JP6952271B2 - 電動アシスト自転車およびモータ駆動ユニット - Google Patents
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Description
前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部と、前記ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸が挿通されるクランク軸挿通領域と、モータ駆動ユニットに取付けられる駆動力出力輪体とを有し、
前記クランク軸と前記モータとが、前記モータ駆動ユニットにおいて互いに異なる軸心で配置され、
人力駆動力と補助駆動力とが、前記駆動力出力輪体に掛け渡される無端状駆動力伝達体を介して、後輪に伝達されるよう構成され、
前記駆動力出力輪体と前記モータとの間には複数対の歯車を有する減速機構が配設され、
後輪の回転が無端状駆動力伝達体を介して、モータに伝達可能に構成され、
前記モータを回生動作させて回生する回生制御部が設けられ、
無端状駆動力伝達体を介して後輪から駆動力出力輪体に伝達された回生用の受動回転力をモータに伝達する受動回転力伝達経路を有し、
前記受動回転力伝達経路を伝達状態と非伝達状態とに切り替える回転力伝達切替手段が設けられ、
前記駆動力出力輪体として、人力駆動力を出力する人力駆動力出力輪体と、補助駆動力を出力する補助駆動力出力輪体と、が設けられ、
これらの人力駆動力出力輪体と補助駆動力出力輪体とが、互いに異なる軸心で、それぞれ無端状駆動力伝達体に噛み合う状態で配置され、
受動回転力が、補助駆動力出力輪体を介してモータ駆動ユニットのモータに伝達されることを特徴とする。
以下、本発明の実施の形態に係る電動アシスト自転車およびモータ駆動ユニットについて図面に基づき説明する。なお、以下の説明における左右方向および前後方向とは、進行方向に向って当該電動アシスト自転車1に搭乗した状態での方向を言う。また、この発明の構成が以下で述べる構成に限定されるものではない。
ニットケース22内に一体形成された支持部58A、58Bに、ガイドロッド部55cの両端部が出退自在に嵌合され、切替移動体55を所定方向(中間軸44の軸心などと平行な方向(この実施の形態では左右方向))に移動自在に支持している。なお、59は、切替移動体55を左側に付勢する付勢ばねである。
上記第1の実施の形態では、回転力伝達切替手段の受動回転力伝達クラッチ50および人力駆動力切断用の一方向クラッチ47を、クランク軸7aの軸心およびモータ21の軸心とは異なる軸心である中間軸44の軸心と同軸心で移動自在に設けられている場合を述べたが、これに限るものではない。例えば、図14〜図17に示すように、回転力伝達切替手段の受動回転力伝達クラッチ50人力駆動力切断用の一方向クラッチ47を、クランク軸7aと同軸心で移動自在に設けてもよい。
なお、上記第2の実施の形態では、クラッチ切替体54が、直接に、受動回転力伝達クラッチ50の係合部材52に直接当接して姿勢を切り替えるように構成していたが、これに限るものではない。すなわち、図18、図19に示すように、受動回転力伝達クラッチ50の係合部材52に外周側から当接可能なピンまたはボールなどからなる当接部材48を減速歯車36の筒状部36bから内周側に出退自在に設けて、クラッチ切替体54が当接部材48に当接して、係合部材52を傾倒することにより、受動回転力伝達クラッチ50を作動可能状態から非作動状態に切替自在としている。
また、図20〜図23に示すように、回転力伝達切替手段の受動回転力伝達クラッチ50および人力駆動力切断用の一方向クラッチ47を、モータ21におけるモータ回転軸21aとロータ部21bとの間に設けてもよい(第3の実施の形態)。すなわち、この第3の実施の形態では、回転力伝達切替手段の受動回転力伝達クラッチ50が、モータ回転軸21aと同軸心で設けられている。
また、図24〜図29に示すように、クラッチ切替部80により中間軸44などの軸の中央側(軸心側)から切り替える構造としてもよい。この実施の形態のモータ駆動ユニット20では、図24、図25などに示すように、中間軸44と幅方向に長い第1の中間軸減速歯車37との間に、回転力伝達切替手段の受動回転力伝達クラッチ85および人力駆動力切断用の一方向クラッチ47が設けられている。また、クラッチ切替部80において電動移動機構60により移動されるクラッチ切替体81がロッド状(軸状)とされ、このクラッチ切替体81が中間軸44の中心部に形成された中空部44cに突入されているとともに、ユニットケース22の一部に形成された支持部22fにより、中間軸44と同じ軸心で軸心方向に沿って移動自在に配置されている。なお、クラッチ切替体81の一端部には、電動移動機構60の駆動体65のアーム部65bに当接するアダプタ81aが組み付けられている。
また、上記実施の形態では、回転力伝達切替手段の受動回転力伝達クラッチ50および人力駆動力切断用の一方向クラッチ47が設けられている場合を述べたが、これに限るものではなく、これらに代えて、図30〜図35に示すように、接続状態(直結状態)と切断状態(空転状態)とを切り替えるツーウェイクラッチなどからなる受動回転力伝達クラッチ70を設けてもよい。
また、上記実施の形態では、モータ駆動ユニット20が、人力駆動力と補助駆動力とを合わせた合力を駆動スプロケット13から出力するいわゆる一軸式とも呼ばれる構造のものである場合を述べたが、これに限るものではない。すなわち、図36〜図40に示すように、補助駆動力を出力する補助駆動力出力輪体としての補助スプロケット102をモータ駆動ユニット100に組み付けてなるいわゆる二軸式とも呼ばれるモータ駆動ユニット100に、上記と同様な構成の回転力伝達切替手段の受動回転力伝達クラッチ50などを設ける構成としてもよい。
2 フレーム
3 前輪
4 後輪
5 ハンドル
7 クランク
8 ペダル
9 ハブ(後ハブ)
10 回転検出器
11 回転検出体
12 バッテリ(蓄電器)
13 駆動スプロケット(駆動力出力輪体、合力出力輪体)
14 後スプロケット
15 チェーン(無端状駆動力伝達体)
18 前照灯(電気機器)
20、100 モータ駆動ユニット
21 モータ
22 ユニットケース
23 連動筒体
24 制御部
25 減速機構
28 人力伝達体
29 合力伝達体
30 一方向クラッチ(補助駆動力切断用の一方向クラッチ)
31 トルクセンサ
36 減速歯車
37 第1の中間軸減速歯車
38 第2の中間軸減速歯車
40 モータ軸減速歯車
41 筒状体
44 中間軸
47 一方向クラッチ(人力駆動力切断用の一方向クラッチ)
50、70、85 受動回転力伝達クラッチ
51 クラッチ基体
52 係合部材(係合用爪)
54 クラッチ切替部
56 移動用フォーク
55 切替体移動部
57 切替用移動体
60 電動移動機構
81 クラッチ切替部
82 移動部材
83 ボール(切替部材)
90A、90B ブレーキレバー
92 前部ブレーキ装置
93 後部ブレーキ装置
94 手元設定操作部
101 人力駆動スプロケット(人力駆動力出力輪体)
102 補助スプロケット(補助駆動力出力輪体)
103 人力出力筒体
Claims (13)
- ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えたモータ駆動ユニットであって、
前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部と、前記ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸が挿通されるクランク軸挿通領域と、モータ駆動ユニットに取付けられる駆動力出力輪体とを有し、
前記クランク軸と前記モータとが、前記モータ駆動ユニットにおいて互いに異なる軸心で配置され、
人力駆動力と補助駆動力とが、前記駆動力出力輪体に掛け渡される無端状駆動力伝達体を介して、後輪に伝達されるよう構成され、
前記駆動力出力輪体と前記モータとの間には複数対の歯車を有する減速機構が配設され、
後輪の回転が無端状駆動力伝達体を介して、モータに伝達可能に構成され、
前記モータを回生動作させて回生する回生制御部が設けられ、
無端状駆動力伝達体を介して後輪から駆動力出力輪体に伝達された回生用の受動回転力をモータに伝達する受動回転力伝達経路を有し、
前記受動回転力伝達経路を伝達状態と非伝達状態とに切り替える回転力伝達切替手段が設けられ、
前記駆動力出力輪体として、人力駆動力を出力する人力駆動力出力輪体と、補助駆動力を出力する補助駆動力出力輪体と、が設けられ、
これらの人力駆動力出力輪体と補助駆動力出力輪体とが、互いに異なる軸心で、それぞれ無端状駆動力伝達体に噛み合う状態で配置され、
受動回転力が、補助駆動力出力輪体を介してモータ駆動ユニットのモータに伝達されることを特徴とするモータ駆動ユニット。 - ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えたモータ駆動ユニットであって、
前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部と、前記ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸が挿通されるクランク軸挿通領域と、モータ駆動ユニットに取付けられる駆動力出力輪体とを有し、
前記クランク軸と前記モータとが、前記モータ駆動ユニットにおいて互いに異なる軸心で配置され、
人力駆動力と補助駆動力とが、前記駆動力出力輪体に掛け渡される無端状駆動力伝達体を介して、後輪に伝達されるよう構成され、
前記駆動力出力輪体と前記モータとの間には複数対の歯車を有する減速機構が配設され、
後輪の回転が無端状駆動力伝達体を介して、モータに伝達可能に構成され、
前記モータを回生動作させて回生する回生制御部が設けられ、
無端状駆動力伝達体を介して後輪から駆動力出力輪体に伝達された回生用の受動回転力をモータに伝達する受動回転力伝達経路を有し、
前記受動回転力伝達経路を伝達状態と非伝達状態とに切り替える回転力伝達切替手段が設けられ、
回転力伝達切替手段の少なくとも一部が、クランク軸と同軸心で設けられていることを特徴とするモータ駆動ユニット。 - ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えたモータ駆動ユニットであって、
前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部と、前記ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸が挿通されるクランク軸挿通領域と、モータ駆動ユニットに取付けられる駆動力出力輪体とを有し、
前記クランク軸と前記モータとが、前記モータ駆動ユニットにおいて互いに異なる軸心で配置され、
人力駆動力と補助駆動力とが、前記駆動力出力輪体に掛け渡される無端状駆動力伝達体を介して、後輪に伝達されるよう構成され、
前記駆動力出力輪体と前記モータとの間には複数対の歯車を有する減速機構が配設され、
後輪の回転が無端状駆動力伝達体を介して、モータに伝達可能に構成され、
前記モータを回生動作させて回生する回生制御部が設けられ、
無端状駆動力伝達体を介して後輪から駆動力出力輪体に伝達された回生用の受動回転力をモータに伝達する受動回転力伝達経路を有し、
前記受動回転力伝達経路を伝達状態と非伝達状態とに切り替える回転力伝達切替手段が設けられ、
回転力伝達切替手段の少なくとも一部が、モータの回転軸と同軸心で設けられていることを特徴とするモータ駆動ユニット。 - ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えたモータ駆動ユニットであって、
前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部と、前記ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸が挿通されるクランク軸挿通領域と、モータ駆動ユニットに取付けられる駆動力出力輪体とを有し、
前記クランク軸と前記モータとが、前記モータ駆動ユニットにおいて互いに異なる軸心で配置され、
人力駆動力と補助駆動力とが、前記駆動力出力輪体に掛け渡される無端状駆動力伝達体を介して、後輪に伝達されるよう構成され、
前記駆動力出力輪体と前記モータとの間には複数対の歯車を有する減速機構が配設され、
後輪の回転が無端状駆動力伝達体を介して、モータに伝達可能に構成され、
前記モータを回生動作させて回生する回生制御部が設けられ、
無端状駆動力伝達体を介して後輪から駆動力出力輪体に伝達された回生用の受動回転力をモータに伝達する受動回転力伝達経路を有し、
前記受動回転力伝達経路を伝達状態と非伝達状態とに切り替える回転力伝達切替手段が設けられ、
回転力伝達切替手段として、受動回転力を伝達可能な係合部材を有する受動回転力伝達クラッチと、前記係合部材に外側から当接して受動回転力伝達クラッチを切替可能なクラッチ切替部とが設けられていることを特徴とするモータ駆動ユニット。 - ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えたモータ駆動ユニットであって、
前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部と、前記ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸が挿通されるクランク軸挿通領域と、モータ駆動ユニットに取付けられる駆動力出力輪体とを有し、
前記クランク軸と前記モータとが、前記モータ駆動ユニットにおいて互いに異なる軸心で配置され、
人力駆動力と補助駆動力とが、前記駆動力出力輪体に掛け渡される無端状駆動力伝達体を介して、後輪に伝達されるよう構成され、
前記駆動力出力輪体と前記モータとの間には複数対の歯車を有する減速機構が配設され、
後輪の回転が無端状駆動力伝達体を介して、モータに伝達可能に構成され、
前記モータを回生動作させて回生する回生制御部が設けられ、
無端状駆動力伝達体を介して後輪から駆動力出力輪体に伝達された回生用の受動回転力をモータに伝達する受動回転力伝達経路を有し、
前記受動回転力伝達経路を伝達状態と非伝達状態とに切り替える回転力伝達切替手段が設けられ、
回転力伝達切替手段として、受動回転力を伝達可能な受動回転力伝達クラッチが設けられ、この受動回転力伝達クラッチがツーウェイクラッチまたは摩擦クラッチで構成されていることを特徴とするモータ駆動ユニット。 - ペダルからの踏力による人力駆動力に、モータによる補助駆動力を加えて走行可能である電動アシスト自転車に取り付けられ、前記モータを備えたモータ駆動ユニットであって、
前記電動アシスト自転車における前輪と後輪との間の中間箇所に取り付ける取付部と、前記ペダルからの人力駆動力が伝達されるクランク軸が挿通されるクランク軸挿通領域と、モータ駆動ユニットに取付けられる駆動力出力輪体とを有し、
前記クランク軸と前記モータとが、前記モータ駆動ユニットにおいて互いに異なる軸心で配置され、
人力駆動力と補助駆動力とが、前記駆動力出力輪体に掛け渡される無端状駆動力伝達体を介して、後輪に伝達されるよう構成され、
前記駆動力出力輪体と前記モータとの間には複数対の歯車を有する減速機構が配設され、
後輪の回転が無端状駆動力伝達体を介して、モータに伝達可能に構成され、
前記モータを回生動作させて回生する回生制御部が設けられ、
無端状駆動力伝達体を介して後輪から駆動力出力輪体に伝達された回生用の受動回転力をモータに伝達する受動回転力伝達経路を有し、
前記受動回転力伝達経路を伝達状態と非伝達状態とに切り替える回転力伝達切替手段が設けられ、
モータが回転されていないが、クランク軸が回転されている場合、またはモータを駆動する蓄電器の電圧が下がった場合に、回転力伝達切替手段により、受動回転力伝達経路が非伝達状態となるように切り替えられることを特徴とするモータ駆動ユニット。 - 駆動力出力輪体が、外部に露出した状態で取り付けられていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のモータ駆動ユニット。
- 前記駆動力出力輪体として、人力駆動力と補助駆動力とを合わせた合力を出力して、無端状駆動力伝達体に噛み合う合力出力輪体が設けられ、
この合力出力輪体が、クランク軸と同軸心で回転自在に配置され、
受動回転力が、合力出力輪体を介してモータに伝達されることを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか1項に記載のモータ駆動ユニット。 - 人力駆動力をモータ側に伝達させなくする人力駆動力切断用の一方向クラッチが、回転力伝達切替手段とは別に設けられ、回転力伝達切替手段は、人力駆動力切断用の一方向クラッチの接続・切断箇所を含めて、接続可能状態と切断状態とに切り替えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のモータ駆動ユニット。
- 回転力伝達切替手段の少なくとも一部が、クランク軸の軸心およびモータの軸心とは異なる軸心である中間軸の軸心と同軸心で設けられていることを特徴とする請求項1、請求項4および請求項6のいずれか1項に記載のモータ駆動ユニット。
- 前記回転力伝達切替手段は受動回転力伝達クラッチを有し、
前記受動回転力伝達クラッチが前記中間軸に設けられていることを特徴とする請求項10に記載のモータ駆動ユニット。 - ブレーキの作動時に、回転力伝達切替手段により、受動回転力伝達経路が伝達状態となるように切り替えられることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のモータ駆動ユニット。
- 上記請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のモータ駆動ユニットを備えたことを特徴とする電動アシスト自転車。
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