JPH1095385A - 補助動力付き車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】電動駆動部と人力駆動部とを設け、電動駆
動部は、金属製のケーシング21、22によって覆われて車
輪11のハブを構成し、電動駆動部のモータ24への通電を
遮断したり、電動駆動部の回転をロックする停止手段7
3、78をケーシング21、22に設けたことを特徴とする補
助動力付き車両。 【効果】ケーシングを外さないと電動駆動部を動作する
ことができず、また停止手段はモータへの通電を遮断し
たり、電動駆動部の回転をロックしているので、簡単に
は盗まれず盗難防止となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人力による人力駆
動部と、モータ等による電動による電動駆動部とを兼ね
備え、２つの力を併用して走行することができる補助動
力付き車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の補助動力付き車両は、特
開平８−１１７７２号公報（Ｂ６２Ｍ２３／０２）に示
す電気自転車のように、ペダルの駆動力による人力駆動
部と、モータの駆動力による電動駆動部とを備え、人力
駆動部の力の大きさと同じ大きさの電動駆動力を加える
ことによって、人力駆動力を通常の自転車の半分に抑え
られるものが知られている。この種の電気自転車におい
て、電動駆動部の通電を断続する電源スイッチを通電回
路内に設け、この電源スイッチを断続するキースイッチ
を回動操作することにより通電のＯＮ−ＯＦＦをすると
いう方法が知られている。

【０００３】この場合、キースイッチによって電源スイ
ッチをＯＮにすると電動駆動部が動作可能となり、電気
自転車として動作し、ＯＦＦにすると、通常の自転車と
して動作するというものである。

【０００４】しかしながら、このようなキースイッチに
よる電源スイッチのＯＮ−ＯＦＦで電動駆動部をＯＮ−
ＯＦＦする場合、自転車を停車しているときにはキース
イッチからキーを抜いて自転車を離れるのであるが、キ
ースイッチの部分が通常樹脂などでできたケースで覆わ
れているため、壊されやすく、他人によってキースイッ
チを破損されて端子を直結され、電動駆動部を動作させ
て電気自転車車両が盗まれるという問題が生じていた。

【０００５】

【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、破損されにくく、盗難に遭いにく
い補助動力付き車両を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、モータを駆動
源とする電動駆動部と、人力を駆動源とする人力駆動部
とを設け、前記電動駆動部は金属製のケーシングによっ
て覆われ、該ケーシングに電動駆動部の動作を停止する
停止手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】上記構成において、停止手段を解除して車
両を走行させようとする場合、ケーシングを外さないと
電動駆動部を動作することができないので、従来のスイ
ッチボックスを外して直結するよりも困難で、簡単には
外すことができないので盗難防止になる。また、簡単に
直結することができないので、電動駆動部の重量によっ
て重く使い勝手が悪い車両となり、盗難を防止できる。

【０００８】また、ケーシングは車輪のハブを構成して
いるので、電動駆動部を分解しないと電動駆動部が動か
ず、盗難防止となる。

【０００９】そして、停止手段は、電動駆動部のモータ
への通電を遮断するので、簡単に盗難防止ができる。

【００１０】上記構成で、停止手段とは別に電源スイッ
チを設けた場合、電源スイッチが壊されたとしても、停
止手段によって車輪が回転しないので盗まれることがな
い。

【００１１】また、停止手段は、電動駆動部を動作する
電源スイッチを兼ねているので、一つの操作で行え、簡
単な構成で盗難防止が図れると共に、電源スイッチと兼
用できるので構成が簡単である。

【００１２】更に、停止手段は、電動駆動部のギヤの回
転をロックするので、万一電動駆動部が通電状態にあっ
ても、電動駆動部が動作しないので盗難防止となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、電動自転
車を例に、図１乃至図８に基づいて以下に詳述する。

【００１４】まず、電動自転車の全体構成について、図
１に基づき説明をする。

【００１５】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。

【００１６】６は、ハンドル７の動きに連動し、ハンド
ル７操作によって左右に動く前輪で、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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】18は、モータ24の電源となるバッテリで、
該バッテリ18は１本１．２ボルトのセル電池が２０本直
列接続されて、ケースに内蔵されている。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。

【００２０】19は、前記駆動部15の後述する固定側ケー
シング21に設けられた停止手段、即ちキースイッチで、
該キースイッチ19は使用者の持つキー（図示せず）を使
ってキースイッチ19を回動することによって、制御回路
中のモータへの通電を遮断する電源スイッチを切ること
で電動駆動部が動作しないようにしている。

【００２１】前述した駆動部15について、図２及び図３
に具体的構成を示す。

【００２２】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とを合わせて後輪11のハブを
構成している。前記固定側ケーシング21と回転側ケーシ
ング22は、約２ミリの厚さを持ったアルミ合金によって
形成されている。そして、固定側ケーシング21の制御基
板49近傍にキースイッチ19が設けられている。

【００２３】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。

【００２４】24は、駆動源となるモータで、25がロー
タ、26がステータである。該モータ24は、前記固定側ケ
ーシング21に装着してあり、該モータ24の回転側ケーシ
ング22から突出した部分にはモータカバー27によって施
蓋し、モータ24の出力軸28をベアリング29によって支持
している。

【００２５】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。

【００２６】前記遊星ローラ減速機構30の構成について
説明をする。

【００２７】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、内側ではモータ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。

【００２８】該遊星ローラ減速機構30は、モータ24の出
力軸28が回転すると、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モータ24の出力を
減速して取り出すことができる。

【００２９】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。

【００３０】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
の力をモータ24に伝わらないようにし、モータ24の駆動
力を回転側ケーシング22に伝える働きをする。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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モータ24の回転を制御するマ
イコン以外に、モータ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。更に、キースイッチ19
と連動して断続する電源スイッチがモータ24への通電回
路に介入されており、モータ24の通電をキーの動きによ
って断続するようになっている。

【００３５】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。

【００３６】54は、車軸52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。

【００３７】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。

【００３８】まず、前記トルク検出部56について、図４
に基づき略図を用いて説明をする。

【００３９】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。

【００４０】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にはア
ルミ製のリング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57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。

【００４１】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。

【００４２】以上、図４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。

【００４３】次に、以上の構成で、動力系統図につい
て、図５に基づき説明をする。

【００４４】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にコイル66の信号を入力して、これに基
づいたモータ24の回転となるように駆動信号を出力す
る。そして、モータ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。この制御における人力駆動力と電動駆動力の比率
は１対１でモータ24による補助が行われる。

【００４５】次に制御回路について、図６に基づき説明
する。

【００４６】68は、前記モータ24を駆動用スイッチング
素子69によってＰＷＭ制御する制御回路で、該制御回路
68は前記トルク検出部56で検出したトルクに応じた出力
でモータ24を駆動する。例えば、人力駆動力に対してモ
ータ駆動力が１対１になるようにしてある。

【００４７】70は、前記制御回路68からの出力信号に基
づき、前記スイッチング素子69をＯＮ−ＯＦＦするため
のモータ駆動回路である。

【００４８】71は、２４ボルトの電圧を５ボルトに降圧
して制御回路68の電源となる定電圧回路である。

【００４９】72は、モータ24に並列に接続してあるフラ
イホイールダイオードである。

【００５０】73は、モータ24とバッテリ18とを接続する
回路内に介入した電源スイッチで、該電源スイッチ73
は、前記固定側ケーシング21に設けられたキースイッチ
19のキー操作による回動によってＯＮ−ＯＦＦするよう
になっている。

【００５１】即ち、以上のように制御基板49、モータ24
などを覆う回転側ケーシング22、及び固定側ケーシング
21で構成する金属製のケーシング内に、キースイッチ19
を設け、キースイッチ19の操作によってモータ24の通電
回路を電源スイッチ73によって断続可能にしたので、キ
ースイッチ19を壊されることがなく、盗難に合いにく
い。更に、キースイッチ19が壊されにくいので、キース
イッチ19の端子を直結して電動駆動部を動作させて盗ま
れることがない。また、キースイッチ19を電源スイッチ
73と共通にしたので、電源スイッチ73を壊されて直結さ
れることがなく、また使用者の操作を簡単にすることが
できる。

【００５２】また、仮に、停止手段とは別に電源スイッ
チ73を設けた場合、電源スイッチ73が壊されたとして
も、停止手段によって車輪が回転しないので盗まれるこ
とがない。

【００５３】次に、他の実施例について、停止手段が異
なる実施例について説明をする。

【００５４】本実施例は、上述する実施例と同一部分に
ついては同一符号を付して説明を省略し、異なる部分に
ついてのみ説明をする。

【００５５】74は、第２プーリー42の固定側ケーシング
21側に円周状に形成された溝で、該溝74の一部にはベル
ト41が掛けられている側、即ち第２プーリー42外側に凹
部75を形成している。

【００５６】76は、キースイッチ19から延設し、キー77
の回動動作と共に回転するアームであり、該アーム76の
先端にはピン78が矢印方向に付勢されるバネ79を挿入し
て取り付けられている。即ち、キー77が図７（Ａ）に記
載する矢印方向に回動されたとき、アーム76も図７
（Ａ）に記載する方向に回転し、ピン78もそれに伴って
回転するが、回転したときにバネ79の力によって図７
（Ｂ）に示す矢印方向にピン78が回転自在となってい
る。上述する構成において、前記ピン78は、第２プーリ
ー42が回転しているときは常に溝74の中にあり、アーム
76によって溝74まで延設して設けてある。これらの構成
を合わせて停止手段という。

【００５７】次に車輪をロックするときについて説明を
する。

【００５８】後輪11が回転しているときはピン78が溝74
の中に位置してピン78と溝74が嵌合し合って第２プーリ
ー42が回転する。そして、後輪11の回転が停止し、キー
77によってロックをするとき、キー77の回動によってア
ーム76が回転し、ピン78が回転する。この時、溝74に形
成した凹部75にピン78が嵌合し、第２プーリー42の回転
が固定される（図７（Ｃ）中右側のピン78）。また、キ
ー77の操作によってアーム76を回転させたとき、ピン78
が溝74にあって凹部75が形成してある位置には無いとき
には、バネ79の力によってピン78は外側に付勢された状
態で溝74の中にあり（図７（Ｃ）中左側のピン78’）、
第２プーリー42、即ち後輪11が回転して、凹部75にピン
78が位置したとき、バネ79の力によってピン78が外側に
回動し、ピン78と凹部75とが嵌合して第２プーリー42、
即ち後輪11が固定される。

【００５９】上述する実施例では、車輪をロックする方
法の一例を示したが、この構成に限らず、公知のロック
機構であればどのような構成でも構わない。

【００６０】また、上述する実施例では、機械的に車輪
をロックする方法をついて示したが、第１実施例のモー
タへの通電回路を断続する方法とを兼ね備え、二重のロ
ックにして安全性を高めても構わない。

【００６１】上述する実施例以外に、リング63の動きを
固定したり、バネ60の伸縮を固定するなど、トルクの検
出を停止したり、またトルク信号を遮断するようにして
もよく、電動駆動部が動作しないように制御しても構わ
ない。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、モータを駆動源とする電動駆
動部を覆うケーシングに、電動駆動部の動作を停止する
停止手段を設けたので、停止手段を解除して車両を走行
させようとする場合、ケーシングを外さないと電動駆動
部を動作することができないので、従来のスイッチボッ
クスを外して直結するよりも困難で、簡単には外すこと
ができないので盗難防止になる。また、簡単に直結する
ことができないので、電動駆動部の重量によって重く使
い勝手が悪い車両となり、盗難を防止できる。

【００６３】また、ケーシングは車輪のハブを構成して
いるので、電動駆動部を分解しないと電動駆動部が動か
ず、盗難防止となる。

【００６４】そして、停止手段は、電動駆動部のモータ
への通電を遮断するので、簡単に盗難防止ができる。

【００６５】また、停止手段は、電動駆動部を動作する
電源スイッチを兼ねているので、一つの操作で行え、簡
単な構成で盗難防止が図れると共に、電源スイッチと兼
用できるので構成が簡単である。

【００６６】更に、停止手段は、電動駆動部の回転をロ
ックするので、万一電動駆動部が通電状態にあっても、
電動駆動部が動作しないので盗難防止となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す全体側面図である。

【図２】同駆動部の側面断面図である。

【図３】同駆動部の平面構成図である。

【図４】同トルク検出部の動作の略図である。

【図５】同動力系統図である。

【図６】同制御回路図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す停止手段の斜視図で
ある。

【符号の説明】

24 モータ 22 回転側ケーシング 21 固定側ケーシング 19 キースイッチ 11 後輪 73 電源スイッチ 78 ピン 74 溝 75 凹部 76 アーム 79 バネ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを駆動源とする電動駆動部と、人
   力を駆動源とする人力駆動部とを設け、前記電動駆動部
   は金属製のケーシングによって覆われ、該ケーシングに
   電動駆動部の動作を停止する停止手段を設けたことを特
   徴とする補助動力付き車両。
2. 【請求項２】 前記ケーシングは車輪のハブを構成する
   ことを特徴とする請求項１記載の補助動力付き車両。
3. 【請求項３】 前記停止手段は、電動駆動部のモータへ
   の通電を遮断することを特徴とする請求項１記載の補助
   動力付き車両。
4. 【請求項４】 前記停止手段は、電動駆動部を動作する
   電源スイッチを兼ねていることを特徴とする請求項３記
   載の補助動力付き車両。
5. 【請求項５】 前記停止手段は、電動駆動部の回転をロ
   ックすることを特徴とする請求項１記載の補助動力付き
   車両。