JPH07291175A - 自転車用補助駆動装置 - Google Patents

自転車用補助駆動装置

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JPH07291175A
JPH07291175A JP11037994A JP11037994A JPH07291175A JP H07291175 A JPH07291175 A JP H07291175A JP 11037994 A JP11037994 A JP 11037994A JP 11037994 A JP11037994 A JP 11037994A JP H07291175 A JPH07291175 A JP H07291175A
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JP
Japan
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bicycle
electric motor
output shaft
driven
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP11037994A
Other languages
English (en)
Inventor
Kinzo Matsunaga
金造 松永
Motojiro Matsunaga
元次郎 松永
Keijiro Sakai
慶二郎 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Bellows Co Ltd
Fuji Seiko Co Ltd
Original Assignee
Fuji Bellows Co Ltd
Fuji Seiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来の普通の自転車にも後から簡単に取り付け
て補助動力付きの自転車に改良できるようなユニット並
びにこのようなユニットを備えた自転車を提供すること
を目的とする。 【構成】外周に円形の駆動伝達部を有するプ−リ15な
どの被駆動部材と、モ−タ17などの電動機と、電動機
のバッテリ−電源13と、電動機の出力軸から駆動伝達
部へのベルト21などの駆動伝達手段とを有するユニッ
トから成る。電動機の出力軸に一方向クラッチを設ける
ことにより、電動機のスイッチを切った状態でペダリン
グする際に、電動機が出力軸側から逆に駆動されること
がなく、足に余分な負担が掛からない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自転車のペダリング力
を補助するための自転車用補助駆動装置に関する。
【0002】
【発明の背景】自転車は手軽で便利な乗り物であるため
日常的に広く利用されている。しかしその一方では、人
がペダルをこいで走らなければならないため、上り坂や
風に向かって走るときには、足にかかる負担が大きい。
そこで最近では、自転車にモータを搭載して、このモー
タの駆動力をペダリングの際の補助動力としてペダル側
ギアに伝えて、後輪を駆動する形式の自転車が開発され
ている。
【0003】しかしこのような補助動力付き自転車は、
バッテリー、モータ、駆動伝達機構等の補助動力構造
を、生産段階で自転車に一緒に組み込んだいわば一体製
品であるため、補助動力構造を他の自転車にそのまま適
用することはできなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような背
景に鑑みてなされたものであり、従来の普通の自転車に
も簡単に取り付けて補助動力付きの自転車に改良できる
自転車用補助駆動装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、外周
に円形の駆動伝達部を有する被駆動部材と、電動機と、
該電動機のバッテリー電源と、前記電動機の出力軸から
前記駆動伝達部への駆動伝達手段とを有することを特徴
とする自転車用補助駆動装置である。
【0006】請求項2の発明は、前記被駆動部材は、挾
持板と、該挾持板と前記被駆動部材との間に自転車のス
ポークを挾持するための固定手段とを複数対有すること
を特徴とする請求項1記載の自転車用補助駆動装置であ
る。
【0007】請求項3の発明は、前記電動機の出力軸に
は、電動機の駆動力は被駆動部材へ伝達できるが、被駆
動部材が電動機以外により駆動されるときに、その駆動
力を電動機へは伝達しない一方向クラッチを有すること
を特徴とする請求項1、2記載の自転車用補助駆動装置
である。
【0008】請求項4の発明は、自転車のペダルの順回
転運動を検知する手段と、前記電動機と前記バッテリー
電源とを結ぶ配線途中に直列に接続され前記検知手段が
ペダルの順回転運動を検知している間だけオン状態とな
るスイッチ手段を備えることを特徴とする請求項1、2
または3記載の自転車用補助駆動装置である。
【0009】
【作用】請求項1の発明では、被駆動部材を自転車の車
輪に取付け、電動機及びそのバッテリー電源を自転車の
適宜の位置に取付け、更に電動機の出力軸と被駆動部材
の駆動伝達部との間に駆動伝達手段を取付けるだけで補
助動力付きの自転車になる。
【0010】請求項2の発明では、被駆動部材が、挾持
板と、該挾持板と被駆動部材との間に自転車のスポーク
を挾持するための固定手段とを複数対有するので、各挾
持板と被駆動部材との間にスポークを位置させた状態
で、各固定手段を用いて挾持板と被駆動部材との間にス
ポークを挾持させるように固定するだけで、簡単に被駆
動部材を取り付けることができる。
【0011】請求項3の発明では、電動機の出力軸に対
し、電動機の駆動力は被駆動部材へ伝達できるが、被駆
動部材が電動機以外により駆動されるときに、その駆動
力を電動機へは伝達しない一方向クラッチを設ければ、
電動機のスイッチを切った状態でペダリングするとき
に、電動機が出力軸側から逆に駆動されるようなことが
ないため、足には余分な負担が掛からない。
【0012】請求項4の発明では、ペダルの順回転運動
を検知する手段と、電動機とバッテリー電源とを結ぶ配
線途中に直列に接続され検知手段がペダルの順回転運動
を検知している間だけオン状態となるスイッチ手段を更
に備えれば、ペダリング中はスイッチ手段がオンになり
電動機が駆動するが、ペダリングを止めるとスイッチ手
段が切れて電動機も停止する。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を図面にしたがって説明す
る。符号1は本発明の自転車用補助駆動装置11を備え
た自転車を示す。この自転車用補助駆動装置11はユニ
ット化されたものを後で自転車1に取り付けたものであ
る。以下このユニット化された自転車用補助駆動装置1
1について、その構成部材と各構成部材間の関係につい
て説明する。なお自転車用補助駆動装置11は、基本的
にどのような自転車でも取り付けることができる。
【0014】図1に示すように、自転車用補助駆動装置
11は、自転車1の後輪2の側部に位置する荷台用支持
具に搭載されるバッテリ13と、前輪3のスポーク4に
取り付けられる被駆動部材たるリング状の従動プーリ1
5と、フォークステム5に対して取り付けられるモータ
17と、従動プーリ15とモータ17の出力軸19との
間に巻回される駆動伝達手段であるVベルト21とによ
って構成されている。
【0015】バッテリ13はモータ17を駆動するのに
十分な12V程度のものが好ましく、長時間に亘り使用
する場合には、二以上のバッテリを並列に接続して使用
するようにしてもよい。この場合、図8に示すように荷
台用支持具7に対して、後輪2の両側にバッテリー受入
部14を有する補助部材12を取り付けてもよい。また
バッテリ13は、バッテリ切れの際には家庭用100V
電源で充電できるものを用いることが好ましい。
【0016】従動プーリ15はリング状の薄板から構成
され、ステンレスによって構成されている。従動プーリ
15の外縁には、Vベルト21を掛けることができるよ
うにV溝16が形成されている。また従動プーリ15の
内縁側の側面には、タップが切られているボルト用孔2
5が2個づつ対になって複数個所に形成されている。
【0017】これらの一対のボルト用孔25に対応し
て、挾持板29とボルト27とがユニットに含まれてい
る。挾持板29は、各ボルト用孔25に対応して、図に
現れていない二つの孔が形成されている。図2、6に示
すように固定作業に際しては、従動プーリ15と各挾持
板29との間にスポーク4を挾んだ状態で、各ボルト用
孔25と挾持板29の各孔とを連通させる。そして挾持
板29側からボルト27を通してボルト用孔25に螺合
させて締め付けるようにする。
【0018】モータ17には出力軸19が備えられ、こ
の出力軸19にはVベルト21を掛けるためのV溝33
が形成された駆動プーリ31が取り付けられている。ま
た図5に示すように駆動プーリ31と出力軸19との間
には一方向クラッチ35が設けられている。即ち出力軸
19の回りには内輪41が設けられ、この内輪41に形
成されたキー溝39に出力軸19に形成されたキー37
が嵌合している。
【0019】内輪41の周囲にはダルマ型のカム43が
複数並べて設けられ、これらはスプリング47の収縮力
により内輪41の周囲でダルマの形が寝るように付勢さ
れている。そしてカム43の回りには、外輪49が設け
られ、その回りに駆動プーリ31が設けられている。
【0020】このような構造を有する一方向クラッチ3
5は、モータの出力軸19が一定方向に高速回転するこ
とにより、各カム43を起き上がらせて楔の作用をさ
せ、駆動プーリ31に駆動を伝える。逆に駆動プーリ3
1側が積極的に駆動された場合には、カム43は起き上
がらないため内輪41及び出力軸19には駆動が伝わら
ない。
【0021】従って一方向クラッチ35を備えたモータ
17を自転車に取り付けた場合には、モータ17の駆動
をVベルト21、従動プーリ15を介して前輪に伝える
ことができる。またモータ17が駆動していないときに
は、ペダリングの駆動力は、前輪3ないし従動プーリ1
5まで伝達されるが駆動プーリ31ないしモータ17ま
では伝達されない。そのためペダリングに際して、モー
タ17をその出力軸19側から逆に駆動することがな
く、余分な力が足に掛からなくて済む。なお一方向クラ
ッチ35は、上記構成の他にも従来公知の他の構造のも
のを適用してもよい。図3に示すようにVベルト21の
代わりに平ベルトを用いてもよい。
【0022】以上が自転車用補助駆動装置11のユニッ
トを構成するメインの部材であり、以下これら部材の自
転車への取り付け方について説明する。図1に示すよう
に、従動プーリ15はその中心が前輪3の中心となるよ
うに、ボルト27と挾持板29とを用いてスポーク4の
外側に取り付ける。このようにして従動プーリ15をス
ポーク4の外側に取り付けるようにすれば、容易に取付
け作業ができるため、作業性の点で好ましい。
【0023】モータ17を、駆動プーリ31のV溝33
が従動プーリ15のV溝16と平行になるように取付
け、その後両プーリのV溝16、33にVベルト21を
巻回する。またバッテリ13をペダリングに邪魔になら
ない位置に取付け、バッテリ13とモータ17との間に
図示しない配線を施す。
【0024】この配線途中には、スイッチ23を直列的
に設け、このスイッチ23はハンドル6に取り付けられ
ている。スイッチ23がオンのときには、モータ17に
電流が流れてモータが駆動し、この駆動が前輪3に伝え
られてペダリング駆動の補助的動力となる。スイッチ2
3がオフのときは、モータの駆動はなくなるため通常の
自転車同様ペダリング駆動のみとなる。
【0025】また図9に示すように、スイッチ23の他
に、ペダリングのときだけモータ17を駆動させるよう
な機構を設けてもよい。即ちまずペダル用クランク51
の付け根部分52の周りには、開閉可能なリング53が
緩く巻回されている。
【0026】このリング53は一部分が切れていて、そ
の両端は外側へ曲がり、そのうち長く延びた方はスイッ
チ操作部55となっている。このスイッチ操作部55に
はネジ孔が形成され、一方外側へ曲がった部分のうち短
い方にはバカ孔が形成され、これら両方の孔の間にネジ
57が設けられることにより、ネジ57の締め具合でリ
ング53の開閉が調節できるようになっている。
【0027】一方ダウンチューブ59の下方には、バッ
テリ13とモータ17との間の配線途中にリミットスイ
ッチ50が直列に設けられている。リミットスイッチ5
0は、スイッチ本体60と、このスイッチ本体60に対
して回動自在に設けられるスイッチ作動板61とが備え
られている。スイッチ作動板61の端部にはローラ63
が設けられ、このローラ63にスイッチ操作部55が対
向している。またスイッチ作動板61は、スイッチ本体
60との間に設けられるバネ65の伸長作用により、ス
イッチ本体60からある程度離れたところに位置してお
り、このときリミットスイッチ50はオフ状態である。
【0028】一方リング53は、ネジ57でその締め付
けの具合が調節されることにより、ペダル用クランク5
1が回転するときには一緒に回転する。この回転により
スイッチ操作部55がスイッチ作動板61をスイッチ本
体60側に押し込んでリミットスイッチ50がオンにな
ると、ペダル用クランク51の回転にかかわらず、その
付け根部分52の周りでスリップして止まっているよう
になっている。符号66はスイッチ動作部55に対向し
て備えられたストッパピンを示す。
【0029】このような機構を備えることにより、ペダ
リング中はスイッチ操作部55がスイッチ作動板61を
押し込むことでリミットスイッチ50がオンになり、モ
ータ17が駆動している。ペダリングを止めるとスイッ
チ作動板61はバネ65の作用で元の位置へ回動してリ
ミットスイッチが切れ、モータ17の駆動がストップす
る。このようにモータ17はペダリング時しか駆動され
ないため、バッテリ13の電力が無駄に消耗するのを防
止することができる。また下り坂においてぺタリングを
止めればモータ17がストップするので、スピードが出
過ぎて危険を招くのを防止することができる。
【0030】以上本発明の一実施例について説明した
が、自転車用補助駆動装置11のユニット構成部材は他
にも種々の形態を採ることができる。例えば従動プーリ
15の代わりに周囲に歯が形成された従動ギアを適用
し、モータ17の出力軸19にも従動ギアと直接噛み合
う駆動ギアを設けて駆動を伝達するようにしてもよい。
なおこのような構成を採る場合には、従動ギアと駆動ギ
アとの間にギアボックスを設けるようにしてもよい。ま
た本発明の自転車用補助駆動装置は後輪に取り付ける構
成としてもよい。その他にも本発明の要旨を逸脱しない
範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれ
る。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、自転車用
補助駆動装置のユニット構成部材であるそれぞれプーリ
及びモータを自転車の前輪に取付け、モータのバッテリ
ー電源を自転車の適宜の位置に取付け、更にモータの出
力軸に設けた駆動プーリと従動プーリとの間にベルトを
取付けるだけで、補助動力付きの自転車になる。またこ
れらユニット構成部材は、どのような自転車にでも取り
付けることができるため汎用性があり、自転車が壊れれ
ば、そこから外して何度でも他の自転車で使うことがで
きる。
【0032】プーリが自転車のスポークを挾持するため
の固定手段とを複数対有しているので、各挾持板とプー
リとの間にスポークを挾持させるように固定するだけ
で、簡単にプーリを取り付けることができる。
【0033】またモータの出力軸に対し一方向クラッチ
を設ければ、スイッチを切った状態でペダリングすると
きに、モータが出力軸側から逆に駆動されるようなこと
がないため、足には余分な負荷が掛からない。
【0034】さらにペダリング中にだけオンになってモ
ータを駆動させるリミットスイッチを設けることによ
り、バッテリの電力を無駄に消耗されることを防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自転車用補助駆動装置を搭載した自転
車を示す正面図である。
【図2】前輪に従動プーリとモータとを取付け、両者の
間にベルトを設けた様子を示す正面図である。
【図3】モータの出力軸に設けた駆動プーリにベルトを
巻回した様子を示す斜視図である。
【図4】駆動プーリにベルトが巻回している様子を示す
断面図である。
【図5】一方向クラッチを示す断面図である。
【図6】ボルトと挾持板とによりプーリをスポークに取
り付けた様子を示す拡大図である。
【図7】自転車用補助駆動装置を搭載した自転車の前面
図である。
【図8】バッテリ受入部を有する補助部材を自転車に取
り付けた様子を示す後面図である。
【図9】ペダリングのときだけモータが駆動する構造を
示す正面図である。
【符号の説明】
1 自転車 2 後輪 3 前輪 4 スポーク 5 フォークステム 6 ハンドル 7 荷台用支持具 11 自転車用補助駆動装置 12 補助部材 13 バッテリ 14 バッテリ受入部 15 従動プーリ 16 V溝 17 モータ 19 出力軸 21 Vベルト 23 スイッチ 25 ボルト用孔 27 ボルト 29 挾持板 31 駆動プーリ 33 V溝 35 一方向クラッチ 37 キー 39 キー溝 41 内輪 43 カム 47 スプリング 49 外輪 50 リミットスイッチ 51 ペダル用クランク 52 付け根部分 53 リング 55 スイッチ操作部 57 ネジ 59 ダウンチューブ 60 スイッチ本体 61 スイッチ作動板 63 ローラ 65 バネ 66 ストッパピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 元次郎 静岡県清水市楠新田396−1 (72)発明者 酒井 慶二郎 静岡県浜松市西ヶ崎町1924

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外周に円形の駆動伝達部を有する被駆動部
    材と、電動機と、該電動機のバッテリー電源と、前記電
    動機の出力軸から前記駆動伝達部への駆動伝達手段とを
    有することを特徴とする自転車用補助駆動装置。
  2. 【請求項2】前記被駆動部材は、挾持板と、該挾持板と
    前記被駆動部材との間に自転車のスポークを挾持するた
    めの固定手段とを複数対有することを特徴とする請求項
    1記載の自転車用補助駆動装置。
  3. 【請求項3】前記電動機の出力軸には、電動機の駆動力
    は被駆動部材へ伝達できるが、被駆動部材が電動機以外
    により駆動されるときに、その駆動力を電動機へは伝達
    しない一方向クラッチを有することを特徴とする請求項
    1、2記載の自転車用補助駆動装置。
  4. 【請求項4】自転車のペダルの順回転運動を検知する手
    段と、前記電動機と前記バッテリー電源とを結ぶ配線途
    中に直列に接続され前記検知手段がペダルの順回転運動
    を検知している間だけオン状態となるスイッチ手段を備
    えることを特徴とする請求項1、2または3記載の自転
    車用補助駆動装置。
JP11037994A 1994-04-25 1994-04-25 自転車用補助駆動装置 Pending JPH07291175A (ja)

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Cited By (2)

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