JP6779044B2 - 駆動ユニット及び電動補助自転車 - Google Patents

Description

本発明は、駆動ユニット及び電動補助自転車に関し、詳しくは、クランク軸と同軸に配置されるワンウェイクラッチを有する駆動ユニット及び当該駆動ユニットを備える電動補助自転車に関する。

自転車は、手軽に利用できる交通手段として、老若男女を問わず、広く普及している。近年、乗員のペダル踏力をモータの駆動力でアシストする電動補助自転車の普及が進んでいる。このような電動補助自転車は、例えば、特開平８−５３０９４号公報に開示されている。

上記公報では、電動補助自転車は、駆動ユニットを備える。駆動ユニットは、クランク軸を含む。クランク軸には、アームを介して、ペダルが取り付けられる。駆動ユニットは、車体フレームに取り付けられる。

上記公報では、駆動ユニットは、さらに、クランク軸と同軸に配置されたワンウェイクラッチを含む。ワンウェイクラッチは、内輪と、外輪と、複数の爪片と、ばねとを含む。内輪は、クランク軸に固定されている。外輪には、内輪を収容する中空部が形成されている。外輪の内周部には、複数の係合歯が全周に亘って形成されている。複数の爪片は、内輪と外輪との間に配置されている。ばねは、複数の爪片の各々に対して、付勢力を及ぼす。これにより、複数の爪片の各々が複数の係合歯の何れかと噛み合う。

特開平８−５３０９４号公報

上記駆動ユニットは、従来の自転車には存在しなかった部品である。そのため、例えば、競技用自転車等のように、走行性能を重視する自転車では、駆動ユニットの影響を受け易い。具体的には、ワンウェイクラッチを備えることにより、乗員がペダルを踏み込んでから後輪に駆動力が伝達されるまでにタイムラグがあるという問題がある。

なお、タイムラグを短くするのであれば、例えば、複数の係合歯の数を多くすることが考えられる。しかしながら、複数の係合歯の数を多くすると、ワンウェイクラッチのサイズ（径方向でのサイズ）が大きくなるという問題がある。

また、ワンウェイクラッチは、乗員によるペダル踏力を後輪に伝達する経路上に配置される。そのため、動作の安定性が要求される。

本発明の目的は、上記のタイムラグを短くしつつ、ワンウェイクラッチのサイズが大きくなるのを回避し、さらに、ワンウェイクラッチの動作を安定させることである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の実施の形態による駆動ユニットは、電動補助自転車が有する車体フレームに取り付けられる。駆動ユニットは、ハウジングと、クランク軸と、ワンウェイクラッチとを備える。クランク軸は、ハウジングを貫通して配置されている。ワンウェイクラッチは、クランク軸と同軸上に配置されている。ワンウェイクラッチは、アウタ部材と、インナ部材とを含む。アウタ部材は、内周部を有する。内周部は、アウタ部材の内周面を含む。インナ部材は、アウタ部材に挿入される。インナ部材は、外周部を有する。外周部は、インナ部材の外周面を含む。外周部は、クランク軸の径方向で、アウタ部材の内周部と対向する。アウタ部材及びインナ部材の何れかは、クランク軸と一体的に回転する。アウタ部材の内周部及びインナ部材の外周部の一方には、複数のクラッチ歯が形成されている。複数のクラッチ歯は、クランク軸の周方向で等間隔に並ぶ。ワンウェイクラッチは、さらに、複数のクラッチ爪と、複数のばねとを含む。複数のクラッチ爪は、アウタ部材の内周部及びインナ部材の外周部の他方において、周方向で等間隔に配置されている。複数のばねは、アウタ部材の内周部とインナ部材の外周部の他方において、周方向で等間隔に並んで配置されている。複数のクラッチ爪の数は、４以上の偶数である。複数のクラッチ歯の数は、偶数ではあるが、複数のクラッチ爪の数の倍数ではない。複数のばねの数は、複数のクラッチ爪の数の半分である。複数のばねの各々は、複数のクラッチ爪のうち、周方向で隣り合う２つのクラッチ爪の各々に対して、複数のクラッチ歯の何れかと噛み合うための位置に保持する付勢力を及ぼす。ワンウェイクラッチは、さらに、複数のピンを含む。複数のピンは、アウタ部材の内周部及びインナ部材の外周部の他方に配置されている。複数のピンは、複数のばねの各々に対して１つずつ接することにより、そのばねの動きを規制する。動きの規制されたばねが付勢力を及ぼす２つのクラッチ爪の一方が、複数のクラッチ歯の何れかの背で、上記噛み合うための位置から押し込まれたときに、２つのクラッチ爪の他方に及ぼされる付勢力が大きくなる。

上記駆動ユニットにおいては、タイムラグを短くしつつ、ワンウェイクラッチのサイズが大きくなるのを回避し、さらに、ワンウェイクラッチの動作を安定させることができる。

上記駆動ユニットにおいて、クラッチ歯がアウタ部材の内周部に形成される態様には、例えば、クラッチ歯がアウタ部材の内周面に形成される態様がある。

上記駆動ユニットにおいて、クラッチ歯がインナ部材の外周部に形成される態様には、例えば、クラッチ歯がインナ部材の外周面に形成される態様がある。

上記駆動ユニットにおいて、クラッチ爪がアウタ部材の内周部に配置される態様には、例えば、クラッチ爪の少なくとも一部がアウタ部材の内周面に接して配置される態様や、クラッチ爪の少なくとも一部がアウタ部材の内周面よりも径方向で外側に配置される態様がある。クラッチ爪の少なくとも一部がアウタ部材の内周面よりも径方向で外側に配置される態様には、例えば、クラッチ爪の少なくとも一部がアウタ部材の内周面に形成された凹所内に配置される態様がある。

上記駆動ユニットにおいて、クラッチ爪がインナ部材の外周部に配置される態様には、例えば、クラッチ爪の少なくとも一部がインナ部材の外周面に接して配置される態様や、クラッチ爪の少なくとも一部がインナ部材の外周面よりも径方向で内側に配置される態様がある。クラッチ爪の少なくとも一部がインナ部材の外周面よりも径方向で内側に配置される態様には、例えば、クラッチ爪の少なくとも一部がインナ部材の外周面に形成された凹所内に配置される態様がある。

上記駆動ユニットにおいて、ばねがアウタ部材の内周部に配置される態様には、例えば、ばねの少なくとも一部がアウタ部材の内周面よりも径方向で外側に配置される態様がある。ばねの少なくとも一部がアウタ部材の内周面よりも径方向で外側に配置される態様には、例えば、ばねの少なくとも一部がアウタ部材の内周面に形成された凹所内に配置される態様や、ばねの少なくとも一部がアウタ部材内に形成されたトンネル状の空間内に配置される態様がある。ばねが配置される凹所は、例えば、アウタ部材の内周面に開口して周方向に延びるスリットである。

上記駆動ユニットにおいて、ばねがインナ部材の外周部に配置される態様には、例えば、ばねの少なくとも一部がインナ部材の外周面よりも径方向で内側に配置される態様がある。ばねの少なくとも一部がインナ部材の外周面よりも径方向で内側に配置される態様には、例えば、ばねの少なくとも一部がインナ部材の外周面に形成された凹所内に配置される態様や、ばねの少なくとも一部がインナ部材内に形成されたトンネル状の空間内に配置される態様がある。ばねが配置される凹所は、例えば、インナ部材の外周面に開口して周方向に延びるスリットである。

本発明の実施の形態による電動補助自転車を示す右側面図である。 図１に示す電動補助自転車が備える駆動ユニットの内部構造を示す断面図である。 図２の一部を拡大して示す断面図である。 図２の他の一部を拡大して示す断面図である。 ワンウェイクラッチの内部構造を示す図面であって、図４のＶ−Ｖ断面図である。 図５の一部を拡大して示す図面である。 ワンウェイクラッチを示す斜視図であって、駆動部材を取り外した状態を示す斜視図である。 クラッチ爪を示す斜視図である。 図５の他の一部を拡大して示す図面である。 ワンウェイクラッチの内部構造を示す図面であって、４つのクラッチ爪の各々がクラッチ歯と噛み合っていない状態を示す図面である。

本発明者等は、クランク軸と同軸上にワンウェイクラッチが配置された駆動ユニットにおいて、乗員がペダルを踏み込んでから後輪に駆動力が伝達されるまでのタイムラグを短くするための構造について、検討した。その結果、以下の知見を得るに至った。

先ず、タイムラグが発生する原因について、検討した。その結果、クラッチ爪がクラッチ歯と噛み合うまでの時間がタイムラグの原因であるとの結論に至った。

続いて、タイムラグを短くするために、クラッチ歯の数を増やすことについて検討した。クラッチ歯の数を増やすと、クラッチ爪がクラッチ歯と噛み合うまでの時間、つまり、タイムラグを短くすることができる。

クラッチ歯の数を増やす場合、例えば、クラッチ歯のサイズを小さくすることが考えられる。しかしながら、クラッチ歯のサイズを小さくすると、クラッチ歯がクラッチ爪と引っ掛かり難くなる。

クラッチ歯のサイズを変更せずに、クラッチ歯の数を増やすには、例えば、ワンウェイクラッチの径方向でのサイズを大きくすることが考えられる。しかしながら、ワンウェイクラッチの径方向でのサイズを大きくすると、駆動ユニットが有するハウジング内において、他の部材を配置するためのスペースを確保することが難しくなる。

そこで、本発明者等は、ワンウェイクラッチの径方向でのサイズが大きくなるのを回避しつつ、タイムラグを短くするための構造について、詳細に検討した。

先ず、クランク軸と同軸に配置されたワンウェイクラッチにおいて、トルクの伝達が安定する構成について検討した。その結果、２つのクラッチ爪をクランク軸の径方向で対向する位置に配置し、これらのクラッチ爪の各々がクラッチ歯と噛み合えば、トルクの伝達が安定するとの知見を得た。

しかしながら、クラッチ爪の数を２つにすると、トルクの伝達に際して、これらのクラッチ爪が常時使用されることになる。この場合、４つのクラッチ爪の各々がクラッチ歯と同時に噛み合う構成と比べて、各クラッチ爪の負荷が大きくなる。そのため、クラッチ爪の耐久性を向上させるために、何等かの工夫が必要になる。

そこで、本発明者等は、クラッチ爪の耐久性を向上させる観点から検討を進めた。そして、クラッチ爪の数を４以上の偶数にし、これらクラッチ爪のうち、ある時点でクラッチ歯と噛み合うクラッチ爪の数を２つにするための構成に着目して、さらに検討を進めた。その結果、クラッチ歯の数を、偶数ではあるが、クラッチ爪の数の倍数ではないようにすればよいとの知見を得た。

しかしながら、クラッチ歯の数とクラッチ爪の数とを上記のような関係にするだけでは、ワンウェイクラッチの動作が安定し難くなるという問題がある。具体的には、以下のとおりである。

クラッチ歯の数とクラッチ爪の数とを上記のような関係にすると、ある径方向で対向する位置に配置された２つのクラッチ爪の各々はクラッチ歯と噛み合うが、残りのクラッチ爪の各々はクラッチ歯の背で押し込まれる。つまり、前者と後者とでは、動作が全く逆になる。そのため、特開平８−５３０９４号公報に記載のように、４つのクラッチ爪の各々に付勢力を及ぼすためのばねを１つしか設けない場合には、クランク軸の周方向で隣り合う２つのクラッチ爪の一方の動作が他方の動作に影響を与えるおそれがある。具体的には、以下のとおりである。

一方のクラッチ爪がクラッチ歯の背で押し込まれることにより、ばねが変形する。このとき、他方のクラッチ爪に及ぼされるばねの付勢力は小さくなる。そのため、他方のクラッチ爪がクラッチ歯と噛み合うための位置から動くおそれがある。

他方のクラッチ爪がクラッチ歯と噛み合うための位置から動くと、他方のクラッチ爪がクラッチ歯と巧く噛み合わないおそれがある。その結果、ワンウェイクラッチの動作が安定し難くなる。

本発明者等は、ワンウェイクラッチの動作を安定させるために、クラッチ爪に付勢力を及ぼすためのばねに着目して、さらなる検討を行った。その結果、本発明を完成させるに至った。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその部材についての説明は繰り返さない。

［電動補助自転車］
図１を参照しながら、本発明の実施の形態による電動補助自転車１０について説明する。図１は、電動補助自転車１０の概略構成を示す右側面図である。

以下の説明において、前後方向、左右方向及び上下方向は、それぞれ、電動補助自転車１０のサドル１８に着座した乗員から見た方向を意味する。以下の説明で参照する図において、矢印Ｆは車両の前方を示し、矢印Ｕは車両の上方を示し、矢印Ｌは車両の左方を示し、矢印Ｒは車両の右方を示す。

電動補助自転車１０は、車体フレーム１２と、前輪１４Ｆと、後輪１４Ｒと、ハンドル１６と、サドル１８と、駆動ユニット２０と、バッテリユニット２６とを備える。

車体フレーム１２は、ヘッドチューブ１２１と、トップチューブ１２２と、ダウンチューブ１２３と、シートチューブ１２４と、ブラケット１２５とを含む。

ヘッドチューブ１２１は、車体フレーム１２の前部に配置され、上下方向に延びている。ヘッドチューブ１２１には、ステム２７が回転自在に挿入されている。ステム２７の上端には、ハンドル１６が固定されている。ステム２７の下端には、フロントフォーク２８が固定されている。フロントフォーク２８の下端には、前輪１４Ｆが回転可能に取り付けられている。つまり、前輪１４Ｆは、ステム２７及びフロントフォーク２８を介して、車体フレーム１２に支持されている。

トップチューブ１２２は、ヘッドチューブ１２１の後方に配置され、前後方向に延びている。トップチューブ１２２の前端は、ヘッドチューブ１２１に接続されている。トップチューブ１２２の後端は、シートチューブ１２４に接続されている。

ダウンチューブ１２３は、ヘッドチューブ１２１の後方に配置され、前後方向に延びている。ダウンチューブ１２３は、トップチューブ１２２の下方に配置されている。ダウンチューブ１２３の前端は、ヘッドチューブ１２１に接続されている。なお、本実施の形態では、ダウンチューブ１２３の前端部は、トップチューブ１２２の前端部にも接続されている。ダウンチューブ１２３の後端は、ブラケット１２５に接続されている。

ダウンチューブ１２３には、バッテリユニット２６が取り付けられている。バッテリユニット２６は、駆動ユニット２０に電力を供給する。バッテリユニット２６は、バッテリ及び制御部を備える。バッテリは、充放電可能な充電池である。制御部は、バッテリの充放電を制御するとともに、バッテリの出力電流及び残量等を監視する。

シートチューブ１２４は、トップチューブ１２２及びダウンチューブ１２３の後方に配置され、上下方向に延びている。シートチューブ１２４の下端は、ブラケット１２５に接続されている。つまり、シートチューブ１２４は、ブラケット１２５から上方に延びている。

シートチューブ１２４は、上下方向の中間部分で折れ曲がっている。その結果、シートチューブ１２４の下部は上下方向に延びているが、シートチューブ１２４の上部は上下方向に対して傾斜した方向に延びている。

シートチューブ１２４には、シートポスト２９が挿入されている。シートポスト２９の上端には、サドル１８が取り付けられている。

ブラケット１２５は、車体フレーム１２の下端に位置している。ブラケット１２５は、駆動ユニット２０を支持する。駆動ユニット２０は、前輪１４Ｆよりも後方に位置する後輪１４Ｒに伝達される駆動力を発生させる。駆動ユニット２０の詳細については、後述する。

車体フレーム１２は、さらに、スイングアーム３０と、一対の接続アーム３０３、３０３と、サスペンション３０４とを備える。スイングアーム３０は、一対のチェーンステー３０１、３０１と、一対のシートステー３０２、３０２とを含む。

一対のチェーンステー３０１、３０１は、それぞれ、前後方向に延びている。一対のチェーンステー３０１、３０１は、左右方向に並んで配置されている。一対のチェーンステー３０１、３０１の間には、後輪１４Ｒが配置されている。一対のチェーンステー３０１、３０１は、左右対称に配置されている。そのため、図１では、右側のチェーンステー３０１だけが図示されている。

各チェーンステー３０１の前端部は、ブラケット１２５に取り付けられている。つまり、各チェーンステー３０１は、ブラケット１２５から後方に延びている。各チェーンステー３０１は、ブラケット１２５に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。

各チェーンステー３０１の後端部には、後輪１４Ｒの車軸１４１が回転不能に取り付けられている。つまり、一対のチェーンステー３０１、３０１により、後輪１４Ｒが車軸１４１の周りで回転可能に支持されている。要するに、後輪１４Ｒは、車体フレーム１２によって支持されている。後輪１４Ｒには、複数段の従動スプロケット３２が固定されている。

一対のシートステー３０２、３０２は、それぞれ、前後方向に延びている。一対のシートステー３０２、３０２は、左右方向に並んで配置されている。一対のシートステー３０２、３０２の間には、後輪１４Ｒが配置されている。一対のシートステー３０２、３０２は、左右対称に配置されている。そのため、図１では、右側のシートステー３０２だけが図示されている。

左側のシートステー３０２の後端部は、左側のチェーンステー３０１の後端部に接続されている。右側のシートステー３０２の後端部は、右側のチェーンステー３０１の後端部に接続されている。

一対の接続アーム３０３、３０３は、それぞれ、前後方向に延びている。一対の接続アーム３０３、３０３は、左右方向に並んで配置されている。一対の接続アーム３０３、３０３の間には、シートチューブ１２４が配置されている。一対の接続アーム３０３、３０３は、左右対称に配置されている。そのため、図１では、右側の接続アーム３０３だけが図示されている。

各接続アーム３０３は、シートチューブ１２４に取り付けられている。各接続アーム３０３は、シートチューブ１２４に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。

車両の側面から見たときに、各接続アーム３０３の前端は、シートチューブ１２４よりも前方に位置している。車両の側面から見たときに、各接続アーム３０３の後端は、シートチューブ１２４よりも後方に位置している。

左側の接続アーム３０３の後端部は、左側のシートステー３０２の前端部に取り付けられている。左側の接続アーム３０３は、左側のシートステー３０２に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。

右側の接続アーム３０３の後端部は、右側のシートステー３０２の前端部に取り付けられている。右側の接続アーム３０３は、右側のシートステー３０２に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。

サスペンション３０４は、シートチューブ１２４の前方であって、且つ、ダウンチューブ１２３の後方に配置されている。サスペンション３０４の上端部は、一対の接続アーム３０３、３０３に取り付けられている。サスペンション３０４は、一対の接続アーム３０３、３０３に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。サスペンション３０４の下端部は、ブラケット１２５に取り付けられている。サスペンション３０４は、ブラケット１２５に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。サスペンション３０４のブラケット１２５への取付位置は、シートチューブ１２４のブラケット１２５への取付位置よりも前方にある。

駆動ユニット２０には、支持部材３３を介して、駆動スプロケット３４が取り付けられている。駆動スプロケット３４及び従動スプロケット３２には、チェーン３６が巻き掛けられている。

なお、図示はしていないが、駆動ユニット２０が備えるクランク軸２２の軸方向両端部には、それぞれ、クランクアームが取り付けられる。クランクアームには、ペダルが取り付けられる。

［駆動ユニット］
図２を参照しながら、駆動ユニット２０について説明する。図２は、駆動ユニット２０の内部構造を示す断面図である。

駆動ユニット２０は、ハウジング２１と、クランク軸２２と、回転軸２３と、減速歯車２４と、モータ２５とを含む。以下、これらについて説明する。

ハウジング２１は、複数の締結具により、ブラケット１２５に固定される。ハウジング２１は、ハウジング部材２１１と、ハウジング部材２１２と、カバー２１３とを含む。ハウジング部材２１１、ハウジング部材２１２及びカバー２１３は、それぞれ、金属材料で形成されている。金属材料は、例えば、アルミニウム合金である。

ハウジング部材２１１は、ハウジング部材２１２に対して、左右方向で左側から重ね合わせられる。この状態で、ハウジング部材２１１は、ハウジング部材２１２に対して、複数の締結具により、固定される。その結果、ハウジング部材２１１とハウジング部材２１２との間には、空間２１４が形成されている。

カバー２１３は、ハウジング部材２１１に対して、左右方向で左側から重ね合わせられる。この状態で、カバー２１３は、ハウジング部材２１１に対して、複数の締結具により、固定される。その結果、ハウジング部材２１１の外側（左側）には、カバー２１３で覆われた空間２１５が形成されている。

クランク軸２２は、ハウジング２１を左右方向に貫通して配置されている。つまり、クランク軸２２の中心軸線ＣＬ１は、左右方向に延びている。中心軸線ＣＬ１は、クランク軸２２の軸方向から見た場合に、クランク軸２２の回転中心ＲＣ１となる。

クランク軸２２には、クランク軸２２の軸方向に貫通する孔が形成されている。つまり、クランク軸２２は、筒形状を有する。

クランク軸２２は、クランク軸２２の中心軸線ＣＬ１周りで、ハウジング２１に対して、回転可能に支持されている。クランク軸２２を回転可能に支持する軸受３８Ｌは、ハウジング部材２１１に固定されている。後述するワンウェイクラッチ２３３の従動部材２３３２及びすべり軸受４０Ｌ、４０Ｒを介してクランク軸２２を回転可能に支持する軸受３８Ｒは、ハウジング部材２１２に固定されている。

クランク軸２２は、回転軸２３を貫通して配置されている。回転軸２３は、ハウジング２１に収容されている。回転軸２３の詳細については、後述する。

図３を参照しながら、モータ２５及び減速歯車２４について説明する。図３は、図２の一部を拡大して示す断面図である。

モータ２５は、ハウジング２１に収容されている。モータ２５は、電動補助自転車１０の走行をアシストするための駆動力を発生する。モータ２５は、ステータ２５１と、ロータ２５２とを備える。

ステータ２５１は、コイル２５１１が巻き回されたボビン２５１２を複数（本実施形態では、１４個）備える。各ボビン２５１２には、鉄心２５１３が挿入されている。ステータ２５１は、空間２１５内に配置されている。この状態で、ステータ２５１は、ハウジング部材２１１に固定されている。

ロータ２５２は、ステータ２５１の内側に配置されている。ロータ２５２の中心軸線ＣＬ２は、クランク軸２２の中心軸線ＣＬ１と平行である。つまり、ロータ２５２は、クランク軸２２と平行に配置されている。中心軸線ＣＬ２は、クランク軸２２の軸方向から見たときに、ロータ２５２の回転中心ＲＣ２となる。

ロータ２５２は、ロータ本体２５２１と、出力軸２５２２とを含む。以下、これらについて説明する。

ロータ本体２５２１の外周面には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されている。本実施形態では、Ｎ極及びＳ極の数は、それぞれ、７個である。

出力軸２５２２は、ロータ本体２５２１を貫通して配置されている。出力軸２５２２は、ロータ本体２５２１に固定されている。つまり、出力軸２５２２は、ロータ本体２５２１とともに回転する。

出力軸２５２２は、２つの軸受４２Ｌ，４２Ｒにより、中心軸線ＣＬ２周りで、ハウジング２１に対して、回転可能に支持されている。軸受４２Ｌは、カバー２１３に固定されている。軸受４２Ｒは、ロータ本体２５２１よりも右端側（軸方向他端側）に配置され、ハウジング部材２１１に固定されている。

出力軸２５２２は、ハウジング部材２１１を貫通して配置されている。出力軸２５２２のうち、空間２１４内に位置する部分には、出力歯車２５２Ａが形成されている。

減速歯車２４は、ハウジング２１に収容されている。具体的には、減速歯車２４は、空間２１４内に配置されている。減速歯車２４は、クランク軸２２の軸方向から見たときに、モータ２５の一部と重なる位置に配置されている。

減速歯車２４の中心軸線ＣＬ３（つまり、回転軸２４１の中心軸線ＣＬ３）は、クランク軸２２の中心軸線ＣＬ１と平行である。つまり、減速歯車２４は、クランク軸２２と平行に配置されている。中心軸線ＣＬ３は、クランク軸２２の軸方向から見たときに、減速歯車２４の回転中心ＲＣ３となる。回転中心ＲＣ３は、クランク軸２２の軸方向から見たときに、ステータ２５１と重なる。

減速歯車２４は、回転軸２４１と、筒部２４２とを含む。以下、これらについて説明する。

筒部２４２は、円筒形状を有する。筒部２４２は、出力歯車２５２Ａと噛み合う歯車２４２Ａを有する。歯車２４２Ａは、出力歯車２５２Ａよりも大径であって、且つ、出力歯車２５２Ａよりも多い歯を有する。つまり、歯車２４２Ａの回転速度は、出力歯車２５２Ａよりも遅い。

回転軸２４１は、筒部２４２に挿入されている。回転軸２４１は、筒部２４２に対して、同軸上に配置されている。回転軸２４１は、歯車２４１Ａを有する小径軸部が大径軸部に圧入されることで形成されている。歯車２４１Ａは、回転軸２４１の軸方向で歯車２４２Ａと異なる位置にある。歯車２４１Ａは、左右方向で歯車２４２Ａよりもハウジング部材２１２の近くに位置している。

回転軸２４１と筒部２４２との間には、ワンウェイクラッチ２４３が配置されている。これにより、ロータ２５２が正方向に回転するときには、回転軸２４１が筒部２４２とともに回転する。つまり、モータ２５の駆動力が、減速歯車２４を介して、歯車２３３３に伝達される。また、モータ２５が停止している状態で、歯車２３３３が前転方向（車両が前進する方向）に回転するときには、回転軸２４１が筒部２４２に対して回転する。つまり、ロータ２５２には、歯車２３３３の回転は伝達されない。

回転軸２４１は、２つの軸受４４Ｌ，４４Ｒにより、中心軸線ＣＬ３周りで、ハウジング２１に対して、回転可能に支持されている。軸受４４Ｌは、ハウジング部材２１１に軽圧入されている。軸受４４Ｒは、ハウジング部材２１２に固定されている。

図４を参照しながら、回転軸２３について説明する。図４は、図２の他の一部を拡大して示す断面図である。

回転軸２３は、クランク軸２２と同軸上に配置され、クランク軸２２とともに回転可能である。回転軸２３は、連結軸２３１と、ワンウェイクラッチ２３３とを含む。

連結軸２３１は、円筒形状を有する。連結軸２３１には、クランク軸２２が挿入されている。連結軸２３１は、クランク軸２２と同軸に配置されている。

連結軸２３１の左端部（軸方向一端部）は、クランク軸２２に対して、スプライン結合等で連結されている。その結果、クランク軸２２が前転方向及び後転方向の何れに回転しても、連結軸２３１はクランク軸２２とともに回転する。

連結軸２３１の周囲には、トルク検出装置２３２が配置されている。トルク検出装置２３２は、ハウジング部材２１１に支持されている。

トルク検出装置２３２は、運転者がペダルを漕ぐときに連結軸２３１に発生するトルクを検出する。トルク検出装置２３２は、公知の磁歪式のトルクセンサである。トルク検出装置２３２は、検出したトルク信号を、基板４８に実装された制御装置に出力する。制御装置は、トルク検出装置２３２が検出したトルク信号を参照して、運転者によるペダリングの状態を把握し、モータ２５を制御する。

ワンウェイクラッチ２３３は、クランク軸２２の軸方向でトルク検出装置２３２よりもハウジング部材２１２の近くに配置されている。ワンウェイクラッチ２３３は、クランク軸２２と同軸に配置されている。

ワンウェイクラッチ２３３は、アウタ部材としての駆動部材２３３１と、インナ部材としての従動部材２３３２とを含む。以下、これらについて説明する。

駆動部材２３３１は、円筒形状を有する。駆動部材２３３１の左端部（軸方向一端部）には、連結軸２３１の右端部（軸方向他端部）が挿入されている。駆動部材２３３１は、連結軸２３１と同軸上に配置されている。この状態で、連結軸２３１の右端部（軸方向他端部）は、駆動部材２３３１の左端部（軸方向一端部）に対して、スプライン結合等で連結されている。その結果、連結軸２３１が前転方向及び後転方向の何れに回転しても、駆動部材２３３１は、連結軸２３１とともに回転する。つまり、クランク軸２２が前転方向及び後転方向の何れに回転しても、駆動部材２３３１は、クランク軸２２とともに回転する。連結軸２３１及び駆動部材２３３１は、クランク軸２２と一体的に回転するクランク回転入力軸２３４として機能する。

駆動部材２３３１の外周面には、環状の取付面２３３Ａが形成されている。取付面２３３Ａは、駆動部材２３３１の径方向に広がり、且つ、周方向に延びている。取付面２３３Ａには、リング磁石４６が固定されている。つまり、リング磁石４６は、駆動部材２３３１とともに回転する。そのため、ハウジング２１内に配置された基板４８に実装されている検出素子を用いて、リング磁石４６の回転に伴う磁場の変化を検出することにより、駆動部材２３３１（つまり、クランク軸２２）の回転を検出することができる。

従動部材２３３２は、円筒形状を有する。従動部材２３３２には、クランク軸２２が挿入されている。従動部材２３３２とクランク軸２２との間には、すべり軸受４０Ｌ、４０Ｒが配置されている。これにより、従動部材２３２２は、クランク軸２２に対して、同軸上で相対回転可能に配置されている。

従動部材２３３２は、駆動部材２３３１の右端部（軸方向他端部）に挿入されている。従動部材２３３２と、駆動部材２３３１の右端部（軸方向他端部）との間には、ワンウェイクラッチ機構としてのラチェット機構が形成されている。これにより、駆動部材２３３１の前転方向の回転力は、従動部材２３３２に伝達されるが、駆動部材２３３１の後転方向の回転力は、従動部材２３３２に伝達されない。

従動部材２３３２は、ハウジング部材２１２に固定された軸受３８Ｒにより、クランク軸２２の中心軸線ＣＬ１周りで、ハウジング２１に対して回転可能に支持されている。

従動部材２３３２は、ハウジング部材２１２を貫通して配置されている。従動部材２３３２のうち、ハウジング２１の外側（右側）に位置する部分には、支持部材３３（図１参照）を介して、駆動スプロケット３４（図１参照）が取り付けられる。

従動部材２３３２は、歯車２３３３を有する。歯車２３３３は、減速歯車２４が有する歯車２４１Ａと噛みあっている。歯車２３３３は、歯車２４１Ａよりも大径であって、且つ、歯車２４１Ａよりも多い歯を有する。つまり、歯車２３３３の回転速度は、歯車２４１Ａの回転速度よりも遅くなる。

従動部材２３３２により、ワンウェイクラッチ２３３を介して入力される人力（ペダル踏力）と、歯車２３３３を介して入力されるモータ駆動力との合力を出力する合力出力軸２３５が実現されている。つまり、合力出力軸２３５は、回転軸２３に含まれる。

続いて、図５を参照しながら、ワンウェイクラッチ２３３について説明する。図５は、ワンウェイクラッチ２３３の内部構造を示す図面である。図５は、４つのクラッチ爪２３３Ｆのうち、２つのクラッチ爪２３３Ｆの各々がクラッチ歯２３３Ｃと噛み合っている状態を示す。

駆動部材２３３１は、内周部２３３Ｂを有する。内周部２３３Ｂは、内周面２３３Ｂ１を有する。内周面２３３Ｂ１は、筒状に形成されている。内周面２３３Ｂ１には、複数のクラッチ歯２３３Ｃが形成されている。複数のクラッチ歯２３３Ｃは、周方向に等間隔に形成されている。複数のクラッチ歯２３３Ｃの各々は、内周面２３３Ｂ１から突出して形成されている。複数のクラッチ歯２３３Ｃの数は、２６である。

図６を参照しながら、クラッチ歯２３３Ｃの詳細について説明する。図６は、図５の一部を拡大して示す図面である。

クラッチ歯２３３Ｃは、接触面２３３Ｃ１と、接触面２３３Ｃ２とを有する。駆動部材２３３１の軸方向から見て、接触面２３３Ｃ１は、駆動部材２３３１の周方向で、接触面２３３Ｃ２よりも一方に位置している。接触面２３３Ｃ１は、クランク軸２２が前転する方向（図５での右回りの方向、つまり、他方から一方へ向かう方向）で、接触面２３３Ｃ２よりも前側に位置している。

駆動部材２３３１の軸方向から見て、接触面２３３Ｃ１及び接触面２３３Ｃ２は、それぞれ、内周面２３３Ｂ１から突出する方向に延びている。つまり、接触面２３３Ｃ１及び接触面２３３Ｃ２は、それぞれ、駆動部材２３３１の周方向と交差する方向に延びている。駆動部材２３３１の軸方向から見て、接触面２３３Ｃ１は、接触面２３３Ｃ２と交差する方向に延びている。図６に示す例では、接触面２３３Ｃ１は、接触面２３３Ｃ２と略直交する方向に延びている。駆動部材２３３１の軸方向から見て、接触面２３３Ｃ１が内周面２３３Ｂ１から延びる長さは、接触面２３３Ｃ２が内周面２３３Ｂ１から延びる長さよりも短い。クラッチ爪２３３Ｆと噛み合うために、接触面２３３Ｃ１の内周面２３３Ｂ１に対する傾斜角度は、接触面２３３Ｃ２の内周面２３３Ｂ１に対する傾斜角度よりも大きい。

図５及び図７を参照しながら、ワンウェイクラッチ２３３についてさらに説明する。図７は、ワンウェイクラッチ２３３の斜視図であって、駆動部材２３３１を取り外した状態を示している。

従動部材２３３２は、２つの収容部２３３４と、２つの収容部２３３５とを有する。これらの収容部２３３４、２３３５は、従動部材２３３２のうち、駆動部材２３３１の内側に位置する部分、つまり、駆動部材２３３１に挿入されている部分の外周部２３３Ｄに形成されている。収容部２３３４、２３３５は、外周部２３３Ｄが有する外周面２３３Ｄ１と、外周部２３３Ｄが有する左端面２３３Ｄ２（軸方向一方の端面）とに開口している。

２つの収容部２３３４のうち、一方の収容部２３３４は、従動部材２３３２の径方向で、従動部材２３３２の中心軸線２３３２Ｌ（つまり、クランク軸２２の中心軸線ＣＬ１）に対して、他方の収容部２３３４とは反対側に形成されている。２つの収容部２３３５のうち、一方の収容部２３３５は、従動部材２３３２の径方向で、従動部材２３３２の中心軸線２３３２Ｌに対して、他方の収容部２３３５とは反対側に形成されている。従動部材２３３２の周方向で、収容部２３３４と、収容部２３３５とが、交互に位置している。従動部材２３３２の周方向での収容部２３３４の長さは、従動部材２３３２の周方向での収容部２３３５の長さよりも短い。

収容部２３３４、２３３５の各々には、従動部材２３３２の周方向での一端において、凹部２３３６が形成されている。凹部２３３６は、収容部２３３４、２３３５の各々の内面に開口している。

収容部２３３４、２３３５の各々には、クラッチ爪２３３Ｆが収容されている。つまり、４つのクラッチ爪２３３Ｆは、従動部材２３３２の外周部２３３Ｄに配置されている。ワンウェイクラッチ２３３は、４つのクラッチ爪２３３Ｆを含む。

２つの収容部２３３５の各々に配置されたクラッチ爪２３３Ｆのうち、一方のクラッチ爪２３３Ｆは、従動部材２３３２の径方向で、従動部材２３３２の中心軸線２３３２Ｌに対して、他方のクラッチ爪２３３Ｆとは反対側に位置している。２つの収容部２３３４の各々に配置されたクラッチ爪２３３Ｆのうち、一方のクラッチ爪２３３Ｆは、従動部材２３３２の径方向で、従動部材２３３２の中心軸線２３３２Ｌ（つまり、クランク軸２２の中心軸線ＣＬ１）に対して、他方のクラッチ爪２３３Ｆとは反対側に位置している。４つのクラッチ爪２３３Ｆは、従動部材２３３２の周方向で等間隔に配置されている。

図６及び図８を参照しながら、クラッチ爪２３３Ｆの詳細について説明する。図８は、クラッチ爪２３３Ｆを示す斜視図である。クラッチ爪２３３Ｆは、基部２３３Ｆ１と、延出部２３３Ｆ２とを有する。

基部２３３Ｆ１は、従動部材２３３２の軸方向から見て、円弧状に湾曲する摺動面２３３Ｆ３を有する。基部２３３Ｆ１の摺動面２３３Ｆ３は、凹部２３３６の内面に接している。凹部２３３６の内面は、摺動面２３３Ｆ３に対応した形状（円弧状に湾曲した形状）を有する。

延出部２３３Ｆ２は、基部２３３Ｆ１からストレートに延びている。延出部２３３Ｆ２は、板形状を有する。従動部材２３３２の軸方向から見て、延出部２３３Ｆ２は、従動部材２３３２の周方向で、基部２３３Ｆ１よりも他方に位置している。つまり、延出部２３３Ｆ２は、駆動部材２３３１が前転する方向（図５の右回りの方向）で、基部２３３Ｆ１よりも後側に位置している。別の表現をすれば、延出部２３３Ｆ２は、駆動部材２３３１が前転する方向で、基部２３３Ｆ１から後側に向かって延びている。

クラッチ爪２３３Ｆは、接触面２３３Ｆ４と、接触面２３３Ｆ５とを有する。以下、これらについて説明する。

接触面２３３Ｆ４は、従動部材２３３２の軸方向から見て、延出部２３３Ｆ２が延びる方向に延びている。接触面２３３Ｆ５は、従動部材２３３２の軸方向から見て、延出部２３３Ｆ２が延びる方向での先端を規定している。接触面２３３Ｆ５は、接触面２３３Ｆ４と交差する方向に延びている。接触面２３３Ｆ４及び接触面２３３Ｆ５は、従動部材２３３２の軸方向から見て、従動部材２３３２の径方向で摺動面２３３Ｆ３よりも外側に位置している。

接触面２３３Ｆ５は、クラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ１と接触する。以下、クラッチ爪２３３Ｆの接触面２３３Ｆ５がクラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ１と接している状態を、クラッチ爪２３３Ｆがクラッチ歯２３３Ｃと噛み合っている状態とする。

接触面２３３Ｆ４は、図９に示すように、クラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ２（つまり、クラッチ歯２３３Ｃの背）に接触する。この状態では、クラッチ爪２３３Ｆはクラッチ歯２３３Ｃと噛み合っていない。なお、図９は、図５の一部を拡大して示す図面である。

再び、図６及び図８を参照しながら、説明する。クラッチ爪２３３Ｆには、スリット２３３Ｆ６が形成されている。スリット２３３Ｆ６は、延出部２３３Ｆ２の先端から基部２３３Ｆ１に至る。スリット２３３Ｆ６の内面は、接触面２３３Ｆ７を含む。接触面２３３Ｆ７は、基部２３３Ｆ１に形成されている。接触面２３３Ｆ７は、従動部材２３３２の軸方向から見て、従動部材２３３２の径方向と交差する方向に延びている。接触面２３３Ｆ７は、従動部材２３３２の軸方向から見て、接触面２３３Ｆ４及び接触面２３３Ｆ５とは異なる方向に延びている。図６に示す例では、接触面２３３Ｆ７は、従動部材２３３２の軸方向から見て、接触面２３３Ｆ５と略直交する方向に延びている。

ワンウェイクラッチ２３３は、図５に示すように、２つのピン２３７をさらに含む。図５を参照しながら、２つのピン２３７について説明する。

２つのピン２３７の各々は、矩形の金属板を筒状に曲げ加工したものであり、全体として円筒形状を有する。２つのピン２３７は、従動部材２３３２の周方向で等間隔に配置されている。つまり、一方のピン２３７は、従動部材２３３２の径方向で、従動部材２３３２の中心軸線２３３２Ｌに対して、他方のピン２３７とは反対側に位置している。

２つのピン２３７の各々は、従動部材２３３２の周方向で隣り合う収容部２３３４と収容部２３３５との間に位置している。つまり、２つのピン２３７の各々は、従動部材２３３２の周方向で、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆと、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆとの間に位置している。図５に示す例では、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆがピン２３７よりも従動部材２３３２の周方向で一方に位置し、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆがピン２３７よりも従動部材２３３２の周方向で他方に位置している。

２つのピン２３７の各々は、従動部材２３３２の外周部２３３Ｄに形成された孔２３３７に圧入されている。つまり、２つのピン２３７は、外周部２３３Ｄに配置されている。孔２３３７は、図４に示すように、従動部材２３３２の軸方向に延びて、従動部材２３３２を貫通している。２つのピン２３７の各々は、孔２３３７に圧入された状態で、ピン２３７のスプリングバックを利用して、孔２３３７の内周面に押し当てられている。

ワンウェイクラッチ２３３は、図５に示すように、２つのばね２３８をさらに含む。図５を参照しながら、２つのばね２３８について説明する。

２つのばね２３８の各々は、従動部材２３３２の外周部２３３Ｄに形成されたスリット２３３Ｇ内に配置されている。つまり、２つのばね２３８は、外周部２３３Ｄに配置されている。スリット２３３Ｇは、従動部材２３３２の周方向で全周に亘って形成されている。スリット２３３Ｇは、従動部材２３３２の外周面２３３Ｄ１に開口している。スリット２３３Ｇの深さ（径方向の長さ）は、全周に亘って、略同じである。スリット２３３Ｇの深さ（径方向での長さ）は、収容部２３３４、２３３５の深さ（径方向での長さ）よりも大きい。つまり、スリット２３３Ｇは、収容部２３３４、２３３５が形成された部分では、収容部２３３４、２３３５の内面に開口している。２つのばね２３８の各々は、従動部材２３３２の径方向で、従動部材２３３２の外周面２３３Ｄ１よりも内側に配置されている。

２つのばね２３８の一方は、２つのピン２３７の一方に接している。２つのばね２３８の他方は、２つのピン２３７の他方に接している。２つのばね２３８の各々の中央部は、ピン２３７に対して、従動部材２３３２の径方向で内側から接している。２つのばね２３８の各々は、ばね２３８の中央部が接しているピン２３７よりも従動部材２３３２の周方向で一方に位置するクラッチ爪２３３Ｆと、ばね２３８の中央部が接しているピン２３７よりも従動部材２３３２の周方向で他方に位置するクラッチ爪２３３Ｆとに接している。これらのクラッチ爪２３３Ｆの各々に対して、ばね２３８の付勢力が常時及ぼされている。ばね２３８の付勢力は、クラッチ爪２３３Ｆの基部２３３Ｆ１を従動部材２３３２に押さえ付ける方向に作用する。

２つのばね２３８の各々は、スリット２３３Ｇ内に配置された状態で、従動部材２３３２の軸方向から見たときに、鳥が翼を広げたような形状を有する。２つのばね２３８の各々は、自由状態では、図５に示す状態よりも、翼を閉じた形状を有している。２つのばね２３８の各々は、図５に示す状態では、ばね２３６の付勢力に抗して、自由状態よりも翼を広げた状態になっている。

２つのばね２３８の各々は、従動部材２３３２の軸方向に直交する平面上に位置している。２つのばね２３８の各々は、従動部材２３３２の径方向と交差する方向に延びている。２つのばね２３８の各々は、従動部材２３３２の軸方向から見て、直線Ｌ１に対して対称な形状を有する。直線Ｌ１は、２つの孔２３３７の各々の中心２３３７１を結ぶ直線である。２つのばね２３８の各々がピン２３７と接する点Ｐ１は、直線Ｌ１上にある。

２つのばね２３８の各々は、ストレート部２３８１と、湾曲部２３８２と、湾曲部２３８３と、湾曲部２３８４と、湾曲部２３８５と、湾曲部２３８６と、ストレート部２３８７とを含む。以下、図５を参照しながら、これらについて説明する。

ストレート部２３８１は、従動部材２３３２の径方向と略直交する方向にストレートに延びている。ストレート部２３８１の一端には、湾曲部２３８２が接続されている。ストレート部２３８１の一端及び他端は、従動部材２３３２の周方向で、収容部２３３５内に配置されたクラッチ爪２３３Ｆよりも他方に位置している。

湾曲部２３８２は、ストレート部２３８１の一端から従動部材２３３２の径方向と交差する方向に延びている。湾曲部２３８２は、従動部材２３３２の外周面に略沿って湾曲している。湾曲部２３８２の一端は、従動部材２３３２の周方向で、収容部２３３５内に配置されたクラッチ爪２３３Ｆよりも一方に位置している。

湾曲部２３８２は、図６に示すように、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆのスリット２３３Ｆ６を通過している。湾曲部２３８２は、接触面２３３Ｆ７の端（従動部材２３３２の周方向で一方側に位置する端）に接している。ばね２３８の付勢力がクラッチ爪２３３Ｆに及ぼされることにより、クラッチ爪２３３Ｆの摺動面２３３Ｆ３が凹部２３３６の内面に沿って摺動し、クラッチ爪２３３Ｆが起き上がる。クラッチ爪２３３Ｆの延出部２３３Ｆ２の先端が、収容部２３３５の外側に位置する。つまり、延出部２３３Ｆ２の先端が、従動部材２３３２の径方向で、従動部材２３３２の外周面２３３Ｄ１よりも外側に位置する。

再び、図５を参照しながら、説明する。湾曲部２３８３は、湾曲部２３８２の一端から従動部材２３３２の径方向と交差する方向に延びている。湾曲部２３８３は、湾曲部２３８２よりも小さな曲率半径で湾曲している。湾曲部２３８３の一端は、従動部材２３３２の径方向で、湾曲部２３８３の他端（つまり、湾曲部２３８２の一端）よりも内側に位置している。

湾曲部２３８４は、湾曲部２３８３の一端から従動部材２３３２の径方向と交差する方向に延びている。湾曲部２３８４は、湾曲部２３８３と略同じ曲率半径で、湾曲部２３８２とは反対の方向に湾曲している。湾曲部２３８４の一端は、従動部材２３３２の径方向で、湾曲部２３８４の他端と略同じ位置にある。

湾曲部２３８４は、ピン２３７に接する点Ｐ１を有する。点Ｐ１は、湾曲部２３８４の中間（湾曲部２３８４が延びる方向での中間）に位置している。

湾曲部２３８５は、湾曲部２３８４の一端から従動部材２３３２の径方向と交差する方向に延びている。湾曲部２３８５は、湾曲部２３８３と略同じ曲率半径で湾曲している。湾曲部２３８５の一端は、従動部材２３３２の径方向で、湾曲部２３８５の他端（つまり、湾曲部２３８４の一端）よりも外側に位置している。湾曲部２３８５の一端は、従動部材２３３２の径方向で、湾曲部２３８３の他端と略同じ位置にある。湾曲部２３８５の一端は、収容部２３３４内に位置している。湾曲部２３８５の一端は、従動部材２３３２の周方向で、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３７よりも他方に位置している。

湾曲部２３８６は、湾曲部２３８５の一端から従動部材２３３２の周方向に延びている。湾曲部２３８６は、湾曲部２３８２と略同じ曲率半径で湾曲している。湾曲部２３８６の一端は、従動部材２３３２の周方向で、収容部２３３４内に配置されたクラッチ爪２３３Ｆよりも一方に位置している。湾曲部２３８６の一端は、従動部材２３３２の径方向で、湾曲部２３８２の他端（つまり、ストレート部２３８１の一端）と略同じ位置にある。

湾曲部２３８６は、図９に示すように、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆのスリット２３３Ｆ６を通過している。湾曲部２３８６は、接触面２３３Ｆ７の端（従動部材２３３２の周方向で一方側に位置する端）に接している。ばね２３８の付勢力がクラッチ爪２３３Ｆに及ぼされることにより、クラッチ爪２３３Ｆの摺動面２３３Ｆ３が凹部２３３６の内面に沿って摺動し、クラッチ爪２３３Ｆが起き上がる。クラッチ爪２３３Ｆの延出部２３３Ｆ２の先端が、収容部２３３５の外側に位置する。つまり、延出部２３３Ｆ２の先端が、従動部材２３３２の径方向で、従動部材２３３２の外周面２３３Ｄ１よりも外側に位置する。

再び、図５を参照しながら、説明する。ストレート部２３８７は、湾曲部２３８６の一端から従動部材２３３２の径方向と略直交する方向にストレートに延びている。ストレート部２３８７の一端は、従動部材２３３２の径方向で、ストレート部２３８１の他端と略同じ位置にある。なお、一方のばね２３８が有するストレート部２３８７の一端は、他のばね２３８が有するストレート部２３８１の他端が位置する収容部２３３５内にある。

続いて、ワンウェイクラッチ２３３の動作について説明する。

ワンウェイクラッチ２３３では、図５に示すように、ある径方向で並ぶ２つの収容部２３３５の各々に配置されたクラッチ爪２３３Ｆがクラッチ歯２３３Ｃと噛み合うときには、他の径方向で並ぶ２つの収容部２３３４の各々に配置されたクラッチ爪２３３Ｆがクラッチ歯２３３Ｃと噛み合わない。また、図示はしないが、２つの収容部２３３４の各々に配置されたクラッチ爪２３３Ｆがクラッチ歯２３３Ｃと噛み合うときには、２つの収容部２３３５の各々に配置されたクラッチ爪２３３Ｆがクラッチ歯２３３Ｃと噛み合わない。つまり、４つのクラッチ爪２３３Ｆのうち、クラッチ歯２３３Ｃと噛み合うクラッチ爪２３３Ｆの数は、２つである。これら２つのクラッチ爪２３３Ｆ（クラッチ歯２３３Ｃと噛み合うクラッチ爪２３３Ｆ）のうち、一方のクラッチ爪２３３Ｆは、従動部材２３３２の径方向で、従動部材２３３２の中心軸線２３３２Ｌに対して、他方のクラッチ爪２３３Ｆとは反対側に位置している。

なお、４つのクラッチ爪２３３Ｆの各々は、ばね２３８の付勢力により、常に、起き上がろうとしている。そのため、クラッチ歯２３３Ｃと噛み合っているクラッチ爪２３３Ｆは、ばね２３８の付勢力により、駆動部材２３３１の内周面２３３Ｂ１に押し当てられている。クラッチ歯２３３Ｃと噛み合っていないクラッチ爪２３３Ｆは、ばね２３８の付勢力により、クラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ２に押し当てられている。

２つのクラッチ爪２３３Ｆの各々がクラッチ歯２３３Ｃと噛み合うことにより、駆動部材２３３１の回転が従動部材２３３２に伝達される。２つのクラッチ爪２３３Ｆの各々がクラッチ歯２３３Ｃと噛み合うのは、駆動部材２３３１が前転方向（図５中の右回りの方向）に回転するときである。つまり、駆動部材２３３１が前転方向に回転するときには、従動部材２３３２も前転方向に回転する。要するに、クランク軸２２が前転方向に回転するときには、従動部材２３３２も前転方向に回転する。

これに対して、駆動部材２３３１が後転方向（図５中の左回りの方向）に回転するときには、４つのクラッチ爪２３３Ｆの各々は、クラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ２によって押し込まれ、接触面２３３Ｃ２が接触しなくなると、ばね２３８の付勢力で起き上がる。このような動きが繰り返されるため、４つのクラッチ爪２３３Ｆの各々は、駆動部材２３３１が後転方向に回転するときには、クラッチ歯２３３Ｃと噛み合わない。つまり、駆動部材２３３１の回転は、従動部材２３３２に伝達されない。

図１０は、上記のように、駆動部材２３３１を後転方向に回転させたときのある瞬間の状態であって、４つのクラッチ爪２３３Ｆの各々がクラッチ歯２３３Ｃと噛み合っていない状態を示す。より詳しくは、４つのクラッチ爪２３３Ｆの各々がクラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ２で押し込まれた状態の一例を示す。以下、図１０に示す状態から駆動部材２３３１が前転方向に回転する場合について説明する。

収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆが有する接触面２３３Ｆ５から駆動部材２３３１の前転方向で前方に位置するクラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ１までの距離は、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆが有する接触面２３３Ｆ５から駆動部材２３３１の前転方向で前方に位置するクラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ１までの距離よりも長い。そのため、駆動部材２３３１が図１０に示す状態から前転方向に回転したときにクラッチ歯２３３Ｃと噛み合うのは、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆではなく、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆである。

収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆの延出部２３３Ｆ２は、クラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ２と接触している。収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆの延出部２３３Ｆ２も、同様に、クラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ２と接している。

クラッチ爪２３３Ｆがクラッチ歯２３３Ｃの接触面２３３Ｃ２と接しているとき、クラッチ爪２３３Ｆは、クラッチ歯２３３Ｃによって、従動部材２３３２の径方向で内側に向かって押し込まれる。このとき、クラッチ爪２３３Ｆは、ばね２３８の付勢力に抗して動く。具体的には、クラッチ爪２３３Ｆの摺動面２３３Ｆ３が、凹部２３３６の内面に沿って摺動する。このとき、クラッチ爪２３３Ｆのスリット２３３Ｆ６に形成された接触面２３３Ｆ７のうち、ばね２３８と接している端が、従動部材２３３２の径方向で、外側に向かって移動する。その結果、ばね２３８が、クラッチ爪２３３Ｆによって、従動部材２３３２の径方向で外側に向かって押される。

収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆにより、ばね２３８の湾曲部２３８６が従動部材２３３２の径方向で外側に向かって押されるとき、ばね２３８の動きは、ばね２３８に接しているピン２３７によって規制される。そのため、ばね２３８は、ピン２３７を中心に反時計回りの方向に揺動する。このとき、ばね２３８の湾曲部２３８２が、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆの接触面２３３Ｆ７を、従動部材２３３２の径方向で内側に向かって押さえ付ける。つまり、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆに及ぼされるばね２３８の付勢力が大きくなる。その結果、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆが起き上がった状態に維持される。

一方、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆにより、ばね２３８の湾曲部２３８２が従動部材２３３２の径方向で外側に向かって押されるとき、ばね２３８の動きは、ばね２３８に接しているピン２３７によって規制される。そのため、ばね２３８は、ピン２３７を中心に時計回りの方向に揺動する。このとき、ばね２３８の湾曲部２３８６が、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆの接触面２３３Ｆ７を、従動部材２３３２の径方向で内側に向かって押さえ付ける。つまり、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆに及ぼされるばね２３８の付勢力が大きくなる。その結果、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆが起き上がった状態に維持される。

ここで、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆ及び収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆの各々が、クラッチ歯２３３Ｃによって、従動部材２３３２の径方向で内側に向かって押さえ込まれる場合を想定する。このとき、ばね２３８の動きは、より大きく押さえ込まれている方のクラッチ爪２３３Ｆの動きに影響される。図１０に示す状態では、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆの方が、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆよりも、クラッチ歯２３３Ｃによってより大きく押さえ込まれている。したがって、図１０に示す状態では、ばね２３８の動きは、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆの動きに影響される。

つまり、図１０に示す状態では、ばね２３８の湾曲部２３８２が、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆにより、従動部材２３３２の径方向で外側に向かって押される。ばね２３８の動きは、ばね２３８に接しているピン２３７によって規制される。ばね２３８は、ピン２３７を中心に時計回りの方向に揺動する。このとき、ばね２３８の湾曲部２３８６が、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆの接触面２３３Ｆ７を、従動部材２３３２の径方向で内側に向かって押さえ付ける。その結果、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆが起き上がった状態に維持される。つまり、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆは、ばね２３８の付勢力により、クラッチ歯２３３Ｃに接している状態が維持される。その結果、図１０に示す状態から駆動部材２３３１が前転方向に回転したときに、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆがクラッチ歯２３３Ｃと安定して噛み合う。

なお、駆動部材２３３１の従動部材２３３２に対する回転位置によっては、収容部２３３４に配置されたクラッチ爪２３３Ｆの方が、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆよりも、従動部材２３３２の径方向で内側に向かって押さえ込まれていることもある。この場合、駆動部材２３３１が前転方向に回転したときに、クラッチ歯２３３Ｃと噛み合うのは、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆであるが、当該クラッチ爪２３３Ｆは、ばね２３８の付勢力によってクラッチ歯２３３Ｃに接している状態が維持される。この状態で、駆動部材２３３１が前転方向に回転すると、収容部２３３５に配置されたクラッチ爪２３３Ｆは、クラッチ歯２３３Ｃと安定して噛み合う。

電動補助自転車１０は、ワンウェイクラッチ２３３を有する。ワンウェイクラッチ２３３においては、複数のクラッチ爪２３３Ｆの数が４である。つまり、複数のクラッチ爪２３３Ｆの数が４以上の偶数である。複数のクラッチ歯２３３Ｃの数が２６である。つまり、複数のクラッチ歯２３３Ｃの数は、偶数ではあるが、複数のクラッチ爪２３３Ｆの数の倍数ではない。そのため、複数のクラッチ爪２３３Ｆのうち、ある径方向で対向する位置に配置される２つのクラッチ爪２３３Ｆの各々は、複数のクラッチ歯２３３Ｃの何れかと噛み合うが、残りのクラッチ爪２３３Ｆの各々は、複数のクラッチ歯２３３Ｃの何れとも噛み合わない。その結果、複数のクラッチ爪２３３Ｆへの負荷を軽減しつつ、ワンウェイクラッチ２３３の動作を安定させることができる。

ワンウェイクラッチ２３３においては、駆動部材２３３１が後転方向（前転方向とは反対側の方向）に回転することにより、複数のクラッチ爪２３３Ｆの各々が複数のクラッチ歯２３３Ｃの何れとも噛み合っていない状態になる。この状態から駆動部材２３３１が前転方向に回転するときに、クラッチ歯２３３Ｃと噛み合うのは、最も移動距離が短いクラッチ爪２３３Ｆである。

ワンウェイクラッチ２３３では、ある径方向で対向する位置に配置された２つのクラッチ爪２３３Ｆの各々が何れかのクラッチ歯２３３Ｃと噛み合うまでの距離は、残りのクラッチ爪２３３Ｆの各々が何れかのクラッチ歯２３３Ｃと噛み合うまでの距離よりも短くなる。つまり、クラッチ歯２３３Ｃと噛み合うのに必要な移動距離（移動時間）が他と比べて短い２つのクラッチ爪２３３Ｆが存在する。その結果、タイムラグを短くすることができる。

ワンウェイクラッチ２３３では、ばね２３８に接しているピン２３７が、従動部材２３３２の径方向で、ばね２３８よりも外側に位置している。そのため、一方のクラッチ爪２３３Ｆが、他方のクラッチ爪２３３Ｆよりも、従動部材２３３２の径方向で内側に向かって押さえ込まれたときに、ばね２３８がピン２３７を中心にして揺動する。その結果、ばね２３８が他方のクラッチ爪２３３Ｆの接触面２３３Ｆ７を従動部材２３３２の径方向で内側に向かって押さえ込み、他方のクラッチ爪２３３Ｆを起き上がった状態に維持する。したがって、ワンウェイクラッチ２３３においては、動作を安定させることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

上記実施の形態では、歯車２３３３がワンウェイクラッチ２３３の従動部材２３３２に設けられ、人力（ペダル踏力）とモータ駆動力との合力を出力するタイプの駆動ユニット２０について説明したが、例えば、歯車２３３３を従動部材２３３２に設ける代わりに、減速歯車２４の回転軸に補助スプロケットを設け、駆動スプロケット３４及び従動スプロケット３２に巻き掛けられたチェーン３６の途中にモータ駆動力を付加するタイプの駆動ユニットであっても、本発明を適用することが可能である。

ばね２３８は、例えば、その中央部がピン２３７に巻き付けられていてもよい。この場合であっても、ピン２３７は、ばね２３８の動きを規制することができる。そのため、一方のクラッチ爪２３３Ｆにより、ばね２３８が従動部材２３３２の径方向で外側に押されたときに、ばね２３８により、他方のクラッチ爪２３３Ｆの接触面２３３Ｆ７が従動部材２３３２の径方向で内側に押さえ込まれるようになる。

上記実施の形態では、複数のクラッチ爪２３３Ｆの数は４つであったが、例えば、複数のクラッチ爪２３３Ｆの数は４以上の偶数（例えば、６つ）であってもよい。

上記実施の形態では、アウタ部材（駆動部材２３３１）がクランク軸２２と一体的に回転していたが、インナ部材（従動部材２３３２）がクランク軸２２と一体的に回転してもよい。

上記実施の形態では、アウタ部材（駆動部材２３３１）の内周部２３３Ｂが有する内周面２３３Ｂ１に複数のクラッチ歯２３３Ｃが形成され、インナ部材（従動部材２３３２）の外周部２３３Ｄに複数のクラッチ爪２３３Ｆが配置されていたが、アウタ部材の内周部に複数のクラッチ爪が配置され、インナ部材の外周部に複数のクラッチ歯が形成されていてもよい。

１０ 電動補助自転車
２０ 駆動ユニット
２１ ハウジング
２２ クランク軸
２３３ ワンウェイクラッチ
２３３１ 駆動部材（アウタ部材）
２３３２ 従動部材（インナ部材）
２３３Ｃ クラッチ歯
２３３Ｆ クラッチ爪
２３７ ピン
２３８ ばね

Claims (8)

1. 電動補助自転車が有する車体フレームに取り付けられる駆動ユニットであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングを貫通して配置されたクランク軸と、
   前記クランク軸と同軸上に配置されたワンウェイクラッチとを備え、
   前記ワンウェイクラッチは、
   内周部を有するアウタ部材と、
   前記アウタ部材に挿入され、前記クランク軸の径方向で前記アウタ部材の内周部と対向する外周部を有するインナ部材とを含み、
   前記アウタ部材及び前記インナ部材の何れかは、前記クランク軸と一体的に回転し、
   前記アウタ部材の内周部及び前記インナ部材の外周部の一方には、前記クランク軸の周方向で等間隔に並ぶ複数のクラッチ歯が形成されており、
   前記ワンウェイクラッチは、さらに、
   前記アウタ部材の内周部及び前記インナ部材の外周部の他方において、前記周方向で等間隔に配置された複数のクラッチ爪と、
   前記他方に配置され、前記周方向で等間隔に並ぶ複数のばねとを含み、
   前記複数のクラッチ爪の数は、４以上の偶数であり、
   前記複数のクラッチ歯の数は、偶数ではあるが、前記複数のクラッチ爪の数の倍数ではなく、
   前記複数のばねの数は、前記複数のクラッチ爪の数の半分であり、
   前記複数のばねの各々は、前記複数のクラッチ爪のうち、前記周方向で隣り合う２つのクラッチ爪の各々に対して、前記複数のクラッチ歯の何れかと噛み合うための位置に保持する付勢力を及ぼし、
   前記ワンウェイクラッチは、さらに、
   前記他方に配置され、前記複数のばねの各々に対して１つずつ接することにより、そのばねの動きを規制し、前記動きの規制されたばねが付勢力を及ぼす２つのクラッチ爪の一方が前記複数のクラッチ歯の何れかの背で前記噛み合うための位置から押し込まれたときに、前記２つのクラッチ爪の他方に及ぼされる付勢力を大きくする複数のピンを含む、駆動ユニット。
2. 請求項１に記載の駆動ユニットであって、
   前記アウタ部材が前記クランク軸と一体的に回転する、駆動ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の駆動ユニットであって、
   前記複数のクラッチ歯は、前記アウタ部材の内周部に形成されており、
   前記複数のクラッチ爪は、前記インナ部材の外周部に配置されている、駆動ユニット。
4. 請求項３に記載の駆動ユニットであって、
   前記複数のピンの各々は、前記インナ部材に配置されている、駆動ユニット。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の駆動ユニットであって、
   前記複数のピンの各々は、前記周方向で前記２つのクラッチ爪の間に位置している、駆動ユニット。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の駆動ユニットであって、
   前記複数のばねの各々は、前記クランク軸の軸方向に直交する平面上に位置し、前記クランク軸の軸方向から見ると、前記径方向と交差する方向に延びるように形成されており、前記複数のピンのうち、接しているピンを中心に揺動可能に配置されている、駆動ユニット。
7. 請求項６に記載の駆動ユニットであって、
   前記複数のクラッチ爪の数が、４である、駆動ユニット。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の駆動ユニットを備える電動補助自転車。

Images