电动助力自行车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在来自踏板的踏力产生的人力驱动力上加上由电动机产生的辅助驱动力而可行驶的电动助力自行车。
【背景技术】
[0002]已知有如下的电动助力自行车，S卩，具有从蓄电池等蓄电器供电的电动机，利用扭矩传感器检测由施加于踏板上的踏力构成的人力驱动力，通过加上与人力驱动力对应的电动机的辅助驱动力(助力)，即使是上坡等也能够轻松行驶。
[0003]在该电动助力自行车中，具有将内置有电动机等的电动机驱动单元配设在设有曲轴的部位的构成。就这种配置构成的电动助力自行车而言，重量比较大的电动机驱动单元配置在电动助力自行车的前后方向中央(即，前轮与后轮之间的中间)的较低位置。因此，该配置构成的电动助力自行车与电动机内置于前轮的轮毂或后轮的轮毂的电动助力自行车相比，容易抬高前轮或后轮，即使公路上有台阶也能够容易地跨过等，车身的操作性良好，另外，行驶稳定性也良好。
[0004]作为设于这种电动助力自行车的电动机驱动单元，大体上具有电动机驱动单元100和电动机驱动单元200，电动机驱动单元100也称为所谓的双轴式，如图14所示，与配设在曲轴101的一端部附近的作为人力驱动力输出轮体的驱动链轮(也称为前链轮或大齿轮)102分体地具备将来自电动机的辅助驱动力输出的辅助驱动力输出链轮103 ；电动机驱动单元200也称为所谓的单轴式，如图15、图16所示，将由踏力实现的人力驱动力和由电动机实现的辅助驱动力在电动机驱动单元200内部合成，将合成的合力从驱动链轮201输出。
[0005]所述双轴式的电动机驱动单元100在例如专利文献1等中公开，如图14所示，辅助驱动力输出链轮103以从电动机驱动单元100的驱动链轮102的更靠后方的部位向比电动机驱动单元100的单元壳体104的更外侧突出的状态配设。而且，输出人力驱动力的驱动链轮102和输出辅助驱动力的辅助驱动力输出链轮103分别与作为环状驱动力传递体的链条105啮合，利用链条105将人力驱动力和辅助驱动力合成并向后轮侧传递。
[0006]在辅助驱动力输出链轮103的更后方配设有与啮合于辅助驱动力输出链轮103之后的链条105啮合并向下方进行引导的张紧装置(也称为导向装置)106。而且，通过设于该张紧装置106的张紧链轮107，使与辅助驱动力输出链轮103啮合的链条105的卷绕夹角增加。
[0007]另一方面，所谓单轴式的电动机驱动单元200在例如专利文献2等中公开，如图
15、图16所示，在对来自踏板的人力驱动力进行传递的曲轴202的外周配设有:通过细齿花键结合等传递所述人力驱动力的筒状人力传递体203、将经由该人力传递体203传递的人力驱动力和来自电动机204的辅助驱动力合成的合力体205。而且，来自人力传递体203的人力驱动力经由单向离合器206向合力体205传递而构成。另外，在合力体205的一端部形成有经由减速机构207传递来自电动机204的辅助驱动力的大径齿轮部205a，在合力体205的另一端部安装有与作为环状驱动力传递体的链条208啮合的作为驱动力输出轮体的驱动链轮201。而且，在合力体205中被合成的合力从驱动链轮201经由链条208向后轮侧传递。
[0008]如图15、图16所示，单轴式的电动机驱动单元200是仅使驱动链轮201与链条208啮合，将人力驱动力和辅助驱动力合成后的合力向链条208传递的方式。与之相对，如图14所示，双轴式的电动机驱动单元100需要使传递人力驱动力的驱动链轮102和传递辅助驱动力的辅助驱动力输出链轮103与链条105啮合，还需要使张紧链轮107与链条105啮合。
[0009]因此，单轴式的电动机驱动单元200通过设计电动机204或减速机构207等的配置，具有使电动机驱动单元200的侧面看的状态下的面积(来自横向的投影面积)比双轴式的电动机驱动单元100的面积小(可紧凑化)的优点。另外，在要安装所谓的前变速器的情况下，单轴式的电动机驱动单元200通过将驱动链轮201形成多级而可安装。另一方面，双轴式的电动机驱动单元100由于需要使驱动链轮102、辅助驱动力输出链轮103和张紧链轮107与链条105啮合，故而难以安装前变速器。
[0010]另外，单轴式的电动机驱动单元200还具有可以不设置张紧链轮107等张紧装置106的优点。另外，作为用于电动助力自行车的制动装置，与普通的自行车一样，大多情况下使用通过操作安装于车把上的制动杆而进行制动的轮边制动器、带式制动器或辊式制动器等，但根据地域不同，或根据司机的期望等不同，有时期望将通过使踏板向与前进行驶时的旋转方向相反的方向旋转而进行制动的倒蹬闸安装在后轮。在该情况下，在使踏板反向旋转时，作用将链条的下侧部分向前方拉伸那样的张力，因此，在双轴式的电动机驱动单元100中，作为张紧装置106需要特别的设计。而在单轴式的电动机驱动单元200中，还具有不需要这种特别的设计的优点。
[0011]此外，在具有这种优点的单轴式的电动机驱动单元200中，大多情况下在对来自曲轴202的人力驱动力进行传递的人力传递体203的外周面和其对向部分设置检测人力驱动力的磁致伸缩式扭矩传感器209。S卩，在人力传递体203的外周面形成有磁致伸缩发生部209b，并且以与该磁致伸缩发生部209b相对的方式配设有检测在磁致伸缩发生部209b的磁变动的线圈209a。而且，在踏下左右踏板时，曲轴202由于踏力(人力驱动力)而扭转，故而利用所述扭矩传感器209检测对来自曲轴202的人力驱动力进行传递的人力传递体203的扭转状态。
[0012]但是，在这样的单轴式的电动机驱动单元200中，在安装前变速器的情况下，考虑将设于运动用的自行车等那样的外装变速器配设在曲轴的侧方。即，考虑在图16所示那样的驱动链轮201的部位，相对于沿着曲轴202的轴心方向的方向(也称为车宽方向)错开位置而配设多个驱动链轮，并且在这些驱动链轮的附近设置使链条在车宽方向移动的前变速器。
[0013]专利文献1:(日本)特开2009 - 208710号公报
[0014]专利文献2:(日本)特开平10 - 250673号公报
[0015]但是，在这种单轴式的电动机驱动单元设置外装变速器的情况下，可能产生以下的课题。
[0016]首先，由于是将多个驱动链轮横向并排地配设的构成，并且是对这些多个驱动链轮切换链条的构成，故而需要使用相对于车宽方向比普通的链条小的尺寸的(薄)链条。但是，这种电动助力自行车中，不仅人力驱动力作用于链条上，而且合并了辅助驱动力的力也作用于链条上，故而，当使用相对于车宽方向比普通的链条小的尺寸的(薄)链条时，链条的耐用年数成为极短的期间，产生零件更换的频率变快，或辅助驱动力不充分的课题。
[0017]另外，在将前变速器设于自行车的情况下，大多情况下设置在驱动链轮的斜上后方位置，但在电动助力自行车中，该部位配设有蓄电池的底座或蓄电池，故而还产生这些零件(底座或蓄电池)与前变速器发生干扰，难以良好地配设二者的课题。
[0018]另外，由于前变速器在外部露出而设置，故而前变速器或链条与前变速器的啮合部分等在行驶中可能与障碍物等抵接等而损伤或链条脱落，可靠性降低。
[0019]另外，在电动助力自行车中，不仅人力驱动力作用于链条上，而且合并了辅助驱动力的力也作用于链条上，因此，作为前变速器，也必须开发即使在作用较大的扭矩的情况下也能够切换的专用的前变速器。
[0020]此外，考虑代替在单轴式的电动机驱动单元设置外装变速器，而内装使用了行星齿轮机构的变速器，但在该情况下，由于使用行星齿轮机构，扭矩的传递效率可能会下降。
【发明内容】
[0021]为了解决上述课题，本发明的目的在于提供一种电动助力自行车，能够良好地进行变速，且可防止链条等零件的更换频率变快，并且可附加足够的辅助驱动力，还不产生底座或蓄电池与前变速器的干扰的课题，进而不开发专用的前变速器即可，并且不会导致扭矩的传递效率的下降。
[0022]为了解决上述课题，本发明提供一种电动助力自行车，具备电动机的电动机驱动单元配设在前轮与后轮之间的中间位置，在来自踏板的踏力产生的人力驱动力上加上由电动机产生的辅助驱动力而可行驶，其中，对来自所述踏板的人力驱动力进行传递的曲轴和所述电动机以将相互不同的轴心为中心进行旋转地配设，在所述曲轴的外周配设有对所述人力驱动力进行传递的筒状的人力传递体，在所述曲轴的外周配设有对将人力驱动力和来自电动机的辅助驱动力合成的合力进行传递的合力传递体，并且设有减速机构，该减速机构具有多对减速齿轮和可与这些减速齿轮卡合的选择离合器，将所述人力驱动力和所述辅助驱动力合成，并且对所述人力驱动力和所述辅助驱动力合成而成的合力进行变速，所述人力传递体、所述合力传递体