JPH08244669A - 補助動力アシスト式自転車の電動モータ逆転防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】補助動力アシスト装置の小型、軽量化を図ると
同時に、電動モータの逆転を防止する逆転防止手段の逆
転防止容量を充分に確保する。 【構成】電動モータ61の主軸64をクランク軸33に平行さ
せ、この主軸64に逆転防止手段100 を同軸的に設け、こ
の逆転防止手段100 を電動モータ61を挟んで減速ギヤ列
99の反対側に配置した。また、逆転防止手段100 を電動
モータ61の主軸64の反減速ギヤ列99側を軸支する軸受66
よりも外側に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動モータを内蔵した
補助動力アシスト装置を自転車の車体に搭載し、上記電
動モータの補助動力で人力をアシストすることにより登
坂走行や向い風を受けながらの走行を容易にした補助動
力アシスト式自転車の電動モータ逆転防止構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の補助動力アシスト式自転車にお
いて、補助動力アシスト装置の内部に電動モータととも
に差動装置を内蔵し、この差動装置によって人力と電動
モータの補助動力とを合成し、その合力を駆動輪側に出
力するようにした車種がある。図６は、このような補助
動力アシスト装置200 の構造例を示す横断面図である。
車幅方向に延びるクランク軸201 は人力（ペダル踏力）
によって矢印Ａで示す回転方向に駆動される。このクラ
ンク軸201 には差動装置202 が同軸的に設けられてい
る。差動装置202 は、例えば傘歯ギヤ状の人力入力ギヤ
203 および補助動力入力ギヤ204 と、これら両ギヤ203,
204 に噛み合う一対〜二対の遊星ギヤ205,206 と、この
遊星ギヤ205,206 を回転自在に保持する差動キャリア20
7 とから構成されており、差動キャリア207 にはドライ
ブスプロケット208 が回転一体に設けられている。

【０００３】人力入力ギヤ203 はクランク軸201 に回転
一体であり、補助動力入力ギヤ204はクラッチスリーブ2
09 とともにクランク軸201 廻りに回転自在である。ま
た、差動キャリア207 は、その一側が補助動力入力ギヤ
204 の周りに回転自在に軸支され、他側がクランク軸20
1 に回転自在に軸支されているため、クランク軸201の
廻りを自由に回転することができる。

【０００４】このように構成された差動装置202 の近傍
には電動モータ211 が設置されており、この電動モータ
211 が発生する補助動力が減速ギヤ列212 により減速さ
れて差動装置202 に伝達される。

【０００５】上記減速ギヤ列212 は、電動モータ211 の
主軸213 に回転一体に設けられて矢印Ｂで示す方向に回
転する一次ドライブギヤ214 と、この一次ドライブギヤ
214に噛み合う大径な一次ドリブンギヤ215 と、一次ド
リブンギヤ215 に回転一体で小径な二次ドライブギヤ21
6 と、クランク軸201 に回転自在に軸支されて二次ドラ
イブギヤ216 に噛み合い、前記クラッチスリーブ209 に
回転一体である二次ドリブンギヤ217 とから構成されて
いる。

【０００６】一次ドリブンギヤ215 および二次ドライブ
ギヤ216 は、電動モータ211 とクランク軸201 との間に
固定された中間軸218 に逆転防止手段219 を介して軸支
されている。この逆転防止手段219 にはワンウェイクラ
ッチ等が用いられ、一次ドリブンギヤ215 および二次ド
ライブギヤ216 が矢印Ｃで示す方向に回転することのみ
が許容される。このため、電動モータ211 の逆転が防止
される。

【０００７】人力によりクランク軸201 がＡ方向に回転
すると、人力入力ギヤ203 がクランク軸201 と同一方向
に回転する。また、電動モータ211 が作動すると、その
補助動力が減速ギヤ列212 により２段階に減速されて前
記クラッチスリーブ209 に伝えられ、補助動力入力ギヤ
204 もＡ方向に回転する。

【０００８】このため、両ギヤ203,204 の同時回転に伴
って遊星ギヤ205,206 がクランク軸201 の廻りをＡ方向
に公転し、この公転により差動キャリア207 がドライブ
スプロケット208 と共にクランク軸201 の廻りを回転す
る。そして、ドライブスプロケット208 が図示しないチ
ェーンを介して駆動輪（自転車の後輪）を駆動する。

【０００９】人力と補助動力との間に差がある場合に
は、人力入力ギヤ203 と補助動力入力ギヤ204 の回転速
度に差が生じ、遊星ギヤ205,206 が自転する（差動装置
202 が差動する）。このため、差動キャリア207 とドラ
イブスプロケット208 の回転速度が人力入力ギヤ203 と
補助動力入力ギヤ204 の回転速度を平均した速度にな
る。このように、差動装置202 を用いれば人力と補助動
力をスムーズに合成し、その合力を駆動輪側に出力する
ことができる。

【００１０】ところで、この補助動力アシスト装置200
によれば、電動モータ211 を作動させずに人力のみで補
助動力アシスト式自転車を走行させることもできる。こ
の場合、ペダル踏力によりクランク軸201 がＡ方向に回
転駆動されると、差動装置202 の人力入力ギヤ203 もＡ
方向に回転するが、差動キャリア207 には駆動輪からの
負荷が加わっているため、補助動力入力ギヤ204 が反Ａ
方向に逆転しようとする。

【００１１】ところが、前記逆転防止手段219 により補
助動力入力ギヤ204 の逆転が防止されるため、その反作
用で差動キャリア207 が人力入力ギヤ203 の２分の１の
速度でＡ方向に回転駆動される。このため、クランク軸
201 の回転が２分の１に減速されてドライブスプロケッ
ト208 に伝達され、ペダル踏力が非常に軽くなって人力
のみによる走行が容易になる。

【００１２】このような補助動力アシスト式自転車の場
合、電動モータ211 の電源となるバッテリの容量を大き
くできないので、電動モータ211 を高出力化することが
難しい。そこで、減速ギヤ列212 の減速比をできるだけ
大きく取り、駆動トルクを稼いで電動モータ211 の低出
力を補う必要がある。

【００１３】このように減速ギヤ列212 の減速比を大き
くするには、一次ドリブンギヤ215の外径を出来るだけ
大きくして二次ドライブギヤ216 との歯数差を拡げるの
が望ましいが、スペース的な関係で一次ドリブンギヤ21
5 の外径はあまり大きくできない。このため、二次ドラ
イブギヤ216 の外径を極力小さくすることによって両ギ
ヤ215,216 間の歯数差を拡げ、減速比を大きくしなけれ
ばならない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二次ド
ライブギヤ216 と中間軸218 との間に逆転防止手段219
が設けられているため、二次ドライブギヤ216 の小径化
にも限界があり、妥協策として一次ドリブンギヤ215 の
外径をやや大きくして対処していたが、一次ドリブンギ
ヤ215 の外径を大きくすると、電動モータ211 の主軸21
3 とクランク軸201 との間の軸間距離が伸びてしまい、
補助動力アシスト装置200 全体の大型化や重量増加を余
儀なくされる。

【００１５】逆転防止手段219 の外径を小さくして二次
ドライブギヤ216 を小径化することも考えられるが、こ
うすると逆転防止手段219 の逆転防止容量が減少し、例
えば人力走行時にクランク軸201 に強大なペダル踏力が
加わった時に逆転防止手段219 が滑って電動モータ211
を逆転させてしまう懸念がある。

【００１６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、補助動力アシスト装置の小型、軽
量化を図ると同時に、電動モータの逆転を防止する逆転
防止手段の逆転防止容量を充分に確保することのできる
補助動力アシスト式自転車の電動モータ逆転防止構造を
提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る補助動力アシスト式自転車の電動モー
タ逆転防止構造は、請求項１に記載したように、人力に
より回転駆動されるクランク軸と、補助動力を発生させ
る電動モータと、上記クランク軸に同軸的に設置されて
人力と補助動力とを合成し、その合力を駆動輪側に出力
する差動装置と、この差動装置に補助動力を減速して伝
達する減速ギヤ列と、上記電動モータの逆転を防止する
逆転防止手段とを備えた補助動力アシスト式自転車の電
動モータ逆転防止構造において、上記電動モータの主軸
を上記クランク軸に平行させ、この主軸に上記逆転防止
手段を同軸的に設け、この逆転防止手段を電動モータを
挟んで上記減速ギヤ列の反対側に配置した。

【００１８】また、本発明に係る補助動力アシスト式自
転車の電動モータ逆転防止構造は、請求項２に記載した
ように、上記逆転防止手段を上記電動モータの主軸の反
減速ギヤ列側を軸支する軸受よりも外側に配置した。

【００１９】

【作用】請求項１のように構成すれば、上記逆転防止手
段が電動モータの主軸に設けられるので、従来のように
減速ギヤ列を構成するギヤ類の軸支部に逆転防止手段を
設けた場合に比べてギヤ類を小径化することができる。
この場合、人力走行時に差動装置側から加わる逆転トル
クは減速ギヤ列を逆上ることで増速され、弱められてか
ら逆転防止手段に伝達される。なお、逆転防止手段が電
動モータの反減速ギヤ列側に形成されるデッドスペース
内に配置されるので、補助動力アシスト装置の幅が小さ
くなる。

【００２０】また、請求項２のように構成すれば、逆転
防止手段を電動モータの反減速ギヤ列側に一段と寄せる
ことができるので、電動モータの反減速ギヤ列側に形成
されるデッドスペースを一層有効に利用することができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明に係る補助動力アシ
スト式自転車の左側面図である。

【００２２】この補助動力アシスト式自転車１は、パラ
レルチューブ型の車体フレーム２を備えており、この車
体フレーム２の中央下部に補助動力アシスト装置３が搭
載されている。

【００２３】車体フレーム２は、その前頭部にヘッドパ
イプ４が位置し、このヘッドパイプ４からアッパーチュ
ーブ５とロアーチューブ６が平行して後斜め下方に延び
ている。アッパーチューブ５の中間部とロアーチューブ
６の後端部付近はブリッジ部材７により連結され、アッ
パーチューブ５の後端部は急角度に設けられたシートチ
ューブ８の下端部にシートラグ９を介して接合される。

【００２４】シートラグ９からは左右一対のジョイント
チューブ11が下方に向かって延びており、このジョイン
トチューブ11の下端部は左右に開かれ、車幅方向に延び
るパイプ状のチェーンラグ12が固着されている。そし
て、チェーンラグ12からは左右一対のチェーンステー13
が後方に向かって延びている。

【００２５】一方、前記シートチューブ８の上端部付近
からは左右一対のシートステー14が後斜め下方に延びて
おり、これらのシートステー14の下端部がリヤエンド15
を介して前記チェーンステー13の後端部に接合されてい
る。

【００２６】前記ロアーチューブ６の後端部とジョイン
トチューブ11の中間部とチェーンラグ12の下部には、そ
れぞれ取付ブラケット16,17,18が固着されており、これ
らの取付ブラケット16,17,18に前記補助動力アシスト装
置３がボルトで固定される。このため、ロアーチューブ
６の後端部は補助動力アシスト装置３を介してチェーン
ラグ12に連結され、補助動力アシスト装置３が車体フレ
ーム２の構造部材を兼ねている。

【００２７】車体フレーム２のヘッドパイプ４にはフロ
ントフォーク19が左右回動自在に軸支され、このフロン
トフォーク19の下端部に前輪20が支持される。フロント
フォーク19の上部にはハンドルポスト21を介してハンド
ルバー22が固定され、さらにフロントフォーク19には前
輪20を覆うフロントフェンダ23と、前輪制動用のフロン
トブレーキ24、そして荷物積載用のバスケット25等が回
動一体に設けられる。

【００２８】また、車体フレーム２の後端部に位置する
前記リヤエンド15には後輪26が軸支され、この後輪26を
覆うリヤフェンダ27がチェーンステー13とシートステー
14およびリヤエンド15に固定され、後輪制動用のリヤブ
レーキ28がシートステー14に設けられる。なお、リヤエ
ンド15には駐輪時に車体を立てるためのスタンド装置29
が設けられている。

【００２９】前記シートチューブ８には上方からシート
ポスト31が差し込まれて固定され、このシートポスト31
の上端部にサドル32が取り付けられる。一方、補助動力
アシスト装置３には車幅方向に延びるクランク軸33が軸
支されており、このクランク軸33の両端部にクランク34
Ｌおよびクランク34Ｒが固定され、両クランク34Ｌ，34
Ｒの先端部にそれぞれペダル35が回転自在に設けられて
いる。

【００３０】また、クランク軸33には補助動力アシスト
装置３の右側に位置するドライブスプロケット36が軸装
されており、このドライブスプロケット36と、後輪26に
設けられたドリブンスプロケット37との間にチェーン38
が巻装されている。

【００３１】クランク軸33は、サドル32に着座した乗員
が足でペダル35を踏むことによって矢印Ａで示す回転方
向に駆動され、その際にドライブスプロケット36がクラ
ンク軸33と同方向に回転し、この回転がチェーン38によ
りドリブンスプロケット37に伝達されて後輪26が駆動さ
れる。

【００３２】車体フレーム２のアッパーチューブ５とロ
アーチューブ６との間には、補助動力アシスト装置３に
内蔵された電動モータを作動させるためのバッテリパッ
ケージ40が固定されている。このバッテリパッケージ40
は、例えば15個のバッテリ41と図示しない充電器とが合
成樹脂製のバッテリケース42内に密封された構成となっ
ている。なお、ロアーチューブ６の下部には上記電動モ
ータの出力を制御する制御装置43が取り付けられてい
る。

【００３３】図２は、補助動力アシスト装置３の横断面
図であり、図３は図２のIII-III 矢視による補助動力ア
シスト装置３の左側面図である。また、図４は本発明の
一実施例を示す補助動力アシスト装置３の機構概念図で
ある。

【００３４】補助動力アシスト装置３の外殻をなすケー
シング45は、例えばアルミ合金製であり、図２に示すよ
うに左側のケース半身46と、右側のケース半身47とが数
本のボルト48で接合され、ケース半身46の左側にアウタ
ーカバー49が数本のボルト50で固定された構造である。
なお、図３にはアウターカバー49が取り外された状態が
示されている。

【００３５】左右のケース半身46,47 間の空間は、隔壁
51を境に前側が電動モータ室52、後側が差動装置室53と
なっており、ケース半身46とアウターカバー49との間の
空間が減速ギヤ列室54となっている。

【００３６】前記クランク軸33は差動装置室53の中心部
に軸受56,57,58を用いて回転自在に軸支されており、ケ
ーシング45から左右に突出するクランク軸33の両端部に
前記クランク34Ｌおよび34Ｒがボルト59で固定される。
また、クランク軸33の右寄りにはスプロケットボス60が
回転自在に軸装されており、このスプロケットボス60に
前記ドライブスプロケット36が回転一体に固定される。

【００３７】電動モータ室52内には前述の電動モータ61
が設置されている。この電動モータ61は補助動力を発生
するもので、アウターロータ型に構成されている。即
ち、電動モータ61のコイル62はケース半身47側にボルト
63で固定されており、電動モータ61の主軸64はクランク
軸33に平行して軸受65,66 により回転自在に軸支され、
この主軸64にマグネットロータ67が回転一体に設けられ
ている。マグネットロータ67はコイル62を包む椀状に形
成されており、電動モータ61の作動時にはマグネットロ
ータ67がコイル62の回りを周回して主軸64を回転駆動す
る。

【００３８】電動モータ61の左側にはローラ式の遊星減
速機構70が設けられる。この遊星減速機構70の太陽ロー
ラ71は軸状に形成されており、その左端がアウターカバ
ー49側に設けられた軸受72に軸支され、右端が電動モー
タ61の主軸64左端にスプライン嵌合されて回転一体に連
結されている。また、ケース半身46には環状のリングロ
ーラ74がボルト75で固定され、このリングローラ74の左
側には減速キャリア76が軸受77を介して太陽ローラ71廻
りに回転自在に軸支されている。

【００３９】減速キャリア76には太陽ローラ71に平行す
る４本のローラ軸78が架設されており、これらのローラ
軸78にそれぞれ遊星ローラ79が回転自在に軸支されてい
る。これら４個の遊星ローラ79の外周面は、リングロー
ラ74の内周面と、太陽ローラ71の外周面とに接してい
る。また、減速キャリア76の左側面には一次ドライブギ
ヤ81が回転一体に設けられている。

【００４０】電動モータ61の主軸64が回転すると、遊星
減速機構70の太陽ローラ71も一体に回転し、固定された
リングローラ74と回転する太陽ローラ71との間で各遊星
ローラ79が自転しながら太陽ローラ71の廻りを公転し、
これによって減速キャリア76が減速回転駆動される。な
お、主軸64と太陽ローラ71は矢印Ｂで示す方向に回転
し、減速キャリア76および一次ドライブギヤ81も同一方
向に回転する。

【００４１】ところで、本実施例では遊星減速機構70が
ローラ式に構成されているが、例えば太陽ローラ71の外
周にピニオンギヤを設け、リングローラ74をリングギヤ
（内歯ギヤ）に変更し、各遊星ローラ79を上記ピニオン
ギヤおよびリングギヤに噛み合う遊星ギヤに変更するこ
とにより、遊星減速機構70をギヤ式に構成してもよい。

【００４２】一方、太陽ローラ71とクランク軸33との間
には中間軸82が軸受83,84 によって回転自在に軸支され
ている。この中間軸82には、一次ドライブギヤ81に噛み
合う大径な一次ドリブンギヤ85と、この一次ドリブンギ
ヤ85の内側に位置する小径な二次ドライブギヤ86とが一
体的に設けられており、中間軸82および両ギヤ85,86は
図３および図４中に矢印Ｃで示す方向に一体回転する。

【００４３】そして、前記差動装置室53内には差動装置
88が設置される。この差動装置88はクランク軸33の回転
力（人力）と電動モータ61の補助動力とを合成し、その
合力を駆動輪である後輪26側に出力する装置である。図
２〜図４に示すように、差動装置88はクランク軸33に対
して同軸的に配置されており、次のように構成されてい
る。

【００４４】まず、クランク軸33には人力入力ギヤ89が
ワンウェイクラッチ90を介して軸装されている。ワンウ
ェイクラッチ90は、クランク軸33がＡ方向に回転してい
る時には人力入力ギヤ89をクランク軸33に一体回転さ
せ、クランク軸33が逆転した時には人力入力ギヤ89への
回転入力を断って人力入力ギヤ89の逆転を防止するクラ
ッチ機構である。

【００４５】また、この人力入力ギヤ89の左側には補助
動力入力ギヤ91がクランク軸33に対して回転自在に軸支
されている。この補助動力入力ギヤ91の歯数は人力入力
ギヤ89の歯数と同一に設定されている。

【００４６】そして、差動キャリア92がクランク軸33廻
りに回転自在に設けられている。なお、図４中には差動
装置88全体の構造を解りやすくするために差動キャリア
92を棒材状に簡略化して記入してある。

【００４７】この差動キャリア92は、左側のキャリア半
身92Ｌと右側のキャリア半身92Ｒとがボルト93で組み立
てられたもので、キャリア半身92Ｌは補助動力入力ギヤ
91のボス91ａの外周に回転自在に軸支され、キャリア半
身92Ｒは前記スプロケットボス60に一体に繋がってい
る。

【００４８】差動キャリア92には、人力入力ギヤ89に噛
み合う一対の第一遊星ギヤ95と、補助動力入力ギヤ91に
噛み合う一対の第二遊星ギヤ96とが軸97によって回転自
在に保持されており、この第一遊星ギヤ95と第二遊星ギ
ヤ96は互いに噛み合っている。なお、両遊星ギヤ95,96
の歯数は同一に設定されている。

【００４９】本実施例では、第一遊星ギヤ95と第二遊星
ギヤ96が一対ずつ差動キャリア92に支持されているが、
例えば二対以上設けてもよい。なお、差動装置88に組み
込まれている各ギヤ89,91,95,96 は全て平歯ギヤである
ため、差動装置88の製造が非常に容易になっている。

【００５０】このように構成された差動装置88の左方に
は二次ドリブンギヤ98がクランク軸33に対して回転自在
に、かつ前記二次ドライブギヤ86に噛み合うように軸支
されている。この二次ドリブンギヤ98は、一次ドライブ
ギヤ81、一次ドリブンギヤ85、二次ドライブギヤ86と共
に減速ギヤ列99を構成しており、この減速ギヤ列99によ
り電動モータ61の補助動力が２段階に減速されて差動装
置88に伝達される。なお、減速ギヤ列99は遊星減速機構
70と共に減速ギヤ列室54内に収容されている。

【００５１】さて、電動モータ61には逆転防止手段100
が設けられている。この逆転防止手段100 は、電動モー
タ61の主軸64が矢印Ｂで示す方向に回転することのみを
許容するものであり、例えばワンウェイクラッチが適用
されている。

【００５２】本発明では、この逆転防止手段100 を主軸
64と同軸的に、しかも電動モータ61を挟んで減速ギヤ列
99の反対側（右側）に位置するように設けている。ここ
で、逆転防止手段100 は主軸64の反減速ギヤ列99側を軸
支する軸受66よりも外側（右側）に配置されている。

【００５３】ところで、二次ドリブンギヤ98のボス98ａ
は差動装置88側に延長されており、その外周にスプライ
ン101 が形成されている。一方、補助動力入力ギヤ91の
ボス91ａは二次ドリブンギヤ98側に延びており、その端
部外周に上記スプライン101と同一寸法のスプライン102
が形成されている。

【００５４】そして、上記両スプライン101,102 の周囲
に環装されるスリーブ部材103 が設けられる。このスリ
ーブ部材103 はクランク軸33の軸方向に移動可能であ
り、その内周が両スプライン101,102 に係合するように
なっている。

【００５５】スリーブ部材103 は、図２および図３に示
す移動機構104 によりクランク軸33の軸方向に動かされ
る。この移動機構104 は操作ケーブル105 により操作さ
れ、この操作ケーブル105 の他端は前記ハンドルバー22
等に設けられた図示しない操作部に接続されており、こ
の操作部を乗員が操作することによってスリーブ部材10
3 がクランク軸33の軸方向に移動するようになってい
る。

【００５６】図４のようにスリーブ部材103 が二次ドリ
ブンギヤ98側に位置している時、スリーブ部材103 は二
次ドリブンギヤ98に形成されたスプライン101 と補助動
力入力ギヤ91に形成されたスプライン102 の両方にスプ
ライン係合するため、二次ドリブンギヤ98と補助動力入
力ギヤ91とがスリーブ部材103 を介して回転一体とな
る。

【００５７】また、図５のようにスリーブ部材103 が差
動装置88側に移動した場合、スリーブ部材103 は補助動
力入力ギヤ91のスプライン102 のみに係合し、二次ドリ
ブンギヤ98のスプライン101 には係合しない。このた
め、二次ドリブンギヤ98と補助動力入力ギヤ91との結合
が断たれる。

【００５８】そして、スリーブ部材103 と差動装置88の
差動キャリア92との間にはクラッチ機構106 が設けられ
ている。このクラッチ機構106 は例えばドッグクラッチ
型に構成されており、スリーブ部材103 が差動装置88側
に移動した時に結合する。クラッチ機構106 が結合する
と、差動装置88の補助動力入力ギヤ91と差動キャリア92
（キャリア半身92Ｌ）とがスリーブ部材103 を介して回
転一体となるため、人力入力ギヤ89と補助動力入力ギヤ
91の相対回転が不可能になり、差動装置88の差動がロッ
クされる。

【００５９】以上のように構成された補助動力アシスト
式自転車１において、人力と電動モータ61の補助動力と
を併用しながら走行する場合には、スリーブ部材103 を
二次ドリブンギヤ98側に位置させておく（図４の状
態）。これにより、遊星減速機構70および減速ギヤ列99
で減速された電動モータ61の補助動力がスリーブ部材10
3を介して差動装置88に伝達される。

【００６０】この状態では、クランク軸33に加わるペダ
ル踏力により差動装置88の人力入力ギヤ89がＡ方向に回
転駆動される一方、電動モータ61の補助動力により差動
装置88の補助動力入力ギヤ91もＡ方向に回転駆動される
ので、両ギヤ89,91 の回転により第一および第二遊星ギ
ヤ95,96 がクランク軸33の廻りをＡ方向に公転する。こ
のため、差動キャリア92がドライブスプロケット36とと
もに回転駆動され、チェーン38を介して後輪26が駆動さ
れる。

【００６１】人力入力ギヤ89と補助動力入力ギヤ91の回
転速度の差は、第一および第二遊星ギヤ95,96 の自転
（差動装置88の差動）により吸収される。このため、人
力と補助動力が常に円滑に合成される。そして、人力と
補助動力の合力が効率良く後輪26側に出力されてペダル
35の踏力が大幅に軽減され、登坂走行や向い風を受けな
がらの走行が非常に楽になる。なお、クランク軸33を逆
転させた時には前記ワンウェイクラッチ90が作用して人
力入力ギヤ89の逆転が防止される。

【００６２】ところで、電動モータ61を作動させずに人
力のみで走行する場合には、前記移動機構104 を操作し
てスリーブ部材103 をクランク軸33の軸方向に移動させ
ることにより、２段変速が可能となっている。

【００６３】即ち、図４のようにスリーブ部材103 を二
次ドリブンギヤ98側に位置させた状態でペダル35を漕い
だ場合、差動装置88の人力入力ギヤ89がクランク軸33と
ともにＡ方向に回転し、差動キャリア92には後輪26から
の負荷が加わっている関係で第一および第二遊星ギヤ9
5,96 が補助動力入力ギヤ91を反Ａ方向に逆転させよう
とする。

【００６４】しかし、電動モータ61の主軸64に設けられ
た逆転防止手段100 によって補助動力入力ギヤ91の逆転
が防止されるため、その反作用で差動キャリア92が人力
入力ギヤ89の２分の１の速度でＡ方向に回転駆動され、
クランク軸33の回転が２分の１に減速されてドライブス
プロケット36に伝達される。したがって、この状態では
ペダル35の踏力が非常に軽くなり、登坂走行等が容易に
なる。

【００６５】また、図５のようにスリーブ部材103 を差
動装置88側に位置させた状態でペダル35を漕げば、前述
の如く二次ドリブンギヤ98と補助動力入力ギヤ91との結
合が断たれる同時に、前記クラッチ機構106 が結合して
差動装置88の差動がロックされるので、差動装置88全体
がクランク軸33と一体に回転し、クランク軸33の回転は
減速されることなくダイレクトにドライブスプロケット
36に伝達される。したがって、平坦路等において速く走
行することができる。

【００６６】本発明では、電動モータ61の逆転を防止す
る逆転防止手段100 を、電動モータ61の主軸64と同軸的
に設けたため、減速ギヤ列99を構成する一次ドリブンギ
ヤ85および二次ドライブギヤ86の軸支部に逆転防止手段
100 を設ける必要がない。このため、一次ドリブンギヤ
85および二次ドライブギヤ86を小径化し、電動モータ61
の主軸64とクランク軸33との間の軸間距離を縮めて補助
動力アシスト装置３の小型、軽量化を図ることができ
る。

【００６７】また、このように二次ドライブギヤ86の小
径化が可能なので、一次ドリブンギヤ85との歯数差を拡
げて減速ギヤ列99の減速比を大きくし、電動モータ61の
駆動トルクを稼ぐことができる。

【００６８】しかも、逆転防止手段100 が電動モータ61
の主軸64に設けられたことにより、図４の状態で人力走
行を行う場合に差動装置88側から加わる逆転トルクは減
速ギヤ列99を逆上ることで増速され、弱められてから逆
転防止手段100 に伝達される。このため、逆転防止手段
100 を小形化しても充分な逆転防止容量を確保すること
ができ、逆転防止手段100 の小形化に伴って補助動力ア
シスト装置３の小型、軽量化に貢献することができる。

【００６９】また、本発明では逆転防止手段100 を電動
モータ61を挟んで減速ギヤ列99の反対側に配置したた
め、電動モータ61の反減速ギヤ列99側に形成されるデッ
ドスペース内に逆転防止手段100 を配置することがで
き、補助動力アシスト装置３の特に幅方向の小形化を図
ることができる。

【００７０】さらに、この逆転防止手段100 を電動モー
タ61の主軸64の反減速ギヤ列99側を軸支する軸受66より
も外側に配置したため、逆転防止手段100 を電動モータ
61の反減速ギヤ列99側に一段と寄せることができ、これ
によって上記デッドスペースを一層有効に利用し、補助
動力アシスト装置３の小形、軽量化を図ることができ
る。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る補助
動力アシスト式自転車の電動モータ逆転防止構造は、電
動モータの主軸をクランク軸に平行させ、この主軸の逆
転を防止する逆転防止手段を主軸と同軸的に設け、この
逆転防止手段を電動モータを挟んで減速ギヤ列の反対側
に配置したことを特徴とするものである。

【００７２】このため、従来のように減速ギヤ列を構成
するギヤ類の軸支部に逆転防止手段を設ける必要がなく
なり、上記ギヤ類を小径化して電動モータの主軸とクラ
ンク軸との軸間距離を縮め、補助動力アシスト装置の小
型、軽量化を図ることができる。

【００７３】この構造の場合、人力走行時に差動装置側
から加わる逆転トルクが減速ギヤ列を逆上ることで弱め
られてから逆転防止手段に伝達されるので、逆転防止手
段を小形化しても充分な逆転防止容量を確保することが
でき、逆転防止手段の小形化に伴って補助動力アシスト
装置の小型、軽量化に貢献することができる。

【００７４】さらに、電動モータの反減速ギヤ列側に形
成されるデッドスペース内に逆転防止手段を配置できる
ので、補助動力アシスト装置の特に幅方向の小形化を図
ることができる。

【００７５】また、本発明に係る補助動力アシスト式自
転車の電動モータ逆転防止構造は、逆転防止手段を電動
モータの主軸の反減速ギヤ列側を軸支する軸受よりも外
側に配置したため、逆転防止手段を電動モータの反減速
ギヤ列側に一段と寄せることができる。このため、電動
モータの反減速ギヤ列側に形成されるデッドスペースを
一層有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る補助動力アシスト式自転車の左側
面図。

【図２】補助動力アシスト装置の横断面図。

【図３】図２のIII-III 矢視による補助動力アシスト装
置の左側面図。

【図４】本発明の一実施例を示すもので、減速ギヤ列と
差動装置との間が接続された状態を示す補助動力アシス
ト装置の機構概念図。

【図５】減速ギヤ列と差動装置との間が接続が解かれた
状態を示す補助動力アシスト装置の機構概念図。

【図６】従来の技術を示す補助動力アシスト装置の横断
面図。

【符号の説明】

１ 補助動力アシスト式自転車 ３ 補助動力アシスト装置 26 駆動輪である後輪 33 クランク軸 61 電動モータ 64 電動モータの主軸 66 主軸の反減速ギヤ列側を軸支する軸受 88 差動装置 99 減速ギヤ列 100 逆転防止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 忠史 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人力により回転駆動されるクランク軸
   と、補助動力を発生させる電動モータと、上記クランク
   軸に同軸的に設置されて人力と補助動力とを合成し、そ
   の合力を駆動輪側に出力する差動装置と、この差動装置
   に補助動力を減速して伝達する減速ギヤ列と、上記電動
   モータの逆転を防止する逆転防止手段とを備えた補助動
   力アシスト式自転車の電動モータ逆転防止構造におい
   て、上記電動モータの主軸を上記クランク軸に平行さ
   せ、この主軸に上記逆転防止手段を同軸的に設け、この
   逆転防止手段を電動モータを挟んで上記減速ギヤ列の反
   対側に配置したことを特徴とする補助動力アシスト式自
   転車の電動モータ逆転防止構造。
2. 【請求項２】 上記逆転防止手段を上記電動モータの主
   軸の反減速ギヤ列側を軸支する軸受よりも外側に配置し
   た請求項１に記載の補助動力アシスト式自転車の電動モ
   ータ逆転防止構造。