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公開番号2025101967
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219090
出願日2023-12-26
発明の名称電動アシスト自転車用駆動装置
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類B62M 6/45 20100101AFI20250701BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】電動アシスト自転車を操作する操作者にとっての快適性を高め易い電動アシスト自転車用駆動装置を実現する。
【解決手段】電動アシスト自転車用駆動装置10が、人力駆動力が入力される入力部材21と、車輪に駆動連結される出力部材61と、第1ロータRm1を備えた第1回転電機MG1と、第2ロータRm2を備えた第2回転電機MG2と、第1回転要素41、第2回転要素42、及び第3回転要素43を有し、第1回転要素41、第2回転要素42、及び第3回転要素43の回転速度の順が記載の順となるように構成された分配用差動歯車機構40と、を備え、第1回転要素41が、第1ロータRm1に駆動連結され、第2回転要素42が、入力部材21に駆動連結され、第3回転要素43が、出力部材61及び第2ロータRm2に駆動連結されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電動アシスト自転車の車体フレームに取り付けられ、人力駆動力に補助駆動力を加えて車輪に伝達する電動アシスト自転車用駆動装置であって、
前記人力駆動力が入力される入力部材と、
前記車輪に駆動連結される出力部材と、
第１ロータを備えた第１回転電機と、
第２ロータを備えた第２回転電機と、
第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を備え、前記第１回転要素、前記第２回転要素、及び前記第３回転要素の回転速度の順が記載の順となるように構成された分配用差動歯車機構と、を備え、
前記第１回転要素が、前記第１ロータに駆動連結され、
前記第２回転要素が、前記入力部材に駆動連結され、
前記第３回転要素が、前記出力部材及び前記第２ロータに駆動連結されている、電動アシスト自転車用駆動装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１回転電機を駆動する第１インバータと、
前記第２回転電機を駆動する第２インバータと、
前記第１インバータと前記第２インバータとの双方に電気的に接続された蓄電装置と、
前記第１インバータ及び前記第２インバータを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、第１モード、第２モード、第３モードの内の少なくとも２つのモードを有し、その内の１つを選択的に実行するように構成され、
前記第１モードでは、前記第１回転電機が発電を行い、当該発電により得られた電力を前記蓄電装置に供給し、前記第２回転電機が前記蓄電装置の電力を用いて力行することで前記補助駆動力を発生させ、
前記第２モードでは、少なくとも前記第２回転電機が発電を行い、当該発電により得られた電力を前記蓄電装置に供給すると共に、当該発電により生じた負トルクを前記出力部材に伝達し、
前記第３モードでは、前記第１回転電機及び前記第２回転電機の双方が前記蓄電装置の電力を用いて力行することで前記補助駆動力を発生させる、請求項１に記載の電動アシスト自転車用駆動装置。
【請求項３】
前記車輪には前記電動アシスト自転車の幅方向に離間して配置された一対の駆動輪が含まれ、
前記出力部材としての差動入力ギヤを備え、前記差動入力ギヤに伝達された駆動力を一対の前記駆動輪に分配する出力用差動歯車機構と、
前記第３回転要素と前記差動入力ギヤとの間で駆動力の伝達を行うカウンタギヤ機構と、
を更に備え、
前記分配用差動歯車機構は、サンギヤとキャリヤとリングギヤとを備えた遊星歯車機構であり、
前記第３回転要素は前記リングギヤであり、
内歯の前記リングギヤと一体的に回転するように外歯の第１ギヤが設けられ、
前記カウンタギヤ機構は、前記第１ギヤに噛み合う第２ギヤと、前記第２ギヤと一体的に回転するように連結され、前記差動入力ギヤに噛み合う第３ギヤとを、を備え、
前記第２ロータと一体的に回転する第４ギヤが、前記第１ギヤ、前記第２ギヤ、前記第３ギヤ、及び、前記差動入力ギヤのいずれかに噛み合っている、請求項１又は２に記載の電動アシスト自転車用駆動装置。
【請求項４】
前記電動アシスト自転車の幅方向に沿って配置された、前記入力部材としてのクランク軸と、
前記クランク軸の回転軸心であるクランク軸心に直交する方向である径方向に延在するように配置されると共に、前記クランク軸と一体的に回転するように連結されたクランク部材と、
前記クランク部材における前記クランク軸心から前記径方向に離間した位置において、前記クランク軸心に平行な軸心回りに回転自在に前記クランク部材に対して連結されたペダルと、
前記クランク軸と前記第２回転要素との間で駆動力の伝達を行う伝動機構と、
を更に備える、請求項１又は２に記載の電動アシスト自転車用駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動アシスト自転車に取り付けられる電動アシスト自転車用駆動装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０００－３３５４７４号公報（特許文献１）には、ペダル、クランク軸（３５）、フロントスプロケット（４３）等の人力駆動部と補助動力用モータ（４６）等の電動駆動部が併設され、人力駆動部単独または人力駆動部と電動駆動部を同時に作動させることが可能な補助動力付き自転車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－３３５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の補助動力付き自転車では、補助動力用モータから２段の減速機を介して、人力を出力するフロントスプロケットと後輪スプロケットとの間のチェーンに駆動力が伝達される。すなわち、人力を出力するフロントスプロケットに対する補助動力用モータのギヤ比が固定されている。このため、比較的広い速度範囲で足の回転速度を一定の範囲内に収めるためには、人力駆動部に変速ギヤを設ける必要があった。しかし、このようにした場合には、自転車を操作する操作者の作業が増加し、快適性が損なわれるという問題がある。
【０００５】
そこで、電動アシスト自転車を操作する操作者にとっての快適性を高め易い電動アシスト自転車用駆動装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る電動アシスト自転車用駆動装置は、電動アシスト自転車の車体フレームに取り付けられ、人力駆動力に補助駆動力を加えて車輪に伝達する電動アシスト自転車用駆動装置であって、前記人力駆動力が入力される入力部材と、前記車輪に駆動連結される出力部材と、第１ロータを備えた第１回転電機と、第２ロータを備えた第２回転電機と、第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を備え、前記第１回転要素、前記第２回転要素、及び前記第３回転要素の回転速度の順が記載の順となるように構成された分配用差動歯車機構と、を備え、前記第１回転要素が、前記第１ロータに駆動連結され、前記第２回転要素が、前記入力部材に駆動連結され、前記第３回転要素が、前記出力部材及び前記第２ロータに駆動連結されている。
【０００７】
本構成によれば、第１ロータの回転速度を制御することにより、入力部材の回転速度に対する出力部材の回転速度の比を変化させることができる。従って、一般的な自転車用変速機のように複数の変速段を切り替える必要がないため、変速比の変更を円滑に行うことができる。また本構成によれば、２つの回転電機のトルクを制御することにより、人力駆動力に対する補助駆動力の大きさを変化させることができる。従って、一般的な電動アシスト自転車に比べて、自転車を操作する操作者にとっての快適性を高め易い。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施形態の電動アシスト自転車を示す側面図
第１の実施形態の電動アシスト自転車の上面図
第１の実施形態の電動アシスト自転車用駆動装置の上面図
第１の実施形態の分配用差動歯車機構の速度線図
第１の実施形態の制御装置を示す図
第２の実施形態の電動アシスト自転車を示す側面図
第２の実施形態の電動アシスト自転車用駆動装置の上面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔第１の実施形態〕
以下では、第１の実施形態に係る電動アシスト自転車用駆動装置について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１及び図２は、電動アシスト自転車用駆動装置（以下、駆動装置）１０が搭載された電動アシスト自転車１１の一例を示す図である。電動アシスト自転車１１は、車輪１２と車体フレーム１３とを備えている。本実施形態では、電動アシスト自転車１１は四輪自転車であるが、三輪自転車や二輪自転車であってもよい。駆動装置１０は、車体フレーム１３に取り付けられている。車体フレーム１３の例としては、ラダーフレーム、パイプフレーム、フレームとボディとが一体であるモノコックボディ、車台、等が挙げられる。駆動装置１０は、人力駆動力に補助駆動力を加えて車輪１２に伝達する。車輪１２は、駆動装置１０に対して上下動するようにサスペンション１４を介して車体フレーム１３に連結されている。本明細書では、性能（補助駆動力の大きさ等）や寸法等を問わず、人力駆動力を車輪１２に伝達可能な電動車両を「電動アシスト自転車」と称している。
（【００１１】以降は省略されています）

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