電動輔助自行車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可通過來自踏板的踏力實現(xiàn)的人力驅動力加上由電動機產(chǎn)生的輔助驅動力來行駛的電動輔助自行車。
【背景技術】
[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，利用轉矩傳感器等檢測由施加于踏板的踏力構成的人力驅動力，通過加上與人力驅動力相對應的電動機的輔助驅動力(輔助力)，即使是上坡等，也可以輕松地行駛。
[0003]在該電動輔助自行車中，具有將內(nèi)裝有電動機等的電動機驅動單元配設于設有曲柄軸的部位的結構。就這種配置結構的電動輔助自行車而言，重量比較大的電動機驅動單元配置于電動輔助自行車的前后方向的中央(即，前輪和后輪之間的中間)的較低的位置。因此，該配置結構的電動輔助自行車與電動機內(nèi)裝于前輪的輪轂或后輪的輪轂的電動輔助自行車相比，易于抬高前輪或后輪，即使道路上有臺階，也能夠容易地跨過等，車身的操作良好，另外，行駛穩(wěn)定性也良好。
[0004]作為設置于這種電動輔助自行車的電動機驅動單元，如圖15所示，大體上具有電動機驅動單元100和電動機驅動單元200，電動機驅動單元100也稱為所謂的雙軸式電動機驅動單元100，具備與配設于曲柄軸101的一端部附近部位的作為人力驅動力輸出輪體的驅動鏈輪(也稱為前鏈輪或大齒輪)102分體地輸出來自電動機的輔助驅動力的輔助驅動力輸出鏈輪103 ;電動機驅動單元200也稱為所謂的單軸式電動機驅動單元200，如圖16、圖17所示，由踏力實現(xiàn)的人力驅動力和由電動機實現(xiàn)的輔助驅動力在電動機驅動單元200內(nèi)部合成，所合成的合力從驅動鏈輪201輸出。
[0005]上述雙軸式電動機驅動單元100公開在例如專利文獻I等。如圖15所示，輔助驅動力輸出鏈輪103以從電動機驅動單元100的驅動鏈輪102的后方的部位向電動機驅動單元100的單元殼體104的外側突出的狀態(tài)配設。而且，輸出人力驅動力的驅動鏈輪102和輸出輔助驅動力的輔助驅動力輸出鏈輪103分別與作為環(huán)狀驅動力傳遞體的鏈條105嚙合，通過鏈條105，人力驅動力和輔助驅動力被合成，并傳遞到后輪側。
[0006]在輔助驅動力輸出鏈輪103的更后方，配設有與輔助驅動力輸出鏈輪103嚙合后的鏈條105嚙合并向下方進行引導的張緊裝置(也稱為導向裝置)106。而且，通過設置于該張緊裝置106的張緊鏈輪107，使與輔助驅動力輸出鏈輪103嚙合的鏈條105的夾角增加。
[0007]另一方面，所謂單軸式電動機驅動單元200公開在例如專利文獻2等。如圖16、圖17所示，在傳遞來自踏板的人力驅動力的曲柄軸202的外周配設有:通過鋸齒結合等來傳遞上述人力驅動力的筒狀的人力傳遞體203、將經(jīng)由該人力傳遞體203傳遞的人力驅動力和來自電動機204的輔助驅動力合成的合力體205。而且，來自人力傳遞體203的人力驅動力經(jīng)由單向離合器206傳遞到合力體205。另外，在合力體205的一端部形成有經(jīng)由減速機構207傳遞來自電動機204的輔助驅動力的大徑齒輪部205a，在合力體205的另一端部安裝有與作為環(huán)狀驅動力傳遞體的鏈條208嚙合的作為驅動力輸出輪體的驅動鏈輪201。而且，在合力體205中被合成的合力從驅動鏈輪201經(jīng)由鏈條208傳遞到后輪側。
[0008]如圖16、圖17所示，單軸式電動機驅動單元200是僅驅動鏈輪201與鏈條208嚙合，且將人力驅動力和輔助驅動力合成后的合力傳遞到鏈條208的方式。與此相對，如圖15所示，雙軸式電動機驅動單元100需要使傳遞人力驅動力的驅動鏈輪102和傳遞輔助驅動力的輔助驅動力輸出鏈輪103與鏈條105嚙合，還需要使張緊鏈輪107與鏈條105嚙合。
[0009]因此，單軸式電動機驅動單元200通過對電動機204或減速機構207等的配置進行下功夫設計，具有能夠使電動機驅動單元200的側面看的狀態(tài)下的面積(來自橫向的投影面積)比雙軸式電動機驅動單元100的面積更小(可小型化)的優(yōu)點。另外，在要安裝所謂前變速器的情況下，單軸式電動機驅動單元200通過將驅動鏈輪201制成多級，可以容易安裝。另一方面，雙軸式電動機驅動單元100由于需要使驅動鏈輪102、輔助驅動力輸出鏈輪103和張緊鏈輪107與鏈條105嚙合，因此，難以安裝前變速器。
[0010]進而，單軸式電動機驅動單元200也具有不需要設置張緊鏈輪107等張緊裝置106就可以實現(xiàn)的優(yōu)點。另外，作為用于電動輔助自行車的制動裝置，與一般的自行車一樣，大多使用通過操作安裝于車把的制動桿而制動的輪圈制動器、帶式制動器或輥式制動器等，但根據(jù)地域不同，或根據(jù)駕駛員的期望等不同，有時希望將通過使踏板向前進行駛時的旋轉方向的相反方向旋轉而制動的倒輪制動器安裝于后輪。但是，在該情況下，在使踏板向反方向旋轉時，作用有向前方拉伸鏈條的下側部分那樣的張力，因此，在雙軸式電動機驅動單元100中，作為張緊裝置106，需要特別的下功夫設計。與此相對，在單軸式電動機驅動單元200中，也具有不需要這種特別的下功夫設計的優(yōu)點。
[0011]在具有這種優(yōu)點的單軸式電動機驅動單元200中，大多在傳遞來自曲柄軸202的人力驅動力的人力傳遞體203的外周面和其對向部分設置檢測人力驅動力的磁致伸縮式的轉矩傳感器209。S卩，在人力傳遞體203的外周面形成有磁致伸縮產(chǎn)生部，并且以與該磁致伸縮產(chǎn)生部對向的方式配設有檢測磁致伸縮產(chǎn)生部的磁變動的線圈209a。而且，在踏入左右踏板時，曲柄軸202由于踏力(人力驅動力)而扭轉，因此，利用上述轉矩傳感器209檢測傳遞來自曲柄軸202的人力驅動力的人力傳遞體203的扭轉狀態(tài)。
[0012]這樣，在人力傳遞體203的外周形成有扭矩傳感器209的磁致伸縮產(chǎn)生部，另一方面，在人力傳遞體203的端部，如上述安裝有單向離合器206。該單向離合器206由于以下原因而設置。即，在現(xiàn)有的這種電動輔助自行車中，即使搭乘者停止蹬踏板，有時也以電動機204繼續(xù)旋轉一段時間的方式控制(進行所謂的延遲控制的情況)，在該情況下，當未設置單向離合器206時，來自電動機204的輔助驅動力傳遞至曲柄軸202，踏板要繼續(xù)隨意地旋轉。因此，為了不使這種力作用于曲柄軸202或踏板，利用單向離合器206切斷來自電動機204的輔助驅動力。此外，也將單向離合器206稱為輔助驅動力切斷用的單向離合器206。
[0013]另外，如圖17所示，該單軸式電動機驅動單元200中，在電動機204的旋轉軸204a和轉子部204b之間也設有單向離合器210。該單向離合器210以如下方式設置，S卩，在驅動電動機204的蓄電池的剩余容量用盡的情況下，在蹬踏板時，也可以不使電動機204的轉子部204b旋轉。S卩，若未設置單向離合器210，則在蓄電池的剩余容量用盡時，若蹬踏板，則根據(jù)踏板的踏力也使電動機204的轉子部204b旋轉，因此，由于電動機204的齒槽轉矩等，為使踏板旋轉，需要較大的力(具有所謂的拖曳阻力)。與此相對，通過設置上述單向離合器210，也可以不使電動機204的轉子部204b旋轉，因此，也可以不額外施加電動機204的齒槽轉矩等的力。此外，將上述單向離合器210也稱為人力切斷用的單向離合器210。
[0014]作為單軸式電動機驅動單元，還具有例如專利文獻3等中公開的單軸式電動機驅動單元。如圖18所示，該單軸式電動機驅動單元250中，在傳遞來自踏板的人力驅動力的曲柄軸251的外周配設有筒狀的合力體255，該合力體255以如下方式構成，經(jīng)由安裝于該一端部的單向離合器252從曲柄軸251傳遞人力驅動力，并且將來自電動機253的輔助驅動力經(jīng)由減速機構254等傳遞。另外，在合力體255的靠近另一端部的部位安裝有大徑齒輪259，該大徑齒輪259經(jīng)由另一個單向離合器258與減速機構254的輸出齒輪254a嚙合。而且，來自電動機253的輔助驅動力經(jīng)由減速機構254、大徑齒輪259及單向離合器258傳遞至合力體255，且將在合力體255中合成的合力從驅動鏈輪257經(jīng)由鏈條256向后輪側傳遞。
[0015]該單軸式電動機驅動單元250中，在傳遞來自曲柄軸251的人力驅動力和來自電動機253的輔助驅動力的合力體255的外周面形成有磁致伸縮產(chǎn)生部，并且設有磁致伸縮式扭矩傳感器260，該磁致伸縮式扭矩傳感器260以與該磁致伸縮產(chǎn)生部對向的方式配設檢測磁致伸縮產(chǎn)生部中的磁變動的線圈而構成。而且，在踏入左右踏板時，曲柄軸251扭轉，因此，利用扭矩傳感器260檢測傳遞來自曲柄軸251的人力驅動力的合力體255的扭轉狀態(tài)。
[0016]圖18所示的單軸式電動機驅動單元250中，利用安裝于合力體255的一端部的單向離合器252，無論是否停止蹬踏板，即使是電動機253繼續(xù)旋轉一段時間的情況下，來自電動機253的輔助驅動力也被單向離合器252切斷，不對曲柄軸251或踏板進行作用。
[0017]現(xiàn)有技術文獻
[0018]專利文獻
[0019]專利文獻1:(日本)特開2009 - 208710號公報
[0020]專利文獻2:(日本)特開平10 - 250673號公報
[0021]專利文獻3:(日本)特開平9 - 95289號公報
[0022]發(fā)明所要解決的課題
[0023]但是，在現(xiàn)有的單軸式電動機驅動單元200中，如圖17所示，在設有扭矩傳感器209的人力傳遞體203安裝有單向離合器206，或如圖18所示，在設有扭矩傳感器260的合力體255安裝有單向離合器252、258。因此，這些單向離合器206、252、258的切換動作時的振動或凸輪部的嚙合動作及跨越動作時的振動直接傳遞給設有扭矩傳感器209的人力傳遞體203或設有扭矩傳感器260的合力體255，因此，變?yōu)檗D矩檢測時的噪聲，轉矩的檢測能力可能會降低。
[0024]另外，為了在人力傳遞體203或合力體255安裝單向離合器206、252、258后，也維持良好的組裝狀態(tài)，優(yōu)選使用耐磨損性優(yōu)異的材料作為人力傳遞體203或合力體255，或進行熱處理，但必須在人力傳遞體203或合力體255的表面上形成扭矩傳感器209、260的磁致伸縮產(chǎn)生部，因此，人力傳遞體203或合力體255的材料被極其限定，根據(jù)情況不同，有時不得不使用轉矩的檢測能力較低的材料。
[0025]另外，由于在人力傳遞體203或合力體255上安裝有單向離合器206、252、258，因此，即使要將倒輪制動器設于后輪的輪轂，在使踏板向與前進行駛時相反方向旋轉時，踏板的旋轉不能傳遞至驅動鏈輪102、201、257或鏈條105、208、256，而不能對應。