JP2019202657A - 駆動装置および駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】電動駆動機構によって可動部材を制動する状態と、人力のみによって可動部材を制動する状態と、を切り替えられる駆動装置および駆動システムを提供すること。【解決手段】駆動装置は、自転車を含む小型車両に用いられる駆動装置である。駆動装置は、電動機を含み、可動部材を駆動するように構成される電動駆動機構と、操作部からの動力を可動部材に伝達するように構成される伝達部と、電動機の動力によって可動部材が駆動される第１状態、および、操作部からの動力によって可動部材が駆動される第２状態の一方から他方に、駆動装置の状態を切り替える切替機構と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、駆動装置および駆動システムに関する。

自転車を含む小型車両に、電動駆動機構を備えるブレーキシステムが設けられることがある。例えば、特許文献１には電動駆動機構を備えるブレーキシステムの一例が記載される。

米国特許出願公開第２０１３／０１８０８１５号明細書

ところで、電動駆動機構によって可動部材を駆動する状態と、人力によって可動部材を駆動する状態と、を切り替えられることが好ましい。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、電動駆動機構によって可動部材を駆動する状態と、人力によって可動部材を駆動する状態と、を切り替えられる駆動装置および駆動システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１側面に従う駆動装置は、自転車を含む小型車両に用いられる駆動装置であって、電動機を含み、可動部材を駆動するように構成される電動駆動機構と、操作部からの動力を前記可動部材に伝達するように構成される伝達部と、前記電動機の動力によって前記可動部材が駆動される第１状態、および、前記操作部からの動力によって前記可動部材が駆動される第２状態の一方から他方に、前記駆動装置の状態を切り替える切替機構と、を備える。前記第１側面の駆動装置によれば、電動駆動機構によって可動部材を駆動する第１状態と、人力によって可動部材を駆動する制動する第２状態と、を切り替えることができる。

前記第１側面に従う第２側面の駆動装置において、前記電動駆動機構からの動力は、前記伝達部を介して前記可動部材に伝達される。前記第２側面の駆動装置によれば、伝達部は、操作部からの動力を可動部材に伝達する経路と、電動駆動機構からの動力を可動部材に伝達する経路と、を兼ねることができる。このため、駆動装置をコンパクトに構成できる。

前記第１または第２側面に従う第３側面の駆動装置は、前記操作部からの動力に基づいて制御信号を生成する信号生成部と、前記操作部からの動力を前記信号生成部に伝達するように構成される追加伝達部と、前記制御信号に基づいて前記電動機を制御する駆動制御部と、をさらに備え、前記切替機構は、前記操作部からの動力を、前記伝達部および前記追加伝達部のいずれか一方に選択的に伝達するように構成される。前記第３側面の駆動装置によれば、第１状態および第２状態のいずれにおいても操作部からの動力に基づいて可動部材を駆動することによって、第１状態および第２状態のいずれにおいても同様の操作感をユーザに与えることができる。

前記第３側面に従う第４側面の駆動装置において、前記切替機構は、電動アクチュエータを含み、前記電動アクチュエータを制御するように構成される切替制御部をさらに備える。前記第４側面の駆動装置によれば、第１状態と、第２状態と、を滑らかに切り替えることができる。

前記第４側面に従う第５側面の駆動装置において、前記切替制御部は、前記電動機への供給電力と閾値との比較結果に基づいて前記電動アクチュエータを制御する。前記第５側面の駆動装置によれば、電動機への供給電力に異常が生じた場合、第１状態と、第２状態と、を切り替えることができる。

前記５側面に従う第６側面の駆動装置において、前記切替制御部は、前記供給電力が前記閾値以上であれば、前記操作部からの動力を前記追加伝達部に伝達するように前記電動アクチュエータを制御する。前記第６側面の駆動装置によれば、電動機への供給電力に異常が生じた場合、第１状態と、第２状態と、を切り替えることができる。

前記第６側面に従う第７側面の駆動装置において、前記切替制御部は、前記供給電力が前記閾値未満であれば、前記操作部からの動力を前記伝達部に伝達するように前記電動アクチュエータを制御する。前記第７側面の駆動装置によれば、電動機への供給電力に異常が生じた場合、第２状態となり、人力によって可動部材を駆動できる。

前記第７側面に従う第８側面の駆動装置において、前記電動アクチュエータは、前記第１状態に対応する第１位置と、前記第２状態に対応する第２位置と、の間で移動する移動部材を含む。前記第８側面の駆動装置によれば、１つの移動部材を移動させることによって第１状態および第２状態を実現できる。このため、駆動装置を簡素に構成できる。

前記第８側面に従う第９側面の駆動装置において、前記電動アクチュエータは、電力供給に伴って前記移動部材を前記第２位置から前記第１位置に移動させるように構成される。前記第９側面の駆動装置によれば、電動機への供給電力に異常が生じた場合、第２状態となり、人力によって可動部材を駆動できる。

前記第８または第９側面に従う第１０側面の駆動装置において、前記切替機構は、前記移動部材を前記第２位置に向けて付勢する付勢部材をさらに含む。前記第１０側面の駆動装置によれば、電動機への供給電力に異常が生じた場合、第２状態となり、人力によって可動部材を駆動できる。

前記第３〜第１０側面のいずれか１つに従う第１１側面の駆動装置において、前記伝達部は、油圧を伝達する流路を含み、前記追加伝達部は、油圧を伝達する追加流路を含む。前記第１１側面の駆動装置によれば、第１状態および第２状態のいずれにおいても油圧に基づいて可動部材を駆動することによって、第１状態および第２状態のいずれにおいても同様の操作感をユーザに与えることができる。

前記第３〜第１０側面のいずれか１つに従う第１２側面の駆動装置において、前記伝達部は、少なくとも１つの歯車を含み、前記追加伝達部は、少なくとも１つの歯車を含む。前記第１２側面の駆動装置によれば、歯車の回転によって、第１状態と、第２状態と、を切り替えることができる。

前記第３〜第１２側面のいずれか１つに従う第１３側面の駆動装置は、前記伝達部、前記追加伝達部、および前記切替機構が設けられるハウジング、をさらに備える。前記第１３側面の駆動装置によれば、駆動装置をコンパクトに構成できる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１４側面に従う駆動システムは、前記操作部を含む操作装置と、前記操作部への入力に応じて操作される被操作装置と、前記操作装置、および前記被操作装置のいずれか一方に設けられる前記第１〜第１３側面のいずれか１つの駆動装置と、を備える。前記第１４側面の駆動システムによれば、第１状態と、第２状態と、を切り替えることができる。

前記第１４側面に従う第１５側面の駆動システムは、前記小型車両において前記被操作装置とは異なる位置に配置され、電力のみによって駆動される追加被操作装置、をさらに備える。前記第１５側面の駆動システムによれば、小型車両をより容易に制動できる。

前記第１５側面に従う第１６側面の駆動システムにおいて、前記被操作装置は、前記小型車両のフロントホイールに対応して設けられ、前記追加被操作装置は、前記小型車両のリアホイールに対応して設けられる。前記第１６側面の駆動システムによれば、第１状態と第２状態とを切り替え可能な駆動装置を有する被操作装置をフロントホイールに対応して設けることによって、信頼性を向上できる。

本発明によれば、電動駆動機構によって可動部材を制動する状態と、人力のみによって可動部材を制動する状態と、を切り替えられる。

図１は、本実施形態に係る小型車両の正面図である。 図２は、本実施形態の操作装置の模式図である。 図３は、本実施形態の被操作装置の模式図である。 図４は、本実施形態の被操作装置の模式図である。 図５は、本実施形態の追加被操作装置の模式図である。 図６は、変形例の被操作装置の模式図である。 図７は、変形例の被操作装置の模式図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。例えば、本実施形態では、小型車両が自転車の場合で説明するが、人力で駆動される他の車両にも用いることができる。

本実施形態における小型車両１０は、走行のための原動力に関して、少なくとも部分的に人力を用いる車両を意味し、電動で人力を補助する車両を含む。小型車両１０は、公道での運転に免許を要しない車両を含む。小型車両１０は、人力以外の原動力のみを用いる車両を含まない。小型車両１０は、内燃機関を有する車両を含まない。小型車両１０は、例えば自転車である。小型車両１０は、補助的に電動で駆動される自転車（ｅ−ｂｉｋｅ）であってもよい。小型車両１０は、フレーム１２と、ハンドルバー１４と、サドル１５と、フォーク１６と、フロントホイール２０と、リアホイール２２と、バッテリ２４と、発電機構２６と、駆動システム３０と、を備える。なお、本実施形態において、“前”、“後”、“左”、“右”、“上”および“下”、ならびにこれらと同義の用語は、ユーザがハンドルバー１４に向かってサドル１５に座った状態からみた“前”、“後”、“左”、“右”、“上”および“下”を意味する。

図１に示すように、フレーム１２は、ヘッドチューブ１２ａと、トップチューブ１２ｂと、ダウンチューブ１２ｃと、シートチューブ１２ｄと、一対のシートステー１２ｅと、一対のチェーンステー１２ｆと、を備える。ヘッドチューブ１２ａは、ハンドルバー１４およびフォーク１６を回転可能に支持する。トップチューブ１２ｂは、一端がヘッドチューブ１２ａに接続され、他端がシートチューブ１２ｄに接続される。ダウンチューブ１２ｃは、一端がヘッドチューブ１２ａに接続され、他端がシートチューブ１２ｄに接続される。一対のシートステー１２ｅはそれぞれ、一端がシートチューブ１２ｄに接続され、他端がチェーンステー１２ｆに接続される。一対のチェーンステー１２ｆはそれぞれ、一端がシートチューブ１２ｄに接続され、他端がシートステー１２ｅに接続される。図１には右側のシートステー１２ｅおよびチェーンステー１２ｆが示される。

ハンドルバー１４は、小型車両１０の搭乗者（ユーザ）によって把持されるように構成される。ハンドルバー１４は、ヘッドチューブ１２ａに対して回転可能である。ハンドルバー１４が回転させられることで、フォーク１６が回転し、小型車両１０の進行方向が変化する。

図１に示すように、フロントホイール２０は、フォーク１６に回転可能に取り付けられる。フロントホイール２０は、タイヤが取り付けられるリム２０ａと、複数のスポーク２０ｃと、ディスクロータ２０ｅと、を備える。リアホイール２２は、シートステー１２ｅとチェーンステー１２ｆとの接続箇所であるリアエンドに取り付けられる。リアホイール２２は、フレーム１２に対して回転可能である。リアホイール２２は、タイヤが取り付けられるリム２２ａと、複数のスポーク２２ｃと、ディスクロータ２２ｅと、を含む。

バッテリ２４は、充電可能な電池（二次電池）である。図１に示すように、バッテリ２４は、例えばダウンチューブ１２ｃに取り付けられる。バッテリ２４は、駆動システム３０を含む小型車両１０のコンポーネントに接続され、これらに電力を供給する。

発電機構２６は、小型車両１０の動作によって発電する。図１に示すように、発電機構２６は、例えばフロントホイール２０に設けられる。発電機構２６は、リアホイール２２に設けられてもよい。発電機構２６は、フロントホイール２０の回転に伴い発電するダイナモ（ハブダイナモ）である。発電機構２６は、発電した電力をバッテリ２４に供給する。

駆動システム３０は、操作装置４０Ａと、追加操作装置４０Ｂと、接続部材５０と、被操作装置６０と、駆動装置７０と、追加被操作装置８０と、追加駆動装置９０と、を備える。操作装置４０Ａは、被操作装置６０に対応する。接続部材５０は、操作装置４０Ａと被操作装置６０とを機械的に接続する。追加操作装置４０Ｂは、追加被操作装置８０に対応する。追加操作装置４０Ｂと追加被操作装置８０とは、電気ケーブルなどによって電気的に接続される。本実施形態において、被操作装置６０および追加被操作装置８０はそれぞれ、ディスクブレーキキャリパである。なお、操作装置４０Ａおよび追加操作装置４０Ｂはそれぞれ、変速装置など、被操作装置６０および追加被操作装置８０以外の装置を操作可能に構成されてもよい。

図２に示すように、操作装置４０Ａおよび追加操作装置４０Ｂは、ハンドルバー１４に設けられる。操作装置４０Ａが、ハンドルバー１４の一端（本実施形態では右側端部）に設けられる。追加操作装置４０Ｂが、ハンドルバー１４の他端（本実施形態では左側端部）に設けられる。操作装置４０Ａは、油圧ブレーキの操作装置である。操作装置４０Ａは、支持体４１と、操作部４２と、回転軸４４と、油圧ユニット４６と、を含む。

支持体４１は、ハンドルバー１４に設けられる。操作部４２は、支持体４１に設けられる。操作部４２は、待機位置から操作位置に回転軸心Ａ回りに揺動可能に設けられる。回転軸心Ａは、回転軸４４の中心を通る仮想的な直線である。操作部４２は、ブレーキレバーである。図２において待機位置にある操作部４２が実線で示される。図２において操作位置にある操作部４２が二点鎖線で示される。例えば、操作部４２は、弾性部材によって支持される。待機位置にある操作部４２に力が加えられると、操作部４２は、弾性部材の弾性力に抗しながら操作位置に移動する。操作部４２が解放されると、操作部４２は、弾性部材の弾性力によって待機位置に戻る。なお、操作位置は、図２に示す位置に限定されない。図２に示す操作位置は、一例である。

油圧ユニット４６は、支持体４１に設けられる。油圧ユニット４６は、基部４６ａと、シリンダ孔４６ｃと、ピストン４６ｅと、リザーバ４６ｇと、を備える。基部４６ａは、中空筒状の部材である。基部４６ａは、支持体４１に設けられる。シリンダ孔４６ｃは、基部４６ａに設けられる。ピストン４６ｅは、シリンダ孔４６ｃに移動可能に設けられる。シリンダ孔４６ｃは、作動油で満たされる。ピストン４６ｅは、操作部４２に接続される。ピストン４６ｅは、操作部４２と連動する。操作部４２が揺動すると、ピストン４６ｅがシリンダ孔４６ｃの内部を移動する。これによって、シリンダ孔４６ｃの作動油が被操作装置６０に供給され、フロントホイール２０が制動される。リザーバ４６ｇは、シリンダ孔４４ｃに流体的に連結される。すなわち、リザーバ４６ｇおよびシリンダ孔４４ｃは、流体である作動油が流通できるように連通する。リザーバ４６ｇは、基部４６ａに設けられる。リザーバ４６ｇは、作動油を貯留し、ピストン４４ｅの位置に応じてシリンダ孔４４ｃとリザーバ４４ｇとの間で作動油を流通させる。

接続部材５０は、操作装置４０Ａと被操作装置６０とを接続するように構成される。接続部材５０は、ホースである。接続部材５０は、油圧ユニット４６に接続される。接続部材５０の内部は動力伝達媒体である作動油で満たされる。接続部材５０は、油圧ユニット４６で生じた油圧の変化を被操作装置６０に伝達する。

被操作装置６０は、操作部４２への入力に応じて操作される。被操作装置６０は、小型車両１０のフロントホイール２０に対応して設けられる。図３に示すように、被操作装置６０は、基部６２と、流路６４と、可動部材６６と、を備える。基部６２は、フォーク１６に設けられる。流路６４は、基部６２に設けられる。可動部材６６は、ピストン６６ａおよび摩擦部材６６ｂを含む。ピストン６６ａは、基部６２に対して移動可能に設けられる。摩擦部材６６ｂは、ブレーキパッドである。摩擦部材６６ｂは、ピストン６６ａの移動に伴って移動するように図示しないパッドピンを介して基部６２に支持される。

駆動装置７０は、自転車を含む小型車両１０に用いられる。図３に示すように、駆動装置７０は、電動駆動機構７１と、伝達部７２と、切替機構７３と、信号生成部７４と、追加伝達部７５と、コントロールユニット７６と、ハウジング７７と、を備える。

図３に示すように、電動駆動機構７１は、電動機７１ａと、歯車７１ｂと、歯車７１ｃと、ボールねじ７１ｄと、ピストン７１ｅと、を備える。電動機７１ａは、可動部材６６を駆動するように構成される。電動機７１ａは、例えば、ハウジング７７に設けられるケースと、ケースに設けられるステータと、ステータに対して回転するロータと、を備える。電動機７１ａには、バッテリ２４からの電力が供給される。歯車７１ｂは、電動機７１ａのロータに接続される。歯車７１ｃは、歯車７１ｂと噛み合う。ボールねじ７１ｄは、歯車７１ｃに接続されるねじ軸と、ねじ軸と噛み合うナット、とを備える。ピストン７１ｅは、ボールねじ７１ｄのナットに接続される。電動機７１ａの動力は、歯車７１ｂおよび歯車７１ｃを介してボールねじ７１ｄに伝達される。ねじ軸が回転すると、ナットおよびピストン７１ｅが軸方向に移動する。

伝達部７２は、操作部４２からの動力を可動部材６６に伝達するように構成される。本実施形態では、伝達部７２は、動力伝達媒体である作動油の油圧を操作部４２から可動部材６６に伝達するように構成される。図３に示すように、伝達部７２は、油圧を伝達する流路７２ａを含む。ピストン７１ｅは、伝達部７２と連通するチャンバに設けられる。電動駆動機構７１からの動力（油圧）は、伝達部７２を介して可動部材６６に伝達される。

切替機構７３は、電動機７１ａの動力（油圧）によって可動部材６６が駆動される第１状態、および、操作部４２からの動力（油圧）によって可動部材６６が駆動される第２状態の一方から他方に、駆動装置７０の状態を切り替える。切替機構７３は、操作部４２からの動力を、伝達部７２および追加伝達部７５のいずれか一方に選択的に伝達するように構成される。図３に示すように、切替機構７３は、電動アクチュエータ７８と、付勢部材７９と、を備える。

図３に示すように、電動アクチュエータ７８は、移動部材７８ａと、駆動部７８ｂと、を備える。移動部材７８ａは、第１状態に対応する第１位置と、第２状態に対応する第２位置と、の間で移動する。移動部材７８ａは、ハウジング７７に移動可能に設けられる。図３において、移動部材７８ａは、第１位置にある。図３に示すように、移動部材７８ａが第１位置にある場合、接続部材５０と追加伝達部７５とが連通し、操作部４２からの油圧が信号生成部７４に供給される。図４において、移動部材７８ａは、第２位置にある。図４に示すように、移動部材７８ａが第２位置にある場合、接続部材５０と伝達部７２とが連通し、操作部４２からの油圧が流路６４ひいては可動部材６６に供給される。電動アクチュエータ７８は、電力供給に伴って移動部材７８ａを第２位置から第１位置に移動させるように構成される。駆動部７８ｂは、電力供給に伴って移動部材７８ａを第２位置から第１位置に移動させるように構成される。駆動部７８ｂは、例えばソレノイドである。付勢部材７９は、移動部材７８ａを第２位置に向けて付勢する。付勢部材７９は、例えばコイルバネである。付勢部材７９の一端は、ハウジング７７に支持される。付勢部材７９の他端は、移動部材７８ａに接する。

信号生成部７４は、操作部４２からの動力に基づいて制御信号を生成する。信号生成部７４は、例えば圧力センサである。追加伝達部７５は、操作部４２からの動力を信号生成部７４に伝達するように構成される。追加伝達部７５は、油圧を伝達する追加流路７５ａを含む。信号生成部７４は、追加伝達部７５から伝達される油圧の変化に応じて、生成する制御信号を変化させる。信号生成部７４は、生成した制御信号を、コントロールユニット７６に出力する。

コントロールユニット７６は、コンピュータであり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）、等を含む。コントロールユニット７６の各機能は、これらが連携することで実現される。コントロールユニット７６には、バッテリ２４からの電力が供給される。

図３に示すように、コントロールユニット７６は、駆動制御部７６ａと、切替制御部７６ｂと、を備える。すなわち、駆動装置７０は、駆動制御部７６ａと、切替制御部７６ｂと、を備える。本実施形態において、駆動制御部７６ａおよび切替制御部７６ｂは、一つのコントロールユニット７６によって実現される。

駆動制御部７６ａは、信号生成部７４からの制御信号に基づいて電動機７１ａを制御する。駆動制御部７６ａは、信号生成部７４からの制御信号に基づいて電動機７１ａに電動機制御信号を出力する。駆動制御部７６ａは、信号生成部７４からの制御信号に応じて電動機制御信号を変化させる。駆動制御部７６ａが電動機７１ａを駆動することによって、流路６０ｃを介して可動部材６６に油圧が供給され、可動部材６６が移動する。

切替制御部７６ｂは、電動アクチュエータ７８を制御するように構成される。切替制御部７６ｂは、閾値を記憶する。切替制御部７６ｂは、バッテリ２４から電動機７１ａに供給できる電力を検出する。切替制御部７６ｂは、電動機７１ａへの供給電力と閾値との比較結果に基づいて電動アクチュエータ７８を制御する。切替制御部７６ｂは、供給電力が閾値以上であれば、操作部４２からの動力を追加伝達部７５に伝達するように電動アクチュエータ７８を制御する。この制御に伴って電動アクチュエータ７８の移動部材７８ａは、第１位置に移動する。これに応じて、駆動装置７０は、電動機７１ａの動力によって可動部材６６を駆動する第１状態となる。

切替制御部７６ｂは、電動機７１ａへの供給電力が閾値未満であれば、操作部４２からの動力を伝達部７２に伝達するように電動アクチュエータ７８を制御する。この制御に伴って、電動アクチュエータ７８の移動部材７８ａは、第２位置に移動する。これに応じて、駆動装置７０は、操作部４２からの動力によって可動部材６６を駆動する第２状態となる。本実施形態では、被操作装置６０が２つの可動部材６６を有する。２つの可動部材６６のそれぞれに動力（油圧）が供給されるように流路６４が形成される。２つの可動部材６６のうち、一つは省略または基部６２に固定してもよい。

すなわち、バッテリ２４から電動機７１ａに正常に電力が供給される状態においては、電動機７１ａによって可動部材６６が駆動される。一方、バッテリ２４から電動機７１ａに正常に電力を供給できない状態（充電切れを含み、電力供給系統に異常が発生した状態）においては、操作部４２からの動力によって可動部材６６が駆動される。このため、駆動装置７０への電力供給状態に関わらず、小型車両１０を制動できる。

ハウジング７７は、駆動装置７０の各構成を支持する。ハウジング７７には、伝達部７２、追加伝達部７５、および切替機構７３が設けられる。本実施形態において、ハウジング７７には、電動駆動機構７１、伝達部７２、切替機構７３、信号生成部７４、追加伝達部７５、およびコントロールユニット７６が設けられる。本実施形態において、ハウジング７７は、基部６２と一体に設けられる。

追加操作装置４０Ｂは、電動ブレーキの操作装置である。追加操作装置４０Ｂは、操作装置４０Ａと同様に、回転軸心を中心に揺動可能な操作部を備える。追加操作装置４０Ｂは、追加操作装置４０Ｂの操作部に対する入力を電気信号に変換する検出部を備える。追加操作装置４０Ｂの検出部は、追加駆動装置９０に電気信号を出力する。

図１に示すように、追加被操作装置８０は、小型車両１０において被操作装置６０とは異なる位置に配置され、電力のみによって駆動される。追加被操作装置８０は、追加操作装置４０Ｂへの入力に応じて操作される。追加被操作装置８０は、小型車両１０のリアホイール２２に対応して設けられる。図５に示すように、追加被操作装置８０は、基部８２と、流路８４と、可動部材８６と、を備える。基部８０ａは、シートステー１２ｅに設けられる。流路８４は、基部８２に設けられる。可動部材８６は、ピストン８６ａおよび摩擦部材８６ｂを含む。ピストン８６ａは、基部８２に対して移動可能に設けられる。摩擦部材８６ｂは、ブレーキパッドである。摩擦部材８６ｂは、ピストン８６ａの移動に伴って移動するように図示しないパッドピンを介して基部８２に移動可能に支持される。

図５に示すように、追加駆動装置９０は、電動駆動機構９１と、コントロールユニット９２と、ハウジング９３と、を備える。電動駆動機構９１は、電動機９１ａと、歯車９１ｂと、歯車９１ｃと、ボールねじ９１ｄと、ピストン９１ｅと、を備える。電動機９１ａは、可動部材（ディスクロータ２２ｅ）を駆動するように構成される。電動機９１ａは、例えば、ハウジング９３に設けられるケースと、ケースに設けられるステータと、ステータに対して回転するロータと、を備える。電動機９１ａには、コントロールユニット９２からの電力が供給される。歯車９１ｂは、電動機９１ａのロータに接続される。歯車９１ｃは、歯車９１ｂと噛み合う。ボールねじ９１ｄは、歯車９１ｃと接続されるねじ軸と、ねじ軸と噛み合うナット、とを備える。ピストン９１ｅは、ボールねじ９１ｄのナットに接続される。電動機９１ａの動力は、歯車９１ｂおよび歯車９１ｃを介してボールねじ９１ｄに伝達される。ねじ軸が回転すると、ナットおよびピストン９１ｅが軸方向に移動する。

コントロールユニット９２は、コンピュータであり、例えばＣＰＵ、ＥＣＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、等を含む。コントロールユニット９２の各機能は、これらが連携することで実現される。コントロールユニット９２には、バッテリ２４からの電力が供給される。図５に示すように、コントロールユニット９２は、駆動制御部９２ａを備える。

駆動制御部９２ａは、追加操作装置４０Ｂからの電気信号に基づいて電動機９１ａを制御する。駆動制御部９２ａは、追加操作装置４０Ｂからの制御信号に基づいて電動機９１ａに電動機制御信号を出力する。駆動制御部９２ａは、追加操作装置４０Ｂからの制御信号に応じて電動機制御信号を変化させる。駆動制御部９２ａが電動機９１ａを駆動することによって、流路８４を介して可動部材８６に油圧が供給され、可動部材８６が移動する。

なお、駆動装置７０は、操作装置４０Ａに設けられてもよい。駆動装置７０は、操作装置４０Ａ、および被操作装置６０のいずれか一方に設けられる。追加駆動装置９０は、追加操作装置４０Ｂに設けられてもよい。追加駆動装置９０は、追加操作装置４０Ｂ、および追加被操作装置８０のいずれか一方に設けられる。

駆動制御部７６ａおよび切替制御部７６ｂは、一つのコントロールユニット７０ｋによって実現されなくてもよい。駆動制御部７６ａおよび切替制御部７６ｂは、それぞれ別の装置として設けられてもよい。

駆動システム３０は、通常状態において手動で可動部材６６が駆動されるように構成され、異常状態において電動で可動部材６６が駆動されるように構成されてもよい。

信号生成部７４には、圧力センサ以外の任意のセンサを適用できる。信号生成部７４は、圧力または流量など動力に関する情報を検出するものであれば特に限定されない。

発電機構２６は、発電力した電力を、駆動システム３０を含む小型車両１０のその他のコンポーネントに直接供給してもよい。コントロールユニット７６は、発電機構２６から電力を取得してもよい。または、コントロールユニット７６は、バッテリ２４および発電機構２６の両方から電力を取得してもよい。なお、小型車両１０において、バッテリ２４および発電機構２６のいずれか一方を省略してもよい。

本実施形態では被操作装置６０（追加被操作装置８０）としてディスクロータ２０ｅ（ディスクロータ２２ｅ）を制動するディスクブレーキキャリパについて説明したが、被操作装置はこれに限定されない。被操作装置として摩擦部材によってリム２０ａ（リム２２ａ）を挟むように構成されるリムブレーキを用いてもよい。

（変形例）
図６に示すように、変形例の駆動システム１００は、接続部材１０１と、伝達機構１１０と、被操作装置１２０と、駆動装置１３０と、を備える。なお、上述した実施形態と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

接続部材１０１は、操作装置４０Ａと被操作装置１２０とを接続するように構成される。本実施形態において、接続部材１０１は、ボーデンケーブルであり、インナワイヤ１０１Ａと、インナワイヤ１０１Ａを被覆するアウタケーシング（不図示）とを含む。接続部材１０１のインナワイヤ１０１Ａは、操作装置４０Ａへの入力を張力として伝達機構１１０に伝達する。

図６に示すように、伝達機構１１０は、回転部材１１０ａと、歯車１１０ｃと、歯車１１０ｅと、を備える。回転部材１１０ａは、接続部材１０１の張力を、回転に変換する。歯車１１０ｃは、回転部材１１０ａと接続され、回転部材１１０ａによって回転させられる。歯車１１０ｅは、歯車１１０ｃと噛み合う。

被操作装置１２０は、操作部４２への入力に応じて操作される。被操作装置１２０は、小型車両１０のフロントホイール２０に対応して設けられる。図６に示すように、被操作装置１２０は、基部１２２と、ボールねじ１２４と、２つの摩擦部材１２６と、を備える。基部１２２は、フォーク１６に設けられる。一方の摩擦部材１２６は、基部１２２に対して移動可能に設けられる。この摩擦部材１２６が、可動部材に相当する。以下の説明において、可動部材は、この摩擦部材１２６を意味する。他方の摩擦部材は、基部１２２に固定される。ボールねじ１２４は、歯車１３２ｃと接続されるねじ軸と、ねじ軸と噛み合うナット、とを備える。可動部材は、ボールねじ１２４のナットと接続される。可動部材は、ブレーキパッドである。可動部材は、図示しないパッドピンを介して基部１２０ａに移動可能に支持される。

駆動装置１３０は、自転車を含む小型車両１０に用いられる。図６に示すように、駆動装置１３０は、電動駆動機構１３１と、伝達部１３２と、切替機構１３３と、信号生成部１３４と、追加伝達部１３５と、コントロールユニット１３６と、ハウジング１３７と、を備える。

図６に示すように、電動駆動機構１３１は、電動機１３１ａと、歯車１３１ｂと、歯車１３１ｃと、を備える。電動機１３１ａは、可動部材を駆動するように構成される。電動機１３１ａは、例えば、ハウジング１３７に設けられるケースと、ケースに設けられるステータと、ステータに対して回転するロータと、を備える。電動機１３１ａには、バッテリ２４からの電力が供給される。歯車１３１ｂは、電動機１３１ａのロータに接続される。歯車１３１ｃは、歯車１３１ｂと噛み合う。電動機１３１ａの動力は、歯車１３１ｂおよび歯車１３１ｃを介して伝達部１３２に伝達される。

伝達部１３２は、操作部４２からの動力を可動部材に伝達するように構成される。図６に示すように、伝達部１３２は、少なくとも１つの歯車を含む。伝達部１３２は、歯車１３２ａと、歯車１３２ｂと、歯車１３２ｃと、を備える。歯車１３２ａ、歯車１３２ｂ、および歯車１３２ｃは、共に回転する。歯車１３２ａ、歯車１３２ｂ、および歯車１３２ｃは、軸方向にずれて配置される（同軸で配置される）。歯車１３２ｃは、歯車１３２ｂと噛み合う。歯車１３２ｃは、ボールねじ１２４のねじ軸に接続され、ねじ軸を回転させる。電動駆動機構１３１からの動力は、伝達部１３２を介して可動部材に伝達される。

切替機構１３３は、電動機１３１ａの動力によって可動部材が駆動される第１状態、および、操作部４２からの動力によって可動部材が駆動される第２状態の一方から他方に、駆動装置１３０の状態を切り替える。切替機構１３３は、操作部４２からの動力を、伝達部１３２および追加伝達部１３５のいずれか一方に選択的に伝達するように構成される。図６に示すように、切替機構１３３は、電動アクチュエータ１３８と、付勢部材１３９と、を備える。

図６に示すように、電動アクチュエータ１３８は、移動部材１３８ａと、駆動部１３８ｂと、を備える。移動部材１３８ａは、第１状態に対応する第１位置と、第２状態に対応する第２位置と、の間で移動する。移動部材１３８ａは、ハウジング１３７に設けられた空間に嵌まっており、ハウジング１３７に対して移動可能に設けられる。図６において、移動部材１３８ａは、第１位置にある。図６に示すように、移動部材１３８ａが第１位置にある場合、接続部材１０１と追加伝達部１３５が接続される。図７において、移動部材１３８ａは、第２位置にある。図７に示すように、移動部材１３８ａが第２位置にある場合、接続部材１０１と伝達部１３２が接続され、操作部４２からの張力が伝達部１３２ひいては可動部材に伝達される。電動アクチュエータ１３８は、電力供給に伴って移動部材１３８ａを第２位置から第１位置に移動させるように構成される。駆動部１３８ｂは、電力供給に伴って移動部材１３８ａを第２位置から第１位置に移動させるように構成される。駆動部１３８ｂは、例えばソレノイドである。付勢部材１３９は、移動部材１３８ａを第２位置に向けて付勢する。付勢部材１３９は、例えばコイルバネである。付勢部材１３９の一端は、ハウジング１３７に支持される。付勢部材１３９の他端は、移動部材１３８ａに接し、移動部材１３８ａを押す。

信号生成部１３４は、操作部４２からの動力に基づいて制御信号を生成する。信号生成部１３０ｇは、例えば圧力センサである。追加伝達部１３５は、操作部４２からの動力を信号生成部１３４に伝達するように構成される。追加伝達部１３５は、少なくとも１つの歯車を含む。追加伝達部１３５は、歯車１３５ａと、付勢部材１３５ｂと、歯車１３５ｃと、を備える。歯車１３５ａは、歯車１１０ｅに対して軸方向にずれて配置される（同軸で配置される）。歯車１３５ａは、軸方向に移動可能に設けられる。付勢部材１３５ｂは、例えばコイルバネである。付勢部材１３５ｂの一端は、ハウジング１３７に支持される。付勢部材１３５ｂの他端は、歯車１３５ａに接し、歯車１３５ａを押す。歯車１３５ｃは、歯車１３５ａと噛み合う。歯車１３５ｃの回転は、信号生成部１３４に入力される。信号生成部１３４は、追加伝達部１３５から伝達される回転力の変化に応じて、生成する制御信号を変化させる。信号生成部１３４は、生成した制御信号を、コントロールユニット１３６に出力する。

コントロールユニット１３６は、コンピュータであり、例えばＣＰＵ、ＥＣＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、等を含む。コントロールユニット１３６の各機能は、これらが連携することで実現される。コントロールユニット１３６には、バッテリ２４からの電力が供給される。

図６に示すように、コントロールユニット１３６は、駆動制御部１３６ａと、切替制御部１３６ｂと、を備える。すなわち、駆動装置１３０は、駆動制御部１３６ａと、切替制御部１３６ｂと、を備える。変形例において、駆動制御部１３６ａおよび切替制御部１３６ｂは、一つのコントロールユニット１３６によって実現される。

駆動制御部１３６ａは、信号生成部１３４からの制御信号に基づいて電動機１３１ａを制御する。駆動制御部１３６ａは、信号生成部１３４からの制御信号に基づいて電動機１３１ａに電動機制御信号を出力する。駆動制御部１３６ａは、信号生成部１３４からの制御信号に応じて電動機制御信号を変化させる。駆動制御部１３６ａが電動機１３１ａを駆動することによって、伝達部１３０ｃの歯車が駆動され、可動部材が移動する。

切替制御部１３６ｂは、電動アクチュエータ１３８を制御するように構成される。切替制御部１３６ｂは、閾値を記憶する。切替制御部１３６ｂは、バッテリ２４から電動機１３１ａに供給できる電力を検出する。切替制御部１３６ｂは、電動機１３１ａへの供給電力と閾値との比較結果に基づいて電動アクチュエータ１３８を制御する。切替制御部１３６ｂは、供給電力が閾値以上であれば、操作部４２からの動力を追加伝達部１３５に伝達するように電動アクチュエータ１３８を制御する。この制御に伴って電動アクチュエータ１３８の移動部材１３８ａは、第１位置に移動する。この場合、移動部材１３８ａは、歯車１３５ａを歯車１３５ｃに近付く方向に移動させる。移動部材１３８ａは、歯車１３５ａを移動させやすいように、先端にテーパー部を設けることが望ましい。歯車１３５ａが歯車１３５ｃに噛み合うので、歯車１１０ｅの回転が信号生成部１３４に伝達される。これによって、駆動装置１３０は、電動機１３１ａの動力によって可動部材を駆動する第１状態となる。

切替制御部１３６ｂは、電動機１３１ａへの供給電力が閾値未満であれば、操作部４２からの動力を伝達部１３２に伝達するように電動アクチュエータ１３８を制御する。この制御に伴って電動アクチュエータ１３８の移動部材１３８ａは、第２位置に移動する。この場合、歯車１３５ａは、付勢部材１３５ｂに押されて、歯車１３５ｃから遠ざかる方向に移動する。歯車１３５ａが歯車１３２ａに噛み合うので、歯車１１０ｅの回転が伝達部１３２に伝達される。これによって、駆動装置１３０は、操作部４２からの動力によって可動部材を駆動する第２状態となる。

ハウジング１３７は、駆動装置１３０の各構成を支持する。ハウジング１３７には、伝達部１３２、追加伝達部１３５、および切替機構１３３が設けられる。変形例において、ハウジング１３７には、電動駆動機構１３１、伝達部１３２、切替機構１３３、信号生成部１３４、追加伝達部１３５、およびコントロールユニット１３６が設けられる。変形例において、ハウジング１３７は、基部１２２と一体に設けられる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容によって実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

１０…小型車両、２０…フロントホイール、２２…リアホイール、３０，１００…駆動システム、４０Ａ…操作装置、４０Ｂ…追加操作装置、４２…操作部、６０，１２０…被操作装置、６４，８４…流路、６６，８６…可動部材、７０，１３０…駆動装置、７１，９１，１３１…電動駆動機構、７１ａ，９１ａ，１３１ａ…電動機、７２，１３２…伝達部、７３，１３３…切替機構、７４，１３４…信号生成部、７５，１３５…追加伝達部、７５ａ…追加流路、７６，９２，１３６…コントロールユニット、７６ａ，９２ａ，１３６ａ…駆動制御部、７６ｂ，１３６ｂ…切替制御部、７７，９３，１３７…ハウジング、７８，１３８…電動アクチュエータ、７８ａ，１３８ａ…移動部材、７９，１３９…付勢部材、８０…追加被操作装置、９０…追加駆動装置、１１０ｃ，１１０ｅ，１３１ｂ、１３１ｃ，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３５ａ，１３５ｃ…歯車

Claims (16)

1. 自転車を含む小型車両に用いられる駆動装置であって、
   電動機を含み、可動部材を駆動するように構成される電動駆動機構と、
   操作部からの動力を前記可動部材に伝達するように構成される伝達部と、
   前記電動機の動力によって前記可動部材が駆動される第１状態、および、前記操作部からの動力によって前記可動部材が駆動される第２状態の一方から他方に、前記駆動装置の状態を切り替える切替機構と、
   を備える駆動装置。
2. 前記電動駆動機構からの動力は、前記伝達部を介して前記可動部材に伝達される、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記操作部からの動力に基づいて制御信号を生成する信号生成部と、
   前記操作部からの動力を前記信号生成部に伝達するように構成される追加伝達部と、
   前記制御信号に基づいて前記電動機を制御する駆動制御部と、をさらに備え、
   前記切替機構は、前記操作部からの動力を、前記伝達部および前記追加伝達部のいずれか一方に選択的に伝達するように構成される、請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記切替機構は、電動アクチュエータを含み、
   前記電動アクチュエータを制御するように構成される切替制御部をさらに備える、請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記切替制御部は、前記電動機への供給電力と閾値との比較結果に基づいて前記電動アクチュエータを制御する、請求項４に記載の駆動装置。
6. 前記切替制御部は、前記供給電力が前記閾値以上であれば、前記操作部からの動力を前記追加伝達部に伝達するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記切替制御部は、前記供給電力が前記閾値未満であれば、前記操作部からの動力を前記伝達部に伝達するように前記電動アクチュエータを制御する、請求項６に記載の駆動装置。
8. 前記電動アクチュエータは、前記第１状態に対応する第１位置と、前記第２状態に対応する第２位置と、の間で移動する移動部材を含む、請求項７に記載の駆動装置。
9. 前記電動アクチュエータは、電力供給に伴って前記移動部材を前記第２位置から前記第１位置に移動させるように構成される、請求項８に記載の駆動装置。
10. 前記切替機構は、前記移動部材を前記第２位置に向けて付勢する付勢部材をさらに含む、請求項８または９に記載の駆動装置。
11. 前記伝達部は、油圧を伝達する流路を含み、
    前記追加伝達部は、油圧を伝達する追加流路を含む、請求項３から１０のいずれか１項に記載の駆動装置。
12. 前記伝達部は、少なくとも１つの歯車を含み、
    前記追加伝達部は、少なくとも１つの歯車を含む、請求項３から１０のいずれか１項に記載の駆動装置。
13. 前記伝達部、前記追加伝達部、および前記切替機構が設けられるハウジング、をさらに備える、請求項３から１２のいずれか一項に記載の駆動装置。
14. 前記操作部を含む操作装置と、
    前記操作部への入力に応じて操作される被操作装置と、
    前記操作装置、および前記被操作装置のいずれか一方に設けられる請求項１から１３のいずれか１項に記載の駆動装置と、を備える駆動システム。
15. 前記小型車両において前記被操作装置とは異なる位置に配置され、電力のみによって駆動される追加被操作装置、をさらに備える請求項１４に記載の駆動システム。
16. 前記被操作装置は、前記小型車両のフロントホイールに対応して設けられ、
    前記追加被操作装置は、前記小型車両のリアホイールに対応して設けられる、請求項１５に記載の駆動システム。

Images