特許 7663874 電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-09

(45)【発行日】2025-04-17

(54)【発明の名称】電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B62M 6/55 20100101AFI20250410BHJP

【ＦＩ】

B62M6/55

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2024008376

(22)【出願日】2024-01-24

【審査請求日】2024-01-24

(73)【特許権者】

【識別番号】524031980

【氏名又は名称】波壯科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｅｎｅｒｓｔｒｏ Ｔｅｃｈ． Ｃｏｒｐ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．３７，Ｓｅｃ．３，Ｙｕｎｋｅ Ｒｄ．，Ｄｏｕｌｉｕ Ｃｉｔｙ，Ｙｕｎｌｉｎ Ｃｏｕｎｔｙ ６４０，Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100185694

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 隆志

(72)【発明者】

【氏名】林柏儒

【審査官】中川 隆司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２１４１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１６９２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０３５１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３７２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５１４６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６６６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２３／２４８８５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１７７０６１６１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１１３３８１５４９（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許第０６４６８１７８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｍ ６／５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つのモータ（１０）と、１つの遊星ギア群（１２）と、１つの環状支持部材（１８）と、１本の左軸（２４）と、１本の右軸（２６）と、１つの第１のクラッチ（１４）と、１つの第２のクラッチ（１６）とを備える、電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置であって、
前記モータ（１０）は、１台の自転車の１つのボトムブラケット内に設けるとともに、１つの管状コア（２２）を有し、前記管状コア（２２）は、１つの小径段部（２３）を有し、
前記遊星ギア群（１２）は、前記管状コア（２２）の小径段部（２３）に設けた１つの小型の太陽歯車（３６）を有し、
前記環状支持部材（１８）は、少なくとも１つのスプロケットと接続し、
前記左軸（２４）は、前記管状コア（２２）に挿通するとともに、一方のクランクと接続した１つの左端（２８）と、１つの右端（３０）と、前記管状コア（２２）の小径段部（２３）に挿通する１つの小径段部（３４）とを有し、右端（３０）は、左端（２８）より小さく、
前記右軸（２６）は、他方のクランクと接続する１つの右端（３８）と、前記左軸（２４）の右端（３０）と接続する１つの左端（４０）とを有し、前記左軸（２４）と前記右軸（２６）とを一緒に回転させ、
前記第１のクラッチ（１４）は、前記遊星ギア群（１２）と前記環状支持部材（１８）との間に配設し、
前記第２のクラッチ（１６）は、前記右軸（２６）と前記遊星ギア群（１２）との間に配設することを特徴とする、電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置。

【請求項2】

前記左軸（２４）の前記右端（３０）は、形状が立方体であり、
前記右軸（２６）の前記左端（４０）は、前記左軸（２４）の方形状の前記右端（３０）を収容する１つの方形孔（４２）を有することを特徴とする請求項１に記載の電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自転車に関し、特に、電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置は、１つのモータ、１つの遊星ギア群、２つのクラッチ、１つの環状支持部材及びクランクシャフト群を備える。モータは自転車のボトムブラケットの中に配設する。モータは、管状コアを有する。遊星ギアは、管状コアに設けた太陽歯車を有する。クランクシャフト群は、１本の軸及び２本のクランクを有する。軸は管状コアに挿設するが、両者は互いに接続せず、軸が管状コアに対して回転可能である。第１のクラッチは、管状コアと環状支持部材との間に設ける。第２のクラッチは、環状支持部材と軸との間に設ける。環状支持部材は、少なくとも１枚のスプロケットに接続する。スプロケットは、チェーンを介して少なくとも１つのフライホイールに接続する。フライホイールは、自転車の１つの後輪に接続する。

【0003】

簡易な遊星ギアの減速比を求める計算方式は、１つの内歯リングの歯数を、太陽歯車の歯数で除算して得た数字に固定係数１を加算する。内歯リングの歯数は固定され、減速比は太陽歯車の歯数により決められる。

【0004】

上述した軸を管状コアに挿通する。管状コアには、太陽歯車を載置する。軸の直径は、管状コアの内外２つの直径を決める。管状コアの外径は、太陽歯車の内外２つの直径（即ち歯数）を決める。２本のクランクを組み合わせるため、軸の直径は固定する。太陽歯車の歯数が固定されているため、減速比は固定される。しかし、これは内歯リングを大きくするのでなければ、好ましくない構造設計であった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、小型であるか、好ましい減速比の電力アシストを電動アシスト自転車に提供する、電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

こうした現状に鑑み、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、従来技術の問題点を改善し、本発明を完成させたものである。すなわち、上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、１つのモータ（１０）と、１つの遊星ギア群（１２）と、１つの環状支持部材（１８）と、１本の左軸（２４）と、１本の右軸（２６）と、１つの第１のクラッチ（１４）と、１つの第２のクラッチ（１６）とを備える、電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置であって、前記モータ（１０）は、１台の自転車の１つのボトムブラケット内に設けるとともに、１つの管状コア（２２）を有し、前記管状コア（２２）は、１つの小径段部（２３）を有し、前記遊星ギア群（１２）は、前記管状コア（２２）の小径段部（２３）に設けた１つの小型の太陽歯車（３６）を有し、前記環状支持部材（１８）は、少なくとも１つのスプロケットと接続し、前記左軸（２４）は、前記管状コア（２２）に挿通するとともに、１本のクランクと接続した１つの左端（２８）と、１つの右端（３０）と、前記管状コア（２２）の小径段部（２３）に挿通する１つの小径段部（３４）とを有し、右端（３０）は、左端（２８）より小さく、前記右軸（２６）は、他方のクランクと接続する１つの右端（３８）と、前記左軸（２４）の右端（３０）と接続する１つの左端（４０）とを有し、前記左軸（２４）と前記右軸（２６）とを一緒に回転させ、前記前記第１のクラッチ（１４）は、前記遊星ギア群（１２）と前記環状支持部材（１８）との間に配設し、前記第２のクラッチ（１６）は、前記右軸（２６）と前記遊星ギア群（１２）との間に配設することを特徴とする、電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置を提供する。

【0007】

前記左軸（２４）の前記右端（３０）は、形状が立方体であり、前記右軸（２６）の前記左端（４０）は、前記左軸（２４）の方形状の前記右端（３０）を収容する１つの方形孔（４２）を有することが好ましい。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置は、小型であるか、好ましい減速比の電力アシストを電動アシスト自転車に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の一実施例に係る電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１の電力アシスト駆動装置を示す分解斜視図である。

【図3】図３は、図１の電力アシスト駆動装置を示す断面図である。

【図4】図４は、電力アシスト駆動装置のクラッチを切った状態を示す正面図である。

【図5】図５は、電力アシスト駆動装置のクラッチをつないだ状態を示す正面図である。

【図6】図６は、電力アシスト駆動装置のもう一つのクラッチを切った状態を示す正面図である。

【図7】図７は、電力アシスト駆動装置のもう一つのクラッチをつないだ状態を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施例について図に基づいて説明する。図面で用いられる同一又は類似した構造又はユニットには同一の符号を付してある。勿論、上述した実施例とは本発明の一実施例であり、全ての実施例を表すわけではない。上述した実施例に基づいた代替実施例を得るか、必要に応じて変更、修正した構造を得てもよく、それらは本発明の保護範囲に含まれる。

【0011】

なお、以降の説明において、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“後”、 “内”、“外”、“側面”などの方向を表す用語は、単に図面の方向を示すものである。方向を表す用語は、より明白に説明して本願が理解し易いようにするものであり、装置又は部材を必ずしも特定の方向、構造にしたり操作したりすることを指示したり暗示したりするものではなく、本願の技術内容を何ら制限するものではない。

【0012】

特定されるか明確に規格及び限定されていない限り、以下で述べる「装着」、「連接」、「接続」又は「～上に設けられる」は広い意味で理解されるべきであり、例えば、固定接続、着脱可能に接続、一体的接続、機械的接続、直接接続、間接接続、２つの部材内部の接続などの意味も含まれ、当業者は知識又は経験に基づいて各実施例中の上述した用語又は本願の具体的な含意を理解するべきである。

【0013】

また、別途説明していない限り、以下で述べる「多数個」とは、２個又は２個以上を表す。

【0014】

図１～図３を参照する。図１～図３に示すように、本発明の一実施例に係る電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置は、１つのモータ１０と、１つの遊星ギア群１２と、２つのクラッチ１４，１６と、１つの環状支持部材１８と、クランクシャフト群とを有する。モータ１０は、１台の自転車の１つのボトムブラケット（図示せず）内に設ける。モータ１０は、１つのハウジング２０と、１つの管状コア２２と、１組の磁石群（図示せず）と、１組のコイルとを有する。ハウジング２０は、管状コア２２、磁石及びコイルを収容する。磁石は、管状コア２２に付着する。管状コア２２は、１つの小径段部２３を有する。

【0015】

遊星ギア群１２は、管状コア２２の小径段部２３に設けた１つの太陽歯車３６を有する。

【0016】

クランクシャフト群は、１本の左軸２４及び１本の右軸２６を有する。左軸２４は、管状コア２２に挿通するが、両者は互いに接続しない。左軸２４は、管状コア２２に対して回転可能である。クラッチ１４は、管状コア２２と環状支持部材１８との間に配設する。クラッチ１６は、環状支持部材１８と右軸２６との間に配設する。環状支持部材１８は、少なくとも１枚のスプロケット（図示せず）と接続する。スプロケットは、チェーン（図示せず）を介して少なくとも１つのフライホイール（図示せず）と接続する。フライホイールは、自転車の１つの後輪（図示せず）に接続する。

【0017】

左軸２４は、１つの左端２８と、１つの右端３０と、大径段部３２と、小径段部３４とを有する。大径段部３２は、左端２８に隣り合う。左端２８及び右端３０の形状は立方体である。左端２８は、左クランクの方形孔（図示せず）に挿入可能である。小径段部３４は、右端３０に近接するように配置する。大径段部３２と小径段部３４とは互いに隣り合う。大径段部３２の直径は、一般のクランクシャフトの直径に等しい。小径段部３４の直径は、一般のクランクシャフトの直径より小さい。

【0018】

左軸２４の小径段部３４は、管状コア２２の小径段部２３に挿通する。左軸２４の小径段部３４及び管状コア２２の小径段部２３は、太陽歯車３６の直径が一般の電力アシスト駆動装置の遊星ギア群の太陽歯車の直径より小さいことを許容する。そのため、遊星ギア群１２は、一般の電力アシスト駆動装置の遊星ギア群と比べて好ましい減速比が得られる。

【0019】

右軸２６は、１つの右端３８及び１つの左端４０を有する。右端３８は、１本の右クランクの方形孔（図示せず）に挿入する。右軸２６の左端４０は、左軸２４の右端３０に収納する１つの方形孔４２を有する。そのため、右軸２６は、左軸２４に対して回転せず、両者は一緒に回転するのみである。

【0020】

図２、図３及び図６を参照する。図２、図３及び図６に示すように、クラッチ１４は、遊星ギア群１２の１つの枠体４４、複数の鋼球４６、複数のばね４８及び１つのリング５０から構成される。枠体４４は、１つの中心孔５２と、複数の溝部５４と、複数の周辺孔５６とを有する。中心孔５２は、各溝部５４とそれぞれ連通する。各溝部５４は、隣り合う周辺孔５６と連通する。各溝部５４は、中心孔５２から、対応する周辺孔５６にかけて広がる。中心孔５２は、リング５０を収容する。各溝部５４は、１つの鋼球４６を収容する。各周辺孔５６は、単一のばね４８を収容する。

【0021】

リング５０の右側は、１つの非円形部５８を有する。環状支持部材１８の左側は、非円形部５８を収容する１つの非円形孔６０を有する。そのため、リング５０は、環状支持部材１８に対して回転することがなく、両者は一緒に回転しかしない。他の実施例では、リング５０と環状支持部材１８とは一体成形可能である。

【0022】

図２及び図４を参照する。図２及び図４に示すように、クラッチ１６は、複数の歯６２と、複数の爪６４とにより構成する。複数の歯６２は、環状支持部材１８の内側に成形する。複数の爪６４は、右軸２６に枢着し、複数の爪６４は右軸２６から弾性力により外方向に拡張する。各爪６４は、１つの歯６２にそれぞれ当接可能である。

【0023】

動作していないとき、クラッチ１４及びクラッチ１６は、切れた状態にある（図４及び図６を参照する）。

【0024】

人力のみ用いるとき、クラッチ１６は、つながれた状態にあり（図５を参照する）、クラッチ１４は、切れた状態にある。

【0025】

電力のみ用いるとき、クラッチ１４は、つながれた状態にあり（図７を参照する）、クラッチ１６は、切れた状態にある（図４を参照する）。

【0026】

人力及び電力を用いるとき、クラッチ１６は、つながれた状態にあり（図５を参照する）、クラッチ１４は、つながれた状態にある（図７を参照する）。

【0027】

クラッチ１４，１６については、従来技術に属するため、ここでは詳説しない。

【0028】

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0029】

１０ モータ
１２ 遊星ギア群
１４ クラッチ
１６ クラッチ
１８ 環状支持部材
２０ ハウジング
２２ 管状コア
２３ 小径段部
２４ 左軸
２６ 右軸
２８ 左端
３０ 右端
３２ 大径段部
３４ 小径段部
３６ 太陽歯車
３８ 右端
４０ 左端
４２ 方形孔
４４ 枠体
４６ 鋼球
４８ ばね
５０ リング
５２ 中心孔
５４ 溝部
５６ 周辺孔
５８ 非円形部
６０ 非円形孔
６２ 歯
６４ 爪

【要約】

【課題】小型であるか、好ましい減速比の電力アシストを電動アシスト自転車に提供する、電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置を提供する。
【解決手段】
本発明の電動アシスト自転車の電力アシスト駆動装置は、１つのモータ１０と、１つの遊星ギア群１２と、１つの環状支持部材１８と、１本の左軸２４と、１本の右軸２６と、１つの第１のクラッチ１４と、１つの第２のクラッチ１６とを備える。モータは、１台の自転車の１つのボトムブラケット内に設けるとともに、１つの管状コア２２を有する。管状コアは、１つの小径段部２３を有する。遊星ギア群は、管状コアの小径段部に設けた１つの小型の太陽歯車３６を有する。環状支持部材は、少なくとも１つのスプロケットと接続する。左軸は、管状コアに挿通するとともに、１本のクランクと接続した１つの左端２８と、１つの右端３０と、管状コアの小径段部に挿通する１つの小径段部３４とを有する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】