JPH10152091A - 電動補助乗り物の減速機構 - Google Patents

電動補助乗り物の減速機構

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JPH10152091A
JPH10152091A JP8314572A JP31457296A JPH10152091A JP H10152091 A JPH10152091 A JP H10152091A JP 8314572 A JP8314572 A JP 8314572A JP 31457296 A JP31457296 A JP 31457296A JP H10152091 A JPH10152091 A JP H10152091A
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JP
Japan
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gear
electric
reduction mechanism
speed reduction
glass fiber
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Pending
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JP8314572A
Other languages
English (en)
Inventor
Masami Wada
正美 和田
Takemi Ueda
雄美 上田
Yasushi Kamata
康司 鎌田
Toshiharu Miyawaki
俊治 宮脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45Control or actuating devices therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動補助乗り物において、電動駆動装置の減
速機を構成する歯車の軽量でかつ低騒音を実現すること
を目的とする。 【解決手段】 電動駆動装置の減速機を構成する歯車の
うち、少なくとも第1の歯車に接する第2の歯車と、第
2の歯車と共通の軸に設けられた第3の歯車が接してい
る第4の歯車を合成樹脂複合材料で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人力負荷に応じて
電動駆動装置を作動させることが可能な、電動補助乗り
物の減速機構に関し、さらに詳しくは電動補助乗り物の
速度を検出し、規定の範囲で人力負荷を補助する電動機
駆動装置を有する電動補助乗り物の減速機構に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】電動補助乗り物、例えば電気自転車の場
合には人力による駆動力と電動機による駆動力を並列に
設け、ペダル負荷に応じて規定範囲内で電動機により駆
動力を補助する機能を有する電気自転車は種々提案され
ているが、電動駆動装置により補助する範囲は、車速が
0から15km/hまでは50%、15km/hから24km
/h間では車速に応じて漸次減少せしめ、24km/hに
おいて0%となるよう制御せねばならない。そのため、
電動駆動装置は電動機,減速機構,ペダル負荷検出器,
車速検出器および制御回路により構成されて、ペダル負
荷検出器および車速検出器から得られる情報により、制
御回路に内蔵されているマイクロコンピュータが電動機
の運転条件を決定し、前記規制内で駆動力を補助する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電動補助乗り物に使用
される電動駆動装置は人力を補助するという使用目的の
ため可能な限り小型軽量であることが要求される。その
ため、使用する電動機と減速機構の構成が種々開発され
開示されている。たとえば特開平6−305478で
は、円筒形直流電動機と3段の歯車減速機構が開示され
ている。しかしながらこの方法では、高速回転する電動
機軸歯車と1段目の歯車における騒音の発生が避けられ
ない。減速機構に使用されている歯車は、その信頼性か
ら金属製、たとえばSCM415などが使用されてい
る。歯車の騒音を低減する方法として、歯車の形状,刃
先のバリ除去,グリースの選定などの手が打たれるが、
経済性を考慮すると限界がある。一方、特開平7−96
744では、電動機から第1段の減速にローラ遊星減速
機の採用が開示されている。この方法によれば、大幅な
騒音低減が可能となるが、減速機構が重くなる、コスト
が上昇するといった新たな課題が発生するので得策でな
い。小型,軽量でかつ高信頼性で低騒音の減速機構は、
快適な電動補助乗り物提供には不可欠である。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、高速回転する歯車を合成樹脂複合材料とす
ることにより、低コスト,軽量で、かつ低騒音の減速機
構を実現するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の発明は、
人力によって駆動される人力駆動装置と、それを補助す
る電動駆動装置を有する電動補助乗り物において、少な
くとも電動駆動装置の電動機出力軸に設けられた第1の
歯車に接する第2の歯車と、第2の歯車と共通の軸に設
けられた第3の歯車が接している第4の歯車を合成樹脂
複合材料としたものであり、軽量で低騒音を実現する作
用を有する。
【0006】請求項2に記載の発明は、歯車に使用する
樹脂複合材料が、ガラス繊維との複合化されたもので、
歯車の機械的強度を向上させる作用を有する。
【0007】請求項3に記載の発明は、複合化するガラ
ス繊維の長さが通常のものよりも長いもので、歯車の各
種機械的強度特性をさらに向上させる作用を有する。
【0008】請求項4に記載の発明は、ガラス繊維を歯
車の歯面に平行に配向させ歯車の耐摩耗性を向上させ歯
車の信頼性を高める作用を有する。
【0009】請求項5に記載の発明は、ガラス繊維の添
加量を規制し、射出成形性を確保しながら、かつ歯車と
して必要な機械的強度を得ることができるという作用を
有する。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を用いて
説明する。
【0011】図2は本発明による電気自転車の概略図を
示す。電動機,減速機構,センサー,制御回路が一体化
した電動駆動装置1は車体のダウンパイプ2とサドルパ
イプ3の結合部の下方に組み立てられている。一方、充
電式電池4はサドルパイプ3と後輪5の間に設置され、
電動駆動装置1と充電式電池4はハーネスによって電気
的に接続されている。
【0012】図1に電動駆動装置の構造を示す。電動機
6は直流偏平電動機であり出力軸7には第1の歯車8が
構成されており、第1段の減速のために第2の歯車が接
している。第2の歯車9は、ガラス繊維が35%複合さ
れたポリアミド樹脂を射出成形して製造したものであ
り、第2の歯車9とそれを支持する軸10との間には一
方向の回転のみ回転力が伝達されるようローラークラッ
チ11が挿入されている。軸10にはさらに第3の歯車
12が一体に形成され、第4の歯車13に接して回転力
を伝達している。電動機6の出力は出力軸7の先端に形
成されている第1の歯車8から合成樹脂複合材料製の第
2の歯車9に伝達され、この歯車と共通の軸に形成され
ている第3の歯車12に接している第4の歯車13に伝
達される。第4の歯車13も同様の合成樹脂複合材料製
とすれば、低騒音化,軽量化の効果は、第2の歯車のみ
を合成樹脂複合材料とした場合よりもさらに大きくなる
が、使用者にとって耳障りな音の低減からみれば、第2
の歯車のみを合成樹脂複合材料とすることで十分な効果
が実現できる。
【0013】第4の歯車13の軸14に一体に形成され
ている第5の歯車15は、インターナル歯車16に接し
てその出力を伝達する。このインターナル歯車には、ペ
ダルによる人力がクランク軸17およびプラネット18
経由で伝達され、歯車15より伝達された回転力と合成
され、インターナル歯車と一体化されているスプロケッ
ト19からチェーンにより後輪へ伝達される。
【0014】合成樹脂と複合化するガラス繊維の長さ
は、通常2ないし3mm程度であり、その添加量と機械的
強度(引っ張り強度)の関係を図3に示す。図3から明
らかなように、短繊維の場合ガラス添加量の増加に伴い
機械的強度(引っ張り強度)も向上するが、35%以上
になると飽和する。一方、ガラス添加量が上昇するに従
い射出成形時の成形性は低下するので、実用的には30
ないし35%が採用される。一方、ガラス繊維の長さを
8mm以上の長いものとした場合には、ガラス添加量と機
械的強度の関係は、図3に示すごとくガラス添加量に比
例して機械的強度は向上し、かつ通常のガラス短繊維を
添加した場合のような飽和点はないので、成形性が確保
できる範囲でガラス添加量は大きい方が有利となる。従
ってこの場合、成形加工において工夫すれば、十分実用
的な生産性が得られることが判明し、成形後の機械的強
度も、短繊維のものに比較してかなり向上することが判
明した。実験の結果55%以下ならば成形性も良好で十
分な機械的強度が得られるとの結論を得た。特に軸受、
その他の金属部品との組み合わせにおいて、成形部品の
熱膨張性その他の機械的特性は、金属材料に近似したも
のが得られる。また、成形時に長ガラス繊維を歯車の歯
面に平行に配向することにより、その機械的強度、特に
耐摩耗性がさらに向上するため、より高負荷の使用にも
耐える歯車となり、減速により高トルク化する第2段目
以降の歯車の合成樹脂複合化も実現できる。このときの
歯車の緒元は、従来の金属製のものと同様であり、本発
明の効果をさらに高めるものである。
【0015】図4に長ガラス繊維配合樹脂複合材料にて
形成された本発明の歯車9の形状の一例を記す。歯車の
歯面に長ガラス繊維は歯車の長さ方向に平行に配向する
よう成形されている。ガラス繊維は、歯面に敷き詰めら
れたように配向されているため、この面に接する電動機
出力軸歯車との摩擦に対し十分な耐力を発揮すると同時
に合成樹脂歯車である低騒音も実現する。
【0016】なお、本発明の実施例では合成樹脂複合材
料の樹脂はポリアミド樹脂を使用する場合について説明
したが、ポリプロピレン樹脂その他の耐グレース性の良
いものであれば良いことはいうまでもない。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明の電動補助乗り物の
減速機構は、高速回転する歯車の一部を合成樹脂複合材
料により形成し、軽量ながら低騒音の減速機を実現し、
扱いやすく快適な電動補助乗り物を提供するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による電動駆動装置の構造図
【図2】本発明の一実施例による電気自転車の概略図
【図3】本発明の歯車に使用した樹脂複合材料のガラス
繊維添加量と機械強度を示す図
【図4】本発明の歯車の形状例を示す図
【符号の説明】
1 電動駆動装置 2 ダウンパイプ 3 サドルパイプ 4 充電式電池 5 後輪 6 電動機 7 電動機出力軸 8 第1の歯車 9 第2の歯車 10 第2の歯車を支持する軸 11 ローラークラッチ 12 第3の歯車 13 第4の歯車 14 第4の歯車を支持する軸 15 第5の歯車 16 インターナル歯車 17 クランクシャフト 18 プラネット歯車 19 スプロケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮脇 俊治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】人力によって駆動される人力駆動装置と、
    それを補助する電動駆動装置を有する電動補助乗り物に
    おいて、少なくとも電動駆動装置の電動機出力軸に設け
    られた第1の歯車に接する第2の歯車と、第2の歯車と
    共通の軸に設けられた第3の歯車が接している第4の歯
    車が合成樹脂複合材料からなることを特徴とした電動補
    助乗り物の減速機構。
  2. 【請求項2】ガラス繊維と複合化されている合成樹脂に
    より形成された歯車であることを特徴とした請求項1記
    載の電動補助乗り物の減速機構。
  3. 【請求項3】複合化されているガラス繊維の長さが8mm
    以上であることを特徴とした請求項2記載の電動補助乗
    り物の減速機構。
  4. 【請求項4】ガラス繊維を、その長さ方向を歯車の歯に
    対し平行に配向させたことを特徴とする請求項2または
    請求項3記載の電動補助乗り物の減速機構。
  5. 【請求項5】ガラス繊維の添加量が30から55質量%
    であることを特徴とする請求項2または請求項3または
    請求項4記載の電動補助乗り物の減速機構。
JP8314572A 1996-11-26 1996-11-26 電動補助乗り物の減速機構 Pending JPH10152091A (ja)

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