JP2002274463A - 電動補助自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 専用の部品を用いることなくバッテリを車体
に保持できるようにして、バリエーション展開時に共通
使用できるコアを構成する。 【解決手段】 車体中央に配置される中央アセンブリ３
の要部として、アシストユニット３１とバッテリ６とを
収容することができるケーシング３０を設ける。ケーシ
ング３０の上部には蓋を設けてバッテリ６を確保する。
ケーシング３０は連結部３５，３６，３７等を介して、
シートポスト５０や前フレーム２１および後フレーム４
１に連結できる。ケーシング３０を含む中央アセンブリ
３をコアとして、前フレーム２１や後フレーム４１を組
み合わせることができるので、これらフレーム２１，４
１の変形に対して容易に対応できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動補助自転車に
関し、特に、車体の設計自由度を高めることができる車
体フレーム構造を有する電動補助自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】ペダルに加えられた踏力を後輪に伝達す
るための人力駆動系と、前記踏力に応じて前記人力駆動
系に補助動力を付加させることができるモータ駆動系と
を備えた電動補助自転車が知られている。例えば、特開
平１１−１０５７５８号公報には、フレームを折り畳み
自在に構成した電動補助自転車において、前記フレーム
の折り畳み開口部からバッテリを出し入れ可能にしたも
のが開示されている。

【０００３】また、特開平２０００−１６４１８５号公
報には、人力駆動系とモータ駆動系とを一体化したアシ
ストユニットをボルト・ナットで締結して懸架させた電
動補助自転車において、前記アシストユニット上には、
アシストユニットに電力を供給するためのバッテリを配
置したものが開示されている。この電動補助自転車で
は、バッテリはアシストユニットに対して電気的に接続
されるとともに、係止具を用いて車体フレームに固定さ
れている。前記車体フレームは、メインフレーム、シー
トパイプ、およびリヤフレーム等からなり、これらは溶
接などで一体に形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記電動補助自転車に
おいては、アシストユニットやバッテリを取り付けるた
めの係止具としてステーを設けなければならず、これら
の加工や車体フレームへの接合等、多くの工数を要して
いた。特に、様々なバリエーションの車両を提供しよう
とした場合、一体型の車体フレームでは、車種毎の専用
フレームとなることが避けられないし、ステーの形状や
取り付け態様も、専用フレーム毎に設定しなければなら
ない。そのために車体フレームの加工や接合の工数は著
しく増大し、車両のバリエーションを増やすことが容易
ではなかった。

【０００５】本発明の目的は、上記従来の課題に鑑み、
アシストユニットやバッテリを取り付ける係止具をなく
すことで工数を低減でき、かつ車種のバリエーション増
加にも容易に対応しうる車体フレームを有する電動補助
自転車を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、ペダルに加えられた踏力を伝達する人力
駆動系と、前記踏力に応じて前記人力駆動系に補助動力
を付加させるモータ駆動系とを備えた電動補助自転車に
おいて、前記人力駆動系およびモータ駆動系で発生させ
る動力を合力させて出力するアシストユニットと、前記
アシストユニットを保持するケーシングを具備し、前記
ケーシングにより、前記モータ駆動系に電力を供給する
バッテリを保持するバッテリ収容部が形成されている点
に第１の特徴がある。

【０００７】また、本発明は、前記ケーシングが、車体
左側に位置する左部分と車体右側に位置する右部分とか
らなり、前記左部分および右部分で囲繞された空間の上
部に前記バッテリ収容部を、前記空間の下部に前記アシ
ストユニットの収容部をそれぞれ形成するとともに、前
記バッテリ収容部は上方が開放され、該開放部分には蓋
が設けられている点に第２の特徴がある。

【０００８】第１および第２の特徴によれば、ステー
等、バッテリケースを車体に保持するための係止部材を
用いることなく、バッテリをアシストユニットとともに
ケーシングによって保持することができる。特に、第２
の特徴によれば、ケーシングを左右の部分に分割したの
で、これらの部分を、例えば、ダイキャストにより容易
に製造できる。また、バッテリ収容部はアシストユニッ
トの収容部と一体に形成できるので、高い剛性が得ら
れ、バッテリを外力から保護しやすい。

【０００９】また、本発明は、前記蓋に、バッテリ収容
部に収容されるバッテリの上面に当接して、バッテリを
該バッテリ収容部内に固定する突出部分が設けられてい
る点に第３の特徴がある。第３の特徴によれば、バッテ
リは、突出部分によってバッテリ収容部内に確保され
る。

【００１０】また、本発明は、バッテリとアシストユニ
ットの制御部とを電気的に接続する接点部材を備え、該
接点部材が、前記ケーシングの左部分および右部分に挟
持され、かつ、前記バッテリの下面でバッテリに接続で
きるように配置されている点に第４の特徴がある。接点
部材はケーシングを組み立てるときに該ケーシングに対
して容易に保持させることができる。また、接点部材
は、前記蓋の突出部分によって下方に押しつけられるバ
ッテリと良好に電気的接続状態を維持することができ
る。

【００１１】また、本発明は、前記ケーシングに、シー
トポスト保持部が一体に形成されている点に第５の特徴
があり、前記ケーシングに、前フレームおよび後フレー
ムをそれぞれ着脱自在に連結する連結部が設けられてい
る点に第６の特徴がある。

【００１２】第５または第６の特徴によれば、連結部の
みが前記ケーシング側と一致するように構成してあれ
ば、シートポストや後フレームを前記ケーシングに容易
に連結することができるので、シートポストや後フレー
ムの形状・構造の設計に自由度が増し、車体のバリエー
ション展開が容易である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係
る電動補助自転車の側面図である。電動補助自転車１
は、前部アセンブリ２と、中央アセンブリ３と、後部ア
センブリ４と、シートアセンブリ５とからなる。前部ア
センブリ２は、車体前方に位置するヘッドパイプ２０お
よびヘッドパイプ２０に接合され、略水平後方に延びた
パイプ状の前フレーム２１を備える。ヘッドパイプ２０
には前フォーク２２がその上部に形成された軸部を介し
て回動自在に保持される。この軸部の上端にはジョイン
ト２３を介してハンドルポスト２４が結合され、ハンド
ルポスト２４の上部には操向ハンドル２５が結合され
る。ジョイント２３はノブ２６およびレバー２７の操作
によって緩めることができ、これらの操作により、ジョ
イント２３を中心にハンドルポスト２４を折り畳むこと
ができる。前フォーク２２の下端には前輪ＷＦが回転自
在に軸支される。

【００１４】操向ハンドル２５の両端に設けられるブレ
ーキレバー（図示せず）から下方に延びる前ブレーキワ
イヤ２８の先端は前フォーク２２に設けられた前ブレー
キ２９に結合される。ブレーキレバーにはさらに１本の
ワイヤ（後ブレーキワイヤ）４０が結合され、この後ブ
レーキワイヤ４０は車体沿って後方に延び、後ブレーキ
４４に結合される。後ブレーキワイヤ４０は前フレーム
２１に設けられた止め具６０によって垂れないように保
持される。

【００１５】中央アセンブリ３は、電動補助自転車の駆
動部（アシストユニット）３１と、アシストユニット３
１に電力を供給するバッテリ６とを個別に収容する空間
を形成するケーシング３０を有する。すなわち、ケーシ
ング３０はアシストユニットを収容する小部屋（駆動部
ハウジング）と、バッテリ６を収容する小部屋（バッテ
リケース）とを一体で構成する。ケーシング３０は、左
右一対のアルミニュームのダイキャスト製品からなる分
割フレームとして構成される。

【００１６】アシストユニット３１は人力駆動系および
モータ駆動系それぞれの動力伝達機構を備える。人力駆
動系には、人力を入力するためのクランク軸３２および
クランク軸３２の両端に結合されるクランク３３ならび
に入力された人力の伝達歯車機構が含まれる。一方、モ
ータ駆動系には、モータ３４およびモータ動力の伝達歯
車機構が含まれる。これら歯車機構についてはさらに後
述する。

【００１７】ケーシング３０は、前方に前フレーム２１
との連結部３５を有するとともに、前方上部にシートア
センブリ５との連結部３６を備え、かつ、後方に後部ア
センブリ４を連結する連結部３７を備える。連結部３５
はさらに後述する。

【００１８】後部アセンブリ４は中央アセンブリ３に連
結部３７で結合される後部フレーム４１と、後部フレー
ム４１の後端に設けられる軸受け部４２と、軸受け部４
２で支持される従動スプロケット４３および後輪ＷＲと
を有する。後部フレーム４１は、車体の左右にそれぞれ
設けられて対をなし、上部には、後ブレーキ４４が装着
される。従動スプロケット４３は、前記中央アセンブリ
３に設けられる駆動スプロケット（後述）とチェーン４
５で連結される。

【００１９】シートアセンブリ５は、シートポスト５０
と、シートポスト５０の上端に設けられたシート５１と
からなり、シートポスト５０にはリフレクタ５２が取り
付けられる。

【００２０】中央アセンブリ３の前方上部に設けられた
連結部３６には、シートポスト５０を保持するためのボ
スおよびボスを締め付けるクランパが設けられ、シート
ポスト５０はこのボスをクランパで締め付けることによ
り、ケーシング３０に確実に保持される。クランパを緩
めることにより、シートポスト５０は上下移動でき、シ
ートポスト５０の上端に装着されるシート５１の高さを
調節することができる。

【００２１】ケーシング３０には、分割された左右ケー
シングを締め付け固定するボルトを貫通するためのボス
が複数設けられ、そのうちのボス３８が、シートポスト
５０の延長線上に位置してシートポスト５０の前方上部
と外周同士で当接するように設けられる。このような配
置により、シート５１に荷重がかかったとき、連結部３
６を中心にしてシートポスト５０の下端が図中時計方向
に変位するのを制止することができ、シート５１にかか
る大きい荷重も確実に支えることができる。

【００２２】前フレーム２１とケーシング３０との連結
部３５は、車体上下方向に延びる枢軸を有するヒンジと
びロック装置とを有していて、このロック装置のロック
を解除することにより、ヒンジの枢軸で車体を折り畳む
ことができるし、さらにヒンジの結合を解除することに
より、前部アセンブリ２および中央アセンブリ３を互い
に分離することもできる。

【００２３】後フレーム４１とケーシング３０との連結
部３７は、後フレーム４１およびケーシング３０の双方
に形成されたボスと、このボスを貫通するボルト、なら
びにこのボルトに螺着するナット（ボルト・ナットは図
示していない）で構成される。

【００２４】図２は中央アセンブリ３の断面図、図３は
図２のＡ−Ａ矢視図である。両図において、ケーシング
３０は左部分３０Ｌと右部分３０Ｒとからなり、両部分
が組み合わされ、ボルト・ナットで結合されてケーシン
グ３０を形成する。ケーシング３０の下部にはアシスト
ユニット３１を、上部にはバッテリ６をそれぞれ収容す
る空間が形成される。アシストユニット３１のクランク
軸３２には図示しないワンウェイクラッチを介して踏力
入力ギヤ（クランクギヤ）Ｇ１が結合されており、この
踏力入力ギヤＧ１は合成ギヤＧ２の小ギヤ部分Ｇ２１に
噛み合う。一方、モータ３４のピニオンＧ３には補助動
力ギヤ（アシストギヤ）Ｇ４の大ギヤ部分Ｇ４１が噛み
合うように設けられ、この大ギヤ部分Ｇ４１と一体に回
転する小ギヤ部分Ｇ４２は前記合成ギヤＧ２の大ギヤ部
分Ｇ２２と噛み合う。また、合成ギヤＧ２の大ギヤ部分
Ｇ２２は駆動スプロケット３９の軸に固定された出力ギ
ヤＧ５に噛み合う。

【００２５】上記各ギヤが取り付けられるクランク軸３
２、出力軸１４並びに図示しない軸は、軸受６１によっ
てケーシング３０に支持され、各軸受６１はダストシー
ルによって封止される。

【００２６】このように、モータ３４の回転はピニオン
Ｇ３とアシストギヤＧ４とを介して合成ギヤＧ２に伝達
され、クランク軸３２から入力される踏力は踏力入力ギ
ヤＧ１を介して合成ギヤＧ２に伝達される。そして、踏
力と補助動力とは合成ギヤＧ２で合力されて駆動スプロ
ケット３９に伝達され、さらに前記従動スプロケット４
３を介して後輪ＷＲに伝達される。ケーシング３０内の
アシストユニット３１の下方に配置されるコントローラ
７は、図示しない踏力検出手段から入力される踏力値に
基づいて、モータ３４の回転を制御する。

【００２７】ケーシング３０の中央部にはバッテリ６の
支持部材８が設けられ、この支持部材８の上にバッテリ
６が支持される。支持部材８に隣接して接続接点部材９
が設けられる。接続接点部材９はケーシング３０の左部
分３０Ｌおよび右部分３０Ｒに挟持されて固定され、前
記支持部材８にバッテリ６を載せたときにバッテリ６側
の端子と接続されるように位置設定される。バッテリ６
からコントローラ７に電流を供給可能なようにコントロ
ーラ７と接続接点部材９とはハーネス１０によって電気
的に接続される。

【００２８】ケーシング３０の上部には、バッテリ６の
蓋１１が設けられる。蓋１１はヒンジ６１で支持され、
このヒンジ６１を中心に、矢印Ｒ１の方向で開閉自在で
ある。蓋１１にはケーシング３０の上端係合部に係止可
能な鍵６２が設けられる。蓋１１の裏面には、収容され
たバッテリ６の頂部に当接する位置にリブ１３が設けら
れ、蓋１１を閉じた時にこのリブ１３でバッテリ６が押
さえられ、安定性が確保される。リブ１３は蓋１１に接
合したゴムや板ばね等の弾性部材であってもよい。

【００２９】ケーシング３０の前部右外面には、前フレ
ーム２１のフック７１を引っかけて前フレーム２１と中
央アセンブリ３とを連結するための枢軸（ピン）６６を
保持するボスが形成される。

【００３０】なお、ケーシング３０の側部には窓１５が
設けられる。この窓により、バッテリ６の存在の有無が
蓋１１をあけずに確認できるし、ケーシング３０自体の
軽量化、外観上、意匠的効果を有する。

【００３１】クランク３３の端部にはペダル１２が取り
付けられ、このペダル１２は不使用時にクランク３３と
沿うように、ヒンジ部６３から折り畳み自在である。ケ
ーシング３０の下部後方寄りには、停車時に車体を起立
させておくためのスタンド（図示せず）を回動自在に取
り付けるためのボス６３が設けられる。また、ケーシン
グ３０上面にシートポスト５０を保持するため形成され
るボス６４の前部には、アシストユニット３１等にバッ
テリ６から電流を供給するための電源スイッチ６５が取
付けられる。

【００３２】次に、前フレーム２１と中央アセンブリ３
とを連結するヒンジ部を詳細に説明する。図４はヒンジ
部を含む前フレーム２１の後端部の平面断面図、図５は
同後方図（車体後方から見た図）である。なお、この後
端部は前フレーム２１の本体であるパイプ状部品に溶接
で一体化される部品（以下、「エンドブロック」とい
う）で構成できる。両図において、エンドブロック７０
には、フック７１が形成され、このフック７１はケーシ
ング３０に設けられる前記ピン６６と係合できるよう、
寸法と位置とが設定される。ピン６６が脱出できないよ
う、フック７１の開口部分（切欠部）を塞ぐ位置にロッ
クプレート７２が設けられる。ロックプレート７２は指
を引掛けられる操作部７２ａと前記切欠部を塞ぐロック
部７２ｂとを有し、ピン７３でエンドブロック７０に枢
軸支持される。

【００３３】ロックプレート７２には、操作部７２ａを
エンドブロック７０に近付ける方向に、換言すればロッ
ク部７２ｂをエンドブロック７０から離す方向に力が作
用するよう、ネジリコイルバネ７４が係合している。

【００３４】この構成により、ロックプレート７２がバ
ネ７４で付勢されてフック７１の開口部分がロック部７
２ｂで塞がれているので、中央アセンブリ３側のピン６
６はフック７１から脱出することができない。つまり、
両者はピン６６を中心に折り畳み自在に連結される。

【００３５】このヒンジ機構とは別に、車体の左側に
は、ボルト・ナットによる締結構造を有する前記連結部
３５が設けられる。この連結部３５はロックブロック７
０に形成される張り出し部７５のＵ字溝７５ａに嵌まる
ボルトと張り出し部７５に係合するナットとを有する。
図４において、ボルト７６は偏心軸７７でケーシング３
０に支持され、ナット７８で張り出し部７５に係合され
る。偏心軸７７を回動させたときにボルト７６がケーシ
ング３０側に偏倚してナット７８が張り出し部７５に押
し当てられるよう偏心軸７７の位置と偏心量は設定され
る。

【００３６】ナット７８を張り出し部７５に引っかけて
偏心軸７７を回動させることにより、前フレーム２１と
ケーシング３０とは互いに結合させられる。互いの結合
を解くときには、偏心軸７７を締め付けとは反対側に回
動させてナット７８と張り出し部７５との当接状態を緩
めた後矢印Ｒ方向にボルト７６を回動させればよい。な
お、ナット７８と係合部７５との緊密度はボルト７６に
対するナット７８の位置により調節できる。

【００３７】連結部３５のロックを解除すれば、ピン６
６を中心にして車体を折り畳むことができる。なお、偏
心軸７７の回動を容易にして車体の折り畳みを簡単にす
るため、偏心軸７７に操作レバーを設けるのがよい。

【００３８】連結部３５を解除して車体を折り畳んだ
後、操作部７２ａに指を引掛けてエンドブロック７０か
ら離す方向（矢印ＲＲ方向）へ引っ張ると、ロックプレ
ート７２のロック部７２ｂは逃げ部７９内に退避してフ
ック７１の開口部分は開放される。そうすると、ピン６
６はフック７１から脱出でき、前部アセンブリ２と中央
アセンブリ３とは完全に分離できる。

【００３９】分離された車体を再び一体に組み立てる場
合は、ピン６６をロック部７２ｂに押し付けてロック部
７２ｂを逃げ部７９内に退避させる。ピン６６がフック
７１に収まったならば、ロック部７２ｂに対するピン６
６の押圧力は解除される。その結果、バネ７３の付勢力
によってロック部７２ｂは矢印ＲＡと反対側に回動して
フック７１の開口部分は塞がれる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなとおり、請求項
１〜６の発明によれば、アシストユニットを収容するケ
ーシングによってバッテリを収容できるので、バッテリ
を保持するための専用の係止部材を備える必要がない。
したがって、車体のバリエーション展開する場合も、バ
リエーションに応じて専用のバッテリ保持手段を確保す
る必要がないので加工や組立が煩雑になることがない。

【００４１】特に、請求項２の発明によればバッテリ収
容部の剛性が増すので、外力に対するバッテリの保護性
能が高められる。また、請求項３の発明によれば、収容
部内にバッテリを確実に保持できるし、請求項４の発明
によれば、バッテリと接点部材との電気的接続をより確
実なものとできる。

【００４２】さらに、請求項５，６の発明によれば、ア
シストユニットとバッテリを収容するケーシングをコア
部分とし、連結部を介して前フレームや後フレームを連
結することができる。したがって、例えば、ホイールサ
イズの異なった車両に対しても、共通のコアを使用でき
る等、バリエーション展開が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る電動補助自転車の
側面図である。

【図２】 中央アセンブリの断面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】 前フレームの要部平面断面図である。

【図５】 前フレームの後方図である。

【符号の説明】

１…電動補助自転車、 ２…前部アセンブリ、 ３…中
央アセンブリ、 ４…後部アセンブリ、 ５…シートア
センブリ、 ６…バッテリ、 ７…コントローラ、 ９
…接続接点部材、 １０…ハーネス、 ２１…前フレー
ム、 ３０…ケーシング、 ３１…アシストユニット、
３２…クランク軸、 ３３…クランク、３４…モー
タ、 ３５，３６，３７…連結部、 ４１…後フレー
ム、 ５０…シートポスト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペダルに加えられた踏力を伝達する人力
   駆動系と、前記踏力に応じて前記人力駆動系に補助動力
   を付加させるモータ駆動系とを備えた電動補助自転車に
   おいて、 前記人力駆動系およびモータ駆動系で発生させる動力を
   合力させて出力するアシストユニットと、 前記アシストユニットを保持するケーシングを具備し、 前記ケーシングにより、前記モータ駆動系に電力を供給
   するバッテリを保持するバッテリ収容部が形成されてい
   ることを特徴とする電動補助自転車。
2. 【請求項２】 前記ケーシングが、車体左側に位置する
   左部分と車体右側に位置する右部分とからなり、 前記左部分および右部分で囲繞された空間の上部に前記
   バッテリ収容部を、前記空間の下部に前記アシストユニ
   ットの収容部をそれぞれ形成するとともに、 前記バッテリ収容部は上方が開放され、該開放部分には
   蓋が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電
   動補助自転車。
3. 【請求項３】 前記蓋に、バッテリ収容部に収容される
   バッテリの上面に当接して、バッテリを該バッテリ収容
   部内に固定する突出部分が設けられていることを特徴と
   する請求項２記載の電動補助自転車。
4. 【請求項４】 バッテリとアシストユニットの制御部と
   を電気的に接続する接点部材を備え、該接点部材が、前
   記ケーシングの左部分および右部分に挟持され、かつ、
   前記バッテリの下面でバッテリに接続できるように配置
   されていることを特徴とする請求項２または３記載の電
   動補助自転車。
5. 【請求項５】 前記ケーシングに、シートポスト保持部
   が一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の電動補助自転車。
6. 【請求項６】 前記ケーシングに、前フレームおよび後
   フレームをそれぞれ着脱自在に連結する連結部が設けら
   れていることを特徴とする請求項１記載の電動補助自転
   車。