JPH08290794A - 補助動力アシスト式自転車の補助動力アシスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】クランク軸の回転速度および回転位相角を精度
良く検出可能にするとともに、クランク軸の長さを短く
抑えて左右のペダル間隔を狭める。また、複数の回転セ
ンサが設けられることによる補助動力アシスト装置の組
立性悪化および重量増加を防止するとともに、内部スペ
ースを有効に利用して補助動力アシスト装置の小形化を
図り、併せて回転センサの汚損や破損を防止する。 【構成】一次減速ギヤ列Ｇ１と二次減速ギヤ列Ｇ２を車
幅方向に離間させ、その間にクランク軸33の回転速度お
よび位相角検出用のセンサプレート109 を配置した。ま
た、電動モータ61の回転速度を検出するモータ回転セン
サ107 とクランク回転センサ106 とを一体化し、この一
体化した回転センサ106,107 を、側面視でＶ字形に配置
したクランク軸33と主軸66と中間軸81の間のＶ字形のス
ペースに配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車の車体に電動モ
ータを搭載し、その補助動力でペダル踏力をアシストす
ることにより、登坂走行や向い風を受けながらの走行を
容易にした補助動力アシスト式自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような補助動力アシスト式自転車
は、車体フレームに補助動力アシスト装置が搭載されて
いる。この補助動力アシスト装置は、例えばアルミ合金
製のケーシングの内部に電動モータ、合力装置、減速ギ
ヤ列等の機器類が収容されるとともに、乗員のペダル踏
力により回転駆動されるクランク軸が軸支された構成と
なっている。

【０００３】クランク軸に加わるペダル踏力は合力装置
に入力され、電動モータが発生する補助動力も減速ギヤ
列により減速されて合力装置に入力される。合力装置は
ペダル踏力と補助動力を合成し、その合力を駆動輪側に
出力する。この合力装置としては、一般に遊星ギヤ装置
や差動装置が用いられている。

【０００４】電動モータの出力は、小型のＣＰＵ等を用
いた制御装置により制御される。この制御装置は、クラ
ンク軸と電動モータの回転速度を検知しながら、ペダル
踏力に対する補助動力の比率（アシスト比）を常に所定
の比率に保ち、補助動力アシスト式自転車の乗車フィー
リングを向上させる。

【０００５】このクランク軸の回転速度を検出する一般
的な方法としては２通りの方法がある。１つの方法は、
クランク軸に円盤状のセンサプレートを回転一体に設
け、このセンサプレートの外周部に等間隔に刻設した凹
凸形状の動きをクランク回転センサで読み取るものであ
る。

【０００６】また、もう１つの方法は、クランク軸に軸
装されているドライブスプロケット（後輪駆動用チェー
ンの駆動側スプロケット）にセンサリングを回転一体に
設け、このセンサリングの外周部あるいは側部に等間隔
で刻設した凹凸形状の動きをクランク回転センサで読み
取るものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者は
クランク軸の回転速度をダイレクトに検出できて検出精
度が高い反面、センサプレートの設置によりクランク軸
の長さが長くなり、左右のペダルの間隔が拡がるという
欠点がある。

【０００８】一方、後者はセンサプレートがドライブス
プロケットに設けられるのでクランク軸の長さは短くて
済むが、ドライブスプロケットの回転速度がクランク軸
の回転速度と電動モータの減速回転速度の平均値である
ため、ドライブスプロケットの回転速度からクランク軸
の回転速度を逆算して割り出す必要があり、検出精度が
劣る。

【０００９】また、後者の場合はクランク軸の回転位相
角（回転方向）を検出することができない上、クランク
回転センサが外部に露出する形になるので、クランク回
転センサの汚損や破損による誤作動が起こり得る。

【００１０】ところで、従来の補助動力アシスト装置
は、このようにクランク軸の回転速度を検出するクラン
ク回転センサと、電動モータの回転速度を検出するモー
タ回転センサとが離れた位置に設けられていたため、両
方の回転センサを固定するボルト等の本数が多くなり組
立性が悪く、重量増加の原因にもなっていた。また、両
方の回転センサに繋がる配線が別であるため、その処理
が非常に面倒であった。さらに、これらの回転センサを
設けるために専用のスペースを捻出しなければならず、
補助動力アシスト装置の大型化に繋がっていた。

【００１１】本発明は、これらの問題点を解決するため
になされたもので、クランク軸の回転速度および回転位
相角を精度良く検出することができ、しかもクランク軸
の長さを短く抑えて左右のペダル間隔を狭めることので
きる補助動力アシスト式自転車の補助動力アシスト装置
を提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明のもう一つの目的は、複数の
回転センサが設けられることによる補助動力アシスト装
置の組立性悪化および重量増加を防止するとともに、内
部スペースを有効に利用して補助動力アシスト装置の小
形化を図り、併せて回転センサの汚損や破損を防止する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、請求項１に記載したように、車幅方向に延
びてペダル踏力により回転駆動されるクランク軸と、こ
のクランク軸に平行する主軸を備えて補助動力を発生す
る電動モータと、クランク軸に同軸的に設けられてペダ
ル踏力と補助動力を合成し、その合力を駆動輪側に出力
する合力装置と、補助動力を減速して上記合力装置に伝
達する一次減速ギヤ列および二次減速ギヤ列と、上記ク
ランク軸に回転一体に設けられた円盤状のセンサプレー
トと、このセンサプレートの外周部の動きを読み取るこ
とによりクランク軸の回転速度および回転位相角を検出
するクランク回転センサとを備えた補助動力アシスト式
自転車の補助動力アシスト装置において、上記一次減速
ギヤ列と二次減速ギヤ列を車幅方向に離間させ、上記セ
ンサプレートを一次減速ギヤ列と二次減速ギヤ列との間
に配置した。

【００１４】また、請求項２に記載したように、上記電
動モータの回転速度を検出するモータ回転センサと上記
クランク回転センサとを一体化した。

【００１５】さらに、請求項３に記載したように、クラ
ンク軸と電動モータの主軸と一次および二次減速ギヤ列
のギヤを軸支する中間軸とを側面視でＶ字形に配置し、
このＶ字形の間のスペースに、一体化したクランク回転
センサとモータ回転センサを配置した。

【００１６】

【作用】請求項１のように構成した場合、クランク軸の
回転と同時に、クランク軸に回転一体に設けられたセン
サプレートが回転し、センサプレートの外周部の動きが
クランク回転センサに読み取られる。このため、クラン
ク軸の回転速度および回転位相角が精度良く検出され
る。

【００１７】センサプレートは、車幅方向で一次減速ギ
ヤ列または二次減速ギヤ列よりも内側に配置されるの
で、従来のようにセンサプレートを設けるためにクラン
ク軸を側方に延長する必要がなくなり、左右のペダル間
隔を狭めることができる。同時に、減速ギヤ列の内側に
あるデッドスペースにセンサプレートが配置されるの
で、補助動力アシスト装置の内部スペースが有効に利用
される。

【００１８】また、請求項２のようにクランク回転セン
サとモータ回転センサとを一体化すれば、一体化された
２つの回転センサを固定するボルト等の本数が減少する
ので、補助動力アシスト装置の組立性が向上し、重量も
軽減される。しかも、２つの回転センサに繋がる配線が
１本にまとまるので、配線の処理が容易になる。

【００１９】さらに、請求項３のように構成した場合、
補助動力アシスト装置を大型化させることなく、一体化
されたクランク回転センサとモータ回転センサを補助動
力アシスト装置の内部に設けることができ、内部スペー
スが有効に利用される。また、２つの回転センサが外部
に露出しなくなるので、回転センサの汚損や破損が防止
される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明に係る補助動力アシ
スト式自転車の左側面図である。

【００２１】この補助動力アシスト式自転車１は、例え
ば金属管製の車体フレーム２を備えており、この車体フ
レーム２の下部に補助動力アシスト装置３が搭載されて
いる。

【００２２】車体フレーム２は、その前頭部にヘッドパ
イプ４が位置し、このヘッドパイプ４からアッパーチュ
ーブ５とロアーチューブ６が後斜め下方に延ばされてい
る。アッパーチューブ５の中間部とロアーチューブ６の
後端部付近はブリッジ部材７により連結され、アッパー
チューブ５の後端部は急角度に設けられたシートチュー
ブ８の下端部にシートラグ９を介して接合されている。

【００２３】シートラグ９からは左右一対のジョイント
チューブ11が下方に向かって延びており、このジョイン
トチューブ11の下端部は左右に開かれ、車幅方向に延び
るパイプ状のチェーンラグ12が固着されている。そし
て、チェーンラグ12からは左右一対のチェーンステー13
が後方に向かって延びている。

【００２４】一方、シートチューブ８の上端部付近から
は左右一対のシートステー14が後斜め下方に延びてお
り、これらのシートステー14の下端部がリヤエンド15を
介して前記チェーンステー13の後端部に接合されてい
る。

【００２５】前記ロアーチューブ６の後端部とジョイン
トチューブ11の中間部とチェーンラグ12の下部には、そ
れぞれ取付ブラケット16,17,18が固着されており、これ
らの取付ブラケット16,17,18に前記補助動力アシスト装
置３がボルトで固定される。このため、ロアーチューブ
６の後端部は補助動力アシスト装置３を介してチェーン
ラグ12に連結され、補助動力アシスト装置３が車体フレ
ーム２の構造部材を兼ねている。

【００２６】ヘッドパイプ４にはフロントフォーク19が
左右回動自在に軸支され、このフロントフォーク19の下
端部に前輪20が支持される。フロントフォーク19の上部
にはハンドルポスト21を介してハンドルバー22が固定さ
れ、さらにフロントフォーク19には前輪20を覆うフロン
トフェンダ23と、前輪制動用のフロントブレーキ24、そ
して荷物積載用のバスケット25等が回動一体に設けられ
る。

【００２７】また、車体フレーム２の後端部に位置する
前記リヤエンド15には後輪26が軸支され、この後輪26を
覆うリヤフェンダ27がチェーンステー13とシートステー
14およびリヤエンド15に固定され、後輪制動用のリヤブ
レーキ28がシートステー14に設けられる。なお、リヤエ
ンド15には駐輪時に車体を立てるためのスタンド装置29
が設けられている。

【００２８】シートチューブ８には上方からシートポス
ト31が差し込まれて固定され、このシートポスト31の上
端部にサドル32が取り付けられる。一方、補助動力アシ
スト装置３には車幅方向に延びるクランク軸33が軸支さ
れており、このクランク軸33の両端部にクランク34Ｌお
よびクランク34Ｒが回転一体に固定され、両クランク34
Ｌ，34Ｒの先端部にそれぞれペダル35が回転自在に設け
られている。

【００２９】また、クランク軸33には補助動力アシスト
装置３の右側に位置するドライブスプロケット36が軸装
されており、このドライブスプロケット36と、後輪26に
設けられたドリブンスプロケット37との間にチェーン38
が巻装されている。

【００３０】クランク軸33は、サドル32に着座した乗員
が足でペダル35を踏むことにより矢印Ａで示す方向に回
転駆動され、その際にドライブスプロケット36がクラン
ク軸33と同一方向に回転し、この回転がチェーン38によ
りドリブンスプロケット37に伝達されて後輪26が駆動さ
れる。

【００３１】車体フレーム２のアッパーチューブ５とロ
アーチューブ６との間には、補助動力アシスト装置３に
内蔵された電動モータを作動させるためのバッテリユニ
ット40が固定されている。このバッテリユニット40は、
例えば数個の小型バッテリ41と図示しない充電器とが合
成樹脂製のバッテリケース42の中に密封された構成とな
っている。なお、ロアーチューブ６の下部には上記電動
モータの出力を制御する制御装置43が取り付けられてい
る。

【００３２】図２は、本発明の一実施例を示す補助動力
アシスト装置３の横断面図であり、図３は図２のIII-II
I 矢視による補助動力アシスト装置３の左側面図であ
る。また、図４は補助動力アシスト装置３の機構概念図
である。

【００３３】補助動力アシスト装置３の外殻をなすケー
シング45は、例えばアルミ合金製であり、図２に示すよ
うに左側のケース半身46と右側のケース半身47とがボル
ト48で固定され、ケース半身46の左側にアウターカバー
49がボルト50で固定された構造となっている。なお、図
３にはアウターカバー49が取り外された状態が示されて
いる。

【００３４】ケーシング45の内部空間は３つの部屋に区
画されている。即ち、前半部分を占める電動モータ室51
と、後半部分を占める差動装置室52と、この電動モータ
室51および差動装置室52の左側に沿って前後に延びる減
速ギヤ列室53とに分けられている。

【００３５】クランク軸33は、差動装置室52の中心部に
軸受56,57 を用いて回転自在に軸支され、ケーシング45
から左右に突出するクランク軸33の両端部に前記クラン
ク34Ｌおよび34Ｒがボルト59で固定される。また、クラ
ンク軸33の右寄りにはスプロケットボス60が回転自在に
軸装されており、このスプロケットボス60に前記ドライ
ブスプロケット36が回転一体に固定される。

【００３６】電動モータ室51内には前述の電動モータ61
が設置されている。この電動モータ61は、その外ケース
62がボルト63でケース半身46側に固定され、この外ケー
ス62に設けられた２個の軸受64,65 に主軸66が回転自在
に軸支されている。この主軸66はクランク軸33に平行し
ており、コイル67が回転一体に設けられている。また、
外ケース62の内周部にはコイル67の外周を取り巻くマグ
ネット68が固定されている。

【００３７】そして、電動モータ61の左側には、例えば
ローラ式の遊星減速機構70が設けられている。この遊星
減速機構70の太陽ローラ71は軸状に形成されており、電
動モータ61の主軸66と同一軸線上に軸支されている。こ
の太陽ローラ71の左端はアウターカバー49側に設けられ
た軸受72に軸支され、太陽ローラ71の右端はケース半身
46側に設けられた軸受73に軸支されるとともに、スプラ
イン係合等により主軸66の左端に回転一体かつ分離可能
に連結されている。

【００３８】遊星減速機構70のリングローラ74は、ケー
ス半身46側にボルト75で固定され、このリングローラ74
の左側には減速キャリア76が軸受77を介して太陽ローラ
71に対し回転自在に軸支される。この減速キャリア76に
は太陽ローラ71に平行する４本のローラ軸78が架設され
ており、これらのローラ軸78にそれぞれ遊星ローラ79が
回転自在に軸支されている。４個の遊星ローラ79の外周
面は、リングローラ74の内周面と太陽ローラ71の外周面
とに接する。また、減速キャリア76の左側面には一次ド
ライブギヤ80が回転一体に設けられている。

【００３９】電動モータ61の主軸66が回転すると、太陽
ローラ71も一体に回転し、固定されたリングローラ74と
回転する太陽ローラ71との間で各遊星ローラ79が自転し
ながら太陽ローラ71の廻りを公転し、これによって減速
キャリア76が減速回転駆動される。太陽ローラ71は主軸
66と共に矢印Ｂで示す方向に回転し、一次ドライブギヤ
80も同一方向に回転する。

【００４０】ところで、本実施例では遊星減速機構70が
ローラ式に構成されているが、例えば太陽ローラ71の外
周にピニオンギヤを設け、リングローラ74をリングギヤ
（内歯ギヤ）に変更し、各遊星ローラ79を上記ピニオン
ギヤおよびリングギヤに噛み合う遊星ギヤに変更するこ
とにより、遊星減速機構70をギヤ式に構成してもよい。

【００４１】一方、遊星減速機構70とクランク軸33との
間には中間軸81が架設されている。この中間軸81は、ア
ウターカバー49側に設けられた軸受82と、ケース半身46
側に設けられた軸受83により回転自在に軸支されてお
り、前記一次ドライブギヤ80に噛み合う大径な一次ドリ
ブンギヤ84と、この一次ドリブンギヤ84の内側に位置す
る小径な二次ドライブギヤ85とが回転一体に設けられて
いる。

【００４２】中間軸81を軸支する軸受83の内側にはワン
ウェイクラッチ86が設けられており、このワンウェイク
ラッチ86は中間軸81と一次ドリブンギヤ84と二次ドライ
ブギヤ85が矢印Ｃで示す方向に回転することのみを許容
する。

【００４３】また、クランク軸33の左寄りには大径な二
次ドリブンギヤ87が軸装されている。この二次ドリブン
ギヤ87は、クランク軸33に対して回転自在に設けられ、
二次ドライブギヤ85に噛み合わされている。

【００４４】一次ドライブギヤ80と一次ドリブンギヤ84
は一次減速ギヤ列Ｇ１を構成しており、二次ドライブギ
ヤ85と二次ドリブンギヤ87は二次減速ギヤ列Ｇ２を構成
している。これら２つの減速ギヤ列Ｇ１，Ｇ２は、遊星
減速機構70と共に減速ギヤ列室53内に収容されている。

【００４５】そして、差動装置室52内には差動装置88が
設けられている。この差動装置88は、クランク軸33の回
転力（ペダル踏力）と電動モータ61の補助動力とを合成
し、その合力を駆動輪である後輪26側に出力する合力装
置となるものである。図２〜図４に示すように、差動装
置88はクランク軸33に対して同軸的に設けられており、
次のように構成されている。

【００４６】まず、クランク軸33には人力入力ギヤ89が
ワンウェイクラッチ90を介して軸装されている。ワンウ
ェイクラッチ90は、クランク軸33のＡ方向への回転を人
力入力ギヤ89に伝達するが、クランク軸33が逆転した場
合にはクランク軸33と人力入力ギヤ89との接続を断ち、
クランク軸33を空転させるクラッチ機構である。

【００４７】また、この人力入力ギヤ89の左側には補助
動力入力ギヤ91がクランク軸33に対して回転自在に軸支
されている。この補助動力入力ギヤ91の歯数は人力入力
ギヤ89の歯数と同一に設定されている。

【００４８】そして、差動キャリア92がクランク軸33廻
りに回転自在に設けられている。なお、図４中には差動
装置88全体の構造を解りやすくするために差動キャリア
92を棒材状に簡略化して記入してある。

【００４９】この差動キャリア92は、左側のキャリア半
身92Ｌと右側のキャリア半身92Ｒとがボルト93で組み立
てられたもので、キャリア半身92Ｌは補助動力入力ギヤ
91のボス91ａの外周に回転自在に軸支され、キャリア半
身92Ｒは前記スプロケットボス60に一体に繋がってい
る。

【００５０】差動キャリア92には、人力入力ギヤ89に噛
み合う一対の第一遊星ギヤ95と、補助動力入力ギヤ91に
噛み合う一対の第二遊星ギヤ96とが軸97により回転自在
に保持されており、この第一遊星ギヤ95と第二遊星ギヤ
96は互いに噛み合っている。なお、両遊星ギヤ95,96 の
歯数は同一に設定されている。

【００５１】本実施例では、第一遊星ギヤ95と第二遊星
ギヤ96が一対ずつ差動キャリア92に支持されているが、
例えば二対以上設けてもよい。なお、差動装置88に組み
込まれている各ギヤ89,91,95,96 は全て平歯ギヤである
ため、差動装置88の製造が非常に容易になっている。

【００５２】ところで、補助動力入力ギヤ91のボス91ａ
は二次ドリブンギヤ87側に延長されており、二次ドリブ
ンギヤ87のボス87ａは補助動力入力ギヤ91側に延長され
ている。これら両方のボス87ａ, 91ａの外周には同一寸
法のスプライン101,102 が刻設されている。

【００５３】そして、上記両スプライン101,102 の周囲
にスリーブ部材103 が設けられる。このスリーブ部材10
3 は、その内周部が両方のスプライン101,102 に係合す
るようになっており、しかもクランク軸33の軸方向に移
動可能である。

【００５４】通常、スリーブ部材103 は、図４に示すよ
うに二次ドリブンギヤ87寄りに位置しており、この状態
ではスリーブ部材103 が両方のスプライン101,102 に係
合して二次ドリブンギヤ87と補助動力入力ギヤ91とを回
転一体に保っている。

【００５５】スリーブ部材103 が差動装置88寄りに移動
すると、スリーブ部材103 とスプライン101 との係合が
外れ、二次ドリブンギヤ87と補助動力入力ギヤ91との繋
がりが断たれる。この時、スリーブ部材103 と差動キャ
リア92のキャリア半身92Ｌとの間に設けられたドッグク
ラッチ104 が結合して差動装置88の差動がロックされる
ようになっている。

【００５６】この補助動力アシスト式自転車１の走行時
において、合力装置である差動装置88には、乗員のペダ
ル踏力と、電動モータ61の補助動力とが同時に入力され
る。乗員のペダル踏力は、クランク軸33から差動装置88
の人力入力ギヤ89に入力され、人力入力ギヤ89がＡ方向
に回転駆動される。また、電動モータ61の補助動力は、
遊星減速機構70と一次減速ギヤ列Ｇ１と二次減速ギヤ列
Ｇ２とにより３段階に減速された後、差動装置88の補助
動力入力ギヤ91に伝えられ、補助動力入力ギヤ91が同じ
くＡ方向に回転駆動される。

【００５７】このように、人力入力ギヤ89と補助動力入
力ギヤ91が同時にＡ方向へ回転するので、第一および第
二遊星ギヤ95,96 が両ギヤ89,91 の周りをＡ方向に公転
し、差動キャリア92もドライブスプロケット36とともに
Ａ方向へ回転する。このドライブスプロケット36の回転
は、チェーン38およびドリブンスプロケット37を介して
後輪26に伝達される。

【００５８】人力と補助動力に差がある場合は、人力入
力ギヤ89と補助動力入力ギヤ91の回転速度に差が生じ
る。この両ギヤ89,91 の回転速度の差は、第一および第
二遊星ギヤ95,96 の自転（差動装置88の差動）により吸
収され、両ギヤ89,91 の回転速度を平均した回転速度で
差動キャリア92とドライブスプロケット36が回転駆動さ
れる。このため、人力と補助動力が常に円滑に合成され
て後輪26に伝達される。

【００５９】こうして、人力と補助動力とがスムーズに
合成され、その合力が効率良く後輪26側に出力されるた
め、ペダル35の踏力が大幅に軽減されて登坂走行や向い
風を受けながらの走行が非常に楽になる。

【００６０】ところで、電動モータ61の補助動力は制御
装置43により制御される。小型のＣＰＵである制御装置
43は、例えばクランク軸33の回転速度や電動モータ61の
回転速度からペダル踏力に対する補助動力の比率（アシ
スト比）を算出し、この比率が所定の比率になるように
電動モータ61の出力を制御する。

【００６１】クランク軸33の回転速度と電動モータ61の
回転速度は、それぞれクランク回転センサ106 とモータ
回転センサ107 により検出される。図３に示すように、
これら２つの回転センサ106,107 は一体化されており、
２本のボルト108 を用いてケース半身46に固定されてい
る。クランク軸33と電動モータ61の主軸66と中間軸81は
側面視でＶ字形に配置されており、このＶ字形の間のス
ペースに一体化されたクランク回転センサ106 とモータ
回転センサ107 が配置されている。

【００６２】一方、クランク軸33には円盤状のセンサプ
レート109 が設けられている。このセンサプレート109
は、例えばノックピン109aを用いてクランク軸33に回転
一体に固定されており、センサプレート109 は車幅方向
に離間された一次減速ギヤ列Ｇ１と二次減速ギヤ列Ｇ２
との間に配置されている。

【００６３】即ち、中間軸81に設けられた一次ドリブン
ギヤ84と二次ドライブギヤ85との間は離されており、二
次ドリブンギヤ87の直ぐ左側に配置されたセンサプレー
ト109 が一次ドリブンギヤ84と二次ドライブギヤ85の間
に入り込むレイアウトとなっている。

【００６４】センサプレート109 の外周部には等間隔で
凹凸形状110 が刻設されており、クランク軸33と共にセ
ンサプレート109 が回転すると、この凹凸形状110 の動
きがクランク回転センサ106 に読み取られてクランク軸
33の回転速度が検出される。

【００６５】このようにクランク軸33に直接センサプレ
ート109 を設けた場合、ドライブスプロケット36にセン
サリング等を設けてドライブスプロケット36の回転速度
からクランク軸33の回転速度を逆算して割り出すよりも
高い精度でクランク軸33の回転速度を検出することがで
き、併せてクランク軸33の回転位相角も検知できる。

【００６６】そして、遊星減速機構70の減速キャリア76
には、その外周部に等間隔で凹凸形状111 が刻設されて
いる。電動モータ61の作動とともに減速キャリア76が回
転すると、凹凸形状111 の動きがモータ回転センサ107
に読み取られて減速キャリア76の回転速度が検出され
る。この減速キャリア76の回転速度は電動モータ61の回
転速度が遊星減速機構70により減速されたものなので、
減速キャリア76の回転速度に遊星減速機構70の減速比の
逆数を掛ければ電動モータ61の回転速度が得られる。

【００６７】図５に示すように、クランク回転センサ10
6 とモータ回転センサ107 は、バッテリユニット40およ
び電動モータ61と共に制御装置43に電気的に接続されて
おり、クランク軸33と電動モータ61の回転速度が制御装
置43に入力されるようになっている。制御装置43は、こ
の入力を基にアシスト比が所定の比率になるようにバッ
テリユニット40の電流を電動モータ61に供給し、補助動
力の強度を調節する。

【００６８】本発明では、一次減速ギヤ列Ｇ１と二次減
速ギヤ列Ｇ２とを車幅方向に離間させ、クランク軸33の
回転速度を検出するためのセンサプレート109 を一次減
速ギヤ列Ｇ１と二次減速ギヤ列Ｇ２との間に配置したた
め、センサプレート109 が車幅方向で一次減速ギヤ列Ｇ
１よりも内側に配置されている。

【００６９】このため、従来のようにセンサプレート10
9 を設けるためにクランク軸33を側方に延長する必要が
なくなり、左右のペダル35の間隔を狭めることができ
る。同時に、減速ギヤ列Ｇ１あるいはＧ２の内側にある
デッドスペースにセンサプレート109 が配置されるの
で、補助動力アシスト装置３の内部スペースが有効に利
用される。

【００７０】また、本発明ではクランク回転センサ106
とモータ回転センサ107 とを一体化したため、一体化さ
れた２つの回転センサ106,107 を固定するボルト108 の
本数が減少している。このため、補助動力アシスト装置
３の組立性が向上し、重量も軽減される。しかも、２つ
の回転センサ106,107 に繋がる図示しない配線を１本に
まとめることができるので、配線の処理が非常に容易に
なる。

【００７１】さらに、本発明ではクランク軸33と電動モ
ータ61の主軸66と中間軸81とを側面視でＶ字形に配置
し、このＶ字形の間のスペースに一体化したクランク回
転センサ106 とモータ回転センサ107 を配置したため、
補助動力アシスト装置３を大型化させることなく、一体
化された２つの回転センサ106,107 を補助動力アシスト
装置３の内部に設けることができ、内部スペースが有効
に利用される。また、２つの回転センサ106,107 が外部
に露出しなくなるので、回転センサ106,107 の汚損や破
損を効果的に防止することができる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る補助
動力アシスト式自転車の補助動力アシスト装置は、電動
モータの補助動力を減速する一次減速ギヤ列と二次減速
ギヤ列を車幅方向に離間させ、クランク軸回転速度検出
用のセンサプレートを一次減速ギヤ列と二次減速ギヤ列
との間に配置したため、クランク軸を延長せずにセンサ
プレートを設けることができ、左右のペダル間隔を狭め
られる。同時に、同時に、減速ギヤ列の内側にあるデッ
ドスペースにセンサプレートが配置されるので、補助動
力アシスト装置の内部スペースを有効に利用することが
できる。

【００７３】また、本発明に係る補助動力アシスト式自
転車の補助動力アシスト装置は、電動モータの回転速度
を検出するモータ回転センサと上記クランク回転センサ
とを一体化したので、一体化された２つの回転センサを
固定するボルト等の本数を減少させ、補助動力アシスト
装置の組立性を向上させるとともに重量軽減を図ること
ができる。しかも、２つの回転センサに繋がる配線が１
本にまとまるので、配線の処理を非常に容易にすること
ができる。

【００７４】さらに、本発明に係る補助動力アシスト式
自転車の補助動力アシスト装置は、クランク軸と電動モ
ータの主軸と一次および二次減速ギヤ列のギヤを軸支す
る中間軸とを側面視でＶ字形に配置し、このＶ字形の間
のスペースに、一体化したクランク回転センサとモータ
回転センサを配置したため、補助動力アシスト装置の内
部スペースを有効に利用することができる。また、２つ
の回転センサが外部に露出しなくなるので、各回転セン
サの汚損や破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る補助動力アシスト式自転車の左側
面図。

【図２】本発明の一実施例を示す補助動力アシスト装置
の横断面図。

【図３】図２のIII-III 矢視による補助動力アシスト装
置の左側面図。

【図４】補助動力アシスト装置の機構概念図。

【図５】補助動力アシスト装置の制御系統を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

１ 補助動力アシスト式自転車 ２ 車体フレーム ３ 補助動力アシスト装置 33 クランク軸 43 制御装置 45 ケーシング 61 電動モータ 66 電動モータの主軸 70 遊星減速機構 81 中間軸 88 合力装置としての差動装置 106 クランク回転センサ 107 モータ回転センサ 109 センサプレート Ｇ１ 一次減速ギヤ列 Ｇ２ 二次減速ギヤ列

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 久雄 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車幅方向に延びてペダル踏力により回転
   駆動されるクランク軸と、このクランク軸に平行する主
   軸を備えて補助動力を発生する電動モータと、クランク
   軸に同軸的に設けられてペダル踏力と補助動力を合成
   し、その合力を駆動輪側に出力する合力装置と、補助動
   力を減速して上記合力装置に伝達する一次減速ギヤ列お
   よび二次減速ギヤ列と、上記クランク軸に回転一体に設
   けられた円盤状のセンサプレートと、このセンサプレー
   トの外周部の動きを読み取ることによりクランク軸の回
   転速度および回転位相角を検出するクランク回転センサ
   とを備えた補助動力アシスト式自転車の補助動力アシス
   ト装置において、上記一次減速ギヤ列と二次減速ギヤ列
   を車幅方向に離間させ、上記センサプレートを一次減速
   ギヤ列と二次減速ギヤ列との間に配置したことを特徴と
   する補助動力アシスト式自転車の補助動力アシスト装
   置。
2. 【請求項２】 上記電動モータの回転速度を検出するモ
   ータ回転センサと上記クランク回転センサとを一体化し
   た請求項１に記載の補助動力アシスト式自転車の補助動
   力アシスト装置。
3. 【請求項３】 クランク軸と電動モータの主軸と一次お
   よび二次減速ギヤ列のギヤを軸支する中間軸とを側面視
   でＶ字形に配置し、このＶ字形の間のスペースに、一体
   化したクランク回転センサとモータ回転センサを配置し
   た請求項２に記載の補助動力アシスト式自転車の補助動
   力アシスト装置。