(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸に入力されたペダル踏力と電動モータからの補助力との合力を出力するパワーユニットと、上記電動モータによる補助力を可変制御するコントロールユニットとを備えた電動補助車両において、上記コントロールユニットを、上記パワーユニットのケーシングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置し、かつ該ケーシングに着脱可能に固定し、該コントロールユニットの少なくとも一部は上記パワーユニットを車体フレームに取り付ける取付けブラケット内に側面視で隠れるように位置していることを特徴とする電動補助車両。
【請求項２】
クランク軸に入力されたペダル踏力と電動モータからの補助力との合力を出力するパワーユニットと、上記ペダル踏力を検出する踏力センサと、該踏力センサにより検出されたペダル踏力に基づいて上記電動モータからの補助力を可変制御するコントロールユニットとを備えた電動補助車両において、上記コントロールユニット及び踏力センサを上記パワーユニットのケーシングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置し、かつ該ケーシングに着脱可能に固定したことを特徴とする電動補助車両。
【請求項３】
請求項２において、上記パワーユニットが、クランク軸と同軸配置され、遊星ギヤにペダル踏力が入力され、リングギヤ又はサンギヤの何れか一方から出力される遊星ギヤ機構を備えたものであり、上記踏力センサが、上記リングギヤ又はサンギヤの何れか他方を該他方に作用する反力に抗して回動付勢する反力受部と、該他方の回動角度を検出する角度検出部とを分離形成したものであり、該反力受部及び角度検出部が上記ケーシングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置されていることを特徴とする電動補助車両。
【請求項４】
請求項３において、上記角度検出部の回転軸がクランク軸に垂直方向に配置されていることを特徴とする電動補助車両。
【請求項５】
請求項２ないし４の何れかにおいて、上記踏力センサを、その少なくとも一部が上記パワーユニットを車体フレームに取り付ける取付けブラケット内に側面視で隠れるように配置したことを特徴とする電動補助車両。
【請求項６】
請求項２ないし５の何れかにおいて、車速を検出する車速センサを上記パワーユニットのケーシングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置し、かつ該ケーシングに着脱可能に固定したことを特徴とする電動補助車両。
【請求項７】
請求項２ないし６の何れかにおいて、上記コントロールユニット，踏力センサ，車速センサの少なくとも各々の一部を上記取付ブラケット内に側面視で隠れるように配置したことを特徴とする電動補助車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペダル踏力に応じた補助駆動力を電動モータから車輪に供給するようにした電動補助車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ペダルに入力されたペダル踏力と電動モータからの補助駆動力との合力を車輪に供給するようにした電動補助自転車が注目されている（例えば、特願平６−３２４６８６号参照）。この電動補助自転車は、ペダル踏力と電動モータからの補助駆動力との合力を出力するパワーユニットと、ペダル踏力を検出する踏力検出装置と、該踏力検出値に応じて上記電動モータの出力を可変制御するコントロールユニットとを備えている。
【０００３】
この種の電動補助車両では、上記パワーユニット，コントロールユニットの取付け強度，配置スペースの確保，及び外力による損傷の防止等のために該パワーユニット等をメインチューブの下側に沿うように別々に配列し、ブラケットを介して固定するとともに、カバー部材で覆った構造のものが一般的である。
【０００４】
また上記ペダル踏力を検出する装置として、従来、図１４に示すように、反力受け部と角度検出部とを一体に組合わせた構造のものがある。即ち、この踏力検出装置２００は、クランク軸２０１に作用するペダル踏力の大きさに応じて図示反時計方向に回動するトルク板２０２と、該トルク板２０２の当接部２０２ａに当接可能に軸支された角度検出部としての回動レバー２０３と、該回動レバー２０３を反時計方向に付勢する反力受け部２０４とを備えており、上記回動レバー２０３の回動角度をポテンショメータ２０５で検出するように構成されている。また反力受け部２０４は、支持板２０６に固定されたシリンダ部２０７と該シリンダ部２０７内に摺動自在に挿入されたピストン部２０８との間にスプリング２０４ａを介在させた構造となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の補助電動自転車のようにパワーユニット，コントロールユニットをメインチューブに沿って別々に配置する構造では、これら全体を覆う大型のカバー部材が必要であり、また別部品の取付け用ブラケットが必要であることから、組み立てコスト，部品コストが上昇するという問題がある。また両ユニットを別々に配置した構造では、コントロールユニット周辺のワイヤハーネス，カプラの配索が複雑となり易く、さらに配置スペースが大きくなり大型化するという問題がある。
【０００６】
また、上記従来の踏力検出装置では、反力受け部と角度検出部とを一体に組み合わせた構造であるので、これらを収納するケース部の突出寸法が大きくなり、ケーシング全体が大型化するという問題がある。このためパワーユニットの車体レイアウトを変更する場合の取付け位置に対する自由度が低いという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、組み立て工数，部品点数を削減してコストを低減できるとともに、配置スペースを縮小してコンパクト化に対応でき、さらには取付け位置に対する自由度を向上できる電動補助車両を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、クランク軸に入力されたペダル踏力と電動モータからの補助力との合力を出力するパワーユニットと、上記電動モータによる補助力を可変制御するコントロールユニットとを備えた電動補助車両において、上記コントロールユニットを、上記パワーユニットのケーシングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置し、かつ該ケーシングに着脱可能に固定し、該コントロールユニットの少なくとも一部は上記パワーユニットを車体フレームに取り付ける取付けブラケット内に側面視で隠れるように位置していることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明は、クランク軸に入力されたペダル踏力と電動モータからの補助力との合力を出力するパワーユニットと、上記ペダル踏力を検出する踏力センサと、該踏力センサにより検出されたペダル踏力に基づいて上記電動モータからの補助力を可変制御するコントロールユニットとを備えた電動補助車両において、上記コントロールユニット及び踏力センサを上記パワーユニットのケーシングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置し、かつ該ケーシングに着脱可能に固定したことを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２において、上記パワーユニットが、クランク軸と同軸配置され、遊星ギヤにペダル踏力が入力され、リングギヤ又はサンギヤの何れか一方から出力される遊星ギヤ機構を備えたものであり、上記踏力センサが、上記リングギヤ又はサンギヤの何れか他方を該他方に作用する反力に抗して回動付勢する反力受部と、該他方の回動角度を検出する角度検出部とを分離形成したものであり、該反力受部及び角度検出部が上記ケーシングのクランク軸径方向外周面に沿うように配置されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３において、上記角度検出部の回転軸がクランク軸に垂直方向に配置されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項２ないし４の何れかにおいて、上記踏力センサをその少なくとも一部が上記パワーユニットを車体フレームに取り付ける取付けブラケット内に側面視で隠れるように配置したことを特徴としている。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項２ないし５の何れかにおいて、車速を検出する車速センサを上記パワーユニットのケーシングの外周面に沿うように配置し、該ケーシングに固定したことを特徴としている。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項２ないし６の何れかにおいて、上記コントロールユニット，踏力センサ，車速センサの少なくとも各々の一部を上記取付ブラケット内に側面視で隠れるように配置したことを特徴としている。
【００１６】
ここで本発明における踏力検出装置には、回転式ポテンショメータ及び往復式リニアポテンショメータが採用可能である。
【００１７】
また本発明におけるケーシングのクランク軸径方向外周面とは外周面のうちクランク軸と交差する端面を除く趣旨である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。図１ないし図６は、請求項１の発明の一実施形態による電動補助自転車を説明するための図であり、図１は電動補助自転車の左側面図、図２，図３はパワーユニットの断面図，一部断面側面図、図４〜図６はそれぞれパワーユニットの車体搭載状態を示す左側面図，右側面図，背面図である。ここで本実施形態でいう前後左右とは自転車に乗車した状態での前後左右である。
【００１９】
図において、１は電動補助自転車であり、これの車体フレーム２は、前輪３が回転自在に支持されたフロントフォーク４を回動自在に支持するヘッドパイプ２ａと、該ヘッドパイプ２ａから後方に斜め下方に延びるメインチューブ２ｂと、該メインチューブ２ｂの後端部から上方に起立するシートチューブ２ｃとを一体に結合して構成されている。
【００２０】
上記メインチューブ２ｂとシートチューブ２ｃとの結合部には取付けブラケット５が溶接固定されている。該ブラケット５は、側面視で略円弧状をなしチューブ結合部を左，右から覆う左，  右側壁５ａ，５ｂと該両側壁間を後部から上部にかけて覆う上壁５ｃとからなる横断面略コ字状に形成された板金製のものである。
【００２１】
上記ブラケット５には車体後方に延びる左，  右一対のチェーンステー６の前端部が接続されており、各チェーンステー６の後端部と上記シートチューブ２ｃの上端部とは左，  右一対のシートステー７で連結されている。このチェーンステー６とシートステー７とは後輪ブラケット８を介して一体に結合されており、該ブラケット８に後輪９が回転自在に支持されている。上記フロントフォーク４の上端にはハンドル１０が装着されており、また上記シートチューブ２ｃの上端にはサドル１１が装着されたシートピラーチューブ１２が高さ調整可能に挿着されている。
【００２２】
上記取付けブラケット５により駆動装置２０が懸架支持されている。この駆動装置２０は、クランク軸１３に入力されたペダル踏力により後輪９を回転駆動する人力駆動機構と、電動モータ２１からの補助駆動力により後輪９を回転駆動する電動駆動機構とを備えている。なお、上記ペダル踏力と補助駆動力とはパワーユニット２２内で合力された後に後輪９に伝達される。
【００２３】
上記人力駆動機構は、上記取付けブラケット５に固定されたパワーユニット２２内にクランク軸１３を車幅方向に貫通するようにかつ回転自在に配置し、該クランク軸１３の両端にクランク１４を固着し、該クランク１４の先端にペダル１５を回転自在に装着し、上記クランク軸１３に入力されたペダル踏力を後述する遊星歯車式増速機構１６からチェーンスプロケット１７，チェーン１８，フリーホイール（不図示）を介して後輪９に伝達するように構成されている。
【００２４】
上記電動駆動機構は、電動モータ２１からの補助力と上記ペダル踏力との合力を出力する上記パワーユニット２２と、上記電動モータ２１に電源を供給するバッテリ２３と、該電動モータ２１の補助力を可変制御するコントロールユニット２４とを備えている。
【００２５】
上記バッテリ２３は略直方体状をなし、その内部には直列接続された多数のＮｉ−Ｃｄ単電池が収納されており、該バッテリ２３は上記シートチューブ２ｃの前側にこれの長手方向に沿って配置固定されている。このバッテリ２３には車載状態でモータ側と接続される放電用端子と、充電用端子（不図示）が設けられており、バッテリ２３は車載状態で、及び車体から取りはずして家の中で充電できるようになっている。
【００２６】
上記パワーユニット２２は、アルミダイキャスト製のケーシング２６内に上記遊星歯車式増速機構１６，及び踏力検出装置２７を収納して構成されている。上記ケーシング２６はケース本体３０と、該ケース本体３０の左側壁に形成された開口を閉塞する蓋部材３１とからなり、該蓋部材３１はケース本体３０にねじ止め固定されている。
【００２７】
上記ケース本体３０の上壁の前部，及び後部にはそれぞれ車幅方向に延びるボス部３０ａ，３０ｂが一体形成されている。このケース本体３０は上記ボス部３０ａ，３０ｂを上記取付けブラケット５の左，  右側壁５ａ，５ｂ間に位置させボルト３２ａ，３２ａを挿通し、ナット３２ｂ，３２ｂを螺着することにより取付けブラケット５に締め付け固定されている。
【００２８】
上記ケーシング２６には上記クランク軸１３がこれの両端部をケース外方に突出させて挿入されており、該クランク軸１３の左端部は蓋部材３１のボス部に軸受３３を介して支持されている。また上記クランク軸１３の右端部には軸受３４を介して略筒状の合力軸３５が相対回転自在に装着されており、該合力軸３５の軸方向中央部には大径の出力歯車３５ａが一体形成されている。上記合力軸３５は軸受３６を介して上記ケース本体３０のボス部に支持されており、該合力軸３５の外端に上記チェーンスプロケット１７がスプライン結合されている。
【００２９】
また上記ケース本体３０の下部にはモータ取付け座３０ｃが一体形成されており、該取付け座３０ｃには上記電動モータ２１が上記蓋部材３１とともにボルト３７により共締め固定されている。この電動モータ２１の回転軸２１ａは上記クランク軸１３と平行に配置されており、該回転軸２１ａはケース本体３０内に突出している。この回転軸２１ａの突出部には小径歯車４０がスプライン結合されている。なお、小径歯車４０はケース本体３０と蓋部材３１で両端支持されている。
【００３０】
上記クランク軸１３と回転軸２１ａとの間にはこれと平行をなすようにドライブ軸４１が配設されており、該ドライブ軸４１は軸受４２，４２を介してケース本体３０，蓋部材３１に支持されている。このドライブ軸４１の左端部にはワンウェイクラッチ４３を介在させて大径歯車４４が装着されており、該大径歯車４４は中間歯車４５を介して上記回転軸２１ａの小径歯車４０に噛合している。この中間歯車４５はドライブ軸４１と回転軸２１ａとの間に配設されており、軸受４６，４６を介してケース本体３０，蓋部材３１に支持されている。また上記ドライブ軸４１の右端部には小径歯車４１ａが一体形成されており、該歯車４１ａは上記合力軸３５の出力歯車３５ａに噛合している。
【００３１】
上記クランク軸１３の軸方向中央部には上述の遊星歯車増速機構１６が装着されている。これは上記合力軸３５の内端部に一体形成されたサンギヤ３５ｂと、該サンギヤ３５ｂの周囲に自転公転自在に装着された複数の遊星ギヤ４７と、該各遊星ギヤ４７に噛合する大略碗状をなすリングギヤ４８とを備えており、該リングギヤ４８はクランク軸１３に相対回転自在に装着されている。また上記各遊星ギヤ４７はクランク軸１３にワンウェイクラッチ４９を介して装着されたキャリア５０に回転自在に支持されている。
【００３２】
これによりクランク軸１３に入力されたペダル踏力は遊星歯車増速機構１６を介して合力軸３５に伝わり、チェーンスプロケット１７，チェーン１８を介して後輪９に伝達される。一方の電動モータ２１の駆動力は、小径歯車４０，中間歯車４５，大径歯車４４を介してドライブ軸４１から出力歯車３５ａに伝達され、ここでクランク軸１３からのペダル踏力と合力されて上記後輪９に伝達される。
【００３３】
また上記ドライブ軸４１の軸方向中央部には車速検出装置５１が配設されている。この車速検出装置５１は上記ドライブ軸４１の周方向に等間隔ごとに配設された４個の磁石５２と、該磁石５２に対向するリードスイッチ式の車速センサ５３とからなり、該車速センサ５３はケース本体３０の底壁にボルト締め固定されている。上記車速検出装置５１では、クランク軸１３の回転を遊星歯車増速機構１６から出力歯車３５ａ，小径歯車４１ａへと２段増速されたドライブ軸４１の磁石５２の回転をリードスイッチ式センサ５３で検出するので、少ない磁石でも十分検出精度を高めながらコストの低減を図ることができる。
【００３４】
上記ケーシング２６の前側には上記踏力検出装置２７が配設されている。この踏力検出装置２７は、上記リングギヤ４８の前部に固着された略鉤状をなすトルク板５５と、該トルク板５５の回動に伴って揺動する回動レバー５６と、該レバー５６の回動角度を検出するポテンショメータ５７と、上記トルク板５５を反回動方向に付勢する押圧機構５８とを備えている。
【００３５】
上記押圧機構５８は、ケース本体３０に螺着固定されたシリンダ部５９にピストン部６０を進退可能に挿入し、該ピストン部６０とシリンダ部５９との間にコイルスプリング６１を配設して構成されており、上記ピストン部６０に上記トルク板５５の先端面５５ａが当接している。
【００３６】
上記トルク板５５の屈曲部にはケース本体３０に螺着されたポテンショメータの０点調整用のストッパボルト６２が当接しており、該ストッパボルト６２によりトルク板５５の時計方向への回動を規制している。また上記トルク板５５の屈曲部にはピン６３が植設固定されている。
【００３７】
上記回動レバー５６の先端部には溝部５６ａが切り欠いて形成されており、該溝部５６ａ内に上記ピン６３が係合している。また上記回動レバー５６の基部には上記ポテンショメータ５７の入力軸６４が挿入固定されており、このポテンショメータ５７はケース本体３０の前端部右壁にボルトじめ固定されている。そしてこのポテンショメータ５７が上記入力軸６４の回動角度を検出し、該検出値をリード線（不図示）を介してコントロールユニット２４に出力するようになっている。
【００３８】
上記コントロールユニット２４は、上記ポテショメータ５７の検出値からペダル１５に加えられたペダル踏力の大きさを求めるとともに、車速センサ５３からの回転速度を求め、内蔵する補助駆動力制御マップに基づいて補助駆動力を演算し、該補助駆動力に対応した電流をバッテリ２３から電動モータ２１に給電するように構成されている。この補助駆動力は、上記ペダル踏力１に対して車速が０〜１５Ｋｍ／ｈまではほぼ１：１に設定され、また１５Ｋｍ／ｈを越えた時点から次第に小さくなり、２４Ｋｍ／ｈに達した時点でゼロになるように設定されている。
【００３９】
上記コントロールユニット２４は基板２４ｃ上にはんだ付けされた電子部品２４ａを金属製のコントロールボックス２４ｂに伝熱可能に固定し、空間に樹脂を充填したもので、該コントロールボックス２４ｂはケース本体３０に突設された放熱ボス部３０ｅに着脱可能にボルト６６により締め付け固定されている。また該コントロールユニット２４の上半部は上記取付けブラケット５内に位置しており、左，  右側壁５ａ，５ｂ及び上壁５ｃにより囲まれている。
【００４０】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、コントロールユニット２４をパワーユニット２２のケース本体３０の後壁面に沿うように固定してパワーユニット２２と一体化したので、従来の別々に配列する場合のような大型カバー部材，取付け用ブラケットを不要にでき、組付けコスト及び部品コストを低減できる。
【００４１】
また上記パワーユニット２２とコントロールユニット２４とを一体化したので、ユニット本体２４ａからモータ２１，ポテンショメータ５７，車速センサ５１までの配線長さを短くでき、コントロールユニット２４周辺の配索を簡略化でき、また車体搭載時のレイアウトの自由度を向上できるとともに、配置スペースを縮小して車体全体を小型化できる。
【００４２】
さらに上記ケース本体３０の後壁面に放熱ボス部３０ｅを形成し、該放熱ボス部３０ｅにコントロールユニット２４のコントロールボックス２４ｂを当接させたので、該コントロールユニット２４の発熱をケース本体３０に放熱させることができ、コントロールユニット２４の温度上昇を抑制できる。
【００４３】
本実施形態では、上記コントロールユニット２４の上半部をパワーユニット２２を車体フレームに取付けるための取付けブラケット５内に配置し、該ブラケット５の左，  右側壁５ａ，５ｂ及び上壁５ｃにより覆ったので、別部品のカバー部材を不要にしながら飛び石等による損傷を防止でき、この点からもコストを低減できる。また上記ケース本体３０の後部とブラケット５との間の空きスペースを有効利用してコントロールユニット２４を配置でき、小型化を図ることができる。
【００４４】
さらにハンドル１０廻りに配設されたメインスイッチ，パイロットランプ等を配線を介してコントロールユニット２４に接続する場合、該配線をメインチューブ２ｂ内を通して上記ブラケット５内でコントロールユニット２４に容易にジョイントすることができ、カプラの外方露出を防止して外観の低下を回避でき、また外力による損傷を防止できる。
【００４５】
また、上記コントロールユニット２４をパワーユニット２２の背面に配置し、また踏力検出装置２７を前面に配置したので、例えばコントロールユニット，踏力検出装置をメインチューブの下面とパワーユニットとを間に配置する場合に比べてメインチューブの地上高さを低くすることができ、乗降性を向上できる。またパワーユニットとメインチューブとの間隔が狭くなり、取付けブラケット５の上下方向長さを短くすることができ、それだけ該取付けブラケットのパワーユニット取付け剛性を向上できる。即ち、上記コントロールユニット，踏力検出装置をメインチューブ下面とパワーユニットとを間に配置した場合には、パワーユニットを懸架するための取付ブラケットのアーム長さを延長する必要があり、それだけ剛性が低下するという問題が懸念される。
【００４６】
図７ないし図１３は、請求項２〜７の発明の一実施形態による電動補助自転車を説明するための図であり、図７は電動補助自転車の左側面図、図８は補助駆動装置の左側面図、図９〜図１１はそれぞれパワーユニットの左側面図，平面図，断面底面図、図１２，図１３は踏力検出装置の左側面図，構成図である。なお、各図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００４７】
本実施形態の電動補助自転車８０の車体フレーム２には駆動装置８１が懸架支持されており、この駆動装置８１は、クランク軸１３に入力されたペダル踏力と電動モータ８２からの補助駆動力との合力を出力するパワーユニット８３と、上記電動モータ８２に電源を供給するバッテリ８４と、該電動モータ８２の補助力を可変制御するコントロールユニット８５，及び上記ペダル踏力を検出する踏力検出装置８６とを備えている。なお、８１ａは上記駆動装置８１を上方から覆うカバーである。
【００４８】
上記バッテリ８４は直方体状をなし、その内部には直列接続された多数のＮｉ−Ｃｄ単電池が収納されている。該バッテリ８４は、車体フレーム２を構成するシートチューブ２ｃの後方に該チューブ２ｃに沿って配置されており、該バッテリ８４の下端部は取付けブラケット５の上壁５ｃにボルト８８ａで固定された有底筒状の支持ボックス８８内に嵌装されている。この嵌装によりバッテリ下部の放電雌端子８４ａは支持ボックス８８側の放電雄端子（不図示）と電気的に接続されている。またバッテリ８４の上端部は左，  右のシートステー７，７間を通って上方に突出し、両シートステー７，シートチューブ２ｃ，及びリヤフェンダ９ａで囲まれて支持されており、上方向にのみ出し入れ可能となっている。上記バッテリ８４の上部には把手８７ａ，及び充電用端子８７ｂが装着されている。
【００４９】
上記パワーユニット８３は、アルミダイキャスト製のケーシング９０内に遊星ローラ式減速機構９１，遊星歯車式増速機構９２，及び上記踏力検出装置８６を収納して構成されている。上記ケーシング９０は、大略有底筒状のケース本体９３と、該ケース本体９３の左側壁に形成された開口を閉塞する蓋部材９４とからなり、該蓋部材９４はケース本体９３にボルト９５により着脱可能に締結されている。
【００５０】
上記ケース本体９３の上壁の前部，及び後部にはそれぞれ車幅方向に延びるボス部９３ａ，９３ｂが一体形成されている。このケース本体９３はこれのボス部９３ａ，９３ｂを上記取付けブラケット５の左，  右側壁５ａ，５ｂ間に位置させボルト８９ａ，８９ａ，ナット８９ｂ，８９ｂにより締め付け固定されている。また上記ケース本体９３の前端のフランジ部に上記電動モータ８２のフランジ部がボルト締め固定されており、該モータ８２の回転軸８２ａはクランク軸１３と直角方向に向けて配置されている。
【００５１】
上記ケーシング９０内には上記クランク軸１３が車幅方向に挿入されており、該クランク軸１３の両端部はケース外方に突出している。このクランク軸１３の左側端部は軸受９６を介して蓋部材９４のボス部により回転自在に支持されている。また上記クランク軸１３の右側端部には軸受９７を介して略筒状の合力軸９８が相対回転自在に装着されており、該合力軸９８の軸方向中央部には大径の出力歯車９８ａが一体形成されている。上記合力軸９８は軸受９９を介してケース本体９３のボス部により回転自在に支持されており、該合力軸９８の外端にチェーンスプロケット１７がスプライン結合されている。
【００５２】
上記クランク軸１３の軸方向中央部には上述の遊星歯車増速機構９２が装着されている。これはクランク軸１３に回転自在に挿着された太陽歯車１００と、該太陽歯車１００の周囲に自転公転自在に噛合する３個の遊星歯車１０１と、各遊星歯車１０１に噛合する大略碗状をなす外周歯車１０２とを備えている。また上記各遊星歯車１０１はクランク軸１３に後輪からの回転力がクランク軸１３に伝わるのを阻止するワンウェイクラッチ１０３を介して装着されたキャリア１０４に回転自在に支持されている。
【００５３】
上記外周歯車１０２の底壁には上記合力軸９８の出力歯車９８ａがリベットにより固定されている。これによりクランク軸１３に入力されたペダル踏力は遊星歯車増速機構９２の外周歯車１０２を介して出力歯車９８ａに伝わり、チェーンスプロケット１７，チェーン１８を介して後輪９に伝達される。
【００５４】
上記電動モータ８２の回転軸８２ａ（サンローラに相当）には上記遊星ローラ式減速機構９１が装着されている。これは上記回転軸８２ａと同軸をなすように固定された大径円筒状の外輪１１０と、該外輪１１０と上記回転軸８２ａとの間に配設され、両者８２ａ，１１０に当接する複数個の遊星ローラ１１１と、該遊星ローラ１１１を軸受１１２を介して回転自在に支持するピン１１３とを備えている。また上記外輪１１１の両端面には各遊星ローラ１１１の軸方向移動を規制するガイド板１１４，１１５が配設されており、該ガイド板１１４，１１５はボルト１１６によりモータ８２のフランジ部に共締め固定されている。なお外輪１１０の外周面はモータ８２をケース本体９３に固定する際のインロー部として機能し、これによってモータ軸と後述の歯車部材１１８との同心度が高精度に出るようにしている。
【００５５】
上記各ピン１１３には有底筒状のキャリア１１７が固定されており、該キャリア１１７の軸芯には出力歯車部材１１８の軸部が挿入されている。この出力歯車部材１１８は軸受１１９を介してケース本体９３に回転自在に支持されており、該出力歯車部材１１８は上記合力軸９８の出力歯車９８ａに噛合している。また上記出力歯車部材１１８の軸部とキャリア１１７とはワンウェイクラッチ１２０を介在させて連結されており、該ワンウェイクラッチ１２０は人力のみによる走行時に踏力がモータ８２に伝わるのを回避している。これによりモータ８２の駆動力は、遊星ローラ式減速機構９１により減速されてキャリア１１７から出力歯車部材１１８を介して合力軸９８に伝達され、ここでクランク軸１３からの踏力と合力されて後輪９に伝達される。
【００５６】
上記ケース本体９３には上述の踏力検出装置８６が配設されている。この踏力検出装置８６は、図１２，図１３に示すように、上記ケース本体９３の底部に配設された反力受部１２５と、該ケース本体９３の上壁後部に配設された角度検出部１２６とからなり、両者１２５，１２６はケース本体９３の外周面に沿って分離配置されている。
【００５７】
上記反力受部１２５は、上記ケース本体９３の底壁に膨出形成された受け部９３ｃの開口に支持板１２７をボルト締め固定し、上記受け部９３ｃ内にコイルスプリング１３０を配置するとともに、該コイルスプリング１３０内にフランジ１３１ａが一体形成された円筒状の棒部材１３１を挿入し、該フランジ１３１ａの下面と支持板１２７との間でコイルスプリング１３０を支持して構成されている。
【００５８】
上記角度検出部１２６は、上記ケース本体９３の上壁に形成された取付け座９３ｄにポテンショメータ１３２をボルト締め固定したものである。該ポテンショメータ１３２の入力軸１３３は上記クランク軸１３と直角に向けて配置されており、ケース本体９３内に突出している。また上記入力軸１３３の先端には回動レバー１３５が固定されており、該回動レバー１３５は入力軸方向に見て不図示のスプリングにより時計方向に付勢されている（図１３参照）。
【００５９】
そして上記太陽歯車１００には半径方向に延びる押圧アーム部１００ａ及び検出アーム部１００ｂが一体形成されている。この押圧アーム部１００ａの先端にはローラ１３７が軸支されており、該ローラ１３７は上記棒部材１３１のフランジ１３１ａの表面に転接している。また上記ローラ１３７にはケース本体９３に進退可能に螺挿された零点調整用ストッパボルト１３８が当接しており、該ストッパボルト１３８により上記押圧アーム部１００ａの時計方向への回動が規制されている。上記検出アーム部１００ｂは上記入力軸１３３の回動レバー１３５に当接している。
【００６０】
上記クランク軸１３に入力されたペダル踏力とコイルスプリング１３０の付勢力とがバランスする位置まで太陽歯車１００が反時計方向に回動し、これに伴って検出アーム部１００ｂが回動する。これにより回動レバー１３５を介して入力軸１３３が回動し、該入力軸１３３の回転角度をポテンショメータ１３４が検出し、該検出値をリード線を介してコントロールユニット８５に出力する。
【００６１】
また、上記ケース本体９３の上壁前部には車速センサ１４０が配設されている。これは上記ケース本体９３の取付け座９３ｅにセンサ本体１４１をボルト締め固定し、該センサ本体１４１の検出部１４２をケース本体９３内に突出して構成されている。この検出部１４２は、上記外周歯車１０２の外周面に所定ピッチで形成された歯部１０２ａに微小隙間をあけて対向している。上記車速センサ１４０は上記外周歯車１０２の回転に伴う歯部１０２ａの磁気抵抗の変化を検出し、該検出値をリード線１４０ａを介して上記コントロールユニット８５に出力するようになっている。ここで、上記歯部１０２ａは外周歯車１０２の内歯を鍛造成形する際に同時に形成されたものである。
【００６２】
上記コントロールユニット８５は、ユニット本体８５ａとこれを収容するコントロールボックス８５ｂとからなり、該コントロールボックス８５ｂは上記ケース本体９３の後壁面に沿って配置されている。また上記コントロールボックス８５ｂには取付け片８５ｃ，８５ｄが一体に突出形成されており、該取付け片８５ｃ，８５ｄは上記ケース本体９３に形成されたボス部にボルト１４５により締め付け固定されている。
【００６３】
ここで上記コントロールユニット８５の上半部，ポテンショメータ１３４，及び車速センサ１４０は上記取付けブラケット５内に位置しており、該ブラケット５の左，  右側壁５ａ，５ｂ及び上壁５ｃにより囲まれている。
【００６４】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、コントロールユニット８５，ポテンショメータ１３４及び車速センサ１４０をケーシング８３の外周面に沿って配置し、該ケーシング８３に固定したので、組付け工数，部品点数を削減でき、コストを低減できる。また上記コントロールユニット８５周辺の配索を簡素化でき、車体搭載時のレイアウトに対する自由度を向上できるとともに、駆動装置全体を小型化でき、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
また、上記コントロールユニット８５，ポテンショメータ１３４，及び車速センサ１４０を取付けブラケット５内に配置し、該ブラケット５により覆ったので、飛び石等の外力による損傷を防止でき、またケース本体９３とブラケット５との間の空きスペースを有効利用して配置でき、この点からも上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００６６】
本実施形態では、遊星歯車増速機構９２を備えたパワーユニット８３の太陽歯車１００を回動付勢する反力受け部１２５と、角度検出部１２６とをケース本体９３の外周面に沿って分離させて配置したので、上記反力受け部１２５を収納するケース本体９３の受け部９３ｃの突出寸法を小さくすることができ、ケース全体を小型化できる。その結果、パワーユニット８３を車体に搭載する際のレイアウトに対する自由度を向上できる。
【００６７】
また上記角度検出部１２６の入力軸１３３をクランク軸１３と直角方向に向けて配置したので、図１２に示すように、蓋部材９４を取り外した状態で角度検出部１２６をケース本体９３に組み付ける場合に、太陽歯車１００の押圧アーム部１００ａ，検出アーム部１００ｂ同士を目視した状態で係合させることができ、それだけ組み付け性を改善できる。また上記入力軸１３３をクランク軸１３に直交させたので、取付ブラケット５の幅内に角度検出部１２６を配置できる。
【００６８】
上記コイルスプリング１３０に押圧アーム部１００ａが転接する棒部材１３１を挿入したので、ヒステリシスを抑制でき、即ちペダル踏力の増加時と減少時との検出値の変動を回避でき、また引っ掛かりを回避してアシストフィーリングを向上できる。即ち、図１４に示す従来装置のように、シリンダ部２０７とこれに摺動するよう挿入されたピストン部２０８との間にコイルスプリング２０４を介在させる構造の場合には、両者の摺動抵抗により作動時にヒステリシスが発生し易く、またピストン部２０８の倒れによりアシストフィーリングが悪化するという問題がある。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明に係る電動補助車両によれば、コントロールユニットをパワーユニットのケーシングの外周面に沿うように配置し、かつ該ケーシングに固定したので、コントロールユニットからの熱をケーシングに放熱でき、コントロールユニットの耐久性を向上できる効果があり、またコントロールユニット自体のフレームへの取付けブラケットを不要にでき、組み付け工数，及び部品点数を削減でき、コストを低減できる効果があり、カバーをつける場合には小型ですむ。また両ユニットを一体化したことにより、配線が短くて済みかつ配索を簡略化でき、また車体レイアウト上の自由度を向上できるとともに、車体全体を小型化できる効果がある。
【００７０】
またコントロールユニットをケーシングの外周面に沿うように配置したので、クランク軸の幅寸法を狭くでき、コーナで車体を倒す際のバンク角を大きくできるとともに、ペダルをこぐ際の違和感を減少できる効果がある。またコントロールユニットがケーシング内部に配置されている場合に比べて、メンテナンス，あるいは着脱作業が容易である。
【００７１】
さらにまた、コントロールユニットの少なくとも一部を取付けブラケット内に側面視で隠れるように配置したので、別部品によるカバーを用いることなく外力による損傷を防止できるとともに、空きスペースを有効利用して配置でき、コンパクト化を図ることができる効果がある。
【００７２】
請求項２の発明では、コントロールユニット及び踏力センサをパワーユニットのケーシングの外周面に沿うように配置し固定したので、コントロールユニットの放熱性を向上でき、組み付け工数，及び部品点数を削減してコストを低減できる等請求項１と同様の効果がある。
【００７３】
請求項３の発明では、ペダル踏力を検出する踏力センサの反力受部と、角度検出部とを分離形成するとともに、該反力受部及び角度検出部をパワーユニットのケーシングの外周面に沿うように配置したので、反力受部，角度検出部を一体化したものに比較してこれらの配置位置上の自由度を向上でき、またパワーユニットのケーシングの突出寸法を小さくしてケース全体を小型化でき、ひいては車体搭載時のレイアウト上の自由度を向上できる効果がある。
【００７４】
請求項４の発明では、上記角度検出部の回転軸をクランク軸と直角方向に配置したので、組み付け性を向上できるとともに、ケーシングの突出寸法を小さくできる効果がある。
【００７５】
請求項５の発明では、踏力センサの少なくとも一部を、また請求項７の発明では、コントロールユニット，踏力センサ，車速センサの少なくとも各々の一部を取付けブラケット内に側面視で隠れるように配置したので、外力による損傷を防止できる効果がある。
【００７６】
請求項６の発明では、車速センサをパワーユニットのケーシングの外周面に沿うように配置，固定したので、組み付け工数，及び部品点数を削減してコストを低減できる等、請求項１と同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の一実施形態による電動補助自転車の左側面図である。
【図２】上記電動補助自転車のパワーユニットの断面平面図である。
【図３】上記パワーユニットの一部断面左側面図である。
【図４】上記パワーユニットの車体搭載状態を示す左側面図である。
【図５】上記パワーユニットの車体搭載状態を示す右側面図である。
【図６】上記パワーユニットの車体搭載状態を示す背面図である。
【図７】請求項２〜６の発明の一実施形態による電動補助自転車の左側面図である。
【図８】上記電動補助自転車の補助駆動装置を示す左側面図である。
【図９】上記補助駆動装置のパワーユニットの左側面図である。
【図１０】上記パワーユニットの平面図である。
【図１１】上記パワーユニットの断面底面図である。
【図１２】上記パワーユニットの踏力検出装置を示す左側面図である。
【図１３】上記踏力検出装置の構成図である。
【図１４】従来の踏力検出装置を示す一部断面側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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