自行車的驅(qū)動(dòng)單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其具有輔助行駛用的馬達(dá)，能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化和緊湊化。該驅(qū)動(dòng)單元具備：曲柄軸；具有能夠配置曲柄軸的孔的馬達(dá)；與曲柄軸分開設(shè)置，傳遞曲柄軸的旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力傳遞軸；傳遞動(dòng)力傳遞軸的旋轉(zhuǎn)，將所述馬達(dá)的輸出加和的輸出部。
【專利說明】自行車的驅(qū)動(dòng)單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用馬達(dá)輸出作為輔助動(dòng)力的電動(dòng)輔助自行車的驅(qū)動(dòng)單元。
【背景技術(shù)】
[0002]作為使用馬達(dá)輸出用作輔助動(dòng)力的電動(dòng)輔助自行車有專利文獻(xiàn)I中記載的發(fā)明。專利文獻(xiàn)I所涉及的電動(dòng)輔助自行車中，傳遞在腳踏板上受到的踏力，將傳遞來的驅(qū)動(dòng)力和來自馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力合成后，將合成的驅(qū)動(dòng)力傳遞給后車輪。
[0003]專利文獻(xiàn)1:德國專利DE102010028667
[0004]專利文獻(xiàn)I的自行車的驅(qū)動(dòng)單元中，曲柄軸20、馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸以及設(shè)置在曲柄軸30與鏈輪28之間的動(dòng)力傳遞路徑上而保持齒輪32以及34的軸30分開設(shè)置，因此驅(qū)動(dòng)單元變大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是鑒于上述問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種具有輔助行駛用的馬達(dá)的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其用以實(shí)現(xiàn)輕量化和緊湊化。
[0006]用于解決上述問題的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其具備:曲柄軸；馬達(dá)，其具有能夠配置曲柄軸的孔；動(dòng)力傳遞軸，其與曲柄軸分開設(shè)置，傳遞曲柄軸的旋轉(zhuǎn)；以及輸出部，其傳遞動(dòng)力傳遞軸的旋轉(zhuǎn)，將馬達(dá)的輸出加和。
[0007]由此，能夠?qū)⑶S通過馬達(dá)的孔，將傳感器部配置在馬達(dá)的孔的內(nèi)部，所以實(shí)現(xiàn)自行車的驅(qū)動(dòng)單元的輕量化和緊湊化。
[0008]另外，在該自行車的驅(qū)動(dòng)單元中，動(dòng)力傳遞軸在曲柄軸的軸線方向上在馬達(dá)的一側(cè)與曲柄軸連結(jié)，在所述馬達(dá)的另一側(cè)與所述輸出部連結(jié)。由此，能夠?qū)⒅亓勘容^大的馬達(dá)在曲柄軸的軸線方向上靠近驅(qū)動(dòng)單元的中央配置。
[0009]另外，在該自行車的驅(qū)動(dòng)單元中，可以設(shè)有將曲柄軸與動(dòng)力傳遞軸連結(jié)的第一連結(jié)機(jī)構(gòu)和將動(dòng)力傳遞軸與輸出部連結(jié)的第二連結(jié)機(jī)構(gòu)。
[0010]另外，在該自行車的驅(qū)動(dòng)單元中，曲柄軸的旋轉(zhuǎn)軸與馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸可以可以同軸設(shè)置。由此，能夠簡化馬達(dá)的內(nèi)部機(jī)構(gòu)。
[0011]另外，可以在輸出部連接鏈輪。由此，能夠?qū)碜暂敵霾康妮敵鱿蚝筝嗇灥葌鬟f。
[0012]另外，馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力可以經(jīng)由單向離合器傳遞給輸出部。由此，能夠防止曲柄軸的旋轉(zhuǎn)力傳遞給馬達(dá)。
[0013]另外，該自行車的驅(qū)動(dòng)單元還可以具有減速機(jī)構(gòu)，馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)傳遞給輸出部。由此，能夠?qū)ⅠR達(dá)的輸出減速而傳遞給輸出部，所以能夠?qū)崿F(xiàn)使馬達(dá)效率良好地動(dòng)作的動(dòng)力傳遞部。
[0014]另外，該自行車的驅(qū)動(dòng)單元還可以具有減速機(jī)構(gòu)，馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力被輸入給減速機(jī)構(gòu)，減速機(jī)構(gòu)的輸出經(jīng)由單向離合器傳遞給輸出部。由此，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)防止曲柄軸的旋轉(zhuǎn)力傳遞給馬達(dá)并使馬達(dá)效率良好地動(dòng)作。[0015]另外，在該自行車的驅(qū)動(dòng)單元中，第一連結(jié)機(jī)構(gòu)可以具有齒輪、鏈輪和滑輪的任一個(gè)。
[0016]另外，在該自行車的驅(qū)動(dòng)單元中，第二連結(jié)機(jī)構(gòu)可以具有齒輪、鏈輪和滑輪的任一個(gè)。
[0017]另外，在該自行車的驅(qū)動(dòng)單元中，輸出部的旋轉(zhuǎn)軸與曲柄軸的旋轉(zhuǎn)軸可以同軸設(shè)置。由此，能夠?qū)⑤敵霾康男D(zhuǎn)軸與曲柄軸的旋轉(zhuǎn)軸的軸承一體化，所以能夠?qū)崿F(xiàn)自行車的驅(qū)動(dòng)單元的進(jìn)一步輕量化和緊湊化。
[0018]另外，輸出部可以具有與變速機(jī)構(gòu)的輸出部結(jié)合的第一結(jié)合部和與馬達(dá)結(jié)合的第二結(jié)合部。并且，第一結(jié)合部可以具有外齒輪。另外，第二結(jié)合部可以具有內(nèi)齒輪。由此，該驅(qū)動(dòng)單元能夠?qū)⑶S的旋轉(zhuǎn)力矩和馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力矩合成。
[0019]由此，在具有輔助行駛用的馬達(dá)的自行車的驅(qū)動(dòng)單元中，能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化和緊湊化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是組裝有本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)輔助自行車的側(cè)面圖。
[0021]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)單元的剖面圖。
[0022]圖3是本發(fā)明第二實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)單元的剖面圖。
[0023]圖4是本發(fā)明第三實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)單元的剖面圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]I驅(qū)動(dòng)單元
[0026]102曲柄軸
[0027]103前鏈輪
[0028]111 機(jī)罩
[0029]120 馬達(dá)
[0030]121 定子
[0031]123 轉(zhuǎn)子
[0032]127減速機(jī)構(gòu)
[0033]130轉(zhuǎn)矩傳遞部件
[0034]131輸出部
[0035]132單向離合器
[0036]160動(dòng)力傳遞軸
【具體實(shí)施方式】
[0037]圖1是表示組裝有本發(fā)明第一實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)單元I的電動(dòng)輔助自行車的一例的右側(cè)面圖。該電動(dòng)輔助自行車將作用于腳踏板100的踏力經(jīng)由曲柄臂101 —驅(qū)動(dòng)單元I —前鏈輪103 —鏈104 —后鏈輪105的路徑傳遞給能夠繞后車輪的車軸106旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的輪轂體。該過程中，該電動(dòng)輔助自行車將馬達(dá)輸出作為輔助動(dòng)力合成，以輔助行駛。該電動(dòng)輔助自行車由后述的傳感器部檢測與作用于驅(qū)動(dòng)單元I的曲柄軸102上的轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的力。并且，該電動(dòng)輔助自行車在該檢測值超過設(shè)定值時(shí)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)而產(chǎn)生與踏力對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩作為輔助動(dòng)力。包含輔助用的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)單元I一般配置在車架的座管的下端部和車架的下管的后端部的連結(jié)部分附近。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用的電池沿后載物架、下管或座管配置。
[0038]本發(fā)明以具有曲柄軸的旋轉(zhuǎn)軸和馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸同軸構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)單元為特征。以下，說明驅(qū)動(dòng)單元I的結(jié)構(gòu)以及功能。參照圖2，驅(qū)動(dòng)單元I具備:具有能夠配置曲柄軸102的孔120a的馬達(dá)120 ;在孔120a的內(nèi)部至少一部分配置在馬達(dá)120和曲柄軸102之間的傳感器部150。
[0039]如圖2所示，曲柄軸102插入機(jī)罩111的貫通孔111a。曲柄軸102經(jīng)由軸承112、113旋轉(zhuǎn)自如地支承在機(jī)罩111上。在曲柄軸102的兩端通過螺栓能夠拆裝地安裝曲柄臂101。曲柄臂101配置在機(jī)罩111的外部。兩個(gè)曲柄臂101中的一個(gè)曲柄臂101可以不能拆裝地形成在曲柄軸102上。
[0040]馬達(dá)(電動(dòng)機(jī))120具有能夠配置曲柄軸102的孔120a。孔120a設(shè)置在馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)中心部。馬達(dá)120以其旋轉(zhuǎn)軸與曲柄軸102的旋轉(zhuǎn)軸同軸的方式配置。馬達(dá)120的定子121形成圓筒狀，被卷繞上勵(lì)磁用線圈而配置在曲柄軸102的同心圓上，由安裝部122固定在馬達(dá)殼125上。馬達(dá)殼125固定在機(jī)罩111上。在定子121的徑向內(nèi)側(cè)形成有孔120a。定子123形成為圓筒狀，旋轉(zhuǎn)自如地支承在馬達(dá)殼125上。轉(zhuǎn)子123具有例如在周向上具有多個(gè)磁極的磁鐵(未圖示)和保持磁鐵的磁鐵保持部(未圖示)。本實(shí)施方式的馬達(dá)是定子121被轉(zhuǎn)子123包圍而設(shè)置的外轉(zhuǎn)子式的馬達(dá)。轉(zhuǎn)子123通過在曲柄軸方向上隔開間隔配置的第一軸承124a以及第二軸承124b繞曲柄軸102旋轉(zhuǎn)自如地支承。第一軸承124a和第二軸承124b支承在馬達(dá)殼125上。另外，馬達(dá)120由省略圖示的變流器驅(qū)動(dòng)。變流器由未圖示的控制部驅(qū)動(dòng)，控制部對應(yīng)踏力以及自行車的速度來控制變流器。
[0041]傳感器部150檢測施加在曲柄軸102上的扭矩。由于該扭矩與施加在曲柄軸102上的用戶的踏力成正比，所以通過檢測扭矩，可知施加在曲柄軸102上的用戶的踏力。傳感器部150具備具有能夠配置曲柄軸102的插入孔的中空部件151以及應(yīng)變傳感器155。中空部件151具備第一連接部151a、第二連接部151b、以及插通孔151c。第一連接部151a與曲柄軸102連接。第二連接部151b對后述的動(dòng)力傳遞軸傳遞旋轉(zhuǎn)力。在插通孔151c中能夠配置曲柄軸102。中空部件151除了第一連接部151a，從配置在內(nèi)側(cè)的曲柄軸102分開。在第一連接部151a上，中空部件151被從曲柄軸102突出的鍵或鋸齒插入，通過螺紋擰緊或壓入等手段固定連接。第一連接部151a和第二連接部151b在曲柄軸102方向上隔離設(shè)置。應(yīng)變傳感器155是磁應(yīng)變傳感器,具備設(shè)于中空部件151上的磁應(yīng)變兀件155a以及設(shè)于磁應(yīng)變元件155a的周圍的檢測線圈155b。檢測線圈155b通過固定部件156固定在馬達(dá)殼125上。由此，檢測線圈155b不能旋轉(zhuǎn)地支承在機(jī)罩111上。
[0042]傳感器150至少一部分配置在馬達(dá)120與曲柄軸102之間。本實(shí)施方式中，馬達(dá)120與曲柄軸102之間是馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向上定子121的兩端之間的區(qū)域W、且與曲柄軸102之間的區(qū)域。優(yōu)選傳感器部150中、應(yīng)變傳感器155的至少一部分或全部設(shè)置在所述馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向上定子121的兩端之間且與曲柄軸102之間的區(qū)域上。另外，也可以是應(yīng)變傳感器155的至少一部分或全部設(shè)置在馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向上定子121的兩端之間的區(qū)域W、且馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向上與定子123重疊的范圍、且與曲柄軸120之間的區(qū)域。[0043]減速機(jī)構(gòu)127將轉(zhuǎn)子123的旋轉(zhuǎn)傳遞給轉(zhuǎn)矩傳遞部件130。減速機(jī)構(gòu)127具有一個(gè)以上的齒輪。圖2的例子表示減速機(jī)構(gòu)127具有兩個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)的情況。第一行星齒輪機(jī)構(gòu)包括:與轉(zhuǎn)子123連結(jié)的第一太陽齒輪部128a、多個(gè)第一行星齒輪128b、能夠旋轉(zhuǎn)地支承多個(gè)第一行星齒輪128b的第一齒輪架部128c、固定在機(jī)罩111上的第一環(huán)形齒輪部128d。第二行星齒輪機(jī)構(gòu)包括與第一齒輪架部128c連結(jié)的第二太陽齒輪部129a、多個(gè)第二行星齒輪129b、能夠旋轉(zhuǎn)地支承多個(gè)第二行星齒輪129b的第二齒輪架部129c、固定在機(jī)罩111上的第二環(huán)形齒輪部129d。減速機(jī)構(gòu)127的輸出經(jīng)由轉(zhuǎn)矩傳遞部件130傳遞給輸出部(詳細(xì)地后述)。轉(zhuǎn)矩傳遞部件130與第二齒輪架部129d結(jié)合，在此為一體形成。轉(zhuǎn)矩傳遞部件130經(jīng)由單向離合器132和旋轉(zhuǎn)支承部133能夠旋轉(zhuǎn)地支承在輸出部131 (詳細(xì)地后述)的內(nèi)側(cè)面上。旋轉(zhuǎn)支承部133在本實(shí)施方式中由滑動(dòng)軸承構(gòu)成，但是也可以由軸承構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)支承部133關(guān)于曲柄軸比單向離合器132配置在半徑方向的外側(cè)。轉(zhuǎn)矩傳遞部件130支承單向離合器132的多個(gè)棘爪。
[0044]輸出部131將馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)力以及曲柄軸102的旋轉(zhuǎn)力傳遞給前鏈輪103。輸出部131設(shè)置在曲柄軸102的端部側(cè)。輸出部131形成環(huán)狀，具有第一環(huán)狀部分131a、第二環(huán)狀部分131b以及第三環(huán)狀部分131c。第一環(huán)狀部分131a沿曲柄軸102延伸。第二環(huán)狀部分131b從第一環(huán)狀部分131a的馬達(dá)120側(cè)的端部相對于曲柄軸102向徑向延伸。第三環(huán)狀部分131c從第二環(huán)狀部分131b的馬達(dá)側(cè)的端部向與曲柄軸102平行的方向延伸。輸出部131的內(nèi)周部經(jīng)由單向離合器132與轉(zhuǎn)矩傳遞部件130連結(jié)。在第一環(huán)狀部分131a以及第二環(huán)狀部分131b的內(nèi)周部形成單向離合器132的棘槽。棘槽是第二連結(jié)部，構(gòu)成內(nèi)齒輪。在第三環(huán)狀部分131c的內(nèi)周部設(shè)置旋轉(zhuǎn)支承部133。旋轉(zhuǎn)支承部133支承轉(zhuǎn)矩傳遞部件130的旋轉(zhuǎn)。在第一環(huán)狀部分131a的與第二環(huán)狀部分131b相反側(cè)的端部上設(shè)置向周向的內(nèi)側(cè)延伸的第四環(huán)狀部分131d。在第四環(huán)狀部分131d的內(nèi)周部上設(shè)置軸承113。在第一環(huán)狀部分131a的外周部上設(shè)置軸承134。由此，輸出部131由機(jī)罩111能夠旋轉(zhuǎn)地支承。軸承113以及134例如由向心軸承形成，軸承113的內(nèi)圈體支承曲柄軸102，軸承134的外圈體支承在機(jī)罩111上。輸出部131的端部(第四環(huán)狀部分的端部)從機(jī)罩111的開口Illb向外部突出。輸出部131在第四環(huán)狀部分131d的從機(jī)罩111突出的部分的外周部設(shè)置鏈輪連接部131e。在鏈輪連接部131d上例如通過螺栓能夠拆裝地安裝前鏈輪103。由此，前鏈輪103能夠與輸出部131構(gòu)成一體旋轉(zhuǎn)。
[0045]關(guān)于傳感器部150的第二連接部151b的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由第一齒輪114以及第二齒輪161傳遞給動(dòng)力傳遞軸160。另外，動(dòng)力傳遞軸160的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第三齒輪142傳遞給輸出部131。
[0046]傳感器150的第二連接部151b與第一齒輪114連結(jié)。第一齒輪114設(shè)置在曲柄軸102的與具有輸出部131的端部相反側(cè)的端部上。隨之、傳感器部150的第一連接部151a設(shè)置在輸出部131側(cè)。第一連接部151a在馬達(dá)120與曲柄軸102之間的區(qū)域上與曲柄軸102連結(jié)。第一齒輪114固定在第二連接部151b上，與曲柄軸102—體旋轉(zhuǎn)。第一齒輪114也可以例如通過鋸齒(七> 一'>3 >)而能夠拆裝地安裝在第二連接部151b上。中空部件151除了第一連接部151a，從配置在內(nèi)側(cè)的曲柄軸102分離。包含第一齒輪114以及第二齒輪161而形成第一連結(jié)機(jī)構(gòu)。
[0047]第二齒輪161不能旋轉(zhuǎn)地固定在動(dòng)力傳遞軸160上，構(gòu)成一體而旋轉(zhuǎn)。第二齒輪161設(shè)置在動(dòng)力傳遞軸160的一側(cè)的端部。第二齒輪161與第一齒輪114哨合。
[0048]動(dòng)力傳遞軸160旋轉(zhuǎn)自如地支承在支承軸170上。支承軸170從曲柄軸102分開設(shè)置。即、動(dòng)力傳遞軸160從曲柄軸102分開設(shè)置。動(dòng)力傳遞軸160的旋轉(zhuǎn)軸與曲柄軸102的旋轉(zhuǎn)軸平行。可以在支承軸170以及動(dòng)力傳遞軸160的至少一方上設(shè)置限制動(dòng)力傳遞軸160向支承軸170軸向移動(dòng)的限制部件175。在本實(shí)施方式中，動(dòng)力傳遞軸160與支承軸170之間形成滑動(dòng)軸承。
[0049]支承軸170在兩端部具有用于通過螺母116固定在形成于機(jī)罩111上的插入口115中的第一陽螺紋部(未圖示)。在第一陽螺紋部上分別形成旋轉(zhuǎn)固定在插入口 115中的平行形成的旋轉(zhuǎn)固定部(未圖示)。
[0050]在動(dòng)力傳遞軸160的另一側(cè)的端部不能旋轉(zhuǎn)地固定第三齒輪142。
[0051]在輸出部131的外周部形成有第四齒輪171。第四齒輪171是第一連結(jié)部，構(gòu)成外齒輪。第四齒輪171形成在第二環(huán)狀部分131b以及第三環(huán)狀部分131c的外周部上。本實(shí)施方式中，第四齒輪171與輸出部131構(gòu)成一體形成。第四齒輪171與第三齒輪142嚙合。包含第三齒輪142以及第四齒輪171而形成第二連結(jié)機(jī)構(gòu)。
[0052]第一以及第二連結(jié)機(jī)構(gòu)隔著馬達(dá)120設(shè)置在輸出部131和前鏈輪103的相反側(cè)。由此，動(dòng)力傳遞軸160在曲柄軸的軸線方向上在馬達(dá)120的一側(cè)與曲柄軸連結(jié)，在馬達(dá)120的另一側(cè)與輸出部130連結(jié)。
[0053]接著，說明該驅(qū)動(dòng)單元的動(dòng)作。騎手踏力形成的轉(zhuǎn)矩沿曲柄臂101 —曲柄軸102 —第一連接部151a —第二連接部151b —第一齒輪114 —第二齒輪161 —?jiǎng)恿鬟f軸160 —第三齒輪142 —輸出部131經(jīng)由變速機(jī)構(gòu)傳遞。另一方面，來自馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩沿減速機(jī)構(gòu)127 —轉(zhuǎn)矩傳遞部件130 —單向離合器132 —輸出部131傳遞。輸出部131將該兩個(gè)轉(zhuǎn)矩合成，對前鏈輪103傳遞合成后的轉(zhuǎn)矩。由此，通過馬達(dá)實(shí)現(xiàn)輔助。
[0054]本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)單元中，曲柄軸的旋轉(zhuǎn)軸和馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸為同軸，在馬達(dá)的配置曲柄軸的孔中配置傳感器部的至少一部分。由此，能夠輕量且緊湊地構(gòu)成具有用于輔助行駛的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)單元。
[0055]另外，通過預(yù)先調(diào)整第一至第四齒輪114、161、142、171的齒輪比(齒數(shù))，能夠增加或減少輸出部131的轉(zhuǎn)速相對于曲柄軸120的轉(zhuǎn)速的比。由此，能夠?qū)?yīng)使用對象設(shè)定具有本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的自行車。
[0056]圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)單元的剖面圖。第二實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)單元相對于第一實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)單元主要有以下不同點(diǎn)。馬達(dá)120是轉(zhuǎn)子123被定子121包圍設(shè)置的內(nèi)轉(zhuǎn)子式馬達(dá)。以下的說明中，關(guān)于與第一實(shí)施方式不同的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，圖3中為了方便例示了減速機(jī)構(gòu)127具有一個(gè)齒輪的情況，但是這僅是例示。減速機(jī)構(gòu)127的功能與第一實(shí)施方式相同。
[0057]傳感器部150的第二連接部151b與第一齒輪114連結(jié)。第一齒輪114固接第二連接部151b上，與曲柄軸102形成一體而旋轉(zhuǎn)。第一齒輪114例如通過鋸齒(七> 一'>3^ )能夠拆裝地安裝在第二連接部151b上。第一連接部151a在馬達(dá)120與曲柄軸102之間的區(qū)域與曲柄軸102連結(jié)。中空部件151除了第一連接部151a從配置在內(nèi)側(cè)的曲柄軸102分開。
[0058]第二齒輪161與第一齒輪114嚙合。在本實(shí)施方式中，第二齒輪161與動(dòng)力傳遞軸160—體形成。另外，第三齒輪142與動(dòng)力傳遞軸160—體形成。本實(shí)施方式中，動(dòng)力傳遞軸160與第二齒輪161以及第三齒輪142 —體形成，但是也可以是動(dòng)力傳遞軸160與第二齒輪161以及第三齒輪142的至少一方一體形成。本實(shí)施方式中也是傳感器部150的至少一部分配置在馬達(dá)120與曲柄軸102之間，應(yīng)變傳感器155的至少一部分或全部在所述馬達(dá)120的旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向上設(shè)置在定子121的兩端之間的區(qū)域W、且與曲柄軸102之間。
[0059]以上的實(shí)施方式中，例示了應(yīng)變傳感器155為磁應(yīng)變傳感器的情況，但是也可以是應(yīng)變規(guī)、半導(dǎo)體應(yīng)變傳感器。另外，例示了磁應(yīng)變元件155a配置在中空部件151上的情況，但是磁應(yīng)變元件155a也可以直接配置在曲柄軸102上。這種情況下，不設(shè)置中空部件151，而將第一齒輪114直接固定在曲柄軸102上。
[0060]圖4是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)單元的剖面圖。第三實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)單元相對于第一實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)單元主要有以下不同點(diǎn)。馬達(dá)120是轉(zhuǎn)子123被定子121包圍設(shè)置的內(nèi)轉(zhuǎn)子式馬達(dá)，用于檢測人為驅(qū)動(dòng)力的檢測手段(轉(zhuǎn)矩檢測手段)不同。以下的說明中，關(guān)于與第一實(shí)施方式不同的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，圖4中為了方便例示了減速機(jī)構(gòu)127具有一個(gè)齒輪的情況，但是這僅是例示。減速機(jī)構(gòu)127的功能與第一實(shí)施方式相同。另外，與前述的實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)采用相同的附圖標(biāo)記。
[0061]馬達(dá)(電動(dòng)機(jī))120以其旋轉(zhuǎn)軸與曲柄軸102的旋轉(zhuǎn)軸同軸的方式配置。馬達(dá)120的定子121被卷繞勵(lì)磁用線圈而配置在曲柄軸102的同心圓上，通過安裝部122固定在機(jī)罩111上。轉(zhuǎn)子123旋轉(zhuǎn)自如地支承在曲柄軸102上。轉(zhuǎn)子123具有例如在周向上具有多個(gè)磁極的磁鐵(未圖示)和保持磁鐵的磁鐵保持部(未圖示)。本實(shí)施方式的馬達(dá)是轉(zhuǎn)子123被定子121包圍設(shè)置的內(nèi)轉(zhuǎn)子式馬達(dá)。轉(zhuǎn)子123通過在曲柄軸方向上隔開間隔配置的第一軸承124a以及第二軸承124b旋轉(zhuǎn)自如地支承在曲柄軸102上。另外，馬達(dá)120通過省略圖示的變流器驅(qū)動(dòng)。變流器由未圖示的控制部驅(qū)動(dòng)，控制部對應(yīng)踏力以及速度控制變流器。
[0062]減速機(jī)構(gòu)127將轉(zhuǎn)子123的旋轉(zhuǎn)傳遞給轉(zhuǎn)矩傳遞部件130，將轉(zhuǎn)矩傳遞部件130的旋轉(zhuǎn)傳遞給轉(zhuǎn)子123。減速機(jī)構(gòu)127具有行星齒輪機(jī)構(gòu)126。行星齒輪機(jī)構(gòu)126具有太陽齒輪部126a、配置在太陽齒輪部126a的外周側(cè)的內(nèi)齒輪126b、以及與太陽齒輪部126a和內(nèi)齒輪126b嚙合的多個(gè)(例如三個(gè))行星齒輪126c。太陽齒輪部126a固定在轉(zhuǎn)子123上。內(nèi)齒輪126b設(shè)置在安裝部122上。多個(gè)行星齒輪126c由轉(zhuǎn)矩傳遞部件130能夠旋轉(zhuǎn)地支承。轉(zhuǎn)矩傳遞部件130是所謂的齒輪架。各行星齒輪126c具有齒數(shù)不同的第一以及第二齒部。第一齒部的齒數(shù)比第二齒部的齒數(shù)多。第一齒部與太陽齒輪部126a嚙合，第二齒部與內(nèi)齒輪126b嚙合。轉(zhuǎn)矩傳遞部件130經(jīng)由單向離合器132和旋轉(zhuǎn)支承部133能夠旋轉(zhuǎn)地支承在輸出部131的內(nèi)側(cè)面。旋轉(zhuǎn)支承部133在本實(shí)施方式中由滑動(dòng)軸承(滑>9受汁軸)構(gòu)成，但是也可以由軸承(?7 U >7)構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)支承部133關(guān)于曲柄軸比單向離合器132配置在半徑方向外側(cè)。該行星齒輪機(jī)構(gòu)126中，由于內(nèi)齒輪126b相對于機(jī)罩111不能旋轉(zhuǎn)地固定，所以連結(jié)有轉(zhuǎn)子123的太陽齒輪部126a的旋轉(zhuǎn)減速，傳遞給轉(zhuǎn)矩傳遞部件130。
[0063]第一連結(jié)機(jī)構(gòu)具有第一齒輪114以及第二齒輪141,將曲柄軸102和動(dòng)力傳遞軸160連結(jié)。第一齒輪114設(shè)于曲柄軸102的一端部側(cè)。第一齒輪114固接在曲柄軸102上，與曲柄軸102構(gòu)成一體旋轉(zhuǎn)。第一齒輪114可以例如通過鋸齒(七> 一'> 3 >)能夠拆裝地安裝在曲柄軸102上。第二齒輪141與第一齒輪114嚙合而對動(dòng)力傳遞軸160傳遞驅(qū)動(dòng)力。
[0064]本實(shí)施方式中，動(dòng)力傳遞軸160由軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承在支承軸170上。在動(dòng)力傳遞軸160上設(shè)置用于檢測給予該動(dòng)力傳遞軸160的驅(qū)動(dòng)力的傳感器部180。第二連結(jié)機(jī)構(gòu)具有第三齒輪142以及第四齒輪171，將動(dòng)力傳遞軸160和輸出部131連結(jié)。在動(dòng)力傳遞軸160的另一側(cè)的端部上不能旋轉(zhuǎn)地固定第三齒輪142，與設(shè)于輸出部131上的第四齒輪171嚙合。傳感器部180檢測施加在動(dòng)力傳遞軸160上的扭矩。由于該扭矩與施加在曲柄軸102上的用戶的踏力成正比，所以通過檢測扭矩，可知施加在曲柄軸102上的用戶的踏力。傳感器部180由應(yīng)變傳感器155構(gòu)成。應(yīng)變傳感器是磁應(yīng)變傳感器，在本實(shí)施方式中，具有設(shè)于動(dòng)力傳遞軸160上的磁應(yīng)變元件和設(shè)于磁應(yīng)變元件的周圍的檢測線圈。傳感器部180具有與前述的傳感器部150相同的結(jié)構(gòu)。檢測線圈固定在馬達(dá)殼125上。
[0065]本實(shí)施方式中，應(yīng)變傳感器是應(yīng)變傳感器是磁應(yīng)變傳感器的情況，但是也可以是應(yīng)變規(guī)、半導(dǎo)體應(yīng)變傳感器。這種情況下，還可以具備通過無線等將來自設(shè)于動(dòng)力傳遞軸160上的應(yīng)變傳感器的信號(hào)傳送到外部的發(fā)送機(jī)和接收來自該發(fā)送機(jī)的信號(hào)的接收機(jī)。在以上的實(shí)施方式中，從曲柄軸102向動(dòng)力傳遞軸160的驅(qū)動(dòng)力(轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn))的傳遞和從動(dòng)力傳遞軸160向輸出部131的轉(zhuǎn)矩的傳遞經(jīng)由齒輪進(jìn)行，但是這些轉(zhuǎn)矩的傳遞也可以使用鏈輪以及鏈、或滑輪以及傳送帶進(jìn)行。
[0066]另外,第一連結(jié)機(jī)構(gòu)由第一齒輪114以及第二齒輪141構(gòu)成,第二連結(jié)機(jī)構(gòu)由第三齒輪142以及第四齒輪171構(gòu)成，但是各連結(jié)機(jī)構(gòu)也可以使用三個(gè)以上的齒輪構(gòu)成。
[0067]另外，若能夠以低速驅(qū)動(dòng)馬達(dá)120，則減速機(jī)構(gòu)127可以省略。這種情況下，馬達(dá)輸出直接傳遞給單向離合器132。
【權(quán)利要求】
1.一種自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其具備: 曲柄軸； 馬達(dá)，其具有能夠配置所述曲柄軸的孔； 動(dòng)力傳遞軸，其與所述曲柄軸分開設(shè)置，傳遞所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)；以及 輸出部，其傳遞所述動(dòng)力傳遞軸的旋轉(zhuǎn)，將所述馬達(dá)的輸出加和。
2.如權(quán)利要求1所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述動(dòng)力傳遞軸在所述曲柄軸的軸線方向上在所述馬達(dá)的一側(cè)與所述曲柄軸連結(jié)，在所述馬達(dá)的另一側(cè)與所述輸出部連結(jié)。
3.如權(quán)利要求2所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，具備將所述曲柄軸與所述動(dòng)力傳遞軸連結(jié)的第一連結(jié)機(jī)構(gòu)和將所述動(dòng)力傳遞軸與所述輸出部連結(jié)的第二連結(jié)機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)軸與所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其中，在所述輸出部上連接鏈輪。
6.如權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述馬達(dá)的輸出經(jīng)由單向離合器傳遞給所述輸出部。
7.如權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，還具有減速機(jī)構(gòu)， 所述馬達(dá)的輸出經(jīng)由所述減速機(jī)構(gòu)傳遞給所述輸出部。
8.如權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，還具有減速機(jī)構(gòu)， 所述馬達(dá)的輸出被輸入給所述減速機(jī)構(gòu)， 所述減速機(jī)構(gòu)的輸出經(jīng)由單向離合器傳遞給所述輸出部。
9.如權(quán)利要求3所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述第一連結(jié)機(jī)構(gòu)具有齒輪、鏈輪和滑輪的任一個(gè)，所述第二連結(jié)機(jī)構(gòu)具有齒輪、鏈輪和滑輪的任一個(gè)。
10.如權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述輸出部的旋轉(zhuǎn)軸與所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置。
11.如權(quán)利要求1?10任一項(xiàng)所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其中， 所述輸出部具有: 第一結(jié)合部，其與所述動(dòng)力傳遞軸結(jié)合；以及 第二結(jié)合部，其與所述馬達(dá)結(jié)合。
12.如權(quán)利要求11所述的自行車的驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述第一結(jié)合部具有外齒輪，所述第二結(jié)合部具有內(nèi)齒輪。
【文檔編號(hào)】B62M6/55GK103723234SQ201210510429
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】渡會(huì)悅義 申請人:株式會(huì)社島野