JP3109879U - 電動自転車の動力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ及び足踏み方式による動力の提供方式を自動切換えでき、使用上の手間が省け便利であり、製造コストを抑えることができる電動自動車の動力装置の提供。
【解決手段】モータ１０、動力交換装置２０及びペダルクランク３０から成り、モータの軸心は中空管とし、軸心の動力交換装置設置側に歯車を設け、動力交換装置は遊星ギヤ、クラッチ及びスプロケット蓋体を含み、該モータの該軸心を遊星ギヤ内部の歯車に連結し、該遊星ギヤの片側にクラッチを設置すると共に、該軸心中央にペダルクランクの中心軸を軸支し、該中心軸の両端にペダルクランク外蓋をそれぞれ設置し、片側のペダルクランクとスプロケット蓋体の接合箇所に接合蓋を設け、該接合蓋内にワンウェイベアリングを設置し、該接合蓋の一端を該外蓋内に嵌入し、該スプロケット蓋体外側に数個のスプロケットを設け、自転車の変速機と相互に連結して動力を提供する。
【選択図】図１

Description

本考案は、電動自転車の動力装置に関し、詳細には、モータ、動力交換装置及びペダルクランクから構成される電動自転車の動力装置であって、モータまたは足踏み方式で電動自転車に動力を供給し、且つ、該動力交換装置が自動的に動力方式を切換え、使用上の手間を省き利便性が高い、電動自転車の動力装置に関する。

現代社会において環境保護の意識が高まり、環境汚染を回避するために一般的に第二の交通手段として自転車または電動自転車が歩行やショッピングのための交通手段に採用されている。自転車または電動自転車は環境汚染を引き起こさないだけでなく、現代人の運動不足の問題を解決することができるものである。ここでは、電動自転車を重点とするが、従来の一般的に使用されている電動自転車は、そのほとんどが自転車上に電動モータを設置し、電池で電動モータに電力を提供し、さらにベルトで前輪または後輪を動かして前進するための動力を得るものである。足踏み方式は一般的なチェーンを回転させることでスプロケットを動かして動力を提供するものである。

しかしながら、前述の電動自転車は、電池を使用する方式または足踏み方式のどちらで電動自転車に前進または後退の動力を提供するかについて装置を切換える必要があり、使用時は同一時刻において単一方式のみで動力を提供することになるため、使用上不便であり、且つ、別途切替え装置やベルト等の部品を加える必要が生まれ、不必要な製造コストが増加してしまう。

このため、本考案は特に人力駆動とモータに同一の軸心を採用し、且つ、回転時に相互に影響しない動力構造を設計し、同時にモータと足踏み方式で動力を提供するか、或いは直接モータから提供または足踏み方式による提供の単一方式で電動自転車に前進の動力を提供することができ、且つ、動力交換装置により人力駆動またはモータ速度のどちらの出力動力をより大きくするかを決定して輔助動力の優先度を調整することができ、手間が省け使用上便利であり、また自転車車体の設計を変更する必要がなく、使用する部品数を減らすことができ、効果的に製造コストを抑えることができる電動自転車の動力装置を提供する。

上述の従来構造の欠点に鑑みて、本考案は考案者の該項事業における長年の経験に基づき研究を重ね、斬新な電動自転車の動力装置の設計を提供する。

本考案の主な目的は、電動自転車に用いる動力装置において、モータ及び足踏み方式による動力の提供方式を自動切換えでき、使用上の手間が省け便利であり、切換えの面倒をなくし、製造コストを抑えることができる電動自動車の動力装置を提供することにある。

上述の目的を達するため、本考案の電動自転車の動力装置は、モータ、動力交換装置及びペダルクランクから成り、そのうち、該モータの軸心は中空管とし、該軸心の動力交換装置設置側の適切な位置に歯車を設ける。該動力交換装置は遊星ギヤ、クラッチ及びスプロケット蓋体等を含んで成り、且つ、該モータの該軸心を遊星ギヤ内部の歯車に連結し、且つ、該遊星ギヤの片側にクラッチを設置する。さらに、該軸心中央にペダルクランクの中心軸を軸支し、該中心軸の両端にペダルクランク外蓋をそれぞれ設置して、該２つの外蓋内部にそれぞれ軸受を設置し、該外蓋を該軸心の外側に被せて設置する。そのうち、片側のペダルクランクとスプロケット蓋体の接合箇所に接合蓋を設け、該接合蓋内にワンウェイベアリングを設置し、該接合蓋の一端を該ペダルクランクの外蓋内に嵌入し、該接合蓋の別の一端をスプロケット蓋体内に固定すると共に、該スプロケット蓋体外側に数個のスプロケットを設け、自転車の変速システムと相互に連結して動力を提供する。

上述の構造により、その使用時には、モータ方式の回転速度が足踏み方式の回転速度より大きく、該モータの動力が足踏み方式の動力より大きい場合、該モータの軸心が回転のエネルギーを遊星ギヤに入力し、回転速度を下げ回転時のトルクを増加させ、さらに遊星ギヤ前端を直接クラッチに連結し、クラッチとスプロケット蓋体を密着させた後、スプロケット蓋体外側のスプロケットを回転させ、この過程において、片側のペダルクランクとスプロケット蓋体の接合箇所にワンウェイベアリングが設置されているため、モータ動力が足踏みの動力より大きい場合は足踏みを空転させて動力を提供させないようにし、足踏み方式の動力がモータの動力より大きいとき、ペダルクランクとスプロケット蓋体の接合箇所に位置するワンウェイベアリングが、足踏み方式の動力をスプロケット蓋体へ入力し、スプロケット蓋体内のクラッチを中心に向かって寄り集めるため、モータが出力する動力がスプロケット蓋体上に伝わらず、動力を提供しないようにし、且つ、ペダルクランクの中心軸がワンウェイベアリングを動かし動力をスプロケット蓋体上に伝達し、さらにスプロケットがチェーンを動かしてホイールを回転させ、動力の自動切換えの目的が達せられる。

本考案の自動切換えが可能な動力装置によれば、使用上の手間が省け、利便性が向上されると共に、この方式で製造すれば、元の自転車で使用されている変速システムをそのまま用い、より多くの異なる動力源を提供できるだけでなく、部品数を少なくすることができ、本考案の動力装置を自転車車体に装着したときの体積を大幅に減少し、また、自転車車体の車体設計を大きく変更する必要がなく、効果的に製造コストを抑えることができる。

本考案の構造、装置及びその特徴について、以下、最良の実施例と図面に基づき、詳細に説明する。

図１、図２に示すように、本考案の電動自転車の動力装置は主にモータ１０、動力交換装置２０及びペダルクランク３０から構成され、そのうち、該モータ１０はその軸心１１が中空管となっており、該軸心１１の動力交換装置設置側の適切な位置に歯車１１aを設置する。

該動力交換装置２０は、図３A、図３Bに示すように、遊星ギヤ２１、クラッチ２２及びスプロケット蓋体２３等から構成され、該動力交換装置２０は該モータ１０の片側に設置され、且つ、該モータ１０の軸心１１上に設けた歯車１１aが該遊星ギヤ２１の中心に軸支されて該遊星ギヤ２１内部と相互に連結される。該遊星ギヤ２１のスプロケット蓋体２３設置側に中心歯車２１aを突出した状態に設け、該中心歯車２１aがクラッチ２２の中心に軸支される。該クラッチ２２は該スプロケット蓋体２３の中心に設置され、三角固定片２２a、３つの遊星歯車２２b及び該遊星歯車２２bと共軸のクラッチ片２２cより構成され、該クラッチ片２２cは該遊星歯車２２bと一体成型で製造してもよいものとする。該クラッチ２２のクラッチ片２２cとスプロケット蓋体２３内側を対面させ、且つ、該スプロケット蓋体２３の外側に複数のスプロケット２３aを設置し、該スプロケット２３aを元の自転車の変速システムと相互に連結することで、変速機能には影響せず、異なる動力源を提供する。

ペダルクランク３０は、中心軸３１、両側の外蓋３２及び接合蓋３３から構成され、そのうち、該中心軸３１を前記モータ１０の軸心１１の中心に軸支し、該外蓋３２内部にボールベアリング３２aを設置することにより該モータ１０軸心１１の両端が該ボールベアリング３２a内にそれぞれ固定され、且つ、該ペダルクランク３０の中心軸３１を該軸心１１に接触しないようにその内部に穿通し、そのうち片側のペダルクランク３０とスプロケット蓋体２３の接合箇所に該接合蓋３３を設置し、該接合蓋３３内にワンウェイベアリング３３aを設置すると共に、該接合蓋３３の一端を該ペダルクランク３０の外蓋３２内に嵌入し、該接合蓋３３の別の一端をスプロケット蓋体２３内に固定する。

上述の構造において、図３B、図４A、図４Bに示すように、前記クラッチ２２は該スプロケット蓋体２３の中心に設置され、該クラッチ２２は三角固定片２２a、３つの遊星歯車２２b及び該遊星歯車２２bと共軸のクラッチ片２２cから構成され、且つ、遊星ギヤ２１の中心歯車２１aを該三角固定片２２aの中心孔２２a１に穿通して設置し、該中心歯車２１aが同時に３つの遊星歯車２２ｂと噛合い、且つ、該クラッチ片２２cがそれぞれ１つの遊星歯車２２bの中心軸と連動するため、該中心歯車２１aが逆時計回りに回転するとき、その外囲に位置する３つの遊星歯車２２bが時計回りに回転し、クラッチ片２２cを時計回りに回転させて開いた状態にさせ、スプロケット蓋体２３を動かし動力を発生させる。反対に、該スプロケット蓋体２３の回転速度が内部の中心歯車２１aの回転速度より速いとき、該クラッチ片２２cが逆時計回りに回転して中央方向へ寄り集まり、遊星歯車２２bを逆時計回りに回転させて該中心歯車２１aを時計回りに回転させ、動力がスプロケット蓋体２３上に伝達されないようにする。

上述のように、本考案の電動自転車の動力装置は、本考案の動力交換装置を設けており、且つ、元の自転車の車体設計をそのまま用いることができ、確実に使用上の手間を省き、利便性を向上することができるだけでなく、この構造上の改良により元の自転車の構造を大幅に変更する必要がなく、製造コストを抑えることができ、創作の実用性と進歩性を兼ね備えており、実用新案法の規定に基づき、ここに実用新案登録を出願するものである。

本考案の立体分解図である。 本考案の側面断面図である。 本考案の動力交換装置の立体分解図である。 本考案クラッチの平面図である。 本考案クラッチの作動状態を示す平面図１である。 本考案クラッチの作動状態を示す平面図２である。

符号の説明

１０ モータ
１１ 軸心
１１a 歯車
２０ 動力交換装置
２１ 遊星ギヤ
２２ クラッチ
２３ スプロケット蓋体
２１a 主軸歯車
２２a 三角固定片
２２a１ 中心孔
２２b 遊星歯車
２２c クラッチ片
２３a スプロケット
３０ ペダルクランク
３１ 中心軸
３２ 外蓋
３３ 接合蓋
３２a ボールベアリング
３３a ワンウェイベアリング

Claims (4)

1. モータ、動力交換装置及びペダルクランクから成り、該モータまたはペダルで電動自転車に補助動力を発生させ、動力の提供方式を自動切換えすることができる電動自転車の動力装置であって、そのうち、前記モータはその軸心が中空管であり、該軸心の動力交換装置設置側の適切な位置に歯車を設け、前記動力交換装置は、遊星ギヤ、クラッチ及びスプロケット蓋体等から構成され、該動力交換装置を該モータの片側に設置し、且つ、該モータ軸心上に設けた前記歯車を該遊星ギヤの中心に軸支し、該遊星ギヤ内部と相互に連結させ、該遊星ギヤの該スプロケット蓋体設置側に中心歯車を突出した状態に設け、該中心歯車を該クラッチの中心に軸支し、且つ、該スプロケット蓋体の外側に数枚のスプロケットを設置すると共に、前記ペダルクランクは中心軸、両側の外蓋及び接合蓋から構成され、そのうち、該中心軸は該モータの軸心の中心に軸支され、該外蓋内部にボールベアリングを設け、該モータ軸心の両側をそれぞれ該ボールベアリング内に固定し、且つ、該ペダルクランクの中心軸を該軸心に接触しないように該軸心内に穿通し、さらに該ペダルクランクの片側とスプロケット蓋体の接合箇所に該接合蓋を設置し、該接合蓋内にワンウェイベアリングを設け、且つ、該接合蓋の一端を該ペダルクランクの外蓋内に嵌入し、該接合蓋の別の一端を該スプロケット蓋体内に固定することを特徴とする、電動自転車の動力装置。
2. 前記クラッチを該スプロケット蓋体の中心に設置し、該クラッチは三角固定片、３つの遊星歯車及び遊星歯車と共軸のクラッチ片から構成され、該クラッチ上のクラッチ片とスプロケット蓋体内側を対面させる、請求項１に記載の電動自転車の動力装置。
3. 前記スプロケット蓋体のスプロケットを元の自転車の変速システムと相互に連結し、変速機能に影響せずに異なる動力を提供する、請求項１に記載の電動自転車の動力装置。
4. 前記クラッチ片が遊星歯車と一体成型で製造して成る、請求項２に記載の電動自転車の動力装置。
   

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