特許 6443612 電動車両のテンショナーおよび電動自転車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6443612

(24)【登録日】2018年12月7日

(45)【発行日】2018年12月26日

(54)【発明の名称】電動車両のテンショナーおよび電動自転車

(51)【国際特許分類】

   B62M 9/16 20060101AFI20181217BHJP

   B62M 6/70 20100101ALI20181217BHJP

【ＦＩ】

   B62M9/16 A

   B62M6/70

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-142795(P2014-142795)

(22)【出願日】2014年7月11日

(65)【公開番号】特開2016-16833(P2016-16833A)

(43)【公開日】2016年2月1日

【審査請求日】2017年6月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】特許業務法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川上 将史

(72)【発明者】

【氏名】横山 真作

【審査官】 結城 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１０００９６４９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２０１１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６６５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−９５２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−３４３８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｍ ９／１６

Ｂ６２Ｍ ６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転自在な一方の輪体と他方の輪体との間に巻回された無端状の回動自在な駆動力伝達部材と、駆動力伝達部材に補助駆動力を付加する駆動ユニットとを備え、
駆動ユニットが、駆動力伝達部材の巻回経路の内外いずれか一方側から駆動力伝達部材に歯合する回転自在な補助駆動用輪体と、補助駆動用輪体に回転駆動力を付与する電動機とを有し、
電動機によって回転駆動される出力軸に補助駆動用輪体が設けられている電動車両の駆動力伝達部材に張力を付与するテンショナーであって、
駆動ユニットに設けられた円筒状の固定軸に外嵌されて揺動軸心を中心に揺動自在なアームと、アームに設けられた回転自在な張力付与輪体と、付勢手段とを有し、
固定軸に出力軸が挿通され、
張力付与輪体は補助駆動用輪体と反対側から駆動力伝達部材に歯合し、
付勢手段は駆動力伝達部材の張力が増える方向へアームを付勢し、
アームの揺動軸心が補助駆動用輪体の回転軸心と同軸であることを特徴とする電動車両のテンショナー。

【請求項2】

アームが揺動軸心方向に変動するのを規制する変動規制手段が、固定軸の径方向における外側方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動車両のテンショナー。

【請求項3】

変動規制手段は、アームに形成された長孔と、アームの揺動軸心方向から長孔に挿通されて駆動ユニットに取り付けられた規制部材とを有し、
アームの長孔の周縁部がアームの揺動軸心方向において相対向する規制部材の一部と駆動ユニットの一部との間に嵌め込まれていることを特徴とする請求項２記載の電動車両のテンショナー。

【請求項4】

回転自在な一方の輪体と他方の輪体との間に巻回された無端状の回動自在な駆動力伝達部材と、駆動力伝達部材に補助駆動力を付加する駆動ユニットとを備え、
駆動ユニットが、駆動力伝達部材の巻回経路の内外いずれか一方側から駆動力伝達部材に歯合する回転自在な補助駆動用輪体と、補助駆動用輪体に回転駆動力を付与する電動機とを有する電動車両の駆動力伝達部材に張力を付与するテンショナーであって、
駆動ユニットに設けられて揺動軸心を中心に揺動自在なアームと、アームに設けられた回転自在な張力付与輪体と、付勢手段とを有し、
張力付与輪体は補助駆動用輪体と反対側から駆動力伝達部材に歯合し、
付勢手段は駆動力伝達部材の張力が増える方向へアームを付勢し、
アームの揺動軸心が補助駆動用輪体の回転軸心と同軸であり、
正規の補助駆動用輪体よりも大径の改造補助駆動用輪体を取付けて改造することを防止するための改造防止部材がアームに設けられ、
改造防止部材は、正規の補助駆動用輪体の外周端から径方向外側へ所定距離離間した状態で、径方向において正規の補助駆動用輪体の外周端に対向していることを特徴とする電動車両のテンショナー。

【請求項5】

駆動力伝達部材が補助駆動用輪体に巻き付いている範囲を示す角度を巻角度とすると、
付勢手段は、巻角度が増大する方向にアームが揺動するほど、付勢力が低下することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動車両のテンショナー。

【請求項6】

上記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のテンショナーを備えた電動自転車であって、一方の輪体はクランク軸と共に回転自在な前部スプロケットであり、
他方の輪体は後輪に設けられた後部スプロケットであることを特徴とする電動自転車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動車両のテンショナーおよび電動自転車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動車両の一例である電動自転車は、図１２，図１３に示すように、ペダル１０１に入力された人力駆動力（踏力）によって回転する前部スプロケット１０２と、後輪１０３に設けられた後部スプロケット１０４と、前部スプロケット１０２と後部スプロケット１０４との間に巻回されたチェン１０５と、チェン１０５に補助駆動力を付加する駆動ユニット１０６とを有するものがある。

【0003】

駆動ユニット１０６は、チェン１０５に歯合する補助駆動用スプロケット１０７と、補助駆動用スプロケット１０７を回転駆動するモータ（図示省略）と、チェン１０５に張力を付与するテンショナー１０９とを有している。

【0004】

補助駆動用スプロケット１０７は、モータに連動する出力軸１１４に設けられており、下位の巻回経路のチェン１０５に下方から歯合して、チェン１０５を持ち上げている。テンショナー１０９はアーム１１０と張力付与プーリー１１１とばね（図示省略）とを有している。アーム１１０は、支軸１１３を介して、上下揺動自在に駆動ユニット１０６に設けられている。張力付与プーリー１１１は、アーム１１０の遊端部に回転自在に設けられ、下位の巻回経路のチェン１０５に上方から歯合している。ばねは、アーム１１０を下向きに付勢している。

【0005】

これによると、ペダル１０１を踏むことにより前部スプロケット１０２が回転し、前部スプロケット１０２の回転がチェン１０５を介して後部スプロケット１０４に伝わり、後輪１０３が回転する。この際、ペダル１０１にかかる踏力に応じてモータが駆動することにより、補助駆動用スプロケット１０７が回転駆動し、補助駆動力が補助駆動用スプロケット１０７からチェン１０５を介して後部スプロケット１０４に伝わる。これにより、人力駆動力に補助駆動力が加味されて、後輪１０３が回転する。

【0006】

この時、アーム１１０はばねの付勢力によって下向きに付勢されているため、張力付与プーリー１１１は下位の巻回経路のチェン１０５を上方から下向きに押圧し、チェン１０５に最適な張力が付与され、チェン１０５の弛みを防止することができる。

【0007】

尚、上記のようなテンショナーを備えた電動自転車については、例えば下記特許文献１
に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００６−３４１７７４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら上記の従来形式では、アーム１１０の支軸１１３を補助駆動用スプロケット１０７の出力軸１１４から離間した位置に設けているため、テンショナー１０９の取付スペースが大きくなり、駆動ユニット１０６が大型化するといった問題がある。

【0010】

また、アーム１１０の支軸１１３は補助駆動用スプロケット１０７の出力軸１１４よりも下方で且つ駆動ユニット１０６の下端部に設けられているため、自転車で段差部を乗り越える等の際、駆動ユニット１０６が縁石等の障害物に衝突することがあり、このような場合、アーム１１０の支軸１１３が破損し易いといった問題がある。このような問題の対策として、アーム１１０の支軸１１３の径を太くして強度を上げることが考えられるが、支軸１１３の径を太くすると、駆動ユニット１０６がさらに大型化するといった問題がある。

【0011】

また、アーム１１０が支軸１１３を中心に上下に揺動する際、アーム１１０の単位揺動角度に対するチェン１０５の周長の変化量の比をテンショナーキャパシティーと定義すると、このテンショナーキャパシティーの数値を大きくすることは困難であった。

【0012】

本発明は、駆動ユニットを小型化でき、テンショナーキャパシティーを増大させることが可能な電動車両のテンショナーおよび電動自転車を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するために、本第１発明は、回転自在な一方の輪体と他方の輪体との間に巻回された無端状の回動自在な駆動力伝達部材と、駆動力伝達部材に補助駆動力を付加する駆動ユニットとを備え、
駆動ユニットが、駆動力伝達部材の巻回経路の内外いずれか一方側から駆動力伝達部材に歯合する回転自在な補助駆動用輪体と、補助駆動用輪体に回転駆動力を付与する電動機とを有し、
電動機によって回転駆動される出力軸に補助駆動用輪体が設けられている電動車両の駆動力伝達部材に張力を付与するテンショナーであって、
駆動ユニットに設けられた円筒状の固定軸に外嵌されて揺動軸心を中心に揺動自在なアームと、アームに設けられた回転自在な張力付与輪体と、付勢手段とを有し、
固定軸に出力軸が挿通され、
張力付与輪体は補助駆動用輪体と反対側から駆動力伝達部材に歯合し、
付勢手段は駆動力伝達部材の張力が増える方向へアームを付勢し、
アームの揺動軸心が補助駆動用輪体の回転軸心と同軸であるものである。

【0014】

これによると、アームの揺動軸心が補助駆動用輪体の回転軸心と同軸であるため、アームの揺動軸心の位置と補助駆動用輪体の回転軸心の位置とが異なっている場合に比べて、テンショナーの取付スペースが縮小され、これにより、駆動ユニットを小型化することができる。

【0015】

また、アームが揺動する際、アームの単位揺動角度に対する駆動力伝達部材の周長の変化量の比をテンショナーキャパシティーと定義すると、アームの揺動軸心が補助駆動用輪体の回転軸心と同軸であるため、アームが揺動しても、補助駆動用輪体の回転軸心から張力付与輪体の回転軸心までの距離は常に一定に保たれ、テンショナーキャパシティーが増大する。

【0016】

これにより、駆動力伝達部材が伸縮して周長が変化した場合、これに応じてアームが揺動することで、駆動力伝達部材の伸縮が吸収されるのであるが、このときの駆動力伝達部材の伸縮量に対するアームの揺動角度の変化量が小さくなるため、アームに作用する付勢手段の付勢力の変動も小さくなり、変動の少ない比較的安定した付勢力をアームに作用させることができる。

【0020】

また、アームの軸を円筒状の固定軸とすることにより、アームの軸の直径が太くなってアームの軸の剛性が向上し、電動車両が転倒したり或いは駆動ユニットが障害物に衝突しても、アームの軸の折損を防止することができる。

【0021】

また、出力軸が固定軸に挿通されているため、出力軸と固定軸とが同軸上に配置され、出力軸の位置とアームの軸の位置とが異なっている場合に比べて、テンショナーの取付スペースが縮小され、駆動ユニットを小型化することができ、見栄えも向上する。

【0022】

本第２発明における電動車両のテンショナーは、アームが揺動軸心方向に変動するのを規制する変動規制手段が、固定軸の径方向における外側方に設けられているものである。
これによると、アームが揺動軸心方向に変動するのを阻止することができるため、張力付与輪体がアームの揺動軸心方向に変動して駆動力伝達部材が張力付与輪体から離脱してしまうのを防止することができる。

【0023】

本第３発明における電動車両のテンショナーは、変動規制手段は、アームに形成された長孔と、アームの揺動軸心方向から長孔に挿通されて駆動ユニットに取り付けられた規制部材とを有し、
アームの長孔の周縁部がアームの揺動軸心方向において相対向する規制部材の一部と駆動ユニットの一部との間に嵌め込まれているものである。

【0024】

これによると、アームが揺動軸心を中心に揺動する際、長孔の周縁部が、規制部材の一部と駆動ユニットの一部との間に嵌め込まれた状態で、アームと一体に揺動軸心を中心に揺動する。これにより、アームが揺動軸心方向に変動するのを阻止することができる。

【0025】

本第４発明は、回転自在な一方の輪体と他方の輪体との間に巻回された無端状の回動自在な駆動力伝達部材と、駆動力伝達部材に補助駆動力を付加する駆動ユニットとを備え、
駆動ユニットが、駆動力伝達部材の巻回経路の内外いずれか一方側から駆動力伝達部材に歯合する回転自在な補助駆動用輪体と、補助駆動用輪体に回転駆動力を付与する電動機とを有する電動車両の駆動力伝達部材に張力を付与するテンショナーであって、
駆動ユニットに設けられて揺動軸心を中心に揺動自在なアームと、アームに設けられた回転自在な張力付与輪体と、付勢手段とを有し、
張力付与輪体は補助駆動用輪体と反対側から駆動力伝達部材に歯合し、
付勢手段は駆動力伝達部材の張力が増える方向へアームを付勢し、
アームの揺動軸心が補助駆動用輪体の回転軸心と同軸であり、
正規の補助駆動用輪体よりも大径の改造補助駆動用輪体を取付けて改造することを防止するための改造防止部材がアームに設けられ、
改造防止部材は、正規の補助駆動用輪体の外周端から径方向外側へ所定距離離間した状態で、径方向において正規の補助駆動用輪体の外周端に対向しているものである。

【0026】

これによると、正規の補助駆動用輪体を取り外して、正規の補助駆動用輪体よりも大径の改造補助駆動用輪体を取付けて改造しようとしても、改造補助駆動用輪体が改造防止部材に干渉するため、改造補助駆動用輪体を取付けることができず、これにより、不正な改造を防止することができる。

【0027】

本第５発明における電動車両のテンショナーは、駆動力伝達部材が補助駆動用輪体に巻き付いている範囲を示す角度を巻角度とすると、
付勢手段は、巻角度が増大する方向にアームが揺動するほど、付勢力が低下するものである。
これによると、巻角度が増大する方向にアームが揺動した場合、付勢手段の付勢力が低下するため、駆動力伝達部材と補助駆動用輪体との摩擦抵抗の増大が抑制され、駆動力の伝達効率の低下や騒音の増大が抑えられる。また、反対に、巻角度が減少する方向にアームが揺動した場合、付勢手段の付勢力が増大するため、駆動力伝達部材に歯合する補助駆動用輪体の歯数が少なくても、補助駆動用輪体が駆動力伝達部材に十分に歯合し、歯飛び現象の発生を防止することができる。
本第６発明は、上記第１発明から第５発明のいずれか１項に記載のテンショナーを備えた電動自転車であって、一方の輪体はクランク軸と共に回転自在な前部スプロケットであり、
他方の輪体は後輪に設けられた後部スプロケットであるものである。

【発明の効果】

【0028】

以上のように本発明によると、アームの揺動軸心が補助駆動用輪体の回転軸心と同軸であるため、テンショナーの取付スペースが縮小され、駆動ユニットを小型化することができる。また、テンショナーキャパシティーを増大させることができるため、駆動力伝達部材が伸縮して周長が変化しても、変動の少ない比較的安定した付勢力をアームに作用させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１の実施の形態における電動自転車の後半分の側面図である。

【図2】同、電動自転車のチェンとテンショナーの側面図であり、チェンの周長が収縮した状態を示す。

【図3】同、電動自転車のチェンとテンショナーの側面図であり、チェンの周長が伸長した状態を示す。

【図4】同、電動自転車の駆動ユニットとテンショナーとの横断面図である。

【図5】同、電動自転車の駆動ユニットとテンショナーとの一部拡大横断面図である。

【図6】図４におけるＸ−Ｘ矢視図である。

【図7】同、電動自転車のテンショナーの拡大側面図である。

【図8】同、電動自転車の補助駆動用スプロケットと張力付与プーリーから発生する騒音のグラフである。

【図9】従来の電動自転車の補助駆動用スプロケットと張力付与プーリーから発生する騒音のグラフである。

【図10】本発明の第２の実施の形態における電動自転車の駆動ユニットとテンショナーとの一部拡大横断面図である。

【図11】本発明の第３の実施の形態における電動自転車の駆動ユニットとテンショナーとの一部拡大横断面図である。

【図12】従来の電動自転車の後半分の側面図である。

【図13】同、電動自転車の駆動ユニットとテンショナーとの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は電動車両の一例である電動自転車であって、電動自転車１は、ペダル４を踏むことによって回転するクランク軸５と、クランク軸５と共に回転自在な前部スプロケット６（一方の輪体の一例）と、後輪７に設けられた後部スプロケット８（他方の輪体の一例）と、前部スプロケット６と後部スプロケット８との間に巻回された無端状の回動自在なチェン９（駆動力伝達部材の一例）と、チェン９に補助駆動力を付加する駆動ユニット１０とを備えている。

【0031】

尚、クランク軸５と前部スプロケット６との間には一方向クラッチ１２（図４参照）が設けられている。クランク軸５が一方向Ｃ（図２参照）へ回転すると、クランク軸５から前部スプロケット６への回転力伝達経路が一方向クラッチ１２によりつながり、前部スプロケット６がクランク軸５と共に回転する。また、クランク軸５が反対方向へ回転すると、クランク軸５から前部スプロケット６への回転力伝達経路が一方向クラッチ１２により遮断され、クランク軸５と前部スプロケット６とが個別に回転可能な状態になる。

【0032】

図２〜図６に示すように、駆動ユニット１０は、車体フレーム２に設けられており、チェン９の巻回経路の下方外側（一方側の一例）からチェン９に歯合する回転自在な補助駆動用スプロケット１５（補助駆動用輪体の一例）と、補助駆動用スプロケット１５に回転駆動力を付与する電動機１６と、ケース１７と、チェン９に張力を付与するテンショナー１８と、ペダル４にかかる踏力を検出するトルクセンサ（図示省略）とを有している。

【0033】

補助駆動用スプロケット１５は出力軸２０に設けられ、出力軸２０は減速用歯車２１を介して電動機１６の回転駆動軸２２に連動する。尚、出力軸２０と減速用歯車２１との間には一方向クラッチ２３が設けられている。電動機１６が駆動している際、減速用歯車２１から出力軸２０への回転力伝達経路が一方向クラッチ２３によってつながり、電動機１６の回転駆動力が減速用歯車２１から出力軸２０を経て補助駆動用スプロケット１５に伝えられる。また、電動機１６が停止している際、上記回転力伝達経路が一方向クラッチ２３によって遮断され、電動機１６側の負荷がチェン９に作用することを防いでいる。

【0034】

電動機１６と減速用歯車２１とはケース１７内に収納されている。
テンショナー１８は、駆動ユニット１０に設けられて左右方向（車幅方向）の揺動軸心２５を中心に上下揺動自在なアーム２６と、アーム２６の遊端部に設けられた回転自在な張力付与プーリー２７（張力付与輪体の一例）と、捻りコイルばね２８（付勢手段の一例）とを有している。

【0035】

駆動ユニット１０のケース１７の一側面には、内外に貫通する孔部３０が形成され、孔部３０には、円筒状の固定軸３１が嵌入されてケース１７に固定されている。出力軸２０はケース１７内に回転自在に保持され、出力軸２０の先端部が固定軸３１に挿通されて外側方へ突出している。アーム２６の基端部は揺動自在に固定軸３１に外嵌されており、アーム２６の揺動軸心２５が補助駆動用スプロケット１５の回転軸心３７と同軸である。

【0036】

アーム２６は、左右一対の板部材３３，３４と、両板部材３３，３４間に連結された連結部材３５とを有している。張力付与プーリー２７は、両板部材３３，３４間に設けられており、チェン９の巻回経路の上方内側（反対側の一例）からチェン９に歯合する。

【0037】

捻りコイルばね２８は、アーム２６を下向き（チェン９の張力が増える方向の一例）に揺動するように付勢しており、固定軸３１に外嵌されて、アーム２６の基端部とケース１７との間に保持されている。捻りコイルばね２８の一端部はアーム２６に形成された孔３８（図６参照）に係止され、他端部（図示省略）はケース１７に形成された孔（図示省略）に係止されている。

【0038】

尚、図７に示すように、チェン９が補助駆動用スプロケット１５に巻き付いている範囲を示す角度を巻角度Ａとすると、捻りコイルばね２８は、アーム２６が下向き（巻角度Ａが増大する方向の一例）に揺動するほど、付勢力が低下するように構成されている。

【0039】

図４〜図６に示すように、固定軸３１の径方向における外側方には、アーム２６が揺動軸心２５の方向Ｂ（左右方向）に変動するのを規制する変動規制手段４０が設けられている。変動規制手段４０は、アーム２６の一方の板部材３３に形成された長孔４１と、揺動軸心２５の方向Ｂから長孔４１に挿通されてケース１７に取り付けられた規制用ねじ４２（規制部材の一例）とを有している。

【0040】

尚、長孔４１は、揺動軸心２５を中心とした円弧形状の孔であり、アーム２６の揺動方向に長い。長孔４１の周縁部４１ａが揺動軸心２５の方向Ｂにおいて相対向する規制用ねじ４２の頭部４２ａ（規制部材の一部の一例）とケース１７のボス部１７ａ（駆動ユニットの一部の一例）との間に嵌め込まれている。

【0041】

また、アーム２６の連結部材３５は、正規の補助駆動用スプロケット１５よりも大径の改造補助駆動用スプロケット５０（改造補助駆動用輪体の一例）を取付けて改造することを防止するための改造防止部材の一例である。尚、連結部材３５は、正規の補助駆動用スプロケット１５の外周端から径方向外側へ所定距離Ｄだけ離間した状態で、径方向において正規の補助駆動用スプロケット１５の外周端に対向している。

【0042】

以下、上記構成における作用を説明する。
図１に示すように、ペダル４を踏むことにより前部スプロケット６が回転し、前部スプロケット６の回転がチェン９を介して後部スプロケット８に伝わり、後輪７が回転する。この際、ペダル４にかかる踏力がトルクセンサにより検出され、この検出値に基いて図２および図４に示すように、電動機１６が駆動し、補助駆動用スプロケット１５が回転駆動し、補助駆動力が補助駆動用スプロケット１５からチェン９を介して後部スプロケット８に伝えられる。これにより、人力駆動力に補助駆動力が加味されて、後輪７が回転する。

【0043】

この際、チェン９の回動に伴って張力付与プーリー２７が回転する。また、アーム２６は捻りコイルばね２８の付勢力によって下向きに付勢されているため、張力付与プーリー２７は下位の巻回経路のチェン９を上方から下向きに押圧し、チェン９に最適な張力が付与され、チェン９の弛みが防止されている。

【0044】

図２〜図４および図６に示すように、アーム２６の揺動軸心２５が補助駆動用スプロケット１５の回転軸心３７と同軸であるため、アーム２６の揺動軸心２５の位置と補助駆動用スプロケット１５の回転軸心３７の位置とが異なっている場合に比べて、テンショナー１８の取付スペースが縮小され、これにより、駆動ユニット１０を小型化することができる。

【0045】

図４，図６に示すように、アーム２６が上下に揺動しても、補助駆動用スプロケット１５の回転軸心３７から張力付与プーリー２７の回転軸心４４までの距離Ｅは常に一定に保たれるので、テンショナーキャパシティーが増大する。

【0046】

これにより、チェン９が伸縮してチェン９の周長が変化した場合、これに応じてアーム２６が図２および図３に示すように上下に揺動することで、チェン９の伸縮が吸収されるのであるが、このときのチェン９の伸縮量に対するアーム２６の揺動角度の変化量が小さくなるため、アーム２６に作用する捻りコイルばね２８の付勢力の変動も小さくなり、変動の少ない比較的安定した付勢力をアーム２６に常時作用させることができる。

【0047】

例えば、本第１の実施の形態の電動自転車１を図１２，図１３に示した従来の電動自転車と同サイズにし、本第１の実施の形態の補助駆動用スプロケット１５および張力付与プーリー２７を上記従来の補助駆動用スプロケット１０７および張力付与プーリー１１１と同一部品とし、本第１の実施の形態のアーム２６の揺動軸心２５から張力付与プーリー２７の回転軸心４４までの距離Ｅ（図４，図６参照）を上記従来のアーム１１０の揺動軸心から張力付与プーリー１１１の回転軸心までの距離Ｆ（図１３参照）と同一にした場合、本第１の実施の形態では、図３に示すようにチェン９が伸長したときの周長が４４０ｍｍとなり、図２に示すようにチェン９が収縮したときの周長が４０４ｍｍとなり、チェン９が伸長したときと収縮したときとのアーム２６の揺動角度が２８°であった（すなわち、図２に示したアーム２６の角度と図３に示したアーム２６角度との差が２８°であった）。この場合のテンショナーキャパシティーは以下の計算式により求められる。
（４４０−４０４）／２８＝１．２９ｍｍ／°
一方、従来のものでは、チェン１０５が伸長したときの周長が４３１ｍｍとなり、チェン１０５が収縮したときの周長が４２２ｍｍとなり、チェン１０５が膨張したときと収縮したときとのアーム１１０の揺動角度が２０°であった。この場合のテンショナーキャパシティーは以下の計算式により求められる。
（４３１−４２２）／２０＝０．４５ｍｍ／°
これにより、本第１の実施の形態におけるテンショナーキャパシティーが従来の形態におけるテンショナーキャパシティーよりも増大することが確認された。

【0048】

図７に示すように、チェン９が伸びてチェン９の周長が伸長し、アーム２６が下向きに揺動するほど巻角度Ａが増大するが、捻りコイルばね２８の付勢力が低下するため、チェン９と補助駆動用スプロケット１５との摩擦抵抗の増大が抑制され、駆動力の伝達効率の低下や騒音の増大が抑えられる。

【0049】

反対に、図２に示すように、チェン９が収縮してチェン９の周長が短縮し、アーム２６が上向きに揺動するほど巻角度Ａが減少するが、捻りコイルばね２８の付勢力が増大するため、チェン９に歯合する補助駆動用スプロケット１５の歯数が少なくても、補助駆動用スプロケット１５がチェン９に十分に歯合し、歯飛び現象の発生を防止することができる。

【0050】

図４〜図６に示すように、アーム２６の軸を円筒状の固定軸３１とすることにより、アーム２６の軸すなわち固定軸３１の直径が太くなって固定軸３１の剛性が向上する。従って、電動自転車１が転倒したり或いは駆動ユニット１０が縁石等の障害物に衝突しても、アーム２６の固定軸３１の折損を防止することができる。

【0051】

また、出力軸２０が固定軸３１に挿通されているため、出力軸２０と固定軸３１とが同軸上に配置され、出力軸２０の位置と固定軸３１の位置とが異なっている場合に比べて、テンショナー１８の取付スペースが縮小され、駆動ユニット１０を小型化することができ、見栄えも向上する。

【0052】

図４〜図６に示すように、アーム２６が上下に揺動する際、長孔４１の周縁部４１ａが、規制用ねじ４２の頭部４２ａとケース１７のボス部１７ａとの間に嵌め込まれた状態で、アーム２６と一体に上下に揺動する。これにより、アーム２６が揺動軸心２５の方向Ｂ（左右方向）に変動するのを阻止することができるため、張力付与プーリー２７が揺動軸心２５の方向Ｂに変動してチェン９が張力付与プーリー２７から離脱してしまうのを防止することができる。

【0053】

また、電動自転車１のユーザー等が正規の補助駆動用スプロケット１５を出力軸２０から取り外して、図４および図５の各仮想線で示すように、正規の補助駆動用スプロケット１５よりも大径の改造補助駆動用スプロケット５０を出力軸２０に取付けて改造しようとしても、改造補助駆動用スプロケット５０がアーム２６の連結部材３５に干渉するため、改造補助駆動用スプロケット５０を取付けることができない。これにより、不正な改造を防止することができる。

【0054】

また、電動自転車１を走行させ、チェン９が回動し、補助駆動用スプロケット１５と張力付与プーリー２７とが回転している際、補助駆動用スプロケット１５と張力付与プーリー２７とからそれぞれ騒音が発生する。図８のグラフ（ａ）は補助駆動用スプロケット１５から発生する騒音の時間と振幅の関係を示し、グラフ（ｂ）は張力付与プーリー２７から発生する騒音の時間と振幅の関係を示している。ここで、補助駆動用スプロケット１５の回転軸心３７から張力付与プーリー２７の回転軸心４４までの距離Ｅ（図４参照）が増減すると、グラフ（ｂ）の騒音の波形の山と谷の位置が、グラフ（ａ）の騒音の波形の山と谷の位置に対して、時間軸方向へずれる。これにより、グラフ（ｂ）の山の位置がグラフ（ａ）の谷の位置に重なるとともにグラフ（ｂ）の谷の位置がグラフ（ａ）の山の位置に重なるような一定距離に、上記距離Ｅを設定することができる。このように、上記距離Ｅを一定距離に設定して製作することにより、アーム２６が上下に揺動しても、補助駆動用スプロケット１５の回転軸心３７と張力付与プーリー２７の回転軸心４４との間の距離Ｅは常に上記一定距離に保たれるので、グラフ（ｃ）に示すように、山と谷とが重なって騒音の値がほぼ平均化される。

【0055】

これに対して従来のものでは、図１３に示すように、アーム１１０が上下に揺動した場合、補助駆動用スプロケット１０７の回転軸心と張力付与プーリー１１１の回転軸心との間の距離Ｇは、一定ではなく、様々に変化する。従って、図９に示すように、補助駆動用スプロケット１０７から発生する騒音のグラフ（ａ）の波形と張力付与プーリー１１１から発生する騒音のグラフ（ｂ）の波形との山同士の位置が重なるとともに谷同士の位置が重なる場合があり、この場合、グラフ（ｃ）に示すように騒音の波形の山が増大する虞があり、騒音が周期的に大きくなる可能性があった。

【0056】

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、図１０に示すように、アーム２６は、左右一対の板部材３３，３４と、両板部材３３，３４を連結するねじ部材５５（締結部材の一例）と、両板部材３３，３４の間隔を一定間隔に維持する間隔維持部材５６とを有している。間隔維持部材５６は他方の板部材３４に設けられ、ねじ部材５５は他方の板部材３４から間隔維持部材５６内に挿通されて一方の板部材３３に螺合されている。

【0057】

また、他方の板部材３４の基端部には円環状の保持部材５７が設けられている。出力軸２０の先端部は保持部材５７内に挿入され、出力軸２０の先端部外周面と保持部材５７の内周面との間には軸受部材５８が設けられている。

【0058】

以下、上記構成における作用を説明する。
アーム２６に外力が作用した場合、この外力は、アーム２６の一方の板部材３３から固定軸３１を介してケース１７で受けられるとともに、他方の板部材３４から軸受部材５８を介して出力軸２０で受けられる。このように、アーム２６に作用した外力が分散して受けられるため、固定軸３１に応力が集中することはなく、固定軸３１の損傷を防止することができる。また、軸受部材５８を設けたことにより、アーム２６の上下の揺動がスムーズになる。

【0059】

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、図１１に示すように、アーム２６の他方の板部材３４の基端部には円柱状のピン６１が取付けられている。また、出力軸２０の先端面には孔部６２が形成されており、孔部６２には嵌め輪６３（ブッシュ）が嵌め込まれている。ピン６１は嵌め輪６３に挿入されている。尚、アーム２６の揺動軸心２５と補助駆動用スプロケット１５の回転軸心３７とピン６１の軸心とは同軸である。

【0060】

以下、上記構成における作用を説明する。
アーム２６に外力が作用した場合、この外力は、アーム２６の一方の板部材３３から固定軸３１を介してケース１７で受けられるとともに、他方の板部材３４からピン６１と嵌め輪６３とを介して出力軸２０で受けられる。このように、アーム２６に作用した外力が分散して受けられるため、固定軸３１に応力が集中することはなく、固定軸３１の損傷を防止することができる。

【0061】

上記各実施の形態では、図２に示すように、補助駆動用スプロケット１５が下方外側からチェン９に歯合し、張力付与プーリー２７が上方内側からチェン９に歯合しているが、補助駆動用スプロケット１５が上方内側からチェン９に歯合し、張力付与プーリー２７が下方外側からチェン９に歯合してもよい。

【0062】

上記各実施の形態では、駆動力伝達部材の一例としてチェン９を用いたが、ベルトを用いてもよい。
上記各実施の形態では、付勢手段の一例として捻りコイルばね２８を用いたが、捻りコイルばね２８以外の種類のばねを用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明は、テンショナーを備えた電動車両として電動自転車を挙げたが、電動自転車に限定されるものではなく、電動自転車以外の電動車両にも適用可能である。

【符号の説明】

【0064】

１ 電動自転車（電動車両）
５ クランク軸
６ 前部スプロケット（一方の輪体）
７ 後輪
８ 後部スプロケット（他方の輪体）
９ チェン（駆動力伝達部材）
１０ 駆動ユニット
１５ 補助駆動用スプロケット（補助駆動用輪体）
１６ 電動機
１７ａ ボス部（駆動ユニットの一部）
１８ テンショナー
２０ 出力軸
２５ 揺動軸心
２６ アーム
２７ 張力付与プーリー（張力付与輪体）
２８ 捻りコイルばね（付勢手段）
３１ 固定軸
３５ 連結部材（改造防止部材）
３７ 回転軸心
４０ 変動規制手段
４１ 長孔
４１ａ 長孔の周縁部
４２ 規制用ねじ（規制部材）
４２ａ 頭部（規制部材の一部）
５０ 改造補助駆動用スプロケット（改造補助駆動用輪体）
Ａ 巻角度
Ｂ 揺動軸心方向
Ｄ 所定距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】