JP7454790B2 - Electrically assisted bicycle drive unit and electrically assisted bicycle - Google Patents

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Description

本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータにより発生する補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられる駆動ユニットおよび電動アシスト自転車に関するものである。 The present invention relates to a drive unit attached to an electrically assisted bicycle and an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding auxiliary driving force generated by a motor to human driving force generated by pedal force.

電源としてのバッテリと、このバッテリから給電されるモータを備えた駆動ユニットとを有し、ペダルに加えられる踏力による人力駆動力に、前記駆動ユニットの補助駆動力（アシスト力）を加えることで、上り坂等でも楽に走行することが可能な電動アシスト自転車（電動自転車とも称せられる）は既に広く知られている。 It has a battery as a power source and a drive unit equipped with a motor supplied with power from the battery, and by adding the auxiliary drive force (assist force) of the drive unit to the human drive force due to the pedal force applied to the pedal, 2. Description of the Related Art Electrically assisted bicycles (also referred to as electric bicycles), which can be easily ridden uphill and the like, are already widely known.

この電動アシスト自転車において、モータなどが内蔵された駆動ユニットを、クランク軸が設けられている箇所に配設したものがある。このような配置構成の電動アシスト自転車は、重量が比較的大きい駆動ユニットが、電動アシスト自転車の前後方向の中央（すなわち、前輪と後輪との間の中間）の低い位置に配置される。したがって、この配置構成の電動アシスト自転車は、モータが前輪のハブや後輪のハブに内蔵されているものと比較して、前輪や後輪を持ち上げ易くて、走行路に段差があっても容易に乗り越えることができるなど、車体の取り回しがよく、また、走行安定性も良好である利点がある。 Some of these electrically assisted bicycles have a drive unit with a built-in motor or the like disposed at a location where a crankshaft is provided. In a power-assisted bicycle having such an arrangement, a relatively heavy drive unit is arranged at a low position in the center of the power-assisted bicycle in the longitudinal direction (that is, midway between the front wheel and the rear wheel). Therefore, electric assist bicycles with this configuration can easily lift the front and rear wheels, and can easily handle bumps in the road, compared to bicycles in which the motor is built into the front wheel hub or rear wheel hub. It has the advantage of being easy to maneuver, such as being able to overcome obstacles, and has good running stability.

駆動ユニットにはモータを駆動したり制御したりする各種の電子部品などが搭載された基板（主基板や駆動用基板とも称される）が内蔵されている。この基板は、ＦＥＴなどの大きな電子部品や比較的多数の電子部品が搭載されるため、比較的大きな面積となる。また、この基板は、例えば、特開２０１６－２０３７３５号公報などにも示されているように、側面視して（クランク軸心方向に見て）クランク軸周りに配置される。 The drive unit has a built-in board (also referred to as a main board or a drive board) on which various electronic components for driving and controlling the motor are mounted. This board has a relatively large area because large electronic components such as FETs and a relatively large number of electronic components are mounted thereon. Further, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 2016-203735, this board is arranged around the crankshaft when viewed from the side (viewed in the direction of the crankshaft center).

ところで、近年、電動アシスト自転車において、クランク軸から後輪や前輪までの距離が、一般的な自転車とあまり変わらず、自転車としての機能も良好に発揮できるものが好まれる場合がある。しかしながら、クランク軸周りに基板を配置している駆動ユニットを採用すると、前記基板が大きくなるにつれて、クランク軸周りにより広い領域が必要となって駆動ユニットとしても大型化し、駆動ユニットの配置を工夫しても、クランク軸から後輪の車軸までの距離がかなり長くなってしまうという課題を生じている。 Incidentally, in recent years, electric assist bicycles are sometimes preferred that have a distance from the crankshaft to the rear wheel or front wheel that is not much different from that of a general bicycle, and that can also function well as a bicycle. However, if a drive unit in which a board is arranged around the crankshaft is adopted, as the board becomes larger, a wider area around the crankshaft is required, resulting in a larger drive unit, and the layout of the drive unit must be devised. However, the problem is that the distance from the crankshaft to the rear axle becomes quite long.

本発明は上記課題を解決するもので、クランク軸周りの領域を最小限に抑えることが可能となるなど小型化することができて、自転車としての機能を良好に発揮可能な電動アシスト自転車の駆動ユニットおよびこの駆動ユニットを備えた電動アシスト自転車を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and is capable of driving an electrically assisted bicycle that can be downsized by minimizing the area around the crankshaft, and can perform its functions well as a bicycle. The object of the present invention is to provide a power-assisted bicycle equipped with a unit and this drive unit.

上記課題を解決するために、本発明の電動アシスト自転車の駆動ユニットは、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えた電動アシスト自転車の駆動ユニットであって、前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部と、前記ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸が挿通されるクランク軸挿通領域と、駆動力を出力する駆動力出力輪体と、前記クランク軸と共に回転する回転検出体と、前記モータの回転力を減速して前記駆動力出力輪体に伝達する減速機構とを有し、前記クランク軸と前記モータとが互いに異なる軸心で配置され、当該駆動ユニットの内部に、モータの回転を読み取るモータ回転センサおよびクランク軸の回転を読み取るクランク軸回転センサが取り付けられた基板が配置され、この基板が、クランク軸の軸心方向に沿って側面視した場合に、モータのステータに重なる部分を有するように配置され、前記クランク軸回転センサは前記回転検出体の外周側に位置し、前記減速機構は前記クランク軸と並行に配設された中間軸を有し、前記中間軸はクランク軸の軸心方向における一端側を第１の中間軸軸受で支持され、クランク軸の軸方向における他端側を第２の中間軸軸受で支持され、前記第１の中間軸軸受はクランク軸の軸心方向において前記ステータと前記第２の中間軸軸受との間に位置し、前記モータ回転センサはクランク軸の軸心方向において前記第１の中間軸軸受と前記第２の中間軸軸受との間に位置していることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the drive unit of the electric assist bicycle of the present invention is attached to an electric assist bicycle that can run by adding an auxiliary driving force from a motor to the human power driving force generated by the pedal effort, and A drive unit for an electrically assisted bicycle, comprising: a mounting portion attached to an intermediate location between a front wheel and a rear wheel of the electrically assisted bicycle; and a crankshaft to which human power driving force from the pedals is transmitted. a crankshaft insertion region, a driving force output wheel that outputs driving force, a rotation detection body that rotates together with the crankshaft, and a deceleration mechanism that decelerates the rotational force of the motor and transmits it to the driving force output wheel. The crankshaft and the motor are arranged at mutually different axes, and a motor rotation sensor that reads the rotation of the motor and a crankshaft rotation sensor that reads the rotation of the crankshaft are installed inside the drive unit. A substrate is arranged , and this substrate is arranged so as to have a portion overlapping the stator of the motor when viewed from the side along the axial direction of the crankshaft, and the crankshaft rotation sensor The speed reduction mechanism has an intermediate shaft disposed parallel to the crankshaft, one end of the intermediate shaft in the axial direction of the crankshaft is supported by a first intermediate shaft bearing, The other end of the shaft in the axial direction is supported by a second intermediate shaft bearing, and the first intermediate shaft bearing is located between the stator and the second intermediate shaft bearing in the axial direction of the crankshaft. , the motor rotation sensor is located between the first intermediate shaft bearing and the second intermediate shaft bearing in the axial direction of the crankshaft .

この構成によれば、基板が、側面視した場合に、モータのステータに重なる部分を有するように配置されているので、基板として十分に広い面積のものを採用することができる。また、クランク軸周りにも基板（別途の基板や、前記基板の一部）を配置する場合でも、このクランク軸周りの基板の面積を少なめに抑えることができるため、駆動ユニットの配置を工夫することなどにより、クランク軸から後輪の車軸までの距離を一般的な自転車に近づけることができる。 According to this configuration, since the substrate is arranged so as to have a portion overlapping the stator of the motor when viewed from the side, it is possible to use a substrate with a sufficiently large area. In addition, even if a board (separate board or part of the board) is placed around the crankshaft, the area of the board around the crankshaft can be kept to a small level, so the arrangement of the drive unit can be devised. As a result, the distance from the crankshaft to the rear axle can be made closer to that of a typical bicycle.

なお、前記モータの回転軸はモータ軸減速歯車を有し、前記モータ軸減速歯車を含む減速機構が配設されている減速機構配設領域と、前記モータが配設されるモータ配設領域と、減速機構配設領域とモータ配設領域とを仕切る仕切部材とを有し、前記基板は前記減速機構配設領域に設けられ、前記仕切部材には磁性が付与されており、前記モータ回転センサは前記仕切部材に臨むように配置されていると好適である。 The rotating shaft of the motor has a motor shaft reduction gear, and there is a reduction mechanism installation area where a reduction mechanism including the motor shaft reduction gear is installed, and a motor installation area where the motor is installed. , a partition member that partitions a reduction mechanism installation area and a motor installation area, the substrate is provided in the reduction mechanism installation area , the partition member is provided with magnetism, and the motor rotation sensor is preferably arranged so as to face the partition member .

また、人力駆動力と補助駆動力とを合成した合力を前記駆動力出力輪体へ伝達する合力伝達体を更に有し、前記減速機構は前記モータの回転を減速して前記合力伝達体に伝達すると好適である。 The invention further includes a resultant force transmitting body that transmits a resultant force obtained by combining the human power driving force and the auxiliary driving force to the driving force output wheel body, and the speed reduction mechanism decelerates the rotation of the motor and transmits the resultant force to the resultant force transmitting body. Then, it is suitable.

また、前記減速機構は、モータ軸に設けられたモータ軸減速歯車と、前記中間軸に設けられ前記モータ軸減速歯車に噛み合う中間軸減速歯車とを有し、前記クランク軸に沿って側面視した場合に、前記中間軸減速歯車は前記基板と重なり、前記モータ軸とともに回転する磁性付与部材を有し、前記モータ回転センサに臨むように配置された前記磁性付与部材の端部は、クランク軸の軸心方向において、前記ステータと前記第２の中間軸軸受との間に位置すると好適である。 The speed reduction mechanism includes a motor shaft reduction gear provided on the motor shaft , and an intermediate shaft reduction gear provided on the intermediate shaft and meshed with the motor shaft reduction gear, and the speed reduction mechanism includes a motor shaft reduction gear provided on the motor shaft and an intermediate shaft reduction gear meshed with the motor shaft reduction gear. In this case, the intermediate shaft reduction gear has a magnetism imparting member that overlaps the substrate and rotates together with the motor shaft, and an end portion of the magnetism imparting member disposed so as to face the motor rotation sensor, It is preferable that it be located between the stator and the second intermediate shaft bearing in the axial direction of the crankshaft .

また、本発明の駆動ユニットを備える電動アシスト自転車は、複数対の減速歯車を有する減速機構が設けられ、前記減速機構は、前記クランク軸と平行に配設された中間軸と、前記中間軸に設けられた複数の中間軸減速歯車と、前記クランク軸の外周に回転自在に配設されて、人力駆動力および補助駆動力が伝達されるクランク軸減速歯車と、モータ軸に設けられたモータ軸減速歯車と、を有し、前記中間軸を回転自在に支持する中間軸軸受を有し、前記中間軸は、前後方向に対してクランク軸とモータ軸との間に配置されているとともに、クランク軸よりもモータ軸が前方に配置されている場合には、クランク軸とモータ軸とを結ぶ直線よりも下方に配置され、クランク軸よりもモータ軸が後方に配置されている場合には、中間軸がクランク軸とモータ軸とを結ぶ直線よりも上方に配置されていることを特徴とする。 Moreover, the electric assist bicycle equipped with the drive unit of the present invention is provided with a deceleration mechanism having a plurality of pairs of deceleration gears, and the deceleration mechanism includes an intermediate shaft disposed parallel to the crankshaft, and an intermediate shaft disposed in parallel with the crankshaft. a plurality of intermediate shaft reduction gears provided on the crankshaft; a crankshaft reduction gear rotatably disposed around the outer periphery of the crankshaft to which human power driving force and auxiliary driving force are transmitted; and a motor shaft provided on the motor shaft. a reduction gear, and an intermediate shaft bearing rotatably supporting the intermediate shaft, the intermediate shaft being disposed between the crankshaft and the motor shaft in the front-rear direction, and If the motor shaft is located in front of the crankshaft, it will be located below the straight line connecting the crankshaft and motor shaft, and if the motor shaft is located behind the crankshaft, it will be located in the middle. It is characterized in that the shaft is arranged above the straight line connecting the crankshaft and the motor shaft.

また、この場合に、電動アシスト自転車の進行方向に向いて右側から側面視した状態で、クランク軸の軸心とモータ軸の軸心とを結ぶ線に対して、クランク軸の軸心と中間軸の軸心とを結ぶ線の交差角度が、時計回り方向に３０度から７０度以内であるように、クランク軸とモータ軸と中間軸とを配置すると好適である。 In addition, in this case, when viewed from the right side in the direction of travel of the electrically assisted bicycle, the axis of the crankshaft and the intermediate axis are connected to the line connecting the axis of the crankshaft and the axis of the motor shaft. It is preferable to arrange the crankshaft, motor shaft, and intermediate shaft such that the intersecting angle of the line connecting them with the axis of the motor is within 30 degrees to 70 degrees in the clockwise direction.

この構成において、減速歯車同士が噛み合う際には反力が発生し、中間軸には大きな反力が作用するため、前記中間軸を回転自在に支持する中間軸軸受の少なくとも一方を、大きな力を支持できる大型のものを用いることとなり、その結果、駆動ユニットが大型化し易くなる（特に駆動ユニットの幅方向寸法が大きくなり易い）傾向がある。 In this configuration, a reaction force is generated when the reduction gears mesh with each other, and a large reaction force acts on the intermediate shaft. Therefore, at least one of the intermediate shaft bearings that rotatably supports the intermediate shaft is subjected to a large force. A large one that can be supported is used, and as a result, the drive unit tends to become larger (in particular, the width direction dimension of the drive unit tends to become larger).

しかしながら、上記構成（クランク軸とモータ軸と中間軸との配置構成）によれば、減速歯車同士が噛み合う際に発生する中間軸への反力が互いに打ち消し合って最小限となるように抑えることができる。その結果、中間軸軸受を小型化（幅方向や半径方向に小型化）することができ、ひいては駆動ユニットを小型化する（例えば、駆動ユニットを幅方向などに小型化する）ことができる。 However, according to the above configuration (arrangement configuration of the crankshaft, motor shaft, and intermediate shaft), the reaction forces on the intermediate shaft generated when the reduction gears mesh with each other can be suppressed to a minimum by canceling each other out. I can do it. As a result, the intermediate shaft bearing can be downsized (downsized in the width direction and radial direction), and the drive unit can be downsized (for example, the drive unit can be downsized in the width direction).

また、本発明の電動アシスト自転車の駆動給電装置は、前記駆動ユニットと、この駆動ユニットとに電力を供給する蓄電器と、を備えていることを特徴とする。 Further, the drive power supply device for an electrically assisted bicycle according to the present invention is characterized in that it includes the drive unit and a power storage device that supplies power to the drive unit.

また、本発明の電動アシスト自転車は、前記何れかに記載の電動アシスト自転車の駆動ユニット、または前記駆動給電装置を備えていることを特徴とする。 Further, an electrically assisted bicycle of the present invention is characterized by comprising the drive unit for the electrically assisted bicycle described above or the drive power supply device.

本発明によれば、基板を、側面視してモータのステータに重なる部分を有するように配置することにより、基板として十分に広い面積のものを採用することができながら、クランク軸周りにも基板（別途の基板や、前記基板の一部）を配置する場合でも、このクランク軸周りの基板の面積を少なめに抑えることができる。これにより、当該駆動ユニットの配置を工夫することなどにより、クランク軸から後輪の車軸までの距離を一般的な自転車に近づけることができる。また、基板を、側面視してモータのステータに重なる部分を有するように配置することにより、モータで発生する音を基板で遮ることができるいわゆる遮音効果もある。 According to the present invention, by arranging the board so that it has a portion that overlaps with the stator of the motor when viewed from the side, it is possible to use a board with a sufficiently large area, and the board also extends around the crankshaft. Even when a separate board or a part of the board is arranged, the area of the board around the crankshaft can be kept small. As a result, by devising the arrangement of the drive unit, the distance from the crankshaft to the rear wheel axle can be made closer to that of a typical bicycle. Furthermore, by arranging the board so that it has a portion that overlaps the stator of the motor when viewed from the side, there is also a so-called sound insulation effect in which the board can block the sound generated by the motor.

また、本発明によれば、モータの回転が、２段の減速機構を介して、駆動ユニットに取付けられた駆動力出力輪体に伝達されるように構成し、駆動力出力輪体の回転数に対するモータの回転数の比である減速比が３０～３７となるように構成することにより、クランク軸と同軸心である減速歯車として比較的径の小さいものを用いることができて、駆動ユニットにおけるクランク軸周りの径（半径および直径）を小さくすることが可能となる。これにより、クランク軸から後輪の車軸までの距離を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）に近づけることができる。 Further, according to the present invention, the rotation of the motor is configured to be transmitted to the driving force output wheel mounted on the drive unit through the two-stage reduction mechanism, and the rotational speed of the driving force output wheel is By configuring the reduction ratio, which is the ratio of the rotational speed of the motor to It becomes possible to reduce the diameter (radius and diameter) around the crankshaft. As a result, the distance from the crankshaft to the rear wheel axle can be made closer to that of a typical bicycle (for example, a so-called sports bicycle).

また、駆動ユニットの、クランク軸周り（クランク軸回り）の最小半径が５０ｍｍ以下とすることで、さらに、クランク軸から後輪の車軸までの距離を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）に近づけることが可能となる。 In addition, by setting the minimum radius around the crankshaft (around the crankshaft) of the drive unit to 50 mm or less, the distance from the crankshaft to the rear axle can be further reduced on a typical bicycle (for example, a so-called sports bicycle). ).

また、本発明によれば、中間軸を、前後方向に対してクランク軸とモータ軸との間に配置するとともに、クランク軸よりもモータ軸が前方に配置されている場合には、クランク軸とモータ軸とを結ぶ直線よりも下方に配置し、クランク軸よりもモータ軸が後方に配置されている場合には、中間軸がクランク軸とモータ軸とを結ぶ直線よりも上方に配置したり、さらに、進行方向に向いて駆動ユニットを右側から側面視した状態で、クランク軸の軸心とモータ軸の軸心とを結ぶ線に対して、クランク軸の軸心と中間軸の軸心とを結ぶ線の交差角度が、時計回り方向に３０度から７０度以内であるように、クランク軸とモータ軸と中間軸とを配置したりする。この構成により、減速歯車同士が噛み合う際に発生する中間軸への反力が互いに打ち消し合って最小限となるように抑えることができて、中間軸軸受、ひいては駆動ユニットを小型化する（例えば、駆動ユニットを幅方向などに小型化する）ことができる。この結果、クランクアーム間の距離を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）に近づけることが可能となる。 Further, according to the present invention, the intermediate shaft is arranged between the crankshaft and the motor shaft in the longitudinal direction, and when the motor shaft is arranged ahead of the crankshaft, the intermediate shaft is arranged between the crankshaft and the motor shaft. Place it below the straight line connecting the motor shaft, and if the motor shaft is placed behind the crankshaft, place the intermediate shaft above the straight line connecting the crankshaft and the motor shaft, Furthermore, when the drive unit is viewed from the right side in the direction of travel, the axial center of the crankshaft and the axial center of the intermediate shaft are connected to the line connecting the axial center of the crankshaft and the axial center of the motor shaft. The crankshaft, the motor shaft, and the intermediate shaft are arranged so that the intersecting angle of the connecting lines is within 30 to 70 degrees in the clockwise direction. With this configuration, the reaction forces on the intermediate shaft that occur when the reduction gears mesh with each other can be suppressed to a minimum by canceling each other out, thereby making the intermediate shaft bearing and ultimately the drive unit smaller (for example, (The drive unit can be made smaller in the width direction, etc.). As a result, the distance between the crank arms can be made closer to that of a typical bicycle (for example, a so-called sports bicycle).

本発明の実施の形態に係る駆動ユニットが取り付けられている電動アシスト自転車の全体左側面図An overall left side view of an electrically assisted bicycle to which a drive unit according to an embodiment of the present invention is attached. 同実施の形態（第１の実施の形態）の電動アシスト自転車の駆動ユニットの平面断面図A plan sectional view of the drive unit of the electrically assisted bicycle according to the embodiment (first embodiment) 同駆動ユニットの簡略的な右側面断面図Simplified right side sectional view of the same drive unit 本発明の第１の実施の形態の第１の変形例に係る駆動ユニットの平面断面図A plan sectional view of a drive unit according to a first modification of the first embodiment of the present invention 本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係る駆動ユニットの平面断面図A plan sectional view of a drive unit according to a second modification of the first embodiment of the present invention 本発明の第２の実施の形態に係る電動アシスト自転車の駆動ユニットの平面断面図で、高速段クラッチは非接続状態FIG. 2 is a plan sectional view of the drive unit of the electrically assisted bicycle according to the second embodiment of the present invention, in which the high speed clutch is in a disconnected state. 同駆動ユニットの簡略的な右側面断面図で、高速段クラッチは接続状態A simplified right side sectional view of the same drive unit, with the high-speed clutch connected. 同駆動ユニットの中間軸およびその近傍箇所の要部拡大平面断面図で、高速段クラッチは非接続状態This is an enlarged plan cross-sectional view of the main parts of the intermediate shaft and its vicinity of the same drive unit, with the high-speed clutch not engaged. 同駆動ユニットの平面断面図で、高速段クラッチは接続状態A cross-sectional plan view of the same drive unit, with the high-speed clutch connected. 同駆動ユニットの中間軸およびその近傍箇所の要部拡大平面断面図で、高速段クラッチは接続状態This is an enlarged plan sectional view of the intermediate shaft of the same drive unit and its vicinity, with the high-speed clutch in the engaged state. 本発明の第１の実施の形態の電動アシスト自転車の駆動ユニットの、モータ軸、中間軸、クランク軸およびこれらの軸に組み付けられている減速歯車を示す簡略的な平面図A simple plan view showing a motor shaft, an intermediate shaft, a crank shaft, and a reduction gear assembled to these shafts of the drive unit of the electrically assisted bicycle according to the first embodiment of the present invention. 同駆動ユニットの、歯車の接触部に作用する力ベクトル（反力）を示す簡略的な右側面断面図A simplified right side sectional view of the same drive unit showing the force vector (reaction force) acting on the contact part of the gear 同駆動ユニットの、前記力ベクトル（反力）が中間軸に作用している状態を示す簡略的な右側面断面図A simplified right side sectional view of the same drive unit showing the state in which the force vector (reaction force) is acting on the intermediate shaft. 本発明の第３の実施の形態に係る電動アシスト自転車の駆動ユニットの平面断面図A plan cross-sectional view of a drive unit of a power-assisted bicycle according to a third embodiment of the present invention 同駆動ユニットの、歯車の接触部に作用する力ベクトル（反力）を示す簡略的な右側面断面図A simplified right side sectional view of the same drive unit showing the force vector (reaction force) acting on the contact part of the gear 同駆動ユニットの、力ベクトル（反力）が中間軸に作用している状態を示す簡略的な右側面断面図A simplified right side sectional view of the same drive unit showing a state in which a force vector (reaction force) is acting on the intermediate shaft. 本発明の第３の実施の形態の変形例に係る駆動ユニットの右側面断面図Right side sectional view of a drive unit according to a modification of the third embodiment of the present invention

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態に係る電動アシスト自転車の駆動ユニットおよびこの駆動ユニットが取り付けられる電動アシスト自転車について図面に基づき説明する。なお、以下の説明における左右方向および前後方向とは、進行方向に向って当該電動アシスト自転車１に人が搭乗した状態での方向を言う。また、この発明の構成が以下で述べる構成に限定されるものではない。 (First embodiment)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A drive unit for a power-assisted bicycle according to an embodiment of the present invention and a power-assisted bicycle to which this drive unit is attached will be described below with reference to the drawings. In addition, the left-right direction and the front-back direction in the following description refer to the direction when a person is riding on the electrically assisted bicycle 1 facing the direction of travel. Further, the configuration of the present invention is not limited to the configuration described below.

図１における１は、本発明の実施の形態に係る駆動ユニットが取り付けられている電動アシスト自転車である。図１に示すように、この電動アシスト自転車１は、ヘッドパイプ２ａ、前フォーク２ｂ、上パイプ２ｃ、下パイプ２ｇ、立パイプ２ｄ、チェーンステー２ｅ、シートステー２ｆなどからなる金属製のフレーム２と、前フォーク２ｂの下端に回転自在に取り付けられた前輪３と、チェーンステー２ｅの後端に回転自在に取り付けられた後輪４と、前輪３の向きを変更するハンドル５と、搭乗者が着座するサドル６と、踏力からなる人力駆動力がかけられるクランク７およびペダル８と、補助駆動力（アシスト力）を発生させる駆動源としての電動のモータ２１（図２も参照）およびこのモータ２１を含めた各種の電気的部品の制御を行う制御部などが設けられた駆動ユニット（駆動ユニット装置）２０と、モータ２１に駆動用の電力を供給する二次電池からなるバッテリ１２と、ハンドル５などに取り付けられて、搭乗者などが操作可能で、当該電動アシスト自転車１の電源の切り換えや走行モードなどを設定変更可能な手元操作部１８と、クランク軸７ａと同軸心で一体的に回転するように取り付けられ、人力駆動力および補助駆動力が合わされた合力を出力する駆動力出力輪体としての駆動スプロケット（前スプロケット、クランクスプロケットや前ギヤとも称せられる）１３と、後輪４のハブ（後ハブとも称する）９に取り付けられた後部輪体としての後スプロケット（後ギヤとも称せられることがある）１４と、駆動スプロケット１３と後スプロケット１４とにわたって回転可能な状態で無端状に巻回された無端状駆動力伝達体としてのチェーン１５と、などを備えている。また、駆動ユニット２０と、バッテリ１２と、により、駆動給電装置（駆動ユニットモジュール）が構成されている。 1 in FIG. 1 is an electrically assisted bicycle to which a drive unit according to an embodiment of the present invention is attached. As shown in FIG. 1, this electrically assisted bicycle 1 includes a metal frame 2 consisting of a head pipe 2a, a front fork 2b, an upper pipe 2c, a lower pipe 2g, a vertical pipe 2d, a chainstay 2e, a seat stay 2f, etc. , a front wheel 3 rotatably attached to the lower end of the front fork 2b, a rear wheel 4 rotatably attached to the rear end of the chainstay 2e, a handle 5 for changing the direction of the front wheel 3, and a seat where the rider is seated. a crank 7 and pedals 8 to which human driving force consisting of pedal force is applied; an electric motor 21 (see also FIG. 2) as a drive source that generates auxiliary driving force (assist force); A drive unit (drive unit device) 20 that is provided with a control unit that controls various electrical parts including a battery 12 that is a secondary battery that supplies driving power to a motor 21, a handle 5, etc. A hand control unit 18 that is attached to and can be operated by a rider or the like and that can change settings such as switching the power supply and running mode of the electrically assisted bicycle 1, and a crankshaft 7a that rotates coaxially with the hand control unit 18. A drive sprocket (also referred to as a front sprocket, crank sprocket, or front gear) 13 is attached to the drive sprocket (also referred to as a front sprocket, crank sprocket, or front gear) as a drive force output wheel body that outputs the resultant force of the human power drive force and the auxiliary drive force, and the hub of the rear wheel 4 (rear A rear sprocket (sometimes also referred to as a rear gear) 14 as a rear wheel body attached to a rear wheel (also referred to as a hub) 9, a drive sprocket 13, and a rear sprocket 14 are wound endlessly in a rotatable state. A chain 15 serving as an endless driving force transmitting body, and the like are provided. Further, the drive unit 20 and the battery 12 constitute a drive power supply device (drive unit module).

当該電動アシスト自転車１は、ペダル８からの踏力による人力駆動力に、モータ２１により発生する補助駆動力を加えて走行可能であり、人力駆動力に補助駆動力を加えた合力が、駆動スプロケット１３からチェーン１５および後スプロケット１４などを介して後輪４に伝達される。 The electrically assisted bicycle 1 can run by adding the auxiliary driving force generated by the motor 21 to the human driving force from the pedal 8, and the resultant force of the human driving force and the auxiliary driving force is generated by the driving sprocket 13. The signal is then transmitted to the rear wheel 4 via the chain 15, rear sprocket 14, and the like.

なお、バッテリ１２は蓄電器の一例であり、二次電池が好適であるが、前記蓄電器はキャパシタなどであってもよい。なお、クランク７は、左右にそれぞれ設けられるクランクアーム７ｂと、左右のクランクアーム７ｂ同士を連結するクランク軸７ａとからなり、クランクアーム７ｂの端部にペダル８が回転自在に取り付けられている。 Note that the battery 12 is an example of a power storage device, and is preferably a secondary battery, but the power storage device may be a capacitor or the like. The crank 7 includes crank arms 7b provided on the left and right sides, and a crank shaft 7a that connects the left and right crank arms 7b, and a pedal 8 is rotatably attached to the end of the crank arm 7b.

図１に示すように、この電動アシスト自転車１では、駆動ユニット２０が、前輪３と後輪４との間の中間位置、より詳しくはクランク軸７ａが貫通される箇所に配設されている。そして、このような配置構成にすることで、重量が比較的大きい駆動ユニット２０が、電動アシスト自転車１の前後方向中央に配置されることとなる。これにより、前輪３や後輪４を持ち上げ易くて、走行路に段差があっても容易に乗り越えることができるなど、電動アシスト自転車１の車体（フレーム２など）の取り回しがよく、また、走行安定性も良好とされている。 As shown in FIG. 1, in this electrically assisted bicycle 1, the drive unit 20 is disposed at an intermediate position between the front wheel 3 and the rear wheel 4, more specifically at a location through which the crankshaft 7a passes. With this arrangement, the drive unit 20, which is relatively heavy, is arranged at the center of the electrically assisted bicycle 1 in the longitudinal direction. As a result, the front wheel 3 and rear wheel 4 can be easily lifted, and even if there is a step on the road, it can be easily climbed over, and the body (frame 2, etc.) of the electrically assisted bicycle 1 can be easily maneuvered, and the riding stability is improved. It is also said to have good properties.

図２に示すように、駆動ユニット２０は、第１～第３のケース２２ａ～２２ｃからなるユニットケース２２により外殻部などが構成され、駆動ユニット２０（この実施の形態では駆動ユニット２０の後部に設けられたクランク軸挿通領域１６）をクランク軸７ａが左右に貫通している。また、ユニットケース２２には、当該駆動ユニット２０を、前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部２２ｄが一体形成されている。また、クランク軸７ａの外周に、クランク軸７ａからの人力駆動力が伝達される略筒状の人力伝達体２８と、人力伝達体２８からの人力駆動力が伝達される連動筒体２３と、連動筒体２３からの人力駆動力が一方向クラッチ（補助駆動力切断用の一方向クラッチ）３０などを介して伝達されるとともに、人力駆動力とモータ２１からの補助駆動力とを合成した合力を駆動スプロケット１３に伝達する合力伝達体２９とが、配設されている。 As shown in FIG. 2, the drive unit 20 has an outer shell and the like configured by a unit case 22 consisting of first to third cases 22a to 22c. The crankshaft 7a passes through a crankshaft insertion region 16) provided in the left and right directions. Further, the unit case 22 is integrally formed with a mounting portion 22d for mounting the drive unit 20 at an intermediate location between the front wheel and the rear wheel of the electrically assisted bicycle. Further, a substantially cylindrical human power transmitting body 28 to which the human power driving force from the crankshaft 7a is transmitted to the outer periphery of the crankshaft 7a, and an interlocking cylindrical body 23 to which the human power driving force from the human power transmitting body 28 is transmitted, The human power driving force from the interlocking cylinder 23 is transmitted via the one-way clutch (one-way clutch for cutting off the auxiliary driving force) 30, etc., and the resultant force is a combination of the human power driving force and the auxiliary driving force from the motor 21. A resultant force transmitting body 29 that transmits the force to the driving sprocket 13 is provided.

また、駆動ユニット２０のユニットケース２２内には、モータ２１の回転を減速して合力伝達体２９側（この実施の形態では中間軸４０）に伝達する減速機構２５と、補助駆動力（アシスト力）駆動源としてのモータ２１とが配設されているとともに、各種の電気的制御を行う電子部品が設けられた基板（駆動基板や主基板とも称せられる）２４も配設されている。基板２４とこの基板に装着された電子部品（ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２４ａやコンデンサ、マイクロコンピュータなど）により制御部が構成されている。なお、図２、図３に示すように、モータ２１の回転軸２１ａの軸心と、クランク軸７ａの軸心と、後述する中間軸４０の軸心とは、互いにその位置が異なっている。また、この実施の形態では、前方から順にモータ２１の回転軸２１ａ、中間軸４０、クランク軸７ａが配置され、クランク軸７ａとモータ軸２１ａとを結ぶ直線よりも中間軸４０が下方に配置されている。また、駆動ユニット２０内（詳しくは駆動ユニット２０のユニットケース２２内）に、クランク軸７ａの両端部を除く部分と、人力伝達体２８、連動筒体２３、合力伝達体２９、減速機構２５、モータ２１、後述するトルクセンサ３１、回転検出体１１、回転検出器（回転センサ）１０などが設けられている。そして、駆動ユニット２０内で人力駆動力と補助駆動力とが合成され、この合成された合力が、駆動ユニット２０の外（詳しくは駆動ユニット２０のユニットケース２２の外）に設けられた駆動スプロケット１３から出力されるよう構成されている。 Furthermore, inside the unit case 22 of the drive unit 20, there is a deceleration mechanism 25 that decelerates the rotation of the motor 21 and transmits it to the resultant force transmission body 29 side (in this embodiment, the intermediate shaft 40), and an auxiliary driving force (assisting force). ) A motor 21 as a drive source is disposed, and a board (also referred to as a drive board or main board) 24 on which electronic components for performing various electrical controls are provided is also disposed. A control section is configured by the substrate 24 and electronic components (FET (field effect transistor) 24a, capacitor, microcomputer, etc.) mounted on this substrate. As shown in FIGS. 2 and 3, the axial center of the rotating shaft 21a of the motor 21, the axial center of the crankshaft 7a, and the axial center of an intermediate shaft 40, which will be described later, are in different positions. Further, in this embodiment, the rotating shaft 21a of the motor 21, the intermediate shaft 40, and the crankshaft 7a are arranged in order from the front, and the intermediate shaft 40 is arranged below the straight line connecting the crankshaft 7a and the motor shaft 21a. ing. In addition, inside the drive unit 20 (more specifically, inside the unit case 22 of the drive unit 20), a portion of the crankshaft 7a excluding both ends, a human power transmission body 28, an interlocking cylinder 23, a resultant force transmission body 29, a deceleration mechanism 25, A motor 21, a torque sensor 31 (described later), a rotation detector 11, a rotation detector (rotation sensor) 10, and the like are provided. The human power driving force and the auxiliary driving force are combined within the drive unit 20, and this combined force is applied to the drive sprocket provided outside the drive unit 20 (more specifically, outside the unit case 22 of the drive unit 20). 13.

駆動ユニット２０についてさらに詳しく述べる。図２、図３に示すように、クランク軸７ａが、駆動ユニット２０の後部を左右に貫通した状態で軸受（クランク軸軸受）２６、２７により回転自在に配設されている。そして、このクランク軸７ａにおける左側寄り部分の外周に、セレーション部（またはスプライン部）７ｃを介して、筒状の人力伝達体２８がクランク軸７ａと一体的に回転する状態で嵌合している。なお、人力伝達体２８の内周におけるクランク軸７ａのセレーション部（またはスプライン部）７ｃに対応する箇所にもセレーション部（またはスプライン部）２８ｂが形成されてクランク軸７ａのセレーション部（またはスプライン部）７ｃと噛み合っている。 The drive unit 20 will be described in more detail. As shown in FIGS. 2 and 3, the crankshaft 7a is rotatably disposed by bearings (crankshaft bearings) 26 and 27, passing through the rear part of the drive unit 20 from side to side. A cylindrical human power transmitting body 28 is fitted onto the outer periphery of the left-side portion of the crankshaft 7a via a serration portion (or spline portion) 7c so as to rotate integrally with the crankshaft 7a. . Note that a serration portion (or spline portion) 28b is also formed at a location corresponding to the serration portion (or spline portion) 7c of the crankshaft 7a on the inner periphery of the human power transmitting body 28. ) meshes with 7c.

人力伝達体２８の外周表面には、磁気異方性を付与した磁歪発生部３１ｂが形成されているとともに、その外周に一定の隙間（空間）を介してコイル３１ａが配設され、これらの磁歪発生部３１ｂおよびコイル３１ａにより磁歪式のトルクセンサ（人力検知部）３１が構成されている。これにより、クランク軸７ａからの人力駆動力が人力伝達体２８に伝達されるとともに、トルクセンサ３１により人力駆動力が検出される。また、この磁歪式のトルクセンサ３１では、磁歪発生部３１ｂが、人力伝達体２８の軸心方向に対して例えば＋４５度と－４５度とをなす螺旋形状に形成されている。そして、人力伝達体２８に人力駆動力が伝達されると、人力伝達体２８の表面の磁歪発生部３１ｂに歪みが発生して透磁率の増加部分と減少部分とが発生するため、コイル３１ａのインダクタンス差を測定することでトルク（人力駆動力）の大きさを検出できるよう構成されている。 A magnetostriction generating part 31b imparted with magnetic anisotropy is formed on the outer peripheral surface of the human power transmitting body 28, and a coil 31a is arranged on the outer periphery with a certain gap (space) interposed therebetween. A magnetostrictive torque sensor (human force detection section) 31 is configured by the generation section 31b and the coil 31a. Thereby, the human power driving force from the crankshaft 7a is transmitted to the human power transmission body 28, and the human power driving force is detected by the torque sensor 31. Further, in this magnetostrictive torque sensor 31, the magnetostrictive generating portion 31b is formed in a spiral shape that forms, for example, +45 degrees and −45 degrees with respect to the axial direction of the human power transmitting body 28. When the human power driving force is transmitted to the human power transmitting body 28, distortion occurs in the magnetostriction generating portion 31b on the surface of the human power transmitting body 28, and a portion where the magnetic permeability increases and a portion where the magnetic permeability decreases occur. It is configured so that the magnitude of torque (manual driving force) can be detected by measuring the inductance difference.

連動筒体２３は、クランク軸７ａの外周における人力伝達体２８の右側に隣接した箇所で、クランク軸７ａに対して回転自在の状態で配設されている。そして、人力伝達体２８の右端部外周に形成されたセレーション部（またはスプライン部）２８ａと連動筒体２３の左端部内周に形成されたセレーション部（またはスプライン部）２３ａとが互いに嵌合されて、連動筒体２３は人力伝達体２８と一体的に回転する。なお、この実施の形態では、人力伝達体２８のセレーション部（またはスプライン部）２８ａに、連動筒体２３の左端部内周に形成されたセレーション部（またはスプライン部）２３ａが外側から嵌合されている。 The interlocking cylinder 23 is disposed adjacent to the right side of the human power transmitting body 28 on the outer periphery of the crankshaft 7a so as to be rotatable with respect to the crankshaft 7a. Then, the serrations (or spline) 28a formed on the outer periphery of the right end of the human power transmitting body 28 and the serrations (or spline) 23a formed on the inner periphery of the left end of the interlocking cylinder 23 are fitted into each other. , the interlocking cylinder body 23 rotates integrally with the human power transmitting body 28. In this embodiment, the serrations (or splines) 23a formed on the inner periphery of the left end of the interlocking cylinder 23 are fitted into the serrations (or splines) 28a of the human power transmitting body 28 from the outside. There is.

また、この実施の形態では、連動筒体２３の左側部分の外周に、連動筒体２３の回転状態を検出するための回転検出体１１が取り付けられている。また、回転検出体１１を外周側から臨むように、クランク軸回転センサとしての回転検出器（回転センサ）１０がユニットケース２２側に取り付けられて固定されている。例えば、回転検出器１０は、出射部と受光部とを有する光センサが回転検出体１１の回転方向に並べられて構成され（図示せず）、回転検出体１１は、その外周側箇所に、くし（櫛）歯状に右側に延びる多数の歯部を有している。そして、回転検出体１１の歯部がある場合には、出射された光が反射して受けられることにより、光の入射状態と非入射状態とを回転検出器１０の受光部により電気的に検知するとともに、この検知された信号を制御部で入力して連動筒体２３の回転数（回転量）および回転方向を検知する。なお、光センサに代えてホールＩＣなどの磁気センサを設けて連動筒体２３の回転数（回転量）および回転方向を検知してもよい。ここで、連動筒体２３は人力伝達体２８と一体的に回転し、人力伝達体２８はクランク軸７ａと一体的に回転するため、連動筒体２３の回転量および回転方向を検知することで、クランク軸７ａやペダル８の回転数（回転量）や回転方向も検知できるよう構成されている。 Further, in this embodiment, a rotation detection body 11 for detecting the rotational state of the interlocking cylinder 23 is attached to the outer periphery of the left side portion of the interlocking cylinder 23. Further, a rotation detector (rotation sensor) 10 as a crankshaft rotation sensor is attached and fixed to the unit case 22 side so that the rotation detection body 11 is viewed from the outer peripheral side. For example, the rotation detector 10 is configured such that optical sensors each having a light emitting part and a light receiving part are lined up in the rotational direction of the rotation detection body 11 (not shown), and the rotation detection body 11 has, on its outer circumferential side, It has a large number of comb-like teeth extending to the right. When the rotation detector 11 has teeth, the emitted light is reflected and received, and the light receiving section of the rotation detector 10 electrically detects the incident state and non-incident state of the light. At the same time, this detected signal is input to the control section to detect the rotation speed (rotation amount) and rotation direction of the interlocking cylinder 23. Note that instead of the optical sensor, a magnetic sensor such as a Hall IC may be provided to detect the rotation speed (rotation amount) and rotation direction of the interlocking cylinder 23. Here, the interlocking cylinder 23 rotates integrally with the human power transmitting body 28, and the human power transmitting body 28 rotates integrally with the crankshaft 7a, so by detecting the amount and direction of rotation of the interlocking cylinder 23, , the rotation speed (rotation amount) and rotation direction of the crankshaft 7a and the pedal 8 can also be detected.

また、連動筒体２３の右側部分の外周に、一方向クラッチ（補助駆動力切断用の一方向クラッチ）３０を介して、合力伝達体２９が配設されている。そして、ペダル８を漕いで前進している場合には、連動筒体２３に伝達された人力駆動力が一方向クラッチ３０を介して合力伝達体２９に伝達される。 Further, a resultant force transmitting body 29 is disposed on the outer periphery of the right side portion of the interlocking cylinder 23 via a one-way clutch (one-way clutch for cutting off the auxiliary driving force) 30 . When the vehicle is moving forward by pedaling the pedals 8, the human power driving force transmitted to the interlocking cylinder body 23 is transmitted to the resultant force transmitting body 29 via the one-way clutch 30.

モータ２１はモータ軸軸受３２、３３によりその回転軸２１ａおよびロータ２１ｂが回転自在に支持されている。また、モータ２１の回転軸２１ａが右側方に突出され、この突出部の外周に後述するモータ軸減速歯車３９が形成されている。 The motor 21 has its rotating shaft 21a and rotor 21b rotatably supported by motor shaft bearings 32 and 33. Further, a rotating shaft 21a of the motor 21 projects to the right, and a motor shaft reduction gear 39, which will be described later, is formed on the outer periphery of this projecting portion.

減速機構２５は、クランク軸７ａと平行に配設された中間軸４０と、合力伝達体２９の左寄り部分に形成された大径の減速歯車（第１の減速歯車：クランク軸側減速歯車）３６を含めた２対の減速歯車３６～３９などを有しており、２段の減速機構を構成している。そして、減速機構２５は、クランク軸７ａを通して伝達された人力駆動力とモータ２１から伝達された補助駆動力とを合成し、かつ、前記人力駆動力と前記補助駆動力とが合成されてなる合力を合力伝達体２９に伝達する。 The reduction mechanism 25 includes an intermediate shaft 40 arranged parallel to the crankshaft 7a, and a large diameter reduction gear (first reduction gear: crankshaft side reduction gear) 36 formed on the left side of the resultant force transmission body 29. It has two pairs of deceleration gears 36 to 39, including two, and constitutes a two-stage deceleration mechanism. The speed reduction mechanism 25 combines the human power driving force transmitted through the crankshaft 7a and the auxiliary driving force transmitted from the motor 21, and generates a resultant force obtained by combining the human power driving force and the auxiliary driving force. is transmitted to the resultant force transmitting body 29.

中間軸４０は、駆動ユニット２０の前後方向中央部において左右に延びてクランク軸７ａと平行な姿勢で、軸受（中間軸軸受）３４、３５により回転自在に支持された状態で配設されている。中間軸４０には、大径の第２の中間軸減速歯車３７と、小径の第３の中間軸減速歯車３８と、人力駆動力切断用の一方向クラッチ４２とが取り付けられている。 The intermediate shaft 40 extends left and right in the central part of the drive unit 20 in the front-rear direction, is parallel to the crankshaft 7a, and is rotatably supported by bearings (intermediate shaft bearings) 34 and 35. . A second intermediate shaft reduction gear 37 having a large diameter, a third intermediate shaft reduction gear 38 having a small diameter, and a one-way clutch 42 for cutting off the manual driving force are attached to the intermediate shaft 40.

人力駆動力切断用の一方向クラッチ４２は、中間軸４０の外周と第２の中間軸減速歯車３７の内周との間に配設されており、ペダル８からの人力駆動力を切断するためのものである。すなわち、この一方向クラッチ４２により、モータ２１が駆動されずに補助駆動力が発生していない場合には、ペダル８からの人力駆動力が、人力駆動力切断用の一方向クラッチ４２により切断されて、モータ２１のロータ２１ｂを回転させなくても済むように構成されている。一方、モータ２１が駆動されて回転している場合には、中間軸４０と第２の中間軸減速歯車３７とが一方向クラッチ４２を介して接続され、第２、第３の中間軸減速歯車３７、３８は中間軸４０とともに一体的に回転する。 The one-way clutch 42 for cutting off the human power driving force is disposed between the outer periphery of the intermediate shaft 40 and the inner periphery of the second intermediate shaft reduction gear 37, and is used to disconnect the human power driving force from the pedal 8. belongs to. That is, when the motor 21 is not driven by this one-way clutch 42 and no auxiliary driving force is generated, the human power driving force from the pedal 8 is disconnected by the one-way clutch 42 for disconnecting the human power driving force. Therefore, the rotor 21b of the motor 21 does not need to be rotated. On the other hand, when the motor 21 is driven and rotating, the intermediate shaft 40 and the second intermediate shaft reduction gear 37 are connected via the one-way clutch 42, and the second and third intermediate shaft reduction gears 37 and 38 rotate together with the intermediate shaft 40.

そして、モータ２１の回転軸２１ａに形成された小径のモータ軸減速歯車３９が大径の第２の中間軸減速歯車３７に噛み合っているため、モータ２１が回転されて補助駆動力が出力される場合に、モータ２１の回転が減速され、モータ２１からの補助駆動力のトルクが増幅されて中間軸４０側に伝達される。また、小径の第３の中間軸減速歯車３８は、合力伝達体２９に一体形成された大径の第１の減速歯車３６に噛み合っているため、中間軸４０に伝達された補助駆動力のトルクがさらに増幅されて第１の減速歯車３６に伝達される。そして、第１の減速歯車３６が一体形成されている合力伝達体２９において、人力駆動力とモータ２１からの補助駆動力とが合成されて、駆動力出力輪体としての駆動スプロケット１３から出力される。ここで、駆動スプロケット１３の回転数に対するモータ２１の回転数の比である減速比が３０～３７（３０以上で３７以下）とされている。また、駆動ユニット２０の、クランク軸７ａ周り（クランク軸回り）の最小半径が５０ｍｍ以下とされている。 Since the small-diameter motor shaft reduction gear 39 formed on the rotating shaft 21a of the motor 21 meshes with the large-diameter second intermediate shaft reduction gear 37, the motor 21 is rotated and auxiliary driving force is output. In this case, the rotation of the motor 21 is decelerated, and the torque of the auxiliary driving force from the motor 21 is amplified and transmitted to the intermediate shaft 40 side. Further, since the small-diameter third intermediate shaft reduction gear 38 meshes with the large-diameter first reduction gear 36 integrally formed with the resultant force transmission body 29, the torque of the auxiliary driving force transmitted to the intermediate shaft 40 is further amplified and transmitted to the first reduction gear 36. Then, in the resultant force transmitting body 29 in which the first reduction gear 36 is integrally formed, the human power driving force and the auxiliary driving force from the motor 21 are combined and output from the drive sprocket 13 as a driving force output wheel. Ru. Here, the reduction ratio, which is the ratio of the rotation speed of the motor 21 to the rotation speed of the drive sprocket 13, is set to be 30 to 37 (30 or more and 37 or less). Further, the minimum radius of the drive unit 20 around the crankshaft 7a (around the crankshaft) is 50 mm or less.

また、この実施の形態では、駆動ユニット２０のユニットケース２２内において、基板として、大きな面積の１枚の基板２４のみが設けられている。そして、この基板２４が、駆動ユニット２０をクランク軸７ａに沿って側面視した場合（クランク軸７ａの軸心方向に沿って側面視した場合）に、図３に示すように、モータ２１のステータ（より詳しくは、モータ２１のステータにおけるステータコアが設けられている領域）２１ｃに重なる部分を有するように配置されている。また、この実施の形態では、この基板２４が、モータ２１のステータ２１ｃの半分以上の面積で重なるように配置されている。さらに、この実施の形態では、この基板２４が、モータ２１のステータ２１ｃが配置されている領域からクランク軸７ａ周りの領域まで重なるように配置されている。 Further, in this embodiment, only one large-area substrate 24 is provided as a substrate within the unit case 22 of the drive unit 20. When the drive unit 20 is viewed from the side along the crankshaft 7a (when viewed from the side along the axial direction of the crankshaft 7a), the board 24 is connected to the stator of the motor 21, as shown in FIG. (More specifically, a region of the stator of the motor 21 where the stator core is provided) 21c is arranged so as to overlap with the region 21c. Further, in this embodiment, the substrate 24 is arranged so as to overlap the stator 21c of the motor 21 with an area that is more than half of that of the stator 21c. Further, in this embodiment, the substrate 24 is arranged so as to overlap from the region where the stator 21c of the motor 21 is arranged to the region around the crankshaft 7a.

また、この実施の形態では、基板２４は、側面視した場合に、図３に示すように、モータ２１のロータ２１ｂと重なる領域にも設けられている。そして、この基板２４が、モータ２１のロータ２１ｂの半分以上の面積で重なるように配置されている。すなわち、この実施の形態では、基板２４は、側面視した場合に、図３に示すように、モータ２１（モータ全体）と重なる領域にも設けられており、この基板２４が、モータ２１の半分以上の面積で重なるように配置されている。 Further, in this embodiment, the substrate 24 is also provided in a region that overlaps with the rotor 21b of the motor 21, as shown in FIG. 3 when viewed from the side. The substrate 24 is arranged so as to overlap the rotor 21b of the motor 21 with an area of more than half. That is, in this embodiment, the board 24 is also provided in an area that overlaps with the motor 21 (the entire motor) as shown in FIG. They are arranged so that they overlap with each other with the above area.

また、この実施の形態では、基板２４は、側面視した場合に、図３に示すように、第１の減速歯車３６と、モータ２１のステータ２１ｃとが重なっていない領域にも設けられている。また、基板２４は、図２に示すように、平面視（あるいは正面視）して、モータ２１と、第１の減速歯車３６や合力伝達体２９、連動筒体２３との間に設けられている。また、基板２４は、正面視した場合（前後方向に沿って見た場合）には、図２に概略的に示すように、人力伝達体２８と重なる領域に設けられている。なお、この実施の形態では、基板２４は、側面視した場合に、図３に示すように、第２の減速歯車３７とは重ならない領域に設けられている。また、基板２４は、正面視した場合（前後方向に沿って見た場合）には、図２に概略的に示すように、第２の減速歯車３７と重ならない領域に設けられている。しかし、これに限るものではなく、基板２４を側面視した場合に、第２の減速歯車３７と一部が重なるように設けてもよい。 Further, in this embodiment, the substrate 24 is also provided in an area where the first reduction gear 36 and the stator 21c of the motor 21 do not overlap, as shown in FIG. 3 when viewed from the side. . Further, as shown in FIG. 2, the board 24 is provided between the motor 21 and the first reduction gear 36, the resultant force transmitting body 29, and the interlocking cylinder body 23 when viewed from above (or from the front). There is. Further, when viewed from the front (when viewed along the front-rear direction), the substrate 24 is provided in an area that overlaps with the human power transmitting body 28, as schematically shown in FIG. 2. In this embodiment, the substrate 24 is provided in a region that does not overlap with the second reduction gear 37, as shown in FIG. 3 when viewed from the side. Further, when viewed from the front (when viewed along the front-rear direction), the substrate 24 is provided in an area that does not overlap with the second reduction gear 37, as schematically shown in FIG. 2. However, the present invention is not limited thereto, and the second reduction gear 37 may be provided so as to partially overlap the second reduction gear 37 when the substrate 24 is viewed from the side.

また、この実施の形態では、この基板２４に、クランク軸の回転を読み取るクランク軸回転センサとしての回転検出器（回転センサ）１０（より詳しくは、回転検出器（回転センサ）１０の接続用脚部）が取り付けられている。なお、この実施の形態では、図２に示すように、平面視して、基板２４が、回転検出体１１や回転検出器（回転センサ）１０と、クランク軸７ａなどを支持する軸受２６（クランク軸７ａにおける駆動スプロケット１３が設けられている側とは反対側から支持する軸受２６）やトルクセンサ３１との間に設けられている。 In this embodiment, a rotation detector (rotation sensor) 10 (more specifically, a connection leg for the rotation detector (rotation sensor) 10) as a crankshaft rotation sensor that reads the rotation of the crankshaft is mounted on the substrate 24. section) is attached. In this embodiment, as shown in FIG. 2, when viewed from above, the substrate 24 includes the rotation detector 11, the rotation detector (rotation sensor) 10, and the bearing 26 (crankshaft) that supports the crankshaft 7a and the like. It is provided between the bearing 26) and the torque sensor 31, which are supported from the opposite side of the shaft 7a to the side where the drive sprocket 13 is provided.

また、この実施の形態では、モータ２１のロータ２１ｂには、複数の磁石が、隣り合う磁石の磁極が異なるように周方向に並べられて配設されているが、この磁極と同様な磁極を有する略円筒形状の磁性付与部材２１ｄが配設されている。この磁性付与部材２１ｄの外周部は右側に突出される形状とされ、この突出されている磁性付与部材２１ｄの端部２１ｄａに臨むように、モータ２１の回転を読み取るモータ回転センサ４３が配設されている。そして、このモータ回転センサ４３が基板２４に取り付けられている。 Further, in this embodiment, a plurality of magnets are arranged in the circumferential direction on the rotor 21b of the motor 21 so that adjacent magnets have different magnetic poles. A magnetism imparting member 21d having a substantially cylindrical shape is disposed. The outer peripheral part of the magnetism imparting member 21d is shaped to protrude to the right, and a motor rotation sensor 43 for reading the rotation of the motor 21 is arranged so as to face the protruding end 21da of the magnetism imparting member 21d. ing. This motor rotation sensor 43 is attached to the substrate 24.

なお、磁性付与部材２１ｄは、その端部２１ｄａだけが、モータ２１のロータ２１ｂの配置と同様に磁性が付与されていてもよい。また、この実施の形態では、磁性付与部材２１ｄが、複数の減速歯車３６～３９などを有する減速機構２５が配設されている領域（減速機構配設領域）と、モータ２１が配設されている領域（モータ配設領域）とを仕切る仕切部材としても兼用されている。そして、減速歯車３６～３９同士の摩擦を低減させるグリスなどが、モータ２１側に侵入しないよう図られているが、これに限るものではない。また、図２における２１ｃａは、ステータ２１ｃのコイルに通電するための接続線である。 In addition, only the end portion 21da of the magnetism imparting member 21d may be imparted with magnetism, similar to the arrangement of the rotor 21b of the motor 21. In addition, in this embodiment, the magnetism imparting member 21d has a region in which the deceleration mechanism 25 having a plurality of deceleration gears 36 to 39 is disposed (deceleration mechanism disposed region), and a region in which the motor 21 is disposed. It also serves as a partition member that separates the area where the motor is located (motor installation area). Although it is designed to prevent grease or the like that reduces friction between the reduction gears 36 to 39 from entering the motor 21 side, the present invention is not limited thereto. Moreover, 21ca in FIG. 2 is a connection wire for supplying current to the coil of the stator 21c.

上記構成において、前進走行時にペダル８を踏み込むと、このペダル８にかけられた踏力に基づく人力駆動力が、クランク軸７ａから人力伝達体２８および連動筒体２３、合力体２９に伝達され、前記人力駆動力が、人力伝達体２８に設けられたトルクセンサ３１により検出される。そして、前記人力駆動力に対応する補助駆動力が減速機構２５の減速用歯車３６などを介して、合力伝達体２９に伝達され、合力伝達体２９で合わされた合力が、駆動スプロケット１３から、チェーン１５を介して、後輪４に伝達される。これにより、人力駆動力に対応したモータ２１の補助駆動力（アシスト力）を加えることで、上り坂等でも楽に走行できる。 In the above configuration, when the pedal 8 is depressed during forward running, the human power driving force based on the pedal force applied to the pedal 8 is transmitted from the crankshaft 7a to the human power transmission body 28, the interlocking cylinder body 23, and the resultant body 29, and the human power The driving force is detected by a torque sensor 31 provided on the human power transmission body 28. Then, the auxiliary driving force corresponding to the human power driving force is transmitted to the resultant force transmitting body 29 via the decelerating gear 36 of the deceleration mechanism 25, etc., and the resultant force combined by the resultant force transmitting body 29 is transmitted from the drive sprocket 13 to the chain The signal is transmitted to the rear wheels 4 via 15. As a result, by adding the auxiliary driving force (assist force) of the motor 21 corresponding to the human-powered driving force, the vehicle can easily travel uphill or the like.

また、上記構成によれば、基板２４が、側面視した場合に、モータ２１のステータ２１ｃに重なる部分を有するように配置されているので、基板２４として十分に広い面積のものを採用することができる。また、この実施の形態のように、クランク軸７ａ周りにもこの基板２４を配置する場合でも、この基板２４におけるクランク軸７ａ周りの領域の面積を少なめに抑えることができるため、駆動ユニット２１の配置を工夫する（例えば、モータ２１をクランク軸７ａよりも前側に配置する）ことなどにより、クランク軸７ａから後輪４の車軸までの距離を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）に近づけることができる。 Further, according to the above configuration, since the board 24 is arranged so as to have a portion overlapping the stator 21c of the motor 21 when viewed from the side, it is possible to use a board 24 with a sufficiently large area. can. Furthermore, even when the board 24 is arranged around the crankshaft 7a as in this embodiment, the area of the board 24 around the crankshaft 7a can be kept small, so that the driving unit 21 can be By devising the arrangement (for example, placing the motor 21 in front of the crankshaft 7a), the distance from the crankshaft 7a to the axle of the rear wheel 4 can be made shorter than that of a typical bicycle (for example, a so-called sports bicycle). can be approached.

また、上記のように、側面視して、基板２４が、モータ２１のステータ２１ｃの半分以上の面積で重なるように配置することで、基板２４におけるクランク軸７ａ周りの領域の面積を最小限に抑えることができる。したがって、当該電動アシスト自転車１を、クランク軸７ａから後輪４の車軸までの距離を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）の機能に、より近づけることができる。また、基板２４を、側面視してモータ２１のステータ２１ｃに重なる部分を有するように配置することにより、モータ２１で発生する音を基板２４で遮ることができる。すなわち、上記のように基板２４が、モータ２１のステータ２１ｃの半分以上の面積で重なるように配置することで、遮音効果をより高めることができる。 Further, as described above, by arranging the board 24 so as to overlap the area of the stator 21c of the motor 21 by more than half of the area, the area of the board 24 around the crankshaft 7a can be minimized. It can be suppressed. Therefore, in the electrically assisted bicycle 1, the distance from the crankshaft 7a to the axle of the rear wheel 4 can be made closer to the function of a general bicycle (for example, a so-called sports bicycle). Further, by arranging the board 24 so as to have a portion overlapping the stator 21c of the motor 21 when viewed from the side, the board 24 can block the sound generated by the motor 21. That is, by arranging the substrate 24 so as to overlap with the area of the stator 21c of the motor 21 by more than half of the area as described above, the sound insulation effect can be further enhanced.

また、上記実施の形態では、基板２４に、モータ２１の回転を読み取るモータ回転センサ４３や、クランク軸７ａの回転を読み取るクランク軸回転センサとしての回転検出器１０を取り付けている。この構成により、駆動ユニット２０内の基板２４自体の部品点数を１つだけで済ますことができて、部品点数や基板の取付の手間を減らすことが可能となる。そして、本発明では、図２に概略的に示すように、基板２４を、平面視（あるいは正面視）して、モータ２１と、第１の減速歯車３６や合力伝達体２９、連動筒体２３との間に設けられているので、基板２４にモータ回転センサ４３やクランク軸回転センサとしての回転検出器１０を取り付け易い利点がある。また、図２に示すように、側面視して、基板２４が、モータ２１のロータ２１ｂや磁性付与部材２１ｄと重なるように設けられているため、基板２４にモータ回転センサ４３を取り付け易い利点もある。 Further, in the embodiment described above, the motor rotation sensor 43 that reads the rotation of the motor 21 and the rotation detector 10 as a crankshaft rotation sensor that reads the rotation of the crankshaft 7a are attached to the board 24. With this configuration, the number of parts for the board 24 itself in the drive unit 20 can be reduced to one, making it possible to reduce the number of parts and the effort required to attach the board. In the present invention, as schematically shown in FIG. 2, when the board 24 is viewed from above (or from the front), the motor 21, the first reduction gear 36, the resultant force transmitting body 29, and the interlocking cylinder 23 are shown. Since the motor rotation sensor 43 and the rotation detector 10 as a crankshaft rotation sensor can be easily attached to the substrate 24, there is an advantage. Further, as shown in FIG. 2, since the substrate 24 is provided so as to overlap with the rotor 21b of the motor 21 and the magnetism imparting member 21d when viewed from the side, there is an advantage that the motor rotation sensor 43 can be easily attached to the substrate 24. be.

しかし、これに限るものではなく、図４に示すように、クランク軸回転センサとしての回転検出器１０を取り付けるクランク軸回転センサ用補助基板２４Ａを基板（主基板）２４とは別途に設けて、このクランク軸回転センサ用補助基板２４Ａを基板（主基板）２４に接続するように構成してもよい（第１の実施の形態の第１の変形例）。また、図５に示すように、モータ回転センサ４３を取り付けるモータ回転検出用補助基板２４Ｂを基板（主基板）２４とは別途に設けて、モータ回転検出用補助基板２４Ｂを基板（主基板）２４に接続するように構成してもよい（第１の実施の形態の第２の変形例）。なお、この実施の形態では、図４、図５に示すように、平面視して、基板（主基板）２４が、回転検出体１１や回転検出器（回転センサ）１０と、クランク軸７ａなどを支持する軸受２６（クランク軸７ａにおける駆動スプロケット１３が設けられている側とは反対側の軸受２６）やトルクセンサ３１との間に設けられている。なお、これらの場合でもクランク軸回転センサ用補助２４Ａやモータ回転検出用補助基板２４Ｂよりも基板（主基板）２４が大きい（大きい面積である）ことが好ましい。 However, the invention is not limited to this, and as shown in FIG. 4, a crankshaft rotation sensor auxiliary board 24A to which the rotation detector 10 as a crankshaft rotation sensor is attached may be provided separately from the board (main board) 24. This crankshaft rotation sensor auxiliary board 24A may be configured to be connected to the board (main board) 24 (first modification of the first embodiment). Further, as shown in FIG. 5, an auxiliary board for motor rotation detection 24B to which the motor rotation sensor 43 is attached is provided separately from the board (main board) 24, and the auxiliary board for motor rotation detection 24B is attached to the board (main board) 24. (a second modification of the first embodiment). In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, in plan view, the substrate (main substrate) 24 includes the rotation detector 11, the rotation detector (rotation sensor) 10, the crankshaft 7a, etc. (the bearing 26 on the opposite side of the crankshaft 7a to the side where the drive sprocket 13 is provided) and the torque sensor 31. In addition, even in these cases, it is preferable that the substrate (main substrate) 24 is larger (has a larger area) than the auxiliary crankshaft rotation sensor 24A and the auxiliary motor rotation detection substrate 24B.

また、モータ２１の回転が、２段の減速機構２５を介して、駆動力出力輪体としての駆動スプロケット１３に伝達されるように構成し、駆動スプロケット１３の回転数に対するモータ２１の回転数の比である減速比が３０～３７となるように構成している。これにより、クランク軸７ａと同軸心である第１の減速歯車３６として比較的径の小さいものを用いることができる。この結果、駆動ユニット２０におけるクランク軸７ａ周りの径（半径および直径）を小さくすることが可能となり、ひいては、駆動ユニット２１の配置を工夫する（例えば、モータ２１をクランク軸７ａよりも前側に配置する）ことなどにより、クランク軸７ａから後輪４の車軸までの距離を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）に近づけることができる。 Further, the rotation of the motor 21 is configured to be transmitted to the drive sprocket 13 as a drive force output wheel body via the two-stage reduction mechanism 25, and the rotation speed of the motor 21 is lower than the rotation speed of the drive sprocket 13. The structure is such that the reduction ratio is 30 to 37. Thereby, a gear with a relatively small diameter can be used as the first reduction gear 36 that is coaxial with the crankshaft 7a. As a result, it becomes possible to reduce the diameter (radius and diameter) around the crankshaft 7a in the drive unit 20, and in turn, the arrangement of the drive unit 21 can be devised (for example, the motor 21 is placed in front of the crankshaft 7a). By doing this, the distance from the crankshaft 7a to the axle of the rear wheel 4 can be made closer to that of a typical bicycle (for example, a so-called sports bicycle).

また、駆動ユニット２０の、クランク軸７ａ周り（クランク軸回り）の最小半径が５０ｍｍ以下とすることで、さらに、クランク軸７ａから後輪４の車軸までの距離を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）に近づけることが可能となる。そして、駆動ユニット２０の、クランク軸７ａ周り（クランク軸回り）の最小半径を４５ｍｍ以下とすることで、一層、クランク軸７ａから後輪４の車軸までの距離を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）に近づけることが可能となる。 Furthermore, by setting the minimum radius around the crankshaft 7a (around the crankshaft) of the drive unit 20 to 50 mm or less, the distance from the crankshaft 7a to the axle of the rear wheel 4 can be further reduced on a typical bicycle (for example, so-called This makes it possible to bring the bike closer to a sports-type bicycle. By setting the minimum radius around the crankshaft 7a (around the crankshaft) of the drive unit 20 to 45 mm or less, the distance from the crankshaft 7a to the axle of the rear wheel 4 can be further reduced on a typical bicycle (for example, the so-called This makes it possible to bring the bike closer to a sports-type bicycle.

（第２の実施の形態）
上記実施の形態では、減速機構２５の減速比が一定である場合を述べたが、これに限るものではなく、複数の減速比（この実施の形態では２段の変速段）を選択して切替可能な変速機能を有する減速機構２５Ａを駆動ユニット２０内に設けてもよい。 (Second embodiment)
In the above embodiment, the case where the reduction ratio of the reduction gear mechanism 25 is constant has been described, but the invention is not limited to this, and a plurality of reduction ratios (in this embodiment, two gear stages) can be selected and switched. A speed reduction mechanism 25A having a possible speed change function may be provided within the drive unit 20.

この実施の形態に係る駆動ユニット２０に設けられた減速機構２５Ａは、図６～図１０に示すように、連動筒体２３の外周側および右側方に、一方向クラッチ（補助駆動力切断用の一方向クラッチ）３０を介して、ギヤ比の異なる複数の選択可能な変速段（この実施の形態では低速段と高速段との２段の変速段）を有して駆動力を合力伝達体２９に伝達する。 As shown in FIGS. 6 to 10, the deceleration mechanism 25A provided in the drive unit 20 according to this embodiment has a one-way clutch (a one-way clutch for disconnecting the auxiliary driving force) on the outer peripheral side and right side of the interlocking cylinder 23. The driving force is transmitted to the resultant force transmitting body 29 through a one-way clutch (one-way clutch) 30, which has a plurality of selectable gears with different gear ratios (in this embodiment, two gears, a low gear and a high gear). to communicate.

減速機構２５Ａは、クランク軸７ａの外周に回転自在に配置されて、連動筒体２３の回転が一方向クラッチ（補助駆動力切断用の一方向クラッチ）３０を介して伝達される回転伝達筒４９と、この回転伝達筒４９の右側筒状部分から径方向外側に延びて一体形成されている低速段変速歯車（クランク軸側低速段変速歯車とも称す）３６Ａと、回転伝達筒４９と合力伝達体２９との間に配置されて、クランク軸側低速段変速歯車３６Ａの駆動力を合力伝達体２９に伝達可能な低速段クラッチ５１と、合力伝達体２９の外周に回転自在に配置された高速段変速歯車（クランク軸側高速段変速歯車とも称す）３６Ｂと、中間軸４０に一体形成されて、クランク軸側低速段変速歯車３６Ａに噛み合う低速段変速歯車（中間軸側低速段変速歯車とも称す）３８Ａと、中間軸４０に一体形成されて、後述する高速段クラッチ５５の内周側に形成された歯部（またはセレーション部あるいはスプライン部）５５ｂに噛み合う中間軸歯部４０ａと、中間軸４０の中間軸歯部４０ａの外周とその右側領域とに設けられて、中間軸４０からの合力をクランク軸側高速段変速歯車３６Ｂおよび合力伝達体２９に伝達可能な高速段クラッチ５５と、この高速段クラッチ５５（詳しくは高速段クラッチ５５の本体部５５ａ）から外周側に出退自在の係合爪で構成されてクランク軸側高速段変速歯車３６Ｂに係脱自在の高速段変速歯部（中間軸側高速段変速歯部であり、いわゆる高速段クラッチ５５の係合用爪部）３８Ｂ（図９、図１０参照）と、この中間軸側高速段変速歯部３８Ｂの右側部分に外周側から係脱自在とされ、選択された変速段に応じて移動される変速段切換体６１と、変速段切換体６１に係合して変速段切換体６１をクランク軸方向に移動させる変速移動用アーム６２などを備えている。 The speed reduction mechanism 25A is rotatably disposed on the outer periphery of the crankshaft 7a, and the rotation transmission cylinder 49 transmits the rotation of the interlocking cylinder 23 via a one-way clutch (one-way clutch for disconnecting auxiliary driving force) 30. A low speed gear (also referred to as a low speed gear on the crankshaft side) 36A extending radially outward from the right cylindrical portion of the rotation transmitting cylinder 49 (also referred to as a low speed gear on the crankshaft side) 36A, the rotation transmitting cylinder 49 and the resultant force transmitting body. 29, and is capable of transmitting the driving force of the crankshaft-side low-speed gear 36A to the resultant force transmitting body 29; A speed change gear (also referred to as a high speed change gear on the crankshaft side) 36B and a low speed change gear (also referred to as a low speed change gear on the intermediate shaft side) that is integrally formed with the intermediate shaft 40 and meshes with the low speed change gear 36A on the crankshaft side. 38A, an intermediate shaft tooth portion 40a that is integrally formed on the intermediate shaft 40 and meshes with a tooth portion (or serration portion or spline portion) 55b formed on the inner peripheral side of a high speed clutch 55, which will be described later. A high speed clutch 55 is provided on the outer periphery of the intermediate shaft tooth portion 40a and its right side region and is capable of transmitting the resultant force from the intermediate shaft 40 to the crankshaft side high speed speed change gear 36B and the resultant force transmission body 29; The high speed gear tooth portion (intermediate shaft) is composed of an engaging pawl that can move outwardly and retractably from the clutch 55 (specifically, the main body portion 55a of the high speed clutch 55) and can be freely engaged and disengaged from the high speed speed change gear 36B on the crankshaft side. 38B (see FIGS. 9 and 10) and the right side of the intermediate shaft side high speed gear gear tooth part 38B from the outer circumferential side. A gear changer 61 that is movable and moves according to the selected gear, a gear shift moving arm 62 that engages with the gear changer 61 and moves the gear changer 61 in the crankshaft direction, etc. It is equipped with

そして、ペダル８を漕いで前進している場合には、連動筒体２３に伝達された人力駆動力が回転伝達筒４９に伝達される。なお、この実施の形態では、高速段クラッチ５５は中間軸４０の外周側において、中間軸４０の軸心と同じ軸心方向に移動自在に配設されている。 When the vehicle is moving forward by pedaling the pedals 8, the human power driving force transmitted to the interlocking barrel 23 is transmitted to the rotation transmitting barrel 49. In this embodiment, the high speed clutch 55 is disposed on the outer peripheral side of the intermediate shaft 40 so as to be movable in the same axial direction as the axial center of the intermediate shaft 40.

ここで、クランク軸側低速段変速歯車３６Ａはクランク軸側高速段変速歯車３６Ｂよりも大径とされているとともに、中間軸側低速段変速歯車３８Ａは中間軸側高速段変速歯部３８Ｂよりも小径とされている。これにより、中間軸４０の回転力は、クランク軸側低速段変速歯車３６Ｂや回転伝達筒４９に低速回転で伝達されるとともに、クランク軸側高速段変速歯車３６Ｂに高速回転で伝達される。Here, the crankshaft side low-speed gear 36A has a larger diameter than the crankshaft side high-speed gear 36B, and the intermediate shaft side low-speed gear 38A has a smaller diameter than the intermediate shaft side high-speed gear tooth portion 38B. As a result, the rotational force of the intermediate shaft 40 is transmitted at a low rotation speed to the crankshaft side low-speed gear 36B and the rotation transmission tube 49, and is transmitted at a high rotation speed to the crankshaft side high-speed gear 36B.

なお、変速移動用アーム６２は、駆動ユニット２０の内部（あるいは駆動ユニットの外部）に設けられた電動変速装置５１（図７において簡略的に示す）により駆動されることが好適であり、例えば、手元操作部１８に変速段切替用のスイッチを設けて、変速段を切替可能に構成すると好適である。しかし、これに限るものではなく、変速移動用アーム（ワイヤなどを介して移動させる変速部）６２をハンドル近傍に設けてもよい。 Note that it is preferable that the speed change movement arm 62 is driven by an electric transmission device 51 (simply shown in FIG. 7) provided inside the drive unit 20 (or outside the drive unit), and for example, It is preferable that the hand operation unit 18 is provided with a switch for changing gears so that the gears can be changed. However, the present invention is not limited to this, and the speed change movement arm (speed change section that is moved via a wire or the like) 62 may be provided near the handle.

低速段が選択された場合には、図６、図８に示すように、変速移動用アーム６２によって変速段切換体６１が左側寄り位置に移動されて、高速段クラッチ５５の出退自在の係合爪からなる中間軸側高速段変速歯部３８Ｂが倒されて、クランク軸側高速段変速歯車３６Ｂと分離される。したがって、連動筒体２３側より一方向クラッチ（補助駆動力切断用の一方向クラッチ）３０を介して伝達された人力駆動力と、モータ側から中間軸４０や中間軸側低速段変速歯車３８Ａを介して伝達された補助駆動力が、比較的低回転の状態で、回転伝達筒４９に伝達されて合わされ、この回転駆動力（合力）が低速段クラッチ５１および合力伝達体２９を介して駆動スプロケット１３から出力される。 When a low gear is selected, as shown in FIGS. 6 and 8, the gear shift switching body 61 is moved to the left side position by the gear shift moving arm 62, and the high gear clutch 55 is freely engaged. The intermediate shaft side high speed gear change gear portion 38B consisting of a pair of claws is folded down and separated from the crankshaft side high speed speed change gear 36B. Therefore, the human power driving force transmitted from the interlocking cylinder 23 side via the one-way clutch (one-way clutch for cutting off the auxiliary driving force) 30 and the intermediate shaft 40 and the intermediate shaft side low speed gear 38A from the motor side are transmitted. The auxiliary driving force is transmitted to the rotation transmission cylinder 49 and combined at a relatively low rotational state, and this rotational driving force (resultant force) is transmitted to the drive sprocket via the low gear clutch 51 and the resultant force transmission body 29. It is output from 13.

高速段が選択された場合には、図９、図１０などに示すように、変速移動用アーム６２によって変速段切換体６１が右側寄り位置に移動されて、高速段クラッチ５５のクランク軸側高速段変速歯車３６Ｂ（詳しくはクランク軸側高速段変速歯車３６Ｂの歯部）に係合可能な爪部が起立可能とされ、クランク軸側高速段変速歯車３６Ｂの回転が合力伝達体２９に伝達可能な状態となる。したがって、連動筒体２３側より一方向クラッチ（補助駆動力切断用の一方向クラッチ）３０を介して伝達された人力駆動力が、クランク軸側低速段変速歯車３６Ａおよび中間軸側低速段変速歯車３８Ａを介して、中間軸４０に伝達されるとともに、補助駆動力が合わされて合力となる。そして、この合力が中間軸側高速段変速歯車３８Ｂおよびクランク軸側高速段変速歯車３６Ｂを介して、比較的高速回転の状態で高速段クラッチ５５を介して合力伝達体２９に伝達されて駆動スプロケット１３から出力される。なお、この際、合力伝達体２９は回転伝達筒４９よりも高速で回転するため、低速段クラッチ５１はから回りしている。 When the high speed gear is selected, as shown in FIGS. 9, 10, etc., the gear shift switching body 61 is moved to the right side position by the gear shift moving arm 62, and the high speed gear shifter 61 is moved to the right side position of the high gear clutch 55. The pawl portion that can engage with the gear change gear 36B (specifically, the teeth of the high speed gear 36B on the crankshaft side) can be raised, and the rotation of the high speed gear 36B on the crankshaft side can be transmitted to the resultant force transmission body 29. It becomes a state. Therefore, the human power driving force transmitted from the interlocking cylinder 23 side via the one-way clutch (one-way clutch for disconnecting auxiliary driving force) 30 is transmitted to the crankshaft side low speed gear 36A and the intermediate shaft side low speed gear The auxiliary driving force is transmitted to the intermediate shaft 40 via 38A, and the auxiliary driving force is combined to form a resultant force. Then, this resultant force is transmitted to the resultant force transmission body 29 via the high-speed clutch 55 in a relatively high-speed rotation state through the intermediate shaft side high-speed gear 38B and the crankshaft side high-speed gear 36B, and is transmitted to the drive sprocket. It is output from 13. Note that, at this time, since the resultant force transmitting body 29 rotates at a higher speed than the rotation transmitting cylinder 49, the low gear clutch 51 is rotating freely.

このように、この駆動ユニット２０を用いることで、駆動ユニット２０内で変速段を切り替えることも可能である。また、この実施の形態でも、上記実施の形態と同様な配置で基板２４などを設けることで、同様な作用効果を得ることができる。また、低速段での駆動スプロケット１３の回転数に対するモータ２１の回転数の比である減速比が３０～３７となり、高速段での減速比がこれ以下となるように構成することにより、クランク軸７ａと同軸心であるクランク軸側低速段変速歯車３６Ａ（およびクランク軸側高速段変速歯車３６Ｂ）として比較的径の小さいものを用いることができ、同様の作用効果を得ることができる。 In this way, by using this drive unit 20, it is also possible to switch gears within the drive unit 20. Further, in this embodiment as well, similar effects can be obtained by providing the substrate 24 and the like in the same arrangement as in the above embodiment. In addition, by configuring the reduction ratio, which is the ratio of the rotation speed of the motor 21 to the rotation speed of the drive sprocket 13 in the low speed stage, to be 30 to 37, and the reduction ratio in the high speed stage to be less than this, the crankshaft A relatively small diameter gear can be used as the crankshaft side low speed change gear 36A (and the crankshaft side high speed change gear 36B) coaxial with 7a, and similar effects can be obtained.

なお、上記実施の形態では、高速段クラッチ５５を中間軸４０の外周に設けた場合を述べたが、これに限るものではなく、クランク軸７ａの外周領域に設けてもよい。また、上記実施の形態と同様に、クランク軸回転センサとしての回転検出器１０を取り付けるクランク軸回転センサ用補助基板２４Ａを基板（主基板）２４とは別途に設けて、このクランク軸回転センサ用補助２４Ａを基板（主基板）２４に接続するように構成してもよい。また、モータ回転センサ４３を取り付けるモータ回転検出用補助基板２４Ｂを基板（主基板）２４とは別途に設けて、モータ回転検出用補助基板２４Ｂを基板（主基板）２４に接続するように構成してもよい。 In the above embodiment, the case where the high speed clutch 55 is provided on the outer periphery of the intermediate shaft 40 has been described, but the present invention is not limited to this, and it may be provided on the outer periphery of the crankshaft 7a. Further, similarly to the above embodiment, a crankshaft rotation sensor auxiliary board 24A to which the rotation detector 10 as a crankshaft rotation sensor is attached is provided separately from the board (main board) 24. The auxiliary 24A may be configured to be connected to the board (main board) 24. Further, an auxiliary board 24B for motor rotation detection to which the motor rotation sensor 43 is attached is provided separately from the board (main board) 24, and the auxiliary board 24B for motor rotation detection is connected to the board (main board) 24. It's okay.

上記実施の形態（第１および第２の実施の形態）では、クランク軸７ａよりもモータ軸（モータ２１の回転軸２１ａ）が前方に配置され、クランク軸７ａとモータ軸２１ａとを結ぶ直線よりも中間軸４０が下方に配置されている。なお、中間軸４０に取り付けられている第２、第３の中間軸減速歯車３７、３８と、モータ軸２１ａに取り付けられているモータ軸減速歯車３９と、クランク軸７ａの外周に配置されている第１の減速歯車（クランク軸側減速歯車）３６とは、図１１に示すように、何れもはすば（斜歯）歯車とされて静音化が図られている。なお、図１１は第１の実施の形態に対応する。また、モータ２１が駆動されて補助駆動力が出力される際に、モータ軸２１ａおよびモータ軸減速歯車３９は、右側面視した状態で時計回り（右回り）に回転され、モータ軸減速歯車３９に噛み合う第２の中間軸減速歯車３７と、中間軸４０および第３の中間軸減速歯車３８は、右側面視した状態で反時計回り（左回り）に回転され、第３の中間軸減速歯車３８に噛み合う第１のクランク軸側減速歯車３６は、右側面視した状態で時計回り（右回り）に回転される。In the above-mentioned embodiments (first and second embodiments), the motor shaft (rotating shaft 21a of the motor 21) is disposed forward of the crankshaft 7a, and the intermediate shaft 40 is disposed below the straight line connecting the crankshaft 7a and the motor shaft 21a. As shown in FIG. 11, the second and third intermediate shaft reduction gears 37 and 38 attached to the intermediate shaft 40, the motor shaft reduction gear 39 attached to the motor shaft 21a, and the first reduction gear (crankshaft side reduction gear) 36 disposed on the outer periphery of the crankshaft 7a are all helical (helical) gears to reduce noise. FIG. 11 corresponds to the first embodiment. In addition, when the motor 21 is driven to output an auxiliary driving force, the motor shaft 21a and the motor shaft reduction gear 39 rotate clockwise (right) when viewed from the right side, the second intermediate shaft reduction gear 37 meshing with the motor shaft reduction gear 39, the intermediate shaft 40 and the third intermediate shaft reduction gear 38 rotate counterclockwise (left) when viewed from the right side, and the first crankshaft side reduction gear 36 meshing with the third intermediate shaft reduction gear 38 rotates clockwise (right) when viewed from the right side.

このような構成において、図１２に示すように、減速機構２５の減速歯車３６～３９同士が噛み合う際には力ベクトル（反力）Ｖ１～Ｐ６が発生し、図１３に示すように中間軸４０に作用する。なお、図１２は歯車の接触部に作用する力ベクトル（反力）（最終的に中間軸４０に関係する力ベクトル（反力））を示し、図１３は中間軸４０に力ベクトル（反力）が作用している状態（中間軸４０の軸心に力ベクトルを集めた状態）を示している。 In such a configuration, as shown in FIG. 12, when the reduction gears 36 to 39 of the reduction mechanism 25 mesh with each other, force vectors (reaction forces) V1 to P6 are generated, and as shown in FIG. It acts on 12 shows the force vector (reaction force) acting on the contact portion of the gear (force vector (reaction force) ultimately related to the intermediate shaft 40), and FIG. 13 shows the force vector (reaction force) acting on the intermediate shaft 40. ) is acting (a state in which the force vector is concentrated at the center of the intermediate shaft 40).

図１２、図１３において、Ｖ１はモータ軸減速歯車３９と第２の中間軸減速歯車３７との噛み合いによる中間軸軸受３５への接線力ベクトル、Ｖ２はモータ軸減速歯車３９と第２の中間軸減速歯車３７との噛み合いによる中間軸軸受３５への分離力ベクトル、Ｖ３はモータ軸減速歯車３９と第２の中間軸減速歯車３７との噛み合いによる中間軸軸受３５へのスラスト力による荷重ベクトルである。また、Ｖ４は第１の減速歯車（クランク軸側減速歯車）３６と第３の中間軸減速歯車３８との噛み合いによる中間軸軸受３５への接線力ベクトル、Ｖ５は第１の減速歯車（クランク軸側減速歯車）３６と第３の中間軸減速歯車３８との噛み合いによる中間軸軸受３５への分離力ベクトル、Ｖ６は第１の減速歯車（クランク軸側減速歯車）３６と第３の中間軸減速歯車３８との噛み合いによる中間軸軸受３５へのスラスト力による荷重ベクトル、Ｖ７は中間軸４０に作用する（合わされた）反力（合力）ベクトルである。 12 and 13, V1 is a tangential force vector to the intermediate shaft bearing 35 due to the meshing between the motor shaft reduction gear 39 and the second intermediate shaft reduction gear 37, and V2 is the tangential force vector between the motor shaft reduction gear 39 and the second intermediate shaft V3 is a separation force vector applied to the intermediate shaft bearing 35 due to meshing with the reduction gear 37, and V3 is a load vector due to a thrust force applied to the intermediate shaft bearing 35 due to meshing between the motor shaft reduction gear 39 and the second intermediate shaft reduction gear 37. . Further, V4 is a tangential force vector to the intermediate shaft bearing 35 due to the meshing between the first reduction gear (crankshaft side reduction gear) 36 and the third intermediate shaft reduction gear 38, and V5 is the tangential force vector of the first reduction gear (crankshaft side reduction gear) Separation force vector to the intermediate shaft bearing 35 due to meshing between the side reduction gear (side reduction gear) 36 and the third intermediate shaft reduction gear 38, V6 is the separation force vector between the first reduction gear (crankshaft side reduction gear) 36 and the third intermediate shaft reduction gear The load vector V7 due to the thrust force applied to the intermediate shaft bearing 35 due to meshing with the gear 38 is a reaction force (combined) vector acting on the intermediate shaft 40 (combined).

前記配置構成によれば、減速歯車３６～３９同士が噛み合う際に発生する中間軸４０への力ベクトルＶ１～Ｐ６は、互いに打ち消し合うことが少ないため、これらの力ベクトルＶ１～Ｐ６が合わさった状態で中間軸４０には比較的大きな力ベクトルＶ７が作用する。したがって、中間軸４０を回転自在に支持する中間軸軸受３４、３５、特に、合力を伝達する第１のクランク軸側減速歯車３６に噛み合う第３の中間軸減速歯車３８に近い右側の中間軸軸受３５は、大きい反力を受けるため、大きな力を支持できる大型のものを用いることとなり、その結果、駆動ユニット２０が大型化してしまう（特に本実施の形態では、駆動ユニット２０の中間軸４０が配設されている箇所の幅方向寸法が大きくなってしまう）。 According to the above arrangement, the force vectors V1 to P6 on the intermediate shaft 40 generated when the reduction gears 36 to 39 mesh with each other rarely cancel each other out, so that the force vectors V1 to P6 are combined. A relatively large force vector V7 acts on the intermediate shaft 40. Therefore, the intermediate shaft bearings 34 and 35 that rotatably support the intermediate shaft 40, especially the right intermediate shaft bearing near the third intermediate shaft reduction gear 38 that meshes with the first crankshaft side reduction gear 36 that transmits the resultant force. 35 receives a large reaction force, so a large one that can support a large force is used, resulting in an increase in the size of the drive unit 20 (particularly in this embodiment, the intermediate shaft 40 of the drive unit 20 is (The width direction dimension of the location where it is installed becomes large).

このように、駆動ユニット２０が大型化して、駆動ユニット２０の幅方向寸法が大きくなると、左右のクランクアーム７ｂ間の距離Ｌ１（図２参照）が一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）よりも大幅に増加するため、一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）としての機能に近づけ難くなってしまう難点がある。 As described above, as the drive unit 20 becomes larger and the width dimension of the drive unit 20 becomes larger, the distance L1 (see FIG. 2) between the left and right crank arms 7b becomes smaller than that of a typical bicycle (for example, a so-called sports bicycle). ), which makes it difficult to approximate the functionality of a general bicycle (for example, a so-called sports bicycle).

このような難点に対処するため、図１４～図１６に示す本発明の第３の実施の形態に係る電動アシスト自転車の駆動ユニット２０では、前方から順にモータ２１の回転軸２１ａ、中間軸４０、クランク軸７ａが配置されている（この配置は上記実施の形態と同じである）が、上記実施の形態と異なり、中間軸４０がクランク軸７ａとモータ軸２１ａとを結ぶ直線よりも上方に配置されている。また、この場合に、進行方向に向いて駆動ユニット２０を右側から側面視した状態で、図１５に示すように、クランク軸７ａの軸心とモータ軸２１ａの軸心とを結ぶ線Ａに対して、クランク軸７ａの軸心と中間軸４０の軸心とを結ぶ線の交差する角度αが、時計回り方向に３０度から７０度以内であるように、クランク軸７ａとモータ軸２１ａと中間軸４０とを配置している。 In order to deal with such difficulties, in the drive unit 20 of the electrically assisted bicycle according to the third embodiment of the present invention shown in FIGS. 14 to 16, the rotating shaft 21a of the motor 21, the intermediate shaft 40, The crankshaft 7a is arranged (this arrangement is the same as in the above embodiment), but unlike the above embodiment, the intermediate shaft 40 is arranged above the straight line connecting the crankshaft 7a and the motor shaft 21a. has been done. In this case, when the drive unit 20 is viewed from the right side in the direction of travel, as shown in FIG. The crankshaft 7a and the motor shaft 21a are connected to each other so that the angle α at which the line connecting the axis of the crankshaft 7a and the axis of the intermediate shaft 40 intersects is within 30 degrees to 70 degrees in the clockwise direction. A shaft 40 is arranged.

なお、この第３の実施の形態に係る電動アシスト自転車の駆動ユニット２０は、上記第１の実施の形態に係る駆動ユニット２０と比較して、主に、中間軸４０とクランク軸７ａとモータ軸２１ａとの配置と、この配置に伴う軸受の構造（大きさなど）が異なり、他の構成は上記第１の実施の形態に係る駆動ユニット２０と同様である。すなわち、中間軸４０に取り付けられている第２、第３の中間軸減速歯車３７、３８と、モータ軸２１ａに取り付けられているモータ軸減速歯車３９と、クランク軸７ａの外周に配置されている第１の減速歯車（クランク軸側減速歯車）３６は、図１１に示すように、何れもはすば（斜歯）歯車とされて静音化が図られている。また、モータ２１が駆動されて補助駆動力が出力される際に、モータ軸２１ａおよびモータ軸減速歯車３９は、右側面視した状態で時計回り（右回り）に回転され、モータ軸減速歯車３９に噛み合う第２の中間軸減速歯車３７と、中間軸４０および第３の中間軸減速歯車３８は、右側面視した状態で反時計回り（左回り）に回転され、第３の中間軸減速歯車３８に噛み合う第１のクランク軸側減速歯車３６は、右側面視した状態で時計回り（右回り）に回転される。 Note that, compared to the drive unit 20 of the first embodiment, the drive unit 20 of the electrically assisted bicycle according to the third embodiment mainly includes the intermediate shaft 40, the crankshaft 7a, and the motor shaft. 21a and the structure (size, etc.) of the bearing associated with this arrangement are different, and the other configurations are the same as the drive unit 20 according to the first embodiment. That is, the second and third intermediate shaft reduction gears 37 and 38 attached to the intermediate shaft 40, the motor shaft reduction gear 39 attached to the motor shaft 21a, and the second and third intermediate shaft reduction gears 37 and 38 are arranged on the outer periphery of the crankshaft 7a. As shown in FIG. 11, the first reduction gears (crankshaft side reduction gears) 36 are all helical gears to reduce noise. Further, when the motor 21 is driven and the auxiliary driving force is output, the motor shaft 21a and the motor shaft reduction gear 39 are rotated clockwise (clockwise) when viewed from the right side. The second intermediate shaft reduction gear 37 meshing with the intermediate shaft 40 and the third intermediate shaft reduction gear 38 are rotated counterclockwise (counterclockwise) when viewed from the right side, and the third intermediate shaft reduction gear The first crankshaft side reduction gear 36 that meshes with the gear 38 is rotated clockwise (clockwise) when viewed from the right side.

このような構成において、図１５に示すように、減速機構２５の減速歯車３６～３９同士が噛み合う際には力ベクトル（反力）Ｖ１１～Ｐ１６が発生し、図１６に示すように中間軸４０に作用する。なお、図１５は歯車の接触部に作用する力ベクトル（反力）（最終的に中間軸４０に関係する力ベクトル（反力））を示し、図１６は中間軸４０に力ベクトル（反力）が作用している状態（中間軸４０の軸心に力ベクトルを集めた状態）を示している。 In such a configuration, as shown in FIG. 15, when the reduction gears 36 to 39 of the reduction mechanism 25 mesh with each other, force vectors (reaction forces) V11 to P16 are generated, and as shown in FIG. It acts on 15 shows the force vector (reaction force) acting on the contact portion of the gear (force vector (reaction force) ultimately related to the intermediate shaft 40), and FIG. 16 shows the force vector (reaction force) acting on the intermediate shaft 40. ) is acting (a state in which the force vector is concentrated at the center of the intermediate shaft 40).

図１５、図１６において、Ｖ１１はモータ軸減速歯車３９と第２の中間軸減速歯車３７との噛み合いによる中間軸軸受３５への接線力ベクトル、Ｖ１２はモータ軸減速歯車３９と第２の中間軸減速歯車３７との噛み合いによる中間軸軸受３５への分離力ベクトル、Ｖ１３はモータ軸減速歯車３９と第２の中間軸減速歯車３７との噛み合いによる中間軸軸受３５へのスラスト力による荷重ベクトルである。また、Ｖ１４は第１の減速歯車（クランク軸側減速歯車）３６と第３の中間軸減速歯車３８との噛み合いによる中間軸軸受３５への接線力ベクトル、Ｖ１５は第１の減速歯車（クランク軸側減速歯車）３６と第３の中間軸減速歯車３８との噛み合いによる中間軸軸受３５への分離力ベクトル、Ｖ１６は第１の減速歯車（クランク軸側減速歯車）３６と第３の中間軸減速歯車３８との噛み合いによる中間軸軸受３５へのスラスト力による荷重ベクトル、Ｐ１７は中間軸４０に作用する（合わされた）反力（合力）ベクトルである。 15 and 16, V11 is a tangential force vector to the intermediate shaft bearing 35 due to the meshing between the motor shaft reduction gear 39 and the second intermediate shaft reduction gear 37, and V12 is the tangential force vector between the motor shaft reduction gear 39 and the second intermediate shaft V13 is a separation force vector applied to the intermediate shaft bearing 35 due to meshing with the reduction gear 37, and V13 is a load vector due to a thrust force applied to the intermediate shaft bearing 35 due to meshing between the motor shaft reduction gear 39 and the second intermediate shaft reduction gear 37. . Further, V14 is a tangential force vector to the intermediate shaft bearing 35 due to the meshing between the first reduction gear (crankshaft side reduction gear) 36 and the third intermediate shaft reduction gear 38, and V15 is the tangential force vector of the first reduction gear (crankshaft side reduction gear) Separation force vector to the intermediate shaft bearing 35 due to meshing between the side reduction gear (side reduction gear) 36 and the third intermediate shaft reduction gear 38, V16 is the separation force vector applied to the intermediate shaft bearing 35 by the meshing between the first reduction gear (crankshaft side reduction gear) 36 and the third intermediate shaft reduction gear A load vector P17 due to a thrust force on the intermediate shaft bearing 35 due to meshing with the gear 38 is a reaction force (combined) vector acting on the intermediate shaft 40 (combined).

前記配置構成によれば、減速歯車３６～３９同士が噛み合う際に発生する中間軸４０へのＶ１１～Ｐ１６は、互いに打ち消し合って、最終的に、中間軸に作用する反力（合力）Ｐ１７が小さくなるため、中間軸軸受３５として、比較的小さな荷重を支持できる小型のもの（幅方向や半径方向に小型化したもの）を採用することができて、ひいては駆動ユニット２０を小型化する（例えば、駆動ユニット２０を幅方向などに小型化する）ことができる。この結果、クランクアーム間の距離Ｌ２を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）のクランクアーム間距離に近づけることができる。 According to the arrangement, the forces V11 to P16 on the intermediate shaft 40 generated when the reduction gears 36 to 39 mesh with each other cancel each other out, and finally the reaction force (resultant force) P17 acting on the intermediate shaft becomes Therefore, it is possible to use a small intermediate shaft bearing 35 that can support a relatively small load (smaller in the width direction and radial direction), which in turn allows the drive unit 20 to be smaller (e.g. , the drive unit 20 can be made smaller in the width direction, etc.). As a result, the distance L2 between the crank arms can be made closer to the distance between the crank arms of a general bicycle (for example, a so-called sports bicycle).

また、この実施の形態では、駆動スプロケット１３として、中央側が右側に膨らむ形状のものが用いられているが、中間軸軸受３５として小型のものを用いることで、駆動スプロケット１３の膨らみ部分に、中間軸軸受３５や第１のケース２２ａにおける中間軸軸受３５を保持する箇所を入り込ませるように配置することができ、駆動ユニット２０をより小型化する（例えば、駆動ユニット２０を幅方向などに小型化する）ことができる。この結果、クランクアーム間の距離Ｌ２を一般的な自転車（例えば、いわゆるスポーツ型の自転車）により近づけることが可能となる。 Furthermore, in this embodiment, the driving sprocket 13 has a shape in which the center side bulges to the right, but by using a small intermediate shaft bearing 35, the bulging portion of the driving sprocket 13 has a shape that bulges to the right. The shaft bearing 35 and the portion holding the intermediate shaft bearing 35 in the first case 22a can be arranged so as to be inserted therein, and the drive unit 20 can be made smaller (for example, the drive unit 20 can be made smaller in the width direction). can do. As a result, it is possible to make the distance L2 between the crank arms closer to that of a typical bicycle (for example, a so-called sports bicycle).

なお、第３の実施の形態に係る電動アシスト自転車の駆動ユニット２０では、クランク軸７ａよりもモータ軸（モータ２１の回転軸）２１ａが前方に配置されている場合に、中間軸４０が、クランク軸７ａとモータ軸２１ａとを結ぶ直線よりも下方に配置されている場合を述べたが、これに限るものではない。すなわち、図１７に示すように、クランク軸７ａよりもモータ軸２１ａが後方に配置されている場合には、中間軸４０がクランク軸７ａとモータ軸２１ａとを結ぶ直線よりも上方に配置するよう構成すればよい。 In addition, in the drive unit 20 of the electrically assisted bicycle according to the third embodiment, when the motor shaft (rotating shaft of the motor 21) 21a is arranged ahead of the crankshaft 7a, the intermediate shaft 40 is connected to the crankshaft 7a. Although the case has been described in which the motor is disposed below the straight line connecting the shaft 7a and the motor shaft 21a, the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 17, when the motor shaft 21a is arranged rearward than the crankshaft 7a, the intermediate shaft 40 is arranged above the straight line connecting the crankshaft 7a and the motor shaft 21a. Just configure it.

また、中間軸４０が、クランク軸７ａとモータ軸２１ａとを結ぶ直線よりも右側や左側に配置されている場合など、何れの場合でも、進行方向に向いて駆動ユニット２０を右側から側面視した状態で、クランク軸７ａの軸心とモータ軸２１ａの軸心とを結ぶ線に対して、クランク軸７ａの軸心と中間軸４０の軸心とを結ぶ線の交差角度が、時計回り方向に３０度から７０度以内であるように、クランク軸７ａとモータ軸２１ａと中間軸４０とを配置すると好適である。 Further, in any case, such as when the intermediate shaft 40 is disposed on the right side or the left side of the straight line connecting the crankshaft 7a and the motor shaft 21a, the drive unit 20 is viewed from the right side in the direction of travel. In this state, the intersection angle of the line connecting the axis of the crankshaft 7a and the axis of the intermediate shaft 40 with respect to the line connecting the axis of the crankshaft 7a and the axis of the motor shaft 21a is in the clockwise direction. It is preferable that the crankshaft 7a, the motor shaft 21a, and the intermediate shaft 40 are arranged so that the angle is within 30 degrees to 70 degrees.

また、第２の実施の形態に係る電動アシスト自転車の駆動ユニット２０のように、変速機構を内蔵する駆動ユニット２０でも、同様の配置構成を適用することで、同様の作用効果を得ることが可能である。 Furthermore, similar effects can be obtained by applying a similar arrangement to a drive unit 20 with a built-in transmission mechanism, such as the drive unit 20 of the electric assist bicycle according to the second embodiment. It is.

本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータにより発生する補助駆動力を加えて走行可能である各種の電動アシスト自転車用の駆動ユニットおよびこのような電動アシスト自転車に適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention is applicable to the drive unit for various electrically assisted bicycles which can run by adding the auxiliary|assistant driving force generated by a motor to the human power driving force by the pedal effort, and such an electrically assisted bicycle.

Claims (6)

ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えた電動アシスト自転車の駆動ユニットであって、
前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部と、前記ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸が挿通されるクランク軸挿通領域と、駆動力を出力する駆動力出力輪体と、前記クランク軸と共に回転する回転検出体と、前記モータの回転力を減速して前記駆動力出力輪体に伝達する減速機構とを有し、
前記クランク軸と前記モータとが互いに異なる軸心で配置され、
当該駆動ユニットの内部に、モータの回転を読み取るモータ回転センサおよびクランク軸の回転を読み取るクランク軸回転センサが取り付けられた基板が配置され、この基板が、クランク軸の軸心方向に沿って側面視した場合に、モータのステータに重なる部分を有するように配置され、
前記クランク軸回転センサは前記回転検出体の外周側に位置し、
前記減速機構は前記クランク軸と並行に配設された中間軸を有し、
前記中間軸はクランク軸の軸心方向における一端側を第１の中間軸軸受で支持され、クランク軸の軸方向における他端側を第２の中間軸軸受で支持され、
前記第１の中間軸軸受はクランク軸の軸心方向において前記ステータと前記第２の中間軸軸受との間に位置し、
前記モータ回転センサはクランク軸の軸心方向において前記第１の中間軸軸受と前記第２の中間軸軸受との間に位置していることを特徴とする電動アシスト自転車の駆動ユニット。 A drive unit for an electrically assisted bicycle, which is attached to an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding an auxiliary driving force from a motor to a human driving force generated by pedaling force from the pedals, and is equipped with the motor,
a mounting portion attached to an intermediate location between a front wheel and a rear wheel of the electrically assisted bicycle; a crankshaft insertion region through which a crankshaft through which human driving force from the pedals is transmitted is inserted; and a drive that outputs driving force. It has a force output wheel, a rotation detection body that rotates together with the crankshaft, and a deceleration mechanism that decelerates the rotational force of the motor and transmits it to the driving force output wheel ,
the crankshaft and the motor are arranged at mutually different axes,
A board to which a motor rotation sensor for reading the rotation of the motor and a crankshaft rotation sensor for reading the rotation of the crankshaft are attached is arranged inside the drive unit. is arranged so that it has a part that overlaps with the stator of the motor when
The crankshaft rotation sensor is located on the outer peripheral side of the rotation detection body ,
The speed reduction mechanism has an intermediate shaft disposed in parallel with the crankshaft,
The intermediate shaft is supported by a first intermediate shaft bearing at one end in the axial direction of the crankshaft, and supported by a second intermediate shaft bearing at the other end in the axial direction of the crankshaft,
The first intermediate shaft bearing is located between the stator and the second intermediate shaft bearing in the axial direction of the crankshaft,
A drive unit for an electrically assisted bicycle, wherein the motor rotation sensor is located between the first intermediate shaft bearing and the second intermediate shaft bearing in the axial direction of the crankshaft . 前記モータの回転軸はモータ軸減速歯車を有し、
前記モータ軸減速歯車を含む減速機構が配設されている減速機構配設領域と、前記モータが配設されるモータ配設領域と、減速機構配設領域とモータ配設領域とを仕切る仕切部材とを有し、
前記基板は前記減速機構配設領域に設けられ、
前記仕切部材には磁性が付与されており、
前記モータ回転センサは前記仕切部材に臨むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動アシスト自転車の駆動ユニット。 The rotating shaft of the motor has a motor shaft reduction gear,
A partition member that partitions a reduction mechanism installation area in which a reduction mechanism including the motor shaft reduction gear is installed, a motor installation area in which the motor is installed, and a reduction mechanism installation area and a motor installation area. and has
The board is provided in the reduction mechanism installation area ,
The partition member is imparted with magnetism,
The drive unit for an electrically assisted bicycle according to claim 1 , wherein the motor rotation sensor is arranged so as to face the partition member . 人力駆動力と補助駆動力とを合成した合力を前記駆動力出力輪体へ伝達する合力伝達体を更に有し、
前記減速機構は前記モータの回転を減速して前記合力伝達体に伝達することを特徴とする請求項１に記載の電動アシスト自転車の駆動ユニット。 further comprising a resultant force transmitting body that transmits a resultant force of the human power driving force and the auxiliary driving force to the driving force output wheel body,
The drive unit for an electrically assisted bicycle according to claim 1, wherein the deceleration mechanism decelerates the rotation of the motor and transmits the deceleration to the resultant force transmission body. 前記減速機構は、モータ軸に設けられたモータ軸減速歯車と、前記中間軸に設けられ前記モータ軸減速歯車に噛み合う中間軸減速歯車とを有し、
前記クランク軸に沿って側面視した場合に、前記中間軸減速歯車は前記基板と重なり、
前記モータ軸とともに回転する磁性付与部材を有し、
前記モータ回転センサに臨むように配置された前記磁性付与部材の端部は、クランク軸の軸心方向において、前記ステータと前記第２の中間軸軸受との間に位置することを特徴とする請求項３に記載の電動アシスト自転車の駆動ユニット。 The speed reduction mechanism includes a motor shaft reduction gear provided on the motor shaft , and an intermediate shaft reduction gear provided on the intermediate shaft and meshed with the motor shaft reduction gear,
When viewed from the side along the crankshaft, the intermediate shaft reduction gear overlaps the substrate,
comprising a magnetism imparting member that rotates together with the motor shaft;
An end portion of the magnetism imparting member arranged to face the motor rotation sensor is located between the stator and the second intermediate shaft bearing in the axial direction of the crankshaft . The drive unit for the electrically assisted bicycle according to item 3 . 請求項１～４の何れかの電動アシスト自転車の駆動ユニットと、この駆動ユニットに電力を供給する蓄電器と、を備えていることを特徴とする駆動給電装置。 A drive power supply device comprising: a drive unit for an electrically assisted bicycle according to any one of claims 1 to 4; and a power storage device that supplies power to the drive unit. 請求項１～４の何れか１項に記載の電動アシスト自転車の駆動ユニット、または請求項５に記載の駆動給電装置を備えていることを特徴とする電動アシスト自転車。 An electrically assisted bicycle comprising the drive unit for an electrically assisted bicycle according to any one of claims 1 to 4 or the drive power supply device according to claim 5.
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