JPH0911970A

JPH0911970A - 補助動力装置付自転車

Info

Publication number: JPH0911970A
Application number: JP7292507A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takayama; 敦之高山; Sakuo Fukumoto; 茶伯夫福本; Yusuke Kinoshita; 祐介木下
Original assignee: TEC CORP
Current assignee: TEC CORP
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、補助動力装置の取り付けを容易にし
た補助動力装置付自転車を提供することを目的とする。【解決手段】ケース３０の内部に電動機４０および動力
伝達手段５０等を備えるとともに動力伝達手段５０から
の回転力をスプロケット１７に伝達する中空軸７０をケ
ース３０に回転自在に設けた補助動力装置Ｃの車体Ｂへ
の取付を、補助動力装置Ｃの一方側をケース３０に設け
た取付金具４５と締付金具４６（取付具）によってフレ
ーム６に取り付けることにより、他方側を前記中空軸７
０をハンガラグ１に取り付けることにより取り付けるよ
うにした補助動力装置付自転車。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、補助動力装置付
自転車に係り、特に一般用自転車に補助動力装置を取り
付けるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動機を駆動源とした補助動力装
置を備え人力走行の際にこの補助動力装置の回転力を人
力による回転力に付加するようにした補助動力装置付自
転車は、例えば特開平４−３５８９８７号公報に記載さ
れている。この公報に記載されている電動モータ付き自
転車つまり補助動力装置付自転車は、その記載から明ら
かなように補助動力装置を取り付ける専用の車体を必要
とするものである。したがって、動力装置を他の一般用
自転車に取り付けることはできないものであり、専用の
車体が必要なことから高価格となってしまい使用者にと
っては経済性の面からも好ましいものではない。

【０００３】そこでこの発明の発明者は、一般用自転車
つまり市販されている汎用自転車にその車体自体に何等
変更を加えることなく取り付けられる補助動力装置を開
発したものである。ところで、一般用自転車の車体のフ
レームの形状は、例えばダイヤモンド形、スタッカード
形、ダブルループ形、Ｈ形、Ｕ形等種々の形状のものが
存在している。このために、前記補助動力装置を取り付
ける場合にはそれぞれ各フレームの形状に合わせて取り
付けしなければならないことから、各フレームに合わせ
た取付手段を必要とすることが判明した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の補
助動力装置付自転車においては、第一の問題として、上
記のように多種にわたる車体のフレームのそれぞれのフ
レーム形状に合わせた取付手段を設けた場合は、多数の
取付手段を必要とするためこれら多数の取付手段を用意
しなければならないという問題が生じる。

【０００５】また、第二の問題としては、補助動力装置
を車体に取り付けた際補助動力装置のケースが変形状態
で取り付けられた場合、ケースに取り付けられている各
歯車の軸の平行度が損なわれる等して、各歯車は正常状
態で噛合しなくり、その結果歯車が磨耗してしまう等耐
久性が悪くなり、また、異常な噛合により異常音を伴う
騒音が発生し、さらにまた振動が発生する等が生じるこ
とである。すなわち、補助動力装置は電動機の出力軸か
ら、多数の歯車で構成される動力伝達手段により減速し
てスプロケットに回転力を伝達するようになっており、
これら多数の歯車はケースに取り付けた軸に取り付けら
れ互いに噛合しているものであり、また、車体フレーム
に取付具を介して固定される補助動力装置は、取付具と
車体フレームの被取付部とが常に正確に一致した状態で
取り付けられるとは限らず位置ずれが生じる。この位置
ずれが生じると車体フレームは強固であるため、ケース
は変形状態で車体フレームに取り付けられることにな
り、このためケースに取り付けられている各歯車の軸の
平行度等が損なわれ、各歯車は正常状態で噛合しなく
り、その結果歯車が磨耗してしまう等耐久性が悪くな
り、また、異常な噛合により異常音を伴う騒音が発生
し、さらにまた振動が発生する等の事態が生じることに
なる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の問題を
解決するもので、請求項１記載の発明は上記第一の問題
の解決を目的とするもので、ケースの一方側に設けられ
た電動機と、前記ケース内に配設され前記電動機の回転
力を伝達する動力伝達手段と、前記ケースの他方側に軸
受を介して回転自在に取り付けられ前記動力伝達手段か
ら伝達された回転力をスプロケットに伝達するとともに
車体のハンガラグに取り付けられる中空軸と、この中空
軸の内部に回転自在に設けられるとともに両端部にペダ
ルが設けられたクランクが取り付けられたクランク軸
と、前記ケースの前記一方側に設けられ車体フレームの
パイプに取着される取付具とによって補助動力装置を構
成し、この前記補助動力装置をその一方側を前記パイプ
に取り付けられる取付具によって、他端側を前記ハンガ
ラグに取り付けられる前記中空軸によって前記車体に取
り付けた補助動力装置付自転車としたものであり、ま
た、請求項２記載の発明も上記第一の問題の解決を目的
とするもので、ケースに取り付けられた電動機と、前記
ケース内に配設され前記電動機の回転力を伝達する動力
伝達手段と、前記ケースに軸受を介して回転自在に取り
付けられ前記動力伝達手段から伝達された回転力をスプ
ロケットに伝達するとともに車体のハンガラグに取り付
けられる中空軸と、この中空軸の内部に回転自在に設け
られるとともに両端部にペダルが設けられたクランクが
取り付けられたクランク軸と、前記ケースに設けられ車
体フレームに取着する取付具とによって補助動力装置を
構成し、この補助動力装置を車体フレームに取着される
前記取付具とハンガラグに取り付けられる前記中空軸に
よって前記車体に取り付けた補助動力装置付自転車とし
たものであり、また、請求項３記載の発明は、上記第一
の問題および第二の問題の解決を目的とするもので、請
求項２記載の発明はにおける取付具を前記動力伝達手段
の配設部位から離間した部位に設けた補助動力装置付自
転車としたものである。

【０００７】上記のように構成した請求項１記載の発明
および請求項２記載の発明は、補助動力装置を補助動力
装置に設けた取付具と中空軸とによりフレームのパイプ
とハンガラグに取り付ける構成としたので補助動力装置
を一般用自転車の車体のいずれの形状のフレームに対し
ても取り付けることができるという作用を有するもので
あり、また、請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の発明および請求項２記載の発明の作用に加えて、ケー
スの変形を防止して動力伝達手段を構成する各歯車を正
常に噛合させることができるという作用を有するもので
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の第一の実施の
形態を図１および図９に基づいて説明する。図に示すよ
うに、補助動力装置付自転車（以下単に自転車という）
Ａは、自転車本体（以下単に車体という）Ｂとこの車体
Ｂに取り付けられた補助動力装置（以下単に動力装置と
いう）Ｃとから構成されている。そして、前記車体Ｂは
一般用自転車つまり一般に市販されている汎用自転車か
らなるもので、ハンガラグ１に一端側を固定された立パ
イプ２および下パイプ３と、この下パイプ３の他端側に
固定されたヘッドパイプ４に一端側を固定され他端側を
前記立パイプ２の下方部に固定された上パイプ５とから
なるフレーム６、前記ハンガラグ１に一端側を固定され
たチェーンステー７、前記ヘッドパイプ４に取り付けら
れた前ホーク８、この前ホーク８の上端に取り付けられ
たハンドル９、前記前ホーク８の下端部に取り付けられ
た前輪１０、前記立パイプ２の上部に一端側を固定され
他端側を前記チェーンステー７の他端側と後つめを介し
て固定されたバックホーク１１、前記チェーンステー７
の他端側に取り付けられた後輪１２、前記立パイプ２の
上方に取り付けられたサドル１３、前記後輪の上部に設
けた荷受台１４等から構成されている。なお、前記前輪
１０および後輪１２の一部はそれぞれカバー１０ａおよ
び１２ａによって覆われている。また、前記ハンガラグ
１には回動自在に後述するクランク軸８０が設けられ、
このクランク軸８０両端部にはそれぞれペダル８１ａと
８２ａが設けられた左クランク８１と右クランク８２が
取り付けられている。また、前記荷受台１４の下部には
バッテリーケース１５が取り付けられており、このバッ
テリーケース１５内には図示しないバッテリーが着脱可
能に取り付けられている。また、このバッテリーと後述
する電動機４０とはリード線１６で接続されている。ま
た、走行時の回転力を伝達するスプロケット１７と後輪
１２のスプロケット１８にはチェーン１９が架けられて
いる。

【０００９】つぎに、前記動力装置Ｃの構成およびその
組み立て方について説明する。

【００１０】まず動力装置Ｃの構成を図２、図３および
図８に基づいて説明する。図に示すように動力装置Ｃ
は、ケース３０に取着された電動機４０、前記ケース３
０内に配設された前記電動機４０の回転力を伝達する動
力伝達手段５０、前記電動機４０の回転力を伝達するス
プロケット１７およびチェーン１９を介して後輪のスプ
ロケット１８に伝達する中空軸７０、人力走行の際前記
クランク８１、８２からの回転力をスプロケット１７、
チェーン１９を介して後輪のスプロケツト１８に伝達す
るクランク軸８０、前記動力伝達手段５０と前記クラン
ク軸８０および中空軸７０に関係してクランク軸８０か
らの回転力と動力伝達手段５０を介して伝達された電動
機４０からの回転力つまり動力を補助して前記中空軸７
０を介してスプロケット１７に伝達する回転力切換手段
Ｔおよび回転力切換手段Ｔの動作に応じて動作するスイ
ッチ手段Ｓとから構成されている。

【００１１】そして、前記ケース３０は一方側を開口し
た有底状に形成された内ケース３１と、同じく一方側を
開口した有底状に形成されるとともに開口部に嵌合部３
２ａを設けた外ケース３２とからなり、前記嵌合部３２
ａに内ケース３１の開口縁３１ａをシールパッキング３
３ａを介して液密的に嵌合して複数の結合ねじ３４ａと
ナット３４ｂによって結合して構成されている。前記内
ケース３１には孔および凹部からなる軸取付部３１ｂお
よび３１ｃ、凹部からなる軸受取付部３１ｄおよび貫通
孔３１ｇが形成された凹状の軸受取付部３１ｈが設けら
れており、また、前記外ケース３２には前記内ケース３
１に設けられた軸取付部３１ｂ、３１ｃ、および軸受取
付部３１ｄにそれぞれ対応して凹部からなる軸取付部３
２ｂ、３２ｃおよび軸受取付部３２ｄが設けられてお
り、また、内ケース３１に設けた軸受取付部３１ｈの貫
通孔３１ｇに対応して形成された貫通孔３２ｇが形成さ
れた凹部３２ｈが設けられている。なお、この凹部３２
ｈにはパッキング３３ｂが取り付けられている。

【００１２】そして、前記内ケース３１の取付部３１ｆ
には前記電動機４０がその出力軸４１を挿通孔３１ｅを
挿通してねじ４２によって取り付けられており、この電
動機４０を覆ってシールパッキング４３を介してケース
３０の一部を構成するカバー４４が内ケース３１に図７
に示すようにねじ４４ａによって取り付けられている。
前記カバー４４には前記下パイプ３の下側面に当接する
円弧状面に形成した当接部４５ａを有するとともに孔４
５ｂが設けられた取付金具４５が取り付けられている。
また、前記出力軸４１の先端部には径小のプーリー５１
がピン５１ａによって回り止めされて取り付けられてい
る。

【００１３】また、前記内ケース３１と外ケース３２の
軸取付部３１ｂ、３２ｂには、ボールベアリング３５
ａ、３５ａを介して内ケース３１側に歯車５２ａを有す
る径大なプーリー５２が取り付けられた軸３５が、ま
た、軸取付部３１ｃ、３２ｃには、一端側に前記歯車５
２ａと噛合う径大な歯車５３ａそして他端側に径小な歯
車５３ｂを有する歯車５３がニードルベアリング３６ａ
を介して取り付けられた軸３６が取り付けられている。
なお、前記プーリー５１とプーリー５２にはベルト５１
ｂが架けられている。また、前記軸受取付部３１ｄと３
２ｄには、その両端に取り付けたボールベアリング３７
ａ、３７ａを嵌合することにより取り付けられた軸３７
が設けられており、この軸３７の一端側つまり外ケース
３２側には前記歯車５３の径小な歯車５３ｂと噛合う径
大な歯車５４が取り付けられ、他端側には一方向性クラ
ッチ３７ｃを介して径小の歯車５５が取り付けられてい
る。前記一方向性クラッチ３７ｃは後述する人力走行の
際にペダル８１ａ、８２ａのクランク８１、８２が走行
方向に回転したときは空転するようになっている。ま
た、前記歯車５５には電動機４０の動力を出力する歯車
５６が噛合して設けられている。

【００１４】そして、前記プーリー５１、５２およびこ
の両プーリー５１、５２に架けられたベルト５１ａ、歯
車５２ａ、歯車５３、歯車５４、歯車５５および歯車５
６によって前記動力伝達手段５０が構成されている。

【００１５】そして、前記歯車５６の中央部には軸孔５
６ａが設けられた筒状部５６ｂが設けられており、ま
た、この歯車５６の外ケース３２側には図３に示すよう
に前記筒状部５６ｂの外周に同心状にかつ放射状に配置
された複数（実施例では６個）の凹部５７が形成されて
おり、この凹部５７は同図に示す矢印Ａ方向つまり歯車
５６が走行時に回転する方向に沿って図４、図５に示す
ように次第に上方つまり側面の表面に向かって次第に上
昇する傾斜面５７ａが形成されている。また、前記軸孔
５６ａの内周壁には一般にインボリュートセレーション
とよばれている凹凸条５６ｃが形成されている。また、
歯車５６の隣り合う前記凹部５７間には複数（実施例で
は３個）の長孔５６ｄが設けられている。

【００１６】そして、前記歯車５６の前記凹部５７が設
けられている側には回転力検出部材５８が配設されてお
り、この回転力検出部材５８は筒状部５８ａ、この筒状
部５８ａの一端側つまり前記歯車５６側に設けた円板状
部５８ｂからなっており、また、この円板状部５８ｂの
外周部に一体に形成された環状の検出板５８ｅが設けら
れている。そして、前記筒状部５８ａの内周には一方向
性クラッチ５９が取り付けられている。この一方向性ク
ラッチ５９の内周には凹凸条５９ｂが形成された嵌合軸
孔５９ａが設けられており、この嵌合軸孔５９ａの軸心
は前記歯車５６に形成された軸孔５６ａの軸心と一致し
ている。なお、前記一方向性クラッチ５９は前記クラン
ク８１、８２が走行方向と反対方向に回転したときは空
転するようになっている。また、前記円板状部５８ｂの
前記歯車５６に対向した側面には、図３に示すように前
記歯車５６に形成した凹部５７に対応して形成された断
面楕円状の複数（実施例では６個）の突起５８ｃが形成
され、この突起５８ｃの上端部は図４、図５に示すよう
に短軸方向つまり周方向に沿って曲面状に形成されてい
る。また、この円板状部５８ｂには前記突起５８ｃ間に
複数（実施例では３個）の取付孔５８ｄが設けられてい
る。

【００１７】そして、前記歯車５６に設けた長孔５６ｄ
と前記円板状部５８ｂに設けた前記取付孔５８ｄを対応
させて、この長孔５６ｄと取付孔５８ｄとを貫通し、取
付孔５８ｄには固定的に位置決めされるとともに前記長
孔５６ｄに遊嵌状態に貫通する中空筒状のスリーブ６０
を挿入し、このスリーブ６０の内部に取付ボルト６１を
挿入するとともに外周にコイルばね６２を遊嵌状態に嵌
合し、このコイルばね６２を前記円板状部５８ｂと取付
ボルト６１のねじ部側に嵌合した係止板６３との間に配
設してナット６４を締付けて固定する。この状態では前
記コイルばね６２の付勢力によって前記歯車５６の凹部
５７が設けられた側面と円板状部５８ｂの側面とは図４
（Ａ）、図５（Ａ）に示すように圧接状態となってお
り、また、凹部５７と突起５８ｃとは同両図に示すよう
に完全に嵌合した状態となっている。

【００１８】そして、前記コイルばね６２の付勢力の大
きさは、人力走行の際に前記クランク軸８０、一方向性
クラッチ５９を介して回転力検出部材５８に加えられる
回転力が所定値を超えると圧縮し始める大きさに設定さ
れている。つまり、人力走行の際には、前記クランク軸
８０の回転に伴って一方向性クラッチ５９とともに回転
する回転力検出部材５８の回転力が所定値を越えると前
記突起５８ｃが凹部５７の傾斜面５７ａを徐々に上方に
滑って移動し前記歯車５６から離反する大きさに設定さ
れているものである。したがって、前記クランク軸８０
に加わる回転力が前記所定値以下の場合は前記回転力検
出部材５８はコイルばね６２の付勢力によって前記歯車
５６に圧接状態となりこの状態を維持し、回転力検出部
材５８は歯車５６と略同期して回転することになる。

【００１９】そして、上記した歯車５６、回転力検出部
材５８および回転力検出部材５８と歯車５６とを圧接状
態に付勢するコイルばね６２とによって前記回転力切換
手段Ｔを構成している。

【００２０】ここで回転力切換手段Ｔによって回転力が
切り換えられる動作について説明する。上記したように
走行中にクランク８１、８２からの回転力によって前記
クランク軸８０、一方向性クラッチ５９を介して回転力
検出部材５８は回転するが、回転力検出部材５８に加え
られる回転力が所定値以下の場合は前記回転力検出部材
５８はコイルばね６２の付勢力によって前記歯車５６に
圧接状態となっていることから、この回転力は回転力検
出部材５８を介して歯車５６に伝達されさらにこの歯車
５６を介して後に詳述する中空軸７０に伝達されるよう
に、また、上り坂における走行等の場合のように前記回
転力が所定値を超えた場合は、後輪１２に大きな負荷が
加わり、これに抗して踏み込むペダル８１ａ、８２ａに
よる回転力がクランク８１、８２を介して前記クランク
軸８０に加えられることにより、一方向性クラッチ５９
を介してクランク軸８０と共に回転する回転力検出部材
５８の回転速度が中空軸７０と共に回転する歯車５６の
回転速度より速くなり、回転力検出部材５８はコイルば
ね６２の付勢力に抗してこれを圧縮させながら突起５８
ｃが傾斜面５７ａに沿って徐々に上方に移動し歯車５６
から離反し、この離反に伴って回転力検出部材５８に設
けた検出板５８ｅが後述する近接スイッチ２５に図２お
よび図８に二点鎖線で示すように接近し近接スイッチ２
５は閉成し前記電動機４０が駆動し、この電動機４０の
回転力が前記動力伝達手段５０の出力歯車である前記歯
車５６に伝達されて前記中空軸７０に伝達されるように
して電動機４０からの回転力を付加つまり補助すること
になるものである。つまり人力走行の場合に平地あるい
は下り坂を走行しているときは、クランク軸８０を介し
て回転力検出部材５８に加わる回転力は所定値以下であ
るためこの回転力は歯車５６を介して中空軸７０に伝達
され人力走行がなされ、また、上り坂を走行するときは
大きな回転力を要することになり、その結果前記クラン
ク軸８０、回転力検出部材５８に加わる回転力が所定値
を超えることになり、回転力検出部材５８は歯車５６か
ら離反し検出板５８ｅが近接スイッチ２５に接近して電
動機４０が駆動され、電動機４０の回転力は上述したよ
うに歯車５６を介して中空軸７０に伝達され電動機４０
からの回転力が人力による回転力に付加つまり補助され
て走行がなされるものである。

【００２１】また、前記ケース３０に設けられた前記回
転力検出部材５８に設けた検出板５８ｅに対向した外ケ
ース３２の内部に前記スイッチ手段Ｓとしての近接スイ
ッチ２５が取付ねじ２６ａとナット２６ｂによって取り
付けられている。この近接スイッチ２５は前記図示しな
いバッテリーと電動機４０を電気的に接続する図示しな
い電気回路内の電源スイッチ（不図示）と直列に接続さ
れている。そして、前述したように前記検出板５８ｅが
所定距離まで接近したとき閉成するようになっている。

【００２２】つぎに、前記歯車５６に形成された軸孔５
６ａに嵌合して前記電動機４０の動力をスプロケット１
７に伝達する前記中空軸７０について説明する。この中
空軸７０は内部に貫通孔７１を有するとともに一端側に
前記軸孔５６ａに形成された凹凸条５６ｃと係合する凹
凸条７２が形成され前記軸孔５６ａに嵌合した際に両凹
凸条５６ｃ、７２の係合によって周方向に回り止めされ
て歯車５６と一体に回転するようになっている。また、
他端側の端部外周には凹凸条７３が形成されており、こ
の凹凸条７３はスプロケット１７が取り付けられる取付
部材１７ａに形成された凹凸条１７ｂに整合するように
形成されている。また、この中空軸７０は前記一端側に
形成した凹凸条７２が形成された近傍に形成された環状
溝７４に取り付けられた係止部材７４ａに位置決めされ
てボールベアリング７７の内輪に圧入して取り付けられ
ており、この中空軸７０は前記内ケース３１に設けた貫
通孔３１ｇを貫通させるとともに前記ボールベアリング
７７の外輪を前記内ケース３１に設けた軸受取付部３１
ｈに圧入することによって内ケース３１に固着されてい
る。また、この中空軸７０の前記環状溝７４の近傍に環
状溝７５が形成されこの環状溝７５にはワッシャー７５
ｂを位置決めする係止部材７５ａが取り付けられてい
る。

【００２３】つぎに、前記中空軸７０の貫通孔７１に貫
通して取り付けられるクランク軸８０について説明す
る。このクランク軸８０の一端側には外周を角柱状に形
成した嵌合部８３ａとこの嵌合部８３ａに突設したねじ
部８３ｂからなる取付部８３が、また、他端側には同様
に外周を角柱状に形成した嵌合部８４ａとこの嵌合部８
４ａに突設したねじ部８４ｂからなる取付部８４がそれ
ぞれ形成されている。なお、前記取付部８３および８４
は前記した一般用自転車の左クランク８１および右クラ
ンク８２の嵌合部８１ｂ、８２ｂに整合する形状および
寸法に形成されている。

【００２４】また、クランク軸８０には前記一端側の前
記取付部８３の内方に隣接した部位に径大部８５が設け
られ、この径大部８５の外周には前記一方向性クラッチ
５９に形成した凹凸条５９ａと軸方向に移動可能にする
とともに周方向に回り止めするように係合する凹凸条８
５ａが形成されている。

【００２５】また、前記径大部８５から図２および図８
において右方向はこの径大部８５より小径とした径小部
８６となっており、この径小部８６には前記径大部８５
に隣接した部位と前記取付部８４の内方に位置した部位
とにそれぞれ軸受嵌合部８７ａと８７ｂとが設けられて
いる。そして、図２および図８において軸受嵌合部８７
ａの右側および軸受嵌合部８７ｂの左側にはそれぞれ環
状溝９０および９１が設けられている。そして、図８に
示すように径大部８５の側面にはスペーサー９２を介し
てワッシャー９２ａが配設され、また、軸受嵌合部８７
ａおよび８７ｂにはニードルベアリングからなる軸受９
３ａおよび９３ｂが取り付けられ、軸受９３ａは前記環
状溝９０に嵌め込まれた係止部材９０ａによって軸方向
に抜け止めされたワッシャー９０ｂと前記ワッシャー９
２ａとによって位置決めされている。また、軸受８７ｂ
は環状溝９１に嵌め込まれた係止部材９１ａによって軸
方向内方への移動を阻止されたワッシャー９１ｂによっ
て内方への移動が阻止されて取り付けられている。ま
た、前記径大部８５の図２および図８において左側には
ワッシャー８５ｂが配設されている。また、前記径小部
８６の前記取付部８４の近傍には環状溝９４が設けられ
この環状溝９４には係止部材９４ａによって抜け止めさ
れてワッシャー９４ｂが取り付けられている。

【００２６】動力装置Ｃは以上のように構成されている
が、ここでこの動力装置Ｃの組立について説明する。

【００２７】まず、あらかじめ、クランク軸８０にワッ
シャー９２ａ、軸受９３ａ、ワッシャー９０ｂをこの順
で挿入し係止部材９０ａを環状溝９０に嵌め込んで軸受
９３ａを軸受嵌合部８７ａに取り付け、また、環状溝９
１に係止部材９１ａを嵌め込んだ後、ワッシャー９１ｂ
で位置決めして軸受９３ｂを軸受嵌合部８７ｂに嵌合し
て取り付け、ついで前記径大部８５の凹凸条８５ａに回
転力検出部材５８を取り付けた一方向性クラッチ５９の
凹凸条５９ａを嵌合して取り付け、また、クランク軸８
０の取付部８４側から前記歯車５６を挿入して前記ワッ
シャー９２ａを間に位置させて長孔５８ｄと孔５６ｄと
を対応させて回転力検出部材５８と歯車５６を合わせ、
この状態で前記ボルト６１を挿通したスリーブ６０を歯
車５６の孔５６ｄ側から回転力検出部材５８の長孔５８
ｄを貫通させて挿入し、ついでスリーブ６０にコイルば
ね６２を嵌め込み係止板６３を介してナット６４を取り
付けた状態として準備する。また、出力軸４１にプーリ
ー５１を取り付けた電動機４０を準備する。

【００２８】そして、前記内ケース３１の軸受取付部３
１ｈにボールベアリング７７の外輪を圧入して固着し、
このボールベアリング７７の内輪に環状溝７４に位置決
部材７４ａを取り付けた前記中空軸７０を圧入する。つ
いで、この中空軸７０の貫通孔７１に前記軸受９３ａ、
９３ｂ、歯車５６、回転力検出部材５８が取り付けられ
たクランク軸８０を貫通して取り付ける。また、電動機
４０をその出力軸４１を貫通孔３１ｅに貫通させて取付
部３１ｆにねじ４２によって取り付け、また、カバー４
４をパッキング４３を介して取り付ける。

【００２９】つぎに、内ケース３１に歯車５３を取り付
けた軸３６、プーリー５２を取り付けた軸３５、歯車５
４、５５を取り付けた軸３７のそれぞれの一端側を軸取
付部３１ｃ、軸取付部３１ｂ、軸受取付部３１ｄに取り
付ける。また、前記クランク軸８０に取付部８３側から
ワッシャー８５ｂを挿入する。また、プーリー５１とプ
ーリー５２にベルト５１ａを架ける。

【００３０】また、外ケース３２に近接スイッチ２５を
取り付けるとともに嵌合部３２ａおよび凹部３２ｈにパ
ッキング３３ａおよび３３ｂを取り付ける。そして、こ
の外ケース３２を、貫通孔３２ｇ、軸受取付部３２ｄ、
軸取付部３２ｃ、軸取付部材３２ｂを内ケース３１に取
り付けられたクランク軸８０、軸３７、軸３６および軸
３５に対応させ、その嵌合部３２ａを内ケース３１の開
口縁３１ａに嵌合させて取付ねじ３４ａとナット３４ｂ
とによって結合することによって動力装置Ｃは組み立て
られる。このように組立状態では図２、図８に示すよう
に前記回転力検出部材５８の検出板５８ｅと前記近接ス
イッチ２５とは所定距離離間して対向するようになって
いる。このように組み立てられた動力装置Ｃの全体斜視
図は図７に示す。

【００３１】つぎに、上述したように一般用自転車Ａの
車体Ｂのハンガラグ１の貫通孔１ａの両端側内周壁に形
成されたねじ部である雌ねじ１ｂおよび１ｃにそれぞれ
取り付けられる取付部材１１０および１２０について説
明する。

【００３２】まず、前記取付部材１１０は一端側（図２
において右側）を開口した有底筒状に形成されその底壁
１１１には貫通孔１１２が設けられ、また、筒状部１１
３の外周壁には前記ハンガラグ１の貫通孔１ａ形成され
た雌ねじ１ｂに螺合する雄ねじ１１４が形成され、ま
た、この筒状部１１３の内側にはニードルベアリングか
らなる軸受１１５が前記開口から挿入して取り付けられ
ている。また、前記底壁１１１の外周にはフランジ部１
１６が形成されている。そして、この取付部材１１０は
筒上部１１３の内側に前記軸受１１５を収納した後、前
記雌ねじ１ｂに螺合してハンガラグ１に取り付けられて
いる。この際前記フランジ部１１６は前記ハンガラグ１
の一端側端部に当接するようになっている。

【００３３】つぎに、前記取付部材１２０は一端側図２
において左側を開口した有底筒状に形成されその底壁１
２１には貫通孔１２２が設けられ、また、筒状部１２３
の外周壁には前記ハンガラグ１貫通孔１ａの一端側の雌
ねじ１ｃに螺合する雄ねじ１２４が形成され、また、こ
の筒状部１２３の内側にはニードルベアリングからなる
軸受１２５が前記開口から挿入して取り付けられてい
る。そして、この取付部材１２０は筒状部１２３の内側
に前記軸受１２５を収納した後、前記ハンガラグ１の貫
通孔１ａの他端側に形成された雌ねじ１ｃに螺合して取
り付けられている。

【００３４】また、前記ハンガラグ１の両端側に互いに
その開口を対向させて取り付けられた前記取付部材１１
０および１２０の間に位置して規制部材１３０が前記中
空軸７０に挿通されて設けられている。この規制部材１
３０は前記中空軸７０を貫通させる筒状部１３１とこの
筒状部１３１の両端に設けられた規制部としての環状鍔
１３２および１３３とから構成されている。そして、前
記筒状部１３１の軸方向の長さ寸法は、中空軸７０に取
り付けられた際前記環状鍔１３２および１３３が前記両
取付部材１１０およ１２０のそれぞれの開口の近傍に位
置するように設定されている。したがって、前記両取付
部材１１０および１２０のそれぞれの筒状部１１３およ
び１２３に収納された軸受１１５および１２５は前記環
状鍔１３２および１３３によって軸方向の移動が規制さ
れて筒状部１１３および１２３から抜け出すことはない
ようになっている。そして、この規制部材１３０の取り
付けは例えば前記取付部材１１０を前記ハンガラグ１の
貫通孔１ａの雌ねじ１ｂに取り付けた後貫通孔１ａの雌
ねじ１ｃ側から貫通孔１ａにこの規制部材１３０を挿入
し、ついで取付部材１２０を前記雌ねじ１ｃに取り付け
ることによりなされる。また、前記取付部材１２０は前
記雌ねじ１ｃに取り付けた後、その筒状部１２３の外周
に設けられた雄ねじにナット１３６を螺合することによ
り確実に取り付けられるようになっている。

【００３５】上記のようにして前記ハンガラグ１の貫通
孔１ａに規制部材１３０を配設してハンガラグ１の両端
側に取り付けられた取付部材１１０および１２０の軸受
１１５、１２５には前記動力装置Ｃの内ケース３１から
突出している中空軸７０が挿入されている。この中空軸
７０は前記環状溝７５にはめ込まれた係止部材７５ａに
よって位置決めされたワッシャー７５ｂによって前記取
付部材１１０の底壁１１１の外側面によって図２および
図８において右方向への移動が規制されている。また、
中空軸７０の前記凹凸条７３に近接した位置に設けた環
状溝７６に嵌め込まれた係止部材７６ａによって位置決
めされたワッシャー７６ｂによって図２および図８にお
いて左方向への移動が規制されている。つまり中空軸７
０はハンガラグ１に取り付けられたときは前記ワッシャ
ー７５ｂと７６ｂによって軸方向の所定クリアランス以
上の移動が規制されている。

【００３６】また、図２、図８に示すように前記スプロ
ケット１７はその軸受部１７ａに設けた凹凸条１７ｂを
前記貫通孔１ａを貫通して突出している中空軸７０の凹
凸条７３に嵌合させて取り付けられている。そして、こ
のスプロケット１７は中空軸７０に取り付けられたとき
は、前記係止部材７６ａとクランク軸８０に設けた環状
溝９４に嵌め込まれた係止部材９４ａによって位置決め
されたワッシャー９４ｂによって軸方向への抜止がされ
て取り付けられている。

【００３７】そして、前記クランク軸８０の取付部８３
にはペダル８１ａが取り付けられた左クランク８１がそ
の嵌合部８１ｂを前記取付部８３の嵌合部８３ａに嵌合
してナット１４０によって締結されて取り付けられてい
る。また、同様にしてクランク軸８０の取付部８４には
ペダル８２ａが取り付けられた右クランク８２がその嵌
合部８２ｂを前記取付部８４の嵌合部８４ａに嵌合して
ナット１４１によって締結されて取り付けられている。

【００３８】また、前記スプロケット１７とスプロケッ
ト１８とに架けられたチェーン１９はカバー２０によっ
て覆われている。

【００３９】つぎに、上記組み立てられた動力装置Ｃの
自転車つまり一般用自転車の車体Ｂへの取り付け方につ
いて説明する。

【００４０】まず、図示しないが一般用自転車のクラン
ク軸に取り付けられているクランク（実施例においては
左クランク８１および右クランク８２）をクランク軸か
ら取り外し、ついで、ハンガラグの左右に取り付けられ
ている左わんおよび右わんをハンガラグから取り外して
ハンガラグに取り付けられているその他の部品をすべて
取り除く。この状態としたハンガラグが上記実施例で示
したハンガラグ１である。

【００４１】つぎに、ハンガラグ１の一端側の内周壁に
形成された雌ねじ１ｂに軸受１１５を収納した取付部材
１１０を取り付け、ついで規制部材１３０を貫通孔１ａ
に挿入した後、他端側の内周壁に形成された雌ねじ１ｃ
に軸受１２５を収納した取付部材１２０を取り付ける。
ついで、動力装置Ｃに組み込まれ外方に突出している中
空軸７０の環状溝７６から係止部材７６ａとワッシャー
７６ｂを取り外し、この中空軸７０を図６に示すように
つまり図２において左側から挿入してこの中空軸７０を
前記軸受１１５および１２５に回動自在に取り付け、つ
いで中空軸７０にワッシャー７６ｂを嵌合溝７６に係止
部材７６ａを嵌め込んで取り付ける。この状態で中空軸
７０は前記ワッシャー７５ｂと７６ｂとによって軸方向
の移動が規制されハンガラグ１に取り付けられる。

【００４２】このようにして、中空軸７０がハンガラグ
１に取り付けられた状態では、動力装置Ｃはボールベア
リング７７を介して、この中空軸７０を軸として図３の
矢印ＢおよびＣ方向に回動可能にして取り付けられてい
る。この回動可能に取り付けられた状態から図３に示す
ように動力装置Ｃを中空軸７０を軸として矢印Ｂ方向に
前記取付金具４５の当接部４５ａがフレーム６の下パイ
プ３の下側に当接するまで回動させ、ついで図９に示す
ようにこの取付金具４５と対向させて下パイプ３を上側
から挟む締付金具４６を２本のねじ４７とナット４７ａ
で締付けて取り付ける。このように動力装置Ｃは片方側
つまり他方側を中空軸７０をハンガラグ１に挿入して取
り付けることにより、また、一方側を取付金具４５と締
付金具４６とによって取り付けることにより車体Ｂに固
定的に取り付けられるものである。そして、動力装置Ｃ
は、他方側をこの他方側に設けた中空軸７０によってハ
ンガラグ１に取り付け、また、一方側をこの中空軸７０
を軸として前記取付金具４５がパイプ３に当接するまで
回動つせて位置決めした後、取付金具４５と締付金具４
６とによって取り付けるものであることから、車体Ｂの
フレーム６の形状がどのような形式のものであっても取
り付けることができる。つまり、前記他方側はハンガラ
グ１に取り付けられる中空軸７０よって一義的に位置決
めされるものの一方側はこの中空軸７０回転中心として
任意の位置に位置決めすることができることから、いず
れの形状のフレームにも自由に取り付けることができる
ものである。そして、前記取付金具４５と締付金具４６
とは取付具を構成されるものである。なお、実施例では
取付金具４５と締付金具４６とを分離する構成とした
が、これは取付金具４５と締付金具４６の互いに対応す
る一端側を回動自在なヒンジ構造として両者を連結する
ようにしてもよい。

【００４３】そして、車体Ｂに動力装置Ｃを取り付けた
後、前記クランク軸８０の取付部８３および８４に前記
取り外した左クランク８１および右クランク８２を取り
付けることによりすべての組み立ては完了する。

【００４４】つぎに、上記のように構成された補助動力
装置付自転車の動作について説明する。まず、図示しな
い前記バッテリーと電動機４０とを接続する電気回路に
前記近接イッチ２５と直列接続されている電源スイッチ
を閉成状態とする。

【００４５】そして、自転車に乗り運転する。そして、
平地あるいは下り坂を走行している場合は、上述したよ
うにクランク軸８０を介して回転力検出部材５８に加わ
る回転力は所定値以下であるため、回転力検出部材５８
はコイルばね６２の付勢力により歯車５６と略同期して
回転する。そして、クランク軸８０の回転力は歯車５６
を介して中空軸７０に伝達され人力走行がなされる。ま
た、上り坂を走行するときは大きな回転力を要すること
になり、その結果前記クランク軸８０、回転力検出部材
５８に加わる回転力が所定値を超えることになる。つま
り、回転力検出部材５８はチェーン１９を介して後輪１
２に伝達するスプロケット１８に回転力を伝える中空軸
７０に負荷がかかるため、回転力検出部材５８は歯車５
６の回転より速く回転することになり、その結果図４
（Ｂ）、図５（Ｂ）に示すように突起５８ｃは歯車５６
の凹部５７の傾斜面５７ａに沿って移動しコイルばね６
２の付勢力に抗して図２、図８に二点鎖線で示すように
歯車５６から離反する。その結果検出板５８ｅが徐々に
近接スイッチ２５に接近し、所定距離まで接近するとこ
の近接スイッチ２５が閉成し電動機４０は駆動する。電
動機４０が駆動するとこの回転力は動力伝達手段５０の
歯車５６を介して中空軸７０に伝達される。その結果歯
車５６にはクランク軸８０を介して伝達される人力によ
る回転力と動力装置Ｃつまり電動機４０からの回転力が
相乗して加わり、この相乗された回転力によって中空軸
７０、スプロケット１７、チェーン１９およびスプロケ
ット１８を介して後輪１２に伝達されるものである。つ
まり、上り坂を走行するときのように前記クランク軸８
０に加わる負荷が大きくなると上記したように、人力に
よる回転力に加えて動力装置Ｃからの回転力が付加され
る、つまり人力走行の際に動力装置Ｃから回転力が補助
されることになり、上り坂であっても楽に走行できるも
のである。

【００４６】そして、再び平地等の走行となると回転力
検出部材５８はコイルばね６２の付勢力によって歯車５
６に圧接状態とされ両者は略同期して回転するととも
に、検出板５８ｅは近接スイッチ２５から離反し近接ス
イッチ２５は開成して電動機４０は停止する。つまり動
力装置Ｃからの回転力の補助は絶たれることになり、人
力による回転力のみの走行となる。

【００４７】以上説明したように、上記補助動力装置付
自転車は一般用自転車に何等変更を要することなく取り
付けることができるものであり、また、補助動力装置Ｃ
の車体Ｂへの取り付けは種々の形式のフレームに対して
も何等特別な取付具を要することなくしかも簡単に取り
付けることができるものである。

【００４８】なお、上記実施例では、フレーム６の下パ
イプ３を取付具を構成する取付金具４５と締付金具４６
で上下方向から挾持するようにしたが、前記下パイプ３
の外径に対応する円弧面を互いに対向して形成した一対
の取付金具により取付具を構成し、この一対の取付金具
の一端を前記ケース３０に設け、前記下パイプ３を左右
方向から挾持し他端側をねじ止めするようにしてもよ
く、この取付具は要は動力装置Ｃをフレーム６のパイプ
に取り付ける機能を有するものであればどのように構成
してもよいものである。

【００４９】また、上記実施例では取付金具をケース３
０に設けるようにしているが、これは電動機に取り付け
るようにしてもよく、この場合の電動機の筐体はケース
３０の一部を構成することになることはいうまでもな
い。

【００５０】つぎに、の発明の第二の実施の形態を図１
１ないし図１４に基づいて説明する。なお、車体Ｂは第
一の実施の形態と同様な構成であるのでその図は省略す
る。また、車体Ｂの構成等第一の実施の形態と同一構成
部分については、第一の実施の形態における符号と同一
符号を付すこととし、特に説明を要する場合を除きその
説明は省略する。

【００５１】図に示すように、この実施の形態の自転車
Ａ１は、第一の実施の形態と同様車体Ｂとこの車体Ｂに
取り付けられた動力装置Ｃ１とから構成されている。

【００５２】つぎに、前記動力装置Ｃ１の構成およびこ
の動力装置Ｃ１の車体Ｂへの取り付け方について説明す
る。

【００５３】まず、動力装置Ｃ１の構成を図１０および
図１１に基づいて説明する。図に示すように動力装置Ｃ
１は、ケース２３０に取着された電動機２４０、前記ケ
ース２３０内に配設され前記電動機２４０の回転力つま
り動力を伝達する動力伝達手段２５０とから構成されて
いる。

【００５４】そして、前記ケース２３０は、ケース本体
２３１とケース蓋２３２とから構成され、ケース本体２
３１には電動機２４０を取り付ける取付部２３１ａ、第
一の軸受取付部２３１ｂ、中央部に貫通孔２３１ｃを有
した第二の軸受取付部２３１ｄがそれぞれ形成されてお
り、また、ケース蓋２３２には前記第一の軸受取付部２
３１ｂ、貫通孔２３１ｃにそれぞれ対応した軸受取付部
２３２ａ、貫通孔２３２ｂが形成されている。そして、
ケース本体２３１とケース蓋２３２とは動力伝達手段２
５０等を収納した状態で複数の取付ねじ２３３によって
一体的に結合されるようになっている。

【００５５】また、ケース本体２３１の後方つまり前記
貫通孔２３１ｃを挟んで後述する歯車２５５の反対側の
部位にチェーンステー７に取り付けるための取付部２３
１ｆが形成されたている。この取付部２３１ｆには２個
のねじ挿通孔２３１ｅが形成されている。なお、このね
じ挿通孔２３１ｅは長孔形状に形成され、後述するよう
に動力装置Ｃ１を車体Ｂに取り付ける際に、車体Ｂによ
ってチェーンステー７の位置が異なる場合に後述する中
空軸２８０を中心にして周方向に回動して位置決め調整
ができるようになっている。なお、前記ねじ挿通孔２３
１ｅは長孔形状に形成するのではなく、周方向に回動し
て位置決め調整ができるよう複数組形成する構成とする
こともできる。

【００５６】また、前記ケース本体２３１には電動機２
４０の取付部２３１ａの側方に位置して、図示しない電
気回路部品を収納する回路部品収納部２３１ｇが設けら
れている。

【００５７】つぎに、前記動力伝達手段２５０は、前記
電動機２４０の出力軸２４１の先端部に取り付けられた
歯車２４２、この歯車２４２と噛合する径大な歯車２５
１、この歯車２５１と同軸に設けられた径小な歯車２５
２、固定軸２５３ｃに回転自在に取り付けられ前記歯車
２５２と噛合する径大な歯車２５３ａとこの歯車２５３
ａと一体の傘歯車２５３ｂとからなる歯車２５３、傘歯
車２５３ｂと噛合する傘歯車２５４と、この傘歯車２５
４とが取り付けられている軸と同じ軸２５４ａに取り付
けられた歯車２５５とから構成されている。また、前記
歯車２５５には駆動歯車２５６が噛合している。そし
て、前記傘歯車２５４と歯車２５５とが取り付けられて
いる軸２５４ａの両端にはボールベアリングからなる軸
受２５４ｃ、２５４ｄが取り付けられ、これら軸受２５
４ｃ、２５４ｄは前記ケース本体２３１およびケース蓋
２３２にそれぞれ設けた第一の軸受取付部２３１ｂおよ
び軸受取付部２３２ａに取り付けられている。また、前
記歯車２５５と前記軸２５４ａに一方向性クラッチ２５
４ｂを介して取り付けられている。この一方向性クラッ
チ２５４ｂは前記電動機２４０の回転力を自転車が正規
に走行するつまり前進方向に走行するように前記駆動歯
車２５６に伝達するように前記歯車２５５を回転させる
が、逆方向には空転するように機能するものである。つ
まり一方向性クラッチ２５４ｂは後述する人力走行の際
にペダル８１ａ、８２ａが取り付けられているクランク
８１、８２が走行方向に回転したときは空転するように
機能するものである。

【００５８】そして、前記駆動歯車２５６の中央部には
軸孔２５６ａが形成されており、この軸孔２５６ａには
インボリュートセレーションとよばれている凹凸条２５
６ｃが形成されている。また、歯車２５６のケース蓋２
３２側の側面には軸孔２５６ａの外周に図１１に示すよ
うに同心状に配置された複数（実施例では３個）の突起
部２５７が形成されており、この突起部２５７は図１４
に示す矢印方向つまり駆動歯車２５６が走行時に回転す
る方向に沿って同図に示すように上方に向かって次第に
上昇する傾斜面２５７ａが形成されている。また、駆動
歯車２５６の前記ケース蓋２３２側の側面には、図１１
に示すように前記隣接する突起部２５７の間に位置して
軸孔２５６ａと同心状に配置された複数（実施例では３
個設けられており、図１１では２個のみ図示）の後述す
る駆動スプリング２６０の一端側を規制するＬ字状の規
制部材２５８が形成されている。

【００５９】つぎに、前記駆動歯車２５６に形成された
軸孔２５６ａに嵌合して、動力伝達手段２５０を介して
伝達される前記電動機２４０の動力をスプロケット１７
に伝達する中空軸２７０について説明する。この中空軸
２７０は内部に貫通孔２７１を有するとともに一端側に
前記軸孔２５６ａに形成された凹凸条２５６ｃと係合す
る凹凸条２７２が形成され、前記軸孔２５６ａに嵌合し
た状態では両凹凸条２５６ｃ、２７２の係合によって周
方向に回り止めされて駆動歯車２５６と一体に回転する
ようになっている。また、他端側の端部外周には凹凸条
２７３が形成されており、この凹凸条２７３はスプロケ
ット１７が取り付けられる取付部材１７ａに形成された
凹凸条１７ｂに整合するように形成されている。また、
この中空軸２７０は前記一端側に形成した凹凸条２７２
が形成された近傍をボールベアリング２７７の内輪に圧
入して取り付けられており、この中空軸２７０は前記ケ
ース本体２３１に設けた貫通孔２３１ｃを貫通させると
ともに前記ボールベアリング２７７の外輪を前記ケース
本体２３１に設けた前記第二の軸受取付部２３１ｄに圧
入することによってケース本体２３１に取り付けられる
ようになっている。

【００６０】つぎに、前記中空軸２７０の貫通孔２７１
に貫通して取り付けられるクランク軸２８０について説
明する。このクランク軸２８０の一端側には第一の実施
の形態における中空軸７０と同様に外周を角柱状に形成
した嵌合部２８３ａとこの嵌合部２８３ａに突設した図
示しないねじ部とからなる取付部２８３が、また、他端
側には同様に外周を角柱状に形成した嵌合部２８４ａと
この嵌合部２８４ａに突設した図示しないねじ部とから
なる取付部２８４がそれぞれ形成されている。なお、第
一の実施の形態と同様、前記取付部２８３および２８４
は前記した一般用自転車の左クランク８１および右クラ
ンク８２の嵌合部８１ｂ、８２ｂに整合する形状および
寸法に形成されている。

【００６１】また、前記クランク軸２８０には、前記中
空軸２７０に取り付けられた駆動歯車２５６に接近した
部位に一方向性クラッチ２８５が取り付けられ、この一
方向性クラッチ２８５を介してクランク軸２８０には回
転力検出部材２９０が取り付けられている。前記一方向
性クラッチ２８５はクランク軸２８０が後述する人力走
行の際にペダル８１ａ、８２ａが取り付けられたクラン
ク８１、８２によって走行方向に回転させられる場合は
前記回転力検出部材２９０を回転させ、これとは逆にク
ランク軸２８０が回転したときは空転するように機能す
るものである。また、前記回転力検出部材２９０の前記
ケース蓋２３２側には前記駆動歯車２５６の側面との間
に空間を形成するように所定距離離間して形成された円
盤形のフランジ部２９１が形成されている。そして、こ
のフランジ部２９１の駆動歯車２５６側の面には、図１
１に示すように前記駆動スプリング２６０の他端側に当
接して圧縮する圧縮部２９２が形成されている。そし
て、前記Ｌ字状の規制部材２５８と前記圧縮部２９２と
の間に前記駆動スプリング２６０が収納されている。

【００６２】そして、この駆動スプリング２６０の付勢
力の大きさは、人力走行の際に前記クランク軸２８０、
一方向性クラッチ２８５を介して回転力検出部材２９０
に加えられる回転力が所定値を超えると圧縮し始める大
きさに設定されている。すなわち、走行中に後輪１２に
大きな負荷が加わりこれに抗して踏み込むペダル８１
ａ、８２ａによる回転力がクランク８１、８２を介して
前記クランク軸２８０に加えられることにより、クラン
ク軸２８０と共に回転する回転力検出部材２９０が駆動
スプリング２６０を徐々に圧縮して駆動歯車２５６より
先行して回転し相対的に移動する大きさに設定されてい
るものである。つまり、人力走行の際には、前記クラン
ク軸２８０の回転に伴って一方向性クラッチ２８５とと
もに回転する回転力検出部材２９０の回転力が所定値を
超えると駆動歯車２５６と相対移動が生じる大きさに設
定されているものである。

【００６３】したがって、前記クランク軸２８０に加わ
る回転力が所定値を超えない場合は、回転力検出部材２
９０はほとんど圧縮されない状態に維持されている駆動
スプリング２６０を介して回転力検出部材２９０と同期
して回転することになる。

【００６４】また、回転力検出部材２９０のフランジ部
２９１には、図１１、図１４に示すように前記駆動歯車
２５６の側面に形成した突起部２５７に対応する部位に
貫通孔２９３が３個（図１０、図１４では１個のみ図
示）形成されている。

【００６５】また、前記フランジ部２９１には、このフ
ランジ部２９１に対して接離可能にして偏位プレート２
９５が取り付けられている。この偏位プレート２９５は
前記それぞれの貫通孔２９３に対応して一体的に取り付
けられるとともに先端部には鍔部２９６ａが形成された
スライド軸２９６が設けられており、このスライド軸２
９６を前記貫通孔２９３に貫通させるとともに、前記フ
ランジ部２９１の内面つまり駆動歯車２５６との対向面
と前記鍔部２９６ａとの間に常時は偏位プレート２９５
をフランジ部２９１に圧接する方向に付勢するコイルス
プリング２９７を介して、偏位プレート２９５はフラン
ジ部２９１に接離可能に取り付けられているものであ
る。

【００６６】そして、前記駆動歯車２５６、回転力検出
部材２９０、駆動スプリング２６０および偏位プレート
２９５は、回転力切換手段を構成しクランク軸２８０の
回転力を軸方向の力に変換するものである。

【００６７】ここで、トルクを軸方向の力に変換するつ
まり回転力を切換える原理について説明する。まず、ペ
ダル８１ａ、８２ａのクランク８１、８２によって走行
方向の回転力が前記クランク軸２８０に加わると、この
トルクはクランク軸２８０に取り付けられている一方向
性クラッチ２８５を介して回転力検出部材２９０に伝達
され回転力検出部材２９０は回転する。回転力検出部材
２９０が回転すると、この回転に伴って回転力検出部材
２９０に形成した圧縮部２９２と駆動歯車２５６の規制
部材２５８との間に配設された駆動スプリング２６０を
介して、回転力検出部材２９０のトルクは駆動歯車２５
６に伝達され、さらにこのトルクは駆動歯車２５６を介
して前記中空軸２７０に伝達され、そして、スプロケッ
ト１７、チェーン１９を介して後輪１２が駆動されて自
転車Ａ１は走行する。

【００６８】そして、走行中に登り坂を走行する等の状
態となった場合には、それまで以上にペダル８１ａ、８
２ａを強く踏み込まなくてはならなくなる。そして、ペ
ダル８１ａ、８２ａを強く踏み込むことは、このペダル
８１ａ、８２ａによって回転するクランク軸２８０に一
方向性クラッチ２８５を介して取り付けられている回転
力検出部材２９０と中空軸２７０と一体に回転する駆動
歯車２５６との間に相対移動が生じることになる。つま
り、中空軸２７０に大きな負荷が掛かった状態でペダル
８１ａ、８２ａを強く踏み込むことにより、回転力検出
部材２９０と駆動歯車２５６との間に設けた駆動スプリ
ング２６０は圧縮され、前記回転力検出部材２９０は駆
動歯車２５６より先行して回転することになる。その結
果前記回転力検出部材２９０に接離可能に設けられた偏
位プレート２９５のスライド軸２９６の先端部は駆動歯
車２５６に設けた突起部２５７の傾斜面２５７ａに沿っ
て上方に移動し、この移動に伴ってコイルスプリング２
９７は圧縮され、偏位プレート２９５は駆動歯車２５６
からクランク軸２８０の軸方向に沿って図１０に二点鎖
線で示す位置まで離反つまり移動し、このことによって
クランク軸２８０のトルクは軸方向の力に変換つまり切
換えられるものである。

【００６９】そして、偏位プレート２９５が図１０に二
点鎖線で示す位置まで移動すると、第一の実施の形態と
同様にケース蓋２３２に取り付けられたスイッチ手段Ｓ
である近接スイッチは、前記偏位プレート２９５によっ
て押圧されて閉成し、このス近接イッチ２２５の閉成に
よって前記電動機２４０は駆動するものである。

【００７０】なお、登り坂の走行から平坦面の走行に変
わった場合は、前記駆動スプリング２６０の復元力によ
り所定状態に復帰し、回転力検出部材２９０と駆動歯車
２５６との相対的移動はなくなり、スライド軸２９６は
前記突起部２５７の傾斜面２５７ａから下方に移動し偏
位プレート２９５は、前記回転力検出部材２９０と接触
状態に保持される。この結果前記近接スイッチ２２５は
開成して前記電動機２４０は停止する。

【００７１】つぎに、前記電動機４０の駆動力の後輪１
２への伝達について説明する。

【００７２】人力走行により登り坂等を走行すると、上
述したようにペダル８１ａ、８２ａの踏込力が大きくな
り所定値を超えると、前記駆動歯車２５６に対して回転
力検出部材２９０が先行して回転して両者に相対移動が
生じ、その結果偏位プレート２９５のスライド軸２９６
の先端部は駆動歯車２５６に設けた突起部２５７の傾斜
面２５７ａを上方に移動し、偏位プレート２９５は駆動
歯車２５６から離反する方向に移動する。その結果前記
近接スイッチ２２５が閉成され前記電動機２４０は駆動
つまり回転する。

【００７３】電動機２４０が回転すると、出力軸２４１
に設けられた歯車２４２から、前記動力伝達手段２５０
を介して駆動歯車２５６に伝達され、この駆動歯車２５
６を介して中空軸２７０に伝達され、この中空軸２７０
に取り付けられているスプロケット１７、チェーン１９
を介して後輪１２に伝達されるものである。つまりペダ
ル８１ａ、８２ａを踏み込むことによってクランク軸２
８０に伝達される人力によるトルクに前記電動機２４０
の回転力つまり動力が補助されて自転車Ａ１は走行する
ものである。

【００７４】ここで、前記動力装置Ｃ１の組み立て方に
ついて説明する。あらかじめ回転力検出部材２９０を取
り付けた一方向性クラッチ２８５にクランク軸２８０を
取り付けた状態として準備する。

【００７５】そして、前記ケース本体２３１に出力軸２
４１に歯車２４２を取り付けた電動機２４０を取り付
け、また、このケース本体２３１に前記動力伝達手段２
５０を構成する各歯車２５１ないし２５５を所定位置に
配設し、また、あらかじめボールベアリング２７７が圧
入された中空軸２７０を前記ボールベアリング２７７を
第二の軸受取付部２３１ｄに圧入してケース本体２３１
に取り付ける。また、近接スイッチ２２５をケース蓋２
３２に取り付ける。

【００７６】そして、前記中空軸２７０に形成した凹凸
条２７２に駆動歯車２５６の凹凸条２５６ａを嵌合し、
ついで前記クランク軸２８０を中空軸２７０の貫通孔２
７１内にニードルベアリング２７３ａ、２７３ｂを介し
て挿入する。この挿入の際に駆動スプリング２６０を駆
動歯車２５６に形成した規制部材２５８と回転力検出部
材２９０に形成した圧縮部２９２との間に配設する。そ
して、この状態のケース本体２３１にケース蓋２３２を
貫通孔２３２ｂにクランク軸２８０を挿通してケース本
体２３１にねじ２３３によって取り付けることによって
動力装置Ｃ１は組み立てられる。

【００７７】つぎに、このように組み立てられた動力装
置Ｃ１の車体Ｂへの取り付けについて説明する。

【００７８】動力装置Ｃ１の車体Ｂへの取り付けは、ま
ず、第一の実施の形態と同様に車体Ｂのクランク軸に取
り付けられているクランク（実施例においては左クラン
ク８１および右クランク８２）をクランク軸から取り外
し、ついで、ハンガラグの左右に取り付けられている左
わんおよび右わんをハンガラグから取り外してハンガラ
グに取り付けられているその他の部品をすべて取り除
く。

【００７９】つぎに、第一の実施の形態と同様に、ハン
ガラグ１の一端側の内周壁に形成された雌ねじ１ｂに軸
受３１５を収納した取付部材３１０を取り付け、ついで
規制部材３３０を貫通孔１ａに挿入した後、他端側の内
周壁に形成された雌ねじ１ｃに軸受３２５を収納した取
付部材３２０を取り付ける。ついで、動力装置Ｃ１に組
み込まれ外方に突出している前記中空軸２７０を、図１
０において左側から挿入し前記軸受３１５および３２５
に回動自在に軸支させ、ついで中空軸２７０にワッシャ
ー２７６ｂを介して嵌合溝２７６に係止部材２７６ａを
嵌め込んで取り付ける。この状態で中空軸２７０は前記
ワッシャー２７６ｂと前記中空軸２７０に係止部材２７
５ａに位置決めされて取り付けられ取付部材３１０の端
面側に位置するワッシヤー２７５ｂとによって軸方向の
移動が規制されハンガラグ１に取り付けられる。ついで
中空軸２８０に形成されている凹凸条２７３に取付部材
１７ａを介してスプロケット１７を取り付ける。

【００８０】このようにして、中空軸２７０がハンガラ
グ１に取り付けられた状態では、動力装置Ｃ１はボール
ベアリング２７７を介して、この中空軸２７０を軸とし
て図１１の矢印イおよびロ方向に回動可能なっている。
そして、回動可能に取り付けられている動力装置Ｃ１を
中空軸７０を軸としていずれかの方向に回転させて前記
ケース本体２３１に形成した取付部２３１ｆを、図１３
に示すようにチェーンステー７の一方側と対応するよう
に位置決めし、このチェーンステー７の一方側と前記取
付部２３１ｆとの間に緩衝体２３６を介在させ、そし
て、チェーンステー７の他方側に締付金具２３７を位置
決めした後、取付部２３１ｆと締付金具２３７とでチェ
ーンステー７を挟持するように両者を取付ねじ２３７ａ
とナット２３７ｂとで固定する。

【００８１】このようにして動力装置Ｃ１は、車体Ｂに
一方はハンガラグ１に挿入して取り付けられた中空軸２
７０により、他方はチェーンステー７に取り付けられ取
付部２３１ｆと締付金具２３７とによって車体Ｂに固定
的に取り付けられるものである。そして、動力装置Ｃ１
は、一方を中空軸２７０によってハンガラグ１に取り付
け、また、他方をこの中空軸２７０を軸として前記取付
部２３１ｆをチェーンステー７に対応する位置まで回動
させて位置決めした後、緩衝体２３６を介して、取付部
２３１ｆと締付金具２３７とによって取り付けるもので
あることから、車体Ｂのフレーム６の形状がどのような
形式のものであっても取り付けることができる。つま
り、一方はハンガラグ１に取り付けられる中空軸２７０
よって一義的に位置決めされるものの他方はこの中空軸
２７０を回転中心として任意の位置に位置決めすること
ができることから、いずれの形状のフレームにも自由に
取り付けることができるものである。なお、前記取付部
２３１ｆと締付金具２３７とは取付具を構成しているも
のである。そして、車体Ｂに動力装置Ｃ１を取り付けた
後、前記クランク軸２８０の取付部２８３および２８４
にペダル８１ａ、８２ａが取り付けられた左クランク８
１および右クランク８２をナット２８３ｂ、２８４ｂに
よって取り付けることにより全ての組み立ては完了す
る。

【００８２】つぎに、上記のように構成された補助動力
装置付自転車の動作について説明する。まず、前記バッ
テリーと電動機２４０とを接続する電気回路に前記近接
スイッチ２２５からなるスイッチ手段Ｓと直列接続され
ている図示しない電源スイッチを閉成状態とする。

【００８３】そして、自転車に乗り運転する。そして、
平地あるいは下り坂を走行している場合は、上述したよ
うにクランク軸２８０を介して駆動歯車２５６に加わる
回転力所定値を超えていないため、駆動歯車２５６と回
転力検出部材２９０との間に配設されている駆動スプリ
ング２６０は圧縮されることがなく、したがって、駆動
歯車２５６と回転力検出部材２９０とは同期して回転
し、偏位プレート２９５は移動することなく回転力検出
部材２９０とともに回転することから、偏位プレート２
９５は移動しないため近接スイッチ２２５は開成状態を
維持しており、電動機２４０は駆動することはなく電動
機２４０からの動力は出力されず、したがって走行力は
補助はされず、ペダル８１ａ、８２ａを踏み込むことに
よりクランク軸８１、８２を介して付与されるクランク
軸２８０の回転力は駆動歯車２５６、中空軸２７０、ス
プロケット１７、チェーン１９を介して後輪１２に伝達
され人力走行がなされる。

【００８４】また、登り坂を走行するときは大きな回転
力を要することになり、その結果ペダル８１ａ、８２ａ
を強く踏み込むことになり、前記クランク軸２８０およ
び回転力検出部材２９０に加わる回転力が大きくなって
所定値を超えることになる。つまり、駆動歯車２５６に
は、チェーン１９を介して後輪１２に伝達するスプロケ
ット１７に回転力を伝える中空軸２７０に加わる負荷が
大きくなるため、回転力検出部材２９０は駆動歯車２５
６の回転より速く回転することになり、その結果駆動ス
プリング２６０は圧縮され回転力検出部材２９０は駆動
歯車２５６より先行して回転し、偏位プレート２９５の
スライド軸２９６は駆動歯車２５６の突起部２５７の斜
面２５７ａに沿って上方に移動し、偏位プレート２９５
は回転力検出部材２９０から離反するように移動する。
偏位プレート２９５が移動すると前記近接スイッチ２２
５が閉成状態となり、電動機２４０が駆動する。電動機
２４０が駆動すると電動機２４０の回転力つまり動力は
動力伝達手段２５０を介して駆動歯車２５６に伝達さ
れ、このトルクは駆動歯車２５６を介して、中空軸２７
０、スプロケット１７、チェーン１９を介して後輪１２
に伝達される。この電動機２４０からの回転力はペダル
８１ａ、８２ａの踏み込みによってクランク軸８０に伝
達される人力による回転力に付加されるものである。つ
まり人力による回転力が所定値を超えたときに電動機２
４０の動力が補助されるものであり、したがって、登り
坂等の大きなトルクを要する場合も、楽に走行がなされ
るものである。

【００８５】そして、再び平地等の走行となると回転力
検出部材２９０は駆動スプリング２６０の付勢力によっ
て元の状態に復帰し相対移動のない状態で駆動歯車２５
６と同期して回転するとともに、偏位プレート２９５は
近接スイッチ２２５から離反し近接スイッチ２２５は開
成して電動機２４０は停止する。つまり動力装置Ｃ１か
らの回転力の補助は絶たれることになり、人力による回
転力のみの走行となる。

【００８６】以上説明したように、上記補助動力装置付
自転車は一般用自転車に何等変更を要することなく取り
付けることができるものであり、また、動力装置Ｃ１の
車体Ｂへの取り付けは種々の形式のフレームに対しても
何等特別な取付具を要することなくしかも簡単に取り付
けることができるものである。

【００８７】なお、この実施の形態においては、動力装
置Ｃ１の車体Ｂへの取り付けは、ケース本体２３１に形
成した取付部２３１ｆによってチェーンステー７に取り
付けるように構成したが、これは図１５に示すように立
パイプ２に対応する位置に取付部２３８ａを形成し、こ
の取付部２３８ａと立パイプ２との間に緩衝体２３８ｃ
を介して取付金具２３８ｂをねじ２３８ｄで取り付ける
ように構成してもよく、また、図１６に示すように下パ
イプ３に対応する位置に取付部２３９ａを形成し、この
取付部２３９ａと下パイプ３との間に緩衝体２３９ｃを
介して取付金具２３９ｂをねじ２３９ｄで取り付けるよ
うに構成してもよいものである。

【００８８】また、上記第二の実施の形態のように動力
装置Ｃ１の車体Ｂへの取り付けを、チェーンステー７に
対応する位置に形成したケース本体２３１に設けた取付
部２３１ｆによってチェーンステイー７に取り付けるよ
うに構成した場合、および図１５に示すように立パイプ
２に対応する位置に取付部２３８ａを形成し、この取付
部２３８ａによって立パイプ２に取り付けるように構成
した場合は、いずれの場合も、取付部２３１ｆおよび取
付部２３８ａは動力伝達手段２５０を構成する歯車２５
１ないし２５５が設けられている位置つまり部位から離
間した部位に形成されているため、ケース本体２３１つ
まり動力装置Ｃ１がチェーンステー７あるいは立パイプ
２を介して車体Ｂに固定して取り付けられた際に、ケー
ス本体２３１が締付応力によって変形することはなく、
したがって、前記各歯車２５１ないし２５５の各軸の平
行度等の位置関係のずれが生じることはなく、各歯車２
５１ないし２５５の噛合は常に正常状態に維持されるこ
とから、異常な噛合によって生じる摩耗、異常音を伴う
騒音、振動度の発生を防止できるものである。また、取
付部２３１ｆおよび取付部２３８ａの形成されている部
位は、中空軸２７０の近傍であるため、車体Ｂの取り付
けの際中空軸２７０を固定点としてケース本体２３１に
発生する前記締付応力を小さくできるものである。

【００８９】図１６を含め上記動力装置Ｃ１の車体Ｂへ
の取り付けは緩衝体２３６、２３８ｃ、２３９ｃを介し
て取り付けるようにしていることから、前記緩衝体２３
６ないし２３９ｃによって前記締付応力は吸収されるこ
とからケース本体２３１の変形を小さくできるものであ
る。

【００９０】

【発明の効果】この発明は上記のように構成したので、
請求項１記載の発明および請求項２記載の発明は、補助
用動力装置を一般用自転車の車体に何等変更を加えるこ
とを要することなく取り付けることができるとともに、
補助動力装置Ｃの車体Ｂへの取り付けは種々の形式のフ
レームに対しても何等特別な取付具を要することなく、
しかも簡単かつ確実に取り付けることができるという効
果を有するものである。

【００９１】また、請求項３記載の発明は、上記請求項
１記載の発明および請求項２記載の発明の効果に加え
て、ケースの変形を防止して動力伝達手段を構成する各
歯車を正常に噛合させることができるという効果を奏す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の補助動力装置付自転車の第一の実施の
形態の全体を示す図。

【図２】上記実施の形態の車体に補助動力装置を取り付
けた状態の断面図（電動機の出力軸、歯車およびクラン
ク軸の軸心を通る直線で展開した展開断面図）。

【図３】上記実施の形態の一部を断面し補助動力装置の
車体への取付状態を示す図。

【図４】上記実施の形態の出力歯車と回転力切換部材の
凹部と突起との関係を示した一部を断面した斜視図。

【図５】上記実施の形態の出力歯車と回転力切換部材の
凹部と突起との関係を示した一部断面図。

【図６】上記実施の形態の動力装置と車体への取り付け
方を示す分解図。

【図７】上記実施の形態の動力装置の全体斜視図。

【図８】上記実施の実施の形態の動力装置の車体への取
付状態を示す部分拡大図。

【図９】上記実施の形態の動力装置を取付具によってフ
レームに取り付けた状態を示す断面図（取付金具の両孔
の中心を通る線で断面した断面図）。

【図１０】本発明の補助動力装置付自転車の第二の実施
の形態における車体に補助動力装置を取り付けた状態の
断面図。

【図１１】上記第二の実施の形態の補助動力装置の一部
を断面した側面図。

【図１２】上記第二の実施の形態の補助動力装置を車体
に取り付けた状態を上方から見た図。

【図１３】上記第二の実施の形態の補助動力装置を車体
のチェーンステーへの取り付け状態を示す図。に

【図１４】上記第二の実施の形態の回転力切換手段の動
作を示す図。

【図１５】上記第二の実施の形態の補助動力装置の車体
への取り付け方の他の実施の形態を示す図。

【図１６】上記第二の実施の形態の補助動力装置の車体
への取り付け方のさらに他の実施の形態を示す図。

【符号の説明】

Ａ、Ａ１補助動力装置付自転車Ｂ自転車（車体）Ｃ、Ｃ１補助動力装置１ハンガラグ１７スプロケット３０、２３０ケース４０、２４０電動機４５、２３１ｆ取付金具（取付具の一部）４６、２３７締付金具（取付具の一部）５０、２５０動力伝達手段７０、２７０中空軸７７、２７７ボールベアリング（軸受）８０、２８０クランク軸８１左クランク８２右クランク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケースの一方側に設けられた電動機と、前
記ケース内に配設され前記電動機の回転力を伝達する動
力伝達手段と、前記ケースの他方側に軸受を介して回転
自在に取り付けられ前記動力伝達手段から伝達された回
転力をスプロケットに伝達するとともに車体のハンガラ
グに取り付けられる中空軸と、この中空軸の内部に回転
自在に設けられるとともに両端部にペダルが設けられた
クランクが取り付けられたクランク軸と、前記ケースの
前記一方側に設けられ車体フレームのパイプに取着され
る取付具とによって補助動力装置を構成し、この前記補
助動力装置をその一方側を前記パイプに取り付けられる
取付具によって、他端側を前記ハンガラグに取り付けら
れる前記中空軸によって前記車体に取り付けたことを特
徴とする補助動力装置付自転車。
【請求項２】ケースに取り付けられた電動機と、前記ケ
ース内に配設され前記電動機の回転力を伝達する動力伝
達手段と、前記ケースに軸受を介して回転自在に取り付
けられ前記動力伝達手段から伝達された回転力をスプロ
ケットに伝達するとともに車体のハンガラグに取り付け
られる中空軸と、この中空軸の内部に回転自在に設けら
れるとともに両端部にペダルが設けられたクランクが取
り付けられたクランク軸と、前記ケースに設けられ車体
フレームに取着する取付具とによって補助動力装置を構
成し、この補助動力装置を車体フレームに取着される前
記取付具とハンガラグに取り付けられる前記中空軸によ
って前記車体に取り付けたことを特徴とする補助動力装
置付自転車。
【請求項３】前記取付具を前記動力伝達手段の配設部位
から離間した部位に設けたことを特徴とする請求項２記
載の補助動力装置付自転車。