(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、人力により駆動されて回転される回転部材に回転自在の支持装置を装着し、この支持装置を介して回転部材に駆動力補助装置を一体的に支持させるとともに、駆動力補助装置が回転部材の軸心回りに回転することを防止する回り止めを設け、駆動力補助装置を回転部材に連結させて駆動力補助装置の駆動力を回転部材に伝達させる構成とし、前記回転部材は後ろ車輪と一体的に回転する後ろ車輪の制動用ドラムであって、この制動用ドラムの外周面に歯車部を形成し、この歯車部に駆動力補助装置の駆動力を伝達させる構成と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、フレームのクランク部近傍箇所に電動モータや減速機を取り付けるとともに、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小径のギヤを配置し、電動モータの駆動力を減速機および小径のギアを介して前ギヤ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、実開昭５６−４６４９４号公報には、駆動力補助装置の電動モータをフレームに取付け、この電動モータの近傍に駆動ギア、チェーンを配置し、人力伝達用の後スプロケットの反対側に補助駆動力伝達用の後ギヤを設け、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ギヤを介して後ろ車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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−３４３８３号公報に開示されているように、フレーム側に電動モータや減速機を取り付ける構造のものでは、前スプロケットと同軸に配置された小径のギヤに、電動モータの駆動力を減速機を介して良好に伝達させるために、電動モータや減速機と小径のギヤとを良好に噛合わせるべく、自転車組立時におけるフレームやクランク部を組み立てて電動モータや減速機、小径のギヤを組付けた後に、改めて電動モータや減速機と小径のギヤとの各取付位置の調整を正確に行う必要があり、その結果、位置調整に多くの手間や時間がかかっていた。
【０００６】
また、実開昭５６−４６４９４号公報に開示されているように、駆動力補助装置の電動モータをフレームに取付け、人力伝達用の後スプロケットの反対側に取り付けた補助駆動力伝達用の後ギヤに、電動モータの駆動力をチェーンおよび後ギヤを介して後ろ車輪に伝達するものにおいては、上記と同様に、組付け時における電動モータ、チェーンおよび補助駆動力伝達用の後ギヤの各取付位置調整に多くの手間や時間がかかるだけでなく、自転車の使用により適宜人力伝達用のチェーンの張り具合を調節すべく後輪の位置調整を行う際に、同時に補助駆動力伝達用のチェーンならびに電動モータの位置調整を行わなければならず、さらに、多くの手間や時間がかかっていた。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するもので、駆動力補助装置を多くの手間や時間をかけることなく組付けて適正な位置に配置でき、かつ後ろ車輪の位置調整を行う際でも駆動力補助装置の位置調整を行わなくて済む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。
【０００８】
【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、人力により駆動されて回転される回転部材に回転自在の支持装置を装着し、この支持装置を介して回転部材に駆動力補助装置を一体的に支持させるとともに、駆動力補助装置が回転部材の軸心回りに回転することを防止する回り止めを設け、駆動力補助装置を回転部材に連結させて駆動力補助装置の駆動力を回転部材に伝達させる構成とし、前記回転部材は後ろ車輪と一体的に回転する後ろ車輪の制動用ドラムであって、この制動用ドラムの外周面に歯車部を形成し、この歯車部に駆動力補助装置の駆動力を伝達させる構成としたものである。
【０００９】
この本発明によれば、駆動力補助装置を多くの手間や時間をかけることなく組付けて適正な位置に配置でき、かつ後ろ車輪の位置調整を行う際でも駆動力補助装置の位置調整を行わなくて済む。
【００１０】
【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、人力により駆動されて回転される回転部材に回転自在の支持装置を装着し、この支持装置を介して回転部材に駆動力補助装置を一体的に支持させるとともに、駆動力補助装置が回転部材の軸心回りに回転することを防止する回り止めを設け、駆動力補助装置を回転部材に連結させて駆動力補助装置の駆動力を回転部材に伝達させる構成とし、前記回転部材は後ろ車輪と一体的に回転する後ろ車輪の制動用ドラムであって、この制動用ドラムの外周面に歯車部を形成し、この歯車部に駆動力補助装置の駆動力を伝達させる構成としたものである。
【００１１】
この構成によれば、駆動力補助装置は支持装置を介して回転部材に一体的に取り付けられるため、回転部材に対して駆動力補助装置を適正な位置に取り付けるだけで済み、駆動力補助装置の駆動源をフレームに取り付けた場合のように駆動力補助装置の部品組付け後に、改めて多くの手間や時間をかけて位置調整を行わなくてもよい。
【００１２】
また、この構成によれば、後ろ車輪の位置調整を行った場合でも、後ろ車輪の回転部材である制動用ドラムと一体的に駆動力補助装置も移動されるため、駆動力補助装置の位置調整を行わなくて済む。
【００１５】
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。
【００１６】
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の前方に一体的に配設されている。
【００１７】
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。
【００１８】
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には支持装置としてのベアリング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。
【００１９】
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。
【００２０】
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の前方に一体的に取り付けられた状態で配設されている。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の軸心回りに回転することが防止されている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、図１において、４６はペダル、４７はクランク軸、４８は人力を後ろ車輪７に伝えるチェーンである。
上記構成において、自転車の組立時には、予め、駆動力補助装置２０をベアリング２３を介して後ろ車輪７の制動用ドラム８に一体的に取り付ければよく、この際に、制動用ドラム８の歯車部８ａに伝達歯車３０の歯車部３０ｂが良好に噛合い、かつ伝達歯車３０のハイポイドギア３０ｃが電動モータ２１のピニオン２１ａに良好に噛合うように取り付ける。
【００２４】
これにより、駆動力補助装置２０は制動用ドラム８に一体的に取り付けられることとなるため、その後、自転車の組立時には駆動力補助装置２０の位置調整などをする必要はない。なお、駆動力補助装置２０が取り付けられた制動用ドラム８を自転車に組付けた後には、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と弾性体３１、３２とをチェーンステー５に係合させるが、これは回り止めの機能のみを果たすだけであるので、互いに係合しているだけでよく、厳密な位置調整などを要することはない。
【００２５】
また、後ろ車輪７の位置調整を行う際でも、後ろ車輪７の位置調整を行うと、制動用ドラム８と一体的に駆動力補助装置２０も移動されるため、駆動力補助装置２０の位置調整を行わなくて済み、メンテナンスを能率良く行うことができる。
【００２６】
また、駆動力補助装置２０をチェーンステー５などのフレームで支持する構造ではないため、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
次に、本発明の他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６〜図８を参照しながら説明する。
図６〜図８に示すように、この駆動力補助装置付自転車においては、駆動力補助装置５０が、支持装置としてのベアリング５１を介して、クランク５２に外嵌された前駆動輪体としての前スプロケット５３に一体的に取り付けられている。
【００３０】
つまり、クランク軸４７やクランク５２が設けられているクランク部５３には、ベアリング５１を介して前スプロケット５３が回転自在に取り付けられ、前スプロケット５３の外周にはチェーン４８に噛合うスプロケット部５３ａが形成されているとともにスプロケット部５３ａの内周面には歯車部５３ｂが形成されている。そして、ベアリング５１に外嵌させた連結金具５４を介して、駆動力補助装置５０の駆動源としての電動モータ５５が取り付けられており、この電動モータ５５の回転軸に取り付けた出力ギヤ５６が前スプロケット５３の歯車部５３ｂに噛合わされている。
【００３１】
また、電動モータ５５の底部には回り止めとしての半円筒部５７が固着されており、この半円筒部５７をチェーンステー５に被せた状態で、対となる半円筒部５８を下方から被せて半円筒部５７、５８同士をねじ止めすることで、電動モータ５５がクランク軸４７回りに回転することを防止している。
【００３２】
なお、図６における５９はクランク軸４７をハンガ６０に対して回転自在に支持するクランク用ベアリングである。
上記構成において、自転車の組立時には、予め、駆動力補助装置５０の電動モータ５５をベアリング５１および連結金具５４を介して前スプロケット５３に一体的に取り付ければよく、この際に、前スプロケット５３の歯車部５３ｂに電動モータ５５の出力ギヤ５６が良好に噛合うように取り付ける。
【００３３】
これにより、駆動力補助装置５０は前スプロケット５３に一体的に取り付けられることとなるため、その後、自転車の組立時には駆動力補助装置５０の位置調整などを行う必要はない。なお、駆動力補助装置５０が取り付けられた前スプロケット５３を自転車に組付けた後には、半円筒部５７、５８をチェーンステー５に係合させるが、これは回り止めの機能のみを果たすだけであるので、互いに係合しているだけでよく、厳密な位置調整などを要することはない。
【００３４】
なお、上記実施の形態においては、電動モータ５５の駆動力を直接前スプロケット５３に伝達させた場合を述べたが、これに限るものではなく、電動モータ５５と前スプロケット５３との間の駆動力伝達部分にワンウェイクラッチを介装してもよく、また、人力をチェーンの代わりにベルトで伝達する形式の自転車においては、人力をベルトで伝達する前ギヤに駆動力補助装置を一体的に取り付けても同様の作用効果を得ることができる。
【００３５】
また、上記実施の形態においては、駆動力補助装置２０、５０を一体的に取り付ける回転部材として、後ろ車輪７の制動用ドラム８や前スプロケット５３の場合を述べたが、これに限るものではなく、人力により駆動されて回転される回転部材であれば同様の効果を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、人力により駆動されて回転される回転部材に回転自在の支持装置を装着し、この支持装置を介して回転部材に駆動力補助装置を一体的に支持させ、駆動力補助装置を回転部材に連結させて駆動力補助装置の駆動力を回転部材に伝達させる構成とすることにより、回転部材に対して駆動力補助装置を適正な位置に取り付けるだけで済み、駆動力補助装置の駆動源をフレームに取り付けた場合のように駆動力補助装置の部品組付け後に、改めて多くの手間や時間をかけて位置調整を行わなくてもよく、組立時の作業能率が向上する。また、駆動力補助装置をフレームで直接支持しないため、従来と同様のフレームなどを流用でき、駆動力補助装置付自転車としての製造コストを安価に済ますことができる。
【００３７】
また、回転部材として後ろ車輪と一体的に回転する部材を用いることで、後ろ車輪の位置調整を行った場合でも、後ろ車輪の回転部材と一体的に駆動力補助装置も移動されるため、駆動力補助装置の位置調整を行わなくて済み、メンテナンスを能率良く行うことができる。
【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。
【図６】本発明の他の実施の形態にかかる駆動力補助装置付自転車の部分平面断面図である。
【図７】同駆動力補助装置付自転車の要部斜視図である。
【図８】同駆動力補助装置付自転車の要部斜視図である。
【符号の説明】
１              フレーム
５              チェーンステー
７              後ろ車輪
８              制動用ドラム（回転部材）
８ａ、３０ｂ    歯車部
１０            内拡式ブレーキ装置
１６            ハブ
２０、５０      駆動力補助装置
２１、５５      電動モータ（駆動源）
２１ａ          ピニオン
２３、５１      ベアリング（支持装置）
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
５３            前スプロケット（前駆動輪体）
５３ｂ          歯車部
５７、５８      半円筒部（回り止め）
【図１】
0004247765.tif 000002
【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】
0004247765.tif 000008
【図８】
0004247765.tif 000009