JP2001213383A - 電動補助自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動補助自転車のブレーキ時に回生電流を発
生させること。 【解決手段】 電動補助用モータＭの回転はギヤ８３，
７６および第１のワンウェイクラッチ７５を介して駆動
スプロケット１３に伝達される。人力による踏力はペダ
ルクランク軸１０１から第２のワンウェイクラッチ７８
を介して駆動スプロケット１３に伝達される。駆動スプ
ロケットの回転はチェーン６を介してリヤスプロケット
から後輪に伝達される。後輪とリヤスプロケットは直結
されていて、ブレーキ時は第１のワンウェイクラッチ７
５が直結され、後輪の回転が各スプロケットおよび直結
された第１のワンウェイクラッチ７５等を通じてモータ
Ｍのインナロータ１１１に伝達され、ステータコイル１
１２に回生電流が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動補助自転車に
関し、特に、踏力に電動補助力を与えるための電源用バ
ッテリに回生電流を供給することができる電動補助自転
車に関する。

【０００２】

【従来の技術】ペダルに加えられた踏力を後輪に伝達す
るための人力駆動系と、踏力に応じて前記人力駆動系に
補助動力を付加させることができるモータ駆動系とを備
えた電動補助自転車が知られている。例えば、特開平１
０−２５０６７３号公報には、クランク軸およびその軸
受等を含む人力駆動系と、モータによる補助動力をクラ
ンク軸に合力させる駆動系とを単一のハウジングに収容
した駆動装置を有する自転車が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電動補助自転車には電
動補助力を与えるためのモータ用電源としてバッテリが
搭載されるが、１回のバッテリ充電で長時間走行できる
のが望ましい。そこで、自転車の自走期間中のエネルギ
を有効に利用するため回生発電によりバッテリを充電す
ることが考えられる。例えば、ブレーキレバーの操作を
検出して回生装置に回生動作を指令する電動補助自転車
用の回生制御装置が提案されている（特開平８−１４０
２１２号公報参照）。

【０００４】しかし、電動補助自転車の駆動系には通常
一方向にのみ回転を伝達するワンウェイクラッチが設け
られているため、ブレーキ動作中の車輪の回転によって
回生電流を得ることはできなかった。車輪の回転によっ
てブレーキ動作中に回生電流を生じさせる具体的な構造
は上記公報にも提案されていない。そこで、従来、実用
性のある回生装置を有する電動補助自転車の提案が望ま
れている。

【０００５】本発明は、上記要望に鑑み、ブレーキ動作
中の車輪の回転による回生電流でバッテリを充電できる
電動補助自転車を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、踏力を伝達するペダルクランク軸を含む
人力駆動部と該人力駆動部に合成される補助動力を発生
させるモータを含むモータ駆動部とを有する電動補助自
転車において、前記モータ駆動部の回転を後輪に伝達す
る第１のワンウェイクラッチと、後輪を制動させるブレ
ーキ手段と、前記ブレーキ手段の付勢に応答して前記第
１のワンウェイクラッチを直結する直結手段とを具備し
た点に第１の特徴がある。第１の特徴によれば、第１の
ワンウェイクラッチが直結されることにより、走行中の
ブレーキ操作時に後輪の回転がモータ駆動部に伝達され
て回生電流が生起される。

【０００７】また、本発明は、チェーンを介して後輪に
直結された駆動スプロケットと、前記ペダルクランク軸
の回転を前記駆動スプロケットに伝達する第２のワンウ
ェイクラッチとを具備し、前記モータ駆動部が前記第１
のワンウェイクラッチを介して前記駆動スプロケットに
結合されている点に第２の特徴がある。第２の特徴によ
れば、ペダルクランク軸は第２のワンウェイクラッチを
介して駆動スプロケットと結合されているので、駆動ス
プロケットに対して従動することはない。したがって、
制動中に後輪の回転はペダルクランク軸に伝達されず、
ペダルが回転されることもない。

【０００８】また、本発明は、筒状の後輪ハブを具備
し、前記モータ駆動部が前記後輪ハブ内に収容されてい
ると共に、前記第１のワンウェイクラッチが前記モータ
駆動部の出力軸および前記後輪ハブ間に設けられている
点に第３の特徴がある。第３の特徴によれば、ペダルク
ランク軸の近くにモータ駆動部を設置しないので、ペダ
ルクランク軸周辺の構成要素のレイアウトに自由度が増
す。

【０００９】また、本発明は、前記第１のワンウェイク
ラッチが、同軸上でその内周および外周にそれぞれ配置
された部材を結合するよう構成され、前記直結手段が、
前記各部材を側方から押圧して互いを直結するよう構成
されている点に第４の特徴があり、ワンウェイクラッチ
を直結するための構造が簡素化される。

【００１０】また、本発明は、前記直結手段が、前記ブ
レーキ手段の操作力で付勢される点に第５の特徴があ
り、電気的駆動手段を用いることなく直結手段を駆動す
ることができる。

【００１１】また、本発明は、前記ブレーキ手段の操作
を検出する検出手段と、前記検出手段による操作検出に
応答して前記直結手段を付勢する電磁手段とを具備した
点に第６の特徴があり、直結手段に機械的駆動力を伝達
するためのメカニズムを簡略化できる。

【００１２】また、本発明は、前記第１のワンウェイク
ラッチを介して前記モータ駆動部に結合された駆動スプ
ロケットと、後輪と同軸に設けられたリニヤスプロケッ
トと、前記駆動スプロケットおよび前記リニヤスプロケ
ットを直結するチェーンと、前記リニヤスプロケットの
回転を後輪に伝達するための第３のワンウェイクラッチ
と、前記ブレーキ手段の付勢に応答して前記第３のワン
ウェイクラッチを直結する第２の直結手段とを具備した
点に第７の特徴がある。第７の特徴によれば、ブレーキ
操作をしない惰行時には第３のワンウェイクラッチは直
結されないので、後輪の回転はチェーンに伝達されな
い。したがって、ブレーキ操作によって回生発電がなさ
れるとともに、ブレーキ操作をしない惰行時には余分な
負荷が後輪に付加されないので軽快に惰行させることが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本発明の駆動装置を有す
る電動補助自転車の側面図、図２は図１の要部拡大図で
ある。電動補助自転車の車体フレーム２は、車体前方に
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
終端部近傍から上方に立上がるシートポスト２３とを備
える。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分割されて着脱される樹
脂カバー３３により覆われている。ヘッドパイプ２１の
上部にはハンドルポスト２７Ａを介して操向ハンドル２
７が回動自在に挿通され、ヘッドパイプ２１の下部には
ハンドルポスト２７Ａに連結されたフロントフォーク２
６が支承されている。フロントフォーク２６の下端には
前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。

【００１４】車体フレーム２の下部には、踏力補助用の
電動モータＭを含む駆動装置としての電動補助ユニット
１が、ダウンパイプ２２の下端の連結部９２、シートポ
スト２３に溶接されたバッテリブラケット４９の前部に
設けられた連結部９１、およびブラケット４９の後部の
連結部９０の３か所でボルト締めされて懸架されてい
る。連結部９０では電動補助ユニット１とともにチェー
ンステー２５が共締めされている。

【００１５】電源キーによりオン・オフされる電動補助
ユニット１の電源スイッチ部２９がダウンパイプ２２上
のヘッドパイプ２１の近傍に設けられている。電源スイ
ッチ２９の取付位置は図示の位置に限らず、例えば、ハ
ンドルポスト２７Ａ前方のハンドル２７上に設けても良
い。また、電源補助ユニット１は、例えば赤外線信号を
使ったリモートコントロールスイッチ（後述）によって
その電源を投入するようにすることができる。その場
合、電源スイッチ部２９には、リモートコントロールス
イッチから送出される赤外線信号を受信する受信機を設
ける。

【００１６】電動補助ユニット１には駆動スプロケット
１３が設けられていて、ペダルクランク軸（以下、単に
「クランク軸」という）１０１の回転は駆動スプロケッ
ト１３からチェーン６を通じてリアスプロケット１４に
伝達される。なお、駆動スプロケット１３とリヤスプロ
ケット１４とは、回生発電を可能にするためリジッド取
付け、つまり双方のスプロケットの一方がいずれの方向
に回転しても他方がこれに追従して回転するような取付
けになっている。

【００１７】ハンドル２７にはブレーキレバー２７Ｂが
設けられており、このブレーキレバー２７Ｂが操作され
たことは、ブレーキワイヤ３９を通じて後輪ＷＲのブレ
ーキ装置（図示せず）に伝達される。さらに、ブレーキ
ワイヤ３９は電動補助ユニット１に分岐し、ブレーキレ
バー２７Ｂの操作はブレーキワイヤ３９の変位として後
述の回生発電装置動作用のカムにも伝達される。

【００１８】この自転車では、ダウンパイプ２２とシー
トポスト２３との結合部が電動補助ユニット１の前部に
レイアウトされているので、電動補助ユニット１を低位
置に配置でき、低重心化が図られている。また、車体フ
レーム２の高さを低く抑えられるので“跨ぎ易さ”も良
好である。

【００１９】電動補助ユニット１にはクランク軸１０１
が回転自在に支承され、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
チェーンステー２５の終端間には、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
両チェーンステー２５の終端間には、左右一対のシート
ステー２４が設けられている。シートポスト２３の上端
にはシート３０が備えられ、シートパイプ３１はシート
３０の高さを調整するためシートポスト２３内で摺動で
きるように装着されている。

【００２０】シート３０の下方でシートポスト２３の後
部には、収納ケースに収容されたバッテリ４が取り付け
られている。バッテリ４は複数のバッテリセルからな
り、長手方向が略上下方向となるようシートポスト２３
に沿って設置される。

【００２１】図２は電動補助ユニット１の断面図、図３
は図２のＡ−Ａ矢視図である。電動補助ユニット１のケ
ースは本体７０、ならびにその両側面にそれぞれ取付け
られる左カバー７０Ｌおよび右カバー７０Ｒからなる。
ケース７０ならびに左カバー７０Ｌおよび右カバー７０
Ｒは軽量化のため樹脂成型品によって製作される。ケー
ス本体７０の周囲には前記ダウンパイプ２２やバッテリ
ブラケット４９の連結部９０，９１，９２にそれぞれ適
合するハンガー９０ａ，９１ａ，９２ａが形成されてい
る。本体７０には軸受７１が設けられ、右カバー７０Ｒ
には軸受７２が設けられている。軸受７１の内輪にはク
ランク軸１０１が内接し、軸受７２の内輪にはクランク
軸１０１と同軸でクランク軸１０１に対してその外周方
向に摺動自在に設けられたスリーブ７３が内接してい
る。すなわち、クランク軸１０１は軸受７１と軸受７２
によって支持されている。

【００２２】スリーブ７３にはボス７４が固定されてい
て、このボス７４の外周には、例えばラチェット機構か
らなるワンウェイクラッチ（第１のワンウェイクラッ
チ）７５を介してアシストギヤ７６が設けられている。
アシストギヤ７６は軽量化の観点から樹脂製であるのが
好ましく、また、静粛性等の観点からヘリカルギヤとす
るのがよい。

【００２３】スリーブ７３の一端部にはギヤ７３ａが形
成されていて、このギヤ７３ａを太陽ギヤとしてその外
周に３つの遊星ギヤ７７が配置されている。遊星ギヤ７
７は支持プレート１０２に立設した軸７７ａで支持され
ており、さらに支持プレート１０２はワンウェイクラッ
チ（第２のワンウェイクラッチ）７８を介してクランク
軸１０１に支持されている。遊星ギヤ７７は踏力検知用
リング７９に対して、その内周に形成されたインナギヤ
に噛み合っている。スリーブ７３の端部（ギヤが形成さ
れていない側）にはチェーン６によって前記リヤスプロ
ケット１４に結合されている駆動スプロケット１３が固
定されている。

【００２４】踏力検知用リング７９はその外周に張出し
たアーム７９ａ，７９ｂを有しており、アーム７９ａ，
７９ｂは、アーム７９ａと本体７０との間に設けられた
引張りばね８０、およびアーム７９ｂと本体７０との間
に設けられた圧縮ばね８１によってクランク軸１０１
の、走行時回転方向と反対の方向（図中時計方向）に付
勢されている。圧縮ばね８１はリング７９のがたつき防
止のために設けられる。アーム７９ｂにはリング７９の
回転方向の変位を検出するためのポテンショメータ８２
が設けられている。

【００２５】アシストギヤ７６にはスプリングワッシャ
８５を介して回生発電用の円板状クラッチプレート８６
が隣接配置されており、さらにクラッチプレート８６に
は、スプリングワッシャ８５に抗してプレート８６をア
シストギヤ７６側に押圧するためのプレッシャプレート
８７が隣接配置されている。クラッチプレート８６およ
びプレッシャプレート８７はいずれもスリーブ７３に対
してその軸方向に摺動自在に設けられている。

【００２６】プレッシャプレート８７はそのハブ部分に
形成された傾斜面に当接させたカム８８によってクラッ
チプレート８６寄りに偏倚される。カム８８はシャフト
８９によって右カバー７０Ｒに回動自在に支持されてお
り、このシャフト８９の端部つまり右カバー７０Ｒから
外部に突出した部分にはレバー７が固着されている。レ
バー７はブレーキワイヤ３９に結合されていて、ブレー
キがかけられたときにブレーキワイヤ３９によってレバ
ー７が回動し、このレバー７の回動に伴ってカム８８は
シャフト８９を中心に回動する。

【００２７】前記アシストギヤ７６にはモータＭの軸に
固定されたピニオン８３が噛み合っている。モータＭは
３相のブラシレスモータであり、ネオジウム（Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系）磁石の磁極１１０を有するロータ１１１と、
その外周に設けられたステータコイル１１２と、ロータ
１１１の側面に設けられた磁極センサ用のゴム磁石リン
グ（Ｎ極とＳ極とが交互に配置されてリングを形成した
もの）１１３と、ゴム磁石リング１１３に対向して配置
され、基板１１４に取付けられたホールＩＣ１１５と、
ロータ１１１の軸１１６とからなる。軸１１６は左カバ
ー７０Ｌに設けられた軸受９８とケース本体７０に設け
られた軸受９９で支持されている。

【００２８】ケース本体７０の、車体前方寄りにはモー
タＭを制御するためのドライバ用のＦＥＴやコンデンサ
を含むコントローラ１００が設けられており、このＦＥ
Ｔを通じてステータコイル１１２に給電される。コント
ローラ１００は、踏力検出器としてのポテンショメータ
８２で検出された踏力に応じてモータＭを動作させ、補
助動力を発生する。

【００２９】ケース本体７０やカバー７０Ｌ，７０Ｒは
軽量化の観点から樹脂成型品で構成するのが好ましい
が、その一方で、軸受の周囲等は強度を高める必要があ
る。そこで、本実施形態では軸受の周囲に鉄、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、銅合金等、金属の補強部材１
０５，１０６，１０７を配している。特に、ケース本体
７０に配置される補強部材は、クランク軸１０１の軸受
７１およびモータ軸１１６の軸受９９、ならびに車体へ
の取付部材となるハンガー９０ａ，９１ａ，９２ａ等、
大きい荷重が予想される部位を補強するものであるた
め、各部分の補強部材を互いに連結して一体的な補強プ
レート１０５を形成した。この補強プレート１０５によ
れば、各軸受やハンガーの周囲に配置されたそれぞれの
補強部材が互いに他と連絡して補強効果を一層高めてい
る。

【００３０】補強プレート１０５は、軸受７１および軸
受９９、ならびにハンガー９０ａ，９１ａ，９２ａの周
囲の補強部材をすべて連結するものに限らず、これらの
補強部材のうち互いに近接するもの同士、例えばハンガ
９０ａの周囲の補強部材と軸受９９の周囲の補強部材と
を連結したり、軸受７１の周囲の補強部材と軸受９９の
周囲の補強部材またはハンガ９０ａ，９１ａ，９２ａの
１つとを連結したりするものでもよい。なお、これら補
強部材１０５，１０６，１０７は樹脂成型時にケース７
０やカバー７０Ｌ，７０Ｒと一体で形成するのがよい。

【００３１】上記構成の電動補助ユニット１では、クラ
ンク１１を介してクランク軸１０１に踏力が加わると、
クランク軸１０１は回転する。クランク軸１０１の回転
はワンウェイクラッチ７８を介して支持プレート１０２
に伝達され、遊星ギヤ７７の軸７７ａを太陽ギヤ７３ａ
の回りに回転させ、遊星ギヤ７７を介して太陽ギヤ７３
ａは回転させられる。この太陽ギヤ７３ａが回転するこ
とによってスリーブ７３に固着されている駆動スプロケ
ット１３が回転する。

【００３２】後輪ＷＲに負荷が加わると、その大きさに
応じて前記踏力検知用リング７９が回動し、その回動量
はポテンショメータ８２で検出される。ポテンショメー
タ８２の出力つまり負荷に対応した出力が予定値より大
きいときはその負荷の大きさに応じてモータＭが付勢さ
れ補助動力が発生される。補助動力は、クランク軸１０
１で発生された人力による駆動トルクと合成されて駆動
スプロケット１３へ伝達される。

【００３３】走行時、車両を減速させるためブレーキを
かけると、ブレーキワイヤ３９によりカム８８がシャフ
ト８９を中心に回動し、プレッシャプレート８７がクラ
ッチプレート８６を押圧する。そうすると、クラッチプ
レート８６がアシストギヤ７６側に偏倚し、クラッチプ
レート８６を介してボス７４とアシストギヤ７６とが結
合し、ボス７４の回転はアシストギヤ７６に伝達され
る。したがって、制動中の駆動スプロケット１３の回転
はスリーブ７３、ボス７４およびアシストギヤ７６を通
じてピニオン８３に伝達される。ピニオン８３の回転は
インナロータ１１１に伝達され、その結果ステータコイ
ル１１２に起電力が生じて回生発電が行われる。発電に
より生じた電流はコントローラ１００を通じてバッテリ
４に供給され、バッテリ４が充電される。なお、ブレー
キ操作中のスリーブ７３の回転によって遊星ギヤ７７が
回転し、支持プレート１０２が回転するが、ワンウェイ
クラッチ７８の作用により、支持プレート１０２の回転
はクランク軸１０１には伝達されない。

【００３４】前記プレッシャプレート８７はカム８８に
よって付勢するのに代えて、次のように電磁式としても
よい。図４は、プレッシャプレート８７の付勢手段の変
形例に係る断面図であり、図２と同符号は同一または同
等部分を示す。同図において、右カバー７０Ｒには軸受
７２に近接した位置にリニアソレノイド８９ａを取付け
ている。ソレノイド８９ａのプランジャ８８ａはクラン
ク軸１０１に平行に変位可能に設けられている。ソレノ
イド８９ａにはブレーキ操作を検出するための、図示し
ないスイッチ手段（例えばブレーキワイヤ３９の動きに
連動する）を介して前記バッテリ４から動作電流が供給
される。ソレノイド８９ａは、電流が供給されるとプラ
ンジャ８８ａがプレッシャプレート８７側に突出するよ
うに設定されている。

【００３５】したがって、ブレーキが操作されてバッテ
リ４から電流が供給されると、プランジャ８８ａが突出
してプレッシャプレート８７はクラッチプレート８６側
に押圧される。その結果、クラッチプレート８６はばね
８５に打ち勝ってボス７４側に変位し、ワンウェイクラ
ッチ７５をロックし、ボス７４とアシストギヤ７６とを
結合する。

【００３６】次に、第２実施形態を説明する。図５は第
２実施形態に係る電動補助リヤユニットの断面図であ
る。後輪軸３４はその両端に形成されたねじ部およびそ
れに螺着されるナット３５，３５によって固着されたチ
ェーンステー２５で支持されている。なお、後輪軸３４
の両端はチェーンステー２５だけでなく、シートステー
２４や、荷台や後輪のカバー等を支持するステーも結合
されるが、ここでは図の煩雑を避けるため図示を省略し
ている。後輪軸３４と同軸に設けられたモータＭは３相
のブラシレスモータであり、ネオジウム（Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系）磁石の磁極１１０を有するロータ１１１と、その
外周に設けられたステータコイル１１２とからなる。こ
のインナロータ１１１の側面には磁極センサ用のゴム磁
石リング１１３と、ゴム磁石リング１１３に対向して配
置され、基板１１４に取付けられたホールＩＣ１１５と
が設けられている。

【００３７】インナロータ１１１を収容するモータハウ
ジング３６はハウジング本体３６ａとキャップ３６ｂと
からなる。ハウジング本体３６ａはキャップ３６ｂを介
して後輪軸３４に固着され、かつハウジング本体３６ａ
は軸受３７を介してインナロータ１１１の細径部外周に
係合している。キャップ３６ｂとハウジング本体３６ａ
との間に前記基板１１４が挟持され、これらキャップ３
６ｂと基板１１４との間の空間にコントローラ１００が
収容される。

【００３８】前記モータハウジング３６を覆うように後
輪ハブ３８が設けられ、この後輪ハブ３８の側面には止
めねじ４０によってカバー４１が固着されており、後輪
ハブ３８はこのカバー４１の中心部に嵌合された軸受４
２とハウジング本体３６ａの外周に嵌合された軸受４３
とを介して回転自在に後輪軸３４に支持されている。さ
らに、後輪ハブ３８と前記インナロータ１１１の細径部
外周との間にはワンウェイクラッチ４４が介挿されてい
る。このワンウェイクラッチ４４はコイル１１２に通電
されてインナロータ１１１が付勢されたときに、インナ
ロータ１１１の回転に伴って後輪ハブ３８が回転するよ
うに係合方向が設定されている。

【００３９】前記カバー４１にはワンウェイクラッチ４
５を介して軸３４と同軸にリヤスプロケット４６が設け
られている。リヤスプロケット４６はチェーン６を介し
て、図示しない駆動スプロケットと連結される。第２実
施形態では電動補助用のモータを後輪ハブ３８内に設け
たので、電動補助力を人力による踏力に合力させるため
の、第１実施形態に係るような電動補助ユニット１は設
けない。この第２実施形態では、踏力を伝達させるクラ
ンク軸を車体フレーム２に固定した軸受に支持させ、か
つこのクランク軸に駆動スプロケットを直結してあれば
よい。但し、踏力検知用リング７９をクランク軸に関し
て設置し、その付勢用のばねや回動量検知のためのポテ
ンショメータ等は第１実施形態を適宜変形して設ける。

【００４０】ワンウェイクラッチ４５は前記クランク軸
に踏力が加わってリヤスプロケット４６が回転したとき
にカバー４１と係合し、踏力が解除されたときにカバー
４１とリヤスプロケット４６との係合が解除されるよう
設定される。

【００４１】インナロータ１１１の、ゴム磁石リング１
１３が設けられた側とは反対側の側面にはスプリングワ
ッシャ８５を介して回生発電用の円板状クラッチプレー
ト８６が隣接配置されており、さらにクラッチプレート
８６には、スプリングワッシャ８５に抗してプレート８
６をアシストギヤ７６側に押圧するためのプレッシャプ
レート８７が隣接配置されている。クラッチプレート８
６およびプレッシャプレート８７はいずれも後輪軸３４
に対してその軸方向に摺動自在に設けられている。

【００４２】プレッシャプレート８７をクラッチプレー
ト８６寄りに偏倚させるカム８８が、第１実施形態と同
様に設けられる。カム８８を支持するシャフト８９は後
輪ハブ３８の第２のカバー４７によって回動自在に支持
されており、このシャフト８９の端部つまり第２のカバ
ー４７から外部に突出した部分にはレバー７が固着され
ている。レバー７はブレーキワイヤ３９に結合されてい
て、ブレーキがかけられたときにブレーキワイヤ３９に
よってレバー７が回動し、このレバー７の回動に伴って
カム８８はシャフト８９を中心に回動する。

【００４３】シャフト８９にはブレーキシュー４８が固
着されており、レバー７の回動に伴ってカム８８と同様
に回動する。ブレーキシュー４８は後輪ハブ３８の内周
面に押圧されて後輪ハブ３８の回転を制動するよう構成
される。なお、第２のカバー４７の周囲には後輪ハブ３
８との間を密封するシール部材４９が設けられる。

【００４４】上記構成の第２実施形態では、クランク軸
に加わった踏力はチェーン６を介してリヤスプロケット
４６に伝達され、リヤスプロケット４６の回転に伴い、
ワンウェイクラッチ４５を介して後輪ハブ３８が回転さ
せられる。踏力が予定の基準値を超えたときにステータ
コイル１１２に電流が供給される。この電流の大きさは
踏力に対応して変化させられる。ステータコイル１１２
に電流が供給されるとインナロータ１１１が回転され、
インナロータ１１１の回転はワンウェイクラッチ４４を
介して後輪ハブ３８に伝達される。すなわち、モータＭ
による補助力が人力による踏力に合成される。

【００４５】走行中にブレーキがかけられるとブレーキ
ワイヤ３９を通じてシャフト８９が回動させられ、プレ
ーシャプレート８７によってクラッチプレート８６が変
位させられ、後輪ハブ３８とインナロータ１１１とが直
結される。その結果、後輪ハブ３８の回転がインナロー
タ１１１に伝達され、ステータコイル１１２に回生電流
が生起される。この回生電流はコントローラ１００を通
じてバッテリ４に供給されるのは第１実施形態と同様で
ある。

【００４６】さらに、第２実施形態は次のように変形す
ることができる。まず、リヤスプロケット４６の回転を
ワンウェイクラッチ４５を介して後輪ハブ３８に伝達す
るのに代えて、駆動スプロケットとクランク軸との間に
ワンウェイクラッチを介在させてもよい。要は、ワンウ
ェイクラッチを介してクランク軸の回転が後輪ハブ３８
に伝達されるように構成してあればよい。また、プレッ
シャプレート８７を付勢するカム８８に代えて図４のよ
うなソレノイドを設けてもよいのも第１実施形態と同様
である。

【００４７】また、第１実施形態に次の構成を付加する
ことができる。図６は、第１実施形態の変形例に係る後
輪ハブ周辺の断面図である。同図において、後輪軸３４
はその両端に形成されたねじ部に螺着されたナット３
５，３５によってチェーンステー２５に固着されてい
る。後輪ハブ５０は軸受５１，５１によって後輪軸３４
に回転自在に支持されていて、その一端にはワンウェイ
クラッチ（第３のワンウェイクラッチ）５４を介してリ
ヤスプロケット４６が支持されている。後輪軸３４の前
記スプロケット４６が固着された側の延長部分には軸方
向に摺動自在にクラッチプレート５２が設けられてい
て、クラッチプレート５２と前記リヤスプロケット４６
との間にはスプリングワッシャ５３が挟まれている。前
記クラッチプレート５２の背面側つまり後輪軸３４の軸
端側にはリニヤソレノイド５６が設けられ、そのプラン
ジャ５５先端が前記クラッチプレート５２の背面に当接
している。ソレノイド５６のコイルには前記ソレノイド
８９ａと同様、ブレーキ操作に応答してバッテリ４から
電流が供給される。

【００４８】図６において、前記電動補助ユニット１に
より踏力および電動補助力が前記チェーン６を介してリ
ニヤスプロケット４６に伝達されると後輪ハブ５０が回
転して後輪ＷＲは回転させられる。走行中のブレーキ操
作に応答してソレノイド５６が付勢されるとプランジャ
５５がクラッチプレート５２側に変位し、クラッチプレ
ート５２はスプリングワッシャ５３に抗してワンウェイ
クラッチ５４側に偏倚しワンウェイクラッチ５４をロッ
クする。

【００４９】このように、電動補助ユニット１による駆
動力が与えられている場合、およびブレーキ操作中にだ
けリニヤスプロケット４６は後輪ハブ５０と直結される
ので、ブレーキ操作をしない惰行時には、チェーン６は
循環動作をしない。したがって惰行時の負荷が軽減さ
れ、軽快な走行感覚が得られる。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなとおり、請求項
１〜請求項７の発明によれば、ブレーキ操作時に第１の
ワンウェイクラッチが直結されてモータ駆動部による回
生発電を行うことができるので、この回生電流をモータ
駆動部の電源の充電に用いることができる。特に、請求
項２の発明によれば第２のワンウェイクラッチにより回
生発電時にペダルクランク軸が回転しないし、第７の特
徴によれば、ブレーキ操作を行わない惰行時には軽快な
惰行性能が得られる。

【００５１】また、請求項３の発明によれば、ペダルク
ランク軸周辺のレイアウトの自由度を高めることがで
き、請求項４の発明によれば、回生のための第１のワン
ウェイクラッチを直結させる構造が簡素化される。

【００５２】さらに、請求項５の発明によれば、電気的
駆動手段を用いずにワンウェイクラッチを直結させられ
るし、第６の特徴によれば、機械的駆動手段を用いずに
ワンウェイクラッチを直結させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る電動補助自転車の側
面図である。

【図２】 電動補助ユニットの要部断面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ位置での断面図である。

【図４】 ワンウェイクラッチの直結手段を示す断面図
である。

【図５】 後輪ハブに内蔵されたモータ駆動部の断面図
である。

【図６】 第３のワンウェイクラッチを含む後輪ハブの
断面図である。

【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、 １３…駆動スプロケット、 ２９…電源スイ
ッチ部、 ３８，５０…後輪ハブ、 ３９…ブレーキワ
イヤ、 ４６…リヤスプロケット、 ５４…第３のワン
ウェイクラッチ、７０…ケース本体、 ７５…第１のワ
ンウェイクラッチ、 ７８…第２のワンウェイクラッ
チ、 ８６…クラッチプレート、 １００…コントロー
ラ、 １０１…ペダルクランク軸、 １０２…遊星ギヤ
支持プレート、 １１１…インナロータ、 １１２…ス
テータコイル １１６…モータの軸

フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 政志 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 長 敏之 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 秋葉 竜志 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 鳥山 正雪 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 踏力を伝達するペダルクランク軸を含む
   人力駆動部と該人力駆動部に合成される補助動力を発生
   させるモータを含むモータ駆動部とを有する電動補助自
   転車において、 前記モータ駆動部の回転を後輪に伝達する第１のワンウ
   ェイクラッチと、 後輪を制動させるブレーキ手段と、 前記ブレーキ手段の付勢に応答して前記第１のワンウェ
   イクラッチを直結する直結手段とを具備したことを特徴
   とする電動補助自転車。
2. 【請求項２】 チェーンを介して後輪に直結された駆動
   スプロケットと、 前記ペダルクランク軸の回転を前記駆動スプロケットに
   伝達する第２のワンウェイクラッチとを具備し、 前記モータ駆動部が前記第１のワンウェイクラッチを介
   して前記駆動スプロケットに結合されていることを特徴
   とする請求項１記載の電動補助自転車。
3. 【請求項３】 筒状の後輪ハブを具備し、 前記モータ駆動部が前記後輪ハブ内に収容されていると
   共に、 前記第１のワンウェイクラッチが前記モータ駆動部の出
   力軸および前記後輪ハブ間に設けられていることを特徴
   とする請求項１記載の電動補助自転車。
4. 【請求項４】 前記第１のワンウェイクラッチが、同軸
   上でその内周および外周にそれぞれ配置された部材を結
   合するよう構成され、 前記直結手段が、前記各部材を側方から押圧して互いを
   直結するよう構成されていることを特徴とする請求項１
   記載の電動補助自転車。
5. 【請求項５】 前記直結手段が、前記ブレーキ手段の操
   作力で付勢されることを特徴とする請求項１〜請求項４
   記載のいずれかに記載の電動補助自転車。
6. 【請求項６】 前記ブレーキ手段の操作を検出する検出
   手段と、 前記検出手段による操作検出に応答して前記直結手段を
   付勢する電磁手段とを具備したことを特徴とする請求項
   １〜請求項４のいずれかに記載の電動補助自転車。
7. 【請求項７】 前記第１のワンウェイクラッチを介して
   前記モータ駆動部に結合された駆動スプロケットと、 後輪と同軸に設けられたリニヤスプロケットと、 前記駆動スプロケットおよび前記リニヤスプロケットを
   直結するチェーンと、 前記リニヤスプロケットの回転を後輪に伝達するための
   第３のワンウェイクラッチと、 前記ブレーキ手段の付勢に応答して前記第３のワンウェ
   イクラッチを直結する第２の直結手段とを具備したこと
   を特徴とする請求項１記載の電動補助自転車。