(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクとともに回転し、踏力からなる人力駆動力を出力する人力駆動輪体と、後輪に設けられた後部輪体およびコースターブレーキと、前記人力駆動輪体と前記後部輪体とにわたって回転自在な状態で無端状に巻回された駆動力伝達体と、補助駆動力を発生する駆動源としての電動モータと、前記電動モータで発生した補助駆動力が伝達されて、前記駆動力伝達体に噛合して補助駆動力を前記駆動力伝達体に伝達する補助駆動輪体と、前記補助駆動輪体への駆動力伝達体の巻き角度を増加させるとともに前記駆動力伝達体に張力を与えて前記駆動力伝達体の下側部分の弛みを吸収するテンショナ装置と、を備えた電動自転車であって、
前記テンショナ装置が、前記駆動力伝達体に噛合するテンション輪体と、
このテンション輪体を揺動自在に支持する支持部材と、
前記駆動力伝達体の張力が大きくなる方向に前記テンション輪体が移動するように前記テンション輪体に付勢力を与える付勢部材と、
前記コースターブレーキの作動のために、ペダルが前進走行時の回転方向とは逆方向に回転されることによって、前記駆動力伝達体に、前記テンション輪体を前記付勢力の付勢方向とは逆方向に移動させようとする張力が作用した際の、前記テンション輪体の移動する限界位置を、前記支持部材の揺動範囲の途中位置に対応する位置を含む複数の位置で調整可能な状態で規制する位置調整機構と、
を有することを特徴とする電動自転車。
【請求項２】
前記補助駆動輪体および前記テンション輪体は、前記駆動力伝達体の同じ側の部分に噛み合うように配設され、前記位置調整機構は、前記駆動力伝達体における前記補助駆動輪体および前記テンション輪体が噛み合っていない側の部分よりも、前記駆動力伝達体における前記補助駆動輪体および前記テンション輪体が噛み合っている側の部分に、より大きな張力が作用した際に前記テンション輪体の移動する限界位置を調整可能な状態で規制することを特徴とする請求項１記載の電動自転車。
【請求項３】
電動モータおよび補助駆動輪体が設けられているモータ駆動ユニットが、前輪と後輪との間の中間位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動自転車。
【請求項４】
前記テンショナ装置が、電動モータおよび補助駆動輪体が設けられているモータ駆動ユニットに取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電動自転車。
【請求項５】
前記位置調整機構は、テンション輪体を揺動自在に支持する支持部材に当接する位置調整部材を有し、前記位置調整部材が、前記モータ駆動ユニットに対する相対位置を複数の位置で調整可能に取り付けられていることを特徴とする請求項４記載の電動自転車。
【請求項６】
前記位置調整機構は、前記駆動力伝達体の弛み状態が大きくなると、弛み状態が小さくなるように規制位置が複数の位置の間で切り換わって、前記テンション輪体の移動可能位置を変更することを特徴とする請求項１記載の電動自転車。
【請求項７】
前記位置調整機構は、テンション輪体を揺動自在に支持する支持部材に当接する位置調整部材と、前記位置調整部材を介して、前記テンション輪体が補助駆動輪体から離反する方向に前記支持部材を付勢する付勢手段と、前記位置調整部材を介して、前記テンション輪体が補助駆動輪体に近接する方向に前記支持部材が移動することを阻止する阻止機構と、を備えていることを特徴とする請求項６記載の電動自転車。
【請求項８】
前記位置調整機構は、ペダルによりクランクが前進時と逆方向に回転されることにより、前記駆動力伝達体における下側部分が前方に引っ張られた際に移動する限界位置を調整可能な状態で規制することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電動自転車。
【請求項９】
前記付勢部材は、ペダルを逆向きに回転させた際に発生する駆動力伝達体を引っ張る張力よりも小さい付勢力のものが用いられていることを特徴とする請求項１に記載の電動自転車。
【請求項１０】
クランク軸と前スプロケットとの間の駆動力伝達経路に、ワンウェイクラッチまたはラチェット機構が設けられておらず、クランク軸の正逆方向の回転が前スプロケットに伝達されることを特徴とする請求項１に記載の電動自転車。
【請求項１１】
踏力からなる人力駆動力を検出する人力駆動力検出器が、クランク軸からの伝達経路に伝達された人力駆動力を非接触状態で検出可能に構成され、クランク軸を前進時とは逆方向に回転自在とされていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の電動自転車。
【請求項１２】
前記人力駆動力検出器が磁歪式トルクセンサであることを特徴とする請求項１１に記載の電動自転車。
【請求項１３】
前記位置調整機構は、走行時の後輪の回転による力が前記駆動力伝達体に伝達されることにより、前記駆動力伝達体における下側部分が後方に引っ張られた際に移動する限界位置を調整可能な状態で規制することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電動自転車。
【請求項１４】
走行時の後輪の回転による力が前記駆動力伝達体を介して前記電動モータに伝達されて回転されることで回生動作を実行可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜７、１３の何れか１項に記載の電動自転車。
【請求項１５】
前記位置調整機構は、前記テンション輪体および前記支持部材が前記付勢力の付勢方向と逆方向に移動することを阻止する状態を維持しながら、前記限界位置を複数の位置で調整可能な状態で規制することを特徴とする請求項１記載の電動自転車。
【請求項１６】
前記位置調整機構は、前記テンション輪体および前記支持部材が前記付勢力の付勢方向と逆方向に移動できる状態を維持しながら、前記限界位置を複数の位置で調整可能な状態で規制することを特徴とする請求項１記載の電動自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動自転車、特にテンショナ装置を有する電動自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリなどの蓄電器と、この蓄電器から給電される電動モータとを有し、ペダルに加えられる踏力を、トルクセンサなどの踏力検出器により検出し、前記踏力による人力駆動力に、前記電動モータの補助駆動力（アシスト力）を加えることで、上り坂等でも楽に走行できる電動自転車（電動アシスト自転車）は既に知られている。
【０００３】
この電動自転車において、図２０、図２１に示すように、補助駆動力を発生させる電動モータなどが内蔵されたモータ駆動ユニット１０１を、クランク軸１０２ａの後方など、クランク軸１０２ａの近傍箇所に配置したものがある。このような配置構成の電動自転車は、重量が比較的大きいモータ駆動ユニット１０１が、電動自転車の前後方向中央（すなわち、前輪と後輪との間の中間位置）に配置されるため、モータ駆動ユニットが前輪のハブや後輪のハブに内蔵されている場合と比較して、前輪１０３や後輪１０４を持ち上げ易くて、走行路に段差があっても容易に乗り越えることができるなど、電動自転車の車体１０５の取り回しがよく、また、走行安定性も良好である。なお、図２０、図２１において、１０２はクランク、１０６はペダル、１０８はクランク軸１０２ａと一体的に回転する人力駆動輪体としての前スプロケット（クランクスプロケットや前ギヤとも称せられることがある）、１０９は後輪１０４に設けられた後部輪体としての後スプロケット、１１０は前スプロケット１０８と後スプロケット１０９とにわたって無端状に掛け渡された駆動力伝達体としてのチェーンである。
【０００４】
図２１、図２２に示すように、モータ駆動ユニット１０１には、電動モータの補助駆動力を出力する補助駆動スプロケット１０７が、前スプロケット１０８の後方箇所などに配置されている。そして、補助駆動スプロケット１０７をチェーン１１０に噛み合わせて配置することにより、人力駆動力に補助駆動力を加えて、これらの駆動力を後輪１０４に伝達する構成としている。また、補助駆動スプロケット１０７のさらに後方には、チェーン１１０における下側部分１１０ｂに噛み合って下方に案内するテンショナ装置（ガイド装置とも称せられることがある）１１１が配設されている。
【０００５】
このテンショナ装置１１１は、図２２、図２３に示すように、例えば、モータ駆動ユニット１０１の外殻部をなすユニットケース１１３から突出されたボス１１４と、このボス１１４の突出端部に取付ねじ１１５を介して揺動自在に取り付けられた支持アーム１１６と、この支持アーム１１６の揺動側端部に支持軸１１８を介して回転自在に取り付けられたテンションスプロケット１１２と、支持アーム１１６を図１３における矢印ａ方向に付勢する付勢ばね１１７とから構成されている。そして、テンションスプロケット１１２が、支持アーム１１６を介して、取付ねじ１１５の取付部を中心として自由に揺動できる状態、すなわち、支持アーム１１６の揺動範囲が規制されていない状態で、付勢ばね１１７の付勢力により、ａ方向に付勢されている。
【０００６】
このテンショナ装置１１１に設けられたテンションスプロケット１１２により、補助駆動スプロケット１０７にチェーン１１０が噛み合う巻き角度が適切な角度まで増加するように案内しているとともに、チェーン１１０の弛みを吸収してチェーン１１０の張り状態を適度に保っている。この構造により、チェーン１１０が補助駆動スプロケット１０７に大きな巻き角度で噛み合わせるとともに、チェーン１１０の弛みに起因する歯飛び現象の発生を防止して、電動モータの補助駆動力がチェーン１１０に良好に伝達するように図っている。
【０００７】
図２２に示すように、ペダル１０６が踏み込まれて、前スプロケット１０８がｂ方向に回転されると、チェーン１１０は、その上側部分が前スプロケット１０８により前方に張力が付加された状態で、前スプロケット１０８により下方に移動された後、後方ほど上になるように斜めに持ち上げられながら補助駆動スプロケット１０７に噛み合い、この後、後方ほど下になるようにテンションスプロケット１１２により案内された後、後スプロケット１０９の下部側に向けて後方に移動する。なお、ペダル１０６への踏力に対応して、補助駆動スプロケット１０７はｃ方向に回転されて補助駆動力が付加される。したがって、ペダル１０６が踏み込まれた際には、チェーン１１０の上側部分１１０ａだけに張力がかかり、チェーン１１０の下側部分１１０ｂには張力は殆ど作用しない。このため、この状態で、テンションスプロケット１１２がａ方向に揺動して、チェーン１１０の下側部分１１０ｂの弛みがテンショナ装置１１１により吸収される。
【０００８】
ところで、電動自転車においても一般の自転車と同様に、平地や下り坂などでペダル１０６を踏み込まない状態で走行させる惰性走行（慣性走行とも称せられる）を行っている際に、ペダル１０６が回転しないように、後輪１０４のハブ内に、一方向クラッチ機構やラチェット機構からなるフリーホイール機構が内装されている場合が多い。また、電動自転車では、バッテリ１２０の電気残量が極めて少なくなった際などに、電源を切って補助駆動力の発生を停止させることがある。この場合でも、ペダル１０６に電動モータ１２１の負荷がかかってペダル１０６を踏み込む力が過大になることがないように、モータ駆動ユニット１の平面断面図である図２４に示すように、電動モータ１２１と補助駆動スプロケット１０７との間にも一方向クラッチ機構１１９やラチェット機構を配設している。また、ペダル１０６の踏み込みを急に止めた時には、まだ補助駆動スプロケット１０７が回転し続けている場合がある。この場合に、ペダル１０６が回転しないように、クランク軸１０２ａから前スプロケット１０８への人力駆動力伝達経路の途中にも一方向クラッチ機構１２２が設けられている。これにより、運転者の足に余分な負担をかけないよう図ったり、踏み込み時以外にはペダル６が回転しないように図ったりしている。なお、図２４における１２３は、電動モータ１２１と補助駆動スプロケット１０７との間に配設されている減速機構、１２４は、クランク軸１０２ａに作用するトルク（すなわち、ペダル６への踏力からなる人力駆動力）を検出するトルクセンサである。
【０００９】
なお、電動自転車においても、一般の自転車と同様に、後輪１０４に外装変速機を備えたものがあるが、この外装変速機を備えた電動自転車では、前記モータ駆動ユニット１０１にはテンショナ装置１１１が不要である。外装変速機は、後輪１０４に取り付けられた互いに直径の異なる複数の後輪変速スプロケットと、後輪変速スプロケットの下方に配設されたガイドスプロケットと、変速時のチェーンの弛みを吸収する後部テンションスプロケットとを備えており、前記後部テンションプーリがチェーンの張力（テンション）を調整する機能を有している。このように外装変速機を備えている場合には、外装変速機にテンション調整機能があるので、前記モータ駆動ユニット１０１には、テンション調整機能が不要となる。しかし、テンショナ装置１１１を無くしてしまうと、補助駆動スプロケット１０７へのチェーン１１０の巻き角度が不足してしまうので、特許文献１には、図２５、図２６に示すような、前記テンショナ装置１１１の構成要素を流用したテンショナ装置１３０の構成が開示されている。
【００１０】
このテンショナ装置１３０では、図２５、図２６に示すように、支持アーム１１６の一部に、テンションスプロケット１１２が設けられている側とは反対方向に延びる突片部１３１が形成されている。また、モータ駆動ユニット１０１のユニットケース１１３の一部に側方に突出する複数の位置固定用突部１３２が形成されている。そして、電動自転車に外装変速機が備えられている場合には、図２６に示すように、突片部１３１をユニットケース１１３側に折り曲げて、位置固定用突部１３２間に嵌まり込んだ状態で取り付けることにより、支持アーム１１６およびテンションスプロケット１１２の位置が固定されて揺動しないようになっている。なお、この場合には、テンションスプロケット１１２の付勢機能が不要であるので、付勢ばね１１７は設けられない。一方、電動自転車に外装変速機が備えられない場合には、図２５に示すように、突片部１３１を折り曲げず、突片部１３１が位置固定用突部１３２などに当接しない状態として、支持アーム１１６およびテンションスプロケット１１２の揺動範囲を規制しない。
【００１１】
ところで、電動自転車に用いられるブレーキ装置としては、一般の自転車と同様に、ハンドル１２５に取り付けたブレーキレバー１２６（図２０参照）を操作することで制動されるリムブレーキ、バンドブレーキ、またはローラブレーキなどが用いられる場合が多いが、地域によって、または運転者の要望などにより、ペダルを前進走行時の回転方向とは逆方向に回転することにより制動されるコースターブレーキを後輪４に使用することが望まれる場合がある。なお、コースターブレーキに関する技術資料としては特許文献２、３等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−３４１７７４号公報
【特許文献２】ドイツ特許公報２３３７７２５号
【特許文献３】実開昭６１−１８７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、電動自転車の後輪１０４にコースターブレーキを組み付けようとした場合には、クランク軸１０２ａと前スプロケット１０８との間の一方向クラッチ機構１２２を省いて、ペダル１０６を逆向きに回転させた際に、この動きがクランク軸１０２ａに伝達され、さらに、前スプロケット１０８、チェーン１１０、後スプロケット１０９を介して、コースターブレーキに伝達されることが必要となる。この場合に、図２７に示すように、前スプロケット１０８が逆向き（ｄ方向）に回転することで、チェーン１１０の下側部分１１０ｂに大きな張力が発生し、これにより、テンションスプロケット１１２が大きく上方（ｅ方向）に移動してしまい、この移動距離に対応してチェーン１１０の上側部分１１０ａに大きな弛みを生じることになる。この結果、弛んだチェーン１１０の上側部分１１０ａが車体などに接触するなどの不具合を生じたり、コースターブレーキを解除してクランク１０２や前スプロケット１０８を逆方向の回転から前進走行時の回転へ切り換えた際に、前スプロケット１０８の歯飛びやチェーン１１０の脱落を生じたりしていた。
【００１４】
また、チェーン１１０は、長期間にわたって使用すると経年変化により延びてしまい、弛み状態が大きくなるが、チェーン１１０の上側部分１１０ａだけでなく、下側部分１１０ｂにも張力が係る場合があると、この弛み状態がより大きくなるおそれがあった。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するもので、補助駆動力を出力する補助駆動スプロケットなどの補助駆動輪体に対してチェーンなどの駆動力伝達体を良好に噛み合わせるとともに、前進時や惰性走行時での駆動力伝達体の弛みを良好に吸収することができながら、駆動力伝達体の、補助駆動輪体やテンション輪体が噛み合っている側の部分（例えば駆動力伝達体の下側部分）に大きな張力が作用した場合でも、駆動力伝達体の歯飛びや駆動力伝達体の脱落などを生じることを防止できる電動自転車を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の電動自転車は、クランクとともに回転し、踏力からなる人力駆動力を出力する人力駆動輪体と、後輪に設けられた後部輪体およびコースターブレーキと、前記人力駆動輪体と前記後部輪体とにわたって回転自在な状態で無端状に巻回された駆動力伝達体と、補助駆動力を発生する駆動源としての電動モータと、前記電動モータで発生した補助駆動力が伝達されて、前記駆動力伝達体に噛合して補助駆動力を前記駆動力伝達体に伝達する補助駆動輪体と、前記補助駆動輪体への駆動力伝達体の巻き角度を増加させるとともに前記駆動力伝達体に張力を与えて前記駆動力伝達体の下側部分の弛みを吸収するテンショナ装置と、を備えた電動自転車であって、前記テンショナ装置が、前記駆動力伝達体に噛合するテンション輪体と、このテンション輪体を揺動自在に支持する支持部材と、前記駆動力伝達体の張力が大きくなる方向に前記テンション輪体が移動するように前記テンション輪体に付勢力を与える付勢部材と、前記コースターブレーキの作動のために、ペダルが前進走行時の回転方向とは逆方向に回転されることによって、前記駆動力伝達体に、前記テンション輪体を前記付勢力の付勢方向とは逆方向に移動させようとする張力が作用した際の、前記テンション輪体の移動する限界位置（限界範囲）を、前記支持部材の揺動範囲の途中位置に対応する位置を含む複数の位置で調整可能な状態で規制する位置調整機構と、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の電動自転車の前記補助駆動輪体および前記テンション輪体は、前記駆動力伝達体の同じ側の部分に噛み合うように配設され、前記位置調整機構は、前記駆動力伝達体における前記補助駆動輪体および前記テンション輪体が噛み合っていない側の部分よりも、前記駆動力伝達体における前記補助駆動輪体および前記テンション輪体が噛み合っている側の部分に、より大きな張力が作用した際に前記テンション輪体の移動する限界位置を調整可能な状態で規制することを特徴とする。
【００１８】
この構成により、電動自転車の後輪のハブにコースターブレーキを組み付けてペダルを逆向きに回転させるなどして、前記駆動力伝達体の下側部分などに大きな張力が発生し、前記駆動力伝達体に、前記テンション輪体を前記付勢力の付勢方向とは逆方向に移動させようする張力が作用した場合には、前記位置調整機構により、前記テンション輪体の移動する位置が規制されるので、前記駆動力伝達体の上側の部分に大きな弛みを生じることが防止される。この結果、弛んだ駆動力伝達体が車体などに接触するなどの不具合を生じたり、人力駆動輪体の歯飛びや前記駆動力伝達体の脱落を生じたりすることを防止できる。また、前記位置調整機構により、前記テンション輪体の移動する限界位置（限界範囲）を調整できるので、長期間にわたって当該電動自転車を使用することに伴って前記駆動力伝達体が経年変化により延びてしまった場合でも、限界位置を適正な位置に調整できて、弛んだ駆動力伝達体が車体に接触するなどの不具合を生じたり、人力駆動輪体の歯飛びや前記駆動力伝達体の脱落を生じたりすることを防止できる。
【００１９】
本発明の電動自転車は、電動モータおよび補助駆動輪体が設けられているモータ駆動ユニットが、前輪と後輪との間の中間位置に配置されていることが好ましい。また、前記テンショナ装置が、電動モータおよび補助駆動輪体が設けられているモータ駆動ユニットに取り付けられていることが好ましい。
【００２０】
例えば、前記位置調整機構は、テンション輪体を揺動自在に支持する支持アームに当接する位置調整部材を有し、前記位置調整部材が、前記モータ駆動ユニットに対する相対位置を複数の位置で調整可能に取り付けられる。
【００２１】
また、前記位置調整機構により、前記駆動力伝達体の弛み状態が大きくなると、弛み状態が小さくなるように規制位置が複数の位置の間で切り換わって、前記テンション輪体の移動可能位置を変更する構成であると、前記駆動力伝達体の弛み状態が大きくなると、弛み状態が小さくなるように自動的に変更されるので、テンション輪体などの位置を手動で調整するなどの手間を省くことができる。
【００２２】
この場合の前記位置調整機構としては、テンション輪体を揺動自在に支持する支持アームに当接する位置調整部材と、前記位置調整部材を介して、前記テンション輪体が補助駆動輪体から離反する方向に前記支持アームを付勢する付勢手段と、前記位置調整部材を介して、前記テンション輪体が補助駆動輪体に近接する方向に前記支持アームが移動することを阻止する阻止機構と、を備えていることが好ましい。
【００２３】
また、本発明は、後輪にコースターブレーキが設けられている場合に特に良好に適用でき、前記位置調整機構は、ペダルによりクランクが前進時と逆方向に回転されることにより、前記駆動力伝達体における下側部分が前方に引っ張られた際に移動する限界位置を調整可能な状態で規制するよう構成される。
【００２４】
これにより、ペダルによりクランクを前進時と逆回転させることにより、コースターブレーキなどを良好に作動させることができながら、前記位置調整機構により、前記駆動力伝達体の上側の部分に大きな弛みを生じることを防止できる。
【００２５】
また、本発明は、クランク軸と前スプロケットとの間の駆動力伝達経路に、ワンウェイクラッチまたはラチェット機構が設けられておらず、クランク軸の正逆方向の回転が前スプロケットに伝達される構成とすることが好ましい。
【００２６】
また、本発明は、踏力からなる人力駆動力を検出する人力駆動力検出器が、クランク軸からの伝達経路に伝達された人力駆動力を非接触状態で検出可能に構成され、クランク軸を前進時とは逆方向に回転自在とされている構成とすることが好ましい。この場合に前記人力駆動力検出器は磁歪式トルクセンサであることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の位置調整機構は、走行時の後輪の回転による力が前記駆動力伝達体に伝達されることにより、前記駆動力伝達体における下側部分が後方に引っ張られた際に移動する限界位置を調整可能な状態で規制するように構成してもよい。この構成は、走行時の後輪の回転による力が前記駆動力伝達体を介して前記電動モータに伝達されて回転されることで回生動作を実行可能に構成されている場合に良好に適用できる。
【００２８】
これらの構成により、走行時の後輪の回転による力を前記駆動力伝達体を介して前記電動モータに伝達して支障なく回生動作を行うことができるとともに、前記位置調整機構により、前記駆動力伝達体の上側の部分に大きな弛みを生じることを防止できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、電動自転車の後輪にコースターブレーキを組み付けてペダルを逆向きに回転させるなどして、前記駆動力伝達体の下側の部分などに大きな張力が発生した場合でも前記駆動力伝達体の上側の部分などに大きな弛みを生じることが防止される。また、前記位置調整機構により、長期間にわたって当該電動自転車を使用することに伴って前記駆動力伝達体が経年変化により延びてしまった場合でも、限界位置を適正な位置に調整できる。これにより、弛んだ駆動力伝達体が車体に接触するなどの不具合を生じたり、人力駆動輪体の歯飛びや前記駆動力伝達体の脱落を生じたりすることを防止でき、電動自転車の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動自転車の全体側面図
【図２】同電動自転車の部分切欠側面図
【図３】同電動自転車のモータ駆動ユニットの平面断面図
【図４】同電動自転車のモータ駆動ユニットの、コースターブレーキを作動させていない走行時の状態を示す側面図
【図５】同電動自転車のモータ駆動ユニットの、コースターブレーキを作動させていない走行時の状態を示す斜視図
【図６】同電動自転車のモータ駆動ユニットの、テンション装置の分解斜視図
【図７】同電動自転車の後輪のハブの分解斜視図
【図８】同電動自転車の後輪のハブの縦断面図で、ペダルの踏力により後輪を回転駆動させている状態
【図９】同電動自転車の後輪のハブの縦断面図で、ペダルを前進走行時とは逆方向に回転させてコースターブレーキを作動させている状態、あるいは走行中にペダルの回転を停止している状態
【図１０】同電動自転車のモータ駆動ユニットの、コースターブレーキを作動させている走行時の状態を示す側面図
【図１１】同電動自転車のモータ駆動ユニットの、コースターブレーキを作動させている走行時の状態を示す斜視図
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る電動自転車のモータ駆動ユニットの側面図
【図１３】同電動自転車のモータ駆動ユニットの要部拡大側面図
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る電動自転車のモータ駆動ユニットの側面図
【図１５】同電動自転車のモータ駆動ユニットの要部拡大側面図
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る電動自転車の側面図
【図１７】同電動自転車のモータ駆動ユニットの平面断面図
【図１８】同電動自転車のモータ駆動ユニットの側面図
【図１９】同電動自転車のモータ駆動ユニットの斜視図
【図２０】従来の電動自転車の全体側面図
【図２１】同従来の電動自転車の部分切欠側面図
【図２２】同従来の電動自転車のモータ駆動ユニットの側面図
【図２３】同従来の電動自転車のモータ駆動ユニットにおけるテンショナ装置の分解斜視図
【図２４】同従来の電動自転車のモータ駆動ユニットの平面断面図
【図２５】従来の他の電動自転車のテンショナ装置の分解斜視図
【図２６】従来のさらに他の電動自転車のテンショナ装置の分解斜視図
【図２７】従来の電動自転車のテンショナ装置の作用を説明するための側面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態に係る電動自転車について図面に基づき説明する。
図１、図２における１は本発明の実施の形態に係る電動自転車である。図１、図２に示すように、この電動自転車１は、ヘッドパイプ２ａ、前フォーク２ｂ、メインパイプ２ｃ、立パイプ２ｄ、チェーンステー２ｅ、シートステー２ｆなどからなる金属製のフレーム２と、前フォーク２ｂの下端に回転自在に取り付けられた前輪３と、チェーンステー２ｅの後端に回転自在に取り付けられた後輪４と、前輪３の向きを変更するハンドル５と、サドル６と、クランク７およびペダル８と、補助駆動力（アシスト力）を発生させる駆動源としての電動モータおよびこの電動モータを含めた各種の電気的制御を行う制御部が設けられたモータ駆動ユニット１０と、電動モータに駆動用の電力を供給する二次電池からなるバッテリ１２と、ハンドル５などに取り付けられて、乗車者などが操作可能な手元操作部（図示せず）と、クランク７と一体的に回転するように取り付けられ、踏力からなる人力駆動力を出力する人力駆動輪体としての前スプロケット（クランクスプロケットや前ギヤとも称せられることがある）１３と、後輪４のハブ（後ハブとも称する）９に取り付けられた後部輪体としての後スプロケット（後ギヤとも称せられることがある）１４と、前スプロケット１３と後スプロケット１４とにわたって回転可能な状態で無端状に巻回された駆動力伝達体としてのチェーン１５と、チェーン１５などを側方から覆うチェーンカバー２１となどを備えている。なお、バッテリ１２は蓄電器の一例であり、二次電池が好適であるが、蓄電器の他の例としてはキャパシタなどであってもよい。
【００３２】
図１、図２に示すように、この電動自転車においても、モータ駆動ユニット１０が、クランク軸７ａの略後方など、前輪３と後輪４との間の中間位置（より詳しくは中間位置の下部）に配置されている。そして、このような配置構成にすることで、重量が比較的大きいモータ駆動ユニット１０が、電動自転車１の前後方向中央に配置されるため、前輪３や後輪４を持ち上げ易くて、走行路に段差があっても容易に乗り越えることができるなど、電動自転車１の車体（フレーム２など）の取り回しがよく、また、走行安定性も良好となるよう図っている。
【００３３】
図３はモータ駆動ユニット１０の平面断面図である。なお、図３にも記載しているように、以下の説明における左右方向は、進行方向に向った状態での方向を言うが、この発明の構成が以下で述べる方向に限定されるものではない。
【００３４】
図３に示すように、モータ駆動ユニット１０は、外殻部および仕切壁部をなすユニットケース１１の内部が、前側に配設されて、クランク軸７ａが回転自在に支持されてなるクランク軸配設部１６と、前後方向の中央に配設されて、制御基板１７や各種の電子部品などからなる制御部１８が配設された制御領域部と、後寄り左側に配設されて、電動モータ２０が内蔵されたモータ部１９と、減速歯車２２や補助駆動力出力軸２３などが回転自在に配設されてなる減速機構２４が配設された減速機構部などに区画されている。ここで、クランク軸配設部１６においては、クランク軸７ａの左寄り部分に、スプライン部を介して第１筒状体２５が、クランク軸７ａと一体的に回転される状態で外嵌されている。また、クランク軸７ａの右寄り部分には、第２筒状体２６がクランク軸７ａに対して回転自在な状態で外装されており、第１筒状体２５の右端部と第２筒状体２６の左端部とはスプライン結合されて第１筒状体２５の回転が第２筒状体２６に伝達される。さらに、第２筒状体２６の左端部に前スプロケット１３が一体的に回転する状態で取り付けられている。これらの構成により、クランク軸７ａの回転が、第１筒状体２５および第２筒状体２６を介して、前スプロケット１３に伝達され、この結果、踏力に基づく人力駆動力が前スプロケット１３から出力される。すなわち、この実施の形態では、クランク軸７ａと前スプロケット１３との間の駆動力伝達経路に、従来設けられていたような一方向クラッチ機構１２２（図２４参照）が設けられておらず、クランク軸７ａの正逆方向の回転が前スプロケット１３にそのまま伝達されるよう構成されている。
【００３５】
また、第１筒状体２５の外周面には、応力に応じて磁気歪を発生する磁歪部が形成されているとともに、この第１筒状体２５の外周面から僅かな隙間を有する状態でコイル２７が配設されている。そして、これらの磁歪部とコイル２７となどから人力駆動力検出器としての磁歪式トルクセンサ２８が構成され、この磁歪式トルクセンサ２８により、踏力（人力駆動力）に基づくトルクを非接触状態で検出するよう構成されている。また、この磁歪式トルクセンサ２８により、逆向きのトルクを検出することもでき、逆向きのトルクを検出した際に、電動モータ２０を即時に停止できるよう構成されている。これにより、搭乗者の足への負担をより少なくできるよう図られている。
【００３６】
モータ駆動ユニット１０における前スプロケット１３の後方箇所に、電動モータ２０で発生した補助駆動力を出力する補助駆動輪体としての補助駆動スプロケット２９が、モータ駆動ユニット１０から突出する補助駆動力出力軸２３に取り付けられた姿勢で配設されている。そして、補助駆動スプロケット２９を、前スプロケット１３の後方箇所で、チェーン１５の下側部分を上方に持ち上げる状態で噛み合わせて配置することにより、人力駆動力に補助駆動力を加えて、これらの駆動力を後輪４に伝達する構成としている。また、モータ駆動ユニット１０における電動モータ２０と補助駆動スプロケット２９との間の補助駆動力伝達経路に、この実施の形態では、減速歯車２２と補助駆動力出力軸２３との間に、一方向クラッチ機構３０を配設している。これにより、電動モータ２０が回転されていない状態でペダル８が踏み込まれた場合に、電動モータ２０の負荷がペダル８に作用することを防止して、ペダル８を踏み込む力が過大になることがないよう図っている。
【００３７】
図２、図４〜図６に示すように、モータ駆動ユニット１０における補助駆動スプロケット２９のさらに後方箇所に、チェーン１５における下側部分１５ｂに略上方から噛み合ってチェーン１５を略下方に押下げるテンショナ装置４０が配設されている。このテンショナ装置４０は、モータ駆動ユニット１０の外殻部をなすユニットケース１１から側方に突出されたボス４１と、このボス４１の突出端部に取付ねじ４２を介して揺動自在に取り付けられた支持アーム４３と、この支持アーム４３の後端部に支持軸４４を介して回転自在に取り付けられ、チェーン１５の下側部分１５ｂに噛合するテンション輪体としてのテンションスプロケット４５と、支持アーム４３を図４、図５におけるｋ方向に付勢する付勢ばね４６と、テンションスプロケット４５を反ｋ方向に移動させようとする張力がチェーン１５に作用した際、すなわち、チェーン１５における上側部分１５ａよりも下側部分１５ｂに大きな張力が作用した際にテンションスプロケット４５が移動する限界位置（移動範囲）を調整可能な状態で規制する位置調整機構５０とから構成されている。そして、テンションスプロケット４５が、支持アーム４３を介して、取付ねじ４２の取付部を中心として揺動（回動）可能な状態で、付勢ばね４６の付勢力によりｋ方向、すなわち、テンションスプロケット４５が補助駆動スプロケット２９から離反する方向、に付勢されている。なお、付勢ばね４６は、その張力が、チェーン１５における下部部分１５ｂに弛みを生じたときに良好に弛みを除去するような適度な付勢力を有するものが用いられているが、後述するような、ペダル８を逆向きに回転させた際に発生するチェーン１５の下側部分１５ｂを引っ張る張力よりも小さいものが用いられている。
【００３８】
テンショナ装置４０に設けられたテンションスプロケット４５により、補助駆動スプロケット２９にチェーン１５が噛み合う巻き角度が適切な角度まで増加するように案内しているとともに、チェーン１５の弛みを吸収してチェーン１５の張り状態を適度に保っている。この構造により、チェーン１５が補助駆動スプロケット２９に大きな巻き角度で噛み合わせるとともに、チェーン１５の弛みに起因する歯飛び現象の発生を防止して、電動モータ２０の補助駆動力がチェーン１５に良好に伝達するように図っている。
【００３９】
図６などに示すように、位置調整機構５０は、ユニットケース１１に取付ねじ５２で固定された支持枠５３と、支持枠５３を下方から斜め上方に貫通するように取り付けられ、先端部が、支持アーム４３の取付ねじ４２よりも前方に延びる前端部４３ｂに下方から当接可能に配設された位置調整部材としての位置調整ねじ５４と、位置調整ねじ５４の先端部（上端部）が支持枠５３から上方に突出しないように略下方へ付勢する付勢ばね５６などから構成されている。なお、この実施の形態では、位置調整ねじ５４の先端部には弾性を有するキャップ５５が被せられ、このキャップ５５を介して、位置調整ねじ５４の先端部が支持アーム４３の前端部４３ｂの裏面に間接的に当接するよう構成されており、支持アーム４３の微小な揺動は許容するようになっている。しかしながら、このキャップ５５は必ずしも必要ではなく、このキャップ５５を省いて、位置調整ねじ５４が支持アーム４３の前端部４３ｂの裏面に直接当接する構成を採用してもよい。なお、位置調整ねじ５４の下端部には太径のつまみ部５４ａが形成されている。また、位置調整ねじ５４の先端部にはおねじ部５４ｂが形成され、支持枠５３に形成されたねじ孔５３ａにねじ込まれている。そして、つまみ部５４ａを手で回すことにより、位置調整ねじ５４の先端部の、支持枠５３からの斜め上方への突出寸法を調整可能とされている。これにより、支持アーム４３の前端部が最も下方に移動する限界位置（移動範囲）、すなわち、支持アーム４３の後端部に取り付けられたテンションスプロケット４５の上方への限界位置（移動範囲）を調整可能とされている。
【００４０】
この電動自転車１では、後輪４のブレーキ装置として、ブレーキレバーを操作することにより作動するブレーキシューを前輪のリムに押し付けるリムブレーキや、後輪のバンドブレーキやローラブレーキなどは設けられていない。そして、これらのブレーキ装置の代わりに、後ハブ９（図２参照、但し、実際には、図２に示す後スプロケット１４の向こう側に後ハブ９が設けられている）に、ペダル８を前進走行時の回転方向と逆方向に回転することにより後輪４が制動される、図７に示すようなコースターブレーキ６０が設けられている。なお、前輪３のブレーキ装置としては、ブレーキレバーを操作することによりそれぞれ作動するキャリパーブレーキやリムブレーキを設けてもよいし、設けなくてもよい（図１においては前輪３のブレーキ装置を設けていない場合を示している）。
【００４１】
図７は、コースターブレーキ６０が設けられている後輪４のハブ（後ハブ）９の分解斜視図、図８、図９は、それぞれ後ハブの断面図である。この実施の形態では、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｄ９４１９に規定する自転車用コースターハブ機構Ｂタイプの「ローラークラッチ駆動式」のコースターブレーキ６０が用いられており、後ハブ９の外郭部をなして後輪４と一体的に回転するハブ本体の内部にコースターブレーキ６０が配設されている。図７〜図９に示すように、コースターブレーキ６０は、後輪４のハブ軸６７に回転自在に外嵌され、一端側（図７における右端側）外周に後スプロケット１４が一体的に回転するように固定され、他端側（図７における左端側）に図８、図９に示すような突部６１ａ、大径カム面６１ｂおよび小径カム面６１ｃが周方向適当間隔ごとに形成された駆動体６１と、外周寄り部分において周方向適当間隔ごとにローラ６２が配設されているとともに軸方向に沿って（図７における左側）突出するカム部６３ａを有するカム台６３と、カム台６３のカム部６３ａにその傾斜カム部６４ａが係合するとともにテーパ面６４ｂを有するエキスパンダー６４と、径方向に拡縮可能で後ハブ９の内周面に摺接可能なブレーキシュー６５と、ブレーキシュー６５を外側に移動可能なテーパ面６６ａを有するブレーキコーン６６などから構成されている。
【００４２】
そして、ペダル８が通常の走行方向（前進走行時の回転方向、正方向とも称す）に回転されると、チェーン１５および後スプロケット１４などを介して、駆動体６１が図８において示すｇ方向に回転され、これに伴い、ローラ６２が駆動体６１の大径部６１ｂにより外側に押圧される。この結果、ローラ６２が、駆動体６１と、後ハブ９のハブ本体との間に強く圧接された状態で挟持され、これによって、駆動体６１とともに前記ハブ本体が一体化されて、後輪４全体も回転される。なお、この際、カム台６３のカム部６３ａはエキスパンダー６４の傾斜カム部６４ａにおける軸方向に対して薄い厚み部分に当接している状態となり、エキスパンダー６４は図７において右側寄りに位置するため、エキスパンダー６４のテーパ面６４ｂがブレーキシュー６５に当接せず、ブレーキシュー６５も拡径されずに後ハブ９の内周面から離反されている。
【００４３】
一方、ペダル８が前進走行時の回転方向と逆方向に回転されて、チェーン１５を介して、後スプロケット１４が逆方向に回転された場合には、図９に示すように、駆動体６１が後スプロケット１４と同方向であるｈ方向に回転され、これにより、ローラ６２の箇所では、駆動体６１の小径カム面６１ｃに当接してハブ本体の内周面からは隙間を有する状態となる。しかしながら、駆動体６１のｈ方向への回転により、ローラ６２を介して、カム台６３がｈ方向に回転されると、カム台６３のカム部６３ａに傾斜カム部６４ａで当接しているエキスパンダー６４が図７における左側に移動される。これにより、ブレーキシュー６５が、エキスパンダー６４のテーパ面６４ｂとブレーキコーン６６のテーパ面６６ａとにより両側から押圧されて拡径して、後ハブ９のハブ本体の内周面に強く押圧され、この結果、後ハブ９を介して後輪４が制動される。
【００４４】
なお、走行中にペダル８が停止されて、チェーン１５を介して、後スプロケット１４の回転が停止された場合には、駆動体６１が図８に示すようなｇ方向に回転される力がなくなるため、図９に示すように、ローラ６２は、駆動体６１の小径カム面６１ｃ側に寄って後ハブ９の内周面から隙間を有する状態となる。また、駆動体６１が回転されないため、カム台６３も回転されず、これにより、エキスパンダー５４は図５において右側寄りに位置した状態のままとなり、エキスパンダー６４のテーパ面６４ｂがブレーキシュー６５に当接せず、ブレーキシュー６５も拡径されずに後ハブ９の内周面から離反される。この結果、後ハブ９が回転している状態であっても、後ハブ９の回転力は、駆動体６１や後スプロケット１４には伝達されず、これらの間にフリーホイール（一方向クラッチ機構やラチェット機構）を配設した場合のように、空回り状態となって惰性走行状態が維持される。
【００４５】
なお、この実施の形態では、コースターブレーキ６０として、「ローラークラッチ駆動式」のものを用いた場合を述べたが、これに限るものではなく、これに代えて、「テーパーコーン駆動式」のコースターブレーキや、「多板式」のコースターブレーキを用いてもよい。また、本実施の形態では、後輪４には外装変速機が設けられていない。
【００４６】
上記構成において、クランク軸７ａよりも前側に位置するペダル８を上方から下方に移動する方向に踏み込むことで、前スプロケット１３がｉ方向（図４参照）に回転される。これにより、チェーン１５は、その上側部分１５ａが前スプロケット１３により前方に張力が付加された状態で、前スプロケット１３により下方に移動された後、後方ほど上になるように斜めに持ち上げられながら補助駆動スプロケット２９に噛み合い、この後、後方ほど下になるようにテンションスプロケット４５により案内された後、後スプロケット１４の下部側に向けて後方に移動する。なお、ペダル８への踏力に対応して、補助駆動スプロケット２９はｊ方向に回転されて補助駆動力が付加される。したがって、ペダル８が踏み込まれた際には、チェーン１５の上側部分１５ａだけに張力がかかり、チェーン１５の下側部分１５ｂには張力は殆ど作用せず、この状態で、チェーン１５の下側部分１５ｂの弛みがテンショナ装置４０により吸収される。つまり、テンションスプロケット４５は付勢ばね４６の付勢力によりｋ方向に揺動し、これにより、チェーン１５の下側部分１５ｂの弛みが吸収される。
【００４７】
一方、走行中に、ペダル８を逆向きに回転させると、コースターブレーキ６０が上述のように作動して、制動される。この際、ペダル８の逆向きの回転により、図１０、図１１に示すように、前スプロケット１３がｍ方向に回転される。これにより、チェーン１５の下側部分１５ｂを前方に引っ張る大きな張力が発生し、チェーン１５の下側部分１５ｂが、補助駆動スプロケット２９の上端部の位置と後スプロケット１４の下端部との間で直線状になろうとする。この場合に、従来のテンション装置１１１を用いていた場合は、図２７に示すように、チェーン１１０の下側部分１１０ｂに作用する張力が、付勢ばね１１７の付勢力よりも大きいので、テンションスプロケット１１２が大きく上方（ｅ方向）に移動して、チェーン１１０の上側部分１１０ａに大きな弛みを生じてしまう。この結果、弛んだチェーン１１０の上側部分１１０ａが車体に接触するなどの不具合を生じたり、前スプロケット１０８の歯飛びやチェーン１１０の脱落を生じたりしていた。
【００４８】
これに対して、本発明の実施の形態においても、ペダル８を逆向きに回転させるなどして、チェーン１５の下側部分１５ｂに大きな張力が発生した場合には、チェーン１５の下側部分１５ｂが、補助駆動スプロケット２９の上端部の位置と後スプロケット１４の下端部との間で直線状になろうとし、テンションスプロケット４５が持ち上げられようとする。しかしながら、本発明の実施の形態では、位置調整機構５０が設けられているので、図１０、図１１に示すように、テンションスプロケット４５が持ち上げられるように上方（ｎ方向）に移動（揺動）しようとした場合でも、支持アーム４３の前端部４３ｂが、位置調整ねじ５４の先端部（この実施の形態では位置調整ねじ５４の先端部に取り付けられたキャップ５５）に当接して、テンションスプロケット４５が大きくｎ方向に移動することが阻止される。これにより、チェーン１５の上側部分１５ａに大きな弛みを生じることが防止され、弛んだチェーン１５がチェーンステー２ｅやチェーンカバー２１などに接触するなどの不具合を生じることが防止される。また、コースターブレーキ６０を解除してクランク７や前スプロケット１３を逆方向の回転から前進走行時の回転へ切り換えた際でも、チェーン１５の変位が少ないので、前スプロケット１３の歯飛びやチェーン１５の脱落などが発生しない。
【００４９】
また、位置調整機構５０により、チェーン１５における上側部分１５ａよりも下側部分１５ｂに大きな張力が作用した際に移動する限界位置（移動範囲）を調整できるので、長期間にわたって当該電動自転車１を使用することに伴ってチェーン１５が経年変化により延びてしまった場合でも、適正な限界位置（移動範囲）に調整できる。これによっても、弛んだチェーン１５がチェーンステー２ｅなどに接触するなどの不具合を生じたり、前スプロケット１３の歯飛びやチェーン１５の脱落などを防止できたりし、ひいては電動自転車１の信頼性が向上する。
【００５０】
次に、図１２、図１３を参照しながら、本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態に係る電動自転車が、前記第１の実施の形態に係る電動自転車１と異なる構成要素は、テンショナ装置の位置調整機構７０だけであり、他の構成は同じであるので、このテンショナ装置の位置調整機構７０およびこれに関する点のみ述べ、他の説明は省略する。なお、同機能の構成要素には同符号を付す。
【００５１】
上記第１の実施の形態では、位置調整機構５０の位置調整ねじ５４の位置を手動で調整する必要があった。したがって、手間が掛かるとともに、位置調整ねじ５４の調整位置が不適当となる可能性がある難点がある。本発明の第２の実施の形態に係る電動自転車のテンショナ装置の位置調整機構７０では、前記難点を改善可能である。
【００５２】
図１２、図１３を参照しながら、本発明の第２の実施の形態を説明する。この実施の形態では、位置調整機構７０が、ユニットケース１１から側方に突出された突出軸７１と、この突出軸７１にその内周部で固定され、その外周円筒部が、ｐ方向のみ回転可能で、逆ｐ方向には回転しないように構成された一方向クラッチ機構７２（これに代えてラチェット機構を設けてもよい）と、反ｐ方向への周方向に対して徐々に半径が増加する形状とされた位置調整部材としてのカム７３と、カム７３がｐ方向に回転するように付勢する付勢ばね７４とから構成されている。なお、図１３において、７５はユニットケース１１から側方に突出されているとともに付勢ばね７４の一端に当接された突起、７３ａはカム７３からユニットケース１１側に突出されて付勢ばね７４の他端に当接された突起、４３ｂはカム７３に当接する支持アーム４３の前端部である。
【００５３】
この構成では、カム７３が付勢ばね７４によってｐ方向に回転するように付勢されている。したがって、クランク軸７ａよりも前側に位置するペダル８を上方から下方に移動する方向に踏み込んだり、経年変化などによりチェーン１５が延びたりするなどして、チェーン１５の下側部分１５ｂに弛みが生じると、この弛みがテンショナ装置４０により吸収されるとともに、カム７３がｐ方向に回転する。これにより、テンションスプロケット４５の位置が自動的に調整される。
【００５４】
この結果、テンションスプロケット４５は前記の調整された位置に配置されるので、走行中にコースターブレーキ６０を作動させようとして、ペダル８を逆向きに回転させた場合でも、支持アーム４３の前端部４３ｂがカム７３に当接して、テンションスプロケット４５が大きく、反ｋ方向に移動することが阻止される。これにより、チェーン１５の上側部分１５ａに大きな弛みを生じることが防止され、弛んだチェーン１５がチェーンステー２ｅやチェーンカバー２１などに接触するなどの不具合を生じることを防止できる。また、コースターブレーキ６０を解除してクランク７や前スプロケット１３を逆方向の回転から前進走行時の回転へ切り換えた際でも、チェーン１５が殆ど変位しないので、前スプロケット１３の歯飛びやチェーン１５の脱落などが発生しない。
【００５５】
また、位置調整機構７０により、チェーン１５において弛みが殆どない状態に自動的に調整されるので、長期間にわたって当該電動自転車１を使用することに伴ってチェーン１５が経年変化により延びてしまった場合でも、適正な位置に自動的に調整される。これによっても、弛んだチェーン１５がチェーンステー２ｅなどに接触するなどの不具合を生じたり、前スプロケット１３の歯飛びやチェーン１５の脱落などを防止できたりし、ひいては電動自転車１の信頼性が向上する。なお、カム７３を付勢する付勢ばね７４の付勢力で支持アーム４３やテンションスプロケット４５が付勢されるので、支持アーム４３を付勢する付勢ばね４６を省いてもよい。
【００５６】
また、本発明の第２の実施の形態に係る電動自転車の位置調整機構７０に代えて、図１４、図１５に示すような、本発明の第３の実施の形態に係る電動自転車の位置調整機構８０を使用してもよい。
【００５７】
図１４、図１５に示すように、この実施の形態では、位置調整機構８０が、ユニットケース１１から側方に突出された突出軸８１と、この突出軸８１に回転自在な状態で取り付けられ、右回り方向であり反ｐ方向の周方向に対して徐々に半径が増加する形状のカム部８２ａと周方向に同一の半径で形成された歯部８２ｂとを有する位置調整部材としてのカム体８２と、カム体８２がｐ方向に回転するように付勢する付勢ばね８３と、ユニットケース１１から側方に突出されたボス４１などにより揺動可能に支持されて、先端部にカム体８２の歯部８２ｂに噛合する爪体８４と、この爪体８４の先端部がカム体８２の歯部８２ｂに噛合する方向に付勢する付勢ばね８５とを備えている。なお、図１５において、８６はユニットケース１１から側方に突出されているとともに付勢ばね７４の一端に当接された突起、８２ｃはカム８２からユニットケース１１側に突出されて付勢ばね８５の他端に当接された突起、４３ｂはカム７３に当接する支持アーム４３の前端部である。
【００５８】
この構成でも、カム体８２が付勢ばね８３によってｐ方向に回転するように付勢されている。したがって、クランク軸７ａよりも前側に位置するペダル８を上方から下方に移動する方向に踏み込んだり、経年変化などによりチェーン１５が延びたりするなどして、チェーン１５の下側部分１５ｂに弛みがある程度の量（爪体８４の先端部がカム体８２の１つの歯部８２ｂを乗り越える以上の量）だけ生じると、この弛みがテンショナ装置４０により吸収されるとともに、カム体８２がｐ方向に回転する。これにより、テンションスプロケット４５がｋ方向に揺動してテンションスプロケット４５の位置が段階的かつ自動的に調整される。
【００５９】
この結果、テンションスプロケット４５は前記の調整された位置に配置されるので、走行中にコースターブレーキ６０を作動させようとして、ペダル８を逆向きに回転させた場合でも、支持アーム４３の前端部４３ｂがカム体８２に当接して、テンションスプロケット４５が大きく、反ｋ方向に移動することが阻止される。これにより、チェーン１５の上側部分１５ａに大きな弛みを生じることが防止され、弛んだチェーン１５がチェーンステー２ｅやチェーンカバー２１などに接触するなどの不具合を生じることを防止できる。また、コースターブレーキ６０を解除してクランク７や前スプロケット１３を逆方向の回転から前進走行時の回転へ切り換えた際でも、チェーン１５が殆ど変位しないので、前スプロケット１３の歯飛びやチェーン１５の脱落などが発生しない。したがって、電動自転車の信頼性が向上する。なお、カム体８２を付勢する付勢ばね８３の付勢力で支持アーム４３やテンションスプロケット４５が付勢されるので、支持アーム４３を付勢する付勢ばね４６を省いてもよい。
【００６０】
上記第１〜第３の実施の形態では、コースターブレーキ６０が設けられて、ペダル８を逆向きに踏み込むなどして、位置調整機構５０、７０、８０が、チェーン１５における下側部分１５ｂが前方に引っ張られた際に移動する限界位置（移動範囲）を調整可能な状態で規制する場合を述べたが、これに限るものではない。
【００６１】
図１６〜図１９などは本発明の第４の実施の形態に係る電動自転車９０を示すものである。図１６に示すように、この電動自転車９０では、上記実施の形態と同様に、モータ駆動ユニット１０が、クランク軸７ａの略後方など、前輪３と後輪４との間の中間位置（より詳しくは中間位置の下部）に配置されている。しかし、この電動自転車９０では、コースターブレーキ６０は設けられておらず、ハンドル５に取り付けたブレーキレバー３１を操作することで後輪４が制動されるリムブレーキ、バンドブレーキ、またはローラブレーキなどが組み付けられている。また、ペダル８やクランク７の逆回転の力を後輪４側に伝達する必要がないため、クランク軸７ａと前スプロケット１３との間の駆動力伝達経路に、一方向クラッチ機構３２が設けられており、クランク軸７ａの正方向の回転は前スプロケット１３に伝達されるが、クランク軸７ａの逆方向の回転は前スプロケット１３に伝達されない。したがって、走行時にペダル８の踏み込みを停止した際に、電動モータ２０の補助駆動力がチェーン１５に伝達された際でも、ペダル８やクランク７は回転しない状態を維持できる。
【００６２】
また、この実施の形態の電動自転車９０では、惰性走行時などに後輪４の回転を、チェーン１５を介してモータ駆動ユニット１０の電動モータ２０に伝達することにより、電動モータ２０を回転させることが可能であり、これとともにブレーキレバー３１を操作した時にバッテリ１２を充電する回生動作を実行可能とされている。したがって、惰性走行時などペダル８の踏み込みを停止した場合などには、後輪４の回転が後スプロケット１４に伝達され、後スプロケット１４の回転がチェーン１５に伝達され、チェーン１５により回転される補助駆動スプロケット２９のｊ方向の回転が電動モータ２０に伝達されて電動モータ２０が回転する。また、図示しないが、ブレーキレバー３１の近傍箇所には、ブレーキレバー３１が操作されたことを検知するブレーキ検知スイッチが配設され、このブレーキ検知スイッチによりブレーキレバー３１が操作されたことが検知された際には、回生制御動作が実行されてバッテリ１２が充電される。これにより、バッテリ１２の充電作業回数に対する走行距離を増加させることができる。
【００６３】
この実施の形態に係る電動自転車９０でも、上記実施の形態１と同様な構成の位置調整機構５０（図４〜図６参照）を有するテンショナ装置４０が配設されている。そして、前記位置調整機構５０により、支持アーム４３の前端部が最も下方に移動する限界位置（範囲）、すなわち、支持アーム４３の後端部に取り付けられたテンションスプロケット４５の上方への限界位置（移動範囲）を調整可能とされている。
【００６４】
上記構成において、惰性走行時など、後輪４の回転がチェーン１５に伝達される際には、後スプロケット１４によりチェーン１５の下側部分１５ｂが後方に引っ張られて大きな張力が発生する。そして、チェーン１５の下側部分１５ｂが、補助駆動スプロケット２９の上端部の位置と後スプロケット１４の下端部との間で直線状になろうとする。しかしながら、本発明の実施の形態でも、位置調整機構５０が設けられているので、図１８、図１９に示すように、テンションスプロケット４５が持ち上げられるようにｎ方向に移動した場合でも、支持アーム４３の前端部が、位置調整ねじ５４の先端部（この実施の形態では位置調整ねじ５４の先端部に取り付けられたキャップ５５）に当接して、テンションスプロケット４５が大きくｎ方向に移動することが阻止される。これにより、チェーン１５の上側部分１５ａに大きな弛みを生じることが防止され、弛んだチェーン１５がチェーンステー２ｅやチェーンカバー２１などに接触するなどの不具合を生じることを防止できる。また、この状態からペダル８が踏み込まれて、チェーン１５への張力が下側部分１５ｂから上側部分１５ａに切り換えられた際でも、チェーン１５の変位が少ないので、前スプロケット１３の歯飛びやチェーン１５の脱落などが発生しない。
【００６５】
また、長期間にわたって当該電動自転車１を使用することに伴ってチェーン１５が経年変化により延びてしまった場合でも、位置調整機構５０により、チェーン１５において弛みが殆どない状態に手動で調整することができ、長期間にわたって当該電動自転車１を使用することに伴ってチェーン１５が経年変化により延びてしまった場合でも、適正な位置に調整できる。これによっても、弛んだチェーン１５がチェーンステー２ｅなどに接触するなどの不具合を生じたり、前スプロケット１３の歯飛びやチェーン１５の脱落などを防止できたりし、ひいては電動自転車１の信頼性が向上する。
【００６６】
なお、上記第４の実施の形態では、第１の実施の形態の位置調整機構５０と同じ構造のものを用いた場合を述べたが、これに限るものではなく、これに代えて、第２の実施の形態の位置調整機構７０と同じ構造のものを用いたり、第３の実施の形態の位置調整機構８０と同じ構造のものを用いたりしてもよい。これにより、チェーン１５の弛みがない状態に自動的に調整できる。
【００６７】
また、上記第１の実施の形態では、位置調整機構５０自体に位置調整機能を有する場合を述べたが、これに限るものではない。例えば、支持アーム４３の位置を規制する位置規制ねじを設けるとともに、この位置規制ねじを取り付ける雌ねじ部を、ユニットケース１１における取付ねじ４２を中心とする周方向に複数箇所に形成する。そして、位置規制ねじの取付位置を変更することで、支持アーム４３やテンションスプロケット４５の上方への限界位置（移動範囲）を調整可能に構成してもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、補助駆動スプロケット２９とテンションスプロケット４５とが、チェーン１５の下側部分１５ｂに噛み合うように配設されている場合を述べたが、これに限るものではなく、補助駆動スプロケット２９とテンションスプロケット４５とが、チェーン１５の上側部分１５ａに噛み合うように配設されている場合でも、上記とは上下方向に逆に配置された類似の構成を採用することで、同様の作用効果を得ることができる。すなわち、位置調整機構５０、７０，８０は、チェーン１５における補助駆動スプロケット２９とテンションスプロケット４５とが噛み合っていない側の部分よりも、チェーン１５における補助駆動スプロケット２９とテンションスプロケット４５とが噛み合っている側の部分に、より大きな張力が作用した際にテンションスプロケット４５の移動する限界位置を調整可能な状態で規制するように配設すればよい。
【００６９】
また、上記実施の形態では、ペダル８からの踏力を後輪４に伝達する駆動力伝達体として、チェーン１５を用いた場合を述べたが、これに限るものではなく、チェーンに代えて歯付きベルトを用いてもよい。また、歯付きベルト（駆動力伝達歯付きベルト）を用いた場合には、補助駆動力を出力する補助駆動輪体として、補助駆動スプロケット２９に代えて補助駆動歯車を用い、後部輪体として後スプロケット１４に代えて後歯車を用いるとよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、補助駆動スプロケットなどの補助駆動輪体からチェーンなどの駆動力伝達体に補助駆動力を伝達するとともに、駆動力伝達体の下側部分に張力が作用する可能性のある電動自転車に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１      電動自転車
２      フレーム
３      前輪
４      後輪
５      ハンドル
７      クランク
７ａ    クランク軸
８      ペダル
９      ハブ（後ハブ）
１０    モータ駆動ユニット
１１    ユニットケース
１２    バッテリ
１３    前スプロケット（人力駆動輪体）
１４    後スプロケット（後部輪体）
１５    チェーン
２０    電動モータ
２４    減速機構部
２８    磁歪式トルクセンサ（人力駆動力検出器）
２９    補助駆動スプロケット（補助駆動輪体）
３０    一方向クラッチ機構
３２    一方向クラッチ機構
４０    テンショナ装置
４１    ボス
４２    取付ねじ
４３    支持アーム
４４    支持軸
４５    テンションスプロケット（テンション輪体）
４６    付勢ばね
５０    位置調整機構
５１    突出部
５３    支持枠
５４    位置調整ねじ（位置調整部材）
５５    キャップ
５６    付勢ばね
６０    コースターブレーキ
６１    駆動体
６２    ローラ
６３    カム台
６４    エキスパンダー
６５    ブレーキシュー
６６    ブレーキコーン
６７    ハブ軸
７０    位置調整機構
７１    突出軸
７２    一方向クラッチ機構
７３    カム（位置調整部材）
７４    付勢ばね
７５    突起
８０    位置調整機構
８１    突出軸
８２    カム体（位置調整部材）
８３    付勢ばね
８４    爪体
８５    付勢ばね
９０    電動自転車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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