JP6977156B2 - 自転車用後付け電機装置及び自転車 - Google Patents

Description

本発明は、自転車用後付け電機装置及び自転車に関し、更に詳細には、電動アシスト等のための自転車用後付け電機装置及びその後付け電機装置を取り付けられた自転車に関する。

既存の自転車に後付け可能な自転車用電動アシスト装置として、アシスト力を発生する電動モータによって回転駆動されるアシストギアがペダル用のクランクアームの中心軸に取り付けられているスプロケットの側部に同軸的に取り付けられ、アシストギアとスプロケットとがトルク伝達部材によって連結されていることにより、スプロケットにアシスト力を与えるように構成されたものや（例えば、特許文献１）、アシスト力を発生する電動モータによって回転駆動されるメインギアがペダル用のクランクアームの中心軸に同軸的に配置され、メインギアとクランクアームとがトルク伝達部材によって連結されていることにより、クランクアームにアシスト力を与えるように構成されたものや（例えば、特許文献２）、アシスト力を発生する電動モータによって回転駆動されるスプロケットがペダル用のクランクアームに同軸的に取り付けられたものが知られている（例えば、特許文献３）。

特開２００７−９１１５９号公報 特開２００９−２４８６６８号公報 特開２００２−２６４８８１号公報

従来の後付け可能な自転車用電動アシスト装置は、自転車に対する取付時に、クランクアームやスプロケット等を取り外す比較的大掛かりな分解作業及び元の状態に戻す組立作業が必要である。また、その分解作業及び組立作業に、レンチやスパナ等の工具以外に、自転車用の専用工具が必要になることがある。このため、後付け可能な自転車用電動アシスト装置があっても、一般ユーザ、特に機械に詳しくない一般ユーザは、既存の自転車を電動アシスト自転車に変更することが難しい。また、従来の自転車用電動アシスト装置は、車種によって後付けできないことがあり、汎用性に乏しい。

本発明が解決しようとする課題は、一般ユーザが既存の多種多様な自転車を簡単に電動アシスト自転車等に変更できるようにすることである。

本発明の一つの実施形態による自転車用後付け電機装置は、自転車（１０）のフレーム（１８）に取り付けられるべく構成されたハウジング（５２）と、前記ハウジング（５２）に取り付けられた回転電機（５４）と、前記自転車（１０）のペダル用のクランク軸（２４）の回転中心軸線周りに配置されるべく前記ハウジング（５２）に回転可能に設けられ、前記回転電機（５４）とトルク伝達関係で接続された円環形状の回転部材（８４）と、前記クランク軸（２４）と一体的に回転するように前記クランク軸（２４）に形状係合によって連結された第１の連結部（９２）及び前記回転部材（８４）に固定された第２の連結部（９６、９８、１００、１０６）を含む連結部材（９０）とを有する。

この構成によれば、自転車（１０）を改造することなく、自転車用後付け電機装置（５０）を既存の各種の自転車（１０）に簡単に後付けることができる。

上記自転車用後付け電機装置において、好ましくは、前記第１の連結部（９２）は、前記クランク軸（２４）に固定される固定部材（４０）に形成された外歯（４０Ｄ）と、前記第１の連結部（９２）に形成され、前記外歯（４０Ｄ）に係合する内歯（９４Ａ）とを含む。

この構成によれば、確実な信頼性が高い形状係合が行われる。

上記自転車用後付け電機装置において、好ましくは、前記第２の連結部（９６、９８、１００、１０６）は前記クランク軸（２４）に連結されたクランクアーム（２６）の漕ぎ方向の回転の遅れ側の面（２６Ａ）に当接する当接部分を含む。

この構成によれば、回転電機（５４）の回転がクランクアーム（２６）を介してクランク軸（２４）に確実に伝達される。

上記自転車用後付け電機装置において、好ましくは、前記連結部材（９０）は、前記クランク軸（２４）の軸線方向に見て直線形状、Ｕ字形あるいはＶ字形をしていて、中間部に前記第１の連結部（９２）を含み、両端部に前記第２の連結部（９６、９８）を有し、そのうちの少なくとも一つの前記第２の連結部が前記当接部分を含んでいる。

この構成によれば、クランク軸（２４）に対する回転部材（８４）の同心精度が向上すると共にクランク軸（２４）と回転部材（８４）との連結強度が向上する。

上記自転車用後付け電機装置において、好ましくは、前記クランクアーム（２６）の漕ぎ方向の回転の進み側の面（２６Ｂ）に弾発的に当接すべく前記回転部材（８４）に取り付けられたゴム部材（１１０）を更に有する。

この構成によれば、クランクアーム（２６）と回転部材（８４）との連結が、使用過程で、がた付きを生じることなく確実に行われる。

上記自転車用後付け電機装置において、好ましくは、前記連結部材（９０）は、前記クランク軸（２４）の軸線方向に見てＸ字形をしていて、中央部に前記第１の連結部（９２）を含み、各端部に前記第２の連結部（９６、９８、１００、１０６）を有し、そのうちの少なくとも一つの前記第２の連結部が前記当接部分を含んでいる。

この構成によれば、クランク軸（２４）に対する回転部材（８４）の同心精度が向上すると共にクランク軸（２４）と回転部材（８４）との連結強度が向上する。

上記自転車用後付け電機装置において、好ましくは、前記第２の連結部は、前記回転部材（８４）に固定され、前記クランク軸（２４）に連結されたクランクアーム（２６）の漕ぎ方向の回転の遅れ側の面（２６Ａ）に当接する当接部分を含む当接ピン（１１９）と、前記当接ピン（１１９）に連結された一端を含むリンク部材（１１２）と、前記リンク部材（１１２）の他端に回動可能に取り付けられ、前記クランクアーム（２６）の漕ぎ方向の回転の進み側の面（２６Ｂ）に当接する偏心カム形状部（１１６）を含むクランプアーム（１１８）を有する。

この構成によれば、クランクアーム（２６）が連結ピン（９８）と偏心カム形状部（１１６）とによって回転方向に挟まれ、回転部材（８４）とクランクアーム（２６）とが正回転（漕ぎ方向回転）及び逆回転の何れの方向にもがた付きを生じることなく連結される。

上記自転車用後付け電機装置において、好ましくは、前記ハウジング（５２）は前記回転部材（８４）を同心的に支持する円環部（５２Ｃ）を含み、前記回転部材（８４）と前記円環部（５２Ｃ）とが前記フレーム（１８）と前記クランクアーム（２６）との間に配置される。

この構成によれば、回転部材（８４）及び円環部（５２Ｃ）がクランクアーム（２６）をくぐらせるようにして、クランクアーム（２６）を取り外すことなく、フレーム（１８）とクランクアーム（２６）との間に配置され、自転車用後付け電機装置（５０）の自転車（１０）に対する後付けが簡単に行われ得るようになる。

上記自転車用後付け電機装置において、好ましくは、前記ハウジング（５２）に内蔵され、前記回転電機（５４）と前記回転部材（８４）との間に設けられた変速歯車列（６０、６６、６８、８０）を有し、前記回転電機（５４）は前記変速歯車列（６０、６６、６８、８０）の配置によって前記回転部材（８４）の径方向外方に偏倚した位置にある。

この構成によれば、回転電機（５４）がクランクアーム（２６）に対する回転部材（８４）の設置を阻害することがない。

上記自転車用後付け電機装置において、好ましくは、前記回転電機（５４）はアシスト力を発生する電動モータであり、更に、前記フレーム（１８）に取り付けられるべく構成され、前記電動モータの電源をなすバッテリ（１３２）を有する。

この構成によれば、電動アシスト自転車が得られる。

本発明の一つの実施形態による自転車は、上述の実施形態による自転車用後付け電機装置を取り付けられている。

この構成によれば、自転車用後付け電機装置（５０）の後付けにより、自転車（１０）を改造することなく、既存の自転車が電動アシスト自転車等になる。

本発明による自転車用後付け電機装置によれば、既存の多種多様な自転車を簡単に電動アシスト自転車等に変更することができる。

本発明の実施形態１による自転車用後付け電機装置（自転車用電動アシスト装置）を取り付けられた自転車の要部の斜視図 実施形態１による自転車用電動アシスト装置の縦断面図 実施形態１による自転車用電動アシスト装置の分解斜視図 実施形態２による自転車用電動アシスト装置の要部の斜視図 実施形態３による自転車用電動アシスト装置の要部の斜視図 実施形態３による自転車用電動アシスト装置の分解斜視図 実施形態４による自転車用電動アシスト装置の要部の斜視図 実施形態５による自転車用電動アシスト装置の要部の斜視図 実施形態６による自転車用電動アシスト装置の要部の斜視図

以下に、本発明による自転車用後付け電機装置を自転車用電動アシスト装置に適用した実施形態１を、図１〜図３を参照して説明する。

図１に示されているように、自転車１０は、略上下方向に延在するシートチューブ１２と、略前後方向に延在するダウンチューブ１４と、サブチューブ１５及び左右のチェーンステー１６とを含むフレーム１８を有する。シートチューブ１２の下端とダウンチューブ１４の後端及び各チェーンステー１６の前端とはパイプ継手を兼ねた軸受筒体２０によって互いに結合されている。サブチューブ１５の後端はパイプ継手２２によってシートチューブ１２の下端近傍に結合されている。

軸受筒体２０は左右方向に略水平に延在するクランク軸２４を回転自在に支持している。クランク軸２４の左右の端部は各々軸受筒体２０から左右外方に突出しており、その各突出端に略四角柱形状の左右のクランクアーム２６、２８の基端が互いに１８０度の回転位相差をもって固定されている。クランク軸２４はクランクアーム２６、２８の回転中心をなし、クランク軸２４の回転中心軸線とクランクアーム２６、２８の回転中心軸線とは同一軸線上にある。

クランク軸２４とクランクアーム２６との連結は、図２に示されているように、クランク軸２４の端部（突出端）に形成された四角柱部３４と、クランクアーム２６の基端に形成された四角孔３６との形状係合により、クランク軸２４とクランクアーム２６とが一体的に回転するようにトルク伝達関係で連結されている。クランク軸２４には四角柱部３４の先端面に開口したねじ孔３８が形成されており、ねじ孔３８には二面取り部分を含む頭部４０Ａを有する固定ねじ部材（固定部材）４０の雄ねじ部４０Ｂがねじ係合している。このねじ係合により、クランク軸２４とクランクアーム２６、２８とが抜け止め状態で固定される。クランクアーム２６は左外方側に四角孔３６に連続する丸孔４２を有する。固定ねじ部材４０は頭部４０Ａと雄ねじ部４０Ｂとの間に丸柱部４０Ｃを有し、丸柱部４０Ｃが丸孔４２に嵌合する。

クランクアーム２６、２８の遊端には各々ペダル３０が取り付けられている（図１参照）。右側のクランクアーム２８と軸受筒体２０との間にはドライブスプロケット３２が配置されている。ドライブスプロケット３２は軸受筒体２０に内蔵されたベアリング（不図示）によって軸受筒体２０から回転可能に支持されたクランク軸２４に連結されている。

クランク軸２４はクランクアーム２６、２８によって回転駆動される。クランク軸２４の回転（前進走行方向の回転）は、ドライブスプロケット３２に伝達され、ドライブスプロケット３２から不図示のチェーン式伝動機構によって後輪（不図示）に伝達される。これにより、クランク軸２４の回転によって自転車１０が前進走行する。

以上の構造は既存の一般的な自転車１０の構造である。

本実施形態の自転車用後付け電機装置５０（以下、電動アシスト装置５０と略称する）は、図１に示されているように、軸受筒体２０の外方近傍に取り付けられる。尚、以下の説明における上下、前後、左右の各方向は、電動アシスト装置５０が、図１に示されているように、自転車１０のフレーム１８に取り付けられた状態での各方向である。

電動アシスト装置５０は、図１〜図３に示されているように、左側の第１半体５２Ａと右側の第２半体５２Ｂとの組立体による中空構造のハウジング５２を有する。

ハウジング５２には電動モータ５４が取り付けられている。電動モータ５４は第２半体５２Ｂの外面に固定された基端を含む円筒状のアウタケーシング５６を有する。アウタケーシング５６は第２半体５２Ｂから右外方に突出している。

電動モータ５４は、図２に示されているように、第２半体５２Ｂから左方にハウジング５２内に突出した出力軸５８を有する。出力軸５８は小径の駆動平歯車６０を固定支持している。第１半体５２Ａは内部にブッシュ６２等によって中間軸６４を回転可能に支持している。中間軸６４はブッシュ６２の右方において駆動平歯車６０と噛合する大径の中間平歯車６６を固定支持している。中間軸６４はブッシュ６２の左側に形成された小径の中間平歯車６８を一体的に有する。

第１半体５２Ａは第１半体５２Ａから下方に延出した円環部５２Ｃを一体に有する。円環部５２Ｃは、中心開口７０を画定する円筒部７２と、円筒部７２の径方向外方に円筒部７２と同心的に形成された略円筒状の外周部７４及び円筒部７２と外周部７４との間に延在する円環板状の右側部７６とを含み、左側方が開放された形状をしている。

円筒部７２の外周部にはボール軸受７８によって円環形状の大径の出力平歯車８０が回転可能に取り付けられている。出力平歯車８０は中間平歯車６８に噛合している。これにより、駆動平歯車６０と出力平歯車８０との間に中間平歯車６６及び中間平歯車６８を含む２段の変速歯車列が構成される。

出力平歯車８０には、その左側に円環形状の回転板（回転部材）８４が出力平歯車８０と同心に固定されている。回転板８４は、その左側面の全体が円環部５２Ｃの左方に向けて外部に露呈しており、出力平歯車８０と共に中心開口７０の径方向外方において円筒部７２の中心軸線周りに回転可能である。回転板８４は前述の２段の変速歯車列を介して電動モータ５４によって回転駆動される。

尚、出力平歯車８０及び回転板８４は、共に中心開口７０と同心の円環形状であるから、中心開口７０は、出力平歯車８０及び回転板８４に邪魔されることなく、両端が開口していて、且つ左右方向に同一内径をもって延在している。

電動アシスト装置５０は、中心開口７０をクランク軸２４が貫通し、ハウジング５２の円環部５２Ｃ及び回転板８４がフレーム１８と左側のクランクアーム２６との間に位置する配置をもって、ハウジング５２を自転車１０のフレーム１８に固定され、回転板８４を連結機構９０によってクランク軸２４に対して同軸的に配置され且つクランク軸２４及びクランクアーム２６に対してトルク伝達関係で連結されている。

連結機構９０は、クランク軸２４の軸線方向に見て略直線形状（略Ｉ字形）をしていて中間部にクランク軸２４との連結部である第１の連結部９２を含む平板状の連結板９４と、回転板８４の回転方向に互いに１８０度異なる２箇所に取り付けられ、ボルト９６によって連結板９４の両端部に各々一体的に連結されて第２の連結部をなす２個の連結ピン９８とを有する。２個の連結ピン９８のうちの１個の連結ピン９８は、図１に示されているように、クランクアーム２６の漕ぎ方向の回転の遅れ側の外面２６Ａ、換言するとアシスト力付与側の外面２６Ａに当接する当接部分をなしている。

これにより、電動モータ５４が発生するアシスト力は、回転板８４から連結機構９０の一方の連結ピン９８及び連結板９４を介してクランクアーム２６、クランク軸２４に伝達される。

左側のクランクアーム２６のための固定ねじ部材４０は、図２及び図３に示されているように、頭部４０Ａの外端側（軸線方向で見て雄ねじ部４０Ｂ、丸柱部４０Ｃの反対側）に、外周に外歯（セレーション）４０Ｄを形成された外歯部４０Ｅを有する。連結板９４は、長手方向の１／２の部分に、内歯（セレーション）９４Ａを形成された貫通孔９４Ｂを有する。

第１の連結部９２は、外歯４０Ｄと内歯９４Ａとの噛み合いによる形状係合により、固定ねじ部材４０及び固定ねじ部材４０を締結されたクランク軸２４と連結板９４とが、一体的に回転するように、換言すると、相対回転しないように、固定ねじ部材４０及びクランク軸２４と連結板９４とを連結している。固定ねじ部材４０には外歯部４０Ｅの端面に開口したねじ孔４４が形成されている。ねじ孔４４に連結板９４の側から頭付きねじ４６がねじ係合することにより、連結板９４が固定ねじ部材４０に抜け止め状態に固定される。

これにより、クランク軸２４に形状係合しているクランクアーム２６と連結ピン９８とが相対的に回転変位することがなく、図１に示されているように、一方の連結ピン９８がクランクアーム２６の外面２６Ａに当接する状態が保持（維持）される。これにより、使用過程において、一方の連結ピン９８とクランクアーム２６の外面２６Ａとの間に不要な間隙が生じることがない。

このことにより、回転板８４とクランクアーム２６との間に相対的な回転変位（回転がた）を生じることなく、回転板８４からクランクアーム２６にアシスト力が伝えられる。

また、回転板８４の回転は、外歯４０Ｄと内歯９４Ａとの形状係合により、連結ピン９８、ボルト９６、連結板９４、固定ねじ部材４０を介してもクランク軸２４及びクランクアーム２６に伝達される。更に、クランク軸２４及びクランクアーム２６の回転は、外歯４０Ｄと内歯９４Ａとの形状係合により、連結ピン９８、ボルト９６、連結板９４、固定ねじ部材４０を介しても回転板８４に伝達される。

上述したように、電動アシスト装置５０の自転車１０に対するトルク伝達は、一つの連結ピン９８がクランクアーム２６の外面２６Ａに当接することにより行われるから、電動アシスト装置５０は、クランクアーム２６の形状や寸法が異なる様々な自転車１０に適用でき、汎用性が高い。

シートチューブ１２には、図１に示されているように締結バンド（不図示）等によって、電動アシストのための制御装置１３０と、電動モータ５４及び制御装置１３０の電源をなすバッテリ１３２とが取り付けられている。

自転車１０に対する電動アシスト装置５０の取り付けは、作業者によって次の手順によって行われる。

先ず、ドライブスプロケット３２が配置されていない左側のペダル３０をスパナ等の一般工具によって取り外す。次に、連結板９４が取り外された状態の電動アシスト装置５０を横に倒した状態（電動モータ５４が上向きになる姿勢）で、中心開口７０に左側のクランクアーム２６の遊端側を入れ、中心開口７０にクランクアーム２６が入った状態で、電動アシスト装置５０をクランクアーム２６の延在方向に沿ってその基端側（回転中心側）に移動させる。これにより、電動アシスト装置５０は、回転板８４及び円環部５２Ｃがクランクアーム２６をくぐらせるようにして、クランクアーム２６の基端近傍に到達する。尚、中心開口７０にペダル３０が入る大きさの場合は、ペダル３０を取り外さなくてもよい。

次に、電動モータ５４が横向きになる姿勢（図１に示されている姿勢）に、電動アシスト装置５０の姿勢を変更し、中心開口７０にクランク軸２４を軸線方向に通す。これにより、回転板８４及び円環部５２Ｃが、ペダル３０の取り外しだけで、フレーム１８とクランクアーム２６との間に配置される。この状態では、電動モータ５４が、図１に示されているように、シートチューブ１２の下端近傍の前側で、上下のサブチューブ１５とダウンチューブ１４との間に配置される。フレーム１８に対する電動アシスト装置５０の固定は、ハウジング５２或いは電動モータ５４のアウタケーシング５６が、ゴム製等による締結バンド（不図示）等によってシートチューブ１２、ダウンチューブ１４或いはサブチューブ１５に固定されることにより行われる。

次に、クランクアーム２６或いは回転板８４を手操作によって回転させ、一方の連結ピン９８をクランクアーム２６の外面２６Ａに当接させる。この状態で、連結板９４の両端部が各連結ピン９８に回転方向に整合する向きに合わせ、連結板９４の内歯９４Ａを、クランク軸２４に締結状態にある固定ねじ部材４０の外歯４０Ｄに噛合（形状係合）させる。そして、各ボルト９６によって連結板９４の両端部を対応する各連結ピン９８に固定すると共に頭付きねじ４６によって連結板９４を固定ねじ部材４０に固定する。尚、連結ピン９８は、予め回転板８４に取り付けられていても、上述した配置後の電動アシスト装置５０の回転板８４にねじ止め等によって取り付けられてもよい。

その後、ペダル３０をクランクアーム２６に取り付けることにより、電動アシスト装置５０の取り付けが完了する。

この取付状態では、回転板８４は、軸受筒体２０とクランクアーム２６との間にあって左方に向けて露呈しており、この露呈面（左面）に取り付けられる連結機構９０によってクランクアーム２６及びクランク軸２４の回転中心に同軸的に連結される。

これにより、既存の自転車１０のクランクアーム２６及びクランク軸２４と回転板８４とが連結機構９０によって互いに同心（同軸的）に連結され、回転板８４の回転が心振れを生じることなくクランクアーム２６及びクランク軸２４に伝達される。

電動モータ５４は前述の変速歯車列によって円環部５２Ｃ及び回転板８４に対して径方向外方に偏倚した位置にあるから、電動モータ５４がクランクアーム２６に対する円環部５２Ｃ及び回転板８４の設置を阻害することがない。

このように、自転車１０を改造することなく、また専用工具を必要とすることなく、一般ユーザが電動アシスト装置５０を既存の様々な自転車１０、特にクランクアーム２６の形状や寸法が異なる様々な自転車１０に簡単に後付けることができ、限られたフレーム構成の自転車に限られることなく既存の様々な自転車１０を簡単に電動アシスト自転車に変更することができる。

次に、実施形態２による自転車用電動アシスト装置を、図４を参照して説明する。尚、図４において、図１〜図３に対応する部分は、図１〜図３に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

実施形態２では、２個の連結ピン９８が、回転板８４の円周方向に、既存の各種のクランクアーム２６のうち、回転方向幅が最大のクランクアーム２６の回転方向幅より少し大きい間隔ができる配置をもって配置され、そのうちの一つの連結ピン９８がクランクアーム２６の漕ぎ方向の回転の遅れ側の外面２６Ａに当接する。クランクアーム２６より漕ぎ方向の回転の進み側に位置するもう一つの連結ピン９８とクランクアーム２６の漕ぎ方向の回転の進み側の外面２６Ｂとの間には、クランクアーム２６の寸法及び形状に応じた余裕を得る空隙Ｓができる。

連結板９４は、連結ピン９８の配置に応じて、両端部が各連結ピン９８に整合するように、クランク軸２４の軸線方向に見てＵ字形あるいはＶ字形をしている。この連結板９４の形状は意匠性を考慮して適宜に設定されてよい。

実施形態２のその他の構成は、実施形態１に実質的に同一である。これにより、実施形態２においても実施形態１と同様の作用効果が得られる。

次に、実施形態３による自転車用電動アシスト装置を、図５及び図６を参照して説明する。尚、図５及び図６において、図１〜図３に対応する部分は、図１〜図３に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

実施形態３では、回転板８４に、連結板９４が連結される２個の連結ピン９８に加えて、各連結ピン９８に対して回転板８４の回転方向に変位した２箇所に各々連結ピン１００が取り付けられていると共に、連結板９４に加えて平板状の副連結板１０２が設けられている。副連結板１０２は、クランク軸２４の軸線方向に見て略直線形状（略Ｉ字形）をしており、連結板９４に重ね合わせて配置され、第１の連結部９２を構成すべく中心部を形成された丸孔１０４を頭付きねじ４６が貫通する。これにより、副連結板１０２は固定ねじ部材４０に対して連結板９４と共締めされ、両端部を対応する連結ピン１００にボルト１０６によって固定されている。

これにより、連結機構９０は、連結板９４と副連結板１０２とでクランク軸２４の軸線方向に見てＸ字形をなし、４個の端部が各々回転板８４に対する連結部である第２の連結部をなしている。

実施形態３では、連結機構９０は、回転板８４の回転中心に対して点対称の４箇所において回転板８４に連結されるから、クランク軸２４に対する回転板８４の同心精度が向上すると共にクランク軸２４と回転板８４との連結強度（取付強度）が向上する。

実施形態３では、クランクアーム２６の近傍に漕ぎ方向の回転の進み側に位置する一つの連結ピン１００とクランクアーム２６の漕ぎ方向の回転の進み側の外面２６Ｂとの間には、クランクアーム２６の寸法及び形状に応じた余裕を得る空隙Ｓができる。

尚、連結板９４と副連結板１０２とが一体であってもよい。

次に、実施形態４による自転車用電動アシスト装置を、図７を参照して説明する。尚、図５及び図６において、図１〜図３に対応する部分は、図１〜図３に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

実施形態４では、実施形態１の構造に加えて、回転板８４に取付具１０８によってゴム部材１１０が取り付けられている。ゴム部材１１０はクランクアーム２６を挟んで連結ピン９８がクランクアーム２６の外面２６Ａに当接する位置と対向する位置にてクランクアーム２６の漕ぎ方向の回転の進み側の外面２６Ｂに弾発的に当接する。

これにより、クランクアーム２６が連結ピン９８とゴム部材１１０とによって回転方向に挟まれ、回転板８４とクランクアーム２６とが正回転（漕ぎ方向回転）及び逆回転の何れの方向にもがた付きを生じることなく連結される。

実施形態４では、連結機構９０によるクランクアーム２６と回転板８４との連結が、使用過程において、がた付きを生じることなく確実に行われる。

次に、実施形態５による自転車用電動アシスト装置を、図８を参照して説明する。尚、図７において、図１〜図３に対応する部分は、図１〜図３に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

実施形態５では、実施形態１のものにおいて、クランクアーム２６の漕ぎ方向の回転の遅れ側の外面２６Ａに対応する側の連結板９４の端部に、連結ピン９８に代えてリンク部材１１２の一端にボルト１１７によって連結された当接ピン１１９が取り付けられている。リンク部材１１２の他端には軸１１４によってクランプアーム１１８が回動可能に取り付けられている。クランプアーム１１８はクランクアーム２６の漕ぎ方向の回転の進み側の外面２６Ｂに当接する偏心カム形状部１１６を含む。

実施形態５では、クランプアーム１１８の回動によって偏心カム形状部１１６がクランクアーム２６の外面２６Ｂに押し付けられる。これにより、クランクアーム２６が当接ピン１１９と偏心カム形状部１１６とによって回転方向に挟まれ、回転板８４とクランクアーム２６とが正回転（漕ぎ方向回転）及び逆回転の何れの方向の何れにも、がた付きを生じることなく連結される。

実施形態５でも、連結機構９０によるクランクアーム２６と回転板８４との連結が、使用過程において、がた付きを生じることなく確実に行われる。

次に、実施形態６による自転車用電動アシスト装置を、図９を参照して説明する。尚、図９において、図１〜図３に対応する部分は、図１〜図３に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

実施形態６では、回転板８４は、連結部材１２０によってクランクアーム２６の回転中心部（基端部）に同軸的に連結され、電動アシスト装置５０によるアシスト力をクランクアーム２６に与える。

連結部材１２０は、３脚の五徳形状をしており、第２の連結部として各脚部１２２がボルト１２４によって回転板８４に固定され、第１の連結部９２として中心部をクランク軸２４及びクランクアーム２６に同軸的に連結される。第１の連結部９２の構造は、実施形態１のものと同一である。

実施形態６では、回転板８４の回転は、実施形態１と同様の固定ねじ部材（不図示）の外歯（不図示）と連結部材１２０内歯（不図示）との形状係合により、クランク軸２４及びクランクアーム２６に伝達される。

尚、実施形態６は、連結機構９０がクランクアーム２６との当接部を有することが必須でないことを示した実施形態である。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、電動アシスト装置５０は、軸受筒体２０以外に、シートチューブ１２、ダウンチューブ１４、サブチューブ１５、チェーンステー１６、パイプ継手２２等の外部に取り付けられてもよい。

固定ねじ部材４０と連結板９４との形状係合の形状は、セレーションのような歯の形状に限られることなく、多角形等によるものであってもよい。

電動モータ５４は自転車１０のペタル漕ぎによって発電を行う発電機として用いることもできる。この場合には、連結ピン９８はクランクアーム２６の漕ぎ方向の回転の進み側の外面２６Ｂに当接する構造になる。

また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１０ ：自転車
１２ ：シートチューブ
１４ ：ダウンチューブ
１５ ：サブチューブ
１６ ：チェーンステー
１８ ：フレーム
２０ ：軸受筒体
２２ ：パイプ継手
２４ ：クランク軸
２６ ：クランクアーム
２６Ａ ：外面
２６Ｂ ：外面
２８ ：クランクアーム
３０ ：ペダル
３２ ：ドライブスプロケット
３４ ：四角柱部
３６ ：四角孔
３８ ：ねじ孔
４０ ：固定ねじ部材（固定部材）
４０Ａ ：頭部
４０Ｂ ：雄ねじ部
４０Ｃ ：丸柱部
４０Ｄ ：外歯
４０Ｅ ：外歯部
４２ ：丸孔
４４ ：ねじ孔
４６ ：頭付きねじ
５０ ：自転車用後付け電機装置（電動アシスト装置）
５２ ：ハウジング
５２Ａ ：第１半体
５２Ｂ ：第２半体
５２Ｃ ：円環部
５４ ：電動モータ（回転電機）
５６ ：アウタケーシング
５８ ：出力軸
６０ ：駆動平歯車
６２ ：ブッシュ
６４ ：中間軸
６６ ：中間平歯車
６８ ：中間平歯車
７０ ：中心開口
７２ ：円筒部
７４ ：外周部
７６ ：右側部
７８ ：ボール軸受
８０ ：出力平歯車
８４ ：回転板（回転部材）
９０ ：連結機構（連結部材）
９２ ：第１の連結部
９４ ：連結板
９４Ａ ：内歯
９４Ｂ ：貫通孔
９６ ：ボルト
９８ ：連結ピン
１００ ：連結ピン
１０２ ：副連結板
１０４ ：丸孔
１０６ ：ボルト
１０８ ：取付具
１１０ ：ゴム部材
１１２ ：リンク部材
１１４ ：支持軸
１１６ ：偏心カム形状部
１１８ ：クランプアーム
１２０ ：連結部材
１２２ ：脚部
１２４ ：ボルト
１３０ ：制御装置
１３２ ：バッテリ

Claims (11)

1. 自転車のフレームに取り付けられるべく構成されたハウジングと、
   前記ハウジングに取り付けられた回転電機と、
   前記自転車のペダル用のクランク軸の回転中心軸線周りに配置されるべく前記ハウジングに回転可能に設けられ、前記回転電機とトルク伝達関係で接続された円環形状の回転部材と、
   前記クランク軸と一体的に回転するように前記クランク軸に形状係合によって連結された第１の連結部及び前記回転部材に固定された第２の連結部を含む連結部材とを有する自転車用後付け電機装置。
2. 前記第１の連結部は、前記クランク軸に固定される固定部材に形成された外歯と、前記第１の連結部に形成され、前記外歯に係合する内歯とを含む請求項１に記載の自転車用後付け電機装置。
3. 前記第２の連結部は前記クランク軸に連結されたクランクアームの漕ぎ方向の回転の遅れ側の面に当接する当接部分を含む請求項１又は２に記載の自転車用後付け電機装置。
4. 前記連結部材は、前記クランク軸の軸線方向に見て直線形状、Ｕ字形あるいはＶ字形をしていて、中間部に前記第１の連結部を含み、両端部に前記第２の連結部を有し、そのうちの少なくとも一つの前記第２の連結部が前記当接部分を含んでいる請求項３に記載の自転車用後付け電機装置。
5. 前記クランクアームの漕ぎ方向の回転の進み側の面に弾発的に当接すべく前記回転部材に取り付けられたゴム部材を更に有する請求項３に記載の自転車用後付け電機装置。
6. 前記連結部材は、前記クランク軸の軸線方向に見てＸ字形をしていて、中央部に前記第１の連結部を含み、各端部に前記第２の連結部を有し、そのうちの少なくとも一つの前記第２の連結部が前記当接部分を含んでいる請求項４に記載の自転車用後付け電機装置。
7. 前記第２の連結部は、前記回転部材に固定され、前記クランク軸に連結されたクランクアームの漕ぎ方向の回転の遅れ側の面に当接する当接部分を含む当接ピンと、前記当接ピンに連結された一端を含むリンク部材と、前記リンク部材の他端に回動可能に取り付けられ、前記クランクアームの漕ぎ方向の回転の進み側の面に当接する偏心カム形状部を含むクランプアームを有する請求項１又は２記載の自転車用後付け電機装置。
8. 前記ハウジングは前記回転部材を同心的に支持する円環部を含み、
   前記回転部材と前記円環部とが前記フレームと前記クランクアームとの間に配置される請求項３に記載の自転車用後付け電機装置。
9. 前記ハウジングに内蔵され、前記回転電機と前記回転部材との間に設けられた変速歯車列を有し、
   前記回転電機は前記変速歯車列の配置によって前記回転部材の径方向外方に偏倚した位置にある請求項１又は２に記載の自転車用後付け電機装置。
10. 前記回転電機はアシスト力を発生する電動モータであり、
    更に、前記フレームに取り付けられるべく構成され、前記電動モータの電源をなすバッテリを有する請求項１又は２に記載の自転車用後付け電機装置。
11. 請求項１から１０の何れか一項に記載された自転車用後付け電機装置を取り付けられた自転車。

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