JP2002145148A - 電動補助自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリーケースの支持用ブラケットの車体
フレームに対する接合構造を簡素化して精度を出し易く
するとともに、一般的な自転車用車体フレームを流用で
きるようにして製造コストを低減させる。 【解決手段】 車体フレーム２のチェーンステー６の前
端をシートチューブ５下端のハンガーパイプ８に連結す
る。シートチューブ５と後輪１２との間であって、前記
チェーンステー６のみに支持用ブラケット４１を一体的
に接合する。この支持用ブラケット４１に、バッテリー
ケース２１を支持するバッテリーケース用支持部材２４
を取付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シートチューブと
後輪との間にバッテリーケースを例えば上下方向に着脱
自在あるいは車幅方向へ揺動および着脱自在に搭載した
電動補助自転車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電動補助自転車として
は、例えば実公昭６０−７９９５号公報に開示されたも
のがある。この公報に示された電動補助自転車の車体フ
レームは、１本のダウンチューブの途中にシートチュー
ブを上方へ延びるように接続するとともに、ダウンチュ
ーブにおけるシートチューブより車体の後方へ延びる後
方延在部にチェーンステーを接続している。

【０００３】前記後方延在部の上方にバッテリーケース
を左右方向に揺動自在に支持させ、バッテリーケースを
搭載した車載状態と、脱着可能な形態とを採ることがで
きるようになっている。また、この電動補助自転車は、
バッテリーケースの下部前面と下部後面に設けた枢支軸
を車体フレーム側の軸承部材に着脱自在に支持させる構
造を採用している。前記軸承部材は、シートチューブ
と、前記ダウンチューブの後方延在部とに取付けてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように構成し
た電動補助自転車においては、車体フレームの構造が一
般的な自転車に較べて大きく異なっているために生産性
が低く、製造コストが高くなるという不具合があった。
また、車体フレームに２個の軸承部材を取付けなければ
ならないため、製作工数が多くなってしまうという問題
もあった。すなわち、２個の軸承部材のうち前側のもの
はシートチューブに溶接し、後側のものは前記後方延在
部に上方へ突出する状態で溶接するが、車体フレームを
構成する異なる２要素に精度よく溶接するのは難しく、
これらの軸承部材の位置が正確でないとバッテリーケー
スを精度よく支持することができなくなってしまうから
である。

【０００５】本発明は、上述したような問題点を解消す
るためになされたもので、バッテリーケースの支持用ブ
ラケットの車体フレームに対する接合構造を簡素化して
精度を出し易くするとともに、一般的な自転車用車体フ
レームを流用できるようにして製造コストを低減させる
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係る電動補助自転車は、シートチューブと
後輪との間にバッテリーケースを搭載した電動補助自転
車において、車体フレームのチェーンステーの前端をシ
ートチューブ下端のハンガーパイプに連結するととも
に、シートチューブと後輪との間であって、前記チェー
ンステーのみに支持用ブラケットを一体的に接合し、こ
の支持用ブラケットに、前記バッテリーケースを支持す
るバッテリーケース用支持部材を取付けたものである。

【０００７】本発明によれば、支持部材によってバッテ
リーケースを支持することができる。前記支持部材は、
一つの支持用ブラケットによってチェーンステーに取付
けることができる。また、支持用ブラケットは、例えば
車体フレームの大きさ（車輪径）に対応させて複数種類
を形成しておくことによって、１種類の支持部材を複数
種類の車体フレームに搭載することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電動補助自転
車の一実施の形態を図１ないし図２１によって詳細に説
明する。図１は本発明に係る電動補助自転車の一部を示
す側面図、図２は同じくバッテリーケース搭載部分を拡
大して示す側面図、図３はコントローラハウジングの平
面図、図４はコントローラハウジングの底面図である。
図５は図３におけるV−V線断面図、図６は組立状態の支
持部材の断面図で、同図の破断位置を図３中にVI−VI線
によって示す。図７は図３におけるVII−VII線断面図で
ある。図８はコントローラハウジングの背面図、図９は
図８におけるIX−IX線断面図である。

【０００９】図１０はバッテリーケース用ホルダの平面
図、図１１はバッテリーケース用ホルダの側面図、図１
２はバッテリーケースホルダの正面図、図１３はバッテ
リーケース用ホルダの背面図である。図１４は図１０に
おけるXIV−XIV線断面図、図１５は図１１におけるXV−
XV線断面図である。図１６は支持用ブラケットまわりの
平面図、図１７は図１６における支持用ブラケットのXV
II−XVII線断面図、図１８は図１６におけるXVIII−XVI
II線断面図である。図１９はバッテリーケース用ストッ
パー部の側面図、図２０はバッテリーケース用ストッパ
ー部の平面図、図２１はバッテリーケースの着脱動作を
説明するための正面図で、同図においてはバッテリーケ
ース上端部とバッテリーケース用ストッパーの一部を破
断した状態で描いてある。

【００１０】これらの図において、符号１で示すもの
は、この実施の形態による電動補助自転車である。この
電動補助自転車１は、スタッカード型の自転車用車体フ
レーム２を用いて構成している。なお、スタッカード型
車体フレームは、２本のダウンチューブ３を上下方向に
並べて設けたもので、いわゆる婦人用自転車に多く用い
られている。

【００１１】図１において、符号４はヘッドパイプを示
し、５はシートチューブ、６はチェーンステー、７はシ
ートステー、８はハンガーパイプ、９はペダルクランク
軸を示す。前記ヘッドパイプ４には、図示していないフ
ロントフォークを回動自在に支持させ、このフロントフ
ォークに操舵用ハンドルと前輪とを取付ける。前記シー
トチューブの上端部にシート１０を取付けている。前記
チェーンステー６とシートステー７は、それぞれ車幅方
向に対をなすように設けており、これら両ステー６，７
の後端部にエンドブラケット１１を介して後輪１２を支
持させている。前記ペダルクランク軸９は、ハンガーパ
イプ８に回転自在に支持させており、図示していないペ
ダルクランクを取付けている。前記シートチューブ５の
下端と、下側ダウンチューブ３の後端および左右一対の
チェーンステー６の前端は、ラグ式のハンガーパイプ８
で互いに結合している。

【００１２】この電動補助自転車１は、前記車体フレー
ム２のシートチューブ５と後輪１２との間にバッテリー
ケース２１を搭載している。このバッテリーケース２１
内のバッテリー（図示せず）から後輪１２の図示してい
ないハブ内のモーターに給電し、踏力（人力）とモータ
動力の合力によって走行するようにしている。踏力は、
ペダルクランク軸９から後述する踏力検出機構（図示せ
ず）を介してフロントチェーンスプロケット２２に伝達
され、ここからチェーン２２ａを介して前記ハブに伝達
される。

【００１３】この実施の形態では、前記モータ動力は、
後述するコントローラによって踏力に対応して増減する
ように制御する。前記踏力は、ペダルクランク軸９とフ
ロントチェーンスプロケット２２との間に介装した踏力
検出機構（図示せず）によって検出する。この踏力検出
機構としては、例えばペダルクランク軸９とフロントチ
ェーンスプロケット２２との間にばねを弾装し、このば
ねの変位量または変位量に相当する物理量をセンサ２３
によって検出する構成を採ることが考えられる。

【００１４】前記バッテリーケース２１は、上下方向に
長い箱状に形成して内部にバッテリーセル（図示せず）
を多数収納しており、下端部を後述するバッテリーケー
ス用支持部材２４に車幅方向へ揺動自在かつ着脱自在に
支持させている。バッテリーケース２１を支持部材２４
に上述したように支持させるためには、バッテリーケー
ス２１の下端部の前面と後面に突設した枢支軸２５（図
２および図２１参照）を支持部材２４に係合させること
によって行っている。

【００１５】また、このバッテリーケース２１の上端部
は、バッテリーケース用ストッパー３１（図１９〜図２
１参照）を係合させ、車載状態でバッテリーケース２１
が固定されるようにしている。前記ストッパー３１は、
バッテリーケース２１の上端部の凹陥部３２（図２０お
よび図２１参照）に上方から係合するアーム３３と、こ
のアーム３３の後端部に係合してアーム３３を前記凹陥
部３２に係合する状態で保持するロック機構３４とによ
って構成している。

【００１６】前記アーム３３は、車体フレーム２の２本
のシートステー７の間に配設し、前端部をシートピン３
５（図１９および図２０参照）に回動自在に支持させて
いる。このアーム３３の下部に、前記凹陥部３２に上方
から嵌合するゴム３３ａを突設している。前記ロック機
構３４は、図示していないキーをキー挿入口３４ａに挿
入して回すことによって施錠・解錠を切り替えることが
できるようになっている。このロック機構３４をキーに
より解錠させてアーム３３をロック機構３４から外すこ
とによって、アーム３３をシートピン３５を支点として
上下方向へ回動させることができるようになる。アーム
３３を図１９に示すように上方へ回動させた状態でバッ
テリーケース２１を支持部材２４に対して着脱させる。
前記ロック機構３４は、図１９および図２０に示すよう
に、２本のシートステー７に横架させた上部ブラケット
３６に固定用ボルト３７によって固定している。

【００１７】バッテリーケース２１を支持する前記支持
部材２４は、図２に示すように、コントローラハウジン
グ４２と、このコントローラハウジング４２の上のバッ
テリーケース用ホルダ４３とを一体結合したもので、車
体フレーム２のチェーンステー６のみに溶接した支持用
ブラケット４１を介してチェーステー６上に支持させて
いる。前記コントローラハウジング４２は、この実施の
形態ではアルミニウム合金によって形成しており、図３
〜図６に示すように、下端部に車体の前方へ突出する二
つの取付片４４と、後方へ突出する一つの取付片４５と
を一体に形成している。

【００１８】これらの取付片４４，４５を支持用ブラケ
ット４１に固定用ボルト４６（図２参照）によって固定
している。また、このコントローラハウジング４２は、
図５〜図７に示すように、車体前側の半部を下方に向け
て開口する箱状に形成している。この箱状部分の内部
に、図６に示すように、走行制御用のコントローラ４７
を収容している。このコントローラ４７は、基板４７ａ
に電子部品４７ｂやＦＥＴ４７ｃを実装することによっ
て形成し、コントローラハウジング４２の箱状部分に収
容している。箱状部分内には、封止用樹脂（図示せず）
を充填している。前記ＦＥＴ４７ｃは３つあり、ボルト
４７ｄによってコントローラハウジング４２の仕切壁４
２ｄに密着させて固着している。３個のＦＥＴ４７ｃを
固定するボルト４７ｄを挿通させるボルト孔を図７〜図
９中に符号４７ｅで示す。

【００１９】また、コントローラハウジング４２の上壁
４２ａは、図５および図６に示すように、前記箱状部分
より後方へ延在させ、後述するバッテリーケース用ホル
ダ４３を支承する支持板を構成している。前記上壁４２
ａの後端部の下方であって前記箱状部分の後方には、図
８および図９に示すように、後側の取付片４５まで延び
る補強用リブ４２ｂを一体に形成している。この補強用
リブ４２ｂは、前記ＦＥＴ４７ｃの放熱用フィンの機能
も有する。

【００２０】前記バッテリーケース用ホルダ４３は、合
成樹脂によって形成し、図１０〜図１５に示すように、
前記コントローラハウジング４２の上壁４２ａと対向す
る底壁５１と、この底壁５１から上方へ延びる右側立壁
５２と前立壁５３および後立壁５４と、底壁５１から下
方へ延びる右側下壁５５および前下壁５６とを一体に形
成している。また、前記底壁５１および右側立壁５２に
は、バッテリーケース２１の放電用コネクタ４８（図２
１参照）に設けた摺接式の放電端子に接続する４本のモ
ータ側レセプタクル５７を底壁５１ａを貫通させた状態
でインサート保持させるとともに、バッテリーケース２
１の位置決め用凹部（図示せず）に嵌合する位置決め用
リブ５８とを上方へ向けて突設している。

【００２１】この底壁５１を４本の固定用ボルト５９
（図２参照）によって前記コントローラハウジング４２
の上壁４２ａに固定すると、レセプタクル５７は、図３
に示すコントローラハウジング４２の開口４２ｃを介し
てコントローラハウジング４２内に形成された箱状部分
に突出し、その先端に基板を接続して前述のように樹脂
で封止される。このようにして、コントローラハウジン
グ４２とバッテリーケース用ホルダ４３はサブ組み一体
化されて支持部材２４が形成される。

【００２２】前記前上壁５３と後上壁５４は、バッテリ
ーケース２１の前記枢支軸２５を係合させる係合溝６１
（図１２および図１３参照）と、図１中に符号６２で示
すサイドカバーを取付けるための係止片６３（図１０お
よび図１１参照）とを形成している。前記係合溝６１が
バッテリーケース支持用の軸承部を構成している。前記
係合溝６１は、車体左側へ向けて開口するように形成す
るとともに、下側（車体左側）の溝壁６１ａを開口部分
から車体内側へ向かうにしたがって次第に下方へ延びる
ように形成している。前記下側の溝壁６１ａの下端部
と、上側（車体右側）の溝壁６１ｂは、図２１に示すよ
うに、車体の前後方向から見て長円状に形成した前記枢
支軸２５が嵌合できる形状に形成している。

【００２３】すなわち、前記係合溝６１に枢支軸２５を
嵌合させた状態で、枢支軸２５を支点としてバッテリー
ケース２１を車幅方向に揺動させることができ、しか
も、揺動させてから上方へバッテリーケース２１を引き
上げることによって、バッテリーケース２１をホルダ４
３から外すことができる。なお、バッテリーケース２１
の装着は上記とは逆の手順によって行うことができる。
この実施の形態では、バッテリーケース２１を前記ホル
ダ４３に装着して起立させた状態で、バッテリーケース
２１の荷重が前記底壁５１と前上壁５３および後上壁５
４に分散されるようにしている。

【００２４】上述した支持部材２４をチェーンステー６
に取付けるための支持ブラケット４１は、図２および図
１６〜図１８に示すように、鋼板を所定形状に加圧成形
することによって形成し、チェーンステー６上であって
シートチューブ５と後輪１２との間に配設している。こ
の実施の形態では、支持ブラケット４１は、２本のチェ
ーンステー６の前端部を上方から覆う形状に形成し、車
幅方向の両端部に下方へ延びるように形成した側板４１
ａの下端をチェーンステー６の外側部分に溶接してい
る。

【００２５】また、この支持ブラケット４１は、前記支
持部材２４を図１および図２に示すように後下がりに傾
斜させて支持するために、コントローラハウジング４２
の前記取付片４４，４５を重ねる支持部４１ｂを後下が
りに傾斜させて形成している。この支持部４１ｂの裏面
には固定用ボルト４６を締め付けるためのナット６４を
溶接している。前記支持部４１ｂの前端部は、図１６に
示すように、半円状の切欠き４１ｃを形成してここに空
間を介してシートチューブ５を臨ませており、シートチ
ューブ５の両側方に固定用ボルト４６およびナット６４
が位置するようにしている。この際、支持部４１ｂの前
端部は、シートチューブ５には溶接されない。

【００２６】この構造を採ることにより、支持部材２４
におけるバッテリーケース２１が嵌合する部分をシート
チューブ５に近接させることができ、しかも、車幅方向
にコンパクトにできる。前記支持部４１ｂの後端部は、
２本のチェーンステー６の間に臨むように形成し、ここ
に固定用ボルト４６を締め付けるためのナット６４を溶
接しており、チェーンステー６の間のデッドスペースを
利用して後側の固定用ボルト４６を配設できるようにし
ている。

【００２７】支持ブラケット４１を取付ける位置は、ハ
ンガーパイプ８の軸心からシートチューブ５に沿う高さ
方向の寸法と、シートチューブ５の後面から支持ブラケ
ット４１の後側のナット６４までの寸法とを設計値に合
わせることによって決めている。なお、この支持ブラケ
ット３６を基準にして上部ブラケット４１の位置も設定
している。

【００２８】上述したように構成した電動補助自転車１
によれば、前後２箇所の係合溝６１を一つのホルダ４３
に一体形成し、このホルダ４３を有する支持部材２４を
一つの支持ブラケット４１によってチェーンステー６の
みに取付けているから、係合溝６１を形成した独立した
２部材を車体フレーム２の異なる２要素、例えばシート
チューブ５とダウンチューブ３の２箇所に設ける構造に
較べて、バッテリー支持構造を簡単にかつ高精度に形成
することができる。

【００２９】また、前記支持ブラケット４１は、例えば
車体フレーム２の大きさ（車輪径）に対応させて複数種
類を形成しておくことによって、１種類の支持部材２４
を複数種類の車体フレーム２に搭載することができる。

【００３０】この実施の形態では、コントローラハウジ
ング４２の前側の取付片４４をシートチューブ側方まで
前方へ延びるように形成しているから、この取付片４４
を側方へ突出するように形成する構造に較べて、後輪駆
動用チェーン２２ａとの干渉がない分だけ車体を車幅方
向にコンパクトに形成することができる。チェーン２２
ａの位置を図１６中に二点鎖線で示す。

【００３１】なお、バッテリーケース２１を着脱自在に
支持する構造は、バッテリーケース２１の下部をバッテ
リーケース用ホルダ４３に上下方向にスライド自在に嵌
合させて支持させる構造を採ることもできる。また、車
体フレームのチェーンステーは、片側１本の車輪片持ち
タイプでもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ェーンステーのみに一体的に接合した支持用ブラケット
に、バッテリーケース用支持部材を取付けたから、バッ
テリーケースを高い精度で支持できるとともに、簡単に
車体フレームに取付けることができるバッテリー支持構
造を実現できる。また、支持用ブラケットをチェーンス
テーに溶接し、このブラケットに支持部材を取付けるこ
とによってバッテリー支持構造が形成されるから、一般
的な自転車の車体フレームを流用することができる。

【００３３】したがって、製造コストが低い電動補助自
転車を提供することができる。また、ブラケットは、例
えば車体フレームの大きさ（車輪径）に対応させて複数
種類を形成しておくことによって、１種類の支持部材を
複数種類の車体フレームに搭載することができるから、
部品の共有化を図ることができてより一層製造コストを
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電動補助自転車の一部を示す側
面図である。

【図２】 バッテリーケース搭載部分を拡大して示す側
面図である。

【図３】 コントローラハウジングの平面図である。

【図４】 コントローラハウジングの底面図である。

【図５】 図３におけるV−V線断面図である。

【図６】 組立状態の支持部材の断面図である。

【図７】 図３におけるVII−VII線断面図である。

【図８】 コントローラハウジングの背面図である。

【図９】 図８におけるIX−IX線断面図である。

【図１０】 バッテリーケース用ホルダの平面図であ
る。

【図１１】 バッテリーケース用ホルダの側面図であ
る。

【図１２】 バッテリーケース用ホルダの正面図であ
る。

【図１３】 バッテリーケース用ホルダの背面図であ
る。

【図１４】 図１０におけるXIV−XIV線断面図である。

【図１５】 図１１におけるXV−XV線断面図である。

【図１６】 支持用ブラケットまわりの平面図である。

【図１７】 図１６における支持用ブラケットのXVII−
XVII線断面図である。

【図１８】 図１６におけるXVIII−XVIII線断面図であ
る。

【図１９】 バッテリーケース用ストッパー部の側面図
である。

【図２０】 バッテリーケース用ストッパー部の平面図
である。

【図２１】 バッテリーケースの着脱動作を説明するた
めの正面図である。

【符号の説明】

２…車体フレーム、５…シートチューブ、６…チェーン
ステー、１２…後輪、２１…バッテリーケース、２４…
支持部材、２５…枢支軸、４１…ブラケット、、４２…
コントローラハウジング、４３…ホルダ、６１…係合
溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートチューブと後輪との間にバッテリ
   ーケースを搭載した電動補助自転車において、車体フレ
   ームのチェーンステーの前端をシートチューブ下端のハ
   ンガーパイプに連結するとともに、シートチューブと後
   輪との間であって、前記チェーンステーのみに支持用ブ
   ラケットを一体的に接合し、この支持用ブラケットに、
   前記バッテリーケースを支持するバッテリーケース用支
   持部材を取付けたことを特徴とする電動補助自転車。