JPH092367A - 補助動力式車両の動力伝達装置 - Google Patents

補助動力式車両の動力伝達装置

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JPH092367A
JPH092367A JP15194795A JP15194795A JPH092367A JP H092367 A JPH092367 A JP H092367A JP 15194795 A JP15194795 A JP 15194795A JP 15194795 A JP15194795 A JP 15194795A JP H092367 A JPH092367 A JP H092367A
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JP
Japan
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shaft
power
electric motor
transmission device
resultant
Prior art date
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Pending
Application number
JP15194795A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryuichi Saruta
隆一 猿田
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.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量でコンパクトなパワーユニットを備える
補助動力式車両の動力伝達装置を提供すること。 【構成】 人力による駆動系と電動モータ43による駆
動系を並設し、クランク軸(入力軸)14に入力された
人力と電動モータ43から出力される補助動力を合力軸
25を介して後車軸(出力軸)20に伝達する電動モー
タ付自転車(補助動力式車両)の動力伝達装置11にお
いて、前記電動モータ43と合力軸25及び人力検出手
段(トーションバー28及びロータリエンコーダ29,
30)を含むパワーユニット22を前記クランク軸14
と後車軸20とは独立に構成し、該パワーユニット22
とクランク軸14及び後車軸20とをチェーン38,4
2によってそれぞれ連結する。本発明によれば、パワー
ユニット22には大きな人力(トルク)が加わるクラン
ク軸14が含まれないため、該パワーユニット22を軽
量でコンパクトに構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人力による駆動系と電
動モータによる駆動系を並設して成る補助動力式車両の
動力伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】補助動力式車両として例えば電動モータ
付自転車が提案され、既に実用に供されている。この電
動モータ付自転車は、人力による駆動系の他に電動モー
タによる駆動系を備え、人力を検知してその大きさに応
じた補助動力を車輪に付与することによってライダーの
肉体的負担を軽減するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、斯かる電動
モータ付自転車において入力軸であるクランク軸に入力
された人力と電動モータから出力される補助動力を合力
軸を介して出力軸である後車軸に伝達する方式を採用す
る場合、従来は電動モータ、合力軸及び人力検出手段の
他に、大きなトルクが加わるクランク軸を含んでパワー
ユニットを構成していたため(例えば、特開昭57−7
4285号公報参照)、パワーユニットが大型化して高
重量化するという問題があった。
【0004】従って、本発明の目的とする処は、軽量で
コンパクトなパワーユニットを備える補助動力式車両の
動力伝達装置を提供することにある。
【0005】又、クランク軸に入力される大きな人力
(トルク)をトーションバーを用いてクランク軸上でそ
のまま検出する場合、強度上の問題からトーションバー
の捩れ角を大きく取ることができず、高精度な検出がで
きないという問題があった。
【0006】従って、本発明の目的とする処は、人力を
高精度に検出することができる補助動力式車両の動力伝
達装置を提供することにある。
【0007】更に、電動モータの出力軸と合力軸とが互
いに直交するよう配されている場合には、動力の直交伝
達を可能とするベベルギヤ等の手段が必要となるため、
装置がコストアップする他、動力伝達効率が悪くなると
いう問題が発生する。
【0008】従って、本発明の目的とする処は、装置の
コストダウンと動力伝達効率の向上を図ることができる
補助動力式車両の動力伝達装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、人力による駆動系と電動モ
ータによる駆動系を並設し、入力軸に入力された人力と
電動モータから出力される補助動力を合力軸を介して出
力軸に伝達する補助動力式車両の動力伝達装置におい
て、前記電動モータと合力軸及び人力検出手段を含むパ
ワーユニットを前記入力軸及び出力軸とは独立に構成
し、該パワーユニットと前記入力軸及び出力軸とをそれ
ぞれチェーンで連結したことを特徴とする。
【0010】又、請求項2記載の発明は、請求項1記載
の発明において、前記人力検出手段をトーションバーを
含んで構成して前記合力軸上に配するとともに、前記入
力軸と合力軸の間に増速機構を介設したことを特徴とす
る。
【0011】更に、請求項3記載の発明は、請求項1又
は2記載の発明において、前記電動モータの出力軸と前
記合力軸とを平行に配設したことを特徴とする。
【0012】
【作用】請求項1記載の発明によれば、パワーユニット
には大きな人力(トルク)が加わる入力軸が含まれない
ため、該パワーユニットが軽量でコンパクトに構成され
得る。
【0013】又、請求項2記載の発明によれば、入力軸
の回転が増速されて合力軸に伝達されるため、該合力軸
上に配されたトーションバーの捩れ角を大きく取ること
ができ、人力を高精度に検出することができる。
【0014】更に、請求項3記載の発明によれば、ベベ
ルギヤ等の動力直交伝達手段が不要となるため、装置の
コストダウン、動力伝達効率の向上等を図ることができ
る。
【0015】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0016】図1は本発明に係る動力伝達装置の平断面
図、図2は同動力伝達装置を備える電動モータ付自動車
の側面図、図3は同電動モータ付自転車の動力伝達装置
部の拡大側面図である。
【0017】先ず、図2及び図3に基づいて電動モータ
付自転車1の概略構成を説明する。
【0018】図2において、2は車体前方に位置するヘ
ッドパイプであり、該ヘッドパイプ2内にはハンドルス
テム3が回動自在に挿通している。そして、ハンドルス
テム3の上端にはハンドル4が結着され、同ハンドルス
テム3の下端にはフロントフォーク5が結着されてお
り、該フロントフォーク5の下端部には前輪6が回転自
在に軸支されている。
【0019】又、前記ヘッドパイプ2には略U字状に折
曲されたメインフレーム7の前端が結着されており、該
メインフレーム7の斜め上方に立設するシートパイプを
兼ねる部分にはシートポスト8を介してシート9が支持
されている。そして、メインフレーム7の後半部上には
着脱可能なバッテリ10が支持されている。
【0020】ところで、車体の略中央下部には、本発明
に係る動力伝達装置11がブラケット12,13を介し
てメインフレーム7に支持されている。この動力伝達装
置11は人力による駆動系と電動モータによる駆動系を
並設して構成されるものであって、これには入力軸であ
るクランク軸14が回転自在に支承されており、該クラ
ンク軸14の左右両端にはクランク15が取り付けら
れ、各クランク15の端部にはペダル16が軸支されて
いる。
【0021】一方、前記メインフレーム7からは左右一
対のチェーンステイ17が車体後方に向かって延出して
おり、該チェーンステイ17の後端部と前記メインフレ
ーム7とは左右一対のシートステイ18によって連結さ
れている。そして、チェーンステイ17後端の前記シー
トステイ18との連結部には後輪19が出力軸である後
車軸20によって回転自在に軸支されており、後車軸2
0にはホイールスプロケット21が結着されている。
【0022】ここで、本発明に係る前記動力伝達装置1
1の構成の詳細を図1に基づいて説明する。
【0023】動力伝達装置11は前記クランク軸14と
後車軸20に対して独立に構成されるパワーユニット2
2を有しており、該パワーユニット22のケース23内
には、左右に2分割されて横方向に同軸に配された中空
のドライブ軸24と合力軸25がベアリング26によっ
てそれぞれ回転自在に支承されている。これらのドライ
ブ軸24と合力軸25は互いに相対回転可能であって、
図示のようにドライブ軸24の端部外周に合力軸25の
一端がリミッタ27を介して相対回転可能に嵌合されて
いる。そして、これらのドライブ軸24と合力軸25の
内部(中空部)にはトーションバー28が挿通してお
り、該トーションバー28の一端はドライブ軸24の外
端部にピン結合によって結着され、同トーションバー2
8の他端は合力軸25の外端部に同じくピン結合によっ
て結着されている。
【0024】ところで、ケース23内のドライブ軸24
と合力軸25の周囲にはロータリエンコーダ29,30
が配設されている。そして、一方のロータリエンコーダ
29の入力軸に結着されたギヤ31はドライブ軸24の
外周に形成されたギヤ32に噛合しており、他方のロー
タリエンコーダ30の入力軸に結着されたギヤ33は合
力軸25の外周に形成されたギヤ34に噛合している。
尚、本実施例では、前記トーションバー28とロータリ
エンコーダ29,30がクランク軸14に入力される人
力(トルク)を検出する人力検出手段を構成している。
【0025】而して、前記ドライブ軸24のケース23
外に突出する外端部外周にはワンウェイクラッチ35を
介して小径のスプロケット36が支持されており、該ス
プロケット36と前記クランク軸14の一端に結着され
た大径のスプロケット37の間には無端状のチェーン3
8が巻装されている。
【0026】又、合力軸25の中間部外周にはワンウェ
イクラッチ39を介して大径の減速ギヤ40が設けられ
ており、同合力軸25のケース23外へ延出する端部外
周にはドライブスプロケット41がネジ結合によって結
着されている。そして、ドライブスプロケット41と前
記ホイールスプロケット21には無端状のチェーン42
が巻装されている。
【0027】一方、ケース23には電動モータ43が横
向きに取り付けられており、該電動モータ43のモータ
軸44の一端には小径の減速ギヤ45が結着されてい
る。そして、この減速ギヤ45は、ケース23にベアリ
ング46によって回転自在に支承された減速軸47の一
端にセレーション結合によって結着された大径の減速ギ
ヤ48に噛合している。又、減速軸48の他端には小径
の減速ギヤ49が一体に形成されており、該減速ギヤ4
9は前記減速ギヤ40に噛合している。尚、本実施例で
は、前記クランク軸14、ドライブ軸24と合力軸2
5、モータ軸44及び減速軸47は互いに平行に配設さ
れている。
【0028】ところで、本実施例においては、ケース2
3内には、前記バッテリ10(図2参照)から前記電動
モータ43への供給電圧(又は電流)を制御するための
コントローラが収納されている。
【0029】次に、本発明に係る動力伝達装置11の作
用を説明する。
【0030】ライダーが左右のペダル16を交互に踏ん
でクランク軸14を回転駆動すると、該クランク軸14
の回転はスプロケット37、チェーン38、スプロケッ
ト36及びワンウェイクラッチ35を経て増速されてド
ライブ軸24とトーションバー28に伝達され、更に、
トーションバー28から合力軸25に伝達される。従っ
て、クランク軸14に入力される人力(トルク)はトー
ションバー28を介して合力軸25に伝達される。
【0031】他方、電動モータ43のモータ軸44の回
転は、減速ギヤ45,48、減速軸47、減速ギヤ4
9,40及びワンウェイクラッチ39を経て減速されて
合力軸25に伝達され、従って、電動モータ43にて発
生する補助動力は以上の経路を経て合力軸25に伝達さ
れる。
【0032】而して、合力軸25は人力と補助動力の双
方によって回転駆動され、その回転はドライブスプロケ
ット41、チェーン42、ホイールスプロケット21及
びワンウェイクラッチ50を経て後輪19に伝達される
ため、該後輪19が人力と補助動力の双方によって回転
駆動されて当該電動モータ付自転車1が走行せしめられ
る。
【0033】ところで、前述のようにクランク軸14に
入力される人力はトーションバー28を介して合力軸2
5に伝達されるため、トーションバー28は人力の大き
さに比例した量だけ捩れ、この捩れによってドライブ軸
24と合力軸25の間に位相差が生じ、この位相差は前
記ロータリエンコーダ29,30によって検出され、そ
の検出結果は前記コントローラに入力される。
【0034】すると、コントローラはドライブ軸24と
合力軸25の位相差に基づいて人力(トルク)の大きさ
を求め、その人力の大きさに応じてバッテリ10から電
動モータ43への供給電圧(又は電流)を制御し、電動
モータ43が発生する補助動力を人力に対して所定の値
に調整する。
【0035】以上において、本実施例によれば、本発明
に係る動力伝達装置11を構成するパワーユニット22
には大きな人力(トルク)が加わるクランク軸14が含
まれないため、該パワーユニット22を軽量でコンパク
トに構成することができる。。
【0036】又、本実施例によれば、クランク軸14の
回転が増速されてトーションバー28に伝達されるた
め、該トーションバー28が伝達するトルクは小さく抑
えられ、従って、トーションバー28の捩れ角を大きく
取ることができ、この結果、クランク軸14に加えられ
る人力(トルク)を高精度に検出することができる。
【0037】更に、本実施例においては、前述のように
クランク軸14、ドライブ軸24と合力軸25、モータ
軸44及び減速軸47を互いに平行に配設したため、ベ
ベルギヤ等の動力直交伝達手段が不要となり、動力伝達
装置11のコストダウン、動力伝達効率の向上等を図る
ことができる。
【0038】尚、以上は本発明を特に電動モータ付自転
車に適用した例について述べたが、、本発明は他の補助
動力式車両にも適用可能であることは勿論である。
【0039】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1
記載の発明によれば、パワーユニットには大きな人力
(トルク)が加わる入力軸が含まれないため、該パワー
ユニットを軽量でコンパクトに構成することができると
いう効果が得られる。
【0040】又、請求項2記載の発明によれば、入力軸
の回転が増速されて合力軸に伝達されるため、該合力軸
上に配されたトーションバーの捩れ角を大きく取ること
ができ、人力を高精度に検出することができるという効
果が得られる。
【0041】更に、請求項3記載の発明によれば、ベベ
ルギヤ等の動力直交伝達手段が不要となるため、装置の
コストダウン、動力伝達効率の向上等を図ることができ
るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る動力伝達装置の平断面図である。
【図2】本発明に係る動力伝達装置を備える電動モータ
付自動車の側面図である。
【図3】電動モータ付自動車の動力伝達装置部の拡大側
面図である。
【符号の説明】
1 電動モータ付自転車(補助動力式車両) 11 動力伝達装置 14 クランク軸(入力軸) 20 後車軸(出力軸) 22 パワーユニット 25 合力軸 28 トーションンバー(人力検出手段) 29,30 ロータリエンコーダ(人力検出手段) 36,37 スプロケット(増速機構) 38,42 チェーン 43 電動モータ 44 モータ軸

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 人力による駆動系と電動モータによる駆
    動系を並設し、入力軸に入力された人力と電動モータか
    ら出力される補助動力を合力軸を介して出力軸に伝達す
    る補助動力式車両の動力伝達装置において、前記電動モ
    ータと合力軸及び人力検出手段を含むパワーユニットを
    前記入力軸及び出力軸とは独立に構成し、該パワーユニ
    ットと前記入力軸及び出力軸とをそれぞれチェーンで連
    結したことを特徴とする補助動力式車両の動力伝達装
    置。
  2. 【請求項2】 前記人力検出手段をトーションバーを含
    んで構成して前記合力軸上に配し、前記入力軸と合力軸
    の間に増速機構を介設したことを特徴とする請求項1記
    載の補助動力式車両の動力伝達装置。
  3. 【請求項3】 前記電動モータの出力軸と前記合力軸と
    を平行に配設したことを特徴とする請求項1又は2記載
    の補助動力式車両の動力伝達装置。
JP15194795A 1995-06-19 1995-06-19 補助動力式車両の動力伝達装置 Pending JPH092367A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1092619A3 (en) * 1999-10-13 2002-11-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Motor-driven assist unit
JP2008114851A (ja) * 2008-01-04 2008-05-22 Yamaha Motor Electronics Co Ltd 電動自転車用駆動装置

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