JPH1016874A - 電動補助車両 - Google Patents

電動補助車両

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JPH1016874A
JPH1016874A JP8174944A JP17494496A JPH1016874A JP H1016874 A JPH1016874 A JP H1016874A JP 8174944 A JP8174944 A JP 8174944A JP 17494496 A JP17494496 A JP 17494496A JP H1016874 A JPH1016874 A JP H1016874A
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浩典 中山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 角度検出部への荷重を軽減してコスト及び部
品重量を低減でき、さらにはヒステリシスの発生を防止
して検出値の変動を回避できるとともに、アシストフィ
ーリングを向上できる電動補助車両を提供する。 【解決手段】 クランク軸１３に入力されたペダル踏力
と電動モータ８２からの補助力との合力を出力するパワ
ーユニット８３と、上記ペダル踏力を検出する踏力検出
装置８６と、該検出装置８６により検出されたペダル踏
力に基づいて上記電動モータ８２からの補助力を可変制
御するコントロールユニット８５とを備えた電動補助自
転車８０を構成する場合に、上記パワーユニット８３
を、クランク軸１３と同軸配置され、遊星ギヤ１０１に
ペダル踏力が入力されサンギヤ１００から出力される遊
星ギヤ機構９２を備えたものとし、上記踏力検出装置８
６を、上記サンギヤ１００に設けられた押圧アーム１０
０ａにより反力を受けるコイルばね１３０を押圧する反
力受部１２５と、上記サンギヤ１００に設けられた回動
アーム部１００ａの回動角度を検出する角度検出部１２
６とに分離形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペダル踏力に応じ
た補助駆動力を電動モータから車輪に供給するようにし
た電動補助車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ペダルに入力されたペダル踏力と
電動モータからの補助駆動力との合力を車輪に供給する
ようにした電動補助自転車が注目されている（例えば、
特願平６−３２４６８６号参照）。この電動補助自転車
は、ペダル踏力と電動モータからの補助駆動力との合力
を出力するパワーユニットと、ペダル踏力を検出する踏
力検出装置と、該踏力検出値に応じて上記電動モータの
出力を可変制御するコントロールユニットとを備えてい
る。
【０００３】このような踏力検出装置として、従来、図
１２に示すように、反力受け部と角度検出部とを一体に
組み合わせた構造のものがある。即ち、この踏力検出装
置２００は、クランク軸２０１に作用するペダル踏力の
大きさに応じて図示反時計方向に回動するトルク板２０
２と、該トルク板２０２の当接部２０２ａに当接可能に
軸支された角度検出部としての回動レバー２０３と、該
回動レバー２０３を反時計方向に付勢する反力受け部２
０４とを備えており、上記回動レバー２０３に固着され
た回転軸２０３ａの回動角度をポテンショメータ２０５
で検出するように構成されている。また上記反力受け部
２０４は、支持板２０６に固定されたシリンダ部２０７
と、該シリンダ部２０７内に摺動自在に挿入されたピス
トン部２０８との間にコイルばね２０４ａを介在させた
構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
踏力検出装置では、ポテンショメータ２０５に回動角度
を入力する回転軸２０３ａにトルク板２０２からの踏力
及びスプリング２０４ａからの反力の両方が作用するこ
とから、この荷重に耐えうるようにするために上記回転
軸２０３ａを大径にするとともに大径の軸受で確実に支
持する構造が必要であり、このためコストが上昇すると
ともに、部品重量が増えるという問題がある。
【０００５】また上記従来装置では、トルク板２０２と
回動レバー２０３との間、及び回動レバー２０３とピス
トン部２０８との間が摺動構造であるばかりか、スプリ
ング２０４ａの傾きを規制するためにスプリング２０４
ａ内にてシリンダ部２０７とピストン部２０８とについ
ても摺動させる構造を採用しているので、摺動部が多く
摺動抵抗の影響により作動時にヒステリシスが発生する
といった問題、即ちペダル踏力の増加時と減少時とで検
出値が変動するといった問題がある。さらに回動レバー
２０３の押圧力によりピストン部の軸芯が傾いた場合に
は、ピストン部２０８とシリンダ部２０７との摺動がス
ムーズでなくなり補助駆動力によるアシストフィーリン
グが悪化するという問題がある。
【０００６】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、ポテンショメータへの回動角度入力用の回転
軸への荷重を軽減してコスト及び部品重量を低減でき、
さらにはヒステリシスの発生を防止して検出値の変動を
回避できるとともに、アシストフィーリングを改善でき
る電動補助車両を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、クラ
ンク軸に入力されたペダル踏力と電動モータからの補助
力との合力を出力するパワーユニットと、上記ペダル踏
力を検出する踏力センサと、該踏力センサにより検出さ
れたペダル踏力に基づいて上記電動モータからの補助力
を可変制御するコントロールユニットとを備えた電動補
助車両において、上記パワーユニットを、クランク軸か
らのペダル踏力が、遊星ギヤ，リングギヤ，サンギヤの
何れか１つに入力され、残る２つのうちの何れか一方か
ら出力される遊星ギヤ機構を備えたものとし、上記踏力
センサを、上記残る２つのうちの何れか他方のギヤに設
けられた押圧アームにより該他方のギヤに作用する反力
を受ける付勢ばねを押圧するように構成された反力受部
と、該反力受部と分離形成され上記他方のギヤの回動角
度を検出する角度検出部とを備えたものとしたことを特
徴としている。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、上
記角度検出部を、上記何れか他方のギヤに設けられた回
動アームによりセンサ軸を回動又は軸方向に進退させ、
該センサ軸の回動角度又は進退量を検出するように構成
したものとしたことを特徴としている。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、上記反力受部を、コイルばねの自由端又は固定端の
何れか一方内に該フィルばねの内径より若干小径で該コ
イルばね内に所定長さを延在びする棒体を挿入して保持
し、該コイルばねの自由端を押圧アームで押圧した構造
のものとしたことを特徴としている。
【００１０】請求項４の発明は、請求項１又は２におい
て、上記反力受部を、コイルばねの自由端に嵌合するば
ね押さえを押圧アームにピン結合したものとしたことを
特徴としている。
【００１１】請求項５の発明は、請求項３において、上
記コイルばねの自由端又は固定端のいずれか他方にこれ
と同軸をなし、かつ外周に若干の隙間をあけて該コイル
バネを保持するガイド筒体を配設したことを特徴として
いる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面に基づいて説明する。図１ないし図７は、請
求項１〜３の発明の一実施形態による電動補助自転車を
説明するための図であり、図１は電動補助自転車の左側
面図、図２は補助駆動装置の左側面図、図３〜図５はそ
れぞれパワーユニットの左側面図，平面図，断面底面
図、図６，図７はそれぞれ踏力検出装置の左側面図，構
成図である。ここで、本実施形態でいう前後左右とは自
転車に乗車した状態での前後左右である。
【００１３】図において、８０は電動補助自転車であ
り、これの車体フレーム２は、前輪３が回転自在に支持
されたフロントフォーク４を回動自在に支持するヘッド
パイプ２ａと、該ヘッドパイプ２ａから後方に斜め下方
に延びるメインチューブ２ｂと、該メインチューブ２ｂ
の後端部から上方に起立するシートチューブ２ｃとを一
体に結合して構成されている。
【００１４】上記メインチューブ２ｂとシートチューブ
２ｃとの結合部には取付けブラケット５が溶接されてお
り、該ブラケット５は側面視で大略円弧状をなしチュー
ブ結合部を左，右から覆う左, 右側壁５ａ，５ｂと該両
側壁間を後部から上部にかけて覆う上壁５ｃとからなる
横断面略コ字状の板金製のものである。
【００１５】上記ブラケット５には車体後方に延びる
左, 右一対のチェーンステー６の前端部が接続されてお
り、各チェーンステー６の後端部と上記シートチューブ
２ｃの上端部とは左, 右一対のシートステー７で連結さ
れている。このチェーンステー６とシートステー７とは
後輪ブラケット８を介して一体に結合されており、該ブ
ラケット８に後輪９が回転自在に支持されている。上記
フロントフォーク４の上端にはハンドル１０が装着され
ており、また上記シートチューブ２ｃの上端にはサドル
１１が装着されたシートピラーチューブ１２が高さ調整
可能に挿着されている。
【００１６】上記取付けブラケット５により駆動装置８
１が懸架支持されている。この駆動装置８１は、クラン
ク軸１３に入力されたペダル踏力により後輪９を回転駆
動する人力駆動機構と、電動モータ８２からの補助駆動
力により後輪９を回転駆動する電動駆動機構とを備えて
いる。なお、上記ペダル踏力と補助駆動力とはパワーユ
ニット８３内で合力された後に後輪９に伝達される。
【００１７】上記人力駆動機構は、上記取付けブラケッ
ト５に固定されたパワーユニット８３内にクランク軸１
３を車幅方向に貫通するようにかつ回転自在に配置し、
該クランク軸１３の両端にクランク１４を固着し、該ク
ランク１４の先端にペダル１５を回転自在に装着し、上
記クランク軸１３に入力されたペダル踏力を後述する遊
星歯車式増速機構９２からチェーンスプロケット１７，
チェーン１８，フリーホイール（不図示）を介して後輪
９に伝達するように構成されている。
【００１８】上記電動駆動機構は、電動モータ８２から
の補助力と上記ペダル踏力との合力を出力するパワーユ
ニット８３と、上記電動モータ８２に電源を供給するバ
ッテリ８４と、該電動モータ８２からの補助力を可変制
御するコントロールユニット８５，及び上記ペダル踏力
を検出する踏力検出装置８６とを備えている。
【００１９】上記バッテリ８４は直方体状をなし、その
内部には直列接続された多数のＮｉ−Ｃｄ単電池が収納
されている。該バッテリ８４は、車体フレーム２を構成
するシートチューブ２ｃの後方に該チューブ２ｃに沿っ
て配置されており、該バッテリ８４の下端部は取付けブ
ラケット５の上壁５ｃにボルト８８ａで固定された有底
筒状の支持ボックス８８内に嵌装されている。この嵌装
によりバッテリ下部の放電雌端子８４ａは支持ボックス
８８側の放電雄端子（不図示）と電気的に接続されてい
る。またバッテリ８４の上端部は左, 右のシートステー
７，７間を通って上方に突出し、両シートステー７，シ
ートチューブ２ｃ，及びリヤフェンダ９ａで囲まれて支
持されており、上方向にのみ出し入れ可能となってい
る。上記バッテリ８４の上部には把手８７ａ，及び充電
用端子８７ｂが装着されている。
【００２０】上記パワーユニット８３は、アルミダイキ
ャスト製のユニットケース９０内に遊星ローラ式減速機
構９１，遊星歯車式増速機構９２，及び上記踏力検出装
置８６を収納して構成されている。上記ユニットケース
９０は、大略有底筒状のケース本体９３と、該ケース本
体９３の左側壁に形成された開口を閉塞する蓋部材９４
とからなり、該蓋部材９４はケース本体９３にボルト９
５により着脱可能に締結されている。
【００２１】上記ケース本体９３の上壁の前部，及び後
部にはそれぞれ車幅方向に延びるボス部９３ａ，９３ｂ
が一体形成されている。このケース本体９３はこれのボ
ス部９３ａ，９３ｂを上記取付けブラケット５の左, 右
側壁５ａ，５ｂ間に位置させボルト８９ａ，８９ａ，ナ
ット８９ｂ，８９ｂにより締め付け固定されている。ま
た上記ケース本体９３の前端開口のフランジ部には上記
電動モータ８２のフランジ部がボルト締め固定されてお
り、該モータ８２の回転軸８２ａはクランク軸１３と直
角方向に向けて配置されている。
【００２２】上記ユニットケース９０内には上記クラン
ク軸１３が車幅方向に挿入されており、該クランク軸１
３の両端部はケース外方に突出している。このクランク
軸１３の左側端部は軸受９６を介して蓋部材９４のボス
部により回転自在に支持されている。また上記クランク
軸１３の右側端部には軸受９７を介して略筒状の合力軸
９８が相対回転自在に挿着されており、該合力軸９８の
軸方向中央部には大径の出力歯車９８ａが一体形成され
ている。上記合力軸９８は軸受９９を介してケース本体
９３のボス部により回転自在に支持されており、該合力
軸９８の外端に上記チェーンスプロケット１７がスプラ
イン結合されている。
【００２３】上記クランク軸１３の軸方向中央部には上
述の遊星歯車増速機構９２が装着されている。これはク
ランク軸１３に回転自在に挿着された太陽歯車１００
と、該太陽歯車１００の周囲に自転公転自在に噛合する
３個の遊星歯車１０１と、各遊星歯車１０１に噛合する
大略碗状をなす外周歯車１０２とを備えている。また上
記各遊星歯車１０１はクランク軸１３に後輪からの回転
力がクランク軸に伝わるのを阻止するワンウェイクラッ
チ１０３を介して装着されたキャリア１０４に回転自在
に支持されている。
【００２４】上記外周歯車１０２の底壁には上記合力軸
９８の出力歯車９８ａがリベットにより固定されてい
る。これにより人力によりクランク軸１３に入力された
踏力は遊星歯車増速機構９２の外周歯車１０２を介して
出力歯車９８ａに伝わり、チェーンスプロケット１７，
チェーン１８を介して後輪９に伝達される。
【００２５】上記電動モータ８２の回転軸８２ａ（サン
ローラに相当）には上記遊星ローラ式減速機構９１が装
着されている。これは上記回転軸８２ａと同軸をなすよ
うに固定された大径円筒状の外輪１１０と、該外輪１１
０と上記回転軸８２ａとの間に配設され、両者８２ａ，
１１０に当接する複数個の遊星ローラ１１１と、該遊星
ローラ１１１を軸受１１２を介して回転自在に支持する
ピン１１３とを備えている。また上記外輪１１１の両端
面には各遊星ローラ１１１の軸方向移動を規制するガイ
ド板１１４，１１５が配設されており、該ガイド板１１
４，１１５はボルト１１６によりモータ８２のフランジ
部に共締め固定されている。なお外輪１１０の外周面は
モータ８２をケース本体９３に固定する際のインロー部
として機能し、これによってモータ軸と後述の歯車部材
１１８との同心度が高精度に出るようにしている。
【００２６】上記各ピン１１３には有底筒状のキャリア
１１７が固定されており、該キャリア１１７の軸芯には
出力歯車部材１１８の軸部が挿入されている。この出力
歯車部材１１８は軸受１１９を介してケース本体９３に
回転自在に支持されており、該出力歯車部材１１８は上
記合力軸９８の出力歯車９８ａに噛合している。また上
記出力歯車部材１１８の軸部とキャリア１１７とはワン
ウェイクラッチ１２０を介在させて連結されており、該
ワンウェイクラッチ１２０は人力のみによる走行時に踏
力がモータ８２側に伝わるのを回避している。これによ
りモータ８２の駆動力は、遊星ローラ式減速機構９１に
より減速されてキャリア１１７から出力歯車部材１１８
を介して合力軸９８に伝達され、ここでクランク軸１３
からの踏力と合力されて後輪９に伝達される。
【００２７】上記ケース本体９３には上述の踏力検出装
置８６が配設されている。この踏力検出装置８６は、図
６，図７に示すように、上記ケース本体９３の底部に配
設された反力受部１２５と、該ケース本体９３の上壁後
部に配設された角度検出部１２６とからなり、この両者
１２５，１２６はケース本体９３の外周面に沿って分離
配置されている。
【００２８】上記反力受部１２５は、上記ケース本体９
３の底壁に膨出形成された受け部９３ｃの開口に支持板
１２７をボルト締め固定し、上記受け部９３ｃ内にコイ
ルばね１３０を配置するとともに、該コイルばね１３０
の自由端側内にフランジ１３１ａが一体形成された円筒
状の棒部材（棒体）１３１を挿入し、該フランジ１３１
ａの下面と支持板１２７との間でコイルばね１３０を支
持して構成されている。上記棒部材１３１はコイルばね
１３０の内面に若干の隙間をあけて摺接しており、該コ
イルばね１３０の略中央部まで延びている。
【００２９】上記角度検出部１２６は、上記ケース本体
９３の上壁に形成された取付け座９３ｄにポテンショメ
ータ１３２をボルト締め固定してなるものである。該ポ
テンショメータ１３２のセンサ軸１３３は上記クランク
軸１３と直角に向けて配置されており、ケース本体９３
内に突出している。また上記センサ軸１３３の先端には
回動レバー１３５が固定されており、該回動レバー１３
５はセンサ軸方向に見て不図示のスプリングにより時計
方向に付勢されている（図７参照）。
【００３０】そして上記太陽歯車１００には半径方向に
延びる押圧アーム部１００ａ及び回動アーム部１００ｂ
が周方向に間をあけて一体形成されている。この押圧ア
ーム部１００ａの先端にはローラ１３７が軸支されてお
り、該ローラ１３７は上記棒部材１３１のフランジ１３
１ａの上面に転接している。また上記ローラ１３７には
ケース本体９３に進退可能に螺挿された零点調整用スト
ッパボルト１３８が当接しており、該ストッパボルト１
３８により上記押圧アーム部１００ａの時計方向への回
動が規制されている。上記回動アーム部１００ｂは上記
センサ軸１３３の回動レバー１３５に当接している。
【００３１】上記クランク軸１３に入力されたペダル踏
力とコイルばね１３０の付勢力とがバランスする位置ま
で太陽歯車１００が反時計方向に回動し、これに伴って
回動アーム部１００ｂが回動する。これにより回動レバ
ー１３５を介してセンサ軸１３３が回動し、これの回転
角度をポテンショメータ１３２が検出し、該検出値をリ
ード線（不図示）を介してコントロールユニット８５に
出力する。
【００３２】また、上記ケース本体９３の上壁の前部に
は車速センサ１４０が配設されている。これは上記ケー
ス本体９３の取付け座９３ｅにセンサ本体１４１をボル
ト締め固定し、該センサ本体１４１の検出部１４２をケ
ース本体９３内に突出して構成されている。この検出部
１４２は、上記外周歯車１０２の外周面に所定ピッチで
形成された歯部１０２ａに微小隙間をあけて対向してい
る。上記車速センサ１４０は上記外周歯車１０２の回転
に伴う歯部１０２ａの磁気抵抗の変化を検出し、該検出
値をリード線１４０ａを介して上記コントロールユニッ
ト８５に出力するようになっている。ここで、上記歯部
１０２ａは外周歯車１０２の内歯を鍛造成形する際に同
時に形成されたものである。
【００３３】上記コントロールユニット８５は、ユニッ
ト本体８５ａとこれを収容するコントロールボックス８
５ｂとからなり、該コントロールボックス８５ｂは上記
ケース本体９３の後壁面に沿って配置されている。上記
コントロールボックス８５ｂには取付け片８５ｃ，８５
ｄが一体に突出形成されており、該取付け片８５ｃ，８
５ｄは上記ケース本体９３に形成されたボス部にボルト
１４５により締め付け固定されている。
【００３４】ここで上記コントロールユニット８５の上
半部，ポテンショメータ１３２，及び車速センサ１４０
は上記取付けブラケット５内に位置しており、該ブラケ
ト５の左, 右側壁５ａ，５ｂ及び上壁５ｃにより囲まれ
ている。
【００３５】そして上記コントロールユニット８５は、
上記ポテショメータ１３２の検出値からペダル１５に加
えられたペダル踏力の大きさを求めるとともに、車速セ
ンサ１４０からの車速を読み込み、内蔵する補助駆動力
制御マップに基づいて補助駆動力を演算し、該補助駆動
力に対応した電流をバッテリ８４から電動モータ８２に
給電するように構成されている。この補助駆動力は、乗
員のペダル踏力１に対して車速が０〜１５Ｋｍ／ｈでは
略１：１に設定され、１５Ｋｍ／ｈを越えた時点から次
第に小さくなり、２４Ｋｍ／ｈに達した時点でゼロにな
るように設定されている。
【００３６】次に本実施形態の作用効果について説明す
る。本実施形態によれば、太陽歯車１００に押圧アーム
部１００ａ，回動アーム部１００ｂを角度間隔をあけて
一体形成し、該押圧アーム部１００ａに作用する反力を
受けるコイルばね１３０を押圧する反力受け部１２５
と、上記回動アーム部１００ｂにより回動するセンサ軸
１３３とを周方向に分離させたので、該センサ軸１３３
には回動アーム部１００ｂの回転力だけが作用すること
となる。
【００３７】このようにポテンショメータに回転角度を
入力するためのセンサ軸１３３にはほとんど荷重が作用
しないので、従来のように踏力及び反力の両方の荷重を
受ける場合に比べてセンサ軸１３３の軸径を小さくでき
るとともに、軸支構造を簡略化でき、コスト低減及び軽
量化を図ることができる。
【００３８】また、上記コイルばね１３０内自由端側に
フランジ１３１ａが一体形成されると共に、コイルばね
内径より若干小径でコイルばねの略中央部まで延びる棒
部材１３１を挿入し、該フランジ１３１ａを押圧アーム
部１００ａで押圧するようにしたので、コイルばねの傾
きを規制しつつ図１２に示すシリンダとピストンとを摺
動させるようにしたものに比較して摺動抵抗を削減で
き、該摺動抵抗が起因していると考えられるヒステリシ
スの発生を防止して検出値の変動を回避できる。
【００３９】また従来のようなシリンダピストン摺動構
造ではないので、ピストンの軸心が回動レバー２０３の
押す力により傾いて摺動がスムーズでなくなるといった
ことがなく検出動作がスムーズとなり、補助駆動力によ
るアシストフィーリングを向上できる。またフランジ１
３１ａにローラ１３７を転接させる構造としたので、押
圧アーム部を摺接させる場合に比べてこの点からも検出
動作を円滑に行うことができる。又、いっそうコイルば
ねの傾きを規制できる。
【００４０】上記反力受け部１２５と角度検出部１２６
とを分離形成したので、反力受け部１２５を収納するケ
ース本体９３の受け部９３ｃの突出寸法を小さくするこ
とができ、ケース全体を小型化できるとともに、パワー
ユニット８３を車体に搭載する際のレイアウト上の自由
度を向上できる。
【００４１】上記コントロールユニット８５，ポテンシ
ョメータ１３４及び車速センサ１４０をユニットケース
８３の外周面に沿って配置し、該ユニットケース８３に
固定したので、組付け工数，部品点数を削減でき、コス
トを低減できる。また上記コントロールユニット８５周
辺の配索を簡素化でき、車体搭載時のレイアウト上の自
由度を向上できるとともに、車体全体を小型化できる。
【００４２】また上記コントロールユニット８５の上半
部，ポテンショメータ１３２，及び車速センサ１４０を
取付けブラケット５内に配置し、該ブラケット５により
覆ったので、飛び石等による損傷を防止でき、またケー
ス本体９３とブラケット５との間の空きスペースを有効
利用して配置でき、この点からも小型化を図ることがで
きる。
【００４３】なお、上記実施形態では、反力受け部１２
５が、コイルばね１３０の自由端側内に棒部材１３１を
挿入したものである場合を説明したが、この反力受け部
１２５において、図８に示すように、コイルばね１３０
の外周に若干の隙間をあけてガイド筒体１４５を装着
し、該ガイド筒体１４５を支持板１２７に固着してもよ
い。このようにした場合には、コイルばね１３０と棒部
材１３１との隙間を比較的大きくしながらコイルばね１
３０の倒れをより一層確実に防止でき、かつ摺動抵抗を
小さくでき、ひいては反力受け部１２５の作動信頼性，
耐久性を向上できる。
【００４４】また、上記棒部材１３１は図１３に示す棒
部材１３１´のように、コイルばね１３０の固定端側内
に設けても良い。またこの場合、コイルばね１３０の自
由端側内にはばね押え１３１ａを設ける。これによりコ
イルばね１３０の傾きをより一層確実に防止できる。
【００４５】また上記実施形態では、車速センサ１４０
をケース本体９３の上壁前部に配置したが、この車速セ
ンサの配置位置はこれに限定されるものではなく、例え
ば図８に示すように、ケース本体９３の後壁の反力受け
部１２５と角度検出部１２６との間に配置してもよい。
【００４６】図９〜図１１は、請求項４の発明の一実施
形態による踏力検出装置を説明するための図であり、図
中、図５，図６と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００４７】本実施形態のパワーユニット１５０は、ユ
ニットケース９０内に遊星ローラ式減速機構９１，遊星
歯車式増速機構９２，及び踏力検出装置１６０を収納し
て構成されており、基本的構造は上記実施形態と略同様
であり、異なる部分についてのみ説明する。
【００４８】上記遊星ローラ式減速機構９１を構成する
各遊星ローラ１１１を軸支する各ピン１１３は円板状の
キャリア１５１に固定されている。このキャリア１５１
のボス部１５１ａには出力歯車１５２の軸部１５２ａが
スプライン結合されており、該軸部１５２ａは一対の軸
受１５３，１５３を介してケース本体９３に支持されて
いる。
【００４９】また上記遊星歯車増速機構９２を構成する
各遊星歯車１０１には外周歯車１５５が噛合しており、
この外周歯車１５５の底部には円筒状の合力軸１５５ａ
が一体形成されており、該合力軸１５５ａは軸受９７，
９９を介してクランク軸１３，ケース本体９３に相対回
転自在に支持されている。
【００５０】上記合力軸１５５ａの外周部には出力歯車
１５６が挿着されており、該出力歯車１５６には上記出
力歯車１５２が噛合している。この出力歯車１５６は軸
受１５８を介してケース本体９３に支持されている。
【００５１】上記出力歯車１５６と合力軸１５５ａとは
パウル式ワンウェイクラッチ１５７を介在させて連結さ
れている。このワンウェイクラッチ１５７は、図１１に
示すように、合力軸１５５ａと出力歯車１５６との間に
爪片１５７ａを介設し、該爪片１５７ａを付勢ばね（不
図示）により上記出力歯車１５６の内周面に形成された
係合歯１５６ａ側に付勢した構造のもので、これにより
人力のみによる走行時にペダル踏力が出力歯車１５６か
らモータ８２側に伝わるのを回避している。
【００５２】上記踏力検出装置１６０は、ケース本体９
３の底壁に配設された反力受け部１２５と、前部に配設
された角度検出部１２６とを分離形成して構成されてお
り、基本的な構造は上記実施形態と略同様である。
【００５３】上記反力受け部１２５は、コイルばね１３
０の固定端を支持する支持板１６１に円筒状のストッパ
部１６１ａを一体形成し、上記コイルばね１３０の自由
端に嵌装されたばね押え１６２にフランジ１６２ａを一
体形成するとともに、該フランジ１６２ａに連結部１６
２ｂを一体形成して構成されている。この連結部１６２
ｂには上記各遊星歯車１０１が噛合する太陽歯車１００
の押圧アーム部１００ａがピン１６３を介して軸支され
ており、これにより押圧アーム部１００ａとばね押え１
６２とはピン結合されている。また上記押圧アーム１０
０ａの基部には回動アーム部１００ｂが逆Ｌ字状をなす
ように突出形成されており、該回動アーム部１００ｂは
センサ軸１３３の回動レバー１３５に当接している。な
お、この構造は図６，図７のものと同様である。
【００５４】本実施形態では、押圧アーム部１００ａと
コイルばね１３０の自由端に嵌合されたばね押え１６２
とをピン１６３により回動可能に連結したので、摺動抵
抗もなく上述のローラを転接させる構造に比べてコイル
ばね１３０の倒れをより一層抑制でき、信頼性，耐久性
をさらに向上できる。
【００５５】本実施形態では、モータ８２の駆動力が伝
達される出力歯車１５６と、該モータ駆動力及び人力の
踏力との合力を出力する合力軸１５５ａとをワンウェイ
クラック１５７を介在させて連結したので、人力による
走行時の踏力が出力歯車１５６に伝わることはなく、該
出力歯車１５６と出力歯車１５２との噛み合いによる騒
音の発生を回避できる。
【００５６】また上記ワンウェイクラッチ１５７を合力
軸１５５ａ側に配置したので、出力歯車１５２側にワン
ウェイクラッチを配置した場合に比較して該出力歯車１
５２の軸方向長さを短くでき、それだけパワーユニット
１５０の全長を縮小でき、小型化を図ることができる。
即ち、図５に示すように出力歯車とキャリアとの間にニ
ードル式ワンウェイクラッチを配設する場合には、その
構造上出力歯車の軸長が長くなり、それだけ大型化する
という問題がある。
【００５７】なお上記実施形態では、車速を検出するた
めの構造として、外周歯車（リングギヤ）１０２の外周
面に歯部（凸部）１０２ａを所定ピッチで形成し、該歯
部１０２ａによる磁気抵抗の変化を車速センサ１４０で
検出する構造を採用したが、この車速検出構造としては
図１４又は図１５に示す構造も採用可能である。
【００５８】図１４の構造は、帯状の板にプレス等で等
ピッチの孔２００ａを形成したものを環状に成形してな
るリング２００を上記外周歯車１０２の外周面に圧入に
より嵌合固着した例であり、該孔２００ａによる磁気抵
抗の変化を車速センサ１４０で検出する。
【００５９】この例の場合には、別部材のリング２００
を外周歯車１０２の外周面に嵌合固着する方法であるの
で、例えば冷間鍛造や切削加工により歯部（凸部）１０
２ａを形成するものに比較して内周面に形成されている
歯のピッチ等の精度への影響が小さい。また上記孔２０
０ａのピッチを自由に選択できる。
【００６０】図１５の構造は、出力歯車（傘歯車）９８
ａの背面側に凸部９８ｂを所定ピッチで形成し、該凸部
９８ｂによる磁気抵抗の変化を車速センサ１４０で検出
するようにした例である。この凸部９８ｂは、歯９８ｃ
を鍛造により形成する際に同時に形成したものである。
【００６１】この例の場合、歯９８ｃの成形と同時に凸
部９８ｂを成形するようにしたので、部品点数，加工工
数の増加を回避できる。また本実施形態の出力歯車（傘
歯車）の背面は平坦になっているので、上記凸部９８ｂ
による凹凸形状を明瞭に形成でき、車速検出精度を向上
できる。
【００６２】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係る電動
補助車両によれば、踏力センサを、反力受部と角度検出
部とに分離形成した構造とし、また請求項２の発明では
上記角度検出部を入力ギヤ，出力ギヤ以外のギヤに設け
られた回動アームによりセンサ軸を回動させる構造とし
たので、上記角度検出部の回転軸にはほとんど荷重が作
用しなくなり、従来の、ペダル踏力及びその反力が作用
するものに比較して回転軸を細径にできるとともに、該
回転軸を片持ち軸受構造により支持できる等その支持構
造を簡略化でき、コスト低減及び軽量化が図れる効果が
ある。
【００６３】請求項３の発明では、上記反力受部を、コ
イルばね内に棒体を挿入し、該棒体に形成されたフラン
ジを押圧アームで押圧する構造としたので、従来のシリ
ンダピストン摺動構造のものに比較して摺動抵抗がほと
んどなくなり、該摺動抵抗に起因すると考えられるペダ
ル踏力増加時と減少時とで検出値が変動するというヒス
テリシスを防止できる効果があり、また摺動抵抗による
引っ掛かりがなくアシストフィーリングを向上できる効
果がある。
【００６４】請求項４の発明では、上記棒体と押圧アー
ムとをピン結合したので、コイルばねの倒れを防止で
き、長期使用における信頼性，耐久性を向上できる効果
がある。
【００６５】請求項５の発明では、上記コイルばねの外
周に摺接するガイド筒体を配設したので、棒体とコイル
ばねとの摺動抵抗を小さくしつつコイルばねの倒れを確
実に防止でき、長期使用における信頼性，耐久性をより
一層向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜３の発明の一実施形態による電動補
助自転車の左側面図である。
【図２】上記電動補助自転車のパワーユニットの左側面
図である。
【図３】上記パワーユニットの左側面図である。
【図４】上記パワーユニットの平面図である。
【図５】上記パワーユニットの断面底面図である。
【図６】上記パワーユニットの一部断面側面図である。
【図７】上記踏力検出装置の斜視図である。
【図８】請求項５の発明の一実施形態による反力受け部
を示す一部断面側面図である。
【図９】請求項４の発明の一実施形態による踏力検出装
置を示す側面図である。
【図１０】上記実施形態のパワーユニットの断面平面図
である。
【図１１】上記パワーユニットのワンウェイクラッチの
断面図である。
【図１２】従来の踏力検出装置を示す一部断面側面図で
ある。
【図１３】上記実施形態のにおける反力受部の変形例を
示す断面図である。
【図１４】上記実施形態のにおける速度センサ検出部の
変形例を示す図である。
【図１５】上記実施形態のにおける速度センサ検出部の
変形例を示す図である。
【符号の説明】
１３ クランク軸 ８０ 電動補助自転車 ８２ 電動モータ ８３ パワーユニット ８５ コントロールユニット ８６，１６０ 踏力検出装置（踏力セン
サ） ９２ 遊星歯車増速機構（遊星ギ
ヤ機構） １００ 太陽歯車 １００ａ 押圧アーム部 １００ｂ 回動アーム部 １０１ 遊星歯車 １２５ 反力受け部 １２６ 角度検出部 １３０ コイルばね １３１，１６２ 棒部材 １３３ センサ軸 １４５ ガイド筒体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クランク軸に入力されたペダル踏力と電
    動モータからの補助力との合力を出力するパワーユニッ
    トと、上記ペダル踏力を検出する踏力センサと、該踏力
    センサにより検出されたペダル踏力に基づいて上記電動
    モータからの補助力を可変制御するコントロールユニッ
    トとを備えた電動補助車両において、上記パワーユニッ
    トを、クランク軸からのペダル踏力が、遊星ギヤ，リン
    グギヤ，サンギヤの何れか１つに入力され、残る２つの
    うちの何れか一方から出力される遊星ギヤ機構を備えた
    ものとし、上記踏力センサを、上記残る２つのうちの何
    れか他方のギヤに設けられた押圧アームにより該他方の
    ギヤに作用する反力を受ける付勢ばねを押圧するように
    構成された反力受部と、該反力受部と分離形成され上記
    他方のギヤの回動角度を検出する角度検出部とを備えた
    ものとしたことを特徴とする電動補助車両。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記角度検出部を、
    上記何れか他方のギヤに設けられた回動アームによりセ
    ンサ軸を回動又は軸方向に進退させ、該センサ軸の回動
    角度又は進退量を検出するように構成したものとしたこ
    とを特徴とする電動補助車両。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、上記反力受部
    を、コイルばねの自由端又は固定端の何れか一方内に該
    コイルばねの内径より若干小径で該コイルばね内に所定
    長さ延在する棒体を挿入して保持し、該コイルばねの自
    由端を押圧アームで押圧した構造のものとしたことを特
    徴とする電動補助車両。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２において、上記反力受部
    を、コイルばねの自由端に嵌合するばね押さえを押圧ア
    ームにピン結合したものとしたことを特徴とする電動補
    助車両。
  5. 【請求項５】 請求項３において、上記コイルばねの自
    由端又は固定端のいずれか他方にこれと同軸をなし、か
    つ外周に若干の隙間をあけて該コイルバネを保持するガ
    イド筒体を配設したことを特徴とする電動補助車両。
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