电动辅助自行车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可通过来自踏板的踏力实现的人力驱动力加上由电动机产生的辅助驱动力来行驶的电动辅助自行车。
【背景技术】
[0002]已知有如下的电动辅助自行车，即，具有从蓄电池等蓄电器供电的电动机，利用转矩传感器等检测由施加于踏板的踏力构成的人力驱动力，通过加上与人力驱动力相对应的电动机的辅助驱动力(辅助力)，即使是上坡等，也可以轻松地行驶。
[0003]例如，如图14所示，在电动辅助自行车中，具有在设置有曲柄轴103的部位配设有内装电动机101等的电动机驱动单元102的结构(专利文献I等)。这种配置结构的电动辅助自行车100，其重量比较大的电动机驱动单元102被配置在电动辅助自行车100的前后方向中央(即，前轮和后轮之间的中间)的低的位置。因此，该配置结构的电动辅助自行车100与在前轮的轮毂或后轮的轮毂内置有电动机的电动辅助自行车相比较，易于抬起前轮I1或后轮111，即使道路有台阶也能够容易地越过等，车身113的操作良好，另外，行驶稳定性也良好。
[0004]另外，在这种电动机驱动单元102中，有如下构造的电动机驱动单元，如图15、图16所示，在传递来自曲柄轴103的人力驱动力的人力传递体(中间轴)104的外周面和其对向部分，设置有检测人力驱动力的磁致伸缩式的转矩传感器105。S卩，在人力传递体104的外周面形成有磁致伸缩产生部105a，并且，以与该磁致伸缩产生部105a对向的方式，以非接触状态配设有检测磁变动的线圈105b。而且，在踏下左右的踏板112(参照图14)时，曲柄轴103因踏力(人力驱动力)而扭转，因此，通过转矩传感器105检测传递来自曲柄轴103的人力驱动力的人力传递体104的扭转状态。
[0005]另外，在图15、图16中，106是经由单向离合器(爪部件)107与嵌合于人力传递体104的筒体(外部)109连结的连动体(内部)，108是安装在连动体106的端部的作为驱动力输出轮体的驱动链轮。
[0006]在此，在电动辅助自行车的电动机驱动单元中，还有例如，如专利文献2中公开的那样，机械地检测转矩(人力驱动力)的构造的电动机驱动单元。但是，在这种构造的电动机驱动单元中，由于在检测转矩的部位因零件彼此相互抵接等会产生机械性的阻力，因此存在如下的缺点，S卩，在电池没有输出用剩余量而不能附加辅助驱动力的情况下等，会增大对搭乘者的负担。
[0007]相对于此，在如图14?图16所示的通过磁致伸缩式的转矩传感器105检测转矩(人力驱动力)的电动机驱动单元102中，检测转矩(人力驱动力)线圈105b相对于磁致伸缩产生部105a以非接触状态配设。因此，即使是电池没有输出用剩余量而不能附加辅助驱动力的情况，也几乎没有对搭乘者的负担。
[0008]另外，在所述电动机驱动单元102中，由于磁致伸缩产生部105a形成于与曲柄轴103分体的人力传递体104上，因此还具有以下的优点。
[0009]S卩，在曲柄轴103的两端部，不仅作用对于旋转方向的转矩(人力驱动力)，而且经由踏板112从搭乘者的脚向下方施加体重的一部分而作用使曲柄轴103弯曲的弯曲应力。因此，如果在曲柄轴上形成磁致伸缩产生部，则该弯曲应力成为检测转矩(人力驱动力)时的干扰因素或噪音，转矩的检测能力有可能降低。另外，曲柄轴必须选定对大的弯曲应力也能充分对应的材料，因此，材料往往被彻底地限定，根据情况，有时不得不使用转矩的检测能力降低的材料。
[0010]相对于此，在图14?图16所示的电动机驱动单元102中，由于磁致伸缩产生部105a在与曲柄轴103分体的人力传递体104形成，比曲柄轴103更难以作用弯曲应力，与在曲柄轴上形成磁致伸缩产生部的情况相比较，能够提高转矩的检测能力。另外，作为人力传递体104可以使用适宜在其外周面形成磁致伸缩产生部105a的材料，所以，由此也能够提高转矩的检测能力。
[0011]另外，设于电动机驱动单元102的单向离合器(爪部件)107依照以下的理由来设置。即，在现有的这种电动辅助自行车中，有时控制为即使搭乘者停止蹬踏板112，在一段时间内，电动机101也会继续旋转(所谓进行延迟控制的情况)，在这种情况下，如果未设置单向离合器107，来自电动机101的辅助驱动力就被传递至曲柄轴103，使踏板112继续随意地旋转。因此，通过单向离合器107切断来自电动机101的辅助驱动力，以使这样的力不会作用在曲柄轴103或踏板112上。
[0012]但是，这样，在具备磁致伸缩式的转矩传感器105的电动机驱动单元102中，具有设置检测曲柄轴103等的旋转的旋转传感器115(参照图16)的结构。在该电动机驱动单元102中，从外侧以面对的方式设置于与人力传递体104卡合的筒体(外部)109的外周部。在筒体(外部)109的外周部，固定连接有旋转检测用的齿或永磁铁等，在形成有旋转检测用的齿的情况下，作为旋转传感器115，设置有具备永磁铁和线圈的所谓拾取传感器(磁传感器)。
[0013]先行技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:(日本)特开2009 - 208710号公报
[0016]专利文献2:(日本)特开平10 - 81292号公报
[0017]发明要解决的课题
[0018]但是，在图14?图16所示的电动机驱动单元102中，成为在磁致伸缩式的转矩传感器105的附近，且旋转传感器115或筒体(外部)109上配设永磁铁等的结构，因此，有可能成为检测转矩(人力驱动力)时的干扰因素或噪音而降低转矩的检测能力。
【发明内容】
[0019]本发明是为了解决上述课题而创立的，其目的在于，提供一种电动辅助自行车，其可通过磁致伸缩式的转矩传感器检测转矩，且能够检测曲柄轴等的旋转，同时，在搭乘者停止蹬踏板时，来自电动机的辅助驱动力不会向曲柄轴传递，能够良好地维持转矩的检测能力。
[0020]为了解决上述课题，本发明的电动辅助自行车具备电动机的电动机驱动单元配设于前轮与后轮之间的中间位置，可通过来自踏板的踏力实现的人力驱动力加上由所述电动机产生的辅助驱动力来行驶，其特征在于，在传递来自踏板的人力驱动力的曲柄轴的外周，配设有传递所述人力驱动力并形成有用于检测所述人力驱动力的转矩传感器的磁致伸缩产生部的筒状的人力传递体，在曲柄轴的外周，配设有从一端侧传递来自所述人力传递体的人力驱动力，在另一端侧安装有与曲柄轴同轴心的驱动力输出轮体的连动体，来自所述连动体的驱动力经由所述驱动力输出轮体和卷挂于该人力驱动力输出轮体的环状驱动力传递体传递至后轮，在曲柄轴的外周设置有与所述人力传递体卡合的中间筒体，在该中间筒体与所述连动体之间配设有单向离合器，设置有检测所述中间筒体或所述人力传递体的旋转的旋转检测器，使用光传感器作为所述旋转检测器。
[0021]根据该结构，通过磁致伸缩式的转矩传感器可检测转矩，且通过旋转检测器可检测所述中间筒体或所述人力传递体的旋转，进而可检测曲柄轴或踏板的旋转。另外，采用如下结构，通过设于所述中间筒体和所述连动体之间的单向离合器，使得在搭乘者停止蹬踏板时，来自电动机的辅助驱动力不会向曲柄轴传递。另外，使用光传感器作为检测所述中间筒体或所述人力传递体的旋转的旋转检测器，所以可以防止像使用磁传感器作为旋转检测器那样，成为在检测转矩(人力驱动力)时的干扰因素或噪音而降低转矩的检测能力的情况，能够良好地检测转矩。
[0022]另外，本发明的特征在于，在所述中间筒体或所述人力传递体的外周的与所述旋转检测器对应的位置，安装有遮断或反射光传感器的光的旋转体。在此，作为检测曲柄轴的旋转的方法，考虑在曲柄轴设置遮断或反射光传感器的光的旋转体，检测照射在所述旋转体上的光的方法。但是，如本结构那样，通过在所述中间筒体或所述人力传递体的外周安装遮断或反射光传感器的光的旋转体，与在曲柄轴设置遮断或反射光传感器的光的旋转体的情况相比，成为在大直径的部分配设旋转体的情况，所以能够提高旋转检测器的分辨率。另夕卜，作为旋转体的具体例子，考虑用遍及全周形成有齿部的圆板或圆筒等构成旋转体，以夹着所述齿部的方式设置射出部和受光部，但在这种情况下，成为将形成有齿部的圆板或圆筒等安装在比曲柄轴直径大的中间筒体或人力传递体上的结构，因此，作为形成有齿部的圆板或圆筒等，即使不增大从内径部到外径部的径向的尺寸，也可以在直径较大的位置更多地形成齿部，与在直径较小的位置形成有齿部的结构相比较，能够提高旋转检测器的分辨率。另外，认为，如果要想在将所述旋转体安装在曲柄轴上的情况中获得同样的旋转检测器的分辨率，就要增大形成有齿部的圆板或圆筒等的从内径部到外径部的径向的尺寸，但在这种情况下，形成有齿部的圆板或圆筒等有可能容易发生变形。与之相对，通过将所述旋转体安装在配设于曲柄轴的外周的所述中间筒体或所述人力传递体上，不怎么增大从内径部到外径部的径向的尺寸即可解决问题，所以能够将所述旋转体发生变形的可能性抑制到最小限度。