JPH11129973A - 電動補助自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストを上げることなく、チェーンの点検保
守がより簡単な電動補助自転車を提供する。 【解決手段】 車体フレーム１０に対して同一側に第１
チェーン４６並びに第２チェーン４９を配置し、且つク
ランク軸４１と合力軸４３との間に第１チェーン４６の
張力を検出するチェーン張力検出機構７０を配置する。 【効果】 車体に対して同一側に第１チェーン並びに
第２チェーンを配置することで、チェーンの保守点検を
車体の片側だけで実施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動補助自転車の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常の自転車構造に補助モータ及び減速
機を付加して、低負荷時には人力のみで走行し、高負荷
時にモータで補助動力を発生し、この補助動力を人力に
プラスすることで、乗員の負担を軽減するものを電動補
助自転車と呼ぶ。

【０００３】電動補助自転車に関する発明としては、例
えば特開平９−２３６７号公報「補助動力式車両の動力
伝達装置」があり、この装置は、同公報の図１に示され
る通りに、入力軸としてのクランク軸１４と出力軸とし
ての後輪軸との中間に合力軸２５を配置し、人の踏力を
クランク軸１４及びチェーン３８を介して合力軸２５に
入力し、一方、電動モータ４３の出力をギヤ４５，４
８，４９，４０介して合力軸２５に入力することで、人
の踏力とモータ出力を合計したものをチェーン４２を介
して後輪軸へ伝えるというものである。

【０００４】負荷は、合力軸２５の一端に取付けたトー
ションバー２８の捩れ量（角度）をロータリエンコーダ
２９で検出する。クランク軸１４、ベダルクランク１
５，１５、スプロケット３７、後輪車軸などは、通常の
自転車のものを流用することが可能であり、電動補助自
転車のコストを下げることが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図１から
明らかなように、トーションバー２８を車幅方向に渡
し、その左側にスプロケット３６、右側に別のスプロケ
ット４１を配置する関係上、チェーン３８を車体の左側
に、チェーン４２を車体の右側に位置する必要がある。
図示されないが、汚れ防止などの理由から、チェーン３
８，４２にはチェーンカバーをかける必要があり、上記
構造では、車体の両側に各々チェーンカバーを設ける必
要がある。

【０００６】これでは、チェーン交換や点検の際に、車
体の両側で各々チェーンカバーを外し、チェーンを点検
するなど、車体の両側での作業が発生する。すなわち、
車体の一側にいた作業者は長い車体の前又は後を廻り込
んで他側へ移動しなければならず、作業者の負担が大き
くなり、作業時間も長くなる。そこで、本発明の目的
は、コストを上げることなく、チェーンの点検保守がよ
り簡単な電動補助自転車を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１は、ペダルクランクで回転するクランク軸と
後輪車軸との間に合力軸を配置し、クランク軸と合力軸
とに第１チェーンを掛け渡し、合力軸と後輪車軸との間
に第２チェーンを掛け渡し、合力軸にモータを含む補助
動力機構を連結し、踏力のみ又は踏力にモータによる補
助動力を加えたもので後輪を駆動する電動補助自転車に
おいて、車体に対して同一側に第１チェーン並びに第２
チェーンを配置し、且つクランク軸と合力軸との間に、
踏力を求めるための機構として第１チェーンの張力を検
出するチェーン張力検出機構を配置したことを特徴とす
る。

【０００８】チェーン張力検出機構でチェーンの張力を
検知し、この張力を踏力に換算し、この踏力が所定値を
超えていれば、モータを始動して補助動力を発生して、
踏力に加える。車体に対して同一側に第１チェーン並び
に第２チェーンを配置することで、チェーンの保守点検
を簡単にすることができる。

【０００９】請求項２は、補助動力機構に減速機を含
み、この減速機のケースにチェーン張力検出機構を取付
けたことを特徴とする。減速機ケースのチェーン張力検
出機構を取付けることで、チェーン張力検出機構のサポ
ートを車体フレームから延ばす必要が無い。

【００１０】請求項３は、第１チェーンと第２チェーン
とを、１個のチェーンカバーで一括してカバーしたこと
を特徴とする。１個のチェーンカバーを外すだけで、第
１チェーンと第２チェーンとを点検することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る電動補助自転車の側面
図であり、電動補助自転車１は、ヘッドパイプ１１、ダ
ウンフレーム１２、シートポスト１３、リヤフレーム１
４を含む車体フレーム１０においてヘッドパイプ１１に
フロントフォーク２１を介して前輪２２を回転可能に取
付け、フロントフォーム２１にステアリングハンドル２
３を取付け、このステアリングハンドル２３のポスト
（若しくは前記ヘッドパイプ１１）にバッテリ収納ボッ
クス２５及びバスケット２６を取付け、シートポスト１
３にサドル２７を取付け、リヤフレーム１４に後輪２８
を回転可能に取付け、この後輪２８を、次に述べるペダ
ル３１及びモータ３２で適宜回転させるようにしたもの
である。

【００１２】バッテリ収納ケース２５は、モータ３２に
給電するためのバッテリ２４を収納するものであり、バ
ッテリ収納ケース２５がバスケット２６の近傍にあるた
め、極めて楽な姿勢で容易にバッテリ２４を交換するこ
とができる。３３，３４はリムブレーキ、３５はキャリ
ヤ、そして３６はチェーンカバーである。また、１６は
コントローラ、１７はフレームカバーである。

【００１３】図２は本発明の第１・第２チェーン及び補
助動力機構の配置を示す斜視図であり、ペダル３１を備
えたペダルクランク３８で回転するクランク軸４１と後
輪２８を支える後輪車軸４２との間に合力軸４３を配置
し、クランク軸４１に第１スプロケット４４を取付け、
合力軸４３にワンウエイ機構を内蔵した第２スプロケッ
ト４５を取付け、これら第１・第２スプロケット４４，
４５間に第１チェーン４６を掛け渡し、合力軸４３に第
３スプロケット４７を取付け、後輪車軸４２に第４スプ
ロケット４８を取付け、これら第３・第４スプロケット
４７，４８間に第２チェーン４９を掛け渡し、合力軸４
３にモータ３２及び減速機５１からなる補助動力機構５
０を連結し、且つ車体（車体フレーム１０）に対して同
一側に第１チェーン４６並びに第２チェーン４９を配置
し、且つクランク軸４１と合力軸４３との間に第１チェ
ーン４６の張力を検出するチェーン張力検出機構７０を
配置したことを示す。

【００１４】前記減速機５１は、詳細構造は後述する
が、減速機ケース５２にアイプレート５２ａ，５２ａを
備え、これらのアイプレート５２ａ，５２ａをシートポ
スト１３にボルト止めするだけで、車体側に固定するこ
とができる。

【００１５】図３は本発明のチェーン張力検出機構の分
解斜視図であり、チェーン張力検出機構７０は、例え
ば、減速機ケース５２に上下スイング可能に取付けたア
ーム７１と、このアーム７１の先端に回転可能に取付け
たローラ７２と、減速機ケース５２から張出したブラケ
ット７３と、このブラケット７３にボルト７４，７４で
取付けるストロークセンタ７５と、ブラケット７３とア
ーム７１との間に介在させる圧縮ばね７６とからなる。
７７は凹部であり、ストロークセンサ７５の先端ロッド
を嵌める凹部であり、７８，７９は止めボルトである。
圧縮ばね７６はつる巻コイルばね、ゴムブロックのいづ
れでもよく、要はばね係数と圧縮代が比例関係にある部
品であればよい。

【００１６】なお、チェーン張力検出機構７０の大部分
を減速機ケース５２内に収納することは差支えない。又
は、チェーン張力検出機構７０の全てを減速機ケース５
２から分離して配置することは差支えない。更には、チ
ェーン張力検出機構７０は、圧縮ばねを内蔵したストロ
ークセンサであってもよい。このときには、部品点数が
少なくなり、同機構７０の小型化が図れる。

【００１７】図４は本発明に係る補助動力機構の正面
図、図５は同断面図である。図５において、補助動力機
構５０はモータ３２と減速機５１とからなり、この減速
機５１は、ボックス型の減速機ケース５２に大径ベベル
ギヤ５３を備えた出力軸５４を、軸受５５，５５を介し
て取付け、小径ベベルギヤ５６を備えたモータ３２を上
から取付けたモータ付き直交型歯車一段減速機である。
出力軸５４の先端部は合力軸４３であり、この合力軸４
３に第２スプロケット４５及び第３スプロケット４７を
取付けたものである。３９はワンウエイ機構である。５
７は底蓋、５８はドレーンボルト、図２に示した５９は
レベルゲージ兼オイル孔である。なお、オイル潤滑の代
りにグリース潤滑にしてもよい。

【００１８】図４において、チェーン張力検出機構７０
が、減速機ケース５２にコンパクトに取り付いているこ
とが分かる。

【００１９】以上に述べたチェーン張力検出機構の作用
を次に説明する。図６（ａ），（ｂ）は本発明に係るチ
ェーン張力検出機構の作用説明図である。第１スプロケ
ット４４を時計方向へ廻すと、負荷に応じて第１チェー
ン４６に張力が発生する。ストロークセンサ７５は圧縮
ばね７６の長さを測っていることになるので、圧縮ばね
７６のばね係数に、圧縮ばね７６の圧縮代を乗じて反力
を求め、この反力のチェーン側分力を求めることによ
り、チェーン張力を求めることができる。具体例を
（ａ），（ｂ）で説明する。（ａ）は低負荷状態を示
し、負荷が小さければ、チェーン張力が小さくなり、圧
縮ばね７６の作用でローラ７２が下がる。（ｂ）は高負
荷状態を示し、負荷が大きければ、チェーン張力が大き
くなり、圧縮ばね７６が縮んでローラ７２が上がる。図
から明らかなように、チェーン張力検出機構で常時第１
チェーン４６に張力を掛けているため、第１チェーン４
６に格別にテンショナを設ける必要がない。

【００２０】尚、図２において、第２スプロケット４５
に図示せぬワンウエイ機構を設けたのは、クランク軸４
１を図で反時計方向に空転させる又は静止させたとき
に、この逆転又は静止の影響を後輪車軸４２に伝えない
ためである。従って、ワンウエイ機構を第１スプロケッ
ト４１又は第４スプロケット４８に内蔵することは差支
えなく、この時には図５において第２・第３スプロケッ
ト４５，４７を一体化（１個のボスに２枚の歯を付けた
復列スプロケット）することができる。一体化すること
で第２・第３スプロケット４５，４７の列間距離が極く
小さくすることができ、第１チェーン４６が側方へ張出
すことを抑えることができる。

【００２１】また、減速機５１は、本実施例では大小一
対のベベルギヤ５３，５６を噛み合わせることで、モー
タ３２を立て置きしてモータ３２をシートポスト１３に
沿わせることができた。しかし、減速機５１は遊星ギヤ
減速機等の同軸型減速機であってもよく、形式は問わな
い。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、チェーン張力検出機構でチェーン
の張力を検知するようにしたので、車体に対して同一側
に第１チェーン並びに第２チェーンを配置することで、
チェーンの保守点検を車体の片側だけで実施できる。ま
た、チェーン張力検出機構で常時第１チェーンに張力を
掛けているため、第１チェーンに格別にテンショナを設
ける必要がない。

【００２３】請求項２は、補助動力機構に減速機を含
み、この減速機のケースにチェーン張力検出機構を取付
けたことを特徴とする。減速機ケースのチェーン張力検
出機構を取付けることで、チェーン張力検出機構のサポ
ートを車体フレームから延ばす必要が無い。

【００２４】請求項３は、第１チェーンと第２チェーン
とを、１個のチェーンカバーで一括してカバーしたこと
を特徴とする。１個のチェーンカバーを外すだけで、第
１チェーンと第２チェーンとを点検することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動補助自転車の側面図

【図２】本発明の第１・第２チェーン及び補助動力機構
の配置を示す斜視図

【図３】本発明のチェーン張力検出機構の分解斜視図

【図４】本発明に係る補助動力機構の正面図

【図５】本発明に係る補助動力機構の断面図

【図６】本発明に係るチェーン張力検出機構の作用説明
図

【符号の説明】

１…電動補助自転車、１０…車体フレーム、２８…後
輪、３１…ペダル、３２…モータ、３６…チェーンカバ
ー、３８…ペダルクランク、４１…クランク軸、４２…
後輪車軸、４３…合力軸、４６…第１チェーン、４９…
第２チェーン、５０…補助動力機構、５１…減速機、５
２…減速機のケース（減速機ケース）、７０…チェーン
張力検出機構、７１…アーム、７２…ローラ、７５…ス
トロークセンサ、７６…圧縮ばね。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペダルクランクで回転するクランク軸と
   後輪車軸との間に合力軸を配置し、クランク軸と合力軸
   とに第１チェーンを掛け渡し、合力軸と後輪車軸との間
   に第２チェーンを掛け渡し、合力軸にモータを含む補助
   動力機構を連結し、踏力のみ又は踏力にモータによる補
   助動力を加えたもので後輪を駆動する電動補助自転車に
   おいて、 車体に対して同一側に前記第１チェーン並びに第２チェ
   ーンを配置し、且つクランク軸と合力軸との間に、踏力
   を求めるための機構として前記第１チェーンの張力を検
   出するチェーン張力検出機構を配置したことを特徴とす
   る電動補助自転車。
2. 【請求項２】 前記補助動力機構に減速機を含み、この
   減速機のケースに前記チェーン張力検出機構を取付けた
   ことを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車。
3. 【請求項３】 前記第１チェーンと第２チェーンとを、
   １個のチェーンカバーで一括してカバーしたことを特徴
   とする請求項１又は請求項２記載の電動補助自転車。