JP2021172230A - 電動アシスト自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】電動アシスト自転車において、モータによる補助動力を車輪側に出力して押し歩く、または自走させるモードを実行する際に、自転車の横で自転車を押し歩きするまたは支えるユーザが歩きやすいようにすることである。【解決手段】電動アシスト自転車は、左ペダル８ａ及び右ペダルの踏力による人力駆動力により回転するクランク軸の回転力がワンウェイクラッチを介して車輪側に伝達され、モータによる補助動力を車輪側に出力して押し歩く、または自走させるモードを実行可能である。クランク軸の左側に接続され、左ペダル８ａを含む左ペダル側部材の重量と、クランク軸の右側に接続され、右ペダルを含む右ペダル側部材の重量とが異なっている。【選択図】図７

Description

本開示は、電動アシスト自転車に関し、特に、モータによる補助動力を車輪側に出力して押し歩く、または自走させるモードを実行可能な電動アシスト自転車に関する。

特許文献１には、電動アシスト自転車において、ユーザが自転車から降りた状態で、ハンドルのグリップの近傍に取り付けた操作部を操作することにより、モータによる補助動力を発生させて押し歩く、または自走させる第２モードを実行できるようにする構成が記載されている。

特許文献１の自転車を含む一般的な電動アシスト自転車には、ペダルの踏力による人力駆動力により回転するクランク軸の回転力を、ワンウェイクラッチを介して車輪側に伝達することが行われる。ワンウェイクラッチは、例えばクランク軸に固定されるインナー（またはアウター）と、フロントスプロケットに固定されるアウター（またはインナー）とで構成される。ワンウェイクラッチは、ユーザがペダルをこいでクランク軸が正方向（自転車を前進させる方向）に回転したときにインナーの爪がアウターの溝に引っ掛かり、正方向の回転力がフロントスプロケットに伝達される構造を有する。

特開２０１９−１７７７１９号公報

ところで、ユーザがペダルに足をのせていない押し歩き時または自走時である第２モードの実行時に、モータから補助動力が出力される場合に、フロントスプロケットの回転により、ワンウェイクラッチ内で生じる摩擦力によってクランク軸が回転してペダルの連れ回りが発生しやすい。第２モードの実行時にペダルが連れ回ると、例えば、ペダルがユーザの足に当たって歩きにくいことが容易に想像できる。

本開示の目的は、電動アシスト自転車において、モータによる補助動力を車輪側に出力して押し歩く、または自走させるモードを実行する際に、自転車の横で自転車を押し歩きするまたは支えるユーザが歩きやすいようにすることである。

本開示の一態様である電動アシスト自転車は、左ペダル及び右ペダルの踏力による人力駆動力により回転するクランク軸の回転力がワンウェイクラッチを介して車輪側に伝達され、モータによる補助動力を車輪側に出力して押し歩く、または自走させるモードを実行可能な電動アシスト自転車であって、クランク軸の左側に接続され、左ペダルを含む左ペダル側部材の重量と、クランク軸の右側に接続され、右ペダルを含む右ペダル側部材の重量とが異なっている、電動アシスト自転車である。

本開示に係る電動アシスト自転車によれば、モータによる補助動力を車輪側に出力して押し歩く、または自走させるモードを実行する際に、モータの補助動力でワンウェイクラッチを介してクランク軸が回転する傾向となっても、左右２つのペダルの一方のペダルが下がった状態でクランク軸の回転が停止する。これにより、ペダルの連れ回りが抑制され、自転車の横で自転車を押し歩きするまたは支えるユーザが歩きやすくなる。

実施形態の電動アシスト自転車を右側から見た図である。 図１の電動アシスト自転車を、左側から見て左ペダル側部材付近を示す図である。 図１からモータユニットのユニットケース及びチェーンケースの一部を省略して電動アシスト自転車の後側部分を示す図である。 実施形態の電動アシスト自転車において、制御装置を中心とする構成のブロック図である。 実施形態において、モータユニットのクランク軸の回転支持構造を示す断面図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 実施形態において、左ペダルを上から見た図である。 図７の左ペダルの側面図である。 第２モード実行時において、左側のペダルが下側で停止している状態を示している図２に対応する図である。 実施形態の別例において、左ペダルにおいてペダル軸を省略した斜視図である。 図１０の左ペダルを上から見た図である。 図１０の左ペダルに組み込まれる金属部品の斜視図である。 実施形態の別例において、チェーンの駆動機構の斜視図である。 実施形態の別例において、左ペダルと右ペダルとを上から見た図である。 図１４の左ペダル及び右ペダルの側面図である。 実施形態の別例において、左ペダルを上から見た図である。 図１６の左ペダルの側面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示に係る実施形態の電動アシスト自転車について詳細に説明する。以下で説明する材料、形状及び配置位置は、説明のための例示であって、電動アシスト自転車の仕様に応じて適宜変更することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。

図１は、実施形態の電動アシスト自転車１を右側から見た図である。図２は、電動アシスト自転車１を、左側から見て左ペダル側部材６ａ付近を示す図である。図３は、図１からモータユニット１１のユニットケース６４及びチェーンケース６３の一部を省略して電動アシスト自転車１の後側部分を示す図である。なお、本開示に係る電動アシスト自転車は、図１に例示するようなシティーサイクルに限定されず、例えば、スポーツサイクル、折り畳み式の自転車等であってもよい。以下では、説明の便宜上、上下、左右、前後等の方向を示す用語を使用するが、電動アシスト自転車１及び各構成要素の上下、左右、前後は通常の使用状態における上下、左右、前後を意味する。

図１に例示するように、電動アシスト自転車１は、左右２つのペダル８ａ（図２）、８ｂの踏み込みのアシストモードとしての第１モードと、自転車にユーザが乗らない状態でモータ１２（図４）による補助動力を車輪側に出力させて走行させる第２モードとを実行可能な自転車である。第１モード及び第２モードは後で詳しく説明する。

電動アシスト自転車１は、フレーム２、前輪３ａ、後輪３ｂ、ハンドル４、サドル５、左ペダル側部材６ａ（図２）、右ペダル側部材６ｂ、チェーン６０、及び前照灯９を備える。左ペダル側部材６ａは、左クランクアーム７ａ及び左ペダル８ａを含む。右ペダル側部材６ｂは、右クランクアーム７ｂ及び右ペダル８ｂを含む。また、電動アシスト自転車１は、バッテリ１０、及びモータユニット１１を備える。電動アシスト自転車１は、第１モードが実行されるときに、ユーザがペダル８ａ、８ｂを踏む力（踏力）をモータユニット１１のモータ１２（図４）によりアシストする。モータ１２は、モータユニット１１のユニットケース６４の内部に配置される。なおモータ１２は、モータユニット１１の外部に取り付けてもよい。

クランク軸３０（図５）の左右方向両端部である軸方向両端部には、左クランクアーム７ａ及び右クランクアーム７ｂの一端部が連結される。左クランクアーム７ａ及び右クランクアーム７ｂの他端部には、左ペダル８ａと右ペダル８ｂとがそれぞれ接続される。左クランクアーム７ａ及び右クランクアーム７ｂは、互いに反対方向に延びている。実施形態では、左ペダル８ａ及び右ペダル８ｂの踏力による人力駆動力により回転するクランク軸３０の回転力が、ワンウェイクラッチ４０（図５）を介してフロントスプロケット５０（図３、図５）に伝達される。フロントスプロケット５０は、車輪側の部材であるチェーン６０を介して、車輪としての後輪３ｂに設けられたリアスプロケット６１（図３）と連結されている。これにより、各ペダル８ａ、８ｂの踏力が、チェーン６０と、リアスプロケット６１とを介して後輪３ｂに伝達される。また、モータ１２の補助動力が、減速歯車等を介してセカンドスプロケット６２（図３）に取り出され、取り出された動力がセカンドスプロケット６２からチェーン６０を介して後輪３ｂに伝達される。また、チェーン６０の一部は、チェーンケース６３により覆われている。

本例では、左ペダル側部材６ａ及び右ペダル側部材６ｂの重量を異ならせる、より具体的には、後述のように、左ペダル側部材６ａの重量を右ペダル側部材６ｂの重量より大きくすることにより、後述する押し歩きモード等の第２モードの実行時に、モータ１２の回転によってフロントスプロケット５０（図３、図５）が回転してもクランク軸３０（図５）が連れ回りすることを抑制できる。これにより、自転車の横で自転車を押し歩きするまたは支えるユーザが歩きやすくなる。

なお、モータユニット１１は、モータ１２の回転力が減速歯車等を介してフロントスプロケット５０に伝達される一軸式であってもよい。

フレーム２は、前輪３ａ、後輪３ｂ、ハンドル４、サドル５等を連結し、バッテリ１０及びモータユニット１１を支持する。フレーム２は、複数のパイプで構成される。本実施形態では、複数のパイプとして、ヘッドパイプ２ａ、フロントフォーク２ｂ、ダウンパイプ２ｃ、シートパイプ２ｄ、チェーンステー２ｅ、シートステー２ｆ、及びボトムブラケット（図示せず）が設けられている。ボトムブラケットは、ダウンパイプ２ｃ、シートパイプ２ｄ、及びチェーンステー２ｅを繋ぐパイプである。

ヘッドパイプ２ａは、フロントフォーク２ｂ及びハンドル４を、当該パイプの中心軸の周りに回転可能に支持する。フロントフォーク２ｂは、前輪３ａを回転可能に支持する一対の前ホーク足と、前ホーク足の上端部から上方に延びてヘッドパイプ２ａに挿入される前ホークステムとを有する。そして、ステアリングコラムの上端部に、ハンドル４が取り付けられている。

ダウンパイプ２ｃは、ヘッドパイプ２ａとボトムブラケットを繋ぐパイプである。ダウンパイプ２ｃは、電動アシスト自転車１の前方に近づくほど上方に位置するように傾斜している。シートパイプ２ｄは、サドル５を保持するパイプであって、上端が下端よりも自転車の後方に位置するように上下方向に対し傾斜している。実施形態では、バッテリ１０がシートパイプ２ｄに取り付けられ、モータユニット１１がボトムブラケットに取り付けられている。

チェーンステー２ｅは、シートステー２ｆとボトムブラケットを繋ぐパイプである。シートステー２ｆは、チェーンステー２ｅと同様に、後輪３ｂを両側から挟むように左右に１本ずつ設けられている。チェーンステー２ｅの後方端部には、後輪３ｂが回転可能に支持されている。

バッテリ１０は、少なくともモータユニット１１のモータ１２（図４）に電力を供給する電源装置である。バッテリ１０は、前照灯９等の、モータユニット１１以外の機器に電力を供給する構成としてもよい。

図４は、実施形態の電動アシスト自転車１の制御装置２０を中心とする構成のブロック図である。モータユニット１１は、モータ１２、駆動回路１３、及びモータ１２の出力を制御する制御装置２０を含む。モータユニット１１は、左ペダル８ａ及び右ペダル８ｂの踏力をアシストする駆動ユニットであって、左右２つのクランクアーム７ａ，７ｂを連結するクランク軸３０（図５）に作用するトルク（踏力）および車速に基づいて、モータ１２の出力を制御する。また、モータユニット１１は、クランク軸３０の回転数を用いてモータ１２の出力を制御してもよい。モータ１２は、バッテリ１０から供給される電力で駆動して走行をアシストできる電動機であればよいが、好適な一例は３相ブラシレスＤＣモータである。

電動アシスト自転車１は、例えば、クランク軸３０に作用する踏力負荷を検知するトルクセンサ１４と、車輪の回転数から車速を検知する車速センサ１５とを備える。また、電動アシスト自転車１は、クランク軸３０の回転数を検知する回転センサ１６を備えていてもよい。これらのセンサの検知情報は、制御装置２０に送信され、モータ１２の出力制御に使用される。例えば、制御装置２０の制御信号に基づいて駆動回路１３がスイッチング動作することでモータ１２に供給される電流が変化し、これによりモータ１２の出力が制御される。

電動アシスト自転車１は、各ペダル８ａ、８ｂ（図１、図２）に加えられた人力駆動力に応じてモータ１２から第１補助動力を出力する第１モードと、モータ１２から第２補助動力を出力して押し歩く、または第２補助動力を出力して自走させる第２モードとを実行可能な電動アシスト機能を備える。かかる電動アシスト機能はいずれも、制御装置２０の制御により実行される。

電動アシスト自転車１は、電動アシスト機能を作動させるための電源スイッチ１７を備える。制御装置２０は、電源スイッチ１７の操作信号を取得した場合に、各ペダル８ａ、８ｂの踏力をアシストする第１モードを実行する。電源スイッチ１７は、例えば、１度押下するとＯＮとなり、再度押下するとＯＦＦになるスイッチである。また、電動アシスト自転車１は、第２モードを実行するための第２モードスイッチ１８を備える。第２モードスイッチ１８は、例えば、押下している間のみＯＮとなるスイッチであって、第２モードは第２モードスイッチ１８の押下時のみに実行される。

電動アシスト自転車１には、電源スイッチ１７、第２モードスイッチ１８等を含むスイッチユニット（図示せず）が設けられていてもよい。スイッチユニットは、一般的に、ハンドル４に設けられる。スイッチユニットには、電源スイッチ１７、第２モードスイッチ１８の他に、前照灯９を点灯させるスイッチ、走行モード、アシスト力等を変更するためのスイッチ、またバッテリ残量等を表示するための表示部などが搭載されていてもよい。

上記第２モードは、「押し歩きモード」および「自走モード」を含む。押し歩きモードは、自転車をユーザが押して歩くときに、モータ１２から補助動力を出力して押し歩きをアシストするモードである。押し歩きモードは、ユーザが自転車に乗車していない状態で、第２モードスイッチ１８の押下時に実行される。一方、自走モードは、自転車をユーザが支えた状態で、モータ１２から補助動力を出力して自転車を自走させるモードである。すなわち、自走モードは、ユーザが自転車を前方に押す力を加えていない点で、押し歩きモードと異なる。

なお、ハンドル４のグリップ等に設けられたセンサで前方に加わる力を検出し、その大きさによって、押し歩きモードと自走モードとを判別してもよい。或いは、押し歩きモードと自走モードとを判別することなく、第２モードとしてモータ１２から補助動力を出力してもよい。いずれの場合も、制御装置２０は、ユーザが電動アシスト自転車１に乗車していない状態において、第２モードの実行を許可する。

制御装置２０は、第１モードを実行する第１モード実行処理部２３と、第２モードを実行する第２モード実行処理部２４とを含む。

制御装置２０は、プロセッサ２１、メモリ２２、および入出力インターフェイス等を備えるマイコンで構成される。プロセッサ２１は、例えばＣＰＵまたはＧＰＵで構成され、電動アシスト自転車１の制御プログラムを読み出して実行することにより上記各処理部の機能を実現する。メモリ２２は、制御プログラム等を記憶する、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等の不揮発性メモリと、ＲＡＭ等の揮発性メモリとを含む。

第１モード実行処理部２３は、例えば、電源スイッチ１７がＯＮである場合に、トルクセンサ１４、車速センサ１５、および回転センサ１６から検出値を取得し、当該各検出値に基づいて各ペダル８ａ、８ｂの踏力をアシストする第１補助動力を出力させる。第１モード実行処理部２３は、２つのペダル８ａ、８ｂにかかる踏力によって生じる負荷である踏力負荷、自転車の車速、ペダル８ａ、８ｂの回転数等に基づき、駆動回路１３を介してモータ１２の出力を制御し、第１補助動力を調整する。

第２モード実行処理部２４は、例えば、第２モードスイッチ１８がＯＮである場合に、モータ１２を駆動させて押し歩きをアシストする第２補助動力を出力させる。第２モード実行処理部２４は、例えば、車速が予め定められた所定の上限値を超えないように、駆動回路１３を介してモータ１２の出力を制御し、第２補助動力を調整する。また、第２モード実行処理部２４は、第２モードスイッチ１８のＯＮ信号が取得された場合に、ユーザが自転車に乗車していないと判定した状態にのみ、第２モードを実行する。

ユーザの乗車判定は、サドル５の着座センサ等を用いる方法、サドル５等を乗車できない状態にできる自転車において、その状態を検知する方法など、従来公知の方法で実行できる。

図５は、実施形態において、モータユニット１１のクランク軸３０の回転支持構造を示す断面図である。図６は、図５のＡ−Ａ断面であって、電動アシスト自転車１の右側から左側に向かって見た図である。モータユニット１１は、ユニットケース６４内に少なくとも一部が収容されたクランク軸３０と、クランク軸３０に取り付けられたワンウェイクラッチ４０と、フロントスプロケット５０とを備える。フロントスプロケット５０は、クランク軸３０に対して回転可能に取り付けられ、ワンウェイクラッチ４０を介してクランク軸３０の回転力が伝達される。クランク軸３０の左右方向両端部である軸方向両端部には、左右２つのクランクアーム７ａ、７ｂ（図１、図２）が固定される。左右２つのクランクアーム７ａ、７ｂのそれぞれには左右２つのペダル８ａ、８ｂ（図１、図２）が接続される。クランク軸３０は、左右２つのペダル８ａ、８ｂに加えられた人力駆動力が、左右２つのクランクアーム７ａ、７ｂを介してクランク軸３０に伝達されることで回転する。

さらに、モータユニット１１は、例えば、図示しない減速機構を備え、モータ１２から出力される補助動力が減速機構、補助動力出力用のセカンドスプロケット６２（図３）、及びチェーン６０を介して後輪３ｂに伝達される。より具体的には、モータ１２の回転によりセカンドスプロケット６２が図３の反時計回りに回転すると、チェーン６０が矢印Ａ１方向に移動して、それに伴ってチェーン６０が掛け回されたリアスプロケット６１とフロントスプロケット５０とが図３の時計回りに回転して後輪３ｂが矢印Ａ２方向に回転する。これにより、電動アシスト自転車１が前進方向（矢印Ａ３方向）に走行する。

モータユニット１１のユニットケース６４（図５）内には、駆動回路１３、制御装置２０、ワンウェイクラッチ４０、及び減速機構が収容される。ユニットケース６４は、ボトムブラケット等のフレーム２に固定される。また、ユニットケース６４内には、トルクセンサ１４、クランク軸３０を回転可能に支持する軸受３３等が設けられている。軸受３３は、例えば、ボールベアリングであって、クランク軸３０の軸方向両端部の近傍にそれぞれ設けられる。

クランク軸３０は、軸方向両端部がユニットケース６４から外部に突出した状態で、ユニットケース６４に固定された軸受３３により回転可能に支持されている。クランク軸３０の軸方向両端部にそれぞれ固定される左右２つのクランクアーム７ａ、７ｂ（図１〜図３）は、互いに同じ重量を有する。

一方、クランク軸３０の軸方向両端部にクランクアーム７ａ、７ｂを介して取り付けられた左ペダル８ａと右ペダル８ｂとの重量は、互いに異なっている。

図７は、実施形態において、左ペダル８ａを上から見た図である。図８は、左ペダル８ａの側面図である。左ペダル８ａは、踏み面を持つ略直方体状のペダル本体７０と、ペダル本体７０の中心部に回転可能に支持され先端部が左クランクアーム側（図７、図８の左側）に突出するペダル軸７２とを含んで構成される。ペダル軸７２のペダル本体７０の側面から突出する先端部には、左クランクアーム７ａ（図２）の他端部に取り付けるための雄ねじが形成されていてもよい。ペダル本体７０の複数位置には、厚み方向に貫通する貫通孔７１が形成される。ペダル本体７０は、樹脂成形体７０ａにより形成される。さらに、ペダル本体７０を形成する樹脂成形体７０ａの内部には、薄板状の鉄製等の金属部品７４がインサート成型されている。ペダル本体７０に貫通孔７１が形成されているので、それに合わせて、金属部品７４に貫通孔が形成されてもよい。なお、ペダル本体７０に、貫通孔７１の代わりに凹部が形成されてもよい。

右ペダル８ｂも左ペダル８ａと同様に、樹脂成形体により形成されるペダル本体７０（図３）と、ペダル軸とを含んで構成されるが、右ペダル８ｂは、左ペダル８ａと異なり、薄板状の金属部品７４（図７、図８）を含んでいない。これにより、左ペダル８ａは、右ペダル８ｂより金属部品７４の重量分だけ重くなっている。金属部品７４は、左ペダル８ａと右ペダル８ｂとで所定の重量差をつけるために設けられる。好ましくは、金属部品７４は、５０ｇ〜５００ｇの重量を有する。より好ましくは、金属部品７４は、６０〜３００ｇの重量を有する。さらに好ましくは、金属部品７４は、８０〜１２０ｇの重量を有する。これにより、左ペダル８ａ及び右ペダル８ｂの重量差が、好ましくは５０ｇ〜１５０ｇ、より好ましくは、６０ｇ〜３００ｇ、さらに好ましくは８０〜１２０ｇである。金属部品７４の重量を、このような範囲に限定した場合には、ユーザが自転車に乗車してペダル８ａ、８ｂをこいで走行するときに左右のペダル８ａ、８ｂの重量差を感じにくくなる。一方、金属部品７４の重量は、上記の範囲に限定するものではなく、ユーザが乗車した走行時に左右のペダル８ａ、８ｂの重量差を感じにくいものであればよい。上記のように左右２つのペダル８ａ、８ｂの重量を異ならせることにより、左ペダル側部材６ａの重量と右ペダル側部材６ｂの重量とが異なっている。これにより、後述のように第２モード実行時における各ペダル８ａ、８ｂの連れ回りを抑制できる。

図５に戻って、クランク軸３０には、ユニットケース６４内において筒状体３１が装着されている。筒状体３１は、クランク軸３０にスプライン結合部（またはセレーション結合部）と呼ばれる複数の軸方向の溝とその嵌合部とで、相対回転を不能に固定されている。さらに、筒状体３１の周囲には、磁歪式のトルクセンサ１４が配置される。クランク軸３０に固定された筒状体３１はペダル８ａ、８ｂの踏力により捩じれ、その捩じれの程度は踏力により変化するため、磁歪式のトルクセンサ１４を用いて踏力負荷を検知できる。

ワンウェイクラッチ４０は、筒状体３１に固定され、内周面の周方向複数位置に溝が形成されたアウター４１と、フロントスプロケット５０に固定されるインナー４２とを含む。本実施形態では、インナー４２の一端部がユニットケース６４から外部に突出し、当該一端部にフロントスプロケット５０が固定されている。また、アウター４１は、筒状体３１を介してクランク軸３０に固定されている。すなわち、インナー４２はフロントスプロケット５０と一体に回転し、アウター４１はクランク軸３０と一体に回転する。

アウター４１及びインナー４２はいずれも、クランク軸３０が挿通可能な筒状体であって、例えば、インナー４２がアウター４１の筒内に挿入され、クランク軸３０の径方向に重なり合うように配置される。インナー４２には、アウター４１側に付勢されてアウター４１の内周面に接触すると共に、クランク軸３０が正方向である図６の矢印Ｂ方向に回転するときにアウター４１の溝４１ａに引っ掛かる爪４３が設けられている。なお、クランク軸３０が逆方向（図６の矢印Ｂ方向と逆方向）に回転するときには、爪４３がアウター４１の溝４１ａに引っ掛からないように構成されている。ここで、正方向の回転とは、電動アシスト自転車１を前進させる方向の回転を意味する。

ワンウェイクラッチ４０は、ユーザが各ペダル８ａ、８ｂをこいでクランク軸３０が正方向に回転したときに、インナー４２の爪４３がアウター４１の溝４１ａに引っ掛かり、正方向の回転力がフロントスプロケット５０に伝達される構造を有する。一方、クランク軸３０が逆方向に回転しても、その回転力はフロントスプロケット５０に伝達されない。また、クランク軸３０よりもフロントスプロケット５０が速く正方向に回転する場合、またはフロントスプロケット５０のみが回転する場合は、インナー４２の爪４３はアウター４１の溝４１ａに引っ掛からない。

一方、インナー４２の爪４３はアウター４１側に付勢されてアウター４１の内周面に接触しているため、ペダル８ａ、８ｂに足を載せていない押し歩きモード等の第２モードの実行時には、フロントスプロケット５０の回転によりクランク軸３０が回転して各ペダル８ａ、８ｂの連れ回りが発生する傾向となる。すなわち、各ペダル８ａ、８ｂに荷重がかかっていない状態でフロントスプロケット５０に固定されたインナー４２が図６の矢印Ｂ方向に回転すると、インナー４２の爪４３が図６の矢印Ｃ方向に移動するが、その爪４３とアウター４１の内周面との間で作用する摩擦力によって、アウター４１に伝わる回転力でクランク軸３０が回転する傾向となる。

一方、本実施形態によれば、左ペダル側部材６ａの重量と右ペダル側部材６ｂの重量とが異なっているので、左ペダル側部材６ａと右ペダル側部材６ｂとの重量差によって作用するクランク軸３０の回転抵抗が、フロントスプロケット５０からワンウェイクラッチ４０を介してクランク軸３０に伝達される回転力を上回って、クランク軸３０を停止させる。これにより、第２モードを実行する際に、モータ１２の補助動力でワンウェイクラッチ４０を介してクランク軸３０が回転する傾向となっても、左ペダル８ａが下がった状態でクランク軸３０の回転が停止する。すなわち、図９に示すように、クランク軸３０の回転で左クランクアーム７ａが矢印Ｂ方向に回転して左ペダル８ａが最下端に位置した状態で、左右２つのペダル側部材６ａ、６ｂの重量差によって、左ペダル８ａが上がる方向に左クランクアーム７ａがそれ以上矢印Ｂ方向に回転しない。これにより、ペダル８ａ、８ｂの連れ回りが抑制され、自転車の横で自転車を押し歩きするまたは支えるユーザが歩きやすくなる。

特に、実施形態では、各クランクアーム７ａ、７ｂの回転中心であるクランク軸３０の回転中心から遠い位置にある左右２つのペダル８ａ、８ｂの重量差をつけているので、その重量差を過度に大きくすることなく、クランク軸３０の回転抵抗を容易に大きくできる。しかも左右２つのペダル８ａ、８ｂの一方のペダルである左ペダル８ａのみに金属部品７４を設けるだけで、左右２つのペダル８ａ、８ｂの重量差をつけることができる。これにより、左右２つのペダルの重量差がない既存の電動アシスト自転車を利用して、左右２つのペダル側部材６ａ、６ｂの重量差をつけた実施形態の電動アシスト自転車１を容易に実現できる。

さらに、左ペダル側部材６ａの重量を右ペダル側部材６ｂの重量より大きくしているので、自転車の押し歩き時等の第２モードの実行時において、左ペダル８ａを最下端に位置させた状態を維持できる。このため、ユーザが自転車の左側に立って押し歩く、または自転車を支えて歩く場合に、ユーザの足の上側に左ペダル８ａが当たることがない。また、ユーザが自転車に乗車しようとする場合に、左ペダル８ａが下にあるので、ユーザが左ペダル８ａを下まで移動させる動作を行うことなく左ペダル８ａに容易に足に載せることができるので、自転車に乗車しやすくなる。

一方、実施形態と異なり、移動可能なストッパを設けて、クランク軸３０と一体に回転する部品の回転をそのストッパの移動により止めて、ペダルの連れ回りを抑制することも考えられるが、その場合には、構造が複雑となったり、高コストになる可能性がある。実施形態によればこのような不都合が生じない。

また、実施形態と異なり、左右２つのペダルの両方の重量を同じとしたまま、各ペダルの重量を既存の電動アシスト自転車の場合より大きくし、それにより生じたクランク軸の回転抵抗によってペダルの連れ回りを抑制することも考えられる。しかしながら、その場合には、各ペダルの重量をかなり大きくしないと、ペダルの連れ回りを抑制するようなクランク軸の回転抵抗を発生させることはできない。実施形態の場合には、左右２つのペダル８ａ、８ｂの一方のペダルを他方のペダルより重くするだけでペダル８ａ、８ｂの連れ回りを抑制でき、しかも、そのときに設定する重量差を過度に大きくする必要がない。

なお、上記の実施形態では、ワンウェイクラッチ４０において、インナー４２がフロントスプロケット５０と一体に回転し、アウター４１がクランク軸３０と一体に回転し、クランク軸３０が正方向に回転したときに、インナー４２の爪４３がアウター４１の溝４１ａに引っ掛かり、正方向の回転力がフロントスプロケット５０に伝達される構造を説明した。一方、ワンウェイクラッチの構成はこれに限定するものではなく、例えばアウターがフロントスプロケット５０と一体に回転し、インナーがクランク軸３０と一体に回転し、クランク軸３０が正方向に回転したときに、インナーの爪がアウターの溝に引っ掛かり、正方向の回転力がフロントスプロケット５０に伝達される構造としてもよい。

図１０は、実施形態の別例において、左ペダル７５において、ペダル軸を省略した斜視図である。図１１は、左ペダル７５を上から見た図である。図１２は、左ペダル７５に組み込まれる金属部品８０の斜視図である。本例の構成の場合には、左ペダル７５は、樹脂成形体７６ａにより形成され踏み面を有するペダル本体７６と、ペダル本体７６の中心部に回転可能に支持されるペダル軸７９と、金属部品８０とを含んで構成される。ペダル本体７６は、踏み面７７がある表面の長手方向一方側（図１１の左側）に断面略五角形の凹部７８が形成される。凹部７８の底面の複数位置には薄板状の突起７８ａが形成される。

図１２に示すように、金属部品８０は、略矩形の枠部８１と、枠部８１の幅方向両端で長手方向複数位置から幅方向外側に延びる断面略Ｖ字形の脚部８２，８３，８４とを有する。脚部８２，８３，８４の先端部の枠部８１とは反対側面（図１２の下面）は、互いに同一の平面上に位置する。幅方向両側の脚部８２，８３，８４のそれぞれで、隣り合う脚部８２，８３，８４の間には溝８０ａが形成される。金属部品８０は、図１０、図１１に示すように、各脚部８２，８３，８４の先端部の枠部８１とは反対側面をペダル本体７６の凹部７８の底面に接触させた状態で、ネジ９０によりペダル本体７６のネジ孔（図示せず）に締結される。これにより、金属部品８０が、ペダル本体７６を形成する樹脂成形体７６ａに結合固定される。このとき、金属部品８０の溝８０ａ内に、凹部７８の底面から突出する突起７８ａが挿入される。また、金属部品８０の枠部８１は、脚部８２，８３，８４の先端部より外側に膨出した状態で配置され、枠部８１より内側にはペダル軸７９の回転支持部（図示せず）が配置される。

右ペダルの図示は省略するが、左ペダル７５において、金属部品８０がない構成と同様である。これにより、左ペダル７５は、右ペダルより金属部品８０がある分、重量が大きくなっている。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図９の構成と同様である。

図１３は、実施形態の別例において、チェーン６０の駆動機構の斜視図である。本例の構成では、クランク軸３０の軸方向両端部に接続される左クランクアーム８５ａと右クランクアーム８５ｂとの重量が異なっている。具体的には、左クランクアーム８５ａを鉄製とし、右クランクアーム８５ｂをアルミニウム製とすることで、左右２つのクランクアーム８５ａ、８５ｂが、比重が異なる金属により形成される。これにより、左クランクアーム８５ａの重量が右クランクアーム８５ｂの重量より大きくなっている。また、図示は省略するが、左右２つのクランクアーム８５ａ、８５ｂのそれぞれに接続される左右２つのペダルの重量は互いに同じとなっている。これにより、左ペダル側部材６ａの重量が、右ペダル側部材６ｂの重量より大きくなっている。

このような本例の構成の場合も、上記の各例の場合と同様に、第２モードの実行時に、左ペダルが最下端の位置で停止されるようにクランク軸３０の回転を停止できる。これにより、各ペダルの連れ回りが抑制され、自転車の横で自転車を押し歩きするまたは支えるユーザが歩きやすくなる。一方、本例の場合には、各クランクアーム８５ａ、８５ｂがクランク軸３０の回転中心から近い位置にあるので、左右２つのペダルの重量差をつける場合のその重量差に比べて、左右２つのクランクアーム８５ａ、８５ｂの重量差を大きくする必要はある。本例において、その他の構成及び作用は、上記の図１〜図９の構成と同様である。

図１４は、実施形態の別例において、左ペダル８６ａと右ペダル８６ｂとを上から見た図である。図１５は、左ペダル８６ａ及び右ペダル８６ｂの側面図である。左ペダル８６ａと右ペダル８６ｂとは、ペダル軸８７ａ、８７ｂのうち、ペダル本体７０の内部に配置される部分の大きさが互いに異なっている。具体的には、左ペダル８６ａのペダル軸８７ａにおいて、ペダル本体７０の内部に配置される部分の直径ｄ１が、右ペダル８６ｂのペダル軸８７ｂにおいて、ペダル本体７０の内部に配置される部分の直径ｄ２より大きくなっている。２つのペダル軸８７ａ、８７ｂのペダル本体７０から突出する先端部の大きさ及び形状は同じである。これにより、左右２つのペダル８６ａ、８６ｂは、少なくとも一部の対応する部分の大きさが異なり、左ペダル８６ａで右ペダル８６ｂより大きくなっている。左右２つのペダル軸８７ａ、８７ｂは、鉄等の同じ材質の金属により形成される。左右２つのペダル軸８７ａ、８７ｂの軸方向長さは同じである。このため、左ペダル８６ａの重量が右ペダル８６ｂの重量より大きくなっている。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図９の構成と同様である。なお、本例の場合には、ペダル軸８７ａ、８７ｂのうち、ペダル本体７０の内部に配置される部分の直径を、左右の２つのペダル８６ａ、８６ｂで異ならせているが、直径の代わりに軸方向長さを異ならせることにより、少なくとも一部の対応する部分の大きさを異ならせてもよい。また、２つのペダル軸８７ａ、８７ｂは、ペダル本体７０から突出する先端部も含めて、全体で大きさを異ならせてもよい。

図１６は、実施形態の別例において、左ペダル８８を上から見た図である。図１７は、左ペダル８８の側面図である。本例の構成では、左ペダル８８のペダル本体７０を形成する樹脂成形体７０ａの内部で、幅方向（図１６の上下方向）両端部に板状の鉄製等の金属部品８９がインサート成型等により組み込まれる。一方、図示は省略するが、右ペダルは、左ペダル８８において、板状の金属部品８９がない構成と同様である。なお、板状の金属部品８９は再帰反射部材や発光部材で構成されてもよい。これにより、左ペダル８８の重量が右ペダルの重量より大きくなっている。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図９の構成と同様である。

なお、上記の各例では、左ペダルまたは左クランクアームの重量を右ペダルまたは右クランクアームの重量より大きくすることにより、左ペダル側部材の重量を右ペダル側部材の重量より大きくした場合を説明した。一方、右ペダルまたは右クランクアームの重量を左ペダルまたは左クランクアームの重量より大きくすることにより、右ペダル側部材の重量を左ペダル側部材の重量より大きくしてもよい。この場合には、自転車の押し歩き時等の第２モードの実行時において、右ペダルを最下端に位置させた状態を維持できる。このため、ユーザが自転車の右側に立って歩く場合に、ユーザの足の上側に右ペダルが当たることがない。また、ユーザが自転車に乗車しようとする場合に、右ペダルが下にあるので、ユーザが右ペダルを下まで移動させる動作を行うことなく右ペダルに容易に足に載せることができるので、自転車に乗車しやすくなる。左ペダル側部材を重くするか、右ペダル側部材を重くするかは、ユーザが自転車のどちらから乗りやすいかに応じて適宜設定できる。

また、上記の各例では、左ペダル及び右ペダルのペダル本体が樹脂成形体により形成される場合を説明したが、本開示の構成はこれに限定するものではなく、例えば各ペダルのペダル本体またはペダル全体がアルミニウム合金等の金属により形成されてもよい。

１ 電動アシスト自転車、２ フレーム、２ａ ヘッドパイプ、２ｂ フロントフォーク、２ｃ ダウンパイプ、２ｄ シートパイプ、２ｅ チェーンステー、２ｆ シートステー、３ａ 前輪、３ｂ 後輪、４ ハンドル、５ サドル、６ａ 左ペダル側部材、６ｂ 右ペダル側部材、７ａ 左クランクアーム、７ｂ 右クランクアーム、８ａ 左ペダル、８ｂ 右ペダル、９ 前照灯、１０ バッテリ、１１ モータユニット、１２ モータ、１３ 駆動回路、１４ トルクセンサ、１５ 車速センサ、１６ 回転センサ、１７ 電源スイッチ、１８ 第２モードスイッチ、２０ 制御装置、２１ プロセッサ、２２ メモリ、２３ 第１モード実行処理部、２４ 第２モード実行処理部、３０ クランク軸、３１ 筒状体、３３ 軸受、４０ ワンウェイクラッチ、４１ アウター、４１ａ 溝、４２ インナー、４３ 爪、５０ フロントスプロケット、６０ チェーン、６１ リアスプロケット、６２ セカンドスプロケット、６３ チェーンケース、６４ ユニットケース、７０ ペダル本体、７０ａ 樹脂成形体、７１ 貫通孔、７２ ペダル軸、７４ 金属部品、７５ 左ペダル、７６ ペダル本体、７６ａ 樹脂成形体、７７ 踏み面、７８ 凹部、７８ａ 突起、７９ ペダル軸、８０ 金属部品、８０ａ 溝、８１ 枠部、８２，８３，８４ 脚部、８５ａ 左クランクアーム、８５ｂ 右クランクアーム、８６ａ 左ペダル、８６ｂ 右ペダル、８７ａ，８７ｂ ペダル軸、８８ 左ペダル、８９ 金属部品、９０ ネジ。

Claims (6)

1. 左ペダル及び右ペダルの踏力による人力駆動力により回転するクランク軸の回転力がワンウェイクラッチを介して車輪側に伝達され、
   モータによる補助動力を車輪側に出力して押し歩く、または自走させるモードを実行可能な電動アシスト自転車であって、
   前記クランク軸の左側に接続され、前記左ペダルを含む左ペダル側部材の重量と、前記クランク軸の右側に接続され、前記右ペダルを含む右ペダル側部材の重量とが異なっている、
   電動アシスト自転車。
2. 請求項１に記載の電動アシスト自転車において、
   前記左ペダル及び前記右ペダルの重量が異なっている、
   電動アシスト自転車。
3. 請求項２に記載の電動アシスト自転車において、
   前記左ペダル及び前記右ペダルの重量差が５０ｇ〜５００ｇである、
   電動アシスト自転車。
4. 請求項２または請求項３に記載の電動アシスト自転車において、
   前記左ペダル及び前記右ペダルが、それぞれ樹脂成形体を含み、前記左ペダル及び前記右ペダルのうち、一方のペダルのみに、所定の重量差をつけるための金属部品が前記樹脂成形体にインサート成型または結合固定されている、
   電動アシスト自転車。
5. 請求項２または請求項３に記載の電動アシスト自転車において、
   前記左ペダル及び前記右ペダルは、ペダル軸の少なくとも一部の対応する部分の大きさが異なっている、
   電動アシスト自転車。
6. 請求項１に記載の電動アシスト自転車において、
   前記左ペダル側部材に含まれる左クランクアームと、前記右ペダル側部材に含まれる右クランクアームとの重量が異なっている、
   電動アシスト自転車。

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