(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏力を伝達するペダルクランク軸を含む人力駆動部と該人力駆動部に合成される補助動力を発生させるモータを含むモータ駆動部とを有する電動補助自転車において、
同軸上でその内周および外周にそれぞれ配置された部材を結合するよう構成され、前記モータ駆動部の回転を後輪に伝達する第１のワンウェイクラッチと
後輪を制動させるブレーキ手段と、
前記各部材を側方から押圧して互いを直結するよう構成され、前記ブレーキ手段の付勢に応答して前記第１のワンウェイクラッチを直結する直結手段とを具備したことを特徴とする電動補助自転車。
【請求項２】
チェーンを介して後輪に直結された駆動スプロケットと、
前記ペダルクランク軸の回転を前記駆動スプロケットに伝達する第２のワンウェイクラッチとを具備し、
前記モータ駆動部が前記第１のワンウェイクラッチを介して前記駆動スプロケットに結合されていることを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車。
【請求項３】
筒状の後輪ハブを具備し、
前記モータ駆動部が前記後輪ハブ内に収容されていると共に、
前記第１のワンウェイクラッチが前記モータ駆動部の出力軸および前記後輪ハブ間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車。
【請求項４】
前記直結手段が、前記ブレーキ手段の操作力で付勢されることを特徴とする請求項１〜請求項３記載のいずれかに記載の電動補助自転車。
【請求項５】
前記ブレーキ手段の操作を検出する検出手段と、
前記検出手段による操作検出に応答して前記直結手段を付勢する電磁手段とを具備したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電動補助自転車。
【請求項６】
前記第１のワンウェイクラッチを介して前記モータ駆動部に結合された駆動スプロケットと、
後輪と同軸に設けられたリヤスプロケットと、
前記駆動スプロケットおよび前記リヤスプロケットを直結するチェーンと、
前記リヤスプロケットの回転を後輪に伝達するための第３のワンウェイクラッチと、
前記ブレーキ手段の付勢に応答して前記第３のワンウェイクラッチを直結する第２の直結手段とを具備したことを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動補助自転車に関し、特に、踏力に電動補助力を与えるための電源用バッテリに回生電流を供給することができる電動補助自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ペダルに加えられた踏力を後輪に伝達するための人力駆動系と、踏力に応じて前記人力駆動系に補助動力を付加させることができるモータ駆動系とを備えた電動補助自転車が知られている。例えば、特開平１０−２５０６７３号公報には、クランク軸およびその軸受等を含む人力駆動系と、モータによる補助動力をクランク軸に合力させる駆動系とを単一のハウジングに収容した駆動装置を有する自転車が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電動補助自転車には電動補助力を与えるためのモータ用電源としてバッテリが搭載されるが、１回のバッテリ充電で長時間走行できるのが望ましい。そこで、自転車の自走期間中のエネルギを有効に利用するため回生発電によりバッテリを充電することが考えられる。例えば、ブレーキレバーの操作を検出して回生装置に回生動作を指令する電動補助自転車用の回生制御装置が提案されている（特開平８−１４０２１２号公報参照）。
【０００４】
しかし、電動補助自転車の駆動系には通常一方向にのみ回転を伝達するワンウェイクラッチが設けられているため、ブレーキ動作中の車輪の回転によって回生電流を得ることはできなかった。車輪の回転によってブレーキ動作中に回生電流を生じさせる具体的な構造は上記公報にも提案されていない。そこで、従来、実用性のある回生装置を有する電動補助自転車の提案が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記要望に鑑み、ブレーキ動作中の車輪の回転による回生電流でバッテリを充電できる電動補助自転車を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、踏力を伝達するペダルクランク軸を含む人力駆動部と該人力駆動部に合成される補助動力を発生させるモータを含むモータ駆動部とを有する電動補助自転車において、前記モータ駆動部の回転を後輪に伝達する第１のワンウェイクラッチと、後輪を制動させるブレーキ手段と、前記ブレーキ手段の付勢に応答して前記第１のワンウェイクラッチを直結する直結手段とを具備した点に第１の特徴がある。第１の特徴によれば、第１のワンウェイクラッチが直結されることにより、走行中のブレーキ操作時に後輪の回転がモータ駆動部に伝達されて回生電流が生起される。
【０００７】
また、本発明は、チェーンを介して後輪に直結された駆動スプロケットと、前記ペダルクランク軸の回転を前記駆動スプロケットに伝達する第２のワンウェイクラッチとを具備し、前記モータ駆動部が前記第１のワンウェイクラッチを介して前記駆動スプロケットに結合されている点に第２の特徴がある。第２の特徴によれば、ペダルクランク軸は第２のワンウェイクラッチを介して駆動スプロケットと結合されているので、駆動スプロケットに対して従動することはない。したがって、制動中に後輪の回転はペダルクランク軸に伝達されず、ペダルが回転されることもない。
【０００８】
また、本発明は、筒状の後輪ハブを具備し、前記モータ駆動部が前記後輪ハブ内に収容されていると共に、前記第１のワンウェイクラッチが前記モータ駆動部の出力軸および前記後輪ハブ間に設けられている点に第３の特徴がある。第３の特徴によれば、ペダルクランク軸の近くにモータ駆動部を設置しないので、ペダルクランク軸周辺の構成要素のレイアウトに自由度が増す。
【０００９】
また、本発明は、前記第１のワンウェイクラッチが、同軸上でその内周および外周にそれぞれ配置された部材を結合するよう構成され、前記直結手段が、前記各部材を側方から押圧して互いを直結するよう構成されている点に第４の特徴があり、ワンウェイクラッチを直結するための構造が簡素化される。
【００１０】
また、本発明は、前記直結手段が、前記ブレーキ手段の操作力で付勢される点に第５の特徴があり、電気的駆動手段を用いることなく直結手段を駆動することができる。
【００１１】
また、本発明は、前記ブレーキ手段の操作を検出する検出手段と、前記検出手段による操作検出に応答して前記直結手段を付勢する電磁手段とを具備した点に第６の特徴があり、直結手段に機械的駆動力を伝達するためのメカニズムを簡略化できる。
【００１２】
また、本発明は、前記第１のワンウェイクラッチを介して前記モータ駆動部に結合された駆動スプロケットと、後輪と同軸に設けられたリヤスプロケットと、前記駆動スプロケットおよび前記リヤスプロケットを直結するチェーンと、前記リヤスプロケットの回転を後輪に伝達するための第３のワンウェイクラッチと、前記ブレーキ手段の付勢に応答して前記第３のワンウェイクラッチを直結する第２の直結手段とを具備した点に第７の特徴がある。第７の特徴によれば、ブレーキ操作をしない惰行時には第３のワンウェイクラッチは直結されないので、後輪の回転はチェーンに伝達されない。したがって、ブレーキ操作によって回生発電がなされるとともに、ブレーキ操作をしない惰行時には余分な負荷が後輪に付加されないので軽快に惰行させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明の駆動装置を有する電動補助自転車の側面図、図２は図１の要部拡大図である。電動補助自転車の車体フレーム２は、車体前方に位置するヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１から下後方に延びたダウンパイプ２２と、ダウンパイプ２２の終端部近傍から上方に立上がるシートポスト２３とを備える。ダウンパイプ２２とシートポスト２３との結合部およびその周辺部は、上下に２分割されて着脱される樹脂カバー３３により覆われている。ヘッドパイプ２１の上部にはハンドルポスト２７Ａを介して操向ハンドル２７が回動自在に挿通され、ヘッドパイプ２１の下部にはハンドルポスト２７Ａに連結されたフロントフォーク２６が支承されている。フロントフォーク２６の下端には前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。
【００１４】
車体フレーム２の下部には、踏力補助用の電動モータＭを含む駆動装置としての電動補助ユニット１が、ダウンパイプ２２の下端の連結部９２、シートポスト２３に溶接されたバッテリブラケット４９の前部に設けられた連結部９１、およびブラケット４９の後部の連結部９０の３か所でボルト締めされて懸架されている。連結部９０では電動補助ユニット１とともにチェーンステー２５が共締めされている。
【００１５】
電源キーによりオン・オフされる電動補助ユニット１の電源スイッチ部２９がダウンパイプ２２上のヘッドパイプ２１の近傍に設けられている。電源スイッチ２９の取付位置は図示の位置に限らず、例えば、ハンドルポスト２７Ａ前方のハンドル２７上に設けても良い。また、電源補助ユニット１は、例えば赤外線信号を使ったリモートコントロールスイッチ（後述）によってその電源を投入するようにすることができる。その場合、電源スイッチ部２９には、リモートコントロールスイッチから送出される赤外線信号を受信する受信機を設ける。
【００１６】
電動補助ユニット１には駆動スプロケット１３が設けられていて、ペダルクランク軸（以下、単に「クランク軸」という）１０１の回転は駆動スプロケット１３からチェーン６を通じてリアスプロケット１４に伝達される。なお、駆動スプロケット１３とリヤスプロケット１４とは、回生発電を可能にするためリジッド取付け、つまり双方のスプロケットの一方がいずれの方向に回転しても他方がこれに追従して回転するような取付けになっている。
【００１７】
ハンドル２７にはブレーキレバー２７Ｂが設けられており、このブレーキレバー２７Ｂが操作されたことは、ブレーキワイヤ３９を通じて後輪ＷＲのブレーキ装置（図示せず）に伝達される。さらに、ブレーキワイヤ３９は電動補助ユニット１に分岐し、ブレーキレバー２７Ｂの操作はブレーキワイヤ３９の変位として後述の回生発電装置動作用のカムにも伝達される。
【００１８】
この自転車では、ダウンパイプ２２とシートポスト２３との結合部が電動補助ユニット１の前部にレイアウトされているので、電動補助ユニット１を低位置に配置でき、低重心化が図られている。また、車体フレーム２の高さを低く抑えられるので“跨ぎ易さ”も良好である。
【００１９】
電動補助ユニット１にはクランク軸１０１が回転自在に支承され、クランク軸１０１の左右両端にはクランク１１を介してペダル１２が軸支されている。電動補助ユニット１から後方側に延出される左右一対のチェーンステー２５の終端間には、駆動輪としての後輪ＷＲが軸支されている。シートポスト２３の上部および両チェーンステー２５の終端間には、左右一対のシートステー２４が設けられている。シートポスト２３の上端にはシート３０が備えられ、シートパイプ３１はシート３０の高さを調整するためシートポスト２３内で摺動できるように装着されている。
【００２０】
シート３０の下方でシートポスト２３の後部には、収納ケースに収容されたバッテリ４が取り付けられている。バッテリ４は複数のバッテリセルからなり、長手方向が略上下方向となるようシートポスト２３に沿って設置される。
【００２１】
図２は電動補助ユニット１の断面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視図である。電動補助ユニット１のケースは本体７０、ならびにその両側面にそれぞれ取付けられる左カバー７０Ｌおよび右カバー７０Ｒからなる。ケース７０ならびに左カバー７０Ｌおよび右カバー７０Ｒは軽量化のため樹脂成型品によって製作される。ケース本体７０の周囲には前記ダウンパイプ２２やバッテリブラケット４９の連結部９０，９１，９２にそれぞれ適合するハンガー９０ａ，９１ａ，９２ａが形成されている。本体７０には軸受７１が設けられ、右カバー７０Ｒには軸受７２が設けられている。軸受７１の内輪にはクランク軸１０１が内接し、軸受７２の内輪にはクランク軸１０１と同軸でクランク軸１０１に対してその外周方向に摺動自在に設けられたスリーブ７３が内接している。すなわち、クランク軸１０１は軸受７１と軸受７２によって支持されている。
【００２２】
スリーブ７３にはボス７４が固定されていて、このボス７４の外周には、例えばラチェット機構からなるワンウェイクラッチ（第１のワンウェイクラッチ）７５を介してアシストギヤ７６が設けられている。アシストギヤ７６は軽量化の観点から樹脂製であるのが好ましく、また、静粛性等の観点からヘリカルギヤとするのがよい。
【００２３】
スリーブ７３の一端部にはギヤ７３ａが形成されていて、このギヤ７３ａを太陽ギヤとしてその外周に３つの遊星ギヤ７７が配置されている。遊星ギヤ７７は支持プレート１０２に立設した軸７７ａで支持されており、さらに支持プレート１０２はワンウェイクラッチ（第２のワンウェイクラッチ）７８を介してクランク軸１０１に支持されている。遊星ギヤ７７は踏力検知用リング７９に対して、その内周に形成されたインナギヤに噛み合っている。スリーブ７３の端部（ギヤが形成されていない側）にはチェーン６によって前記リヤスプロケット１４に結合されている駆動スプロケット１３が固定されている。
【００２４】
踏力検知用リング７９はその外周に張出したアーム７９ａ，７９ｂを有しており、アーム７９ａ，７９ｂは、アーム７９ａと本体７０との間に設けられた引張りばね８０、およびアーム７９ｂと本体７０との間に設けられた圧縮ばね８１によってクランク軸１０１の、走行時回転方向と反対の方向（図中時計方向）に付勢されている。圧縮ばね８１はリング７９のがたつき防止のために設けられる。アーム７９ｂにはリング７９の回転方向の変位を検出するためのポテンショメータ８２が設けられている。
【００２５】
アシストギヤ７６にはスプリングワッシャ８５を介して回生発電用の円板状クラッチプレート８６が隣接配置されており、さらにクラッチプレート８６には、スプリングワッシャ８５に抗してプレート８６をアシストギヤ７６側に押圧するためのプレッシャプレート８７が隣接配置されている。クラッチプレート８６およびプレッシャプレート８７はいずれもスリーブ７３に対してその軸方向に摺動自在に設けられている。
【００２６】
プレッシャプレート８７はそのハブ部分に形成された傾斜面に当接させたカム８８によってクラッチプレート８６寄りに偏倚される。カム８８はシャフト８９によって右カバー７０Ｒに回動自在に支持されており、このシャフト８９の端部つまり右カバー７０Ｒから外部に突出した部分にはレバー７が固着されている。レバー７はブレーキワイヤ３９に結合されていて、ブレーキがかけられたときにブレーキワイヤ３９によってレバー７が回動し、このレバー７の回動に伴ってカム８８はシャフト８９を中心に回動する。
【００２７】
前記アシストギヤ７６にはモータＭの軸に固定されたピニオン８３が噛み合っている。モータＭは３相のブラシレスモータであり、ネオジウム（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系）磁石の磁極１１０を有するロータ１１１と、その外周に設けられたステータコイル１１２と、ロータ１１１の側面に設けられた磁極センサ用のゴム磁石リング（Ｎ極とＳ極とが交互に配置されてリングを形成したもの）１１３と、ゴム磁石リング１１３に対向して配置され、基板１１４に取付けられたホールＩＣ１１５と、ロータ１１１の軸１１６とからなる。軸１１６は左カバー７０Ｌに設けられた軸受９８とケース本体７０に設けられた軸受９９で支持されている。
【００２８】
ケース本体７０の、車体前方寄りにはモータＭを制御するためのドライバ用のＦＥＴやコンデンサを含むコントローラ１００が設けられており、このＦＥＴを通じてステータコイル１１２に給電される。コントローラ１００は、踏力検出器としてのポテンショメータ８２で検出された踏力に応じてモータＭを動作させ、補助動力を発生する。
【００２９】
ケース本体７０やカバー７０Ｌ，７０Ｒは軽量化の観点から樹脂成型品で構成するのが好ましいが、その一方で、軸受の周囲等は強度を高める必要がある。そこで、本実施形態では軸受の周囲に鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、銅合金等、金属の補強部材１０５，１０６，１０７を配している。特に、ケース本体７０に配置される補強部材は、クランク軸１０１の軸受７１およびモータ軸１１６の軸受９９、ならびに車体への取付部材となるハンガー９０ａ，９１ａ，９２ａ等、大きい荷重が予想される部位を補強するものであるため、各部分の補強部材を互いに連結して一体的な補強プレート１０５を形成した。この補強プレート１０５によれば、各軸受やハンガーの周囲に配置されたそれぞれの補強部材が互いに他と連絡して補強効果を一層高めている。
【００３０】
補強プレート１０５は、軸受７１および軸受９９、ならびにハンガー９０ａ，９１ａ，９２ａの周囲の補強部材をすべて連結するものに限らず、これらの補強部材のうち互いに近接するもの同士、例えばハンガ９０ａの周囲の補強部材と軸受９９の周囲の補強部材とを連結したり、軸受７１の周囲の補強部材と軸受９９の周囲の補強部材またはハンガ９０ａ，９１ａ，９２ａの１つとを連結したりするものでもよい。なお、これら補強部材１０５，１０６，１０７は樹脂成型時にケース７０やカバー７０Ｌ，７０Ｒと一体で形成するのがよい。
【００３１】
上記構成の電動補助ユニット１では、クランク１１を介してクランク軸１０１に踏力が加わると、クランク軸１０１は回転する。クランク軸１０１の回転はワンウェイクラッチ７８を介して支持プレート１０２に伝達され、遊星ギヤ７７の軸７７ａを太陽ギヤ７３ａの回りに回転させ、遊星ギヤ７７を介して太陽ギヤ７３ａは回転させられる。この太陽ギヤ７３ａが回転することによってスリーブ７３に固着されている駆動スプロケット１３が回転する。
【００３２】
後輪ＷＲに負荷が加わると、その大きさに応じて前記踏力検知用リング７９が回動し、その回動量はポテンショメータ８２で検出される。ポテンショメータ８２の出力つまり負荷に対応した出力が予定値より大きいときはその負荷の大きさに応じてモータＭが付勢され補助動力が発生される。補助動力は、クランク軸１０１で発生された人力による駆動トルクと合成されて駆動スプロケット１３へ伝達される。
【００３３】
走行時、車両を減速させるためブレーキをかけると、ブレーキワイヤ３９によりカム８８がシャフト８９を中心に回動し、プレッシャプレート８７がクラッチプレート８６を押圧する。そうすると、クラッチプレート８６がアシストギヤ７６側に偏倚し、クラッチプレート８６を介してボス７４とアシストギヤ７６とが結合し、ボス７４の回転はアシストギヤ７６に伝達される。したがって、制動中の駆動スプロケット１３の回転はスリーブ７３、ボス７４およびアシストギヤ７６を通じてピニオン８３に伝達される。ピニオン８３の回転はインナロータ１１１に伝達され、その結果ステータコイル１１２に起電力が生じて回生発電が行われる。発電により生じた電流はコントローラ１００を通じてバッテリ４に供給され、バッテリ４が充電される。なお、ブレーキ操作中のスリーブ７３の回転によって遊星ギヤ７７が回転し、支持プレート１０２が回転するが、ワンウェイクラッチ７８の作用により、支持プレート１０２の回転はクランク軸１０１には伝達されない。
【００３４】
前記プレッシャプレート８７はカム８８によって付勢するのに代えて、次のように電磁式としてもよい。図４は、プレッシャプレート８７の付勢手段の変形例に係る断面図であり、図２と同符号は同一または同等部分を示す。同図において、右カバー７０Ｒには軸受７２に近接した位置にリニアソレノイド８９ａを取付けている。ソレノイド８９ａのプランジャ８８ａはクランク軸１０１に平行に変位可能に設けられている。ソレノイド８９ａにはブレーキ操作を検出するための、図示しないスイッチ手段（例えばブレーキワイヤ３９の動きに連動する）を介して前記バッテリ４から動作電流が供給される。ソレノイド８９ａは、電流が供給されるとプランジャ８８ａがプレッシャプレート８７側に突出するように設定されている。
【００３５】
したがって、ブレーキが操作されてバッテリ４から電流が供給されると、プランジャ８８ａが突出してプレッシャプレート８７はクラッチプレート８６側に押圧される。その結果、クラッチプレート８６はばね８５に打ち勝ってボス７４側に変位し、ワンウェイクラッチ７５をロックし、ボス７４とアシストギヤ７６とを結合する。
【００３６】
次に、第２実施形態を説明する。図５は第２実施形態に係る電動補助リヤユニットの断面図である。後輪軸３４はその両端に形成されたねじ部およびそれに螺着されるナット３５，３５によって固着されたチェーンステー２５で支持されている。なお、後輪軸３４の両端はチェーンステー２５だけでなく、シートステー２４や、荷台や後輪のカバー等を支持するステーも結合されるが、ここでは図の煩雑を避けるため図示を省略している。後輪軸３４と同軸に設けられたモータＭは３相のブラシレスモータであり、ネオジウム（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系）磁石の磁極１１０を有するロータ１１１と、その外周に設けられたステータコイル１１２とからなる。このインナロータ１１１の側面には磁極センサ用のゴム磁石リング１１３と、ゴム磁石リング１１３に対向して配置され、基板１１４に取付けられたホールＩＣ１１５とが設けられている。
【００３７】
インナロータ１１１を収容するモータハウジング３６はハウジング本体３６ａとキャップ３６ｂとからなる。ハウジング本体３６ａはキャップ３６ｂを介して後輪軸３４に固着され、かつハウジング本体３６ａは軸受３７を介してインナロータ１１１の細径部外周に係合している。キャップ３６ｂとハウジング本体３６ａとの間に前記基板１１４が挟持され、これらキャップ３６ｂと基板１１４との間の空間にコントローラ１００が収容される。
【００３８】
前記モータハウジング３６を覆うように後輪ハブ３８が設けられ、この後輪ハブ３８の側面には止めねじ４０によってカバー４１が固着されており、後輪ハブ３８はこのカバー４１の中心部に嵌合された軸受４２とハウジング本体３６ａの外周に嵌合された軸受４３とを介して回転自在に後輪軸３４に支持されている。さらに、後輪ハブ３８と前記インナロータ１１１の細径部外周との間にはワンウェイクラッチ４４が介挿されている。このワンウェイクラッチ４４はコイル１１２に通電されてインナロータ１１１が付勢されたときに、インナロータ１１１の回転に伴って後輪ハブ３８が回転するように係合方向が設定されている。
【００３９】
前記カバー４１にはワンウェイクラッチ４５を介して軸３４と同軸にリヤスプロケット４６が設けられている。リヤスプロケット４６はチェーン６を介して、図示しない駆動スプロケットと連結される。第２実施形態では電動補助用のモータを後輪ハブ３８内に設けたので、電動補助力を人力による踏力に合力させるための、第１実施形態に係るような電動補助ユニット１は設けない。この第２実施形態では、踏力を伝達させるクランク軸を車体フレーム２に固定した軸受に支持させ、かつこのクランク軸に駆動スプロケットを直結してあればよい。但し、踏力検知用リング７９をクランク軸に関して設置し、その付勢用のばねや回動量検知のためのポテンショメータ等は第１実施形態を適宜変形して設ける。
【００４０】
ワンウェイクラッチ４５は前記クランク軸に踏力が加わってリヤスプロケット４６が回転したときにカバー４１と係合し、踏力が解除されたときにカバー４１とリヤスプロケット４６との係合が解除されるよう設定される。
【００４１】
インナロータ１１１の、ゴム磁石リング１１３が設けられた側とは反対側の側面にはスプリングワッシャ８５を介して回生発電用の円板状クラッチプレート８６が隣接配置されており、さらにクラッチプレート８６には、スプリングワッシャ８５に抗してプレート８６をアシストギヤ７６側に押圧するためのプレッシャプレート８７が隣接配置されている。クラッチプレート８６およびプレッシャプレート８７はいずれも後輪軸３４に対してその軸方向に摺動自在に設けられている。
【００４２】
プレッシャプレート８７をクラッチプレート８６寄りに偏倚させるカム８８が、第１実施形態と同様に設けられる。カム８８を支持するシャフト８９は後輪ハブ３８の第２のカバー４７によって回動自在に支持されており、このシャフト８９の端部つまり第２のカバー４７から外部に突出した部分にはレバー７が固着されている。レバー７はブレーキワイヤ３９に結合されていて、ブレーキがかけられたときにブレーキワイヤ３９によってレバー７が回動し、このレバー７の回動に伴ってカム８８はシャフト８９を中心に回動する。
【００４３】
シャフト８９にはブレーキシュー４８が固着されており、レバー７の回動に伴ってカム８８と同様に回動する。ブレーキシュー４８は後輪ハブ３８の内周面に押圧されて後輪ハブ３８の回転を制動するよう構成される。なお、第２のカバー４７の周囲には後輪ハブ３８との間を密封するシール部材４９が設けられる。
【００４４】
上記構成の第２実施形態では、クランク軸に加わった踏力はチェーン６を介してリヤスプロケット４６に伝達され、リヤスプロケット４６の回転に伴い、ワンウェイクラッチ４５を介して後輪ハブ３８が回転させられる。踏力が予定の基準値を超えたときにステータコイル１１２に電流が供給される。この電流の大きさは踏力に対応して変化させられる。ステータコイル１１２に電流が供給されるとインナロータ１１１が回転され、インナロータ１１１の回転はワンウェイクラッチ４４を介して後輪ハブ３８に伝達される。すなわち、モータＭによる補助力が人力による踏力に合成される。
【００４５】
走行中にブレーキがかけられるとブレーキワイヤ３９を通じてシャフト８９が回動させられ、プレーシャプレート８７によってクラッチプレート８６が変位させられ、後輪ハブ３８とインナロータ１１１とが直結される。その結果、後輪ハブ３８の回転がインナロータ１１１に伝達され、ステータコイル１１２に回生電流が生起される。この回生電流はコントローラ１００を通じてバッテリ４に供給されるのは第１実施形態と同様である。
【００４６】
さらに、第２実施形態は次のように変形することができる。まず、リヤスプロケット４６の回転をワンウェイクラッチ４５を介して後輪ハブ３８に伝達するのに代えて、駆動スプロケットとクランク軸との間にワンウェイクラッチを介在させてもよい。要は、ワンウェイクラッチを介してクランク軸の回転が後輪ハブ３８に伝達されるように構成してあればよい。また、プレッシャプレート８７を付勢するカム８８に代えて図４のようなソレノイドを設けてもよいのも第１実施形態と同様である。
【００４７】
また、第１実施形態に次の構成を付加することができる。図６は、第１実施形態の変形例に係る後輪ハブ周辺の断面図である。同図において、後輪軸３４はその両端に形成されたねじ部に螺着されたナット３５，３５によってチェーンステー２５に固着されている。後輪ハブ５０は軸受５１，５１によって後輪軸３４に回転自在に支持されていて、その一端にはワンウェイクラッチ（第３のワンウェイクラッチ）５４を介してリヤスプロケット４６が支持されている。後輪軸３４の前記スプロケット４６が固着された側の延長部分には軸方向に摺動自在にクラッチプレート５２が設けられていて、クラッチプレート５２と前記リヤスプロケット４６との間にはスプリングワッシャ５３が挟まれている。前記クラッチプレート５２の背面側つまり後輪軸３４の軸端側にはリニヤソレノイド５６が設けられ、そのプランジャ５５先端が前記クラッチプレート５２の背面に当接している。ソレノイド５６のコイルには前記ソレノイド８９ａと同様、ブレーキ操作に応答してバッテリ４から電流が供給される。
【００４８】
図６において、前記電動補助ユニット１により踏力および電動補助力が前記チェーン６を介してリヤスプロケット４６に伝達されると後輪ハブ５０が回転して後輪ＷＲは回転させられる。走行中のブレーキ操作に応答してソレノイド５６が付勢されるとプランジャ５５がクラッチプレート５２側に変位し、クラッチプレート５２はスプリングワッシャ５３に抗してワンウェイクラッチ５４側に偏倚しワンウェイクラッチ５４をロックする。
【００４９】
このように、電動補助ユニット１による駆動力が与えられている場合、およびブレーキ操作中にだけリヤスプロケット４６は後輪ハブ５０と直結されるので、ブレーキ操作をしない惰行時には、チェーン６は循環動作をしない。したがって惰行時の負荷が軽減され、軽快な走行感覚が得られる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなとおり、請求項１〜請求項７の発明によれば、ブレーキ操作時に第１のワンウェイクラッチが直結されてモータ駆動部による回生発電を行うことができるので、この回生電流をモータ駆動部の電源の充電に用いることができる。特に、請求項２の発明によれば第２のワンウェイクラッチにより回生発電時にペダルクランク軸が回転しないし、第７の特徴によれば、ブレーキ操作を行わない惰行時には軽快な惰行性能が得られる。
【００５１】
また、請求項３の発明によれば、ペダルクランク軸周辺のレイアウトの自由度を高めることができ、請求項４の発明によれば、回生のための第１のワンウェイクラッチを直結させる構造が簡素化される。
【００５２】
さらに、請求項５の発明によれば、電気的駆動手段を用いずにワンウェイクラッチを直結させられるし、第６の特徴によれば、機械的駆動手段を用いずにワンウェイクラッチを直結させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る電動補助自転車の側面図である。
【図２】  電動補助ユニットの要部断面図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ位置での断面図である。
【図４】  ワンウェイクラッチの直結手段を示す断面図である。
【図５】  後輪ハブに内蔵されたモータ駆動部の断面図である。
【図６】  第３のワンウェイクラッチを含む後輪ハブの断面図である。
【符号の説明】
１…電動補助ユニット、  ２…車体フレーム、  ４…バッテリ、  １３…駆動スプロケット、  ２９…電源スイッチ部、  ３８，５０…後輪ハブ、  ３９…ブレーキワイヤ、  ４６…リヤスプロケット、  ５４…第３のワンウェイクラッチ、７０…ケース本体、  ７５…第１のワンウェイクラッチ、  ７８…第２のワンウェイクラッチ、  ８６…クラッチプレート、  １００…コントローラ、  １０１…ペダルクランク軸、  １０２…遊星ギヤ支持プレート、  １１１…インナロータ、  １１２…ステータコイル  １１６…モータの軸
【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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