JP3394458B2 - 補助動力装置付き車輌 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人力と補助動力装
置による補助動力とを用いて駆動する、補助動力装置付
き車輌に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータ（電動機）などの既知の駆
動装置を補助動力装置として装備し当該補助動力装置に
よる補助動力を操作者や使用者などの人力に基づく（以
下、”人力駆動力”という）に加えて走行駆動する補助
動力装置付き車輌が知られている。具体的に言えば、例
えば操作者がペダルを踏むことにより生じるペダル踏力
（回転力）、あるいはハンドリムを回すことにより生じ
る回転力の上に、モータを駆動することにより生じる補
助動力を加えて、車輪を回転し走行するモータ付き自転
車、モータ付き車椅子または荷物搬送車等がある。この
ような補助動力装置付き車輌では、人力駆動力を検出し
て、検出した人力駆動力に基づきモータを制御すること
が一般的である。

【０００３】従来の補助動力装置付き車輌としては、特
開平１０−８１２９２号公報に開示された駆動装置を用
いたものがある。この従来の補助動力装置付き車輌で
は、ドライブスプロケットの後下方に小径の駆動スプロ
ケットを設けて、この駆動スプロケットにモータからの
補助動力をチェーンに伝達している。これにより、この
従来の補助動力装置付き車輌では、減速ギヤ比を小さく
することができ、減速機構での減速段数を減らしてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の補
助動力装置付き車輌では、人力駆動力を検出するトルク
検出部が変位センサーやコイルバネ等を用いた機械式ト
ルクセンサによって構成されていた。このため、この従
来の補助動力装置付き車輌では、トルク検出部の構造が
大きく、かつそのトルク検出部の軽量化が困難なもので
あった。さらに、この従来の補助動力装置付き車輌は、
上記トルク検出部、ドライブスプロケットに連結された
人力駆動部、及び駆動スプロケットに連結された補助動
力駆動部をケース内に収容していた。このため、この従
来の補助動力装置付き車輌では、ケースの構造もまた大
きくなり、車輌の重量も増加した。

【０００５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、補助動力駆動部の構成を簡
略化して、当該車輌の小型軽量化を容易に行える補助動
力装置付き車輌を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの観点によ
る補助動力装置付き車輌は、走行を行うための車輌走行
部と、人力駆動力を検出する磁歪式センサと、人力を前
記車輌走行部に伝達するドライブスプロケットと、補助
動力を出力する補助動力装置と、この補助動力装置から
の補助動力を前記車輌走行部に伝達する補助スプロケッ
トと、このドライブスプロケットとこの補助スプロケッ
トの駆動力を前記車輌走行部に伝達するチェーンと、こ
のチェーンに当接するアイドラーと、前記補助動力装置
を収納した非磁性体材料からなるケーシングと、検出し
た人力に基いて補助動力の制御を行う制御部とを備え、
前記アイドラーは前記ケーシングに設けられ、前記磁歪
式センサに対して磁気の影響を抑制した配置であること
を特徴とする。

【０００７】本発明の他の観点による上記の補助動力装
置付き車輌は、補助スプロケットの径がドライブスプロ
ケットの径より小であることを特徴とする。

【０００８】本発明の別の観点による上記の補助動力装
置付き車輌は、補助動力装置に連結された第１の平歯車
と、この第１の平歯車と直径が異なる第２の平歯車と、
この第２の平歯車に連結された第３の平歯車とを備え、
前記第１、第２の平歯車を上下２段に一体的に構成し、
前記第３の平歯車が補助動力スプロケットと連結されて
いることを特徴とする。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の補助動力装置付き
車輌を示す実施例について図面を参照しながら説明す
る。尚、以下の説明では、本発明の補助動力装置付き車
輌の一つの好ましい実施例として、脚力（ペダル踏力）
と補助動力とを組み合わせて走行する自転車を構成した
例について説明する。また、他の実施例としては、ホイ
ールチェア（車椅子）あるいは荷物搬送車であってもよ
い。

【００２１】《第１の実施例》図１は、本発明の第１の
実施例である補助動力装置付き車輌の概略構成を示す構
造図である。図１に示すように、本実施例の補助動力装
置付き車輌は、当該車輌を走行するための車輌走行部
１、及び前記車輌走行部１を駆動するための人力駆動部
２及び補助動力駆動部３を具備している。車輌走行部１
は、路面と接して車輌を走行するための前輪１ａと後輪
１ｂ、前輪１ａと後輪１ｂを回転自在にそれぞれ支持す
る支持機構１ｃ，１ｄ、及び前記支持機構１ｃ，１ｄを
含んだ車体フレーム１ｅを備えている。車輌走行部１に
は、人力駆動部２からの人力駆動力と補助動力駆動部３
からの補助動力が駆動輪である後輪１ｂに供給され、こ
れにより前輪１ａと後輪１ｂが回転して車輌が走行す
る。

【００２２】人力駆動部２は、クランク軸４、前記クラ
ンク軸４の両端に装着された一対のペダルクランク５、
及び各ペダルクランク５に取り付けられ、操作者や使用
者などが提供する人力を受け取るためのペダル６を備え
ている。さらに、人力駆動部２には、人力に基づく力で
ある人力駆動力をクランク軸４から後輪１ｂに伝達する
ために、図示しない人力駆動力伝達機構部を介してクラ
ンク軸４に連結されたドライブスプロケット７、及び前
記ドライブスプロケット７に係合したチェーン８が設け
られている。クランク軸４の周りには、上述の人力駆動
力を検出するために、非接触式トルクセンサ、好ましく
は磁歪式トルクセンサが設けられているこれにより、本
実施例の補助動力装置付き車輌では、マイクロコンピュ
ータを備えた制御部（図示せず）が、検出した人力駆動
力のデータに基づいて、補助動力駆動部３からの補助動
力を決定し車輌を走行する。尚、ここでいう、非接触式
トルクセンサとは、クランク軸４などの人力駆動部２の
構成部材と機械的な部材や導線などにより連結されず
に、あるいは摺動接触せずに、人力駆動部２から車輌走
行部１に伝達された人力駆動力をトルクとして検出でき
るものをいう。さらに非接触式トルクセンサには、磁歪
式トルクセンサの他に磁気インピーダンス素子を用いた
ものがある。また、トルクセンサには、非接触式トルク
センサ以外にクランク軸４とドライブスプロケット７の
間にバネ部材を配置して、このバネ部材に生じる歪みを
光エンコーダやホール素子により検出しトルクを検出す
るものもある。非接触式トルクセンサは、車体フレーム
１ｅに設けられた孔部内に収容され、外部から遮断され
るよう密封されている。また、人力駆動力は、所定のサ
ンプリング周期（例えば、１msec）毎に検出される。

【００２３】補助動力駆動部３は、チェーン８と係合し
て補助動力を加えるための補助動力スプロケット９、前
記補助動力スプロケット９に連結された後述の補助動力
伝達機構部１０（図２）を収納したケーシング１１、及
び前記ケーシング１１に取り付けられ、チェーン８と当
接するアイドラー１２を備えている。また、補助動力装
置であるモータ１３（図２）は、補助動力スプロケット
９の反対側でケーシング１１に一体的に取り付けられて
いる（詳細は後述）。上記モータ１３の電源である、好
ましくは二次電池により構成された電池１４が、車体フ
レーム１ｅに着脱可能に取り付けられている。補助動力
スプロケット９は、ドライブスプロケット７に比べて小
径なもの、例えば３０〜４０％程度のものを用いてい
る。このように構成することにより、補助動力伝達機構
部１０での減速段数、すなわちその構成部材の設置数を
減らすことが可能である。その結果、補助動力駆動部３
を小型軽量化することが可能となる。さらに、補助動力
スプロケット９は、補助動力伝達機構部１０に着脱可能
に構成されている。このように、補助動力スプロケット
９を着脱可能に構成することにより、補助動力スプロケ
ット９の直径を容易に変更することができ、人力駆動力
に対する補助動力の比率を機械的に調整することが可能
となる。さらに、操作者に合わせてギヤ比を適切なもの
とすることができ、車輪径が異なる車輌においても補助
動力の比率を機械的に調整することができる。

【００２４】アイドラー１２は、ローラー部材（回転
体）により構成され、補助動力スプロケット９に近接し
てケーシング１１に固定されている。このアイドラー１
２の位置は、チェーン８がアイドラー１２の周囲を実質
的に９０度以上周回してアイドラー１２の表面と当接す
るような位置に設けられている。これにより、補助動力
は、補助動力スプロケット９からチェーン８に効率よく
与えられる。さらに、ケーシング１１は、車体フレーム
１ｅとは別体に構成されて、ドライブスプロケット７か
ら独立して車体フレーム１ｅに着脱可能に取り付けられ
ている。このように構成することにより、本実施例の補
助動力装置付き車輌では、ドライブスプロケット７に対
する補助動力スプロケット９及びアイドラー１２の設置
箇所を容易に変更することができる。その結果、本実施
例の補助動力装置付き車輌では、チェーンラインの変
更、及びチェーンテンションの調整を容易に行うことが
できる。さらに、上述の非接触式トルクセンサに対する
モータ１３からの磁気の影響を抑制することができる。
尚、図１においては、ドライブスプロケット７及び補助
動力スプロケット９の各歯部を明瞭なものとするため
に、それらの歯部を拡大して図示している。このため、
図１においては、それらの歯部が互いにかみ合うよう図
示されているが、実際はドライブスプロケット７及び補
助動力スプロケット９はチェーン８にのみ係合するよう
に互いに所定の距離をおいて配置されている。

【００２５】ここで、補助動力駆動部３の詳細な構成に
ついて、図２を参照して説明する。図２の（ａ）は図１
のII−II線の断面による補助動力駆動部の断面図であ
り、図２の（ｂ）は図２の（ａ）に示した補助動力伝達
機構部の構成部材の位置関係を示す説明図である。図２
の（ａ）において、補助動力駆動部３は、モータ１３、
及びケーシング１１内に収納され、モータ１３からの補
助動力を補助動力スプロケット９に伝達する補助動力伝
達機構部１０を備えている。ケーシング１１は、アルミ
ニウム、ステンレスあるいは類似の非磁性体材料により
構成された補助動力スプロケット９側の第１の容器１１
ａと、同じく非磁性体材料により構成され、モータ１３
に取り付けられた第２の容器１１ｂからなる。

【００２６】モータ１３は、円筒状のモータフレーム１
３ａ、前記モータフレーム１３ａの両端部に設けられた
第１、第２のブラケット１３ｂ，１３ｃ、前記第１、第
２のブラケット１３ｂ，１３ｃに回転自在に装着され、
第２のブラケット１３ｃ側から外部に突出したシャフト
１３ｄ、及び前記モータフレーム１３ａの内周面に固定
され、前記シャフト１３ｄの周りに設けられたステータ
巻線１３ｅを備えている。モータ１３には、低回転で高
いトルクを発生する電動機、例えば交流電動機が用いら
れている。モータ１３は、通電電流などの補助動力の大
きさを示すための情報を制御部に逐次出力して、その制
御部からの指示信号に基づいて作動（回転）する。モー
タフレーム１３ａと第１、第２のブラケット１３ｂ，１
３ｃは、モータ１３の外容器を構成するものであり、固
定部材、例えばボルト１５ａによってケーシング１１の
第２の容器１１ｂに固定されている。また、モータフレ
ーム１３ａと第１のブラケット１３ｂはボルト１５ｂに
より互いに固定され、モータフレーム１３ａと第２のブ
ラケット１３ｃはボルト１５ｃにより互いに固定されて
いる。尚、これらの各ボルト１５ａ，１５ｂ，１５ｃの
具体的な取り付け個数は、例えば４個である。

【００２７】補助動力伝達機構部１０は、モータ１３か
らの出力を補助動力スプロケット９に伝達するととも
に、モータ１３の回転速度を減速して所望のトルク（補
助動力）を得るためのものである。本実施例の補助動力
伝達機構部１０は、歯車式遊星減速機構を含んで構成し
て、モータ１３からの出力を減じて補助動力スプロケッ
ト９での回転速度に対するモータ１３の回転速度の比率
（以下、”減速比”という）を２０以下としている。こ
れにより、補助動力伝達機構部１０の構成を簡略化し
て、当該車輌を小型軽量化することができる。詳細にい
えば、補助動力伝達機構部１０は、シャフト１３ｄの先
端部に嵌合され、直接的に連結された太陽歯車１６、直
径の異なる２つの歯車部材１７ａ，１７ｂを有し、上記
シャフト１３ｄの同心円上で互いに等間隔に配置された
３つの遊星歯車１７、及び第２の容器１１ｂの内側部分
にボルト１５ｄによって固定された内歯車部材１８を備
えている。さらに、補助動力伝達機構部１０には、遊星
歯車１７からの出力を伝達するためのキャリア部材１
９、及び一端部分が前記キャリア部材１９に連結され、
他端部分が補助動力スプロケット９に連結された一方向
力伝達部材２０が設けられている。補助動力伝達機構部
１０の各構成部材は、鉄あるいは類似の金属部材により
構成されている。

【００２８】太陽歯車１６、及び歯車部材１７ａ，１７
ｂには、図２の（ｂ）の一点鎖線で図示するように、そ
れぞれ外周面上に歯部が設けられている。また、内歯車
部材１８には、図２の（ｂ）の二点鎖線で図示するよう
に、内周面上に歯部が設けられている。これらの太陽歯
車１６、及び歯車部材１７ａ，１７ｂのうち、少なくと
も太陽歯車１６に連結された歯車部材１７ａにおいて
は、ヘリカル形状の歯部を形成している。これにより、
動作（回転）時でのギヤ音の発生を抑制することができ
る。さらに、歯車部材１７ｂにおいて、歯車部材１７ａ
の歯部と逆向きのヘリカル形状の歯部を設けることによ
り、スラスト方向（軸方向）に加わる荷重を歯車部材１
７ａ，１７ｂにより打ち消すことができ、遊星歯車１７
の回転時でのギヤ音の発生を抑制することができる。各
遊星歯車１７は、２つの歯車部材１７ａ，１７ｂを一体
的に２段に構成し、ニードルベアリングを歯車部材１７
ａ，１７ｂの間に配置して、ともに回転するよう構成し
たものである。１段目の歯車部材１７ａは太陽歯車１６
に連結され、２段目の歯車部材１７ｂは内歯車部材１８
に連結されている。これらの歯車部材１７ａ，１７ｂ
は、円柱状の軸部材１７ｃに回転自在に同軸上に装着さ
れている。尚、遊星歯車１７の設置数は３個に限定され
るものではなく、所定の減速比を得ることができる構成
であれば何等限定されない。また、歯車部材１７ａ，１
７ｂを別個に製作して、遊星歯車１７を構成してもよ
い。このように製作する場合、歯車部材１７ａ，１７ｂ
は、各歯部の歯すじが連結される太陽歯車１６、及び内
歯車部材１８の歯すじに一致するように軸部材１７ｃに
圧入される。

【００２９】上述の軸部材１７ｃは、その一端部分が円
盤状の基板１７ｄに装着され、他端部分はキャリア部材
１９に装着されている。基板１７ｄは、その中心部分に
孔部を有し、シャフト１３ｄと当接することなく太陽歯
車１６と第２のブラケット１３ｃとの間でシャフト１３
ｄの周りで回転するよう配置されている。基板１７ｄに
は、キャリア部材１９を回転自在に支持するための円柱
状の支持部材１７ｅが装着されている。以上の構成によ
り、太陽歯車１６を介して伝達されたモータ１３からの
出力を内歯車部材１８によって減速して、キャリア部材
１９に伝達することができる。さらに、各遊星歯車１７
は、直径の異なる２つの歯車部材１７ａ，１７ｂを上下
２段に一体的に構成しているので、補助動力伝達機構部
１０の構成を簡略化することができ、補助動力駆動部３
を小型軽量化することができる。一方向力伝達部材２０
は、キャリア部材１９からの出力を補助動力スプロケッ
ト９への一方向に伝達している。一方向力伝達部材２０
は、遊星歯車１７から伝達された出力を外部に出力する
出力軸と兼用したものであり、その一端部分はケーシン
グ１１内に配置されている。これにより、補助動力駆動
部３の構成を簡略化して、当該車輌を小型軽量化するこ
とができる。さらに、一方向力伝達部材２０を設けるこ
とにより、補助動力スプロケット９からキャリア部材１
９への逆方向の回転力（反力）の伝達が阻止される。そ
の結果、例えばチェーン８（図１）に生じた外乱の影響
が補助動力伝達機構部１０を経てモータ１３に伝わるこ
とを防止することができる。

【００３０】以上のように、本実施例の補助動力装置付
き車輌では、補助動力駆動部３がモータ１３のシャフト
１３ｄに連結された太陽歯車１６と、ケーシング１１の
第２の容器１１ｂの内側部分に固定された内歯車部材１
８と、前記太陽歯車１６、及び内歯車部材１８にそれぞ
れ連結され、互いに直径の異なる歯車部材１７ａ，１７
ｂを有する遊星歯車１７を具備している。さらに、１段
目の歯車部材１７ａと２段目の歯車部材１７ｂを上下２
段に一体的に構成している。これにより、本実施例の補
助動力装置付き車輌では、補助動力駆動部３を小型軽量
化することができ、当該車輌を小型軽量化することがで
きる。さらに、本実施例の補助動力装置付き車輌では、
太陽歯車１６、遊星歯車１７を備えた歯車式遊星減速機
構を用いて補助動力伝達機構部１０を構成しているの
で、図２の（ａ）に示したように、ケーシング１１の最
大直径をモータフレーム１３ａのものと同一に構成する
ことができ、補助動力駆動部３を簡略化することができ
る。また、車体フレーム１ｅへの取り付け作業を容易に
行える。

【００３１】尚、上記説明では、ドライブスプロケット
７、及び補助動力スプロケット９を一つのチェーン８に
係合して、人力駆動部２からの人力駆動力と補助動力駆
動部３からの補助動力をチェーン８上で合成して後輪１
ｂに伝達する構成について説明した。しかしながら、実
施例はこれに限定されるものではなく、例えば図３に示
すように、第２のチェーン８’を設けて、ドライブスプ
ロケット７、及び補助動力スプロケット９をチェーン
８、及び第２のチェーン８’にそれぞれ係合して、人力
駆動力、及び補助動力を別個に後輪１ｂに伝達する構成
でもよい。このように構成することにより、アイドラー
１２を省略することができ、各チェーン８，８’のチェ
ーンテンションを独立して、かつ容易に調整することが
できる。

【００３２】さらに、図８に示すように、アイドラー１
２の代わりに補助スプロケット４０をチェーン８に係合
する構成でもよい。この補助スプロケット４０は補助動
力駆動部３のケーシング１１に着脱可能に装着したもの
であり、これによりチェーン８に係合する補助動力スプ
ロケット９の歯数を調整して、モータ１３からの補助動
力を効率よく伝達することができる。また、補助スプロ
ケット４０の装着箇所を変更することにより、チェーン
ライン、及びチェーンテンションを容易に調整すること
ができる。

【００３３】また、上述の説明では、補助動力スプロケ
ット９とキャリア部材１９との間に一方向力伝達部材２
０を設けた構成について説明したが、上記遊星歯車１７
の出力軸と兼用したキャリア部材をケーシング１１に回
転自在に支持して、一方向力伝達部材２０を設けること
なく、そのキャリア部材を補助動力スプロケット９に直
接的に連結した構成でもよい。このように構成すること
により、モータ１３を逆回転することができ、車輌走行
中に逆方向の補助動力をチェーン８に加えることが可能
となる。その結果、走行中の車輌の速度を安全な速度に
自動的に制御することができる。さらに、モータ１３を
逆方向に回転することにより発電して、電池１４を充電
するよう構成することも可能となる。また、上記の説明
以外に、モータフレーム１３ａ（モータのケース）の外
周面上に複数の板状部材からなるフィン部材を取り付け
る構成でもよい。このように構成することにより、ステ
ータ巻線１３ｅなどに生じる熱をモータ１３の内部から
外部に効率よく放熱することが可能となる。

【００３４】《第２の実施例》図４の（ａ）は本発明の
第２の実施例の補助動力装置付き車輌での補助動力駆動
部の構成を示す断面図であり、図４の（ｂ）は図４の
（ａ）に示した補助動力伝達機構部の構成部材の位置関
係を示す説明図である。この実施例では、補助動力装置
付き車輌の構成において、ケーシング、及びモータにそ
れぞれ可動内歯車部材、及び遊星歯車を回転自在に装着
して、その遊星歯車の２段目の歯車部材を可動内歯車部
材に連結した。それ以外の各部は、第１の実施例のもの
と同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。図
４の（ａ）に示すように、本実施例の補助動力装置付き
車輌では、補助動力伝達機構部２１は、太陽歯車１６、
遊星歯車１７、ケーシング２２に回転自在に装着された
可動内歯車部材２３、及び可動内歯車部材２３に連結さ
れた一方向力伝達部材２０により構成されている。各遊
星歯車１７は、ケーシング２２の第１の容器２２ａ内で
回転自在に設けられている。詳細にいえば、上下２段に
一体的に構成された歯車部材１７ａ，１７ｂは軸部材１
７ｃに回転自在に装着されている。軸部材１７ｃの一端
部分だけが、第２のブラケット１３ｃに装着されてい
る。可動内歯車部材２３は、図４の（ｂ）の二点鎖線で
図示する歯部を、その内周面上に設けたものであり、遊
星歯車１７の２段目の各歯車部材１７ｂに連結されてい
る。この可動内歯車部材２３は、一方向力伝達部材２０
に連結された円筒状の軸部を備えて、ベアリングによっ
てケーシング２２の第１、第２の容器２２ａ，２２ｂに
回転自在に支持されている。この円筒状の軸部は、上述
の遊星歯車１７の出力軸を兼用したものである。

【００３５】以上のように構成することにより、本実施
例の補助動力装置付き車輌では、図２に示した基板１７
ｄ、支持部材１７ｅ、及びキャリア部材１９を省略して
補助動力伝達機構部２１を構成することができ、第１の
実施例のものに比べて、補助動力伝達機構部２１を簡略
化することができる。その結果、本実施例の補助動力装
置付き車輌では、第１の実施例のものに比べて補助動力
駆動部３を小型軽量化することができ、当該車輌を小型
軽量化することができる。さらに、本実施例の補助動力
装置付き車輌では、第１の実施例のものに比べて、部品
点数を減らしているので、当該車輌の組立作業を容易な
ものとすることができる。

【００３６】《第３の実施例》図５の（ａ）は本発明の
第３の実施例の補助動力装置付き車輌での補助動力駆動
部の構成を示す断面図であり、図５の（ｂ）は図５の
（ａ）に示した補助動力伝達機構部の構成部材の位置関
係を示す説明図である。この実施例では、補助動力装置
付き車輌の構成において、第２のブラケットを設けるこ
となく、第２の容器をモータフレームに直接的に連結
し、モータの外容器とケーシングを一体的に構成した。
それ以外の各部は、第１の実施例のものと同様であるの
でそれらの重複した説明は省略する。図５の（ａ）に示
すように、本実施例の補助動力装置付き車輌では、モー
タ１３’のモータフレーム１３ａ’には、ケーシング１
１の第２の容器１１ｂがボルト１５ａ’により直接的に
連結されている。これにより、モータ１３の外容器とケ
ーシング１１が一体的に構成されている。また、補助動
力伝達機構部２４では、各遊星歯車１７’を支持する円
盤状の基板１７ｄ’はベアリングによりシャフト１３
ｄ’に回転自在に装着されている。以上のように構成す
ることにより、本実施例の補助動力装置付き車輌では、
図２に示した第２のブラケット１３ｃを設けることな
く、シャフト１３ｄ’及びステータ巻線１３ｅ’を含む
モータ１３’の構成部材と補助動力伝達機構部２４をケ
ーシング１１とモータフレーム１３ａ’及び第１のブラ
ケット１３ｂ’からなる容器内に収納することができ
る。その結果、本実施例の補助動力装置付き車輌では、
第１の実施例のものに比べて、補助動力駆動部３を小型
軽量化することができる。尚、本実施例に示した円盤状
の基板１７ｄ’を上述の第２の実施例に用いて補助動力
駆動部を構成することもできる。つまり、上記基板１７
ｄ’に遊星歯車１７を回転自在に装着した軸部材１７ｃ
を装着してもよい。このように構成することにより、補
助動力駆動部の部品点数を削減し、かつ補助動力駆動部
を大幅に小型軽量化することができる。

【００３７】《第４の実施例》図６は、本発明の第４の
実施例である補助動力装置付き車輌の概略構成を示す構
造図である。図７の（ａ）は図６のVII−VII線の断面に
よる補助動力駆動部の断面図であり、図７の（ｂ）は図
７の（ａ）に示した補助動力伝達機構部の構成部材の位
置関係を示す説明図である。この実施例では、補助動力
装置付き車輌の構成において、歯車式遊星減速機構を用
いることなく、第１〜第３の平歯車を有する平歯車減速
機構を用いて補助動力伝達機構部を構成して、モータに
連結した第１の平歯車と第３の平歯車に連結した第２の
平歯車を上下２段に一体的に構成した。それ以外の各部
は、第１の実施例のものと同様であるのでそれらの重複
した説明は省略する。図６、及び図７の（ａ）におい
て、本実施例の補助動力装置付き車輌では、補助動力駆
動部２５は補助動力スプロケット９、前記補助動力スプ
ロケット９に連結され、ケーシング２７内に収納された
補助動力伝達機構部２６、及び前記補助動力伝達機構部
２６に連結されたモータ１３を備えている。ケーシング
２７は、アルミニウム、ステンレスあるいは類似の非磁
性体材料により構成された第１、第２の容器２７ａ，２
７ｂからなる。これらの第１、第２の容器２７ａ，２７
ｂは、ボルト１５ｅにより互いに固定されている。

【００３８】補助動力伝達機構部２６は、上下２段に一
体的に構成され、互いに直径の異なる第１、第２の平歯
車２８ａ，２８ｂを有する平歯車部２８、及び前記平歯
車部２８に連結され、一方向力伝達部材３０を介して出
力軸３１に連結された第３の平歯車２９を備えている。
この補助動力伝達機構部２６は、上述の実施例のものと
同様に、モータ１３の出力を補助動力スプロケット９に
伝達するとともに、上記モータ１３からの補助動力を減
じて減速比を２０以下とする。これにより、補助動力伝
達機構部２６の構成を簡略化して、当該車輌を小型軽量
化することができる。尚、本実施例では、部品点数を削
減するために、モータ１３のシャフト１３ｄを第２のブ
ラケット１３ｃからケーシング２７内の突出して、第２
の容器２７ｂに回転自在に支持している。さらに、シャ
フト１３ｄには、上記第１の平歯車２８ａと連結するた
めの歯部を形成している。この歯部は、図７の（ｂ）の
一点鎖線に示すように、シャフト１３ｄの外周面上に形
成している。同様に、第１乃至第３の平歯車２８ａ，２
８ｂ，２９には、同図の一点鎖線で図示するように、外
周面上に歯部が設けられている。

【００３９】平歯車部２８では、第１、第２の平歯車２
８ａ，２８ｂは軸部材２８ｃによってケーシング２７内
で回転自在に支持されている。第１の平歯車２８ａは、
上述したように、シャフト１３ｄに連結されている。ま
た、第２の平歯車２８ｂは、第３の平歯車２９に連結さ
れている。軸部材２８ｃは、第１、第２の容器２７ａ，
２７ｂに回転自在に装着されている。第２の平歯車２９
は、出力軸３１によってケーシング２７内で回転自在に
支持されている。本実施例の補助動力伝達機構部２６で
は、平歯車部２８と第３の平歯車２９により平歯車減速
機構を構成している。さらに、平歯車部２８の第１、第
２の平歯車２８ａ，２８ｂを上下２段に一体的に構成す
ることにより、補助動力伝達機構部２６を小型軽量化す
ることができる。一方向力伝達部材３０は、第３の平歯
車２９からの出力を補助動力スプロケット９への一方向
に伝達している。この一方向力伝達部材３０を設けるこ
とにより、補助動力スプロケット９から第３の平歯車２
９への逆方向の回転力（反力）の伝達が阻止される。そ
の結果、例えばチェーン８（図１）に生じた外乱の影響
が補助動力伝達機構部２５を経てモータ１３に伝わるこ
とを防止することができる。出力軸３１は、第１、第２
の容器２７ａ，２７ｂに回転自在に装着されたものであ
り、その一端部には補助動力スプロケット９が嵌合され
ている。

【００４０】以上のように構成することにより、本実施
例の補助動力装置付き車輌では、補助動力駆動部２５が
モータ１３のシャフト１３ｄに連結した第１の平歯車２
８ａ、及び補助動力スプロケット９に連結される第３の
平歯車２９に連結した第２の平歯車２８ｂを備えてい
る。さらに、第１、第２の平歯車２８ａ，２８ｂを上下
２段に一体的に配置し平歯車部２８を構成している。こ
れにより、本実施例の補助動力装置付き車輌では、補助
動力駆動部２５を小型軽量化することができ、当該車輌
を小型軽量化することができる。尚、上述の実施例と同
様に、一方向力伝達部材３０を設けることなく、第３の
平歯車２９を出力軸３１に直接的に連結する構成でもよ
い。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明の補助動力装置付
き車輌では、補助動力駆動部が補助動力装置に連結され
た太陽歯車と、補助動力伝達機構部を収納したケーシン
グの内側部分に固定された内歯車部材と、太陽歯車、及
び内歯車部材にそれぞれ連結され、互いに直径の異なる
第１、及び第２の歯車部材からなる遊星歯車を備えてい
る。さらに、第１、第２の歯車部材を上下２段に一体的
に構成している。これにより、この発明の補助動力装置
付き車輌では、補助動力駆動部を小型軽量化することが
でき、当該車輌を小型軽量化することができる。

【００４２】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌では、補助動力駆動部が補助動力装置に連結した太陽
歯車と、補助動力伝達機構部を収納したケーシング内で
回転自在に装着された可動内歯車部材と、太陽歯車、及
び可動内歯車部材にそれぞれ連結され、互いに直径の異
なる第１、及び第２の歯車部材からなる遊星歯車とを備
えている。さらに、第１、第２の歯車部材を上下２段に
一体的に構成している。これにより、この発明の補助動
力装置付き車輌では、補助動力駆動部を小型軽量化する
ことができ、当該車輌を小型軽量化することができる。

【００４３】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌では、上述の補助動力装置の外容器とケーシングを一
体的に構成している。これにより、この発明の補助動力
装置付き車輌では、補助動力駆動部の構成を簡略化し
て、当該車輌を小型軽量化することができる。別の観点
による発明の補助動力装置付き車輌は、前記遊星歯車か
ら伝達された出力を外部に出力する出力軸の一端部分
が、前記ケーシング内に配置されている。これにより、
この発明の補助動力装置付き車輌では、補助動力駆動部
の構成を簡略化して、当該車輌を小型軽量化することが
できる。

【００４４】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌は、前記太陽歯車、及び前記第１、第２の歯車部材の
うち、少なくとも前記太陽歯車に連結された第１の歯車
部材とにヘリカル形状の歯部を形成している。これによ
り、この発明の補助動力装置付き車輌では、遊星歯車の
回転時でのギヤ音の発生を抑制することができる。別の
観点による発明の補助動力装置付き車輌は、前記第１、
第２の歯車部材が、互いに逆向きに傾斜したヘリカル形
状の歯部を有する。これにより、この発明の補助動力装
置付き車輌では、遊星歯車の回転時でのギヤ音の発生を
抑制することができる。

【００４５】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌は、補助動力駆動部が、補助動力装置に連結された第
１の平歯車、前記第１の平歯車と直径が異なる第２の平
歯車、前記第２の平歯車に連結された第３の平歯車を備
え、前記第１、第２の平歯車を上下２段に一体的に構成
している。これにより、この発明の補助動力装置付き車
輌では、補助動力駆動部の構成を簡略化して、当該車輌
を小型軽量化することができる。別の観点による発明の
補助動力装置付き車輌は、前記補助動力伝達機構部が、
減速比が２０以下となるよう前記補助動力装置からの補
助動力を減じて、前記車輌走行部に伝達している。これ
により、この発明の補助動力装置付き車輌では、補助動
力伝達機構部の構成を簡略化して、当該車輌を小型軽量
化することができる。

【００４６】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌は、前記車輌走行部に前記人力駆動力、及び前記補助
動力を伝達するチェーンを設け、前記チェーンに当接す
るアイドラーを前記補助動力駆動部の外容器に装着して
いる。これにより、この発明の補助動力装置付き車輌で
は、補助動力装置からの補助動力を効率よくチェーンに
伝達することができる。別の観点による発明の補助動力
装置付き車輌は、前記車輌走行部に前記人力駆動力、及
び前記補助動力を伝達するチェーンを設け、前記チェー
ンに当接する補助スプロケットを前記補助動力駆動部の
外容器に装着している。これにより、この発明の補助動
力装置付き車輌では、補助動力装置からの補助動力を効
率よくチェーンに伝達することができる。

【００４７】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌は、前記車輌走行部に前記人力駆動力を伝達するチェ
ーンと、前記車輌走行部に前記補助動力を伝達する第２
のチェーンを設けている。これにより、この発明の補助
動力装置付き車輌では、各チェーンのチェーンテンショ
ンを独立して、かつ容易に調整することができる。別の
観点による発明の補助動力装置付き車輌は、前記補助動
力装置がモータにより構成され、そのモータが正方向、
及び逆方向に回転するよう構成している。これにより、
この発明の補助動力装置付き車輌では、走行中の車輌の
速度を安全な速度に自動的に制御することができる。

【００４８】別の観点による発明の補助動力装置付き車
輌は、前記モータのケースの外周面上にフィン部材を設
けている。これにより、この発明の補助動力装置付き車
輌では、モータの内部から外部に効率よく放熱すること
ができる。別の観点による発明の補助動力装置付き車輌
では、補助動力駆動部が、前記チェーンまたは第２のチ
ェーンに係合する補助動力スプロケットを備え、前記補
助動力スプロケットが前記補助動力伝達機構部に着脱で
きるよう構成している。これにより、この発明の補助動
力装置付き車輌では、人力駆動力に対する補助動力の比
率を機械的に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である補助動力装置付き
車輌の概略構成を示す構造図

【図２】図１に示した補助動力駆動部の構成を示す構造
図

【図３】図１に示した補助動力装置付き車輌の第１の変
形例の概略構成を示す構造図

【図４】本発明の第２の実施例の補助動力装置付き車輌
での補助動力駆動部の構成を示す構造図

【図５】本発明の第３の実施例の補助動力装置付き車輌
での補助動力駆動部の構成を示す構造図

【図６】本発明の第４の実施例である補助動力装置付き
車輌の概略構成を示す構造図

【図７】図６に示した補助動力駆動部の構成を示す構造
図

【図８】図１に示した補助動力装置付き車輌の第２の変
形例の概略構成を示す構造図

【符号の説明】

１ 車輌走行部 ２ 人力駆動部 ３，２５ 補助動力駆動部 ８ チェーン ８’ 第２のチェーン ９ 補助動力スプロケット １０，２１，２４，２６ 補助動力伝達機構部 １１ ケーシング １２ アイドラー １３ モータ １６ 太陽歯車 １７ 遊星歯車 １８ 内歯車部材 ２０，３０ 一方向力伝達部材 ２３ 可動内歯車部材 ２８，２９ 平歯車 ４０ 補助スプロケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷田 正人 大阪府柏原市片山町13番13号 ナショナ ル自転車工業株式会社内 (72)発明者 山本 秀樹 大阪府柏原市片山町13番13号 ナショナ ル自転車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−194186（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−81292（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−240565（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−187052（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−272487（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−240563（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−276887（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−244674（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62M 23/02 F16H 1/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行を行うための車輌走行部と、人力駆動力を検出する磁歪式センサと、 人力を前記車輌走行部に伝達するドライブスプロケット
   と、 補助動力を出力する補助動力装置と、 この補助動力装置からの補助動力を前記車輌走行部に伝
   達する補助スプロケットと、 このドライブスプロケットとこの補助スプロケットの駆
   動力を前記車輌走行部に伝達するチェーンと、 このチェーンに当接するアイドラーと、 前記補助動力装置を収納した非磁性体材料からなるケー
   シングと、 検出した人力に基いて補助動力の制御を行う制御部とを
   備え、 前記アイドラーは前記ケーシングに設けられ、前記磁歪
   式センサに対して磁気の影響を抑制した配置である こと
   を特徴とする補助動力付き車輌。
2. 【請求項２】 補助スプロケットの径がドライブスプロ
   ケットの径より小であることを特徴とする請求項１に記
   載の補助動力装置付き車輌。
3. 【請求項３】 補助動力装置に連結された第１の平歯車
   と、 この第１の平歯車と直径が異なる第２の平歯車と、 この第２の平歯車に連結された第３の平歯車とを備え、 前記第１、第２の平歯車を上下２段に一体的に構成し、
   前記第３の平歯車が補助動力スプロケットと連結されて
   いることを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の
   補助動力装置付き車輌。