JP4065247B2 - 自転車用駆動ユニット - Google Patents

Description

本発明は、駆動ユニット、特に、自転車のフレームに装着され、後輪を装着可能な自転車用駆動ユニットに関する。

自転車は、通常、フレームと、フレームに回転自在に装着された左右のクランクを含む駆動部と、フレームの前後に装着された前輪及び後輪とを備えている。このような自転車に搭載される部品として、駆動部とフレームの後部とを一体化した駆動モジュール（自転車用駆動ユニットの一例）が知られている（特許文献１参照）。このような自転車用駆動ユニットを用いると自転車の組立作業性が向上して自転車のコストダウンを図ることができる。また、チェーンが外部に露出しないので、衣服の汚れを防止できるとともに、メンテナンスフリーを実現できる。

従来の自転車用駆動ユニットは、フレームの後部となるサポート部（ケースフレームの一例）と、サポート部の両端に配置されたクランク軸及び後輪車軸と、クランク軸の両端に装着された左右のクランクと、後輪車軸に装着されたブレーキ付きのリアハブとを備えている。右クランクにはフロントスプロケットが装着され、リアハブにはリアスプロケットが装着されている。サポート部の内部には、両スプロケットに巻回されたチェーンが装着されている。サポート部は、フレームに揺動自在に装着されている。サポート部の前端には、クランク軸を１対の軸受により支持する筒状のクランク支持部が突出して設けられており、フロントスプロケットが装着された右クランクは、軸受より外方に配置されたクランク軸の右端に装着されている。
独国特許 １９８４０５７６号公報

前記従来の自転車用駆動ユニットでは、右クランクは、軸受より外方に配置されたクランク軸の右端に装着されているので、右クランクに設けられたフロントスプロケットが軸受より外方に配置されている。このような構造では、左クランクでフロントスプロケットを回すときにクランク軸の両端間での捩れ角を考慮してクランク軸の強度を設計する必要がある。このため、クランク軸の太さが太くなり自転車の軽量化を阻害するおそれがある。また、サポート部の前部に突出して設けられたクランク支持部によりクランク軸を支持しているため、サポート部の幅が狭くなり、サポート部の捩じり剛性が低くなる。このため、捩じり剛性を維持しようとするとサポート部の重量が大きくなり、自転車の軽量化をさらに阻害する。

また、フロントスプロケットからクランクが延びているので、サポート部に開口を形成しなければならない。このため、サポート部のシール性を向上させることができず、サポート部から外部に潤滑油などが飛散するおそれがある。

本発明の課題は、自転車の組立作業性を向上できる自転車用駆動ユニットにおいて、自転車全体の軽量化を図れるようにするとともに、内部のシール性能を向上させることにある。

本発明に係る自転車用駆動ユニットは、自転車のフレームに装着され、後輪を装着可能なユニットであって、ケースフレームと、クランク軸と、フロントスプロケットと、リアハブ軸と、リアスプロケットと、ワンウェイクラッチと、チェーンとを備えている。ケースフレームは、フレームに設けられ内部に収納空間を有し第１方向に長くかつ第１方向と交差する第２方向で分割される第１及び第２ケース部材を有するものである。クランク軸は、ケースフレームの第１端側で第２方向に間隔を隔てて配置され各ケース部材に回転自在に支持される第１及び第２回転支持部と、第１及び第２回転支持部からそれぞれケースフレームを貫通して第２方向両外方に突出する第１及び第２クランク装着部とを有する軸である。フロントスプロケットは、第１及び第２回転支持部の間でクランク軸に回転不能に装着されたスプロケットである。リアハブ軸は、ケース部材の第２端側で第２方向に間隔を隔てて配置され、各ケース部材に回転自在に支持される第３及び第４回転支持部と、第３回転支持部から第１ケース部材を貫通して軸方向外方に突出し前記後輪を装着可能な車輪装着部とを有する軸である。リアスプロケットは、リアハブ軸に回転自在に装着され少なくとも１枚のスプロケット歯を有するスプロケットである。ワンウェイクラッチは、リアスプロケットの進行方向の回転をリアハブ軸に伝達するものである。チェーンは、フロントスプロケットとリアスプロケットに架け渡される。第１及び第２ケース部材の内部は液密に封止されている。

この駆動ユニットでは、自転車に取り付けられた状態でペダルが踏まれるとクランクが回転してクランク軸が回転する。そしてフロントスプロケットが回転してチェーンを介してリアスプロケットが回転し、後輪が回転して自転車が前方にすすむ。このクランクの回転において、従来のように回転支持部の外方に配置された右クランクにフロントスプロケットが装着されておらず、両回転支持部の間にフロントスプロケットが装着されているので、左側のクランク装着部からフロントスプロケットまでの距離を従来のものより短くすることができる。このため、クランク軸の剛性を低くしても捩れ角を同等に維持することができる。また、クランク軸が第１及び第２回転支持部で第１及び第２ケース部材の第１端に支持され、リアハブ軸が第３及び第４回転支持部で第１及び第２ケース部材の第２端で支持されるので、ケースフレームの軸方向の長さが長く、つまり幅が広くなり、ケースフレームの捩じり剛性が高くなる。ここでは、フロントスプロケットを両回転支持部の間に配置したので、クランク軸の強度を維持して軽量化を図ることができる。また、間隔を隔てて配置された第１，第２回転支持部及び第３，第４回転支持部によりクランク軸及びリアハブ軸をケースフレームの両端で支持するようにしたので、ケースフレームの軽量化を図ってもその捩じり剛性を高く維持できる。このため、自転車全体の軽量化を図れるようになる。また、フロントスプロケットが第１及び第２回転支持部の間に配置されるのでクランク軸の端部のシール構造が容易になり、シール性も向上する。

発明２に係る自転車用駆動ユニットは、発明１に記載のユニットにおいて、ケースフレームの一端側に設けられ、フレームにケースフレームを揺動自在に装着するための揺動支持ブラケットをさらに備える。この場合には、駆動ユニットを揺動自在にフレームに装着することにより駆動ユニットの装着姿勢をフレームのデザインに合わせて変化させることができる。

発明３に係る自転車用駆動ユニットは、発明２に記載のユニットにおいて、揺動支持ブラケットの揺動中心と異なる位置とフレームとの間に装着されるサスペンションユニットをさらに備える。この場合には、駆動ユニットを路面に合わせて揺動させることができ、快適な乗り心地を得ることができる。

発明４に係る自転車用駆動ユニットは、発明１から３のいずれかに記載のユニットにおいて、リアスプロケットは、第３回転支持部と第４回転支持部との間に配置されている。この場合には、リアスプロケットが両回転支持部の間に配置され、スプロケットが両端支持構造になるため、リアハブ軸を従来のものより強度を維持して軽量化を図ることができるようになる。また、リアスプロケットが第３及び第４回転支持部の間に配置されるので、リアハブ軸のシール構造も容易になり、シール性も向上する。

発明５に係る自転車用駆動ユニットは、発明１から４のいずれかに記載のユニットにおいて、リアスプロケットは、複数のスプロケット歯を有する多段スプロケットであり、ケースフレームの内側面に設けられ、複数のスプロケット歯のいずれかにチェーンを案内するチェーン案内部をさらに備える。この場合には、ケースフレームの内部に変速用のリアディレーラの機能を付加することができる。

発明６に係る自転車用駆動ユニットは、発明１から５のいずれかに記載のユニットにおいて、ケースフレームの内側面に設けられ、チェーンに張力を付与する張力付与部とをさらに備える。この場合には、ケースフレーム内のチェーンがたるみにくくなり、チェーンが前後のスプロケットから外れにくくなる。

発明７に係る自転車用駆動ユニットは、発明１から６のいずれかに記載のユニットにおいて、リアハブ軸は、第３回転支持部と後輪装着部との間にディスクロータを回転不能に装着可能なディスクロータ装着部を有する。この場合には、ディスクブレーキのディスクロータをリアハブ軸に直接装着できる。

発明８に係る自転車用駆動ユニットは、発明７に記載のユニットにおいて、ケースフレームは、ディスクロータと対向可能な外側面に設けられ、ディスクロータを挟持するピストンを有するキャリパを装着可能なキャリパ装着部を有する。この場合には、ディスクブレーキ装置のディスクロータとキャリパとの取付精度の管理を一元化できる。

発明９に係る自転車用駆動ユニットは、発明１から８のいずれかに記載のユニットにおいて、ケースフレーム内のリアハブ軸の周囲に配置され、リアハブ軸の回転により発電する発電機構をさらに備える。この場合には、発電機構を内蔵できるので、ランプや変速やサスペンションなどの各種機構やその制御装置の電源として発電機構を利用できる。

発明１０に係る自転車用駆動ユニットは、発明１から９のいずれかに記載のユニットにおいて、ケースフレーム内のクランク軸の周囲に配置され、クランク軸を回転駆動する駆動機構をさらに備える。この場合には、いわゆる駆動力を補助するアシストバイクや電気自転車等のモータ駆動の自転車を実現できる。

本発明によれば、フロントスプロケットを両回転支持部の間に配置したので、クランク軸の強度を維持して軽量化を図ることができる。また、間隔を隔てて配置された第１，第２回転支持部及び第３，第４回転支持部によりクランク軸及びリアハブ軸をケースフレームの両端で支持するようにしたので、ケースフレームの軽量化を図ってもその捩じり剛性を高く維持できる。このため、自転車全体の軽量化を図れるようになる。また、フロントスプロケットが第１及び第２回転支持部の間に配置されるのでクランク軸の端部のシール構造が容易になり、シール性も向上する。

図１において、本発明の一実施形態が採用された自転車１０は、Ｖ字状に湾曲した異形パイプで構成されたフレーム体１２とサスペンションフォーク１３とを有するフレーム１１を有している。また、フレーム体１２の下部に揺動自在に装着された本発明の一実施形態による駆動ユニット１５と、サスペンションフォーク１３の先端に装着された前輪１６ｆと、駆動ユニット１５の後端に装着された後輪１６ｒと、サスペンションフォーク１３の上部に連結されたハンドル部１７と、前後のディスクブレーキ装置１８ｆ，１８ｒとを有している。前後輪１６ｆ，１６ｒは、チューブレス構造のディスクホイールである。

サスペンションフォーク１３は、フレーム体１２の前部に斜めの軸周りに回動自在に装着されている。サスペンションフォーク１３は、前輪１６ｆを片持ち支持している。また、駆動ユニット１５も後輪１６ｒを片持ち支持している。

駆動ユニット１５は、図１及び２に示すように、フレーム１１のフレーム体１２の湾曲部分に揺動自在に装着されたケースフレーム２０と、ケースフレーム２０の第１端側（図２右側の前端側）に回転自在に支持されるクランク軸２１と、クランク軸２１に回転不能に装着されたフロントスプロケット２２と、ケースフレーム２０の第２端側（図２左側の後端側）に回転自在に支持されるリアハブ軸２３と、たとえば４枚のスプロケット歯２４ａ〜２４ｄ（図４）を有しリアハブ軸２３に回転自在に装着されたリアスプロケット２４と、リアスプロケット２４の進行方向の回転をリアハブ軸２３に伝達するワンウェイクラッチ２５と、両スプロケットに架け渡されるチェーン２６とを有している。また、駆動ユニット１５は、ケースフレーム２０に装着されたサスペンションユニット２７と、リア変速機構２８と、発電機構２９と、駆動機構３０とを有している。また、駆動ユニット１５には、リアディスクブレーキ機構１８ｒを装着可能である。

ケースフレーム２０は、図１〜図６に示すように、内部に収納空間を有し第１方向（図２左右方向）に長くかつ第１方向と交差する第２方向（図２上下方向）で分割される第１及び第２ケース部材３１，３２を有している。第１ケース部材３１は、第１方向の第１端側が第２端側より脹らんだ形状であり、通常の自転車フレームのチェーンスティとして機能する。この膨らんだ部分に駆動機構３０が収納されている。第１ケース部材３１の第１端側には、クランク軸２１を回転自在に支持する第１軸受３３ａが装着されている。第１ケース部材３１の第２端側には、リアハブ軸２３を回転自在に支持する第３軸受３４ａが装着されている。また、第２端側の第３軸受装着部分より前側には、リアディスクブレーキ装置１８ｒのキャリパ６１を装着するためのキャリパ装着部３１ｂ（図６）が形成されている。

また、第１ケース部材３１には、フレーム体１２の湾曲部分に揺動自在に装着するための揺動支持ブラケット３５が固定されている。揺動支持ブラケット３５は、基端が第１ケース部材３１に、たとえば溶接された１対のブラケット板３５ａ，３５ｂと、ブラケット板３５ａ，３５ｂに装着される揺動軸３６とを有している。この揺動支持ブラケット３５の先端にサスペンションユニット２７の先端が連結されている。ブラケット板３５ａ，３５ｂは、フレーム体１２を挟持可能に配置されている。

第２ケース部材３２は、通常の自転車フレームのチェーンスケースとして機能するとともに、第１ケース部材３１とともにチェーンスティとしても機能する。第２ケース部材３２の第１端側には、クランク軸２１を回転自在に支持する第２軸受３３ｂが装着されている。第２ケース部材３２の第２端側には、リアハブ軸２３を回転自在に支持する第４軸受３４ｂが装着されている。なお、第１〜第４軸受３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂは、たとえば玉軸受であり、少なくともボールの軸方向外側にシール部材が設けられたシールド玉軸受が好ましい。

第１及び第２ケース部材３１，３２は、周縁部に対向するフランジ部３１ａ，３２ａをそれぞれ有しており、両ケース部材３１，３２は、多数のボルト４０によりフランジ接合されている。また、両フランジ部３１ａ，３２ａの間には図示しないパッキンが装着されており、内部は液密に封止されている。両ケース部材３１，３２の図５にドットで示した領域には、たとえば、マシン油などの潤滑油が充填されている。

クランク軸２１は、図３に示すように、ケースフレーム２０の第１端側で第２方向に間隔を隔てて配置され各ケース部材３１，３２に回転自在に支持される第１及び第２回転支持部２１ａ，２１ｂと、第１及び第２回転支持部２１ａ，２１ｂからそれぞれケースフレーム２０を貫通して第２方向両外方に突出する第１及び第２クランク装着部２１ｃ，２１ｄとを有する中空の軸部材である。第１及び第２回転支持部２１ａ，２１ｂの間には、フロントスプロケット２２を装着するためのスプロケット装着部２１ｅが形成されている。スプロケット装着部２１ｅは、第１及び第２回転支持部２１ａ，２１ｂより大径に形成されている。第１及び第２回転支持部２１ａ，２１ｂには、第１及び第２軸受３３ａ，３３ｂが各別に装着されている。第１及び第２クランク装着部２１ｃ，２１ｄは、断面が円形で先端側に向かって縮小するテーパ面を有する構造である。第１及び第２クランク装着部２１ｃ，２１ｄの先端には、セレーション部２１ｅ，２１ｆがそれぞれ形成されている。第１及び第２クランク装着部２１ｃ，２１ｄには、ペダル４３，４４が先端に装着された左右のクランク４１，４２の基端がセレーション部２１ｅ，２１ｆに係合して回転不能に装着されている。この駆動ユニット１５に装着されるクランク４１，４２は、左右同形状のものであり、ペダル４３，４４を装着するねじ部分４１ａ，４２ａ（図２）だけが異なるねじ方向（具体的には、左クランク４１は左ねじ，右クランク４２は右ねじ）に形成されている。したがって、ペダル装着部分のねじの方向を除いて全く同じ構造のクランク４１，４２を用いることができる。

フロントスプロケット２２は、スプロケット装着部２１ｅに回転不能に装着されている。具体的には、フロントスプロケット２２は、たとえば、スプロケット装着部２１ｅに形成されたセレーション等の手段により回転不能に装着され、スプロケット装着部２１ｅにねじ込まれた装着ナット４５によりクランク軸２１に固定されている。

リアハブ軸２３は、図４に示すように、ケースフレーム２０の第２端側で第２方向に間隔を隔てて配置され、各ケース部材３１，３２に回転自在に支持される第３及び第４回転支持部２３ａ，２３ｂと、後輪１６ｒを装着可能な車輪装着部２３ｃと、両回転支持部２３ａ，２３ｂの間に配置されたスプロケット装着部２３ｄとを有している。第３回転支持部２３ａには、第３軸受３４ａが装着されている。第４回転支持部２３ｂには、リアハブ軸２３にねじ込み固定されるアダプタ５０を介して第４軸受３４ｂが装着されている。アダプタ５０は、ロックナット５１により回り止めされている。車輪装着部２３ｃは、第３回転支持部２３ａから第１ケース部材３１を貫通して軸方向外方に突出した先端に円板状に形成されており、後輪１６ｒの中心部が取付ボルト５２により回転不能に装着されている。車輪装着部２３ｃと第３回転支持部２３ａとの間には、リアディスクブレーキ機構１８ｒのディスクロータ６０を装着可能な円板状のロータ装着部２３ｅが形成されている。スプロケット装着部２３ｄには、ワンウェイクラッチ２５のクラッチ爪２５ａを起伏自在に装着するための装着凹部２３ｆが形成されている。また、第３回転支持部２３ａとスプロケット装着部２３ｄとの間に発電機構２９が装着されている。

リアスプロケット２４は、たとえば、４枚のスプロケット歯２４ａ〜２４ｄと、スプロケット歯２４ａ〜２４ｄを回転不能に装着するボス部２４ｅとを有する多段ギアであり、リアハブ軸２３に１対の軸受６２ａ，６２ｂを介して回転自在に支持されている。軸受６２ａ，６２ｂは、リアハブ軸２３に装着された玉押し、ボス部２４ｅの両端に形成された玉受け及びその間に両者に接触可能に配置された複数の鋼球を有する公知のアンギュラ玉軸受である。

ワンウェイクラッチ２５は、前述したクラッチ爪２５ａと、ボス部２４ｅの内周面に形成されたラチェット歯２５ｂとを有する爪式のワンウェイクラッチである。クラッチ爪２５ａは、図示しないばね部材によりラチェット歯２５ｂに係合する起立姿勢に付勢されている。ワンウェイクラッチ２５は、リアスプロケット２４の進行方向の回転（図５時計回りの回転）のみリアハブ軸２３に伝達する。

チェーン２６は、図５に示すように、フロントスプロケット２２とリアスプロケット２４のいずれかのスプロケット歯２４ａ〜２４ｄに架け渡されてフロントスプロケット２２を介してクランク４１，４２の回転をリアスプロケット２４に伝達する。

サスペンションユニット２７は、図１に示すように、たとえば油圧や空圧やコイルばね等を用いたダンパー付きのサスペンションである。サスペンションユニット２７の先端は前述した揺動支持ブラケット３５の先端に装着され、基端はフレーム体１２に形成された取付部１２ａに揺動自在装着されている。

リア変速機構２８は、図４及び図５に示すように、ケースフレーム２０の第２ケース部材３１の内側面に設けられ、４枚のスプロケット歯２４ａ〜２４ｄのいずれかにチェーン２６を案内するチェーン案内部６５と、第２ケース部材３１の内側面に設けられ、チェーン２６に張力を付与する張力付与部６６とを有している。チェーン案内部６５は、第２ケース部材３１にリアハブ軸２３と食い違う軸（図４紙面直交方向の軸）回りに揺動自在に装着されている。チェーン案内部６５は、図示しない変速操作部の操作により変速ケーブルを介して４つの変速位置に位置決めされ、チェーン２６の４つのスプロケット歯２４ａ〜２４ｄのいずれかに架け渡す。

張力付与部６６は、図３及び図５に示すように、フロントスプロケット２２の後方に配置された２つのプーリ６７，６８を有している。プーリ６８は、第１ケース部材３１の内側面に揺動軸７２により揺動自在に装着された１対のプレート部材７０ａ，７０ｂの間で揺動軸７２に回転自在に装着されている。プーリ６８は、プーリ６７の下方でプレート部材７０ａ，７０ｂの先端に配置されている。プレート部材７０ａ，７０ｂは、揺動軸７２の外周側に配置された捩じりコイルばね７１により、図５時計回りに付勢されている。これにより、チェーン案内部６５により何れのスプロケットは２４ａ〜２４ｄにチェーン２６が案内されてもチェーン２６に常に張力が付与されるようになっている。

発電機構２９は、たとえば、特開２０００−０６９７３１号公報に開示されたような公知のクローポール型のものである。ただし、この実施形態では、リアハブ軸２３が回転するため、ケースフレーム２０に装着されたクローポール型のコイルと、リアハブ軸に装着された磁石等を含んでいる。

駆動機構３０は、ペダルによる踏力を補助するアシスト機能を有する機構であり、モータと、クランク軸２１に作用するトルクを検出するトルクセンサと、トルクセンサの出力によりモータを制御するモータ制御装置等を含んでいる。

前輪１６ｆは、サスペンションフォーク１３の先端に回転自在に装着されている。サスペンションフォーク１３の先端部１３ａもケースフレーム２０の第２端側と同様な構造になっている。すなわち、フロントハブ軸８０は、サスペンションフォーク１３の先端部１３ａに軸受８１ａ，８１ｂにより回転自在に片持ち支持されている。フロントハブ軸８０は、軸受８１ａ，８１ｂが装着された第５及び第６回転支持部８０ａ，８０ｂを有するとともに、先端部に前輪１６ｆを取付ボルト８５により装着する車輪装着部８０ｃを有し、第５回転支持部８０ａと車輪装着部８０ｃとの間にフロントディスクブレーキ装置１８ｆのディスクロータ８２を装着するロータ装着部８０ｄを有している。また、先端部１３ａは、フロントディスクブレーキ装置１８ｆのキャリパ８３を装着するためのキャリパ装着部１３ｂを有している。このような構成とすることにより、前輪１６ｆ及び後輪１６ｒを同様な構造の片持ち車輪とすることができる。

前後のディスクブレーキ装置１８ｆ，１８ｒは、ディスクロータ８２，６０と、ディスクロータ８２，６０を挟持するピストン（図示せず）が収納されたキャリパ６１，８３とを有する公知の構造である。

この駆動ユニット１５では、自転車１０に取り付けられた状態でペダル４３，４４が踏まれるとクランク４１，４２が回転してクランク軸２１が回転する。そしてフロントスプロケット２２が回転してチェーン２６を介してリアスプロケット２４が回転し、後輪１６ｒが回転して自転車１０が前方にすすむ。このクランク４１，４２の回転において、従来のように回転支持部の外方に配置された右クランクにフロントスプロケットが装着されておらず、両回転支持部２１ａ，２１ｂの間にフロントスプロケット２２が装着されているので、左側のクランク装着部２１ｃからフロントスプロケット２２までの距離を従来のものより短くすることができる。このため、クランク軸２１の剛性を低くしても捩れ角を同等に維持することができる。また、クランク軸２１が第１及び第２回転支持部２１ａ，２１ｂで第１及び第２ケース部材３１，３２の第１端に支持され、リアハブ軸２３が第３及び第４回転支持部２３ａ，２３ｂで第１及び第２ケース部材３１，３２の第２端で支持されるので、ケースフレーム２０の軸方向の長さが長く、つまり幅が広くなり、ケースフレーム２０の捩じり剛性が高くなる。ここでは、フロントスプロケット２２を両回転支持部２１ａ，２１ｂの間に配置したので、クランク軸２１の剛性を低くすることができ、クランク軸２１の軽量化を図ることができる。また、間隔を隔てて配置された第１，第２回転支持部２１ａ，２１ｂ及び第３，第４回転支持部２３ａ，２３ｂによりクランク軸２１及びリアハブ軸２３をケースフレーム２０の両端で支持するようにしたので、ケースフレーム２０の軽量化を図ってもその捩じり剛性を高く維持できる。このため、自転車全体の軽量化を図れるようになる。また、フロントスプロケット２２が第１及び第２回転支持部２１ａ，２１ｂの間に配置されるのでクランク軸２１の端部のシール構造が容易になり、シール性も向上する。また、リアスプロケット２４が第３及び第４回転支持部２３ａ，２３ｂの間に配置されるので、リアハブ軸２３のシール構造も容易になり、シール性も向上する。

このような構成の駆動ユニット１５は、フレーム体１２の途中に揺動支持ブラケット３５により揺動自在に装着し、揺動支持ブラケット３５とフレーム体１２の取付部１２ａとの間にサスペンションユニット２７を装着することにより、フレーム体１２に取り付けられる。このようにして駆動ユニット１５が取り付けられた状態では、駆動ユニット１５は、サスペンション機能を有する密閉潤滑可能なチェーンカバー付きのチェーンスティとして機能する。このため、チェーン２６の接触等による衣服の汚れを防止できるとともに、メンテナンスフリーを実現でき、駆動系の長寿命化を実現できる。また、内部に発電機構２９や駆動機構３０が設けられているため、これらの機構も駆動ユニット１５をフレーム１１に組み込むだけで使用できる。さらに、前後輪１６ｆ，１６ｒが片持ち支持の同じ構造の車輪であるため、取付ボルト５２，８５の着脱だけで前後輪１６ｆ，１６ｒを簡単に交換できるとともに前後輪１６ｆ，１６ｒを共通化できる。

〔他の実施形態〕
（ａ）前記実施形態では、リア変速機構２８や発電機構２９や駆動機構３０をケースフレーム２０内に装着したが、これらを装着しなくてもよく、またこれらの一部を装着してもよい。

（ｂ）前記実施形態では、ケースフレーム２０をフレーム体１２に揺動自在に装着したが、揺動不能に固定してもよい。

本発明の一実施形態を採用した自転車の側面図。 その駆動ユニットの断面図。 駆動ユニットの前半分の拡大断面図。 駆動ユニットの後半分の拡大断面図。 駆動ユニットの縦断面図。 駆動ユニットの右側面図。 前輪装着部分の断面図。

符号の説明

１０ 自転車
１１ フレーム
１２ フレーム体
２０ ケースフレーム
２１ クランク軸
２１ａ，２１ｂ 第１及び第２回転支持部
２１ｃ，２１ｄ 第１及び第２クランク装着部
２２ フロントスプロケット
２３ リアハブ軸
２３ａ，２３ｂ 第３及び第４回転支持部
２３ｃ 車輪装着部
２３ｄ スプロケット装着部
２３ｅ ロータ装着部
２４ リアスプロケット
２４ａ〜２４ｄ スプロケット歯
２５ ワンウェイクラッチ
２６ チェーン
２７ サスペンションユニット
２８ リア変速機構
２９ 発電機構
３０ 駆動機構
３１ 第１ケース部材
３１ｂ キャリパ装着部
３２ 第２ケース部材
３５ 揺動支持ブラケット
６０ ディスクロータ
６１ キャリパ
６５ チェーン案内部
６６ 張力付与部

Claims (10)

1. 自転車のフレームに装着され、後輪を装着可能な自転車用駆動ユニットであって、
   前記フレームに設けられ内部に収納空間を有し第１方向に長くかつ前記第１方向と交差する第２方向で分割される第１及び第２ケース部材を有するケースフレームと、
   前記ケースフレームの第１端側で前記第２方向に間隔を隔てて配置され前記各ケース部材に回転自在に支持される第１及び第２回転支持部と、前記第１及び第２回転支持部からそれぞれ前記ケースフレームを貫通して前記第２方向両外方に突出する第１及び第２クランク装着部とを有するクランク軸と、
   前記第１及び第２回転支持部の間で前記クランク軸に回転不能に装着されたフロントスプロケットと、
   前記ケースフレームの第２端側で前記第２方向に間隔を隔てて配置され、前記各ケース部材に回転自在に支持される第３及び第４回転支持部と、前記第３回転支持部から前記第１ケース部材を貫通して軸方向外方に突出し前記後輪を装着可能な車輪装着部とを有するリアハブ軸と、
   前記リアハブ軸に回転自在に装着され少なくとも１枚のスプロケット歯を有するリアスプロケットと、
   前記リアスプロケットの進行方向の回転を前記リアハブ軸に伝達するワンウェイクラッチと、
   前記フロントスプロケットと前記リアスプロケットに架け渡されるチェーンと、を備え、
   前記第１及び第２ケース部材の内部は液密に封止されている、自転車駆動ユニット。
2. 前記ケースフレームの前記第１端側に設けられ、前記フレームに前記ケースフレームを揺動自在に装着するための揺動支持ブラケットをさらに備える、請求項１に記載の自転車用駆動ユニット。
3. 前記揺動支持ブラケットの揺動中心と異なる位置と前記フレームとの間に装着されるサスペンションユニットをさらに備える、請求項２に記載の自転車用駆動ユニット。
4. 前記リアスプロケットは、前記第３回転支持部と前記第４回転支持部との間に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用駆動ユニット。
5. 前記リアスプロケットは、複数のスプロケット歯を有する多段スプロケットであり、
   前記ケースフレームの内側面に設けられ、前記複数のスプロケット歯のいずれかに前記チェーンを案内するチェーン案内部をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の自転車用駆動ユニット。
6. 前記ケースフレームの内側面に設けられ、前記チェーンに張力を付与する張力付与部をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の自転車用駆動ユニット。
7. 前記リアハブ軸は、前記第３回転支持部と前記車輪装着部との間にディスクロータを回転不能に装着可能なディスクロータ装着部を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の自転車用駆動ユニット。
8. 前記ケースフレームは、前記ディスクロータと対向可能な外側面に設けられ、前記ディスクロータ装着部に装着される前記ディスクロータを挟持するピストンを有するディスクキャリパを装着可能なキャリパ装着部を有する、請求項７に記載の自転車用駆動ユニット。
9. 前記ケースフレーム内の前記リアハブ軸の周囲に配置され、前記リアハブ軸の回転により発電する発電機構をさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の自転車用駆動ユニット。
10. 前記ケースフレーム内の前記クランク軸の周囲に配置され、前記クランク軸を回転駆動する駆動機構をさらに備える、請求項１から９いずれか１項に記載の自転車用駆動ユニット。

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