JPH09315376A

JPH09315376A - 電動車の減速機構

Info

Publication number: JPH09315376A
Application number: JP8139191A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Fujiwara; 正勝藤原; Yasuo Hirose; 康夫広瀬; Seiji Yamaguchi; 征史山口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクトな構成で、組立性が良く、騒音や振
動がない、静かな電動車の減速機構を得る。【解決手段】電動機24の出力軸28の中間に出力軸28と同
軸に遊星ローラ減速機構30を備え、遊星ローラ減速機構
30の出力と連結されるプーリー40を電動機24の出力軸28
と同軸に設けた電動車の減速機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機を駆動源と
して走行する電動車の減速機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電動車の減速機構は特開
平７−９５７４４号（B62M 23/02）公報に示す如く、電
動機の出力軸に遊星ローラ減速機構を設け、電動機の出
力を減速する方法があった。

【０００３】しかしながら、上記構成の減速機であれ
ば、電動機のケーシングに遊星ローラ減速機構を嵌合さ
せても電動機の出力軸と遊星ローラ減速機構の入力軸と
が合わない場合があったり、擦れが生じたりして振動や
騒音が発生する可能性があった。また、駆動部の全体構
成が大型になるという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みなされたもので、コンパクトな構成で、組立性が良
く、騒音や振動がない、静かな電動車の減速機構を提供
することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によると、電動機
の出力軸の中間に出力軸と同軸に遊星ローラ減速機構を
備え、該遊星ローラ減速機構の出力と連結されるプーリ
ーを前記電動機の出力軸と同軸に設けたことを特徴とす
る。

【０００６】また、前記遊星ローラ減速機構と前記プー
リーとの間に電動機の出力軸と同軸に一方向クラッチを
設けたことを特徴とする。

【０００７】そして、前記遊星ローラ減速機構の外輪に
前記遊星ローラ減速機構を保持する保持部を設け、該保
持部は前記出力軸に嵌合することを特徴とする。

【０００８】更に、前記保持部の出力軸との嵌合部には
軸受を設けたことを特徴とする。

【０００９】また、前記遊星ローラ減速機構の出力部
と、車軸とをずらした位置に配置することを特徴とす
る。

【００１０】電動機からの駆動力は出力軸から出力さ
れ、それが遊星ローラ減速機構で減速され、一方向クラ
ッチを介してプーリーに伝達される。遊星ローラ減速機
構、一方向クラッチ、プーリーは、電動機の出力軸と同
軸で出力軸に嵌合しており、順に挿入していくことで組
み立てられる。更に、遊星ローラ減速機構は、電動機の
出力軸と同軸に軸受を介して嵌合する保持部に保持され
ている。そして、遊星ローラ減速機構の出力部と、車軸
をずらした位置に配置し、空間を形成することでその空
間に電子部品など他の部品を内蔵することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１乃至
図６に基づいて以下に詳述する。

【００１２】まず、電動自転車の全体構成について、図
６に基づき説明をする。

【００１３】１は、前部に設けられたヘッドパイプ２、
サドル３から下方に設けられたシートチューブ４と連結
するメインフレームであり、該メインフレーム１は前記
シートチューブ４とが連結する部分に人力によって回転
することができるペダル５が取り付けられている。

【００１４】６は、ハンドル７の動きに連動し、ハンド
ル７操作によって走行方向を定める前輪で、該前輪６は
スポーク８、リム９、タイヤ10から構成されている。

【００１５】11は、駆動輪となる後輪であり、該後輪11
も、タイヤ12、リム13、スポーク14、それと後輪11を駆
動するための駆動部15とから構成されている。

【００１６】16は、前記ペダル５の回転とともに回転す
る前スプロケットで、該前スプロケット16にはチェーン
17がかかっており前スプロケット16の回転を前記駆動部
15の車軸に設けた後スプロケット50に動力を伝達するよ
うになっている。

【００１７】18は、後述する電動機24の電源となるバッ
テリで、２４ボルトのニッカド電池が収められている。
また、バッテリ18は取り外し可能で充電の際は屋内で充
電をすることができる。

【００１８】19は、前カゴ、20は、停車時に自転車を支
えるスタンドである。

【００１９】前述した駆動部15について、図１及び図２
に具体的構成を示す。

【００２０】21は、メインフレーム１に固定して取り付
けられた円盤状の固定側ケーシングで、22は、前記固定
側ケーシング21と同軸で固定側ケーシング21外側を回転
する回転側ケーシングである。これらの固定側ケーシン
グ21と回転側ケーシング22とを合わせてハブを構成して
いる。前記固定側ケーシング21は、２ミリの厚さを持っ
た軽合金によって形成されている。

【００２１】23は、前記回転側ケーシング22の外周に設
けられたＵ字状の環状リブで、該環状リブ23は前記回転
側ケーシング22に複数個所で固定されており、環状リブ
23からはタイヤ12が取り付けられているリム13に向かっ
てスポーク14が張設されている。また、環状リブ23は、
鋼板によって形成されており、２．３ミリの厚さを持っ
て構成されている。該環状リブ23は、前記回転側ケーシ
ング22と別の構成部品にし、スポーク14からの力がかか
り強度が必要な環状リブ23には強い材料で厚くしてあ
り、比較的力のかからない回転側ケーシング22には、環
状リブ23よりも弱い材料で、薄く構成し、材質、材厚を
互いに変えている。このように構成することで、駆動部
15全体を軽量にすることができ、また、材料を変えるこ
とでコストダウンすることができる。

【００２２】24は、駆動源となる電動機で、25がロー
タ、26がステータである。該電動機24は、前記固定側ケ
ーシング21に装着してあり、該電動機24の回転側ケーシ
ング22から突出した部分には電動機カバー27によって施
蓋し、電動機24の出力軸28をベアリング29によって支持
している。

【００２３】30は、前記固定側ケーシング21にネジ止め
され、保持部31に嵌合された遊星ローラ減速機構で、該
遊星ローラ減速機構30は出力軸28と同一軸を中心として
配置されている。

【００２４】前記遊星ローラ減速機構30の構成につい
て、図３に基づき説明をする。

【００２５】32は、前記保持部31にネジ止め固定された
固定輪で、該固定輪32の内円には遊星ローラ33が４個設
けられてあり、該遊星ローラ33の外周が、外側では前記
固定輪32の内周に接し、内側では電動機24の出力軸28に
接するように配置している。また、遊星ローラ33の中心
には出力ピン34が設けてあり、出力ピン34と遊星ローラ
33との間にはニードルベアリング35が設けてある。

【００２６】該遊星ローラ減速機構30は、電動機24の出
力軸28が矢印方向に回転すると、接している遊星ローラ
33は出力ピン34を中心に自転を始めると共に固定輪32に
接しているため、出力軸28を中心に矢印方向に公転を始
める。この出力ピン34からの回転する出力を取り出すこ
とで電動機24の出力を減速して取り出すことができる。
この遊星ローラ減速機構30は以上の図３に示す構成にな
っている。

【００２７】36は、底面を前記出力ピン34に軸支し、出
力軸28を貫通する円筒状の支持具で、該支持具36は出力
軸28との間に軸受37を介して設けられ、更に先端側には
ベアリング38を介して設けられている。

【００２８】39は、前記支持具36外周に装着された一方
向クラッチで、該一方向クラッチ39は前記ペダル５から
の力を電動機24に伝わらないようにし、電動機24の駆動
力を回転側ケーシング22に伝える働きをする。

【００２９】40は、前記出力軸28に２つのベアリングを
介し、更に前記一方向クラッチ39を介して出力軸28と同
軸に装着された第１プーリーで、該第１プーリー40には
ゴム製のベルト41が掛けられている。

【００３０】42は、前記ベルト41の他端が掛けられてい
る第２プーリーで、該第２プーリー42は回転側ケーシン
グ22にボルト43によって固定されている。また、第２プ
ーリー42は中が空洞になっており、この中に後述するト
ルク検出部56が設けられている。

【００３１】44は、前記ベルト41の張りを調節するため
のテンションプーリーで、該テンションプーリー44は支
持体45の一端にローラ46が取り付けてあり、他端には固
定側ケーシング21に取り付けるためのネジ47が設けてあ
り、ネジ47を取りつけてある部分を中心に支持体45が揺
動可能であり、もう一方のネジ48を締め付けることでテ
ンションプーリー44を固定し、前記ベルト41を押さえ、
ベルト41の張りを調整することができる。

【００３２】49は、固定側ケーシング22に内蔵された制
御基板であリ、該制御基板49は、プーリーのない部分に
内蔵される。そして、制御基板49は後述するトルク検出
部56からの出力結果に応じた電動機24の回転を制御する
マイコン以外に、電動機24をＰＷＭ制御する駆動回路や
マイコンに起動電圧を入力するための定電圧回路、トル
ク検出回路などが装備されている。

【００３３】50は、前記チェーン17が掛けられている後
スプロケットであり、該後スプロケット50は車軸51に対
してベアリング52を介して設けられ、一方向クラッチ53
を介して後述する回動板57に取り付けられている。

【００３４】54は、車軸51にベアリング55を介して設け
られている回動筒で、該回動筒54は回転側ケーシング22
の回転とともに回転する。

【００３５】56は、第２プーリー42と車軸51近傍に取り
付けられたトルク検出部であり、該トルク検出部56はチ
ェーン17を介して動力伝達される人力駆動力、即ち人力
トルクを検出するために設けられている。

【００３６】まず、前記トルク検出部56について、図５
に基づき説明をする。図５はトルク検出部56の略図であ
り、それぞれについて説明をする。

【００３７】回動板57は、車軸51と同心円状で、相対す
る２ケ所には、軸方向に押圧棒58と、変換棒59とが一体
成形されている。前記押圧棒58は、釣鐘型の面をもって
柱状に形成されており、釣鐘型の曲面部分で弾性体、即
ちバネ60を押さえるようになっている。そして、回動板
57は、バネ60を伸縮させ、バネ60の他端が第２プーリー
42の内壁を押さえながら第２プーリー42が回転する。ま
た、前記変換棒59は、車軸28方向に伸びる長方体で、先
端部分が回転方向に向かって短くなるように斜めに形成
してある。

【００３８】前記押圧棒58によって押さえられるバネ60
は、他端を回転側ケーシング22の一部に接触させてお
り、人力駆動力の伝達の順序として回動板57から押圧棒
58、バネ60を伸縮させて回転側ケーシング22を回転させ
る。この時、伸縮されたバネ60の伸縮大きさに応じて回
転側ケーシング22と少しの歪みを生じながら回動板57は
回転する。そしてこの回動板57は、人力による歪みに応
じて回動することになる。この時、同時に回動板57の少
しの回動によって変換棒59も回動し、変換棒59先端に形
成した傾斜部分61によって傾斜部分61と接する山形部62
が押されて車軸28方向に移動する。この山形部62には磁
性部材、即ちフェライトのリング63が取り付けられてお
り、山形部62の移動によってリング63も移動するように
なっている。このリング63の先端にはリング63を回動板
57側に付勢するためのＣリング64とバネ65が設けられて
いる。よって回転側ケーシング22と回動板35が歪んだ分
だけリング63が車軸28方向に移動するようになってい
る。

【００３９】66は、前記固定側ケーシング21で前記リン
グ63近傍に設けられた磁気検出部材、即ちコイルで、該
コイル66は前記リング63の接近によるインダクタンスの
変化を電気的な信号に変換することができ、この出力を
利用して人力のトルクを検出することができる。

【００４０】以上、図５に示す部材をまとめてトルク検
出部56という。また、ここで変換棒59、山形部62、リン
グ63、コイル66を検出部といい、これらによって弾性体
の伸縮度合いを検出することができる。また、変換棒5
9、山形部62とを合わせて変換部材67と言い、回転方向
の弾性体60の伸縮を車軸28方向の移動に変換する。

【００４１】上記構成において、リング63にフェライト
を用いたが、アルミなどの導電性材料でリングを構成し
てもよい。また、弾性体をバネ60としたが、ゴムなどを
弾性体とし、検出部としてこのゴムの伸縮を検出できる
ようなスケールを用いて構成しても良い。更に、弾性体
を感圧ゴムとして、伸縮する圧力を電気的信号として取
り出しても構わない。

【００４２】次に、以上の構成で、動力系統図につい
て、図４に基づき説明をする。

【００４３】まず、人力駆動系について説明すると、ペ
ダル５によって与えられた人力は、チェーン17によって
後スプロケット50に伝達され、回動板57、バネ60を介し
て後輪11を回転させる。次に電動駆動系について説明す
ると、バネ60の伸縮の大きさ、即ち回動板57の回転移動
距離を変換部材67によって車軸28方向の移動に変換し、
その移動とともにリング63が移動するようにする。この
リング63の移動をコイル66のインダクタンスの変化に変
換し、電気信号として制御基板49に入力する。制御基板
49は、固定側ケーシング21内に内蔵されている。そし
て、制御基板49によりコイル66からの信号を入力し、こ
れに基づいた電動機24の回転となるように駆動信号を出
力する。そして、電動機24の出力は遊星ローラ減速機構
30によって減速され、第１プーリー40を介して後輪11が
回転する。

【００４４】以上のように、遊星ローラ減速機構30出力
に連結される第１プーリー40を前記電動機24の出力軸28
と同軸に設けた構成にしたので、入出力の軸のずれによ
って振動、騒音が生じることがなく、出力軸によって強
度を増すことができる。

【００４５】また、遊星ローラ減速機構30と第１プーリ
ー40との間に電動機24の出力軸28と同軸に一方向クラッ
チ39を設けた構成にしたので、構成が小型になる。

【００４６】更に、遊星ローラ減速機構30の外輪に遊星
ローラ減速機構30を保持する保持部31を設け、保持部31
は出力軸29に嵌合する構成にしたので、出力軸29のずれ
をなくすことができる。

【００４７】保持部31の出力軸28との嵌合部には軸受37
を設けた構成にしたので、保持部31によって振動や騒音
が生じることがない。

【００４８】遊星ローラ減速機構30の出力軸28と、車軸
51とを並列に配置したので、ハブ内に容易に電動機24を
取り付けることができ、空きスペースに制御基板49、コ
ネクター等の収納が可能となる。

【００４９】

【発明の効果】本発明の請求項１の構成によると、電動
機の出力軸の中間に出力軸と同軸に遊星ローラ減速機構
を備え、該遊星ローラ減速機構の出力と連結されるプー
リーを前記電動機の出力軸と同軸に設けた構成にしたの
で、入力、出力の軸のずれによって振動、騒音が生じる
ことがなく、出力軸によって強度を増すことができる等
の効果を奏する。

【００５０】また、請求項２によると、前記遊星ローラ
減速機構と前記プーリーとの間に電動機の出力軸と同軸
に一方向クラッチを設けた構成にしたので、構成が小型
になる等の効果を奏する。

【００５１】更に、請求項３によると、遊星ローラ減速
機構の外輪に前記遊星ローラ減速機構を保持する保持部
を設け、該保持部は前記出力軸に嵌合する構成にしたの
で、出力軸のずれをなくすことができる等の効果を奏す
る。

【００５２】請求項４によると、前記保持部の出力軸と
の嵌合部には軸受を設けた構成にしたので、保持部によ
って振動や騒音が生じることがない等の効果を奏する。

【００５３】請求項５によると、前記遊星ローラ減速機
構の出力部と、車軸とをずらした位置に配置する構成に
したので、ハブ内に容易に電動機を取り付けることがで
き、空きスペースに制御基板、コネクター等の収納が可
能となる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である駆動部の側面断面図であ
る。

【図２】同駆動部の平面構成図である。

【図３】同遊星ローラ減速機構の平面構成図である。

【図４】同動力系統図である。

【図５】同トルク検出部の動作の略図である。

【図６】同全体構成図である。

【符号の説明】

24 電動機 28 出力軸 30 遊星ローラ減速機構 40 プーリー（第１プーリー） 39 一方向クラッチ 31 保持部 37 軸受 51 車軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機の出力軸の中間に出力軸と同軸に
遊星ローラ減速機構を備え、該遊星ローラ減速機構の出
力と連結されるプーリーを前記電動機の出力軸と同軸に
設けたことを特徴とする電動車の減速機構。
【請求項２】前記遊星ローラ減速機構と前記プーリー
との間に電動機の出力軸と同軸に一方向クラッチを設け
たことを特徴とする請求項１記載の電動車の減速機構。
【請求項３】前記遊星ローラ減速機構の外輪に前記遊
星ローラ減速機構を保持する保持部を設け、該保持部は
前記出力軸に嵌合することを特徴とする請求項１記載の
電動車の減速機構。
【請求項４】前記保持部の出力軸との嵌合部には軸受
を設けたことを特徴とする請求項３記載の電動車の減速
機構。
【請求項５】前記遊星ローラ減速機構の出力部と、車
軸とをずらした位置に配置することを特徴とする請求項
１記載の電動車の減速機構。