JP2001130476A - Electric power-assisted bicycle - Google Patents

Electric power-assisted bicycle

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JP2001130476A
JP2001130476A JP31659499A JP31659499A JP2001130476A JP 2001130476 A JP2001130476 A JP 2001130476A JP 31659499 A JP31659499 A JP 31659499A JP 31659499 A JP31659499 A JP 31659499A JP 2001130476 A JP2001130476 A JP 2001130476A
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JP
Japan
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bicycle
drive unit
electric assist
electric
torque
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JP31659499A
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Japanese (ja)
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Hiroyuki Sonobe
浩之 園部
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-weight and inexpensive electric-power assisted bicycle having an electric-power assisted drive unit capable of being retrofitted easily on a normal bicycle. SOLUTION: This electric-power assisted bicycle comprises a bicycle body 1A having a foot drive chain sprocket 7 rotated by a foot operation and an electric-power assisted drive unit 10 installed on the bicycle body 1A. The electric-power assisted drive unit 10 further comprises an electric motor 31, a foot driven chain sprocket 9 taking in a power from the foot drive chain sprocket 7 as a foot power through a first chain 8 and a main operating chain sprocket 11 rotated by a power formed of the foot power taken in and an assist power by the electric motor 31. The power of the main operating chain sprocket 11 is transmitted to the rear wheel of the bicycle body 1A through a second chain 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動アシスト自転
車に関し、特に駆動ユニットの取付け構造とその構成に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically assisted bicycle, and more particularly to a drive unit mounting structure and structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】図14および図15は、特開昭56−1
49277号公報に記載の自転車用補助動力装置の側面
図および平面図をそれぞれ示している。この補助動力装
置では、後輪のハブ01に第1のフリーホイール02お
よび第2のフリーホイール03を取付け、第1のフリー
ホイール02と駆動側チェーンスプロケット04との間
に第1のチェーン05を懸架するとともに、第2のフリ
ーホイール03と駆動用モータ06の出力軸に取付けた
チェーンスプロケット07との間に第2のチェーン08
を懸架してある。
2. Description of the Related Art FIG. 14 and FIG.
1 shows a side view and a plan view of a bicycle auxiliary power unit described in Japanese Patent No. 49277. In this auxiliary power unit, a first freewheel 02 and a second freewheel 03 are mounted on a hub 01 of a rear wheel, and a first chain 05 is provided between the first freewheel 02 and a drive-side chain sprocket 04. The second chain 08 is suspended between the second freewheel 03 and the chain sprocket 07 attached to the output shaft of the driving motor 06.
Is suspended.

【0003】第1のチェーン05の途中には、トルク検
出器09が設けられている。このトルク検出器09は、
チェーン05に掛かる張力の作用によって回動される軸
部を有し、この軸部の回動角を対応する電気量(例え
ば、電気抵抗または電気容量の大きさ)に変換する。
In the middle of the first chain 05, a torque detector 09 is provided. This torque detector 09 is
It has a shaft that is rotated by the action of tension applied to the chain 05, and converts the rotation angle of this shaft into a corresponding electric quantity (for example, the magnitude of electric resistance or electric capacity).

【0004】搭乗者によってペダル014が踏み込まれ
ると、その踏み込み力がクランク015および駆動側チ
ェーンスプロケット04を介して第1のチェーン05に
作用する。これに伴い、第1のチェーン05には、上記
踏み込み力に対応した張力が発生し、この張力が上記ト
ルク検出器09によって検出される。
When the rider steps on the pedal 014, the stepping force acts on the first chain 05 via the crank 015 and the drive-side chain sprocket 04. Accordingly, a tension corresponding to the stepping force is generated in the first chain 05, and the tension is detected by the torque detector 09.

【0005】発進時や加速時、あるいは登坂時などにお
いては、ペダル014が強く踏み込まれるので、トルク
検出器09の軸部が予め設定された角度以上回転する。
この場合、モータ06に電力が供給されて、該モータ0
6の動力がその出力軸に取付けられたチェーンスプロケ
ット07および第2のチェーン08を介して第2のフリ
ーホイール03に伝達され、その結果、後輪が人力によ
る駆動トルクとモータ06が発生する駆動トルクの合成
トルクにより駆動されることになる。
When starting, accelerating, or climbing a hill, the pedal 014 is strongly depressed, so that the shaft of the torque detector 09 rotates by a predetermined angle or more.
In this case, electric power is supplied to the motor 06,
6 is transmitted to the second freewheel 03 via the chain sprocket 07 and the second chain 08 attached to its output shaft, and as a result, the rear wheels are driven by human power and the motor 06 generates driving torque. It is driven by the combined torque of the torques.

【0006】上述の補助動力装置は、後輪のハブ01に
付設した第2のフリーホイール03および該フリーホイ
ール03に巻掛けた第2のチェーン08が自転車の幅方
向に大きくはみ出して位置されるという欠点がある。ま
た、第2のフリーホイール03が取り付けられハブ01
の延長部(出力軸)が片持ち支持となって撓み易く、こ
のため、ハブ01の左右のバランスが取り難いという欠
点もある。さらに、動力装置が後輪寄りに位置されてい
るので、自転車の重量配分が後輪側に偏り、このため、
前輪側の重量が軽くなりすぎて自転車の操縦が不安定に
なりがちである。
In the above-described auxiliary power unit, a second freewheel 03 attached to a rear wheel hub 01 and a second chain 08 wound around the freewheel 03 are positioned so as to protrude largely in the width direction of the bicycle. There is a disadvantage that. Also, the second freewheel 03 is attached to the hub 01
The extension (output shaft) of the hub 01 is cantilevered and is easily bent, so that it is difficult to balance the left and right of the hub 01. Further, since the power unit is located closer to the rear wheels, the weight distribution of the bicycle is biased toward the rear wheels, so that
Bicycle steering tends to be unstable due to the weight of the front wheels being too light.

【0007】そこで、自転車の軸方向についての形状の
コンパクト化と、前後輪の重量配分の良好化を図るため
の種々の提案がされている。例えば、電動パワーユニッ
トをクランク軸と同軸に配置するとともに、電動モータ
をクランク軸よりも車体前方側に配置した補助動力装置
が特開平7−40878号公報等によって提案されてい
る。この補助動力装置によれば、自転車としての車体の
重量配分バランスが改善され、同時に、パワーユニット
内に踏力トルクの検出手段や一方向クラッチ等を収容し
ているので、コンパクト化を図ることができる。
Therefore, various proposals have been made to reduce the size of the bicycle in the axial direction and to improve the weight distribution of the front and rear wheels. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-40878 proposes an auxiliary power unit in which an electric power unit is arranged coaxially with a crankshaft and an electric motor is arranged on the vehicle body front side of the crankshaft. According to this auxiliary power unit, the weight distribution balance of the vehicle body as a bicycle is improved, and at the same time, the power unit contains the pedaling torque detecting means, the one-way clutch, and the like, so that the size can be reduced.

【0008】しかし、この補助動力装置は、パワーユニ
ットとしての纏まりは良いものの、通常の自転車のペダ
ルクランクの取付け部であるハンガーラグ部を除去し
て、そこにパワーユニットを取付けているので、自転車
本体のフレームの製作が困難となる。また、必要な強度
を維持する処置のために重量が大幅に増大し、コストも
高くなる。
[0008] However, although this auxiliary power unit is well integrated as a power unit, the hanger lug portion, which is a mounting portion of a normal bicycle pedal crank, is removed and the power unit is mounted there. Making frames is difficult. Also, weight gain and cost are increased significantly to maintain the required strength.

【0009】特開平9−11970号公報には、通常の
自転車の構成を大きく変えることなく容易に取付けるこ
とができる補助動力装置が開示されている。この補助動
力装置は、電動モータとその回転速度を減速する機構と
をケースに収納し、該ケースを自転車の前側位置で自転
車のハンガーラグの中心軸に対して回転自在に支持して
いる。そして、減速機構の中空状出力軸を自転車のハン
ガーラグに挿入するとともに、ペダルクランク軸を上記
出力軸の中空部内に回転自在に挿入し、このペダルクラ
ンク軸に後輪駆動用チェーンが巻き掛ける駆動用スプロ
ケットを取付けている。なお、ケースはそれ自体が回転
しないように自転車のフレームに固定してある。この構
成の補助動力装置によれば、ペダルクランクの軸回りの
部品を交換するとき以外、自転車本体の構成に手を加え
る必要がない。
[0009] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1970 discloses an auxiliary power unit that can be easily mounted without greatly changing the structure of a normal bicycle. In this auxiliary power unit, an electric motor and a mechanism for reducing the rotation speed are housed in a case, and the case is rotatably supported at a front position of the bicycle with respect to a center axis of a hanger lug of the bicycle. Then, while inserting the hollow output shaft of the reduction mechanism into the hanger lug of the bicycle, the pedal crankshaft is rotatably inserted into the hollow portion of the output shaft, and the rear wheel drive chain is wound around the pedal crankshaft. Sprocket is installed. The case is fixed to the bicycle frame so as not to rotate itself. According to the auxiliary power unit having this configuration, it is not necessary to modify the configuration of the bicycle main body except when replacing parts around the axis of the pedal crank.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】補助動力装置付き電動
自転車は、足踏みによる動力が主体であるので、足踏み
ペダルによる通常の自転車としての走行感覚が重視され
る。したがって、補助動力装置はより軽量でより廉価で
あることが要望される。前記特開平7−40878号公
報に記載された従来の補助動力装置付き電動自転車は、
補助動力装置を取付けるために通常の自転車の構造が大
幅に変化されるので、重量が重くかつコストも高価にな
る。
Since an electric bicycle with an auxiliary power unit is mainly powered by stepping, the feeling of running as a normal bicycle using a foot pedal is emphasized. Accordingly, it is desired that the auxiliary power unit be lighter and less expensive. The conventional electric bicycle with an auxiliary power unit described in JP-A-7-40878 is
The weight of the bicycle is high and the cost is high, since the structure of the normal bicycle is greatly changed to install the auxiliary power unit.

【0011】一方、特開平9−11970号公報に開示
された従来例は、通常の自転車の構造を極力変えないよ
うに、かつ、補助動力装置を後付けすることができるよ
うに構成して、軽量化および低コスト化を図っている。
しかし、この従来例は、ハンガーラグ部に中空軸やクラ
ンク軸を挿入することから、該ハンガーラグの内径を通
常のままで利用しようとすると、これらの軸類の径を小
さく設定せざるを得なくなる。上記軸類には、大きな足
踏み力が作用するので、その径を小さく設定すること
は、該軸類の強度不足をもたらす懸念がある。また、中
空状出力軸を自転車のハンガーラグに挿入するので、通
常の自転車のペダルクランク軸に使われている軸受けが
使用できないという不便さもある。
On the other hand, the conventional example disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1970 discloses a structure in which the structure of a normal bicycle is not changed as much as possible and an auxiliary power unit can be retrofitted. And cost reduction.
However, in this conventional example, since a hollow shaft or a crankshaft is inserted into the hanger lug portion, if the inner diameter of the hanger lug is to be used as it is, the diameter of these shafts must be set small. Disappears. Since a large stepping force acts on the shafts, setting the diameter to be small may cause insufficient strength of the shafts. Further, since the hollow output shaft is inserted into the hanger lug of the bicycle, there is also an inconvenience that a bearing used for a pedal crankshaft of a normal bicycle cannot be used.

【0012】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、通常の自転車に容易に後付け可能
な電動アシスト駆動ユニットを備えた軽量かつ安価な電
動アシスト自転車を提供することを課題としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide a lightweight and inexpensive electric assist bicycle including an electric assist drive unit that can be easily attached to a normal bicycle. It is an issue.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、足踏
み操作によって回転される足踏み駆動チェーンスプロケ
ットを有した自転車本体と、該自転車本体に取付けられ
る電動アシスト駆動ユニットとを有し、前記電動アシス
ト駆動ユニットが、電動モータ、前記足踏み駆動チェー
ンスプロケットの動力を第1のチェーンを介して足踏み
動力として取込む足踏み従動チェーンスプロケット、取
込んだ足踏み動力と前記電動モータによるアシスト動力
とを合成した動力によって回転される主動チェーンスプ
ロケットとを備え、前記主動チェーンスプロケットの動
力を第2のチェーンを介して前記自転車本体の後輪に伝
達するように構成されている。請求項2の発明は、請求
項1の発明において、前記足踏み従動スプロケットと前
記主動スプロケットとを同心状に配設するようにしてい
る。請求項3の発明は、請求項1または2の発明におい
て、前記電動アシスト駆動ユニットを前記自転車本体の
ハンガーラグの前方側に位置させ、前記自転車本体に前
記電動アシスト駆動ユニットのケーシングの上部を取付
けるとともに、前記ケーシングに、前記ハンガーラグに
当接して該ケーシングを支持する支持部材を設けてい
る。請求項4の発明は、請求項1または2の発明におい
て、前記自転車本体に固定した取付部材に前記電動アシ
スト駆動ユニットのケーシングの上部を枢着するととも
に、前記取付部材と電動アシスト駆動ユニットとの間
に、前記電動アシスト駆動ユニットを支持する支持手段
を介在させ、該支持手段には、前記電動アシスト駆動ユ
ニットを上記枢着部位を中心に揺動変位させて前記第2
のチェーンの張りを調整するテイクアップ機能を持たせ
るようにしている。請求項5の発明は、請求項1または
2の発明において、前記電動アシスト駆動ユニットを前
記自転車本体のハンガーラグの前方側に位置させ、前記
自転車本体に電動アシスト駆動ユニットのケーシングの
上部を枢着するとともに、前記ケーシングに前記ハンガ
ーラグに当接して該ケーシングを支持する支持手段を設
け、該支持手段には、前記電動アシスト駆動ユニットを
上記枢着部位を中心に揺動変位させて前記第2のチェー
ンの張りを調整するテイクアップ機能を持たせるように
している。請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、前記支持手段が、それ自身を前記自転車本体に連結
固定する連結部を備えた構成を有する。請求項7の発明
は、請求項1ないし6の発明のいずれかにおいて、前記
電動アシスト駆動ユニットが、中空の減速出力軸を有
し、前記電動モータの回転速度を減速する減速機構と、
前記減速出力軸と同心でかつ回転可能な太陽歯車軸に設
けられた太陽歯車、前記足踏従動チェーンスプロケット
に直結された内歯歯車、および、遊星歯車キャリアによ
って支持されて前記太陽歯車と前記内歯歯車との間で遊
星回転する遊星歯車を有してなる遊星歯車機構と、前記
減速出力軸と前記主動チェーンスプロケットの軸との間
に介在され、前記減速出力軸が前記主動チェーンスプロ
ケットを駆動する際に係合する第1の一方向クラッチ
と、前記遊星歯車キャリアと前記主動チェーンスプロケ
ットとの間に介在され、前記遊星歯車キャリアが前記主
動チェーンスプロケットを駆動する際に係合する第2の
一方向クラッチと、を備え、これらを前記ケーシングに
収納した構成を有する。請求項8の発明は、請求項7の
発明において、足踏トルクを検出する足踏トルク検出手
段と、前記足踏トルクに基づいて前記電動モータへの供
給電力を制御するコントローラとを前記ケーシングに内
蔵させるようにしている。請求項9の発明は、請求項8
の発明において、前記足踏トルク検出手段が、前記太陽
歯車軸の回転に伴って揺動するトルク検出アームと、こ
のトルク検出アームの揺動角に比例する力を該トルク検
出アームに作用させるばねと、前記トルク検出アームの
揺動角を足踏トルクとして検出する角度検出手段とを備
えた構成を有する。請求項10の発明は、請求項9の発
明において、前記トルク検出アームが、その回動軸を中
心とする円周に沿った扇状のラックを備え、前記角度検
出手段が前記ラックに噛合するピニオンおよび該ピニオ
ンに連動するポテンシオメータを備えている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a bicycle body having a foot drive chain sprocket rotated by a stepping operation, and an electric assist drive unit attached to the bicycle body. An assist drive unit, an electric motor, a foot driven driven chain sprocket that takes in the power of the foot drive chain sprocket as the foot power via the first chain, a power obtained by combining the taken foot power and the assist power of the electric motor. And a driving chain sprocket rotated by the driving shaft, and the power of the driving chain sprocket is transmitted to a rear wheel of the bicycle body via a second chain. According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the foot driven driven sprocket and the driven sprocket are arranged concentrically. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the electric assist drive unit is located in front of a hanger lug of the bicycle main body, and an upper portion of a casing of the electric assist drive unit is attached to the bicycle main body. In addition, the casing is provided with a support member that contacts the hanger lug to support the casing. According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the upper part of the casing of the electric assist drive unit is pivotally attached to an attachment member fixed to the bicycle body, and the attachment member and the electric assist drive unit are connected to each other. A supporting means for supporting the electric assist drive unit is interposed therebetween, and the electric assist drive unit is pivotally displaced around the pivoted portion by the support means.
It has a take-up function to adjust the tension of the chain. According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the electric assist drive unit is positioned in front of a hanger lug of the bicycle main body, and an upper portion of a casing of the electric assist drive unit is pivotally attached to the bicycle main body. And supporting means for supporting the casing by abutting the hanger lug on the casing, wherein the supporting means is configured to swing-displace the electric assist drive unit about the pivoted portion and to provide the second It has a take-up function to adjust the tension of the chain. According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the support means has a structure including a connecting portion for connecting and fixing itself to the bicycle body. According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects of the present invention, the electric assist drive unit has a hollow deceleration output shaft, and a reduction mechanism for reducing the rotation speed of the electric motor;
A sun gear provided on a rotatable sun gear shaft concentric with the reduction output shaft, an internal gear directly connected to the foot driven chain sprocket, and the sun gear and the internal gear supported by a planetary gear carrier. A planetary gear mechanism having a planetary gear that rotates planetarily between the gears, and a planetary gear mechanism interposed between the reduction output shaft and the shaft of the driven chain sprocket, and the reduction output shaft drives the driven chain sprocket. A first one-way clutch that is engaged when the planetary gear carrier and the driving chain sprocket are engaged, and a second one that is engaged when the planetary gear carrier drives the driving chain sprocket. And a one-way clutch, which is housed in the casing. According to an eighth aspect of the present invention, in the invention of the seventh aspect, a stepping torque detecting means for detecting a stepping torque and a controller for controlling power supplied to the electric motor based on the stepping torque are provided in the casing. It is built-in. The invention of claim 9 is the invention of claim 8
In the invention, the stepping torque detecting means includes a torque detecting arm that swings with the rotation of the sun gear shaft, and a spring that applies a force proportional to the swing angle of the torque detecting arm to the torque detecting arm. And an angle detecting means for detecting a swing angle of the torque detecting arm as a stepping torque. According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the present invention, the torque detection arm includes a fan-shaped rack along a circumference around a rotation axis of the pinion, and the angle detection means meshes with the rack. And a potentiometer interlocked with the pinion.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は本発明
の第1の実施形態に係る電動アシスト自転車の全体側面
図を、図2は電動アシスト駆動ユニットの取付け態様を
示す側面図を、図3は図2のB矢視図を、図4は図2の
A−A断面図を、図5は上記電動アシスト駆動ユニット
の動力伝達機構部を展開した断面図を、また、図6は図
4のC−C断面図をそれぞれ示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is an overall side view of an electric assist bicycle according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a manner of mounting an electric assist drive unit. 3, FIG. 3 is a sectional view taken along the arrow B in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view in which the power transmission mechanism of the electric assist drive unit is developed, 6 is a sectional view taken along the line CC of FIG.

【0015】図1に示す電動アシスト自転車1におい
て、電動アシスト駆動ユニット(以下においては、駆動
ユニットと略称する)10は、自転車本体1Aのハンガ
ーラグ4の前側に位置され、図2に示す態様で自転車本
体1Aに取付けられている。すなわち、自転車本体1A
の斜めフレーム2には、支持板14aを介して取付部材
14が固定されている。上記駆動ユニット10は、その
減速機ケーシング41の上部に突起部41aを備え、こ
の突起部41aに形成された孔と上記取付部材14に形
成された孔に支持ピン15を挿通することによって自転
車本体1Aに取付けられている。
In the electric assist bicycle 1 shown in FIG. 1, an electric assist drive unit (hereinafter abbreviated as a drive unit) 10 is located in front of the hanger lug 4 of the bicycle main body 1A, and is arranged as shown in FIG. Mounted on bicycle body 1A. That is, the bicycle body 1A
The mounting member 14 is fixed to the diagonal frame 2 via a support plate 14a. The drive unit 10 is provided with a projection 41a on an upper portion of the speed reducer casing 41, and the support pin 15 is inserted into a hole formed in the projection 41a and a hole formed in the mounting member 14, whereby the bicycle body is 1A.

【0016】一方、駆動ユニット10は、図4に示すよ
うに、減速機ケーシング41および後述の中壁44に半
円凹状の先端部を備えたフォーク状の支持金具41cお
よび44aをそれぞれ突設し、これらの支持金具41
c,44aの先端部をハンガーラグ4の外周面に嵌合当
接させることによって、足踏み力を伝えるチェーン8と
後輪17を駆動するチェーン13の張力を受けている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the drive unit 10 is provided with fork-shaped support fittings 41c and 44a having semicircular concave tips on a reduction gear casing 41 and an inner wall 44 to be described later, respectively. , These support fittings 41
The tension of the chain 8 for transmitting the stepping force and the tension of the chain 13 for driving the rear wheel 17 are received by fitting the distal ends of the c and 44a to the outer peripheral surface of the hanger lug 4.

【0017】ペダルクランク5は、ハンガーラグ4を貫
通するクランク軸6の両端にそれぞれ取付けられてい
る。クランク軸6の一端部には、足踏み駆動チェーンス
プロケット7が固着され、このチェーンスプロケット7
と、足踏み駆動力を駆動ユニット10に取り込むための
チェーンスプロケット9には、上記チェーン8が巻き掛
けられている。
The pedal cranks 5 are respectively attached to both ends of a crankshaft 6 penetrating the hanger lug 4. A foot drive chain sprocket 7 is fixedly attached to one end of the crankshaft 6.
The chain 8 is wound around a chain sprocket 9 for taking the stepping drive force into the drive unit 10.

【0018】駆動ユニット10の出力軸には、主動チェ
ーンスプロケット11が取付けられるとともに、自転車
本体1Aの後輪17の軸には、ワンウェイクラッチを介
して従動チェーンスプロケット12(図1参照)が取付
けられている。上記両チェーンスプロケット11,12
には、上記チェーン13が巻き掛けられ、これによっ
て、主動チェーンスプロケット11から従動チェーンス
プロケット12に動力を伝えることが可能である。な
お、図1に示すように、自転車本体1Aの後方上部に
は、電動モータ31に電力を供給するバッテリ77が配
設されている。
A drive chain sprocket 11 is mounted on the output shaft of the drive unit 10, and a driven chain sprocket 12 (see FIG. 1) is mounted on the shaft of the rear wheel 17 of the bicycle body 1A via a one-way clutch. ing. Both chain sprockets 11 and 12
, The chain 13 is wound around, so that power can be transmitted from the driving chain sprocket 11 to the driven chain sprocket 12. In addition, as shown in FIG. 1, a battery 77 for supplying electric power to the electric motor 31 is provided in an upper rear portion of the bicycle main body 1A.

【0019】足踏み駆動力を駆動ユニット10に取り込
む上記チェーンスプロケット9と主動スプロケット11
は、同心状にかつ隣接して配置されている、したがっ
て、駆動ユニット10は、両スプロケット9,11の干
渉を防止しながら小型かつコンパクトに構成することが
できる。
The chain sprocket 9 and the driving sprocket 11 for taking in the stepping drive force into the drive unit 10
Are arranged concentrically and adjacently, so that the drive unit 10 can be configured to be small and compact while preventing interference between the sprockets 9 and 11.

【0020】駆動ユニット10の構成を図4〜図6を参
照して説明する。モータ31は、モータケーシング38
と中壁44とによって画成された空間内に配置されてい
る。減速機ケーシング41の一端側は、中壁44を挟ん
でモータケーシング38に一体結合され、これによって
減速機構ケーシングが形成されている。
The structure of the drive unit 10 will be described with reference to FIGS. The motor 31 includes a motor casing 38
And the inner wall 44. One end of the reduction gear casing 41 is integrally connected to the motor casing 38 with the middle wall 44 interposed therebetween, thereby forming a reduction gear casing.

【0021】減速機ケーシング41は、2段歯車減速機
構と、後述の遊星歯車機構と、一方向クラッチ63,6
4と、トルク検出アーム71、ポテンシオメータ72お
よび圧縮ばね73を備えた後述の足踏みトルク検出機構
とを収容している。モータ31は、コイルが巻かれたス
テータ32と、該ステータ32の外周面に対向する内周
面に沿って複数の磁石33を所定の間隔で取付けたロー
タ34とを備えている。このモータ31は、いわゆるD
Cブラシレスモータであり、パワートランジスタ等のス
イッチ素子でコイル電流をスイッチングした際に発生す
る回転磁界によってロータ34が回転する。なお、コイ
ルに送る電流のタイミングは、ホール素子等によって制
御される。
The reduction gear casing 41 includes a two-stage gear reduction mechanism, a planetary gear mechanism described later, and one-way clutches 63 and 6.
4 and a later-described stepping torque detecting mechanism including a torque detecting arm 71, a potentiometer 72, and a compression spring 73. The motor 31 includes a stator 32 on which a coil is wound, and a rotor 34 on which a plurality of magnets 33 are attached at predetermined intervals along an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the stator 32. This motor 31 has a so-called D
It is a C brushless motor, and a rotor 34 rotates by a rotating magnetic field generated when switching a coil current by a switching element such as a power transistor. The timing of the current sent to the coil is controlled by a Hall element or the like.

【0022】第1段大歯車51(図5参照)は、中壁4
4およびケーシング41に軸受を介して回転自在に支持
された回転軸52に固設されており、上記モータ31の
回転軸35の先端に形成されたピニオン35aと噛み合
っている。第1段大歯車51の回転軸52には、第2段
大歯車53と噛み合う小歯車52aが形成されている。
第2段大歯車53は、太陽歯車軸54上に回転可能に支
持されており、モータ31の前進方向駆動力を出力軸6
1に伝達すべく、一方向クラッチ64を介して該出力軸
61と係合する。上記ピニオン35a、第1段大歯車5
1、小歯車52aおよび第2段大歯車53は、2段歯車
減速機構を構成している。そして、太陽歯車軸54の周
囲に同心状に位置した第2段大歯車53の中空状軸部
は、この2段歯車減速機構の減速出力軸を構成し、この
減速出力軸が一方向クラッチ64を介して上記出力軸6
1と係合する。
The first-stage large gear 51 (see FIG. 5)
The motor 31 is fixed to a rotating shaft 52 rotatably supported via a bearing on the casing 41 and meshes with a pinion 35 a formed at the tip of the rotating shaft 35 of the motor 31. On the rotation shaft 52 of the first-stage large gear 51, a small gear 52a that meshes with the second-stage large gear 53 is formed.
The second-stage large gear 53 is rotatably supported on a sun gear shaft 54, and transmits the forward driving force of the motor 31 to the output shaft 6.
1 to engage with the output shaft 61 via a one-way clutch 64. The pinion 35a, the first-stage large gear 5
1, the small gear 52a and the second-stage large gear 53 constitute a two-stage gear reduction mechanism. The hollow shaft portion of the second-stage large gear 53 concentrically located around the sun gear shaft 54 constitutes a reduction output shaft of the two-stage gear reduction mechanism. Through the output shaft 6
Engage with 1.

【0023】前記遊星歯車機構は、中空の出力軸61に
対して同心状に配設された太陽歯車軸54と、この太陽
歯車軸54に設けられた太陽歯車54aと、足踏従動チ
エ―ンスプロケット9に直結された内歯歯車56aと、
遊星歯車キャリア57と、太陽歯車54aと内歯歯車5
6aとの間で遊星回転する遊星歯車58とにより構成さ
れている。なお、遊星歯車58は、遊星歯車キャリア5
7にピン59を介して支持されている。
The planetary gear mechanism includes a sun gear shaft 54 disposed concentrically with a hollow output shaft 61, a sun gear 54a provided on the sun gear shaft 54, and a foot driven chain. An internal gear 56a directly connected to the sprocket 9,
Planetary gear carrier 57, sun gear 54a and internal gear 5
6a and a planetary gear 58 that rotates in a planetary manner. The planetary gear 58 is a planetary gear carrier 5
7 is supported via a pin 59.

【0024】太陽歯車54aは、トルク検出アーム71
に直結されており、トルク検出用の手段として回転す
る。この太陽歯車54aは、動力伝達用遊星歯車機構の
要素部品としては回転を停止していると見做される。し
たがって、遊星歯車機構は、足踏み力を受け入れる従動
チェーンスプロケット9に直結された内歯歯車56aが
原動側となり、減速された遊星歯車キャリア57が出力
側となる減速機構を構成している。
The sun gear 54a is connected to the torque detecting arm 71
And rotates as a torque detecting means. The sun gear 54a is considered to have stopped rotating as an element of the power transmission planetary gear mechanism. Therefore, the planetary gear mechanism constitutes a reduction mechanism in which the internal gear 56a directly connected to the driven chain sprocket 9 that receives the stepping force is the driving side, and the reduced planetary gear carrier 57 is the output side.

【0025】遊星歯車キャリア57と主動チェーンスプ
ロケット11との間には、自転車1が前進する際のみに
係合する1方向クラッチ63が介在している。太陽歯車
軸54には、足踏みトルクに比例するトルクが伝えられ
る。したがって、太陽歯車軸54に固着されたトルク検
出アーム71とケーシング41との間に介装された圧縮
ばね73(図6参照)は、検出アーム71の揺動角を検
出するポテンシオメータ72と共に足踏トルク検出機構
を構成している。
A one-way clutch 63 is interposed between the planetary gear carrier 57 and the driven chain sprocket 11, and is engaged only when the bicycle 1 moves forward. A torque proportional to the stepping torque is transmitted to the sun gear shaft 54. Therefore, the compression spring 73 (see FIG. 6) interposed between the torque detection arm 71 fixed to the sun gear shaft 54 and the casing 41 works together with the potentiometer 72 for detecting the swing angle of the detection arm 71. It constitutes a pedal torque detection mechanism.

【0026】なお、足踏みトルクの大きさを示すポテン
シオメータ72の出力信号は、モータ31の出力を制御
するための関数として利用される。ケーシング41に設
けたねじ孔には、調整ストッパ76が螺合されている。
この調整ストッパ76は、検出アーム71の初動位置を
調整して、圧縮ばね73に初張力を与えるものである。
The output signal of the potentiometer 72 indicating the magnitude of the stepping torque is used as a function for controlling the output of the motor 31. An adjustment stopper 76 is screwed into a screw hole provided in the casing 41.
The adjustment stopper 76 adjusts the initial movement position of the detection arm 71 and applies an initial tension to the compression spring 73.

【0027】ケーシング41に取付けてある回転速度検
出センサ74は、出力軸61に設けられた歯車61aの
歯を検出する近接型センサである。この回転速度検出セ
ンサ74は、駆動ユニット10の出力軸回転速度を、単
位時間中における上記歯車61aの歯の検出数に置き換
えて計測するものである。なお、この回転速度検出セン
サ74は、駆動ユニットの出力軸回転速度または自転車
の走行速度の計測が可能な適宜な箇所に装着すればよ
い。
The rotational speed detecting sensor 74 attached to the casing 41 is a proximity sensor for detecting the teeth of a gear 61a provided on the output shaft 61. The rotational speed detection sensor 74 measures the output shaft rotational speed of the drive unit 10 by replacing the rotational speed with the number of teeth detected by the gear 61a in a unit time. Note that the rotation speed detection sensor 74 may be mounted at an appropriate location where the output shaft rotation speed of the drive unit or the running speed of the bicycle can be measured.

【0028】以下、上記アシスト駆動ユニット10を備
えた自転車1の作用を、該自転車1の動力伝達系統およ
び制御系統を示す図7を参照しながら説明する。ペダル
16およびペダルクランク5を介してクランク軸6を人
力で回転駆動すると、足踏みトルクがチェーンスプロケ
ット7、チェーン8およびチェーンスプロケット9を介
して内歯歯車軸56へ伝えられる。
The operation of the bicycle 1 having the assist drive unit 10 will be described below with reference to FIG. 7, which shows a power transmission system and a control system of the bicycle 1. When the crankshaft 6 is rotationally driven manually by the pedal 16 and the pedal crank 5, the stepping torque is transmitted to the internal gear shaft 56 via the chain sprocket 7, the chain 8, and the chain sprocket 9.

【0029】これにより、遊星歯車機構の内歯歯車56
aが回転するので、固定側の太陽歯車54aの周りを遊
星歯車58が公転し、その結果、遊星歯車キャリア57
が回転する。キャリア57の回転は、一方向クラッチ6
3を介して主動チェーンスプロケット11に伝えられ、
さらに、チェーン13、従動チェーンスプロケット12
および後輪ハブに設けられた一方向クラッチ(図示せ
ず)を経て後輪17を回転駆動する。なお、クランク軸
6が止まってる状態で主動チェーンスプロケット11が
自転車の進行方向に回されるときには、一方向クラッチ
63が係合しないで空回りをする。
Thus, the internal gear 56 of the planetary gear mechanism
a, the planetary gear 58 revolves around the fixed sun gear 54a, and as a result, the planetary gear carrier 57
Rotates. The rotation of the carrier 57 is controlled by the one-way clutch 6.
3, transmitted to the driving chain sprocket 11,
Further, the chain 13, the driven chain sprocket 12
Then, the rear wheel 17 is rotationally driven via a one-way clutch (not shown) provided on the rear wheel hub. When the driving chain sprocket 11 is rotated in the traveling direction of the bicycle with the crankshaft 6 stopped, the one-way clutch 63 does not engage and idles.

【0030】太陽歯車軸54には、足踏みトルクに比例
するトルクが伝えられるが、前述したように、足踏みト
ルク検出機構の圧縮ばね73には初圧力が付与されてい
る。したがって、足踏トルク検出機構のポテンシオメー
タ72は、足踏みトルクが上記初圧力に基づいて設定さ
れた所定の値以上になったとき、該足踏みトルクに比例
した電気信号をコントローラ75に送出する。
A torque proportional to the stepping torque is transmitted to the sun gear shaft 54. As described above, the initial pressure is applied to the compression spring 73 of the stepping torque detecting mechanism. Therefore, the potentiometer 72 of the stepping torque detecting mechanism sends an electric signal proportional to the stepping torque to the controller 75 when the stepping torque becomes equal to or more than a predetermined value set based on the initial pressure.

【0031】コントローラ75は、足踏みトルクと所定
のアシスト比(例えば1)とに基づいて、該足踏みトル
クに対応するアシスト用のモータ出力トルクを演算す
る。そして、コントローラ75に内蔵された図示してい
ない電力制御回路は、モータ31の出力が上記モータ出
力トルクを得るのに必要な大きさとなるように、バッテ
リ77から供給される電力を制御してモータ31に供給
する。モータ31の回転は、その出力軸35に直結した
2段歯車減速機構によって所要の回転まで減速された
後、一方向クラッチ64を介して主動チェーンスプロケ
ット11に伝達される。かくして、モータ31側の駆動
機構から出力されるアシストトルクが足踏みトルクに付
加されることになる。
The controller 75 calculates an assist motor output torque corresponding to the stepping torque based on the stepping torque and a predetermined assist ratio (for example, 1). A power control circuit (not shown) built in the controller 75 controls the electric power supplied from the battery 77 so that the output of the motor 31 has a magnitude necessary for obtaining the motor output torque. 31. The rotation of the motor 31 is reduced to a required rotation by a two-stage gear reduction mechanism directly connected to the output shaft 35, and then transmitted to the driving chain sprocket 11 via the one-way clutch 64. Thus, the assist torque output from the drive mechanism of the motor 31 is added to the stepping torque.

【0032】なお、自転車1が足踏み力のみによって運
転されている状態では、一方向クラッチ64に作用によ
ってモータ31側への足踏み力の伝達が断たれるので、
該モータ31が足踏み操作時の負荷になることはない。
また、自転車1がモータ31によるアシストトルクを受
けながら運転されている状態では、該自転車1が予め設
定された速度以上になった場合に、コントローラ75に
よってモータ31が停止される。なお、コントローラ7
5は、前記速度検出センサ74の出力に基づいて自転車
1の速度オーバーを判断する。
When the bicycle 1 is driven only by the stepping force, the transmission of the stepping force to the motor 31 is interrupted by the one-way clutch 64.
The motor 31 does not become a load during the stepping operation.
Further, in a state where the bicycle 1 is driven while receiving the assist torque by the motor 31, when the speed of the bicycle 1 becomes equal to or higher than a preset speed, the motor 75 is stopped by the controller 75. The controller 7
5 judges that the speed of the bicycle 1 is over based on the output of the speed detection sensor 74.

【0033】上記第1の実施形態に係る電動アシスト自
転車1は、駆動ユニット10を取付け部材14および支
持金具41c,44aを用いて自転車本体1Aのフレー
ム2およびハンガーラグ4に取付けるようにしている。
また、足踏み力をチェーン8を介して駆動ユニット10
に伝達するとともに、アシスト駆動力を駆動ユニット1
0内において調整した後、チェーン13を介して後輪1
7に伝達するようにしている。
In the electric assist bicycle 1 according to the first embodiment, the drive unit 10 is mounted on the frame 2 and the hanger lug 4 of the bicycle main body 1A by using the mounting member 14 and the support fittings 41c and 44a.
Further, the stepping force is applied to the drive unit 10 via the chain 8.
To the drive unit 1
After adjustment within 0, the rear wheel 1
7 is transmitted.

【0034】したがって、この電動アシスト自転車1に
よれば、通常仕様の自転車本体1Aを改造することな
く、また、この自転車本体1Aの基本的な部品を取り換
えることなく駆動ユニット10を該自転車本体1Aに後
付けすることができる。また、駆動ユニット10の動力
伝達に使用される機能部品として、通常の自転車の標準
部品を多用することが可能であるので、コストの低減、
信頼性の向上および軽量化を図ることができる。
Therefore, according to the electric assist bicycle 1, the drive unit 10 can be attached to the bicycle main body 1A without modifying the normal specification bicycle main body 1A and without replacing basic parts of the bicycle main body 1A. Can be retrofitted. In addition, since standard components of a normal bicycle can be frequently used as functional components used for power transmission of the drive unit 10, cost reduction,
It is possible to improve the reliability and reduce the weight.

【0035】(第2の実施形態)この第2の実施形態
は、自転車本体1Aへの駆動ユニットの取付け構造にお
いて第1の実施形態と異なる。すなわち、第1の実施形
態においては、駆動ユニット10を自転車本体1Aに取
付けるため、駆動ユニット10の上部一個所を支持ピン
15および取付部材14を介して自転車本体1Aの斜行
フレーム2に支持させるとともに、駆動ユニット10に
設けた1対のフォーク状支持金具41c,44aの先端
を自転車本体1Aのハンガーラグ4の外周面に当接させ
ている。
(Second Embodiment) The second embodiment is different from the first embodiment in the structure for attaching the drive unit to the bicycle main body 1A. That is, in the first embodiment, in order to attach the drive unit 10 to the bicycle main body 1A, one upper portion of the drive unit 10 is supported by the skewing frame 2 of the bicycle main body 1A via the support pins 15 and the attachment members 14. At the same time, the tips of a pair of fork-shaped support fittings 41c and 44a provided on the drive unit 10 are in contact with the outer peripheral surface of the hanger lug 4 of the bicycle body 1A.

【0036】これに対して、この第2の実施形態におい
ては、図8に示すように、自転車本体1Aの斜行フレー
ム2とサドルフレーム3にユニット取付部材82を固定
し、この取付部材82に駆動ユニット80を揺動し得る
ようにピンジョイント式に取付けている。また、足踏み
駆動チェーンの張りを調整するテイクアップ機構を付加
している。
On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 8, a unit mounting member 82 is fixed to the skew frame 2 and the saddle frame 3 of the bicycle body 1A, and The drive unit 80 is mounted in a pin joint type so that it can swing. Also, a take-up mechanism for adjusting the tension of the foot drive chain is added.

【0037】以下、この第2の実施形態をさらに詳細に
説明する。なお、この第2の実施形態と第1の実施形態
は、駆動ユニットにおけるモータとチェーンスプロケッ
ト間の駆動機構、足踏みトルク検出機構および速度検出
センサに同一のものを採用しているので、以下において
はそれらの説明を省略する。図8は電動アシスト駆動ユ
ニット80の自転車本体1Aへの取付け態様を示す側面
図、図9は図8のD矢視図である。
Hereinafter, the second embodiment will be described in more detail. Since the second embodiment and the first embodiment employ the same drive mechanism between the motor and the chain sprocket, the stepping torque detection mechanism, and the speed detection sensor in the drive unit, the following description will be made. A description thereof will be omitted. FIG. 8 is a side view showing a manner in which the electric assist drive unit 80 is attached to the bicycle main body 1A, and FIG. 9 is a view taken in the direction of arrow D in FIG.

【0038】各図において、駆動ユニット80は、取付
部材82とこの取付部材82と略対称形の取付部材83
とを用いて自転車本体1Aに取付けられている。取付部
材82,83は、ハンガーラグ4と一体の斜行フレーム
2およびサドルフレーム3を挟むように対向配設され、
相互間に介装した複数本のボルトの締着力によってフレ
ーム2,3に着脱自在に固定されている。なお、取付部
材82,83は、その当接部82a,83がフレーム
2,3に圧接している。
In each figure, the drive unit 80 includes a mounting member 82 and a mounting member 83 substantially symmetrical to the mounting member 82.
And attached to the bicycle main body 1A. The mounting members 82 and 83 are opposed to each other so as to sandwich the skew frame 2 and the saddle frame 3 integrated with the hanger lug 4.
It is detachably fixed to the frames 2 and 3 by the fastening force of a plurality of bolts interposed between each other. The contact members 82a and 83 of the mounting members 82 and 83 are in pressure contact with the frames 2 and 3, respectively.

【0039】駆動ユニット80のケーシング81の上部
には、一対の突出部81a、81bが形成され、また、
取付部材82および83のハンガーラグ4から離れた側
の端部には、それぞれ突出部82aおよび突出部83a
が形成されている。駆動ユニット80は、上記各突出部
81a、81bおよび82aおよび83aにそれぞれ設
けられたピン孔にピン15を挿通することによって取付
部材82,83に回転可能に支持されている。
A pair of protrusions 81a and 81b are formed on the upper part of the casing 81 of the drive unit 80.
At the ends of the mounting members 82 and 83 on the side away from the hanger lug 4, a protrusion 82 a and a protrusion 83 a are provided, respectively.
Are formed. The drive unit 80 is rotatably supported by the mounting members 82 and 83 by inserting the pins 15 into the pin holes provided in the projections 81a, 81b and 82a and 83a, respectively.

【0040】取付部材82のハンガーラグ4側の端部に
は、下方に突出するアーム82cが形成され、また、該
アーム82c先端には、調整ねじ84を螺合した突起部
82dが形成されている。一方、ケーシング81の斜め
下方に突設された突起部81cには当て板81dが設け
られ、この当て板81dに上記調整ねじ84の先端が当
接している。また、上記突起部81cは、ピン15を中
心とする円周に沿った長孔81eを備え、この長穴81
eに挿通したボルト85をアーム82cの先端部に設け
たねじ孔に螺合させてある。
An arm 82c protruding downward is formed at the end of the mounting member 82 on the hanger lug 4 side, and a projection 82d to which an adjustment screw 84 is screwed is formed at the tip of the arm 82c. I have. On the other hand, a contact plate 81d is provided on a projection 81c projecting obliquely downward from the casing 81, and the tip of the adjustment screw 84 is in contact with the contact plate 81d. The protruding portion 81c has a long hole 81e along the circumference centered on the pin 15, and the long hole 81e is provided.
The bolt 85 inserted in e is screwed into a screw hole provided at the tip of the arm 82c.

【0041】そこで、上記ボルト85を緩めた状態で調
整ねじ84を回動すれば、突起部82dからの調整ねじ
84の突出長が変化して、駆動ユニット80がピン15
を中心として小角度だけ回転移動する。このケーシング
81の回転移動により、駆動ユニット80の水平方向の
位置が調節され、その結果、足踏み力を伝達するチェー
ン8の張りが調整される。なお、調整ねじ84は、ナッ
トの締付け操作によって突起部82dに固定することが
できる。また、駆動ユニット80の位置調整終了後は、
ボルト85を締め付けて該駆動ユニット80の調整位置
を保持する。このように、この実施形態に係る電動アシ
スト自転車用は、チェーン8の張りを調整するテイクア
ップ機能を有している。
If the adjustment screw 84 is rotated with the bolt 85 loosened, the length of the adjustment screw 84 protruding from the projection 82d changes, and the drive unit 80
Rotate around a small angle around. Due to the rotational movement of the casing 81, the horizontal position of the drive unit 80 is adjusted, and as a result, the tension of the chain 8 that transmits the stepping force is adjusted. The adjusting screw 84 can be fixed to the projection 82d by a nut tightening operation. After the position adjustment of the drive unit 80 is completed,
The adjustment position of the drive unit 80 is maintained by tightening the bolt 85. Thus, the electric assist bicycle according to this embodiment has a take-up function of adjusting the tension of the chain 8.

【0042】この第2の実施形態に係る電動アシスト自
転車では、駆動ユニット80が取付け部材82,83を
用いて自転車本体1Aのフレーム2およびサドルフレー
ム3に取付けられる。また、足踏み力がチェーン8を介
して駆動ユニット80に伝達されるとともに、アシスト
駆動力が駆動ユニット80内において調整された後、チ
ェーン13を介して後輪17に伝達される。
In the electric assist bicycle according to the second embodiment, the drive unit 80 is attached to the frame 2 and the saddle frame 3 of the bicycle main body 1A by using attachment members 82 and 83. Further, the stepping force is transmitted to the drive unit 80 via the chain 8, and the assist driving force is transmitted to the rear wheel 17 via the chain 13 after being adjusted in the drive unit 80.

【0043】したがって、この電動アシスト自転車によ
れば、前記第1の実施形態と同様の効果が得られる。す
なわち、通常仕様の自転車本体1Aを改造することな
く、また、この自転車本体1Aの基本的な部品を取り換
えることなく駆動ユニット80を該自転車本体1Aに後
付けすることができる。また、駆動ユニット80の動力
伝達に使用される機能部品として、通常の自転車の標準
部品を多用することが可能であるので、コストの低減、
信頼性の向上および軽量化を図ることができる。
Therefore, according to the electric assist bicycle, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, the drive unit 80 can be retrofitted to the bicycle main body 1A without modifying the normal specification bicycle main body 1A and without replacing basic parts of the bicycle main body 1A. In addition, since standard components of a normal bicycle can be frequently used as functional components used for power transmission of the drive unit 80, cost reduction,
It is possible to improve the reliability and reduce the weight.

【0044】(第3の実施形態)この第3の実施形態
は、自転車本体への駆動ユニットの取付け構造と、足踏
みトルク検出取出し機構の構成においてが前記第1、第
2の実施形態と異なっている。すなわち、この第3の実
施形態は、駆動ユニットを斜行フレーム2の1カ所でピ
ンによって支持している点で第1の実施形態と共通して
いる。しかし、駆動ユニットの水平方向の位置をハンガ
ーラグ4に取付けた一対の支持金具により調整するよう
にした構成(テイクアップ機構)において第1、第2の
実施形態と相違している。
(Third Embodiment) The third embodiment differs from the first and second embodiments in the mounting structure of the drive unit to the bicycle main body and the structure of the stepping torque detecting and extracting mechanism. I have. That is, the third embodiment is common to the first embodiment in that the drive unit is supported by the pins at one position of the skewing frame 2. However, this embodiment differs from the first and second embodiments in the configuration (take-up mechanism) in which the horizontal position of the drive unit is adjusted by a pair of support fittings attached to the hanger lug 4.

【0045】また、足踏みトルクを取出し得る太陽歯車
軸にアームの基部を取付けるとともに、このアームの先
端部に上記太陽歯車軸を中心とする円周に沿った歯車ラ
ックを設け、足踏みトルクによる上記アームの揺動を上
記ラックとこのラックに噛合させたピニオンを介してポ
テイシオメータに伝達するように構成した足踏みトルク
検出取出し機構を備えた点において第1、第2の実施形
態と相違している。なお、上記太陽歯車軸には、その回
転角度に比例したばね荷重が上記アームを介して作用さ
れる。
Further, a base of the arm is mounted on a sun gear shaft capable of extracting a stepping torque, and a gear rack is provided at a tip end of the arm along a circumference centered on the sun gear axis, and the arm is controlled by the stepping torque. The present embodiment is different from the first and second embodiments in that a stepping torque detecting / extracting mechanism configured to transmit the rocking motion to the potentiometer through the rack and a pinion meshed with the rack is provided. A spring load proportional to the rotation angle is applied to the sun gear shaft via the arm.

【0046】以下、この第3の実施形態をさらに詳細に
説明する。なお、この第3の実施形態と第1の実施形態
は、駆動ユニットにおけるモータとチェーンスプロケッ
ト間の駆動機構および速度検出センサに同一のものを採
用しているので、以下においてはそれらの説明を省略す
る。
Hereinafter, the third embodiment will be described in more detail. In the third embodiment and the first embodiment, the same drive mechanism between the motor and the chain sprocket in the drive unit and the same speed detection sensor are employed, so that the description thereof will be omitted below. I do.

【0047】図10は電動アシスト駆動ユニット90の
自転車本体1Aへの取付け態様を示す側面図、図11は
図10の裏面図、図12は図10のE−E断面図、図1
3は図12のF−F断面図である。この実施形態では、
駆動ユニット90の支持と水平方向についての位置調整
のために、自転車本体1Aの左側および右側にそれぞれ
支持金具88および89を設けてある。
FIG. 10 is a side view showing how the electric assist drive unit 90 is attached to the bicycle main body 1A, FIG. 11 is a rear view of FIG. 10, FIG. 12 is a sectional view taken along line E--E of FIG.
3 is a sectional view taken along line FF of FIG. In this embodiment,
Support brackets 88 and 89 are provided on the left and right sides of the bicycle main body 1A for supporting the drive unit 90 and adjusting the position in the horizontal direction, respectively.

【0048】駆動ユニット90のケーシング91には、
取付け孔を有する上部突起部91dと、足踏みトルク検
出機構のピニオン94を収納するための突出室91a
(図12参照)とが設けられている。また、ケーシング
91内には、圧縮ばね96(図13参照)、この圧縮ば
ね96に挿入したばね支え軸97、この支え軸97を摺
動可能に支持する内側突起91bおよびばね支え軸97
の移動位置を規定するストッパ91cが設けられてい
る。
The casing 91 of the drive unit 90 includes
An upper protrusion 91d having a mounting hole, and a protrusion chamber 91a for accommodating the pinion 94 of the stepping torque detecting mechanism.
(See FIG. 12). In the casing 91, a compression spring 96 (see FIG. 13), a spring support shaft 97 inserted into the compression spring 96, an inner protrusion 91b that slidably supports the support shaft 97, and a spring support shaft 97
Is provided.

【0049】ケーシング91の外側面には、上記支持金
具88を取付けるための雌ねじ91e(図10参照)が
設けられるとともに、該支持金具88を水平方向にガイ
ドするガイドピース91fが設けられている。ガイドピ
ース91fには、水平方向に沿う雌ねじ孔91gが設け
られ、この雌ねじ孔91gに調整ねじ86が螺合されて
いる。
On the outer surface of the casing 91, a female screw 91e (see FIG. 10) for mounting the support fitting 88 is provided, and a guide piece 91f for guiding the support fitting 88 in the horizontal direction is provided. The guide piece 91f is provided with a female screw hole 91g extending along the horizontal direction, and the adjusting screw 86 is screwed into the female screw hole 91g.

【0050】図12に示す駆動ユニット90の中壁92
は、第1の実施形態における中壁44(図4参照)と略
同じ形状を有する。しかし、この中壁92は、ケーシン
グ91の突出室91aの形成要素である突出部92aを
上部に形成した点および横方向に支持金具89を取付け
るための延長壁92b(図11参照)を形成した点にお
いて第1の実施形態における中壁44と相違している。
なお、上記延長壁92bには、支持金具89を取付ける
ための雌ねじ92cが設けられている。
The inner wall 92 of the drive unit 90 shown in FIG.
Has substantially the same shape as the middle wall 44 (see FIG. 4) in the first embodiment. However, the middle wall 92 has a point at which the projecting portion 92a, which is a forming element of the projecting chamber 91a of the casing 91, is formed at the upper portion, and an extended wall 92b (see FIG. 11) for attaching the support member 89 in the lateral direction. This is different from the middle wall 44 in the first embodiment in the point.
The extension wall 92b is provided with a female screw 92c for attaching the support fitting 89.

【0051】図10に示すように、支持金具88の一端
部には、ハンガーラグ4の径と同径の半円凹状の端縁8
8cが形成され、また、他端部には、水平方向にフォー
ク状に伸びて、ケーシング91に設けられた前記ガイド
ピース91fによって水平方向にガイドされる平行な1
対のアーム88dが形成されている。なお、各アーム8
8dには、長孔88aがそれぞれ設けられている。ま
た、上記支持金具88は、半円凹状の端縁88cの下側
を後方に延長して、その延長部の端部88bに取付け用
孔を形成している。支持金具89は、ハンガーラグ4の
径と同径の半円凹状の端縁89cと、1対の長孔89a
とを備え、かつ、上記端縁89cの下側を前方に延長し
て、その延長部の端部89bに取付け用孔を形成してい
る。
As shown in FIG. 10, one end of the support bracket 88 has a semicircular concave edge 8 having the same diameter as the hanger lug 4.
8c is formed on the other end, and is parallelly extended in a fork shape in the horizontal direction and guided in the horizontal direction by the guide piece 91f provided in the casing 91.
A pair of arms 88d is formed. Each arm 8
8d is provided with a long hole 88a. The support bracket 88 extends rearward below a semicircular concave edge 88c to form a mounting hole at an end 88b of the extended portion. The supporting bracket 89 has a semicircular concave edge 89c having the same diameter as the hanger lug 4 and a pair of long holes 89a.
And a lower portion of the edge 89c is extended forward to form a mounting hole at the end 89b of the extension.

【0052】ハンガーラグ4と一体の斜めパイプフレー
ム2には、支持板14aを用いて取付部材14が締着さ
れている。取駆動ユニット90は、この取付部材14に
設けられた孔と、ケーシング91の上部突起部91dに
設けられた取付け孔にピン15を通すことによってフレ
ーム2に枢支されている。
A mounting member 14 is fastened to the oblique pipe frame 2 integral with the hanger lug 4 by using a support plate 14a. The take-off drive unit 90 is pivotally supported by the frame 2 by passing the pin 15 through a hole provided in the mounting member 14 and a mounting hole provided in the upper protrusion 91 d of the casing 91.

【0053】支持金具88および89は、その半円凹状
端縁88cおよび88cがそれぞれハンガーラグ4の前
周面および後周面に嵌合当接され、かつ、その延長端部
88bおよび89bが、ハンガーラグ4から後方に延び
る後輪支持フレーム18に固定された取付板87にボル
トで共締めされている。一方、支持金具88は、長孔8
8aに挿通したボルトをケーシング91の雌ねじ孔91
eに螺合することによって該ケーシング91に締着さ
れ、また、支持金具89は、長孔89aに挿通したボル
トを前記中壁92の延長壁92bに設けられた雌ねじ孔
92cに螺合することによって該延長壁92bに締着さ
れている。
The supporting brackets 88 and 89 have their semicircular concave edges 88c and 88c fitted and abutted on the front peripheral surface and the rear peripheral surface of the hanger lug 4, respectively, and their extended ends 88b and 89b have the following shapes. It is fastened together with a bolt to a mounting plate 87 fixed to a rear wheel support frame 18 extending rearward from the hanger lug 4. On the other hand, the support bracket 88 has the long hole 8.
8a into the female screw hole 91 of the casing 91.
e, screwed into the casing 91, and the support fitting 89 is used to screw a bolt inserted through the elongated hole 89a into a female screw hole 92c provided in the extension wall 92b of the middle wall 92. To the extension wall 92b.

【0054】足踏み力を伝達するチェーン8の張りの度
合は、支持金具88,89の長孔88a,89aに装着
された各ボルトを弛める操作と、調整ねじ86のロック
を外して該調整ねじ86を回す操作とを実行することに
より調整することができる。すなわち、調整ねじ86を
回せば、ケーシング91がチェーンスプロケット9と共
にピン15を中心として回動変位するので、チェーン8
の張を調整することができる。このように、支持金具8
8,89は、チェーン8の張を調整するテイクアップ機
能を備えている。なお、チェーン8の張り調整が完了し
たら、調整ねじ86をロックナットでロックした後、支
持金具88,89をボルトで固定する。
The degree of tension of the chain 8 for transmitting the stepping force is determined by loosening the bolts attached to the long holes 88a, 89a of the support brackets 88, 89 and releasing the lock of the adjusting screw 86 to adjust the adjusting screw 86. Can be adjusted by executing the operation of turning. In other words, when the adjustment screw 86 is turned, the casing 91 is rotationally displaced about the pin 15 together with the chain sprocket 9, so that the chain 8
Can be adjusted. Thus, the support fitting 8
8, 89 are provided with a take-up function for adjusting the tension of the chain 8. When the tension adjustment of the chain 8 is completed, the adjusting screw 86 is locked with a lock nut, and the support brackets 88 and 89 are fixed with bolts.

【0055】次に、図12,13を参照して足踏みトル
ク検出機構について説明する。駆動ユニット90の足踏
みトルク検出機構は、太陽歯車軸54に基端部が固設さ
れ、外周端に扇状(弧状)のラック93bを形成したラ
ックアーム93と、このラック93bに噛み合うピニオ
ン94を回転軸95aに固着したポテンシオメータ95
と、ラックアーム93に当接して該アーム93の回転変
位を直線変位に変換する支え軸97と、支え軸97をラ
ックアーム93側に付勢する圧縮ばね96と、ラックア
ーム93の初期位置を規定する調整ストッパ98と、支
え軸97の変位限度位置を規定する調整ストッパ91c
とを備えている。
Next, the stepping torque detecting mechanism will be described with reference to FIGS. The stepping torque detecting mechanism of the drive unit 90 rotates a rack arm 93 having a base end fixed to the sun gear shaft 54 and having a fan-shaped (arc-shaped) rack 93b formed on the outer peripheral end, and a pinion 94 meshing with the rack 93b. Potentiometer 95 fixed to shaft 95a
A support shaft 97 that abuts against the rack arm 93 to convert the rotational displacement of the arm 93 into a linear displacement; a compression spring 96 that biases the support shaft 97 toward the rack arm 93; and an initial position of the rack arm 93. An adjusting stopper 98 for defining the position and an adjusting stopper 91c for defining the displacement limit position of the support shaft 97.
And

【0056】足踏みトルクは、太陽歯車軸54からラッ
クアーム93に伝わり、その結果、該ラックアーム93
がばね96に抗して回動する。これに伴い、ラックアー
ム93のラックがピニオン94を介してポテンシオメー
タ95を回転させる。このポテンシオメータ95の出力
信号は、足踏みトルクを示す信号として図7に示したコ
ントローラ75に取込まれ、モータ31の出力を制御す
るための関数として使用される。すなわち、コントロー
ラ75は、ポテンシオメータ95によって検出される足
踏みトルクに所定のアシスト比率(例えば1)を乗じる
演算を実行してアシストトルクを設定し、このアシスト
トルクが得られるようにモータ31の出力を制御する。
The stepping torque is transmitted from the sun gear shaft 54 to the rack arm 93, and as a result, the rack arm 93
Rotates against the spring 96. Accordingly, the rack of the rack arm 93 rotates the potentiometer 95 via the pinion 94. The output signal of the potentiometer 95 is taken into the controller 75 shown in FIG. 7 as a signal indicating the stepping torque, and is used as a function for controlling the output of the motor 31. That is, the controller 75 sets the assist torque by executing a calculation of multiplying the stepping torque detected by the potentiometer 95 by a predetermined assist ratio (for example, 1), and sets the output of the motor 31 so that the assist torque is obtained. Control.

【0057】アシストトルクが許容上限値に至るような
足踏みトルクが作用した場合には、支え軸97がトッパ
91cに当接する。したがって、ラックアーム93のそ
れ以上の変位が禁止されるとともに、ポテンシオメータ
95の回転も停止される。一方、ラックアーム93は、
圧縮ばね96に所定の初圧縮力が与えられるように、調
整ストッパ98によってその初期位置が設定されてい
る。したがって、足踏みトルクが小さい間はポテンシオ
メータ95が回転せず、このため、モータ31によるア
シストトルクも発生しない。そして、足踏みトルクが上
記ばね96の初圧縮力に対応する大きさまで増大する
と、ポテンシオメータ95が回転してモータ31による
アシストトルクが発生することになる。このように、上
記足踏みトルク検出機構よれば、機械的に電動アシスト
トルクの上限および発生タイミングを調整することがで
きる。
When a stepping torque is applied such that the assist torque reaches the allowable upper limit, the support shaft 97 comes into contact with the topper 91c. Therefore, further displacement of the rack arm 93 is prohibited, and rotation of the potentiometer 95 is also stopped. On the other hand, the rack arm 93
The initial position is set by the adjustment stopper 98 so that a predetermined initial compression force is applied to the compression spring 96. Therefore, while the stepping torque is small, the potentiometer 95 does not rotate, and therefore, no assist torque by the motor 31 is generated. Then, when the stepping torque increases to a magnitude corresponding to the initial compression force of the spring 96, the potentiometer 95 rotates and the assist torque by the motor 31 is generated. As described above, according to the stepping torque detection mechanism, the upper limit and the generation timing of the electric assist torque can be mechanically adjusted.

【0058】この第3の実施形態に係る駆動ユニット9
0作用は、足踏みトルク検出機構の作用を除き、第1の
実施形態に係る駆動ユニット10の作用と基本的に同一
である。したがって、駆動ユニット90を適用した自転
車1の動力伝達系統および制御系統を示すブロック図
も、図7に示すように表わされる。但し、足踏みトルク
検出機構の構成要素が駆動ユニット10の足踏みトルク
検出機構のそれと異なるので、図7においては、駆動ユ
ニット90における足踏みトルク検出機構の構成要素を
括弧内に示してある。
The drive unit 9 according to the third embodiment
The zero operation is basically the same as the operation of the drive unit 10 according to the first embodiment except for the operation of the stepping torque detection mechanism. Therefore, a block diagram showing a power transmission system and a control system of the bicycle 1 to which the drive unit 90 is applied is also represented as shown in FIG. However, the components of the stepping torque detection mechanism of the drive unit 10 are different from those of the stepping torque detection mechanism of the drive unit 10, and thus the components of the stepping torque detection mechanism of the drive unit 90 are shown in parentheses in FIG.

【0059】この第3の実施形態に係る電動アシスト自
転車は、駆動ユニット90を取付け部材14および支持
金具88,89を用いて自転車本体に取付けるようにし
ている。また、足踏み力をチェーン8を介して駆動ユニ
ット90に伝達するとともに、アシスト駆動力を駆動ユ
ニット90内において調整した後、チェーン13を介し
て後輪17に伝達するようにしている。
In the electric assist bicycle according to the third embodiment, the drive unit 90 is attached to the bicycle body by using the attachment member 14 and the support brackets 88 and 89. Further, the stepping force is transmitted to the drive unit 90 via the chain 8, and the assist driving force is adjusted in the drive unit 90 and then transmitted to the rear wheel 17 via the chain 13.

【0060】したがって、この電動アシスト自転車によ
れば、前記第1の実施形態および第2の実施形態と同様
の効果が得られる。すなわち、通常仕様の自転車本体を
改造することなく、また、この自転車本体の基本的な部
品を取り換えることなく駆動ユニット90を該自転車本
体に後付けすることができる。また、駆動ユニット90
の動力伝達に使用される機能部品として、通常の自転車
の標準部品を多用することが可能であるので、コストの
低減、信頼性の向上および軽量化を図ることができる。
Therefore, according to this electric assist bicycle, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained. That is, the drive unit 90 can be retrofitted to the bicycle main body without modifying the bicycle main body of the normal specification and without replacing basic parts of the bicycle main body. The drive unit 90
Since standard components of ordinary bicycles can be frequently used as functional components used for power transmission of the vehicle, cost reduction, reliability improvement, and weight reduction can be achieved.

【0061】[0061]

【発明の効果】請求項1に係る電動アシスト自転車によ
れば、通常仕様の自転車本体を改造することなく、ま
た、この自転車本体の基本的な部品を取り換えることな
く駆動ユニット90を該自転車本体に後付けすることが
できる。また、駆動ユニット90の動力伝達に使用され
る機能部品として、通常の自転車の標準部品を多用する
ことが可能であるので、コストの低減、信頼性の向上お
よび軽量化を図ることができる。請求項2に係る電動ア
シスト自転車によれば、駆動ユニットをコンパクトに構
成することができる。請求項3に係る電動アシスト自転
車によれば、自転車本体に電動アシスト駆動ユニットの
ケーシングの上部を取付けるだけで、該電動アシスト駆
動ユニットの取付が終了するので、その取付操作が容易
である。請求項4、5に係る電動アシスト自転車によれ
ば、主動チェーンスプロケットの動力を自転車本体の後
輪に伝達する第2のチェーンの張りを調整することがで
きる。請求項6に係る電動アシスト自転車によれば、電
動アシスト駆動ユニットを支持する支持手段が自転車本
体に連結固定されるので、上記電動アシスト駆動ユニッ
トをより安定に自転車本体に取付けることができる。請
求項7に係る電動アシスト自転車によれば、電動アシス
ト駆動ユニットの減速手段が2段歯車減速機構と遊星歯
車機構とを組合わせた構成を有するので、充分な減速比
が得られるとともに、電動アシスト駆動ユニットのコン
パクト化を図ることができる。請求項8に係る電動アシ
スト自転車によれば、足踏みトルク検出手段およびコン
トローラが電動アシスト駆動ユニットのケーシング内に
収容されるので、該ユニットの回りに突出するものが無
くなる。したがって、電動アシスト駆動ユニットをより
コンパクト化することができ、また、該ユニットを自転
車本体に取付けた場合の重量配分も良好になる。請求項
9、10に係る電動アシスト自転車によれば、遊星歯車
機構の太陽歯車軸の出力を利用して足踏みトルクを検出
することができるので、コストの低減を図るすることが
できる。
According to the power assisted bicycle according to the first aspect, the drive unit 90 can be attached to the bicycle body without modifying the bicycle body of the normal specification and without replacing basic parts of the bicycle body. Can be retrofitted. Further, since standard components of a normal bicycle can be frequently used as functional components used for power transmission of the drive unit 90, cost reduction, reliability improvement, and weight reduction can be achieved. According to the electrically assisted bicycle according to the second aspect, the drive unit can be made compact. According to the electrically assisted bicycle according to the third aspect, the attachment operation of the electrically assisted drive unit is completed simply by attaching the upper part of the casing of the electrically assisted drive unit to the bicycle main body, so that the attachment operation is easy. According to the electrically assisted bicycle according to the fourth and fifth aspects, the tension of the second chain that transmits the power of the driving chain sprocket to the rear wheel of the bicycle body can be adjusted. According to the electric assist bicycle according to the sixth aspect, since the support means for supporting the electric assist drive unit is connected and fixed to the bicycle main body, the electric assist drive unit can be more stably mounted on the bicycle main body. According to the electric assist bicycle according to the seventh aspect, since the speed reduction means of the electric assist drive unit has a configuration in which the two-stage gear reduction mechanism and the planetary gear mechanism are combined, a sufficient reduction ratio can be obtained and the electric assist can be obtained. The drive unit can be made more compact. According to the electric assist bicycle according to the eighth aspect, since the stepping torque detecting means and the controller are housed in the casing of the electric assist drive unit, there is no one protruding around the unit. Therefore, the electric assist drive unit can be made more compact, and the weight distribution when the unit is mounted on the bicycle body is also improved. According to the electric assist bicycle according to the ninth and tenth aspects, the stepping torque can be detected by using the output of the sun gear shaft of the planetary gear mechanism, so that the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る電動アシスト自
転車の側面図である。
FIG. 1 is a side view of an electric assist bicycle according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す電動アシスト駆動ユニットの取付け
態様を示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing a mounting mode of the electric assist drive unit shown in FIG.

【図3】図2のB矢視図である。FIG. 3 is a view as seen in the direction of arrow B in FIG. 2;

【図4】図2のA−A断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図5】図2の駆動ユニットの動力伝達機構部を展開し
た断面図である。
FIG. 5 is an expanded sectional view of a power transmission mechanism of the drive unit of FIG. 2;

【図6】図4のC−C断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line CC of FIG. 4;

【図7】図2に示す駆動ユニットを使用した電動アシス
ト自転車の動力伝達系統および制御系統を示すブロック
図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a power transmission system and a control system of the electric assist bicycle using the drive unit shown in FIG. 2;

【図8】本発明の第2の実施形態に係る電動アシスト自
転車における電動アシスト駆動ユニットの取付け態様を
示す側面図である。
FIG. 8 is a side view showing a mounting mode of an electric assist drive unit in an electric assist bicycle according to a second embodiment of the present invention.

【図9】図8のD矢視図である。FIG. 9 is a view as viewed in the direction of arrow D in FIG. 8;

【図10】本発明の第3の実施形態に係る電動アシスト
駆動ユニットにおける電動アシスト駆動ユニットの取付
け態様を示す側面図である。
FIG. 10 is a side view showing a mounting state of an electric assist drive unit in an electric assist drive unit according to a third embodiment of the present invention.

【図11】図10に示す駆動ユニットの裏面図である。11 is a rear view of the drive unit shown in FIG.

【図12】図10のE−E断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along line EE of FIG. 10;

【図13】図12のF−F断面図である。13 is a sectional view taken along line FF of FIG.

【図14】従来の補助動力装置の概要を示す側面図であ
る。
FIG. 14 is a side view showing an outline of a conventional auxiliary power unit.

【図15】図14の補助動力装置の平面図である。FIG. 15 is a plan view of the auxiliary power unit shown in FIG. 14;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電動アシスト自転車 1A 自転車本体 2 斜めフレーム 3 サドルフレーム 4 ハンガーラグ 5 ペダルクランク 6 ペダルクランク軸 7 足踏駆動チェーンスプロケット 8 チェーン 9 足踏従動チェーンスプロケット 10 アシスト駆動ユニット 11 主動チェーンスプロケット 12 従動チェーンスプロケット 13 チェーン 14 取付部材 17 後輪 31 モータ 35 モータ軸 35a ピニオン 38 モータケーシング 41 ケーシング 41c フォーク状支持金具 44 中壁 51 第1段大歯車 52a 小歯車 53 第2段大歯車 54 太陽歯車軸 54a 太陽歯車 56 内歯歯車軸 56a 内歯歯車 57 遊星歯車キャリア 58 遊星歯車 63 一方向クラッチ 64 一方向クラッチ 71 トルク検出アーム 72 ポテンシオメータ 74 速度センサ 75 コントローラ 80 アシスト駆動ユニット 82,83 ユニット取付部材 86 調整ねじ 88,89 支持金具 90 アシスト駆動ユニット 91 ケーシング 92 中壁 93 ラックアーム 94 ピニオン 95 ポテンシオメータ 96 圧縮ばね 98 調整ストッパ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric assist bicycle 1A Bicycle main body 2 Diagonal frame 3 Saddle frame 4 Hanger lug 5 Pedal crank 6 Pedal crankshaft 7 Foot drive chain sprocket 8 Chain 9 Foot driven chain sprocket 10 Assist drive unit 11 Driven chain sprocket 12 Driven chain sprocket 13 Chain 14 Mounting member 17 Rear wheel 31 Motor 35 Motor shaft 35a Pinion 38 Motor casing 41 Casing 41c Fork-shaped support bracket 44 Middle wall 51 First stage large gear 52a Small gear 53 Second stage large gear 54 Sun gear shaft 54a Sun gear 56 Internal gear shaft 56a Internal gear 57 Planetary gear carrier 58 Planetary gear 63 One-way clutch 64 One-way clutch 71 Torque detection arm 72 Potentiometer 74 Speed sensor 75 Controller 80 Assist drive unit 82,83 Unit mounting member 86 Adjustment screw 88,89 Support bracket 90 Assist drive unit 91 Casing 92 Middle wall 93 Rack arm 94 Pinion 95 Potentiometer 96 Compression spring 98 Adjustment stopper

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 足踏み操作によって回転される足踏み駆
動チェーンスプロケットを有した自転車本体と、該自転
車本体に取付けられる電動アシスト駆動ユニットとを有
し、 前記電動アシスト駆動ユニットが、電動モータ、前記足
踏み駆動チェーンスプロケットの動力を第1のチェーン
を介して足踏み動力として取込む足踏み従動チェーンス
プロケット、取込んだ足踏み動力と前記電動モータによ
るアシスト動力とを合成した動力によって回転される主
動チェーンスプロケットとを備え、 前記主動チェーンスプロケットの動力を第2のチェーン
を介して前記自転車本体の後輪に伝達するように構成し
たことを特徴とする電動アシスト自転車。
1. A bicycle body having a foot drive chain sprocket rotated by a foot operation, and an electric assist drive unit attached to the bicycle body, wherein the electric assist drive unit is an electric motor, the foot drive A foot driven driven chain sprocket that takes in the power of the chain sprocket as stepping power via the first chain; and An electric assist bicycle, wherein power of the driving chain sprocket is transmitted to a rear wheel of the bicycle main body via a second chain.
【請求項2】 前記足踏み従動スプロケットと前記主動
スプロケットとを同心状に配設したことを特徴とする請
求項1に記載の電動アシスト自転車。
2. The electric assist bicycle according to claim 1, wherein the step driven driven sprocket and the driven sprocket are arranged concentrically.
【請求項3】 前記電動アシスト駆動ユニットを前記自
転車本体のハンガーラグの前方側に位置させ、前記自転
車本体に前記電動アシスト駆動ユニットのケーシングの
上部を取付けるとともに、前記ケーシングに、前記ハン
ガーラグに当接して該ケーシングを支持する支持部材を
設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の電動
アシスト自転車。
3. The electric assist drive unit is positioned in front of a hanger lug of the bicycle main body, and an upper portion of a casing of the electric assist drive unit is mounted on the bicycle main body. The electric assist bicycle according to claim 1 or 2, further comprising a support member that contacts and supports the casing.
【請求項4】 前記自転車本体に固定した取付部材に前
記電動アシスト駆動ユニットのケーシングの上部を枢着
するとともに、前記取付部材と電動アシスト駆動ユニッ
トとの間に、前記電動アシスト駆動ユニットを支持する
支持手段を介在させ、該支持手段には、前記電動アシス
ト駆動ユニットを上記枢着部位を中心に揺動変位させて
前記第2のチェーンの張りを調整するテイクアップ機能
を持たせたことを特徴とする請求項1または2に記載の
電動アシスト自転車。
4. An electric assist drive unit having a casing upper portion pivotally attached to an attachment member fixed to the bicycle body, and supporting the electric assist drive unit between the attachment member and the electric assist drive unit. A support means is interposed, and the support means has a take-up function of adjusting the tension of the second chain by swinging and displacing the electric assist drive unit around the pivoted portion. The electric assist bicycle according to claim 1 or 2, wherein
【請求項5】 前記電動アシスト駆動ユニットを前記自
転車本体のハンガーラグの前方側に位置させ、前記自転
車本体に電動アシスト駆動ユニットのケーシングの上部
を枢着するとともに、前記ケーシングに、前記ハンガー
ラグに当接して該ケーシングを支持する支持手段を設
け、該支持手段には、前記電動アシスト駆動ユニットを
上記枢着部位を中心に揺動変位させて前記第2のチェー
ンの張りを調整するテイクアップ機能を持たせたことを
特徴とする請求項1または2に記載の電動アシスト自転
車。
5. The electric assist drive unit is positioned in front of a hanger lug of the bicycle main body, and an upper part of a casing of the electric assist drive unit is pivotally attached to the bicycle main body. A take-up function for adjusting the tension of the second chain by swinging and displacing the electric assist drive unit about the pivoted portion, the supporting means being provided in contact with and supporting the casing; The electrically assisted bicycle according to claim 1, wherein the bicycle is provided with:
【請求項6】 前記支持手段が、それ自身を前記自転車
本体に連結固定する連結部を備えることを特徴とする機
構求項5に記載の電動アシスト自転車。
6. The electric assist bicycle according to claim 5, wherein said support means includes a connecting portion for connecting and fixing itself to said bicycle body.
【請求項7】 前記電動アシスト駆動ユニットが、 中空の減速出力軸を有し、前記電動モータの回転速度を
減速する減速機構と、 前記減速出力軸と同心でかつ回転可能な太陽歯車軸に設
けられた太陽歯車、前記足踏従動チェーンスプロケット
に直結された内歯歯車、および、遊星歯車キャリアによ
って支持されて前記太陽歯車と前記内歯歯車との間で遊
星回転する遊星歯車を有してなる遊星歯車機構と、 前記減速出力軸と前記主動チェーンスプロケットの軸と
の間に介在され、前記減速出力軸が前記主動チェーンス
プロケットを駆動する際に係合する第1の一方向クラッ
チと、 前記遊星歯車キャリアと前記主動チェーンスプロケット
との間に介在され、前記遊星歯車キャリアが前記主動チ
ェーンスプロケットを駆動する際に係合する第2の一方
向クラッチと、 を備え、これらを前記ケーシングに収納した構成を有す
ることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載
の電動アシスト自転車。
7. The electric assist driving unit has a hollow deceleration output shaft, and is provided on a sun gear shaft concentric with the deceleration output shaft and rotatable, the deceleration mechanism being configured to reduce a rotation speed of the electric motor. A sun gear, an internal gear directly connected to the foot driven chain sprocket, and a planet gear supported by a planetary gear carrier and planetary rotating between the sun gear and the internal gear. A planetary gear mechanism, a first one-way clutch interposed between the speed reduction output shaft and the shaft of the driven chain sprocket, and engaged when the speed reduced output shaft drives the driven chain sprocket; A second gear carrier interposed between the gear carrier and the driving chain sprocket, wherein the planetary gear carrier is engaged when driving the driving chain sprocket. Includes the direction clutches, a motor-assisted bicycle according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it has a structure that houses them to the casing.
【請求項8】 足踏トルクを検出する足踏トルク検出手
段と、前記足踏トルクに基づいて前記電動モータへの供
給電力を制御するコントローラとを前記ケーシングに内
蔵させたことを特徴とする請求項7に記載の電動アシス
ト自転車。
8. A casing, comprising: a stepping torque detecting means for detecting a stepping torque; and a controller for controlling electric power supplied to the electric motor based on the stepping torque. Item 8. The electrically assisted bicycle according to item 7.
【請求項9】 前記足踏トルク検出手段が、前記太陽歯
車軸の回転に伴って揺動するトルク検出アームと、この
トルク検出アームの揺動角に比例する力を該トルク検出
アームに作用させるばねと、前記トルク検出アームの揺
動角を足踏トルクとして検出する角度検出手段とを備え
ることを特徴とする請求項8に記載の電動アシスト自転
車。
9. The stepping torque detecting means applies a torque proportional to a swing angle of the torque detecting arm to a torque detecting arm that swings with the rotation of the sun gear shaft. The electric assist bicycle according to claim 8, further comprising: a spring; and angle detecting means for detecting a swing angle of the torque detecting arm as a stepping torque.
【請求項10】 前記トルク検出アームが、その回動軸
を中心とする円周に沿った扇状のラックを備え、前記角
度検出手段が前記ラックに噛合するピニオンおよび該ピ
ニオンに連動するポテンシオメータを備えることを特徴
とする請求項9に記載の電動アシスト自転車。
10. The torque detection arm includes a fan-shaped rack along a circumference around a rotation axis of the torque detection arm, and the angle detection means includes a pinion meshed with the rack and a potentiometer linked to the pinion. The electric assist bicycle according to claim 9, wherein the bicycle is provided.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003057554A1 (en) 2001-12-28 2003-07-17 Sunstar Giken Kabushiki Kaisha Electrically powered assist bicycle
WO2004006152A1 (en) * 2002-07-05 2004-01-15 Sunstar Giken Kabushiki Kaisha Motor assisted bicycle providing server system
CN101462500B (en) * 2009-01-06 2012-07-04 丁宏 Rear shaft accurate boosting signal acquisition control system of electric assisted bicycle
JP2013141979A (en) * 2012-01-10 2013-07-22 Robert Bosch Gmbh Electric bicycle drive device having force measuring device recognizing intention of rider
EP2772423A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-03 Homevelo Industrial Co., Limited Method of converting regular bike into pedelec
JP2014528377A (en) * 2011-10-04 2014-10-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh Bicycle frame element and motor
EP2957496A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-23 Propulsion Powercycle Inc. Electric bicycle and propulsion system therefor
CN108674572A (en) * 2018-05-31 2018-10-19 西南交通大学 Wheel transmission
WO2023236047A1 (en) * 2022-06-07 2023-12-14 Chan Yuk Chun Jon Power-assisted drive assembly

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003057554A1 (en) 2001-12-28 2003-07-17 Sunstar Giken Kabushiki Kaisha Electrically powered assist bicycle
US7370720B2 (en) 2001-12-28 2008-05-13 Sunstar Giken Kabushiki Kaisha Electromotive power assisted bicycle
CN100398390C (en) * 2001-12-28 2008-07-02 新时代技研株式会社 Electrically powered assist bicycle
WO2004006152A1 (en) * 2002-07-05 2004-01-15 Sunstar Giken Kabushiki Kaisha Motor assisted bicycle providing server system
JP2004038722A (en) * 2002-07-05 2004-02-05 Sunstar Eng Inc Server system for providing power-assisted bicycle
US7386482B2 (en) 2002-07-05 2008-06-10 Sunstar Giken Kabushiki Kaisha Server system for distributing an electromotive power assisted bicycle
CN101462500B (en) * 2009-01-06 2012-07-04 丁宏 Rear shaft accurate boosting signal acquisition control system of electric assisted bicycle
JP2014528377A (en) * 2011-10-04 2014-10-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh Bicycle frame element and motor
JP2013141979A (en) * 2012-01-10 2013-07-22 Robert Bosch Gmbh Electric bicycle drive device having force measuring device recognizing intention of rider
EP2772423A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-03 Homevelo Industrial Co., Limited Method of converting regular bike into pedelec
EP2957496A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-23 Propulsion Powercycle Inc. Electric bicycle and propulsion system therefor
US9643683B2 (en) 2014-06-16 2017-05-09 Propulsion Powercycle Inc. Electric bicycle and propulsion system therefor
CN108674572A (en) * 2018-05-31 2018-10-19 西南交通大学 Wheel transmission
CN108674572B (en) * 2018-05-31 2023-07-11 西南交通大学 Wheel transmission system
WO2023236047A1 (en) * 2022-06-07 2023-12-14 Chan Yuk Chun Jon Power-assisted drive assembly

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