JP3066311U - 自転車用電気駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動ギヤを駆動するためにモーターによって
供給される動力を最適に制御し、供給された電気の効率
を最適にすること。 【解決手段】 電気駆動装置は、クランク車軸に回転可
能に取り付けられた被駆動つめ車ベース（１７）と、こ
の被駆動つめ車ベースに取り付けられ共に回転するよう
にした鎖車（５２）と、前記被駆動つめ車ベースを回転
させる駆動かさ歯車（４１）と、前記被駆動つめ車ベー
スを一方向にのみ回転させ、第１係合かさ歯車（２５
６）を有する駆動つめ車ベース（２５）と、前記クラン
ク車軸に取りつけられ共に回転するようにしたリング部
材（２３）と、前記第１係合かさ歯車から伸び、それぞ
れが前記第１係合かさ歯車と噛み合う第２係合かさ歯車
（２６）を有する２つの固定車軸（２３２）と、前記第
２係合かさ歯車と噛み合いハウジングによって固定的に
保持される保持かさ歯車（２７）と、前記クランク車軸
に作用するねじりを感知するねじり感知装置（３０）と
を含む。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 本考案は、自転車用電気駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来技術は、米国特許出願第０８／９３２，１３５号、発明の名称「自転車用 電気式駆動装置」に開示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、駆動ギヤを駆動するためにモーターによって供給される動力 を最適に制御し、供給された電気の効率を最適にすることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、クランク車軸に取り付けられたハウジングと、被駆動かさ歯 車が形成された被駆動つめ車ベースと、この被駆動つめ車ベースを回転させるよ うに駆動かさ歯車が形成された駆動ギヤと、前記被駆動つめ車ベースを一方向に 沿ってのみ回転させる駆動つめ車ベースと、前記駆動つめ車ベースに形成された 第１係合かさ歯車と、クランク車軸と共に回転されるリング部材と、該リング部 材からそれぞれ伸びる２つの相対する固定車軸と、前記第１係合かさ歯車と噛み 合う２つの第２係合かさ歯車と、該２つの第２係合かさ歯車のそれぞれと噛み合 う保持かさ歯車と、前記クランク車軸に作用するねじりを感知するねじり感知装 置とを備えた電気駆動装置が提供される。

【０００５】

【考案の実施の形態】

図１ないし図３を参照するに、本考案に係る自転車用電気駆動装置は、下パイ プ５６と、１対のチェーンステー５４と、クランク車軸５０と、それぞれがクラ ンク車軸５０の第１端部５０２と第２端部５０４の周りに固定された２本のクラ ンク・アーム５３と、クランク車軸５０の第１端部５０２に回転可能に配置され た鎖車５２と、該鎖車５２と共に動くように該鎖車５２と噛み合う駆動チェーン ５１とを備えている。この電気駆動装置は、クランク車軸５０を部分的に収容す るハウジング２２を含み、該ハウジングはキャップ１４に固定的に連結された開 放端部２２６を含む。

【０００６】 鎖車５２は、クランク車軸５０の第１端部５０２に回転可能に取り付けられた 被駆動つめ車ベース１７に固定され、被駆動かさ歯車１７６が形成されている。 駆動ギヤ４１は、ハウジング２２に回転可能に取り付けられ、被駆動つめ車ベー ス１７を回転させるように、被駆動かさ歯車１７６と噛み合う駆動かさ歯車４１ ６が形成されている。

【０００７】 駆動機構は、駆動ギヤ４１を回転させるために取り付けられ、駆動ギヤ４１を 回転させるはすば歯車４４と、駆動ギヤ４１がはすば歯車４４によって一方向に 沿ってのみ回転されるようにはすば歯車４４と駆動ギヤ４１との間に取り付けら れた単式ベアリング２０と、はすば歯車４４を回転させるハウジング２２に取り 付けられたモーター４０と、モーター４０に電力を供給する、下パイプ５６に取 り付けられたバッテリー・ボックス４２とを含む。チャンバ４６は、下パイプ５ ６に取り付けられ、図７に示される（図１には示されない）中央演算処理装置１ ００を含む。

【０００８】 駆動つめ車ベース２５がクランク車軸５０に回転可能に取り付けられ、被駆動 つめ車ベース１７を一方向にのみ回転させるように被駆動つめ車ベース１７に係 合し、第１係合かさ歯車２５６が駆動つめ車ベース２５に形成されている。

【０００９】 リング部材２３が、クランク車軸５０に、それと共に回転するように固定され 、それぞれがリング部材２３の周辺部から伸びる２つの対向する固定車軸２３２ を含む。２つの第２係合かさ歯車２６は、それぞれ、前記２つの固定車軸２３２ の一つに回転可能にとりつけられ、前記第１係合かさ歯車２５６と噛み合う。

【００１０】 前記２つの第２係合かさ歯車２６の各々と噛み合う保持かさ歯車２７が、クラ ンク車軸５０の第２端部５０４に嵌合されて、ハウジング２２の内壁により保持 されている。

【００１１】 図２ないし図５を参照するに、被駆動つめ車ベース１７はその内壁に形成され た複数の歯１７１を含み、駆動つめ車ベース２５は複数の凹所２５１を含む。複 数のつめ１５の各々は、第１端部が前記凹所２５１の一方に枢動可能に嵌合され 、第２端部が前記歯１７１と引き離し可能に噛み合っている。そのため、被駆動 つめ車ベース１７は、駆動つめ車ベース２５によって一方向にのみ回転される。

【００１２】 図１ないし図７を参照するに、運転時、乗り手は、前記クランク車軸５０を回 転させるために、ペダル５８を踏んで２つのクランク・アーム５３に回転力を与 え、それによって、２つの第２係合かさ歯車２６を同時に動かすように駆動する リング部材２３を回転させる。同時に、リング部材２３がクランク車軸５０によ って回転される時、固定保持かさ歯車２７と噛み合う２つの第２係合かさ歯車２ ６が回転されるように、保持かさ歯車２７の突起２７１が、保持ブロック３１と 止め具３８とによって保持される。

【００１３】 駆動つめ車ベース２５は、次に、２つの第２係合かさ歯車２６と噛み合う第１ 係合かさ歯車２５６によって回転され、それによって、駆動チェーン５１と噛み 合う鎖車５２が、自転車を前方に移動させるべく被駆動つめ車ベース１７によっ て回転されるように、一方向にのみ被駆動つめ車ベース１７を回転させる。

【００１４】 一方、はすば歯車４４は、駆動ギヤ４１を一方向にのみ回転させるためにモー ター４０によって駆動されて、鎖車５２が自転車を動かすべく被駆動つめ車ベー ス１７によって回転されるように被駆動つめ車ベース１７を回転させ、それによ って、自転車を前方に移動させる力を与える。そのため、自転車は、乗り手の身 体的な働きと同時に電力によって前進するよう駆動されることができる。

【００１５】 図２に関連して図６を参照するに、速度感知軌道輪１８が、駆動つめ車ベース ２５に固定され、速度センサー１９が、クランク車軸５０の回転速度を感知する ように速度感知軌道輪１８に隣接して配置されている。速度感知軌道輪１８は、 相互に等間隔をおいた複数の感知面１８２を含み、２つの隣り合う感知面１８２ の間に各々形成された複数の空洞１８１を含む。速度感知軌道輪１８と協同して 作用する速度センサー１９は、クランク車軸５０の回転速度を検出するために使 用され、その操作は従来どおりあるので、詳細には説明しない。

【００１６】 図１および図２に関連して図３および４を参照するに、ねじり感知装置３０が 、クランク車軸５０に作用するねじりを感知するように、ハウジング２２に取り 付けられている。

【００１７】 保持かさ歯車２７は、２つの係合かさ歯車２６と噛み合う噛合面２７３と、外 方に伸びる突起２７１とを含む。ねじり感知装置３０は、ハウジング２２の内壁 に固定され凹所３１０を含む保持ブロック３１と、第１端部を保持ブロック３１ に固定した柔軟なねじり感知ストリップ３２と、突起２７１に当接する第２端部 と、ねじり感知ストリップ３２の第２端部に取り付けられたひずみ計３３と、ハ ウジング２２の内壁に固定され突起２７１に当接する止め具３８とを含む。

【００１８】 ねじり感知装置３０は、保持ブロック３１に取り付けられた集積回路３５と、 第１側部がひずみ計３３に取り付けられ、第２側部が前記集積回路３５に取り付 けられた抵抗信号線３６と、第１側部が前記集積回路３５に取り付けられ、第２ 側部が中央演算処理装置１００に取り付けられた導伝線３７とを含む。

【００１９】 運転時、クランク車軸５０が回転されると、保持かさ歯車２７がクランク車軸 ５０によって回転されて突起２７１を動かし、それによって、ねじり感知ストリ ップ３２が保持ブロック３１に接触して保持かさ歯車２７のさらなる回転を止め るまで、凹所３１０の中で移動するようにねじり感知ストリップ３２の第２端部 をわずかに圧縮する。そのため、保持かさ歯車２７が小さい角度だけ回転される ように、保持ブロック３１と止め具３８とによって、突起２７１の変位が制限さ れる。

【００２０】 ひずみ計３３は、複数の細い金属線（図示せず）を収容している。この金属線 が、ねじり感知ストリップ３２を移動させることによって変形されるとき、各金 属線の抵抗が変化し、ねじり感知ストリップ３２のひずみを測定するために利用 できる。そのため、ひずみ計３３は、金属線の抵抗の変化に応じてクランク車軸 ５０により保持かさ歯車２７に作用するねじりを検出するために使用され、それ によって、乗り手がクランク車軸５０に加えるねじりを測定する。次に、抵抗値 は抵抗信号線３６を介して集積回路３５に伝えられて増幅電圧信号を形成し、増 幅電圧信号は、導伝線３７を介して中央演算処理装置１００に送られる。

【００２１】 図２および図７を参照するに、速度センサー１９はクランク車軸５０の回転速 度を示す信号を入力し、ねじり感知装置３０は同時に乗り手によってクランク車 軸５０に加えられるねじりを示す信号を中央演算処理装置１００に入力する。中 央演算処理装置１００は、パルス幅変調（ＰＷＭ）等の手段によってはすば歯車 ４４を駆動するのにモーター４０が要する電力と電圧を決定する分析作業を行い 、それによって、モーター４０を正確に制御し、鎖車５２を回転させるべく、駆 動ギヤ４１と協同ではすば歯車４４によって被駆動つめ車ベース１７を回転させ 、それによって、自転車を動かすための適切な補助を与える。そのため、駆動ギ ヤ４１を駆動するためにモーター４０によって供給される動力は、最適に制御さ れ、それによって、供給された電気の効率を最適にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る自転車の側面図。

【図２】本考案に係る自転車用電気駆動装置の横断面
図。

【図３】図２に示した電気駆動装置のねじり感知装置の
斜視断面図。

【図４】図３に示したねじり感知装置の正面図。

【図５】図２に示した電気駆動装置の断面図。

【図６】図２に示した電気駆動装置の断面図。

【図７】図２に示した電気駆動装置のフローチャート。

【符号の説明】

５０２ 第１端部 ５０４ 第２端部 ２２ ハウジング ５０ クランク車軸 １７６ 歯車 ５２ 鎖車 １７ 被駆動つめ車ベース ４１ 駆動ギヤ １７６ 被駆動かさ歯車 ４１６ 駆動かさ歯車 ２５６ 第１係合かさ歯車 ２５ 駆動つめ車ベース ２３２ 固定車軸 ２３ リング部材 ２６ 第２係合かさ歯車 ２７ 保持かさ歯車 ３０ 感知装置（３０）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に取り付けられ、第１端部（５
   ０２）及び第２端部（５０４）を有するクランク車軸
   （５０）と、該クランク車軸の第１端部（５０２）に配
   置された鎖車（５２）とを含む自転車のための電気駆動
   装置であって、 前記クランク車軸（５０）に取り付けられたハウジング
   （２２）と、 前記クランク車軸（５０）の第１端部（５０２）に回転
   可能に取り付けられ、被駆動かさ歯車（１７６）が形成
   され、前記鎖車（５２）が固定された被駆動つめ車ベー
   ス（１７）と、 前記ハウジング（２２）内に回転可能に取り付けられ、
   前記被駆動つめ車ベース（１７）を回転させるように前
   記被駆動かさ歯車（１７６）と噛み合う駆動かさ歯車
   （４１６）が形成された駆動ギヤ（４１）と、 前記クランク車軸（５０）の中間部に回転可能に取り付
   けられ、前記被駆動つめ車ベース（１７）を一方向にの
   み回転させるように該被駆動つめ車ベース（１７）に係
   合する、第１係合かさ歯車（２５６）が形成された駆動
   つめ車ベース（２５）と、 前記クランク車軸（５０）と共に回転するように該クラ
   ンク車軸（５０）の前記中間部に取り付けられ、直径方
   向に相対する２つの固定車軸（２３２）が周辺部からそ
   れぞれ伸びるリング部材（２３）と、 それぞれが２つの対応する固定車軸（２３２）の一つに
   回転可能に取り付けられ、それぞれが前記第１係合かさ
   歯車（２５６）と噛み合う２つの第２係合かさ歯車（２
   ６）と、 前記クランク車軸（５０）の前記第２端部（５０４）に
   取り付けられ、前記２つの第２係合かさ歯車（２６）と
   噛み合い、前記ハウジング（２２）の内壁によって固定
   的に保持された保持かさ歯車（２７）と、 前記クランク車軸（５０）に作用するねじりを感知する
   ように前記ハウジング（２２）に取り付けられたねじり
   感知装置（３０）とを含む、自転車用電気駆動装置。