JP2011006062A - 伝動装置の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モーター及び減速機構を、自転車のペダル棒回転軸位置に設置することで、配置空間を縮減し、車両前後重心のバランスをとることができる伝動装置の構造を提供する。
【解決手段】両方のペダル棒22間の軸心位置に動力機構2を設置し、人力、電動の２種の動力源により自転車を駆動でき、動力機構は電動ユニット24により減速ユニット25を連結し、減速ユニット25は少なくとも１個のラチェット27、28を連結し、ギアテーブル26を結合し、回転軸21により、電動ユニット24、減速ユニット25、ラチェット27、28、ギアテーブル26の軸心を貫通させ、回転軸21両端にペダル棒22を組合せて組成し、しかもペダル棒22はラチェット27、28を連結し、動力ユニット中にはさらに心貫通式の電動ユニット24と減速ユニット25とを配置し、動力ユニットの配置空間を縮減し、減速ユニット25内には複数の遊星ギアを設置する。
【選択図】図３

Description

本発明は伝動装置の構造に関し、特に心貫通式電動ユニットと減速ユニットを設置する電動自転車の動力伝動装置に関する。

化石エネルギー枯渇の問題に注目が集まるに連れて、エネルギー消費を減らそうと、各種の電動及び人力交通手段、器具の販売が伸びている。
中でも、自転車は価格が低廉で、燃料油を消費せず、運動の効果をも期待できるため、短距離移動において積極的に利用されている。
短距離での移動、及びレジャー、運動に適している自転車であるが、中長距離の移動には適さない。

これに鑑み、電動モーターを設置した電動自転車が開発された。
同構造においては、自転車に騎乗し疲れたなら、電動モードにスイッチでき、自転車による移動範囲を大幅に拡大することができる。
しかし、従来の電動自転車が使用する電動モーター及び減速機構は、他の機械工具の設計をそのまま用いているだけであるため、電動モーターと減速機構は偏心状に設置されている。
これでは、広い設置空間が必要であるばかりか、その設置位置も限定される。
従来の電動自転車において、電動モーターと減速機構が設置される位置で最も多いのは、後輪の軸旁と後方の物置台上であるため、重心が後方に偏り、騎乗が不安定になり、また物置空間を占拠してしまう。
さらに、偏心式減速機構が支えられるトルクは大きくなく、そのため少しの使用でギアが壊れ、或いは摩損する等の故障が発生する。
本発明は、従来の伝動装置の構造の上記した欠点に鑑み、電動自転車をより完全で、理想的、実用的とするべくなされたものである。

本発明が解決しようとする課題は、電動モーター及び減速機構を、自転車のペダル棒回転軸位置に設置することで、配置空間を縮減し、車両前後重心のバランスをとることができる伝動装置の構造を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は下記の伝動装置の構造を提供する。
伝動装置の構造は、自転車の両方のペダル棒間の軸心位置に、動力機構を設置し、動力機構は、人力、電動の２種の動力源により自転車を駆動でき、
電動ユニットは、動力軸を駆動し、減速ユニットを通して、動力を第一ラチェットに伝達し、ギアテーブルを連動して、自転車を前進させ、
ギアテーブルの回転動時には、第二ラチェットの作用により、ペダル棒の回転軸を連動せず、
反対に、ペダル棒を踏み込み回転軸を駆動すると、第二ラチェットを連動し、ギアテーブルを回転動させ、
この時、第一ラチェットの作用により、減速ユニットと電動ユニットとを連動せず、
上記した構造及び組成により、電動ユニットとペダル棒とは各自独立した運転が可能で、しかもマイナスの干渉作用がなく、
電動ユニットの動力軸と減速ユニットの出力端軸とは、共に中空棒体であるため、ペダル棒回転軸を、直接通して組み合わせることができる心貫通式機構で、
僅設置に必要な空間を従来の構造より縮小することができ、さらには電動ユニットと減速ユニットを、ペダル棒回転軸位置に直接設置することができるため、他の空間を自由に利用可能となり、車両重心のバランスをとることができる。

本発明伝動装置の構造は、電動モーター及び減速機構を、自転車のペダル棒回転軸位置に設置することで、配置空間を縮減し、重心のバランスをとり、空間利用のフレキシビリティと耐用性能を高め、静音効果をも備える。

本発明の立体外観図である。 本発明の動力機構と車体局部との外観図である。 本発明動力機構の分解立体図である。 本発明動力機構の別種の分解立体図である。 本発明電動ユニットの分解立体図である。 本発明減速ユニットの分解立体図である。 本発明減速ユニットの別種の分解立体図である。

以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１、２に示すように、本発明伝動装置の構造は、車体1、動力機構2、蓄電ユニット3を備える。

車体1下端には、リングカバー11を設置し、動力機構2は、リングカバー11上に設置して固定する。
蓄電ユニット3は、車体1の適当な位置に固定し、動力機構2に連接する回路を備える。

動力機構2構成部材の分解図である図３、４に示すように、動力機構2は、円柱棒体である回転軸21、ペダル棒22、側蓋23、電動ユニット24、減速ユニット25、ギアテーブル26、第一ラチェット27、第二ラチェット28、連結リング29を備える。

ペダル棒22の一端は、軸棒21末端に垂直に結合し、反対端はペダルに結合する。
軸棒21両端にはそれぞれペダル棒22を組み合わせる。
側蓋23は、回転軸21上の円板体に通して、さらに合わさり、外側端とペダル棒22とは組み合わさり、内側面には、数個の感知片231を環状に設置する(図4参照）。

電動ユニット24は、図３、５に示すように、固定子部241とローター部242とを備える。
ローター部242は、中空柱体の動力軸243を延伸する。
電動ユニット24は、動力軸243により回転軸21に通して設置し、しかも固定子部241一端は、側蓋23に向う。
固定子部241外縁面にはさらに、感知組成パーツ244を設置し、これにより感知片231を感知する。
電動ユニット24は、蓄電ユニット3に連通する回路を備える。

減速ユニット25は、図６、７に示すように、ハウジング251により動力軸243を通して設置する。
ハウジング251内部には、数個の遊星ギア252を備える。
遊星ギア252は、動力軸243周囲に環状に設置し、それを連動することができ、さらに定位板253に通して組合せ、遊星ギア252位置を固定する。
動力軸243上には、ギア254を被せて組み合わせる。
ギア254片側には、内環状歯2541を備え、それは遊星ギア252を連動し、反対側は、出力端軸255を延伸する。
最後に、蓋板256により、ギアをハウジング251内に封入するが、蓋体256は、開口を備え、そこから出力端軸255を伸び出させる。

ギアテーブル26は、回転軸21のギア上に嵌めて設置され、しかも中心位置には、収容設置空間261を設置する(図４参照）。
第一ラチェット27は、爪部271とロック部272により組成し、回転軸21を通して、さらに収容設置空間261内に設置する。
しかも、爪部271と出力端軸255とを結合させ、ロック部272と収容設置空間261内側壁とを結合させ、単一回転方向の動力を伝達する。
第二ラチェット28は、爪部281とロック部282により組成し、回転軸21を通して、さらに収容設置空間261内に設置する。
しかも、ロック部282と収容設置空間261内側壁とを結合させ、単一回転方向の動力を伝達する。
連結リング29は、回転軸21の環状連結ブロックに組み合わさり、その一端と第二ラチェット28爪部281とは結合し、反対端は、ペダル棒22に結合する。

電動ユニット24は、蓄電ユニット3の電力を利用して、動力軸243の回転動を駆動する。
動力軸243は、減速ユニット25内のギアユニットを連動し、出力端軸255により動力を第一ラチェット27へと出力し、ギアテーブル26を連動する。
この時、第二ラチェット28は、ペダル棒22及び回転軸21を連動しない。
反対に、ペダル棒22を踏み込むと、回転軸21と連結リング29を駆動し、第二ラチェット28によりギアテーブル26を回転させる。
この時、第一ラチェット27は、出力端軸255を連動しない。

上記した構造と組成により、ペダル棒22或いは電動ユニット24を任意に選択して動力源とすることができ、両者はそれぞれ独立して運転可能で、マイナスの干渉作用がなく、さらに
感知組成パーツ244により感知片231を感知し、ペダル棒22の回転速度を探知して、プログラムにより電動ユニット24の運転タイミングを自動的に制御することができる。
例えば、ペダル棒22の回転動速度を徐々に遅くすると、電動ユニット24を起動し、動力源とする等を行うことができる。

回転軸21を、電動ユニット24と減速ユニット25とに直接通して設置するため、その同軸配置方式は、必要な空間を縮小することができ、これにより車体1重心のバランスをとることもできる。
さらに、他の空間利用の自由度を高めることができる。
また、減速ユニット25は、数個の遊星ギア252により動力を伝達するため、動力軸243からの強大なトルクを分散伝達することで、支えられるトルクの上限値を引き上げ、同時に構造の安定性と静音の機能をも備える。

上記のように、本発明は配置空間を縮減し、重心のバランスをとり、空間利用のフレキシビリティと耐用性能を高め、静音効果をも備える。

上記の本発明名称と内容は、本発明技術内容の説明に用いたのみで、本発明を限定するものではない。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本発明の保護範囲に含むものとする。

本発明は特許請求の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。

１ 車体
１１ リングカバー
２ 動力機構
２１ 回転軸
２２ ペダル棒
２３ 側蓋
２３１ 感知片
２４ 電動ユニット
２４１ 固定子部
２４２ ローター部
２４３ 動力軸
２４４ 感知組成パーツ
２５ 減速ユニット
２５１ ハウジング
２５２ 遊星ギア
２５３ 定位板
２５４ ギア
２５４１ 内環状歯
２５５ 出力端軸
２５６ 蓋板
２６ ギアテーブル
２６１ 収容設置空間
２７ 第一ラチェット
２７１ 爪部
２７２ ロック部
２８ 第二ラチェット
２８１ 爪部
２８２ ロック部
２９ 連結リング
３ 蓄電ユニット

Claims (4)

1. 伝動装置の構造は、自転車の両方のペダル棒間の軸心位置に、動力機構を設置し、動力機構は、人力、電動の２種の動力源により自転車を駆動でき、
   前記動力機構は、電動ユニットにより減速ユニットを連結し、
   前記減速ユニットは、少なくとも１個のラチェットを連結し、
   前記ラチェットは、さらにギアテーブルを結合し、
   回転軸により、前記電動ユニット、前記減速ユニット、前記ラチェット、前記ギアテーブルの軸心を貫通させ、前記回転軸両端に、ペダル棒を組合せて組成し、しかも前記ペダル棒は、前記ラチェットを連結することを特徴とする伝動装置の構造。
2. 前記電動ユニット内には、動力軸を設置し、前記動力軸により前記減速ユニット内へと連結し、前記動力軸は、中空柱体で、
   前記ラチェットは、第一ラチェットと第二ラチェットに分かれ、前記第一ラチェットは、前記減速ユニットと前記ギアテーブルとの間を接続し、前記動力ユニット、前記減速ユニット、前記ギアテーブルの連動関係を連結し、
   前記第二ラチェットは、前記ペダル棒と前記ギアテーブルとの間を接続し、前記ペダル棒と前記ギアテーブルとの連動関係を連結することを特徴とする請求項１に記載の伝動装置の構造。
3. 前記減速ユニット内には、複数の遊星ギアを環状に設置し、
   前記遊星ギアは、前記動力軸に環状に設置し、前記動力軸と連動し、
   前記減速ユニット内には、ギアを設置し、
   前記ギアと前記遊星ギアと連動し、前記ギアは、出力端軸を延伸し、前記出力端軸と前記第一ラチェットとは連結することを特徴とする請求項２に記載の伝動装置の構造。
4. 前記動力機構は、固定子部とローター部とを備え、しかも前記固定子部一端には、側蓋を設置し、
   前記側蓋内側面には、数個の感知片を環状に設置し、
   前記固定子部外縁面にはさらに、感知組成パーツを設置し、前記感知片を感知することを特徴とする請求項１に記載の伝動装置の構造。