JP2001106145A - 補助動力付き自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補助動力付き自転車の利用に際して車体フレ
ームを跨ぎやすくすることと、部品の共通化を図るこ
と。 【解決手段】 車体フレーム２は、ヘッドパイプ２１か
ら下後方に延びたダウンパイプ２２とダウンパイプ２２
の下端近傍に一端が結合され、その結合部から上後方に
立ち上がっているシートポスト２３とからなる。ダウン
パイプ２２およびシートポスト２３の結合部周辺は上下
一対の部分カバー３３１，３３２からなるフレームカバ
ー３３で覆う。上カバー３３１がフレーム２に固定さ
れ、下カバー３３２が上カバー３３１に係止されてい
る。フレームカバー３３はパワーユニットケースの前部
まで延在しているとともに、フレームカバー３３の後部
縁は、パワーユニットカバー１５Ａの前壁部分に沿って
円弧状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は補助動力付き自転車
に関し、特に、利用者が乗り降りしやすいフレーム構造
を有する補助動力付き自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、踏力による駆動系と電動モー
タによる駆動系とを併設した補助動力付き自転車の一例
を示す側面図である。同図において、車体フレーム２は
ヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１から下後方に延
びたダウンパイプ２２と、ダウンパイプ２２の下部に下
端が結合されたシートポスト２３とからなる。車体フレ
ーム２には踏力による駆動系を補助するためのパワーユ
ニット１が支持されている。

【０００３】パワーユニット１は、ペダル１２からクラ
ンク１１を介して入力される人力による駆動力と電動モ
ータＭによる駆動力とを合成し、駆動スプロケット１
３、チェーン６およびホイールスプロケット１４等を介
して後輪ＷＲに伝達する。ダウンパイプ２２、およびシ
ートポスト２３の下半分はカバー部材３３ａによって覆
われている。このように、ダウンパイプおよびシートポ
ストのカバー部材を有する補助動力付き自転車は、例え
ば特開平１０−１６７１５９号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自転車のタイヤサイズ
が異なった場合、車体フレームの形状が異なる。また、
車体フレームの形状が異なると、ダウンパイプやシート
ポスト等のカバー部材の形状も車体フレームの形状に適
合させるため変形しなければならない。そうすると、カ
バー部材は自転車のタイヤサイズに合わせた専用のもの
になって部品の種類が増加するため、管理が煩雑になっ
たりコストが増大したりするおそれがある。また、小さ
いサイズの車両に大きいカバー部材を無理に適合させよ
うとすると、クランク軸の周辺がかさ張ることにより、
利用者の乗り降りの際の跨ぎやすさが損なわれるという
問題点もある。

【０００５】本発明の目的は、上記問題点を解決し、車
体フレームのカバー部材の共用化を図ることができとと
もに、利用者の乗り降りのしやすさにも優れた補助動力
付き自転車を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明は、ハンドルを支持するヘッドパイプか
ら下後方に延びたダウンパイプ、および該ダウンパイプ
の下端近傍に一端が結合され、その結合部から上後方に
立ち上がるシートポストからなる車体フレームを有する
補助動力付き自転車において、前記ダウンパイプおよび
前記シートポストの結合部周辺を覆う上下一対の部分カ
バーからなるフレームカバーを具備し、前記一対の部分
カバーのうち一方が車体フレームに固定され、他方が前
記一方に係止されている点に第１の特徴がある。

【０００７】また、本発明は、前記ダウンパイプおよび
前記シートポストの結合部より後方に位置させたクラン
ク軸と、前記クランク軸、および該クランク軸から入力
される踏力の補助動力を発生する電動部を有するパワー
ユニットと、前記クランク軸に平行な軸を半径とする円
弧状前壁部分を有するパワーユニットカバーとを具備
し、前記フレームカバーが、前記パワーユニットケース
の前部まで延在しているとともに、前記フレームカバー
の後部縁は、前記パワーユニットカバーの前壁部分に沿
って円弧状に形成されている点に第２の特徴がある。さ
らに、本発明は、前記車体フレームには前記上部分カバ
ーが固定されている点に第３の特徴がある。

【０００８】この第１および第３の特徴によれば、フレ
ームカバーを構成する２つの部分カバーのうち一方（上
部分カバー）のみが車体フレームに固定される。したが
って、この一方のカバー部分を車体フレームの形状に合
わせた専用品とするとともに他方との合わせ部を共通形
状とすることにより、他方（下部分カバー）を車体フレ
ームの形状によらず共通形状とすることができる。

【０００９】また、第２の特徴によれば、異なるサイズ
の車体フレームに合わせて、フレームカバーの一方の部
分を専用品とし、他方を共用品としたとき、専用品に対
する共用品の組付け時に、該共用品をパワーユニットカ
バー（パワーユニットの側部カバー）の前壁に沿わせた
まま、専用品である部分カバーに追従させることができ
る。したがって、パワーユニットカバーについてもタイ
ヤサイズの違いに影響されない共用品とすることができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る補
助動力付き自転車の左側面図、図２は同自転車の要部を
示す右側面図、図３は図１の要部拡大図である。図１に
示されているように、電動補助自転車の車体フレーム２
は、車両前方に位置するヘッドパイプ２１と、ヘッドパ
イプ２１から下後方に延びたダウンパイプ２２と、ダウ
ンパイプ２２の終端部近傍から上後方に立上がるシート
ポスト２３とを備える。シートポスト２２とダウンパイ
プ２２とが一体に結合されることにより、車体フレーム
２は全体として下に凸状のＵ字形状に形成されている。
シートポスト２３はダウンパイプ２２との結合部から上
後方に延び、ダウンパイプ２２自体はこの結合部から前
上方に延びているので、両者の間隔は互いがその結合部
から上方に向かうに従って大きく広がっている。したが
って、乗り降りの際、利用者はこのＵ字形状の車体フレ
ーム２を跨ぎやすい。

【００１１】ダウンパイプ２２とシートポスト２３との
結合部およびその周辺部は、上下に２分割された部分カ
バーからなるフレームカバー３３により覆われている。
このカバー３３は樹脂によって形成するのがよい。な
お、カバー３３に関してはさらに後述する。ヘッドパイ
プ２１にはハンドルポスト２７Ａが回動自在に挿通され
ており、その上端部にはハンドル２７が結合され、下端
部にはフロントフォーク２６が結合されている。フロン
トフォーク２６はハンドルポスト２７Ａに結合されてい
るのでハンドル２７によって操舵可能である。フロント
フォーク２６の終端には前輪ＷＦが回転自在に軸支され
ている。

【００１２】車体フレーム２の下部には、踏力アシスト
用の電動モータを含む電動補助ユニット１が設けられて
いる。電動補助ユニット１の電源スイッチ２９はダウン
パイプ２２上のヘッドパイプ２１の近傍に設けられてい
る。なお、電源スイッチ２９はハンドルポスト２７Ａ前
方のハンドル２７上に設けても良い。

【００１３】電動補助ユニット１に回転自在に支承され
たクランク軸１０１の左右両端にはクランク１１を介し
てペダル１２が軸支されている。電動補助ユニット１か
ら後方側に延出される左右一対のリヤロアアーム２５の
後端間には、駆動輪としての後輪ＷＲが軸支されてい
る。シートポスト２３の上部および両リヤロアアーム２
５の終端間には、左右一対のリヤアッパアーム２４が設
けられている。シートポスト２３には、上端にシート３
０を備えるシートパイプ３１が摺動自在に装着されてい
て、シート３０の上下位置が調整可能となっている。

【００１４】シート３０の下方でシートポスト２３の後
部には、バッテリ４を収納したバッテリ収納ケース５
（以下、収納ケースと呼ぶ）が取り付けられている。バ
ッテリ４は、略直方体のバッテリケースに収容された複
数のバッテリセルを含み、該バッテリ４は長手方向が略
上下方向となるようにシートポスト２３に沿って設置さ
れる。

【００１５】バッテリ４の長手方向の端部（図１では上
端）には、車体右側寄りに把持部を位置させた取っ手４
１が設けられている。取っ手４１はバッテリ４に対して
回動自在に軸支されていて、常時はバッテリ４のコーナ
部に設けられた凹部へ退避させられている。一般的に、
運転者は車体の左側に立つことが多いので、取っ手４１
の把持部を車体右側に、その回転軸（図示せず）を車体
中央に配置することにより、取っ手４１を立て易くでき
る。また、利用者が乗車したままバッテリ残量を確認で
きるよう、シート３０から左側に偏倚させた位置にバッ
テリ残量計４２が設けられている。

【００１６】図３において、バッテリ４の後方には、該
バッテリ４を施錠・解錠するための操作レバー４５とホ
イールロック装置１００が設置されている。操作レバー
４５はバッテリ収納ケース５の後側に設けられた、上下
方向に長くかつ断面がほぼ矩形の側室５０に挿入されて
いる。側室５０の下部には、捩じりバネ５１により、右
側視時計方向に付勢された係合フック５２が設けられて
いる。この係合フック５２は、バッテリ装填時には、バ
ッテリ４の下部に設けられた断面が「く」の字形の凹部
４７と係合し、バッテリを収納ケース５に固定する。バ
ッテリ４は係合フック５２により下部を固定されるの
で、車体が振動しても上下および左右に移動せず、安定
な挿着状態を維持する。

【００１７】シートポスト２３の上部に設けられている
シート３０は、レバー６５のロック解除操作によってシ
ート３０をバッテリ４の引き出しの邪魔にならない位置
まで回動させて前倒しにすることが可能である。但し、
シート３０を前倒ししたとしても、係合フック５２が凹
部４７と係合している状態においてはバッテリ４を上方
に引き出すことはできない。

【００１８】操作レバー４５は側室５０を形成する壁と
の間に懸架されるスプリング（図示せず）によって常時
上方へ付勢されている。バッテリ４を自転車に装着する
ときは、シート３０を前倒しして、充電されたバッテリ
４を上方から収納ケース５に挿入する。バッテリ４のほ
ぼ全体が収納ケース５内に入ると、バッテリ４の下端が
係合フック５２の側部に当接し、係合フック５２は反時
計方向に押圧される。さらにバッテリ４が収納ケース５
の奥の方へ収納されると、バッテリ４の「く」の字形凹
部４７に係合フック５２が弾性的に係合し、バッテリ４
は収納ケース５に固定される。これと同時に、バッテリ
４の底部に設けられた＋、−の出力端子（放電接点）
と、リヤロアアーム２５に溶接等で固着されたバッテリ
ブラケット４９にねじで固定された接点ユニット６０と
が電気的および機械的に接続される。この接続は、バッ
テリ４の自重と係合フック５２による押圧とにより、安
定したものになる。

【００１９】バッテリ４を取り外すときには、操作レバ
ー４５を下へ押し込み、その先端で係合フック５２を押
圧する。係合フック５２は操作レバー４５の先端で押さ
れるとバネ５１に抗して図中反時計方向へ回動される。
そうすると、係合フック５２が凹部４７から脱出して係
止が解除される。係合フック５２と凹部４７との係合が
解除されると、バッテリ４を上方へ引き出すことが可能
となる。バッテリ４の引き出しには前記取っ手４１を利
用することができる。

【００２０】上記バッテリ４の係止手段では、係合フッ
ク５２の回動中心がバッテリ４の凹部４７より後部上方
に設けられており、係合フック５２の回動により係合フ
ック５２がバッテリ４を押さえるので、バッテリ４を引
き出す方向の斜め上方からバッテリ４の上方移動を押さ
える働きをする。したがって、係合手段の後方の突出量
を少なくしながら、バッテリ４の引き出し方向への係合
力を有効に作用させることができる。

【００２１】バッテリ収納ケース５の上部はリヤアッパ
アーム２４に溶接等で固定されたブラケット４０にねじ
３９により固定され、このブラケット４０にはさらにホ
イールロック装置１００、リヤフェンダ３４もそれぞれ
ねじ４４ａ、４４ｂで固定される。

【００２２】シートポスト２３にはバッテリブラケット
４９の前端が溶接され、かつバッテリブラケット４９の
後端にはリヤロアアーム２５の前端がハンガー部９０に
おいてボルトにより結合されている。電動補助ユニット
１はダウンパイプ２２の後端、バッテリブラケット４９
の前端近傍およびバッテリブラケット４９の後端近傍の
リヤロアアーム２５の３か所のハンガー部９２、９１、
９０でボルト止めにより固定、懸架されている。特に、
ハンガー部９２は電動補助ユニット１のクランク軸１０
１よりも下方部に位置させてあり、Ｕ字形状の車体フレ
ーム２の谷部つまり最下端部ができるだけ下方寄りに位
置するようにしている。

【００２３】こうして、車体フレーム２の谷部の高さを
低く抑えられるので“跨ぎ易さ”が向上する。また、電
動補助ユニット１はダウンパイプ２２の下端部に設けた
低位置のハンガー部９２で支持できるので、より下方へ
配置でき、低重心化が実現されている。

【００２４】電動補助ユニット１内には、クランク軸１
０１、第１アイドル軸１０２、第２アイドル軸１０３、
および駆動スプロケット１３が結合された出力軸１０
５、ならびにこれらの軸間で動力を伝達するギヤ１１
１、１０２ｄ，１０２ｅ，１１５等が設けられている。
また、クランク軸１０１と平行な軸を有する電動モータ
Ｍが取り付けられている。このように電動モータＭの軸
をクランク軸１０１と平行にするのは、電動補助ユニッ
ト１から車両後方寄りへの突出部を小さくするためであ
る。このような配置により、クランク軸１０１と後輪Ｗ
Ｒとの間隔を小さくでき、ホイールベースが長くなるの
を回避することができる。

【００２５】クランク軸１０１から入力された踏力は第
１アイドル軸１０２に増速伝達され、さらに第１アイド
ル軸１０２から出力軸１０５に伝達されて駆動スプロケ
ット１３が回転される。駆動スプロケット１３の回転は
チェーン６を介して後輪ＷＲのホイールスプロケット１
４（図１参照）へ伝達される。電動補助ユニット１の構
成や動作はさらに図８〜図１０に関して後述する。

【００２６】シートポスト２３の後方のバッテリブラケ
ット４９上に搭載されたバッテリ４はモータＭへ給電
し、モータＭは第１アイドル軸１０２上に設けられた後
述する踏力検出機構によって検出された踏力に応じた補
助動力を発生する。モータＭの回転は第２アイルド軸１
０３に伝達され、第１アイドル軸１０２で人力（踏力）
と合成されて出力軸１０５へ伝達される。

【００２７】なお、図１および図２に示すように、駆動
スプロケット１３の全部およびチェーン６の上半分はチ
ェーンカバー３２で覆われている。この自転車は、クラ
ンク軸１０１と同心に駆動スプロケットを配しているわ
けではないので、チェーンカバーがクランク軸１０１を
軸とした円弧部分を有することは必須ではない。しか
し、足の引っ掛かりの防止や、電動補助ユニット１を保
護する目的、ならびに、長年親しまれている自転車の外
観イメージを残す観点から、チェーンカバー３２をクラ
ンク軸１０１の周囲まで円筒状に拡張してある。

【００２８】次に、前記フレームカバー３３を詳細に説
明する。図４はカバー３３を装着した車体フレーム２の
要部を示す左側面図である。同図において、カバー３３
は、ダウンパイプ２２とシートポスト２３との結合部近
傍を上方から覆う鞍形の上カバー３３１と、上カバー３
３１と対になって下方から該結合部近傍を覆う下カバー
３３２とからなる。車体フレーム２の形状はタイヤサイ
ズによって異なり、ダウンパイプ２２とシートポスト２
３との突合せ角度もタイヤサイズによって異なる。図の
ように、タイヤサイズが小さい場合（例えば２４イン
チ）の突合せ角度α１は、タイヤサイズが大きい場合
（例えば２６インチ）の突合せ角度α２より大きい。

【００２９】したがって、異なるタイヤサイズの車体フ
レーム２毎にカバー３３の形状つまり上カバー３３１お
よび下カバー３３２との形状を合わせなければならな
い。しかし、本実施形態では、上カバー３３１のみをタ
イヤサイズ毎の専用品とし、下カバー３３２は複数のタ
イヤサイズに共通使用できる共用品とした。上カバー３
３１は前記突合せ角度に応じて上面の曲率半径Ｒを対応
させ、下面つまり下カバー３３２との合わせ面３３Ｕの
曲率ないし形状は、共用品である下カバー３３２の上面
つまり上カバー３３１との合わせ面３３Ｕの曲率ないし
形状に合わせて固定とした。さらに、上カバー３３１お
よび下カバー３３２の後部つまりパワーユニット１寄り
の形状は、パワーユニット１の側面に設けられるパワー
ユニットカバー１０Ａの前壁の円弧形状の曲率半径ｒに
適合させた。

【００３０】上記形状にすることにより、タイヤサイズ
が異なったときは、上カバー３３１のみをタイヤサイズ
に合わせて専用品から選択し、下カバー３３２は共用品
で対応させることができる。下カバー３３２はタイヤサ
イズに応じて、専用品である上カバー３３１に対する取
付姿勢が異なるのみである。このように、上カバー３３
１は専用品とすることができるので、車体フレーム２に
合わせて前記曲率半径Ｒを任意に設定できる。したがっ
て、上述の、跨ぎやくしたフレーム計上に合わせて曲率
半径Ｒを小さくする等の設計の自由度が増し、上カバー
３３１の位置をできるだけ低くすることができるという
利点がある。つまり、フレーム形状とカバー形状とによ
って跨ぎやすさが一層高められる。また、下カバー３３
２は共用品とすることによって部品の種類の増加は抑制
でき、低コスト化に寄与できる。

【００３１】上カバー３３１と下カバー３３２とはボル
ト３３３による締付け、および係止爪３３４，３３５の
係止作用により一体に組み付けられている。図５は上カ
バー３３１と下カバー３３２との係止部の断面図、図６
はボルト３３３による締付け部の断面図である。図５に
おいて、下カバー３３２の縁近傍には、該カバーの内側
に突出した爪３３４が形成されていて、上カバー３３１
の縁近傍には下カバー３３２の前記爪３３４が嵌まるよ
うに長孔３３６が穿たれている。なお、爪３３５も同様
に形成され、上カバー３３１にはこの爪３３５に適合す
る長孔が穿たれている。

【００３２】図４および図６において、下カバー３３２
にはボルト３３３の座を形成するための凹部３３７が形
成されている。ボルト３３３は凹部３３７によって形成
されたフランジ部を貫通して上カバー３３１に螺挿さ
れ、上カバー３３１と下カバー３３２とを結合してい
る。

【００３３】続いて、車体フレーム２に対するカバー３
３の取付け態様を説明する。図７はダウンパイプ２２と
シートポスト２３との結合部（突合せ部）を示す側面図
であり, カバー３３は想像線で示している。図７におい
て、ダウンパイプ２２とシートポスト２３との突合せ部
は溶接され、この溶接部位にはカバー取付けブラケット
２２１が溶接されている。さらに、ダウンパイプ２２の
端部にはパワーユニット取付けブラケット２２２が溶接
されている。孔２２３は前記ハンガ−部９２のボルトに
適合する。これらのブラケット２２１，２２３によって
ダウンパイプ２２とシートポスト２３とは一層堅固に結
合されている。

【００３４】ブラケット２２１の上部にはナット２２４
が溶接されており、上カバー３３１はこのナット２２４
と適合する止めネジ２２５によってブラケット２２１に
結合されている。このように、カバー３３は、上カバー
３３１をブラケット２２１に結合し、さらに、この上カ
バー３３１に下カバー３３２を組付けることによって車
体フレーム２に取り付けられている。

【００３５】なお、上述の例では、上カバー３３１を車
体フレーム２に固定したが、これとは逆に下カバー３３
２を車体フレーム２に固定し、上カバー３３１を下カバ
ー３３２に固定するよう変形してもよい。

【００３６】図８は、電動補助ユニット１の側面断面図
であり、図９は、図８のＡ−Ａ線に沿った歯車列を示す
断面図、図１０は、図８のＢ−Ｂ線に沿った歯車列を示
す断面図であり、それぞれ前記と同一の符号は同一また
は同等部分を表している。

【００３７】図８，９において、電動補助ユニット１の
ケース１０はアルミ製であり、ケース１０の左半体（左
ケース）１０Ｌおよび右半体（右ケース）１０Ｒを複数
のボルト７８１で結合して構成される。

【００３８】前記ハンガー部９２，９１，９０のボス７
７１ａ，７７１ｂ，７７１ｃに左右ケースの割面がない
ので、電動補助ユニット１を車体フレーム２に搭載した
まま、ボルト７８１を外すことにより左右ケースを分割
することができる。具体的には、左ケース１０Ｌを車体
フレーム２に残したまま右ケース１０Ｒを取り外すこと
ができる。したがって、内蔵のコントロールユニット
（コントローラ）８やモータＭのメンテナンスが容易に
なる。なお、左ケース１０Ｌ側からモータおよびその駆
動系をメンテナンスする際は、後述するカバー１０Ａを
外してユニット内部を露出させることができる。

【００３９】ケース１０には、踏力入力軸としてのクラ
ンク軸１０１がベアリング１８１，１８２により回転自
在に軸支されている。クランク軸１０１には、ワンウェ
イクラッチ１６１を介して大径の増速ギア１１１が軸支
されている。ワンウェイクラッチ１６１の作用により、
クランク軸１０１を逆転させても増速ギア１１１は逆転
しない。クランク軸１０１の後方下部には、踏力（トル
ク）検知機構を備えた第１アイドル軸１０２が軸支され
ている。

【００４０】第１アイドル軸１０２は、左右に２分割さ
れて同軸上で横方向に並べて配置された中空の第１およ
び第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂと、各ドライブ軸
１０２ａ，１０２ｂの内部に挿通され、両端が第１およ
び第２ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂにそれぞれスプラ
イン結合されたトーションバー１０２ｃとを主要構成と
している。第１ドライブ軸１０２ａの外周小径部にはギ
ヤ１１３が形成されており、このギヤ１１３はクランク
軸１０１の増速ギヤ１１１と噛合する。第１および第２
ドライブ軸１０２ａ，１０２ｂは、それぞれベアリング
１８３ａ，１８３ｂおよびベアリング１８４によってケ
ース１０に対して回転自在に軸支されている。

【００４１】このような構成によれば、クランク軸１０
１に入力された踏力は増速ギヤ１１１により増速され、
そのトルクは減ぜられるため、トーションバー１０２ｃ
に加わるトルクは低く抑えられる。このため、トーショ
ンバー１０２ｃの小型化が可能となり、踏力検知機構全
体をコンパクトにできる。

【００４２】第２ドライブ軸１０２ｂの外周小径部には
第１ギヤ１０２ｄが結着され、外周大径部にはラチェッ
ト１６２を介して第２ギヤ１０２ｅが挿嵌されている。
ラチェット１６２を設けるのは、第２ギヤ１０２ｅは後
述のギヤを介してモータＭと連結されているので、モー
タＭが停止状態にあって人力で走行しているときには第
１ギヤ１０２ｄと第２ギヤ１０２ｅとの連結を絶ってモ
ータＭに逆回転力が加わらないようにするためである。

【００４３】踏力検知のための機構は次のとおりであ
る。なお、第１アイドル軸１０２上に設けられる踏力検
知機構は、図中軸１０２の右側には小さい踏力がかかっ
ているときの各構成要素の位置、同左側には大きい踏力
がかかっているときの各構成要素の位置を示している。

【００４４】第１ドライブ軸１０２ａの外周大径部に
は、スライダ９２１がスプライン結合されている。ボー
ルカップ９２４は、コイルスプリング９２３によって車
体右方向へ弾発されているコイルスプリング９２３の座
金を介して第２ドライブ軸１０２ｂ側へ押し付けられ
る。さらに、スライダ９２１はボールカップ９２４によ
って回転が吸収された状態で第２ドライブ軸１０２ｂへ
押し付けられる。枢軸（ピン）１５３で支持された変位
検知レバー１５２は、前記コイルスプリング９２３の座
金に対して車体左側に当接している。

【００４５】第２ドライブ軸１０２ｂの中間部に設けら
れたフランジの、第１ドライブ軸１０２ａ側の端面に
は、その深さが円周方向に沿って連続的に変化している
カム溝９２２が複数か所（例えば２か所）に形成されて
いる。カム溝９２２には前記スライダ９２１の、第２ド
ライブ軸１０２ｂ側に設けられた凸カム部９２１ａが係
合している。

【００４６】トーションバー１０２ｃには、クランク軸
１０１にかかる踏力に応じて回転方向の捩じれが生じ、
その結果、第１ドライブ軸１０２ａおよび第２ドライブ
軸１０２ｂ間には位相差（回転方向の位置ずれ）が生じ
る。この位相差に応じて凸カム部９２１ａと凹状カム溝
９２２との当接位置が変化すると、そのカム作用によっ
てスライダ９２１がコイルスプリング９２３の弾性力に
抗して軸１０２ａ上を車体左側へ摺動し、これに伴って
変位検知レバー１５２が変位する。

【００４７】したがって、変位検知レバー１５２の軸方
向への変位量はクランク軸１０１に入力された踏力を代
表することになる。上記踏力検知機構により、軸方向へ
の変位量として検知された踏力は、後に詳述するストロ
ークセンサ１５０（図１０参照）によって電気信号に変
換されてコントロールユニットへ伝送される。

【００４８】前記第１アイドル軸１０２の後下方には、
第２アイドル軸１０３がベアリング１８５，１８６によ
って回転自在に軸支されている。第２アイドル軸１０３
の外周部には、前記第２ドライブ軸１０２ｂの第２ギヤ
１０２ｅと噛合するギヤ１１４が形成され、端部には第
２中間ギヤ１１５が固定されている。

【００４９】前記第２アイドル軸１０３の後下方には電
動モータＭが配置され、その回転軸１０４はベアリング
１８７，１８８によって回転自在に軸支され、モータハ
ウジング１０Ｍはボルト７８２により、左ケース１０Ｌ
に取り付けられている。モータハウジング１０Ｍと左ケ
ース１０Ｌとの間にはＯリング１０Ｓが介装されてい
る。

【００５０】回転軸１０４には、モータコイル１３０を
含むステータロータ１３１が固定され、ステータロータ
１３１の周囲には磁石１３２が設けられている。回転軸
１０４の一端には、前記第２アイドル軸１０３の第２中
間ギヤ１１５と噛合するギヤ１１６が固定されている。
第２中間ギヤ１１５は、高回転するギヤ１１６との噛合
わせによって発生するギヤ音を抑制するため樹脂で形成
するのが好ましい。各ギヤ１１５，１１６の車体左側に
は、好ましくは樹脂材料で形成されたカバー１０Ａが左
ケース１０Ｌにボルト７８３により締結されており、さ
らに防音効果を高めている。なお、このカバー１０Ａの
前端（図中左端）は前記車体フレーム２のカバー３３の
円弧状縁部と対向する。

【００５１】カバー１０Ａと左ケース１０Ｌとの接合面
には防水シール１０Ｃが全周に配置されているととも
に、接合面外周には防止リブ１０Ｂが配置されて、一層
の防水性を高めている。これにより、カバー１０Ａが締
付け時に変形しても防水性は確保されている。

【００５２】前記ケース１０内には、図９に示したよう
に、当該電動補助ユニット１を制御するコントロールユ
ニット８がクランク軸１０１の前方下部に位置して搭載
されている。コントロールユニット８は、樹脂製の皿状
ケース８１内に制御回路基板８２を収容し、隙間部およ
び基板表面を絶縁樹脂８３でモールドして構成される。
制御回路基板８２には、各種の制御回路８２０や複数の
パワートランジスタ（ＦＥＴ）８２１ａやダイオードと
共に回転センサ８２２が搭載され、発熱を伴うＦＥＴや
ダイオードはアルミ製の放熱板８２９に面接触固定され
ている。さらに、放熱板８２９は放熱効果を高めるため
アルミ製の右ケース１０Ｒに面接触固定されている。前
記回転センサ８２２は、制御回路基板８２の端部近傍に
おいて、クランク軸１０１の増速ギヤ１１１の外周と対
向するように固定されている。したがって、各発熱性素
子８２１ａ，８２１ｂが発生する熱は右ケース１０Ｒに
放熱され、左ケース１０Ｌ近傍に配置された回転センサ
に熱的な悪影響が及ぶことがない。

【００５３】コントロールユニット８からモータＭへ電
力を供給する２本のリード線７５１は、ケース１０内に
次のように配線されている。モータＭの外円周をカバー
している左ケース１０Ｌの壁面のうちケース１０内側に
位置する部分（内壁部）７５６の、車体前方側には隔壁
７５４が設けられている。隔壁７５４と前記内壁部７４
６とで囲繞された空間はコントロールユニット８および
モータＭを接続するリード線７５１を案内するダクトを
形成している。

【００５４】リード線７５１のモータ側端子７５２はベ
アリング１８８に隣接する部分において左ケース１０Ｌ
を貫通している給電部品に固定される。端子７５２から
延びたリード線７５１は左ケース１０Ｌ側からダクト７
５３内に導入され、右ケース１０Ｒ側へ引出される。右
ケース１０Ｒ側に引出されたリード線７５１は右ケース
１０Ｒの内面をつたわってコントロールユニット８に至
る経路に布線される。ベアリング１８４を支持している
ボス７４９とベアリング１８５を支持しているボス７４
８との間に止め金具７５５がかけ渡されていて、前記ダ
クト７５３から引出されたリード線７５１はこの止め金
具７５５に規制されることにより右ケース１０Ｒの内面
沿いに確実に案内される。

【００５５】こうして、ギヤ１１５やギヤ１１１等で塞
がれている左ケース１０Ｌ側の空間にリード線７５１を
引き回すことなくモータＭとコントローラ８とを接続す
ることができる。また、隔壁７５４によってリード線７
５１が通過する通路とギヤ類が密集するケース１０の中
央部とが明確に隔絶される。

【００５６】このように、本実施形態では、コントロー
ルユニット８に回転センサ８２２を設け、クランク軸１
０１と同期回転する回転体（大径ギヤ１１１）の近傍に
回転センサ８２２が配置されるようにコントロールユニ
ット８を配置したので、回転センサ用の設置スペースを
別途に確保する必要がなく、電動補助システム全体をコ
ンパクトにすることができる。また、回転センサ８２２
とコントロールユニット８との距離を短くすることがで
きるので、回転センサ８２２の出力信号へのノイズの混
入を抑えることができる。

【００５７】さらに、コントロールユニット８は、電動
補助ユニット１が車体フレーム２に取り付けられた姿勢
においてクランク軸１０１の前方下部に配置されるよう
にしたので、走行時には高い空冷効果が得られて冷却効
率が向上する。

【００５８】一方、回転センサ８２２の取り付け位置に
対応した皿状ケース８１の底部外側には、底面に沿って
平行に延びる位置決めピン８１１が形成されており、ケ
ース１０の対向部分には、前記位置決めピン８１１を挿
貫される位置決め孔９１１が形成されている。同様に、
皿状ケース８１の側面外側（図８参照）には、側面に沿
って平行に延びる位置決めピン８１２が形成されてお
り、ケース１０の対向部分には、前記位置決めピン８１
２を挿貫される位置決め孔９１２が形成されている。こ
れにより、コントローラユニット８の２面を位置決めで
き、回転センサ８２２と大径ギヤ１１１とのクリアラン
スを規定状態に保持できるようになる。

【００５９】コントロールユニット８の皿状ケース８１
は、前記各位置決めピン８１１，８１２が各位置決め孔
９１１，９１２の入口へあてがわれたときは前記回転セ
ンサ８２２が未だ大径増速ギヤ１１１とは対向せず、そ
の後、ピン８１１，８１２が孔９１１，９１２に挿入さ
れはじめた後に、増速ギヤ１１１と回転センサ８２２と
の相対的な位置関係（対向関係）が予定の関係となるよ
うに、前記ケース１０に対して位置決めされる。

【００６０】また、ケース１０に対するコントロールユ
ニット８の固定は、図９に示したように、前記回転セン
サ８２２および位置決めピン８１１が設けられた端部と
は反対側の端部において、皿状ケース８１の両側部をケ
ース１０にネジ８３１（８３１ａ，８３１ｂ：図８参
照）によりネジ止めすることにより行われる。

【００６１】このように、本実施形態では、コントロー
ルユニット８に位置決め手段としての位置決めピン８１
１，８１２を設け、コントロールユニット８を補助動力
ユニット１内の所定の位置に所定の姿勢で固定できるよ
うにしたので、コントロールユニット８を位置決め固定
するだけで、回転センサ８２２と回転体（増速ギヤ１１
１）との相対的な位置関係を予定の関係に保持すること
ができ、回転数の検出精度を確保することができる。

【００６２】しかも、本実施形態では、コントロールユ
ニット８の一側部に設けた位置決め手段によりコントロ
ールユニット８の一側部を電動補助ユニット１に係合さ
せ、他の側部において締結手段により締結されるので、
締結構造が簡単で部品点数も少なくなる。

【００６３】一方、図８，１０において、第１アイドル
軸１０２の後上方には、出力軸１０５がベアリング１９
１，１９２によって回転自在に軸支されている。出力軸
１０５には、第２ドライブ軸１０２ｂの第１ギヤ１０２
ｄと噛合する第４ギヤ１１８が設けられ、ケース１０か
ら露出した端部には駆動スプロケット１３が固定されて
いる。

【００６４】このような構成において、人力としての踏
力は、ペダル１２およびクランク１１を介してクランク
軸１０１に入力され、さらに増速ギヤ１１１を介して第
１アイドル軸１０２の第１ドライブ軸１０２ａから第２
ドライブ軸１０２ｂへ伝達される。一方、電動モータＭ
の回転トルクは、ギヤ１１５および第２アイドル軸１０
３、ギヤ１１４、第２ギヤ１０２ｅを介して第２ドライ
ブ軸１０２ｂに伝達されて前記踏力と合成される。第２
ドライブ軸１０２ｂ上の合力は、第１ギヤ１０２ｄおよ
び第４ギヤ１１８を介して出力軸１０５へ伝達され、さ
らに駆動スプロケット１３およびチェーン６を介して後
輪ＷＲへ伝達される。

【００６５】ここで、第１アイドル軸１０２のボールカ
ップ９２４には、図１０に示したように、一端をピン１
５３によって揺動自在に支持された変位検知レバー１５
２の略中央部が係合しており、変位検知レバー１５２の
他端には、右ケース１０Ｒに固定されたストロークセン
サ１５０のストローク検知シャフト１５１が連結されて
いる。したがって、クランク軸１０１に入力された踏力
に応じて第１アイドル軸１０２の第１および第２ドライ
ブ軸１０２ａ，１０２ｂ間に位相差が生じ、この位相差
に応じてボールカップ９２４が軸方向に変位すると、こ
れが変位検知レバー１５２を揺動させ、ストロークセン
サ１５０に伝達されて検知される。

【００６６】検知された踏力は電気信号に変換されてコ
ントロールユニット８へ供給される。コントロールユニ
ット８は、前記回転センサ８２２により検知されたクラ
ンク軸（増速ギヤ１１１）の回転速度と前記検知された
踏力とに基づいて最適なアシストトルクを決定し、当該
アシストトルクを電動モータＭが発生するように、当該
電動モータＭへ供給する駆動電流を前記パワートランジ
スタ８２１ａにより適宜に制御する。

【００６７】本実施形態では、クランク軸１０１に入力
された踏力を機械的変位量に変換する踏力検知機構を当
該クランク軸１０１に隣接した第１アイドル軸１０２上
に設けたので、踏力検知機構を別途に設ける際には必要
となるスペースが不要となり、電動補助ユニット１を大
型化することなくコントロールユニット８の設置スペー
スを確保できるようになる。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜請求項３の発明によれば、ダウンパイプの全体では
なく、ダウンパイプとシートポストとの結合部周辺を覆
うようにしたので、フレームカバーは小形化され、利用
者が車体フレームを跨ぎやすくなる。

【００６９】特に、請求項１および請求項３の発明で
は、部分カバーのうちの一方のみを車体フレームに固定
するようにしたので、フレームカバーを車体フレームに
取付ける作業を行いやすい。また、車体フレームに固定
される部分カバーのみをタイヤサイズ毎の専用品とすれ
ばよいので、部品の共通化が図られる。

【００７０】さらに、請求項２の発明によれば、タイヤ
サイズが異なった場合に、フレームカバーの後部縁をパ
ワーユニットカバーの円弧部分に沿わせるようにして変
位させ、車体フレームに適合させることができる。した
がって、部分カバーの一方を共通化したにもかかわらず
フレームカバーによってパワーユニットカバーを前方か
ら覆う機能が十分に果たされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る補助動力付き自転
車の左側面図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係る補助動力付き自転
車の要部右側面図である。

【図３】 本発明の一実施形態に係る補助動力付き自転
車の要部拡大図である。

【図４】 本発明の一実施形態に係る補助動力付き自転
車の要部側面図である。

【図５】 フレームカバーの上下カバー合わせ部の断面
図である。

【図６】 フレームカバーの上下カバーの締結部の断面
図である。

【図７】 ダウンパイプとシートポストとの結合部の拡
大図である。

【図８】 電動補助ユニットの断面図である。

【図９】 図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図１０】 図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図１１】 従来の補助動力付き自転車の左側面図であ
る。

【符号の説明】

１…電動補助ユニット、 ２…車体フレーム、 ４…バ
ッテリ、 ２２…ダウンパイプ、 ２３…シートポス
ト、 ３２…チェーンカバー、 ３３…フレームカバ
ー、 ９０，９１，９２…ハンガー部、 １０１…クラ
ンク軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドルを支持するヘッドパイプから下
   後方に延びたダウンパイプ、および該ダウンパイプの下
   端近傍に一端が結合され、その結合部から上後方に立ち
   上がるシートポストからなる車体フレームを有する補助
   動力付き自転車において、 前記ダウンパイプおよび前記シートポストの結合部周辺
   を覆う上下一対の部分カバーからなるフレームカバーを
   具備し、 前記上下一対の部分カバーのうち一方が車体フレームに
   固定され、他方が前記一方に係止されていることを特徴
   とする補助動力付き自転車。
2. 【請求項２】 前記ダウンパイプおよび前記シートポス
   トの結合部より後方に位置させたクランク軸と、 前記クランク軸、および該クランク軸から入力される踏
   力の補助動力を発生する電動部を有するパワーユニット
   と、 前記クランク軸に平行な軸を半径とする円弧状前壁部分
   を有するパワーユニットカバーとを具備し、 前記フレームカバーが、前記パワーユニットケースの前
   部まで延在しているとともに、 前記フレームカバーの後部縁は、前記パワーユニットカ
   バーの前壁部分に沿って円弧状に形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の補助動力付き自転車。
3. 【請求項３】 前記車体フレームには前記一対の部分カ
   バーのうち、上部分カバーが固定されていることを特徴
   とする請求項１または２記載の補助動力付き自転車。