JPH11268681A - 補助動力付人力走行車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速機構のいずれの減速比においても一定の
アシスト比を得ることができる補助動力付人力走行車を
提供することを目的とする。 【解決手段】 人力に対応したトルクが第１の変速機７
０を介して後輪１７に伝達されるとともに、動力駆動力
に対応したトルクが第２の変速機６０を介して後輪１７
に伝達されるように構成し、第１または第２の変速機６
０、７０のうちの一方の変速機の変速段を切り換えてア
シスト比が変化した場合には、他方の変速機の変速段を
切り換えてアシスト比を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人力による人力駆
動系と、補助動力装置による動力駆動系とを駆動輪に対
して並列に設け、人力駆動系の人力駆動力の変化に応じ
て動力駆動系の補助動力装置の出力を制御する補助動力
付人力走行車に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の補助動力付人力走行車として
は、一般に、踏力による人力駆動系と電動モータによる
動力駆動系との合力によって駆動される補助動力付自転
車がよく知られている。この補助動力付自転車は、運転
者がペダルを踏んで駆動輪である後輪に推進力を与え、
例えば、上り坂等を走行することによって踏力の負担が
大きくなったとき、電動モータの出力を増大させて踏力
の負担を軽減するものである。

【０００３】このとき、人力駆動系の入力の大きさを運
転者がペダルを踏み込む踏力トルクにより検出し、この
踏力トルクが大きいときに電動モータによる補助力を増
加させている。また、電動モータによる補助力は、踏力
トルクに対して所定の比率となるように設定されてい
る。

【０００４】ところで、このような補助動力付自転車で
あっても、動力伝達系の速比が固定されていると、道路
条件あるいは運転者の体調等の種々の条件によっては、
適切な駆動力を与えることが困難になってくる場合があ
る。

【０００５】これを解消する方式としては、人力駆動系
と動力駆動系との合力点よりも人力駆動系における下流
側（駆動輪側）に周知の変速機を設ける方式と、上流側
（ペダル側）に設ける方式とが考えられる。

【０００６】前者の合力点よりも下流側に変速機を設け
る方式によれば、変速機の変速段を切り換えても、人力
駆動系の踏力と動力駆動系の補助力とが共に変速機を介
して駆動輪に伝達されるため、駆動輪に作用する人力駆
動系の駆動輪出力トルクに対する動力駆動系の駆動輪出
力トルクの比率（アシスト比）は変化しない。従って、
変速機の変速段が変わっても車速が変化するだけで、ア
シスト比が変化しないため、不都合は生じない。

【０００７】これに対して、後者の合力点よりも上流側
に変速機を設ける方式では、変速機が、人力駆動系の動
力伝達経路中において、踏力トルクを検出するトルク検
出機構と、人力駆動系及び動力駆動系の合力点との間に
組み込まれているため、変速機の変速段を切り換えるこ
とによってアシスト比が変動するという不具合が発生し
てしまう。即ち、動力駆動系の駆動輪出力トルクは、変
速機の速比による影響を受ける前の踏力トルクの大きさ
によって決定されるため、変速機の切り換えによっても
変動しないのに対し、人力駆動系の駆動輪出力トルク
は、人力駆動系の動力伝達経路中に変速機が配設されて
いるため、変速機の切り換えによって変動してしまい、
これによりアシスト比が変動する。

【０００８】例えば、変速機を低速段から高速段に切り
換えると、人力駆動系と動力駆動系とは別の系として駆
動輪に動力を伝達しているため、同じ踏力トルクに対し
て、駆動輪に作用する人力駆動系の駆動輪出力トルクが
減少するのに対し、動力駆動系の駆動輪出力トルクは変
化しない。このため、合力点におけるアシスト比は、大
きくなる。

【０００９】反対に、変速機を高速段から低速段に切り
換えると、同じ踏力トルクに対して、駆動輪に作用する
人力駆動系の駆動輪出力トルクが増加するのに対し、動
力駆動系の駆動輪出力トルクは変化しない。このため、
合力点におけるアシスト比は、小さくなる。

【００１０】このように、変速機の変速段に応じて、合
力点である駆動輪に作用する人力駆動系の駆動輪出力ト
ルクに対する動力駆動系の駆動輪出力トルクの比率であ
るアシスト比は、変速機の変速段を切り換えることによ
って変動してしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このア
シスト比は、規定値（１：１）以内にしなければならな
いという制約があり、この制約を満たすためには、変速
機の最高速段におけるアシスト比を規定値以内にするこ
とが必要となる。このため、低速段においては、アシス
ト比が高速段と比較して小さくなり、充分な補助を行う
ことができないという問題が生じてしまう。

【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、変速機構のいずれの変速段においても、補
助動力装置による充分な補助を行うことができる補助動
力付人力走行車を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、人力による人
力駆動系と、補助動力装置による動力駆動系とを駆動輪
に対して並列に設け、人力駆動系の人力駆動力の変化に
応じて動力駆動系の補助動力装置の出力を制御する補助
動力付人力走行車において、人力駆動系が第１の変速機
を備え、動力駆動系が第２の変速機を備えているもので
ある。

【００１４】このような構成とすることにより、人力駆
動力に対応したトルクが第１の変速機を介して駆動輪に
伝達されると共に、動力駆動力に対応したトルクが第２
の変速機を介して駆動輪に伝達される。このため、第１
または第２の変速機のうちの一方の変速段を切り換えて
アシスト比が変化した場合には、他方の変速機を切り換
えることによってアシスト比が調整される。

【００１５】また、本発明は、第２の変速機の各変速段
における速比が、その変速段に対応する第１の変速機の
変速段における速比に対して一定の比率となるように設
定されている。

【００１６】このような構成において、第１及び第２の
変速機の変速段を互いに対応する変速段に設定すれば、
いずれの変速段においてもアシスト比が一定となるよう
に調整される。

【００１７】また、本発明は、第１及び第２の変速機の
変速段を連動して切り換える単一の切換手段を備えてい
る。このような構成とすることにより、第１及び第２の
変速機が一度に切り換えられる。

【００１８】また、駆動輪は、前記人力駆動系において
人力駆動力が作用する人力作用部と、動力駆動系におい
て動力駆動力が作用する動力作用部とを備えている。こ
のような構成とした場合、人力駆動力と動力駆動力とが
それぞれ駆動輪の異なる部分に伝達されるため、両駆動
力の合力点である駆動輪に至る伝達経路が互いに独立し
たものとなる。

【００１９】また、駆動輪は、人力駆動系において人力
により駆動される人力駆動輪と、動力駆動系において補
助動力装置により駆動される動力駆動輪とからなるもの
である。

【００２０】このような構成とした場合、人力駆動力と
動力駆動力とがそれぞれ異なる駆動輪に伝達されるた
め、両駆動輪に至る伝達経路が互いに独立したものとな
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
き、図１〜図１６に沿って具体的に説明する。

【００２２】以下では、人力走行車として、後輪１７を
駆動輪とする２輪の自転車１に実施した場合について説
明する。尚、ペダル４５を漕いだときに自転車１が進む
方向を前方とし、また、自転車１の進行方向の前方に向
かって左右の方向をとるものとする。

【００２３】まず、自転車１の全体構成について、以下
に説明する。自転車１は、図１に示すように、フレーム
１１の前部に前輪１６及びハンドル１４を備え、後部に
駆動輪となる後輪１７を備えている。ハンドル１４に
は、第１の変速機７０（図８参照）及び第２の変速機６
０（図９参照）の変速段を切り換える切換手段としての
切換ダイヤル８０が配備されている。

【００２４】この切換ダイヤル８０は、図７に示すよう
に、ハンドル１４の右側において固定された固定リング
８３と、その固定リング８３に沿って回転可能に配備さ
れた回転リング８１とから構成され、この回転リング８
１には、第１及び第２のワイヤ８６、８７の一端が固定
されている。第１のワイヤ８６の他端は、フレーム１１
に沿って配備されたチューブ８５内を通って、フレーム
１１の後端付近に配備された回動レバー９０（図８参
照）に固定され、第２のワイヤ８７の他端は、同様にし
て、ベースプレート２４に配備された回動レバー９６
（図９参照）に固定されている。

【００２５】このため、切換ダイヤル８０の回転リング
８１を矢印方向（低速段方向）に回動することによって
両ワイヤ８６、８７は引っ張られ、矢印とは逆の方向
（高速段方向）に回動することによってゆるめられる。

【００２６】また、フレーム１１の略中央には、上端に
サドル１３を備えるシートチューブ１２が配備され、そ
のシートチューブ１２には、電動モータ２２の電源とな
るバッテリ２６が取り付けられている。シートチューブ
１２の下端には、図２に示すように、ペダル機構４を枢
支するボトムブラケット１５が配備されている。

【００２７】ペダル機構４は、図４及び図５に示すよう
に、ボトムブラケット１５に枢支されたクランク軸４０
と、そのクランク軸４０の両端に固定されたクランクア
ーム４４と、そのクランクアーム４４の先端に枢支され
たペダル４５と、クランク軸４０の右端に相対回転可能
に嵌められたスプロケットよりなる原動ホイール５とを
備えている。

【００２８】即ち、クランク軸４０の両端（右端側のみ
図示）には、クランクアーム４４に嵌まる角軸４１が突
設されており、その角軸４１に、クランクアーム４４の
基端に開設された角孔４６を嵌め、座金４９ａを介して
抜止め用のネジ４９を角軸４１上のネジ孔に螺合させる
ことによって、クランクアーム４４とクランク軸４０と
が固定される。

【００２９】また、クランクアーム４４の基端には、取
付板４７が固定されており、その取付板４７の原動ホイ
ール５側に向かう面の外周近傍には、押し片４８が突設
されている。原動ホイール５のリブ片５２には、押し片
４８と対向する位置に受け片５５が突設されており、こ
の受け片５５と押し片４８との間に磁歪材料からなるコ
ア５６が配置されている。

【００３０】原動ホイール５は、外周に設けられた平歯
部５１と、内周に設けられたハブリング５４と、それら
の間を繋ぐ５つのリブ片５２とから構成されており、こ
の原動ホイール５のボトムブラケット１５側の側面に
は、回転側回路２００（図６参照）が配置されている。

【００３１】後輪１７は、第１の変速機７０（図８参
照）を介して、フレーム１１の後端に回転自由に取り付
けられており、この第１の変速機７０にスプロケットよ
りなる従動ホイール７６が取り付けられている。

【００３２】そして、原動ホイール５と従動ホイール７
６との間には、無端状のチェーン７５が張設され、これ
により、原動ホイール５に作用する人力が、チェーン７
５、従動ホイール７６及び第１の変速機７０を介して後
輪１７に伝達される。

【００３３】次に、トルク検出機構５０について、以下
に説明する。図４及び図５に示すように、原動ホイール
５は、ハブリング５４のボトムブラケット１５側に、ボ
トムブラケット１５に向かって開口を有する断面Ｕ字状
のリングコア４３を備え、そのリングコア４３内に原動
ホイール５の回転方向に沿って巻回された回転コイル２
０１が配置されている。

【００３４】また、ボトムブラケット１５の回転コイル
２０１と対向する位置には、回転コイル２０１に向かっ
て開口を有する断面Ｕ字状のリングコア４２が設けら
れ、そのリングコア４２内に原動ホイール５の回転方向
に沿って巻回された固定コイル１０１が回転コイル２０
１と平行な面内において近接配置される。このように断
面Ｕ字状のリングコア４２、４３を、夫々の開口が対向
するように配置し、それらの間に閉磁路を形成する。

【００３５】また、原動ホイール５のリブ片５２には、
押し片４８と対向するように受け片５５が突設されてい
る。この受け片５５が突設されたリブ片５２とそれに隣
接するリブ片５２に、回転側回路２００（図６参照）が
架設されている。

【００３６】押し片４８と受け片５５とは、磁歪材料か
らなる円柱状のコア５６を介して連結されており、これ
により、クランク軸４０と原動ホイール５は、一体回転
可能となっている。コア５６の外周には、コイル５７が
巻回されてインダクタを形成している。

【００３７】次に、固定側回路１００と回転側回路２０
０とからなるトルク検出回路の構成について、以下に説
明する。図６に示すように、トルク検出回路は、ＬＣ発
振回路１１３を固定側回路１００に設け、固定コイル１
０１側からみたインダクタンスを原動ホイール５に加わ
るトルクに応じて変化させて、このときのＬＣ発振回路
１１３の発振周波数を測定することにより、原動ホイー
ル５に加わるトルクを測定するものである。

【００３８】回転側回路２００は、磁歪材料からなる円
柱状のコア５６と、そのコア５６に巻回されたコイル５
７と、そのコイル５７に接続された固定コイル２０１と
から構成されている。

【００３９】また、固定側回路１００は、回転コイル２
０１に近接して配置された固定コイル１０１と、固定コ
イル１０１のインダクタンスに応じて発振周波数を変化
させるＬＣ発振回路１１３と、そのＬＣ発振回路１１３
から発振された信号の発振周波数を測定する周波数測定
回路１２０と、その周波数測定回路１２０の測定結果に
応じて電動モータ２２の駆動力を制御する制御部１３０
と、直流電源１０３とから構成されている。

【００４０】ＬＣ発振回路１１３は、固定コイル１０１
からみたインダクタンスに応じて発振周波数が変化す
る。この固定コイル１０１からみたインダクタンスは、
固定コイル１０１の自己インダクタンスと、回転コイル
２０１の自己インダクタンスと、固定コイル１０１及び
回転コイル２０１の相互インダクタンスと、コイル５７
の自己インダクタンスとによって決まるものである。

【００４１】そして、自転車１の始動時、加速時、登坂
時等に、原動ホイール５に大きな負荷が加わると、この
負荷により、クランク軸４０にクランクアーム４４を介
して固定された押し片４８と原動ホイール５に固定され
た受け件５５との間に配置されたコア５６に圧縮力が加
わり、コア５６を通る磁束が変化し、コイル５７のイン
ダクタンスが変化する。その結果、固定コイル１０１か
らみたインダクタンスが変化するため、ＬＣ発振回路１
１３の発振周波数が変化する。この周波数は、周波数測
定回路１２０にて測定され、その測定値が制御部１３０
に入力される。

【００４２】制御部１３０では、内蔵するメモリ（図示
省略）に記憶された周波数測定回路１２０の測定値と原
動ホイール５に加わるトルクとの関係に基づいて、原動
ホイール５に加わるトルクが算出される。そして、算出
されたトルク値に基づいて、補助動力装置としての電動
モータ２２の出力が制御される。

【００４３】この電動モータ２２は、シートチューブ１
２と後輪１７との間に配置されており、その駆動力は、
動力伝達機構３を介して駆動輪である後輪１７に伝達さ
れる。

【００４４】また、フレーム１１には、図２及び図３に
示すように、ベースプレート２４が固定部材２１により
固定されており、このベースプレート２４の上面には、
固定側回路１００（図６参照）が配置されている。

【００４５】このベースプレート２４の側壁右側には、
電動モータ２２と第２の従動プーリ３５とが配置され、
また、左側には、第２の変速機６０と第１の従動スプロ
ケット３３とが配置されている。

【００４６】第２の変速機６０は、図９及び図１０に示
すように、電動モータ２２の出力軸に固定された軸部６
２と、その軸部６２と一体回転すると共に、その軸方向
に摺動可能に取り付けられた原動スプロケット部６１
と、その原動スプロケット部６１及び第１の従動スプロ
ケット３３間に張設されたチェーン６７の軌道を規制す
るチェーン規制部６５と、チェーン６７の張力を調整す
るテンション調整部６６とを備えている。

【００４７】原動スプロケット部６１は、径の異なる第
１乃至第３の原動スプロケット６１ａ、６１ｂ、６１ｃ
から構成され、第１の原動スプロケット６１ａとベース
プレート２４との間に配設されたコイルバネ６４によ
り、そのコイルバネ６４の伸長方向に付勢されている。
チェーン６７が第１の従動スプロケット３３と第１の原
動スプロケット６１ａとの間に張設されているときの速
比が１．２５、第２の原動スプロケット６１ｂのときの
速比が１、第３の原動スプロケット６１ｃのときの速比
が０．７５となるように第１乃至第３の原動スプロケッ
ト６１ａ、６１ｂ、６１ｃの径が設定されている。

【００４８】軸部６２の端部には、原動スプロケット部
６１の内部に延びる孔が設けられており、この孔から原
動スプロケット部６１に連繋するピン６３が突出してい
る。このピン６３は、原動スプロケット部６１ととも
に、コイルバネ６４により付勢されおり、このピン６３
の突出量を変化させることにより、原動スプロケット部
６１がコイルバネ６４の伸縮方向に移動する。即ち、ピ
ン６３をコイルバネ６４の付勢力に抗して押し込むと、
その押し込み量だけ原動スプロケット部６１がコイルバ
ネ６４を圧縮する方向に移動し、逆に、コイルバネ６４
の付勢方向にピン６３を飛び出させると、その飛び出し
量だけ原動スプロケット部６１がコイルバネ６４を伸長
する方向に移動する。

【００４９】一方、チェーン規制部６５は、チェーン６
７を左右から挟み込むように配置した一対のガイド板６
５ａ、６５ｂを備えており、そのガイド板６５ａ、６５
ｂは、原動スプロケット部６１の回転面に対して傾斜を
持って配置されている。

【００５０】このため、原動スプロケット部６１がコイ
ルバネ６４を圧縮する方向に移動すると、その移動に伴
ってチェーン６７がチェーン規制部６５の一方のガイド
６５ａに当接し、そのガイド６５ａの傾斜面に沿って左
斜め下方向に移動する。逆に、コイルバネ６４が伸長す
る方向に移動すると、ガイド６５ｂの傾斜面に沿って右
斜め上方向に移動する。

【００５１】従って、原動スプロケット部６１におい
て、チェーン６７が係合する原動スプロケットが切り換
わり、第１の従動スプロケット３３に伝達される電動モ
ータ２２からの駆動力の伝達速比が変化する。

【００５２】また、テンション調整部６６は、図示しな
いバネによりチェーン６７を下から上に付勢する調整レ
バー６６ａと、その調整レバー６６ａの先端に枢支さ
れ、チェーン６７に当接するローラ６６ｂとから構成さ
れている。

【００５３】このため、原動スプロケット部６１におい
て、チェーン６７が原動スプロケット部６１のいずれの
スプロケットに係合している場合であっても、チェーン
６７にたるみが生じることはない。即ち、原動スプロケ
ット部６１において、チェーン６７が係合するスプロケ
ットが大径のものから小径のものに切り換わった場合、
チェーン６７のテンションが弱くなるため、調整レバー
６６ａはバネの付勢力によりチェーン６７を上方に押し
上げて、チェーン６７のたるみを吸収する。

【００５４】第１の従動スプロケット３３の側方には、
その第１の従動スプロケット３３と同軸に位置し、且
つ、その第１の従動スプロケット３３と一体回転する第
２の従動プーリ３５が固定され、後輪１７のリム７４左
側には、そのリム７４と略同径の第３の従動プーリ３７
が一体成形されている。この第２の従動プーリ３５と第
３の従動プーリ３７との間には、ベルト３６が張設され
いる。

【００５５】そして、電動モータ２２の回転は、その電
動モータ２２の出力軸と一体に回転する原動スプロケッ
ト部６１からチェーン６７を経て第１の従動スプロケッ
ト３３に伝わり、第２の従動プーリ３５からベルト３６
を経て第３の従動プーリ３７に伝わる。このため、動力
伝達機構３の速比は、第２の変速機６０を変化させるこ
とによって、変化する。

【００５６】また、第２の変速機６０のピン６３の突出
量を変化させるための機構として、Ｌ字状の回動レバー
９６が設けられており、その回動レバー９６は、Ｌ字状
の頂点付近に位置する回動支点９７において枢支されて
いる。回動レバー９６の一端は、ピン６３の先端と対向
する位置にあり、他端には、第２のワイヤ８７が固定さ
れている。

【００５７】従って、第２のワイヤ８７が引っ張られる
と、回動レバー９６は、回動支点９７を中心に矢印とは
逆の方向に回動してピン６３を押し込み、逆にゆるめら
れると、コイルバネ６４の付勢力により矢印方向に回動
する。

【００５８】次に、人力駆動系の動力伝達機構に配設さ
れた第１の変速機７０について、以下に説明する。第１
の変速機７０は、図８に示すように、フレーム１１の後
端に固定される軸部７２と、後輪１７に固定されるハブ
ユニット７１と、従動ホイール７６が取り付けられる取
付部７７とから構成されている。取付部７７は、軸部７
２との間に図示しないワンウェイクラッチが配設され、
ハブユニット７１の外装との間に図示しない複数の遊星
ギア等が配設されたものであり、軸部７２とハブユニッ
ト７１の外装に対し、回転可能に配設されている。軸部
７２の左端には、ハブユニット７１内部まで貫通する孔
が設けられており、この孔からピン７３が外側に向けて
付勢されて突出している。

【００５９】そして、このピン７３の突出量を変化させ
ることにより、取付部７７とハブユニット７１との間に
設けられた遊星ギアが切り換わって、第１の変速機７０
の速比が変化し、従動ホイール７６から後輪１７に伝達
される人力駆動力の伝達速比が変化する。ここでは、第
１の変速機７０として、内装式三段変速機を使用してお
り、ピン７３の突出量が最も大きいときに、高速段に設
定され、その突出量が短くなるにつれ、順次中速度段ま
たは低速段に切り換わる。そして、高速段における速比
が１．２５、中速段における速比が１、低速段における
速比が０．７５となるように設定されている。

【００６０】また、第１の変速機７０のピン７３の突出
量を変化させるため機構として、カバー９５内にＬ字状
の回動レバー９０が設けられており、その回動レバー９
０は、Ｌ字状の頂点付近に位置する回動支点９１におい
て枢支されている。回動レバー９０の一端は、ピン７３
の先端と対向する位置にあり、他端には、第１のワイヤ
８６が係止されている。

【００６１】従って、ワイヤ８６が引っ張られると、回
動レバー９０は、回動支点９１を中心に矢印とは逆の方
向に回動してピン７３を押し込み、逆にゆるめられる
と、ピン７３の付勢力により矢印方向に回動する。

【００６２】このような構成の切換ダイヤル８０、第１
の変速機７０及び第２の変速機６０から構成される変速
機構の動作について、以下に説明する。この変速機構に
おいて、切換ダイヤル８０が図７に示すように高速段に
対応した位置に設定されている場合、第１の変速機７０
のピン７３は、図８に示すように最も突出量が大きい状
態にあり、第１の変速機７０の変速段は高速段に設定さ
れている。

【００６３】一方、第２の変速機６０のピン６３は、図
９及び図１０に示すように最も突出量が大きい状態にあ
り、第１の従動スプロケット３３との間に張設されるチ
ェーン６７は、原動スプロケット部６１において最も径
の大きい第１の原動スプロケット６１ａに係合してい
る。このため、第２の変速機６０の変速段は高速段に設
定されている。

【００６４】この状態から、切換ダイヤル８０の回転リ
ング８１を図１１に示す状態まで矢印方向に回転させる
と、回転リング８１の回転により第１のワイヤ８６が引
っ張られる。このため、第１の変速機７０は、図８に示
す状態から回動レバー９０が回動支点９１を中心に矢印
とは逆の方向に回転し、ピン７３が軸部７２側に所定量
押し込まれて、図１２に示す状態となる。これにより、
第１の変速機７０の変速段が高速段から中速段に切り換
わる。

【００６５】一方、第２の変速機６０は、回転リング８
１の回転により第２のワイヤ８７が引っ張られて、図１
０に示す状態から回動レバー９６が回動支点９７を中心
に矢印とは逆の方向に回転し、ピン６３が軸部６２側に
所定量押し込まれる。ピン６３が押し込まれると、図１
３に示すように、チェーン６７が原動スプロケット部６
１において第１の原動スプロケット６１ａより小径の第
２の原動スプロケット６１ｂに係合するようになる。こ
れにより、第２の変速機６０の変速段が高速段から中速
段に切り換わる。

【００６６】そして、更に切換ダイヤル８０の回転リン
グ８１を図１４に示す状態まで矢印方向に回転させる
と、第１の変速機７０は、図１２に示す状態から更にピ
ン７３が軸部７２側に押し込まれて、図１５に示す状態
となり、これにより、変速段が中速段から低速段に切り
換わる。

【００６７】一方、第２の変速機６０は、図１３に示す
状態から更にピン６３が軸部７２側に押し込まれて、図
１６に示す状態となり、チェーン６７が原動スプロケッ
ト部６１において第２の原動スプロケット６１ｂより小
径の第３の原動スプロケット６１ｃに係合するようにな
る。これにより、第２の変速機６０の変速段が中速段か
ら低速段に切り換わる。

【００６８】逆に、切換ダイヤル８０の回転リング８１
を矢印と逆の方向に回転させた場合、第１のワイヤ８６
がゆるむため、回動レバー９０及びピン７３はともに、
ピン７３の付勢力によって高速段から中速段に、中速段
から低速段に対応する状態に切り換わっていくため、こ
れに伴って第１の変速機７０の変速段が切り換わる。

【００６９】一方、第２の変速機６０は、回転リング８
１の回転により第２のワイヤ８７がゆるみ、回動レバー
９６及びピン６３はともに、コイルバネ６４の付勢力に
よって高速段から中速段に、中速段から低速段に対応す
る状態に切り換わっていくため、これに伴って第２の変
速機６０の変速段が切り換わる。

【００７０】このように、切換ダイヤル８０を操作する
ことによって、第１及び第２の変速機７０、６０が、互
いに対応する変速段に切り換えられる。そして、切り換
えられた各変速段においては、第１及び第２の変速機７
０、６０の速比が互いに等しくなるように設定されてい
るため、第１の変速機７０の変速段を切り換えることに
よって変化する人力駆動系の出力トルクの割合と、第２
の変速機６０の変速段を切り換えることによって変化す
る動力駆動系の出力トルクの割合とは等しくなる。従っ
て、いずれの変速段においても、アシスト比は一定とな
る。

【００７１】本実施の形態によれば、人力に対応したト
ルクが第１の変速機７０を介して後輪１７に伝達される
とともに、電動モータ２２からの駆動力に対応したトル
クが第２の変速機６０を介して後輪１７に伝達される。
これにより、第１または第２の変速機６０、７０のうち
の一方の変速段を切り換えてアシスト比が変化した場合
には、他方の変速段を切り換えてアシスト比を調整する
ことができるため、望ましい走行感を得ることが可能と
なる。

【００７２】また、本実施の形態によれば、第２の変速
機６０の各変速段における速比が、その変速段に対応す
る第１の変速機７０の変速段における速比に対して一定
の比率となるように設定されている。これにより、第１
及び第２の変速機７０、６０の変速段を互いに対応する
変速段に設定すれば、各変速段においてアシスト比を一
定となるように調整することができるため、いずれの変
速段においても規定のアシスト比の範囲内で電動モータ
２２による最大限の補助を行うことが可能となる。

【００７３】また、本実施の形態によれば、第１及び第
２の変速機７０、６０の変速段を単一の切換ダイヤル８
０により連動して切り換えているため、両変速機７０、
６０を同時に切り換えることができる。これにより、変
速段の切り換え時に生じるアシスト比の変動をなくすこ
とができ、安全性及び信頼性を向上させることができ
る。

【００７４】更に、操作者は、単一の切換ダイヤル８０
を操作するだけで、一定のアシスト比を保ったまま、容
易に変速段を切り換えることができるため、操作性が向
上する。

【００７５】尚、本実施の形態においては、第１の変速
機７０として内装式三段変速機を用い、第２の変速機と
して外装式三段変速機を用いたが、それに限定されるこ
とはなく、四段、五段等の変速機を使用してもよく、ま
た、外装式変速機、内装式変速機のどちらを使用しても
よい。

【００７６】また、本実施の形態においては、第１及び
第２の変速機６０、７０として、両変速機６０、７０の
速比が、ともに高速段において１．２５、中速段におい
て１、低速段において０．７５となるものを用いたが、
それに限定されることはない。

【００７７】例えば、第１の変速機として、高速段にお
ける速比が１．２５、中速段における速比が１、低速段
における速比が０．７５となるものを用いた場合、第２
の変速機として、各変速段おける速比がそれぞれ第１の
変速段７０における速比の定数（ｐ）倍、即ち、高速段
における速比が１．２５ｐ、中速段における速比がｐ、
低速段における速比が０．７５ｐとなるものを用いれば
よい。

【００７８】また、本実施の形態においては、駆動輪で
ある後輪１７が、踏力による人力駆動力と電動モータ２
２からの動力駆動力とによって駆動される場合について
説明したが、その駆動輪を、人力によって駆動される人
力駆動輪と、補助動力装置によって駆動される動力駆動
輪とに分けて構成することもできる。例えば、２輪の自
転車の場合、後輪を人力駆動輪とし、前輪を動力駆動輪
とすればよい。

【００７９】また、本実施の形態においては、人力走行
車として、後輪１７を駆動輪とする２輪の自転車を用い
たが、前輪駆動の自転車や、その他の人力走行車にも適
用することができる。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、人力に対応したトルク
が第１の変速機を介して駆動輪に伝達されるとともに、
動力駆動力に対応したトルクが第２の変速機を介して駆
動輪に伝達される。これにより、第１または第２の変速
機のうちの一方の変速段を切り換えてアシスト比が変化
した場合には、他方の変速段を切り換えてアシスト比を
調整することができるため、望ましい走行感を得ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態における補助動力付自
転車を表す側面図である。

【図２】 図１の補助動力付自転車における駆動機構を
左斜め後方から見た斜視図である。

【図３】 図１の補助動力付自転車における駆動機構を
上側から見た平面図である。

【図４】 図１の補助動力付自転車におけるペダル機
構を表す分解斜視図である。

【図５】 図４のペダル機構のＡ−Ａ断面図である。

【図６】 図１の補助動力付自転車に搭載されている
トルク検出回路の構成を表すブロック図である。

【図７】 高速段に設定された切換ダイヤルを表す断
面図である。

【図８】 高速段に設定された第１の変速機を表す上
面図である。

【図９】 高速段に設定された第２の変速機を表す斜
視図である。

【図１０】 高速段に設定された第２の変速機を表す左
側面図及び上面図である。

【図１１】 中速段に設定された切換ダイヤルを表す断
面図である。

【図１２】 中速段に設定された第１の変速機を表す上
面図である。

【図１３】 中速段に設定された第２の変速機を表す左
側面図及び上面図である。

【図１４】 低速段に設定された切換ダイヤルを表す断
面図である。

【図１５】 低速段に設定された第１の変速機を表す上
面図である。

【図１６】 低速段に設定された第２の変速機を表す左
側面図及び上面図である。

【符号の説明】

１１ ：フレーム １６ ：前輪 １７ ：後輪 ２２ ：電動モータ ２４ ：バッテリ ３ ：動力伝達機構 ５ ：原動ホイール ５０ ：トルク検出機構 ６０ ：第２の変速機 ６１ ：原動スプロケット部 ６２ ：軸部 ６３ ：ピン ７０ ：第１の変速機 ７１ ：ハブユニット ７２ ：軸部 ７３ ：ピン ７６ ：従動ホイール ８０ ：切換ダイヤル ８１ ：回転リング ８３ ：固定リング ８６ ：第１のワイヤ ８７ ：第２のワイヤ ９０ ：回動レバー ９６ ：回動レバー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人力による人力駆動系と、補助動力装置
   による動力駆動系とを駆動輪に対して並列に設け、前記
   人力駆動系の人力駆動力の変化に応じて前記動力駆動系
   の補助動力装置の出力を制御する補助動力付人力走行車
   において、 前記人力駆動系が第１の変速機を備え、前記動力駆動系
   が第２の変速機を備えていることを特徴とする補助動力
   付人力走行車。
2. 【請求項２】 前記第２の変速機の各変速段における速
   比が、該変速段に対応する前記第１の変速機の変速段に
   おける速比に対して一定の比率となるように設定されて
   いることを特徴とする請求項１記載の補助動力付人力走
   行車。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の変速機の変速段を連
   動して切り換える単一の切換手段を備えていることを特
   徴とする請求項１または２記載の補助動力付人力走行
   車。
4. 【請求項４】 前記駆動輪は、前記人力駆動系において
   人力駆動力が作用する人力作用部と、前記動力駆動系に
   おいて動力駆動力が作用する動力作用部とを備えている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載に補
   助動力付人力走行車。
5. 【請求項５】 前記駆動輪は、前記人力駆動系において
   人力により駆動される人力駆動輪と、前記動力駆動系に
   おいて補助動力装置により駆動される動力駆動輪とから
   なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
   の補助動力付人力走行車。