JPH07117779A - 電動モータ付き自転車 - Google Patents
電動モータ付き自転車Info
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- JPH07117779A JPH07117779A JP26140093A JP26140093A JPH07117779A JP H07117779 A JPH07117779 A JP H07117779A JP 26140093 A JP26140093 A JP 26140093A JP 26140093 A JP26140093 A JP 26140093A JP H07117779 A JPH07117779 A JP H07117779A
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- JP
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- electric motor
- electric
- bicycle
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Links
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- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】コストを抑えながら、振動の抑制と静粛性のア
ップとを図ること。 【構成】人力駆動系（８）と電気駆動系（９）とを並列
に設け、人力による駆動力の変化に対応して電気駆動系
（９）の出力を制御する電動モータ付き自転車におい
て、電気駆動系としての電動モータ９から人力駆動系
（８）の駆動軸（クランク軸２１）への動力伝達経路に
遊星摩擦式減速機３０が介装されている。人力駆動力に
電気駆動力を付加しているときの遊星摩擦式減速機３０
が発生する振動や騒音は遊星歯車式減速機を用いる場合
に比べて大幅に低くなる。
ップとを図ること。 【構成】人力駆動系（８）と電気駆動系（９）とを並列
に設け、人力による駆動力の変化に対応して電気駆動系
（９）の出力を制御する電動モータ付き自転車におい
て、電気駆動系としての電動モータ９から人力駆動系
（８）の駆動軸（クランク軸２１）への動力伝達経路に
遊星摩擦式減速機３０が介装されている。人力駆動力に
電気駆動力を付加しているときの遊星摩擦式減速機３０
が発生する振動や騒音は遊星歯車式減速機を用いる場合
に比べて大幅に低くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、駆動力を電動モータで
補助する電動モータ付き自転車に係り、特に電動モータ
出力側の減速機の改良に関する。
補助する電動モータ付き自転車に係り、特に電動モータ
出力側の減速機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動モータ付き自転車として、特
開平５−５８３７９号公報に示すようなものがある。
開平５−５８３７９号公報に示すようなものがある。
【０００３】この電動モータ付き自転車では、電気駆動
系としての電動モータから人力駆動系の駆動軸への動力
伝達経路に介装される減速機として、遊星歯車式減速機
が用いられている。
系としての電動モータから人力駆動系の駆動軸への動力
伝達経路に介装される減速機として、遊星歯車式減速機
が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の電動モータ付き自転車では、電気駆動系として
の電動モータから人力駆動系の駆動軸への動力伝達経路
に遊星歯車式減速機を介装しているが、この電動モータ
は重量軽減を図る意味から小型のものが用いられるため
に高速回転で使用されるが、その場合に前記遊星歯車式
減速機からの振動、騒音が大きくなりがちとなる。この
遊星歯車式減速機について、その歯車どうしのかみ合い
精度を高精度に管理すれば、振動、騒音の発生を多少な
りとも抑制できるけれども、この歯車加工に伴うコスト
アップが極めて大きいものとなる割に振動、騒音の発生
抑制の効果が少なく、改良の余地がある。
な従来の電動モータ付き自転車では、電気駆動系として
の電動モータから人力駆動系の駆動軸への動力伝達経路
に遊星歯車式減速機を介装しているが、この電動モータ
は重量軽減を図る意味から小型のものが用いられるため
に高速回転で使用されるが、その場合に前記遊星歯車式
減速機からの振動、騒音が大きくなりがちとなる。この
遊星歯車式減速機について、その歯車どうしのかみ合い
精度を高精度に管理すれば、振動、騒音の発生を多少な
りとも抑制できるけれども、この歯車加工に伴うコスト
アップが極めて大きいものとなる割に振動、騒音の発生
抑制の効果が少なく、改良の余地がある。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、コスト
を抑えながら、振動の抑制と静粛性のアップとを図るこ
とを課題としている。
を抑えながら、振動の抑制と静粛性のアップとを図るこ
とを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、人力駆動系と
電気駆動系とを並列に設け、人力による駆動力の変化に
対応して前記電気駆動系の出力を制御する電動モータ付
き自転車において、前記電気駆動系としての電動モータ
から前記人力駆動系の駆動軸への動力伝達経路に遊星摩
擦式減速機が介装される構成とした。
電気駆動系とを並列に設け、人力による駆動力の変化に
対応して前記電気駆動系の出力を制御する電動モータ付
き自転車において、前記電気駆動系としての電動モータ
から前記人力駆動系の駆動軸への動力伝達経路に遊星摩
擦式減速機が介装される構成とした。
【０００７】
【作用】上記の構成によれば、遊星摩擦式減速機を用い
ているから、人力駆動力に電気駆動力を付加していると
きの遊星摩擦式減速機が発生する振動や騒音は遊星歯車
式減速機を用いる場合に比べて大幅に低くなる。
ているから、人力駆動力に電気駆動力を付加していると
きの遊星摩擦式減速機が発生する振動や騒音は遊星歯車
式減速機を用いる場合に比べて大幅に低くなる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の詳細を図１ないし図４に示す
実施例に基づいて説明する。図１は電動モータ付き自転
車の側面図、図２は同自転車の要部の概略構成図、図３
は同自転車の電動モータ周辺の拡大図、図４は同自転車
の電気駆動系における振動特性を示すグラフである。
実施例に基づいて説明する。図１は電動モータ付き自転
車の側面図、図２は同自転車の要部の概略構成図、図３
は同自転車の電動モータ周辺の拡大図、図４は同自転車
の電気駆動系における振動特性を示すグラフである。
【０００９】この実施例では、シャフトドライブ方式の
電動モータ付き自転車を例に挙げており、図中、１は前
輪、２は後輪、３はメインフレーム、４はフロントフォ
ーク、５は二つ一対のリヤステー、６はハンドル、７は
サドル、８は２つ一対のクランクベダルである。
電動モータ付き自転車を例に挙げており、図中、１は前
輪、２は後輪、３はメインフレーム、４はフロントフォ
ーク、５は二つ一対のリヤステー、６はハンドル、７は
サドル、８は２つ一対のクランクベダルである。
【００１０】メインフレーム３には、電気駆動系として
の電動モータ９と、電動モータ９を制御するコントロー
ラ１０と、電動モータ９およびコントローラ１０の電源
となる鉛酸電池などの充電可能な電池１１と、動力ユニ
ット２０とが取り付けられている。
の電動モータ９と、電動モータ９を制御するコントロー
ラ１０と、電動モータ９およびコントローラ１０の電源
となる鉛酸電池などの充電可能な電池１１と、動力ユニ
ット２０とが取り付けられている。
【００１１】動力ユニット２０は、クランクペダル８か
らの人力駆動力と、人力駆動力に電動モータ９からの電
気駆動力を加えた合力とのいずれか一方を後輪２の車軸
１２に対して選択的に伝達するためのものである。この
動力ユニット２０は、具体的に、図２に示すように、両
端にクランクペダル８が取り付けられるクランク軸２１
と、クランク軸２１の外周に相対回転可能に取り付けら
れる筒軸状の合力軸２２と、合力軸２２の一端に一体的
に取り付けられる大傘歯車２３と、大傘歯車２３に噛合
するとともに電動モータ９の出力軸１３に後述する遊星
摩擦式減速機３０を介して一体的に結合される小傘歯車
２４と、合力軸２２の外周に設けられる傘歯車機構２５
と、一方のリヤステー５の内部に挿通されかつ一端が傘
歯車機構２５に他端が後輪車軸１２に設けられる傘歯車
機構１４にそれぞれ噛合されるドライブシャフト２６
と、クランク軸２１に外装される一方向クラッチ２７
と、サンギヤがクランク軸２１にまたキャリア軸が一方
向クラッチ２７の外輪にそれぞれ一体結合されるととも
にリングギヤが大傘歯車２３に結合される遊星歯車式増
速機２８と、これらの要素を収納するユニットケース２
９とを備えている。さらに、この動力ユニット２０に
は、クランクペダル８への踏み込み力に応じたトルクを
遊星歯車式増速機２８のサンギヤが設けられるクランク
軸２１に加わる反力により検出するトルク検出手段１５
が設けられており、このトルク検出手段１５からの検出
出力がコントローラ１０に与えられる。コントローラ１
０は、トルク検出手段１５からの検出出力に基づいて人
力駆動力に対する電動モータ９の電気駆動力の付加の有
無やその付加割合を制御する。
らの人力駆動力と、人力駆動力に電動モータ９からの電
気駆動力を加えた合力とのいずれか一方を後輪２の車軸
１２に対して選択的に伝達するためのものである。この
動力ユニット２０は、具体的に、図２に示すように、両
端にクランクペダル８が取り付けられるクランク軸２１
と、クランク軸２１の外周に相対回転可能に取り付けら
れる筒軸状の合力軸２２と、合力軸２２の一端に一体的
に取り付けられる大傘歯車２３と、大傘歯車２３に噛合
するとともに電動モータ９の出力軸１３に後述する遊星
摩擦式減速機３０を介して一体的に結合される小傘歯車
２４と、合力軸２２の外周に設けられる傘歯車機構２５
と、一方のリヤステー５の内部に挿通されかつ一端が傘
歯車機構２５に他端が後輪車軸１２に設けられる傘歯車
機構１４にそれぞれ噛合されるドライブシャフト２６
と、クランク軸２１に外装される一方向クラッチ２７
と、サンギヤがクランク軸２１にまたキャリア軸が一方
向クラッチ２７の外輪にそれぞれ一体結合されるととも
にリングギヤが大傘歯車２３に結合される遊星歯車式増
速機２８と、これらの要素を収納するユニットケース２
９とを備えている。さらに、この動力ユニット２０に
は、クランクペダル８への踏み込み力に応じたトルクを
遊星歯車式増速機２８のサンギヤが設けられるクランク
軸２１に加わる反力により検出するトルク検出手段１５
が設けられており、このトルク検出手段１５からの検出
出力がコントローラ１０に与えられる。コントローラ１
０は、トルク検出手段１５からの検出出力に基づいて人
力駆動力に対する電動モータ９の電気駆動力の付加の有
無やその付加割合を制御する。
【００１２】前述の遊星摩擦式減速機３０は、図３に示
すように、電動モータ９の出力軸１３を太陽軸としたも
のであり、電動モータ９にボルトを介して固定される固
定輪３１と、固定輪３１と電動モータ９の出力軸１３と
の間に圧接状態で介装されて自転しながら公転する複数
個の遊星ローラ３２と、各遊星ローラ３２を円周等間隔
に回転自在に保持するとともに動力ユニット２０の小傘
歯車２４の軸２４Ａが結合されるキャリア３３とを備え
ている。このキャリア３３は、各遊星ローラ３２にニー
ドルローラ（符号省略）を介して挿入される複数のピン
３４と、この各ピン３４が固定される有底円筒形の筒軸
３５とからなる。なお、筒軸３５の内孔部分とピン孔と
が連通していて、ピン３４の装着を容易とするようにな
っている。そして、筒軸３５の内孔部分には動力ユニッ
ト２０の小傘歯車２４の軸２４Ａを挿入しやすくするた
めに一方向クラッチ装置４０が設けられているととも
に、小傘歯車２４の軸２４Ａに対する回転抵抗を減ずる
ためのスラスト軸受となるボール４１や摩耗防止用摩擦
板４２が設けられている。前述の一方向クラッチ装置４
０は、シェル状外輪４３の内部に、ローラ式一方向クラ
ッチ４４と２つのケージアンドローラと呼ばれる軸受４
５、４５を収納した構成である。このシェル状外輪４３
は、その外周が円筒形であり、図示しないが、その内周
においてローラ式一方向クラッチ４４の存在する中央部
分の円周数箇所に径方向外向きに凹むカム面が設けられ
ており、内周において軸受４５が存在する軸方向両端部
分は円筒形になっている。そして、ローラ式一方向クラ
ッチ４４の軸方向両側の軸受４５が小傘歯車２４の軸２
４Ａとのはめ合い状態がルーズフィットに設定されてお
り、そのために、ローラ式一方向クラッチ４４がフリー
状態のとき、両側の軸受４５が軸２４Ａを支持するよう
になっている。
すように、電動モータ９の出力軸１３を太陽軸としたも
のであり、電動モータ９にボルトを介して固定される固
定輪３１と、固定輪３１と電動モータ９の出力軸１３と
の間に圧接状態で介装されて自転しながら公転する複数
個の遊星ローラ３２と、各遊星ローラ３２を円周等間隔
に回転自在に保持するとともに動力ユニット２０の小傘
歯車２４の軸２４Ａが結合されるキャリア３３とを備え
ている。このキャリア３３は、各遊星ローラ３２にニー
ドルローラ（符号省略）を介して挿入される複数のピン
３４と、この各ピン３４が固定される有底円筒形の筒軸
３５とからなる。なお、筒軸３５の内孔部分とピン孔と
が連通していて、ピン３４の装着を容易とするようにな
っている。そして、筒軸３５の内孔部分には動力ユニッ
ト２０の小傘歯車２４の軸２４Ａを挿入しやすくするた
めに一方向クラッチ装置４０が設けられているととも
に、小傘歯車２４の軸２４Ａに対する回転抵抗を減ずる
ためのスラスト軸受となるボール４１や摩耗防止用摩擦
板４２が設けられている。前述の一方向クラッチ装置４
０は、シェル状外輪４３の内部に、ローラ式一方向クラ
ッチ４４と２つのケージアンドローラと呼ばれる軸受４
５、４５を収納した構成である。このシェル状外輪４３
は、その外周が円筒形であり、図示しないが、その内周
においてローラ式一方向クラッチ４４の存在する中央部
分の円周数箇所に径方向外向きに凹むカム面が設けられ
ており、内周において軸受４５が存在する軸方向両端部
分は円筒形になっている。そして、ローラ式一方向クラ
ッチ４４の軸方向両側の軸受４５が小傘歯車２４の軸２
４Ａとのはめ合い状態がルーズフィットに設定されてお
り、そのために、ローラ式一方向クラッチ４４がフリー
状態のとき、両側の軸受４５が軸２４Ａを支持するよう
になっている。
【００１３】次に、この実施例の電動モータ付き自転車
の動作を説明する。クランクペダル８が回転操作されて
いるときは、クランク軸２１、一方向クラッチ２７、遊
星歯車式増速機２８を介して大傘歯車２３に動力が伝達
されるとともに、合力軸２２、傘歯車機構２５を介して
ドライブシャフト２６に伝達され、傘歯車機構１４を介
して後輪２の車軸１２が回転駆動される。しかし、クラ
ンクペダル８の回転操作が中断されるなどしても、後輪
２の車軸１２からクランク軸２１へ向けての回転動力は
一方向クラッチ２７により遮断される。
の動作を説明する。クランクペダル８が回転操作されて
いるときは、クランク軸２１、一方向クラッチ２７、遊
星歯車式増速機２８を介して大傘歯車２３に動力が伝達
されるとともに、合力軸２２、傘歯車機構２５を介して
ドライブシャフト２６に伝達され、傘歯車機構１４を介
して後輪２の車軸１２が回転駆動される。しかし、クラ
ンクペダル８の回転操作が中断されるなどしても、後輪
２の車軸１２からクランク軸２１へ向けての回転動力は
一方向クラッチ２７により遮断される。
【００１４】ところで、クランクペダル８が回転されて
いる状態で、トルク検出手段１５からの検出出力に基づ
いてコントローラ１０が人力駆動力に対する電動モータ
９の電気駆動力の付加が必要と判定すると、その付加割
合も判定し、電動モータ９を必要に応じて駆動させる。
このときは、電動モータ９の回転動力が遊星摩擦式減速
機３０、小傘歯車２４、大傘歯車２３を介して合力軸２
２に伝達されるとともに、この合力軸２２から傘歯車機
構２５を介してドライブシャフト２６に伝達され、傘歯
車機構１４を介して後輪２の車軸１２が回転駆動され
る。したがって、後輪２の車軸１２が、クランクペダル
８の回転動力に、必要に応じた電動モータ９の電気駆動
力が付加されて駆動されることになる。
いる状態で、トルク検出手段１５からの検出出力に基づ
いてコントローラ１０が人力駆動力に対する電動モータ
９の電気駆動力の付加が必要と判定すると、その付加割
合も判定し、電動モータ９を必要に応じて駆動させる。
このときは、電動モータ９の回転動力が遊星摩擦式減速
機３０、小傘歯車２４、大傘歯車２３を介して合力軸２
２に伝達されるとともに、この合力軸２２から傘歯車機
構２５を介してドライブシャフト２６に伝達され、傘歯
車機構１４を介して後輪２の車軸１２が回転駆動され
る。したがって、後輪２の車軸１２が、クランクペダル
８の回転動力に、必要に応じた電動モータ９の電気駆動
力が付加されて駆動されることになる。
【００１５】そして、電動モータ９からの動力を付加し
ているときの遊星摩擦式減速機３０の振動は、図４のグ
ラフに示すように、従来の遊星歯車式減速機に比べて大
幅に減少することが確認されている。このときの遊星摩
擦式減速機３０に対する入力トルクは１．５Ｎ・ｍであ
る。
ているときの遊星摩擦式減速機３０の振動は、図４のグ
ラフに示すように、従来の遊星歯車式減速機に比べて大
幅に減少することが確認されている。このときの遊星摩
擦式減速機３０に対する入力トルクは１．５Ｎ・ｍであ
る。
【００１６】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ない。例えばドライブシャフト２６の代わりに、動力ユ
ニット２０の合力軸２２にスプロケットを固定してチェ
ーンを用いるチェーンドライブ方式としてもよい。
ない。例えばドライブシャフト２６の代わりに、動力ユ
ニット２０の合力軸２２にスプロケットを固定してチェ
ーンを用いるチェーンドライブ方式としてもよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、電動モータの出力側に
設けられる減速機を遊星摩擦式減速機としているから、
人力駆動力に電気駆動力を付加するときの遊星摩擦式減
速機が発生する振動や騒音は遊星歯車式減速機を用いる
場合に比べて大幅に低減されることになり、したがっ
て、振動が少なくて静かな電動モータ付き自転車を提供
できるようになる。そして、遊星摩擦式減速機による振
動抑制効果および静粛性保持効果は、遊星歯車式減速機
の歯車加工精度を高精度とする場合に比べて格段に優れ
ており、しかも、遊星摩擦式減速機は量産できるものゆ
え、高精度な遊星歯車式減速機に比べて安価であると言
える。
設けられる減速機を遊星摩擦式減速機としているから、
人力駆動力に電気駆動力を付加するときの遊星摩擦式減
速機が発生する振動や騒音は遊星歯車式減速機を用いる
場合に比べて大幅に低減されることになり、したがっ
て、振動が少なくて静かな電動モータ付き自転車を提供
できるようになる。そして、遊星摩擦式減速機による振
動抑制効果および静粛性保持効果は、遊星歯車式減速機
の歯車加工精度を高精度とする場合に比べて格段に優れ
ており、しかも、遊星摩擦式減速機は量産できるものゆ
え、高精度な遊星歯車式減速機に比べて安価であると言
える。
【図１】本発明の一実施例の電動モータ付き自転車の側
面図。
面図。
【図２】同自転車の要部の概略構成図。
【図３】同自転車の電動モータ周辺の拡大図。
【図４】同自転車の電気駆動系における振動特性を示す
グラフ。
グラフ。
８ クランクペダル ９ 電動モータ ２０ 動力ユニット ２１ クランク軸 ３０ 遊星摩擦式減速機
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (1)
- 【請求項１】 人力駆動系と電気駆動系とを並列に設
け、人力による駆動力の変化に対応して前記電気駆動系
の出力を制御する電動モータ付き自転車であって、 前記電気駆動系としての電動モータから前記人力駆動系
の駆動軸への動力伝達経路に遊星摩擦式減速機が介装さ
れている、ことを特徴とする電動モータ付き自転車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26140093A JPH07117779A (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 電動モータ付き自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26140093A JPH07117779A (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 電動モータ付き自転車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07117779A true JPH07117779A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17361343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26140093A Pending JPH07117779A (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 電動モータ付き自転車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117779A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08164886A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-25 | Nippondenso Co Ltd | 電動補助動力付き自転車 |
| US6186264B1 (en) | 1997-05-29 | 2001-02-13 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Motor car |
| KR100351434B1 (ko) * | 1999-07-30 | 2002-09-10 | 박영일 | 자전거의 무단 변속장치 |
| US6554730B1 (en) | 1997-01-29 | 2003-04-29 | Nsk Ltd. | Auxiliary device for bicycle with traction roller type gear |
| KR100769877B1 (ko) * | 2006-07-12 | 2007-10-26 | 고희수 | 일체형 동력전달축을 구비한 전동기 |
-
1993
- 1993-10-19 JP JP26140093A patent/JPH07117779A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08164886A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-25 | Nippondenso Co Ltd | 電動補助動力付き自転車 |
| US6554730B1 (en) | 1997-01-29 | 2003-04-29 | Nsk Ltd. | Auxiliary device for bicycle with traction roller type gear |
| US6186264B1 (en) | 1997-05-29 | 2001-02-13 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Motor car |
| KR100351434B1 (ko) * | 1999-07-30 | 2002-09-10 | 박영일 | 자전거의 무단 변속장치 |
| KR100769877B1 (ko) * | 2006-07-12 | 2007-10-26 | 고희수 | 일체형 동력전달축을 구비한 전동기 |
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