JPH10250672A - 電動補助動力装置付自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、回転力検出手段の出力が電動補助動
力装置の車体への取付状態に影響されないようにした電
動補助動力装置付自転車の提供にある。 【解決手段】ケース２０内に配設され減速機構５０を介
して電動機４０の回転力が伝達されるとともにケース２
０に回転自在に設けられた中空軸７０と、この中空軸７
０に設けられたクランク軸８０と、このクランク軸８０
の回転力に応じて軸方向に移動する駆動手段（突起部７
１ｆ、移動体９０）と、この駆動手段の移動によってク
ランク軸８０の軸方向に偏位する偏位部材９５と、この
偏位部材９５に押圧される作動体（作動杆１４０）を有
する回転力検出手段（トルクセンサー１００）とを備え
た電動補助動力装置付Ｃを車体Ｂに取付けた自転車にお
いて、偏位部材９５および回転力検出手段をケース２０
に取り付けることによってケース２０の偏位状態での車
体Ｂへの取付に関係なく偏位部材９５と作動体とを初期
の位置関係に維持し回転力検出手段の出力に影響を与え
ないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動補助動力装
置付自転車に関し、とくに踏力を検出する回転力検出手
段を精度よく動作させるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上り坂等を走行する場合のように
ペダルを踏み込む踏力が大きくなった際等に、この踏力
を回転力検出手段により検出しこの踏力の大きさに応じ
た回転力を電動機から補助することにより楽に走行がで
きるようにした電動補助動力装置付自転車は広く知られ
ている。

【０００３】そして、ペダルに加わる踏力を検出する回
転力検出手段を動作させる構成は、基本的には前記ペダ
ルの踏力をペダルが取り付けられたクランクを介してク
ランク軸に伝達し、このクランク軸に加わる回転力に応
じて動作する作動手段を設け、この作動手段の動作によ
りスイッチ手段あるいは歪みセンサー等からなる回転力
検出手段を動作させて、この回転力検出手段の出力に応
じて前記電動機を制御し、そして、この電動機の回転力
を歯車群からなる減速機構を介してスプロケットが取り
付けられている中空軸に伝達し、この電動機の回転力を
前記スプロケットと後輪に掛けられているチェーンを介
して後輪に伝達して動力を補助するようになっている。

【０００４】そして、前記作動手段の先行技術の一つと
して出願人が既に特願平８−３０６３８５号として出願
した明細書および図面に記載されている。この出願の明
細書および図面に記載した作動手段を図１０ないし図１
３を参照して説明する。なお、図面の符号は前記出願の
図面の符号とは一致させはない。

【０００５】図１０において、Ｃ１は図示しない一般汎
用自転車の車体Ｂ１の立パイプ３０２、下パイプ３０３
（図１１参照）が取り付けられたハンガラグ３０１に取
り付けられた電動補助動力装置であり、この電動補助動
力装置Ｃ１はケース本体３３１と蓋ケース３３２とから
なるケース３３０に取着された電動機３４０、この電動
機３４０の出力軸３４１の回転力つまり動力を伝達する
歯車群つまり歯車３４２、３５１ないし３５５からなる
減速機構３５０等とから構成されている。また、前記歯
車３５５には駆動歯車３５６が噛合している。

【０００６】そして、この駆動歯車３５６は中空軸３７
０に取り付けられており、この中空軸３７０内に図示し
ないペダルを有するクランク３８１、３８２が取り付け
られたクランク軸３８０が回転自在に設けられ、そし
て、このクランク軸３８０には一方向性クラッチ３８５
を介して貫通孔３９３が形成されたフランジ部３９１を
有する駆動板３９０が設けられている。この駆動板３９
０は前記駆動歯車３５６との間に配設された圧縮ばね３
６０を介して駆動歯車３５６と回転方向に相対移動する
ように構成されており、また、駆動歯車３５６の側面に
はこの駆動歯車の軸孔の外周に同心状に配置されるとと
もに図１２に示す矢印方向つまり駆動歯車３５６が走行
時に回転する方向に沿って同図に示すように上方に向か
って次第に上昇する傾斜面３５７ａが形成された３個の
突起部３５７が形成されている。

【０００７】また、前記駆動板３９０に設けたフランジ
部３９１と駆動歯車３５６との間には、図１３に示すよ
うにこのフランジ部３９１と駆動歯車３５６との間を駆
動板３９０の筒状部３９０ａに設けた凸条３９０ｂに嵌
合溝３９５ａを嵌合させてクランク軸３８０の軸方向に
移動する作動部材３９５が設けられており、また、この
作動部材３９５には前記フランジ部３９１の貫通孔３９
３に遊嵌させて設けられた貫通軸３９６と前記傾斜面３
５７ａと互いに摺動する傾斜面３９５ｃ（図１２参照）
とが一体的に設けられている。そして、前記作動部材３
９５は前記フランジ部３９１との間に設けたコイルスプ
リング３９７によって常時駆動歯車３５６方向に付勢さ
れている。

【０００８】そして、このコイルスプリング３９７の付
勢力によって前記作動部材３９５の傾斜面３９５ｃは前
記駆動歯車３５６に形成した突起部３５７の傾斜面３５
７ａに圧接されつつ、駆動板３９０が駆動歯車３５６に
対して相対移動するのに伴って移動するものである。こ
の相対移動によって作動部材３９５は駆動歯車３５６に
対して接近あるいは離反つまり軸方向に移動するもので
あり、この移動量は前記クランク軸３８０に加わる回転
力が大きくなるにつれてつまりペダルにく加わる踏力が
大きくなるにつれて大きくなるものである。

【０００９】そして、前記作動部材３９５が軸方向に移
動するとこの作動部材３９５のフランジ部３９１はケー
ス本体３３１つまりケース３３０に取り付けられた回転
力検出手段としてのトルクセンサー４００の作動杆４４
０の先端部を押圧し、この押圧力は前記作動部材３９５
の軸方向への移動量つまり踏力の大きさに応じて変化
し、この押圧力の変化に応じた電気的出力が制御手段に
送られ、制御手段は前記電気的出力に応じた回転力を出
力するように前記電動機３４０を制御するものである。

【００１０】ところで、前記駆動板３９０およびこの駆
動板３９０の回動によって軸方向に移動する作動部材３
９５は前記クランク軸３８０に設けられており、一方前
記トルクセンサー４００はケース３３０に取り付けられ
ている。また、トルクセンサー４００の作動杆４４０は
前記作動部材３９５の作用部３９５ｆに押圧される構成
となっている。そして、ペダルに加わる踏力に応じて設
定した所定の動力つまり回転力を電動機３４０から正確
に補助するためには、前記軸方向に移動する作動部材３
９５の作用部３９５ｆの作用面に対して直交させて前記
作動杆４４０の先端部を当接させることが必要であり、
設計上は作用部３９５ｆの作用面に対して直交させて前
記作動杆４４０の先端部を当接させるように設計されて
いるものである。つまり、中空軸３７０およびクランク
軸３８０がケース本体３３１に取り付けたベアリング３
７７を介してケース３３０と正規な状態に取り付けられ
て組み立てられた状態では前記作動部材３９５の作用部
３９５ｆの作用面とトルクセンサー４００の作動杆４４
０とは直交関係となるように設定されているものであ
る。

【００１１】しかし、電動補助動力装置Ｃ１を車体Ｂ１
に取り付ける際に、ケース３３０に取り付けられた中空
軸３７０はハンガーラグ３０１に挿入して位置決めした
後、ケース３３０を車体Ｂ１に取り付けられた取付板４
８０にねじによって固定するものであることから、この
取り付けの際に取付板４８０あるいはケース３３０との
取付寸法の誤差等によりケース３３０が前記下パイプ３
０３の軸方向からずれるれて車体Ｂ１に取り付けられ
る、つまり前記ケース３３０と中空軸３７０およびクラ
ンク軸３８０との正規な組立状態が崩れた状態つまりケ
ース３３０が偏位した状態（図１０においてハンガーラ
グ３０１の部分を中心として電動機３４０側が下パイプ
３０３の軸心に対して左右に偏位した状態）で車体Ｂ１
に取り付けられると、上記のように駆動板３９０および
作動部材３９５は前記クランク軸３８０に設けられ、一
方前記トルクセンサー４００はケース３３０に取り付け
られていることから、トルクセンサー４００の作動杆４
４０が作動部材３９５の作用部３９５ｆの作用面に直交
状態つまり初期の位置関係で当接しなくなるため、作動
杆４４０の作用部９５ｆに対する押圧力が設定値からず
れてしまい、このため踏力に応じて設定された所期の動
力が補助されないという事態が生じてしまう場合がある
ことが判明した。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、出願人
が先に出願した電動補助動力装置付自転車における、ペ
ダルの踏力に応じて電動機４４０を制御するための駆動
板３９０によって軸方向に移動する作動部材３９５はク
ランク軸３８０に取り付けられ、一方トルクセンサー４
００はケース３３０に取り付けられているため、それぞ
れ別々に動きうる状態となっている。このためケース３
３０あるいは取付板３８０に寸法誤差が生じていると電
動補助動力装置Ｃ１を車体Ｂ１に取り付けた際に、ケー
ス３３０が偏位した状態で取り付けられてしまうことか
ら、前記作動部材３９５の作用部３９５ｆの作用面とト
ルクセンサー４００の作動杆４４０との初期の位置関係
がずれてしまい、その結果踏力に応じて設定されている
所期の動力の補助がされないという事態が生じてしま
う。つまりケース３３０あるいは取付板３８０等に寸法
誤差が生じ、ケース３３０が斜体Ｂ１に偏位状態で取り
付けられるか否かとは関係なく、所期の動力を補助する
とい点では必ずしも満足いくものでないものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、請求項１記載の発明は、電動機
と、ケース内に配設された複数の歯車からなり最終段に
設けられ嵌合孔を有する出力歯車を介して前記電動機の
回転力を伝達する減速機構と、前記ケースに回転自在に
取り付けられ一端側を前記出力歯車の嵌合孔に嵌合する
とともに他端側にチェーンを介して車輪に回転力を伝達
するスプロケットが取り付けられ内部に貫通孔を有する
中空軸と、この中空軸の貫通孔を貫通して配設され両端
にペダルを有するクランクが取り付けられ一端側に一方
向性クラッチを設けたクランク軸と、前記クランク軸の
一方方向への回転に応じて前記クランク軸の軸方向に沿
って移動するとともにクランク軸の回転力を中空軸に伝
達する駆動手段と、この駆動手段の移動によってクラン
ク軸の軸方向に偏位する偏位部材と、この偏位部材の移
動によって押圧される作動体を有し前記偏位部材の偏位
量に応じた電気信号を出力する回転力検出手段とを備え
た電動補助動力装置を前記中空軸をハンガーラグに挿通
して車体に取り付けた電動補助動力装置付自転車におい
て、前記偏位部材および回転力検出手段を前記ケースに
取り付けた電動補助動力装置付自転車としたものであ
る。

【００１４】このように請求項１記載の発明は、クラン
ク軸の一方方向への回転に応じて前記クランク軸の軸方
向に沿って移動する駆動手段によって動作する偏位部材
と、この偏位部材の移動によって押圧される作動体を有
しこの偏位部材の偏位量に応じた電気信号を出力する回
転力検出手段との両者をケースに取り付ける構成とした
ことから、寸法誤差等に起因してケースが車体に偏位し
た状態で取り付けられたとしても偏位部材および回転力
検出手段とはこのケースと一体的に動くことから、偏位
部材と回転力検出手段の作動体との関係を初期の位置関
係に維持でき、ペダルの踏力に応じて設定された所期の
動力の補助ができるという作用を有するものである。

【００１５】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記駆動手段を前記中空軸の一端側
に設けた押圧摺動部と、クランク軸の一端側に設けられ
た一方向性クラッチに同期して回転し前記押圧摺動部に
係合しつつ相対移動する披押圧摺動部を有し、前記相対
移動量に応じてクランク軸の軸方向に移動するとともに
前記係合によってクランク軸の回転力を中空軸に伝達す
る移動体とによって構成した電動補助動力装置付自転車
としたものである。

【００１６】このように請求項２記載の発明は、請求項
１記載の発明における、駆動手段を前記中空軸の一端側
に設けた押圧摺動部と、クランク軸の一端側に設けた一
方向性クラッチとともに回転し前記押圧摺動部と係合し
つつ相対移動する披押圧摺動部を有し、前記相対移動量
に応じてクランク軸の軸方向に移動するとともに前記係
合によってクランク軸の回転力を中空軸に伝達する移動
体とによって構成したことから、請求項１記載の発明の
作用に加えて、駆動手段の構成を簡単にすることができ
るとともに上記先願に記載された構成のようにクランク
軸から中空軸への回転力の伝達は駆動歯車、圧縮ばねを
介することなく中空軸に伝達されることからペダルの踏
力を効率よくスプロケットつまり後輪に伝達できるとい
う作用を有するものである。

【００１７】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２記載の発明におけるケースを、主ケースと
この主ケースに着脱可能な副ケースとにより構成すると
ともに、前記回転力検出手段を主ケースに設けるととも
に偏位部材を副ケースに設けた電動補助動力装置付自転
車としたものである。

【００１８】このように請求項３記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明においてケースを、主ケー
スとこの主ケースに着脱可能な副ケースとにより構成す
るとともに、前記回転力検出手段を主ケースに設けると
ともに偏位部材を副ケースに設ける構成としたことか
ら、請求項１記載の発明の作用に加えて、ケースが分割
され状態の主ケースおよび副ケースにそれぞれ回転力検
出手段および偏位部材を取り付け、これら両ケースを結
合することにより回転力検出手段と偏位部材とをケース
に取り付けることができることから取付けが容易である
という作用を有する。また、回転力検出手段が取り付け
られた主ケースに偏位部材を取り付けた副ケースを結合
することにより偏位部材と作動体との位置決めされるこ
とから偏位部材と作動体との位置決めも容易にできると
いう作用を有するものである。

【００１９】また、請求項４記載の発明は、請求項２ま
たは請求項３記載の発明において、前記中空軸の貫通孔
を中央部に位置させた底壁とこの底壁の外周に形成され
外側に前記出力歯車の嵌合孔に嵌合する嵌合部が形成さ
れた環状壁とからなり内部を凹部とした有底筒状部を中
空軸の一端に形成し、この有底筒状部の前記底壁に前記
押圧摺動部を形成するとともに、前記移動体を前記凹部
内に配設した電動補助動力装置付自転車としたものであ
る。

【００２０】このように請求項４記載の発明は、請求項
２または請求項３記載の発明において、中空軸の一端に
有底筒状部を形成するとともにこの有底筒状部の底壁に
押圧摺動部を形成するとともに凹部内に移動体を配設す
る構成としたことから、請求項２または請求項３記載の
それぞれの発明の作用に加えて、出力歯車と駆動手段を
軸方向にオーバーラップさせることができることからケ
ースの軸方向の厚み寸法を小さくできるという作用を有
するものである。このことによって、ケースの車体の横
方向への突出寸法を小さくでき運転時にケースが邪魔に
なることがないものである。

【００２１】また、請求項５記載の発明は、請求項２な
いし請求項４記載の発明において、押圧部摺動部と披押
圧摺動部とのいずれか一方を凸部で形成するとともに他
方を前記凸部が摺動する斜面で形成した電動補助動力装
置付自転車としたものである。

【００２２】このように請求項５記載の発明は、請求項
２ないし請求項４記載の発明における押圧部摺動部と披
押圧摺動部とのいずれか一方を凸部で形成するとともに
他方を前記凸部が摺動する斜面で形成したことから、請
求項２ないし請求項４記載の発のそれぞれの作用に加え
て押圧部摺動部と披押圧摺動部との接触摩擦を低減でき
ることから偏位部材の摺動動作をスムーズにかつ正確に
動作させることができるという作用を有するものであ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態を
図１および図８に基づいて説明する。図に示すように、
電動補助動力装置付自転車（以下単に自転車という）Ａ
は、車体Ｂとこの車体Ｂに取り付けられた電動補助動力
装置（以下単に動力装置という）Ｃ等から構成されてい
る。そして、前記車体Ｂは一般用自転車つまり一般に市
販されている汎用自転車からなるもので、ハンガラグ１
に一端側を固定された立パイプ２および下パイプ３と、
この下パイプ３の他端側に固定されたヘッドパイプ４に
一端側を固定され他端側を前記立パイプ２の下方部に固
定された上パイプ５とからなるフレーム６、前記ハンガ
ラグ１に一端側を固定されたチェーンステー７、前記ヘ
ッドパイプ４に取り付けられた前ホーク８、この前ホー
ク８の上端に取り付けられたハンドル９、前記前ホーク
８の下端部に取り付けられた前輪１０、前記立パイプ２
の上部に一端側を固定され他端側を前記チェーンステー
７の他端側と図示しない後つめを介して固定されたバッ
クホーク１１、前記チェーンステー７の他端側に取り付
けられた後輪１２、前記立パイプ２の上方に取り付けら
れたサドル１３、前記後輪１２の上部に設けた荷受台１
４等から構成されている。なお、前記前輪１０および後
輪１２の一部はそれぞれカバー１０ａおよび１２ａによ
って覆われている。また、前記ハンガラグ１には後述す
るクランク軸８０が回動自在に設けられ、このクランク
軸８０の両端部にはそれぞれペダル８１ａと８２ａが設
けられた左クランク８１と右クランク８２が取り付けら
れている。また、前記荷受台１４の下部には図示しない
バッテリーを収納するバッテリーケース１４ａが取り付
けられている。また、前記図示しないバッテリーと後述
する電動機４０、制御手段１７０とは図１に示すように
リード線１６によっては接続されている。また、走行時
の回転力を伝達するスプロケット１７と後輪１２の図示
しないスプロケットにはチェーン１８が架けられてい
る。

【００２４】つぎに、前記動力装置Ｃの構成について説
明する。

【００２５】まず、動力装置Ｃの構成を図２ないし図５
に基づいて説明する。図に示すように動力装置Ｃは、ケ
ース２０、このケース２０に取り付けられた電動機４
０、減速機構５０から構成されており、また前記ケース
２０には軸受を介して取り付けられ前記減速機構５０か
ら回転力が伝達される中空軸７０と、この中空軸７０を
貫通してクランク軸８０が設けられている。また、前記
ケース２０内には後述するマイクロコンピュータ等から
なる前記制御手段１７０等が収納されている。

【００２６】つぎに、上記各構成要素について説明す
る。まず、前記ケース２０は、底壁２３１とこの底壁２
３１の周囲に周壁２３２を形成して一端側を開口した略
有底箱状に形成された主ケース２３０と、この主ケース
２３０の前記開口を閉蓋する副ケース２５０とから構成
されている。そして、前記主ケース２３０および副ケー
ス２５０とは熱伝導率のよい材料例えばアルミニウム等
の金属から形成されている。

【００２７】そして、前記主ケース２３０には、一端側
つまり前記中空軸７０が取り付けられる側に減速機構５
０の一部が配設される配設室２３３が形成され、また、
他端側にはこの配設室２３３に隣接して前記制御手段１
７０等が収納される収納室２３４が設けられている。ま
た、この収納室２３４の側方つまり前記中空軸７０が突
出している側には、この収納室２３４と並べて形成され
前記電動機４０が取り付けられる取付部２３５が設けら
れており、この取付部２３５と前記配設室２３３との間
に位置して前記減速機構５０の一部が配設される配設室
２３６が設けられている。

【００２８】そして、前記配設室２３３には、図２に示
すように底壁２３１に形成した凹状の第一の軸受取付部
２３３ａと底壁２３１を貫通して形成した第二の軸受取
付部２３３ｂがそれぞれ形成されている。

【００２９】また、前記収納室２３４は図２に示すよう
に、取付ボス２３４ａに前記制御手段としてのマイクロ
コンピュータを含む各種の電子部品１７２が取り付けら
れたプリント基板１７１が取付ねじ２３４ｂによって取
り付けられている。

【００３０】また、前記電動機４０を取り付ける前記取
付部２３５は、環状壁２３５ａに囲まれるとともに一端
側つまり図２において上方を開口して形成した挿入口２
３５ｂが設けられ、また、この挿入口２３５ｂと対向す
る底面には複数個（図２では１個のみ図示）の貫通孔２
３５ｃが設けられている。

【００３１】また、上記のように構成された主ケース２
３０の前記開口に取り付けられる副ケース２５０には前
記主ケース２３０に形成された第一の軸受取付部２３３
ａ、第二の軸受取付部２３３ｂにそれぞれ対応して、軸
受取付部２５１、貫通孔２５２が形成され、また、周縁
部にはねじ２５５を取り付ける複数（図２では１個のみ
図示）のねじ穴２５５ａが形成されている。また、前記
貫通孔２５２の周囲にシール部材２５３を収納する環状
のシール部材収納部２５３ａが形成されている。また、
副ケース２５０には前記貫通孔２５２を中心として同心
円状に配置された３個（図２では２個のみ図示）の後述
する作動部材９５を移動可能に支持する支持突起２５７
が一体的に形成されており、この支持突起２５７は径大
な基部２５７ａとこの基部２５７ａより径小な嵌合軸部
２５７ｂとからなり、基部２５７ａと嵌合軸部２５７ｂ
の境界部に形成される段部は後述するコイルばねからな
る付勢ばね６０の一端側を支持する支持面２５７ｃとな
っている。

【００３２】そして、主ケース２３０と副ケース２５０
とは減速機構５０、各種電子部品１７２等を収納した状
態で前記ねじ２５５をねじ穴２５５ａに締結することに
よって一体的に結合して取り付けられるようになってい
る。

【００３３】また、前記電動機４０は、出力軸４１が突
出している側の端面に取付台４２が複数（図２では１個
のみ図示）のねじ４３によって取り付けられ、この取付
台４２には複数（図２では１個のみ図示）の突起４４が
形成されている。

【００３４】つぎに、前記減速機構５０について説明す
る。この減速機構５０は、前記電動機４０の出力軸４１
の先端部に取り付けられた歯車５１、この歯車５１と噛
合する径大な歯車５２、この歯車５２と一体に設けられ
た径小な歯車５３、固定軸５４ａに回転自在に取り付け
られ前記歯車５３と噛合する径大な歯車５４ｂとこの歯
車５４ｂと一体の傘歯車５４ｃとからなる歯車５４、前
記傘歯車５４ｃと噛合する傘歯車５５、この傘歯車５５
が取り付けられている軸と同じ軸５５ａに取り付けられ
た歯車５５ｂ、この歯車５５ｂに噛合する出力歯車５６
とから構成されている。

【００３５】また、前記一体となっている歯車５２およ
び歯車５３は、前記電動機４０に取り付けられた前記取
付台４２に固定して取り付けられた固定軸５３ａに軸受
５３ｂを介して取り付けられており、また、前記固定軸
５３ａの先端部にはゴム等からなる緩衝体５３ｃが嵌合
され、この緩衝体５３ｃを介して固定軸５３ａの先端部
は主ケース２３０に設けられた貫通孔２３５ｄに嵌合し
て位置決めされて取り付けられるようになっている。そ
して、前記取付台４２が取り付けられた電動機４０の取
付部２３５への取り付けは、前記固定軸５３ａに歯車５
２および歯車５３を軸受５３ｂを介して取り付けるとと
もにその先端部に緩衝体５３ｃを嵌合し、また、前記取
り付け台４２に設けた突起４４に緩衝体４５ａを嵌合し
た後、電動機４０を前記取付部２３５の挿入口２３５ｂ
から挿入し、緩衝体５３ｃおよび緩衝体４５ａをそれぞ
れ嵌合した固定軸５３ａおよび突起４４を前記貫通孔２
３５ｄおよび貫通孔２３５ｃに嵌合させ、ついで緩衝体
４５ｂを介在させて蓋体４７で覆ってこの蓋体４７をね
じ４６によって前記主ケース２３０に取り付けることに
よって、電動機４０は取付部２３５に取り付けられるも
のである。

【００３６】そして、前記傘歯車５５と歯車５５ｂとが
取り付けられている軸５５ａの両端はボールベアリング
からなる軸受５５ｃ、５５ｄを介して前記主ケース２３
０および副ケース２５０にそれぞれ設けた第一の軸受取
付部２３３ａおよび軸受取付部２５１に取り付けられ
る。また、前記歯車５５ｂは前記軸５５ａに一方向性ク
ラッチ５５ｆを介して取り付けられている。この一方向
性クラッチ５５ｆは前記電動機４０の回転力を自転車が
正規に走行するつまり前進方向に走行するように前記出
力歯車５６に伝達するように前記歯車５５ｂを回転させ
るが、逆方向には空転するように機能するものである。
つまり一方向性クラッチ５５ｆは人力走行の際にペダル
８１ａ、８２ａが取り付けられているクランク８１、８
２が走行方向に回転したときは空転するように機能する
ものである。また、前記出力歯車５６の中央部には軸孔
５６ａが形成されており、この軸孔５６ａには凹凸条５
６ｃが形成されている。

【００３７】つぎに、前記出力歯車５６に形成された軸
孔５６ａに嵌合して、減速機構５０を介して伝達される
前記電動機４０の動力つまり回転力をスプロケット１７
に伝達する中空軸７０について説明する。この中空軸７
０は内部に貫通孔７１を有するとともに一端側に、前記
貫通孔７１を中央部に位置させた円形状の底壁７１ａと
この底壁７１ａの外周に形成された環状壁７１ｂからな
る有底筒状部７１ｃが一体に形成されている。そして、
この有底筒状部７１ｃの内側には前記底壁７１ａと環状
壁７１ｂによって一端側つまり図において副ケース２５
０側を開口した凹部７１ｄが形成され、また、前記環状
壁７１ｂの外周には前記出力歯車５６の軸孔５６ａに形
成された凹凸条５６ｃと係合する凹凸条７２が形成さ
れ、前記軸孔５６ａに嵌合した状態では両凹凸条５６
ｃ、７２の係合によって周方向に回り止めされて、中空
軸７０は出力歯車５６と一体に回転するようになってい
る。また、中空軸７０の他端側にはスプロケット１７が
取り付けられている取付部材１７ａが取り付けられてい
る。また、この中空軸７０は前記一端側に形成した有底
筒状部７１ｃの底壁７１ａの外側面を摺接面として主ケ
ース２３０に形成された第二の軸受取付部２３３ｂに取
り付けられたベアリング７７に軸支されている。また、
前記有底筒状部７１ｃの底壁７１ａには押圧摺動部とし
ての傾斜面７１ｅが形成された複数（実施の形態では３
個、図２では１個のみ図示）の凸部としての突起部７１
ｆが形成されており、この突起部７１ｆに形成された前
記傾斜面７１ｅは図５に示す矢印方向つまり中空軸７０
が走行時にスプロケット１７を回転させる方向に沿って
同図において上方に向かって次第に上昇するように形成
されている。

【００３８】つぎに、前記中空軸７０の貫通孔７１に貫
通して取り付けられるクランク軸８０について説明す
る。このクランク軸８０の一端側つまり副ケース２５０
側には外周を角柱状に形成した嵌合部８３ａが設けられ
た取付部８３が、また、他端側には同様に外周を角柱状
に形成した嵌合部８４ａが設けられた取付部８４がそれ
ぞれ形成されている。なお、前記取付部８３および８４
は前記した一般用自転車の左クランク８１および右クラ
ンク８２の嵌合部８１ｂ、８２ｂに整合する形状および
寸法に形成されている。

【００３９】また、前記クランク軸８０の一端側の前記
有底筒状部７１ｃの凹部７１ｄ内に位置する部位に一方
向性クラッチ８５が取り付けられており、この一方向性
クラッチ８５には、この一方向性クラッチ８５の外側に
設けられるとともにこの一方向性クラッチ８５によって
一方方向に回動させられる移動体９０が取り付けられて
いる。なお、前記一方向性クラッチ８５はクランク軸８
０が人力走行の際にペダル８１ａ、８２ａが取り付けら
れたクランク８１、８２によって走行方向に回転させら
れた場合は前記移動体９０を回転させ、これとは逆にク
ランク軸８０が回転したときは空転し前記移動体９０を
回転させないように機能するものである。

【００４０】また、前記一方向性クラッチ８５にはクラ
ンク軸８０に形成されたいわゆるセレーションといわれ
る軸方向に沿って形成された凹凸条８８と係合する図示
しない凹凸条が設けられており、このことにより、一方
向性クラッチ８５はクランク軸８０に対して軸方向に所
定の範囲内で移動でるようになっている。

【００４１】そして、前記移動体９０は図２、図４に示
すように筒状壁９０ａとこの筒状壁９０ａの一端側に設
けられた円板状フランジ部９１とからなり、前記筒状壁
９０ａの内周壁には前記一方向性クラッチ８５が係合離
脱する刃部９０ｃが形成され、また、前記フランジ部９
１の前記副ケース２５０側の面には環状凸部９２が形成
されている。また、移動体９０の筒状壁９０ａの端縁に
は前記有底筒状部７１ｃの底壁７１ａに形成した突起部
７１ｆの傾斜面７１ｅに沿って係合しつつ摺動する被押
圧摺動部としての凸部９０ｂが３個（図４では１個のみ
図示）形成されている。

【００４２】そして、人力走行の際にペダル８１ａ、８
２ａの踏力により前記クランク軸８０が回転すると、こ
のクランク軸８０の回転により一方向性クラッチ８５と
ともに移動体９０は回動する。そして、前記一方向性ク
ラッチ８５はクランク軸８０の軸方向に移動可能となっ
ていることから、前記凸部９０ｂは前記傾斜面７１ｅに
沿って係合しつつ上方に移動し、前記一方向性クラッチ
８５と移動体９０とはクランク軸８０に対して図２にお
いて副ケース２５０方向に移動する。

【００４３】つぎに、前記副ケース２５０に形成した支
持突起２５７に取り付けられる偏位部材９５について説
明する。なお、この偏位部材９５と前記移動体９０とは
駆動手段を構成しているものである。そして、前記偏位
部材９５は図３に破線で示すように略小判形状に形成さ
れた板部材から形成され、中央部には図２に示すように
前記クランク軸８０の直径より大きい直径の貫通孔２５
８ａ（図２参照）が形成されとともに前記副ケース２５
０に形成した支持突起２５７の嵌合軸部２５７ｂに対し
て軸方向に移動できる大きさの挿通孔２５８ｂが３個形
成されている。そして、この３個の挿通孔２５８ｂに前
記嵌合軸部２５７ｂを挿通させるとともに嵌合軸部２５
７ｂの先端部に形成したねじにナット２５９を締結する
ことによって、偏位部材９５は前記支持突起２５７に軸
方向に移動自在つまり偏位可能に取り付けられるもので
ある。また、この偏位部材９５を支持突起２５７に取り
付ける際に、嵌合軸部２５７ｂに前記付勢ばね６０が挿
通されて配設され、この付勢ばね６０は一端側を前記支
持面２５７ｃに支持されて前記偏位部材９５を副ケース
２５０から離反する方向つまり偏位部材９５を前記ナッ
ト２５９に当接させるように付勢しているものである。

【００４４】また、偏位部材９５の前記移動体９０と対
向する側にはクランク軸８０の回転力を検出する後述す
る回転力検出手段としてのトルクセンサー１００の作動
体としての作動杆１４０を動作させるつまり押圧する作
用面９５ｆが形成されている。

【００４５】また、偏位部材９５と前記移動体９０のフ
ランジ部９１に形成された環状凸部９２とは微小間隙Ｇ
だけ離間して配設されており、このように微小間隙Ｇだ
け離間させている理由は後述するように動力装置Ｃを車
体Ｂに取付けた際に、ケース２０等の寸法誤差によりケ
ース２０が斜体Ｂに偏位状態で取り付けられた場合、そ
の偏位置が僅かな場合に移動体９０の環状凸部９２と偏
位部材９５とが当接することを防止して、トルクセンサ
ー１００の出力に影響を与えないようにするためであ
る。

【００４６】そして、この付勢ばね６０の付勢力の大き
さは、人力走行の際に前記クランク軸８０、一方向性ク
ラッチ８５を介して移動体９０に加えられる回転力の大
きさに応じ偏位部材９５を介して収縮し、前記凸部９０
ｂと突起部７１ｆの傾斜面７１ｅとの相対移動を許容す
るとともにその付勢力によって突起部７１ｆとの係合状
態を維持してクランク軸８０の回転力を中空軸７０に伝
達できるように設定されている。つまり、人力走行の際
には、前記クランク軸８０の回転に伴って一方向性クラ
ッチ８５を介して加えられる回転力によって移動体９０
はその凸部９０ｂが突起部７１ｆの傾斜面７１ｅの傾斜
に沿って上方すなわち偏位部材９５側に移動し、移動体
９０の環状凸部９２は偏位部材９５に当接してさらに前
記付勢ばね６０の付勢力に抗してこの付勢ばね６０を圧
縮させつつ偏位部材９５を副ケース側に移動させるよう
になっている。したがって、前記クランク軸８０の回転
力の大きさすなわちペダル８１ａ、８２ａの踏力の大き
さは、付勢ばね６０の付勢力に抗して移動する移動体９
０によって軸方向に偏位する偏位部材９５の偏位量に変
換されることになる。

【００４７】そして、人力走行の際にペダル８１ａ、８
２ａの踏力による回転力は一方向性クラッチ８５ととも
に移動体９０に伝達され、移動体９０は回動し、凸部９
０ｂは有底筒状部７１ｃの突起部７１ｆの傾斜面７１ｅ
に沿って摺動しつつ上昇し、移動体９０は伝達板７１ｃ
の底壁７１ａから離反する方向に移動する。一方この移
動に伴って移動体９０は偏位部材９５を介して前記付勢
ばね６０によって付勢力を受けているため、前記凸部９
０ｂと突起部７１ｆの傾斜面７１ｅとの係合により有底
筒状部７１ｃつまり中空軸７０は一方向性クラッチ８５
を介して回転する移動体９０とともに回転することにな
る。つまり、ペダル８１ａ、８２ａの踏力はクランク軸
８０、一方向性クラッチ８５、偏位部材９５を介して付
勢ばね６０によって付勢力を付与されている移動体９
０、中空軸７０、スプロケット１７を介して後輪１２に
伝達されて走行がなされるものである。

【００４８】そして、前記走行中において例えば登り坂
を走行するようになった場合のように、後輪１２を介し
て中空軸７０に大きな負荷が加わった状態でさらにペダ
ル８１ａ、８２ａが強く踏み込まれると、移動体９０は
前記付勢ばね６０を圧縮させつつ凸部９０ｂは傾斜面７
１ｅを上昇する方向に摺動することになり、移動体９０
と有底筒状部７１ｃとの相対移動は大きくなり移動体９
０はさらに有底筒状部７１ｃからは離れ、偏位部材９５
は移動体９０つまり環状凸部９２の先端部によって押さ
れて図６に示すように二点鎖線で示す位置から実線で示
す位置まで移動しこのときの偏位量Ａとなる。つまり、
ペダル８１ａ、８２ａの踏力が大きくなるにしたがって
偏位部材９５の偏位量は大きくなるようになっている。

【００４９】そして、偏位部材９５が副ケース２５０側
に移動すると、偏位部材９５の作用面９５ｆによって押
圧されて動作する、後に詳述する回転力検出手段として
の前記トルクセンサー１００の作動杆１４０の押圧が変
化（この場合は押圧力が減少するように変化）し、この
変化に応じた電気的出力がトルクセンサー１００から出
力がされ、この電気的出力を周知のＡ／Ｄ（アナログ／
デジタル値）変換器によってデジタル値に変換して前記
制御手段１７０に送るようになっている。

【００５０】なお、登り坂の走行から平坦面の走行に変
わると、この時の回転力に応じて例えば踏力が零となる
と前記付勢ばね６０は復元力により復帰し、偏位部材９
５を介して移動体９０と有底筒状部７１ｃとの相対移動
はなくなり、凸部９５ｂは前記突起部７１ｆの傾斜面７
１ｅから下方に移動し移動体９０および偏位部材９５は
元の状態に復帰する。この結果前記トルクセンサー１０
０の作動杆１４０は元の状態に復帰しこのときの電気的
出力は同様にデジタル値に変換されて制御手段１７０に
送られるようになっている。

【００５１】つぎに、前記トルクセンサー１００の構成
を図７、図８に基づいて説明する。図７に示すようにト
ルクセンサー１００は、下部ケース１１０とこの下部ケ
ース１１０に取り付けられる上部ケース１２０とからな
るケース本体１０１、このケース本体１０１内に配設さ
れるセンサーとしての歪みゲージ１３０、被検出トルク
の作用力を受ける作動体としての作動杆１４０およびこ
の作動杆１４０が受けた作用力を歪みゲージ１３０に伝
達するコイルスプリング１５０等から構成されている。

【００５２】そして、このトルクセンサー１００は図２
に示すように主ケース２３０にねじ１１５によって取り
付けられており、この取り付け状態では前記作動杆１４
０の軸心と前記偏位部材９５の作用面９５ｆの面とは直
交する位置関係となるよう設定されている。そして、ト
ルクセンサー１００および偏位部材９５はそれぞれ一体
的に結合されてケース２０を構成する主ケース２３０と
副ケース２５０に取り付けられていることから、前記作
動杆１４０の軸心と作用面９５ｆとの直交関係は正確に
設定できるとともに、ケース２０が車体Ｂに取付けられ
た際に取付板２８０あるいはケース２０等の寸法誤差あ
るいは変形等によって車体Ｂに偏位状態で取り付けられ
たとしても、前記センサー１００および偏位部材９５は
それぞれケース２０と一体に動くことから前記偏位部材
９５の作用面９５ｆの面とは直交する位置関係つまり初
期の位置関係は維持されるものである。

【００５３】したがって、偏位部材９５の偏位量は作用
面９５ｆを介して作動杆１４０に正確に伝達され、トル
クセンサー１００からの出力も正確なつまり所定の出力
がされることになり、電動機４０から所定の動力が補助
されることになる。

【００５４】そして、前記歪みゲージ１３０は図８に示
すようにリード線１３３ａ、１３３ｂを介して増幅器１
３６、図示しない前記Ａ／Ｄ変換器を介して前記制御手
段１７０に接続されており、また、この制御手段１７０
は前記電動機４０を制御するようになっている。

【００５５】また、前記上部ケース１２０は、底壁１２
１の外周に外周壁１２２を形成した有底箱状に形成さ
れ、この底壁１２１にはそれぞれ底壁１２１の内側およ
び外側に突出した筒部１２５が形成され、また、この筒
部１２５には外側端部から略中間部までの部位にはガイ
ド孔１２６が形成されるとともに、前記中間部から内側
端部までの部位にはガイド孔１２６より径大な孔１２７
が形成されている。

【００５６】そして、前記センサーつまり歪みゲージ１
３０は、例えばアルミニウム等からなる起歪体１３１の
表面に絶縁被膜を介して薄膜からなる４個の抵抗体Ｒ１
ないしＲ４（図７では不図示）を貼着あるいはいわゆる
半導体技術等により配設するとともに、これら４個の抵
抗体Ｒ１ないしＲ４をプリント配線された導体によっ
て、図８に示すようにブリッジＷを構成するように接続
して構成されている。そして、前記ブリッジＷの抵抗体
Ｒ１とＲ３との接続点および抵抗体Ｒ４とＲ２との接続
点はリード線１３２ａおよび１３２ｂを介して電源に接
続され、また、抵抗体Ｒ１とＲ４との接続点および抵抗
体Ｒ２とＲ３との接続点は出力端部となっており、この
出力端部からの出力つまり被検出トルクの大きさに応じ
た電気的出力は前記リード線１３３ａおよび１３３ｂを
介して前記増幅器１３６、前記図示しないＡ／Ｄ変換器
を介して制御手段１７０に送られるようになっている。
そして、この出力と後述するスピードセンサー１６０か
らの出力に応じて制御手段１７０は前記電動機４０の駆
動・停止を含む出力つまり回転力の制御をするようにな
っている。

【００５７】また、前記下部ケース１１０と上部ケース
１２０とに固定端を挾持して固定された起歪体１３１の
自由端１３１ａは前記筒部１２５の内側端部の下方に位
置するとともにガイド孔１２６に対応する部位まで延出
されており、この先端部にはガイド孔１２６の軸心と一
致する軸心を有するピン１３４が取り付けられ、このピ
ン１３４にはコイルスプリング１５０の他端部を受ける
環状鍔１３４ａが形成されている。

【００５８】また、前記作動杆１４０には前記ガイド孔
１２６に案内されて軸方向にスライド自在に嵌合する軸
部１４１が形成され、この軸部１４１の先端部にはコイ
ルスプリング１５０の端部を受ける段部１４２が形成さ
れ、この段部１４２と前記ピン１３４の環状鍔１３４ａ
との間には、前記コイルスプリング１５０が所定量圧縮
された状態で配設されている。

【００５９】そして、このトルクセンサー１００の動作
は従来周知の歪みゲージを用いたトルクセンサーと同一
の原理で動作するものである。つまり被検出トルクすな
わち前記移動体９０と偏位部材９５によって前記クラン
ク軸８０の回転力が偏位部材９５の作用部９５ｆを介し
て作動杆１４０に作用しつまり押され、この作用によっ
て起歪体１３１に曲げ力の解除または付与をして、前記
抵抗体Ｒ１ないしＲ４の抵抗値を変化させてこの抵抗値
の変化に応じたブリッジＷからの電気的出力を取り出す
ものである。つまりこの実施の形態においては、人力走
行中にペダル８１ａ、８２ａの踏み込み力が所定値を超
えない状態、すなわち有底筒状部７１ｃと移動体９０に
相対移動が生じていない状態では、偏位部材９５が移動
することなく作動杆１４０、コイルスプリング１５０を
介して起歪体１３１に最大曲げ力が加えられ、この状態
でのブリッジＷから出力される電気的出力が基準値とさ
れ、この基準値では電動機４０は停止状態となるように
制御手段１７０によって制御され、また、登り坂の走行
等の場合のようにペダル８１ａ、８２ａの踏力が大きく
なり、この踏力に応じて有底筒状部７１ｃと移動体９０
に相対移動が生じ、偏位部材９５が移動して有底筒状部
７１ｃから離反し作動杆１４０、コイルスプリング１５
０を介して加えられていた起歪体１３１の曲げ力が減少
し、この曲げ力の減少に伴ってブリッジＷの抵抗体Ｒ１
ないしＲ４の抵抗値が変化し、この変化に応じた電気的
出力がブリッジＷから出力され、増幅器１３６等を介し
て制御手段１７０は電動機４０を制御するものである。

【００６０】また、前記ケース２０の内部には図３に示
すように自転車Ａの車速を検出するスピードセンサー１
６０が設けられており、このスピードセンサー１６０は
周知の磁気センサーが用いられ、このスピードセンサー
１６０の図示しない検出部は前記出力歯車５６の歯部に
近接して配置され、前記出力歯車５６が回転することに
より検出部に出力歯車５６の各歯が近接する毎に、スピ
ードセンサー１６０からはパルス信号が発生され、図示
しない信号線を介して制御手段１７０に送られるように
なっている。そして、制御手段１７０はスピードセンサ
ー１６０から送られてくるパルス信号の単位時間当たり
のパルス数を算出してこの値に基づいて車速を決定する
ものである。

【００６１】そして、制御手段１７０は、前記トルクセ
ンサー１００で検出された出力結果すなわちペダル８１
ａ、８２ａの踏力に応じた回転力と前記スピードセンサ
ー１６０で検出された結果すなわち車速とに基づいて、
前記電動機４０の出力を制御する。つまり、走行中にお
ける各瞬時毎の車速とその時のペダル８１ａ、８２ａの
踏力によって加わるクランク軸８０の回転力に応じて、
当該瞬時における車速と回転力に応じた回転力つまり動
力を補助するように前記電動機４０を制御するものであ
る。

【００６２】つぎに、前記電動機４０の駆動力の後輪１
２への伝達について説明する。

【００６３】人力走行により登り坂等を走行すると、上
述したようにペダル８１ａ、８２ａの踏込力が大きくな
り、前記有底筒状部７１ｃと移動体９０とに大きな相対
移動が生じ、その結果移動体９０に形成した凸部９５ｂ
は有底筒状部７１ｃに設けた突起部７１ｆの傾斜面７１
ｅに沿って係合しつつ上方に移動し、移動体９０は有底
筒状部７１ｃから離反する方向に移動し前記偏位部材９
５は副ケース２５０側に移動つまり偏位する。その結果
前記作動杆１４０はコイルスプリング１５０の付勢力に
よって偏位部材９５によって押圧されて移動し起歪体１
３１の曲げ力が減少し起歪体１３１は復元し、抵抗体Ｒ
１ないしＲ４の抵抗値が変化し、ブリッジＷからはこの
抵抗値の変化に応じた電気的出力が出力され、この出力
とスピードセンサー１６０からの出力に応じて算出され
た車速に基づいて制御手段１７０は電動機４０を制御す
る。そして、電動機４０が回転すると、この電動機４０
の回転力は減速機構５０、出力歯車５６を介して中空軸
７０に伝達され、この中空軸７０に取り付けられている
スプロケット１７、チェーン１８を介して後輪１２に伝
達される。つまりペダル８１ａ、８２ａを踏み込むこと
によってクランク軸８０に伝達される人力による回転力
に前記電動機４０の回転力つまり動力が補助されて自転
車Ａは走行する。

【００６４】つぎに、前記動力装置Ｃの組み立て方につ
いて説明する。まず移動体９０を取り付けた一方向性ク
ラッチ８５をクランク軸８０に取り付けた状態として準
備する。

【００６５】そして、前記主ケース２３０の取付部２３
５に電動機４０を取り付け、また、この主ケース２３０
に前記減速機構５０を構成する他の各歯車５１ないし車
５５ｂを所定位置に配設するとともに第二の軸受取付部
２３３ｂに取り付けたベアリング７７に中空軸７０を挿
通して取り付ける。また、主ケース２３０に前記トルク
センサー１００、スピードセンサー１６０および各種電
子部品１７２を取り付けたプリント基板１７１等を取り
付けた後、前記中空軸７０に形成した有底筒状部７１ｃ
の凹凸条７２に駆動歯車５６の凹凸条５６ｃを嵌合し、
ついで前記クランク軸８０を中空軸７０の貫通孔７１内
にベアリング７３ａ、７３ｂを介して挿入する。なお、
前記トルクセンサー１００、スピードセンサー１６０お
よび各種電子部品１７２の主ケース２３０への取付けは
主ケース２３０の開口側から取付けることができること
からその取付作業は容易である。

【００６６】また、前記副ケース２５０の支持軸２５７
の嵌合軸部２５７ｂを付勢ばね６０を介して前記偏位部
材９５の挿通孔２５８ｂに挿通してナット２５９を締結
して、副ケース２５０に偏位部材９５を取付けた状態と
して準備する。なお、偏位部材９５の副ケース２５０へ
の取付けは副ケース２５０の開口側から取付けることが
できることからその取付作業は容易である。

【００６７】そして、偏位部材９５が取付けられた副ケ
ース２５０をその貫通孔２５２にクランク軸８０を挿通
して主ケース２３０の開口を閉蓋するようにして位置決
めし、ついでねじ２５５によって取り付けることにより
動力装置Ｃは組み立てられる。そして、副ケース２５０
を主ケース２３０に取付ける際には前記トルクセンサー
１００の作動杆１４０と偏位部材９５の作用面９５ｆと
は自動的にかつ正確に位置決めされるとともに両者は直
交関係として取付けられるものであり、また、この両者
の直交関係はトルクセンサー１００と偏位部材９５とが
副ケース２５０を主ケース２３０を一体的に結合して形
成されたケース２０に取付けられていることから、車体
Ｂにケース２０が偏位した状態で取付けられたとしても
そのまま維持されるものである。

【００６８】つぎに、動力装置Ｃの汎用自転車の車体Ｂ
への取り付けは、まず、車体Ｂのクランク軸に取り付け
られているクランク（実施の形態においては左クランク
８１および右クランク８２）をクランク軸から取り外
し、ついで、ハンガラグ１の左右に取り付けられている
左わんおよび右わんをハンガラグ１から取り外してハン
ガラグ１に取り付けられているその他の部品をすべて取
り除く。

【００６９】つぎに、ハンガラグ１の貫通孔１ａの一端
側の内周壁に形成された雌ねじ１ｂに軸受２７０ａを収
納した取付部材２７０を取り付ける。この際ハンガラグ
１の一端面と取付部材２７０に設けたフランジ部２７０
ｂとで取付板２８０を挟め込んで取り付ける。また、こ
の取付板２８０の取付を確実にするために図２に示すよ
うに取付板２８０とハンガラグ１の端面周囲とを溶接２
８５して取り付けてある。ついで他端側から規制部材２
７３を貫通孔１ａに挿入した後、他端側の内周壁に形成
された雌ねじ１ｃに軸受２７１ａを収納した取付部材２
７１を取り付ける。ついで、動力装置Ｃに組み込まれ外
方に突出している前記中空軸７０を、図２において左側
から挿入し前記軸受２７０ａおよび２７１ａに回動自在
に軸支させ、ついで中空軸７０に係止部材７６を介して
取り付ける。この状態で中空軸７０は前記係止部材７６
と前記中空軸７０に取り付けた係止部材７５とによって
軸方向の移動が規制されハンガラグ１に取り付けられ
る。ついで中空軸７０の他端側に取付部材１７ａを介し
てスプロケット１７を取り付ける。

【００７０】そして、図２に示すように前記取付板２８
０の図示しない取付孔に主ケース２３０の底壁２３１に
設けた図示しない取付ボスに対応させて同じく図示しな
い取付ねじを締結することにより動力装置Ｃは車体Ｂに
取り付けられる。

【００７１】そして、車体Ｂに動力装置Ｃを取り付けた
後、前記クランク軸８０の取付部８３および８４にペダ
ル８１ａ、８２ａが取り付けられた左クランク８１およ
び右クランク８２をナット８３ｂ、８４ｂによって取り
付けることにより組み立ては完了する。

【００７２】そして、動力装置Ｃは車体Ｂに取り付ける
際に、前記取付板２８０あるいは主ケース２３０等の寸
法誤差あるいは変形に起因して車体Ｂに対して偏位した
状態で取付けられたとして、偏位部材９５とトルクセン
サー１００とはケース２０と一体に動くことになること
から、前記トルクセンサー１００の作動杆１４０と偏位
部材９５の作用面９５ｆとの位置関係は変化することな
く、設定された初期の位置関係（本実施の形態において
は直交した位置関係）に維持されるものである。したが
って、ケース２０が車体Ｂに偏位状態で取付けられるこ
とに起因する偏位部材９５の作動杆１４０に対する押圧
力は変化することがなくトルクセンサー１００の出力誤
差は生じないものである。

【００７３】つぎに、上記のように構成された自転車Ａ
を運転する場合の動作について説明する。まず、前記図
示しないバッテリーから前記電動機４０に電力を供給す
るため図示しない始動スイッチを閉成して自転車Ａを運
転する。そして、平地あるいは下り坂を走行している場
合は、上述したように運転者のペダル８１ａ、８２ａの
踏力は小さくクランク軸８０を介して移動体９０に加わ
る回転力は小さいため、移動体９０と有底筒状部７１ｃ
との相対的移動は少なく、偏位部材９５の偏位量も少な
い。そして、偏位部材９５の偏位に伴いトルクセンサー
１００の作動杆１４０が動作しトルクセンサー１００か
らこの時の踏力に応じた電気的信号が制御手段１７０に
出力され、また、スピードセンサー１６０からはこの時
の車速が制御手段１７０に出力される。そして、制御手
段１７０は前記トルクセンサー１００およびスピードセ
ンサー１６０からの出力に基づいてこの時の補助すべき
回転力を出力するように電動機４０を制御し、この電動
機４０の回転力が減速機構５０、駆動歯車５６、中空軸
７０、スプロケット１７およびチェーン１８を介して後
輪１２に伝達され回転力つまり動力が補助される。な
お、この時補助される回転力は小さいものである。

【００７４】つぎに、登り坂等を走行するときは大きな
回転力を要することになり、その結果ペダル８１ａ、８
２ａを強く踏み込むことになり、前記クランク軸８０お
よび移動体９０に加わる回転力が大きくなる。つまり、
チェーン１８を介して後輪１２に伝達するスプロケット
１７に回転力を伝える中空軸７０に加わる負荷が大きく
なるため、移動体９０と有底筒状部７１ｃとの相対移動
量は大きくなり、その結果偏位部材９５の偏位量も大き
くなる。偏位部材９５の偏位量が大きくなると作動杵１
４０の押圧力が減少し前記トルクセンサー１００の起歪
体１３１の曲げ力が減少し、この減少に伴って抵抗体Ｒ
１ないしＲ４の抵抗値が変化して、この変化に伴った出
力つまり運転者の踏力に応じた回転力の出力がトルクセ
ンサー１００から制御手段１７０に出力され、また、ス
ピードセンサー１６０からはこの時の車速が制御手段１
７０に出力される。

【００７５】そして、上述と同様に制御手段１７０は前
記トルクセンサー１００およびスピードセンサー１６０
の出力に基づいてこの時の補助すべき回転力を出力する
ように電動機４０を制御し、この電動機４０の回転力が
減速機構５０、出力歯車５６、中空軸７０、スプロケッ
ト１７およびチェーン１８を介して後輪１２に伝達され
回転力が補助される。なお、この時補助される回転力は
大きく、したがって、運転者は登り坂等の大きな回転力
を要する場合も楽な走行ができるものである。そして、
上記のようにペダル８１ａ、８２ａの踏力に応じて加わ
るクランク軸８０の回転力の大きさに応じてクランク軸
７０の軸方向に移動する駆動手段つまり有底筒状部７１
ｃに形成した突起部７１ｆと、相対移動して軸方向に移
動する移動体９０によって偏位させられる偏位部材９５
と、この偏位部材９５の偏位によって押され作動杆１４
０を有するトルクセンサー１００とをケース２０に取付
けたことから、ケース２０つまり動力装置Ｃが上記した
ように車体Ｂに偏位状態で取付けられたたとしても、偏
位部材９５の作用面９５ｆと作動杆１４０の直交関係は
崩れることなく維持されることから、動力装置Ｃが上記
したように車体Ｂに偏位状態で取付けられることに起因
してトルクセンサー１００の出力値が変化することはな
く、所期の値の出力がされるものである。つまり、動力
装置Ｃが上記したように車体Ｂに偏位状態で取付けられ
たとしても偏位部材９５および回転力検出手段としての
トルクセンサー１００とはこのケース２０と一体的に動
くことから、偏位部材９５トルクセンサー００作動体と
しての作動杆１４０との関係を初期の位置関係に維持で
き、ペダルの踏力に応じて設定された所期の動力の補助
ができるものである。

【００７６】また、駆動手段を前記中空軸７０の一端側
に設けた押圧摺動部としての突起部７１ｆと、クランク
軸８０の一端側に設けた一方向性クラッチ８５とともに
回転し前記突起部７１ｆと係合しつつ相対移動する披押
圧摺動部としての凸部９０ｂを有し、この凸部９０ｂの
相対移動量に応じてクランク軸８０の軸方向に移動する
とともに突起部７１ｆを介してクランク軸８０の回転力
を中空軸７０に伝達する移動体９０とによって構成した
ことから、駆動手段の構成を簡単にすることができると
ともにペダルの踏力を効率よくスプロケット１７を介し
て後輪１２に伝達できるものである。

【００７７】また、動力装置Ｃのケース２０を、主ケー
ス２３０とこの主ケース２３０に着脱可能な副ケース２
５０とにより構成するとともに、前記トルクセンサー１
００を主ケース２３０に設けるとともに偏位部材９５を
副ケース２５０に設ける構成としたことから、トルクセ
ンサー１００および偏位部材９５の取付作業が容易であ
るとともに、両者の位置決めが正確かつ容易にできるも
のである。

【００７８】また、中空軸８０の一端に有底筒状部７１
ｃを形成するとともにこの有底筒状部７１ｃの底壁７１
ａに駆動手段の一部を構成する押圧摺動部としての突起
部７１ｆを形成するとともに凹部内に駆動手段の一部を
構成する移動体９０を配設する構成としたことから、出
力歯車５６と駆動手段を軸方向にオーバーラップさせる
ことができることからケース２０の軸方向の厚み寸法を
小さくできるとともに、ケース２０の車体の横方向への
突出寸法を小さくでき運転時にケース２０が邪魔になる
ことがないものである。

【００７９】また、押圧部摺動部を突起部７１ｆに形成
した傾斜面７１ｅとし、披押摺動部を凸部９５ｂで形成
したことから、傾斜面７１ｅと凸部９５ｂ摺動動動作を
スムーズにして偏位部材９５を正確に動作させることが
できるものである。

【００８０】なお、押圧部摺動部を凸部に形成し、披押
摺動部を傾斜面として形成する構成としてもよいもので
ある。

【００８１】また、上記実施の形態では偏位部材９５お
よびトルクセンサー１００とをケース２０に取付けるこ
とにより、ケース２０が車体Ｂに偏位状態で取付けられ
た場合においても偏位部材９５の作用面９５ｆとトルク
センサー１００の作動杆１４０の直交関係は維持できる
ものであるが、ケース２０が車体Ｂに偏位状態で取付け
られたとすると偏位部材９５はケース２０と一体に動く
ことからこの偏位部材９５は前記移動体９０の環状凸部
９２と干渉して、その結果偏位部材９５の作用面９５ｆ
の作動杆１４０の押圧力が変化することが生じたとして
も、前記環状凸部９２はクランク軸７０の軸心から近い
位置つまり軸心からの半径が小さい位置に形成されてい
ることから、前記干渉による作動杆１４０の押圧力の変
化は、上記先願に記載のもののようにトルクセンサーの
みをケースに取付けることによって作用面９５ｆの作動
杆１４０との相対位置関係の変化によって生じる押圧力
の変化よりも小さくできるものである。このことから、
移動体９０に形成する環状凸部９２つまり移動体９０に
形成された偏位部材９５に対する押圧部は可能な限りク
ランク軸７０の軸心に近い位置に形成することが望まし
い。また、上記実施の形態では偏位部材９５と移動体９
０の環状凸部９２の間に微小間隙Ｇを形成したが、これ
は上述のように移動体９０の環状凸部９２が偏位部材９
５に干渉することによって起因する作動杆１４０の押圧
力が小さいことから省略してもよいものである。

【００８２】また、上記実施の形態では偏位部材９５を
移動体９０側に付勢している付勢ばね６０を、副ケース
２５０に形成した支持軸２５７の段部２５７ｃと偏位部
材９５との間に配設する構成としたが、これは図９に示
すように副ケース２５０と偏位部材９５との間に配設す
る構成としてもよいものである。

【００８３】また、上記実施の形態では移動体９０のク
ランク軸８０の軸方向への移動は一方向性クラッチ８５
と一体に移動する構成としたが、これは一方向性クラッ
チをクランク軸８０に固定して取付けこの一方向性クラ
ッチの外側に一方向性クラッチに対して移動可能に設け
る構成としてもいよものである。

【００８４】また、上記実施の形態では、中空軸７０に
一体に設けた有底筒状部７１ｃに形成した突起部７１ｆ
に凸部９５ｂを相対移動させて軸方向に移動する移動体
９０によって偏位部材９５を軸方向に偏位させる構成と
したが、これは、例えば上記先願つまり図１０に示すよ
うに中空軸３７０に設けた駆動歯車３５６とクランク軸
３８０に設けた駆動板３９０との間に軸方向に移動する
作動部材３９５を軸方向に移動可能に設け、この作動部
材３９５の貫通軸３９６を蓋ケース３３２側に所定量突
出させるとともに作動部材３９５の作用部３９５ｆを取
り除き、トルクセンサー４００の作動杵４４０を駆動板
３９０のフランジ部３９１よりも蓋ケース３３２側に延
出させて形成し、また、蓋ケース３３２に上記実施の形
態と同様に前記貫通軸３９６によって押圧されて偏位す
る偏位部材９５を前記貫通軸３９６の先端部に常時付勢
して設けるとともに、この偏位部材９５によって前記延
出した作動杵４４０の先端を押圧する構成としても良い
ものである。なお、このように構成した場合は駆動歯車
３５６に形成した突起３７５は上記実施の形態の押圧摺
動部に相当し、また、作動部材３９５は移動体に相当す
るものであり、突起３５７と作動部材３９５とは駆動手
段を構成するものである。

【００８５】また、上記実施の形態においては、トルク
センサー１００を主ケース２３０に取り付ける構成とし
たが、これは、副ケース２５０に取付けて作動杆１４０
を偏位部材９５の副レース２０側に対向する面に当接せ
さる構成としてもよいものである。しかし、上記の実施
の形態のように主ケース２３０に取付ける構成とした場
合はトルクセンサー１００を車体Ｂ側に配置させること
ができることからの、動力装置Ｃのクランク軸８０の軸
方向に偏平にできるつまり薄くできるという利点があ
る。

【００８６】また、上記実施の形態においては、偏位部
材９５を軸方向に偏位させるように押圧する環状凸部９
２を移動体９０のフランジ部９１に設けたが、これは一
方向性クラッチ８５の前記偏位部材９５と対向する面に
設けるようにしてもよく、このようにした場合は環状凸
部９５をよりクランク軸８０に近付けることができるこ
とから、ケース２０が偏位したときの影響をさらに受け
にくくすることができるという利点がある。

【００８７】

【発明の効果】このように請求項１記載の発明は、クラ
ンク軸の一方方向への回転に応じて前記クランク軸の軸
方向に沿って移動する駆動手段によって動作する偏位部
材と、この偏位部材の移動によって押圧される作動体を
有しこの偏位部材の偏位量に応じた電気信号を出力する
回転力検出手段との両者をケースに取り付ける構成とし
たことから、寸法誤差等に起因してケースが車体に偏位
した状態で取り付けられたとしても偏位部材および回転
力検出手段とはこのケースと一体的に動くことから、偏
位部材と回転力検出手段の作動体との関係を初期の位置
関係に維持でき、ペダルの踏力に応じて設定された所期
の動力の補助ができるとい効果を有するものである。

【００８８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明における、駆動手段を前記中空軸の一端側に設
けた押圧摺動部と、クランク軸の一端側に設けた一方向
性クラッチとともに回転し前記押圧摺動部と係合しつつ
相対移動する披押圧摺動部を有し、この披押圧摺動部の
相対移動量に応じてクランク軸の軸方向に移動するとと
もに押圧摺動部との係合によってクランク軸の回転力中
空軸に伝達する移動体とによって構成したことから、請
求項１記載の発明の効果に加えて、駆動手段の構成を簡
単にすることができるとともに上記先願に記載された構
成のようにクランク軸から中空軸への回転力の伝達は駆
動歯車、圧縮ばねを介することなく中空軸に伝達される
ことからペダルの踏力を効率よくスプロケットつまり後
輪に伝達できるという効果を有するものである。

【００８９】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２記載の発明においてケースを、主ケースと
この主ケースに着脱可能な副ケースとにより構成すると
ともに、前記回転力検出手段を主ケースに設けるととも
に偏位部材を副ケースに設ける構成としたことから、請
求項１記載の発明の作用に加えて、ケースが分割され状
態の主ケースおよび副ケースにそれぞれ回転力検出手段
および偏位部材を取り付け、これら両ケースを結合する
ことにより回転力検出手段と偏位部材とをケースに取り
付けることができることから取付けが容易であるという
効果を有する。また、回転力検出手段が取り付けられた
主ケースに偏位部材を取り付けた副ケースを結合するこ
とにより偏位部材と作動体との位置決めされることから
偏位部材と作動体との位置決めも容易にできるという効
果を有するものである。

【００９０】また、請求項４記載の発明は、請求項２ま
たは請求項３記載の発明において、中空軸の一端に有底
筒状部を形成するとともにこの有底筒状部の底壁に押圧
摺動部を形成するとともに凹部内に移動体を配設する構
成としたことから、請求項２または請求項３記載のそれ
ぞれの発明の効果に加えて、出力歯車と駆動手段を軸方
向にオーバーラップさせることができることからケース
の軸方向の厚み寸法を小さくできるという作用を有する
ものである。このことによって、ケースの車体の横方向
への突出寸法を小さくでき運転時にケースが邪魔になる
ことがないものである。

【００９１】また、請求項５記載の発明は、請求項２な
いし請求項４記載の発明における押圧部摺動部と披押圧
摺動部とのいずれか一方を凸部で形成するとともに他方
を前記凸部が摺動する斜面で形成したことから、請求項
２ないし請求項４記載の発のそれぞれの効果に加えて押
圧部摺動部と披押圧摺動部との接触摩擦を低減できるこ
とから偏位部材の摺動動作をスムーズにかつ正確に動作
させることができるという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の補助動力装置付自転車の
全体を示す図。

【図２】上記実施の形態の補助動力装置の断面図。

【図３】上記実施の形態の補助動力装置の一部を断面し
補助動力装置の左クランク側からみた側面図。

【図４】上記実施の形態における駆動手段の構成を示す
分解斜視図。

【図５】上記実施の形態における押圧摺動部と披押圧摺
動部の関係を示す部分断面図であり、（Ａ）は相対移動
をしていない状態であり、（Ｂ）は相対移動をした状態
を示す図である。

【図６】上記実施の形態における偏位部材が偏位した状
態を示す断面図。

【図７】上記実施の形態における回転力検出手段（トル
クセンサー）の断面図。

【図８】上記トルクセンサーの電気的回路図。

【図９】上記実施の形態における偏位部材を付勢する付
勢ばねを配設する他の実施の形態を示す断面図。

【図１０】出願人が既にした出願に記載した電動補助動
力装置の断面図。

【図１１】上記出願の一部を断面し補助動力装置の左ク
ランク側の側面図。

【図１２】上記出願の駆動歯車、作動部材、駆動部材の
関係を示す部分断面図。

【図１３】上記出願の作動手段の構成を示す分解斜視
図。

【符号の説明】

Ａ 補助動力装置付自転車 Ｂ 自転車本体（車体） Ｃ 補助動力装置 １ ハンガーラグ １７ チェーン １８ スプロケット ２０ 補助動力装置のケース ４０ 電動機 ５０ 減速機構 ５６ 出力歯車 ５６ａ 出力歯車の嵌合孔 ７０ 中空軸 ７１ａ 中空軸の貫通孔 ７１ｆ 突起部（押圧摺動部（駆動手段の一
部）） ８０ クランク軸 ８１、８２ クランク ８１ａ、８２ クランクに設けたペダル ８５ 一方向性クラッチ ９０ 移動体（駆動手段の一部） ９０ｂ 凸部（被押圧摺動部） ９５ 偏位部材 １００ トルクセンサー（回転力検出手段） １４０ 作動杆（作動体）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機と、ケース内に配設された複数の歯
   車からなり最終段に設けられ嵌合孔を有する出力歯車を
   介して前記電動機の回転力を伝達する減速機構と、前記
   ケースに回転自在に取り付けられ一端側を前記出力歯車
   の嵌合孔に嵌合するとともに他端側にチェーンを介して
   車輪に回転力を伝達するスプロケットが取り付けられ内
   部に貫通孔を有する中空軸と、この中空軸の貫通孔を貫
   通して配設され両端にペダルを有するクランクが取り付
   けられ一端側に一方向性クラッチを設けたクランク軸
   と、前記クランク軸の一方方向への回転に応じて前記ク
   ランク軸の軸方向に沿って移動するとともにクランク軸
   の回転力を中空軸に伝達する駆動手段と、この駆動手段
   の移動によってクランク軸の軸方向に偏位する偏位部材
   と、この偏位部材の移動によって押圧される作動体を有
   し前記偏位部材の偏位量に応じた電気信号を出力する回
   転力検出手段とを備えた電動補助動力装置を前記中空軸
   をハンガーラグに挿通して車体に取り付けた電動補助動
   力装置付自転車において、前記偏位部材および回転力検
   出手段を前記ケースに取り付けたことを特徴とする電動
   補助動力装置付自転車。
2. 【請求項２】前記駆動手段を前記中空軸の一端側に設け
   た押圧摺動部と、クランク軸の一端側に設けられた一方
   向性クラッチに同期して回転し前記押圧摺動部に係合し
   つつ相対移動する披押圧摺動部を有し、前記相対移動量
   に応じてクランク軸の軸方向に移動するとともに前記係
   合によってクランク軸の回転力を中空軸に伝達する移動
   体とによって構成したことを特徴とする請求項１記載の
   電動補助動力装置付自転車。
3. 【請求項３】前記ケースを主ケースとこの主ケースに着
   脱可能な副ケースとにより構成するとともに、前記回転
   力検出手段を主ケースに設けるとともに偏位部材を副ケ
   ースに設けたことを特徴とする請求項２記載の電動補助
   動力装置付自転車。
4. 【請求項４】前記中空軸の貫通孔を中央部に位置させた
   底壁とこの底壁の外周に形成され外側に前記出力歯車の
   嵌合孔に嵌合する嵌合部が形成された環状壁とからなり
   内部を凹部とした有底筒状部を中空軸の一端に形成し、
   この有底筒状部の前記底壁に前記押圧摺動部を形成する
   とともに、前記移動体を前記凹部内に配設したことを特
   徴とする請求項２または請求項３記載の電動補助動力装
   置付自転車。
5. 【請求項５】前記押圧部摺動部と披押圧摺動部とのいず
   れか一方を凸部で形成するとともに他方を前記凸部が摺
   動する斜面で形成したことを特徴とする請求項２ないし
   請求項４記載の電動補助動力装置付自転車。