JPH0656065A - 電動自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 坂道を含む道路の走行ができ、又運転操作が
容易で、１充電当りの走行距離を２倍位とする電動自転
車を得ることである。 【構成】 足踏みペタルによる走行は周知の手段とし、
付加される電動機による走行を独立に行ない若しくは両
者を併用できる構成とする。ハンドルのグリップにより
走行の為の電動機の出力トルクを制御し、グリップより
手を離すと出力トルクを零復帰せしめることにより、運
転時の操作と慣性走行を自然にしかも容易に行なうこと
のできる構成としている。所要の走行の為のトルクを変
速比を自動的に変更し若しくは手動により変更すること
により坂道の走行を容易に行なうことができる構成とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】周知の足踏み自転車に付加して直
流電動機の駆動力により前進せしめる電動自転車に利用
される。

【従来の技術】足踏みペタルによる自転車に直流電動機
と蓄電池を載置して、両駆動源を手動切換装置により切
換えて走行する電動自転車は周知で、実施化された例が
ある。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】第１の課題 足踏みペ
タルにより走行するときに、直流電動機とその減速装置
が負荷となることなく、走行感覚に変化を生ずることを
防止する必要がある。第２の課題 足踏みペタルと直流
電動機の駆動力とを併用して坂道を登坂できることが必
要となる。第３の課題 直流電動機の駆動力のみにより
走行する第１のモード及び足踏みペタルのみで走行する
第２のモード及び両者を併用する第３のモードを変更選
択する場合に、特別な手動操作があると使用し難く、特
に老人小供の場合に事故を誘発する問題点がある。第４
の課題 車載蓄電池は小型軽量化する必要がある。又１
回の充電による走行距離をより大きくする必要がある。
第５の課題 平地を走行するときと坂道を登坂するとき
では所要トルクに大きい差があるので変速装置が必要と
なる。変速装置は自動車では周知の変速手段があるが、
構成が錯雑で大型高価となり、電動自転車に利用できる
ものはない問題点がある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】第１の手段 足踏みペタ
ルで駆動される大歯車と、後車輪軸を第１の１方向クラ
ッチを介して駆動する小歯車と、前記した大歯車と小歯
車との間に掛けられたチエーンとを備えた自転車におい
て、前車輪若しくは後車輪を自動車を前進する方向に第
２の１方向クラッチを介して駆動する第１の歯車ならび
に第３の１方向クラッチを介して自動車を前進する方向
に駆動する第２の歯車と、第１の歯車を減速比の小さい
減速装置を介して車載直流電動機により駆動し、又第２
の歯車を減速比の大きい減速装置を介して、該車載直流
電動機により駆動し、該車載直流電動機の正転時には第
１の歯車と第２の方向クラッチにより自転車が前進する
方向に車輪を駆動し、逆転時には第２の歯車と第３の１
方向クラッチにより自転車が前進する方向に車輪を駆動
する駆動装置と、車載直流電動機に開閉電気スイッチを
介して供電する車載蓄電池と、車載直流電動機と直列に
接続された電機子電流検出装置ならびに該装置と直流電
動機の直列接続体に並列に逆接続されたフライホイール
ダイオードと、車載蓄電池より供電され、可変抵抗の抵
抗値を変更することにより、これに対応して変化される
基準電圧を得る電気回路と、基準電圧と電機子電流検出
装置の検出電圧を比較し、後者の電圧が前者の電圧を越
えると直流電動機と蓄電池との間に挿入されたトランジ
スタを不導通に転化し、電機子電流が所定値まで降下す
るとトランジスタを導通せしめるチョッパ回路と、ハン
ドルのグリップの１部を手動で回動することにより内部
に収納された前記した可変抵抗を変化して、回動に対応
して基準電圧を増大せしめ、グリップより手を離すとス
プリングバックして基準電圧を消滅せしめるとともに車
載直流電動機の供電を行なう前記した開閉電気スイッチ
を開き、グリップを再び回動すると閉じられる装置と、
電機子電流が設定値を越えると第１の検出信号が得ら
れ、該設定値より降下したときに第２の検出信号が得ら
れる検出装置と、第１の検出信号により車載直流電動機
を逆転して保持し、第２の検出信号により正転して保持
する正逆転装置とより構成されたものである。第２の手
段 足踏みペタルで駆動される大歯車と、後車輪軸を第
１の１方向クラッチを介して駆動する小歯車と、前記し
た大歯車と小歯車との間に掛けられたチエーンとを備え
た自転車において、前車輪若しくは後車輪を自動車を前
進する方向に第２の１方向クラッチを介して駆動する第
１の歯車ならびに第３の１方向クラッチを介して自動車
を前進する方向に駆動する第２の歯車と、第１の歯車を
減速比の小さい減速装置を介して車載直流電動機により
駆動し、又第２の歯車を減速比の大きい減速装置を介し
て、該車載直流電動機により駆動し、該車載直流電動機
の正転時には第１の歯車と第２の方向クラッチにより自
転車が前進する方向に車輪を駆動し、逆転時には第３の
歯車と第２の１方向クラッチにより自転車が前進する方
向に車輪を駆動する駆動装置と、車載直流電動機に開閉
電気スイッチを介して供電する車載蓄電池と、車載直流
電動機と直列に接続された電機子電流検出装置ならびに
該装置と直流電動機の直列接続体に並列に逆接続された
フライホイールダイオードと、車載蓄電池より供電さ
れ、可変抵抗の抵抗値を変更することにより、これに対
応して変化される基準電圧を得る電気回路と、基準電圧
と電機子電流検出装置の検出電圧を比較し、後者の電圧
が前者の電圧を越えると直流電動機と蓄電池との間に挿
入されたトランジスタを不導通に転化し、電機子電流が
所定値まで降下するとトランジスタを導通せしめるチョ
ッパ回路と、ハンドルのグリップの１部を手動で回動す
ることにより内部に収納された前記した可変抵抗を変化
して、回動に対応して基準電圧を増大せしめ、グリップ
より手を離すとスプリングバックして基準電圧を消滅せ
しめるとともに車載直流電動機の供電を行なう前記した
開閉電気スイッチを開き、グリップを再び回動すると閉
じられる装置と、手動電気スイッチを操作することによ
り、車載直流電動機の正逆転を制御選択して保持する正
逆転装置とより構成されたものである。

【０００４】

【作用】足踏みペタルにより前進走行し、これを休止す
ると慣性により走行する周知の自転車に次の作用を行な
う装置を付加するとともに、運転感覚を変化することな
く操作できる作用を有する。ハンドルのグリップの１部
を回転すると、回転角に対応して直流電動機の駆動トル
クを増大して走行し、この走行は足踏みペタルによる走
行と併用することができ、又それぞれ独立に行なうこと
もできる。ハンドルグリップの１部より手を離すとスプ
リングバックして、直流電動機による出力トルクが自動
的に消滅して、慣性による走行に転化し、走行距離を増
大する作用がある。電動機の正逆転により自動的に変速
比が選択される簡素な変速装置が採用されているので、
坂道の登坂を容易とし、いづれの変速比の場合にも慣性
走行を行なうことができる。以上に述べた作用があるの
で、第１，第２，…，第５の課題を解決することができ
る。

【０００５】

【実施例】図１は、自転車に本発明装置を付加した図面
で、他の周知の部分は省略して図示していない。点線２
４ａ，２４ｂ，２４ｃは自転車本体の３角フレームを略
示したものである。矢印Ｃは走行方面を示す。足踏みの
ペタル３ａ，３ｂは回転するアーム２ａ，２ｂの端部に
支軸により支持され、アーム２ａは支持体１ａにより、
又アーム２ｂも同じ構成の支持体により回転軸１を介し
て直線状に保持される。アーム２ａ，２ｂの回転軸１
は、フレーム２４ａ，２４ｂの結合部に軸受により回動
自在に支持され、又大歯車６はアーム２ａ，２ｂと同期
回転するように構成される。フレーム２４ａ，２４ｃの
結合部には、ボール軸受を介して後車輪（省略して図示
しない）のハブが回動自在に支持され、又小歯車８も同
じく回動自在に支持される。後車輪の回転軸となるハブ
と小歯車８は、１方向クラッチ（点線５ａで示す）を介
してトルク伝達が行なわれるので、ペタル３ａを矢印Ａ
方向に押圧して大歯車６を矢印Ｂ方向に回転したとき
に、大歯車６と小歯車８に掛けられたチエーン４により
小歯車８は反時計方向に回転される。

【０００６】このときに、１方向クラッチ５ａにより、
後車輪も同じ方向に駆動されるので、矢印Ｃ方向に自転
車が走行される。ペタル３ａ，３ｂを停止して保持する
と、１方向クラッチ５ａは滑動して自転車は慣性により
慣性走行をする。１方向クラッチは周知のボールクラッ
チ若しくはラック歯車と係合する爪が利用されるが、１
方向のトルク伝達をするものであれば他の手段でもよ
い。後車輪のハブには１方向クラッチ５ａを介して歯車
８が支持され、歯車８が反時計方向に回転したときのみ
に後車輪にトルク伝達が行なわれて自転車を矢印Ｃ方向
に走行せしめる。フレーム２４ｃには、直流電動機１１
が装着され、又一体に構成された歯車９ａとプーリ９ｂ
の回転軸９が軸受により回動自在に支持される。

【０００７】電動機１１の回転軸には歯車１１ａが固定
され、歯車６ｃと噛合する。歯車６ｃとプーリ６ａは１
体に構成されて回転軸６に固定される。回転軸６は図示
しない軸受（フレーム２４ｃに固定される。）により回
動自在に支持される。図１の電動機１１とその被駆動体
を矢印Ｆ方向よりみた図が図３に示されているので両者
を併せて次に説明する。回転軸６には歯車６ｃとプーリ
６ａが固定されているが、図３に示すようにプーリ６ｂ
が裏面において回転軸６に固定されている。プーリ６ａ
と９ｂとの間にはベルト２５ａが掛けられる。図３に示
すように回転軸５には歯車７が１方向クラッチ７ａとと
もに装着されて歯車７の所定方向の回転トルクのみを回
転軸５に伝達する。歯車７と歯車９ａは噛合し、歯車９
ａは回転軸９に固定される。回転軸９は図示しない軸受
により支持される。

【０００８】図１では省略して図示していないが、図３
に示すように、回転軸５にはプーリ９ｃと１方向クラッ
チ７ｂが装着され、プーリ９ｃの所定方向の回転（歯車
７の前記した回転方向と同じ方向）のときに回転軸５を
同方向に駆動する。プーリ９ｃと６ｂとの間にはベルト
２５ｂが掛けられる。回転軸５により負荷Ｇが駆動され
る。電動機１１が正転しているときに、プーリ６ｂ，９
ｃと１方向クラッチ７ｂを介して所定方向に回転軸５を
駆動する。このときに歯車７は逆方向に駆動されている
ので１方向クラッチ７ａと回転軸５は滑動するのみであ
る。電動機１１を逆転すると、減速歯車９ａ，７と１方
向クラッチ７ａを介して回転軸５は正転時と同一方向に
駆動される。このときに１方向クラッチ７ｂは回転軸５
と滑動するのみである。電動機１１の正逆転に対応して
変速比が変更されて負荷Ｇが駆動される装置となってい
る。かかる構成は同じ出願人による昭和６３年日本国特
許公報第３１８６号に開示されている。

【０００９】本実施例では、ベルト２５ａ，２５ｂによ
りトルク伝達をしているが歯車によるトルク伝達を使用
することもできる。回転軸５により駆動される負荷Ｇは
自転車の後車輪のハブである。以上の構成なので、電動
機１１の正逆転によりトルク伝達系の変速比を自動的に
変更できる。電動機１１の通電を停止すると、１方向ク
ラッチ７ａ，７ｂは滑動して前述した慣性走行を行なう
ことができる。以上の２つの作用効果を有する装置とな
る。回転軸５により前車輪を駆動しても自転車を走行し
て同じ目的を達成することができる。電動機１１として
最も適当なものは３相カップ型整流子電動機である。そ
の理由は次に述べることである。電機子コイルが回転
し、コアがないので、鉄損がなく効率が９０％以上とな
る。重量が軽く廉価である。整流子型でも電機子コイル
のインダクタンスが著しく小さく従って整流子と刷子の
火花損焼が小さく耐用時間が長い。

【００１０】次に図２につき電動機１１の通電制御手段
を説明する。図２において、記号１２ａ，１２ｂは、車
載蓄電池の正負極である。電動機１１と電機子電流検出
の為の抵抗１３ａは直列に接続され、フライホイールダ
イオード１５が電動機１１と抵抗１３ａの直列接続体に
並列に接続される。可変抵抗１３と抵抗１３ｂは直列に
接続され、正負極１２ａ，１２ｂより供電される。電機
子電流が増大して抵抗１３ａの電圧降下が、抵抗１３ｂ
の電圧降下を越えると、比較回路となるオペアンプ１４
の出力がローレベルとなり、トランジスタ１６は不導通
に転化する。トランジスタ１６は他の半導体スイッチン
グ素子でもよい。従って、電機子コイルの磁気エネルギ
はダイオード１５を介して放電し、電機子電流は減少す
る。所定値まで減少すると、オペアンプ１４のヒステリ
シス特性により、その出力がハイレベルに転化するので
トランジスタ１６が導通して電機子電流が増大する。か
かるサイクルを繰返すチョッパ回路となるので、抵抗１
３ｂの電圧降下即ち基準電圧に対応した電機子電流とな
る。本実施例では、抵抗１３ａを利用する電機子電流検
出装置を利用したが、周知の手段でもよい。

【００１１】抵抗１３ｂの電圧降下は可変抵抗１３の抵
抗値を変更することにより制御できるので、電動機１１
の出力トルクは可変抵抗１３により制御することができ
る。次に図５，６につき可変抵抗１３の変更手段を説明
する。図５はハンドルのグリップを示すもので、ハンド
ルアーム１８のグリップは２つに分割され、グリップ１
７ａはハンドルアーム１８に固定され、グリップ１７ｂ
は手動によりハンドルアーム１８のまわりに回動できる
ようになっている。グリップ１７ｂの左端には可変抵抗
１３を含む部材を収納した円筒形の筐体１９が設けられ
その左側の側板の中央部がハンドルアーム１８に固定さ
れる。図５を矢印Ｄ方向よりみた図が図６に示される。
筺体１９は断面として示されている。

【００１２】図６において、中空のハンドルアーム１８
のまわりを滑動回転できるようにスリーブ２１ａが配設
され、スリーブ２１ａの外側には、グリップ１７ｂ（図
５図示）の左方の延長部となる円筒形の回転体２１が固
着され、グリップ１７ｂと同期回転する。回転体２１
（絶縁体）の外周表面には抵抗体の皮膜が塗着される。
基部が円筒形の筺体１９の内側に固定された摺動子２０
は上記した皮膜上を摺動する。金属スプリング２２の左
端は、回転体２１の外側に固定され、右端は、筺体１９
の内側に固定され、回転体２１を反時討方向に弾撥し、
回転体２１の突出部２２ｂと筺体１９の突出部２２ａが
当接して回転が抑止されている。

【００１３】図５のグリップ１７ａ，１７ｂを手で握
り、グリップ１７ｂを回転すると、図６の回転体２１は
時計方向に回転するので、対応して端子２３ａと端子２
３ｂの抵抗値が減少する。これは端子２３ａ，摺動子２
０と端子２３ｂ，スプリング２２の左端との間の抵抗値
が減少するからである。グリップ１７ｂより手を離すと
回転体２１はスプリングバックして図示の位置となるの
で抵抗が最大値となる。この可変抵抗が図２の可変抵抗
１３となっている。上述した説明より理解されるよう
に、図２の電源スイッチ１２を閉じると、電動機１１に
僅かな電流が流れるが、図５のグリップ１７ｂを手動に
より回転すると、回転角に対応して図２の抵抗１３ｂの
電圧降下即ち基準電圧が増大し、これに比例して電機子
電流が増大して出力トルクを増大する。従って走行中に
ハンドルを握る手の作動により、所要の出力トルクが得
られるので、所要の速度で自転車の走行を制御できる作
用効果が得られる。グリップ１７ｂより手を離すとスプ
リングバックして出力トルクは殆ど消滅する。

【００１４】図２の開閉電気スイッチ１２は手動により
開閉するものであるが、図４に示すように自動化すると
更に有効となる。図４は図６の突出部２２ａ，２２ｂの
近傍のみを示している。図４において、突出部２２ａは
プラスチック材により作られ、基部は筺体１９に固定さ
れ、金属板ばね２９の右端は外筺１９と突出部２２ａに
固着される。板ばね２９の右端は端子２９ａとなり、左
側には電気接点２９ｂが設けられる。金属板３０は突出
部２２ａの中央部に埋設され右端は端子３０ａとなる。
左端は電機接点３０ｂとなり、電気接点２９ｂ，３０ｂ
は圧接されている。回転体２１が反時計方向に回転して
スプリングバックすると、突出部２２ｂは板ばね２９の
左端の折曲部端面を押圧して電気接点２９ｂ，３０ｂを
離間する。端子２９ａ，３０ａを図２の電気スイッチ１
２として利用できる。以上の構成なので、グリップ１７
ｂを手動で回転すると、電動機１１の出力トルクを増大
し、グリップ１７ｂより手を離すと回転体２１がスプリ
ングバックして図２の電気スイッチ１２が自動的に開か
れ通電が停止される。従って自転車を放置したときに車
載蓄電池を消耗させることを防止できる。

【００１５】図２において、切換スイッチＫ，Ｌは電動
機１１の正逆転の切換スイッチで図示のモードでは電動
機１１は正転している。フリップフロップ回路２６のＱ
端子のハイレベルの出力があると、増巾回路２６ａを介
して電磁プランジヤ２７が駆動され、その作動子の駆動
により、切換スイッチＫ，Ｌが切換られて電動機１１の
通電方向が反対となり逆転する。Ｑ端子の出力が消滅す
ると、作動子がスプリングバックして切換スイッチＫ，
Ｌが復帰して正転に復帰する。電動機１１の正逆転によ
り駆動系の変速比が変更される。抵抗２８，２８ａ，２
８ｂは直列に接続される。坂道で電動機１１の出力トル
クをグリップを回転して増大すると、抵抗１３ａの電圧
降下即ちオペアンプ１４ａの＋端子の入力電圧が抵抗２
８ａ，２８ｂの電圧降下即ちオペアンプ１４ａの−端子
の入力電圧より大きくなるので、オペアンプ１４ａの出
力がハイレベルとなり、フリップフロップ回路２６のＱ
端子の出力がハイレベルに転化して電動機１１は逆転モ
ードに保持される

【００１６】このときにオペアンプ１４ｂの＋端の入力
電圧（抵抗２８ｂの電圧降下）は−端子の入力電圧（抵
抗１３ａの電圧降下）より小さいので、オペアンプ１４
ｂの出力はローレベルに保持されている。平坦な道路で
グリップの回転を復帰して電機子電流を小さくすると、
抵抗１３ａの電圧降下が小さくなり、オペアンプ１４ａ
の出力がローレベルとなり、抵抗２８ｂの電圧降下より
抵抗１３ａの電圧降下を小さくすると、オペアンプ１４
ｂの出力がハイレベルとなり、フリップフロップ回路２
６の出力が反転してＱ端子の出力がローレベルとなる。
従って電動機１１は正転に復帰する。以上の説明より理
解されるように、図５のグリップ１７ｂの初期の回転で
は、電動機１１は正転して出力トルクを増減することが
でき、出力トルクを設定値より大きくすると、オペアン
プ１４ａの出力がハイレベルに転化するので電動機１１
は逆転して変速比が大きくなり坂道を登ることができ
る。以上の説明より理解されるように、電動自転車の車
輪の駆動トルクを必要に応じて自動的に変更できる作用
効果がある。切換スイッチＫ，Ｌの代りに周知のトラン
ジスタブリッジ回路を利用して電動機１１の正逆転を行
なうことができる。抵抗２８ａの値は零値でもよいが、
運転感覚が良好となる実測値により決定することがよ
い。

【００１７】オペアンプ１４ａ，１４ｂを含む制御回路
を除去し、押釦スイッチ３１ａを使用して変速比を変更
することもできる。押釦スイッチ３１ａは図５のグリッ
プ１７ａの１部に設けられ、これを押圧して保持する
と、＋端子３１より通電が電磁プランジヤ２７に行なわ
れて電動機１１を逆転し、押釦スイッチ３１ａより手を
離すと電動機１１は正転する。従って変速比を必要に応
じて手動により行なうことができるので本発明の目的を
達成することができる。以上の各実施例の説明より判る
ように本発明の目的を達成することができる。以上の実
施例は２輪車の場合であるが、後輪が２個ある３輪自転
車の場合にも同じ手段により本発明を実施することがで
きる。特に老人用の自転車の場合には３輪自転車が有効
な手段となる。

【００１８】

【発明の効果】上述した説明より理解されるように、ペ
タルによる脚力のみを使用して走行する手段と電動機を
使用して走行する手段と両者を併せて走行する手段を得
ることができ、又それぞれの手段を停止すると慣性によ
り走行することができる。慣性により走行する場合に、
平地と下り坂を慣性走行することにより、走行距離を２
倍位とすることができる特徴がある。グリップ１７ｂよ
り手を離すことのみで慣性走行モードに転化できるので
操作が容易となる。変速比を電気スイッチの手動操作で
変更することができる。又出力トルクを増減することに
より自動的に変速比を変更できるので平坦な道路と登り
坂を走行するときに変速比を自動的に変更できるので走
行速度の制御が容易となる。脚力と電動機によるトルク
の交替と併用ならびに慣性走行を行なう選択手段が人間
の自然な動作と適合し、電動自転車による走行を容易に
行なうことができる効果がある。

【００１９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の説明図

【図２】本発明装置の電動機の通電制御回路図

【図３】変速装置の説明図

【図４】突出部２２ａ，２２ｂの説明図

【図５】グリップの説明図

【図６】グリップの内部構成の説明図

【符号の説明】

１，５，６，９ 回転軸 ２ａ，２ｂ ペタル３ａ，３ｂのアーム ６，７，８，９ａ 歯車 ４ チエーン ２５ａ，２５ｂ ベルト ６ａ，６ｂ，９ｂ，９ｃ プーリ １１ 直流電動機 ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 自転車の３角フレーム ５ａ，７ａ，７ｂ １方向クラッチ １７ａ，１７ｂ グリップ １８ ハンドルアーム １９ 筺体 ２０ 摺動子 ２１ａ スリーブ ２１ 回転体 ２２ａ，２２ｂ 突出部 ２２ スプリング Ｋ，Ｌ 切換スイッチ ２７ 電磁プランジヤ ２６ａ 増巾回路 ２６ フリップフロップ回路 ３１ａ 押釦スイッチ Ｇ 負荷 ２９ｂ，３０ｂ 電気接点 ２９ａ，３０ａ 端子 ２９ 板ばね

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】

【課題を解決するための手段】第１の手段 足踏みペタ
ルで駆動される大歯車と、後車輪軸を第１の１方向クラ
ッチを介して駆動する小歯車と、前記した大歯車と小歯
車との間に掛けられたチエーンとを備えた自転車におい
て、前車輪若しくは後車輪を自動車を前進する方向に第
２の１方向クラッチを介して駆動する第１の歯車ならび
に第３の１方向クラッチを介して自動車を前進する方向
に駆動する第２の歯車と、第１の歯車を減速比の小さい
減速装置を介して車載直流電動機により駆動し、又第２
の歯車を減速比の大きい減速装置を介して、該車載直流
電動機により駆動し、該車載直流電動機の正転時には第
１の歯車と第２の１方向クラッチにより自転車が前進す
る方向に車輪を駆動し、逆転時には第２の歯車と第３の
１方向クラッチにより自転車が前進する方向に車輪を駆
動する駆動装置と、車載直流電動機に開閉電気スイッチ
を介して供電する車載蓄電池と、車載直流電動機と直列
に接続された半導体スイッチング素子と、直流電動機に
逆接続されたフライホイールダイオードと、車載蓄電池
より供電され、可変抵抗の抵抗値を変更することによ
り、これに対応して半導体スイッチング素子の導通と不
導通の区間を変更して電機子電流を可変抵抗の抵抗値に
対応して電機子電流を変更制御するチョッパ回路と、ハ
ンドルのグリップの１部を手動で回動することにより内
部に収納された前記した可変抵抗を変化して、回動に対
応して電機子電流を制御し、グリップより手を離すとス
プリングバックして車載直流電動機の供電を行なう前記
した開閉電気スイッチを開き、グリップを再び回動する
と閉じられる装置と、電機子電流が設定値を越えると第
１の検出信号が得られ、該設定値より降下したときに第
２の検出信号が得られる検出装置と、第１の検出信号に
より車載直流電動機を逆転して保持し、第２の検出信号
により正転して保持する正逆転装置とより構成されたも
のである。第２の手段 足踏みペタルで駆動される大歯
車と、後車輪軸を第１の１方向クラッチを介して駆動す
る小歯車と、前記した大歯車と小歯車との間に掛けられ
たチエーンとを備えた自転車において、前車輪若しくは
後車輪を自動車を前進する方向に第２の１方向クラッチ
を介して駆動する第１の歯車ならびに第３の１方向クラ
ッチを介して自動車を前進する方向に駆動する第２の歯
車と、第１の歯車を減速比の小さい減速装置を介して車
載直流電動機により駆動し、又第２の歯車を減速比の大
きい減速装置を介して、該車載直流電動機により駆動
し、該車載直流電動機の正転時には第１の歯車と第２の
方向クラッチにより自転車が前進する方向に車輪を駆動
し、逆転時には第２の歯車と第３の１方向クラッチによ
り自転車が前進する方向に車輪を駆動する駆動装置と、
車載直流電動機に開閉電気スイッチを介して供電する車
載蓄電池と、車載直流電動機と直列に接続された半導体
スイッチング素子と、直流電動機に逆接続されたフライ
ホイールダイオードと、車載蓄電池より供電され、可変
抵抗の抵抗値を変更することにより、これに対応して半
導体スイッチング素子の導通と不導通の区間を変更して
電機子電流を可変抵抗の抵抗値に対応して電機子電流を
変更制御するチョッパ回路と、ハンドルのグリップの１
部を手動で回動することにより内部に収納された前記し
た可変抵抗を変化して、回動に対応して電機子電流を制
御し、グリップより手を離すとスプリングバックして車
載直流電動機の供電を行なう前記した開閉電気スイッチ
を開き、グリップを再び回動すると閉じられる装置と、
手動電気スイッチを操作することにより、車載直流電動
機の正逆転を制御選択して保持する正逆転装置とより構
成されたものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】本実施例では、ベルト２５ａ，２５ｂによ
りトルク伝達をしているが歯車によるトルク伝達を使用
することもできる。回転軸５により駆動される負荷Ｇは
自転車の後車輪のハブである。以上の構成なので、電動
機１１の正逆転によりトルク伝達系の変速比を自動的に
変更できる。電動機１１の通電を停止すると、１方向ク
ラッチ７ａ，７ｂは滑動して前述した慣性走行を行なう
ことができる。以上の２つの作用効果を有する装置とな
る。回転軸５により前車輪を駆動しても自転車を走行し
て同じ目的を達成することができる。電動機１１として
最も適当なものは３相カップ型整流子電動機である。そ
の理由は次に述べることである。電機子コイルが回転
し、コアがないので、鉄損がなく効率が９０％以上とな
る。重量が軽く廉価である。整流子型でも電機子コイル
のインダクタンスが著しく小さく従って整流子と刷子の
火花損焼が小さく耐用時間が長い。円板状のコアレス電
機子の回転するデスク型の３相コアレス型整流子電動機
でも同じ作用効果がある。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】次に図２につき電動機１１の通電制御手段
を説明する。図２において、記号１２ａ，１２ｂは、車
載蓄電池の正負極である。電動機１１と電機子電流検出
の為の抵抗１３ａは直列に接続され、フライホイールダ
イオード１５が電動機１１と抵抗１３ａの直列接続体に
並列に接続される。可変抵抗１３と抵抗１３ｂは直列に
接続され、正負極１２ａ，１２ｂより供電される。電機
子電流が増大して抵抗１３ａの電圧降下が、抵抗１３ｂ
の電圧降下を越えると、比較回路となるオペアンプ１４
の出力がローレベルとなり、トランジスタ１６は不導通
に転化する。トランジスタ１６は他の半導体スイッチン
グ素子でもよい。従って、電機子コイルの磁気エネルギ
はダイオード１５を介して放電し、電機子電流は減少す
る。所定値まで減少すると、オペアンプ１４のヒステリ
シス特性により、その出力がハイレベルに転化するので
トランジスタ１６が導通して電機子電流が増大する。か
かるサイクルを繰返すチョッパ回路となるので、抵抗１
３ｂの電圧降下即ち基準電圧に対応した電機子電流とな
る。本実施例では、抵抗１３ａを利用する電機子電流検
出装置を利用したが、周知の手段でもよい。例えば１０
０サイクル毎秒のパルス発振器の出力を利用し、各パル
ス毎に所定巾（１／１００秒より小さいもの）の通電を
行ない、後述するハンドルのグリップの回転により変化
する抵抗１３を使用して上述した通電巾を制御する手段
によっても同じ目的が達成できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】足踏みペタルで駆動される大歯車と、後車
   輪軸を第１の１方向クラッチを介して駆動する小歯車
   と、前記した大歯車と小歯車との間に掛けられたチエー
   ンとを備えた自転車において、前車輪若しくは後車輪を
   自動車を前進する方向に第２の１方向クラッチを介して
   駆動する第１の歯車ならびに第３の１方向クラッチを介
   して自動車を前進する方向に駆動する第２の歯車と、第
   １の歯車を減速比の小さい減速装置を介して車載直流電
   動機により駆動し、又第２の歯車を減速比の大きい減速
   装置を介して、該車載直流電動機により駆動し、該車載
   直流電動機の正転時には第１の歯車と第２の１方向クラ
   ッチにより自転車が前進する方向に車輪を駆動し、逆転
   時には第２の歯車と第３の１方向クラッチにより自転車
   が前進する方向に車輪を駆動する駆動装置と、車載直流
   電動機に開閉電気スイッチを介して供電する車載蓄電池
   と、車載直流電動機と直列に接続された電機子電流検出
   装置ならびに該装置と直流電動機の直列接続体に並列に
   逆接続されたフライホイールダイオードと、車載蓄電池
   より供電され、可変抵抗の抵抗値を変更することによ
   り、これに対応して変化される基準電圧を得る電気回路
   と、基準電圧と電機子電流検出装置の検出電圧を比較
   し、後者の電圧が前者の電圧を越えると直流電動機と蓄
   電池との間に挿入されたトランジスタを不導通に転化
   し、電機子電流が所定値まで降下するとトランジスタを
   導通せしめるチョッパ回路と、ハンドルのグリップの１
   部を手動で回動することにより内部に収納された前記し
   た可変抵抗を変化して、回動に対応して基準電圧を増大
   せしめ、グリップより手を離すとスプリングバックして
   基準電圧を消滅せしめるとともに車載直流電動機の供電
   を行なう前記した開閉電気スイッチを開き、グリップを
   再び回動すると閉じられる装置と、電機子電流が設定値
   を越えると第１の検出信号が得られ、該設定値より降下
   したときに第２の検出信号が得られる検出装置と、第１
   の検出信号により車載直流電動機を逆転して保持し、第
   ２の検出信号により正転して保持する正逆転装置とより
   構成されたことを特徴とする電動自転車。
2. 【請求項２】請求項１に記載する特許請求の範囲におい
   て、車載直流電動機として３相カップ型整流子電動機を
   装着して構成されたことを特徴とする電動自転車。
3. 【請求項３】足踏みペタルで駆動される大歯車と、後車
   輪軸を第１の１方向クラッチを介して駆動する小歯車
   と、前記した大歯車と小歯車との間に掛けられたチエー
   ンとを備えた自転車において、前車輪若しくは後車輪を
   自動車を前進する方向に第２の１方向クラッチを介して
   駆動する第１の歯車ならびに第３の１方向クラッチを介
   して自動車を前進する方向に駆動する第２の歯車と、第
   １の歯車を減速比の小さい減速装置を介して車載直流電
   動機により駆動し、又第２の歯車を減速比の大きい減速
   装置を介して、該車載直流電動機により駆動し、該車載
   直流電動機の正転時には第１の歯車と第２の方向クラッ
   チにより自転車が前進する方向に車輪を駆動し、逆転時
   には第２の歯車と第３の１方向クラッチにより自転車が
   前進する方向に車輪を駆動する駆動装置と、車載直流電
   動機に開閉電気スイッチを介して供電する車載蓄電池
   と、車載直流電動機と直列に接続された電機子電流検出
   装置ならびに該装置と直流電動機の直列接続体に並列に
   逆接続されたフライホイールダイオードと、車載蓄電池
   より供電され、可変抵抗の抵抗値を変更することによ
   り、これに対応して変化される基準電圧を得る電気回路
   と、基準電圧と電機子電流検出装置の検出電圧を比較
   し、後者の電圧が前者の電圧を越えると直流電動機と蓄
   電池との間に挿入されたトランジスタを不導通に転化
   し、電機子電流が所定値まで降下するとトランジスタを
   導通せしめるチョッパ回路と、ハンドルのグリップの１
   部を手動で回動することにより内部に収納された前記し
   た可変抵抗を変化して、回動に対応して基準電圧を増大
   せしめ、グリップより手を離すとスプリングバックして
   基準電圧を消滅せしめるとともに車載直流電動機の供電
   を行なう前記した開閉電気スイッチを開き、グリップを
   再び回動すると閉じられる装置と、手動電気スイッチを
   操作することにより、車載直流電動機の正逆転を制御選
   択して保持する正逆転装置とより構成されたことを特徴
   とする電動自転車。