JPH09301260A - 電動アシスト車両のトルク伝達装置 - Google Patents

電動アシスト車両のトルク伝達装置

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JPH09301260A
JPH09301260A JP8117737A JP11773796A JPH09301260A JP H09301260 A JPH09301260 A JP H09301260A JP 8117737 A JP8117737 A JP 8117737A JP 11773796 A JP11773796 A JP 11773796A JP H09301260 A JPH09301260 A JP H09301260A
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crankshaft
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達郎 木村
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    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】両端にクランクペダルをそれぞれ有するクラン
ク軸と同軸上に、駆動輪に伝達する動力を出力するため
の出力部材が前記クランク軸との相対回転を自在として
配置され、クランク軸および出力部材間には、第１一方
向クラッチを中間部に備える第１動力伝達系が設けら
れ、電動アシストモータおよび前記出力部材間には、第
２一方向クラッチを中間部に備える第２動力伝達系が設
けられる電動アシスト車両のトルク伝達装置において、
クランク軸の剛性増大化のための大径化を不要としてト
ルク伝達装置の小型化を可能とする。 【解決手段】クランク軸１８の動力を出力部材２１側に
伝達することを可能として第１動力伝達系２０の一部を
構成するパイプ状の動力伝達部材４０が、クランク軸１
８を同軸に囲繞して配置され、該動力伝達部材４０の一
端がクランク軸１８に連結される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、両端にクランクペ
ダルをそれぞれ有するクランク軸と同軸上に、駆動輪に
伝達する動力を出力するための出力部材が前記クランク
軸との相対回転を自在として配置され、クランク軸およ
び出力部材間には、第１一方向クラッチを中間部に備え
る第１動力伝達系が設けられ、電動アシストモータおよ
び前記出力部材間には、第２一方向クラッチを中間部に
備える第２動力伝達系が設けられる電動アシスト車両の
トルク伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、かかる装置は、たとえば特開平７
−３０９２８４号公報等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
第１動力伝達系の一部を構成するトーションンバーがク
ランク軸内に収納されており、トーションバーの収納部
分での剛性低下を補うためにクランク軸の大径化が余儀
なくされ、トルク伝達装置の大型化を招いていた。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、クランク軸の剛性増大化のための大径化を不
要とし、小型化を可能とした電動アシスト車両のトルク
伝達装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、両端にクランクペダルをそ
れぞれ有するクランク軸と同軸上に、後輪に伝達する動
力を出力するための出力部材が前記クランク軸との相対
回転を自在として配置され、クランク軸および出力部材
間には、第１一方向クラッチを中間部に備える第１動力
伝達系が設けられ、電動アシストモータおよび前記出力
部材間には、第２一方向クラッチを中間部に備える第２
動力伝達系が設けられる電動アシスト車両のトルク伝達
装置において、クランク軸の動力を出力部材側に伝達す
ることを可能として第１動力伝達系の一部を構成するパ
イプ状の動力伝達部材が、クランク軸を同軸に囲繞して
配置され、該動力伝達部材の一端がクランク軸に連結さ
れることを特徴とする。
【０００６】また請求項２記載の発明は、上記請求項１
記載の発明の構成に加えて、前記動力伝達部材の他端お
よび出力部材間に、第１一方向クラッチが介装されるこ
とを特徴とする。
【０００７】請求項３記載の発明は、上記請求項１また
は２記載の発明の構成に加えて、前記動力伝達部材の軸
方向中間部には、その周方向に間隔をあけて複数の開口
部が設けられることを特徴とする。
【０００８】請求項４記載の発明は、上記請求項２また
は３記載の発明の構成に加えて、クランク軸および第１
一方向クラッチ間の回転位相を検出する検出器が、前記
動力伝達部材の外側方に配置されることを特徴とする。
【０００９】さらに請求項５記載の発明は、上記請求項
４記載の発明の構成に加えて、前記検出器が、動力伝達
部材を囲繞する環状に形成されるクランク軸側の第１可
動部材と、動力伝達部材を囲繞する環状に形成されて第
１可動部材に対向配置される第１一方向クラッチ側の第
２可動部材とを備えるとともに、第１および第２可動部
材間の回転位相を検出可能に構成されることを特徴とす
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１１】図１ないし図６は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１は電動アシスト自転車の側面図、図２
はトルク伝達装置の縦断側面図、図３は図２の３−３線
に沿う断面図、図４は図３の４−４線拡大断面図、図５
は動力伝達部材の周方向展開図、図６は図５の６−６線
に沿う動力伝達部材の横断面図である。
【００１２】先ず図１において、電動アシスト車両とし
ての電動アシスト自転車Ｂは側面視で略Ｖ字状をなすメ
インフレーム１１を備えており、このメインフレーム１
１の前端に設けられたヘッドパイプ１２には、フロント
フォーク１３が回動自在に支承され、該フロントフォー
ク１３の上端にバーハンドル１４が連結され、該フロン
トフォーク１３の下端に前輪ＷF が回転自在に支承され
る。またメインフレーム１１の下部から後方に延びると
ともに一対のステー１６…で補強された一対のリヤフォ
ーク１５…に駆動輪としての後輪ＷR が回転自在に支承
される。
【００１３】図２および図３を併せて参照して、メイン
フレーム１１の下端部には、駆動部ハウジング１７が取
付けられており、該駆動部ハウジング１７で回転自在に
支承されたクランク軸１８の左右両端にはクランクペダ
ル１９L ，１９R がそれぞれ固着される。これらのクラ
ンクペダル１９L ，１９R による踏力は、第１動力伝達
系２０を介してクランク軸１８から出力部材としての出
力スプロケット２１に伝達される。而して後輪ＷR の車
軸に設けられた従動スプロケット２２と前記出力スプロ
ケット２１とには無端状のチェーン２３が巻掛けられて
おり、クランクペダル１９L ，１９R による踏力を後輪
ＷR に伝達することが可能である。
【００１４】また駆動部ハウジング１７には、電動アシ
ストモータ２４が付設されており、この電動アシストモ
ータ２４の出力は、クランクペダル１９L ，１９R によ
る踏力をアシストすべく第２動力伝達系２５を介して出
力スプロケット２１に伝達される。
【００１５】メインフレーム１１の前部に設けられてい
るバッテリボックス２６には、電動アシストモータ２４
に電力を供給するための複数のＮｉ−Ｃｄ電池から成る
走行用バッテリ２７が収納される。またメインフレーム
１１の後部には、電動アシストモータ２４の作動を制御
する電子制御ユニットやモータドライバ等の制御装置２
８が配設される。
【００１６】駆動部ハウジング１７は、右ハウジング２
９と、該右ハウジング２９との間に第１収納室３２を形
成して右ハウジング２９に結合される左ハウジング３０
と、左ハウジング３０との間に第２収納室３３を形成し
て左ハウジング３０に結合されるカバー３１とから成
り、右ハウジング２９および左ハウジング３０が、一対
のボルト３４，３４によりメインフレーム１１の下部に
共締めされる。
【００１７】クランク軸１８は、その大部分を第１収納
室３２内に配置するようにして駆動部ハウジング１７に
回転自在に支承されるものであり、該クランク軸１８の
右端部は、ボールベアリング３５を介して右ハウジング
２９に支承された回転筒体３６の内周にローラベアリン
グ３７を介して支承され、クランク軸１８の左端部はボ
ールベアリング３８を介して左ハウジング３０に支承さ
れる。而して右ハウジング２９の左側方に配置される出
力スプロケット２１が前記回転筒体３６に結合される。
【００１８】図４を併せて参照して、クランク軸１８の
動力を出力スプロケット２１に伝達するための第１動力
伝達系２０は、第１収納室３２内に配置されるものであ
り、一端がクランク軸１８に連結される動力伝達部材４
０と、該動力伝達部材４０の他端に連結される環状の回
転部材４１と、回転部材４１および回転筒体３６間に設
けられる第１一方向クラッチ４２とで構成される。
【００１９】動力伝達部材４０は、クランク軸１８を同
軸に囲繞するパイプ状に形成されるものであり、該動力
伝達部材４０の一端がスプライン４３を介してクランク
軸１８に連結される。また動力伝達部材４０の他端部内
周とクランク軸１８との間にはローラベアリング４４が
介装される。さらに動力伝達部材４０の他端外周は回転
部材４１の内周にスプライン４５を介して結合される。
【００２０】第１一方向クラッチ４２は、動力伝達部材
４０と一体に回転する回転部材４１をクラッチ内輪とす
るとともに回転筒体３６をクラッチ外輪として構成され
るものであり、回転部材４１の外周に枢支されるととも
に環状のスプリング４６で拡開方向に付勢された複数た
とえば４個のラチェット爪４７…と、回転筒体３６の内
周に設けられたラチェット歯４８とを備える。
【００２１】このような第１一方向クラッチ４２によれ
ば、クランクペダル１９L ，１９Rを踏んでクランク軸
１８を正転方向４９に回転させると、クランク軸１８の
トルクが動力伝達部材４０、回転部材４１、第１一方向
クラッチ４２および回転筒体３６を介して出力スプロケ
ット２１に伝達されるが、クランクペダル１９L ，１９
R を踏んでクランク軸１８を逆転方向に回転させたとき
には、第１一方向クラッチ４２がスリップしてクランク
軸１８の逆転が許容される。
【００２２】ところで、クランク軸１８および回転部材
４１間で動力を伝達する動力伝達部材４０は、トーショ
ンバーとしての機能を発揮するものであり、その軸方向
中間部には、図５および図６で明示するように、周方向
に間隔をあけた複数たとえば４個の開口部５０，５０…
が設けられる。また動力伝達部材４０の最大捩れ量を規
制するためのピン５１がクランク軸１８に固着されてお
り、該規制ピン５１は、各開口部５０…の１つに挿通さ
れる。
【００２３】クランク軸１８および第１一方向クラッチ
４２間の回転位相を検出する検出器としてのポテンショ
メータ５２が、動力伝達部材４０の外側方に配置される
ものであり、このポテンショメータ５２は、左ハウジン
グ３０に固定的に支持されて動力伝達部材４０を囲繞す
るケース５３と、動力伝達部材４０を囲繞する環状に形
成されて前記ケース５３内に収納されるとともに前記ピ
ン５１に係合される第１可動部材５４と、動力伝達部材
４０を囲繞する環状に形成されて前記ケース５３内で第
１可動部材５４に対向配置されるとともに回転部材４１
に係合される第２可動部材５５とを備える。而して第１
可動部材５４はクランク軸１８とともに回転し、また第
２可動部材５５は回転部材４１とともに回転するので、
第１および第２可動部材５４，５５間の回転位相がクラ
ンク軸１８および第１一方向クラッチ４２間の回転位相
となるものであり、該ポテンショメータ５２によりクラ
ンク軸１８および第１一方向クラッチ４２間の回転位相
を検出することが可能となる。
【００２４】動力伝達部材４０の一端側外周には、複数
の歯４０ａ，４０ａ…が等間隔に設けられており、それ
らの歯４０ａ，４０ａ…に対向するようにして回転速度
センサ５６が駆動部ハウジング１７の左ハウジング３０
に取付けられる。而して該回転速度センサ５６により、
動力伝達部材４０すなわちクランク軸１８の回転速度が
検出される。
【００２５】電動アシストモータ２４の動力を出力スプ
ロケット２１に伝達するための第２動力伝達系２５は、
第２収納室３３内で電動アシストモータ２４の出力軸２
４ａに固着された駆動ギヤ５７と、第２収納室３３内で
第１回転軸５８の一端に固着されて前記駆動ギヤ５７に
噛合される第１中間ギヤ５９と、第１収納室３２内で第
１回転軸５８に一体に設けられる第２中間ギヤ６０と、
第２中間ギヤ６０に噛合される第３中間ギヤ６１と、第
３中間ギヤ６１と同軸に配置される第２回転軸６２と、
第３中間ギヤ６１および第２回転軸６２間に設けられる
第２一方向クラッチ６３と、第１収納室３２内で第２回
転軸６２に一体に設けられる第４中間ギヤ６４と、出力
スプロケット２１が結合されている回転筒体３６に一体
に設けられるとともに第４中間ギヤ６４に噛合される被
動ギヤ６５とを備える。
【００２６】第１回転軸５８は、電動アシストモータ２
４の出力軸２４ａと平行な軸線を有するものであり、右
ハウジング２９および第１回転軸５８間にボールベアリ
ング６６が、また左ハウジング３０および第１回転軸５
８間にボールベアリング６７が介装される。第２回転軸
６４は第１回転軸５８と平行な軸線を有するものであ
り、右ハウジング２９および第２回転軸６４間にボール
ベアリング６８が、また左ハウジング３０および第２回
転軸６４間にボールベアリング６９が介装される。
【００２７】このような第２動力伝達系２５では、電動
アシストモータ２４の作動に伴なうトルクが出力スプロ
ケット２１に伝達されるが、電動アシストモータ２４の
作動が停止したときには、第２一方向クラッチ６３の働
きにより第２回転軸６４の空転が許容され、クランクペ
ダル１９L ，１９R の踏力による出力スプロケット２１
の回転が妨げられることはない。
【００２８】次にこの実施例の作用について説明する
と、電動アシスト自転車Ｂを走行させるべく乗員がクラ
ンクペダル１９L ，１９R を踏むと、クランク軸１８の
動力が第１動力伝達系２０を介して出力スプロケット２
１に伝達され、チェーン２３および従動スプロケット２
２を介して後輪ＷR に動力が伝達されることになる。
【００２９】このときのクランクペダル１９L ，１９R
の踏力がポテンショメータ５２によって検出される。す
なわちクランクペダル１９L ，１９R の踏力に応じたト
ルクが動力伝達部材４０に作用することにより、該動力
伝達部材４０は、その一端および他端間で捩れることに
なり、その捩れに応じて生じるクランク軸１８および第
１一方向クラッチ４２間の回転位相がポテンショメータ
５２により検出される。またクランク軸１８の回転速度
は回転速度センサ５６で検出されるものであり、ポテン
ショメータ５２の検出値ならびに回転速度センサ５６の
検出値に応じたアシスト動力を電動アシストモータ２４
で発揮させることにより、乗員の負荷を軽減することが
できる。
【００３０】而して第１動力伝達系２０の一構成要素で
あるとともにトーションバーとしての機能をも発揮する
パイプ状の動力伝達部材４０が、クランク軸１８を同軸
に囲繞して配置されることにより、動力伝達部材４０の
配置に伴ってクランク軸１８をその剛性増大のために大
径化することが不要となり、トルク伝達装置の小型化に
寄与することができる。
【００３１】しかもポテンショメータ５２は、動力伝達
部材４０を囲繞するようにして該動力伝達部材４０の外
側方に配置されるものであり、ポテンショメータ５２の
配置に大きなスペースを必要としないコンパクトな配置
で、クランク軸１８および第１一方向クラッチ４２間の
回転位相を直接かつ高信頼度で検出することができる。
【００３２】また動力伝達部材４０の軸方向中間部にお
いて周方向に間隔をあけた複数個所に開口部５０…が設
けられていることにより、動力伝達部材４０にその周方
向に沿ってほぼ等しい曲げ荷重が作用するようになり、
動力伝達部材４０に局部的な大荷重が作用することを回
避して動力伝達部材４０の耐久性向上に寄与することが
できる。
【００３３】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【００３４】たとえば、本発明は、電動アシスト自転車
Ｂだけでなく、電動アシスト車椅子にも適用可能であ
る。
【００３５】
【発明の効果】以上のように請求項１または２記載の発
明によれば、クランク軸を大径化することなく該クラン
ク軸の剛性を確保することができ、トルク伝達装置の小
型化に寄与することができる。
【００３６】また請求項３記載の発明の効果によれば、
動力伝達部材にその周方向に沿ってほぼ等しい曲げ荷重
が作用するようにして、動力伝達部材に局部的な大荷重
が作用することを回避し、動力伝達部材の耐久性向上に
寄与することができる。
【００３７】さらに請求項４または５記載の発明によれ
ば、検出器の配置に大きなスペースを必要としないコン
パクトな配置で、クランク軸および第１一方向クラッチ
間の回転位相を直接かつ高信頼度で検出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動アシスト自転車の側面図である。
【図２】トルク伝達装置の縦断側面図である。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図３の４−４線拡大断面図である。
【図５】動力伝達部材の周方向展開図である。
【図６】図５の６−６線に沿う動力伝達部材の横断面図
である。
【符号の説明】
１８・・・クランク軸 １９L ，１９R ・・・クランクペダル ２０・・・第１動力伝達系 ２１・・・出力部材としての出力スプロケット ２４・・・電動アシストモータ ２５・・・第２動力伝達系 ４０・・・動力伝達部材 ４２・・・第１一方向クラッチ ５０・・・開口部 ５２・・・検出器としてのポテンショメータ ５４・・・第１可動部材 ５５・・・第２可動部材 ６３・・・第２一方向クラッチ Ｂ・・・電動アシスト車両としての電動アシスト自転車 ＷR ・・・駆動輪としての後輪

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 両端にクランクペダル（１９L ，１
    ９R ）をそれぞれ有するクランク軸（１８）と同軸上
    に、駆動輪（ＷR ）に伝達する動力を出力するための出
    力部材（２１）が前記クランク軸（１８）との相対回転
    を自在として配置され、クランク軸（１８）および出力
    部材（２１）間には、第１一方向クラッチ（４２）を中
    間部に備える第１動力伝達系（２０）が設けられ、電動
    アシストモータ（２４）および前記出力部材（２１）間
    には、第２一方向クラッチ（６３）を中間部に備える第
    ２動力伝達系（２５）が設けられる電動アシスト車両の
    トルク伝達装置において、クランク軸（１８）の動力を
    出力部材（２１）側に伝達することを可能として第１動
    力伝達系（２０）の一部を構成するパイプ状の動力伝達
    部材（４０）が、クランク軸（１８）を同軸に囲繞して
    配置され、該動力伝達部材（４０）の一端がクランク軸
    （１８）に連結されることを特徴とする電動アシスト車
    両のトルク伝達装置。
  2. 【請求項２】 前記動力伝達部材（４０）の他端および
    出力部材（２１）間に、第１一方向クラッチ（４２）が
    介装されることを特徴とする請求項１記載の電動アシス
    ト車両のトルク伝達装置。
  3. 【請求項３】 前記動力伝達部材（４０）の軸方向中間
    部には、その周方向に間隔をあけて複数の開口部（５
    ０）が設けられることを特徴とする請求項１または２記
    載の電動アシスト車両のトルク伝達装置。
  4. 【請求項４】 クランク軸（１８）および第１一方向ク
    ラッチ（４２）間の回転位相を検出する検出器（５２）
    が、前記動力伝達部材（４０）の外側方に配置されるこ
    とを特徴とする請求項２または３記載の電動アシスト車
    両のトルク伝達装置。
  5. 【請求項５】 前記検出器（５２）が、動力伝達部材
    （４０）を囲繞する環状に形成されるクランク軸（１
    ８）側の第１可動部材（５４）と、動力伝達部材（４
    ０）を囲繞する環状に形成されて第１可動部材（５４）
    に対向配置される第１一方向クラッチ（４２）側の第２
    可動部材（５５）とを備えるとともに、第１および第２
    可動部材（５４，５５）間の回転位相を検出可能に構成
    されることを特徴とする請求項４記載の電動アシスト車
    両のトルク伝達装置。
JP11773796A 1996-05-13 1996-05-13 電動アシスト車両のトルク伝達装置 Expired - Fee Related JP3645964B2 (ja)

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