JP4325820B2

JP4325820B2 - Electric assist bicycle

Info

Publication number: JP4325820B2
Application number: JP29074399A
Authority: JP
Inventors: 政志五十嵐; 邦夫矢萩
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JP2001106164A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車のペダルに加えられる踏力（人力）を検知して補助動力を発生する電動補助ユニットに係り、特に、各種のセンサから提供される信号に応答して補助動力を制御するコントロールユニットを内蔵した電動補助ユニットを搭載した電動補助自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
踏力による駆動系と電動モータによる駆動系とを併設した電動補助自転車、いわゆるアシスト自転車では、ペダルに加えられた踏力を検知する踏力センサや、クランク軸等の回転速度に基づいて車速を検知する回転センサ等の各種センサが設けられ、各種センサの検知結果に基づいて電動モータの駆動トルクが制御される。電動モータの駆動トルク制御は、例えばバッテリと電動モータとの間に接続したパワートランジスタをチョッピング制御し、バッテリから電動モータへ供給する駆動電流量を増減させることにより行われる。
【０００３】
従来、パワートランジスタをチョッピング制御するコントロールユニットは、電動補助ユニットとは別に車両上の適所に搭載されていた。しかしながら、コントロールユニットを電動補助ユニットの外部に搭載すると、電動補助ユニットを取り付けるためのスペースを別途に確保しなければならず、また、電動補助ユニット内の駆動モータと外部のコントロールユニットとを接続するための配線を車体上に引き回さなければならないので、生産性や整備作業性等に支障をきたすという問題があった。
【０００４】
このような技術課題を解決するために、例えば特開平８−１７５４７１号公報では、コントロールユニットを内蔵した電動補助ユニットが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術によれば、コントロールユニットを載置するためのスペースを車両上に確保する必要がなく、また、コントロールユニットと駆動モータとを結ぶ配線を短くすることができる。しかしながら、電動補助システムには、クランク軸の回転数等を検知して車速を求めるための回転センサ等を設ける必要があり、より一層のコンパクト化が要求されている。
【０００６】
また、車速を検知する回転センサの出力信号は、一般的にはパルス信号であり、車速センサとコントロールユニットとを結ぶ信号ラインが長いと、ノイズの影響を受け易くなる場合がある。さらに、バッテリと駆動モータとを結ぶ電源ラインには比較的大きな電流が流れるため、その配線長は短いほど好ましい。しかしながら、従来技術ではバッテリの接点と接触する外部電極とコントロールユニットとの相対的な位置関係が一切考慮されておらず、両者は離間配置されていた。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、電動補助ユニットを大型化することなくコントロールユニットを内蔵させることができ、信号ラインや電源ラインの配線長を短くできる電動補助ユニットを搭載した電動補助自転車を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明では、クランク軸に入力される踏力に応答して補助動力を発生する電動モータおよびそのコントロールユニットを内蔵し、補助動力および踏力を合成して駆動輪へ伝達する電動補助ユニットにおいて、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
【０００９】
(1) コントロールユニットは、クランク軸の回転速度を検知する回転センサが少なくとも実装された制御基板を含み、クランク軸と同期回転する回転体と回転センサとの相対的な位置関係が予定の関係に保持されるように、前記回転体の近傍に配置されたことを特徴とする。
【００１０】
(2) ユニットケースの一主面に露出して固定された正負接点と、ユニットケースの内側で前記正負接点と電動モータとを電気的に接続する給電ラインとを含み、前記電動モータへ給電するバッテリは、前記正負接点が露出したユニットケースの一主面に搭載されて前記正負接点と電気的に接続されることを特徴とする。
【００１１】
上記した特徴(1) によれば、回転センサをコントロールユニット内に設置することができるので、コントロールユニットを内蔵させても電動補助ユニットが大型化しない。また、回転センサをコントロールユニットの基板上に実装したので、回転センサの信号ラインを短くすることができ、信号ラインへのノイズの混入を抑えることができる。
【００１２】
上記した特徴(2) によれば、電動補助ユニット上にバッテリを直接配置することができるので、電動補助ユニットとバッテリとを結ぶ電源ラインの配線長を短くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の電動補助ユニットを適用した電動補助自転車の側面図である。
【００１４】
電動補助自転車の車体フレーム２は、車体前方に位置するヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１から後下りかつ下に凸状に延びるダウンパイプ２２と、ダウンパイプ２２の終端部近傍から上方に立上がるシートポスト２３とを備える。ヘッドパイプ２１とダウンパイプ２２との結合部およびその周辺部は、上下に２分割されて着脱される樹脂カバー３３により覆われている。前記ヘッドパイプ２１の上部には操向ハンドル２７が回動自在に挿通され、下部には前記操向ハンドル２７により操舵されるフロントフォーク２６が操向可能に支承されている。フロントフォーク２６の終端には前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。
【００１５】
車体フレーム２の下部には、踏力アシスト用の電動モータを含む電動補助ユニット１が、前記ダウンパイプ２２の後端、シートポスト２３の下部およびチェーンステイ２５の前端の３か所でネジ止め固定により懸架されている。電動補助ユニット１の電源スイッチ２９はダウンパイプ２２上のヘッドパイプ２１の近傍に設けられている。なお、電源スイッチ２９はハンドル２７上に設けても良い。
【００１６】
本実施形態では、ダウンパイプ２２とシートポスト２３との結合部が電動補助ユニット１の前部にレイアウトされているので、電動補助ユニット１を低位置に配置でき、低重心化が可能となる。また、フレームの高さを低く抑えられるので“跨ぎ易さ”が向上する。
【００１７】
電動補助ユニット１にはクランク軸１０１が回転自在に支承され、クランク軸１０１の左右両端にはクランク１１を介してペダル１２が軸支されている。電動補助ユニット１から後方側に延出される左右一対のチェーンステイ２５の終端間には、駆動輪としての後輪ＷＲが軸支されている。シートポスト２３の上部および両チェーンステイ２５の終端間には、左右一対のシートステイ２４が設けられている。シートポスト２３には、上端にシート３０を備えるシートパイプ３１が、シート３０の上下位置を調整可能とすべく、シートポスト２３内で摺動可能に装着されている。
【００１８】
シート３０の下方でシートポスト２３の後部には、バッテリ４を収納するバッテリ収納ケース５が取り付けられている。バッテリ４は略直方体のバッテリケースに収容された複数のバッテリセルを含み、該バッテリ４は長手方向が略上下方向となるようにシートポスト２３に沿って設置される。バッテリ４の長手方向の端部（図１では上端）では、図７に示したように、ハンドル４１が車体右側に寄せて（回転軸４１ａは車体左側）設けられている。
【００１９】
前記ハンドル４１は回動自在に取付けられ、常時はバッテリ４へ押し当てられている。一般的に、運転者は車体の左側に立つことが多いので、前記ハンドル４１を車体右側、その回転軸４１ａを車体左側に配置したことにより、ハンドル４１を起こし易くできる。
【００２０】
前記ハンドル４１が設けられたバッテリ４の上面には充電残量計４２が設けられ、押しボタン４３を押すと充電残量が表示される。前記残量計４２は、シート３０の後部上方から確認しやすいように、図６において矢印で指向する面に取り付けられている。これにより、運連者は立った状態でバッテリ残量を上方から確認することができる。
【００２１】
バッテリ収納ケース５の上部は、図１に示したように、荷台２８と共にシートステイ２４に対してネジ３９により固定されている。前記電動補助ユニット１は前記バッテリ４によって給電され、その駆動スプロケット１３およびチェーン６を介して後輪ＷＲのホイールスプロケット１４へ駆動力を伝達する。前記駆動スプロケット１３の全部およびチェーン６の上半分はチェーンカバー３２で覆われている。
【００２２】
なお、本実施形態では通常の自転車とは異なり、クランク軸１０１の根元に駆動スプロケットが存在しないが、外観性や足の引っ掛かりの防止、あるいは電動補助ユニット１を保護する目的で、チェーンカバー３２の前方は、クランク軸１０１の根元に駆動スプロケットが連結されているがごとく、クランク軸１０１を中心とした略円形状となっている。
【００２３】
図２は、前記電動補助ユニット１の第１実施形態の部分透過側面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図、図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿った歯車列を示す断面図であり、それぞれ前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２４】
図２，３において、電動補助ユニット１のケース１０はアルミ製であり、ケース１０の左半体（左ケース）１０および右半体（右ケース）１０Ｒを複数のボルト７８１で結合して構成される。
【００２５】
本実施形態では、ハンガー部７７１ａに左右ケースの割面がないので、電動補助ユニット１を車体フレーム２に搭載したまま、前記ボルト７８１を外すことにより左右ケースを割ることができる。具体的には、左ケース１０Ｌを車体フレーム２に残したまま右ケース１０Ｒを取り外すことができるので、内蔵のコントロールユニット８やモータＭのメンテナンスが容易になる。
【００２６】
ケース１０には、踏力入力軸としてのクランク軸１０１がベアリング１８１，１８２により回転自在に軸支されている。クランク軸１０１には、ワンウエイクラッチ１６１を介して大径の増速ギア１１１が軸支されている。したがって、クランク軸１０１を逆転させても増速ギア１１１は逆転しない。クランク軸１０１の後方下部には、踏力（トルク）検知機構を備えた第１アイドル軸１０２が軸支されている。
【００２７】
前記第１アイドル軸１０２は、左右に２分割されて横方向へ同軸状に配置された中空の第１および第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂと、各ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂの内部に挿通されたトーションバー１０２ｃとを主要構成とし、第１ドライブ軸１０２ａの外周小径部に形成されたギア歯１１３が前記クランク軸１０１の増速ギア１１１と歯合する。第１および第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂは、それぞれベアリング１８３ａ，１８３ｂおよびベアリング１８４によってケース１０に対して回転自在に軸支されている。
【００２８】
このような構成によれば、クランク軸１０１に入力された踏力は増速ギア１１１により増速され、そのトルクは減ぜられるため、トーションバー１０２ｃに加わるトルクは低く抑えられる。このため、トーションバー１０２ｃの小型化が可能となり、踏力検知機構全体をコンパクトにできる。
【００２９】
前記第２ドライブ軸１０２ｂの外周小径部には第１ギア１０２ｄが結着され、外周大径部にはワンウエイラチェット１６２を介して第２ギア１０２ｅが挿嵌されている。したがって、モータＭが停止状態にあって人力で走行しているときは、ギア１０２ｅからモータ側は回転しない。
【００３０】
第１ドライブ軸１０２ａの外周大径部には、端面に２つの凸カム部９２１ａを有するスライダ９２１がスプライン結合により軸方向への摺動を許容して結合されている。ボールカップ９２４は変位検知レバー１５２（図４）と係合し、コイルスプリング９２３（図３）により第２ドライブ軸１０２ｂ側へ常時押し付けられる。ボールカップ９２４は前記スライダ９２１を、その回転を吸収しながら第２ドライブ軸１０２ｂへ常時押し付ける。
【００３１】
図１６は、前記第２ドライブ軸１０２ｂの機能を説明するための図であり、同図(a) は断面図、同図(b) は同図(a) をＣ−Ｃ線側から見込んだ図、同図(c) は、前記端面における側面を直線的に模して示した図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００３２】
本実施形態では、第２ドライブ軸１０２ｂの端面に、前記スライダ９２１の第２ドライブ軸１０２ｂ側端面に設けられた２つの凸カム部９２１ａと係合する２つの凹状カム溝９２２が円周方向に形成されている。
【００３３】
クランク軸１０１に入力された踏力に応じて、第１および第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂ間に回転方向の捩じれ（位相差）が生じると、第２ドライブ軸１０２ｂとスライダ９２１との間にも位相差が生じ、凸状カム９２１ａと凹状カム溝９２２との相対位置が、図１６(c) の左側に示した関係から右側に示した関係のように変化してスライダ９２１が軸に沿って車体左側へ摺動する。この結果、前記変位検知レバー１５２が前記コイルスプリング９２３の弾性力に抗して軸方向に沿って車体左方向に変位する。
【００３４】
したがって、本実施形態では変位検知レバー１５２の軸方向への変位量が、クランク軸１０１に入力された踏力を代表することになる。上記した踏力検知機構により、軸方向への変位量として検知された踏力は、後に詳述するストロークセンサ１５０（図４参照）によって電気信号に変換されてコントロールユニット８へ伝送される。
【００３５】
なお、第２ドライブ軸１０２ｂの端面には、第１ドライブ軸１０２ａの端面に設けられたストッパ凸部９２１ｂと嵌合するストッパ孔９２２ａが設けられ、各ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂの過大な捩じれが防止されるように構成されている。これにより、小型化されたトーションバー１０２ｃを有効に保護することが可能となり、より一層の小型化が達成される。
【００３６】
なお、図３、４においてトーションバー１０２ｃを中心として右側は、凸状カム９２１ａと凹状カム９２２とが合致している踏力トルクなしの状態［図１０(c) の左側］を示し、左側は各カムの作用によりスライダ９２１が車体左側へ移動している踏力トルク有り状態［図１０(c) の右側］を示している。
【００３７】
前記第１アイドル軸１０２の後下方には、第２アイドル軸１０３がベアリング１８５，１８６によって回転自在に軸支されている。第２アイドル軸１０３の外周部には、前記第２ドライブ軸１０２ｂの第２ギア１０２ｅと歯合するギア歯１１４が形成され、端部には樹脂ギア１１５がネジ止め固定されている。
【００３８】
前記第２アイドル軸１０３の後下方には電動モータＭが配置され、その回転軸１０４はベアリング１８７，１８８によって回転自在に軸支され、モータハウジング１０Ｍはボルト７８２により、Ｏリング１０Ｓを介して左ケース１０Ｌに締結されている。回転軸１０４には、モータコイル１３０を含むステータロータ１３１が固定され、ステータロータ１３１の周囲には磁石１３２が設けられている。回転軸１０４の一端には、前記第２アイドル軸１０３の樹脂ギア１１５と歯合するギア歯１１６が固定されている。これにより、高回転するギア１１５，１１６のギア音を抑制できる。各ギア１１５，１１６の車体左側には、樹脂カバー１０Ａが左ケース１０Ｌにボルト７８３により締結されており、さらに防音効果を高めている。
【００３９】
前記ケース１０の前方空間内では、図３に示したように、当該電動補助ユニット１を制御するコントロールユニット８がクランク軸１０１の前方下部に搭載されている。コントロールユニット８は、樹脂製の皿状ケース８１内に制御回路基板８２を収容し、隙間部および基板表面を絶縁樹脂８３で樹脂モールドして構成される。前記制御回路基板８２には、各種の制御回路８２０や複数のパワートランジスタ（ＦＥＴ）８２１ａ，ダイオード８２１ｂ（図１０参照）と共に回転センサ８２２が搭載され、発熱を伴う各素子８２１ａ，８２１ｂはアルミ製の放熱板８２９に面接触固定されている。さらに、放熱板８２９はアルミ製の右ケース１０Ｒに面接触固定されている。前記回転センサ８２２は、制御回路基板８２の端部近傍において、クランク軸１０１の増速ギア１１１のギア歯と対向するように固定されている。したがって、各発熱性素子８２１ａ，８２１ｂが発生する熱は右ケース１０Ｒに放熱され、左ケース１０Ｌ近傍に配置された回転センサに熱的な悪影響が及ぶことがない。
【００４０】
このように、本実施形態では、コントロールユニット８に回転センサ８２２を設け、クランク軸１０１と同期回転する回転体（大径ギア１１１）の近傍に回転センサ８２２が配置されるようにコントロールユニット８を配置したので、回転センサ用の設置スペースを別途に確保する必要がなく、電動補助システム全体をコンパクトにすることができる。また、回転センサ８２２とコントロールユニット８との距離を短くすることができるので、回転センサ８２２の出力信号へのノイズの混入を抑えることができる。
【００４１】
さらに、コントロールユニット８は、電動補助ユニット１が車体フレーム２に取り付けられた姿勢においてクランク軸１０１の前方下部に配置されるようにしたので、走行時には高い空冷効果が得られて冷却効率が向上する。
【００４２】
一方、回転センサ８２２の取り付け位置に対応した皿状ケース８１の底部外側には、底面に沿って平行に延びる位置決めピン８１１が形成されており、ケース１０の対向部分には、前記位置決めピン８１１を挿貫される位置決め孔９１１が形成されている。同様に、皿状ケース８１の側面外側（図２参照）には、側面に沿って平行に延びる位置決めピン８１２が形成されており、ケース１０の対向部分には、前記位置決めピン８１２を挿貫される位置決め孔９１２が形成されている。これにより、ユニット８の２面を位置決めでき、回転センサ８２２と大径ギア１１１とのクリアランスを規定状態に保持できるようになる。
【００４３】
コントロールユニット８すなわち皿状ケース８１は、前記各位置決めピン８１１，８１２が各位置決め孔９１１，９１２の入口へあてがわれたときは前記回転センサ８２２が未だ大径増速ギア１１１とは対向せず、その後、ピン８１１，８１２が孔９１１，９１２に挿入されはじめた後に、増速ギア１１１のギア歯と回転センサ８２２との相対的な位置関係（対向関係）が予定の関係となるように、前記ケース１０に対して位置決めされる。
【００４４】
また、ケース１０に対するコントロールユニット８の固定は、図３に示したように、前記回転センサ８２２および位置決めピン８１１が設けられた端部とは反対側の端部において、皿状ケース８１の両側部をケース１０にネジ８３１（８３１ａ，８３１ｂ：図２参照）によりネジ止めすることにより行われる。
【００４５】
このように、本実施形態では、コントロールユニット８に位置決め手段としての位置決めピン８１１，８１２を設け、コントロールユニット８を補助動力ユニット１内の所定の位置に所定の姿勢で固定できるようにしたので、コントロールユニット８を位置決め固定するだけで、回転センサ８２２と回転体（増速ギア１１１）との相対的な位置関係を予定の関係に保持することができ、回転数の検出精度を確保することができる。
【００４６】
しかも、本実施形態では、コントロールユニット８の一側部に設けた位置決め手段によりコントロールユニット８の一側部を電動補助ユニット１に係合させ、他の側部において締結手段により締結されるので、締結構造が簡単で部品点数も少なくなる。
【００４７】
一方、図２，４において、前記第１アイドル軸１０２の後上方には、出力軸１０５がベアリング１９１，１９２によって回転自在に軸支されている。出力軸１０５には、前記第２ドライブ軸１０２ｂの第１ギア１０２ｄと歯合する第４ギア１１８が設けられ、ケース１０から露出した端部には前記駆動スプロケット１３が固定されている。
【００４８】
このような構成において、人力としての踏力は、ペダル１２およびクランク１１を介してクランク軸１０１に入力され、さらに増速ギア１１１を介して第１アイドル軸１０２の第１ドライブ軸１０２ａから第２ドライブ軸１０２ｂへ伝達される。一方、電動モータＭの回転トルクは、ギア１１５および第２アイドル軸１０３、ギア歯１１４、第２ギア１０２ｅを介して第２ドライブ軸１０２ｂに伝達されて前記踏力と合成される。第２ドライブ軸１０２ｂ上の合力は、第１ギア１０２ｄおよび第４ギア１１８を介して出力軸１０５へ伝達され、さらに駆動スプロケット１３およびチェーン６を介して後輪ＷＲへ伝達される。
【００４９】
ここで、第１アイドル軸１０２のボールカップ９２４には、図４に示したように、一端をピン１５３によって揺動自在に支持された変位検知レバー１５２の略中央部が係合しており、変位検知レバー１５２の他端には、右ケース１０Ｒに固定されたストロークセンサ１５０のストローク検知シャフト１５１が連結されている。したがって、クランク軸１０１に入力された踏力に応じて第１アイドル軸１０２の第１および第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂ間に位相差が生じ、この位相差に応じてボールカップ９２４が軸方向に変位すると、これが変位検知レバー１５２を揺動させ、ストロークセンサ１５０に伝達されて検知される。
【００５０】
検知された踏力は電気信号に変換されてコントロールユニット８へ供給される。コントロールユニット８は、前記回転センサ８２２により検知されたクランク軸（増速ギア１１１）の回転速度と前記検知された踏力とに基づいて最適なアシストトルクを決定し、当該アシストトルクを電動モータＭが発生するように、当該電動モータＭへ供給する駆動電流を前記パワートランジスタ８２１ａにより適宜に制御する。
【００５１】
本実施形態では、クランク軸１０１に入力された踏力を機械的変位量に変換する踏力検知機構を当該クランク軸１０１に隣接した第１アイドル軸１０２上に設けたので、踏力検知機構を別途に設ける際には必要となるスペースが不要となり、電動補助ユニット１を大型化することなくコントロールユニット８の設置スペースを確保できるようになる。
【００５２】
図５は、上記した電動補助自転車の電動補助ユニット１およびバッテリ収容ケース５近傍の側面図であり、ここでは、図面を見易くするために、前記チェーンカバー３２およびペダル１２等は、その図示を省略している。
【００５３】
本実施形態では、電動補助ユニット１のフレーム搭載状態での上部に電極ソケット７０１が装着され、当該電極ソケット７０１の上面には電極７１１，７１２が露出している。前記電極７１１，７１２のリード線（図示せず）は、電動補助ユニット１のケースを貫通してユニット内部の電動モータＭおよびコントロールユニット８等と接続されている。
【００５４】
筒状のバッテリ収容ケース５は、その底部のスカート部５ａが、シートポスト２３とチェーンステイ２５とを連結するブラケット４９を跨ぐようにシートポスト２３の後方に取り付けられ、その内側底部には前記電極ソケット７０１の電極７１１，７１２が露出している。前記バッテリ４の底面には、バッテリ収容ケース５への収容時に前記各電極７１１，７１２と接触して電気的に接続される接点（図示せず）が設けられている。
【００５５】
前記バッテリ４は、バッテリ収容ケース５内の上部から挿脱着されるが、バッテリ４の挿脱着経路上にはシート３０が存在するため、そのままではバッテリ３０を着脱できない。そこで、本実施形態では図６に示したように、バッテリ４を挿脱着する際は、シートパイプ３１の上端に設けられたシートブラケット３０４に対して軸３０２により支持されたシートロックレバー３０１を車両前方へ動かし、軸３０２を中心に揺動させてシートロックフック３０１ａとシートブラケット３０４の孔３０４ａとの係合を解除する。その結果、シートロックレバー３０１とシートブラケット３０４との間で圧縮配置されたスプリング３０５の弾性力によってシートブラケット３０４が軸３０３を支点として前方へポップアップされ、その後、シート３０を手操作で引き起こすことによりバッテリ４の挿脱着経路が確保される。
【００５６】
バッテリ収容ケース５の車体左側側部の後上部には施錠手段５０１が設けられており、施錠状態では施錠ピン５０１ａが収容ケース５内部に突出してバッテリ４の凹部４ａと係合し、バッテリ収容ケース５からのバッテリ４の取り外しが阻止される。
【００５７】
本実施形態では、電源スイッチ２９のキーで施錠手段５０１を回転させて施錠ピン５０１ａを退避させることでバッテリ４を取り出すことができる。なお、施錠ピン５０１ａは通常、突出状態に付勢されており、バッテリ４を収容ケース５に挿入するとバッテリ４によりピン５０１ａが開錠状態まで退避され、挿入を完了するとピン５０１ａが凹部４ａに係合して施錠される。
【００５８】
次いで、本発明の他の実施形態について説明する。図８は、本発明の電動補助ユニットを適用した電動補助自転車の第２実施形態の側面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００５９】
本実施形態の車体フレーム２は、電動補助ユニット１を介して各フレームを相互に連結することにより構成され、電動補助ユニット１がフレームの一部を構成するのでフレーム部材を軽量化でき、さらには、電動補助ユニット１を低い位置に配置できるので“跨ぎ易さ”も向上する。
【００６０】
ダウンパイプ２２は電動補助ユニット１の前方に設けられたバンガー部６６１、６６２において電動補助ユニット１と直接連結されている。シートポスト２３およびチェーンステイ２５は、ブラケット２８を介して相互に連結され、ブラケット２８は電動補助ユニット１の後方上部に設けられたバンガー部６６３、６６４において電動補助ユニット１と連結されている。このような構成によれば、電動補助ユニット１が各フレームを連結する補強部材とも成り得るので、軽量かつ高剛性の車体を実現できる。
【００６１】
電動補助ユニット１は、車体フレームに取り付けられた姿勢でシートポスト２３と直交するバッテリ搭載面４０１を上部に有し、当該バッテリ搭載面４０１には、後述する接点ホルダ８６０が設けられている。接点ホルダ８６０には外部接続用の各種端子（接点）が形成されている。バッテリ収容ケース５１は、シートポスト２３の前方において前記バッテリ搭載面４０１上に搭載される。電動補助ユニット１から突出して接点ホルダ８６０を貫通した接点８５１（８５１ａ，８５１ｂ）等は、さらにバッテリ収容ケース５１の底面を貫通して内部に露出している。
【００６２】
図９は、バッテリ収容ケース５１の底部内側を上部から見込んだ図であり、前記バッテリ搭載面４０１には接点ホルダ８６０が形成され、接点ホルダ８６０には一対の正負接点８５１ａ，８５１ｂと共に、コントロールユニット８から入出力されるスイッチング信号、センサ信号等の制御系信号を伝達するためのグロメット８５２が保持されている。バッテリ４４の底面には、バッテリ収容ケース５１への収容時に前記各電極８５１ａ，８５１ｂと接触して電気的に接続される接点、および前記グロメット８５２と接続されるソケット（図示せず）が設けられている。
【００６３】
図１０は、前記電動補助ユニット１の部分透過側面図、図１１は、図１０のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００６４】
クランク軸２０１は踏力検知機構を具備し、その一端がケース１０に対してベアリング２８１により回転自在に軸支されている。クランク軸２０１の他端の外周部には第１ドライブギア２０２がニードルベアリング２９１、２９２を介して遊貫され、当該第１ドライブギア２０２はベアリング２８２によりケースに対して回転自在に軸支されている。ケース１０から露出した第１ドライブギア２０２の外周部にはペダルスプロケット２００がスプライン結合され、ナットにより締め付けられている。
【００６５】
前記クランク軸２０１の略中央部には、ワンウエイクラッチ２６１を介して第２ドライブギア２０３が装着され、前記第１および第２ドライブギア２０２，２０３同士は、その円周方向に弾性力を発揮するコイルスプリング２０４を介して相対回転可能に連結されている。前記第２ドライブギア２０３の外周小径部には、円周方向に沿って溝が形成されたスライダ２０５がスプライン結合により軸方向へ摺動自在に装着され、前記溝の深さは円周方向に沿って連続的に変化している。前記第１ドライブギア２０２の外周には係合ピン２７１が固定され、当該係合ピン２７１は前記スライダ２０５の溝に係合している。
【００６６】
前記クランク軸２０１の後方では、第１アイドル軸２１０がベアリング２８４，２８５によって軸支され、その外周に形成されたギア歯２６２が前記クランク軸２０１の第１ドライブギア２０２と歯合している。第１アイドル軸２１０にはさらに、ワンウエイラチェット２６３を介してギア２６４が連結されている。
【００６７】
前記第１アイドル軸２１０の後方では、第２アイドル軸２２０がベアリング２８６，２８７によって軸支され、その外周に形成されたギア歯２６５が前記第１アイドル軸２１０のギア２６４と歯合している。前記ドライブ軸２２０の一端には樹脂ギア２６６が連結されている。
【００６８】
前記第２アイドル軸２２０の上方では、電動モータＭの回転軸２３０が、ベアリング２８８，２８９によって回転自在に軸支されている。回転軸２３０にはロータ２３１が固定され、ロータ２３１の周囲にはステータ２３２が設けられている。回転軸２３０の一端にはギア歯２７６が形成され、当該ギア歯２７６は前記第２アイドル軸２２０の樹脂ギア２６６と歯合している。
【００６９】
以上のような構成において、人力としての踏力は、前記ペダル１２およびクランク１１を介してクランク軸２０１に入力され、ワンウエイクラッチ２６１を介して第２ドライブギア２０３を同期回転させると共に、スプリング２０４を介して第１ドライブギア２０２へ伝達される。
【００７０】
一方、電動モータＭの回転トルク（補助動力）は、ギア歯２６７、ギア２６６、第２アイドル２２０およびワンウエイラチェット２６３を介して第１アイドル軸２１０へ、ギア歯２６２を介して第１ドライブギア２０２へ伝達される。第１ドライブギア２０２へ伝達された踏力および補助動力の合力は、ペダルスプロケット２００およびチェーン６を介して後輪ＷＲへ伝達される。
【００７１】
このとき、クランク軸２０１に入力される踏力に応じて前記スプリング２０４が円周方向に圧縮され、各ドライブギア２０２，２０３が相対的に回転して両者に位相差が生じる。この結果、前記係合ピン２０２１がスライダ２０５の溝内を回動し、回動量に応じて変化した溝の深さ分だけスライダ２０５がバネ２６０の弾発力に抗してクランク軸２０１上を摺動する。スライダ２０５の軸方向の摺動量は、変位検知レバー１５２を介してストロークセンサ１５０の検知シャフト１５１を変位させるので、踏力がストロークセンサ１５０によって検知されることになる。
【００７２】
コントロールユニット８は、図１２に示したように、前記バッテリ搭載面４０１の裏面内側に配置されており、その皿状ケース８１内に制御回路基板８２を収容し、隙間および基板表面を絶縁樹脂８３で樹脂モールドして構成される。前記制御回路基板８２には、各種の制御回路８２０やパワートランジスタ８２１ａ、ダイオード８２１ｂと共に回転センサ８２２が搭載され、各パワートランジスタ８２１ａおよびダイオード８２１ｂは放熱板８２９に接触固定されている。
【００７３】
前記回転センサ８２２は、制御回路基板８２の端部近傍において、クランク軸２０１の第１ドライブギア２０２のギア歯と対向するように固定されている。皿状ケース８１には、前記と同様に位置決めピンが形成され、ケース１０Ｒの対応部分には位置決め孔が形成されている。
【００７４】
コントロールユニット８は、前記各位置決めピンが各位置決め孔へ挿貫されたときに前記回転センサ８２２が制御回路基板８２上の所定の位置に所定の高さで固定されてギア歯との相対的な位置関係が予定の関係となるように、前記ケース１０に対して位置決めされる。
【００７５】
また、ケース１０に対するコントロールユニット８の締め付けは、図１２に示したように、前記回転センサ８２２が設けられた端部とは反対側の端部において、皿状ケース８１の両側（図１０参照）を左ケース１０Ｌにネジ８３１によりネジ止めすることにより行われる。
【００７６】
本実施形態によれば、電動補助ユニット１のケース外表面に外部電極を一体的に設けたので、電動補助ユニット１上にバッテリ４４を直接配置することが可能になって電動補助ユニット１とバッテリ４４とを結ぶ給電ラインを短くすることができる。
【００７７】
また、本実施形態では、クランク軸２０１に踏力検知機構を設けたので、踏力検知機構を別途に設ける際には必要となるスペースが不要となり、電動補助ユニット１を大型化することなくコントロールユニット８の設置スペースを確保できるようになる。
【００７８】
図１３は、前記電動補助ユニット１の第３実施形態の部分透過側面図であり、図１４は、図１３のＢ−Ｂ線に沿った歯車列を示す断面図、図１５は、図１３のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図であり、それぞれ前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００７９】
上記した各実施形態では、駆動モータＭが発生する補助動力が第２アイドル軸１０３を介して第１アイドル軸１０２へ伝達され、当該第１アイドル軸１０２において踏力と合成された後に出力軸１０５へ伝達されていたが、本実施形態では、駆動モータＭが発生する補助動力が第２アイドル軸１０３を介して出力軸１０５へ直接伝達されるようにしている。
【００８０】
すなわち、駆動モータＭの回転軸１０４に発生した補助動力は樹脂ギア１１５を介して第２アイドル軸１０３へ伝達される。この第２アイドル軸１０３には、出力軸１０５のギア１１９と歯合するギア歯１０３ａが形成されており、第２アイドル軸１０３に伝達された補助動力はギア歯１０３ａ、ギア１１９を介して出力軸１０５へ伝達される。
【００８１】
一方、クランク軸１０１に入力された踏力は、増速ギア１１１、第２アイドル軸１０３および第１ドライブ軸１０２ａのギア歯１１３を介して第１アイドル軸１０２へ伝達され、さらに、第２ドライブ軸１０２ｂのギア歯および出力軸１０５の第４ギア１１８を介して出力軸１０５へ伝達され、ここで前記補助動力と構成される。
【００８２】
このように、本実施形態では、電動モータＭの発生する補助動力を出力軸１０５へ直接伝達することができるので、上記した各実施形態のように、合力軸としての第１アイドル軸を介する場合に比べて第１アイドル軸上に設けられるギア数が減ぜられる。このため、第１アイドル軸上に設けられる踏力検知機構の占有スペースが増えて設計の自由度が増す。
【００８３】
また、本実施形態の電動モータＭは、図１４に示したように、出力取出側の端面に電源端子７５２が配置されているので、その電源コード７５１は電動モータＭの出力取出側から前記コントロールユニット８まで引き回す必要がある。しかしながら、ケース１０内では電動モータＭの出力取出側に多数のギア列が配置されているため、電源コード７５１は左ケース１０Ｌの内側端面に沿って引き回すよりも右ケース１０Ｒの内側端面に沿って引き回すことが望ましい。
【００８４】
そこで、本実施形態では、モータハウジング１０Ｍに隣接して設けられた左ケース１０Ｌの内壁７５６と平行に、第２の内壁７５４を別途に設けて各内壁７５４、７５６で囲まれた空間（コード通路）７５３を形成し、電動モータＭの出力取出側の端面から引き出される電源コード７５１を前記コード通路７５３を通して右ケース１０Ｒの内側端面まで引き回し、さらに、この内側端面に沿ってコントロールユニット８まで引き回すようにしている。
【００８５】
上記した特徴によれば、電源コードがユニットケース内の左ケース１０Ｌ側の内側端面から右ケース１０Ｒ側の内側端面へ、コード通路を介して導かれるので、電源コードがギア列や他の構成部材等と干渉することがない。
【００８６】
さらに、本実施形態では電源コード７５１を右ケース１０Ｒの内側端面に拘束するため、前記軸受け用ベアリング１８４，１８５を支持するために右ケース１０Ｒの内側端面に立設した各軸受け用ボス７４９，７４８を橋渡しするようにクランパ７５５を設け、前記電源コード７５１は各ボス７４９，７４８およびクランパ７５５で囲まれた通路を通すことでクランプするようにした。このように、既存のボス７４９，７４８を橋渡しするようにクランパ７５５を設ければ、簡単な構成で電源コード７５１を確実にクランプすることができる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
【００８８】
(1) コントロールユニットに回転センサを設け、クランク軸と同期回転する回転体の近傍に回転センサが配置されるようにコントロールユニットを配置したので、回転センサ用の設置スペースを別途に確保する必要がなく、電動補助システム全体をコンパクトにすることができる。また、回転センサとコントロールユニットとの距離を短くすることができるので、回転センサの出力信号へのノイズの混入を抑えることができる。
【００８９】
(2) コントロールユニットに位置決め手段を設け、補助動力ユニットの所定の位置に所定の姿勢で固定できるようにしたので、コントロールユニットを位置決め固定するだけで、回転センサと回転体との相対的な位置関係を予定の関係に保持することができ、回転数の検出精度を高く維持することができる。
【００９０】
(3) コントロールユニットを、その一側部に設けた位置決め手段により電動補助ユニットに係合させ、他の一側部において締結手段により締結するようにしたので、締結構造が簡単で部品点数も少なくなる。
【００９１】
(4) クランク軸上に大径ギアを配置し、クランク軸の周囲にコントロールユニットの配置スペースを確保してコントロールユニットをレイアウトしたので、大径ギアからクランク軸の回転数を検出することが可能になる。
【００９２】
(5) コントロールユニットは、電動補助ユニットが車体フレームに取り付けられた姿勢においてクランク軸の前方下部に配置されるようにしたので、走行中の空冷効果が大きくなって冷却効率が向上する。
【００９３】
(6) 踏力に応答した電気信号を出力するセンサを電動補助ユニットに内蔵させたので、ケース内のデットスペースを有効利用できるようになって電動補助ユニットの一層の小型化が可能になる。また、踏力センサのコード（リード線）をユニット外へ取り出す必要がないのでユニットの密閉性をより一層高められる。
【００９４】
(7) 電動補助ユニットのケース外表面に正負接点を設けたので、電動補助ユニットにバッテリを直接当接することが可能になって電動補助ユニットとバッテリとを結ぶ給電ラインを短くすることができる。さらに、バッテリおよび電動補助ユニットをアッセンブリとして取り扱うことができるので、コンパクト化と取扱性の向上とが可能になる。
【００９５】
(8) コントロールユニットは、当該電動補助ユニットが車体フレームに取り付けられた姿勢においてクランク軸上方に配置されるようにしたので、シートポストに沿って長手状のバッテリを搭載すれば、バッテリをコントロールユニット上に配置することができ、コントロールユニットとバッテリとを結ぶ配線を短くすることができる。また、重量物を車体の中央部に集中配置することができるので、車体の重心を中央部に置くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動補助ユニットを適用した電動補助自転車の側面図である。
【図２】電動補助ユニットの第１実施形態の部分透過側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿った歯車列を示す断面図である。
【図５】電動補助ユニット１およびバッテリ収容ケース５近傍の側面図である。
【図６】バッテリの挿脱着方法を示した図である。
【図７】バッテリに設けた充電残量計の操作・表示パネルの平面図である。
【図８】本発明を適用した電動補助自転車の第２実施形態の側面図である。
【図９】バッテリ収容ケース５１の底部内側を上部から見込んだ図である。
【図１０】電動補助ユニットの第２実施形態の部分透過側面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図である。
【図１２】コントロールユニットの取り付け方法を示した断面図である。
【図１３】電動補助ユニットの第３実施形態の部分透過側面図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す断面図である。
【図１５】図１３のＢ−Ｂ線に沿った歯車列を示す断面図である。
【図１６】第１アイドル軸の機能を説明するための図である。
【符号の説明】
１…電動補助ユニット、４…バッテリ、５…バッテリ収容ケース、８…コントロールユニット、１０…ケース、１０Ｒ…右ケース、１０Ｌ…左ケース、１３…駆動スプロケット、８１…皿状ケース、８２…制御回路基板、１０２…第１アイドル軸、１０２ａ…第１ドライブ軸、１０２ｂ…第２ドライブ軸、１０２ｅ…第２ギア、１０３…第２アイドル軸、１０５…出力軸、１１１…増速ギア、１１５…樹脂ギア、１１８…第４ギア、１３１…ロータ、１５０…ストロークセンサ、１５２…変位検知レバー、１６１、１６２…ワンウエイクラッチ、１８１，１８２，１８３ａ，１８３ｂ，１８５，１８６，１８７，１８８…ベアリング、８１１，８１２…位置決めピン、８２２…回転センサ、９１１，９１２…位置決め孔、９２１…スライダ、９２４…ボールカップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric auxiliary unit that detects auxiliary power (human power) applied to a pedal of a bicycle and generates auxiliary power, and in particular, a control unit that controls auxiliary power in response to signals provided from various sensors. Electric auxiliary unit with built-in Power assisted bicycle equipped with About.
[0002]
[Prior art]
In a battery-assisted bicycle equipped with a driving system using pedal force and a driving system using an electric motor, so-called assist bicycle, a pedaling force sensor that detects the pedaling force applied to the pedal and a rotation that detects the vehicle speed based on the rotational speed of the crankshaft, etc. Various sensors such as sensors are provided, and the driving torque of the electric motor is controlled based on the detection results of the various sensors. The drive torque control of the electric motor is performed by, for example, chopping control of a power transistor connected between the battery and the electric motor and increasing or decreasing the amount of drive current supplied from the battery to the electric motor.
[0003]
Conventionally, a control unit that performs chopping control of a power transistor has been mounted at a suitable location on the vehicle separately from the electric auxiliary unit. However, when the control unit is mounted outside the electric auxiliary unit, a space for attaching the electric auxiliary unit must be secured separately, and the drive motor in the electric auxiliary unit is connected to the external control unit. Therefore, there is a problem in that productivity and maintenance workability are hindered.
[0004]
In order to solve such technical problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-175471 proposes an electric auxiliary unit incorporating a control unit.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described conventional technology, it is not necessary to secure a space for placing the control unit on the vehicle, and the wiring connecting the control unit and the drive motor can be shortened. However, it is necessary to provide a rotation sensor for detecting the vehicle speed by detecting the number of rotations of the crankshaft and the like in the electric auxiliary system, and further downsizing is required.
[0006]
Further, the output signal of the rotation sensor for detecting the vehicle speed is generally a pulse signal, and if the signal line connecting the vehicle speed sensor and the control unit is long, it may be easily affected by noise. Furthermore, since a relatively large current flows through the power supply line connecting the battery and the drive motor, it is preferable that the wiring length be as short as possible. However, in the prior art, the relative positional relationship between the external electrode that contacts the contact of the battery and the control unit is not considered at all, and the two are separated from each other.
[0007]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to incorporate a control unit without increasing the size of the electric auxiliary unit, and to shorten the wiring length of the signal line and the power line. Power assisted bicycle equipped with Is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention incorporates an electric motor that generates auxiliary power in response to a pedaling force input to the crankshaft and a control unit thereof, and combines the auxiliary power and the pedaling force to drive wheels. The electric auxiliary unit for transmission is characterized by the following measures.
[0009]
(1) The control unit includes a control board on which at least a rotation sensor for detecting the rotation speed of the crankshaft is mounted, and the relative positional relationship between the rotating body and the rotation sensor that rotates synchronously with the crankshaft is in a predetermined relationship. It is arranged in the vicinity of the rotating body so as to be held.
[0010]
(2) It includes a positive / negative contact that is exposed and fixed on one main surface of the unit case, and a power supply line that electrically connects the positive / negative contact and the electric motor inside the unit case, and supplies power to the electric motor. The battery is mounted on one main surface of the unit case where the positive and negative contacts are exposed, and is electrically connected to the positive and negative contacts.
[0011]
According to the above feature (1), since the rotation sensor can be installed in the control unit, the electric auxiliary unit is not enlarged even if the control unit is incorporated. In addition, since the rotation sensor is mounted on the substrate of the control unit, the signal line of the rotation sensor can be shortened, and mixing of noise into the signal line can be suppressed.
[0012]
According to the above feature (2), since the battery can be directly arranged on the electric auxiliary unit, the wiring length of the power supply line connecting the electric auxiliary unit and the battery can be shortened.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a battery-assisted bicycle to which the battery-assisted auxiliary unit of the present invention is applied.
[0014]
The body frame 2 of the battery-assisted bicycle includes a head pipe 21 positioned in front of the vehicle body, a down pipe 22 that extends rearward and downward from the head pipe 21, and a seat that rises upward from the vicinity of the end portion of the down pipe 22. A post 23 is provided. The joint portion between the head pipe 21 and the down pipe 22 and its peripheral portion are covered with a resin cover 33 that is divided into two parts in the vertical direction and is attached and detached. A steering handle 27 is rotatably inserted in the upper part of the head pipe 21, and a front fork 26 steered by the steering handle 27 is supported in a steerable manner in the lower part. A front wheel WF is rotatably supported at the end of the front fork 26.
[0015]
An electric auxiliary unit 1 including an electric motor for assisting treading force is fixed to the lower part of the vehicle body frame 2 with screws at three places, the rear end of the down pipe 22, the lower part of the seat post 23, and the front end of the chain stay 25. Suspended. The power switch 29 of the electric auxiliary unit 1 is provided in the vicinity of the head pipe 21 on the down pipe 22. The power switch 29 may be provided on the handle 27.
[0016]
In the present embodiment, since the connecting portion between the down pipe 22 and the seat post 23 is laid out at the front portion of the electric auxiliary unit 1, the electric auxiliary unit 1 can be disposed at a low position, and the center of gravity can be lowered. In addition, since the height of the frame can be kept low, “easiness to straddle” is improved.
[0017]
A crankshaft 101 is rotatably supported on the electric auxiliary unit 1, and pedals 12 are pivotally supported on both left and right ends of the crankshaft 101 via cranks 11. A rear wheel WR as a drive wheel is pivotally supported between the terminal ends of a pair of left and right chain stays 25 extending rearward from the electric auxiliary unit 1. A pair of left and right seat stays 24 are provided between the upper portion of the seat post 23 and the end of both chain stays 25. A seat pipe 31 having a seat 30 at the upper end is mounted on the seat post 23 so as to be slidable within the seat post 23 so that the vertical position of the seat 30 can be adjusted.
[0018]
A battery storage case 5 for storing the battery 4 is attached to the rear portion of the seat post 23 below the seat 30. The battery 4 includes a plurality of battery cells housed in a substantially rectangular parallelepiped battery case, and the battery 4 is installed along the seat post 23 so that the longitudinal direction is substantially the vertical direction. At the end of the battery 4 in the longitudinal direction (upper end in FIG. 1), as shown in FIG. 7, the handle 41 is provided close to the right side of the vehicle body (the rotation shaft 41a is on the left side of the vehicle body).
[0019]
The handle 41 is rotatably attached and is normally pressed against the battery 4. In general, since the driver often stands on the left side of the vehicle body, the handle 41 can be easily raised by arranging the handle 41 on the right side of the vehicle body and the rotating shaft 41a on the left side of the vehicle body.
[0020]
A remaining charge meter 42 is provided on the upper surface of the battery 4 provided with the handle 41, and when the push button 43 is pressed, the remaining charge is displayed. The fuel gauge 42 is attached to a surface directed by an arrow in FIG. 6 so that it can be easily confirmed from above the rear portion of the seat 30. Thereby, the operator can confirm the battery remaining amount from above while standing.
[0021]
As shown in FIG. 1, the upper part of the battery storage case 5 is fixed to the seat stay 24 together with the loading platform 28 by screws 39. The electric auxiliary unit 1 is powered by the battery 4 and transmits driving force to the wheel sprocket 14 of the rear wheel WR via the driving sprocket 13 and the chain 6. The entire drive sprocket 13 and the upper half of the chain 6 are covered with a chain cover 32.
[0022]
In the present embodiment, unlike a normal bicycle, there is no drive sprocket at the base of the crankshaft 101. However, the chain cover 32 is not provided for the purpose of appearance, prevention of foot catch, or protection of the electric auxiliary unit 1. The front has a substantially circular shape centered on the crankshaft 101 as if the drive sprocket is connected to the base of the crankshaft 101.
[0023]
2 is a partially transparent side view of the first embodiment of the electric auxiliary unit 1, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a gear train along the line AA in FIG. 2, and FIG. It is sectional drawing which shows the gear train along BB line, and the same code | symbol as the above represents the same or equivalent part, respectively.
[0024]
2 and 3, the case 10 of the electric auxiliary unit 1 is made of aluminum, and is configured by connecting the left half (left case) 10 and the right half (right case) 10R of the case 10 with a plurality of bolts 781. The
[0025]
In this embodiment, since the hanger part 771a does not have a split surface for the left and right cases, the left and right cases can be broken by removing the bolts 781 while the electric auxiliary unit 1 is mounted on the vehicle body frame 2. Specifically, since the right case 10R can be removed while the left case 10L remains on the vehicle body frame 2, maintenance of the built-in control unit 8 and the motor M is facilitated.
[0026]
A crankshaft 101 as a pedal input shaft is rotatably supported on the case 10 by bearings 181 and 182. A large-diameter speed increasing gear 111 is pivotally supported on the crankshaft 101 via a one-way clutch 161. Therefore, even if the crankshaft 101 is reversely rotated, the speed increasing gear 111 is not reversely rotated. A first idle shaft 102 having a pedaling force (torque) detection mechanism is pivotally supported at the lower rear portion of the crankshaft 101.
[0027]
The first idle shaft 102 is divided into left and right parts and arranged in a coaxial manner in the horizontal direction, and the first and second drive shafts 102a and 102b, and the torsion inserted through the drive shafts 102a and 102b. The gear teeth 113 formed on the outer peripheral small diameter portion of the first drive shaft 102a mesh with the speed increasing gear 111 of the crankshaft 101. The first and second drive shafts 102a and 102b are rotatably supported with respect to the case 10 by bearings 183a and 183b and a bearing 184, respectively.
[0028]
According to such a configuration, the pedal effort input to the crankshaft 101 is increased by the speed increasing gear 111 and the torque is reduced, so that the torque applied to the torsion bar 102c is kept low. For this reason, the torsion bar 102c can be downsized, and the entire pedal force detection mechanism can be made compact.
[0029]
A first gear 102d is attached to the outer peripheral small diameter portion of the second drive shaft 102b, and a second gear 102e is inserted into the outer peripheral large diameter portion via a one-weiler check 162. Therefore, when the motor M is in a stopped state and traveling by human power, the motor side does not rotate from the gear 102e.
[0030]
A slider 921 having two convex cam portions 921a on the end surface is coupled to the outer peripheral large diameter portion of the first drive shaft 102a by allowing the sliding in the axial direction by spline coupling. The ball cup 924 engages with the displacement detection lever 152 (FIG. 4), and is constantly pressed to the second drive shaft 102b side by the coil spring 923 (FIG. 3). The ball cup 924 constantly presses the slider 921 against the second drive shaft 102b while absorbing the rotation.
[0031]
FIG. 16 is a view for explaining the function of the second drive shaft 102b. FIG. 16 (a) is a sectional view, and FIG. 16 (b) is a view of FIG. 16 (a) from the CC line side. FIG. 1 (c) is a diagram showing a side surface of the end face in a straight line, and the same reference numerals as those described above represent the same or equivalent parts.
[0032]
In the present embodiment, two concave cam grooves 922 that engage with two convex cam portions 921a provided on the end surface of the slider 921 on the second drive shaft 102b side are provided on the end surface of the second drive shaft 102b in the circumferential direction. Is formed.
[0033]
If a rotational twist (phase difference) occurs between the first and second drive shafts 102a and 102b in accordance with the pedaling force input to the crankshaft 101, the second drive shaft 102b and the slider 921 are also displaced. A phase difference occurs, and the relative position between the convex cam 921a and the concave cam groove 922 changes from the relationship shown on the left side of FIG. 16 (c) to the relationship shown on the right side, and the slider 921 moves along the axis of the vehicle body. Slide to the left. As a result, the displacement detection lever 152 is displaced in the left direction of the vehicle body along the axial direction against the elastic force of the coil spring 923.
[0034]
Therefore, in this embodiment, the amount of displacement of the displacement detection lever 152 in the axial direction represents the pedal effort input to the crankshaft 101. The pedaling force detected as the amount of displacement in the axial direction by the pedaling force detection mechanism described above is converted into an electrical signal by the stroke sensor 150 (see FIG. 4) described in detail later and transmitted to the control unit 8.
[0035]
The end face of the second drive shaft 102b is provided with a stopper hole 922a that fits with the stopper convex portion 921b provided on the end face of the first drive shaft 102a to prevent excessive twisting of the drive shafts 102a and 102b. It is configured to be. As a result, the downsized torsion bar 102c can be effectively protected, and further downsizing can be achieved.
[0036]
3 and 4, the right side with respect to the torsion bar 102c is a state where the convex cam 921a and the concave cam 922 are in agreement and there is no pedaling force torque [the left side in FIG. 10 (c)]. A state in which there is a pedaling torque with the slider 921 moving to the left side of the vehicle body due to the action of the cam (right side in FIG. 10C) is shown.
[0037]
A second idle shaft 103 is rotatably supported by bearings 185 and 186 below the first idle shaft 102. A gear tooth 114 that meshes with the second gear 102e of the second drive shaft 102b is formed on the outer periphery of the second idle shaft 103, and a resin gear 115 is fixed to the end by a screw.
[0038]
An electric motor M is disposed below and behind the second idle shaft 103. A rotating shaft 104 of the electric motor M is rotatably supported by bearings 187 and 188. A motor housing 10M is connected to the left via an O-ring 10S by a bolt 782. It is fastened to the case 10L. A stator rotor 131 including a motor coil 130 is fixed to the rotating shaft 104, and a magnet 132 is provided around the stator rotor 131. A gear tooth 116 that meshes with the resin gear 115 of the second idle shaft 103 is fixed to one end of the rotating shaft 104. Thereby, the gear sound of the gears 115 and 116 rotating at high speed can be suppressed. A resin cover 10A is fastened to the left case 10L by a bolt 783 on the left side of the vehicle body of each gear 115, 116, further enhancing the soundproofing effect.
[0039]
In the front space of the case 10, as shown in FIG. 3, a control unit 8 that controls the electric auxiliary unit 1 is mounted on the lower front portion of the crankshaft 101. The control unit 8 is configured by accommodating a control circuit board 82 in a resin-made dish-like case 81 and resin-molding the gap and the substrate surface with an insulating resin 83. A rotation sensor 822 is mounted on the control circuit board 82 together with various control circuits 820, a plurality of power transistors (FETs) 821a and diodes 821b (see FIG. 10), and the elements 821a and 821b that generate heat are made of aluminum. The heat sink 829 is fixed in surface contact. Further, the heat sink 829 is fixed in surface contact with the right case 10R made of aluminum. The rotation sensor 822 is fixed near the end of the control circuit board 82 so as to face the gear teeth of the speed increasing gear 111 of the crankshaft 101. Therefore, the heat generated by each of the heat generating elements 821a and 821b is radiated to the right case 10R, and there is no thermal adverse effect on the rotation sensor disposed in the vicinity of the left case 10L.
[0040]
As described above, in this embodiment, the control unit 8 is provided with the rotation sensor 822, and the control unit 8 is arranged so that the rotation sensor 822 is disposed in the vicinity of the rotating body (large-diameter gear 111) that rotates in synchronization with the crankshaft 101. Since it is arranged, it is not necessary to secure a separate installation space for the rotation sensor, and the entire electric auxiliary system can be made compact. In addition, since the distance between the rotation sensor 822 and the control unit 8 can be shortened, it is possible to suppress noise from being mixed into the output signal of the rotation sensor 822.
[0041]
Further, since the control unit 8 is arranged at the lower front part of the crankshaft 101 in a posture in which the electric auxiliary unit 1 is attached to the vehicle body frame 2, a high air cooling effect is obtained during traveling and the cooling efficiency is improved. .
[0042]
On the other hand, a positioning pin 811 extending in parallel along the bottom surface is formed on the outer side of the bottom of the dish-shaped case 81 corresponding to the mounting position of the rotation sensor 822, and the positioning pin 811 is attached to the opposite portion of the case 10. A positioning hole 911 to be inserted is formed. Similarly, a positioning pin 812 extending in parallel along the side surface is formed on the outer side surface of the dish-shaped case 81 (see FIG. 2), and the positioning pin 812 is inserted into the opposite portion of the case 10. A positioning hole 912 is formed. As a result, the two surfaces of the unit 8 can be positioned, and the clearance between the rotation sensor 822 and the large-diameter gear 111 can be maintained in a specified state.
[0043]
When the positioning pins 811 and 812 are applied to the inlets of the positioning holes 911 and 912, the rotation sensor 822 is not yet opposed to the large-diameter speed increasing gear 111. After that, after the pins 811 and 812 start to be inserted into the holes 911 and 912, the relative positional relationship (opposite relationship) between the gear teeth of the speed increasing gear 111 and the rotation sensor 822 becomes a predetermined relationship. Positioned with respect to the case 10.
[0044]
Further, as shown in FIG. 3, the control unit 8 is fixed to the case 10 at both ends of the dish-like case 81 at the end opposite to the end where the rotation sensor 822 and the positioning pin 811 are provided. Is fixed to the case 10 with screws 831 (831a, 831b: see FIG. 2).
[0045]
As described above, in this embodiment, the control unit 8 is provided with the positioning pins 811 and 812 as positioning means so that the control unit 8 can be fixed at a predetermined position in the auxiliary power unit 1 in a predetermined posture. By simply positioning and fixing the control unit 8, the relative positional relationship between the rotation sensor 822 and the rotating body (speed increasing gear 111) can be maintained in a predetermined relationship, and the detection accuracy of the rotational speed can be ensured. it can.
[0046]
In addition, in the present embodiment, one side portion of the control unit 8 is engaged with the electric auxiliary unit 1 by positioning means provided on one side portion of the control unit 8, and is fastened by fastening means on the other side portion. The fastening structure is simple and the number of parts is reduced.
[0047]
2 and 4, an output shaft 105 is rotatably supported by bearings 191 and 192 at the rear upper side of the first idle shaft 102. The output shaft 105 is provided with a fourth gear 118 that meshes with the first gear 102 d of the second drive shaft 102 b, and the drive sprocket 13 is fixed to the end exposed from the case 10.
[0048]
In such a configuration, the pedaling force as human power is input to the crankshaft 101 via the pedal 12 and the crank 11, and further from the first drive shaft 102a of the first idle shaft 102 to the second drive via the speed increasing gear 111. It is transmitted to the shaft 102b. On the other hand, the rotational torque of the electric motor M is transmitted to the second drive shaft 102b via the gear 115, the second idle shaft 103, the gear teeth 114, and the second gear 102e, and is combined with the pedal effort. The resultant force on the second drive shaft 102b is transmitted to the output shaft 105 via the first gear 102d and the fourth gear 118, and further transmitted to the rear wheel WR via the drive sprocket 13 and the chain 6.
[0049]
Here, as shown in FIG. 4, the ball cup 924 of the first idle shaft 102 is engaged with a substantially central portion of a displacement detection lever 152 supported at one end by a pin 153 so as to be swingable. A stroke detection shaft 151 of a stroke sensor 150 fixed to the right case 10R is connected to the other end of the displacement detection lever 152. Accordingly, a phase difference is generated between the first and second drive shafts 102a and 102b of the first idle shaft 102 in accordance with the pedaling force input to the crankshaft 101, and the ball cup 924 is displaced in the axial direction in accordance with this phase difference. Then, this causes the displacement detection lever 152 to swing and is transmitted to the stroke sensor 150 to be detected.
[0050]
The detected pedaling force is converted into an electric signal and supplied to the control unit 8. The control unit 8 determines an optimum assist torque based on the rotation speed of the crankshaft (acceleration gear 111) detected by the rotation sensor 822 and the detected pedaling force, and the electric motor M uses the assist torque. The drive current supplied to the electric motor M is appropriately controlled by the power transistor 821a so as to be generated.
[0051]
In the present embodiment, the pedal force detection mechanism that converts the pedal force input to the crankshaft 101 into a mechanical displacement amount is provided on the first idle shaft 102 adjacent to the crankshaft 101, so that the pedal force detection mechanism is provided separately. In this case, a necessary space is not required, and an installation space for the control unit 8 can be secured without increasing the size of the electric auxiliary unit 1.
[0052]
FIG. 5 is a side view of the vicinity of the battery-assisted case 1 and the battery housing case 5 of the battery-assisted bicycle described above. Here, in order to make the drawing easy to see, the illustration of the chain cover 32 and the pedal 12 is omitted. is doing.
[0053]
In the present embodiment, the electrode socket 701 is mounted on the upper portion of the electric auxiliary unit 1 in the frame mounted state, and the electrodes 711 and 712 are exposed on the upper surface of the electrode socket 701. Lead wires (not shown) of the electrodes 711 and 712 pass through the case of the electric auxiliary unit 1 and are connected to the electric motor M and the control unit 8 inside the unit.
[0054]
The cylindrical battery housing case 5 is attached to the rear of the seat post 23 so that the bottom skirt portion 5a straddles the bracket 49 that connects the seat post 23 and the chain stay 25, and the inner bottom portion is provided with the electrode. The electrodes 711 and 712 of the socket 701 are exposed. On the bottom surface of the battery 4, there are provided contacts (not shown) that are in contact with and electrically connected to the electrodes 711 and 712 when stored in the battery storage case 5.
[0055]
The battery 4 is inserted / removed from the upper part in the battery housing case 5, but since the seat 30 exists on the insertion / removal path of the battery 4, the battery 30 cannot be attached / detached as it is. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, when the battery 4 is inserted and removed, the seat lock lever 301 supported by the shaft 302 with respect to the seat bracket 304 provided at the upper end of the seat pipe 31 is moved to the vehicle. It moves forward and swings about the shaft 302 to release the engagement between the seat lock hook 301a and the hole 304a of the seat bracket 304. As a result, the seat bracket 304 is popped forward with the shaft 303 as a fulcrum by the elastic force of the spring 305 compressed and disposed between the seat lock lever 301 and the seat bracket 304, and then the seat 30 is manually operated. An insertion / removal route for the battery 4 is ensured.
[0056]
A locking means 501 is provided at the rear upper part of the left side of the vehicle body of the battery housing case 5, and in the locked state, the locking pin 501 a protrudes into the housing case 5 and engages with the recess 4 a of the battery 4. Removal of the battery 4 from 5 is prevented.
[0057]
In this embodiment, the battery 4 can be taken out by rotating the locking means 501 with the key of the power switch 29 to retract the locking pin 501a. The locking pin 501a is normally biased in a protruding state. When the battery 4 is inserted into the housing case 5, the pin 501a is retracted to the unlocked state by the battery 4, and when the insertion is completed, the pin 501a is engaged with the recess 4a. Locked together.
[0058]
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a side view of a second embodiment of the battery-assisted bicycle to which the battery-assisted unit of the present invention is applied. The same reference numerals as those described above represent the same or equivalent parts.
[0059]
The vehicle body frame 2 of the present embodiment is configured by connecting the frames to each other via the electric auxiliary unit 1, and since the electric auxiliary unit 1 constitutes a part of the frame, the frame member can be reduced in weight. Since the electric auxiliary unit 1 can be arranged at a low position, “easiness to straddle” is also improved.
[0060]
The down pipe 22 is directly connected to the electric auxiliary unit 1 at banger portions 661 and 662 provided in front of the electric auxiliary unit 1. The seat post 23 and the chain stay 25 are connected to each other via a bracket 28, and the bracket 28 is connected to the electric auxiliary unit 1 at banger portions 663 and 664 provided at the upper rear portion of the electric auxiliary unit 1. According to such a configuration, the electric auxiliary unit 1 can also be a reinforcing member that connects the frames, so that a lightweight and highly rigid vehicle body can be realized.
[0061]
The electric auxiliary unit 1 has a battery mounting surface 401 perpendicular to the seat post 23 in an attitude attached to the vehicle body frame, and a contact holder 860 described later is provided on the battery mounting surface 401. The contact holder 860 is formed with various terminals (contacts) for external connection. The battery housing case 51 is mounted on the battery mounting surface 401 in front of the seat post 23. The contacts 851 (851a, 851b) and the like protruding from the electric auxiliary unit 1 and passing through the contact holder 860 further penetrate the bottom surface of the battery housing case 51 and are exposed to the inside.
[0062]
FIG. 9 is a view of the inside of the bottom of the battery housing case 51 as viewed from above. A contact holder 860 is formed on the battery mounting surface 401. The contact holder 860 includes a pair of positive and negative contacts 851a and 851b and a control unit. A grommet 852 for transmitting a control signal such as a switching signal and a sensor signal input / output from / to 8 is held. On the bottom surface of the battery 44, a contact (not shown) connected to the electrodes 851a and 851b and electrically connected to the electrodes 851a and 851b when stored in the battery storage case 51 and a grommet 852 are provided. ing.
[0063]
FIG. 10 is a partially transparent side view of the electric auxiliary unit 1, and FIG. 11 is a cross-sectional view showing a gear train along the line AA of FIG. 10. ing.
[0064]
The crankshaft 201 includes a pedaling force detection mechanism, and one end of the crankshaft 201 is rotatably supported by a bearing 281 with respect to the case 10. A first drive gear 202 is loosely passed through needle bearings 291 and 292 on the outer peripheral portion of the other end of the crankshaft 201, and the first drive gear 202 is rotatably supported by a bearing 282 with respect to the case. Yes. A pedal sprocket 200 is splined to the outer periphery of the first drive gear 202 exposed from the case 10 and is tightened by a nut.
[0065]
A second drive gear 203 is attached to a substantially central portion of the crankshaft 201 via a one-way clutch 261, and the first and second drive gears 202, 203 exhibit elastic force in the circumferential direction thereof. The coil spring 204 is connected so as to be relatively rotatable. A slider 205 having a groove formed along the circumferential direction is mounted on the small outer diameter portion of the second drive gear 203 so as to be slidable in the axial direction by spline coupling, and the depth of the groove extends in the circumferential direction. It is changing continuously along. An engagement pin 271 is fixed to the outer periphery of the first drive gear 202, and the engagement pin 271 is engaged with the groove of the slider 205.
[0066]
Behind the crankshaft 201, a first idle shaft 210 is supported by bearings 284 and 285, and gear teeth 262 formed on the outer periphery thereof mesh with the first drive gear 202 of the crankshaft 201. Further, a gear 264 is connected to the first idle shaft 210 via a one-weiler check 263.
[0067]
At the rear of the first idle shaft 210, the second idle shaft 220 is supported by bearings 286 and 287, and gear teeth 265 formed on the outer periphery thereof mesh with the gear 264 of the first idle shaft 210. . A resin gear 266 is connected to one end of the drive shaft 220.
[0068]
Above the second idle shaft 220, the rotating shaft 230 of the electric motor M is rotatably supported by bearings 288 and 289. A rotor 231 is fixed to the rotating shaft 230, and a stator 232 is provided around the rotor 231. A gear tooth 276 is formed at one end of the rotating shaft 230, and the gear tooth 276 meshes with the resin gear 266 of the second idle shaft 220.
[0069]
In the above configuration, the pedaling force as human power is input to the crankshaft 201 via the pedal 12 and the crank 11, and the second drive gear 203 is rotated synchronously via the one-way clutch 261, and via the spring 204. Is transmitted to the first drive gear 202.
[0070]
On the other hand, the rotational torque (auxiliary power) of the electric motor M is transmitted to the first idle shaft 210 via the gear teeth 267, the gear 266, the second idle 220 and the one-weiler check 263, and to the first drive gear 202 via the gear teeth 262. Is transmitted to. The resultant force of the stepping force and auxiliary power transmitted to the first drive gear 202 is transmitted to the rear wheel WR via the pedal sprocket 200 and the chain 6.
[0071]
At this time, the spring 204 is compressed in the circumferential direction in accordance with the pedaling force input to the crankshaft 201, and the drive gears 202 and 203 rotate relatively to cause a phase difference therebetween. As a result, the engagement pin 2021 rotates in the groove of the slider 205, and the slider 205 moves on the crankshaft 201 against the elastic force of the spring 260 by the depth of the groove changed according to the rotation amount. Slide. Since the sliding amount of the slider 205 in the axial direction displaces the detection shaft 151 of the stroke sensor 150 via the displacement detection lever 152, the pedaling force is detected by the stroke sensor 150.
[0072]
As shown in FIG. 12, the control unit 8 is disposed inside the back surface of the battery mounting surface 401. The control circuit board 82 is accommodated in the dish-like case 81, and the gap and the substrate surface are insulated with the insulating resin 83. It is configured by resin molding. A rotation sensor 822 is mounted on the control circuit board 82 together with various control circuits 820, a power transistor 821a, and a diode 821b. The power transistor 821a and the diode 821b are fixed to a heat sink 829 in contact with each other.
[0073]
The rotation sensor 822 is fixed in the vicinity of the end of the control circuit board 82 so as to face the gear teeth of the first drive gear 202 of the crankshaft 201. In the dish-like case 81, positioning pins are formed in the same manner as described above, and positioning holes are formed in corresponding portions of the case 10R.
[0074]
The control unit 8 is configured such that the rotation sensor 822 is fixed at a predetermined height on the control circuit board 82 at a predetermined height when the positioning pins are inserted into the positioning holes, and is relative to the gear teeth. Positioning is performed with respect to the case 10 so that the positional relationship becomes a predetermined relationship.
[0075]
Further, as shown in FIG. 12, the tightening of the control unit 8 with respect to the case 10 is performed on both sides of the dish-like case 81 at the end opposite to the end provided with the rotation sensor 822 (see FIG. 10). Is fixed to the left case 10L with a screw 831.
[0076]
According to this embodiment, since the external electrode is integrally provided on the outer surface of the case of the electric auxiliary unit 1, the battery 44 can be arranged directly on the electric auxiliary unit 1, and the electric auxiliary unit 1 and the battery The power feed line connecting to 44 can be shortened.
[0077]
Further, in the present embodiment, since the pedal force detection mechanism is provided on the crankshaft 201, a space required when the pedal force detection mechanism is separately provided becomes unnecessary, and the control unit 8 is not increased in size without increasing the size of the electric auxiliary unit 1. The installation space can be secured.
[0078]
13 is a partially transparent side view of the third embodiment of the electric auxiliary unit 1, FIG. 14 is a sectional view showing a gear train along the line BB in FIG. 13, and FIG. It is sectional drawing which shows the gear train along the AA line, and the same code | symbol as the above represents the same or equivalent part, respectively.
[0079]
In each of the above-described embodiments, the auxiliary power generated by the drive motor M is transmitted to the first idle shaft 102 via the second idle shaft 103 and is combined with the pedaling force in the first idle shaft 102 and then to the output shaft 105. In this embodiment, auxiliary power generated by the drive motor M is directly transmitted to the output shaft 105 via the second idle shaft 103.
[0080]
That is, auxiliary power generated on the rotating shaft 104 of the drive motor M is transmitted to the second idle shaft 103 via the resin gear 115. The second idle shaft 103 is formed with gear teeth 103a that mesh with the gear 119 of the output shaft 105. The auxiliary power transmitted to the second idle shaft 103 is output via the gear teeth 103a and the gear 119. It is transmitted to the shaft 105.
[0081]
On the other hand, the pedaling force input to the crankshaft 101 is transmitted to the first idle shaft 102 via the speed increasing gear 111, the second idle shaft 103 and the gear teeth 113 of the first drive shaft 102a, and further to the second drive shaft. It is transmitted to the output shaft 105 through the gear teeth of 102b and the fourth gear 118 of the output shaft 105, where it is configured as the auxiliary power.
[0082]
As described above, in the present embodiment, the auxiliary power generated by the electric motor M can be directly transmitted to the output shaft 105. Therefore, as in each of the above-described embodiments, the first idle shaft as the resultant force shaft is used. As compared with the above, the number of gears provided on the first idle shaft is reduced. For this reason, the space occupied by the pedaling force detection mechanism provided on the first idle shaft increases, and the degree of freedom in design increases.
[0083]
Further, as shown in FIG. 14, the electric motor M of the present embodiment has the power supply terminal 752 disposed on the end face on the output extraction side, so that the power cord 751 is connected to the control line from the output extraction side of the electric motor M. Must be routed to unit 8. However, since a large number of gear trains are arranged on the output extraction side of the electric motor M in the case 10, the power cord 751 is arranged along the inner end surface of the right case 10R rather than being routed along the inner end surface of the left case 10L. It is desirable to route.
[0084]
Therefore, in the present embodiment, a space (code path) is provided by separately providing the second inner wall 754 in parallel with the inner wall 756 of the left case 10L provided adjacent to the motor housing 10M and enclosing the inner walls 754 and 756. ) 753 is formed, and the power cord 751 drawn from the end surface on the output extraction side of the electric motor M is routed to the inner end surface of the right case 10R through the cord passage 753, and further to the control unit 8 along the inner end surface. I have to.
[0085]
According to the above-described feature, since the power cord is guided from the inner end surface on the left case 10L side in the unit case to the inner end surface on the right case 10R side through the cord passage, the power cord is connected to the gear train and other components. And so on.
[0086]
Further, in the present embodiment, the power cord 751 is constrained to the inner end surface of the right case 10R, so that the bearing bosses 749, 748 are erected on the inner end surface of the right case 10R to support the bearings 184, 185. The power cord 751 is clamped by passing through a passage surrounded by the bosses 749 and 748 and the clamper 755. Thus, if the clamper 755 is provided so as to bridge the existing bosses 749, 748, the power cord 751 can be reliably clamped with a simple configuration.
[0087]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects are achieved.
[0088]
(1) Since the control unit is provided with a rotation sensor and the rotation sensor is arranged in the vicinity of the rotating body that rotates synchronously with the crankshaft, it is necessary to secure a separate installation space for the rotation sensor. The entire electric auxiliary system can be made compact. In addition, since the distance between the rotation sensor and the control unit can be shortened, it is possible to suppress noise from being mixed into the output signal of the rotation sensor.
[0089]
(2) Since the control unit is provided with positioning means so that it can be fixed to a predetermined position of the auxiliary power unit in a predetermined posture, the relative position between the rotation sensor and the rotating body can be obtained simply by positioning and fixing the control unit. The relationship can be maintained in a predetermined relationship, and the rotational speed detection accuracy can be maintained high.
[0090]
(3) Since the control unit is engaged with the electric auxiliary unit by positioning means provided on one side and fastened by fastening means on the other side, the fastening structure is simple and the number of parts is small. Become.
[0091]
(4) A large-diameter gear is placed on the crankshaft, and the control unit is laid out with a space for the control unit around the crankshaft, so the crankshaft rotation speed can be detected from the large-diameter gear. become.
[0092]
(5) Since the control unit is arranged at the lower front part of the crankshaft in a posture in which the electric auxiliary unit is attached to the vehicle body frame, the air cooling effect during traveling is increased and the cooling efficiency is improved.
[0093]
(6) Since a sensor that outputs an electric signal in response to the pedaling force is built in the electric auxiliary unit, the dead space in the case can be used effectively, and the electric auxiliary unit can be further downsized. Further, since it is not necessary to take out the cord (lead wire) of the pedal force sensor outside the unit, the sealing performance of the unit can be further enhanced.
[0094]
(7) Since the positive and negative contacts are provided on the outer surface of the case of the electric auxiliary unit, the battery can be brought into direct contact with the electric auxiliary unit, and the power supply line connecting the electric auxiliary unit and the battery can be shortened. Further, since the battery and the electric auxiliary unit can be handled as an assembly, it is possible to make the battery compact and improve the handling property.
[0095]
(8) The control unit is arranged above the crankshaft in a posture in which the electric auxiliary unit is attached to the vehicle body frame. Therefore, if a long battery is mounted along the seat post, the battery is connected to the control unit. The wiring that connects the control unit and the battery can be shortened. In addition, since heavy objects can be centrally arranged at the center of the vehicle body, the center of gravity of the vehicle body can be placed at the center.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a battery-assisted bicycle to which a battery-assisted unit of the present invention is applied.
FIG. 2 is a partially transparent side view of the first embodiment of the electric auxiliary unit.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a gear train along the line AA in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view showing a gear train along the line BB in FIG. 2; FIG.
5 is a side view of the vicinity of the electric auxiliary unit 1 and the battery housing case 5. FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a battery insertion / removal method.
FIG. 7 is a plan view of an operation / display panel of a remaining charge meter provided in a battery.
FIG. 8 is a side view of a second embodiment of a battery-assisted bicycle to which the present invention is applied.
FIG. 9 is a view of the inside of the bottom of the battery storage case 51 as viewed from above.
FIG. 10 is a partially transparent side view of the second embodiment of the electric auxiliary unit.
11 is a cross-sectional view showing a gear train along the line AA in FIG. 10;
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a method for attaching the control unit.
FIG. 13 is a partially transparent side view of the third embodiment of the electric auxiliary unit.
14 is a cross-sectional view showing a gear train along the line AA in FIG. 13;
15 is a cross-sectional view showing a gear train along the line BB in FIG.
FIG. 16 is a diagram for explaining a function of a first idle shaft.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric auxiliary unit, 4 ... Battery, 5 ... Battery accommodation case, 8 ... Control unit, 10 ... Case, 10R ... Right case, 10L ... Left case, 13 ... Drive sprocket, 81 ... Dish case, 82 ... Control circuit Substrate, 102 ... first idle shaft, 102a ... first drive shaft, 102b ... second drive shaft, 102e ... second gear, 103 ... second idle shaft, 105 ... output shaft, 111 ... speed increasing gear, 115 ... resin Gear 118, 4th gear, 131 rotor, 150 stroke sensor, 152 displacement detection lever, 161, 162 one-way clutch, 181, 182, 183a, 183b, 185, 186, 187, 188 ... bearing, 811 812 ... Positioning pin, 822 ... Rotation sensor, 911, 912 ... Positioning hole, 921 ... Slider, 24 ... ball cup

Claims

クランク軸に入力される踏力に応答して補助動力を発生する電動モータおよびそのコントロールユニットを内蔵し、前記補助動力および踏力を合成して駆動輪へ伝達する電動補助ユニットを搭載した電動補助自転車において、
シートポストを備えた車体フレームと、
前記シートポストとチェーンステイとを連結し、かつ前記電動補助ユニットを懸架するブラケットと、
前記シートポストの後方で前記ブラケット上に搭置されるバッテリ収納ケースと、
前記バッテリ収納ケースの内側底部に露出する正負電極と、
前記電動補助ユニットのケースの内側で前記正負接点と電動モータとを電気的に接続する給電ラインとを含み、
前記電動モータへ給電するバッテリの底面には、前記バッテリ収納ケースへの収納時に前記正負接点と電気的に接続される接点が設けられ、
前記バッテリの接点は、前記バッテリ収納ケースに収容されて前記正負電極と電気的に接続されることを特徴とする電動補助自転車。In a battery-assisted bicycle equipped with an electric motor that generates auxiliary power in response to a pedaling force input to a crankshaft and a control unit for the electric motor, and that combines the auxiliary power and the pedaling force and transmits them to a drive wheel ,
Body frame with seat post ,
A bracket connecting the said seat post and chain stearyl Lee, and to suspend the electric auxiliary unit,
A battery storage case mounted on the bracket behind the seat post;
Positive and negative electrodes exposed at the inner bottom of the battery storage case;
A power supply line that electrically connects the positive and negative contacts and the electric motor inside the case of the electric auxiliary unit;
On the bottom surface of the battery that supplies power to the electric motor, there is provided a contact that is electrically connected to the positive and negative contacts when stored in the battery storage case.
The battery-assisted bicycle is accommodated in the battery housing case and electrically connected to the positive and negative electrodes.

前記コントロールユニットは、クランク軸の回転速度を検知する回転センサが少なくとも実装された制御基板を含み、前記コントロールユニットは、前記クランク軸と同期回転する回転体と前記回転センサとの相対的な位置関係が予定の関係に保持されるように、前記回転体の近傍に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電動補助自転車。 The control unit includes a control board on which at least a rotation sensor for detecting the rotation speed of the crankshaft is mounted, and the control unit has a relative positional relationship between the rotating body that rotates in synchronization with the crankshaft and the rotation sensor. 2. The battery-assisted bicycle according to claim 1, wherein the battery-supported bicycle is arranged in the vicinity of the rotating body so that is maintained in a predetermined relationship.

前記コントロールユニットは、前記回転センサと回転体との相対的な位置関係が予定の関係に保持されるように自身を電動補助ユニットに対して位置決めする位置決め手段を具備したことを特徴とする請求項２に記載の電動補助自転車。 The control unit includes positioning means for positioning the rotation sensor and the rotating body relative to the electric auxiliary unit so that a relative positional relationship between the rotation sensor and the rotating body is maintained in a predetermined relationship. The battery-assisted bicycle according to 2.

前記回転センサおよび位置決め手段は、コントロールユニットの一側部近傍に配置され、
コントロールユニットは、前記一側部において前記位置決め手段により電動補助ユニットに係合保持され、他の一側部において締結手段により電動補助ユニットに締結されたことを特徴とする請求項３に記載の電動補助自転車。The rotation sensor and positioning means are arranged near one side of the control unit,
The electric control unit according to claim 3, wherein the control unit is engaged and held with the electric auxiliary unit by the positioning means at the one side portion and fastened to the electric auxiliary unit by the fastening means at the other one side portion. Auxiliary bicycle.

前記クランク軸に設けられた回転体としての大径ギアと、
前記クランク軸と並列配置され、前記大径ギアと歯合する小径ギアを備えたアイドル軸と、
前記アイドル軸と並列配置され、これと歯合する出力軸と、
前記出力軸を駆動輪と連結する連結手段と、
前記アイドル軸上に設けられ、クランク軸に入力された踏力を検出する踏力検知手段とを含み、
前記回転センサは前記大径ギアの近傍に配置され、当該大径ギアの回転速度を検知することを特徴とする請求項２に記載の電動補助自転車。A large-diameter gear as a rotating body provided on the crankshaft;
An idle shaft having a small diameter gear arranged in parallel with the crankshaft and meshing with the large diameter gear;
An output shaft arranged in parallel with the idle shaft and meshing with the idle shaft;
Connecting means for connecting the output shaft to the drive wheel;
A pedal force detection means provided on the idle shaft for detecting the pedal force input to the crankshaft;
The battery-assisted bicycle according to claim 2, wherein the rotation sensor is disposed in the vicinity of the large-diameter gear and detects a rotation speed of the large-diameter gear.

前記コントロールユニットは、当該電動補助ユニットが車体フレームに取り付けられた姿勢においてクランク軸の前方下部に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の電動補助自転車。 6. The battery-assisted bicycle according to claim 5, wherein the control unit is disposed at a lower front portion of the crankshaft in a posture in which the battery-assisted unit is attached to the vehicle body frame.

前記踏力検知手段は、電動補助ユニットのケース内壁に固定されるように内蔵されて踏力に応答した電気信号を出力するセンサを含むことを特徴とする請求項５に記載の電動補助自転車。 6. The battery-assisted bicycle according to claim 5, wherein the pedaling force detecting means includes a sensor that is built in and fixed to a case inner wall of the battery-assisted unit and outputs an electric signal in response to the pedaling force.

前記コントロールユニットは、当該電動補助ユニットが車体フレームに取り付けられた姿勢においてクランク軸上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動補助自転車。 The battery-assisted bicycle according to claim 1, wherein the control unit is disposed above the crankshaft in a posture in which the battery-assisted unit is attached to the vehicle body frame.