电动辅助自行车的制作方法_2

文档序号:8946875阅读:来源:国知局
r>[0026]另外,当在人力传递体203或合力体255上未安装单向离合器206、252、258时,来自电动机204的辅助驱动力传递至曲柄轴202,踏板会继续随意地旋转。

【发明内容】

[0027]为了解决上述课题,本发明的目的在于,提供一种电动辅助自行车,其具备可良好地维持转矩的检测能力且也可与倒轮制动器对应的所谓的单轴式电动机驱动单元。
[0028]为了解决所述课题,本发明的电动辅助自行车,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,其特征在于,在传递来自踏板的人力驱动力的曲柄轴外周配设有筒状的人力传递体,该人力传递体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扭矩传感器的磁致伸缩产生部,在所述曲柄轴的外周配设有合力体,该合力体将经由所述人力传递体传递的人力驱动力和来自电动机的辅助驱动力合成,利用所述合力体将人力驱动力和辅助驱动力合成的合力经由与曲柄轴同轴心的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到后轮,在遍及所述曲柄轴、所述人力传递体和所述合力体的驱动力的传递路径未配设单向离合器,无论所述曲柄轴、所述人力传递体和所述合力体的相对的旋转方向如何,伴随着所述曲柄轴的旋转,所述人力传递体及所述合力体也旋转,并设有检测所述曲柄轴或与所述曲柄轴一体旋转的部件的旋转的旋转检测器。
[0029]根据该结构,由于在遍及曲柄轴、人力传递体和合力体的驱动力的传递路径上未配设单向离合器,因此,即使在人力传递体上设置扭矩传感器的磁致伸缩产生部,单向离合器引起的振动也不会传递至人力传递体,而可以良好地检测转矩(人力驱动力)。另外,不需要在人力传递体上组装单向离合器,因此,可以从较大的范围选择人力传递体的材料,可以使用转矩的检测能力较高的材料。另外,由于设有检测所述曲柄轴或与所述曲柄轴一体旋转的部件的旋转的旋转检测器,因此,当停止踏板或进行逆旋转时,可以利用所述旋转检测器检测该状况。因此,在检测到踏板停止或逆旋转时,可以停止电动机。
[0030]另外,本发明的旋转检测器的特征在于,构成为可检测踏板停止或向反方向旋转的情况,当由所述旋转检测器检测到踏板停止或向反方向旋转时,利用控制部使电动机停止或制动。
[0031]根据该结构,在行驶中停止蹬踏板或使踏板向反方向旋转时,利用旋转检测器检测该动作,使电动机停止或制动,因此,可以防止来自电动机的辅助驱动力作用于踏板。
[0032]另外,本发明的特征在于,作为所述旋转检测器设有光传感器。根据该结构,不对扭矩传感器造成磁影响,就可以容易且可靠地检测曲柄轴或与曲柄轴一体旋转的部件的旋转。即,在另外设置磁传感器作为所述旋转检测器的情况下,可能对扭矩传感器造成磁影响,而成为转矩检测时的噪声,转矩的检测能力可能降低,但在作为所述旋转检测器设置光传感器的情况下,不会对扭矩传感器造成磁影响。另外,作为旋转检测器,考虑兼用扭矩传感器,但与该情况相比时,可容易且可靠地检测旋转状态,并且控制简单,因此,可迅速地检测,并可迅速地检测踏板的旋转停止或逆旋转,可快速地停止电动机。
[0033]此外,作为所述旋转检测器,也可以兼用扭矩传感器或另外(分体)使用磁传感器。当兼用扭矩传感器作为所述旋转检测器时,也可以不设置与扭矩传感器分体的旋转检测器,因此,可降低制造成本。另外,也可以另外使用磁传感器作为所述旋转检测器,但在该情况下,需要进行下功夫设计,以不对扭矩传感器造成磁铁等的磁影响。
[0034]另外,本发明的特征在于,在所述合力体或所述人力传递体的外周安装有遮断或反射光传感器的光的旋转体。根据该结构,与将遮断或反射光传感器的光的旋转体设于曲柄轴的情况相比,配设于大径部分,因此,可以提高旋转检测器的分辨率。即,作为旋转体的具体例,考虑利用遍及整周形成有齿部的圆板或圆筒等构成旋转体,且以夹持所述齿部的方式设置射出部和受光部,但在该情况下,将形成有齿部的圆板或圆筒等安装于直径比曲柄轴较大的合力体或人力传递体,因此,作为形成有齿部的圆板或圆筒等,即使从内径部到外径部的径方向的尺寸未增大,也可在较大直径的位置更多地形成齿部,与将齿部形成于较小直径的位置的情况相比,可以提高旋转检测器的分辨率。另外,在将所述旋转体安装于曲柄轴的情况下,当要得到同样的旋转检测器的分辨率时,考虑将形成有齿部的圆板或圆筒等增大从内径部到外径部的径方向的尺寸,但在该情况下,形成有齿部的圆板或圆筒等可能容易变形。与此相对,通过将所述旋转体安装于在曲柄轴外周配设的所述合力体或所述人力传递体上,也可以不增大从内径部到外径部的径方向的尺寸,因此,可以将所述旋转体变形的可能性抑制到最小限度。
[0035]另外,本发明的特征在于,具备控制部,具备控制部,该控制部基于转矩的变动状态和由旋转检测器检测出的输出信号,可推测与相对于曲柄轴的旋转方向的位置对应的踏板的位置。即,本发明中,在组装有踏板的曲柄轴和安装有链条等环状驱动力传递体卷挂的驱动力输出轮体的合力体之间未设置单向离合器,因此,踏板相对于曲柄轴、人力传递体、合力体的旋转方向的相对位置不会变动。因此,利用控制部,根据曲柄轴、人力传递体、合力体的旋转位置和转矩的变动状态,可以推测踏板的位置等。
[0036]因此,也可以具备在例如指示变速时可调整变速时刻的变速器,在指示变速时,在通过控制部推测到作用于踏板的踏力变小的时刻进行变速。根据该结构,在指示变速时,可以在优选作为变速时刻的作用于踏板的踏力变小的时刻(例如,踏板位于上止点或下止点的时刻),一边将对搭乘者的脚的负担抑制到最小限度,一边良好地变速。
[0037]另外,本发明的特征在于,将在使踏板向前进行驶时的旋转方向的反方向旋转时进行工作的倒轮制动器配设于后轮的轮毂。这样,在将倒轮制动器配设于后轮的轮毂的情况下,在遍及所述曲柄轴、所述人力传递体和所述合力体的驱动力的传递路径上不配设单向离合器,也一定将曲柄轴的旋转传递至合力体,因此,可以在使踏板向前进行驶时的反方向旋转时,将该旋转良好地传递至倒轮制动器,使倒轮制动器良好地工作。
[0038]另外,本发明的特征在于,在遍及电动机和合力体的辅助驱动力的传递路径配设有减速机构,该减速机构具有多个减速用齿轮部和支承该减速用齿轮部的减速用齿轮支承轴,在任一减速用齿轮部与所述减速用齿轮支承轴之间配设有不将来自所述合力体侧的人力驱动力传递至电动机侧的人力驱动力切断用的单向离合器。
[0039]根据该结构,即使在蓄电池的剩余容量用尽时蹬踏板使踏板旋转的情况下,利用配设于减速用齿轮部和减速用齿轮支承轴之间的人力驱动力切断用的单向离合器,也可以使减速用齿轮或电动机不旋转,也可以不对踏板施加多余的力。
[0040]另外,本发明的特征在于,电动机、合力体、减速机构和控制部组装到电动机驱动单元内,电动机和控制部从侧面看重叠,且配设于宽度方向的彼此相反侧。
[0041]根据该结构,作为单轴式电动机驱动单元,特别是可以缩小电动机驱动单元的侧面看的状态下的面积(来自横方向的投影面积)(可以小型化)。另外,由于电动机和控制部配设于电动机驱动单元中的宽度方向的相反侧,因此,控制部不易受到电动机的热影响,可以保持良好的可靠性。
[0042]根据本发明,在遍及所述曲柄轴、所述人力传递体和所述合力体的驱动力的传递路径上未配设有单向离合器,因此,即使在人力传递体上设置扭矩传感器的磁致伸缩产生部,单向离合器引起的振动也不会传递至人力传递体,而可良好地检测转矩(人力驱动力)。另外,不需要在人力传递体上组装单向离合器,因此,可以从较大的范围选择人力传递体的材料,可以使用转矩的检测能力较高的材料。由此,提高电动辅助自行车的可靠性。另夕卜,由于设有检测所述曲柄轴或与所述曲柄轴一体旋转的部件的旋转的旋转检测器,因此,当使踏板停止或逆旋转时,可以利用所述旋转检测器检测该状况。因此,在检测到使踏板停止或逆旋转时,可以使电动机停止。
[0043]另外,所述旋转检测器可以检测踏板停止或向反方向旋转地构成,当利用所述旋转检测器检测到踏板停止或向反方向旋转时,利用控制部使电动机停止或制动,由此,在行驶中停止蹬踏板或使踏板向反方向旋转时,可以使电动机立即停止或制动。因此,可以立即防止来自电动机的辅助驱动力作用于踏板的情况,也可以不对踏板施加多余的力。
[0044]另外,作为旋转检测器,通过使用光传感器,不对扭矩传感器造成磁影响,就可以容易且可靠地检测所述曲柄轴或与所述曲柄轴一体旋转的部件的旋转。另外,与兼用扭矩传感器作为旋转检测器的情况相比时,具有如下优点,即,可容易且可靠地检测旋转,并且控制简单,因此,可迅速地检测,并可迅速地检测踏板的旋转停止或逆旋转,可快速地使电动机停止。此外,当兼用扭矩传感器作为旋转检测器时,也可不设置与扭矩传感器分体的旋转检测器,因此,可降低制造成本。
[0045]另外,在所述合力体或所述人力传递体的外周安装有遮断或反射光传感器的光的旋转体,由此,作为旋转检测器,可以得到分辨率更好的检测器。另外,作为旋转体,即使在将遍及整周形成有齿部的圆板或圆筒等安装于所述合力体或所述人力传递体的外周的情况下,也可以不增大从所述旋转体的内径部到外径部的径方向的尺寸,因此,可以齿部等变形的可能性抑制到最小限度,可维持良好的可靠性。
[0046]另外,根据本发明,也可以具备控制部,该控制部基于转矩的变动状态和由旋转检测器检测的输出信号,可推测与相对于曲柄轴的旋转方向的位置对应的踏板的位置。也可以具备在例如指示变速时可调整变速时刻的变速器,在指示变速时,在通过控制部推测到作用于踏板的踏力变小的时刻进行变速。根据该结构,在指示变速时,可以一边将对搭乘者的脚的负担抑制到最小限度,一边良好地变速。
[0047]另外,根据本发明,即使在将使踏板向前进行驶时的旋转方向的反方向旋转时进行工作的倒轮制动器配设于后轮的轮毂的情况下,也可以使倒轮制动器良好地工作。
[0048]另外,根据本发明,在遍及合力体和电动机的辅助驱动力的传递路径上配设有减速机构,该减速机构具有多个减速用齿轮部和支承该减速用齿轮部的减速用齿轮支承轴,在任一减速用齿轮部和所述减速用齿轮支承轴之间配设人力驱动力切断用的单向离合器,由此,即使在蓄电池的剩余容量用尽时蹬踏板而使踏板旋转的情况下,也可以使减速用齿轮或电动机不旋转,也可以不对踏板施加多余的力(可以尽可能减少所谓的拖曳阻力)。
[0049]另外,电动机、合力体、减速机构和控制部组装到电动机驱动单元内,电动机和控制部以侧面看重叠,且配设于宽度方向的彼此相反侧,由此,作为单轴式电动机
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