機構３６と中空状の合力軸３７が設けられている。合力軸３７はケース３３によって回転自在に支承され、該合力軸３７内には軸受３８によってクランク軸１４が回転自在に支承されており、合力軸３７の内端部外周には前記遊星ギヤ機構３６の一部を構成するドラム状のリングギヤ３９とベベルギヤ４０が結着され、同合力軸３７のケース３３外へ突出する外端部外周にはドライブスプロケット２４が結着されている。そして、図１に示すように、ドライブスプロケット２４と前記ホイールスプロケット２３及びテンションローラ２５との間には無端状のチェーン２６が巻装されている。
【００２４】
ところで、前記遊星ギヤ機構３６は、クランク軸１４上に結着されたサンギヤ４１と、同クランク軸１４上にワンウェイクラッチ４２を介して支持されたリング状のキャリア４３と、該キャリア４３に軸４４によって回転自在に支持された複数（本実施の形態では、３つ）の遊星ギヤ４５及び前記リングギヤ３９で構成されており、各遊星ギヤ４５はサンギヤ４１とリングギヤ３９の間に位置して両者に噛合している。尚、本実施の形態においては、リングギヤ３９とベベルギヤ４０とは複数本のリベット４６によって結合一体化されている。
【００２５】
而して、本実施の形態においては、図２に示すように、パワーユニット３０には２つの電動モータ３１，３２がクランク軸１４を中心として側面視Ｖ形を成して放射状に配置されており、各電動モータ３１，３２の出力軸（モータ軸）３１ａ，３２ａはクランク軸１４に直交する方向に径方向内方に向かって延出している。そして、各電動モータ３１，３２の出力軸３１ａ，３２ａの端部には小径のベベルギヤ４７，４８が結着されており、両ベベルギヤ４７，４８は共に前記ベベルギヤ４０に噛合している。尚、本実施の形態においては、一方（前側）の電動モータ３１は略水平に前傾して配置され、他方（後側）の電動モータ３２は略垂直に立設するよう配置されている。
【００２６】
次に、電動補助自転車１の作用を説明する。
【００２７】
乗員が左右のペダル１６を踏んでクランク軸１４を回転駆動すると、該クランク軸１４の回転は遊星ギヤ機構３６によって増速されて合力軸３７に伝達されるが、本実施の形態では、遊星ギヤ機構３６のキャリア４３が固定されている（厳密には、不図示の反力受部のスプリングが反力によって圧縮変形する量に見合う角度だけ回動する）ため、乗員の踏力はサンギヤ４１及び遊星ギヤ４５を経てリングギヤ３９から出力されて合力軸３７に伝達される。
【００２８】
上述のように踏力が遊星ギヤ機構３６を経て合力軸３７に伝達される過程において、遊星ギヤ４５はリングギヤ３９との噛合によって反力を受けるが、この反力は不図示の反力受部に伝達され、該反力受部のスプリングによって受けられるため、スプリングは反力によって圧縮変形し、従って、キャリア４３はスプリングの圧縮変形量に見合う角度だけクランク軸１４を中心として回動する。
【００２９】
而して、遊星ギヤ４５に作用する反力は乗員の踏力の大きさに比例し、スプリングの圧縮変形量は反力の大きさに比例するため、キャリア４３の回動角は踏力の大きさに比例する。従って、キャリア４３の回動角を検出することによって踏力を検出することができ、このキャリア４３の回動角は不図示の検出手段によって検出され、その検出信号は前記コントローラ１７（図１参照）に対して出力される。すると、コントローラ１７は検出手段からの検出信号に基づいて踏力を求め、求められた踏力の大きさに応じた補助動力を発生させるよう２つの電動モータ３１，３２をそれぞれ制御する。尚、コントローラ１７と電動モータ３１，３２は、前記バッテリボックス１８（図１参照）内に収納された不図示のバッテリから電力の供給を受けて作動する。
【００３０】
而して、各電動モータ３１，３２の出力軸３１ａ，３２ａの回転はベベルギヤ４７，４８を経て共通のベベルギヤ４０に入力されて合力軸３７に伝達され、従って、各電動モータ３１，３２にて発生する補助動力は以上の経路を経て合力軸３７に伝達される。
【００３１】
以上の結果、合力軸３７は乗員の踏力と補助動力によって回転駆動され、その回転はドライブスプロケット２４、チェーン２６、ホイールスプロケット２３及び後車軸２２を経て後輪２１に伝達されるため、該後輪２１が乗員の踏力と補助動力の双方によって回転駆動されて当該電動補助自転車１が走行せしめられ、こ結果、乗員の走行に要する肉体的負担が軽減される。
【００３２】
以上において、本実施の形態によれば、各電動モータ３１，３２からの補助動力を共通のベベルギヤ４０を経て合力軸３７に伝達するようにしたため、部品の重複を避けることができるとともに、共通のベベルギヤ４０における１箇所当たりの伝達力を下げて部品の小型化を図ることができる。
【００３３】
又、２つの電動モータ３１，３２はクランク軸１４を中心として放射状に配置され、少なくとも同一軸上には配置されないため、各電動モータ３１（３２）の仕様を他の電動モータ３２（３１）の性能や形状に影響されることなく自由に決定することができ、要求性能に応じた出力特性を得ることができる。例えば、一方の電動モータ３１に高トルク・低回転型モータを用い、他方の電動モータ３２に低トルク・高回転型モータを使用し、両電動モータ３１，３２の出力比率を最適に制御することによって発進時や登坂時に高トルクを得るようにし、平坦路での一般走行時には高速度を得るようにすることができる。
【００３４】
更に、本実施の形態によれば、両電動モータ３１，３２が単一方向に配置されないため、補助動力系が単一方向に長くなることがなく、該補助動力系の小型化と軽量化が図られるとともに、各電動モータ３１，３２の取付構造の自由度が拡大する。
【００３５】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図４に基づいて説明する。尚、図４は本発明の実施の形態２に係る電動補助自転車の側面図であり、本図においては図１に示したと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。
【００３６】
本実施の形態に係る電動補助自転車１においても、パワーユニット３０には２つの電動モータ３１，３２がクランク軸１４を中心として側面視Ｖ形を成して放射状に配置されているが、本実施の形態においては、後側の電動モータ３２がシートチューブ１１に沿って配置されており、その周囲がカバー５０によって覆われている。尚、他の構成は実施の形態１に示した電動補助自転車１のそれと同一である。
【００３７】
従って、本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３８】
尚、以上の実施の形態１，２では、２つの電動モータをクランク軸を中心として放射状に配置したが、３つ以上の電動モータを同様に配置しても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、クランク軸に入力される踏力を合力軸に伝達する人力駆動系と、電動モータによる補助動力をギヤ機構を経て前記合力軸に伝達する補助動力系を併設して成る電動補助自転車において、
前記合力軸をクランク軸と同軸的に配置し、出力軸が前記クランク軸と直交する複数の電動モータをクランク軸を中心として側面視Ｖ形を成して放射状に配置するとともに、前記各出力軸の端部のベベルギヤを、合力軸に設けた共通のベベルギヤに一側から噛合させて、前記複数の電動モータを平面視でクランク軸の車幅方向ほぼ中間位置を通る平面上に配置し、補助動力と踏力との合力を前記合力軸からチェーンを介して後輪へ伝達するよう構成したため、補助動力系の小型・軽量化と電動モータの取付構造の自由度の拡大を図ることができるとともに、要求性能に応じた出力特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動補助自転車の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電動補助自転車のパワーユニットの側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る電動補助自転車の側面図である。
【符号の説明】
１電動補助自転車
１４クランク軸
３０パワーユニット
３１，３２電動モータ
３１ａ，３２ａ出力軸
３７合力軸
４０ベベルギヤ（共通のギヤ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery-assisted bicycle that travels by a combined force of a passenger's pedaling force and auxiliary power corresponding to the pedaling force.
[0002]
[Prior art]
A battery-assisted bicycle has been proposed that supplements the pedaling force of the occupant with auxiliary power by an electric motor, and has already been put to practical use. A generating power unit is provided.
[0003]
By the way, as an output control method of the electric motor in such a battery-assisted bicycle, for example, the electric motor is driven (ON) when the vehicle speed or the pedaling force becomes a set value or more, and the electric motor is stopped (OFF) when it becomes the set value or less. An OFF control method, a method of continuously controlling the output (auxiliary power) of the electric motor in proportion to the pedaling force, and the like are known.
[0004]
However, the above-mentioned ON / OFF control system has a problem that a large impact is generated at the time of ON / OFF switching, and the continuous control system has an expensive semiconductor element such as a transistor or a thyristor for continuously controlling the motor current. However, there is a problem that the structure becomes complicated.
[0005]
Therefore, a DC electric motor is provided in which a plurality of rotors provided on a common motor shaft are configured to be rotatable in the same direction within a common stator, and the combination of series-parallel connection by the plurality of rotors is switched. Thus, there has been proposed a battery-assisted bicycle that controls the output of the DC electric motor (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-310176).
[0006]
Thus, according to the control method for the battery-assisted bicycle according to the above proposal, even if the motor output (auxiliary power) is increased or decreased according to the pedal effort, the impact caused by the start / stop (ON / OFF) of the electric motor is not affected. It can be kept small with a simple configuration.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-described battery-assisted bicycle employs a configuration in which a plurality of electric motors are arranged on the same axis, a characteristic difference cannot be provided between the electric motors, and the number of electric motors is limited in terms of installation space. In addition to being subjected to this, there is a problem that the mounting structure of the electric motor is limited because it is elongated in a single direction, and the auxiliary power system is increased in size and weight because the mounting structure requires high strength and rigidity. there were.
[0008]
Although the present invention has been made in view of the above problems, the object of the present invention is to reduce the size and weight of the auxiliary power system and to increase the degree of freedom of the mounting structure of the electric motor, and to meet the required performance. It is an object of the present invention to provide a battery-assisted bicycle that can obtain output characteristics.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a human power drive system that transmits a pedal force input to a crankshaft to the resultant force shaft, and an auxiliary power that transmits auxiliary power from the electric motor to the resultant force shaft via a gear mechanism. In a battery-assisted bicycle equipped with a power system, the resultant force shaft is arranged coaxially with the crankshaft, and a plurality of electric motors whose output shafts are orthogonal to the crankshaft form a V shape in a side view centering on the crankshaft. The bevel gears at the ends of the output shafts are meshed from one side with a common bevel gear provided on the resultant force shaft, and the plurality of electric motors are viewed in plan view in the vehicle width direction of the crankshaft. It is arranged on a plane that passes through a substantially intermediate position, and is configured to transmit the resultant force of the auxiliary power and the pedaling force from the resultant force shaft to the rear wheel via the chain .
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the two electric motors are provided, one electric motor is inclined substantially horizontally and the other electric motor is set substantially vertical. and it said that it has set. Further, the invention described in claim 3 is characterized in that, in the invention described in claim 1 or 2, the specifications of the electric motors are different from each other.
Therefore, according to the present invention, since so as to transmit the auxiliary power from a plurality of the electric motor to the resultant force shaft via a common bevel gear, it is possible to avoid duplication of parts, per one point in common bevel gear It is possible to reduce the size of the parts by reducing the transmission force.
[0012]
In addition, since multiple electric motors are not arranged on the same axis, the specifications of each electric motor can be freely determined without being affected by the performance and shape of other electric motors, and output characteristics according to the required performance. Can be obtained.
[0013]
Furthermore, since a plurality of electric motors are not arranged in a single direction, the auxiliary power system does not become long in a single direction, and the auxiliary power system can be reduced in size and weight, and the mounting structure of each electric motor The degree of freedom increases.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0015]
<Embodiment 1 >
1 is a side view of a battery-assisted bicycle according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a side view of a power unit of the battery- assisted bicycle, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
[0016]
First, a schematic configuration of the battery-assisted bicycle 1 will be described with reference to FIG.
[0017]
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a vehicle body frame having a substantially parallelogram in a side view, and a handle stem 4 is rotatably inserted in a head pipe 3 positioned in front of the vehicle body frame 2. A handle 5 is attached to the end of the handle stem 4, and a front fork 6 is attached to the lower end of the handle stem 4. A front wheel 7 is connected to the front axle 8 at the lower end of the front fork 6. Is rotatably supported by the shaft.
[0018]
A main pipe 9 extends substantially horizontally from the head pipe 3 toward the rear of the vehicle body, and a down tube 10 extends obliquely downward toward the rear of the vehicle body. The tube 11 is erected obliquely upward toward the rear of the vehicle body. And the saddle 13 is supported by the upper end part of this seat tube 11 via the seat post 12 so that height adjustment is possible.
[0019]
By the way, a power unit 30 is suspended at a joint portion between the down tube 10 and the seat tube 11 at a substantially central lower portion of the vehicle body. The power unit 30 includes a human-powered driving system that uses the pedaling force of an occupant and an auxiliary power system that includes two electric motors 31 and 32. The crankshaft 14 is rotatably supported by the power unit 30. Cranks 15 are attached to both the left and right ends of each, and a pedal 16 is pivotally supported at the end of each crank 15.
[0020]
A controller 17 is installed on the down tube 10 near the power unit 30, and a battery box 18 is detachably attached to the upper front side of the seat tube 11 above the power unit 30. The battery box 18 houses a battery (not shown) composed of a plurality of shrink-packed D cells (single batteries).
[0021]
On the other hand, a pair of left and right chain stays 19 extend from the power unit 30 toward the rear of the vehicle body, and the rear end of the chain stay 19 extends obliquely downward from the rear end of the main pipe 9 toward the rear of the vehicle body. It is connected with the lower end part of a pair of left and right seat stays 20 that comes out. A rear wheel 21 is rotatably supported by a rear axle 22 at a connecting portion between the chain stay 19 and the seat stay 20, and a small-diameter wheel sprocket 23 is connected to the rear axle 22 via a one-way clutch (not shown). And is rotatably supported.
[0022]
Here, details of the configuration of the power unit 30 will be described with reference to FIGS.
[0023]
As shown in FIG. 3, the crankshaft 14 is rotatably supported by bearings 34 and 35 on the case 33 of the power unit 30, and the crankshaft 14 has a planetary gear mechanism 36 and a hollow resultant force shaft 37. Is provided. The resultant force shaft 37 is rotatably supported by the case 33, the crankshaft 14 is rotatably supported by the bearing 38 in the resultant force shaft 37, and the planetary gear mechanism 36 is disposed on the outer periphery of the inner end portion of the resultant force shaft 37. A drum-shaped ring gear 39 and a bevel gear 40 that constitute a part of the shaft are connected, and a drive sprocket 24 is connected to the outer periphery of an outer end portion of the joint force shaft 37 that protrudes outside the case 33. As shown in FIG. 1, an endless chain 26 is wound between the drive sprocket 24 and the wheel sprocket 23 and the tension roller 25.
[0024]
Meanwhile, the planetary gear mechanism 36 includes a sun gear 41 which is bound on the crankshaft 14, a ring-shaped carrier 43 which is supported through a one-way clutch 42 on the crank shaft 14, the shaft in the carrier 43 44 Is composed of a plurality of (three in the present embodiment) planetary gears 45 and the ring gear 39, each planetary gear 45 being positioned between the sun gear 41 and the ring gear 39 and being attached to both. Meshed. In the present embodiment, the ring gear 39 and the bevel gear 40 are coupled and integrated by a plurality of rivets 46.
[0025]
Thus, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the electric power unit 30 has two electric motors 31 and 32 arranged radially in a side view V shape around the crankshaft 14. The output shafts (motor shafts) 31 a and 32 a of the electric motors 31 and 32 extend radially inward in a direction orthogonal to the crankshaft 14. Small diameter bevel gears 47 and 48 are attached to the ends of the output shafts 31 a and 32 a of the electric motors 31 and 32, and both the bevel gears 47 and 48 mesh with the bevel gear 40. In the present embodiment, one (front side) electric motor 31 is disposed to be tilted forward in a substantially horizontal direction, and the other (rear side) electric motor 32 is disposed to be erected substantially vertically.
[0026]
Next, the operation of the battery-assisted bicycle 1 will be described.
[0027]
When the driver rotates the crank shaft 14 by stepping on the left and right pedals 16, the rotation of the crankshaft 14 is transmitted to the resultant force shaft 37 is accelerated by the planetary gear mechanism 36, in this embodiment, the planetary gears Since the carrier 43 of the mechanism 36 is fixed (strictly speaking, the spring of the reaction force receiving portion (not shown) rotates by an angle corresponding to the amount of compression deformation caused by the reaction force), the occupant's pedaling force is applied to the sun gear 41 and the planetary gear. It is output from the ring gear 39 through the gear 45 and transmitted to the resultant force shaft 37.
[0028]
In the process in which the pedaling force is transmitted to the resultant force shaft 37 through the planetary gear mechanism 36 as described above, the planetary gear 45 receives a reaction force by meshing with the ring gear 39, and this reaction force is received by a reaction force receiving portion (not shown). Since it is transmitted and received by the spring of the reaction force receiving portion, the spring is compressed and deformed by the reaction force, and therefore the carrier 43 rotates about the crankshaft 14 by an angle corresponding to the amount of compression deformation of the spring.
[0029]
Thus, since the reaction force acting on the planetary gear 45 is proportional to the magnitude of the occupant's pedaling force, and the amount of compression deformation of the spring is proportional to the magnitude of the reaction force, the rotation angle of the carrier 43 is the magnitude of the pedaling force. Is proportional to Accordingly, the pedaling force can be detected by detecting the rotation angle of the carrier 43. The rotation angle of the carrier 43 is detected by a detection means (not shown), and the detection signal is the controller 17 (see FIG. 1). Is output for. Then, the controller 17 obtains the pedaling force based on the detection signal from the detecting means, and controls the two electric motors 31 and 32 so as to generate auxiliary power corresponding to the magnitude of the obtained pedaling force. The controller 17 and the electric motors 31 and 32 operate by receiving power from a battery (not shown) housed in the battery box 18 (see FIG. 1).
[0030]
Thus, the rotation of the output shafts 31a and 32a of the electric motors 31 and 32 is input to the common bevel gear 40 through the bevel gears 47 and 48 and transmitted to the resultant force shaft 37. Therefore, in the electric motors 31 and 32, respectively. The generated auxiliary power is transmitted to the resultant shaft 37 through the above path.
[0031]
As a result, the resultant shaft 37 is rotationally driven by the occupant's stepping force and auxiliary power, and the rotation is transmitted to the rear wheel 21 via the drive sprocket 24, the chain 26, the wheel sprocket 23, and the rear axle 22. 21 is driven to rotate by both the pedaling force and auxiliary power of the occupant, and the electric assist bicycle 1 is caused to travel. As a result, the physical burden required for the occupant to travel is reduced.
[0032]
In the above, according to the present embodiment, the auxiliary power from each of the electric motors 31 and 32 is transmitted to the resultant force shaft 37 via the common bevel gear 40, so that duplication of parts can be avoided and a common The transmission force per place in the bevel gear 40 can be reduced to reduce the size of the parts.
[0033]
In addition, since the two electric motors 31 and 32 are arranged radially around the crankshaft 14 and are not arranged on at least the same axis, the specifications of each electric motor 31 (32) are the same as those of the other electric motors 32 (31). It can be determined freely without being affected by the performance and shape, and output characteristics corresponding to the required performance can be obtained. For example, a high torque / low rotation type motor is used for one electric motor 31 and a low torque / high rotation type motor is used for the other electric motor 32, and the output ratio of both electric motors 31, 32 is optimally controlled. Thus, a high torque can be obtained when starting or climbing, and a high speed can be obtained during general running on a flat road.
[0034]
Furthermore, according to the present embodiment, since both electric motors 31 and 32 are not arranged in a single direction, the auxiliary power system does not become long in a single direction, and the auxiliary power system can be reduced in size and weight. As shown, the degree of freedom of the mounting structure of the electric motors 31 and 32 is increased.
[0035]
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a side view of the battery-assisted bicycle according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 4, the same elements as those shown in FIG. Is omitted.
[0036]
Also in the battery-assisted bicycle 1 according to the present embodiment, two electric motors 31 and 32 are radially arranged in the power unit 30 in a side view V shape around the crankshaft 14. In the embodiment, the rear electric motor 32 is arranged along the seat tube 11, and the periphery thereof is covered with the cover 50. The other configuration is the same as that of the battery-assisted bicycle 1 shown in the first embodiment.
[0037]
Therefore, also in the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0038]
In the first embodiment and the second above embodiment has been radially arranged two electric motors around the crankshaft, but it may also be arranged in the same manner three or more electric motors.
[0039]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the human power drive system that transmits the pedaling force input to the crankshaft to the resultant force shaft and the auxiliary power that transmits the auxiliary power by the electric motor to the resultant force shaft through the gear mechanism. In battery-assisted bicycles with a power system,
The resultant force shaft is arranged coaxially with the crankshaft, and a plurality of electric motors whose output shafts are orthogonal to the crankshaft are arranged radially in a side view around the crankshaft, and each output shaft The plurality of electric motors are arranged on a plane passing through a substantially intermediate position in the vehicle width direction of the crankshaft in a plan view, by engaging the bevel gear at the end of one end with a common bevel gear provided on the resultant force shaft from one side. Since it is configured to transmit the resultant force of power and pedaling force from the resultant force shaft to the rear wheel via the chain, it is possible to reduce the size and weight of the auxiliary power system and increase the degree of freedom of the mounting structure of the electric motor, Output characteristics corresponding to the required performance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a battery-assisted bicycle according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the power unit of the battery-assisted bicycle according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a side view of a battery-assisted bicycle according to Embodiment 2 of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Electric assist bicycle 14 Crankshaft 30 Power unit 31, 32 Electric motor 31a, 32a Output shaft 37 Combined force shaft 40 Bevel gear (common gear)

Claims

クランク軸に入力される踏力を合力軸に伝達する人力駆動系と、電動モータによる補助動力をギヤ機構を経て前記合力軸に伝達する補助動力系を併設して成る電動補助自転車において、
前記合力軸をクランク軸と同軸的に配置し、出力軸が前記クランク軸と直交する複数の電動モータをクランク軸を中心として側面視Ｖ形を成して放射状に配置するとともに、前記各出力軸の端部のベベルギヤを、合力軸に設けた共通のベベルギヤに一側から噛合させて、前記複数の電動モータを平面視でクランク軸の車幅方向ほぼ中間位置を通る平面上に配置し、補助動力と踏力との合力を前記合力軸からチェーンを介して後輪へ伝達するよう構成したことを特徴とする電動補助自転車。In a battery-assisted bicycle that is provided with a human-powered drive system that transmits pedal force input to the crankshaft to the resultant shaft and an auxiliary power system that transmits auxiliary power from the electric motor to the resultant shaft through a gear mechanism.
The resultant force shaft is arranged coaxially with the crankshaft, and a plurality of electric motors whose output shafts are orthogonal to the crankshaft are arranged radially in a side view around the crankshaft, and each output shaft The plurality of electric motors are arranged on a plane passing through a substantially intermediate position in the vehicle width direction of the crankshaft in a plan view, by engaging the bevel gear at the end of one end with a common bevel gear provided on the resultant force shaft from one side. A battery- assisted bicycle configured to transmit a resultant force of power and pedaling force from the resultant force shaft to a rear wheel via a chain .

前記電動モータを２つ設け、一方の電動モータを略水平に前傾して配置し、他方の電動モータを略垂直に立設したことを特徴とする請求項１記載電動補助自転車。 2. The battery- assisted bicycle according to claim 1, wherein two electric motors are provided, one electric motor is inclined substantially horizontally and the other electric motor is erected substantially vertically .

前記各電動モータの仕様を互いに異ならせたことを特徴とする請求項１又は２記載の電動補助自転車。3. The battery-assisted bicycle according to claim 1, wherein specifications of the electric motors are different from each other.