JP2002331982A - 電動補助自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダウンチューブに収納するバッテリーセルの
数を増大させる。 【解決手段】 ダウンチューブ１４の後端部にブラケッ
トを下方へ向けて突設する。このブラケットに動力ユニ
ット３を固定するとともに、ピボット軸６１を横架させ
る。リヤアーム２０の前端部を、側面視で前記ピボット
軸６１から後上方に延びてダウンチューブ１４を下から
上へ横切る形状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダウンチューブ内
にバッテリーを収納するとともに、後輪をリヤアームに
よって上下方向に揺動自在に支持する電動補助自転車に
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、例えば特開２０００−２３８６７４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、ヘッドパイプにトップチューブとダウ
ンチューブとを車体の後方へ延びるように接続するとと
もに、トップチューブの後端部とダウンチューブの途中
とをシートチューブによって接続している。

【０００３】前記ダウンチューブは、シートチューブと
の接続部分より車体の後方へ延在しており、この後方延
在部に、後輪を回転自在に支持するリヤアームを揺動自
在に支持させている。リヤアームの支持は、前記後方延
在部にピボット軸を貫通させ、このピボット軸にリヤア
ーム前端部を枢支させている。また、この後方延在部の
下側には、人力とモータの動力との合力によって後輪を
駆動する動力ユニットを取付けている。前記モータに給
電するバッテリーは、セル型のものを使用しており、前
記トップチューブとダウンチューブの内部にそれぞれ一
列に並べて多数収納している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上述した
従来の電動補助自転車のダウンチューブにバッテリーセ
ルを多く搭載できるようにすることを考えている。それ
は、ダウンチューブにバッテリーセルを多く搭載した方
が車体の重心位置が低くなるし、搭載量によっては、ト
ップチューブにバッテリーセルを搭載しなくてもよくな
るばかりか、トップチューブを不要にすることもできる
からである。

【０００５】しかしながら、従来の電動補助自転車は、
リヤアームのピボット軸によってダウンチューブ内のバ
ッテリー搭載用スペースが低減されており、バッテリー
セルの搭載数を増大させることはできなかった。

【０００６】本発明は上述した問題点を解消するために
なされたもので、ダウンチューブに収納するバッテリー
セルの数を増大させることを目的とする。

【０００７】

【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、ダウンチューブの
後端部にブラケットを下方へ向けて突設し、このブラケ
ットに、動力ユニットを固定するとともに、ピボット軸
を横架させ、リヤアームの前端部を、側面視で前記ピボ
ット軸から後上方に延びてダウンチューブを下から上へ
横切る形状に形成したものである。

【０００８】本発明によれば、ピボット軸がダウンチュ
ーブの下方に位置するとともに、ダウンチューブの後端
部の形状がリヤアームによって制約を受けることがない
から、ダウンチューブを可及的後方に延在させてダウン
チューブ内にバッテリー収納空間を広く形成することが
できる。

【０００９】請求項２に記載した発明に係る電動補助自
転車は、請求項１に記載した発明に係る電動補助自転車
において、ピボット軸を動力ユニットをブラケットに固
定する固定部材としたものである。この発明によれば、
動力ユニット支持用ブラケットにリヤアームを接続する
構造を採りながら、ブラケットに設けるボルトの数が増
大することはない。

【００１０】

【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８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側面図、図
２はヘッドパイプ部分の正面図、図３はヘッドパイプ部
分の縦断面図、図４はフロントフォーク用アッパーブラ
ケットの平面図、図５はフロントフォーク用アッパーブ
ラケットの平面図、図６は動力ユニット搭載部分を示す
側面図で、同図はダウンチューブとバッテリーボックス
を破断した状態で描いてある。図７は図６におけるVII
−VII線断面図、図８はバッテリーの収納状態を示す断
面図である。

【００１１】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、ペダルクランク軸２を動力ユニッ
ト３に回転自在に支持させ、電動走行状態では、ペダル
２ａを踏込む力（人力）とモータ４の動力との合力をチ
ェーン５によって後輪６に伝達して走行する。前記動力
ユニット３は、従来からよく知られているものと同等の
構造を採っており、この実施の形態では、外装カバー７
で覆って外観向上を図っている。

【００１２】この電動補助自転車１の車体フレーム１１
は、ヘッドパイプ１２と、このヘッドパイプ１２から後
下がりに延びてバッテリーボックス１３（図８参照）を
収納するダウンチューブ１４と、このダウンチューブ１
４の途中から後上がりに延びるシートチューブ１５とに
よって構成している。ヘッドパイプ１２とシートチュー
ブ１５の上端部とを接続するトップチューブは設けてい
ない。ダウンチューブ１４とシートチューブ１５は、図
７に示すように、断面六角形状であって、上下方向に細
長くなる形状に形成している。シートチューブ１５の上
端部に、シートピラーチューブ１６を介してシート１７
を支持させている。

【００１３】前記ヘッドパイプ１２は、図５に示すよう
に、断面Ｄ字状に形成し、曲面の頂部が車体の後方を指
向するように位置付けてダウンチューブ１４の前端を溶
接している。また、ヘッドパイプ１２には、バッテリー
ボックス１３を挿通させるための開口を前端部と後端部
とにそれぞれ形成している。前端部の開口を符号１２ａ
で示し、後端部の開口を符号１２ｂで示す。後端部の開
口１２ｂの形状は、ダウンチューブ１４の断面形状と一
致させている。

【００１４】前記ヘッドパイプ１２にフロントフォーク
１８を回動自在に支持させ、ダウンチューブ１４の後端
部に後述するブラケット１９（図６参照）を介して前記
動力ユニット３と後輪支持用のリヤアーム２０とを支持
させている。また、ダウンチューブ１４における前記シ
ートチューブ１５との接続部分の下側には、前記動力ユ
ニット３を制御するためのコントローラ２１を固定して
いる。このコントローラ２１は、モータ４の動力を人力
に略比例するように制御する回路を採り、ダウンチュー
ブ１４に固定したカバー２２の内部に収納している。

【００１５】前記フロントフォーク１８は、テレスコピ
ック式のもので、図１〜図３に示すように、上部ブラケ
ット２３と下部ブラケット２４に内筒２５を固定すると
ともに、外筒２６の下端部に前輪２７を回転自在に支持
させ、前記上部および下部ブラケット２３，２４をヘッ
ドパイプ１２の上部ステアリング軸３１と下部ステアリ
ング軸３２に軸受３３〜３６を介して回動自在に支持さ
せている。上部ブラケット２３には、操向ハンドル３７
を固定している。前記上下両ステアリング軸３１，３２
は、ヘッドパイプ１２の上端部と下端部にロックナッ
ト３８，３９によって固定している。

【００１６】前記上部ブラケット２３には、図３に示す
ように、バッテリーボックス１３の着脱を規制する施錠
装置４１を内蔵させている。この施錠装置４１は、上端
に装着したキー４２をロック解除方向へ回動させること
によって下端の係合子４３が上方へ移動するシリンダー
錠式のものである。前記係合子４３は、施錠状態ではバ
ッテリーボックス１３の前端部の取手４４に係合する。

【００１７】ここで、バッテリーボックス１３の構造に
ついて説明する。バッテリーボックス１３は、図６〜図
８に示すように、ダウンチューブ１４内に嵌合するよう
に断面六角形状に合成樹脂によって形成し、内部にバッ
テリーセル４５を多数収納している。バッテリーセル４
５は、この実施の形態では、図８に示すように、長手方
向がダウンチューブ１４の長手方向と平行になる状態で
一列に並べ、このセル列を上下方向に２段重ねた状態で
収納している。なお、この収納形態を採る他に、図９お
よび図１０に示すように、各バッテリーセル４５を長手
方向がダウンチューブ１４の長手方向とは直交するよう
に立てた状態でダウンチューブ１４の長手方向に一列に
並べてもよい。このようにバッテリーセル４５を収納す
ることによって、バッテリーボックス１３内のバッテリ
ー収納空間を有効に使用して搭載バッテリー数を増大さ
せることができる。

【００１８】バッテリーボックス１３は、ヘッドパイプ
１２を前後方向に貫通してダウンチューブ１４に嵌合さ
せており、車体に前方から着脱できるように搭載してい
る。このバッテリーボックス１３の前端部には、図３に
示すように、車体に搭載した状態でヘッドパイプ１２の
車体前側の前記開口１２ａを閉塞する前面板１３ａを形
成している。この前面板１３ａは、図２および図３に示
すように、車幅方向の寸法がヘッドパイプ１２と同一に
なるとともに、側方から見てヘッドパイプ１２の前面１
２ｃと同一平面上に位置するように形成している。

【００１９】すなわち、バッテリーボックス１３にヘッ
ドパイプ１２の開口１２ａ（バッテリーボックス出入
口）を閉塞する蓋としての機能をもたせ、部品数を低減
させるとともに、蓋の開閉作業を不要にして作業性を向
上させている。この前面板１３ａの中央部に、前記取手
を出入れするための出入口４６を形成している。前記取
手４４は、図２および図３に示すように、バッテリーボ
ックス１３に支軸４７によって前後方向に揺動自在に支
持させており、前記出入口４６を通ってバッテリーボッ
クス１３に対して出没する。

【００２０】前記支軸４７には、取手４４を図３におい
て反時計方向へ付勢するトーションばね４８を装着して
いる。このトーションばね４８の弾発力によって、取手
４４は前記係合子４３が係合していない状態でバッテリ
ーボックス１３の前方へ突出する。このように前方へ突
出させた取手４４を把持し前方へ引くことによって、バ
ッテリーボックス１３を車体フレーム１１内から前方へ
取外すことができる。また、バッテリーボックス１３を
車体フレーム１１に装着した後に取手４４を収納すると
きには、トーションばね４８の弾発力に抗して取手４４
をバッテリーボックス１３内に押込み、前記係合子４３
に係合させる。このように取手４４を収納することによ
り、バッテリーボックス１３の着脱が施錠装置４１によ
って規制される。

【００２１】また、バッテリーボックス１３は、前端部
に充電用コネクタ５１（図５参照）を取付け、後端部に
放電用コネクタ５２（図６参照）を取付けている。充電
用コネクタ５１は、バッテリーボックス１３をヘッドパ
イプ１２から車体の前方へ引き出した状態で接続口５１
ａ（図５参照）が上方に向けて開口するように形成して
いる。

【００２２】放電用コネクタ５２は、図６に示すよう
に、ダウンチューブ１４の後端部に取付けたモータ側コ
ネクタ５３の雄型電極５３ａが着脱できるように形成し
ている。放電用コネクタ５２とモータ側コネクタ５３
は、バッテリーボックス１３をダウンチューブ１４内に
挿入することによって自動的に接続し、バッテリーボッ
クス１３をダウンチューブ１４から前方へ引出すことに
よって自動的に外れるように形成している。

【００２３】前記ダウンチューブ１４の後端部に設けた
ブラケット１９は、図７に示すように、ダウンチューブ
１４から下方に延びる左側支持板５４と右側支持板５５
とによって構成している。これら両支持板５４，５５
は、図６に示すように、前端部と後端部が他の部位より
下方へ突出するように形成し、ダウンチューブ１４に溶
接している。両支持板５４，５５の前記下方突出部分を
符号５６，５７で示す。

【００２４】前記下方突出部分５６，５７のうち、車体
後側の下方突出部分５７には、固定用ボルト５８によっ
て動力ユニット３の後端部を支持させている。車体前側
の下方突出部分５６には、図７に示すように、ピボット
軸６１を横架させ、このピボット軸６１を介して動力ユ
ニット前部の取付座６２とリヤアーム２０とを支持させ
ている。

【００２５】詳述すると、ピボット軸６１を左右の支持
板５４，５５に貫通させ、ピボット軸６１における左側
支持板５４と右側支持板５５との間の部位に、動力ユニ
ット後端部の取付座６２を支持させ、ピボット軸６１に
おける前記両支持板５４，５５から側方に突出する軸端
部に、リヤアーム２０の前端部を軸受６３によって揺動
自在に支持させている。すなわち、ピボット軸６１は、
動力ユニット３をブラケット１９に固定する固定部材と
して機能する。

【００２６】前記リヤアーム２０は、図１に示すよう
に、前記ピボット軸６１からダウンチューブ１４の側方
で後上がりに延びる基部６４と、この基部６４の後端か
ら略水平に後方へ延びる水平延在部６５と、この水平延
在部６５の後端から後下がりに延びるエンドブラケット
６６とを車幅方向に対をなすように形成し、水平延在部
６５どうしを図示していないクロスメンバによって接続
して平面視においてＨ字状に形成している。

【００２７】すなわち、このリヤアーム２０は、側面視
で前記ピボット軸６１から後上方に延びてダウンチュー
ブ１４の両側を下から上へ横切る形状に形成している。
これにより、右側の基部６４と水平延在部６５が動力ユ
ニット３の右側に配置された駆動スプロケット（不図
示）とチェーン５とに干渉しないようになっている。前
記エンドブラケット６６に後輪６を回転自在に支持さ
せ、クロスメンバにクッションユニット６７の下端部を
連結している。クッションユニット６７の上端部は、ダ
ウンチューブ１４とシートチューブ１５にクッション用
ブラケット６８を介して枢支させている。

【００２８】上述したように構成した電動補助自転車１
においては、ダウンチューブ１４の後端部に突設したブ
ラケット１９に動力ユニット３を固定するとともに、ピ
ボット軸６１を横架させ、このピボット軸６１に揺動自
在に設けたリヤアーム２０を側面視でピボット軸６１か
ら後上方に延びてダウンチューブ１４を下から上へ横切
る形状に形成しているから、ピボット軸６１がダウンチ
ューブ１４の下方に位置付けられてダウンチューブ１４
内のバッテリー収納空間がピボット軸６１によって狭め
られることがない。また、ダウンチューブ１４の後端部
をリヤアーム２０によって制約を受けることなく可及的
後方に延ばして形成することができる。

【００２９】したがって、ダウンチューブ１４内のバッ
テリー収納空間を広く形成し、バッテリーセル４５の搭
載数を増大させる（バッテリー容量を増大させる）こと
ができる。前記バッテリー収納空間は、モータ側コネク
タ５３や、放電用コネクタ５２の収納スペースにも利用
することができる。また、ピボット軸６１は、動力ユニ
ット３をブラケットに固定する固定用ボルトを兼ねてい
るから、前記ブラケット１９にリヤアーム２０を接続す
る構造を採りながら、ブラケット１９に設けるボルトの
数が増大することはない。このため、前記ブラケット１
９をコンパクトに形成でき、重量および製造コストを低
減することができる。これとともに、ダウンチューブ１
４の形状がブラケット１９によって制約を受けることが
ないから、ダウンチューブ１４内のバッテリー収納空間
を広く形成することができる。

【００３０】この実施の形態ではリヤアーム２０を基部
６４と、水平延在部６５と、エンドブラケット６６とに
よって上方へ向けて凸になるように形成したが、リヤア
ーム２０は側面視においてへ字状に形成したり、側面視
において上方に向けて凸になる円弧状に形成することが
できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ピ
ボット軸がダウンチューブの下方に位置するとともに、
ダウンチューブの後端部の形状がリヤアームによって制
約を受けることがないから、ダウンチューブを可及的後
方に延在させてダウンチューブ内にバッテリー収納空間
を広く形成することができる。このため、ダウンチュー
ブに収納するバッテリーセルの数を増大させることがで
き、低重心化を図ることができる。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、動力ユニッ
ト支持用ブラケットに設けるボルトの数を増大させるこ
となく、前記ブラケットにリヤアームを支持させること
ができる。このため、ブラケットをコンパクトに形成で
き、ダウンチューブの形状がブラケットによって制約を
受けることがないから、ダウンチューブ内のバッテリー
収納空間を相対的に広く形成することができる。また、
ピボット軸を専らリヤアーム支持用として用いていた従
来の構造に較べてボルトの数を低減でき、ブラケットが
コンパクトになることと相俟って製造コストを低減でき
るという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電動補助自転車１の側面図であ
る。

【図２】 ヘッドパイプ部分の正面図である。

【図３】 ヘッドパイプ部分の縦断面図である。

【図４】 フロントフォーク用アッパーブラケットの平
面図である。

【図５】 フロントフォーク用アッパーブラケットの平
面図である。

【図６】 動力ユニット搭載部分を示す側面図である。

【図７】 図６におけるVII−VII線断面図である。

【図８】 バッテリーの収納状態を示す断面図である。

【図９】 バッテリーの収納状態の他の例を示す断面図
である。

【図１０】 図９におけるX−X線断面図である。

【符号の説明】

１…電動補助自転車、３…動力ユニット、６…後輪、１
２…ヘッドパイプ、１４…ダウンチューブ、１９…ブラ
ケット、２０…リヤアーム、４５…バッテリーセル、６
１…ピボット軸。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッドパイプから後下がりに延びるダウ
   ンチューブにバッテリーを内蔵させ、このダウンチュー
   ブの後端部に動力ユニットを支持させるとともに後輪支
   持用のリヤアームをピボット軸によって揺動自在に支持
   させた電動補助自転車において、前記ダウンチューブの
   後端部にブラケットを下方へ向けて突設し、このブラケ
   ットに、前記動力ユニットを固定するとともに、前記ピ
   ボット軸を横架させ、前記リヤアームの前端部を、側面
   視で前記ピボット軸から後上方に延びてダウンチューブ
   を下から上へ横切る形状に形成したことを特徴とする電
   動補助自転車。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動補助自転車におい
   て、ピボット軸を動力ユニットをブラケットに固定する
   固定部材としたことを特徴とする電動補助自転車。