電動輔助自行車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可通過來自踏板的踏力實現(xiàn)的人力驅(qū)動力加上由電動機產(chǎn)生的輔助驅(qū)動力來行駛的電動輔助自行車。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有如下的電動輔助自行車，即，具有從蓄電池等蓄電器供電的電動機，利用轉(zhuǎn)矩傳感器等檢測由施加于踏板的踏力構(gòu)成的人力驅(qū)動力，通過加上與人力驅(qū)動力相對應(yīng)的電動機的輔助驅(qū)動力(輔助力)，即使是上坡等，也可以輕松地行駛。
[0003]例如，如圖14所示，在電動輔助自行車中，具有在設(shè)置有曲柄軸103的部位配設(shè)有內(nèi)裝電動機101等的電動機驅(qū)動單元102的結(jié)構(gòu)(專利文獻I等)。這種配置結(jié)構(gòu)的電動輔助自行車100，其重量比較大的電動機驅(qū)動單元102被配置在電動輔助自行車100的前后方向中央(即，前輪和后輪之間的中間)的低的位置。因此，該配置結(jié)構(gòu)的電動輔助自行車100與在前輪的輪轂或后輪的輪轂內(nèi)置有電動機的電動輔助自行車相比較，易于抬起前輪I1或后輪111，即使道路有臺階也能夠容易地越過等，車身113的操作良好，另外，行駛穩(wěn)定性也良好。
[0004]另外，在這種電動機驅(qū)動單元102中，有如下構(gòu)造的電動機驅(qū)動單元，如圖15、圖16所示，在傳遞來自曲柄軸103的人力驅(qū)動力的人力傳遞體(中間軸)104的外周面和其對向部分，設(shè)置有檢測人力驅(qū)動力的磁致伸縮式的轉(zhuǎn)矩傳感器105。S卩，在人力傳遞體104的外周面形成有磁致伸縮產(chǎn)生部105a，并且，以與該磁致伸縮產(chǎn)生部105a對向的方式，以非接觸狀態(tài)配設(shè)有檢測磁變動的線圈105b。而且，在踏下左右的踏板112(參照圖14)時，曲柄軸103因踏力(人力驅(qū)動力)而扭轉(zhuǎn)，因此，通過轉(zhuǎn)矩傳感器105檢測傳遞來自曲柄軸103的人力驅(qū)動力的人力傳遞體104的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0005]另外，在圖15、圖16中，106是經(jīng)由單向離合器(爪部件)107與嵌合于人力傳遞體104的筒體(外部)109連結(jié)的連動體(內(nèi)部)，108是安裝在連動體106的端部的作為驅(qū)動力輸出輪體的驅(qū)動鏈輪。
[0006]在此，在電動輔助自行車的電動機驅(qū)動單元中，還有例如，如專利文獻2中公開的那樣，機械地檢測轉(zhuǎn)矩(人力驅(qū)動力)的構(gòu)造的電動機驅(qū)動單元。但是，在這種構(gòu)造的電動機驅(qū)動單元中，由于在檢測轉(zhuǎn)矩的部位因零件彼此相互抵接等會產(chǎn)生機械性的阻力，因此存在如下的缺點，S卩，在電池沒有輸出用剩余量而不能附加輔助驅(qū)動力的情況下等，會增大對搭乘者的負擔(dān)。
[0007]相對于此，在如圖14?圖16所示的通過磁致伸縮式的轉(zhuǎn)矩傳感器105檢測轉(zhuǎn)矩(人力驅(qū)動力)的電動機驅(qū)動單元102中，檢測轉(zhuǎn)矩(人力驅(qū)動力)線圈105b相對于磁致伸縮產(chǎn)生部105a以非接觸狀態(tài)配設(shè)。因此，即使是電池沒有輸出用剩余量而不能附加輔助驅(qū)動力的情況，也幾乎沒有對搭乘者的負擔(dān)。
[0008]另外，在所述電動機驅(qū)動單元102中，由于磁致伸縮產(chǎn)生部105a形成于與曲柄軸103分體的人力傳遞體104上，因此還具有以下的優(yōu)點。
[0009]S卩，在曲柄軸103的兩端部，不僅作用對于旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩(人力驅(qū)動力)，而且經(jīng)由踏板112從搭乘者的腳向下方施加體重的一部分而作用使曲柄軸103彎曲的彎曲應(yīng)力。因此，如果在曲柄軸上形成磁致伸縮產(chǎn)生部，則該彎曲應(yīng)力成為檢測轉(zhuǎn)矩(人力驅(qū)動力)時的干擾因素或噪音，轉(zhuǎn)矩的檢測能力有可能降低。另外，曲柄軸必須選定對大的彎曲應(yīng)力也能充分對應(yīng)的材料，因此，材料往往被徹底地限定，根據(jù)情況，有時不得不使用轉(zhuǎn)矩的檢測能力降低的材料。
[0010]相對于此，在圖14?圖16所示的電動機驅(qū)動單元102中，由于磁致伸縮產(chǎn)生部105a在與曲柄軸103分體的人力傳遞體104形成，比曲柄軸103更難以作用彎曲應(yīng)力，與在曲柄軸上形成磁致伸縮產(chǎn)生部的情況相比較，能夠提高轉(zhuǎn)矩的檢測能力。另外，作為人力傳遞體104可以使用適宜在其外周面形成磁致伸縮產(chǎn)生部105a的材料，所以，由此也能夠提高轉(zhuǎn)矩的檢測能力。
[0011]另外，設(shè)于電動機驅(qū)動單元102的單向離合器(爪部件)107依照以下的理由來設(shè)置。即，在現(xiàn)有的這種電動輔助自行車中，有時控制為即使搭乘者停止蹬踏板112，在一段時間內(nèi)，電動機101也會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(所謂進行延遲控制的情況)，在這種情況下，如果未設(shè)置單向離合器107，來自電動機101的輔助驅(qū)動力就被傳遞至曲柄軸103，使踏板112繼續(xù)隨意地旋轉(zhuǎn)。因此，通過單向離合器107切斷來自電動機101的輔助驅(qū)動力，以使這樣的力不會作用在曲柄軸103或踏板112上。
[0012]但是，這樣，在具備磁致伸縮式的轉(zhuǎn)矩傳感器105的電動機驅(qū)動單元102中，具有設(shè)置檢測曲柄軸103等的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳感器115(參照圖16)的結(jié)構(gòu)。在該電動機驅(qū)動單元102中，從外側(cè)以面對的方式設(shè)置于與人力傳遞體104卡合的筒體(外部)109的外周部。在筒體(外部)109的外周部，固定連接有旋轉(zhuǎn)檢測用的齒或永磁鐵等，在形成有旋轉(zhuǎn)檢測用的齒的情況下，作為旋轉(zhuǎn)傳感器115，設(shè)置有具備永磁鐵和線圈的所謂拾取傳感器(磁傳感器)。
[0013]先行技術(shù)文獻
[0014]專利文獻
[0015]專利文獻1:(日本)特開2009 - 208710號公報
[0016]專利文獻2:(日本)特開平10 - 81292號公報
[0017]發(fā)明要解決的課題
[0018]但是，在圖14?圖16所示的電動機驅(qū)動單元102中，成為在磁致伸縮式的轉(zhuǎn)矩傳感器105的附近，且旋轉(zhuǎn)傳感器115或筒體(外部)109上配設(shè)永磁鐵等的結(jié)構(gòu)，因此，有可能成為檢測轉(zhuǎn)矩(人力驅(qū)動力)時的干擾因素或噪音而降低轉(zhuǎn)矩的檢測能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明是為了解決上述課題而創(chuàng)立的，其目的在于，提供一種電動輔助自行車，其可通過磁致伸縮式的轉(zhuǎn)矩傳感器檢測轉(zhuǎn)矩，且能夠檢測曲柄軸等的旋轉(zhuǎn)，同時，在搭乘者停止蹬踏板時，來自電動機的輔助驅(qū)動力不會向曲柄軸傳遞，能夠良好地維持轉(zhuǎn)矩的檢測能力。
[0020]為了解決上述課題，本發(fā)明的電動輔助自行車具備電動機的電動機驅(qū)動單元配設(shè)于前輪與后輪之間的中間位置，可通過來自踏板的踏力實現(xiàn)的人力驅(qū)動力加上由所述電動機產(chǎn)生的輔助驅(qū)動力來行駛，其特征在于，在傳遞來自踏板的人力驅(qū)動力的曲柄軸的外周，配設(shè)有傳遞所述人力驅(qū)動力并形成有用于檢測所述人力驅(qū)動力的轉(zhuǎn)矩傳感器的磁致伸縮產(chǎn)生部的筒狀的人力傳遞體，在曲柄軸的外周，配設(shè)有從一端側(cè)傳遞來自所述人力傳遞體的人力驅(qū)動力，在另一端側(cè)安裝有與曲柄軸同軸心的驅(qū)動力輸出輪體的連動體，來自所述連動體的驅(qū)動力經(jīng)由所述驅(qū)動力輸出輪體和卷掛于該人力驅(qū)動力輸出輪體的環(huán)狀驅(qū)動力傳遞體傳遞至后輪，在曲柄軸的外周設(shè)置有與所述人力傳遞體卡合的中間筒體，在該中間筒體與所述連動體之間配設(shè)有單向離合器，設(shè)置有檢測所述中間筒體或所述人力傳遞體的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測器，使用光傳感器作為所述旋轉(zhuǎn)檢測器。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過磁致伸縮式的轉(zhuǎn)矩傳感器可檢測轉(zhuǎn)矩，且通過旋轉(zhuǎn)檢測器可檢測所述中間筒體或所述人力傳遞體的旋轉(zhuǎn)，進而可檢測曲柄軸或踏板的旋轉(zhuǎn)。另外，采用如下結(jié)構(gòu)，通過設(shè)于所述中間筒體和所述連動體之間的單向離合器，使得在搭乘者停止蹬踏板時，來自電動機的輔助驅(qū)動力不會向曲柄軸傳遞。另外，使用光傳感器作為檢測所述中間筒體或所述人力傳遞體的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測器，所以可以防止像使用磁傳感器作為旋轉(zhuǎn)檢測器那樣，成為在檢測轉(zhuǎn)矩(人力驅(qū)動力)時的干擾因素或噪音而降低轉(zhuǎn)矩的檢測能力的情況，能夠良好地檢測轉(zhuǎn)矩。
[0022]另外，本發(fā)明的特征在于，在所述中間筒體或所述人力傳遞體的外周的與所述旋轉(zhuǎn)檢測器對應(yīng)的位置，安裝有遮斷或反射光傳感器的光的旋轉(zhuǎn)體。在此，作為檢測曲柄軸的旋轉(zhuǎn)的方法，考慮在曲柄軸設(shè)置遮斷或反射光傳感器的光的旋轉(zhuǎn)體，檢測照射在所述旋轉(zhuǎn)體上的光的方法。但是，如本結(jié)構(gòu)那樣，通過在所述中間筒體或所述人力傳遞體的外周安裝遮斷或反射光傳感器的光的旋轉(zhuǎn)體，與在曲柄軸設(shè)置遮斷或反射光傳感器的光的旋轉(zhuǎn)體的情況相比，成為在大直徑的部分配設(shè)旋轉(zhuǎn)體的情況，所以能夠提高旋轉(zhuǎn)檢測器的分辨率。另夕卜，作為旋轉(zhuǎn)體的具體例子，考慮用遍及全周形成有齒部的圓板或圓筒等構(gòu)成旋轉(zhuǎn)體，以夾著所述齒部的方式設(shè)置射出部和受光部，但在這種情況下，成為將形成有齒部的圓板或圓筒等安裝在比曲柄軸直徑大的中間筒體或人力傳遞體上的結(jié)構(gòu)，因此，作為形成有齒部的圓板或圓筒等，即使不增大從內(nèi)徑部到外徑部的徑向的尺寸，也可以在直徑較大的位置更多地形成齒部，與在直徑較小的位置形成有齒部的結(jié)構(gòu)相比較，能夠提高旋轉(zhuǎn)檢測器的分辨率。另外，認為，如果要想在將所述旋轉(zhuǎn)體安裝在曲柄軸上的情況中獲得同樣的旋轉(zhuǎn)檢測器的分辨率，就要增大形成有齒部的圓板或圓筒等的從內(nèi)徑部到外徑部的徑向的尺寸，但在這種情況下，形成有齒部的圓板或圓筒等有可能容易發(fā)生變形。與之相對，通過將所述旋轉(zhuǎn)體安裝在配設(shè)于曲柄軸的外周的所述中間筒體或所述人力傳遞體上，不怎么增大從內(nèi)徑部到外徑部的徑向的尺寸即可解決問題，所以能夠?qū)⑺鲂D(zhuǎn)體發(fā)生變形的可能性抑制到最小限度。