JP2003252280A - 電動アシスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動アシスト装置において、チェンスプロケ
ットを移動させずにアシストモードを切り換える。故障
時の分解作業やメンテナンス作業を容易にかつ迅速に行
う。ばね体が折損しても人力で自転車を走行させること
を可能にする。 【解決手段】 チェンスプロケットの負荷が大きくなっ
たときに一方側輪体２０が軸方向に移動してアシストモ
ードが切り換わるようになっている。他方側輪体３０を
回転入力軸１０に定位置相対回転可能に嵌合し、他方側
輪体３０に回転入力軸１０の回転を出力するための出力
用輪体９０を固着する。一方側輪体２０をばね圧によっ
て他方側輪体に常時弾圧付勢しておく。一方側輪体２０
の回転が他方側輪体３０を経て出力用輪体９０に伝達さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動アシスト装
置、詳しくは、自転車で登坂路を走行する場合のように
負荷が大きくなった場合に、その負荷の大きさに見合う
アシスト作用をアシストモータのトルクによって得るこ
とができる電動アシスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電動アシスト装置を装備した自
転車（電動アシスト式自転車）では、後輪にアシストモ
ータのトルクが加えられるようになっていて、ペダルを
踏み込むのに大きな力が必要になったときの負荷を検出
して上記アシストモータを起動し、後輪にそのアシスト
モータのトルクを加えてペダルの踏込みに要する力を軽
減するようにしている。

【０００３】たとえば特開平１１−２４８５６６号公報
（先行例１）や特開平２００１−１５１１８４号公報
（先行例１）にこの種の電動アシスト装置についての記
載がある。この電動アシスト装置は、等角度おきの複数
箇所に周方向に延びる傾斜面を各別に備えた一対の輪体
の傾斜面同士を同心位置で摺動可能に弾圧状態で重ね合
わせ、それらの輪体のうちの一方側輪体をペダルの踏込
みによって回転する回転入力軸に軸方向摺動可能に嵌合
し、かつ、その一方側輪体をチェンスプロケットに固着
してあるのに対し、一対の上記輪体のうちの他方側輪体
を上記回転入力軸に相対回転不能に連結してある。そし
て、チェンスプロケットに固着されている一方側輪体が
回転入力軸の軸方向に移動する量に見合ってアシストモ
ータのトルクが変化するようになっている。

【０００４】先行例１や先行例２に記載されている電動
アシスト装置によれば、他方側輪体の傾斜面がその相手
方である一方側輪体の傾斜面に弾圧状態で重なり合って
いるため、人力でペダルを踏み込んで回転入力軸を回転
させることによりその回転入力軸と共に他方側輪体を回
転させると、チェンスプロケットに加わっている負荷が
小さい範囲では、他方側輪体の傾斜面が一方側輪体の傾
斜面に回転方向で係合して一方側輪体がチェンスプロケ
ットを伴って他方側輪体に対して追従回転する。これに
対し、登坂路を走行する場合のようにチェンスプロケッ
トに加わる負荷が大きいときには、一方側輪体の傾斜面
が回転入力軸と共に回転する他方側輪体の傾斜面を上記
の弾圧力に抗して摺動して乗り上がるために一方側輪体
が回転入力軸の軸方向に移動し、そのような一方側輪体
の移動が行われると、その移動量に見合ってアシストモ
ータが起動されてチェンスプロケットに加わる負荷の増
大がアシストモータのトルクによって軽減される。

【０００５】また、特開平９−２９７０７７号公報（先
行例３）には、補助動力付き自転車に用いられる踏力検
出装置において、チェンスプロケットに加わる負荷の検
出精度を高めて検出遅れを防ぐための対策についての記
載がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行例
１や先行例２に記載されている電動アシスト装置では、
自転車のチェンスプロケットに固着されている一方側輪
体が回転入力軸の軸方向に移動することを検出してアシ
ストモータを起動ないし制御するようになっているの
で、アシストモータのトルクによってチェンスプロケッ
トに加わる負荷の増大が抑えられるごとに（アシストモ
ードが切り換わるごとに）、そのチェンスプロケットが
回転入力軸の軸方向に移動する。ところが、チェンスプ
ロケットは後輪側のチェンスプロケットに無端チェンで
連結されているため、そのチェンスプロケットが回転入
力軸の軸方向に移動するようになっているとチェンがス
プロケットから外れやすくなるという問題があった。

【０００７】また、先行例１や先行例２に記載されてい
る電動アシスト装置では、その構成部品の点数が多く、
しかも複雑に組み付けられているために故障時の分解や
メンテナンスが面倒であるという問題もあった。

【０００８】さらに、先行例１や先行例２に記載されて
いる電動アシスト装置では、一方側輪体と他方側輪体の
傾斜面同士を弾圧させているばね部材が折損したりして
その機能が果たされなくなったような場合には、人力で
ペダルを踏み込んで自転車を走行させることができなく
なるという不便があった。

【０００９】先行例３に記載されたものについても同様
の問題があった。

【００１０】本発明は以上の問題に鑑みてなされたもの
であり、チェンスプロケットのような出力用輪体を軸方
向に移動させずにアシストモータのアシストモードを切
り換えることのできる電動アシスト装置を提供すること
を目的とする。

【００１１】また、本発明は、構成部品点数を少なく抑
えることができて故障時の分解作業やメンテナンス作業
を容易にかつ迅速に行うことのできる電動アシスト装置
を提供することを目的とする。

【００１２】さらに、本発明は、一方側輪体と他方側輪
体の傾斜面同士を弾圧させているばね部材が折損したり
してその機能が果たされなくなったような場合でも、人
力でペダルを踏み込んで自転車を走行させることが可能
な電動アシスト装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電動アシス
ト装置は、周方向に延びる傾斜面を備えた一対の輪体の
上記傾斜面同士が同心位置で摺動可能に重ね合わされ、
かつ、それらの輪体のうちの一方側輪体が回転入力軸に
軸方向摺動可能に嵌合され、その一方側輪体が上記回転
入力軸の軸方向に移動する量に見合ってアシストモータ
のトルクを変化させる制御機構を備えている。

【００１４】そして、一対の上記輪体のうちの他方側輪
体が上記回転入力軸に定位置相対回転可能に嵌合されて
いると共に、その他方側輪体に上記回転入力軸の回転を
出力するための出力用輪体が固着され、上記一方側輪体
が上記回転入力軸に相対回転不能に連結され、その一方
側輪体の上記傾斜面がばね圧によって上記他方側輪体の
傾斜面に常時弾圧付勢されてそれらの傾斜面同士の係合
によって一方側輪体の回転が他方側輪体に伝達されるよ
うになっている。

【００１５】この構成であれば、他方側輪体に自転車の
チェンスプロケットのような出力用輪体が固着されてい
て、回転入力軸の軸方向に移動してアシストモータのト
ルクを変化させることに寄与する一方側輪体が出力用輪
体に固着されているものではないので、アシストモータ
のモード切り換えに際して出力用輪体が回転入力軸の軸
方向に移動することはない。そのため、この電動アシス
ト装置を自転車に装備させても、出力用輪体としてのチ
ェンスプロケットがアシストモードの切換えに際し移動
してそのチェンスプロケットからチェンが外れるという
事態が起こり得ない。

【００１６】したがって、本発明の電動アシスト装置で
は、上記出力用輪体が駆動側チェンスプロケットでな
り、この駆動側チェンスプロケットとその相手方である
従動側チェンスプロケットとに無端チェンが巻き掛けら
れているものであってもよい。

【００１７】本発明では、上記回転入力軸の一端部に上
記他方側輪体が軸方向嵌脱可能に支持され、この他方側
輪体の内側で上記一方側輪体が上記回転入力軸に軸方向
嵌脱可能に支持され、これらの一対の輪体の径方向外側
に離脱可能に嵌合されてそれらの輪体を取り囲む円筒体
を有し、その円筒体の端部に具備されて上記回転入力軸
の他端部に嵌合された取付部が、上記回転入力軸の他端
部に回転不能にかつ離脱可能に結合され、上記回転入力
軸に離脱可能に嵌合された弾性体が上記円筒体の内部で
上記一方側輪体を上記他方側輪体に対し弾圧して上記ば
ね圧を発生させていると共に、上記制御機構が、上記一
方側輪体に設けられた可動部材とこの可動部材の位置に
よって上記一方側輪体の上記回転入力軸の軸方向での移
動量を割り出す制御機構本体とを備え、その制御機構本
体が上記円筒体の内部でその円筒体に取り付けられてい
る、という構成を採用することが可能である。この場
合、上記取付部と上記回転入力軸の他端部とが、それら
を貫通するピン孔に抜取り可能に挿入された取付ピンを
介して結合されていることが望ましい。

【００１８】この発明によれば、円筒体の取付部を回転
入力軸の他端部から離脱させることによってその円筒体
を一方側輪体や他方側輪体から抜き出すことが可能であ
り、そうして円筒体を抜き出すことによって制御機構の
制御機構本体が円筒体と共に抜き出され、また、一方側
輪体や他方側輪体、ばね体を回転入力軸から抜き出すこ
とも可能であり、さらに、制御機構の可動部材も一方側
輪体と共に回転入力軸から抜き出されるので、分解が容
易で、しかも組立状態では円筒体の中にほゞすべての部
品が収容された状態になるのでコンパクト化を図ること
が容易になる。特に、取付部と回転入力軸の他端部と
が、それらを貫通するピン孔に抜取り可能に挿入された
取付ピンを介して結合されているものでは、取付ピンを
引抜くだけで容易かつ迅速な分解作業を行うことができ
るようになるという利点がある。

【００１９】本発明では、上記回転入力軸に自転車の足
踏みペダルが取り付けられ、かつ、上記従動側チェンス
プロケットが上記自転車の後輪に取り付けられているも
のであってもよく、このように構成することによって、
電動アシスト式自転車を得ることができるようになる。

【００２０】本発明では、上記一方側輪体に具備された
キー孔に上記回転入力軸に一体に設けられたキー部が嵌
合されることによってその一方側輪体が回転入力軸に軸
方向摺動可能及び相対回転不能に連結されており、上記
他方側輪体に、上記回転入力軸がこの他方側輪体に対し
相対回転して一方側輪体の傾斜面の頂部が他方側輪体の
傾斜面の頂部を乗り越えるまでの間に、上記キー部の上
記キー孔からの突出箇所が回転方向で係合する係合部が
設けられている、という構成を採用することが可能であ
る。

【００２１】これによれば、仮にばね体が破損したりそ
の弾圧機能を果たさなくなったりしたような場合でも、
ペダルを踏み込んで回転入力軸を回転させれば、その回
転入力軸のキー部が他方側輪体の係合部に係合してその
他方側輪体を回転させるので、他方側輪体が固着されて
いる駆動側スプロケット（出力用輪体）も回転する。し
たがって、人力で自転車を走行させることが可能にな
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る電動アシスト
装置Ａを装備した自転車を示し、電動アシスト装置Ａの
出力用輪体を形成している駆動側チェンスプロケット１
と後輪５側の従動側チェンスプロケット２とに無端チェ
ン３が巻き掛けられている。また、従動側チェンスプロ
ケット２には、アシストモータ４の回転軸（不図示）が
連結されていて、アシスト時にはアシストモータ４のト
ルクが従動側チェンスプロケット２を介して後輪５に伝
達されているようになっている。なお、６，６は左右の
ペダル、７，７はクランク部、８はアシストモータ４の
電源としてのバッテリである。

【００２３】図２は実施形態に係る電動アシスト装置Ａ
を一部破断して示した縦断側面図、図３は一方側輪体２
０の正面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分の概
略断面図、図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う部分の概略断面
図、図６は一方側輪体２０と他方側輪体３０との組付け
構造を示した縦断側面図、図７は作用説明図、図８は制
御機構８０の動作説明図、図９は一対の輪体２０，３０
の噛合い状態を示す展開説明図、図１０は一対の輪体２
０，３０の他の噛合い状態を示す展開説明図である。

【００２４】図２において、回転入力軸１０は周方向反
対側の２箇所に軸方向に延びるキー部１２，１２を有し
ていると共に、その一端部と他端部にそれぞれ具備され
た一端側取付軸部１３と他端側取付軸部１４とにペダル
６，６を備えたクランク部７，７が取り付けられてい
る。また、これらの取付軸部１３，１４が図１で説明し
た自転車の車体に軸受（不図示）を介して回転自在に取
り付けられる。なお、上記キー部１２，１２の代わりに
スプラインでなる溝形部を回転入力軸１０に設けておい
てもよい。

【００２５】回転入力軸１０には一対の輪体２０，３０
が嵌合されている。このうち、一方側輪体２０は、図３
のように中心孔２１とその中心孔２１の反対側の２箇所
から径方向外方に張り出したキー孔２２，２２とを有
し、中心孔２１に回転入力軸１０が嵌め込まれ、かつ、
２つのキー孔２２，２２に回転入力軸１０のキー部１
２，１２が嵌め込まれていることによって、回転入力軸
１０に軸方向摺動可能及び相対回転不能に連結されてい
る。ここで、回転入力軸１０にキー部１２，１２の代わ
りにスプラインなどの溝形部が設けられている場合に
は、一方側輪体２０にその溝形部に回転不能に嵌合され
る溝形部が設けられて、その溝形部が回転入力軸１０の
溝形部に嵌合される。これに対し、他方側輪体３０には
凹入状の中心孔部３１が具備されていて、図６で類推で
きるように、その中心孔部３１は図２の回転入力軸１０
の２つのキー部１２，１２（又は上記溝形部）を回転自
在に収容し得る直径寸法を有している。また、他方側輪
体３０には中心孔部３１に連通する中心孔３２とベアリ
ング収容部３３とが備わっていて、図２のように、回転
入力軸１０の一端側取付軸部１３が中心孔３２に摺動回
転自在に貫挿され、かつ、ベアリング収容部３３にベア
リング３４が設置されていると共に、回転入力軸１０の
一端側取付軸部１３の基部に形成されている段付面１５
が中心孔部３１の底面３５に摺動自在に突き合わされ、
かつ、回転入力軸１０の２つのキー部１２，１２（又は
上記溝形部）が中心孔部３１に回転自在に収容されてい
る。したがって、図２のように、他方側輪体３０が回転
入力軸１０の一端部に軸方向嵌脱可能に支持されている
と共に、この他方側輪体３０の内側で一方側輪体２０が
回転入力軸１０に軸方向嵌脱可能及び相対回転不能に支
持されている。

【００２６】そして、一方側輪体２０及び他方側輪体３
０のそれぞれの対向面は互いに噛み合い可能な波形に形
成されている。図９及び図１０には一方側輪体２０の波
形対向面を展開して符号４０で示し、他方側輪体３０の
波形対向面を展開して符号５０で示してある。これらの
図で判るように、一方側輪体２０の波形対向面４０は、
逆向き勾配の相隣接する一対の傾斜面４１，４２によっ
て形作られた山部４３と谷部４４とを備えているのに対
し、他方側輪体３０の波形対向面５０も、逆向き勾配の
相隣接する一対の傾斜面５１，５２によって形作られた
山部５３と谷部５４とを備えている。図例では、一方側
輪体２０の一対の傾斜面４１，４２が同一勾配に形成さ
れ、他方側輪体３０の一対の傾斜面５１，５２が同一勾
配に形成されている事例を示したけれども、この点は、
一方側輪体２０の一対の傾斜面４１，４２が異なる勾配
に形成され、他方側輪体３０の一対の傾斜面５１，５２
が異なる勾配に形成されていてもよい。要するに、一方
側輪体２０の一対の傾斜面４１，４２と他方側輪体３０
の一対の傾斜面５１，５２との間において、自転車を前
進させる方向にペダル６，６を踏み込んで回転入力軸１
０を正回転させたときに、その回転入力軸１０と共に回
転する一方側輪体２０の一対の傾斜面４１，４２のうち
の一方が、他方側輪体３０の一対の傾斜面５１，５２の
うちの一方に係合して一方側輪体２０の回転が他方側輪
体３０に伝達されるようになっておればよい。図９及び
図１０では矢符Ｒによって回転入力軸１０を正回転させ
たときの一方側輪体２０の回転方向を示しているので、
この図例では、一方側輪体２０の矢符Ｒ方向の回転によ
って一方側輪体２０の傾斜面４２が他方側輪体３０の傾
斜面５２に係合して一方側輪体２０の回転が他方側輪体
３０に伝達されるようになっている。

【００２７】図２のように、回転入力軸１０にはコイル
ばねでなるばね体（弾性体の一例）６０が離脱可能に嵌
合されている。また、円筒体７０が一対の輪体２０，３
０の外側に嵌合されていて、この円筒体７０の片側の端
部に具備された取付部７１が、回転入力軸１０の他端部
に形成されている径小軸部１６に嵌合されている。そし
て、取付部７１と径小軸部１６とが、それらを貫通する
ピン孔７２，１７に抜取り可能に挿入された取付ピン７
３を介して結合されている。図例では、円筒体７０と取
付部７１とを２つの部材に分割し、その分割箇所にボー
ルベアリング７４を介在して両者を相対回転自在に連結
しているけれども、ボールベアリング７４を省略して両
者を連結しておいても、あるいは、円筒体７０と取付部
７１とを分割せずに一体に形成しておいてもよい。ここ
で、上記ばね体６０は、取付部７１と一方側輪体２０と
の間に圧縮状態で介在されている。そのため、このばね
体６０のばね圧によって、一方側輪体２０の波形対向面
４０が他方側輪体３０の波形対向面５０に常時弾圧付勢
されている。したがって、図９のように一方側輪体２０
と他方側輪体３０とが回転ずれを起こしていないときに
は、一方側輪体２０の波形対向面４０を形成している傾
斜面４１，４２が他方側輪体３０の波形対向面５０を形
成している傾斜面５１，５２にそれぞれ重なり合うのに
対し、図１０のように一方側輪体２０が他方側輪体３０
に対して正方向に回転ずれを起こしているときには、一
方側輪体２０の波形対向面４０を形成している一方の傾
斜面４２が他方側輪体３０の波形対向面５０を形成して
いる一方の傾斜面５２にそれぞれ重なり合う。

【００２８】図２において、８０は制御機構である。こ
の制御機構８０は、一方側輪体２０が回転入力軸１０の
軸方向に移動する量に見合ってアシストモータ４（図１
参照）のトルクを変化させる機能を有していて、円筒体
７０の内部でその円筒体７０に取り付けられた制御機構
本体８１と、一方側輪体に設けられた可動部材８２とを
備えている。すなわち、図８に説明的に示したように、
制御機構本体８１は、可動部材８２の進退動作を許容す
る空間８３を備え、この空間８３の外側部分と内側部分
とに複数のフォトセンサーを並べて配備してなる。個々
のフォトセンサーは、１つずつの投光素子８４と受光素
子８５とを１組として形成されていて、投光素子８４か
ら投じられた光を受光素子８５で検出するようになって
いる。したがって、可動部材８２が上記空間８３に進入
して幾つかの投光素子８４から投じられた光を遮ると、
それらの投光素子８４の相手方である受光素子８５によ
って光が検出されなくなる。図例の制御機構８０では、
可動部材８２によって光が遮られた投光素子８４の数が
演算器８６で演算され、その演算結果によって図１に示
したアシストモータ４に対する供給電圧が制御される。
そして、可動部材８２によって光が遮られた投光素子８
４の数が増えると、アシストモータ４に対する供給電圧
が増大してアシストモータ４のトルクが増大し、その数
が減るとアシストモータ４に対する供給電圧が減少して
アシストモータ４のトルクが減少するようになってい
る。

【００２９】また、図２及び図８で判るように、制御機
構本体８１がコ字形に形成されているのに対し、可動部
材８２は一方側輪体２０の背面から同心状に突き出た筒
状に形成されている。したがって、一方側輪体２０が回
転入力軸１０の軸方向に移動すると、可動部材８２が制
御機構本体８１の空間８３に対して進退動作する。

【００３０】次に、図２のように、他方側輪体３０の背
面には、大径の出力用輪体９０が取付ボルト９１を介し
て固着されており、この出力用輪体９０に上記円筒体７
０の開放端７５が摺動自在に突き合わされている。この
出力用輪体９０は、図１に示した駆動側チェンスプロケ
ット１に相当している。なお、円筒体７０と他方側輪体
３０との間にはボールベアリング７６が介在されてい
て、円筒体７０と他方側輪体３０とが相対回転可能に連
結されている。

【００３１】以上のように構成された電動アシスト装置
を備えた自転車を平地走行させた場合や降坂路を走行さ
せた場合には、駆動側チェンスプロケット１を形成して
いる出力用輪体９０にそれほど大きな負荷が加わらな
い。そのため、ばね体６０によって弾圧付勢されている
一方側輪体２０の波形対向面４０が図９のように他方側
輪体３０の波形対向面５０とほとんど回転ずれを生じて
いない状態で噛み合っている。そして、ペダル６，６を
踏み込んで回転入力軸１０を正回転させたときには、そ
の回転入力軸１０と共に回転する一方側輪体２０の傾斜
面４２が、他方側輪体３０の傾斜面５２に係合して一方
側輪体２０の回転が他方側輪体３０に伝達されるので後
輪５が人力で駆動される。

【００３２】これに対し、ペダル６を踏み込むことによ
って自転車を登坂路で走行させた場合などには出力用輪
体９０に大きな負荷が加わるようになる。このように、
出力用輪体９０に大きな負荷が加わっている場合には、
ペダル６を踏み込んで回転入力軸１０と共に一方側輪体
２０を正方向に回転させると、一方側輪体２０の波形対
向面４０を形成している傾斜面４２が他方側輪体３０の
波形対向面５０を形成している傾斜面５２に対し摺動し
て図１０のように傾斜面４２が傾斜面５２に乗り上がっ
ていき、そのときの乗上り量に見合う距離だけ一方側輪
体２０が回転入力軸１０の軸方向（矢符ａ）に移動す
る。このときの一方側輪体２０の移動によって、制御機
構８０の可動部材８２が制御機構本体８１の空間８３に
進入して投光素子８４から投じられた光を遮ると、可動
部材８２によって光が遮られた投光素子８４の数が演算
器８６で演算され、その演算結果によって図１に示した
アシストモータ４に対する供給電圧が制御されてアシス
トモータ４が起動してアシストモードが切り換わり、ア
シストモータ４のトルクによってアシスト作用が発揮さ
れる。さらに、そのようなアシスト作用が発揮されてい
る間でも、ペダル６の踏込みに要する力が増大する程度
に出力用輪体９０の負荷が増大した場合には、一方側輪
体２０の傾斜面４２の他方側輪体３０の傾斜面５２に対
する乗上り量が増大するので、それに見合って一方側輪
体２０がさらに移動し、可動部材８２によって光が遮ら
れる投光素子８４の数が増大する。そのため、演算器８
６による演算結果によってアシストモータ４に対する供
給電圧が制御されてアシストモータ４のアシストモード
が切り換わってトルクが増大し、さらに強いアシスト作
用が発揮される。

【００３３】出力用輪体９０の負荷が減少した場合に
は、ペダル６の踏込み力も減少して一方側輪体２０の回
転が他方側輪体３０に伝わりやすくなるので、一方側輪
体２０の波形対向面４０と他方側輪体３０の波形対向面
５０との噛合い状態が図９の状態に近付いていき、出力
用輪体９０の負荷が一定値以下になるとその噛み合い状
態が図９の状態になる。

【００３４】上記した２つの場合、すなわち、出力用輪
体９０の負荷が増大した場合と減少した場合とのいずれ
の場合においても、駆動側チェンスプロケット１として
の出力用輪体９０は定位置で回転し、その軸方向に移動
するような事態は起こらない。そのため、図１のように
駆動側チェンスプロケット１に巻きかけられている無端
チェン３が、駆動側チェンスプロケット１の移動に起因
して外れるという事態は起こり得ない。

【００３５】ところで、この実施形態の電動アシスト装
置において、最も起こりやすいトラブルはばね体６０の
破損であり、その他の部分にはほとんどトラブルが生じ
ないことが判っている。そして、仮にばね体６０が破損
してその弾圧作用が発揮されなくなってしまうと、一方
側輪体２０が他方側輪体３０に対し弾圧されなくなって
しまうので、ペダル６を踏み込んで回転入力軸１０と共
に一方側輪体２０を回転させても、その一方側輪体２０
の回転が他方側輪体３０にうまく伝達されなくなった
り、まったく伝達されなくなったりする。そのため、ば
ね体６０が破損してその弾圧作用が発揮されなくなった
状況下では、ペダル６を踏み込んで自転車を自力で走行
させることができなくなってしまう。そこで、この実施
形態では、ばね体６０が破損してその弾圧作用が発揮さ
れなくなった状況下でも、ペダル６を踏み込んで自転車
を自力で走行させることができるようにする対策を講じ
てある。

【００３６】すなわち、図５〜図７に示したように、他
方側輪体３０の中心孔部３１の底面３５の１８０度隔て
た２箇所にそれぞれ突起でなる係合部３６，３６を具備
させ、ばね体６０の破損などによって回転入力軸１０が
空転する状況下では、その回転入力軸１０のキー部１
２，１２が図７のようにその係合部３６，３６に係合す
ることによって、回転入力軸１０の回転が直接他方側輪
体３０に伝達されるようにしてある。具体的には、回転
入力軸１０が他方側輪体３０に対し相対回転して一方側
輪体２０の傾斜面４２の頂部が他方側輪体３０の傾斜面
５２の頂部を乗り越えるまでの間に、キー部１２，１２
のキー孔２２，２２からの突出箇所が回転方向で係合部
３６，３６に係合するようにしてある。こうしておく
と、ばね体６０の弾圧作用が正常に発揮されていて、出
力用輪体９０の負荷が極端に大きくないときには、係合
部３６にキー部１２が係合するという事態は起こらな
い。これに対し、ばね体６０の弾圧作用が正常に発揮さ
れていて、出力用輪体９０の負荷が極端に大きくなった
ときには、一方側輪体２０の傾斜面４２の頂部が他方側
輪体３０の傾斜面５２の頂部を乗り越えるまでの間に、
係合部にキー部１２が係合して回転入力軸１０の回転が
直接他方側輪体３０に伝達されるようになるので、一方
側輪体２０の傾斜面４２の頂部が他方側輪体３０の傾斜
面５２の頂部を乗り越えてペダル６の踏み込みに違和感
を生じたり異音を発生したりすることがなくなり、ペダ
ル６の踏み込み感触が損なわれるといった事態が起こら
ない。なお、係合部３６の設置箇所を他方側輪体３０の
周方向で変更することによって、係合部３６にキー部１
２が係合する際の出力用輪体９０の負荷の大きさを調節
することが可能である。

【００３７】この実施形態では、図２などで説明した構
造を採用していることにより、分解や組立を容易かつ迅
速に行うことが可能であり、しかも、一対の輪体２０，
３０やばね体６０、制御機構８０などの各部品がすべて
円筒体７０の中に収容されているために全体がコンパク
トになっている。たとえば、分解を行うには、回転入力
軸１０からクランク部７を取り外し、他方側輪体３０か
ら出力用輪体９０を取り外した後、取付ピン７３を引き
抜けば、円筒体７０、ばね体６０、一方側輪体２０、他
方側輪体３０を、すべて回転入力軸１０から抜き出すこ
とができる。したがって、ばね体６０が破損した場合の
故障修理やメンテナンスを容易に行うことができる。

【００３８】図１１は変形例による一対の輪体２０，３
０の噛合い状態を示す展開説明図である。同図の事例で
は、一方側輪体２０及び他方側輪体３０のそれぞれの波
形対向面４０，５０が鋸歯状に形成されている。この事
例は、図９又は図１０で説明した波形対向面４０，５０
を形成している一対ずつの傾斜面４１，４２、５１，５
２のうちの他方に相当する面（図９及び図１０の傾斜面
４１，５１）を直角に立ち上げた垂直面４１´，５１´
として形成したものである。これによっても、自転車を
前進させる方向にペダル６，６を踏み込んで回転入力軸
１０を正回転させたときに、その回転入力軸１０と共に
回転する一方側輪体２０の傾斜面４２が、他方側輪体３
０の傾斜面５２に係合して一方側輪体２０の回転が他方
側輪体３０に伝達される。その他の事項は、図９及び図
１０で説明したところと同様である。

【００３９】上記した実施形態では、他方側輪体３０の
中心孔部３１の底面３５の１８０度隔てた２箇所にそれ
ぞれ突起でなる係合部３６，３６を具備させることによ
って、ばね体６０の破損などによって回転入力軸１０が
空転する状況下では、その回転入力軸１０のキー部１
２，１２が図７のようにその係合部３６，３６に係合す
ることによって、回転入力軸１０の回転が直接他方側輪
体３０に伝達されるようにしてあるけれども、この点
は、たとえば、上記係合部３６，３６を省略し、その代
わりに、図２又は図１０に仮想線で示したように円筒体
７０の内周側にリング状のストッパ３６ａを具備させて
おき、一方側輪体２０の傾斜面４２の頂部が他方側輪体
３０の傾斜面５２の頂部を乗り越えるまでの間に、その
一方側輪体２０の後退によってストッパ３６ａが一方側
輪体２０に当たってその後退を阻止するようにしておい
てもよい。これによっても、ばね体６０の弾圧作用が正
常に発揮されていて、出力用輪体９０の負荷が極端に大
きくなったときには、一方側輪体２０の傾斜面４２の頂
部が他方側輪体３０の傾斜面５２の頂部を乗り越えるま
での間に、ストッパ３６ａに一方側輪体２０が当接して
回転入力軸１０の回転が一方側輪体２０を介して他方側
輪体３０に伝達されるようになるので、一方側輪体２０
の傾斜面４２の頂部が他方側輪体３０の傾斜面５２の頂
部を乗り越えてペダル６の踏み込みに違和感を生じたり
異音を発生したりすることがなくなり、ペダル６の踏み
込み感触が損なわれるといった事態が起こらない。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る電動アシス
ト装置は、駆動側チェンスプロケットのような出力用輪
体を軸方向に移動させずにアシストモータのアシストモ
ードが切り換わるようになっているため、駆動側チェン
スプロケットに巻き掛けられている無端チェンが外れて
走行不能に陥るといった事態が起こり得ない。また、構
成部品点数を少なく抑えられて故障時の分解作業やメン
テナンス作業を容易にかつ迅速に行うことができるよう
になる。さらに、一方側輪体と他方側輪体の傾斜面同士
を弾圧させているばね部材が折損したりしてその機能が
果たされなくなったような場合でも、人力でペダルを踏
み込んで自転車を走行させることが可能な電動アシスト
装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動アシスト装置を装備した自転
車の概略側面図である。

【図２】実施形態に係る電動アシスト装置を一部破断し
て示した縦断側面図である。

【図３】一方側輪体の正面図である。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分の概略断面図で
ある。

【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う部分の概略断面図であ
る。

【図６】一方側輪体と他方側輪体との組付け構造を示し
た縦断側面図である。

【図７】作用説明図である。

【図８】制御機構の動作説明図である。

【図９】一対の輪体の噛合い状態を示す展開説明図であ
る。

【図１０】一対の輪体の他の噛合い状態を示す展開説明
図である。

【図１１】変形例による一対の輪体の噛合い状態を示す
展開説明図である。

【符号の説明】

１ 駆動側チェンスプロケット ２ 従動側チェンスプロケット ３ 無端チェン ４ アシストモータ ５ 自転車の後輪 ６ ペダル（足踏みペダル） １０ 回転入力軸 １２ キー部 １７，７２ ピン孔 ２０ 一方側輪体 ２２ キー孔 ３０ 他方側輪体 ３６ 係合部 ３６ａ ストッパ ４２，５２ 傾斜面 ６０ ばね体 ７０ 円筒体 ７１ 取付部 ７３ 取付ピン ８０ 制御機構 ９０ 出力用輪体 ８１ 制御機構本体 ８２ 可動部材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に延びる傾斜面を備えた一対の輪
   体の上記傾斜面同士が同心位置で摺動可能に重ね合わさ
   れ、かつ、それらの輪体のうちの一方側輪体が回転入力
   軸に軸方向摺動可能に嵌合され、その一方側輪体が上記
   回転入力軸の軸方向に移動する量に見合ってアシストモ
   ータのトルクを変化させる制御機構を備えた電動アシス
   ト装置において、 一対の上記輪体のうちの他方側輪体が上記回転入力軸に
   定位置相対回転可能に嵌合されていると共に、その他方
   側輪体に上記回転入力軸の回転を出力するための出力用
   輪体が固着され、 上記一方側輪体が上記回転入力軸に相対回転不能に連結
   され、その一方側輪体の上記傾斜面がばね圧によって上
   記他方側輪体の傾斜面に常時弾圧付勢されてそれらの傾
   斜面同士の係合によって一方側輪体の回転が他方側輪体
   に伝達されるようになっていることを特徴とする電動ア
   シスト装置。
2. 【請求項２】 上記出力用輪体が駆動側チェンスプロケ
   ットでなり、この駆動側チェンスプロケットとその相手
   方である従動側チェンスプロケットとに無端チェンが巻
   き掛けられている請求項１に記載した電動アシスト装
   置。
3. 【請求項３】 上記回転入力軸の一端部に上記他方側輪
   体が軸方向嵌脱可能に支持され、この他方側輪体の内側
   で上記一方側輪体が上記回転入力軸に軸方向嵌脱可能に
   支持され、これらの一対の輪体の径方向外側に離脱可能
   に嵌合されてそれらの輪体を取り囲む円筒体を有し、そ
   の円筒体の端部に具備されて上記回転入力軸の他端部に
   嵌合された取付部が、上記回転入力軸の他端部に回転不
   能にかつ離脱可能に結合され、上記回転入力軸に離脱可
   能に嵌合された弾性体が上記円筒体の内部で上記一方側
   輪体を上記他方側輪体に対し弾圧して上記ばね圧を発生
   させていると共に、上記制御機構が、上記一方側輪体に
   設けられた可動部材とこの可動部材の位置によって上記
   一方側輪体の上記回転入力軸の軸方向での移動量を割り
   出す制御機構本体とを備え、その制御機構本体が上記円
   筒体の内部でその円筒体に取り付けられている請求項１
   又は請求項２に記載した電動アシスト装置。
4. 【請求項４】 上記取付部と上記回転入力軸の他端部と
   が、それらを貫通するピン孔に抜取り可能に挿入された
   取付ピンを介して結合されている請求項３に記載した電
   動アシスト装置。
5. 【請求項５】 上記回転入力軸に自転車の足踏みペダル
   が取り付けられ、かつ、上記従動側チェンスプロケット
   が上記自転車の後輪に取り付けられている請求項１ない
   し請求項４のいずれか１項に記載した電動アシスト装
   置。
6. 【請求項６】 上記一方側輪体に具備されたキー孔に上
   記回転入力軸に一体に設けられたキー部が嵌合されるこ
   とによってその一方側輪体が回転入力軸に軸方向摺動可
   能及び相対回転不能に連結されており、上記他方側輪体
   に、上記回転入力軸がこの他方側輪体に対し相対回転し
   て一方側輪体の傾斜面の頂部が他方側輪体の傾斜面の頂
   部を乗り越えるまでの間に、上記キー部の上記キー孔か
   らの突出箇所が回転方向で係合する係合部が設けられて
   いる請求項５に記載した電動アシスト装置。
7. 【請求項７】 上記回転入力軸が上記他方側輪体に対し
   相対回転して上記一方側輪体が後退してその傾斜面の頂
   部が他方側輪体の傾斜面の頂部を乗り越えるまでの間
   に、その一方側輪体に当たってその一方側輪体の後退を
   阻止するリング状のストッパを有する請求項１ないし請
   求項５のいずれか１項に記載した電動アシスト装置。
8. 【請求項８】 上記一方側輪体が回転入力軸にスプライ
   ンでなる溝形部を介して軸方向摺動可能及び相対回転不
   能に連結されている請求項７に記載した電動アシスト装
   置。