JP3980716B2

JP3980716B2 - 補助動力付き自転車

Info

Publication number: JP3980716B2
Application number: JP27440897A
Authority: JP
Inventors: 静止三浦; 信夫三浦; 正宏黒木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2017-10-07
Also published as: JPH11105774A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、後輪を回転駆動すべく人力により回転操作されるペダル軸と、該ペダル軸からの動力伝達を可能としてペダル軸と同軸に配置されるペダルスプロケットと、後輪に設けられる被動スプロケットと、ペダルスプロケットおよび被動スプロケットに巻掛けられる無端状のチェーンと、アシスト動力を発揮し得る動力源を有して車体フレームに搭載されるパワーユニットと、該パワーユニットからのアシスト動力を前記チェーンに伝達すべく該チェーンに噛合されるアシストスプロケットとを備える補助動力付き自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる補助動力付き自転車は、たとえば特開平７−１５６８５６号公報等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、アシストスプロケットへのチェーンの巻掛け角度が比較的小さく、アシストスプロケットからのアシスト動力伝達時に、チェーンがアシストスプロケットから浮き上がってしまい、アシストスプロケットからチェーンにアシスト動力が有効に伝達されないことがある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、アシストスプロケットからチェーンにアシスト動力を有効に伝達可能とした補助動力付き自転車を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、後輪を回転駆動すべく人力により回転操作されるペダル軸と、該ペダル軸からの動力伝達を可能としてペダル軸と同軸に配置されるペダルスプロケットと、後輪に設けられる被動スプロケットと、ペダルスプロケットおよび被動スプロケットに巻掛けられる無端状のチェーンと、アシスト動力を発揮し得る補助動力源を有して車体フレームに搭載されるパワーユニットと、該パワーユニットからのアシスト動力を前記チェーンに伝達すべく該チェーンに噛合されるアシストスプロケットとを備える補助動力付き自転車において、前記アシストスプロケットが、前記ペダルスプロケットおよび被動スプロケット間でのチェーンの緩み側である下方チェーンラインに噛合され、前記チェーンに張力を与えるテンショナが、車体前後方向で前記アシストスプロケットの近傍に且つアシストスプロケットよりも下側に位置していて、アシストスプロケットおよび被動スプロケット間でチェーンに噛合されることを特徴とする。
【０００６】
また請求項２の発明は、上記請求項１の発明の構成に加えて、前記テンショナが前記パワーユニットのケーシングに取付けられることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、上記請求項１の発明の構成に加えて、前記パワーユニットのケーシングに、前記補助動力源である電動モータが取付けられるとともに、該電動モータの作動を制御する制御ユニットが収納されることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、上記請求項３の発明の構成に加えて、前記ケーシングに、前記電動モータの回転速度を検出する回転数センサが収納されることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、後輪を回転駆動すべく人力により回転操作されるペダル軸と、該ペダル軸からの動力伝達を可能としてペダル軸と同軸に配置されるペダルスプロケットと、後輪に設けられる被動スプロケットと、ペダルスプロケットおよび被動スプロケットに巻掛けられる無端状のチェーンと、アシスト動力を発揮し得る補助動力源を有して車体フレームに搭載されるパワーユニットと、該パワーユニットからのアシスト動力を前記チェーンに伝達すべく該チェーンに噛合されるアシストスプロケットとを備える補助動力付き自転車において、前記アシストスプロケットが、前記ペダルスプロケットおよび被動スプロケット間でのチェーンの緩み側である下方チェーンラインに噛合され、前記パワーユニットのケーシングに取付けられて前記チェーンに張力を与えるテンショナが、アシストスプロケットおよび被動スプロケット間でチェーンに噛合され、前記テンショナは、前部が前記ケーシングに回動可能に支承されるレバーと、該レバーの後部に回転可能に支持されて前記チェーンに噛合するスプロケットと、前記レバーを前記チェーンを緊張せしめる方向に付勢するばねとを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、上記請求項５の発明の構成に加えて、前記レバーの前部が、前記アシストスプロケットの下方近傍で前記ケーシングに回動可能に支承されることを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、後輪を回転駆動すべく人力により回転操作されるペダル軸と、該ペダル軸からの動力伝達を可能としてペダル軸と同軸に配置されるペダルスプロケットと、後輪に設けられる被動スプロケットと、ペダルスプロケットおよび被動スプロケットに巻掛けられる無端状のチェーンと、アシスト動力を発揮し得る補助動力源を有して車体フレームに搭載されるパワーユニットと、該パワーユニットからのアシスト動力を前記チェーンに伝達すべく該チェーンに噛合されるアシストスプロケットとを備える補助動力付き自転車において、前記アシストスプロケットが、前記ペダルスプロケットおよび被動スプロケット間でのチェーンの緩み側である下方チェーンラインに下方から噛合され、前記チェーンに張力を与えるテンショナが、アシストスプロケットおよび被動スプロケット間でチェーンに上方から噛合されることを特徴とする。
【００１２】
さらに請求項８の発明は、後輪を回転駆動すべく人力により回転操作されるペダル軸と、該ペダル軸からの動力伝達を可能としてペダル軸と同軸に配置されるペダルスプロケットと、後輪に設けられる被動スプロケットと、ペダルスプロケットおよび被動スプロケットに巻掛けられる無端状のチェーンと、アシスト動力を発揮し得る補助動力源を有して車体フレームに搭載されるパワーユニットと、該パワーユニットからのアシスト動力を前記チェーンに伝達すべく該チェーンに噛合されるアシストスプロケットとを備える補助動力付き自転車において、前記アシストスプロケットが、前記ペダルスプロケットおよび被動スプロケット間でのチェーンの緩み側である下方チェーンラインに噛合され、前記チェーンに張力を与えるテンショナが、アシストスプロケットおよび被動スプロケット間でチェーンに噛合され、前記アシストスプロケットへの前記チェーンの巻掛け角度が１２０度以上に設定されることを特徴とする。
【００１３】
このような発明によれば、ペダルスプロケットおよび被動スプロケット間でのチェーンの緩み側である下方チェーンラインに前記アシストスプロケットが噛合されることにより、アシストスプロケットからチェーンが浮き上がることを防止して、アシストスプロケットからのアシスト動力を有効かつ確実にチェーンに伝達することが可能となり、しかもパワーユニットを、ロードクリアランスの減少を招くことなく車体フレームの比較的低い位置に搭載することが可能となり、車体フレームの重心位置を比較的低くして走行安定性の向上に寄与することができる。また部品を限られたスペースに効果的に配置することができ、一層の省スペース化を図ることも可能となる上、軽快な外観も提供できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１５】
図１ないし図１４は本発明を電動モータ付き自転車に適用したときの一実施例を示すものであり、図１は電動モータ付き自転車の側面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の要部拡大図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図４の６−６線断面図、図７は図２の７−７線拡大断面図、図８は図４の８−８線断面図、図９は図４の９−９線断面図、図１０は第１センサと第１磁性リングの磁極との相対配置を示す図、図１１は第１磁性リングとの周方向相対位置変化に伴なう第１センサの検出パターンを説明するための図、図１２は制御ユニットにおける電動モータの制御手順を示すフローチャート、図１３は第１および第２磁性リングの相対回転に伴なう第１および第２センサの検出パターンを説明するための図、図１４は通常走行状態での位相差検出を説明するための図である。
【００１６】
先ず図１ないし図３において、この電動モータ付き自転車は側面視で上方に開いた略Ｕ字状である車体フレーム２１を備え、該車体フレーム２１は、その前端のヘッドパイプ２２と、ヘッドパイプ２２から後下りに延びるダウンパイプ２３と、ダウンパイプ２３の後端に固着されて左右に延びる支持パイプ２４と、支持パイプ２４から上方に立上がるシートパイプ２５とを備える。
【００１７】
ヘッドパイプ２２にフロントフォーク２６が操向可能に支承され、該フロントフォーク２６の下端に前輪Ｗ_Fが軸支され、フロントフォーク２６の上端に操向ハンドル２７が設けられる。また車体フレーム２１の後部の支持パイプ２４から後方側に延出される左、右一対のリヤフォーク２８_L，２８_Rの後端間に後輪Ｗ_Rが軸支され、シートパイプ２５の上部および両リヤフォーク２８_L，２８_R間には左、右一対のステー２９…が設けられる。シートパイプ２５には、上端にシート３０を備えるシートポスト３１がシート３０の上下位置を調整可能として装着される。
【００１８】
また後輪Ｗ_Rの上方に配置されるリヤキャリア６７上にはリヤバスケット３３が設けられており、リヤキャリア６７は、リヤフォーク２８_L，２８_Rの後端から上方に延びる左、右一対の支持部材６８…と、シートパイプ２５の上端から後方に延びる支持部材６９とで固定的に支持される。リヤキャリア６７内の前部には、バッテリＢを挿脱可能に収納せしめるバッテリ収納箱３２が設けられる。
【００１９】
シートパイプ２５の後方側には、前記バッテリＢから電力を供給される補助動力源としての電動モータ３４を有するパワーユニット３５が配置され、該パワーユニット３５は、シートパイプ２５および右側のリヤフォーク２８_Rで支持される。
【００２０】
車体フレーム２１の支持パイプ２４を同軸に貫通するペダル軸３６の左端および右端にクランクペダル３７_L，３７_Rがそれぞれ固定的に連結され、ペダル軸３６を回転自在に貫通せしめて支持パイプ２４の左端および右端をそれぞれ塞ぐ蓋板３８_L，３８_Rとペダル軸３６との間にはボールベアリング３９，３９がそれぞれ設けられる。すなわちペダル軸３６は車体フレーム２１で回転自在に支承されることになる。
【００２１】
ペダル軸３６の左右両端のクランクペダル３７_L，３７_Rによる踏力は、それらのクランクペダル３７_L，３７_Rの回転に同期して第１回転円板４０に伝達されるものであり、右側のクランクペダル３７_Rと第１回転円板４０との間には第１回転円板４０からクランクペダル３７_Rへのトルク伝達を遮断する第１ワンウエイクラッチ４１が設けられる。
【００２２】
図４ないし図６を併せて参照して、第１ワンウエイクラッチ４１は、複数のボルト４７により右側のクランクペダル３７_Rの基端部に固着されてペダル軸３６を同軸に囲繞するクラッチ内輪４２と、該クラッチ内輪４２を同軸に囲繞するクラッチ外輪４３と、クラッチ内輪４２の外周に枢支されるとともに環状のスプリング４５で拡開方向に付勢された複数たとえば３個のラチェット爪４４…とを備え、クラッチ外輪４３の内周には、前記各ラチェット爪４４…を係合せしめるラチェット歯４６が形成され、クラッチ外輪４３の外周に第１回転円板４０の内周が溶接等により固着される。
【００２３】
このような第１ワンウエイクラッチ４１によれば、クランクペダル３７_L，３７_Rを踏んでペダル軸３６を正転させると、クランクペダル３７_L，３７_Rの踏力が第１回転円板４０に伝達されるが、クランクペダル３７_L，３７_Rを踏んでペダル軸３６を逆転させたときには、第１ワンウエイクラッチ４１がスリップしてペダル軸３６の逆転が許容され、また第１回転円板４０からクランクペダル３７_R側にトルクが伝達されることもない。
【００２４】
ペダル軸３６の軸線に沿って第１回転円板４０の内方側で隣接した位置には、第１回転円板４０よりも大径に形成される第２回転円板４８がペダル軸３６を同軸に囲繞するようにして配置されており、第２回転円板４８の内周部は、第１ワンウエイクラッチ４１のクラッチ内輪４２と、円筒状の支持部材５０が備える鍔部５０ａとの間に相対回転を可能として挟まれ、支持部材５０は、ペダル軸３６を相対回転自在に囲繞してクラッチ内輪４２の内周に、たとえばねじ結合等により結合される。また前記ペダル軸３６の軸線に沿って第１回転円板４０の外方側には、第１回転円板４０の外周部を第２回転円板４８との間に挟むようにしてリング状の挟持板４９が配置される。
【００２５】
第１回転円板４０の外周寄りの部分の周方向に沿う複数箇所たとえば等間隔をあけた４箇所には、ペダル軸３６の軸線を中心とする仮想円に沿って円弧状に延びる案内孔５１，５１…が設けられており、各案内孔５１，５１…にそれぞれ挿通される円筒状のカラー５２，５２…が第２回転円板４８および挟持板４９間に配置され、第２回転円板４８および挟持板４９は、各カラー５２，５２…を貫通するリベット５３，５３…で相互に連結される。したがって第２回転円板４８および挟持板４９は、各カラー５２，５２…が案内孔５１，５１…内で移動し得る範囲で第１回転円板４０に対して相対回転することができる。而して第１回転円板４０と、第２回転円板４８および挟持板４９との対向面には、錆の発生を防止するための防錆フィルム（図示せず）がそれぞれ貼着されている。
【００２６】
第１回転円板４０には、その周方向に比較的長く延びる複数の収納孔５４，５４…が、各案内孔５１，５１…相互間にたとえば２つずつ配置されるようにして設けられており、第２回転円板４８および規制板４９にも、第１回転円板４０の各収納孔５４，５４…に対応した規制孔５５，５５…，５６，５６…がそれぞれ設けられる。各収納孔５４，５４…および各規制孔５５，５５…，５６，５６…には、コイルばね５７，５７…が収納されており、第１回転円板４０と、第２回転円板４８および挟持板４９とが相対回転していないときには、各コイルばね５７，５７…の両端は各収納孔５４，５４…および各規制孔５５，５５…，５６，５６…の両端に当接した状態にある。しかるに、第１回転円板４０と、第２回転円板４８および挟持板４９とが相対回転すると、各コイルばね５７，５７…の一端は各収納孔５４，５４…の一端に当接したままであるが、他端は各規制孔５５，５５…，５６，５６…の他端で押されて各収納孔５４，５４…の他端から離反するようになる。すなわち各コイルばね５７，５７…を圧縮しつつ、第１回転円板４０と、第２回転円板４８および挟持板４９とが相対回転することになる。
【００２７】
前記各収納孔５４，５４…および各規制孔５５，５５…，５６，５６…へのコイルばね５７，５７…の収納状態を保持するために、第２回転円板４８には、各規制孔５５，５５…の両側縁からコイルばね５７，５７…の外周にほぼ沿って斜めに延びる保持壁部５５ａ，５５ａ…が設けられ、挟持板４９には、各規制孔５６，５６…の両側縁からコイルばね５７，５７…の外周にほぼ沿って斜めに延びる保持壁部５６ａ，５６ａ…が設けられる。第１回転円板４０および挟持板４９は、第１回転円板４０の外周に装着されるカバー５８で覆われており、第１ワンウエイクラッチ４１のクラッチ外輪４３に装着された環状の弾性シール部材５９が外周側に備えるリップ部５９ａが前記カバー５８の内周部内面に弾発的に接触せしめられ、また前記弾性シール部５９がその内周側に備えるリップ部５９ｂがクラッチ内輪４２に弾発的に接触せしめられる。而して第１ワンウエイクラッチ４２のクラッチ内輪４２およびクラッチ外輪４３間には、前記リップ部５９ｂで封入されるようにしてグリス６０が充填される。
【００２８】
前記カバー５８から外側方に突出する第２回転円板４８の外周には、ペダル軸３６と同軸にしてペダルスプロケット６１が設けられており、該ペダルスプロケット６１と、パワーユニット３５で駆動されるアシストスプロケット６２と、後輪Ｗ_Rの車軸に設けられた被動スプロケット６３とに無端状のチェーン６４が巻掛けられ、該チェーン６４に張力を与えるテンショナ６５が備えるスプロケット６６がアシストスプロケット６２および被動スプロケット６３間でチェーン６４に噛合される。
【００２９】
したがって第１ワンウエイクラッチ４１を介して第１回転円板４０に伝達されるクランクペダル３７_L，３７_Rの踏力は、各コイルばね５７，５７…を圧縮しつつ第２回転円板４８すなわちペダルスプロケット６１に伝達され、さらにチェーン６４および被動スプロケット６３を介して後輪Ｗ_Rに伝達されることになり、またパワーユニット３５からアシストスプロケット６２に与えられるアシスト動力はチェーン６４および被動スプロケット６３を介して後輪Ｗ_Rに伝達され、このパワーユニット３５からのアシスト動力によるトルクは第１ワンウエイクラッチ４１の働きによりクランクペダル３７_L，３７_R側に伝達されることはない。
【００３０】
図７において、パワーユニット３５のケーシング７０は、左ケーシング半体７１と、該左ケーシング半体７１との間に第１収納室７４を形成して左ケーシング半体７１に結合される右ケーシング半体７２と、左ケーシング半体７１との間に第２収納室７５を形成して左ケーシング半体７１に結合されるカバー７３とから成り、カバー７３の左ケーシング半体７１への結合面にはゴム製のガスケット７６が装着される。
【００３１】
ケーシング７０には、ペダル軸３６の回転軸線と平行な回転軸線を有する電動モータ３４が取付けられており、この電動モータ３４の出力は、クランクペダル３７_L，３７_Rによる踏力をアシストすべく減速ギヤ列７７を介してアシストスプロケット６２に伝達される。
【００３２】
電動モータ３４の動力をアシストスプロケット６２に伝達するための減速ギヤ列７７は、第２収納室７５内で電動モータ３４のモータ軸７８に固着される駆動ギヤ７９と、第２収納室７５内でアイドル軸８０の一端に固着されて前記駆動ギヤ７９に噛合される第１中間ギヤ８１と、第１収納室７４内でアイドル軸８０に一体に設けられる第２中間ギヤ８２と、第２中間ギヤ８２に噛合される被動ギヤ８３と、被動ギヤ８３と同軸に配置される回転軸８４と、被動ギヤ８３および回転軸８４間に設けられる第２ワンウエイクラッチ８５とを備え、前記回転軸８４の右ケーシング半体７２からの突出端部にアシストスプロケット６２が固着される。
【００３３】
アイドル軸８０は、電動モータ３４のモータ軸７８と平行な軸線を有するものであり、右ケーシング半体７２およびアイドル軸８０間にボールベアリング８６が、また左ケーシング半体７１およびアイドル軸８０間にボールベアリング８７が介装される。回転軸８４はアイドル軸８０と平行な軸線を有するものであり、右ケーシング半体７２および回転軸８４間にボールベアリング８８が、また左ケーシング半体７１および回転軸８４間にボールベアリング８９が介装される。
【００３４】
このような減速ギヤ列７７では、電動モータ３４の作動に伴なうトルクが減速されてアシストスプロケット６２に伝達されるが、電動モータ３４の作動が停止したときには、第２ワンウエイクラッチ８５の働きにより回転軸８４の空転が許容され、クランクペダル３７_L，３７_Rの踏力によるアシストスプロケット６２の回転が妨げられることはない。
【００３５】
ケーシング７０における左ケーシング半体７１には、カバー７３とは反対側に突出する嵌合筒部９０が一体に設けられており、電動モータ３４が備える有底円筒状のモータハウジング９１は、該嵌合筒部９０に嵌合された状態で、複数たとえば２つのボルト９２，９２により左ケーシング半体７１に締結される。しかも左ケーシング半体７１に植設された位置決めピン９３がモータハウジング９１の開口部に係合されており、モータハウジング９１の嵌合筒部９０内での軸線まわりの位置が定められる。さらにモータハウジング９１の開口端寄りの外面と、嵌合筒部９０の内面とには、相互間に環状のシール部材９４を挟持する段部が相互に対応して形成されており、モータハウジング９１の嵌合筒部９０内への嵌合、固定によりシール部材９４がモータハウジング９１および嵌合筒部９０間に保持されることになる。
【００３６】
電動モータ３４は、ペダル軸３６と平行な軸線を有するモータ軸７８を有するものであり、このモータ軸７８に設けられたコンミテータ９５に複数のブラシ９６…が摺接される。而して左ケーシング半体７１には、モータハウジング９１の開口部に対向する支持壁部１００が嵌合筒部９０の内端を閉じるようにして一体に設けられており、支持壁部１００に締結された非導電性材料製の支持板９７と、該支持板９７に取付けられるホルダ９８…との間に各ブラシ９６…が保持され、ホルダ９６…およびブラシ９６…間に受けられるばね９９…によりブラシ９６…はコンミテータ９５に摺接する方向に付勢される。
【００３７】
モータ軸７８は、支持壁部１００を回転自在に貫通して第２収納室７５側に突出されるものであり、支持壁部１００とモータ軸７８との間には、ボールベアリング１０１が支持壁部１００に圧入されるようにして設けられ、モータ軸７８にはボールベアリング１０１の内輪がコンミテータ９５側に移動するのを規制する止め輪１０２が装着される。
【００３８】
ところで、ケーシング７０は、ペダル軸３６よりも後方側上部に電動モータ３４が配置されるようにして、車体フレーム２１のシートパイプ２５ならびに右側のリヤフォーク２８_Rに支持されるものであり、シートパイプ２５に固着されたブラケット１０５に、左ケーシング半体７１の上部に上方に隆起するようにして一体に設けられたハンガー部１０６がボルト１０７およびナット１０８により締結され、また右側のリヤフォーク２８_Rに固着されたブラケット１０９に、左、右ケーシング半体７１，７２から前方に突出するようにして一体に設けられたハンガー部１１０が、ボルト１１１およびナット１１２により締結される。
【００３９】
第２収納室７５に突出したモータ軸７８の端部には駆動ギヤ７９がスプライン嵌合されており、ボールベアリング１０１の内輪との間に、前記駆動ギヤ７９およびリラクタ１１４を挟むようにして、モータ軸７８と同軸のボルト１１３がモータ軸７８の端部に螺合されることにより、モータ軸７８の軸線に沿う駆動ギヤ７９の移動が阻止され、駆動ギヤ７９がモータ軸７８に固定される。
【００４０】
前記リラクタ１１４と共働してモータ軸７８の回転速度を検出する電磁ピックアップコイル式の回転数センサ１１６が、図２で示すように、リラクタ１１４に対向して第２収納室７５内に配置されるようにしてケーシング７０の左ケーシング半体７１に固定される。駆動ギヤ７９に噛合する第１中間ギヤ８１は、その外周部すなわち駆動ギヤ７９との噛合部を合成樹脂製として形成されるものであり、アイドル軸８０に結合される金属製のボス１１７に、外周に歯部１１８を有して合成樹脂によりリング状に形成されるリング体１１９が複数のボルト１２０…で締結されて成る。
【００４１】
ボス１１７は、アイドル軸８０で支持されているボールベアリング８７の内輪に一端を当接させるようにして、アイドル軸８０にスプライン嵌合される。一方、アイドル軸８０の端部外面には止め輪１２１が装着され、該止め輪１２１によりボス１１７から離反する方向の移動を阻止されるようにして受け部材１２２がアイドル軸８０に装着されており、前記ボス１１７の他端と、受け部材１２２との間には皿ばね１２３が設けられる。該皿ばね１２３が発揮するばね力により、第１中間ギヤ８１はボールベアリング８７の内輪側に向けて押圧され、第１中間ギヤ８１がアイドル軸８０に固定されることになる。またリング体１１９には、金属製の補強板１２４が当接されており、該補強板１２４は、前記ボルト１２０…でリング体１１９に共締めされる。
【００４２】
回転軸８４は、第２ワンウエイクラッチ８５を介して該回転軸８４に装着される被動ギヤ８３の下部が、左、右のリヤフォーク２８_L，２８_R間に配置されるようにしてケーシング７０で回転自在に支承されるものであり、複数のボルト１２５…で相互に締結される左、右ケーシング半体７１，７２の下部は、前記被動ギヤ８３の下部を覆うようにして両リヤフォーク２８_L，２８_R間を下方に延びるように形成される。このように左、右ケーシング半体７１，７２の下部すなわちケーシング７０の下部が両リヤフォーク２８_L，２８_Rよりも下方に配置されることにより、パワーユニット３５の重心が極力下方に配置されることになり、電動モータ付き自転車の低重心化に寄与することができる。
【００４３】
左ケーシング半体７１の下端には、アーム部１２６が一体に設けられており、このアーム部１２６に、チェーン６４を緊張せしめるテンショナ６５が取付けられる。該テンショナ６５は、回転軸８４と平行な軸線まわりの揺動を可能としてアーム部１２６に基端部が支持されるレバー１２７と、該レバー１２７の先端に回転自在に支持されるスプロケット６６と、スプロケット６６に噛合したチェーン６４を緊張せしめる方向にレバー１２７を付勢するばね１２８とを備える。
【００４４】
レバー１２７は、その基端部に円筒部１２７ａを備えるものであり、該円筒部１２７ａ内に挿入される円筒状の支軸１２９が、回転軸８４と平行な軸線を有するようにしてボルト１３０によりアーム部１２６に締結される。ばね１２８は、前記円筒部１２７ａを囲繞するねじりばねであり、該ばね１２８の両端はアーム部１２６およびレバー１２７に係合される。
【００４５】
レバー１２７の先端部には、前記支軸１２９と平行な軸線を有する軸１３１が固着されており、該軸１３１との間にボールベアリング１３２を介在させるようにしてスプロケット６６がレバー１２７の先端部に装着される。
【００４６】
ところで、回転軸８４に設けられているアシストスプロケット６２は、ペダルスプロケット６１および被動スプロケット６３間でのチェーン６４の緩み側である下方チェーンラインに噛合されるものであり、両リヤフォーク２８_L，２８_Rの上方に位置するようにして回転軸８４すなわちアシストスプロケット６２が配置されており、ペダルスプロケット６１およびアシストスプロケット６２の中心を結ぶ線よりも下方において、車体前後方向でアシストスプロケット６２の近傍にテンショナ６５のスプロケット６６が配置され、アシストスプロケット６２へのチェーン６４の巻掛け角度αは、図２で明示するように、１２０度以上の大きな角度、この実施例では１６０度に設定される。
【００４７】
左ケーシング半体７１の外面側で回転軸８４および電動モータ３４間には凹部１３５が設けられており、該凹部１３５および電動モータ３４の一部を覆うカバー１３７が複数のボルト１３８…により左ケーシング半体７１に締結されており、該カバー１３７および前記凹部１３５により形成される収納室１３６に制御ユニット１４０が収納される。すなわち図７で示すように、チェーン６４および減速ギヤ列７７間に制御ユニット１４０が配置されることになる。
【００４８】
電動モータ３４の作動は、制御ユニット１４０で制御されるものであり、該制御ユニット１４０は、回転数センサ１１６で検出される電動モータ３４の回転数、ならびにクランクペダル３７_L，３７_Rによる入力トルクに基づいて電動モータ３４の作動を制御する。前記カバー１３７の外面には、チェーン６４のアシストスプロケット６２への巻掛け部分と、チェーン６４の被動スプロケット６３からペダルスプロケット６１に至る部分とが相互に接触することを回避するようにしてチェーン６４の走行を案内するガイド突部１３９が、チェーン６４のアシストスプロケット６２への巻掛け部分を外側方から覆うようにして一体に突設される。
【００４９】
再び図４において、第２回転円板４８に関して第１回転円板４０とは反対側には、第１回転円板４０とともに回転する第１磁性リング１４１が配置され、第１磁性リング１４１を第２回転円板４８との間に挟む位置には、第２回転円板４８とともに回転する第２磁性リング１４２が配置される。すなわち第１および第２磁性リング１４１，１４２は、第１および第２回転円板４０，４８の軸方向一側で軸方向に並んで配置される。
【００５０】
図８を併せて参照して、第１磁性リング１４１は、周方向に隣接して相互に極性を異ならせるようにしてリング状に配置される複数のＮ極１４３_N…および複数のＳ極１４３_S…が、合成樹脂等の非磁性材料から成る円筒状の第１ハウジング１４４の内周に設けられて成るものであり、Ｎ極１４３_N…およびＳ極１４３_S…は、たとえば３度の中心角を有して６０極ずつ第１ハウジング１４４の内周に設けられる。
【００５１】
ところで、第１磁性リング１４１に隣接する第２回転円板４８の周方向複数箇所たとえば４箇所には挿通孔１４５…が設けられており、第１回転円板４０には、前記各挿通孔１４５…に対応した係合孔１４６…が設けられる。一方、第１磁性リング１４１の第１ハウジング１４４には、挿通孔１４５…を貫通して第１回転円板４０に当接する当接脚部１４４ａ…と、挿通孔１４５…を貫通して係合孔１４６…に弾発係合する係合爪部１４４ｂ…とが一体に設けられており、第１磁性リング１４１は第１回転円板４０に弾性係合されることになる。而して第１および第２回転円板４０，４８は相対回転するものであるので、各挿通孔１４５…は、第１および第２回転円板４０，４８の相対回転時にも当接脚部１４４ａ…および係合爪部１４４ｂ…が挿通孔１４５…の周方向両側に接触することがないように第２回転円板４８の周方向に沿って比較的長く形成される。
【００５２】
図９を併せて参照して、第２磁性リング１４２は、周方向に隣接して相互に極性を異ならせるようにしてリング状に配置される複数のＮ極１４７_N…および複数のＳ極１４７_S…が、合成樹脂等の非磁性材料から成る円筒状の第２ハウジング１４８の内周に設けられて成るものであり、Ｎ極１４７_N…およびＳ極１４７_S…は、第１磁性リング１４１のＮ極１４３_N…およびＳ極１４３_S…と同一角度で第２ハウジング１４８の内周に設けられる。
【００５３】
第２回転円板４８の周方向複数箇所たとえば４箇所には係合孔１４９…が設けられており、第２磁性リング１４２の第２ハウジング１４８には、第２回転円板４８に当接する複数たとえば４つの当接脚部１４８ａ…と、係合孔１４９…にそれぞれ弾発係合する係合爪部１４８ｂ…とが一体に設けられ、第２磁性リング１４２は第２回転円板４８に弾性係合されることになる。また第１回転円板４０には、係合孔１４９…に係合した係合爪部１４８ｂ…をそれぞれ配置せしめる開口部１５０…が設けられており、第１および第２回転円板４０，４８は相対回転するものであるので、各開口部１５０…は、第１および第２回転円板４０，４８の相対回転時にも係合爪部１４８ｂ…が開口部１５０…の周方向両側に接触することがないように第１回転円板４０の周方向に沿って比較的長く形成される。
【００５４】
また第２磁性リング１４２における第２ハウジング１４８には、当接脚部１４８ａが設けられている位置の全周から半径方向外方に延びるカバー部１４８ｃが一体に設けられており、第１回転円板４０とは反対側で第２回転円板４８の各規制孔５５…に対応する部分がカバー部１４８ｃで覆われる。
【００５５】
第１磁性リング１４１の内方には、第１磁性リング１４１が内周に備えるＮ極１４３_N…およびＳ極１４３_S…を検出する第１センサ１５１…が周方向に等間隔をあけてたとえば４個配置されており、また第２磁性リング１４２の内方には、第２磁性リング１４２が内周に備えるＮ極１４７_N…およびＳ極１４７_S…を検出する第２センサ１５２…が周方向に等間隔をあけてたとえば４個配置される。これらの第１および第２センサ１５１…，１５２…は、磁極を検出するものであればよく、たとえばホール素子やＭＲ素子が好適に用いられる。
【００５６】
第１センサ１５１…および第２センサ１５２…は、合成樹脂等から成るベース部材１５３に埋設されており、該ベース部材１５３は、車体フレーム２１における支持パイプ２４の右端に螺合される蓋板３８_Rと支持パイプ２４の右端との間に挟持される支持リング１５４に、複数たとえば２つのねじ部材１５５，１５５で締結される。
【００５７】
図１０において、４つの第１センサ１５１…は、Ｎ極１４３_N…およびＳ極１４３_S…が３度ずつの角度を有するものであるのに対して、相互間に６．７５度ずつの間隔をあけてベース部材１５３に埋設されるものであり、このようなＮ極１４３_N…およびＳ極１４３_S…と、第１センサ１５１…との配置によれば、固定の第１センサ１５１…に対して第１磁性リング１４１が図１０の矢印で示す方向に角偏位したときに、０．７５度毎に設定される第１ステージＳＴ１３〜第８ステージＳＴ８までの各ステージＳＴ１〜ＳＴ８毎に、４つの第１センサ１５１…による検出信号の組み合わせパターンが異なることになる。ここで、４つの第１センサ１５１…にその配列順にＮＯ．１〜ＮＯ．４までの順番を付し、Ｎ極１４３_Nの検出時にハイレベルの信号を第１センサ１５１が出力するとすると、ＮＯ．１〜ＮＯ．４の第１センサ１５１…は、各ステージＳＴ１〜ＳＴ８毎に図１１で示すような信号を出力することになる。すなわちハイレベル信号を「１」、ローレベル信号を「０」としたときに、第１ステージＳＴ１では各第１センサ１５１…の出力信号の組み合わせが２進数で「１１１１」（１６進数ではＯＦ）、第２ステージＳＴ２では各第１センサ１５１…の出力信号の組み合わせが２進数で「１１１０」（１６進数ではＯＥ）、第３ステージＳＴ３では各第１センサ１５１…の出力信号の組み合わせが２進数で「１１００」（１６進数ではＯＣ）、第４ステージＳＴ４では各第１センサ１５１…の出力信号の組み合わせが２進数で「１０００」（１６進数では０８）、第５ステージＳＴ５では各第１センサ１５１…の出力信号の組み合わせが２進数で「００００」（１６進数では００）、第６ステージＳＴ６では各第１センサ１５１…の出力信号の組み合わせが２進数で「０００１」（１６進数では０１）、第７ステージＳＴ７では各第１センサ１５１…の出力信号の組み合わせが２進数で「００１１」（１６進数では０３）、第８ステージＳＴ８では各第１センサ１５１…の出力信号の組み合わせが２進数で「０１１１」（１６進数では０７）となる。
【００５８】
４つの第２センサ１５２…は、第１センサ１５１…と、第１磁性リング１４１のＮ極１４３_NおよびＳ極１４３_Sとの相対位置と同一の相対位置関係を第２磁性リング１４２のＮ極１４７_NおよびＳ極１４７_Sとの間に持つようにして、ベース部材１５３に埋設されており、固定の第２センサ１５２…に対して第２磁性リング１４２が第１ステージＳＴ１３〜第８ステージＳＴ８まで角偏位する毎に、４つの第２センサ１５２…による検出信号の組み合わせパターンが、４つの第１センサ１５１…によるものと同様に異なることになる。
【００５９】
したがって、第１および第２回転円板４０，４８の回転位相差の最大値が第８ステージＳＴ８の範囲（８×０．７５度＝６度）内であれば、クランクペダル３７_L，３７_Rに入力トルクが加えられることによって生じる前記回転位相差に応じて第１および第２センサ１５１…，１５２…の検出信号の組み合わせパターンが変化することになり、制御ユニット１４０は両回転円板４０，４８の回転位相差を判断することができる。
【００６０】
このような第１センサ１５１…および第２センサ１５２…の検出信号は制御ユニット１４０に入力されるものであり、制御ユニット１４０は、第１および第２センサ１５１…，１５２…の検出信号に応じて、図１２で示す制御手順に従って電動モータ３４の作動を制御する。
【００６１】
図１２において、ステップＳ１では車速を演算し、ステップＳ２では、車速が設定車速ＶＳ以上であるか否かを判定する。この判定車速ＶＳは、クランクペダル３７_L，３７_Rの踏み込み開始時で電動モータ付き自転車が走行開始前のほぼ停車状態にあるか否かを判定するために「０」に近い値、たとえば０．５〜１ｋｍ／ｈとして予め設定されるものであり、車速が設定車速ＶＳ未満であると判定したとき、すなわちクランクペダル３７_L，３７_Rの踏み込み開始時であると判定したときには、ステップＳ３に進む。
【００６２】
ステップＳ３では４つの第１センサ１５１…の出力を読込み、次のステップＳ４で４つの第１センサ１５１…の検出パターンを算出する。またステップＳ５では、４つの第２センサ１５２…の出力を読込み、次のステップＳ６で４つの第２センサ１５２…の検出パターンを算出する。さらにステップＳ７では、第１および第２磁性リング１４１，１４２の位相差すなわち第１および第２回転円板４０，４８の回転位相差を第１センサ１５１…および第２センサ１５２…の検出パターンの組み合わせによって算出する。
【００６３】
ここで、トルク入力に応じた両回転円板４０，４８の回転位相差発生に伴って、Ｎ０．１〜Ｎ０．４の第１センサ１５１…の出力信号と、ＮＯ．１〜ＮＯ．４の第２センサ１５２…の出力信号とが、図１３で示すようなものとなっている場合を想定すると、検出タイミングＴ１では、第１センサ１５１…の検出パターンが「０Ｅ」（１６進数）であるのに対し、第２センサ１５２…の検出パターンは「０７」（１６進数）である。したがって第１センサ１５１…による検出パターンは第２ステージＳＴ２であることを示しているのに対し、第２センサ１５２…による検出パターンは第８ステージＳＴ８であることを示していることになり、両回転円板４０，４８の回転位相差は（２−８＝−６）であり、ステージ数が「８」であることに基づく補数処理を行なうと、回転位相差は２ステージ（１．５度）分となる。また検出タイミングＴ２では、第１センサ１５１…の検出パターンが「００」（１６進数）であるのに対し、第２センサ１５２…の検出パターンは「０８」（１６進数）である。したがって第１センサ１５１…による検出パターンは第４ステージＳＴ５であることを示しているのに対し、第２センサ１５２…による検出パターンは第４ステージＳＴ４であることを示していることになり、両回転円板４０，４８の回転位相差は（５−４＝１）であり、回転位相差は１ステージ（０．７５度）分となる。
【００６４】
このようにして、検出可能な最大トルクの１／８〜２／８のトルクが入力されたときに、検出タイミングによって１あるいは２ステージ分の回転位相差が第１センサ１５１…および第２センサ１５２…の検出パターンの組み合わせによってステップＳ７でデジタル値として得られることになり、ステップＳ８では、第１および第２回転円板４０，４８間に設けられているコイルばね５７のばね定数を前記回転位相差に乗算することにより入力トルクを得ることができる。
【００６５】
ステップＳ９では、ステップＳ８で得た入力トルクに応じたモータ制御量を決定するが、電動モータ３４の作動はデューテイ制御されるものであり、ステップＳ９では電動モータ３４のデューテイ制御量を算出し、ステップＳ１０で、その制御量を出力することになる。
【００６６】
このようなステップＳ１〜Ｓ１０の手順は、クランクペダル３７_L，３７_Rの踏み込み開始時における入力トルクの検出、ならびに検出した入力トルクに基づく電動モータ３４の作動制御を行なうためのものであり、電動モータ付き自転車が通常の走行状態となったときには、ステップＳ１１〜Ｓ１７の手順に続いてステップＳ８〜Ｓ１０の手順を実行することになる。すなわち、ステップＳ２において車速が設定車速ＶＳ以上となった判定したときには、ステップＳ２からステップＳ１１に進み、このステップＳ１１で、４つの第１センサ５１…においてＮＯ．１の第１センサ５１の出力がハイレベルとなったかどうかを判定し、ハイレベルとなったときにステップＳ１２でタイマによる計時を開始する。
【００６７】
ステップＳ１３では、４つの第２センサ５２…においてＮＯ．１の第２センサ５２の出力がハイレベルとなったかどうかを判定し、ハイレベルとなったときにステップＳ１４でタイマの計値時ｔを記憶する。さらにステップＳ１５で、４つの第１センサ５１…においてＮＯ．１の第１センサ５１の出力が再びハイレベルとなったかどうかを判定し、再びハイレベルとなったときにステップＳ１６でタイマによる計時値Ｔを記憶するとともに、タイマをリセットする。
【００６８】
このようなステップＳ１１〜Ｓ１６の手順によると、ＮＯ．１の第１センサ５１の出力が図１４（ａ）で示すようなものであり、ＮＯ．１の第２センサ５２の出力が図１４（ｂ）で示すようなものであるときに、計時値ｔは、第１および第２センサ５１，５２の出力のずれ時間を表すものであり、計時値Ｔは、ＮＯ．１の第１センサ５１の検出周期を表すものである。
【００６９】
ステップＳ１７ではｔ／Ｔを算出するものであり、第１および第２磁性リング１４１，１４２の位相差すなわち第１およひ第２回転円板４０，４８の位相差をアナログ値であるｔ／ＴとしてステップＳ１７で得ることができ、その後、ステップＳ８〜Ｓ１０を順次経過することにより、電動モータ付き自転車の通常走行状態での電動モータ３４の作動制御が実行されることになる。
【００７０】
支持リング１５４には、保護カバー１５８が複数のねじ部材１５９…で締結されており、第１および第２磁性リング１４１，１４２と、第１および第２センサ１５１，１５２が埋設されたベース部材１５３とは、第１および第２回転円板４０，４８とは反対側から保護カバー１５８で覆われる。しかも固定状態に在る保護カバー１５８の周縁部と、ペダル軸３６の軸線まわりに回転する第２磁性リング１４２の第２ハウジング１４８との間には、ラビリンス構造１６０が構成されている。したがって水や泥等による第１および第２センサ１５１…，１５２…および両磁性リング１４１，１４２の汚損が極力防止されることになる。
【００７１】
次にこの一実施例の作用について説明すると、電動モータ付き自転車を走行させるべく乗員がクランクペダル３７_L，３７_Rを踏むのに応じて、クランクペダル３７_L，３７_Rの踏力が第１ワンウエイクラッチ４１、第１回転円板４０、各コイルばね５７…および第２回転円板４８を介してペダルスプロケット６１に伝達され、さらにチェーン６４および被動スプロケット６３を介して後輪Ｗ_Rに動力が伝達されることになる。
【００７２】
このときのクランクペダル３７_L，３７_Rによる踏力に応じて第１回転円板４０と、第２回転円板４８との間にはコイルばね５７…を圧縮しつつ回転位相差が生じることになり、第１回転円板４０とともに回転する第１磁性リング１４１におけるＮ極１４３_NおよびＳ極１４３_Sを検出する複数の第１センサ１５１…の検出信号と、第２回転円板４８とともに回転する第２磁性リング１４２におけるＮ極１４７_NおよびＳ極１４７_Sを検出する複数の第２センサ１５２…の検出信号との組み合わせに応じて制御ユニット１４０が入力トルクを演算し、その入力トルクに応じたアシスト動力を電動モータ３４で発揮させるように制御ユニット１４０が電動モータ３４を制御することにより、アシストスプロケット６２の回転補助動力が制御され、乗員の負荷を軽減することができる。
【００７３】
しかもクランクペダル３７_L，３７_Rの操作初期にあって後輪Ｗ_Rが回転していない状態でも、第１回転円板４０は第２回転円板４８に対して回転位相差を生じることになり、したがって第１磁性リング１４１も第２磁性リング１４２に対して回転位相差を生じるので、第１センサ１５１…および第２センサ１５２…の検出信号の組み合わせパターンがクランクペダル３７_L，３７_Rの操作前に比べて変化することになり、車両の停止状態での入力操作開始初期に直ちに入力トルクを検出して電動モータ３４による補助動力を後輪Ｗ_Rに付与することができる。
【００７４】
またクランクペダル３７_L，３７_Rの操作初期にあって後輪Ｗ_Rが回転していない状態では、デジタル値として得た回転位相差に基づいて入力トルクを演算するのであるが、電動モータ付き自転車が通常の走行状態に入ったときには、アナログ値として得た回転位相差に基づいて入力トルクをリニアに演算することができ、そのリニアな入力トルクに応じた補助動力を電動モータ３４に発揮させるようにして入力トルクにリニアに対応した補助動力を得ることができるものであり、クランクペダル３７_L，３７_Rの操作初期から通常走行状態までの全ての領域で入力トルクを確実に検出し、電動モータ３４による補助動力を後輪Ｗ_Rに付与することが可能となる。
【００７５】
また右側のクランクペダル３７_Rに第１ワンウエイクラッチ４１を介して第１回転円板４０が連結され、第１回転円板４８との間にコイルばね５７…が設けられる第２回転円板４８が、第１回転円板４０に隣接した位置で同一軸線まわりに回転することを可能として配置され、第１および第２磁性リング１４１，１４２が第１および第２回転円板４０，４８の軸方向一側に配置されているので、第１および第２回転円板４０，４８の一側に第１および第２センサ１５１…，１５２…を配置するスペースを確保するようにし、両センサ１５１…，１５２…を配置するために余分なスペースを確保することが不要となるだけでなく、第１および第２磁性リング１４１，１４２ならびに第１および第２センサ１５１…，１５２…の取付けを両回転円板４０，４８の一側に纏めるようにして取付け作業を容易とすることができる。
【００７６】
さらに第１および第２磁性リング１４１，１４２は第１および第２回転円板４０，４８にそれぞれ弾性係合されるものであり、第１および第２磁性リング１４１，１４２のメンテナンスおよび取付け作業が容易である。
【００７７】
しかも第１磁性リング１４１はリング状の第１ハウジング１４４の内周に複数のＮ極１４３_N…およびＳ極１４３_S…がそれぞれ設けられて成るものであり、第２磁性リング１４２はリング状の第２ハウジング１４８の内周に複数のＮ極１４７_N…およびＳ極１４７_S…がそれぞれ設けられて成るものであり、第１および第２センサ１５１…，１５２…が共通のベース部材１５３に埋設されるようにして各磁性リング１４１，１４２の内方側に配置されるので、円筒状である第１および第２磁性リング１４１，１４２の内方に両センサ１５１…，１５２…が配置されるようにしてより一層の省スペース化を図ることが可能となり、さらに両センサ１５１…，１５２…を第１および第２ハウジング１４４，１４８で覆って保護することができる。
【００７８】
さらにアシストスプロケット６２へのチェーン６４の巻掛け角度αは、１２０度以上の大きな角度たとえば１６０度に設定されるので、アシストスプロケット６１からチェーン６４が浮き上がることを防止しつつ、アシストスプロケット６２からのアシスト動力を有効かつ確実にチェーン６４に伝達することができる。しかも両リヤフォーク２８_L，２８_Rの上方に位置するようにしてアシストスプロケット６２が配置されており、ペダルスプロケット６１および被動スプロケット６３の中心を結ぶ線よりも上方にアシストスプロケット６２が配置され、前記線よりも下方でアシストスプロケット６２の中心を結ぶ線よりも下方においてアシストスプロケット６２の近傍にテンショナ６５のスプロケット６６が配置されるので、ペダル軸３６と後輪Ｗ_Rとの間の限られたスペースにパワーユニット３５を効果的に配置するとともに、テンショナ６５を極力上方に配置することを可能としてロードクリアランスの減小を招くことなくパワーユニット３５を車体フレーム２１に搭載することが可能となる。
【００７９】
またペダルスプロケット６１および被動スプロケット６３間でのチェーン６４の緩み側である下方チェーンラインにアシストスプロケット６２が噛合されることにより、パワーユニット３５を車体フレーム２１の比較的低い位置に搭載することが可能となり、車体フレーム２１の重心位置を比較的低くして走行安定性の向上に寄与することができる。それに加えて、パワーユニット３５の下部が両リヤフォーク２８_L，２８_R間に配置されており、テンショナ６５がパワーユニット３５の下部に配設されるので、ペダルスプロケット６１および被動スプロケット６３間でのチェーン６４の張り側である上方チェーンラインと両リヤフォーク２８_L，２８_R間にアシストスプロケット６２を配置することが可能となり、電動モータ付きの自転車の軽快な外観を損なうことなく、パワーユニット３４をペダル軸３６および後輪Ｗ_R間の限られたスペースにコンパクトに配置することができる。制御ユニット１４０は、チェーン６４および減速ギヤ列７７間に配置されており、かかる構成によれば、減速ギヤ列およびチェーン６４間に必然的に生じるスペースを有効に利用して制御ユニット１４０をパワーユニット３５に組付けることが可能であり、パワーユニット３５のケーシング７０におけるカバー７３に、チェーン６４のアシストスプロケット６２への巻掛け部分を外側方から覆うガイド突部１３９が一体に突設されることにより、アシストスプロケット６２への巻掛け部分でのチェーン６４の暴れをガイド突部１３９で有効に防止することが可能であり、アシストスプロケット６２からのアシスト動力のチェーン６４への伝達をより一層有効にすることができる。
【００８０】
図１５および図１６は参考例を示すものであり、図１５はエンジン付き自転車の側面図、図１６は図１５の要部拡大図である。
【００８１】
このエンジン付き自転車の車体フレーム１６１は、金属パイプが側面視で上方に開いた略Ｕ字状に形成されて成るメインフレーム１６２と、該メインフレーム１６２の前端のヘッドパイプ２２とを備え、ヘッドパイプ２２にフロントフォーク２６が操向可能に支承され、該フロントフォーク２６の下端に前輪Ｗ_Fが軸支され、フロントフォーク２６の上端に操向ハンドル２７が設けられる。
【００８２】
メインフレーム１６２の後部には、補助動力源としてのエンジン１６３と、減速機１６４とから成るパワーユニット１６５が搭載されており、エンジン１６３におけるエンジン本体１６６の下部には、減速機１６４のケーシング１６７が連設されており、このケーシング１６７がメインフレーム１６２に設けられたブラケット１６８で固定的に支持される。
【００８３】
ケーシング１６７から後方側に延出される左、右一対のリヤフォーク１６９…の後端間に後輪Ｗ_Rが軸支され、メインフレーム１６２の後方上端部および両リヤフォーク１６９…間には左、右一対のステー２９…が設けられる。またメインフレーム１６２の後方上端部には、シート３０が上下位置を調整可能として装着される。
【００８４】
後輪Ｗ_Rの上方に配置されるリヤキャリア６７′上には燃料タンク１７０が設けられており、リヤキャリア６７′は、両リヤフォーク１８９…の後端から上方に延びる左、右一対の支持部材６８…と、メインフレーム１６２の後方上端部から後方に延びる支持部材６９とで固定的に支持される。
【００８５】
ヘッドパイプ２２に設けられたブラケット１７１にはフロントバスケット１７２が取付けられており、このフロントバスケット１７２の背面部に配設されたバッテリ収納ケース１７３内にバッテリＢが挿脱可能に収納される。
【００８６】
エンジン１６３の気化器１７５は、導管１７４を介して燃料タンク１７０に連なるようにしてエンジン本体１６６の上方に配置されており、該気化器１７５の入口はメインフレーム１６２における後方側上部に接続される。すなわちメインフレーム１６２内の後方上部には、上端をシート３０の下方に開口せしめた筒状のエアクリーナ１７６が、メインフレーム１６２の内面との間に吸気通路１７７を形成するようにして挿入、固定されており、前記気化器１７５の入口は吸気通路１７７に連通することになる。また気化器１７５の出口は吸気管１７８を介してエンジン本体１６６に接続される。
【００８７】
エンジン本体１６６からは排気管１７９が延設されており、該排気管１７９は、エンジン本体１６６からメインフレーム１６２の後方側よりも前方位置まで延びた後、反転して後方側に延び、さらに後ろ下がりに傾斜するように形成されるものであり、この排気管１７９の後部には消音器１８０が設けられる。
【００８８】
左、右一対のステー２９…のうち右側のステー２９には、制御ボックス１８１が取り付けられており、この制御ボックス１８１内には、エンジン１６３の作動を制御する制御ユニット１４０が収納される。
【００８９】
減速機１６４は、エンジン１６３のクランク軸１８２からの動力を減速してアシストスプロケット６２に伝達するものであり、該アシストスプロケット６２は、ペダル軸３６と同軸に配置されるペダルスプロケット６１と、後輪Ｗ_Rに設けられる被動スプロケット６３とに巻掛けられる無端状のチェーン６４に噛合される。而してペダルスプロケット６１および被動スプロケット６３間でのチェーン６４の緩み側である下方チェーンラインに前記アシストスプロケット６２が噛合されるものであり、アシストスプロケット６２の下方位置でケーシング１６７に回転自在に支承されるアイドルスプロケット１８３が、アシストスプロケット６２の近傍に配置されることにより、アシストスプロケット６２へのチェーン６４の巻掛け角度αが１２０度以上たとえば１２０度に設定される。
【００９０】
この参考例によれば、アシストスプロケット６２へのチェーン６４の巻掛け角度αは、１２０度以上の大きな角度たとえば１２０度に設定されるので、アシストスプロケット６１からチェーン６４が浮き上がることを防止しつつ、アシストスプロケット６２からのアシスト動力を有効かつ確実にチェーン６４に伝達することができる。しかもペダルスプロケット６１および被動スプロケット６３間でのチェーン６４の緩み側である下方チェーンラインにアシストスプロケット６２が噛合されることにより、パワーユニット１６５を車体フレーム１６１の比較的低い位置に搭載することが可能となり、車体フレーム１６１の重心位置を比較的低くして走行安定性の向上に寄与することができる。
【００９１】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００９２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ペダルスプロケットおよび被動スプロケット間でのチェーンの緩み側である下方チェーンラインに前記アシストスプロケットが噛合されることにより、アシストスプロケットからチェーンが浮き上がることを防止して、アシストスプロケットからのアシスト動力を有効かつ確実にチェーンに伝達することが可能となり、しかもパワーユニットを、ロードクリアランスの減少を招くことなく車体フレームの比較的低い位置に搭載することが可能となり、車体フレームの重心位置を比較的低くして走行安定性の向上に寄与することができる。また部品を限られたスペースに効果的に配置することができ、一層の省スペース化を図ることも可能となる上、軽快な外観も提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の電動モータ付き自転車の側面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図４の６−６線断面図である。
【図７】図２の７−７線拡大断面図である。
【図８】図４の８−８線断面図である。
【図９】図４の９−９線断面図である。
【図１０】第１センサと第１磁性リングの磁極との相対配置を示す図である。
【図１１】第１磁性リングとの周方向相対位置変化に伴なう第１センサの検出パターンを説明するための図である。
【図１２】制御ユニットにおける電動モータの制御手順を示すフローチャートである。
【図１３】第１および第２磁性リングの相対回転に伴なう第１および第２センサの検出パターンを説明するための図である。
【図１４】通常走行状態での位相差検出を説明するための図である。
【図１５】参考例のエンジン付き自転車の側面図である。
【図１６】図１５の要部拡大図である。
【符号の説明】
２１・・・車体フレーム
３４・・・補助動力源としての電動モータ
３５・・・パワーユニット
３６・・・ペダル軸
６１・・・ペダルスプロケット
６２・・・アシストスプロケット
６３・・・被動スプロケット
６４・・・チェーン
６５・・・テンショナ
６６・・・スプロケット
７０・・・ケーシング
１１６・・回転数センサ
１２７・・レバー
１２８・・ばね
１４０・・制御ユニット
Ｗ_R・・・後輪

Claims

後輪（Ｗ_R）を回転駆動すべく人力により回転操作されるペダル軸（３６）と、該ペダル軸（３６）からの動力伝達を可能としてペダル軸（３６）と同軸に配置されるペダルスプロケット（６１）と、後輪（Ｗ_R）に設けられる被動スプロケット（６３）と、ペダルスプロケット（６１）および被動スプロケット（６３）に巻掛けられる無端状のチェーン（６４）と、アシスト動力を発揮し得る補助動力源（３４）を有して車体フレーム（２１）に搭載されるパワーユニット（３５）と、該パワーユニット（３５）からのアシスト動力を前記チェーン（６４）に伝達すべく該チェーン（６４）に噛合されるアシストスプロケット（６２）とを備える補助動力付き自転車において、
前記アシストスプロケット（６２）が、前記ペダルスプロケット（６１）および被動スプロケット（６３）間でのチェーン（６４）の緩み側である下方チェーンラインに噛合され、
前記チェーン（６４）に張力を与えるテンショナ（６５）が、車体前後方向で前記アシストスプロケット（６２）の近傍に且つアシストスプロケット（６２）よりも下側に位置していて、アシストスプロケット（６２）および被動スプロケット（６３）間でチェーン（６４）に噛合されることを特徴とする補助動力付き自転車。
前記テンショナ（６５）が前記パワーユニット（３５）のケーシング（７０）に取付けられることを特徴とする請求項１記載の補助動力付き自転車。
前記パワーユニット（３５）のケーシング（７０）に、前記補助動力源である電動モータ（３４）が取付けられるとともに、該電動モータ（３４）の作動を制御する制御ユニット（１４０）が収納されることを特徴とする、請求項１記載の補助動力付き自転車。
前記ケーシング（７０）に、前記電動モータ（３４）の回転速度を検出する回転数センサ（１１６）が収納されることを特徴とする、請求項３記載の補助動力付き自転車。
後輪（Ｗ _R ）を回転駆動すべく人力により回転操作されるペダル軸（３６）と、該ペダル軸（３６）からの動力伝達を可能としてペダル軸（３６）と同軸に配置されるペダルスプロケット（６１）と、後輪（Ｗ _R ）に設けられる被動スプロケット（６３）と、ペダルスプロケット（６１）および被動スプロケット（６３）に巻掛けられる無端状のチェーン（６４）と、アシスト動力を発揮し得る補助動力源（３４）を有して車体フレーム（２１）に搭載されるパワーユニット（３５）と、該パワーユニット（３５）からのアシスト動力を前記チェーン（６４）に伝達すべく該チェーン（６４）に噛合されるアシストスプロケット（６２）とを備える補助動力付き自転車において、
前記アシストスプロケット（６２）が、前記ペダルスプロケット（６１）および被動スプロケット（６３）間でのチェーン（６４）の緩み側である下方チェーンラインに噛合され、
前記パワーユニット（３５）のケーシング（７０）に取付けられて前記チェーン（６４）に張力を与えるテンショナ（６５）が、アシストスプロケット（６２）および被動スプロケット（６３）間でチェーン（６４）に噛合され、
前記テンショナ（６５）は、前部が前記ケーシング（７０）に回動可能に支承されるレバー（１２７）と、該レバー（１２７）の後部に回転可能に支持されて前記チェーン（６４）に噛合するスプロケット（６６）と、前記レバー（１２７）を前記チェーン（６４）を緊張せしめる方向に付勢するばね（１２８）とを備えることを特徴とする補助動力付き自転車。
前記レバー（１２７）の前部が、前記アシストスプロケット（６２）の下方近傍で前記ケーシング（７０）に回動可能に支承されることを特徴とする、請求項５記載の補助動力付き自転車。
後輪（Ｗ _R ）を回転駆動すべく人力により回転操作されるペダル軸（３６）と、該ペダル軸（３６）からの動力伝達を可能としてペダル軸（３６）と同軸に配置されるペダルスプロケット（６１）と、後輪（Ｗ _R ）に設けられる被動スプロケット（６３）と、ペダルスプロケット（６１）および被動スプロケット（６３）に巻掛けられる無端状のチェーン（６４）と、アシスト動力を発揮し得る補助動力源（３４）を有して車体フレーム（２１）に搭載されるパワーユニット（３５）と、該パワーユニット（３５）からのアシスト動力を前記チェーン（６４）に伝達すべく該チェーン（６４）に噛合されるアシストスプロケット（６２）とを備える補助動力付き自転車において、
前記アシストスプロケット（６２）が、前記ペダルスプロケット（６１）および被動スプロケット（６３）間でのチェーン（６４）の緩み側である下方チェーンラインに下方から噛合され、
前記チェーン（６４）に張力を与えるテンショナ（６５）が、アシストスプロケット（６２）および被動スプロケット（６３）間でチェーン（６４）に上方から噛合されることを特徴とする補助動力付き自転車。
後輪（Ｗ _R ）を回転駆動すべく人力により回転操作されるペダル軸（３６）と、該ペダル軸（３６）からの動力伝達を可能としてペダル軸（３６）と同軸に配置されるペダルスプロケット（６１）と、後輪（Ｗ _R ）に設けられる被動スプロケット（６３）と、ペダルスプロケット（６１）および被動スプロケット（６３）に巻掛けられる無端状のチェーン（６４）と、アシスト動力を発揮し得る補助動力源（３４）を有して車体フレーム（２１）に搭載されるパワーユニット（３５）と、該パワーユニット（３５）からのアシスト動力を前記チェーン（６４）に伝達すべく該チェーン（６４）に噛合されるアシストスプロケット（６２）とを備える補助動力付き自転車において、
前記アシストスプロケット（６２）が、前記ペダルスプロケット（６１）および被動スプロケット（６３）間でのチェーン（６４）の緩み側である下方チェーンラインに噛合され、
前記チェーン（６４）に張力を与えるテンショナ（６５）が、アシストスプロケット（６２）および被動スプロケット（６３）間でチェーン（６４）に噛合され、
前記アシストスプロケット（６２）への前記チェーン（６４）の巻掛け角度が１２０度以上に設定されることを特徴とする補助動力付き自転車。