JP2012041030A

JP2012041030A - 電動自転車

Info

Publication number: JP2012041030A
Application number: JP2010224328A
Authority: JP
Inventors: Toshio Aida; 敏男会田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2012-03-01

Abstract

【課題】後輪駆動で安定性ある回生制動による充電できて一充電走行距離を大幅に延ばせる電動自転車を提供する。
【解決手段】ペダル軸と前歯車はワンウェイクラッチを介して設け、後輪に直結する後輪歯車をチェーン等伝達手段で接続し、そのチェーンには電動モータを有して走行中、ブレーキ作動時には回生制動してバッテリを充電するようにしたことを特徴とする電動自転車。
【選択図】図１

Description

本発明は、ペダルによる人力と電動モータの補助動力で走行する電動自転車に関するものである。

電動自転車は、電動モータによる駆動方法は前輪駆動方式と後輪駆動方式とがあるが、市場の多くは後輪駆動方式である。

そのため、次のような問題点があった。
後輪駆動方式は、その構造上回生制動による充電は不可能である。すなわち、走行中ペダルを踏まない状態では後輪歯車のワンウェイクラッチによって電動モータへの動力伝達は遮断されるため、回生制動が不可能となり、そのため一充電走行距離はバッテリ容量に一義的に決定されることになり、前輪駆動方式で回生制動する車種の約６０％位と著しく短いという問題点があった。
本発明は、以上の問題点を解決するためのものである。

問題を解決するための手段

ペダル軸と前歯車とはワンウェイクラッチを介して設けられるとともに、その歯車はチェーン等の伝達手段により後輪に直結される後輪歯車に接続されてペダルを踏まないまたは補助動力しない走行時でも電動モータを常時回転駆動できるようにしたことによって補助動力走行電源オン時またはオフ時でもブレーキ作動時には電動モータを回生制動して二次電池を充電できるようにする。以上を特徴とする電動自転車である。

発明の効果

後輪を回転駆動させる電動モータをブレーキ作動時には回生制動させることができるため、急な下り坂でも前輪駆動方式よりも前、後ブレーキバランスの制約が少ないため、ブレーキ作動時のハンドル操作性も向上して安全であり、また回生制動による充電量も大きく、充電時間も長くできるために一充電走行距離を従来よりも約１．８〜２倍位まで延ばすことができる。
また、後輪機械式ブレーキの負担を少なくできる。

以下、本発明の一実施例について図１および図２で説明する。
フレーム本体（１）に接続されるフレーム軸受部（２）には、ペダル軸（３）が軸受（４）に支持されて設けられ、その軸受（４）両端はナット（５）で締め付けられて固定されている。
ペダル軸（３）には、小歯車（６）が固定されて設けられている。
また、ペダル軸（３）両端には、それぞれ固定されたクランク（７）を有し、そのクランク（７）にはペダル（８）がそれぞれ設けられている。
一方、チェーン（９）に噛み合う前歯車（１０）は、軸受（４）に支持されてフレーム軸受部（２）に設けられ、ナット（５）で締め付けられて固定されている。
前歯車（１０）にはラチェット爪（１１）を有し、小歯車（６）とによりワンウェイクラッチを形成する。
後輪軸（１２）には、不図示後輪に直結されている後輪歯車（１３）が設けられている。
前歯車（１０）と後輪歯車（１３）は、チェーン（９）で接続されている。
なお、動力伝達手段は必らずしもチェーン（９）に限定されることなく、タイミングベルト等を含むものである。
チェーン（９）には、モータ（１４）のモータ歯車（１５）が噛み合い、そのモータ（１４）はバッテリ（１６）により電力供給され、不図示各種センサー等によりコントロールユニット（１７）によって出力制御される。
なお、ユニット（１７）は充電制御部を含むものとしている。
以上説明した構成により、ペダル（８）を図上部の左方向（Ａ）、図下部の右方向（Ａ）へ回転させると、ラチェット爪（１１）が小歯車（６）にロックして前歯車（１０）を図左方向（Ａ’）、すなわち、ペダル（８）と同一方向に回転し、チェーン（９）により後輪歯車（１３）も同方向へ回転する。
これにより、電動自転車本体は図左方向（Ｃ）へ移動する。すなわち、走行状態である。
一方、ペダル（８）を逆回転（Ｂ）すると小歯車（６）からラチェット爪（１１）が外れてフリーとなり、不図示後輪への駆動力を発生しないが、走行状態であれば不図示後輪に直結されている後輪歯車（１３）は回転駆動しており、そのためチェーン（９）によりモータ歯車（１５）、前歯車（１０）が同期して回転駆動するため、ブレーキ作動時、モータ（１４）を回生制動できる構成を形成することができるのである。

次に、本発明における制御方法の一例について図３で説明する。
まず、電源オフであるペダル（８）による人力による走行では、ブレーキ作動時、走行状態では所定車速以上では回生制動して充電が行なわれる。
なお、ペダル（８）が入力であると判別されるときには回生制動をしないようにすることもできる。
次に、電源オンであるアシスト走行では、まず、走行パターンを一例としてオートマチック、パワー、エコ等を任意にいずれかを設定する。そして、ペダル（８）が入力していてもブレーキ作動時にはアシスト出力は行なわれず、ブレーキ作動時でない時には走行パターンの設定に従ってアシスト出力制御が行なわれる。
また、ペダル（８）が入力していないとき、ブレーキ作動時でないときには惰性走行と判別され、またブレーキ作動時でも走行状態でないときまたは所定車速以下と判別されたときにもそれぞれ回生制動は行なわれない。
一方、ブレーキ作動時走行状態と判別される所定車速以上では回生制動が行なわれる。
以上説明した制御方法により、走行状態と判別されて所定車速以上のブレーキ作動時には回生制動してバッテリ（１６）を充電することができる。

本発明の部分構成図Ｄ−Ｄ断面を示す本発明の一実施例図本発明の制御方法のフローチャート図

１フレーム本体
２フレーム軸受部
３ペダル軸
４軸受
５ナット
６小歯車
７クランク
８ペダル
９チェーン
１０前歯車
１１ラチェット爪
１２後輪軸
１３後輪歯車
１４モータ
１５モータ歯車
１６バッテリ
１７コントロールユニット
Ａ、Ａ’、Ｂ回転方向を示す記号
Ｃ移動方向を示す記号
Ｄ−Ｄ断面を示す記号

Claims

ペダル軸と前歯車とはワンウェイクラッチを介して設けられるとともに、その歯車はチェーン等の伝達手段により後輪に直結される後輪歯車に接続されてペダルを踏まないまたは補助動力しない走行時でも電動モータを常時回転駆動できるようにしたことによって補助動力走行電源オン時またはオフ時でもブレーキ作動時には電動モータを回生制動して二次電池を充電できるようにした事を特徴とする電動自転車。