電動自行車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電動自行車，其能夠使曲柄軸的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑變粗，并且既能夠在梁托的內(nèi)部配置扭矩傳感器，又能夠抑制制造成本的增加，或者將梁托的巨大化抑制到最小限度。將曲柄軸(17)分割為在外周側(cè)配設(shè)有扭矩傳感器(23)的曲柄軸主體(17A)、與該曲柄軸主體(17A)的一側(cè)連結(jié)的曲柄輔助軸(17B)而構(gòu)成。另外，曲柄輔助軸(17B)的與曲柄臂(18B)的結(jié)合部的直徑(D1)和曲柄軸主體(17A)的與曲柄臂(18A)的結(jié)合部的直徑(D3)形成為比曲柄軸主體(17A)的與曲柄輔助軸(17B)的連結(jié)部的直徑(D2)大。
【專利說明】電動自行車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可在基于來自踏板的踏力的人力驅(qū)動力上增加由電動機產(chǎn)生的輔助驅(qū)動力而進行行駛的電動自行車。

【背景技術(shù)】
[0002]已知有如下的電動自行車(電動輔助自行車)，即、具有蓄電池等蓄電器和由該蓄電器供電的電動機，通過將該電動機的輔助驅(qū)動力(輔助力)增加到來自踏板的踏力(人力驅(qū)動力)上，由此，即使是上坡等也能夠輕松地行駛。在該電動自行車中，利用扭矩傳感器來檢測與施加在踏板上的踏力對應(yīng)的力，由電動機產(chǎn)生與踏力對應(yīng)的輔助驅(qū)動力。
[0003]在該情況下，作為利用扭矩傳感器來檢測與踏力對應(yīng)的力的方法，有將扭矩傳感器配設(shè)于曲柄軸附近部位等并利用扭矩傳感器來檢測從曲柄軸傳遞到鏈輪(也稱為前鏈輪或曲柄齒輪)的力的方法、將扭矩傳感器配設(shè)于后輪的輪轂內(nèi)等并利用扭矩傳感器來檢測經(jīng)由鏈條而傳遞到后輪的力的方法。
[0004]但是，關(guān)于利用扭矩傳感器來檢測經(jīng)由鏈條而傳遞到后輪的力的方法，由于要檢測經(jīng)由鏈條等力的傳遞路徑的力，因此，有可能在鏈條等力的傳遞路徑上力的方向及量被變更或丟失，不能直接測定踏下踏板的力，與踏力的對應(yīng)關(guān)系降低。
[0005]與此相對，當(dāng)使用通過扭矩傳感器來檢測從曲柄軸傳遞到鏈輪的力的方法時，由于未經(jīng)由鏈條等傳遞路徑，因此，能夠比較良好地測定踏下踏板的力。
[0006]這樣，在利用扭矩傳感器來檢測從曲柄軸傳遞到曲柄齒輪的力的情況下，目前，例如，在連結(jié)下管(也稱為主管)、立管(也稱為座管)和鏈條架的梁托(也稱為底托架)的下方，經(jīng)由托架而配設(shè)有也內(nèi)置有電動機的電動機單元，在該電動機單元的靠前的部分配設(shè)有上述扭矩傳感器。詳細(xì)而言，在配設(shè)于梁托的下方的電動機單元的靠前的部分，旋轉(zhuǎn)自如地支承曲柄軸，并且在曲柄軸的外周，配設(shè)有與曲柄軸同軸心且將曲柄軸的旋轉(zhuǎn)傳遞到曲柄齒輪的扭矩檢測筒，在該扭矩檢測筒安裝有扭矩傳感器(專利文獻I等)。
[0007]但是，在通常的自行車中，由于是在設(shè)有上述梁托的部位旋轉(zhuǎn)自如地支承曲柄軸的構(gòu)造，因此，如上所述，在通過配設(shè)于梁托的下方的電動機單元等來支承曲柄的構(gòu)造中，成為與通常的自行車不同的車架構(gòu)造，具有產(chǎn)生不適感，或制造成本增加的缺點。另外，當(dāng)要將曲柄軸的距地面的設(shè)置高度制成與通常的自行車相同時，就必須靠上方配置結(jié)合有下管等的梁托，所以下管也要靠上方配置，在上下電動自行車時，也會產(chǎn)生腿難以從下管的上方通過之類的缺點。
[0008]作為改善這種缺點的電動自行車，專利文獻2、3等公開了一種以與通常的自行車相同的方式在設(shè)有梁托的部位旋轉(zhuǎn)自如地支承曲柄軸，并且在梁托的內(nèi)部配設(shè)有扭矩傳感器的電動自行車。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，成為與通常的自行車相似的車架構(gòu)造，既能夠?qū)⒉贿m感抑制到較小的程度，又能夠?qū)⒅圃斐杀镜脑黾右种频侥撤N程度。另外，由于梁托或下管的位置也與通常的自行車同樣，因此，腿也容易從下管的上方通過。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:(日本)特開2003 — 118673號公報
[0012]專利文獻2:(日本)特開平8 - 297059號公報
[0013]專利文獻3:(日本)特開2007 - 230410號公報
[0014]發(fā)明所要解決的課題
[0015]但是，在山地自行車等比賽用的自行車或運動用的自行車中，為了使結(jié)合部的剛性比通常的自行車增大，曲柄臂和曲柄軸的結(jié)合部往往使用粗徑。在制造山地自行車等比賽用的電動自行車或運動用的電動自行車的情況下，也與自行車的情況同樣，由于較大的力作用于曲柄臂和曲柄軸的結(jié)合部的可能性比通常的自行車高，因此，為了使結(jié)合部的剛性比通常的電動自行車增大，曲柄臂和曲柄軸的結(jié)合部優(yōu)選使用粗徑的結(jié)合部。
[0016]但是，在電動自行車中，當(dāng)要使用直徑比現(xiàn)有的曲柄軸粗的曲柄軸時，作為扭矩傳感器，也必須使用能夠?qū)?yīng)于粗徑的曲柄軸那樣的特殊的扭矩傳感器，有可能導(dǎo)致制造成本大幅度地增加。另外，在使用粗徑的曲柄軸作為曲柄軸的情況下，扭矩傳感器也會大型化，所以當(dāng)要在梁托的內(nèi)部配置扭矩傳感器時，作為梁托就會需要極其粗徑的特殊的結(jié)構(gòu)。因此，由于作為梁托使用極其粗徑的特殊的結(jié)構(gòu)，有可能制造成本進一步增加，或有可能因梁托的巨大化而易產(chǎn)生不適感。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明是為解決上述課題而完成的，其目的在于，提供一種電動自行車，其能夠使曲柄軸的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑變粗，并且既能夠在梁托的內(nèi)部配置扭矩傳感器，又能夠抑制制造成本的增加，還能夠?qū)⒘和械木薮蠡种频阶钚∠薅取?br> [0018]為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種電動自行車，可在基于來自踏板的踏力的人力驅(qū)動力上增加由電動機產(chǎn)生的輔助驅(qū)動力而進行行駛，其特征在于，在與立管的下端部結(jié)合的梁托的內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)有曲柄軸，并且配設(shè)有檢測與踏力對應(yīng)的力的扭矩傳感器，所述曲柄軸分割為在外周側(cè)配設(shè)有扭矩傳感器的曲柄軸主體和與該曲柄軸主體的一側(cè)連結(jié)的曲柄輔助軸而構(gòu)成，所述曲柄輔助軸的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑和所述曲柄軸主體的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑形成為比曲柄軸主體的與曲柄輔助軸的連結(jié)部的直徑大。此夕卜，所述曲柄軸主體具有粗徑部和直徑比粗徑部細(xì)的細(xì)徑部，在所述細(xì)徑部，以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)外裝有在外周形成有扭矩傳感器的磁致伸縮部的扭矩檢測筒，在細(xì)徑部的端部結(jié)合有所述曲柄輔助軸。
[0019]通過該結(jié)構(gòu)，由于將曲柄軸分割為在外周側(cè)配設(shè)有扭矩傳感器的曲柄軸主體和與該曲柄軸主體的一側(cè)連結(jié)的曲柄輔助軸而構(gòu)成，且所述曲柄輔助軸的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑和曲柄軸主體的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑形成為比曲柄軸主體的與曲柄輔助軸的連結(jié)部的直徑大，因此，能夠使曲柄輔助軸或曲柄軸主體的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑變粗，能夠維持良好的剛性。
[0020]另外，由于將曲柄軸分割為曲柄軸主體和曲柄輔助軸而構(gòu)成，因此，即使較細(xì)地形成安裝曲柄軸主體扭矩傳感器的部位，此后，也能夠?qū)⑶o助軸與曲柄軸主體連結(jié)，并無障礙地進行梁托內(nèi)的曲柄軸或扭矩傳感器的組裝作業(yè)。另外，通過將曲柄軸主體設(shè)為與現(xiàn)有的曲柄軸相同的直徑，作為扭矩傳感器，也可使用現(xiàn)有同樣大小及形式的扭矩傳感器。由此，與使用比現(xiàn)有粗的曲柄軸及與該曲柄軸對應(yīng)的較大的扭矩傳感器的情況相比，作為曲柄軸及扭矩傳感器、進而梁托，可使用小型的結(jié)構(gòu)(抑制了巨大化的結(jié)構(gòu))，并且可使用現(xiàn)有型的扭矩傳感器，因此，能夠?qū)⒅圃斐杀疽种频搅畠r的程度。
[0021]另外，本發(fā)明的特征為，所述曲柄軸主體的與所述曲柄輔助軸的結(jié)合部附近部位由軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承，在所述軸承和配設(shè)于梁托內(nèi)的中筒之間配設(shè)有配線導(dǎo)向部件，與扭矩傳感器連接的扭矩傳感器連接配線向側(cè)方通過所述配線導(dǎo)向部件而被取出到梁托的外部。通過該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑴ぞ貍鞲衅鬟B接配線良好地取出到梁托的外部。
[0022]另外，本發(fā)明的特征為，設(shè)有覆蓋扭矩傳感器連接配線的從梁托伸出到側(cè)方的部位的側(cè)視圓環(huán)狀的配線帽。通過該結(jié)構(gòu)，即使在從梁托的周方向的任何位置取出扭矩傳感器連接配線的情況下，也能夠從配線帽的規(guī)定部位取出。
[0023]另外，本發(fā)明的特征為，在梁托的內(nèi)側(cè)配設(shè)有在左右兩端部內(nèi)側(cè)配設(shè)有旋轉(zhuǎn)自如地支承曲柄軸主體的軸承的金屬制的中筒，所述中筒覆蓋扭矩傳感器、在外周形成有扭矩傳感器的磁致伸縮部的扭矩檢測筒、曲柄軸主體的兩軸承間的區(qū)域。
[0024]通過該結(jié)構(gòu)，即使在雨水等穿過立管而流入梁托內(nèi)的情況下，也能夠通過中筒來阻止上述雨水流入扭矩傳感器的配設(shè)部分。另外，通過金屬制的中筒，也能夠防止來自外部的噪音等進入扭矩傳感器的信號線。進而，由于能夠在由中筒覆蓋曲柄軸及扭矩傳感器的配設(shè)部分的部分進行單元化，因此，也能夠比較容易且有效地進行向梁托的組裝作業(yè)等。
[0025]另外，本發(fā)明的特征為，在所述曲柄軸主體的粗徑部，經(jīng)由粗徑軸承部旋轉(zhuǎn)自如地外嵌有旋轉(zhuǎn)力傳遞筒，該旋轉(zhuǎn)力傳遞筒和所述扭矩檢測筒以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)連接，在所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒，以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)外嵌有具有多級齒輪部的人力驅(qū)動力輸出輪體。
[0026]通過該結(jié)構(gòu)，具有多級齒輪部的人力驅(qū)動力輸出輪體經(jīng)由所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒及粗徑軸承部，配設(shè)在曲柄軸主體的對應(yīng)于粗徑部的部位，因此，即使在切換齒輪部時等較大的力從驅(qū)動力輸出輪體作用于曲柄軸主體側(cè)等的情況下，也能夠良好地承受該力。
[0027]另外，本發(fā)明的特征為，所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒經(jīng)由軸承旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)在金屬制的中筒，該中筒配設(shè)于梁托的內(nèi)側(cè)，具有多級齒輪部的人力驅(qū)動力輸出輪體外嵌于所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒，限制所述軸承的向軸方向的位置的限位環(huán)嵌合在形成于所述中筒的槽部，在所述槽部，形成有越向所述軸承配設(shè)部側(cè)直徑越擴大的傾斜面，所述限位環(huán)以縮徑的狀態(tài)配設(shè)于所述槽部。
[0028]通過該結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)自如地支承所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒的軸承及具有多級齒輪部的人力驅(qū)動力輸出輪體通過所述限位環(huán)以相對于曲柄軸的軸方向而良好地定位的狀態(tài)配設(shè)。由此，形成于人力驅(qū)動力輸出輪體的各齒輪部也相對于軸方向而良好地定位，因此，能夠防止鏈條的相對于各齒輪部的變更動作不良那樣的不良情況的發(fā)生，能夠良好地進行鏈條的相對于各齒輪部的變更動作。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，通過將曲柄軸分割為在外周側(cè)配設(shè)有扭矩傳感器的曲柄軸主體和與該曲柄軸主體的一側(cè)連結(jié)的曲柄輔助軸而構(gòu)成，且所述曲柄輔助軸的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑和所述曲柄軸主體的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑形成為比曲柄軸主體的與曲柄輔助軸的連結(jié)部的直徑大，能夠使曲柄輔助軸及曲柄軸主體的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑變粗，作為所述結(jié)合部，能夠維持良好的剛性，進而，能夠提高作為電動自行車的可靠性。另外，能夠使曲柄輔助軸和曲柄臂的結(jié)合部的直徑變粗，同時作為曲柄軸主體可使用與現(xiàn)有曲柄軸相同的直徑的曲柄軸主體，并且作為扭矩傳感器可使用現(xiàn)有同樣大小及形式的扭矩傳感器，因此，作為曲柄軸及扭矩傳感器、進而梁托，可使用小型的結(jié)構(gòu)(抑制了巨大化的結(jié)構(gòu))，并且可使用現(xiàn)有型的扭矩傳感器，因此，能夠?qū)⒅圃斐杀疽种频搅畠r的程度。
[0030]另外，通過在旋轉(zhuǎn)自如地支承曲柄軸主體的軸承和配設(shè)于梁托內(nèi)的中筒之間配設(shè)有配線導(dǎo)向部件，且將與扭矩傳感器連接的扭矩傳感器連接配線向側(cè)方通過所述配線導(dǎo)向部件而取出到梁托的外部，能夠?qū)⑺雠ぞ貍鞲衅鬟B接配線良好地取出到梁托的外部。另夕卜，通過設(shè)有覆蓋扭矩傳感器連接配線的從梁托伸出到側(cè)方的部位的側(cè)視圓環(huán)狀的配線帽，即使在從梁托的周方向的任何位置取出扭矩傳感器連接配線的情況下，也能夠從配線帽的規(guī)定部位取出，并且能夠由配線帽良好地覆蓋所述扭矩傳感器連接配線，具有外觀得到改善的優(yōu)點。
[0031]另外，通過在梁托的內(nèi)側(cè)配設(shè)有在左右兩端部內(nèi)側(cè)配設(shè)有旋轉(zhuǎn)自如地支承曲柄軸主體的軸承的金屬制的中筒，且通過所述中筒來覆蓋扭矩傳感器、在外周形成有扭矩傳感器的磁致伸縮部的扭矩檢測筒、曲柄軸主體的兩軸承間的區(qū)域，即使在雨水穿過立管而流入梁托內(nèi)的情況下，也可通過中筒來阻止所述雨水流入扭矩傳感器的配設(shè)部分，因此，可靠性提高。另外，通過金屬制的中筒，能夠防止來自外部的噪音等進入扭矩傳感器的信號線，由此，也提高可靠性。進而，由于能夠在由中筒覆蓋曲柄軸及扭矩傳感器的配設(shè)部分的部分進行單元化，因此，也能夠比較容易且有效地進行組裝作業(yè)等。
[0032]另外，在所述曲柄軸主體的粗徑部，經(jīng)由粗徑軸承部旋轉(zhuǎn)自如地外嵌有旋轉(zhuǎn)力傳遞筒，該旋轉(zhuǎn)力傳遞筒和所述扭矩檢測筒以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)連接，在所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒上，以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)外嵌有具有多級齒輪部的人力驅(qū)動力輸出輪體，由此，即使在切換齒輪部時等較大的力從驅(qū)動力輸出輪體作用于曲柄軸主體側(cè)等的情況下，也能夠良好地承受該力，由此，也提高可靠性。
[0033]另外，將所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒經(jīng)由軸承旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)在配設(shè)于梁托的內(nèi)側(cè)的金屬制的中筒，將具有多級齒輪部的人力驅(qū)動力輸出輪體外嵌于所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒，使限制所述軸承的向軸方向的位置的限位環(huán)與形成于所述中筒的槽部嵌合，在所述槽部形成有越向所述軸承配設(shè)部側(cè)直徑越擴大的傾斜面，將所述限位環(huán)以縮徑的狀態(tài)配設(shè)在所述槽部，由此，所述人力驅(qū)動力輸出輪體以不與所述軸承抵接而向梁托內(nèi)部側(cè)移動的方式且以被良好限位的狀態(tài)外嵌于所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒，因此，能夠防止鏈條的相對于各齒輪部的變更動作不良那樣的不良情況的發(fā)生，由此，也能夠提高可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明實施方式的電動自行車的整體側(cè)視圖；
[0035]圖2是同電動自行車的一部分被切去的側(cè)視圖；
[0036]圖3是同電動自行車的梁托及曲柄單元的分解立體圖；
[0037]圖4是同電動自行車的梁托及梁托附近部位的縱剖面圖；
[0038]圖5是同電動自行車的圖4的V — V線向視側(cè)剖面圖；
[0039]圖6是同電動自行車的圖4的VI — VI線向視側(cè)剖面圖；
[0040]圖7是同電動自行車的圖4的VI1- VII線向視側(cè)剖面圖；
[0041]圖8是同電動自行車的主要部分放大剖面圖；
[0042]圖9是表示裝配同電動自行車的曲柄軸及曲柄傳感器等的裝配工序的剖面圖；
[0043]圖10是表示同電動自行車的裝配工序的剖面圖；
[0044]圖11是表示同電動自行車的裝配工序的剖面圖；
[0045]圖12是表示同電動自行車的裝配工序的剖面圖；
[0046]圖13是表示同電動自行車的裝配工序的剖面圖；
[0047]圖14是表示同電動自行車的裝配工序的剖面圖；
[0048]圖15是表示同電動自行車的裝配工序的剖面圖；
[0049]圖16是表示同電動自行車的裝配工序的剖面圖；
[0050]圖17是表示同電動自行車的裝配工序的剖面圖；
[0051]圖18是表示同電動自行車的裝配工序的剖面圖。

【具體實施方式】
[0052]下面，基于附圖對本發(fā)明的實施方式的電動自行車進行說明。此外，在以下的說明中，左右方向指的是朝向行進方向的狀態(tài)下的方向。
[0053]如圖1、圖2所示，I是電動自行車,該電動自行車I具備由頭管2a、前叉2b、下管(也稱為下管2c) 2c、立管(也稱為座管)2d、鏈條架2e、座架2f、梁托(也稱為底托架)2g等構(gòu)成的金屬制的框架(也稱為車架)2、旋轉(zhuǎn)自如地安裝于前叉2b的下端的前輪3、旋轉(zhuǎn)自如地安裝于鏈條架2e的后端的后輪4、變更前輪3朝向的手把5、車座6、由曲柄軸17和一對曲柄臂18構(gòu)成的曲柄7、旋轉(zhuǎn)自如地安裝于曲柄臂18的端部的踏板8、產(chǎn)生輔助驅(qū)動力(輔助力)的電動機10、進行包含電動機10在內(nèi)的各種電氣控制的控制部(未圖示)、向電動機10供給驅(qū)動用的電力的由二次電池構(gòu)成的蓄電池12、安裝于手把5等且乘車者等可操作的手邊操作部(未圖示)、以與曲柄7—體旋轉(zhuǎn)的方式安裝的作為人力驅(qū)動力輸出輪體的鏈輪(也稱為前鏈輪或曲柄齒輪)13、安裝于后輪4的輪轂(也稱為后輪轂)的作為后部輪體的后鏈輪(所謂的后輪齒輪)14、掛設(shè)于鏈輪13及后鏈輪14的作為環(huán)狀驅(qū)動力傳遞體的鏈條15、從側(cè)方覆蓋鏈條15等的鏈條蓋21等。此外，在該實施方式中，電動機10配設(shè)于前輪3的輪轂(也稱為前輪轂)16的內(nèi)部，控制部(未圖示)配設(shè)于蓄電池12的安裝部附近部位等，但控制部也可以配設(shè)于手邊操作部等其他部位。另外，蓄電池12是蓄電器的一個例子，理想的是二次電池，但作為蓄電器的其他例子，也可以是電容器等。另外，電動機10也可以配設(shè)于后輪轂的內(nèi)部，來代替配設(shè)于前輪轂16的內(nèi)部。
[0054]如圖2、圖3等所示，梁托2g以將下管2c的后端部、立管2d的下端部、與鏈條架2e的前端部連結(jié)的蓄電池搭載用托架19連結(jié)的狀態(tài)配設(shè)。而且，如圖3、圖4等所示，在梁托2g的內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)有曲柄軸17，并且配設(shè)有檢測與踏力對應(yīng)的力的扭矩傳感器23。此外，在圖3中，關(guān)于鏈輪13，僅表示的是支承也稱為星形輪的鏈輪13的齒輪部13a的部分。
[0055]如圖4所示，曲柄軸17分割為在外周側(cè)配設(shè)有扭矩傳感器23的曲柄軸主體17A和與該曲柄軸主體17A的一側(cè)(在該實施方式中，左側(cè))連結(jié)的曲柄輔助軸17B而構(gòu)成，這兩個曲柄軸主體17A和曲柄輔助軸17B通過連結(jié)螺栓25而連結(jié)。曲柄軸主體17A具有靠右側(cè)配設(shè)并結(jié)合有右側(cè)的曲柄臂18(18A)等的粗徑部17Aa、靠中央部及左側(cè)配設(shè)并且直徑比粗徑部17Aa細(xì)的細(xì)徑部17Ab。而且，在位于曲柄軸17的左右方向的大致中央的、曲柄軸主體17A的細(xì)徑部17Ab，以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)外裝有在外周形成有扭矩傳感器23的磁致伸縮部23a的扭矩檢測筒(傳感管)24。另外，在曲柄軸主體17A的細(xì)徑部17Ab的左端部，結(jié)合有曲柄輔助軸17B，曲柄輔助軸17B的與左側(cè)的曲柄臂18(18B)的結(jié)合部17Ba的直徑Dl形成為比曲柄軸主體17A的與曲柄輔助軸17B的連結(jié)部(細(xì)徑部17Ab的一部分)17Ac的直徑D2大。另外，曲柄軸主體17A的與右側(cè)的曲柄臂18(18A)的結(jié)合部17Ad的直徑D3也形成為比曲柄軸主體17A的與曲柄輔助軸17B的連結(jié)部(細(xì)徑部17Ab的一部分)17Ac的直徑D2大。此外，圖4的34是將曲柄臂卡止于曲柄軸的卡止螺栓，2gc、2gd為將從立管2d侵入的雨水等排出到外部(下方)而形成的孔部。
[0056]通過形成于該扭矩檢測筒24的齒狀部(鋸齒部)24a和形成于曲柄軸主體17A的細(xì)徑部17Ab的外周的齒狀部(鋸齒部)17Aba嚙合，由此，扭矩檢測筒(傳感管)24以與曲柄軸17 —體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)外嵌。另外，如圖4、圖8所示，在曲柄軸17的粗徑部17Aa，經(jīng)由粗徑軸承部26而旋轉(zhuǎn)自如地外嵌有旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27。在旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27且在左端部內(nèi)周，形成有齒狀部(鋸齒部)27a，通過該旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27的齒狀部(鋸齒部)27a與形成于扭矩檢測筒24的右端部外周的齒狀部(鋸齒部)24b嚙合，扭矩檢測筒24的旋轉(zhuǎn)傳遞到旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27,并與扭矩檢測筒24 —同一體地旋轉(zhuǎn)。
[0057]如圖4及圖9、圖10等所示，在扭矩檢測筒24的外周部的一部分，形成有其透磁率因經(jīng)由曲柄軸17而傳遞到扭矩檢測筒24的踏力的附加而變化的磁致伸縮部23a，在距該磁致伸縮部23a具有微小間隙的狀態(tài)下，配設(shè)有讀取透磁率的變化作為磁通的變化的搜索線圈23b。而且，由這些磁致伸縮部23a和搜索線圈23b構(gòu)成檢測基于扭矩檢測筒24的扭力的踏力的扭矩傳感器23。此外，搜索線圈23b及保持該搜索線圈23b的線圈保持體23c在相對于扭矩檢測筒24而旋轉(zhuǎn)自如的狀態(tài)下，外嵌于扭矩檢測筒24。
[0058]另外，在該實施方式中，鏈輪13及后鏈輪14分別由三級變速用齒輪構(gòu)成，在鏈輪13上組裝有大徑、中徑、小徑的齒輪部13a。而且，通過利用變速裝置22 (在圖1、圖2中，僅圖示后輪側(cè)的變速裝置22)變更鏈條15的位置，可切換地構(gòu)成變速級。在此，鏈輪13以與旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27 —體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)外嵌。此外，在鏈輪13的內(nèi)周(星形輪的內(nèi)周)和旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27的靠右部位外周，分別形成有齒狀部(鋸齒部)13b、27b，通過這些齒狀部(鋸齒部)13b,27b嚙合，旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27的旋轉(zhuǎn)傳遞到鏈輪13，鏈輪13與旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27 —體旋轉(zhuǎn)。
[0059]在梁托2的內(nèi)側(cè)配設(shè)有金屬制的中筒28。中筒28經(jīng)由左右的軸承29(29A、29B)而旋轉(zhuǎn)自如地被支承。左側(cè)的軸承29A其內(nèi)周部組裝于曲柄軸主體17A的細(xì)徑部17Ab的與曲柄輔助軸17B的連結(jié)部附近部位，中筒28的成為細(xì)徑的左端部內(nèi)周組裝固定于左側(cè)的軸承29A的外周部。另外，右側(cè)的軸承29B其內(nèi)周部組裝固定于旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27的左端部外周。此外，任何一個軸承29都在側(cè)面部具有密封部(在圖8中，僅表示右側(cè)的軸承29B的密封部29Bs，在圖5、圖7中，省略)，水等不會穿過軸承29的球部的配設(shè)空間等而侵入扭矩傳感器23的配設(shè)空間。另外，在中筒28的右端部側(cè)外周接著凸緣部28b而形成有外螺紋部28a，與形成于梁托2g的右端部側(cè)內(nèi)周的內(nèi)螺紋部2ga螺合。另外，在梁托2g的左端部側(cè)內(nèi)周，經(jīng)由輔助筒30而以插入中筒28的左端側(cè)而組裝的方式構(gòu)成。詳細(xì)而言，在形成于梁托2g的左端部側(cè)內(nèi)周的內(nèi)螺紋部2ga，螺合組裝有接著輔助筒30的凸緣部30a而形成的外螺紋部30b。而且，在將這些中筒28及輔助筒30組裝于梁托2g的狀態(tài)下，通過中筒28，覆蓋扭矩傳感器23、扭矩檢測筒24、曲柄軸主體17A的兩軸承29間的區(qū)域。
[0060]中筒28的左端部從與輔助筒30的內(nèi)周接觸的部位沿著徑方向延伸到與左側(cè)的軸承29A的外周接觸的部位，但如圖5所示，該沿徑方向延伸的側(cè)面部的一部分被切去，在該切口部位的、左側(cè)的軸承29A和中筒28的左端外周部內(nèi)面之間，配設(shè)有配線導(dǎo)向部件31。該配線導(dǎo)向部件31由橡膠等具有彈性的材料構(gòu)成，與扭矩傳感器23連接的扭矩傳感器連接配線32貫通該配線導(dǎo)向部件31并通向側(cè)方而取出到梁托2g的外部。另外，在中筒28的面向左側(cè)面部的部位，設(shè)有側(cè)視圓環(huán)狀的配線帽33。而且，通過該配線帽33，覆蓋扭矩傳感器連接配線32的從梁托2g伸出到側(cè)方的部位。另外，配線帽33的外周部的一部分被切去，從該配線帽33的切口部33a將扭矩傳感器連接配線32取出到外部。
[0061]另外，保持扭矩傳感器連接配線32的扭矩傳感器連接側(cè)端子的端子保持部件38與扭矩傳感器23的線圈保持體23c連結(jié)。如圖6所示，該端子保持部件38為在周方向的局部(在該實施方式所示的情況下，如圖6所示，上部)具有突部38a的圓環(huán)形狀，在突部38a位于形成在中筒28的上端部的凹部28e內(nèi)的狀態(tài)下，與線圈保持體23c連結(jié)。S卩，扭矩傳感器23的搜索線圈23b及線圈保持體23c以搜索線圈23b相對于形成在扭矩檢測筒24的外周的磁致伸縮部23a而具有微小間隙的狀態(tài)而被安裝，在扭矩傳感器23的搜索線圈23b及線圈保持體23c要與扭矩檢測筒24 —同旋轉(zhuǎn)的情況下，通過端子保持部件38的突部38a與中筒28的凹部28e的內(nèi)壁面抵接，扭矩傳感器23的搜索線圈23b及線圈保持體23c相對于周方向而被限位。
[0062]進而，在該實施方式中，具有多個變速用齒輪部13a的作為人力驅(qū)動力輸出輪體的鏈輪13在以相對于曲柄軸17的軸方向而不向梁托2g的內(nèi)部側(cè)移動的方式被限位的狀態(tài)下，外嵌于旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27。另外，通過擰入鏈輪13的左端部外周的安裝環(huán)35，鏈輪13以不向曲柄軸17的軸方向外部側(cè)移動的方式且被限位的狀態(tài)被組裝。
[0063]S卩，如圖8的放大圖所示，鏈輪13在其齒狀部13b的左端部從右側(cè)與形成于旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27的突條部27d抵接，且以相對于曲柄軸17的軸方向而不向梁托2g的內(nèi)部側(cè)移動的方式被限位的狀態(tài)下，外嵌于旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27。另外，旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27通過突條部27d與右側(cè)的軸承29B的右側(cè)面抵接，且與從左側(cè)將右側(cè)的軸承29B限位的限位環(huán)37抵接，相對于曲柄軸17的軸方向而被限位。
[0064]另外，右側(cè)的軸承29B通過形成于中筒28的靠右端部內(nèi)周的臺階部28c和嵌入形成于中筒28的右端部內(nèi)周的槽部28d的限位環(huán)36，以相對于曲柄軸17的軸方向而被限位的狀態(tài)被安裝。而且，在嵌有限位環(huán)36的中筒28的槽部28d和嵌有限位環(huán)37的旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27的槽部27f的、配設(shè)軸承29B的一側(cè)的相反側(cè)的側(cè)面，分別形成有越向配設(shè)軸承29B的部位部側(cè)直徑越擴大的傾斜面28da、27fa。
[0065]限位環(huán)36、37都是金屬制且具有彈性，在縮徑的狀態(tài)下配設(shè)于槽部28d、27f。由此，限制軸承29B的位置的限位環(huán)36、37在嵌入到槽部28d、27f時，以與傾斜面28da、27fa抵接的同時要擴大直徑并相對于軸方向而正確定位的狀態(tài)被配設(shè)，其結(jié)果是，右側(cè)的軸承29B相對于軸方向而正確定位。因此，旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27及鏈輪13也以相對于軸方向而正確定位的狀態(tài)配設(shè)，鏈輪13的各齒輪部13a也相對于軸方向而良好地定位，因此，在相對于各齒輪部13a切換鏈條15時，可良好地實現(xiàn)變更動作。
[0066]如圖3及圖9?圖18所示，上述曲柄軸17及扭矩傳感器23組裝到中筒28內(nèi)而被單元化，被單元化的曲柄單元40 (參照圖14、圖15等)組裝到梁托2g內(nèi)。
[0067]當(dāng)對向梁托2g內(nèi)的組裝順序進行說明時，如圖9、圖10所示，首先，將曲柄軸主體17A (詳細(xì)而言，曲柄軸主體17A的細(xì)徑部17Ab)插入組裝有扭矩傳感器23等的扭矩檢測筒24內(nèi)，然后將進行扭矩檢測筒24的進行限位的限位環(huán)41組裝于曲柄軸主體17A。接著，如圖10、圖11所示，將左側(cè)的軸承29A及限位環(huán)42組裝于曲柄軸主體17A的細(xì)徑部17Ab。然后，如圖11、圖12所示，將組裝有左側(cè)的軸承29B和粗徑軸承部26等的旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27、限位環(huán)(右側(cè)的曲柄臂18的限位用)42外嵌于曲柄軸主體17A的粗徑部17Aa。
[0068]此后，如圖12、圖13所示，將組裝有扭矩傳感器23、扭矩檢測筒24、旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27等的曲柄軸主體17A插入中筒28內(nèi)，并且安裝限位環(huán)(右側(cè)的軸承29B的限位用)36。接著，如圖13、圖14所示，用連結(jié)螺栓25將曲柄輔助軸17B安裝于曲柄軸主體17A的左端部(細(xì)徑部17Ab的端部)。由此，在曲柄軸17組裝有扭矩傳感器23等且由中筒28覆蓋的曲柄單兀40完成。
[0069]此后，如圖15所示，在由保護部件42覆蓋保護從左側(cè)的軸承29A伸出到外側(cè)的扭矩傳感器連接配線32的狀態(tài)下，將曲柄單元40插入梁托2g，進而，如圖16所示，利用夾具43將輔助筒30擰入梁托2g內(nèi)，并插入輔助筒30和中筒28之間。然后，如圖17所示，使配線帽33覆蓋左側(cè)的軸承29A的側(cè)方，并沿規(guī)定方向取出扭矩傳感器連接配線32。另外，利用安裝環(huán)35，將鏈輪13組裝于旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27，最后，如圖18所示，利用卡止螺栓34，將曲柄臂18安裝于曲柄軸17的兩端部。由此，能夠?qū)⑶S17及扭矩傳感器23良好地組裝于梁托2g。
[0070]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于將曲柄軸17分割為在外周側(cè)配設(shè)有扭矩傳感器23的曲柄軸主體17A和與該曲柄軸主體17A的一側(cè)連結(jié)的曲柄輔助軸17B而構(gòu)成，且曲柄輔助軸17B的與曲柄臂18B的結(jié)合部的直徑Dl或曲柄軸主體17A的與右側(cè)的曲柄臂18(18A)的結(jié)合部17Ad的直徑D3形成為比曲柄軸主體17A的與曲柄輔助軸17B的連結(jié)部的直徑D2大，因此，能夠使曲柄輔助軸17B或曲柄軸主體17A和曲柄臂18B、18A的結(jié)合部的直徑變粗，從而能夠維持良好的剛性。另外，曲柄軸主體17A的與右側(cè)的曲柄臂18(18A)的結(jié)合部17Ad為接近曲柄軸主體17A的粗徑部17Aa的粗細(xì)，因此，作為結(jié)合部能夠維持良好的剛性。
[0071]另外，由于將曲柄軸17分割為曲柄軸主體17A和曲柄輔助軸17B而構(gòu)成，因此，即使將扭矩傳感器23安裝于曲柄軸主體17A的細(xì)徑部，也可通過此后將曲柄輔助軸17B與曲柄軸主體17A連結(jié)，來無障礙地進行梁托2g內(nèi)的曲柄軸17或扭矩傳感器23的組裝作業(yè)。
[0072]另外，通過將曲柄軸主體17A的安裝扭矩傳感器23的部位即細(xì)徑部17Ab設(shè)為與現(xiàn)有的曲柄軸相同的直徑，也可使用現(xiàn)有同樣大小或形式的扭矩傳感器作為扭矩傳感器
23。由此，作為曲柄軸17或扭矩傳感器23、進而梁托2g，可使用小型的結(jié)構(gòu)(抑制了巨大化的結(jié)構(gòu))，并且可使用現(xiàn)有型的扭矩傳感器，因此，能夠?qū)⒅圃斐杀疽种频搅畠r的程度。即，在使用比現(xiàn)有還粗的曲柄軸或?qū)?yīng)于該曲柄軸的大小的扭矩傳感器的情況下，作為扭矩傳感器要使用新型且較大的扭矩傳感器，因此，作為梁托需要極其大型的結(jié)構(gòu)，有可能產(chǎn)生不適感，另外，由于需要新型的扭矩傳感器，因此，制造成本也有可能大幅度地增加，但在本構(gòu)造中，沒有這種情況。
[0073]另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過在旋轉(zhuǎn)自如地支承曲柄軸主體17A的右側(cè)的軸承29A和配設(shè)于梁托2g內(nèi)的中筒28之間配設(shè)配線導(dǎo)向部件31，且使扭矩傳感器連接配線32通過配線導(dǎo)向部件32并通向側(cè)方而取出到梁托2g的外部，能夠?qū)⑴ぞ貍鞲衅鬟B接配線32良好地取出到梁托2g的外部。另外，通過設(shè)置對扭矩傳感器連接配線32的從梁托2g伸出到側(cè)方的部位進行覆蓋的側(cè)視圓環(huán)狀配線帽33，即使在從梁托2g的周方向的任何位置取出扭矩傳感器連接配線32的情況下，也能夠從配線帽33的規(guī)定部位取出。S卩，由于是將組裝有曲柄軸17及扭矩傳感器23等的曲柄單元40擰入梁托2g的構(gòu)造，因此，從梁托2g的周方向的任何位置取出扭矩傳感器連接配線32不確定，但即使在從任何部位取出扭矩傳感器連接配線32的情況下，通過在配線帽33內(nèi)沿周方向配設(shè)扭矩傳感器連接配線32，也能夠從配線帽33中沿規(guī)定方向取出扭矩傳感器連接配線32。由此，能夠通過配線帽33而良好地覆蓋扭矩傳感器連接配線32，外觀得到改善。
[0074]另外，通過在梁托2g的內(nèi)側(cè)配設(shè)在左右兩端部內(nèi)側(cè)配設(shè)有旋轉(zhuǎn)自如地支承曲柄軸主體17A的軸承29 (29A、29B)的金屬制的中筒28，且由中筒28覆蓋扭矩傳感器23、扭矩檢測筒24、曲柄軸主體17A的兩軸承29 (29A、29B)間的區(qū)域，即使在雨水通過立管2d而流入梁托2g內(nèi)的情況下，也通過中筒28，來阻止上述雨水流入扭矩傳感器23的配設(shè)部分，因此，可靠性提高。另外，通過金屬制的中筒28，能夠防止來自外部的噪音等進入扭矩傳感器23的信號線(扭矩傳感器連接配線32)，由此，可靠性也提高。進而，由于能夠在由中筒28覆蓋曲柄軸17或扭矩傳感器23的配設(shè)部分的部分進行單元化，因此，也能夠比較容易且有效地進行向梁托2g的組裝作業(yè)等。
[0075]另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在曲柄軸主體17A的粗徑部17Aa，經(jīng)由粗徑軸承部26而旋轉(zhuǎn)自如地外嵌有旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27，且該旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27和扭矩檢測筒24以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)連接，在旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)外嵌有具有多級齒輪部13a的鏈輪13。因此，在利用變速裝置22變更鏈條15的位置而切換齒輪部13a時等，即使在較大的力從鏈輪13側(cè)作用于曲柄軸主體17A側(cè)等的情況下，也能夠由曲柄軸主體17A的粗徑部17Aa良好地承受該力，由此，電動自行車I的可靠性提高。
[0076]另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，經(jīng)由右側(cè)的軸承29B將旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)在配設(shè)于梁托2g的內(nèi)側(cè)的中筒28，且具有多級齒輪部13a的鏈輪13外嵌于旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27，使限制右側(cè)的軸承29B的向軸方向的位置的限位環(huán)36與形成于中筒28的槽部28d嵌合，在該槽部28d形成有越向軸承配設(shè)部側(cè)直徑越擴大的傾斜面28da，然后將限位環(huán)36以縮徑的狀態(tài)配設(shè)于上述槽部28d。由此，鏈輪13在以與軸承29B抵接而不向梁托2g的內(nèi)部側(cè)移動的方式良好地被限位的狀態(tài)下，外嵌于旋轉(zhuǎn)力傳遞筒27，因此，能夠阻止鏈條15的相對于各齒輪部13a的變更動作不良那樣的不良情況的發(fā)生，由此，也能夠提高電動自行車I的可靠性。
[0077]此外，在本實施方式中，由于在曲柄軸17和鏈輪13之間的傳遞人力驅(qū)動力的路徑，未設(shè)有單向離合器等不傳遞旋轉(zhuǎn)力的機構(gòu)，因此，優(yōu)選應(yīng)用于在后輪的輪轂上配設(shè)有通過使踏板反方向旋轉(zhuǎn)而工作的倒制動器(倒剎車)的情況，但不局限于此，也可應(yīng)用于設(shè)有通過設(shè)置于手把的制動桿而動作的鼓式制動器等通常的制動器的情況。
[0078]另外，在上述實施方式中，作為將來自踏板8的踏力傳遞到后輪4的驅(qū)動力傳遞體，對使用鏈條15的情況進行了描述，但不局限于此，也可以使用齒形帶來代替鏈條15。此夕卜，在使用齒形帶(驅(qū)動力傳遞齒形帶)的情況下，作為輸出人力驅(qū)動力的人力驅(qū)動力輸出輪體，可以使用驅(qū)動用前齒輪來代替鏈輪13，作為設(shè)置于后輪的輪轂的后部輪體，可以使用后齒輪來代替后鏈輪14。
[0079]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0080]本發(fā)明可應(yīng)用于可基于在來自踏板的踏力的人力驅(qū)動力上增加由電動機產(chǎn)生的輔助驅(qū)動力而進行行駛的各種電動自行車。
【權(quán)利要求】
1.一種電動自行車，可在基于來自踏板的踏力的人力驅(qū)動力上增加由電動機產(chǎn)生的輔助驅(qū)動力而進行行駛，其特征在于， 在與立管的下端部結(jié)合的梁托的內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)有曲柄軸，并且配設(shè)有檢測與踏力對應(yīng)的力的扭矩傳感器， 所述曲柄軸分割為在外周側(cè)配設(shè)有扭矩傳感器的曲柄軸主體和與該曲柄軸主體的一側(cè)連結(jié)的曲柄輔助軸而構(gòu)成， 所述曲柄輔助軸的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑和所述曲柄軸主體的與曲柄臂的結(jié)合部的直徑形成為比曲柄軸主體的與曲柄輔助軸的連結(jié)部的直徑大。
2.如權(quán)利要求1所述的電動自行車，其特征在于， 所述曲柄軸主體具有粗徑部和直徑比粗徑部細(xì)的細(xì)徑部， 在所述細(xì)徑部，以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)外裝有在外周形成有扭矩傳感器的磁致伸縮部的扭矩檢測筒， 在細(xì)徑部的端部結(jié)合有所述曲柄輔助軸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動自行車，其特征在于， 所述曲柄軸主體的與所述曲柄輔助軸的結(jié)合部附近部位由軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承， 在所述軸承和配設(shè)于梁托內(nèi)的中筒之間配設(shè)有配線導(dǎo)向部件， 與扭矩傳感器連接的扭矩傳感器連接配線向側(cè)方通過所述配線導(dǎo)向部件而被取出到梁托的外部。
4.如權(quán)利要求3所述的電動自行車，其特征在于， 設(shè)有覆蓋扭矩傳感器連接配線的從梁托伸出到側(cè)方的部位的側(cè)視圓環(huán)狀的配線帽。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的電動自行車,其特征在于， 在梁托的內(nèi)側(cè)配設(shè)有在左右兩端部內(nèi)側(cè)配設(shè)有旋轉(zhuǎn)自如地支承曲柄軸主體的軸承的金屬制的中筒， 所述中筒覆蓋扭矩傳感器、在外周形成有扭矩傳感器的磁致伸縮部的扭矩檢測筒、曲柄軸主體的兩軸承間的區(qū)域。
6.如權(quán)利要求2所述的電動自行車，其特征在于， 在所述曲柄軸主體的粗徑部，經(jīng)由粗徑軸承部旋轉(zhuǎn)自如地外嵌有旋轉(zhuǎn)力傳遞筒， 該旋轉(zhuǎn)力傳遞筒和所述扭矩檢測筒以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)連接， 在所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒，以一體旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)外嵌有具有多級齒輪部的人力驅(qū)動力輸出輪體。
7.如權(quán)利要求6所述的電動自行車，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒經(jīng)由軸承旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)在金屬制的中筒，該中筒配設(shè)于梁托的內(nèi)偵U， 具有多級齒輪部的人力驅(qū)動力輸出輪體外嵌于所述旋轉(zhuǎn)力傳遞筒， 限制所述軸承的向軸方向的位置的限位環(huán)嵌合在形成于所述中筒的槽部， 在所述槽部，形成有越向所述軸承配設(shè)部側(cè)直徑越擴大的傾斜面， 所述限位環(huán)以縮徑的狀態(tài)配設(shè)于所述槽部。
【文檔編號】B62M6/60GK104144848SQ201280071107
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月8日
【發(fā)明者】川上將史 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社