JP5246656B2 - Electric bicycle - Google Patents

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本発明は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、電動モータにより発生する補助駆動力を加えて走行可能であるとともに、ブレーキ操作時などに電動モータを回転させてバッテリを充電する回生動作を実行可能である電動自転車に関するものである。   The present invention is capable of traveling by adding an auxiliary driving force generated by an electric motor to a human driving force generated by a pedaling force from a pedal, and performs a regenerative operation of charging the battery by rotating the electric motor when a brake is operated. It relates to an electric bicycle that is possible.

バッテリと、このバッテリから給電される電動モータを備えたモータ駆動ユニットとを有し、ペダルに加えられる踏力による人力駆動力に、前記モータ駆動ユニットの補助駆動力(アシスト力)を加えることで、上り坂等でも楽に走行できる電動自転車は既に知られている。また、この種の電動自転車において、ブレーキ操作時などに電動モータによる回生電力を発生させてバッテリに充電し、バッテリの充電作業回数に対する走行距離を増加させる構造を有するものも知られている。   A battery and a motor drive unit including an electric motor fed from the battery, and by adding an auxiliary drive force (assist force) of the motor drive unit to a human drive force by a pedaling force applied to the pedal, There are already known electric bicycles that can easily travel uphill. Further, this type of electric bicycle is also known which has a structure in which regenerative electric power is generated by an electric motor when a brake is operated and the like is charged to the battery to increase the travel distance with respect to the number of battery charging operations.

例えば、特許文献1には、前輪のハブ内に電動モータを配設し、ブレーキにより制動させる際に、前輪の電動モータを発電機として用いて、前輪の電動モータを回生制御する技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for regeneratively controlling a front wheel electric motor using a front wheel electric motor as a generator when an electric motor is disposed in a front wheel hub and braked by a brake. ing.

この種の前輪に配設した電動モータを回生制御する電動自転車の長所としては、回転している前輪のハブの中心に電動モータを配置することで、比較的簡単な構造で回生動作を実現できる利点がある。   As an advantage of the electric bicycle that regeneratively controls the electric motor disposed on this type of front wheel, the regenerative operation can be realized with a relatively simple structure by arranging the electric motor at the center of the hub of the rotating front wheel. There are advantages.

しかしながら、このように前輪のハブに電動モータを配設して回生制御する電動自転車は、上記長所を有する一方で、以下のような短所がある。電動自転車の制御部は、前輪や後輪など、接地面から直接振動が伝わる箇所には、振動による悪影響を受ける可能性があるので配設箇所としては好ましくなく、一般には、前輪と後輪との間の中間位置、例えば、クランクシャフトを回転自在に支持する軸受などが配設されているハンガラグの後方箇所やその近傍箇所などに配設されることが多い。したがって、電動モータなどが配設されている電動モータ部と制御部とを分離させざるを得ず、いわゆる一体型ユニットとしては構成できないので、それぞれ個別にハウジングなどの部品が必要となって部品点数が多くなり、ひいては製造コストの増加を招き易くなる。また、制御部と電動モータとを接続する配線をメインフレームやフロントフォークに沿って配設せざるを得ないため、配線が長くなり、その分だけ、配線が損傷する可能性が高くなる。さらに、前輪のハブに電動モータが配設されているため、前輪側が重たくなり、電動自転車の重量バランスが前側に寄ってしまう欠点がある。また、回生動作を行った際に、前輪だけが減速してしまうために、後輪側が浮き上がるような姿勢で制動されて電動自転車の安全性が低下するおそれがある。また、このために、前輪の制動力をより大きくする回生動作を積極的には行えない。   However, such an electric bicycle in which an electric motor is disposed on the hub of the front wheel to perform regenerative control has the above-mentioned advantages but has the following disadvantages. The control part of an electric bicycle is not preferable as a location where vibrations are directly transmitted from the ground surface, such as front wheels and rear wheels, since it may be adversely affected by vibration. It is often arranged at an intermediate position between them, for example, at a rear part of the hanger lug where a bearing for rotatably supporting the crankshaft or the vicinity thereof is provided. Therefore, the electric motor unit in which the electric motor or the like is disposed must be separated from the control unit, and cannot be configured as a so-called integrated unit. As a result, the manufacturing cost is likely to increase. In addition, since the wiring connecting the control unit and the electric motor must be disposed along the main frame and the front fork, the wiring becomes longer, and the possibility of damage to the wiring increases accordingly. Further, since the electric motor is disposed on the hub of the front wheel, there is a drawback that the front wheel side becomes heavy and the weight balance of the electric bicycle is shifted to the front side. In addition, when the regenerative operation is performed, only the front wheels are decelerated, so that there is a possibility that the safety of the electric bicycle may be reduced by braking in a posture in which the rear wheels are lifted. For this reason, the regenerative operation for increasing the braking force of the front wheels cannot be actively performed.

このような短所や欠点などを生じさせない構造として、特許文献2には、電動モータ部と制御部とを一まとめにした電動モータユニットを、電動自転車の前輪と後輪との間の中間位置である、いわゆる中央部に配設し、後輪が接地面から受ける回転力(受動回転駆動力と称す)を電動モータユニットに伝達する受動回転駆動力伝達チェーンを、クランク軸の回転を後輪に伝える駆動力伝達チェーンとは別途に配設した構造が開示されている。つまり、電動自転車を含めた一般の自転車においては、下り坂を走行している場合や惰性走行などを行っている際に、ペダルの回転を止めても支障をきたさないように、後輪と後輪のハブに設けられているリアスプロケットとの間や、後輪のハブに設けられている内装変速機に一方向クラッチが配設されて、後輪の受動回転駆動力が駆動力伝達チェーンには伝達されないよう構成されている。したがって、後輪が接地面から受ける受動回転駆動力を、電動モータに伝達するための受動回転駆動力伝達チェーンを別途に設けて、下り坂のブレーキ操作時などに、後輪が受ける受動回転駆動力を、受動回転駆動力伝達チェーンを介して、電動モータに伝達させて回転させることで、回生動作可能に構成している。   As a structure that does not cause such disadvantages and disadvantages, Patent Document 2 discloses an electric motor unit in which an electric motor unit and a control unit are integrated together at an intermediate position between a front wheel and a rear wheel of an electric bicycle. A passive rotational drive force transmission chain that is arranged in a so-called central part and transmits the rotational force (referred to as passive rotational drive force) that the rear wheel receives from the ground contact surface to the electric motor unit, and the rotation of the crankshaft to the rear wheel A structure is disclosed that is arranged separately from the driving force transmission chain for transmission. In other words, in general bicycles including electric bicycles, when driving downhill or coasting, the rear and rear wheels should not be disturbed by stopping the pedal rotation. A one-way clutch is provided between the rear sprocket provided on the wheel hub and the internal transmission provided on the rear wheel hub, so that the passive rotational driving force of the rear wheel is applied to the driving force transmission chain. Is configured not to be transmitted. Therefore, a passive rotational drive force transmission chain for transmitting the passive rotational drive force received by the rear wheel from the ground contact surface to the electric motor is separately provided, and the passive rotational drive received by the rear wheel during downhill braking operation, etc. The force is transmitted to the electric motor through the passive rotational driving force transmission chain and rotated to be configured so that the regenerative operation is possible.

この特許文献2に開示された構造によれば、電動モータユニットにより電動モータ部と制御部とを一体化できるため、ハウジングを1つで済すことができる。また、電動自転車の中央部に電動モータユニットを配設するため、自転車としての前後の重量バランスも良好に維持できる利点がある。また、回生動作を行った際に、この回生動作により後輪を制動させるよう構成することで、前輪を制動させた場合に生じる後輪の浮き上がりを生じることなく制動できて、制動操作時の電動自転車の挙動が不安定となることもない。したがって、回生動作による制動も強めにすることも可能で、この場合には、回生動作による電気エネルギーをより多く蓄電することができる。   According to the structure disclosed in Patent Document 2, the electric motor unit and the control unit can be integrated by the electric motor unit, so that one housing can be used. Further, since the electric motor unit is disposed at the center of the electric bicycle, there is an advantage that the weight balance before and after the bicycle can be maintained well. In addition, when the regenerative operation is performed, the rear wheel is braked by this regenerative operation, so that the rear wheel can be braked without being lifted when the front wheel is braked. Bicycle behavior does not become unstable. Therefore, it is possible to increase the braking by the regenerative operation, and in this case, it is possible to store more electric energy by the regenerative operation.

なお、電動自転車を含めた一般の自転車において、後輪のハブに内装変速機を内装したものは、広く知られており、上り坂等で変速段を低速段側に切り換えることで、運転者への踏力の負担を軽減することができる。この内装変速機は、後輪のハブ外側に多段のギアを有する外装変速機を用いた場合と比較して、トラブルの発生が少なくて、メンテナンスが殆ど必要ない利点がある。つまり、外装変速機では、多段のギアが外部に露出しているため、これらのギアと駆動力伝達チェーンとの間に異物などを噛み込むなどして、駆動力伝達チェーンが外装変速機のギアから外れることがあるが、内装変速機ではこのような不具合が発生しないので、メンテナンスを殆どしなくても済んで、取り扱いが容易である。
特開2004−149001号公報 特開2004−268843号公報
In addition, general bicycles including electric bicycles that have an internal gearbox on the rear wheel hub are widely known. The burden of treading can be reduced. This internal transmission has the advantage that troubles are less likely to occur and maintenance is hardly required as compared with the case where an external transmission having multiple gears on the outer side of the hub of the rear wheel is used. That is, in the exterior transmission, the multi-stage gears are exposed to the outside, and therefore, the drive force transmission chain is inserted into these gears and the drive force transmission chain so that the drive force transmission chain becomes a gear of the exterior transmission. However, such a problem does not occur in the internal transmission, so that the maintenance is hardly required and the handling is easy.
JP 2004-149001 A JP 2004-268843 A

しかしながら、前記特許文献2に開示された構造では、上記したように、ハウジングが1つで済むとともに、自転車としての前後の重量バランスがよい利点がある一方で、駆動力伝達チェーンとは別に受動回転駆動力伝達チェーンが必要であるために、以下の短所を有する。   However, as described above, the structure disclosed in Patent Document 2 requires only one housing and has a good weight balance between the front and rear as a bicycle. On the other hand, passive rotation is possible separately from the driving force transmission chain. Since a driving force transmission chain is required, it has the following disadvantages.

まず第1に、駆動力伝達チェーンと受動回転駆動力伝達チェーンとが干渉しないように配設するための配置設計が難しいとともに、一方のチェーンの張り具合を調整すると、他方のチェーンの張り具合にも影響を受けてしまい、両方のチェーンを良好に張るように調整することに、多くの時間や手間がかかってしまう。第2に、チェーンが2つあるために、チェーンステーなどにチェーンが接触してしまうおそれが高くなる。第3に、チェーンを2つ設けなければならないため、極めて特殊な構造となり、一般的に用いられているハブ構造の自転車部品との互換性が低下し、この結果、製造コストの増加を招いてしまう。第4に、各チェーンに噛み合う合計2つのスプロケットが必要となるため、これらのスプロケットを備えたハブの幅方向寸法が大きくなり、ひいては自転車の後部寸法幅が増加する。第5に、2つのチェーンとこれに係わる部品やその配置構成によって、自転車の外観が一般の自転車とは大きく異なってしまう欠点もある。   First of all, it is difficult to design the arrangement so that the driving force transmission chain and the passive rotational driving force transmission chain do not interfere with each other. If the tension of one chain is adjusted, the tension of the other chain Will also be affected, and it will take a lot of time and effort to adjust both chains well. Second, since there are two chains, there is a high risk that the chain will come into contact with a chain stay or the like. Thirdly, since two chains must be provided, the structure becomes very special and compatibility with commonly used bicycle parts of the hub structure is reduced, resulting in an increase in manufacturing costs. End up. Fourthly, since a total of two sprockets meshing with each chain are required, the width direction dimension of the hub provided with these sprockets is increased, and consequently the rear dimension width of the bicycle is increased. Fifth, there is a drawback that the appearance of the bicycle is greatly different from that of a general bicycle due to the two chains and the related parts and their arrangement.

本発明は前記欠点などを解消するもので、電動モータと制御部とを一まとめにした電動モータユニットを、前輪と後輪との間の中間位置に配設して、自転車としての前後の重量バランスを良好に保つことができながら、受動回転駆動力を伝達する専用のチェーンなどを別途に設けなくても済む電動自転車を提供することを目的とするものである。   The present invention solves the above-mentioned drawbacks and the like. The electric motor unit in which the electric motor and the control unit are integrated is disposed at an intermediate position between the front wheel and the rear wheel, so that the weight of the bicycle before and after is reduced. It is an object of the present invention to provide an electric bicycle that can maintain a good balance and does not require a dedicated chain for transmitting a passive rotational driving force.

前記欠点などを解決するために、本発明の電動自転車は、ペダルからの踏力による人力駆動力に、バッテリから給電される電動モータにより発生する補助駆動力を加えて、走行可能であるとともに、人力駆動力および補助駆動力が加えられておらず後輪が接地面からの受動回転駆動力を受けて走行する受動走行時において前記受動回転駆動力を利用して前記電動モータを回転させて前記バッテリを充電する回生動作を実行可能に構成した電動自転車であって、電動モータと補助駆動力を出力する補助駆動力出力輪体と制御部とを備えたモータ駆動ユニットが、前輪と後輪との間の中間位置に配設され、ペダルからの踏力を後輪に伝達する無端状駆動力伝達体に、モータ駆動ユニットの補助駆動力出力輪体が噛合され、後輪のハブに、ハブ軸と、このハブ軸を中心として回転自在に配設され、前記無端状駆動力伝達体に噛み合う後部輪体が取り付けられた後部輪体取付体と、ハブ胴体と、複数の変速段に切換可能に構成され、少なくとも人力駆動力が加えられて走行する自力走行時に後部輪体取付体の回転を変速段に応じて変速してハブ胴体に伝達する内装変速機と、前記受動走行時に締結されて、後輪からハブ胴体に伝達された受動回転駆動力を、後部輪体取付体に伝達させる逆回転締結クラッチとが設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above-described drawbacks, the electric bicycle of the present invention is capable of traveling by adding an auxiliary driving force generated by an electric motor fed from a battery to a human driving force generated by a pedaling force from a pedal, and a human power. When the driving force and the auxiliary driving force are not applied and the rear wheel travels by receiving the passive rotational driving force from the ground surface, the electric motor is rotated using the passive rotational driving force to rotate the battery. An electric bicycle configured to be capable of performing a regenerative operation for charging a vehicle, wherein a motor drive unit including an electric motor, an auxiliary driving force output wheel that outputs auxiliary driving force, and a control unit is provided between the front wheels and the rear wheels. An auxiliary driving force output wheel body of the motor drive unit is meshed with an endless driving force transmitting body that is disposed at an intermediate position between the pedals and transmits the pedaling force from the pedal to the rear wheel. It is arranged to be rotatable about the hub axle, and is configured to be switchable between a rear wheel body mounting body to which a rear wheel body meshing with the endless driving force transmitting body is mounted, a hub body, and a plurality of shift stages. An internal transmission that transmits the rotation of the rear wheel body attachment body to the hub body by changing the rotation of the rear wheel body according to the shift speed during the self-running that travels with at least human power driving force, and is fastened to the rear wheel And a reverse rotation fastening clutch for transmitting the passive rotational driving force transmitted from the to the hub body to the rear wheel body attachment body.

この構成により、電動モータと補助駆動力出力輪体と制御部とを備えたモータ駆動ユニットを、前輪と後輪との間の中間位置に配設し、かつ内装変速機により変速可能に構成しながら、走行時に後輪が接地面から受ける受動回転駆動力を、ハブ胴体、逆回転締結クラッチ、および後部輪体取付体、後部輪体を介して、ペダルからの踏力を後輪に伝達する無端状駆動力伝達体に伝達することができ、この結果、無端状駆動力伝達体に噛合する補助駆動力出力輪体を介して電動モータを回転させて回生動作を行わせることができる。したがって、後輪が受ける受動回転駆動力を伝達するための専用の駆動力伝達体(チェーン)などを設けることなく、無端状駆動力伝達体を介して、補助駆動力出力輪体および電動モータに受動回転駆動力を伝達することができる。   With this configuration, the motor drive unit including the electric motor, the auxiliary driving force output wheel body, and the control unit is disposed at an intermediate position between the front wheels and the rear wheels, and can be shifted by the internal transmission. However, the endless transmission that transmits the pedaling force from the pedal to the rear wheel via the hub body, reverse rotation fastening clutch, rear wheel body attachment body, and rear wheel body, the passive rotational driving force that the rear wheel receives from the ground contact surface during traveling. As a result, the regenerative operation can be performed by rotating the electric motor through the auxiliary driving force output wheel engaged with the endless driving force transmitting body. Therefore, without providing a dedicated driving force transmission body (chain) for transmitting the passive rotational driving force received by the rear wheel, the auxiliary driving force output wheel body and the electric motor are connected via the endless driving force transmission body. Passive rotational driving force can be transmitted.

また、本発明の電動自転車は、内装変速機は、複数の遊星歯車、複数の太陽歯車、遊星キャリアおよび外輪歯車を有する遊星歯車機構を備え、自力走行時において後部輪体取付体の回転数よりも後輪のハブ胴体の回転数が同等以上となる増速型のものであることを特徴とする。   In the electric bicycle of the present invention, the internal transmission includes a planetary gear mechanism having a plurality of planetary gears, a plurality of sun gears, a planetary carrier, and an outer ring gear. Further, it is a speed increasing type in which the number of rotations of the hub body of the rear wheel is equal to or higher.

また、本発明の電動自転車は、逆回転締結クラッチが、自力走行時において最も高速となる変速段に切り換えられた際にハブ軸に対して固定される太陽歯車と、ハブ軸との間に介装されており、この逆回転締結クラッチは、受動走行時に、前記太陽歯車がハブ軸に対して締結されるように駆動されて、ハブ胴体側からの回転が遊星歯車機構を介して、後部輪体取付体および後部輪体を介して無端状駆動力伝達体に伝達させることを特徴とする。   In addition, the electric bicycle of the present invention is provided between a sun gear fixed to the hub shaft and the hub shaft when the reverse rotation engagement clutch is switched to the highest gear position during self-running. The reverse rotation engagement clutch is driven so that the sun gear is fastened to the hub shaft during passive travel, and rotation from the hub body side is performed via the planetary gear mechanism via the rear wheel. It is transmitted to an endless driving force transmission body via a body attachment body and a rear ring body.

この構成により、増速型の内装変速機を用いた場合でも、逆回転締結クラッチが設けられた内装変速機を介して、受動走行時において、走行時に後輪が接地面から受ける受動回転駆動力を、後部輪体取付体、後部輪体および無端状駆動力伝達体に伝達することができる。   With this configuration, even when a speed increasing type internal transmission is used, the passive rotational driving force that the rear wheel receives from the ground contact surface during the passive travel through the internal transmission provided with the reverse rotation engagement clutch. Can be transmitted to the rear wheel body attachment body, the rear wheel body and the endless driving force transmission body.

また、本発明の電動自転車は、後退時において逆回転締結クラッチが締結されることを阻止して、後退動作を可能とする逆回転締結クラッチ解除機構が設けられていることを特徴とし、この構成により、増速型の内装変速機を用いた場合でも、電動自転車を支障なく後退させることができる。   Further, the electric bicycle of the present invention is provided with a reverse rotation engagement clutch release mechanism that prevents the reverse rotation engagement clutch from being engaged at the time of reverse movement and enables reverse operation. Therefore, even when the speed increasing type internal transmission is used, the electric bicycle can be moved backward without any trouble.

また、本発明の電動自転車の逆回転締結クラッチ解除機構は、後退時においてハブ胴体の回転動作に連動して駆動されて逆回転締結クラッチを解除することを特徴とし、この構成により、電動自転車の後退時において自動的に逆回転締結クラッチが解除されることになり、後退時に逆回転締結クラッチ解除機構を手動で操作するなどの手間を省くことができる。   In addition, the reverse rotation engagement clutch release mechanism of the electric bicycle according to the present invention is driven in conjunction with the rotation operation of the hub body when retreating, and releases the reverse rotation engagement clutch. The reverse rotation engagement clutch is automatically released at the time of reverse movement, and the trouble of manually operating the reverse rotation engagement clutch release mechanism at the time of reverse movement can be saved.

また、本発明の電動自転車の逆回転締結クラッチ解除機構は、ハブの外部に設けられた後退用切換手段からの切換動作により駆動されて逆回転締結クラッチを解除することを特徴とする。   In addition, the reverse rotation engagement clutch release mechanism of the electric bicycle according to the present invention is driven by a switching operation from a reverse switching means provided outside the hub and releases the reverse rotation engagement clutch.

また、本発明の電動自転車の内装変速機は、何れの変速段においても、後部輪体が取り付けられる後部輪体取付体の回転数より後輪のハブ胴体の回転数が同等以下となる減速型であり、ハブ胴体と後部輪体取付体との間に逆回転締結クラッチが介装されていることを特徴とする。なお、減速型の内装変速機としては、例えば、内装変速機が複数の遊星歯車機構を有しているものを用いる。   In addition, the internal transmission of the electric bicycle according to the present invention is a reduction type in which the number of rotations of the hub body of the rear wheel is equal to or less than the number of rotations of the rear wheel body mounting body to which the rear wheel body is mounted at any gear stage. The reverse rotation fastening clutch is interposed between the hub body and the rear wheel body attachment body. As the reduction type internal transmission, for example, an internal transmission having a plurality of planetary gear mechanisms is used.

この構成により、減速型の内装変速機を用いることで、ハブ胴体と後部輪体取付体との間に逆回転締結クラッチを介装しただけの比較的簡単な構成で、受動走行時において、走行時に後輪が接地面から受ける受動回転駆動力を、後部輪体取付体、後部輪体および無端状駆動力伝達体に伝達することができる。また、電動自転車の後退時においても、支障なく電動自転車を後退させることができる。   With this configuration, by using a reduction-type internal transmission, it is a relatively simple configuration in which a reverse rotation fastening clutch is interposed between the hub body and the rear wheel body attachment body. Passive rotational driving force sometimes received by the rear wheel from the ground contact surface can be transmitted to the rear wheel body attachment body, the rear wheel body and the endless driving force transmission body. Further, even when the electric bicycle is retracted, the electric bicycle can be moved backward without any trouble.

また、本発明の電動自転車は、無端状駆動力伝達体の弛みを吸収するテンショナ装置を備え、前記テンショナ装置は、無端状駆動力伝達体の上側部分に上方から摺接する上側摺接輪体と、無端状駆動力伝達体の下側部分に下方から摺接する下側摺接輪体と、前記上側摺接輪体と下側摺接輪体とをそれぞれ上下に揺動自在に支持する支持アームとを有し、人力駆動力、補助駆動力、受動回転駆動力の何れかの駆動力を無端状駆動力伝達体で伝達する際に、上側摺接輪体および下側摺接輪体の一方の摺接輪体が無端状駆動力伝達体から受ける力により、他方の摺接輪体を連動させることで、無端状駆動力伝達体の弛みを吸収するように構成したことを特徴とする。   In addition, the electric bicycle of the present invention includes a tensioner device that absorbs slack of the endless driving force transmission body, and the tensioner device includes an upper sliding contact wheel body that is in sliding contact with the upper portion of the endless driving force transmission body from above. , A lower sliding contact ring body that is in sliding contact with the lower portion of the endless driving force transmission body from below, and a support arm that supports the upper sliding contact ring body and the lower sliding contact ring body so as to be swingable up and down. One of the upper sliding contact ring body and the lower sliding contact ring body is transmitted when the driving force of any one of the human driving force, auxiliary driving force, and passive rotational driving force is transmitted by the endless driving force transmitting body. The sliding contact ring body is configured to absorb the slack of the endless driving force transmission body by interlocking the other sliding contact ring body with the force received from the endless driving force transmission body.

この構成により、1つの無端状駆動力伝達体で、受動回転駆動力も伝達する場合でも、無端状駆動力伝達体の弛みを良好に吸収することができる。   With this configuration, even when the passive rotational driving force is transmitted with one endless driving force transmission body, the slack of the endless driving force transmission body can be satisfactorily absorbed.

以上のように本発明によれば、後輪のハブに、ハブ軸と、このハブ軸を中心として回転自在に配設され、前記無端状駆動力伝達体に噛み合う後部輪体が取り付けられた後部輪体取付体と、ハブ胴体と、複数の変速段に切換可能に構成され、少なくとも人力駆動力が加えられて走行する自力走行時に後部輪体取付体の回転を変速段に応じて変速してハブ胴体に伝達する内装変速機と、前記受動走行時に締結されて、後輪からハブ胴体に伝達された受動回転駆動力を、後部輪体取付体に伝達させる逆回転締結クラッチとが設けられているので、モータ駆動ユニットを、前輪と後輪との間の中間位置に配設し、かつ内装変速機により変速可能に構成しながら、専用の受動回転駆動力伝達チェーンなどを設けることなく、1つの無端状駆動力伝達体を介して、補助駆動力出力輪体および電動モータに受動回転駆動力を伝達することができる。これにより、モータ駆動ユニットは1つで済むので、ハウジングを1つで済ますことができるとともに、自転車としての重量バランスを良好に維持することができながら、一般的に用いられているハブ構造の自転車部品を用いることも可能となり、製造コストの増加も最小限に抑えることができ、別途に、受動回転駆動力伝達チェーンを必要とする場合のような不具合を生じることがなく、電動自転車の外観が一般の自転車とは大きく異なってしまうこともない。   As described above, according to the present invention, the rear wheel hub is attached to the rear wheel hub, and the rear wheel body that is rotatably disposed around the hub shaft and meshes with the endless driving force transmission body is attached. The ring body attachment body, the hub body, and a plurality of shift speeds are configured to be switchable, and at the time of self-running that travels with at least human driving force applied, the rotation of the rear wheel body attachment body is changed according to the shift speed. An internal transmission that transmits to the hub body, and a reverse rotation engagement clutch that is fastened during the passive travel and transmits the passive rotational driving force transmitted from the rear wheel to the hub body to the rear wheel body attachment body are provided. Therefore, the motor drive unit is disposed at an intermediate position between the front wheels and the rear wheels and can be shifted by the internal transmission, and without having a dedicated passive rotational driving force transmission chain or the like. One endless driving force transmission body , It is possible to transmit the passive rotational driving force auxiliary driving force output wheel unit and the electric motor. As a result, since only one motor drive unit is required, a single housing can be used, and while maintaining a good weight balance as a bicycle, a commonly used hub structure bicycle It is also possible to use parts, minimizing the increase in manufacturing cost, and without causing problems such as the need for a separate passive rotational drive force transmission chain, the appearance of an electric bicycle It is not much different from ordinary bicycles.

また、本発明によれば、増速型の内装変速機を用いた場合に、逆回転締結クラッチが、自力走行時において最も高速となる変速段に切り換えられた際にハブ軸に対して固定される太陽歯車と、ハブ軸との間に介装されており、この逆回転締結クラッチは、受動走行時に、前記太陽歯車がハブ軸に対して締結されるように駆動されて、ハブ胴体側からの回転が遊星歯車機構を介して、後部輪体取付体および後部輪体を介して無端状駆動力伝達体に伝達させるよう構成することにより、増速型の内装変速機を介して、受動走行時において、走行時に後輪が接地面から受ける受動回転駆動力を、後部輪体取付体、後部輪体および無端状駆動力伝達体に伝達することができる。   Further, according to the present invention, in the case where the speed increasing type internal transmission is used, the reverse rotation engagement clutch is fixed to the hub shaft when the reverse rotation engagement clutch is switched to the highest speed in the self-running mode. The reverse rotation engagement clutch is driven so that the sun gear is fastened to the hub shaft during the passive running, and from the hub fuselage side. Is transmitted through the planetary gear mechanism to the endless driving force transmission body via the rear wheel body attachment body and the rear wheel body, thereby passively traveling through the speed increasing type internal transmission. In some cases, the passive rotational driving force that the rear wheel receives from the ground contact surface during traveling can be transmitted to the rear wheel body attachment body, the rear wheel body, and the endless driving force transmission body.

また、増速型の内装変速機を用いた場合に、後退時において逆回転締結クラッチが締結されることを阻止して、後退動作を可能とする逆回転締結クラッチ解除機構を設けることにより、増速型の内装変速機を用いた場合でも、電動自転車を支障なく後退させることができる。   In addition, when a speed increasing type internal transmission is used, a reverse rotation engagement clutch release mechanism that prevents the reverse rotation engagement clutch from being engaged at the time of reverse operation and enables the reverse operation is provided. Even when a high-speed internal transmission is used, the electric bicycle can be moved backward without any trouble.

また、本発明の電動自転車の内装変速機として、何れの変速段においても、後部輪体が取り付けられる後部輪体取付体の回転数より後輪のハブ胴体の回転数が同等以下となる減速型を用いるとともに、ハブ胴体と後部輪体取付体との間に逆回転締結クラッチを介装することにより、ハブ胴体と後部輪体取付体との間に逆回転締結クラッチを介装しただけの比較的簡単な構成で、受動走行時において、走行時に後輪が接地面から受ける受動回転駆動力を、後部輪体取付体、後部輪体および無端状駆動力伝達体に伝達することができるとともに、支障なく電動自転車を後退させることができる。   In addition, as an internal transmission of an electric bicycle according to the present invention, the speed reduction type in which the number of rotations of the hub body of the rear wheel is equal to or less than the number of rotations of the rear wheel body mounting body to which the rear wheel body is mounted at any gear. And using a reverse rotation fastening clutch between the hub fuselage and the rear wheel body attachment body, a comparison of simply installing a reverse rotation fastening clutch between the hub body and the rear wheel body attachment body. With a simple configuration, during passive traveling, the passive rotational driving force that the rear wheel receives from the ground contact surface during traveling can be transmitted to the rear wheel body mounting body, the rear wheel body and the endless driving force transmission body, The electric bicycle can be moved backward without any trouble.

また、無端状駆動力伝達体の弛みを吸収するテンショナ装置として、無端状駆動力伝達体の上側部分に上方から摺接する上側摺接輪体と、無端状駆動力伝達体の下側部分に下方から摺接する下側摺接輪体と、前記上側摺接輪体と下側摺接輪体とをそれぞれ上下に揺動自在に支持する支持アームとを有し、人力駆動力、補助駆動力、受動回転駆動力の何れかの駆動力を無端状駆動力伝達体で伝達する際に、上側摺接輪体および下側摺接輪体の一方の摺接輪体が無端状駆動力伝達体から受ける力により、他方の摺接輪体を連動させることで、無端状駆動力伝達体の弛みを吸収するように構成したものを用いることで、1つの無端状駆動力伝達体で、受動回転駆動力も伝達する場合でも、無端状駆動力伝達体の弛みを良好に吸収することができる。   Also, as a tensioner device that absorbs the slack of the endless driving force transmission body, an upper sliding contact ring body that is in sliding contact with the upper portion of the endless driving force transmission body from above, and a lower portion of the lower endless driving force transmission body. A lower sliding contact ring body that is in sliding contact with the upper side, and a support arm that supports the upper sliding contact ring body and the lower sliding contact ring body so as to be swingable up and down. When any one of the passive rotational driving forces is transmitted by the endless driving force transmission body, one of the upper sliding contact ring body and the lower sliding contact ring body is transferred from the endless driving force transmission body. By using the one configured to absorb the slack of the endless driving force transmission body by interlocking the other sliding contact ring body with the received force, one endless driving force transmission body can be used for passive rotation driving Even when the force is transmitted, the slack of the endless driving force transmitter can be absorbed well.

以下、本発明に係る電動自転車の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施の形態はあくまでも一例であって、必ずしもこの実施の形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of an electric bicycle according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment shown here is an example to the last, Comprising: It is not necessarily limited to this embodiment.

以下、本発明の実施の形態に係る電動自転車を図面に基づき説明する。
図1〜図4などに示すように、本発明の実施の形態に係る電動自転車は、ヘッドパイプ1、フロントフォーク2、メインフレーム3、立パイプ4、ハンガラグ5(図3参照)、チェーンステー6、バックフォーク7などからなるフレーム体10と、フロントフォーク2の下端部に回転自在に組み付けられた前輪11と、ヘッドパイプ1に上方から挿入されてフロントフォーク2と一体的に回転するように組み付けられたハンドルステム12およびハンドル13と、立パイプ4に挿入されたシートポスト8の上端部に取り付けられたサドル9と、人力駆動力としての踏力が加えられるペダル14と、このペダル14がクランク15を介して取り付けられたクランク軸16を回転自在に支持するとともに、補助駆動力を発生する電動モータ17や減速機構18(モータ軸17aおよび減速歯車18a、18b、出力軸18c)、補助駆動力を出力する補助駆動力出力輪体としてのモータスプロケット19、ペダル14からの踏力を検知するトルクセンサ29、制御部30などが設けられたモータ駆動ユニット20と、チェーンステー6の後端に回転自在に取り付けられた後輪21と、立パイプ4と後輪21との間に配置されて、電動モータ17などに給電するバッテリ22と、クランク軸16にクランク一方向クラッチ23および回転軸24を介して連結されて、クランク軸16が止まっていても回転可能に配設された人力駆動力出力輪体としてのフロントスプロケット(クランクスプロケット)25と、後輪21のハブである後部ハブ40に組み付けられた内装変速機50および後部輪体としてのリアスプロケット26と、フロントスプロケット25からの人力駆動力およびモータスプロケット19からの補助駆動力をリアスプロケット26に伝達する無端状駆動力伝達体としての駆動力伝達チェーン27と、後部ハブ40に内装された内装変速機50と、フロントスプロケット25、駆動力伝達チェーン27の上側箇所およびモータ駆動ユニット20を側方から覆うカバー28と、駆動力伝達チェーン27の弛みを吸収するテンショナ装置80などを備えている。
Hereinafter, an electric bicycle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, etc., the electric bicycle according to the embodiment of the present invention includes a head pipe 1, a front fork 2, a main frame 3, a standing pipe 4, a hanger lug 5 (see FIG. 3), a chain stay 6. A frame body 10 including a back fork 7 and the like, a front wheel 11 rotatably assembled to a lower end portion of the front fork 2, and a head pipe 1 which is inserted from above and assembled so as to rotate integrally with the front fork 2. Handle stem 12 and handle 13, the saddle 9 attached to the upper end of the seat post 8 inserted into the standing pipe 4, a pedal 14 to which a pedaling force as a human driving force is applied, and the pedal 14 is a crank 15 An electric motor 17 that rotatably supports the crankshaft 16 attached via the Speed mechanism 18 (motor shaft 17a and reduction gears 18a and 18b, output shaft 18c), motor sprocket 19 as an auxiliary driving force output wheel for outputting auxiliary driving force, torque sensor 29 for detecting pedaling force from pedal 14, control The motor drive unit 20 provided with the portion 30 and the like, the rear wheel 21 rotatably attached to the rear end of the chain stay 6, the electric motor 17 and the like disposed between the standing pipe 4 and the rear wheel 21 A battery 22 that feeds power to the crankshaft 16 is connected to the crankshaft 16 via a crank one-way clutch 23 and a rotary shaft 24, and is used as a manpower driving force output wheel body that is rotatably arranged even when the crankshaft 16 is stopped. A front sprocket (crank sprocket) 25 and an internal transmission 50 and a rear portion assembled to a rear hub 40 which is a hub of the rear wheel 21 A rear sprocket 26 as a body, a driving force transmission chain 27 as an endless driving force transmission body for transmitting a human driving force from the front sprocket 25 and an auxiliary driving force from the motor sprocket 19 to the rear sprocket 26, and a rear hub 40 An internal transmission 50, a cover 28 that covers the front sprocket 25, the upper portion of the driving force transmission chain 27 and the motor drive unit 20 from the side, a tensioner device 80 that absorbs slackness of the driving force transmission chain 27, and the like. It has.

なお、モータ駆動ユニット20は、ペダル14からの踏力を、モータ駆動ユニット20内部に設けられたトルクセンサ29により検出し、この踏力に応じて電動モータ17から発生させた補助駆動力を、モータスプロケット19を介して出力し、これらの人力駆動力と補助駆動力とを合わせて駆動力伝達チェーン27およびリアスプロケット26、内装変速機50などを介して後輪21側に伝達し、これにより登り坂などでも楽に走行可能に構成している。モータ駆動ユニット20には、補助駆動力の発生を含めた各種の制御を行う制御基板や記憶手段などからなる制御部30が内蔵されている。モータ駆動ユニット20は、支持ブラケット20a、20bを介して、フレーム体10におけるハンガラグ5の近傍箇所に固定されており、これにより、モータ駆動ユニット20は、前輪11と後輪21との間の中間位置(いわゆる中央部)に配設されている。なお、31は、駆動力伝達チェーン27がモータスプロケット19に噛み合う巻き角度を増加させるように案内するガイドプーリである。また、この実施の形態では、トルクセンサ29をモータ駆動ユニット20の内部に設けた場合を述べたが、これに限るものではなく、トルクセンサ29などの踏力検知手段はクランク軸16の軸受部近傍箇所な、モータ駆動ユニット20の外部に設けられていても何ら差し支えない。   The motor drive unit 20 detects the pedaling force from the pedal 14 by a torque sensor 29 provided in the motor driving unit 20, and the auxiliary driving force generated from the electric motor 17 according to the pedaling force is used as a motor sprocket. 19 is transmitted to the rear wheel 21 side through the driving force transmission chain 27, the rear sprocket 26, the internal transmission 50, etc. It is configured so that it can be driven easily. The motor drive unit 20 includes a control unit 30 including a control board and storage means for performing various controls including generation of auxiliary drive force. The motor drive unit 20 is fixed to the vicinity of the hanger lug 5 in the frame body 10 via the support brackets 20 a and 20 b, so that the motor drive unit 20 is located between the front wheel 11 and the rear wheel 21. It is disposed at a position (so-called central portion). Reference numeral 31 denotes a guide pulley that guides the driving force transmission chain 27 so as to increase the winding angle with which the motor sprocket 19 is engaged. In this embodiment, the case where the torque sensor 29 is provided inside the motor drive unit 20 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the pedal force detection means such as the torque sensor 29 is provided in the vicinity of the bearing portion of the crankshaft 16. Even if it is provided outside the motor drive unit 20, there is no problem.

図5に示すように、ハンドル13の両端部に取り付けられたグリップの下方には、左右のブレーキレバー32A、32Bが回動自在に枢支された状態で取り付けられている。一方(例えば右側)のブレーキレバー32Aには、ブレーキワイヤ33Aを介して、前輪11に対して機械的に制動力を与える前部ブレーキ装置36が物理的に連動するように連結されている。他方(例えば左側)のブレーキレバー32Bには、ブレーキワイヤ33Bを介して、後輪21に対して機械的に制動力を与える後部ブレーキ装置37が物理的に連動するように連結されている。また、ハンドル13の一方(例えば右側)には、内装変速機50の変速段を切り換えるための変速用操作部38が取り付けられており、例えば、変速用操作部38に設けられた操作グリップ38aを回転することにより、変速用ワイヤ39を介して、内装変速機50が物理的に連動するように連結されている。さらに、この電動自転車では、ブレーキ操作時に電動モータ17による回生電力を発生させてバッテリ22を充電する回生動作を実行可能に構成しており、ハンドル13の一部には、補助駆動力の追加動作(いわゆるアシスト動作)や回生動作を電気的にON・OFFするためのスイッチボタン(図示せず)などを複数備えた動作用操作部47が取り付けられている。また、各ブレーキレバー32A、32Bの取付箇所には、各ブレーキレバー32A、32Bの操作状態を検知するブレーキスイッチ34A、34Bが配設され、これらのブレーキスイッチ34A、34Bによりブレーキレバー32A、32Bの操作状態を検知しながら、制御部30により回生充電機能を適切に働かせるように制御されている。   As shown in FIG. 5, the left and right brake levers 32 </ b> A and 32 </ b> B are pivotally supported below the grips attached to both ends of the handle 13. A front brake device 36 that mechanically applies a braking force to the front wheels 11 is connected to one (for example, the right side) brake lever 32A via a brake wire 33A so as to be physically interlocked. A rear brake device 37 that mechanically applies a braking force to the rear wheel 21 is connected to the other (for example, the left side) brake lever 32B via a brake wire 33B so as to be physically interlocked. Further, a shift operation unit 38 for switching the gear position of the internal transmission 50 is attached to one side (for example, the right side) of the handle 13. For example, an operation grip 38 a provided on the shift operation unit 38 is provided. By rotating, the internal transmission 50 is connected through the speed change wire 39 so as to be physically interlocked. Further, the electric bicycle is configured to be able to execute a regenerative operation in which regenerative electric power is generated by the electric motor 17 and the battery 22 is charged at the time of a brake operation. An operation operation unit 47 having a plurality of switch buttons (not shown) for electrically turning on and off the regenerative operation (so-called assist operation) is attached. In addition, brake switches 34A and 34B for detecting the operation state of the brake levers 32A and 32B are disposed at the attachment positions of the brake levers 32A and 32B. While detecting the operation state, the control unit 30 controls the regenerative charging function appropriately.

本発明の電動自転車では、ペダル14が踏み込まれず、踏力が殆ど検知されていない状態で走行する際には、後述するように、後輪21が接地面から受ける受動回転駆動力が、内装変速機50およびリアスプロケット26を介して駆動力伝達チェーン27に伝達されるように構成されており、前記受動回転駆動力がモータ駆動ユニット20のモータスプロケット19を介して電動モータ17が回転される。そして、このような状況(受動走行時と称す)下で、ブレーキレバー32(32A、32B)が操作されてこの状態がブレーキスイッチ34A、34Bで検知された際に、回生動作を実行するように制御部30により制御されており、この際には電動モータ17の回転を利用して回生動作が実行されてバッテリ22が充電される。なお、ペダル14が踏み込まれていない状態では、駆動力伝達チェーン27は後輪21の回転に伴って駆動(移動)されるが、フロントスプロケット25とクランク軸16との間にクランク一方向クラッチ23が介装されているので、クランク軸16やクランク15、ペダル14は回転しない。   In the electric bicycle of the present invention, when traveling with the pedal 14 not depressed and almost no pedaling force being detected, the passive rotational driving force received by the rear wheel 21 from the ground contact surface is, as will be described later, an internal transmission. 50 and the rear sprocket 26 are transmitted to the driving force transmission chain 27, and the electric motor 17 is rotated by the passive rotational driving force via the motor sprocket 19 of the motor driving unit 20. In such a situation (referred to as passive driving), when the brake lever 32 (32A, 32B) is operated and this state is detected by the brake switches 34A, 34B, a regenerative operation is executed. It is controlled by the control unit 30. At this time, the regenerative operation is executed by using the rotation of the electric motor 17, and the battery 22 is charged. When the pedal 14 is not depressed, the driving force transmission chain 27 is driven (moved) as the rear wheel 21 rotates, but the crank one-way clutch 23 is interposed between the front sprocket 25 and the crankshaft 16. Is interposed, the crankshaft 16, the crank 15, and the pedal 14 do not rotate.

駆動力伝達チェーン27の弛みを吸収するテンショナ装置80は、図2に示すように、チェーンステー6に枢支軸81を介して揺動自在に枢支され、枢支軸81の枢支部分から略後方に水平に延びるとともに途中部分で斜め下方に延びる形状とされた下支持アーム82と、前記途中部分に設けられた連結軸83を介して略上方に延びる上支持アーム84と、上支持アーム84の上端部に上回転支軸を介して回転自在に取り付けられて、駆動力伝達チェーン27の上側部分に上方から摺接する上側摺接輪体としての上ローラ85と、下支持アーム82の下端部に下回転支軸を介して回転自在に取り付けられて、駆動力伝達チェーン27の下側部分に下方から摺接する下側摺接輪体としての下ローラ86とを備えている。そして、人力駆動力、補助駆動力、受動回転駆動力の何れかの駆動力を駆動力伝達チェーン27で伝達する際に、上ローラ85および下ローラ86の一方のローラが駆動力伝達チェーン27から受ける上下方向に移動する力を用いて、他方のローラを上下方向に連動させることで、駆動力伝達チェーン27の弛みを吸収するように構成している。   As shown in FIG. 2, the tensioner device 80 that absorbs the slackness of the driving force transmission chain 27 is pivotally supported by the chain stay 6 via a pivot shaft 81, and is substantially from the pivot portion of the pivot shaft 81. A lower support arm 82 that extends horizontally rearward and that extends obliquely downward in the middle portion, an upper support arm 84 that extends substantially upward via a connecting shaft 83 provided in the middle portion, and an upper support arm 84 The upper roller 85 as an upper slidable contact ring body that is rotatably attached to the upper end portion of the drive shaft via an upper rotation support shaft and slidably contacts the upper portion of the driving force transmission chain 27 from above, and the lower end portion of the lower support arm 82 And a lower roller 86 as a lower slidable contact ring body that is slidably attached to the lower portion of the driving force transmission chain 27 from below. Then, when the driving force transmission chain 27 transmits any one of the human driving force, the auxiliary driving force, and the passive rotational driving force, one of the upper roller 85 and the lower roller 86 moves from the driving force transmission chain 27. By using the received vertical movement force, the other roller is interlocked in the vertical direction so as to absorb slack in the driving force transmission chain 27.

つまり、ペダル14を踏み込みながら人力駆動力および補助駆動力の力により走行している場合(自力走行時と称す)には、フロントスプロケット25が右回り(なお、以下の説明における回転方向は、図1や図2に示す状態、すなわち電動自転車の右側側面を、前方が右側となるように見た場合を基準として表す)に回転されるため、これに伴って駆動力伝達チェーン27も右回りに移動し、駆動力伝達チェーン27の上側部分が前方に引っ張られてできるだけ直線状になろうとする。これにより、テンショナ装置80において、動力伝達チェーン27により上ローラ85が引き上げられる方向に力が作用し、これに伴って、上支持アーム84、連結軸83、下支持アーム82を介して、下ローラ86も引き上げられる方向に力が作用し、この結果、下ローラ86に摺接している駆動力伝達チェーン27の下側部分が持ち上げられて弛むことが抑えられ、駆動力伝達チェーン27は全体として良好に張られた状態に維持される。   That is, the front sprocket 25 turns clockwise when the vehicle is traveling with the power of the human driving force and the auxiliary driving force while depressing the pedal 14 (referred to as self-running). 1 and FIG. 2, that is, the right side of the electric bicycle is rotated to the right side, and the driving force transmission chain 27 is also rotated clockwise. The upper part of the driving force transmission chain 27 is pulled forward and tries to be as straight as possible. As a result, in the tensioner device 80, a force acts in the direction in which the upper roller 85 is pulled up by the power transmission chain 27, and accordingly, the lower roller via the upper support arm 84, the connecting shaft 83, and the lower support arm 82. As a result, a force acts in the direction in which 86 is pulled up. As a result, the lower portion of the driving force transmission chain 27 that is in sliding contact with the lower roller 86 is prevented from being lifted and loosened, and the driving force transmission chain 27 is good overall. Maintained in a stretched state.

一方、ペダル14が踏み込まれていない状態で、電動自転車が走行している場合(惰性走行時やブレーキ操作時などの受動走行時)は、後輪21が接地面から受ける受動回転駆動力が、後述するように、内装変速機50を介して、リアスプロケット26に後輪21の回転方向と同方向に伝達され、さらに駆動力伝達チェーン27に伝達されるように構成されている。したがって、この際に、駆動力伝達チェーン27は、リアスプロケット26から受動回転駆動力を受けながら右回りに移動し、駆動力伝達チェーン27の下側部分が後方に引っ張られてできるだけ直線状になろうとする。これにより、テンショナ装置80において、駆動力伝達チェーン27により下ローラ86が引き下げられる方向に力が作用し、これに伴って、下支持アーム82、連結軸83、上支持アーム84を介して、上ローラ85も引き下げられる方向に力が作用し、この結果、上ローラ85に摺接している駆動力伝達チェーン27の上側部分が引き下げられて弛むことが抑えられ、駆動力伝達チェーン27は良好に張られた状態に維持される。   On the other hand, when the electric bicycle is running with the pedal 14 not depressed (passive running such as coasting or braking), the passive rotational driving force that the rear wheel 21 receives from the ground plane is As will be described later, it is configured to be transmitted to the rear sprocket 26 in the same direction as the rotation direction of the rear wheel 21 via the internal transmission 50 and further to the driving force transmission chain 27. Therefore, at this time, the driving force transmission chain 27 moves clockwise while receiving the passive rotational driving force from the rear sprocket 26, and the lower portion of the driving force transmission chain 27 is pulled backward to be as straight as possible. I will try. As a result, in the tensioner device 80, a force acts in the direction in which the lower roller 86 is pulled down by the driving force transmission chain 27. Accordingly, the upper support arm 84, the connecting shaft 83, and the upper support arm 84 A force is applied in the direction in which the roller 85 is also pulled down. As a result, the upper portion of the driving force transmission chain 27 that is in sliding contact with the upper roller 85 is prevented from being pulled down and loosened, and the driving force transmission chain 27 is satisfactorily stretched. Maintained.

ところで、従来の内装変速機では、ペダル14が踏み込まれず、後輪21が接地面から受動回転駆動力を受けていた際には、この受動回転駆動力が内装変速機を介する際にリアスプロケット26側に伝達されない構造とされており、これにより、特許文献2に示すように、別途にチェーンを設けるなどして、上記した短所や不具合などを生じていた。   By the way, in the conventional internal transmission, when the pedal 14 is not depressed and the rear wheel 21 receives the passive rotational driving force from the grounding surface, the rear sprocket 26 is used when the passive rotational driving force passes through the internal transmission. As a result, the above-mentioned disadvantages and defects are caused by providing a separate chain as shown in Patent Document 2, for example.

これに対して、本発明の内装変速機50では、ペダル14が踏み込まれず、後輪21が接地面から受動回転駆動力を受けていた際(受動走行時)でも、この受動回転駆動力が、後述する逆回転締結クラッチ62を有する内装変速機50を介してリアスプロケット26に伝達される構造(第1〜第4の実施の形態)であり、この点が本発明の内装変速機50の大きな特徴である。   On the other hand, in the internal transmission 50 of the present invention, even when the pedal 14 is not depressed and the rear wheel 21 receives the passive rotational driving force from the ground contact surface (during passive traveling), this passive rotational driving force is This is a structure (first to fourth embodiments) that is transmitted to the rear sprocket 26 via an internal transmission 50 having a reverse rotation engagement clutch 62 described later, and this point is a major feature of the internal transmission 50 of the present invention. It is a feature.

図6(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る電動自転車の後部ハブ40および内装変速機50の縦断面図(後部ハブ40を前後に2分割して後部ハブの前側部分を後方から前方に向かって見た図)であり、図6(b)は、この箇所を右側から見た(透視した)簡略的な側面図である。なお、後部ハブ40および内装変速機50の各部品の配置に関する説明においては、図6(a)における左右方向を表す。   FIG. 6A is a longitudinal sectional view of the rear hub 40 and the internal transmission 50 of the electric bicycle according to the first embodiment of the present invention (the rear hub 40 is divided into two in the front and the rear, and the front portion of the rear hub is shown. FIG. 6B is a simplified side view of this portion as seen from the right side (see through). In addition, in the description regarding arrangement | positioning of each component of the rear part hub 40 and the internal transmission 50, the left-right direction in Fig.6 (a) is represented.

図6(a)および(b)において、41は、左右のチェーンステー6の後端部に跨って水平姿勢に固定されたハブ軸、42は、第1、第2の軸受43、44などを介してハブ軸41に対して回転自在に配設され、左側部分が細径、右側部分が太径に形成されたハブ胴体、45、46は、ハブ胴体42の外周部から外側に延ばされ、後輪21のスポークの中心側端部が取り付けられるスポーク用鍔である。これらのハブ軸41、ハブ胴体42、軸受43、44、スポーク用鍔45、46により後部ハブ40の骨格部分が構成され、後部ハブ40のハブ胴体42内にその中央部および左側部分が内装された状態で内装変速機50が後部ハブ40に組み付けられている。   6 (a) and 6 (b), reference numeral 41 denotes a hub shaft that is fixed in a horizontal posture across the rear ends of the left and right chain stays 6, and 42 denotes first and second bearings 43, 44, and the like. The hub body 45, 46, which is disposed so as to be rotatable with respect to the hub shaft 41, has a small diameter on the left side and a large diameter on the right side, and extends outward from the outer periphery of the hub body 42. This is a spoke saddle to which the center side end portion of the spoke of the rear wheel 21 is attached. The hub shaft 41, the hub body 42, the bearings 43 and 44, and the spoke flanges 45 and 46 constitute a skeleton part of the rear hub 40, and the center part and the left side part are internally provided in the hub body 42 of the rear hub 40. In this state, the internal transmission 50 is assembled to the rear hub 40.

図6(a)、(b)に示すように、内装変速機50は、ハブ軸41に第2、第3の軸受44、47を介して、ハブ胴体42の太径部右端縁とハブ軸41とに対してそれぞれ回転自在に取り付けられ、その細径部分にリアスプロケット26が一体的に回転する状態で固定された第1遊星キャリア51と、ハブ胴体42の細径部内にキャリア一方向クラッチ52を介して回転可能に配設された第2遊星キャリア53と、第1遊星キャリア51と第2遊星キャリア53とに跨って周方向に対して所定角度間隔(本実施の形態では120度間隔)で3箇所に配設されたキャリア連結部54と、このキャリア連結部54を中心としてそれぞれ回転自在に支持され、大歯数の大遊星歯車部55aおよび小歯数の小遊星歯車部55bとが一体に形成されている3つの遊星歯車55と、ハブ胴体42の太径部内側に固定され(あるいは、周方向に対して位置規制された状態でスプライン結合などにより取り付けられ)、遊星歯車55の大遊星歯車部55aに外側から噛み合う歯面がその内周に形成された外輪歯車56と、第1一方向クラッチ57を介してハブ軸41に外嵌され、遊星歯車55の大遊星歯車部55aに内側から噛み合う歯面がその外周に形成された第1太陽歯車58と、第1太陽歯車58と並んで、第2一方向クラッチ59を介してハブ軸41に外嵌された状態で配置され、遊星歯車55の小遊星歯車部55bに内側から噛み合う歯面がその外周に形成された第2太陽歯車60と、ハブ軸41に沿って、軸方向または周方向に移動可能に配設され、図5に示す変速用操作部38に連結された変速用ワイヤ39に連結されて移動されることで、第1一方向クラッチ57と第2一方向クラッチ59とを、それぞれ接続状態または分離状態に切り換える(ハブ軸41に対して固定された状態と回転自在な状態とに切り換えられる)クラッチ調整具61とを備えている。そして、さらに、ハブ軸41と第2太陽歯車60との間に介装され、ハブ軸41に対して第2太陽歯車60が左回りに回転することを阻止する機能を付与可能な逆回転締結クラッチ62と、電動自転車を後退させる際に、逆回転締結クラッチ62の機能を解除する逆回転締結クラッチ解除機構67とが内装変速機50に取り付けられている。なお、この第1の実施の形態を含む第1〜第4の実施の形態では、第1遊星キャリア51は、リアスプロケット26を取り付けられた後部輪体取付体(スプロケット取付体)としての機能と、キャリア連結部54を支持する遊星キャリアとしての機能とを兼ねている。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the internal transmission 50 includes a hub shaft 41 with a right end edge of the large-diameter portion of the hub body 42 and a hub shaft via second and third bearings 44 and 47. The first planetary carrier 51 is rotatably attached to the small-diameter portion, and the rear sprocket 26 is fixed to the small-diameter portion so as to rotate integrally therewith. The second planetary carrier 53 that is rotatably arranged via 52, the first planetary carrier 51 and the second planetary carrier 53 straddling the predetermined angular interval with respect to the circumferential direction (in this embodiment, the interval of 120 degrees) ), The carrier connecting portions 54 disposed at three locations, and the carrier connecting portions 54, which are rotatably supported around the carrier connecting portions 54, respectively, and a large planetary gear portion 55a having a large number of teeth and a small planetary gear portion 55b having a small number of teeth, Is integrally formed Three planetary gears 55 are fixed to the inside of the large-diameter portion of the hub body 42 (or attached by spline coupling or the like in a state of being restricted in the circumferential direction), and are attached to the large planetary gear portion 55a of the planetary gear 55. A tooth surface that is externally fitted to the hub shaft 41 via a first one-way clutch 57 and that engages with the large planetary gear portion 55a of the planetary gear 55 from the inside. Are arranged in a state of being externally fitted to the hub shaft 41 via the second one-way clutch 59 along with the first sun gear 58 formed on the outer periphery of the first sun gear 58. 5 is arranged so as to be movable in the axial direction or the circumferential direction along the second sun gear 60 having a tooth surface meshing with the planetary gear portion 55b from the inner side and the hub shaft 41. Connect to operation unit 38 The first one-way clutch 57 and the second one-way clutch 59 are respectively switched to a connected state or a separated state (fixed to the hub shaft 41) by being connected to and moved by the speed change wire 39. A clutch adjustment tool 61 that can be switched between a state and a rotatable state. Further, reverse rotation fastening that is interposed between the hub shaft 41 and the second sun gear 60 and that can impart a function of preventing the second sun gear 60 from rotating counterclockwise with respect to the hub shaft 41. A clutch 62 and a reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 that releases the function of the reverse rotation engagement clutch 62 when the electric bicycle is moved backward are attached to the internal transmission 50. In the first to fourth embodiments including the first embodiment, the first planet carrier 51 has a function as a rear ring body attachment body (sprocket attachment body) to which the rear sprocket 26 is attached. It also functions as a planet carrier that supports the carrier connecting portion 54.

ここで、ハブ胴体42と第2遊星キャリア53との間に介装されたキャリア一方向クラッチ52は、第2遊星キャリア53の外周に取り付けられ、相対的に、第2遊星キャリア53がハブ胴体42に対して右回りとなる際に、キャリア一方向クラッチ52がハブ胴体42に係合して回転力が伝達される一方、第2遊星キャリア53がハブ胴体42に対して左回りとなる際に、回転力が伝達されずに空回りする。したがって、第2遊星キャリア53の右回りの回転数(キャリア一方向クラッチ52による連結部での回転速度)が、ハブ胴体42の右回りの回転数よりも大きい場合と、ハブ胴体42の左回りの回転数が、第2遊星キャリア53の左回りの回転数よりも大きい場合とには、それぞれ回転力が伝達される。一方、第2遊星キャリア53の右回りの回転速度よりもハブ胴体42の右回りの回転速度が大きい場合には、回転力が伝達されない。   Here, the carrier one-way clutch 52 interposed between the hub body 42 and the second planet carrier 53 is attached to the outer periphery of the second planet carrier 53, and the second planet carrier 53 is relatively connected to the hub body. When the carrier one-way clutch 52 is engaged with the hub body 42 and the rotational force is transmitted when the second planetary carrier 53 is counterclockwise with respect to the hub body 42. In addition, the rotational force is idle without being transmitted. Therefore, when the clockwise rotation speed of the second planetary carrier 53 (rotational speed at the connecting portion by the carrier one-way clutch 52) is larger than the clockwise rotation speed of the hub body 42, and when the hub body 42 rotates counterclockwise. Is greater than the counterclockwise rotation number of the second planet carrier 53, the rotational force is transmitted. On the other hand, when the clockwise rotation speed of the hub body 42 is higher than the clockwise rotation speed of the second planet carrier 53, the rotational force is not transmitted.

内装変速機50は1速(低速)、2速(中速)、3速(高速)の3段切り換え(変速段)とされている。そして、変速用操作部38が1速に位置する際には、第1一方向クラッチ57および第2一方向クラッチ59が、これらに設けられている起立、傾倒自在の爪が傾倒姿勢となることなどにより解放状態とされて、第1太陽歯車58および第2太陽歯車60の何れもハブ軸41に対して拘束されず自由に回転できる状態である。変速用操作部38が2速の位置に切り換えられた場合には、変速用ワイヤ39を介して、クラッチ調整具61がハブ軸41回りに所定角度だけ回転される(またはハブ軸方向に移動される)ことにより、第1一方向クラッチ57の爪が起立するなどして、ハブ軸41に対して第1太陽歯車58が相対的に右回りに回転されようとした際には、この回転が阻止されて、第1太陽歯車58がハブ軸41に締結された状態となる。一方、第2一方向クラッチ59は解放状態のままであり、第2太陽歯車60はハブ軸41に対して拘束されず自由に回転できる状態である。変速用操作部38が、3速に切り換えられた場合には、変速用ワイヤ39を介してクラッチ調整具61がハブ軸方向にさらに移動または所定角度だけさらに回転されることにより、第1一方向クラッチ57が解放状態に切り換えられて、第1太陽歯車58はハブ軸41に対して拘束されず自由に回転できる状態である。一方、第2一方向クラッチ59の爪が起立するなどして、ハブ軸41に対して第2太陽歯車60が相対的に右回りに回転されようとした際には、この回転が阻止されて、第2太陽歯車60がハブ軸41に締結された状態となる。なお、第1一方向クラッチ57および第2一方向クラッチ59は、起立、傾倒自在の爪の傾倒姿勢にかかわらず、ハブ軸41に対して第1太陽歯車58や第2太陽歯車60が相対的に左回りに回転されようとした際には、この回転を拘束しない構造とされ、したがって、何れの変速段においても、ハブ軸41に対する第1太陽歯車58や第2太陽歯車60の相対的な左回りに回転は許容される。   The internal transmission 50 is switched to a first gear (low speed), a second gear (medium speed), and a third gear (high speed). When the shifting operation unit 38 is positioned at the first speed, the first one-way clutch 57 and the second one-way clutch 59 are in a tilted posture with the standing and tilting claws provided on them. Thus, the first sun gear 58 and the second sun gear 60 are in a state of being freely rotated without being constrained with respect to the hub shaft 41. When the speed change operation unit 38 is switched to the 2nd speed position, the clutch adjuster 61 is rotated by a predetermined angle around the hub shaft 41 (or moved in the hub axis direction) via the speed change wire 39. Therefore, when the first sun gear 58 is rotated clockwise relative to the hub shaft 41, for example, when the pawl of the first one-way clutch 57 stands up, As a result, the first sun gear 58 is fastened to the hub shaft 41. On the other hand, the second one-way clutch 59 remains in the released state, and the second sun gear 60 is in a state where it can freely rotate without being constrained with respect to the hub shaft 41. When the speed change operation unit 38 is switched to the third speed, the clutch adjustment tool 61 is further moved in the hub shaft direction or further rotated by a predetermined angle via the speed change wire 39, so that the first one direction The clutch 57 is switched to the released state, and the first sun gear 58 is in a state where it can freely rotate without being restrained with respect to the hub shaft 41. On the other hand, when the claw of the second one-way clutch 59 stands up and the second sun gear 60 attempts to rotate clockwise relative to the hub shaft 41, this rotation is prevented. The second sun gear 60 is fastened to the hub shaft 41. The first one-way clutch 57 and the second one-way clutch 59 are configured such that the first sun gear 58 and the second sun gear 60 are relative to the hub shaft 41 regardless of the tilting posture of the standing and tilting claws. Therefore, the rotation of the first sun gear 58 and the second sun gear 60 relative to the hub shaft 41 is not affected at any gear position. Counterclockwise rotation is allowed.

上記構成において、運転者がペダル14を踏み込みながら走行する自力走行時で、変速段が1速である場合には、第1太陽歯車58および第2太陽歯車60の何れもハブ軸41に対して自由に回転できる状態である。自力走行時に、ペダル14からの踏力によりフロントスプロケット25が右回りに回転され、これに伴って、駆動力伝達チェーン27も右回りに回転され、補助駆動力が加えられる際には、モータスプロケット19からも駆動力伝達チェーン27に補助駆動力が伝達される。   In the above configuration, when the driver travels while stepping on the pedal 14 and the gear position is the first speed, both the first sun gear 58 and the second sun gear 60 are relative to the hub shaft 41. It can be freely rotated. During self-running, the front sprocket 25 is rotated clockwise by the pedaling force from the pedal 14, and accordingly, the driving force transmission chain 27 is also rotated clockwise and an auxiliary driving force is applied to the motor sprocket 19. Also, the auxiliary driving force is transmitted to the driving force transmission chain 27.

これに伴って、リアスプロケット26が右回りに回転されるとともに、第1遊星キャリア51およびキャリア連結部54も一体的に回転し、キャリア連結部54に連結された第2遊星キャリア53が右回りに回転することで、第2遊星キャリア53の外周に取り付けられたキャリア一方向クラッチ52がハブ胴体42に係合して回転される。この結果、内装変速機50およびハブ胴体42を介して、後輪21を、リアスプロケット26と同じ回転数の状態(低速状態)で回転させながら走行できる(図7(a)、(b)参照)。なお、ハブ胴体42の回転に伴ってこの内周側に取り付けられた外輪歯車56も一体的に回転され、これに伴って、外輪歯車56の内周に噛み合う遊星歯車55が回転するとともに、第1太陽歯車58や第2太陽歯車60も回転するが、これらの第1太陽歯車58や第2太陽歯車60はハブ軸41に対して拘束されていないので、それぞれ自由に回転している空まわり状態であり、他の部品の動き等に影響を与えることはない。   Accordingly, the rear sprocket 26 is rotated clockwise, and the first planet carrier 51 and the carrier connecting portion 54 are also integrally rotated, and the second planet carrier 53 connected to the carrier connecting portion 54 is turned clockwise. The carrier one-way clutch 52 attached to the outer periphery of the second planet carrier 53 is engaged with the hub body 42 and rotated. As a result, the vehicle can travel while rotating the rear wheel 21 at the same rotational speed (low speed state) as the rear sprocket 26 via the internal transmission 50 and the hub body 42 (see FIGS. 7A and 7B). ). As the hub body 42 rotates, the outer ring gear 56 attached to the inner peripheral side is also rotated integrally. With this rotation, the planetary gear 55 meshing with the inner periphery of the outer ring gear 56 rotates, The first sun gear 58 and the second sun gear 60 also rotate. However, since the first sun gear 58 and the second sun gear 60 are not constrained with respect to the hub shaft 41, each of the freely rotating idle gears. This is a state and does not affect the movement of other parts.

自力走行時において変速段が2速に切り換えられた場合には、第1一方向クラッチ57の爪が起立するなどして、ハブ軸41に対して第1太陽歯車58が相対的に右回りに回転することが阻止された状態となる。この状態で、ペダル14からの踏力によりフロントスプロケット25、駆動力伝達チェーン27を介して、リアスプロケット26が右回りに回転されると、これに伴って、第1遊星キャリア51およびキャリア連結部54も一体的に回転する。キャリア連結部54の回転に伴い、遊星歯車55も回転するが、この際に、第1太陽歯車58がハブ軸41に対して相対的に右回りに回転することが阻止されて固定されるので、遊星歯車55は、キャリア連結部54を中心として、第1太陽歯車58から反力を与えられた状態で自転しながら、公転する。これにより、外輪歯車56は、第1太陽歯車58の歯数がA、外輪歯車56の歯数がLとした場合に、増速比1+(A/L)で増速された状態(中速状態)で回転する。この結果、内装変速機50およびハブ胴体42を介して、後輪21を、リアスプロケット26よりも若干大きな回転数の状態(中速状態)で回転させながら走行できる(図7(c)、(d)参照)。   When the gear stage is switched to the second speed during self-running, the first sun gear 58 is rotated clockwise relative to the hub shaft 41 by, for example, raising the pawl of the first one-way clutch 57. It will be in the state where rotation was blocked. In this state, when the rear sprocket 26 is rotated clockwise through the front sprocket 25 and the driving force transmission chain 27 by the pedaling force from the pedal 14, the first planetary carrier 51 and the carrier connecting portion 54 are accordingly accompanied. Also rotate integrally. As the carrier connecting portion 54 rotates, the planetary gear 55 also rotates. At this time, the first sun gear 58 is prevented from rotating clockwise relative to the hub shaft 41 and is fixed. The planetary gear 55 revolves around the carrier connecting portion 54 while rotating in a state where a reaction force is applied from the first sun gear 58. As a result, the outer ring gear 56 is in a state where the number of teeth of the first sun gear 58 is A and the number of teeth of the outer ring gear 56 is L and the speed is increased at a speed increasing ratio 1+ (A / L) (medium speed). State). As a result, the vehicle can travel while rotating the rear wheel 21 at a slightly higher rotational speed (medium speed) than the rear sprocket 26 via the internal transmission 50 and the hub body 42 (FIG. 7 (c), ( d)).

なお、この際に、第1遊星キャリア51およびキャリア連結部54とともに第2遊星キャリア53も一体的に回転するが、ハブ胴体42が第2遊星キャリア53よりも大きな回転数で回転し、キャリア一方向クラッチ52は解放された(いわゆるクラッチが切られた)状態となっている。また、遊星歯車55の回転に伴い、第2太陽歯車60も回転するが、この第2太陽歯車60はハブ軸41に対して拘束されておらず、自由に回転している状態であり、他の部品の動き等に影響を与えることはない。   At this time, the second planet carrier 53 also rotates together with the first planet carrier 51 and the carrier connecting portion 54, but the hub body 42 rotates at a higher rotational speed than the second planet carrier 53, and the carrier The direction clutch 52 is in a released state (so-called clutch is disengaged). As the planetary gear 55 rotates, the second sun gear 60 also rotates. However, the second sun gear 60 is not constrained to the hub shaft 41 and is freely rotating. This will not affect the movement of the parts.

自力走行時において変速段が3速に切り換えられた場合には、第2一方向クラッチ59の爪が起立状態となるなどして、ハブ軸41に対して第2太陽歯車60が相対的に右回りに回転することが阻止された状態となる。この状態で、ペダル14からの踏力によりフロントスプロケット25、駆動力伝達チェーン27を介して、リアスプロケット26が右回りに回転されると、これに伴って、第1遊星キャリア51およびキャリア連結部54も一体的に回転する。キャリア連結部54の回転に伴い、遊星歯車55も回転するが、この際に、第2太陽歯車60がハブ軸41に対して相対的に右回りに回転することが阻止されて固定されるので、遊星歯車55は、キャリア連結部54を中心として、第2太陽歯車60から反力を与えられた状態で自転しながら、公転する。これにより、外輪歯車56は、第2太陽歯車60の歯数がB、外輪歯車56の歯数がL、遊星歯車55の大遊星歯車部55aの歯数がC、遊星歯車55の小遊星歯車部55bの歯数がDとした場合に、増速比1+(((B/D)×C)/L)で増速された状態(高速状態)で回転する。この結果、内装変速機50およびハブ胴体42を介して、後輪21を、リアスプロケット26よりも大きな回転数の状態(高速状態)で回転させながら走行できる(図7(c)、(d)参照)。   When the gear stage is switched to the 3rd speed during self-running, the second sun gear 60 is moved to the right relative to the hub shaft 41, for example, by the claw of the second one-way clutch 59 standing up. It will be in the state where rotation around was blocked. In this state, when the rear sprocket 26 is rotated clockwise through the front sprocket 25 and the driving force transmission chain 27 by the pedaling force from the pedal 14, the first planetary carrier 51 and the carrier connecting portion 54 are accordingly accompanied. Also rotate integrally. As the carrier connecting portion 54 rotates, the planetary gear 55 also rotates. At this time, the second sun gear 60 is prevented from rotating clockwise relative to the hub shaft 41 and is fixed. The planetary gear 55 revolves around the carrier connecting portion 54 while rotating in a state where a reaction force is applied from the second sun gear 60. As a result, the outer ring gear 56 has the number of teeth of the second sun gear 60 B, the number of teeth of the outer ring gear 56 L, the number of teeth of the large planetary gear portion 55 a of the planetary gear 55, and the small planetary gear of the planetary gear 55. When the number of teeth of the portion 55b is D, the rotation is performed in a state where the speed is increased at a speed increasing ratio 1 + (((B / D) × C) / L) (high speed state). As a result, the vehicle can travel while rotating the rear wheel 21 at a higher rotational speed (high speed) than the rear sprocket 26 via the internal transmission 50 and the hub body 42 (FIGS. 7C and 7D). reference).

なお、この際も、ハブ胴体42が第2遊星キャリア53よりも大きな回転数で回転するので、キャリア一方向クラッチ52は解放された(いわゆる切られた)状態となっている。また、遊星歯車55の回転に伴い、第1太陽歯車58も回転するが、ハブ軸41に対して拘束されていないので、自由に回転するだけである。   At this time as well, the hub body 42 rotates at a higher rotational speed than the second planet carrier 53, so that the carrier one-way clutch 52 is released (so-called disconnected). Further, as the planetary gear 55 rotates, the first sun gear 58 also rotates. However, since it is not restrained with respect to the hub shaft 41, it only rotates freely.

上記構成において、運転者がペダル14を踏み込んで漕ぐことを止めた状態で走行する走行状態(惰性走行時やブレーキ操作時などのクランク15を回転させていない状態:受動走行時)では、後輪21が接地面からの力(受動回転駆動力と称す)を受けて、後輪21およびハブ胴体42が右回りに回転する。ここで、クランク15が回転されていないため、駆動力伝達チェーン27はフロントスプロケット25からの力を受けず、駆動力伝達チェーン27とともにリアスプロケット26や第1遊星キャリア51、キャリア連結部54、第2遊星キャリア53はその位置に止まろうとする。したがって、キャリア連結部54で支持された遊星歯車55を介して、第1太陽歯車58や第2太陽歯車60は左回りに回転しようとする。   In the above configuration, in a traveling state in which the driver depresses the pedal 14 and stops stroking (the state in which the crank 15 is not rotated during inertial traveling or brake operation: during passive traveling), the rear wheel 21 receives a force (referred to as a passive rotational driving force) from the contact surface, and the rear wheel 21 and the hub body 42 rotate clockwise. Here, since the crank 15 is not rotated, the driving force transmission chain 27 does not receive the force from the front sprocket 25, and together with the driving force transmission chain 27, the rear sprocket 26, the first planet carrier 51, the carrier connecting portion 54, the first The two planet carrier 53 tries to stop at that position. Therefore, the first sun gear 58 and the second sun gear 60 try to rotate counterclockwise via the planetary gear 55 supported by the carrier connecting portion 54.

しかしながら、本発明においては、ハブ軸41と第2太陽歯車60との間に逆回転締結クラッチ62が介装されており、この逆回転締結クラッチ62は、ハブ軸41に対して第2太陽歯車60が左回りに回転することを阻止する機能を付与できるように構成されている。そして、受動走行時には、この逆回転締結クラッチ62により第2太陽歯車60がハブ軸41に対して左回りに回転することを阻止する機能が働くよう構成されている(詳しくは後述する)。この結果、受動走行時では、後輪21およびハブ胴体42が右回りに回転された際に、第2太陽歯車60が左回りに回転することが阻止されてハブ軸41に固定されたような状態となり、遊星歯車55が、キャリア連結部54を中心として、第2太陽歯車60から反力を与えられた状態で右回りに自転しながら、右回りに公転する。これにより、第1遊星キャリア51、キャリア連結部54および第2遊星キャリア53が、減速比1+(((B/D)×C)/L)で減速された状態で右回りに回転する。この結果、内装変速機50や第1遊星キャリア51を介して、リアスプロケット26が右回りに回転し(図7(e)、(f)参照)、これにより、駆動力伝達チェーン27が右回りに回転し、これに伴い、モータスプロケット19を介して、電動モータ17が回転される。したがって、ブレーキ動作時などに、回生制御することで、回生充電を実行できる。   However, in the present invention, the reverse rotation fastening clutch 62 is interposed between the hub shaft 41 and the second sun gear 60, and the reverse rotation fastening clutch 62 is connected to the hub shaft 41 with the second sun gear. It is comprised so that the function which prevents 60 can rotate counterclockwise can be provided. During the passive running, the reverse rotation fastening clutch 62 is configured to function to prevent the second sun gear 60 from rotating counterclockwise with respect to the hub shaft 41 (details will be described later). As a result, during passive travel, when the rear wheel 21 and the hub body 42 are rotated clockwise, the second sun gear 60 is prevented from rotating counterclockwise and fixed to the hub shaft 41. The planetary gear 55 revolves clockwise while rotating in the clockwise direction with the reaction force applied from the second sun gear 60 around the carrier connecting portion 54. As a result, the first planet carrier 51, the carrier connecting portion 54, and the second planet carrier 53 rotate clockwise while being decelerated at a reduction ratio of 1 + (((B / D) × C) / L). As a result, the rear sprocket 26 rotates clockwise via the internal transmission 50 and the first planetary carrier 51 (see FIGS. 7E and 7F), whereby the driving force transmission chain 27 rotates clockwise. Accordingly, the electric motor 17 is rotated via the motor sprocket 19. Therefore, regenerative charging can be performed by performing regenerative control during braking operation or the like.

なお、この構成においては、自力走行状態で、逆回転締結クラッチ62により太陽歯車が左回りに回る必要がある場合には、自力走行において、ロック状態となってしまい支障をきたすため、逆回転締結クラッチ62は、自力走行において左回りすることの無い、最も高い段数の太陽歯車、この実施の形態においては、第2太陽歯車60に設けなければならない。   In this configuration, when the sun gear needs to turn counterclockwise by the reverse rotation fastening clutch 62 in the self-running state, the self-running state becomes locked and interferes with the reverse rotation fastening. The clutch 62 must be provided in the sun gear with the highest number of steps that does not turn counterclockwise during self-running, in the second sun gear 60 in this embodiment.

ところで、電動自転車を含めた自転車においては、駐輪場などにおいて、電動自転車から降りた状態で後退させることがあるが、この後退時には、後輪21が左回りに回転するため、ハブ胴体42や外輪歯車56も左回りに回転する。そして、この時、キャリア一方向クラッチ52がハブ胴体42に係合した状態となるため、第1遊星キャリア51、キャリア連結部54、第2遊星キャリア53も左回りに回転しようとし、すなわち、第1太陽歯車58および第2太陽歯車60も含めてこれらの部品が、左回りに回転することで、後退することが可能となる。しかしながら、逆回転締結クラッチ62の締結機能が作動すると、これらの部品の左回りへの回転ができない、いわゆるロック状態(ハブ胴体42が内装変速機50を介してハブ軸41に固定された状態)となるため、電動自転車を後退させることができなくなる。   By the way, in a bicycle including an electric bicycle, the bicycle may be retracted while getting off the electric bicycle in a bicycle parking lot or the like. At this time, the rear wheel 21 rotates counterclockwise. 56 also rotates counterclockwise. At this time, since the carrier one-way clutch 52 is engaged with the hub body 42, the first planet carrier 51, the carrier connecting portion 54, and the second planet carrier 53 also try to rotate counterclockwise. These components including the first sun gear 58 and the second sun gear 60 can be moved backward by rotating counterclockwise. However, when the engagement function of the reverse rotation engagement clutch 62 is activated, these components cannot rotate counterclockwise (so-called locked state (the hub body 42 is fixed to the hub shaft 41 via the internal transmission 50)). Therefore, the electric bicycle cannot be moved backward.

このような不具合を防止すべく、本発明のこの実施の形態では、電動自転車を支障なく後退させることができるように、後退時においては、逆回転締結クラッチ62の機能が作動しないようにする逆回転締結クラッチ解除機構67が設けられている(図6、図8参照)。この実施の形態においては、逆回転締結クラッチ解除機構67は、ハブ胴体42における第1の軸受43の近傍位置に固定されたバック用爪部材63と、ハブ軸41に沿って軸方向に移動自在で、かつ回転自在に配設され、バック用爪部材63に当接して、バック用爪部材63の回転方向により軸方向に密接する位置と離間する位置とに移動可能なバック用爪係合部材64と、ハブ軸41に沿って軸方向に移動自在に配置され、バック用爪係合部材64により押圧されて、逆回転締結クラッチ62を接続状態または分離状態に切り換える逆回転クラッチ塞ぎロッド65と、前記バック用爪係合部材64をハブ軸方向に対してバック用爪部材63に密着させるとともに、前記逆回転クラッチ塞ぎロッド65を逆回転締結クラッチ62内から退避させる方向に付勢するロッド押圧ばね66とを有している。   In order to prevent such a problem, in this embodiment of the present invention, the reverse rotation fastening clutch 62 function is not activated during reverse so that the electric bicycle can be moved backward without any trouble. A rotation engagement clutch release mechanism 67 is provided (see FIGS. 6 and 8). In this embodiment, the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 is movable in the axial direction along the hub claw member 63 fixed to the hub body 42 in the vicinity of the first bearing 43 and the hub shaft 41. And a claw engaging member for back which is disposed so as to be rotatable, and can move between a position close to the axial direction and a position separated from the axial direction depending on the rotation direction of the back claw member 63. 64 and a reverse rotation clutch closing rod 65 which is arranged so as to be movable in the axial direction along the hub shaft 41 and is pressed by the back claw engaging member 64 to switch the reverse rotation fastening clutch 62 to a connected state or a separated state. The back claw engaging member 64 is brought into close contact with the back claw member 63 with respect to the hub axial direction, and the reverse rotation clutch closing rod 65 is retracted from the reverse rotation engagement clutch 62. And a rod pressing spring 66 for urging in a direction of.

そして、バック用爪部材63とバック用爪係合部材64とは、バック用爪部材63に対してバック用爪係合部材64が所定回転方向(この実施の形態では右回り)に回転されている状態で係合した場合には、図6(a)に簡略的に示すように、ハブ軸方向に対して密着して噛み合い、反対方向(この実施の形態では左回り)に回転されている状態で係合した場合には、図8に簡略的に示すように、ハブ軸方向に対してある程度離間した状態で噛み合う構造となっている。ここで、このような動作をするバック用爪部材63やバック用爪係合部材64の一つの具体例としては、図9(a)に示すように、ハブ胴体42に固定されているバック用爪部材63として、ハブ胴体42に固定されている円筒形状の基部63aから突出する爪63bが周方向に対して所定角度毎(図7においては90度毎)に一体形成されているものを用いるとよい。また、バック用爪係合部材64としては、図9(b)に示すように、円筒形状の基部64aから傾斜面64bおよび凹部64cを有する係合突部64dが周方向に対して所定角度毎(図7においては90度毎)に一体形成されているものを用いるとよい。なお、64fは、バック用爪係合部材64における係合突部64dが形成されておらず、大きく窪んでいる谷部である。   Then, the back claw member 63 and the back claw engagement member 64 are configured such that the back claw engagement member 64 is rotated in a predetermined rotation direction (clockwise in this embodiment) with respect to the back claw member 63. 6 (a), it is engaged in close contact with the hub shaft direction and rotated in the opposite direction (counterclockwise in this embodiment). When engaged in a state, as shown in a simplified manner in FIG. 8, the engagement is performed with a certain degree of separation in the hub axial direction. Here, as a specific example of the back claw member 63 and the back claw engaging member 64 which perform such an operation, as shown in FIG. 9A, the back claw member fixed to the hub body 42 is used. As the claw member 63, a member in which a claw 63b protruding from a cylindrical base portion 63a fixed to the hub body 42 is integrally formed with respect to the circumferential direction at every predetermined angle (every 90 degrees in FIG. 7) is used. Good. As shown in FIG. 9B, the back claw engaging member 64 includes an engaging projection 64d having an inclined surface 64b and a recess 64c from the cylindrical base 64a at predetermined angles with respect to the circumferential direction. What is integrally formed (every 90 degrees in FIG. 7) may be used. In addition, 64f is the trough part in which the engaging protrusion 64d in the nail | claw engaging member 64 for back | bags is not formed, and is dented largely.

したがって、自力走行時や受動走行時など、電動自転車の前進に伴う後輪21の右回りの回転に伴って、ハブ胴体42とともにバック用爪部材63が右回りに回転した場合には、バック用爪部材63の爪部63aがバック用爪係合部材64の谷部64fに係合して、バック用爪部材63とバック用爪係合部材64とがハブ軸方向に対してある程度密着した状態(詳しくは、バック用爪部材63の基部63aとバック用爪係合部材64の基部64aとの離間距離が小さい状態)で噛み合う。これにより、逆回転クラッチ塞ぎロッド65が逆回転締結クラッチ62内から退避された状態に維持されて、逆回転締結クラッチ62が作動可能な状態で保持される。   Therefore, when the back claw member 63 rotates clockwise together with the hub body 42 as the rear wheel 21 rotates clockwise as the electric bicycle advances, such as during self-running or passive driving, The claw portion 63a of the claw member 63 is engaged with the valley portion 64f of the back claw engaging member 64, and the back claw member 63 and the back claw engaging member 64 are in close contact with each other in the hub axial direction. (Specifically, the gap between the base 63a of the back claw member 63 and the base 64a of the back claw engaging member 64 is small). Thereby, the reverse rotation clutch closing rod 65 is maintained in a state of being retracted from the reverse rotation engagement clutch 62, and the reverse rotation engagement clutch 62 is held in an operable state.

一方、後退時には、電動自転車の後退に伴う後輪21の左回りの回転に伴って、ハブ胴体42とともにバック用爪部材63が左回りに回転した場合には、バック用爪部材63の爪部63aがバック用爪係合部材64の凹部64cに係合して、バック用爪係合部材64における凹部64c以外の箇所では、バック用爪部材63とバック用爪係合部材64とがハブ軸方向に対してある程度離間した状態(詳しくは、バック用爪部材63の基部63aとバック用爪係合部材64の基部64aとの離間距離が大きい状態)で噛み合う。これにより、逆回転クラッチ塞ぎロッド65が、ロッド押圧ばね66の付勢力に抗して、逆回転締結クラッチ62の内側に突入し、逆回転締結クラッチ62の機能が解除された状態で保持される。   On the other hand, at the time of reverse, when the back claw member 63 rotates counterclockwise together with the hub body 42 as the rear wheel 21 rotates counterclockwise as the electric bicycle moves backward, the claw portion of the back claw member 63 63a engages with the concave portion 64c of the back claw engaging member 64, and the back claw member 63 and the back claw engaging member 64 are located at the hub shaft at locations other than the concave portion 64c in the back claw engaging member 64. The meshing is performed in a state of being separated to some extent (specifically, a state in which the separation distance between the base 63a of the back claw member 63 and the base 64a of the back claw engagement member 64 is large). As a result, the reverse rotation clutch closing rod 65 enters the reverse rotation engagement clutch 62 against the biasing force of the rod pressing spring 66 and is held in a state where the function of the reverse rotation engagement clutch 62 is released. .

したがって、電動自転車の後退時には、逆回転締結クラッチ62が作動せず、これにより、電動自転車は支障なく後退できる。なお、後輪21の回転に伴って逆回転締結クラッチ62の動作・解除を切り換えることができればよく、上記逆回転締結クラッチ解除機構67の構成に限るものではない。   Therefore, when the electric bicycle moves backward, the reverse rotation engagement clutch 62 does not operate, and the electric bicycle can move backward without any trouble. It should be noted that the operation / release of the reverse rotation engagement clutch 62 can be switched in accordance with the rotation of the rear wheel 21 and is not limited to the configuration of the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67.

上記構成により、特許文献2に開示されているような受動回転駆動力を伝達するための専用の受動回転駆動力伝達チェーンなどを設けることなく、人力駆動力や補助駆動力を伝達するための駆動力伝達チェーン27を介して、補助駆動力出力輪体としてのモータスプロケット19および電動モータ17に受動回転駆動力を伝達する手段としても用いることができる。したがって、受動回転駆動力伝達チェーンを必要とした場合のように、2つの駆動力伝達チェーンが干渉しないように配設するための配置設計が難しかったり、両方のチェーンの張り具合を調整する際に多くの時間や手間をかけたりしなければならなかったり、チェーンステーなどに一方の駆動力伝達チェーンが接触してしまったりする等の問題を発生することがない。   With the above configuration, driving for transmitting human driving force and auxiliary driving force without providing a dedicated passive rotating driving force transmission chain for transmitting passive rotating driving force as disclosed in Patent Document 2 is provided. It can also be used as means for transmitting a passive rotational driving force to the motor sprocket 19 and the electric motor 17 as auxiliary driving force output wheels through the force transmission chain 27. Therefore, when a passive rotational drive force transmission chain is required, it is difficult to design the arrangement so that the two drive force transmission chains do not interfere with each other, or when adjusting the tension of both chains. There are no problems such as having to spend a lot of time and effort, or causing one driving force transmission chain to come into contact with a chain stay or the like.

また、チェーンとして、従来から用いられている駆動力伝達チェーン27を用いるだけで済むので、内装変速機50として逆回転締結クラッチ62や逆回転締結クラッチ解除機構67を有するものを用いる以外は、一般的に用いられているハブ構造の自転車部品との互換性を保つことができ、内装変速機50以外の部品の共通化や製造工程の共通化を図ることができて、製造コストの増加を最小限に抑えることができる。また、内装変速機50を用いているため、外装変速機を用いた場合と比較して、トラブルの発生が少なくて、メンテナンスが殆ど必要ない利点を維持することができる。   Further, since it is only necessary to use the conventionally used driving force transmission chain 27 as the chain, it is common to use an internal transmission 50 other than the one having the reverse rotation engagement clutch 62 and the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67. Compatibility with commonly used hub structure bicycle parts can be maintained, parts other than the internal transmission 50 can be shared, and the manufacturing process can be shared, minimizing the increase in manufacturing cost. To the limit. In addition, since the internal transmission 50 is used, it is possible to maintain the advantages that less trouble occurs and maintenance is hardly required compared to the case where the external transmission is used.

また、上記のように、後退時において逆回転締結クラッチ62が締結されることを阻止して、後退動作を可能とする逆回転締結クラッチ解除機構67を設けたので、増速型の内装変速機50を用いた場合でも、電動自転車を支障なく後退させることができる。また、上記構成によれば、逆回転締結クラッチ解除機構67は、後退時においてハブ胴体42の回転動作に連動して駆動されて逆回転締結クラッチ62を解除する構成であるので、電動自転車の後退時において自動的に逆回転締結クラッチ62が解除されることになり、後退時に逆回転締結クラッチ解除機構を手動で操作するなどの手間を省くことができる。   Further, as described above, the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 that prevents the reverse rotation engagement clutch 62 from being engaged at the time of reverse operation and enables the reverse operation is provided. Even when 50 is used, the electric bicycle can be moved backward without any trouble. In addition, according to the above configuration, the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 is driven in conjunction with the rotation operation of the hub body 42 at the time of reverse movement, and releases the reverse rotation engagement clutch 62. At this time, the reverse rotation engagement clutch 62 is automatically released, and it is possible to save the trouble of manually operating the reverse rotation engagement clutch release mechanism when reversing.

次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。この実施の形態では、図10に示すように、逆回転締結クラッチ91が、第2太陽歯車60とハブ軸41との間ではなくて、第2太陽歯車60の左側外周面に臨んだ状態で配設されている。すなわち、図10、図11に示すように、第2太陽歯車60の外周面における、歯面が形成されていない箇所を外周側から囲むように有底円筒形状のクラッチ保持具92が配設され、さらにこのクラッチ保持具92の円筒部分と第2太陽歯車60の外周面との間に、ハブ軸41に対して第2太陽歯車60が左回りに回転することを阻止する機能を付与可能な逆回転締結クラッチ91が設けられている。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 10, the reverse rotation fastening clutch 91 is not between the second sun gear 60 and the hub shaft 41, but facing the left outer peripheral surface of the second sun gear 60. It is arranged. That is, as shown in FIGS. 10 and 11, the bottomed cylindrical clutch holder 92 is disposed so as to surround a portion where the tooth surface is not formed on the outer peripheral surface of the second sun gear 60 from the outer peripheral side. Furthermore, a function of preventing the second sun gear 60 from rotating counterclockwise with respect to the hub shaft 41 can be provided between the cylindrical portion of the clutch holder 92 and the outer peripheral surface of the second sun gear 60. A reverse rotation engagement clutch 91 is provided.

この実施の形態においても、上記逆回転締結クラッチ解除機構67と類似する逆回転締結クラッチ解除機構67’が設けられている。この逆回転締結クラッチ解除機構67’は、図12に示すように、前記逆回転締結クラッチ解除機構67のバック用爪部材63と同形状のバック用爪部材63と、前記逆回転締結クラッチ解除機構67のバック用爪係合部材64とは爪の形状が逆向きのバック用爪係合部材64’と、クラッチ保持具92のハブ軸41側に延びる円板状部分とハブ軸41との間においてスプライン結合などによりハブ軸41に沿って移動自在に配設されたロックピン93と、ロックピン93がクラッチ保持具92内から離脱する方向に付勢する保持具押圧ばね66とを備えている。ロックピン93には、ロックピン93から径方向に突出する突起部93aが形成され、このロックピン93の突起部93aは、クラッチ保持具92の円板状部分に形成された孔部92aから径方向に広がる凹部92bに係合可能に構成されている。   Also in this embodiment, a reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 'similar to the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 is provided. As shown in FIG. 12, the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 ′ includes a back claw member 63 having the same shape as the back claw member 63 of the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67, and the reverse rotation engagement clutch release mechanism. 67 is a back claw engaging member 64 ′ whose claw shape is opposite to the back claw engaging member 64, and a disc-shaped portion extending to the hub shaft 41 side of the clutch holder 92 and the hub shaft 41. , A lock pin 93 that is movably disposed along the hub shaft 41 by spline coupling or the like, and a holder pressing spring 66 that urges the lock pin 93 in a direction to detach from the clutch holder 92. . The lock pin 93 is formed with a protrusion 93 a that protrudes in the radial direction from the lock pin 93, and the protrusion 93 a of the lock pin 93 has a diameter from a hole 92 a formed in the disc-shaped portion of the clutch holder 92. It is configured to be engageable with a concave portion 92b extending in the direction.

そして、バック用爪係合部材64’の片面が、ロックピン93に当接されており、バック用爪部材63とバック用爪係合部材64’とは、バック用爪部材63に対してバック用爪係合部材64’が所定回転方向(この実施の形態では右回り)に回転されている状態で係合した場合には、図10(a)に簡略的に示すように、ハブ軸方向に対してある程度互いに離間した状態(詳しくは、バック用爪部材63の基部63aとバック用爪係合部材64’の基部64aとの離間距離が大きい状態)で噛み合い、反対方向(この実施の形態では左回り)に回転されている状態で係合した場合には、ハブ軸方向に対して密着して噛み合う状態(詳しくは、バック用爪部材63の基部63aとバック用爪係合部材64’の基部64aとの離間距離が小さい状態)となる構造となっている。   One side of the back claw engaging member 64 ′ is in contact with the lock pin 93, and the back claw member 63 and the back claw engaging member 64 ′ back to the back claw member 63. When the claw engaging member 64 ′ is engaged in a state of being rotated in a predetermined rotational direction (clockwise in this embodiment), as shown in a simplified manner in FIG. Are engaged with each other to some extent (specifically, the distance between the base portion 63a of the back claw member 63 and the base portion 64a of the back claw engaging member 64 ′ is large) and in the opposite direction (this embodiment) When engaged in a counterclockwise direction, the base 63a of the back claw member 63 and the back claw engaging member 64 ′ The distance from the base 64a is small Has a structure in which the state).

この構成において、自力走行時や受動走行時など、電動自転車の前進に伴って後輪21が右回りに回転している際には、図10(a)に示すように、ハブ胴体42とともにバック用爪部材63が右周りに回転し、これにより、バック用爪係合部材64’がバック用爪部材63から離間した状態で噛み合う。これにより、ロックピン93の突起部93aがクラッチ保持具92の凹部92bに嵌まり込んで係合した状態となり、クラッチ保持具92はロックピン93を介してハブ軸41に固定された状態となる。   In this configuration, when the rear wheel 21 rotates clockwise as the electric bicycle moves forward, such as during self-running or passive running, as shown in FIG. The claw member 63 rotates in the clockwise direction, so that the back claw engaging member 64 ′ is engaged with the back claw member 63 while being separated from the back claw member 63. As a result, the protrusion 93 a of the lock pin 93 is engaged with and engaged with the recess 92 b of the clutch holder 92, and the clutch holder 92 is fixed to the hub shaft 41 via the lock pin 93. .

しかしながら、自力走行状態では、第2太陽歯車60は左回りに回転することが無いので、第2太陽歯車60が逆回転締結クラッチ91によりハブ軸41に固定されることはない。したがって、自力走行状態では、上記第1の実施の形態と同様に、リアスプロケット26からの人力駆動力や補助駆動力が内装変速機50を介してハブ胴体42に伝達されて、良好に走行できる。   However, since the second sun gear 60 does not rotate counterclockwise in the self-running state, the second sun gear 60 is not fixed to the hub shaft 41 by the reverse rotation fastening clutch 91. Therefore, in the self-running state, the manpower driving force and the auxiliary driving force from the rear sprocket 26 are transmitted to the hub body 42 via the internal transmission 50 as in the first embodiment, so that the vehicle can run well. .

また、後輪21が受動回転駆動力を受けて走行する受動走行時では、上記第1の実施の形態と同様に、後輪21およびハブ胴体42が受動回転駆動力を受けて右回りに回転された際に、逆回転締結クラッチ91が作動して、第2太陽歯車60が左回りに回転することが阻止されてハブ軸41に固定されたような状態となる。そして、遊星歯車55が、キャリア連結部54を中心として、第2太陽歯車60から反力を与えられた状態で右回りに自転しながら、右回りに公転し、第1遊星キャリア51、キャリア連結部54および第2遊星キャリア53が、1+(((B/D)×C)/L)の減速比で減速された状態で右回りに回転する。この結果、内装変速機50を介して、リアスプロケット26が右回りに回転し、これにより、駆動力伝達チェーン27が右回りに回転し、これに伴い、モータスプロケット19を介して、電動モータ17が回転される。したがって、ブレーキ動作時などに、回生制御することで、回生充電を実行できる。   Further, during the passive running in which the rear wheel 21 receives the passive rotational driving force, the rear wheel 21 and the hub body 42 receive the passive rotational driving force and rotate clockwise as in the first embodiment. At this time, the reverse rotation engaging clutch 91 is operated, and the second sun gear 60 is prevented from rotating counterclockwise and is fixed to the hub shaft 41. Then, the planetary gear 55 revolves clockwise while rotating counterclockwise with the reaction force applied from the second sun gear 60 around the carrier connecting portion 54, and the first planetary carrier 51, the carrier connection The part 54 and the second planet carrier 53 rotate clockwise while being decelerated at a reduction ratio of 1 + (((B / D) × C) / L). As a result, the rear sprocket 26 rotates clockwise via the internal transmission 50, and thereby the driving force transmission chain 27 rotates clockwise, and accordingly, the electric motor 17 via the motor sprocket 19. Is rotated. Therefore, regenerative charging can be performed by performing regenerative control during braking operation or the like.

また、図10(b)に示すように、後退時には、ハブ胴体42とともにバック用爪部材63が左回りに回転して、バック用爪係合部材64’がバック用爪部材63に密着した状態で噛み合うことで、ロックピン93の突起部93aがクラッチ保持具92の凹部92bから外れた状態となる。すなわち、逆回転締結クラッチ解除機構67’が作動して、逆回転締結クラッチ62が作動しない。したがって、後退時には、後輪21が左回りに回転するため、ハブ胴体42や外輪歯車56も左回りに回転するが、第2太陽歯車60の左回りの回転が規制されないため、第1遊星キャリア51、キャリア連結部54、第2遊星キャリア53も支障なく左回りに回転できて、電動自転車は支障なく後退できる。   Also, as shown in FIG. 10B, when the vehicle is retracted, the back claw member 63 rotates counterclockwise together with the hub body 42, and the back claw engaging member 64 ′ is in close contact with the back claw member 63. , The protrusion 93a of the lock pin 93 is disengaged from the recess 92b of the clutch holder 92. That is, the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 'is operated, and the reverse rotation engagement clutch 62 is not operated. Therefore, at the time of reverse movement, the rear wheel 21 rotates counterclockwise, so the hub body 42 and the outer ring gear 56 also rotate counterclockwise. However, since the counterclockwise rotation of the second sun gear 60 is not restricted, the first planet carrier 51, the carrier connecting portion 54, and the second planet carrier 53 can also rotate counterclockwise without any trouble, and the electric bicycle can be retreated without trouble.

次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。この実施の形態では、図13に示すように、第2太陽歯車60’の側面に、側方に突出する係合突起60bが周方向適当角度(この実施の形態では90度毎に)ごとに複数(この実施の形態では4箇所)形成されているとともに、この第2太陽歯車60’の係合突起60bに対応して係合離脱可能な複数の係合凹部95aが形成された太陽歯車連結具95(図14(a)、(b)参照)が、逆回転締結クラッチ91の内周側に配設されている。そして、逆回転締結クラッチ91を介して太陽歯車連結具95を囲むように、クラッチ保持具92が配設され、このクラッチ保持具92が、前記第2の形態における逆回転締結クラッチ解除機構67’と同様な構造の、バック用爪係合部材64’によりハブ軸41に沿って押圧されるよう構成されている。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 13, the side surface of the second sun gear 60 ′ has an engagement protrusion 60 b protruding laterally at every appropriate angle in the circumferential direction (in this embodiment, every 90 degrees). A plurality of (four locations in this embodiment) are formed, and a sun gear coupling is formed with a plurality of engagement recesses 95a that can be engaged and disengaged corresponding to the engagement protrusions 60b of the second sun gear 60 ′. A tool 95 (see FIGS. 14A and 14B) is disposed on the inner peripheral side of the reverse rotation fastening clutch 91. A clutch holder 92 is disposed so as to surround the sun gear coupler 95 via the reverse rotation engagement clutch 91, and the clutch holder 92 is the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 ′ in the second embodiment. It is configured to be pressed along the hub shaft 41 by the back claw engaging member 64 ′ having the same structure as in FIG.

すなわち、前記第1、第2の実施の形態における第2太陽歯車60が、その幅方向に対して第2太陽歯車60’と太陽歯車連結具95とに2分割され、ハブ軸方向に対して、太陽歯車連結具95が第2太陽歯車60’に接近離間するように移動されて、太陽歯車連結具95の係合凹部95aに第2太陽歯車60’の係合突起60bが挿入離脱されることで、逆回転締結クラッチ91の機能を付与あるいは解除するよう構成されている。なお、図13における66は、太陽歯車連結具95を第2太陽歯車60’から離脱する方向へ付勢する付勢ばね、図14(a)、(b)における96は、太陽歯車連結具95が、クラッチ保持具92から外れないよう防止するための外れ止めリングである。   That is, the second sun gear 60 in the first and second embodiments is divided into the second sun gear 60 ′ and the sun gear connector 95 with respect to the width direction, and the hub sun direction is with respect to the hub axial direction. The sun gear coupler 95 is moved so as to approach and separate from the second sun gear 60 ′, and the engagement protrusion 60 b of the second sun gear 60 ′ is inserted into and detached from the engagement recess 95 a of the sun gear coupler 95. Thus, the function of the reverse rotation engaging clutch 91 is configured to be granted or released. 13 in FIG. 13 is an urging spring for urging the sun gear coupler 95 in the direction of separating from the second sun gear 60 ′, and 96 in FIGS. 14A and 14B is a sun gear coupler 95. This is a detachment prevention ring for preventing the clutch holder 92 from coming off.

この第3の実施の形態において、自力走行時や受動走行時など、電動自転車の前進に伴って後輪21が右回りに回転している際には、図13(a)に示すように、ハブ胴体42とともにバック用爪部材63が右周りに回転し、バック用爪係合部材64’がバック用爪部材63から離間した状態で噛み合う。これにより、クラッチ保持具92および太陽歯車連結具95が、第2太陽歯車60’側に移動して、太陽歯車連結具95と第2太陽歯車60’とが係合した状態となり、クラッチ保持具92はロックピン93を介してハブ軸41に固定された状態となり、逆回転締結クラッチ91が作動可能な状態となる。   In the third embodiment, when the rear wheel 21 rotates clockwise as the electric bicycle advances, such as during self-running or passive running, as shown in FIG. The back claw member 63 rotates clockwise together with the hub body 42, and the back claw engaging member 64 ′ is engaged with the hub body 42 in a state of being separated from the back claw member 63. As a result, the clutch holder 92 and the sun gear coupler 95 move to the second sun gear 60 ′ side, and the sun gear coupler 95 and the second sun gear 60 ′ are engaged, and the clutch holder 92 is fixed to the hub shaft 41 via the lock pin 93, and the reverse rotation fastening clutch 91 is operable.

しかしながら、自力走行状態では、第2太陽歯車60は左回りに回転することが無いので、第2太陽歯車60が逆回転締結クラッチ91によりハブ軸41に固定されることはない。したがって、自力走行状態では、上記第1の実施の形態と同様に、リアスプロケット26からの人力駆動力や補助駆動力は、内装変速機50を介してハブ胴体42に伝達されて、良好に走行できる。   However, since the second sun gear 60 does not rotate counterclockwise in the self-running state, the second sun gear 60 is not fixed to the hub shaft 41 by the reverse rotation fastening clutch 91. Therefore, in the self-running state, as in the first embodiment, the manpower driving force and the auxiliary driving force from the rear sprocket 26 are transmitted to the hub body 42 via the internal transmission 50, and the vehicle travels well. it can.

また、後輪21が受動回転駆動力を受けて走行する受動走行時では、上記第1の実施の形態と同様に、後輪21およびハブ胴体42が受動回転駆動力を受けて右回りに回転された際に、逆回転締結クラッチ91が作動して、第2太陽歯車60が左回りに回転することが阻止されてハブ軸41に固定されたような状態となる。そして、遊星歯車55が、キャリア連結部54を中心として、第2太陽歯車60から反力を与えられた状態で右回りに自転しながら、右回りに公転し、第1遊星キャリア51、キャリア連結部54および第2遊星キャリア53が、1+(((B/D)×C)/L)の減速比で右回りに回転する。この結果、内装変速機50を介して、リアスプロケット26が右回りに回転し、これにより、駆動力伝達チェーン27が右回りに回転し、これに伴い、モータスプロケット19を介して、電動モータ17が回転される。したがって、ブレーキ動作時などに、回生制御することで、回生充電を実行できる。   Further, during the passive running in which the rear wheel 21 receives the passive rotational driving force, the rear wheel 21 and the hub body 42 receive the passive rotational driving force and rotate clockwise as in the first embodiment. At this time, the reverse rotation engaging clutch 91 is operated, and the second sun gear 60 is prevented from rotating counterclockwise and is fixed to the hub shaft 41. Then, the planetary gear 55 revolves clockwise while rotating counterclockwise with the reaction force applied from the second sun gear 60 around the carrier connecting portion 54, and the first planetary carrier 51, the carrier connection The part 54 and the second planet carrier 53 rotate clockwise with a reduction ratio of 1 + (((B / D) × C) / L). As a result, the rear sprocket 26 rotates clockwise via the internal transmission 50, and thereby the driving force transmission chain 27 rotates clockwise, and accordingly, the electric motor 17 via the motor sprocket 19. Is rotated. Therefore, regenerative charging can be performed by performing regenerative control during braking operation or the like.

また、図13(b)に示すように、後退時には、ハブ胴体42とともにバック用爪部材63が左回りに回転して、バック用爪係合部材64’がバック用爪部材63に密着した状態で噛み合うことで、第2太陽歯車60’の係合突起60bが太陽歯車連結具95の係合凹部95aから外れた状態となる。すなわち、後退時には、逆回転締結クラッチ解除機構67’が作動して、第2太陽歯車60’の左回りの回転が規制されない(逆回転締結クラッチ62が作動しない)ため、後輪21が左回りに回転して、ハブ胴体42や外輪歯車56も左回りに回転しようとした際に、第1遊星キャリア51、キャリア連結部54、第2遊星キャリア53も支障なく左回りに回転できて、電動自転車は支障なく後退できる。   Further, as shown in FIG. 13B, when the vehicle is retracted, the back claw member 63 rotates counterclockwise together with the hub body 42, and the back claw engaging member 64 ′ is in close contact with the back claw member 63. The engagement protrusion 60b of the second sun gear 60 ′ is disengaged from the engagement recess 95a of the sun gear connector 95. That is, at the time of reverse movement, the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 ′ is operated, and the counterclockwise rotation of the second sun gear 60 ′ is not restricted (the reverse rotation engagement clutch 62 is not operated). When the hub body 42 and the outer ring gear 56 are rotated counterclockwise, the first planet carrier 51, the carrier connecting portion 54, and the second planet carrier 53 can also rotate counterclockwise without any trouble, Bicycles can be retreated without hindrance.

次に、上記第1〜第3の実施の形態では、後退時に逆回転締結クラッチ62を自動的に解除する、バック用爪部材63やバック用爪係合部材64、64’を有する逆回転締結クラッチ解除機構67、67’を設けた場合を述べたが、これに限るものではなく、逆回転締結クラッチ62の機能を外部から解除できるような逆回転締結クラッチ解除機構を設けてもよい。すなわち、図15(a)、(b)に示す本発明の第4の実施の形態に係る電動自転車においては、バック用爪部材63やバック用爪係合部材64、64’を設ける代わりに、クラッチ保持具92を直接移動させる移動ロッド98を設けている。そして、電動自転車を後退させる際に、この移動ロッド98を移動させるワイヤなどを介して接続された操作レバー(図示せず)などを運転者が操作することで、後退時に、逆回転締結クラッチ62の機能を解除するよう構成すればよい。なお、図15(a)、(b)における99は、太陽歯車連結具95を第2太陽歯車60’から離脱する方向へ付勢する付勢ばねである。この構成によっても、電動自転車を支障なく後退させることができる。   Next, in the first to third embodiments, the reverse rotation fastening having the back claw member 63 and the back claw engaging members 64 and 64 ′ that automatically releases the reverse rotation fastening clutch 62 when retreating. Although the case where the clutch release mechanisms 67 and 67 ′ are provided has been described, the present invention is not limited to this, and a reverse rotation engagement clutch release mechanism that can release the function of the reverse rotation engagement clutch 62 from the outside may be provided. That is, in the electric bicycle according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIGS. 15A and 15B, instead of providing the back claw member 63 and the back claw engaging members 64 and 64 ′, A moving rod 98 for directly moving the clutch holder 92 is provided. When the electric bicycle is moved backward, the driver operates an operation lever (not shown) connected via a wire or the like for moving the moving rod 98, so that the reverse rotation engagement clutch 62 is moved during the reverse movement. It may be configured to cancel the function. Note that reference numeral 99 in FIGS. 15A and 15B denotes an urging spring that urges the sun gear coupler 95 in the direction of detaching from the second sun gear 60 '. Even with this configuration, the electric bicycle can be moved backward without any trouble.

さらに、図16は本発明の第5の実施の形態に係る電動自転車の後部ハブ40および内装変速機110の縦断面図である。
この実施の形態に係る内装変速機110では、2組の遊星歯車機構(第1の遊星歯車機構120と第2の遊星歯車機構150)が用いられている。そして、自力走行時には、これらの遊星歯車機構120、150を介することで、リアスプロケット26の回転よりもハブ胴体42および後輪21の回転が同等以下となる、いわゆる減速型のものが用いられている。すなわち、上記第1〜第4の実施の形態においては、リアスプロケット26の回転よりもハブ胴体42および後輪21の回転が同等以上である、いわゆる増速型の内装変速機50が用いられていたが、本実施の形態では、減速型の内装変速機110が用いられている点が上記第1〜第4の実施の形態とは異なっている。
FIG. 16 is a longitudinal sectional view of the rear hub 40 and the internal transmission 110 according to the fifth embodiment of the present invention.
In the internal transmission 110 according to this embodiment, two sets of planetary gear mechanisms (a first planetary gear mechanism 120 and a second planetary gear mechanism 150) are used. During self-running, a so-called speed reduction type is used in which the rotation of the hub body 42 and the rear wheel 21 is equal to or less than the rotation of the rear sprocket 26 through these planetary gear mechanisms 120 and 150. Yes. That is, in the first to fourth embodiments, the so-called speed increasing type internal transmission 50 in which the rotation of the hub body 42 and the rear wheel 21 is equal to or higher than the rotation of the rear sprocket 26 is used. However, the present embodiment is different from the first to fourth embodiments in that a deceleration type internal transmission 110 is used.

また、上記第1〜第4の実施の形態とは異なり、逆回転締結クラッチ62が、リアスプロケット26が取り付けられているスプロケット保持部材151とハブ胴体42との間に配設されており、受動走行時など、電動自転車の前進に伴って後輪21が右回りに回転している際には、後輪21からの受動回転駆動力を受けて、ハブ胴体42の右回りの回転数が、スプロケット保持部材151の回転数よりも大きくなった(早くなった)場合に、逆回転締結クラッチ62が締結状態となって、ハブ胴体42の右回りの回転がスプロケット保持部材151に伝達されるよう構成されている。   Unlike the first to fourth embodiments, the reverse rotation clutch 62 is disposed between the sprocket holding member 151 to which the rear sprocket 26 is attached and the hub body 42, and is passive. When the rear wheel 21 rotates clockwise as the electric bicycle moves forward, such as when traveling, the number of clockwise rotations of the hub body 42 due to the passive rotational driving force from the rear wheel 21 is When the rotational speed of the sprocket holding member 151 becomes larger (faster), the reverse rotation fastening clutch 62 is engaged, and the clockwise rotation of the hub body 42 is transmitted to the sprocket holding member 151. It is configured.

この実施の形態に係る内装変速機110では、自力走行時において、第1の遊星歯車機構120が、リアスプロケット26の回転を減速して第2の遊星歯車機構150に伝達し、第2の遊星歯車機構150において、リアスプロケット26の回転以下の範囲内で増速して変速段を切り換えるよう構成されている。なお、第2の遊星歯車機構150は、上記第1〜第4の実施の形態の遊星歯車と類似したものが用いられており、第2の遊星歯車機構150を含めて同様な機能を有する構成部品には同符号を付す。   In the internal transmission 110 according to the present embodiment, the first planetary gear mechanism 120 decelerates the rotation of the rear sprocket 26 and transmits it to the second planetary gear mechanism 150 during the self-running, and the second planetary gear mechanism 150 is transmitted. The gear mechanism 150 is configured to increase the speed within a range equal to or less than the rotation of the rear sprocket 26 and switch the gear position. The second planetary gear mechanism 150 is similar to the planetary gears of the first to fourth embodiments, and has the same function as that of the second planetary gear mechanism 150. Parts are given the same reference numerals.

具体的には、この内装変速機110は、図16に示すように、ハブ軸41に第2、第3の軸受44、47を介して、ハブ胴体42の右端縁とハブ軸41とに対してそれぞれ回転自在に取り付けられ、その細径部分にリアスプロケット26が一体的に回転する状態で固定されたスプロケット保持部材151と、ハブ胴体42の左端寄り箇所内にキャリア一方向クラッチ52を介して回転可能に配設された遊星キャリア53’と、スプロケット保持部材151と遊星キャリア53’とに跨って周方向に対して所定角度間隔(本実施の形態では120度間隔)で3箇所に配設されたキャリア連結部54と、キャリア連結部54の右側寄り部分を中心としてそれぞれ回転自在に支持され、大歯数の大遊星歯車部121aおよび小歯数の小遊星歯車部121bとが一体に形成されている3つの第1遊星歯車121と、ハブ胴体42の右寄り部分の内側領域において、リアスプロケット26の外側から第1遊星歯車121の大遊星歯車部121aの外側にかけて配設され、スプロケット伝達クラッチ122を介して、リアスプロケット26の左側部分の外周に回転自在に支持されているとともに、第1遊星歯車121の大遊星歯車部121aに外側から噛み合う歯面がその内周に形成された第1外輪歯車123と、ハブ軸41に固定された状態で外嵌され、第1遊星歯車121の小遊星歯車部121bに内側から噛み合う歯面がその外周に形成された固定太陽歯車126と、キャリア連結部54の左側寄り部分を中心としてそれぞれ回転自在に支持され、大歯数の大遊星歯車部55aおよび小歯数の小遊星歯車部55bとが一体に形成されている3つの第2遊星歯車55’と、外輪伝達クラッチ124を介してハブ胴体42の内側に回転自在に支持されているとともに、第2遊星歯車55’の小遊星歯車部55bに外側から噛み合う歯面がその内周に形成された第2外輪歯車125と、第1一方向クラッチ57を介してハブ軸41に外嵌され、第2遊星歯車55’の小遊星歯車部55bに内側から噛み合う歯面がその外周に形成された第1太陽歯車58と、第1太陽歯車58と並んで、第2一方向クラッチ59を介してハブ軸41に外嵌された状態で配置され、第2遊星歯車55’の大遊星歯車部55aに内側から噛み合う歯面がその外周に形成された第2太陽歯車60と、ハブ軸41に沿って、軸方向または周方向に移動可能に配設され、変速用操作部38に連結された変速用ワイヤ39に連結されて移動されることで、第1一方向クラッチ57と第2一方向クラッチ59とを、それぞれ接続状態または分離状態に切り換える(ハブ軸41に対して固定された状態と回転自在な状態とに切り換えられる)クラッチ調整具61とを備えている。そしてさらに、スプロケット保持部材151とハブ胴体42との間に逆回転締結クラッチ62が配設されている。なお、第1外輪歯車123、第1遊星歯車121、キャリア連結部54、固定太陽歯車126により、第1の遊星歯車機構120が構成され、第2外輪歯車125、第2遊星歯車55’、キャリア連結部54、第1太陽歯車58、第2太陽歯車60、遊星キャリア53’により、第2の遊星歯車機構150が構成され、キャリア連結部54は、第1の遊星歯車機構120と第2の遊星歯車機構150との共通部品とされている。   Specifically, as shown in FIG. 16, the internal transmission 110 is connected to the right end edge of the hub body 42 and the hub shaft 41 via second and third bearings 44 and 47 on the hub shaft 41. And a sprocket holding member 151 fixed in a state where the rear sprocket 26 rotates integrally with the small diameter portion thereof, and a carrier one-way clutch 52 in a location near the left end of the hub body 42. Arranged at three positions at predetermined angular intervals (120 degrees in the present embodiment) with respect to the circumferential direction across the planet carrier 53 ′ arranged rotatably, the sprocket holding member 151 and the planet carrier 53 ′. The carrier connecting portion 54 and the right planetary gear portion 121a and the small planetary gear portion 1 having a small number of teeth are supported rotatably around the right side portion of the carrier connecting portion 54. 1b and the three first planetary gears 121 formed integrally with each other, and in the inner region of the right-side portion of the hub body 42, it is arranged from the outside of the rear sprocket 26 to the outside of the large planetary gear portion 121a of the first planetary gear 121. A tooth surface that is rotatably supported on the outer periphery of the left portion of the rear sprocket 26 via the sprocket transmission clutch 122 and meshes with the large planetary gear portion 121a of the first planetary gear 121 from the outside. The fixed sun is formed on the outer periphery of the first outer ring gear 123 formed on the outer periphery of the first outer ring gear 123 and is fitted on the hub shaft 41 so as to be engaged with the small planetary gear portion 121b of the first planetary gear 121 from the inside. The gear 126 and the planetary gear portion 55a having a large number of teeth and a small tooth are rotatably supported around the left side portion of the carrier connecting portion 54. The second planetary gear 55 'is integrally formed with the second planetary gear 55b, and is rotatably supported inside the hub body 42 via the outer ring transmission clutch 124. A second outer ring gear 125 in which a tooth surface meshing with the small planetary gear portion 55b of 55 'from the outside is formed on the inner periphery of the small planetary gear portion 55b and the hub shaft 41 via the first one-way clutch 57, and the second planetary gear. A first sun gear 58 formed on the outer periphery of a tooth surface meshing with the small planetary gear portion 55 b of 55 ′ from the inside, and the first sun gear 58 are aligned with the hub shaft 41 via the second one-way clutch 59. A second sun gear 60 which is arranged in an externally fitted state and meshes with the large planetary gear portion 55a of the second planetary gear 55 'from the inside on the outer periphery thereof, and the hub shaft 41 along the axial direction. Or arranged to be movable in the circumferential direction Then, the first one-way clutch 57 and the second one-way clutch 59 are switched to the connected state or the disconnected state by being connected to and moved by the speed change wire 39 connected to the speed change operation unit 38 ( And a clutch adjuster 61 that is switched between a fixed state and a rotatable state with respect to the hub shaft 41. Further, a reverse rotation fastening clutch 62 is disposed between the sprocket holding member 151 and the hub body 42. The first outer ring gear 123, the first planetary gear 121, the carrier connecting portion 54, and the fixed sun gear 126 constitute the first planetary gear mechanism 120. The second outer ring gear 125, the second planetary gear 55 ′, the carrier The connecting portion 54, the first sun gear 58, the second sun gear 60, and the planet carrier 53 ′ constitute a second planetary gear mechanism 150. The carrier connecting portion 54 includes the first planetary gear mechanism 120 and the second planetary gear mechanism 120. This is a common part with the planetary gear mechanism 150.

ここで、図17(a)に簡略的に示すように、スプロケット保持部材151とハブ胴体42との間に介装された逆回転締結クラッチ62は、相対的に、スプロケット保持部材151がハブ胴体42に対して右回りとなる際には、回転力が伝達されずに空回りする一方、ハブ胴体42がスプロケット保持部材151に対して右回りとなる際に、ハブ胴体42からスプロケット保持部材151への回転力(受動回転駆動力)を伝達する。図17(b)に簡略的に示すように、スプロケット保持部材151と第1外輪歯車123との間に介装されたスプロケット伝達クラッチ122は、相対的に、スプロケット保持部材151が第1外輪歯車123に対して右回りとなる際には、スプロケット保持部材151から第1外輪歯車123への回転力を伝達する一方、第1外輪歯車123がスプロケット保持部材151に対して右回りとなる際には、回転力が伝達されずに空回りする。   Here, as schematically shown in FIG. 17 (a), the reverse rotation fastening clutch 62 interposed between the sprocket holding member 151 and the hub body 42 has a relative relationship between the sprocket holding member 151 and the hub body. When the hub body 42 rotates clockwise with respect to the sprocket 42 without being transmitted, the hub body 42 rotates clockwise with respect to the sprocket holding member 151 to the sprocket holding member 151. The rotational force (passive rotational driving force) is transmitted. As schematically shown in FIG. 17 (b), the sprocket transmission clutch 122 interposed between the sprocket holding member 151 and the first outer ring gear 123 has a relative relationship between the sprocket holding member 151 and the first outer ring gear. When rotating clockwise with respect to 123, the rotational force is transmitted from the sprocket holding member 151 to the first outer ring gear 123, while when rotating the first outer ring gear 123 clockwise with respect to the sprocket holding member 151. Rotates idly without transmitting the rotational force.

図17(c)に簡略的に示すように、第2外輪歯車125とハブ胴体42との間に介装された外輪伝達クラッチ124は、第2外輪歯車125がハブ胴体42に対して右回りとなる際には、第2外輪歯車125からハブ胴体42へ回転力を伝達する一方、ハブ胴体42が第2外輪歯車125に対して右回りとなる際には、回転力が伝達されずに空回りする。図17(d)に簡略的に示すように、遊星キャリア53’とハブ胴体42との間に介装されたキャリア一方向クラッチ52は、遊星キャリア53’がハブ胴体42に対して右回りとなる際には、遊星キャリア53’からハブ胴体42へ回転力を伝達する一方、ハブ胴体42が遊星キャリア53’に対して右回りとなる際には、回転力が伝達されずに空回りする。   As schematically shown in FIG. 17 (c), the outer ring transmission clutch 124 interposed between the second outer ring gear 125 and the hub body 42 has the second outer ring gear 125 rotated clockwise with respect to the hub body 42. , The rotational force is transmitted from the second outer ring gear 125 to the hub body 42, while the rotational force is not transmitted when the hub body 42 turns clockwise with respect to the second outer ring gear 125. I go idle. As schematically shown in FIG. 17 (d), the carrier one-way clutch 52 interposed between the planet carrier 53 ′ and the hub fuselage 42 is configured so that the planet carrier 53 ′ rotates clockwise with respect to the hub fuselage 42. In this case, the rotational force is transmitted from the planet carrier 53 ′ to the hub body 42. On the other hand, when the hub body 42 turns clockwise with respect to the planet carrier 53 ′, the rotational force is not transmitted and the vehicle rotates idly.

上記構成において、運転者がペダル14を漕ぎながら走行する走行状態(自力走行状態と称す)では、ペダル14からの踏力によりフロントスプロケット25が右回りに回転され、これに伴って、駆動力伝達チェーン27およびモータスプロケット19、リアスプロケット26が右回りに回転される。したがって、リアスプロケット26の回転力(人力駆動力や補助駆動力)がスプロケット保持部材151に伝達され、スプロケット伝達クラッチ122を介して第1外輪歯車123が一体的に右回りに回転される。なお、この際、逆回転締結クラッチ62は空回り状態になる。第1外輪歯車123が右回りに回転されると、この第1外輪歯車123に噛み合っている第1遊星歯車121の大遊星歯車部121aは、キャリア連結部54を中心に右回りに回転しようとする。この場合に、第1遊星歯車121は、その小遊星歯車部121bが、ハブ軸41に固定されている固定太陽歯車126に噛み合っているので、固定太陽歯車126のまわりを、小遊星歯車部121bが右回りに自転及び公転し、これによりキャリア連結部54が大きく減速された状態で(この際に、固定太陽歯車126の歯数がE、第1外輪歯車123の歯数がF、小遊星歯車部121bの歯数がG、大遊星歯車部121aの歯数がHとした場合に、減速比1/(1+(((E/G)×H)/F))で右回りに回転する。   In the above configuration, in a traveling state in which the driver travels while pedaling (referred to as a self-powered traveling state), the front sprocket 25 is rotated clockwise by the pedaling force from the pedal 14, and accordingly, the driving force transmission chain 27, the motor sprocket 19, and the rear sprocket 26 are rotated clockwise. Therefore, the rotational force (human driving force or auxiliary driving force) of the rear sprocket 26 is transmitted to the sprocket holding member 151, and the first outer ring gear 123 is integrally rotated clockwise through the sprocket transmission clutch 122. At this time, the reverse rotation engagement clutch 62 is idle. When the first outer ring gear 123 is rotated clockwise, the large planetary gear part 121a of the first planetary gear 121 meshed with the first outer ring gear 123 tries to rotate clockwise around the carrier connecting part 54. To do. In this case, since the first planetary gear 121 has a small planetary gear portion 121b meshed with a fixed sun gear 126 fixed to the hub shaft 41, the small planetary gear portion 121b surrounds the fixed sun gear 126. In the state where the carrier connecting portion 54 is greatly decelerated (the number of teeth of the fixed sun gear 126 is E, the number of teeth of the first outer ring gear 123 is F, When the number of teeth of the gear portion 121b is G and the number of teeth of the large planetary gear portion 121a is H, it rotates clockwise at a reduction ratio 1 / (1 + (((E / G) × H) / F)). .

自力走行状態で、変速段が1速である場合には、第1太陽歯車58および第2太陽歯車60の何れもハブ軸41に対して自由に回転できる状態である。したがって、キャリア連結部54が右回りに回転すると、第2遊星歯車55’および第1太陽歯車58、第2太陽歯車60が空回りしている状態で、キャリア連結部54に連結された遊星キャリア53’が右回りに回転することで、遊星キャリア53’の外周に取り付けられたキャリア一方向クラッチ52がハブ胴体42に係合して回転される。この結果、内装変速機110およびハブ胴体42を介して、後輪21を、キャリア連結部54と同じ回転数の状態(低速状態)で回転させながら走行できる(図18(a)参照)。   In the self-running state, when the gear position is the first speed, both the first sun gear 58 and the second sun gear 60 can freely rotate with respect to the hub shaft 41. Therefore, when the carrier connecting portion 54 rotates clockwise, the planet carrier 53 connected to the carrier connecting portion 54 in a state where the second planetary gear 55 ′, the first sun gear 58, and the second sun gear 60 are idle. By rotating 'clockwise', the carrier one-way clutch 52 attached to the outer periphery of the planet carrier 53 'is engaged with the hub body 42 and rotated. As a result, the vehicle can travel while rotating the rear wheel 21 at the same rotational speed (low speed state) as that of the carrier connecting portion 54 via the internal transmission 110 and the hub body 42 (see FIG. 18A).

自力走行状態で、変速段が2速に切り換えられた場合には、第1一方向クラッチ57の爪が起立するなどして、ハブ軸41に対して第1太陽歯車58が相対的に右回りに回転することが阻止された状態となる。この状態で、ペダル14からの踏力によりフロントスプロケット25、駆動力伝達チェーン27を介して、リアスプロケット26が右回りに回転されると、これに伴って、キャリア連結部54が減速された状態で右回りに回転する。キャリア連結部54の回転に伴い、第2遊星歯車55’も回転するが、この際に、第1太陽歯車58がハブ軸41に対して相対的に右回りに回転することが阻止されて固定されるので、第2遊星歯車55’は、キャリア連結部54を中心として、第1太陽歯車58から反力を与えられた状態で自転しながら、公転する。これにより、第2外輪歯車125は、第1太陽歯車58の歯数がA、第2外輪歯車125の歯数がLとした場合に、キャリア連結部54に対して増速比1+(A/L)で増速された状態(中速状態:但し、リアスプロケット26やスプロケット保持部材151よりは遅い状態)で回転する。この結果、内装変速機110およびハブ胴体42を介して、後輪21を、キャリア連結部54よりも若干大きな回転数の状態(中速状態)で回転させながら走行できる(図18(b)参照)。   When the shift stage is switched to the second speed in the self-running state, the first sun gear 58 is rotated clockwise relative to the hub shaft 41 by, for example, raising the pawl of the first one-way clutch 57. It will be in the state where it was prevented from rotating to. In this state, when the rear sprocket 26 is rotated clockwise through the front sprocket 25 and the driving force transmission chain 27 by the pedaling force from the pedal 14, the carrier connecting portion 54 is decelerated accordingly. Rotate clockwise. As the carrier connecting portion 54 rotates, the second planetary gear 55 ′ also rotates. At this time, the first sun gear 58 is prevented from rotating clockwise relative to the hub shaft 41 and fixed. Therefore, the second planetary gear 55 ′ revolves around the carrier connecting portion 54 while rotating in a state where a reaction force is applied from the first sun gear 58. As a result, the second outer ring gear 125 has a speed increasing ratio of 1+ (A // with respect to the carrier connecting portion 54 when the number of teeth of the first sun gear 58 is A and the number of teeth of the second outer ring gear 125 is L. L) in a state where the speed is increased (medium speed state, but slower than the rear sprocket 26 and the sprocket holding member 151). As a result, the vehicle can travel while rotating the rear wheel 21 through the internal transmission 110 and the hub body 42 at a slightly higher rotational speed (medium speed state) than the carrier connecting portion 54 (see FIG. 18B). ).

なお、この際に、キャリア連結部54とともに遊星キャリア53’も一体的に回転するが、ハブ胴体42が遊星キャリア53’よりも大きな回転数で回転するため、キャリア一方向クラッチ52は解放された(いわゆる切られた)状態となる。また、第2遊星歯車55’の回転に伴い、第2太陽歯車60も回転するが、この第2太陽歯車60はハブ軸41に対して拘束されていないので、自由に回転している状態であり、他の部品の動き等に影響を与えることはない。   At this time, the planet carrier 53 ′ also rotates together with the carrier connecting portion 54. However, since the hub body 42 rotates at a higher rotational speed than the planet carrier 53 ′, the carrier one-way clutch 52 is released. It becomes a (so-called cut) state. Further, as the second planetary gear 55 ′ rotates, the second sun gear 60 also rotates. However, since the second sun gear 60 is not restrained with respect to the hub shaft 41, the second sun gear 60 is in a freely rotating state. There is no effect on the movement of other parts.

自力走行状態で、変速段が3速に切り換えられた場合には、第2一方向クラッチ59の爪が起立状態となるなどして、ハブ軸41に対して第2太陽歯車60が相対的に右回りに回転することが阻止された状態となる。この状態で、ペダル14からの踏力によりフロントスプロケット25、駆動力伝達チェーン27を介して、リアスプロケット26が右回りに回転されると、これに伴って、キャリア連結部54が減速された状態で右回りに回転する。キャリア連結部54の回転に伴い、第2遊星歯車55’も回転するが、この際に、第2太陽歯車60がハブ軸41に対して相対的に右回りに回転することが阻止されて固定されるので、第2遊星歯車55’は、キャリア連結部54を中心として、第2太陽歯車60から反力を与えられた状態で自転しながら、公転する。これにより、第2外輪歯車125は、第2太陽歯車60の歯数がB、第2遊星歯車55’の大遊星歯車部55aの歯数がC、第2遊星歯車55’の小遊星歯車部55bの歯数がD、第2外輪歯車125の歯数がLとした場合に、キャリア連結部54に対して増速比1+(((B/C)×D)/L)で増速された状態(高速状態:但し、リアスプロケット26やスプロケット保持部材151よりは遅い状態)で回転する。この結果、内装変速機110およびハブ胴体42を介して、後輪21を、キャリア連結部54よりも大きな回転数の状態(高速状態)で回転させながら走行できる(図18(b)参照)。   When the shift stage is switched to the third speed in the self-running state, the second sun gear 60 is relatively moved with respect to the hub shaft 41 by, for example, the claw of the second one-way clutch 59 being in an upright state. It will be in the state where rotation in the clockwise direction is prevented. In this state, when the rear sprocket 26 is rotated clockwise through the front sprocket 25 and the driving force transmission chain 27 by the pedaling force from the pedal 14, the carrier connecting portion 54 is decelerated accordingly. Rotate clockwise. As the carrier connecting portion 54 rotates, the second planetary gear 55 ′ also rotates. At this time, the second sun gear 60 is prevented from rotating clockwise relative to the hub shaft 41 and fixed. Therefore, the second planetary gear 55 ′ revolves around the carrier coupling portion 54 while rotating in a state where a reaction force is applied from the second sun gear 60. Thereby, the second outer ring gear 125 has the number of teeth of the second sun gear 60 as B, the number of teeth of the large planetary gear portion 55a of the second planetary gear 55 ′ as C, and the small planetary gear portion of the second planetary gear 55 ′. When the number of teeth of 55b is D and the number of teeth of the second outer ring gear 125 is L, the speed is increased at a speed increasing ratio of 1 + (((B / C) × D) / L) with respect to the carrier connecting portion 54. (High speed state, but slower than the rear sprocket 26 and the sprocket holding member 151). As a result, the vehicle can travel while rotating the rear wheel 21 at a higher rotational speed (high speed state) than the carrier connecting portion 54 via the internal transmission 110 and the hub body 42 (see FIG. 18B).

なお、この際も、ハブ胴体42が遊星キャリア53’よりも大きな回転数で回転するので、キャリア一方向クラッチ52は解放された(いわゆる切られた)状態となる。また、第2遊星歯車55’の回転に伴い、第1太陽歯車58も回転するが、ハブ軸41に対して拘束されていないので、自由に回転するだけである。   Also at this time, the hub body 42 rotates at a higher rotational speed than the planet carrier 53 ', so that the carrier one-way clutch 52 is released (so-called disconnected). As the second planetary gear 55 'rotates, the first sun gear 58 also rotates. However, since it is not restrained with respect to the hub shaft 41, it only rotates freely.

上記構成において、走行しているにも係わらず、ペダル14が踏み込まれずに、人力駆動力や補助駆動力が与えられていない受動走行時では、後輪21が接地面からの力(受動回転駆動力と称す)を受けて、後輪21およびハブ胴体42が右回りに回転する。ここで、クランク15が回転されていないため、駆動力伝達チェーン27はフロントスプロケット25からの力を受けず、駆動力伝達チェーン27とともにリアスプロケット26やスプロケット保持部材151、キャリア連結部54、遊星キャリア53’、さらに、キャリア連結部54により支持されている第2遊星歯車55’や、これに噛み合う第2外輪歯車125はその位置に止まろうとする。したがって、右回りに回転されるハブ胴体42に対して、遊星キャリア53’との間に介装されているキャリア一方向クラッチ52や、第2外輪歯車125との間に介装されている外輪伝達クラッチ124は、解放された(いわゆる切られた)状態となる。一方、ハブ胴体42とスプロケット保持部材151との間に介装された逆回転締結クラッチ62は、ハブ胴体42がスプロケット保持部材151に対して右回りとなるため、ハブ胴体42からスプロケット保持部材151への回転力(受動回転駆動力)を伝達する(図19(a)参照)。この結果、内装変速機110を介して、リアスプロケット26が右回りに回転し、これにより、駆動力伝達チェーン27が右回りに回転し、これに伴い、モータスプロケット19を介して、電動モータ17が回転される。したがって、ブレーキ動作時などに、回生制御することで、回生充電を実行できる。なお、逆回転締結クラッチ62を介してスプロケット保持部材151が右回りに回転すると、これに伴い、第1、第2の遊星歯車機構120、150を介して第2外輪歯車125や遊星キャリア53’も右回りに回転することになるが、これらの第2外輪歯車125や遊星キャリア53’は、何れの変速段にある場合でもハブ胴体42よりも遅い回転速度で右回りに回転するため、キャリア一方向クラッチ52や外輪伝達クラッチ124は、解放された(いわゆる切られた)状態が維持される。   In the above configuration, during passive travel in which the pedal 14 is not depressed and no human driving force or auxiliary driving force is applied even though the vehicle is traveling, the rear wheel 21 is forced from the ground surface (passive rotational drive). The rear wheel 21 and the hub body 42 rotate clockwise. Here, since the crank 15 is not rotated, the driving force transmission chain 27 does not receive the force from the front sprocket 25, and the rear sprocket 26, the sprocket holding member 151, the carrier connecting portion 54, the planetary carrier together with the driving force transmission chain 27 53 ′, and the second planetary gear 55 ′ supported by the carrier connecting portion 54 and the second outer ring gear 125 meshing with the second planetary gear 55 ′ try to stop at that position. Therefore, the outer ring interposed between the carrier body one-way clutch 52 interposed between the planetary carrier 53 ′ and the second outer ring gear 125 with respect to the hub body 42 rotated clockwise. The transmission clutch 124 is released (so-called disconnected). On the other hand, the reverse rotation fastening clutch 62 interposed between the hub body 42 and the sprocket holding member 151 has the hub body 42 turned clockwise with respect to the sprocket holding member 151. Rotational force (passive rotational driving force) is transmitted (see FIG. 19A). As a result, the rear sprocket 26 rotates clockwise via the internal transmission 110, and thereby the driving force transmission chain 27 rotates clockwise, and accordingly, the electric motor 17 via the motor sprocket 19. Is rotated. Therefore, regenerative charging can be performed by performing regenerative control during braking operation or the like. When the sprocket holding member 151 rotates clockwise via the reverse rotation engagement clutch 62, the second outer ring gear 125 and the planet carrier 53 ′ are connected via the first and second planetary gear mechanisms 120, 150 accordingly. The second outer ring gear 125 and the planetary carrier 53 ′ rotate clockwise at a lower rotational speed than the hub body 42 regardless of the gear position. The one-way clutch 52 and the outer ring transmission clutch 124 are maintained in a released (so-called disconnected) state.

一方、後退時には、電動自転車の後退に伴う後輪21の左回りの回転に伴って、ハブ胴体42が左回りに回転する。この際に、リアスプロケット26やスプロケット保持部材151は、駆動力伝達チェーン27側からの人力駆動力や補助駆動力を受けずに、その位置に止まろうとする。したがって、ハブ胴体42とスプロケット保持部材151との間に介装された逆回転締結クラッチ62は、ハブ胴体42がスプロケット保持部材151に対して左回りとなるため、解放された(いわゆる切られた)状態となる。一方、ハブ胴体42と遊星キャリア53’との間に介装されたキャリア一方向クラッチ52や、ハブ胴体42と第2外輪歯車125との間に介装されている外輪伝達クラッチ124は、ハブ胴体42が遊星キャリア53’や第2外輪歯車125よりも左回りに回転する(すなわち、相対的には、遊星キャリア53’や第2外輪歯車125がハブ胴体42に対して右回りに回転する)ことになるので、接続された状態となり、遊星キャリア53’、キャリア連結部54、第2外輪歯車125、第2の遊星歯車機構150がハブ胴体42とともに一体的に左回りに回転する。なお、この際、第1太陽歯車58、第2太陽歯車60は、第1一方向クラッチ57、第2一方向クラッチ59の状態に関係なく、左回りに空回りしている。ハブ胴体42とともに一体的にキャリア連結部54が左回りに回転することにより、第1遊星歯車121を介して第1外輪歯車123に増速して回転が伝達されようとし、さらには、スプロケット伝達クラッチ122を介してスプロケット保持部材151が増速して回転が伝達されようとするが、スプロケット保持部材151とハブ胴体42との間に介装されている逆回転締結クラッチ62によって、この回転が阻止される。この結果、第1太陽歯車58、第2太陽歯車60が空回りした状態で、ハブ胴体42と第1の遊星歯車機構120、第2の遊星歯車機構150、スプロケット保持部材151がロック状態となり、ハブ胴体42に伴ってスプロケット保持部材151が左回りに伴回りする。これにより、支障なく後退することができる。   On the other hand, at the time of reverse, the hub body 42 rotates counterclockwise as the rear wheel 21 rotates counterclockwise as the electric bicycle moves backward. At this time, the rear sprocket 26 and the sprocket holding member 151 do not receive the manual driving force or the auxiliary driving force from the driving force transmission chain 27 side and try to stop at the positions. Therefore, the reverse rotation fastening clutch 62 interposed between the hub body 42 and the sprocket holding member 151 is released because the hub body 42 turns counterclockwise with respect to the sprocket holding member 151 (so-called disconnected). ) State. On the other hand, the carrier one-way clutch 52 interposed between the hub body 42 and the planetary carrier 53 ′ and the outer ring transmission clutch 124 interposed between the hub body 42 and the second outer ring gear 125 are a hub. The fuselage 42 rotates counterclockwise relative to the planet carrier 53 ′ and the second outer ring gear 125 (that is, the planet carrier 53 ′ and second outer ring gear 125 rotate clockwise relative to the hub fuselage 42). Therefore, the planetary carrier 53 ′, the carrier coupling portion 54, the second outer ring gear 125, and the second planetary gear mechanism 150 rotate integrally with the hub body 42 counterclockwise. At this time, the first sun gear 58 and the second sun gear 60 are idling counterclockwise regardless of the state of the first one-way clutch 57 and the second one-way clutch 59. The carrier connecting portion 54 integrally rotates with the hub body 42 counterclockwise, so that the rotation is transmitted to the first outer ring gear 123 via the first planetary gear 121 and the rotation is transmitted. The sprocket holding member 151 is increased in speed through the clutch 122 so that the rotation is transmitted, but this rotation is prevented by the reverse rotation fastening clutch 62 interposed between the sprocket holding member 151 and the hub body 42. Be blocked. As a result, in a state where the first sun gear 58 and the second sun gear 60 are idle, the hub body 42, the first planetary gear mechanism 120, the second planetary gear mechanism 150, and the sprocket holding member 151 are locked, and the hub With the body 42, the sprocket holding member 151 rotates counterclockwise. Thereby, it can retreat without trouble.

上記構成によっても、特許文献2に開示されているような受動回転駆動力を伝達するための専用の受動回転駆動力伝達チェーンなどを設けることなく、人力駆動力や補助駆動力を伝達するための駆動力伝達チェーン27を介して、補助駆動力出力輪体としてのモータスプロケット19および電動モータ17に受動回転駆動力を伝達する手段としても用いることができる。したがって、受動回転駆動力伝達チェーンを必要とした場合のように、2つの駆動力伝達チェーンが干渉しないように配設するための配置設計が難しかったり、両方のチェーンの張り具合を調整する際に多くの時間や手間をかけたりしなければならなかったり、チェーンステーなどに一方の駆動力伝達チェーンが接触してしまったりする等の問題を発生することがない。   Even with the above configuration, it is possible to transmit human power driving force and auxiliary driving force without providing a dedicated passive rotational driving force transmission chain for transmitting passive rotational driving force as disclosed in Patent Document 2. It can also be used as means for transmitting a passive rotational driving force to the motor sprocket 19 and the electric motor 17 as auxiliary driving force output wheels through the driving force transmission chain 27. Therefore, when a passive rotational drive force transmission chain is required, it is difficult to design the arrangement so that the two drive force transmission chains do not interfere with each other, or when adjusting the tension of both chains. There are no problems such as having to spend a lot of time and effort, or causing one driving force transmission chain to come into contact with a chain stay or the like.

また、チェーンとして、従来から用いられている駆動力伝達チェーン27を用いるだけで済むので、減速型の内装変速機110と、逆回転締結クラッチ91を有するものを用いる以外は、一般的に用いられているハブ構造の自転車部品との互換性を保つことができ、内装変速機50以外の部品の共通化や製造工程の共通化を図ることができて、製造コストの増加を最小限に抑えることができる。また、内装変速機110を用いているため、外装変速機を用いた場合と比較して、トラブルの発生が少なくて、メンテナンスが殆ど必要ない利点を維持することができる。   Further, since it is only necessary to use a conventionally used driving force transmission chain 27 as the chain, it is generally used except that a speed reduction type internal transmission 110 and a reverse rotation fastening clutch 91 are used. Compatibility with the bicycle parts of the existing hub structure can be maintained, parts other than the internal transmission 50 can be shared, and the manufacturing process can be shared, and the increase in manufacturing cost can be minimized. Can do. In addition, since the internal transmission 110 is used, it is possible to maintain the advantage that less trouble occurs and maintenance is hardly required compared to the case where the external transmission is used.

さらに、上記構成によれば、第1〜第4の実施の形態のような逆回転締結クラッチ解除機構67を設けなくても、電動自転車を支障なく後退させることができる利点がある。すなわち、本実施の形態では、逆回転締結クラッチ91が、スプロケット保持部材151とハブ胴体42との間に配設されている構成であるので、後退させる際でも、ハブ軸41に内装変速機110が固定されることが無く、逆回転締結クラッチ解除機構67を設けなくても済む。   Furthermore, according to the said structure, even if it does not provide the reverse rotation fastening clutch release mechanism 67 like the 1st-4th embodiment, there exists an advantage which can reverse | retreat an electric bicycle without trouble. That is, in the present embodiment, since the reverse rotation fastening clutch 91 is disposed between the sprocket holding member 151 and the hub body 42, the internal transmission 110 is attached to the hub shaft 41 even when it is moved backward. Is not fixed, and the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 need not be provided.

つまり、一般に、内装変速機においては、変速段に応じて係合用の爪などが突出するなどして切り換える一方向クラッチ57、59が、ハブ軸41に対して締結、解放される構造であり、これによって力の入出力経路を切り換えられる。そして、後退する際には、一方向クラッチ57、59は、前記係合用の爪の起立、傾倒状態(一方向クラッチ57、59の締結、解放状態)にかかわらず、空回りする向きに配置されているので、後退させる際にも、一方向クラッチ57、59が設けられた第1、第2の太陽歯車58、60がハブ軸41に係合することは無い。しかしながら、上記第1〜第4の実施の形態のように、逆回転締結クラッチ56を第2の太陽歯車60とハブ軸41との間に設けた場合には、後退する際に、逆回転締結クラッチ56により、第2の太陽歯車60とハブ軸41とが締結されてしまい、ロック状態となって後退できなくなるので、この様な不具合の発生を防止するために、逆回転締結クラッチ解除機構67、67’が必要となっていた。これに対して、本実施の形態では、逆回転締結クラッチ91が、太陽歯車とハブ軸41との間ではなくて、スプロケット保持部材151とハブ胴体42との間に配設されている構成であるので、後退させる際でも、ハブ軸41に内装変速機110が固定されることが無く、逆回転締結クラッチ解除機構67を設けなくても済み、通常の内装変速機110に対して追加するものとして、逆回転締結クラッチ91だけで済み、製造コストの増加を最小限に抑えることができる。   That is, in general, the internal transmission has a structure in which the one-way clutches 57 and 59 that are switched according to the shift speed, such as protrusions of the engaging claws, are fastened and released with respect to the hub shaft 41. This allows the force input / output path to be switched. When reversing, the one-way clutches 57 and 59 are arranged in the idling direction regardless of whether the engaging claws are raised or tilted (the one-way clutches 57 and 59 are engaged or released). Therefore, the first and second sun gears 58 and 60 provided with the one-way clutches 57 and 59 are not engaged with the hub shaft 41 even when moving backward. However, in the case where the reverse rotation fastening clutch 56 is provided between the second sun gear 60 and the hub shaft 41 as in the first to fourth embodiments, the reverse rotation fastening is performed at the time of reverse movement. Since the second sun gear 60 and the hub shaft 41 are fastened by the clutch 56 and cannot be moved backward in a locked state, the reverse rotation fastening clutch release mechanism 67 is prevented in order to prevent the occurrence of such a problem. , 67 'was required. On the other hand, in the present embodiment, the reverse rotation fastening clutch 91 is arranged not between the sun gear and the hub shaft 41 but between the sprocket holding member 151 and the hub body 42. Therefore, even when the vehicle is moved backward, the internal transmission 110 is not fixed to the hub shaft 41, and the reverse rotation engagement clutch release mechanism 67 is not required, which is added to the normal internal transmission 110. As a result, only the reverse rotation engagement clutch 91 is required, and an increase in manufacturing cost can be minimized.

なお、上記の実施の形態では、何れも内装変速機50、110として3段変速の場合を述べたが、2段や、4段以上のものにも適用可能である。すなわち、増速型の内装変速機50の場合には最も高速の太陽歯車とハブ軸との間に逆回転締結クラッチ62を配設すればよく、また、減速型の内装変速機110の場合には、上記と同様に、逆回転締結クラッチ91を、スプロケット保持部材151とハブ胴体42との間に配設すればよい。   In the above-described embodiment, the case where the internal transmissions 50 and 110 are three-speed transmission has been described. That is, in the case of the speed increasing type internal transmission 50, the reverse rotation fastening clutch 62 may be disposed between the highest speed sun gear and the hub shaft, and in the case of the speed reducing type internal transmission 110. In the same manner as described above, the reverse rotation engagement clutch 91 may be disposed between the sprocket holding member 151 and the hub body 42.

また、上記の実施の形態では、ペダル14からの踏力を後輪に伝達する無端状駆動力伝達体として、チェーン(駆動力伝達チェーン27)が用いられた場合を述べたが、これに限るものではなく、チェーンに代えて歯付きベルトを用いてもよい。また、同様に、歯付きベルト(駆動力伝達歯付きベルト)を用いる場合には、補助駆動力を出力する補助駆動力出力輪体として、モータスプロケットに代えてモータ出力歯車を用い、後部輪体としてリアスプロケット26に代えてリア歯車、後部輪体取付体としてスプロケット取付体151に代えて歯車取付体を用いるとよい。   In the above embodiment, the case where the chain (driving force transmission chain 27) is used as the endless driving force transmitting body that transmits the pedaling force from the pedal 14 to the rear wheel has been described. Instead, a toothed belt may be used instead of the chain. Similarly, when a toothed belt (a belt with a driving force transmission tooth) is used, a motor output gear is used instead of a motor sprocket as an auxiliary driving force output wheel body that outputs auxiliary driving force, and a rear wheel body. It is preferable to use a rear gear instead of the rear sprocket 26 and a gear mounting body instead of the sprocket mounting body 151 as the rear wheel body mounting body.

本発明の電動自転車は、人力駆動力に、電動モータにより発生する補助駆動力を加えて走行可能であるとともに、電動モータに対して回生動作を実行可能な各種の電動自転車に対応させることができる。   The electric bicycle of the present invention can be driven by adding an auxiliary driving force generated by an electric motor to a human driving force, and can be adapted to various electric bicycles that can perform a regenerative operation on the electric motor. .

本発明の実施の形態に係る電動自転車の全体右側面図Overall right side view of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention 同電動自転車の部分右側面図Partial right side view of the electric bicycle 同電動自転車のモータユニットおよびその近傍箇所の斜視図Perspective view of the motor unit of the electric bicycle and the vicinity thereof 同電動自転車のモータユニットの概略的な平面断面図Schematic plan sectional view of the motor unit of the electric bicycle 同電動自転車のハンドルとブレーキ装置とを概略的に示す図The figure which shows roughly the handle | steering-wheel and brake device of the same electric bicycle (a)は、本発明の第1の実施の形態に係る電動自転車の後部ハブおよび内装変速機の縦断面背面図、(b)は、この箇所を右側から見た(透視した)簡略的な側面図(A) is a longitudinal cross-sectional rear view of the rear hub and the internal gearbox of the electric bicycle according to the first embodiment of the present invention, and (b) is a simplified view of this part from the right side (see through). Side view (a)、(b)および(c)、(d)および(e)、(f)は同実施の形態の電動自転車の後部ハブおよび内装変速機の縦断面背面図および側面図で、(a)、(b)は変速段が1速の場合、(c)、(d)は変速段が2速、3速の場合、(e)、(f)は受動走行時の場合(A), (b) and (c), (d) and (e), (f) are a longitudinal sectional rear view and a side view of the rear hub and the internal transmission of the electric bicycle according to the embodiment, ), (B) when the gear stage is 1st speed, (c), (d) when the gear stage is 2nd speed and 3rd gear, (e), (f) when passive driving 同実施の形態の電動自転車の後部ハブおよび内装変速機の縦断面背面図で、後退時の場合The rear section of the rear hub and the internal transmission of the electric bicycle according to the embodiment is a rear view in the case of reverse (a)は同内装変速機の逆回転締結クラッチ解除機構におけるバック用爪部材の正面図および側面図、(b)はバック用爪部材の側面図および正面図、(c)は、バック用爪部材とバック用爪部材の前進時(自力走行時および受動走行時)の噛み合い状態を示す正面図、(d)は、バック用爪部材とバック用爪部材の後退時の噛み合い状態を示す正面図(A) is a front view and a side view of a back claw member in the reverse rotation engagement clutch releasing mechanism of the internal transmission, (b) is a side view and a front view of a back claw member, and (c) is a back claw. The front view which shows the meshing state at the time of advance of the member and the back claw member (at the time of self-running and at the time of passive running), (d) is a front view showing the meshing state at the time of the back claw member and the back claw member being retracted (a)、(b)はそれぞれ本発明の第2の実施の形態に係る電動自転車の後部ハブおよび内装変速機の縦断面背面図で、(a)は前進時(自力走行時および受動走行時)の場合、(b)は後退時の場合(A), (b) is a longitudinal cross-sectional rear view of the rear hub and the internal transmission of the electric bicycle according to the second embodiment of the present invention, respectively, (a) at the time of forward travel (during self-running and passive running) ), (B) is when reversing (a)および(b)は、同内装変速機のハブ軸、クラッチ保持具、ロックピンの分解斜視図および組付け斜視図(A) And (b) is an exploded perspective view and an assembled perspective view of the hub shaft, clutch holder, and lock pin of the internal transmission. (a)は同内装変速機の逆回転締結クラッチ解除機構におけるバック用爪部材の正面図および側面図、(b)はバック用爪部材の側面図および正面図、(c)は、バック用爪部材とバック用爪部材の前進時(自力走行時および受動走行時)の噛み合い状態を示す正面図、(d)は、バック用爪部材とバック用爪部材の後退時の噛み合い状態を示す正面図(A) is a front view and a side view of a back claw member in the reverse rotation engagement clutch releasing mechanism of the internal transmission, (b) is a side view and a front view of a back claw member, and (c) is a back claw. The front view which shows the meshing state at the time of advance of the member and the back claw member (at the time of self-running and at the time of passive running), (d) is a front view showing the meshing state at the time of the back claw member and the back claw member being retracted (a)、(b)はそれぞれ本発明の第3の実施の形態に係る電動自転車の後部ハブおよび内装変速機の縦断面背面図で、(a)は前進時(自力走行時および受動走行時)の場合、(b)は後退時の場合(A), (b) is a longitudinal cross-sectional rear view of the rear hub and the internal transmission of the electric bicycle according to the third embodiment of the present invention, respectively, (a) at the time of forward travel (during self-running and passive running) ), (B) is when reversing (a)は同電動自転車の内装変速機の逆回転締結クラッチおよびその近傍箇所の断面図、(b)は外れ止めリングの側面図(A) is a cross-sectional view of the reverse rotation engagement clutch of the internal transmission of the electric bicycle and the vicinity thereof, and (b) is a side view of the locking ring. (a)、(b)はそれぞれ本発明の第4の実施の形態に係る電動自転車の後部ハブおよび内装変速機の縦断面背面図で、(a)は前進時(自力走行時および受動走行時)の場合、(b)は後退時の場合(A), (b) is a longitudinal cross-sectional rear view of the rear hub and the internal transmission of the electric bicycle according to the fourth embodiment of the present invention, respectively, (a) at the time of forward travel (during self-running and passive running) ), (B) is when reversing 本発明の第5の実施の形態に係る電動自転車の後部ハブおよび内装変速機の縦断面背面図Vertical section rear view of rear hub and interior transmission of electric bicycle according to fifth embodiment of present invention (a)は同内装変速機の、スプロケット保持部材とハブ胴体との間に介装された逆回転締結クラッチを簡略的に示す側面図、(b)は同内装変速機の、スプロケット保持部材と第1外輪歯車との間に介装されたスプロケット伝達クラッチを簡略的に示す側面図、(c)は同内装変速機の、第2外輪歯車とハブ胴体との間に介装された外輪伝達クラッチを簡略的に示す側面図、(d)は同内装変速機の、遊星キャリアとハブ胴体との間に介装されたキャリア一方向クラッチを簡略的に示す側面図(A) is the side view which shows simply the reverse rotation fastening clutch interposed between the sprocket holding member and the hub body of the internal transmission, (b) is the sprocket holding member of the internal transmission, The side view which shows simply the sprocket transmission clutch interposed between the 1st outer ring gears, (c) is the outer ring transmission interposed between the 2nd outer ring gears and the hub body of the internal transmission. The side view which shows a clutch simply, (d) is a side view which shows simply the carrier one-way clutch interposed between the planetary carrier and the hub fuselage of the internal transmission. (a)、(b)はそれぞれ同電動自転車の後部ハブおよび内装変速機の自力走行時の縦断面背面図で、(a)は変速段が1速の場合、(b)は変速段が2速、3速の場合(A), (b) is a longitudinal sectional rear view when the rear hub and the internal transmission of the electric bicycle are running by themselves, (a) is when the gear stage is 1st speed, (b) is when the gear stage is 2 Speed, 3 speed 同電動自転車の後部ハブおよび内装変速機の受動走行時の縦断面背面図Vertical cross section rear view of the rear hub and internal transmission of the electric bicycle during passive travel

符号の説明Explanation of symbols

11 前輪
14 ペダル
15 クランク
16 クランク軸
17 電動モータ
18 減速機構
19 モータスプロケット(補助駆動力出力輪体)
20 モータ駆動ユニット
21 後輪
22 バッテリ
23 クランク一方向クラッチ
25 フロントスプロケット(人力駆動力出力輪体:クランクスプロケット)
26 リアスプロケット(後部輪体)
27 駆動力伝達チェーン(無端状駆動力伝達体)
30 制御部
40 後部ハブ
50 内装変速機
80 テンショナ装置
81 枢支軸
82 下支持アーム
83 連結軸
84 上支持アーム
85 上ローラ
86 下ローラ
41 ハブ軸
42 ハブ胴体
51 第1遊星キャリア(後部輪体取付体)
52 キャリア一方向クラッチ
53 第2遊星キャリア
53’ 遊星キャリア
54 キャリア連結部
55 遊星歯車
55’ 第2遊星歯車
55a 大遊星歯車部
55b 小遊星歯車部
56 外輪歯車
57 第1一方向クラッチ
58 第1太陽歯車
59 第2一方向クラッチ
60、60’ 第2太陽歯車
61 クラッチ調整具
62 逆回転締結クラッチ
67、67’ 逆回転締結クラッチ解除機構
91 逆回転締結クラッチ
92 クラッチ保持具
110 内装変速機
120 第1の遊星歯車機構
121 第1遊星歯車
122 スプロケット伝達クラッチ
123 第1外輪歯車
124 外輪伝達クラッチ
125 第2外輪歯車
126 固定太陽歯車
150 第2の遊星歯車機構
151 スプロケット保持部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Front wheel 14 Pedal 15 Crank 16 Crankshaft 17 Electric motor 18 Reduction mechanism 19 Motor sprocket (auxiliary driving force output wheel)
20 Motor Drive Unit 21 Rear Wheel 22 Battery 23 Crank One-way Clutch 25 Front Sprocket (Human Power Drive Force Output Wheel: Crank Sprocket)
26 Rear sprocket (rear wheel)
27 Driving force transmission chain (endless driving force transmission body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Control part 40 Rear part hub 50 Internal transmission 80 Tensioner apparatus 81 Pivoting shaft 82 Lower support arm 83 Connection shaft 84 Upper support arm 85 Upper roller 86 Lower roller 41 Hub axis 42 Hub body 51 1st planet carrier (rear wheel body attachment) body)
52 carrier one-way clutch 53 second planetary carrier 53 ′ planetary carrier 54 carrier connecting part 55 planetary gear 55 ′ second planetary gear 55a large planetary gear part 55b small planetary gear part 56 outer ring gear 57 first one-way clutch 58 first sun Gear 59 Second one-way clutch 60, 60 'Second sun gear 61 Clutch adjuster 62 Reverse rotation engagement clutch 67, 67' Reverse rotation engagement clutch release mechanism 91 Reverse rotation engagement clutch 92 Clutch holder 110 Internal transmission 120 First 121 planetary gear mechanism 121 first planetary gear 122 sprocket transmission clutch 123 first outer ring gear 124 outer ring transmission clutch 125 second outer ring gear 126 fixed sun gear 150 second planetary gear mechanism 151 sprocket holding member

Claims (10)

ペダルからの踏力による人力駆動力に、バッテリから給電される電動モータにより発生する補助駆動力を加えて、走行可能であるとともに、人力駆動力および補助駆動力が加えられておらず後輪が接地面からの受動回転駆動力を受けて走行する受動走行時において前記受動回転駆動力を利用して前記電動モータを回転させて前記バッテリを充電する回生動作を実行可能に構成した電動自転車であって、
電動モータと補助駆動力を出力する補助駆動力出力輪体と制御部とを備えたモータ駆動ユニットが、前輪と後輪との間の中間位置に配設され、
ペダルからの踏力を後輪に伝達する無端状駆動力伝達体に、モータ駆動ユニットの補助駆動力出力輪体が噛合され、
後輪のハブに、ハブ軸と、このハブ軸を中心として回転自在に配設され、前記無端状駆動力伝達体に噛み合う後部輪体が取り付けられた後部輪体取付体と、ハブ胴体と、複数の変速段に切換可能に構成され、少なくとも人力駆動力が加えられて走行する自力走行時に後部輪体取付体の回転を変速段に応じて変速してハブ胴体に伝達する内装変速機と、前記受動走行時に締結されて、後輪からハブ胴体に伝達された受動回転駆動力を、後部輪体取付体に伝達させる逆回転締結クラッチとが設けられている
ことを特徴とする電動自転車。
It is possible to travel by adding the auxiliary driving force generated by the electric motor supplied from the battery to the human driving force generated by the pedaling force from the pedal, and the rear wheels are in contact without any human driving force or auxiliary driving force being applied. An electric bicycle configured to be able to execute a regenerative operation of charging the battery by rotating the electric motor using the passive rotational driving force during passive traveling that receives a passive rotational driving force from the ground. ,
A motor driving unit including an electric motor and an auxiliary driving force output wheel that outputs auxiliary driving force and a control unit is disposed at an intermediate position between the front wheel and the rear wheel,
The auxiliary driving force output wheel body of the motor drive unit is meshed with the endless driving force transmission body that transmits the pedaling force from the pedal to the rear wheel,
A hub of the rear wheel, a hub shaft, a rear wheel body attached to a rear wheel which is rotatably arranged around the hub shaft and meshes with the endless driving force transmission body, and a hub body; An internal transmission that is configured to be switchable to a plurality of shift speeds and that shifts the rotation of the rear wheel body attachment body according to the shift speed and transmits the rotation to the hub body during self-propelled travel where at least human power driving force is applied; An electric bicycle comprising: a reverse rotation engagement clutch that transmits a passive rotational driving force that is fastened during the passive running and transmitted from the rear wheel to the hub body to the rear wheel body attachment body.
内装変速機は、複数の遊星歯車、複数の太陽歯車、遊星キャリアおよび外輪歯車を有する遊星歯車機構を備え、自力走行時において後部輪体取付体の回転数よりも後輪のハブ胴体の回転数が同等以上となる増速型のものであることを特徴とする請求項1記載の電動自転車。   The internal transmission includes a planetary gear mechanism having a plurality of planetary gears, a plurality of sun gears, a planetary carrier, and an outer ring gear, and the number of rotations of the hub body of the rear wheel is higher than the number of rotations of the rear wheel body attachment body during self-running. The electric bicycle according to claim 1, wherein the electric bicycle is of a speed increasing type having an equal or greater than. 逆回転締結クラッチが、自力走行時において最も高速となる変速段に切り換えられた際にハブ軸に対して固定される太陽歯車と、ハブ軸との間に介装されており、この逆回転締結クラッチは、受動走行時に、前記太陽歯車がハブ軸に対して締結されるように駆動されて、ハブ胴体側からの回転が遊星歯車機構を介して、後部輪体取付体および後部輪体を介して無端状駆動力伝達体に伝達させることを特徴とする請求項2記載の電動自転車。   The reverse rotation engagement clutch is interposed between the sun gear fixed to the hub shaft when the speed is changed to the highest speed during self-running and the hub shaft. During passive travel, the clutch is driven so that the sun gear is fastened to the hub shaft, and rotation from the hub body side is performed via the planetary gear mechanism via the rear ring body attachment body and the rear ring body. The electric bicycle according to claim 2, wherein the electric bicycle is transmitted to an endless driving force transmission body. 後退時において逆回転締結クラッチが締結されることを阻止して、後退動作を可能とする逆回転締結クラッチ解除機構が設けられていることを特徴とする請求項2または3に記載の電動自転車。   4. The electric bicycle according to claim 2, further comprising a reverse rotation engagement clutch release mechanism that prevents the reverse rotation engagement clutch from being engaged at the time of reverse operation and enables the reverse operation. 5. 逆回転締結クラッチ解除機構は、後退時においてハブ胴体の回転動作に連動して駆動されて逆回転締結クラッチを解除することを特徴とする請求項4記載の電動自転車。   5. The electric bicycle according to claim 4, wherein the reverse rotation engagement clutch release mechanism is driven in conjunction with the rotation operation of the hub body during reverse operation to release the reverse rotation engagement clutch. 逆回転締結クラッチ解除機構は、ハブの外部に設けられた後退用切換手段からの切換動作により駆動されて逆回転締結クラッチを解除することを特徴とする請求項4記載の電動自転車。   5. The electric bicycle according to claim 4, wherein the reverse rotation engagement clutch release mechanism is driven by a switching operation from a reverse switching means provided outside the hub to release the reverse rotation engagement clutch. 内装変速機は、何れの変速段においても、後部輪体が取り付けられる後部輪体取付体の回転数より後輪のハブ胴体の回転数が同等以下となる減速型であり、
ハブ胴体と後部輪体取付体との間に逆回転締結クラッチが介装されていることを特徴とする請求項1記載の電動自転車。
The internal transmission is a reduction type in which the rotational speed of the hub body of the rear wheel is equal to or less than the rotational speed of the rear wheel body mounting body to which the rear wheel body is mounted at any gear stage,
2. The electric bicycle according to claim 1, wherein a reverse rotation fastening clutch is interposed between the hub body and the rear wheel body attachment body.
内装変速機が複数の遊星歯車機構を有していることを特徴とする請求項7記載の電動自転車。   The electric bicycle according to claim 7, wherein the internal transmission has a plurality of planetary gear mechanisms. 無端状駆動力伝達体の弛みを吸収するテンショナ装置を備え、
前記テンショナ装置は、無端状駆動力伝達体の上側部分に上方から摺接する上側摺接輪体と、無端状駆動力伝達体の下側部分に下方から摺接する下側摺接輪体と、前記上側摺接輪体と下側摺接輪体とをそれぞれ上下に揺動自在に支持する支持アームとを有し、
人力駆動力、補助駆動力、受動回転駆動力の何れかの駆動力を無端状駆動力伝達体で伝達する際に、上側摺接輪体および下側摺接輪体の一方の摺接輪体が無端状駆動力伝達体から受ける力により、他方の摺接輪体を連動させることで、無端状駆動力伝達体の弛みを吸収するように構成したことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の電動自転車。
A tensioner device that absorbs the slack of the endless driving force transmission body,
The tensioner device includes an upper sliding contact ring body that is in sliding contact with an upper portion of the endless driving force transmission body from above, a lower sliding contact ring body that is in sliding contact with a lower portion of the endless driving force transmission body from below, A support arm that supports the upper sliding contact ring body and the lower sliding contact ring body so as to be swingable vertically;
One of the upper sliding contact ring body and the lower sliding contact ring body when the driving force of any one of the manual driving force, auxiliary driving force and passive rotational driving force is transmitted by the endless driving force transmitting body. 9. The slack of the endless driving force transmitting body is absorbed by interlocking the other sliding contact ring body with the force received from the endless driving force transmitting body. The electric bicycle according to any one of the above.
無端状駆動力伝達体が駆動力伝達チェーンであることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の電動自転車。   The electric bicycle according to any one of claims 1 to 9, wherein the endless driving force transmission body is a driving force transmission chain.
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