(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人力により駆動する人力駆動手段に加えて、駆動源からの駆動力を車輪に伝達する駆動力補助装置が設けられた駆動力補助装置付自転車であって、車輪に設けられて制動手段の一部を構成し車輪とともに一体的に回転する制動用ドラムを介して、駆動力補助装置の駆動力を伝達するように構成し、制動用ドラムの外周面に歯車部を形成し、制動用ドラムの外周面に形成された歯車部と噛合うように、ワンウェイクラッチを内装した伝達歯車を設け、この伝達歯車の側面にもギヤ部を形成し、駆動源である電動モータの回転軸に形成したピニオン部を前記ギヤ部に噛み合わせ、制動用ドラムの配設面に沿うようにワンウェイクラッチ内装伝達歯車および電動モータを配設した駆動力補助装置付自転車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータなどの駆動源からの駆動力を車輪に伝達する駆動力補助装置が設けられた自転車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人力により駆動する人力駆動手段に加えて、モータからの駆動力を車輪に伝達する駆動力補助装置が設けられた自転車は既に知られている。
【０００３】
この種の駆動力補助装置付自転車としては、特開平８−３４３８３号公報において、クランク部近傍に電動モータや減速機を配設するとともに、人力伝達用のチェーンが掛けられる前スプロケットと同軸にギヤを配置し、電動モータの駆動力を減速機およびギアを介して前スプロケットに伝達する駆動力補助装置を設けたものが開示されている。
【０００４】
また、特開昭５６−１４９２７７号公報や実開昭５６−４６４９４号公報には、人力伝達用のチェーンやこのチェーンが掛けられる人力伝達用の後スプロケットの反対側に駆動力補助装置の電動モータやチェーン、補助駆動力伝達用の後スプロケットを設けて、電動モータの駆動力をチェーンおよび補助駆動力伝達用の後スプロケットを介して後輪に伝達する駆動力補助装置を設けたものが開示されている。
【０００５】
しかし、特開平８−３４３８３号公報に開示されているようなクランク部近傍に電動モータや減速機を配設した駆動力補助装置付自転車では、電動モータや減速機などの重量もクランク部の近傍に集中するため、この箇所のフレーム部分や駆動部分の強度アップが必要となり、特殊なフレーム構造などを必要として製造コストの増加を招く問題があった。
【０００６】
また、特開昭５６−１４９２７７号公報や実開昭５６−４６４９４号公報に開示されているような、人力伝達用のチェーンや後スプロケットの反対側に駆動力補助装置の電動モータやチェーン、補助駆動力伝達用の後スプロケットを設けているものでは、これらのチェーンや後スプロケットが邪魔になって、一般の自転車に用いられているような、後ろ車輪のハブに取り付けるドラム式ブレーキや内拡式ブレーキを装着できないという問題があった。
【０００７】
このような問題が比較的少ないものとして、特開平７−１７２３７７号公報には、人力伝達用のチェーンの上側配設位置と下側配設位置との間に電動モータや減速機を配設するとともに、人力伝達用の後スプロケットの外側に同軸で補助駆動力伝達用のギアを取付け、電動モータの駆動力を減速機および補助駆動力伝達用ギアを介して後輪に伝達する駆動力補助装置を設けたものが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−１７２３７７号公報に開示されているような駆動力補助装置付自転車においては、人力伝達用の後スプロケットの外側に補助駆動力伝達用のギアを取付け、このギアの位置に対応させて電動モータや減速機を配置しているため、補助駆動力伝達用のギア、減速機、電動モータなどが側方に突出し、ペダルに載せた足と干渉するおそれがあった。また、これらの減速機、電動モータのために、これらを支持するチェーンステーを特殊な形状に構成しなければならなかったり、減速機、電動モータなどが人力伝達用のチェーンに干渉することを防止するために、人力伝達用の前スプロケットおよび後スプロケットも特殊なものを用いなければならず、その結果、製造コストの増加を招いてしまう課題があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、一般の自転車と同じフレームを使用でき、かつ補助駆動力伝達用の減速機や電動モータなどが、ペダルに載せた足と干渉することのない駆動力補助装置付自転車を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、人力により駆動する人力駆動手段に加えて、駆動源からの駆動力を車輪に伝達する駆動力補助装置が設けられた駆動力補助装置付自転車であって、車輪に設けられて制動手段の一部を構成し車輪とともに一体的に回転する制動用ドラムを介して、駆動力補助装置の駆動力を伝達するように構成し、制動用ドラムの外周面に歯車部を形成し、制動用ドラムの外周面に形成された歯車部と噛合うように、ワンウェイクラッチを内装した伝達歯車を設け、この伝達歯車の側面にもギヤ部を形成し、駆動源である電動モータの回転軸に形成したピニオン部を前記ギヤ部に噛み合わせ、制動用ドラムの配設面に沿うようにワンウェイクラッチ内装伝達歯車および電動モータを配設したものである。
【００１１】
この本発明によれば、一般の自転車と同じフレームを使用でき、かつ補助駆動力伝達用の減速機や電動モータなどが、ペダルに載せた足と干渉することのない駆動力補助装置付自転車が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の本発明は、人力により駆動する人力駆動手段に加えて、駆動源からの駆動力を車輪に伝達する駆動力補助装置が設けられた駆動力補助装置付自転車であって、車輪に設けられて制動手段の一部を構成し車輪とともに一体的に回転する制動用ドラムを介して、駆動力補助装置の駆動力を伝達するように構成し、制動用ドラムの外周面に歯車部を形成し、制動用ドラムの外周面に形成された歯車部と噛合うように、ワンウェイクラッチを内装した伝達歯車を設け、この伝達歯車の側面にもギヤ部を形成し、駆動源である電動モータの回転軸に形成したピニオン部を前記ギヤ部に噛み合わせ、制動用ドラムの配設面に沿うようにワンウェイクラッチ内装伝達歯車および電動モータを配設したものである。
【００１３】
この構成により、制動手段の一部を構成する制動用ドラムを、駆動力補助装置の駆動力伝達用部品として兼用しているため、駆動力補助装置の駆動力を伝達するためのチェーンや車輪と一体的に回転する駆動力伝達用のギヤやスプロケットを設けなくて済み、一般の自転車と同じフレームを使用することが可能となる。また、車輪に駆動力補助装置の駆動力を伝達する制動用ドラムは従来より制動手段の一部を構成する部品として設けられているものであるため、この制動用ドラムに並べて駆動力補助装置を配設することで駆動力補助装置を車体よりあまり突出することなく配置でき、ペダルに載せた足と干渉することを防止できる。
【００１８】
また、この構成により、制動用ドラムの配設面に沿うようにワンウェイクラッチ内装伝達歯車および電動モータを配設できるため、ワンウェイクラッチ内装伝達歯車および電動モータなどの駆動力補助装置を車体からあまり突出させることなく配置できて、駆動力補助装置がペダルに載せた足と干渉することを防止できる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態にかかる駆動力補助装置付自転車について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、この駆動力補助装置付自転車のフレーム１は、一般の自転車と同様な、立てパイプ２、上パイプ３、シートステー４、チェーンステー５およびヘッドパイプ６などで構成されている。
【００２０】
また、図１〜図４における２０は、駆動源としての電動モータ２１からの駆動力を後ろ車輪７に伝達する駆動力補助装置で、後ろ車輪７に設けられた回転部材としての制動用ドラム８の前方に配設されている。
【００２１】
制動用ドラム８は、その内周面に一対のシュー９が押し付けられる内拡式ブレーキ装置１０の一部として用いられているものであり、後ろ車輪７のハブ１６に溝嵌合して、ハブ１６とともに一体的に回転する。そして、ハンドル１１近傍に設けられたブレーキレバー１２を握ることにより、後ろブレーキワイヤ１３ないしブレーキ用クランク１４を介してカム１５が回転され（図３参照）、シュー９が押し広げられて制動用ドラム８の内周面に当接されてブレーキ動作が行われるようになっている。
【００２２】
制動用ドラム８の外周には歯車部８ａが一体形成されているとともに、制動用ドラム８にはベアリング２３を介して駆動力補助装置２０の第１カバー２４が取り付けられている。駆動力補助装置２０は、後ろ車輪７寄りに配置された前記第１カバー２４と、第１カバー２４と対となってねじで取り付けられる第２カバー２５と、これらの第１カバー２４および第２カバー２５により覆われるとともにベアリング２６でその回転駆動軸が支持された電動モータ２１と、第１カバー２４および第２カバー２５で支持された支持軸２８にベアリング２９を介して回転自在に取り付けられ、ワンウェイクラッチ３０ａが内装された伝達歯車３０とから構成されている。
【００２３】
伝達歯車３０には、制動用ドラム８の歯車部８ａに噛合う歯車部３０ｂが形成されているだけでなく、一側面にハイポイドギア３０ｃが形成されており、このハイポイドギア３０ｃは、電動モータ２１の回転駆動軸に形成されたピニオン２１ａに噛合わされている。そして、電動モータ２１の駆動力が伝達歯車３０および制動用ドラム８を介して後ろ車輪７に伝達されるようになっている。なお、後ろ車輪７が逆回転された際には、ワンウェイクラッチ３０ａが空回りして回転力は電動モータ２１には伝達されない。
【００２４】
図２〜図４に示すように、上方から見て制動用ドラム８の周方向配設面に沿うように、ワンウェイクラッチ３０ａを内装した伝達歯車３０と電動モータ２１とが制動用ドラム８の前方に配設されている。また、第１カバー２４と第２カバー２５とにそれぞれ形成された半円筒部２４ａ，２５ａが２分割装着の弾性体３１、３２を介してチェーンステー５に係合され、これにより、駆動力補助装置２０が、制動用ドラム８の外周面に取り付けられたベアリング２３回りに回転することが防止されている。
【００２５】
なお、３３〜３５は第１カバー２４と第２カバー２５とをねじで固定するための固定用ボス、３６は第１カバー２４と第２カバー２５とをねじで固定してチェーンステー５に係合させる固定用板部である。また、図２において、１７はハブ１６に取り付けられているスポーク、１８はブレーキカバーで、図２に示すように、ナット１９でハブ１６に固定されている。
【００２６】
また、図１に示すように、ハンドルバー４１の後方には、駆動力補助装置２０を制御する制御箱４２が配設されており、この制御箱４２はハンドル１１とともに連動して回転するようになっている。制御箱４２には操作キー４３を挿入するキー挿入部と表示部とが設けられているとともに、バッテリ４４も装着されている。さらに、立てパイプ２の後方に予備バッテリ４５も装着されている。
【００２７】
また、図１において、４６はペダル、４７はクランク、４８は人力を後ろ車輪７に伝えるチェーンである。
上記構成により、内拡式ブレーキ装置１０の一部を構成する制動用ドラム８を、駆動力補助装置２０の駆動力伝達用部品として兼用しているため、従来のような駆動力補助装置の駆動力を伝達するためのチェーンや車輪と一体的に回転する駆動力伝達用のギヤやスプロケットを設けなくて済むとともに、一般の自転車と同じフレームを使用することが可能となり、製造コストを低減できる。
【００２８】
また、内拡式ブレーキ装置１０の一部を従来より構成している制動用ドラム８に並べて駆動力補助装置２０を配設することで車体よりあまり突出することなく配置でき、ペダル４６に載せた足と干渉することを防止できる。さらに、ハイポイドギア３０ｃを組み合わせて前後方向に長い筒状の電動モータ２１を設けることによっても、駆動力補助装置２０の横方向への突出量を最小限に抑えることが可能となるとともに、駆動力補助装置２０をコンパクトに構成できて側面より見ても目立ち難くすることができ、さらに、電動モータ２１を後ろ車輪７のハブ１６より比較的遠い位置に配置できるため、チェーンステー５にかかる応力を小さめに抑えることができる。
【００２９】
また、制動用ドラム８の外周に歯車部８ａを形成することで、直径の大きな歯車部８ａを採用することができて電動モータ２１の回転に対して大きな減速比を実現することができる。さらに、内周面にシュー９が押し付けられる内拡式ブレーキ装置１０の制動用ドラム８が用いられているため、駆動力補助装置２０の駆動力伝達機構部分と内拡式ブレーキ装置１０とを干渉することなく配置できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、制動手段の一部を構成し車輪とともに一体的に回転する制動用ドラムを介して、駆動力補助装置の駆動力を伝達するように構成したことにより、駆動力補助装置の駆動力を伝達するためのチェーンや車輪と一体的に回転する駆動力伝達用のギヤやスプロケットを設けなくて済み、一般の自転車と同じフレームを使用することが可能となって製造コストを低減することができ、また、駆動力補助装置を車体よりあまり突出することなく配置できて、ペダルに載せた足と干渉することを防止でき、使い勝手も良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる駆動力補助装置付自転車の全体側面図である。
【図２】同駆動力補助装置付自転車の駆動力補助装置の横断平面図である。
【図３】同駆動力補助装置付自転車の駆動力補助装置および内拡式ブレーキ装置の部分切欠側面図である。
【図４】同駆動力補助装置付自転車の駆動力補助装置の斜視図である。
【図５】同駆動力補助装置付自転車の第２カバーとブレーキカバーの斜視図である。
【符号の説明】
１              フレーム
５              チェーンステー
８              制動用ドラム（回転部材）
８ａ、３０ｂ    歯車部
７              後ろ車輪
１０            内拡式ブレーキ装置
１６            ハブ
２０            駆動力補助装置
２１            電動モータ（駆動源）
２１ａ          ピニオン
２３            ベアリング
２４            第１カバー
２５            第２カバー
３０            伝達歯車
３０ａ          ワンウェイクラッチ
３０ｃ          ハイポイドギア
３１、３２      弾性体
【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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