(57)【要約】【目的】エアアシスト自転車におけるスムーズなアシスト駆動を実現する。【構成】ペダルクランク７と一体の駆動スプロケット８と後輪６の従動スプロケット１２の間にチェーン１０を巻き掛けて主伝動機構１３を構成し、人力駆動する。また、エアモータ１４とペダルクランク７の間に補助駆動ベルト１５を巻き掛けて補助伝動機構１６を形成してアシスト駆動する。エアモータ１４はエアバルブ１７を介して車体フレーム１内の圧縮エアを供給され、エアバルブ１７はチェーン１０のために設けたテンショナ１８と連動して開閉する。【選択図】  図１
2005126002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームに支持された駆動輪を踏力等による主駆動力で駆動し、かつ圧縮空気により作動するエア駆動手段でアシスト駆動するようにしたエアアシスト自転車において、
前記エア駆動手段の出力を前記主駆動力の入力部へ入力するとともに、前記主駆動力を前記駆動輪へ伝達するための主伝動機構に駆動力センサを設け、この駆動力センサに基づいて前記エア駆動手段を制御することを特徴とするエアアシスト自転車。
【請求項２】
前記エア駆動手段は、エアバルブを介してエアタンクに接続されるとともに、前記主伝動機構は巻き掛け式であって、巻き掛け部材とこれに対するテンショナを備え、このテンショナを前記駆動力センサとして前記エアバルブを開閉することを特徴とする請求項１のエアアシスト自転車。
【請求項３】
前記車体フレームは中空であり、少なくともその一部をエアタンクとしたことを特徴とする請求項１又は２のエアアシスト自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はエアアシスト自転車に係り、特にスムーズなアシスト駆動を可能にしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
エアアシスト自転車は公知であり、その駆動形式としては、エアモータと駆動輪との間を巻き掛け伝動するもの（特許文献１参照）や、駆動輪をホイール内に設けたエアモータで直接駆動するもの（特許文献２参照）等がある。
【特許文献１】特開平８−２１６９７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２１８０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、エアモータを駆動輪の直接駆動軸へ接続すると、踏力による駆動力の変動を直接受けてエアモータのエアバルブが頻繁に開閉するチャタリング現象を生じ、アシスト駆動をスムーズにしにくくなる。そこで本願発明はスムーズなアシスト駆動の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため請求項１の発明は、車体フレームに支持された駆動輪を踏力等による主駆動力で駆動し、かつ圧縮空気により作動するエア駆動手段でアシスト駆動するようにしたエアアシスト自転車において、前記エア駆動手段の出力を前記主駆動力の入力部へ入力するとともに、前記主駆動力を前記駆動輪へ伝達するための主伝動機構に駆動力センサを設け、この駆動力センサに基づいて前記エア駆動手段を制御することを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記エア駆動手段が、エアバルブを介してエアタンクに接続されるとともに、前記主伝動機構が巻き掛け式であって、巻き掛け部材とこれに対するテンショナを備え、このテンショナを前記駆動力センサとして前記エアバルブを開閉することを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は上記請求項１又は２において、前記車体フレームが中空であり、少なくともその一部をエアタンクとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１によれば、エア駆動手段の出力を踏力入力部へ入力したので、主伝動機構は踏力とエア駆動手段の出力を組合わせて駆動力へ伝達する。また、このエア駆動手段を主伝動機構に設けた駆動力センサに基づいて制御するので、人力等びよる主駆動力の入力変動を受けにくくなり、その結果、チャタリング現象が生じにくくなるため、スムーズなアシスト駆動が得られる。
【０００８】
請求項２によれば、主伝動機構に設けた巻き掛け部材のためのテンショナを駆動力センサとし、これによりエアバルブを開閉させたので、エア駆動手段の制御構造を簡単にできる。
【０００９】
請求項３によれば、車体フレームを中空にしてエアタンクに利用するので、大きな容量を必要とするエアタンクを、コンパクトに設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて実施形態を説明する。図１はエアアシスト自転車の全体側面図である。側面視で略逆三角形状をなす車体フレーム１の前部にフロントフォーク２を介して前輪３が支持され、ハンドル４により操向自在となっている。車体フレーム１の後部にはリヤアーム５の前端が取付けられ、リヤアーム５の後端には後輪６が支持されている。後輪６は駆動輪である。
【００１１】
車体フレーム１の中央下部には踏力入力部であるペダルクランク７が支持され、同軸で駆動スプロケット８が設けられる。駆動スプロケット８はペダル９へ加えられる踏力により人力で回転駆動され、チェーン１０を介して後輪６の車軸１１と同軸の従動スプロケット１２へ接続される。ペダルクランク７，駆動スプロケット８，チェーン１０及び従動スプロケット１２は、巻き掛け式の主伝動機構１３を構成する。
【００１２】
車体フレーム１の後部にはエア駆動手段として公知のエアモータ１４が支持され、この出力部とペダルクランク７との間に補助駆動ベルト１５が巻き掛けられ、エアモータ１４の出力をペダルクランク７へ伝達する巻き掛け式の補助伝動機構１６を構成している。なお、エア駆動手段は回転式のものや往復式のもの等種々あり、エアモータ１４に限らず公知のものを適宜利用できる。
【００１３】
エアモータ１４はエアバルブ１７を介して圧縮エアを供給され、エアバルブ１７の開閉は主伝動機構１３の巻き掛け部材であるチェーン１０に設けられたテンショナ１８と連動する。テンショナ１８はチェーン１０の張りを一定に保つための公知部材であり、チェーン１０の張りに応じて変位するので、この変位量を検出することにより駆動力センサとして用いることができる。
【００１４】
すなわち、アシストを必要とするような大きな駆動力を得る場合は、伝達する駆動力の増加に伴ってチェーン１０の張りが強くなる。そこで、チェーン１０に所定以上の張りが生じると、テンショナ１８の変位量が所定以上となってエアバルブ１７を開くことによりエアモータ１４を作動させてアシスト駆動を開始する。また、アシストする程でない駆動力を伝達する場合は、チェーン１０の張り弱くなり、テンショナ１８の変位量が所定未満となってエアバルブ１７を閉じることによりアシスト駆動を停止するようになっている。
【００１５】
車体フレーム１は上部にサドル１９を支持するとともに、軽合金等の剛性がある適宜材料で構成され、全体が中空になっている。このため、車体フレーム１の内部を圧縮エアのタンクとして利用し、図示省略のエア供給路よりエアバルブ１７を介してエアモータ１４へ圧縮エアを供給する。また、車体フレーム１等の適宜場所に設けられた注入バルブ２０を介して外部のポンプより車体フレーム１の内部へ圧縮エアを補充できるようになっている。なお、車体フレーム１は必ずしも全体を中空とする必要はなく、エアタンクとしての容量を確保できればその一部のみを中空にしてもよい。
【００１６】
図２は、ペダルクランク７の概略構造を示し、ペダルクランク７は車体フレーム１に対してワンウェイクラッチ２１を介して回転自在に支持されるとともに、ペダルクランク７には駆動スプロケット８が一体に設けられている。さらに、駆動スプロケット８と軸方向へ並んでプーリー２２が同軸支持される。
【００１７】
プーリー２２の外周には補助駆動ベルト１５が巻き掛けられるとともに、プーリー２２とペダルクランク７の間にもワンウェイクラッチ２３が設けられ、アシスト駆動時のみプーリー２２の回転をペダルクランク７へ伝達するようになっている。なお、補助伝動機構１６は必ずしもベルト駆動である必要はなく、チェーン駆動等でもよい。また、巻き掛け式ではなくギヤ式等他の公知形式が可能である。
【００１８】
次に、本実施形態の作用を説明する。まず、人力駆動により通常の走行をする場合には、ペダル９に踏力を入力することにより、ペダルクランク７と駆動スプロケット８を一体に回転させ、主伝動機構１３を介して後輪６を駆動する。
【００１９】
登坂時等、アシスト駆動が必要な状態になると、チェーン１０の張りが強くなり、テンショナ１８はチェーン１０によって押し下げられるように変位し、エアバルブ１７を押す。テンショナ１８の変位量が所定以上になると、エアバルブ１７を開いて圧縮エアを車体フレーム１からエアモータ１４へ送り、エアモータ１４を駆動する。
【００２０】
エアモータ１４の駆動力は、テンショナ１８を介してプーリー２２へ伝達され、さらにワンウェイクラッチ２３を介してペダルクランク７へ入力される。ペダルクランク７は踏力とエアモータ１４からのアシスト駆動入力が合わさった力で回転し、主伝動機構１３を介して後輪６をアシスト駆動する。
【００２１】
このとき、補助伝動機構１６を主伝動機構１３と別に設け、かつアシスト駆動力をペダルクランク７へ直接入力させたので、従動スプロケット１２を直接アシスト駆動する場合に比べて踏力の変動による影響をあまり受けず、チャタリング現象を生じにくくなるので、スムーズなアシスト駆動が可能になる。
【００２２】
また、テンショナ１８を駆動力センサとして利用することによりエアバルブ１７の開閉を行うので、踏力とアシスト駆動力の合わさった実際の駆動力の大きさに基づいてエアバルブ１７の開閉を制御できる。しかも駆動力センサ並びにエアバルブ１７の制御構造が簡単になる。
【００２３】
さらに、車体フレーム１をエアタンクとして利用したので、車体フレーム１を中空の十分に大きな剛性のあるフレーム部材として構成するとともに、その内部空間を有効に利用して、比較的大容量が必要なエアタンクを車体フレーム１の内部へ一体化して実質的に設けることができ、別個の独立したエアタンクを不要とするので、部品点数を削減し、車体レイアウトを簡潔にできる。
【００２４】
なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、主伝動機構１３は必ずしもチェーン駆動である必要はなくベルト駆動でもよい。この場合、駆動力センサとしてテンショナ１８を利用しないならば、巻き掛け式ではなくギヤ式等他の公知形式が可能である。さらに、駆動力センサは主伝動機構１３の形式にかかわらず例えばトルクセンサ等を適宜利用できる。また、主駆動力は踏力に限らず、手動入力等の別の人力駆動手段によるものであってもよい。但し人力に限らずエンジンやモータの動力を利用したものでもよい。さらにこのエアアシスト自転車は、２輪に限らず、３輪等さらに多くの輪数を有するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】エアアシスト自転車の全体側面図
【図２】ペダルクランクの概略構造
【符号の説明】
【００２６】
１：車体フレーム、６：後輪、７：ペダルクランク、８：駆動スプロケット、１０：チェーン、１２：従動スプロケット、１３：主伝動機構、１４：エアモータ、１５：補助駆動ベルト、１６：補助巻き掛け機構、１７：エアバルブ、１８：テンショナ
【図１】
2005126002.tif 000003
【図２】
2005126002.tif 000004