JPH0958566A - 補助動力付き自転車及びその補助動力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現在使用中の自転車に取付できる補助動力付
き自転車及びその補助動力装置の提供を目的とする。 【構成】 回転速度を可変することができるモータの軸
に、減速機構を介してクラッチ付きの伝達ギアを設け
た。操作レバーの押圧によってクラッチ操作とバッテリ
ーの電源をオン・オフする操作とを同時に行う操作機構
を設けることにより、モータの回転を減速すると共に、
この減速した回転力を伝達ギアを介して自転車のチェー
ンに供給することで、補助動力付き自転車とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源としてバッテリー
を用いた動力装置を、自転車の補助動力とすることで、
ペダルを軽く漕げるように改善した補助動力付き自転車
及びその補助動力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車は手軽な乗物として、世代をとわ
ずに広く利用されている。この自転車は、一般にペダル
を踏むことにより、後輪を回転させて進行させるもので
あり、人力を駆動源としているが、年配の方や坂道を考
慮して、最近では補助動力を設けた自転車も見受けられ
る。この従来の補助動力付き自転車は、動力装置の電源
としてバッテリーを使用しており、ペダルを踏む力とそ
の回転数をセンサーで検知すると共に、これらをマイコ
ンが処理して走行状態に応じた動力を、ペダルクランク
軸に伝えている。通常の速度では、走行に必要な半分の
力をバッテリーが補助し、速度が速くなるにつれて、補
助力を減らすように設定した補助動力付き自転車として
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ペダルを踏む力とその
回転数をセンサーで検知すると共に、マイコンで処理し
て動力を伝える従来例の補助動力付き自転車は、価格が
高価であるという大きな欠点がある。安価な乗物であっ
た自転車に、補助動力を付けるとあまりにも高価にな
り、誰にでも買える値段ではなかった。また、使用中の
自転車を流用して、補助動力付き自転車に改造できる方
式ではなく、新たに補助動力付き自転車を購入しなけれ
ばならないという不具合もあった。本発明は、このよう
な不具合を解消するためになされたものであり、現在使
用中の自転車に取付できる補助動力付き自転車及びその
補助動力装置の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記不具合を解決するた
めに、本発明は次のような構成としている。請求項１に
記載した補助動力付き自転車は、回転速度を可変できる
モータの軸に、減速機構を介してモータの回転力を、伝
達したり切断したりさせるクラッチ付の伝達ギアを設け
た。このクラッチの操作は、バッテリーからの電源をオ
ン・オフする操作レバーを兼用して行うと共に、これら
の装置を補助動力源として、伝達ギアを介して自転車の
チェーンに、その回転力を供給することで、補助動力付
き自転車とした。請求項２に記載した補助動力装置は、
回転速度を可変することができるモータ軸に、減速機構
を介して伝達ギアを配設した。減速機と伝達ギアとの間
には、モータの回転力を伝達したり切断したりするクラ
ッチを設けると共に、これらを自転車の取付手段を有す
る取付板に取付した。クラッチの操作とモータ用バッテ
リーの電源をオン・オフする操作とを、同時に行う操作
機構を前記取付板に設けると共に、これらの電源として
バッテリーを用いてモータを駆動することにより、自転
車用の補助動力装置とした。

【０００５】

【作用】補助動力装置は、取付板に設けた取付手段を利
用して、現在使用中の自転車に取付して用いることがで
きる。この補助動力装置に用いるモータは、自転車のワ
イパー駆動用として用いられていたリサイクル品を使用
することも可能である。このモータは１２ボルトのバッ
テリーを電源として回転するから、独立した動力として
自転車を走行させるには、力が不足している。よって、
通常の自転車と同様に、ペダルを踏みながらモータを駆
動させることにより、従来よりも少い力でペダルを踏む
ことができる。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例について、図面を参照して説
明する。図１は本発明の補助動力付き自転車を示す説明
図、図２は図１の自転車から補助動力関係の部分を取外
して示す一部分解斜視図である。図１で示すように本発
明の補助動力付き自転車１０は、自転車１２の後輪１３
側に配設した補助動力装置２０と、この装置を駆動する
ための電源として、荷台１４に設けたバッテリー５８
と、補助動力装置２０を操作するために、ハンドル１６
に設けた操作レバー６０と、同じくモータの回転速度を
可変する切替スイッチ６５とからなる。これらの各部品
や装置は、自転車に着脱することができるもので、図２
はこれらを取外した状態を示すものであり、これらにつ
いて更に説明する。図２で示すように補助動力装置２０
は、モータ２２や減速機２３等からなり、自転車１２に
対する取付手段を設けた取付板３０に取付けられ、雨や
土などから保護する目的でカバー３９に覆われている。
この補助動力装置２０は、ワイヤーを介してハンドルに
設けた操作レバー６０を、図中の矢印で示す方向に押下
げると、ワイヤーが引張られてバッテリーの電源をオン
すると同時に、クラッチが嵌合してモータの回転を伝達
する。この操作レバー６０は市販品のものを使用してい
る。切換スイッチ６５は、モータ２２の回転速度を切換
するものであり、操作レバーと同様に市販品を用いてハ
ンドル１６に取付している。バッテリー５８は、取付装
置を介して荷台１４の一部に取付けされており、モータ
２２に合せて１２ボルト用のものを使用している。

【０００７】本発明の特徴となる補助動力装置２０につ
いて、図面を参照して更に詳細に説明する。図３は図２
で示した補助動力装置を分解して示す斜視図、図４は図
３で示す取付板の裏面側を分解して示す斜視図である。
図３で示すように補助動力装置２０は、駆動源としての
減速機付モータ２１と、このモータを可動させる操作機
構４０と、これらを取付すると共に、自転車への取付手
段を有する取付板３０とからなる。これらの減速機付モ
ータ２１と操作機構４０及び取付板３０とについて、更
に詳細に説明する。

【０００８】減速機付モータ２１は、自動車のワイパー
を可動するモータ２２と、このモータの軸芯に設けた減
速機２３とからなり、両者とも廃車などから流用したリ
サイクル品を使用することも可能である。このワイパー
を可動するモータ２２は、力があって１２ボルトの直流
電圧で可動するために、流用するには好適である。減速
機２３の軸芯２５には、クラッチを一体化して自転車の
チェーンに組合せできる伝達ギア２６を配設している。
この伝達ギア２６の回転は、減速機２３に設けた端子２
４を、前述した切替スイッチ６５によって切替すること
により、２段階の速さに使い分けすることができるもの
である。

【０００９】取付板３０は金属製の板体よりなり、自転
車への取付手段３１として、後輪の軸に取付する孔３２
と、後輪とペダルの軸芯間を結ぶチェーンステーに、図
示しない取付金具を介して取付する長孔３３とを設けて
いる。また、伝達ギア２６が挿入される開口３４を設け
ることで、伝達ギア２６は図３で示す取付板３０の裏面
側に突出させて配設する。この伝達ギア２６を支持する
軸芯は、図４で示す支持具３５に支持されると共に、伝
達ギアの歯車は自転車に設けたチェーンの一部に組合さ
れ、チェーンを駆動させる。この伝達ギア２６は、前述
した操作レバー６０に可動されるクラッチを介して取付
することにより、チェーンに対する駆動を切断すること
ができる。

【００１０】本発明の操作機構について図面を参照して
説明する。図５は図３の裏面側で操作機構の取付位置を
示す斜視図、図６は図５の伝達ギアを除いてその要部を
示す斜視図である。図５で示すように、本発明の操作機
構４０は、クラッチの一部を流用して形成したものであ
り、図３で示した取付板３０の裏面側に取付している。
すなわち、伝達ギア２６と取付板３０との間に配設した
ものである。操作レバー６０に接続したワイヤー６１の
可動により、クラッチを形成する操作リングが回転さ
れ、この回転によってクラッチの入切とバッテリー電源
のオン・オフとが操作されるものである。このような操
作機構４０について、更に詳細に説明する。操作機構４
０は、図６で示すように図示しない操作レバーを操作す
ると、ワイヤー６１が図中の矢印Ａで示す方向に移動す
ると共に、このワイヤー６１を固定した操作リング４４
も、矢印Ｂで示す方向に回転する。操作リング４４に
は、その外周にねじ状突起４６が設けられ、この先端部
がガイドリング４２に設けたスライド溝４１を移動し
て、操作リング４４を図中の矢印Ｃで示す方向に押出す
ことになる。このＣ方向の移動が、伝達ギア２６を移動
させてクラッチがつながることになる。

【００１１】このクラッチの機構と操作機構とについ
て、図７を参照して更に詳細に説明する。図７は図６の
関連を示す分解斜視図である。図７で示すように操作機
構４０は、取付板３０の開口３４から突出した減速機の
軸２５の周囲に配設されて、取付板３０に固着した筒状
でスライド溝４１付のガイドリング４２と、このガイド
リングの外周を覆うように配設し、その周囲にねじ状突
起４６を設けた操作リング４４と、この操作リングに取
付したねじ状突起４６の先端を挿入する案内溝５７を有
する伝達ギア２６とからなる。尚、伝達ギアに一体化し
た案内溝５７は、クラッチの一方を構成する傾斜突起５
６とも一体化されており、他方のクラッチ側と互いに接
合したり離間したりするクラッチ５５を形成している。
このクラッチの作動を行うのがガイドリング４２と操作
リング４４とである。

【００１２】ガイドリング４２は図７で示すように円形
の筒形であり、その壁面には斜め方向のスリットよりな
り、ねじ状突起４６が走行するスライド溝４１を対向配
置すると共に、取付板３０に固着している。操作リング
４４は、ガイドリング４２の外周壁面を摺動する筒形で
あり、ガイドリングのスライド溝４１に挿入される一対
のねじ状突起４６をねじ溝付孔４５に配設し、ねじを回
転させることにより突起の突出高さを変えることができ
る。このねじ状突起４６の先端部は、スライド溝４１を
介して伝達ギア２６と一体化した案内溝５７に挿入され
ており、ガイドリング４２と操作リング４４及び伝達ギ
ア２６とは組合されて、可動可能な状態で一体化されて
いる。よって、図示しない操作レバー６０を操作する
と、ワイヤー６１が操作リング４４を回転させると共
に、ねじ状突起４６がスライド溝４１を移動して、操作
リング４４を図６で示した矢印Ｃ方向に移動させてクラ
ッチをつなぐことになる。

【００１３】一対のねじ状突起４６間には、図６で示し
たワイヤー６１の端部を固着するワイヤー固定手段４８
としてのねじが取付られており、ワイヤーの移動によっ
て操作リング４４が回転するように設定している。この
ワイヤー固定手段４８と対向した位置には、操作リング
４４の外周壁面から突出した棒状のアーム５０が設けら
れ、このアームの先端部にスイッチ押圧用の突起５２を
設けている。この操作リング４４の回転によって、この
アーム５０と突起５２も一体となって回転し、図６で示
すスイッチ５４をオンする。また、このアームの先端部
には、コイルスプリング５３が配設され、その他端部を
取付板３０に固着している。このコイルスプリングは、
操作レバー６０の操作を中止した際に、ワイヤー６１を
逆方向の元の位置に戻す役目をするものである。

【００１４】このように形成した操作機構によれば、図
２で示した操作レバー６０を操作すると、操作リング４
４が回転されると共に、操作リングに設けたねじ状突起
４６が、ガイドリング４２に設けたスライド溝４１にそ
って移動することで、クラッチ５５を接続する。また、
操作リング４４には、バッテリーのスイッチをオンする
アーム５０が一体に設けられており、操作リング４４の
回転によって、バッテリーのオンとクラッチの接続との
両方が同時に行えるものである。

【００１５】自転車に対するバッテリーの取付例につい
て、図面を参照して説明する。図８はバッテリーの取付
を示す分解斜視図である。図８で示すようにバッテリー
５８は、箱形のバッテリー支持具５９に収容されてい
る。このバッテリー支持具５９には、対向する側壁面を
それぞれ延長して、一対の突出辺を設けている。これら
の突出片には中央部に孔が設けられ、この孔に棒体を挿
入して支持できるように設定している。このバッテリー
を取付するバッテリー取付具７０は、図１で示した自転
車の荷台１４に取付られるもので、帯状片よりなり取付
用の孔を設けた取付具本体７２と、この取付具本体の平
面部と直交する方向に、突出して配置した鉤形の棒体よ
りなる一対の挿入体７４とからなる。これらの挿入体７
４は、その先端部を前述したバッテリー支持具の孔に挿
入するもので、一方の挿入体７４は、その先端部が折曲
して垂れ下るように、ヒンジ状の折曲部７５を設けてい
る。。バッテリー５８を挿入してから、この折曲部を垂
れ下げることにより、バッテリーの抜出しを防止する。
また、このバッテリーには図示しない施錠により、防犯
対策も施している。このような取付具本体７２は、自転
車の荷台に固定金具７８を利用して固着している。

【００１６】このように構成した補助動力付き自転車１
０によれば、走行中又は走行と同時に操作レバー６０を
操作すると、操作機構４０が作動してモータの回転力が
自転車のチェーンに伝達される。この伝達力は、常に自
転車を自走させる力が無いので、人力と合せて自転車の
走行力としている。すなわち、バッテリーによるモータ
の回転力と、乗車者のペダルを踏む力とが合算されて走
行するものであるから、補助動力の無い自転車に比べ
て、ペダルを踏む力が小さくても走行することができ
る。操作レバー６０の作動中は、伝達ギア２６が回転し
て、自転車のチェーンを駆動させるから、ペダルは常に
自転車を走行させる方向に回転している。よって、乗車
者もこの間は、常にペダルを踏むことになり、ペダルの
回転中止や逆回転はできない。このペダルの回転中止や
逆回転をさせるためには、操作レバー６０の使用を中止
して元の状態にすると、電源がオフになると同時にクラ
ッチも切断されるので、通常の自転車として使用するこ
とができる。尚、モータの回転は、自転車のハンドルに
設けた切替スイッチ６５により、２段階の速さに切替え
て走行することができるものである。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
転車にモータを利用した補助動力装置を設けることによ
り、以下の効果を得ることができた。すなわち、本発明
の補助動力付き自転車によれば、特に坂道などで威力を
発揮して、楽に登坂することができるようになった。ま
た、一般の道路でも補助動力が働くから、脚力の衰えた
人には欠かせない乗物である。操作レバーを使用しなけ
れば、通常の自転車として作用するから、必要に応じて
使い分けすることも可能である。モータや減速機は、自
転車のワイパー駆動用をそのままリサイクルすることも
できるから安価に製造できると共に、現在使用中の自転
車に取付けて使用することができるなどの効果を得るこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の補助動力付き自転車を示す説明図であ
る。

【図２】図１の自転車から補助動力関係の部分を取外し
て示す一部分解斜視図である。

【図３】図２の補助動力装置を分解して示す斜視図であ
る。

【図４】図３の取付板の裏面側を分解して示す斜視図で
ある。

【図５】図３の裏面側で操作機構の取付位置を示す斜視
図である。

【図６】図５の伝達ギアを除いてその要部を示す斜視図
である。

【図７】図６の関連を示す分解斜視図である。

【図８】バッテリーの取付を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 補助動力付き自転車 ２０ 補助動力装置 ２２ モータ ２３ 減速機 ２５ 軸芯 ２６ 伝達ギア ３０ 取付板 ３１ 取付手段 ３４ 開口 ３９ カバー ４０ 操作機構 ４１ スライド溝 ４２ ガイドリング ４４ 操作リング ５０ アーム ５５ クラッチ ５６ 傾斜突起 ５７ 案内溝 ５８ バッテリー ６０ 操作レバー ６１ ワイヤー ７０ バッテリー取付具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のペダルを設けたギアに巻廻しされ
   たチェーンを介して後輪を駆動すると共に、前輪の軸か
   ら延出したハンドルを操作して走行する自転車と、 この自転車の前記後輪側に配設され、その軸先端部に減
   速機構を有すると共に、その回転速度を可変することが
   できるモータと、 このモータを駆動する電源用のバッテリーと、 前記モータに設けた減速機の軸に配設されると共に、前
   記自転車のチェーンに組合された伝達ギアに、前記モー
   タの回転力を伝達したり切断したりさせるクラッチと、 このクラッチの伝達状態と前記バッテリーの電源の入切
   とを行う操作機構を、ワイヤーを介して可動させる操作
   レバーとからなることを特徴とする補助動力付き自転
   車。
2. 【請求項２】 軸先端部に減速機構を有すると共に、そ
   の回転速度を変えられるように設定したモータと、 このモータを保持して自転車への取付手段を設けた取付
   板と、 この取付板に支持されて、前記モータの回転力を自転車
   のチェーンに伝える伝達ギアと、 この伝達ギアに、前記モータの回転力を伝達したり、切
   断したりするクラッチと、 このクラッチの可動操作と前記モータを駆動させるバッ
   テリーの電源のオン・オフとを同時に行う操作機構とか
   らなることを特徴とする自転車用の補助動力装置。