JP2002362456A - 電動アシスト自転車、電動自転車及びバッテリーブラケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリーの盗難防止を図ると共に、バッテ
リーの着脱動作を迅速にする。 【解決手段】 バッテリーブラケット１６５は、電動力
により踏力を補助して走行可能な電動アシスト自転車１
のシートポスト３ａに固定される。バッテリーブラケッ
ト１６５は、バッテリー１６２を着脱自在に収容し、収
容されたバッテリーを鍵で係止可能なブラケット部１７
０と、シートポスト３ａを挟持するようにブラケット部
１７０と連結される、ブラケット止め１８３と、を有す
る。バッテリーブラケット１６５は、バッテリー１６２
を水平に着脱可能に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリーを自転
車の車体フレームに装着するためのバッテリーブラケッ
ト、及び、該バッテリーブラケットを備えた、電動力に
より踏力を補助して走行可能な電動アシスト自転車、並
びに、踏力及び電動力によるいずれの走行も可能な電動
自転車に関する。

【０００２】

【従来技術】電動モータを備えたパワーユニットを設
け、パワーユニットから出力された電動力を踏力に応じ
て並列に付加することによって、踏力を補助して走行可
能な電動アシスト自転車が、提案され、既に実用化され
ている。この種の電動アシスト自転車においては、電動
モータの電源として機能するバッテリーを搭載すること
が不可欠である。

【０００３】従来では、車体へのバッテリーの取り付け
方法として、バッテリーを収容したバッテリーボックス
とパワーユニットを備える電動アシスト自転車のシート
ポスト又はシートチューブに、バッテリー固定用アタッ
チメントを取り付け、該アタッチメントにバッテリーボ
ックスを着脱自在に取り付け、バッテリーボックスをシ
ートポスト等の車体後方に配置するものがある。この方
法では、アタッチメントを湾曲部と背割部を含んでＵ字
状に成形し、湾曲部をシートポスト等に外嵌せしめ、背
割部にバッテリーボックスのフックを挟み込み、背割部
に貫設された孔に挿通する締結具を締め付けることによ
ってバッテリーボックスをアタッチメントに固定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、以下の問題点がある。 （１）バッテリー着脱に応じて締め具を緩めたり締めた
りしなければならず、着脱動作に時間がかかる。 （２）第三者が締め具を緩めることによって、容易にバ
ッテリーを盗難することができる。 （３）Ｕ字状アタッチメントのため、バッテリーが縦に
置かれることが多く、この場合、着脱動作においてバッ
テリーを垂直方向に動かすので、サドルとの間隔を大き
くとらなければならず、着脱スペースを取っている。

【０００５】本発明は、上記事実に鑑みなされたもの
で、上記問題点を解決した、簡素な機構のバッテリーブ
ラケット、並びに、該バッテリーブラケットを備える電
動アシスト自転車及び電動自転車を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、電動力により踏力を補助して走行可能な
電動アシスト自転車であって、電動力を出力する電動モ
ータと、電動モータのためのバッテリーと、車体フレー
ムに固定されたバッテリーブラケットと、を含み、バッ
テリーブラケットは、バッテリーを着脱自在に収容し、
収容されたバッテリーを鍵で係止可能なブラケット部
と、車体フレームを挟持するようにブラケット部と連結
される、ブラケット止めと、を有する。

【０００７】本発明では、ブラケット部にバッテリーを
着脱自在に収容し、収容されたバッテリーを鍵で係止可
能である。これにより着脱の容易さと盗難の防止とを両
立することができる。好ましくは、バッテリーブラケッ
トが固定される車体フレームは、シートポストである。
勿論、車体フレームの他の箇所、例えばシートチューブ
に固定してもよい。

【０００８】シートポストにバッテリーブラケットを固
定する場合、シートポストは、車体に固定された接続手
段、例えばワイヤ又はロープと連結されているのが好ま
しい。これによって、シートポストごとバッテリーを盗
難されることを防止できる。更に好ましくは、接続手段
は、その全体に亘って車体フレームの内部に延在する。
これによって、外観を損なうことなく、接続手段へのア
クセスを不可能にできる。

【０００９】本発明では、ブラケット部とブラケット止
めとで車体フレームを挟持するので、バッテリーブラケ
ットは、バッテリーが、その長さ方向に略水平な状態で
ブラケット部に着脱可能なように車体フレームに固定可
能となる。これによって、水平方向に着脱スペースを取
ることができる。これにより、バッテリーブラケットを
サドルに可能な限り近づけることができ、サドルの高さ
調整の自由度を拡大できる。

【００１０】例えば、バッテリーは、１つ又は複数の電
池をハウジングで覆ってなる。ブラケット部は、一端面
が開放されたボックス部であり、該端面からハウジング
を収容したとき、該ボックス部内部には該ハウジングの
一部分のみが入るようにすることができる。このように
開放端面からバッテリーを単に挿入し、ハウジング全て
をブラケット部内部に入れることなく取り付けることが
できるので、バッテリーの着脱の容易さが図れる。

【００１１】好ましくは、ブラケット部は、ボックス部
から延長された延長プレート部を更に有し、ハウジング
はスロットを有し、バッテリーがブラケット部に収容さ
れたとき、延長プレート部はスロット内に収容される。
これによって、収容したときのバッテリーハウジングの
安定性及び取り付け強度を増加させることができる。例
えばスロットは、ハウジングの外壁から突出した略平行
な一対の垂直壁と、各々の垂直壁の頂上部から互いに向
かって接近するように延在する一対の水平壁とにより画
成される。

【００１２】また、ブラケット部及びブラケット止め
は、一例として、バッテリーブラケットが車体フレーム
に固定された状態で互いに対面する取り付け面を各々有
し、該取り付け面には、締め金具が通過する取り付け孔
が各々形成される。このとき、ブラケット部及びブラケ
ット止めには、車体フレームの輪郭に従った湾曲部が各
々形成され、該湾曲部により画成されたスペースに該車
体フレームが挟持されるのが好ましい。例えば、ブラケ
ット止めは、湾曲部及び取り付け面を有する剛性バンド
として形成される。

【００１３】好ましくは、ブラケット止めは、その取り
付け孔から突出した締め金具の一端部の少なくとも一部
分を、間隔を隔てて覆うガードが形成されている。これ
によって、ブラケット止めの取り付け孔から突出した締
め金具の一端部を緩めてブラケット止めを取り外すこと
はできなくなる。その上更に、締め金具の他方の端部
は、ブラケット部の内部に位置し、収容されたバッテリ
ーにより覆われるのが好ましい。これによって、鍵を持
たない第三者が締め金具の他方の端部を緩めることは不
可能となる。

【００１４】例えば、ガードは、ブラケット止めの幅方
向の両エッジから、少なくとも取り付け孔の長さに亘っ
て該取り付け面とは反対側に該取り付け面に対し垂直に
延在するプレートとして形成できる。持ち胡乱、ブラケ
ット止めの長さ方向に亘ってガードが延在するようにし
てもよい。

【００１５】ブラケット部に収容されたバッテリーを、
その長さ方向に略水平に配置させるため、取り付け面
は、車体フレームの長さ方向の角度に応じた傾斜角度を
有するようにしてもよい。

【００１６】鍵の構成に関しては、鍵をかけるとき、鍵
等から出た係止部分がバッテリーに掛かり止めされるよ
うに鍵を構成することができる。また、他の態様では、
バッテリー及びブラケット部が、互いに掛かり止めする
部分を各々有し、鍵は、該掛かり止め部分を固定可能に
構成されるようにしてもよい。

【００１７】以上述べたバッテリーブラケットは、踏力
及び電動力によるいずれの走行も可能な電動自転車にも
適用できる。本発明の他の目的及び利点は、以下で説明
される本発明の好ましい実施形態を参酌することによっ
て、より明瞭に理解されよう。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施形態を説明する。図１には、本発明の第
１実施形態に係る電動アシスト自転車１の概略が示され
ている。同図に示すように、この電動アシスト自転車１
の主要な骨格部分は、通常の自転車と同様に、金属管製
の車体フレーム３から構成され、該車体フレーム３に
は、前輪２０、後輪２２、ハンドル１６、及びサドル１
８などが周知の態様で取り付けられている。

【００１９】詳細には、サドル１８は、シートポスト３
ａの一端部に固定され、該シートポスト３ａの他方の端
部は、シートチューブ３ｂに収容された状態で図示しな
い固定手段により固定されている。この固定手段を緩め
ることにより、サドル１８の高さを調整できる。また、
シートポスト３ａのサドル１８に近い位置に、シートポ
スト３ａに固定されたバッテリーブラケット１６５を用
いてバッテリー１６２が車体に取り付けられている。な
お、バッテリー１６２は、後述する１つ又は複数の電池
１７（図２）を矩形状のハウジング内部に収容したもの
である。バッテリーブラケット１６５の更に詳細な構成
については後述する。

【００２０】また、車体フレーム３の中央下部には、ド
ライブシャフト４が回転自在に軸支され、その左右両端
部には、クランク棒６Ｌ、６Ｒを介してペダル８Ｌ、８
Ｒが各々取り付けられている。このドライブシャフト４
には、車体の前進方向に相当するＲ方向の回転のみを伝
達するための一方向クラッチ（後述する図４（ｂ）の９
９）を介して、主スプロケット２が同軸に取り付けられ
ている。この主スプロケット２と、後輪２２の中央部に
設けられた後輪動力機構１０との間には無端回動のチェ
ーン１２が張設されている。

【００２１】本実施形態の電動アシスト自転車１は、少
なくとも車体走行速度及び踏力から決定されたアシスト
比率（補助動力／踏力）で踏力をアシストする制御を行
う。この制御を実行する電動アシスト自転車１の制御系
の概略が図２に示されている。本実施形態に係る電動ア
シスト自転車１の制御系は、該自転車全体の電子的処理
を一括して制御する１個の１６ビット１チップマイコン
１４と、ＰＷＭ制御可能な電動モータ３７と、１チップ
マイコン１４に直接接続され、その制御信号の電力を増
幅する増幅回路１５と、該増幅回路１５に接続され電動
モータ３７に電源供給する電池１７と、を含む。

【００２２】１チップマイコン１４には、少なくとも走
行速度を演算するための回転速度信号、及び、踏力を演
算するための歪みゲージ信号１、２が入力される。これ
らの入力信号を発生する手段については後述する。１チ
ップマイコン１４は、これらの入力信号から走行速度及
び踏力を演算し、所定のアルゴリズムに基づいてアシス
ト比率を決定する電子的処理を行う。次に、１チップマ
イコン１４は、決定されたアシスト比率に対応する補助
動力を発生させるよう電動モータ３７を指令するため、
該補助動力に応じたパルス幅に変調されたパルス信号を
順次出力する。なお、増幅回路１５は、パルス信号に対
する電力増幅機能だけではなく、パルス信号のバッファ
としての機能を兼ね備えている。

【００２３】１チップマイコン１４は、１単位のデータ
及びコマンドが１６ビットで構成されているため、従来
の電動アシスト自転車で用いられている８ビットのマイ
コンよりも高度な処理機能を有するプログラムをより大
きなデータ量に基づいてより高速に実行することが可能
となる。そこで、本実施形態では、専用のＰＷＭ制御Ｉ
Ｃを省略し、１チップマイコン１４によって、上記電子
的処理を一括して行うと共に、直接、電動モータ３７に
対して上記のようなＰＷＭ制御を行う。このＰＷＭ制御
は、１チップマイコン１４の図示しないメモリに記憶さ
れたソフトウェア（ファームウェアを含む）によって実
現できる。

【００２４】このように本実施形態では、処理能力の高
い１６ビットマイコンを使用することにより、基本設計
を大きく変更することなく、例えばＰＷＭ制御など従来
では専用ＩＣを用いていた制御を１個のマイコンで全て
こなすようにした。従って、全体として部品点数、基板
面積を減らすことができ、小型化と共にトータルのコス
ト削減に資することができる。例えば、１６ビットマイ
コンは、８ビットマイコンより高価であるが、従来の８
ビットマイコンの付加機能手段として、ＰＷＭ制御専用
ＩＣ、電池残量監視等の他の電子的処理を行うＩＣ及び
それらの周辺部品を合わせると、逆に８ビットマイコン
がコストアップとなる。

【００２５】また、１６ビットマイコンはソフトウェア
で様々な処理を無理無く実現できるため、回路が簡単に
でき、将来も同様に柔軟に機能アップが図れるので、こ
の点からもコストダウンが図れる。更に、ソフトで常に
電動アシスト状態を監視できるので、如何なる状態でも
即座に電動モータ３７の停止を図ることができる。 （バッテリーブラケット）図１に示すように、バッテリ
ーブラケット１６５は、バッテリー１６２を着脱自在に
収容し、収容されたバッテリーを鍵で係止可能なブラケ
ット部１７０と、シートポスト３ａを挟持するようにブ
ラケット部１７０と連結されるブラケット止め１８３
と、を有する。

【００２６】ここで、バッテリーブラケット１６５の詳
細な構成を図６乃至図９を用いて説明する。図６には、
ブラケット部１７０の下面図、正面図及び側面図が示さ
れている。ブラケット部１７０は、バッテリー１６２の
一部分を収容するため構成されたボックス部１７１と、
ボックス部の天板１７３Ｕから延長された延長プレート
部１７５と、を備える。

【００２７】ボックス部１７１は、天板１７３Ｕ、底板
１７３Ｂ、左右一対の側板１７２Ｒ、１７２Ｌ、シート
ポスト３ａを挟持するためそのフレーム形状に湾曲され
た湾曲部１７８、湾曲部１７８の左右に隣接し、バッテ
リーブラケット１６５の車体フレームへの取り付け時に
ブラケット止め１８３と係合する取り付け面１７４Ｒ、
１７４Ｌ、及び、底板１７３Ｂと取り付け面とを接続す
る接続面１７９によって画成される。ボックス部１７１
の取り付け面と反対側の端面は開口されており、この開
口からバッテリー１６２が挿入される。

【００２８】取り付け面１７４Ｒ、１７４Ｌには、ボル
ト等の留め金具を通過させるための取り付け孔１７６
Ｒ、１７６Ｌが各々形成される。また、取り付け面１７
４Ｒ、１７４Ｌは、鉛直方向から傾斜しているシートポ
スト３ａ（図１）に取り付けたとき、ボックス部１７１
がバッテリー１６２を略水平に収容することができるよ
う、図示のように天板１７３Ｕに対して傾斜されてい
る。

【００２９】また、湾曲部１７８も開放されている。そ
して、ボックス部１７１の内部には、天板１７３Ｕから
可撓性アーム１８１が吊るされており、このアームの下
端には、筒状のフレーム係合部１７７が形成されてい
る。バッテリー１６２をボックス部１７１に挿入したと
き、このフレーム係合部１７７は、バッテリーにより押
され、開放された湾曲部１７８から突出してシートポス
ト３ａと係合し、バッテリーブラケット１６５のシート
ポスト３ａへの固着を確実にする。

【００３０】側板１７２Ｌには、鍵（後述する図９の１
８８参照）を装着するための鍵孔１７７が開けられてい
る。この鍵の機構として、例えば、バッテリー１６２の
ハウジングに掛かり止め部（図示しない）を形成し、鍵
をかけることによって鍵から出た係止部分（図示せず）
がハウジングの掛かり止め部に係合して、バッテリーを
動かないようロックする方式が考えられる。また、バッ
テリー１６２をブラケット部１７０に挿入したとき、バ
ッテリーのハウジングとブラケット部とがスナップ式に
掛かり止めし、鍵をかけないときは、図示しない押しボ
タン等を押すことにより自在にバッテリーを抜き取るこ
とができるようにしてもよい。この場合、鍵は、このス
ナップ式に掛かり止めした部分を固定することにより、
バッテリーの抜き取りを防止する機構に構成される。

【００３１】延長プレート部１７５は、ボックス部１７
１より幅が狭く形成され、湾曲部１７８と中心軸が整列
されている。軽量化を図るため、天板１７３Ｕから延長
プレート部１７５にかけて、３つの孔１８２ａ、１８２
ｂ、１８２ｃが形成されている。

【００３２】図７には、ブラケット止め１８３の上面
図、正面図及び側面図が示されている。ブラケット止め
１８３は、シートポスト３ａを挟持するためそのフレー
ム形状に湾曲された湾曲部１８５と、湾曲部１８５の左
右に隣接し、バッテリーブラケット１６５の車体フレー
ムへの取り付け時にブラケット部１７０と係合する取り
付け面１８４Ｒ、１８４Ｌと、を備えた剛性バンドとし
て構成される。この取り付け面１８４Ｒ、１８４Ｌに
は、ボルト等の留め金具を通過させるための取り付け孔
１８６Ｒ、１８６Ｌが各々形成される。

【００３３】また、ブラケット止め１８３には、その幅
方向の両エッジから取り付け面とは反対方向に、該取り
付け面に対し略垂直に突出し、且つ、その長さ方向に亘
って延在する上下ガード１８７Ｕ、１８７Ｂが設けられ
ている。

【００３４】バッテリーブラケット１６５のシートポス
ト３ａへの固定時には、湾曲部１７８及び１８５により
画成された空間内にシートポスト３ａが受け入れられ
る。そして、ブラケット部１７０の取り付け面１７４
Ｒ、１７４Ｌとブラケット止め１８３の取り付け面１８
４Ｒ、１８４Ｌとが対面し、各々の対応する取り付け孔
（１７６Ｒと１８６Ｒ、１７６Ｌと１８６Ｌ）が整列さ
れる。これらの取り付け孔にボルト等の留め金具を通し
て締め上げることによって、湾曲部１７８及び１８５に
より画成された空間内にシートポスト３ａが挟持され
る。

【００３５】バッテリーブラケット１６５をシートポス
ト３ａに固定した状態を、図８（ａ）（側面から見た
図）及び（ｃ）（下側から見た図）に示す。この状態で
バッテリー１６２をブラケット部１７０に挿入する。

【００３６】図８（ｂ）に示すように、バッテリー１６
２は、その頂壁から突出した略平行な一対の垂直壁１６
４Ｒ、１６４Ｌと、各々の垂直壁の頂上部から互いに向
かって接近するように延在する一対の水平壁１６６Ｒ、
１６６Ｌとを有し、これらの壁によってスロット１６７
が画成される。バッテリー１６２をブラケット部１７０
に挿入するとき、延長プレート部１７５がスロット１６
７内に収容される。これによって、バッテリー１６２の
装着を強固にする。

【００３７】次に、バッテリー１６２をブラケット部１
７０に収容するときの状態を図９（ａ）、（ｂ）に示
す。図９（ａ）では、バッテリー１６２をブラケット部
１７０に挿入開始した状態が示されている。図９（ｂ）
に示すように、図９（ａ）の状態から更にバッテリー１
６２をブラケット部１７０に押し込め、鍵１８８をかけ
ることによってバッテリー１６２が完全に装着される。

【００３８】以上説明したように本実施形態のバッテリ
ーブラケット１６５によれば、バッテリー１６２を鍵１
８８でシートポスト３ａに固定することにより、盗難を
防止できる。このとき、従来技術のようにねじを緩めた
り締めたりする手間を省き、容易且つすばやい着脱動作
が可能となる。更に、ブラケット止め１８３の上下ガー
ド１８７Ｕ、１８７Ｄにより囲まれた範囲にボルト等の
留め金具の頭或いはナット等が収まるので、ここから留
め金具を緩めてブラケット止め１８３を取り外すことは
不可能となる。留め金具の他方の端部は、ボックス部１
７１内部にあって、鍵止めされたバッテリー１６２によ
り覆われているので、該他方の端部をアクセスすること
は不可能である。従って、第三者がバッテリーブラケッ
トを分解することによりバッテリーを盗難することは不
可能となる。

【００３９】シートポスト３ａをシートチューブ３ｂか
ら抜き取られて盗難されることを防止するため、シート
ポスト３ａと車体の固定箇所とをワイヤ又はロープ等の
接続手段で連結しておくことが好ましい。この場合、接
続手段は、その全体に亘ってシートポスト３ａの内壁か
ら他の車体フレーム（例えばシートチューブ３ｂ等）の
内部に延在し、外部から見えず且つアクセスできないよ
うにするのが最も好ましい。

【００４０】また、図８（ａ）及び図９（ａ）、（ｂ）
から理解されるように、バッテリー１６２の着脱動作
は、地面に対してほぼ水平に行われる。これによって、
取り付けたバッテリー１６２とサドル１８との間隔を可
能な限り近づけることが可能となる。換言すれば、バッ
テリーを取り付けた状態でも可能な限りサドルの高さを
低くでき、高さ調整の自由度を確保できる。

【００４１】更に、本実施形態のバッテリーブラケット
１６５によれば、車体にバッテリー配置スペースが無い
場合であっても、容易に且つ手軽にバッテリーをフレー
ムに取り付けることが可能となることが理解できよう。 （合力及び補助動力機構）電動アシスト自転車１におけ
る補助動力と踏力との合力機構、並びに、該補助動力の
供給機構を図３乃至図５を用いて説明する。

【００４２】図３には、主スプロケット２を裏側（図１
の反対側）から見たときの合力機構の一例が示されてい
る。この合力機構は、主スプロケット２と同軸に軸支さ
れた副スプロケット３０と、所定条件下で出力される補
助動力により回転可能な動力スプロケット３３と、動力
スプロケット３３から副スプロケット３０へ補助動力を
伝達させるため、これらのスプロケット（３０、３３）
の間に張設された無端回動のアシストチェーン３２と、
を含む。動力スプロケット３３及び副スプロケット３０
は、同一ピッチの歯を備えており、好ましくは、動力ス
プロケット３３の歯数は、副スプロケット３０の歯数よ
り小さい。

【００４３】図３の合力機構は、主スプロケット２より
車体の内側に配置されているので、副スプロケット３０
及び動力スプロケット３３の車体外側への出っ張りが無
くなり、車体の小型化を図ることができる。更に、図示
のように、主スプロケット２と動力スプロケット３３と
の間隔を主スプロケット２の半径より小さくできるの
で、合力機構全体を小さくまとめることができる。この
ため、図４（ａ）に示すように、自転車外部（表側）か
ら見ると、合力機構は、主スプロケット２の軸方向内側
にそのほとんどが隠され、外観を損なうおそれがない。
チェーン１２を隠すように主スプロケット２にチェーン
カバー３５を取り付けることにより、チェーン保護と共
に更に外観を改善することができる。

【００４４】図４（ａ）の側断面図を図４（ｂ）に示
す。同図に示すように、主スプロケット及び副スプロケ
ット３２は、互いに対し動かないように（即ち一体回転
するように）ピン１２３で固定されており、それらは共
に一方向クラッチ９９を介してドライブシャフト４に連
結されている。動力スプロケット３３は、ドライブシャ
フト４に平行に延びる動力シャフト３５ａを介して駆動
ユニット１３に作動的に連結される。動力スプロケット
３３の中心孔３４にセレーション（図３参照）を形成す
ることにより、動力シャフト３５ａと中心孔３４との間
の滑り回転が防止される。

【００４５】駆動ユニット１３は、一般の自転車と同様
のフレームに取り付けられており、そのハウジング内
に、電池１７（図２）によって電源供給される電動モー
タ３７と、該モータの出力軸３７ａに連結され、その回
転速度を減速して動力スプロケット３３の動力シャフト
３５ａに伝達する減速機構３５と、を含む。減速機構３
５における補助動力の伝達経路の途中には、一方向にだ
け動力を伝達する、いわゆる一方向クラッチ（図示せ
ず）が設けられている。この一方向クラッチは、電動モ
ータ３７からの補助動力を動力スプロケット３３に伝達
するが、その逆方向、即ち動力スプロケットから減速機
構３５へはトルクを伝達しないように構成・接続され
る。

【００４６】次に、本実施形態に係る合力機構の作用を
説明する。所定条件下で電動モータ３７が回転制御さ
れ、その補助動力が減速機構３５を介して動力スプロケ
ット３３に提供されたとき、動力スプロケットのトルク
は、アシストチェーン１２を介して副スプロケット３０
に伝達され、該副スプロケット３０に対し固定された、
踏力により回転される主スプロケット２に直ちに伝達さ
れる。かくして、補助動力及び踏力の合力が達成され
る。

【００４７】電動モータ３７が回転していないときは、
減速機構３５内に設けられた図示しない上記一方向クラ
ッチにより、モータの回転負荷は動力スプロケット３３
に伝達されることがなく、軽快な運転が可能となる。

【００４８】このように本実施形態では、従来技術のよ
うに踏力伝達用のチェーン１２に直接、補助動力を伝達
させるのではなく、動力スプロケット３３の補助トルク
を、別体のチェーン３２を介して主スプロケット２と共
に回転する副スプロケット３０に伝達させる、いわゆる
二重チェーン方式を採用した。これによって、従来技術
と比較して、駆動ユニット１３の配置の自由度が大幅に
広がることになる。例えば、図３及び図４（ａ）に示す
ように、自転車の進行方向へ駆動ユニットを配置するこ
とができるので、電動アシスト自転車用に特別に用意し
た専用フレームでなくても、通常の自転車フレームでも
駆動ユニット１３を取り付けることができる。

【００４９】勿論、周方向の任意の位置に動力スプロケ
ット３３を配置することができる。図５には、動力スプ
ロケット３３の位置を周方向に時計回りで９０度ほど変
更した例が示されている。この場合、サドル１８（図
１）の支持フレームに駆動ユニット１３を取り付けるこ
とが可能となる。更には、アシストチェーン３２の長さ
を選択することによって、動力スプロケット３３の径方
向位置（主スプロケット２の中心から動力スプロケット
３３の中心までの距離）も、より外側及びより内側へと
自在に調整可能となる。かくして、駆動ユニット１３の
最低地上高も高くすることや低くすることもできる。

【００５０】このように二重チェーン方式には、設置自
由度があるため、自転車の種類を選ばず、その電動化を
実現することができる。逆に云えば、フレームデザイン
の自由度がきわめて高くなる。

【００５１】その上、図示のように動力スプロケット３
３の歯数を副スプロケット３０の歯数に対して小さくす
れば、合力機構だけで減速が可能となる。これによっ
て、減速機構３５の減速比を小さく取れ、その結果、減
速機構を簡素化及び小型化することができる。このよう
に本実施形態では、減速比に関しても設計の自由度を拡
大することができる。 （回転速度センサー）１チップマイコン１４に入力され
る回転速度信号を出力する回転速度センサーを説明す
る。

【００５２】図１０には、回転速度センサーの一構成要
素としてＮＳ分極リングマグネット２００が示されてい
る。このリングマグネット２００は、その中央に開口２
０５を有する略平坦なリングに形成されている。リング
マグネット２００は、そのリングを等角度毎に区分する
複数の磁石区分からなり、これらの磁石区分では、その
正面から見てＮ極側を向けたＮ極区分２０２と、Ｓ極側
を向けたＳ極区分２０４とが交互に配置されている。こ
の場合、側面図に示すように、Ｎ極区分２０２の反対側
がＳ極となり、Ｓ極区分２０４の反対側がＮ極となるべ
く磁力線の向きがリング面に略垂直となるように磁石区
分のＮ−Ｓ極を配向するのが好ましい。図の例では、１
２個の磁石区分が形成されているが、これよりも多くて
も少なくてもよく、被検出部の回転速度及び要求される
検出精度に応じて任意好適に変更可能である。

【００５３】なお、リング面に対し磁場の垂直成分が存
在すれば、各磁石区分のＮ−Ｓ極の配向の仕方は任意好
適に変更できる。例えば隣接するＮ極区分及びＳ極区分
を一つの磁石の両極として周方向に配置してもよい。こ
の場合、Ｎ極区分２０２の反対側もＮ極となり、Ｓ極区
分２０４の反対側もＳ極となるが、磁場の強度の点で
は、図１０の例が好ましいと考えられる。

【００５４】図１１には、回転速度の被検出部としての
ギア２１０が示されている。ギア２１０は、シャフト２
１４により伝達されたトルクにより回転し、その一方の
表面には、リングマグネット２００を収容できる寸法及
び形状のリング溝２０８が形成されている。このリング
溝２０８にリングマグネット２００が収容され、接着剤
等で貼り付けられる。このとき、図示のように、リング
マグネット２００とギア２１０の表面とが面一になるこ
とが好ましい。これにより、ギア表面からリングマグネ
ットが突出せず、回転速度センサーの設置によるスペー
スの減少を最小限に抑えることができる。

【００５５】ギア２１０に設置されたリングマグネット
２００に隣接して、磁場を検出するためのホールＩＣ２
１２が配置されている。このホールＩＣは、半導体内の
電流の流れる方向と直角に磁場がある場合、ホール効果
により電流及び磁場と直角方向に電流と磁場に比例する
抵抗値を生じさせる素子を内蔵し、該抵抗値をデジタル
信号として出力する既存の磁場検出ＩＣである。ホール
ＩＣ２１２の出力端は、１チップマイコン１４に接続さ
れる。図１１の回転速度センサー２２０を斜視図で表す
と、図１２に示す通りとなる。

【００５６】１チップマイコン１４は、ホールＩＣ２１
２からの磁場検出信号（回転速度信号）を任意好適な方
法により解析してギア２１０の回転速度を検出する。こ
こで、ホールＩＣ２１２の検出位置におけるリングマグ
ネット２００による磁場波形の一例を図１３（ａ）に示
す。ホールＩＣ２１２は、図１３（ａ）に示すような磁
場を検出して図１３（ｂ）に示すパルス信号を出力す
る。図１３（ｂ）のパルス信号は、図１３（ａ）の磁場
波形のＮ極側極大部分に時間的に対応している。この場
合、正の値（Ｎ極側）のみを取り出し、負の値（Ｓ極
側）を消去しているが、負の値のみや、正負の両値を採
用することもできる。このパルス信号列の周期（パルス
間時間）は、リングマグネット２００の回転速度に比例
している。そこで、１チップマイコン１４は、ホールＩ
Ｃ２１２からのパルス信号の時間間隔を検出し、直ちに
リングマグネット２００及びかくしてギア２１０の回転
速度を求めることができる。

【００５７】勿論、磁場を検出できれば、ホールＩＣ以
外の磁場検出センサー、例えばコイル等を用いてもよ
い。この場合、磁場検出センサーの出力は、図１３
（ａ）のようなアナログ波形となり、１６ビット１チッ
プマイコン１４には、例えば、磁場信号のゼロ交差点
（磁場強度ゼロの点の時刻）、Ｎ極側ピーク、或いは、
Ｓ極側ピークを検出して、それらの時刻を求める機能が
更に付加される。図１３（ａ）に示すＮ極側ピーク２２
２及びＳ極側ピーク２２４は、Ｎ極区分及びＳ極区分の
最大磁極が磁場検出センサーの検出領域を通過した時点
を各々示しているので、各ピークの出現数及びその時刻
によりギア２１０が一回転するのに要する時間Ｔを検出
することができる。かくして、ギア２１０の回転速度
（２π／Ｔ）を直ちに求めることができる。勿論、ギア
２１０の一回転を待たなくとも、所定角度回転したとき
にギアの回転速度を求めてもよい。

【００５８】本実施形態の回転速度センサーは、ＮＳ分
極リングマグネット２００が平坦なリング形状であるの
で、嵩張らず省スペース化及び軽量化を達成することが
できる。また、非常に簡易な構造なので製作が容易とな
り、従ってコスト削減を図ることもできる。

【００５９】また、複数の磁石区分が一つの平坦なリン
グにまとめられたので、機器への組み付けも非常に容易
となる。例えば、図１１に示すように、ギア２１０の表
面にリング状の溝を掘り、そこにリングマグネットを埋
め込んで接着剤等で固定するだけである。分極に相当す
る個々の磁石をギアに埋め込んでいく作業と比べて、各
段に作業効率の向上を図ることができる。その上、溝の
深さとリングマグネットの高さとを揃えれば、全く外部
に突出せず、省スペース化に寄与する。

【００６０】また、各磁石区分が占める角度範囲を小さ
くすることによって、回転速度の時間分解能を向上させ
ることができる。回転速度センサー２２０は、電動アシ
スト自転車１の走行速度を反映するように回転する任意
の被検出部に取り付けることができる。この被検出部と
して、動力スプロケット３３に直接的若しくは他のギア
を介して間接的に作動連結された減速機構３５内のギア
（図示せず）が、駆動ユニット１３のハウジング内に回
転速度センサー２２０を収容できるため好ましい。これ
以外の箇所として、例えば後輪動力伝達機構１０内に配
置された図示しないギア、スプロケット２、副スプロケ
ット３０、動力スプロケット３３、及び、前輪車軸の回
転部分等が挙げられる。１チップマイコン１４は、上述
したように求めた被検査部の回転速度を、電動アシスト
自転車１の走行速度に変換する参照テーブルを有しても
よい。 （踏力検出機構）１チップマイコン１４に入力される歪
みゲージ信号１、２を出力する踏力検出機構を図１４乃
至図１７を用いて説明する。本実施形態に係る踏力検出
機構は、踏力に応じた一方向クラッチ９９の変形によっ
て変化する歪みを検出する。

【００６１】図１４に示すように、主スプロケット２
は、一方向クラッチ９９を介してドライブシャフト４に
軸支される。この一方向クラッチ９９は、図１５に示す
ように、駒部１００及び歯部１１２を備える。

【００６２】駒部１００では、３つのラチェット駒１０
２が周方向に沿って等角度毎にその第２の係合面１１０
に配置されている。このラチェット駒１０２は剛体でで
きており、第２の係合面１１０の略径方向に沿った軸の
回りに回動可能とされている。ラチェット駒１０２は、
ラチェット駒１０２に力が作用していないとき、その長
さ方向が第２の係合面１１０に対して所定の角度をなす
（図１６の平衡方向１６０）ように駒立ち上げスプリン
グ１０４によって付勢されている。図１６に示すよう
に、ラチェット駒１０２が平衡方向１６０から上昇方向
ａ又は下降方向ｂに偏倚するとき、駒立ち上げスプリン
グ１０４は、その偏倚を平衡方向１６０に戻すようにラ
チェット駒１０２に僅かな弾性力を及ぼす。

【００６３】また、駒部１００の中央部には、ドライブ
シャフト４を受け入れるための駒部ボア１０６が形成さ
れ、この駒部ボア１０６は、駒部１００の裏面１０１か
ら突出した円筒部１０３も貫通している。裏面１０１に
は、円筒部１０３の外周囲に円状溝１５５（図１４）が
形成され、該円状溝１５５の中には、多数の鋼球１５２
が回転自在に嵌め込まれている。これによって、裏面１
０１には、軸方向の荷重受け兼滑り軸受け用のベアリン
グが形成される。

【００６４】皿バネ１２４が、その中心孔１２７に円筒
部１０３を通して駒部１００の裏面１０１に当接され
る。このとき、皿バネ１２４は、駒部１００からの圧力
に弾力で対抗する方向に鋼球１５２即ち荷重受けベアリ
ングを介して裏面１０１に滑動可能に接する。皿バネ１
２４の表面には、１８０度の位置関係で対向する２個所
に、歪みゲージ１２６が設置される。これらの歪みゲー
ジ１２６は、リード線１２８を介して１チップマイコン
１４に電気的に接続される。更に好ましくは、３個以上
の歪みゲージを皿バネ１２４に設置してもよい。このと
き、複数の歪みゲージを、皿バネ１２４の表面上で夫々
が回転対称の位置となるように設置するのが好ましい。

【００６５】皿バネ１２４は、椀状の支持器１３０の内
底部１３２に収められる。支持器１３０には、ドライブ
シャフト４を貫通させるための支持ボア１３３及び後面
から突出する支持円筒部１３４が形成される。支持円筒
部１３４の外周表面には、ねじが切ってあり、これを車
体取り付け部１４５のねじ切り内壁に螺合することによ
って、支持器１３０が車体に固定される。この支持円筒
部１３４の内壁には、軸方向及び径方向の両荷重対応の
ベアリング１３８が係合され（図１４参照）、ベアリン
グ１３８は、ドライブシャフト４に形成されたストッパ
ー斜面１４４によって係止される。同様に、ドライブシ
ャフト４の反対側にもベアリング１３９（図４（ｂ）参
照）が取り付けられるので、ドライブシャフト４は車体
に対して回転自在となる。

【００６６】駒部ボア１０６の内壁には、軸方向５に延
びる第１の回転防止用溝１０８が４個所に形成されてい
る。駒部ボア１０６の内壁と摺接するドライブシャフト
４の外壁部分にも、第１の回転防止用溝１０８と対面す
るように軸方向５に延びる第２の回転防止用溝１４０が
４個所に形成されている。図１７（ａ）に示すように、
第１の回転防止用溝１０８及びこれに対面する第２の回
転防止用溝１４０は、軸方向に沿って延びる円柱溝を形
成し、各々の円柱溝の中には、これを埋めるように多数
の鋼球１５０が収容される。これによって、駒部１００
は、軸方向５に沿って摩擦抵抗最小で移動できると共
に、ドライブシャフト４に対する相対回転が防止され
る。これは、一種のボールスプラインであるが、他の形
式のボールスプライン、例えば無端回動のボールスプラ
インなどを、このような摺動可能な回転防止手段として
適用することができる。

【００６７】また、駒部１００のドライブシャフト４へ
の取り付け方法として、図１７（ａ）のボールスプライ
ン以外の手段を用いることも可能である。例えば、図１
７（ｂ）に示すように、軸方向に延びる突起部１４０ａ
をドライブシャフト４に設け、該突起部１４０ａを収容
する第３の回転防止用溝１０８ａを駒部１００に形成す
る、いわゆるキースプライン形式も回転防止手段として
適用可能である。なお、図１７（ｂ）において、突起部
１４０ａを駒部１００側に、第３の回転防止用溝１０８
ａをドライブシャフト４側に設けてもよい。更に、図１
７（ｃ）に示すように、軸方向に延びる第４の回転防止
用溝１０８ｂ及びこれに対面する第５の回転防止用溝１
４０ｂを駒部１００及びドライブシャフト４に夫々設
け、これらの溝が形成する直方体状の溝の中にキープレ
ートを収容する、いわゆるキー溝形式も回転防止手段と
して適用可能である。

【００６８】歯部１１２の第１の係合面１２１には、ラ
チェット駒１０２と係合するための複数のラチェット歯
１１４が形成されている。ラチェット歯１１４は、歯部
の周方向に沿って互い違いに周期的に形成された、第１
の係合面１２１に対してより急な斜面１１８と、より緩
やかな斜面１１６と、から構成される。

【００６９】歯部１１２は、その第１の係合面１２１を
駒部１００の第２の係合面１１０に対面させるようにド
ライブシャフト４にカラー１１１を介して摺接可能に軸
支される。このとき、ラチェット駒１０２とラチェット
歯１１２とが係合される（図１６）。即ち、ドライブシ
ャフト４は、ラチェット駒１０２とラチェット歯１１２
との係合部分を介してのみ歯部１１２と作動的に連結さ
れる。カラー１１１を介して歯部ボア１２０を通過した
ドライブシャフト４の端部１４２には、歯部１１２が軸
方向外側にずれないようワッシャー１２２が嵌合される
（図１４）。歯部１１２には、主スプロケット２がピン
１２３（図１４）を介して動かないように取り付けら
れ、更に、ドライブシャフト４の先端にはペダル軸１４
６が取り付けられる。かくして、車体前進方向のペダル
踏力による回転のみを主スプロケット２に伝達するよう
にドライブシャフト４と主スプロケット２とを連結する
ラチェットギヤが完成する。

【００７０】好ましくは、オフセット用バネ１３６が、
ドライブシャフト４のストッパー斜面１４４と、駒部１
００の裏面１０１との間に介在されるのがよい。このオ
フセット用バネ１３６は、ペダル踏力が所定値以下の場
合（例えば事実上ゼロに近い場合）、裏面１０１に収容
された鋼球１５２と皿バネ１２４との間にクリアランス
を生じさせるように駒部１００を軸方向に偏倚させる。

【００７１】次に、本踏力検出機構の作用を説明する。
搭乗者がペダル８Ｒ、８Ｌ（図１）にペダル踏力を与
え、ドライブシャフト４を車体前進方向に回転させる
と、この回転力は、ドライブシャフト４に対し回転不可
能且つ摺動可能に軸支された駒部１００に伝達される。
このとき、図１６に示すように、ラチェット駒１０２
は、駒部１００からペダル踏力に対応する力Ｆｄを与え
られので、その先端部は歯部１１２のラチェット歯のよ
り急な斜面１１８に当接し、この力をラチェット歯に伝
達しようとする。ラチェット歯部１１２は、主スプロケ
ット２に連結されているので、ラチェット駒１０２の先
端部は、駆動のための負荷による力Ｆｐをより急な斜面
１１８から受ける。その両端部から互いに反対向きの力
Ｆｐ及びＦｄを与えられたラチェット駒１０２は、ａ方
向に回転して立ち上がる。このとき駒部１００は、ラチ
ェット駒１０２の立ち上がりによって軸方向内側に移動
し、駒部１００と支持器１３０との間に介在する皿バネ
１２４を押し込む。皿バネ１２４は、これに対抗して弾
性力Ｆｒを駒部１００に作用する。この力Ｆｒと、駒部
１００を軸方向に移動させるペダル踏力を反映した力と
は短時間で釣り合う。かくして、皿バネ１２４の応力歪
み、駒部１００と歯部１１２との間のクリアランス、ラ
チェット駒１０２の第２の係合面１１０に対する角度、
駒部１００の車体フレームに対する位置及び皿バネ１２
４が押し込まれる圧力などはペダル踏力を反映する物理
量となる。従って、これらのうち少なくとも１つを検出
することによって踏力Ｔを推定することが可能となる。

【００７２】本実施形態では、一例として皿バネ１２４
の応力歪みを検出する。１チップマイコン１４は、皿バ
ネ１２４に設けられた２つの歪みゲージ１２６からの信
号を少なくとも加算演算する（平均演算を含む）。この
ように複数箇所の応力歪み量を平均化して計測すること
によって、同じ踏力でも出力変化を大きくとれ且つノイ
ズ成分を平滑化することができるので、ＳＮ比を改善
し、踏力推定精度を更に向上させることができる。この
効果は、歪みゲージの個数が増えるほど大きくなる。

【００７３】また、ペダル踏力が所定値以下の場合など
では、オフセット用バネ１３６は、駒部１００の裏面１
０１と皿バネ１２４との間にクリアランスを生じさせて
いるため、鋼球１５２が皿バネ１２４に頻繁に衝突する
ことが少なくなる。これによって、歪みゲージ信号のノ
イズ成分が軽減して、踏力検出及び電動アシスト制御の
安定性を向上させることができる。

【００７４】次に、１チップマイコン１４は、少なくと
も演算された踏力Ｔに基づいて印加すべきアシスト用の
補助動力Ｔｅを演算し、該補助動力で回転駆動するよう
に電動モータ３７を指令する制御信号を演算出力する。
好ましくは、１チップマイコン１４は、回転速度センサ
ー２２０により検出された回転速度信号を車速に変換
し、踏力T及び車速の両方に基づいて適切な補助動力Tｅ
を決定し、該補助動力Ｔｅを発生させるよう電動モータ
３７を制御する。

【００７５】本実施形態の踏力検出機構には以下のよう
な更に優れた効果がある。 ラチェットギヤと踏力検出機構とを一つの機構で実
現したので、部品点数の削減化が図られ、小型、軽量化
及び低コストを達成できる。 踏力を検出する部分に、受け荷重ユニットと荷重検
出センサーとを一体化した皿バネを用い、２つの機能を
１ユニットで実現したので、上記効果に加えて更に小
型、軽量化及び低コストを達成できる。 上記項目及びに示したように踏力検出機構の小
型、軽量化及び簡素化をより高いレベルで達成したの
で、通常の自転車であっても踏力検出機構を取り付ける
可能性が更に広がった。 上記項目及びで示した理由により、従来機構に
比べて荷重の伝達ロスが少なくなり、制御の応答性のよ
いアシストフィーリングを実現できる。 上記項目及びで示した理由により、従来機構
（コイルバネ使用）に比べ、ペダルに無駄な動き（セン
サーが感知するまで）が無くなり、ペダルを踏み込んだ
ときのフィーリングは、従来機構は踏み込み時に弾力感
があったのに対し、本実施形態では、通常の自転車のフ
ィーリングと同様になった。

【００７６】以上が本発明の実施形態であるが、本発明
は、上記例にのみ限定されるものではなく、本発明の要
旨の範囲内において任意好適に変更可能である。例え
ば、本発明の実施形態に係るバッテリーブラケット１６
５は、電動アシスト自転車のみならず、踏力及び電動力
によるいずれの走行も可能な電動自転車にも適用するこ
とができる。この電動自転車では、通常の自転車と同様
に、踏力のみによる走行が可能であると共に、例えばス
イッチ等のオン操作により踏力に依らない電動力のみに
よる走行が可能である。勿論、このような電動自転車
に、踏力に応じた電動アシストモードを追加してもよ
い。

【００７７】また、バッテリーブラケット１６５は、シ
ートポスト３ａ以外の他のフレーム、例えばシートチュ
ーブ３ｂ等に固定してもよい。更に、バッテリーブラケ
ット１６５は、予備バッテリーを収容するために使用す
ることもできる。

【００７８】また、上記例では、電動モータ３７から主
スプロケット２の方向にはトルクを伝達するが、その逆
方向へはトルクを伝達しないよう配置された図示しない
一方向クラッチ手段を減速機構３５内に配置したが、電
動モータ３７から主スプロケット２への電動力の伝達経
路上の他の適当な箇所にも設けることができる。例え
ば、副スプロケットを主スプロケットと一体回転するよ
うに、互いにピン止めしたが、上記一方向クラッチ手段
を副スプロケットと主スプロケットとの間のトルク伝達
経路上に設けてもよい。

【００７９】更に、一方向クラッチ９９の駒及び歯のい
ずれか一方をスプロケットに取り付け、他方をドライブ
シャフトに取り付けるかは、任意好適に変更可能であ
る。例えば駒部１００をスプロケット側に取り付け、歯
部１１２をドライブシャフト４に摺動可能且つ回転不可
能に取り付け、歯部１１２によって皿バネ１２４を押し
込めるようにしてもよい。

【００８０】また、上記例では、皿バネの応力歪みを踏
力に関連する物理量として検出したが、本発明は、これ
に限定されず、一方向クラッチ９９の踏力に応じた変形
によって変化する任意の物理量を検出することができ
る。例えば、ラチェット駒の傾き、ラチェット駒部及び
ラチェット歯部の相対間隔、ラチェット駒部及びラチェ
ット歯部のいずれかの車体に対する位置、並びに、皿バ
ネを押す圧力などを、踏力を反映する物理量として選択
することができる。

【００８１】更に、一方向クラッチ９９の変形に対抗し
て配置される弾性体も任意好適に種類及びその形状を変
更可能である。皿バネやコイルバネ以外に例えばゴム弾
性体などを用いることもできる。また、応力歪みを検出
する手段として、歪みゲージを例にしたが、応力歪みに
関連した物理量を検出できれば、これに限定されるもの
ではない。

【００８２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のバ
ッテリーブラケットによれば、バッテリーを着脱自在に
収容し、収容されたバッテリーを鍵で係止可能なブラケ
ット部と、車体フレームを挟持するようにブラケット部
と連結されるブラケット止めと、を備えたので、バッテ
リー着脱が迅速且つ確実にできると共に、バッテリーの
盗難を確実に防止することができる、という優れた効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る動力アシスト自転車の概
略図である。

【図２】図２は、本発明の電動アシスト自転車の制御系
を示す概略図である。

【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る電動アシス
ト自転車の二重チェーン方式の合力機構を示すため、主
スプロケットの裏側から見た拡大正面図である。

【図４】図４は、本発明の電動アシスト自転車の合力機
構を示す図であって、（ａ）は主スプロケットの表側か
ら見た拡大正面図、（ｂ）はその側断面図である。

【図５】図５は、本発明の別の実施形態に係る電動アシ
スト自転車の二重チェーン方式の合力機構を示すため、
主スプロケットの裏側から見た拡大正面図である。

【図６】図６は、バッテリーブラケットを構成するブラ
ケット部の下面図、正面図及び側面図である。

【図７】図７は、バッテリーブラケットを構成するブラ
ケット止めの上面図、正面図及び側面図である。

【図８】図８は、バッテリーブラケット及びバッテリー
の固定に関する図であって、（ａ）は、バッテリーブラ
ケットをシートポストに固定し、バッテリーを挿入する
準備状態の側面図、（ｂ）は、バッテリーのスロットを
示す概略正面図、（ｃ）は、（ａ）に示すバッテリーを
挿入する準備状態の下面図である。

【図９】図９は、バッテリーをバッテリーブラケットに
収容させる状態を順次示す側面図であって、（ａ）はバ
ッテリーを挿入開始した状態、（ｂ）は、バッテリーを
完全装着した状態を示す。

【図１０】図１０は、本発明の電動アシスト自転車に組
み付けられる回転速度センサーの一構成要素としてのＮ
Ｓ分極リングマグネットの上面図及び側面図である。

【図１１】図１１は、図１０のＮＳ分極リングマグネッ
トをギア表面に組み付けて回転速度センサーを構成した
状態を示す正面図及び該回転速度センサーの垂直線に沿
って取られた側断面図である。

【図１２】図１２は、図１１の回転速度センサーの斜視
図である。

【図１３】図１３は、ＮＳ分極リングマグネットに隣接
して配置されたホールＩＣにより検出された磁場信号の
時間的変化を示す波形である。

【図１４】図１４は、本発明の電動アシスト自転車の踏
力検出機構を具現する一方向クラッチを含むドライブシ
ャフト回りの側断面図である。

【図１５】図１５は、図１４に示された一方向クラッチ
の分解斜視図である。

【図１６】図１６は、本発明の電動アシスト自転車の踏
力検出の原理を説明するため一方向クラッチ（ラチェッ
トギヤ）の歯及び駒の嵌合状態を示す図である。

【図１７】図１７は、ドライブシャフトに対する駒部の
相対回転を防止する回転防止手段の例を示す図であり、
（ａ）はボールスプライン、（ｂ）はスプラインキー、
（ｃ）はキー溝の概略構成を示す上面図である。

【符号の説明】

１ 電動アシスト自転車 ２ 主スプロケット ３ａ シートポスト ３ｂ シートチューブ ４ ドライブシャフト １２ チェーン １３ 駆動ユニット １４ １チップマイコン（１６ビット） １５ 増幅回路 １７ バッテリー １８ サドル ２２ 駆動輪（後輪） ３０ 副スプロケット ３２ アシストチェーン ３３ 動力スプロケット ３５ 減速機構 ３５ａ 出力軸 ３７ 電動モータ ９９ 一方向クラッチ １００ 駒部 １０２ ラチェット駒 １１２ 歯部 １１４ ラチェット歯 １２４ 皿バネ １２６ 歪みゲージ １６２ バッテリー １６４Ｒ、１６４Ｌ 一対の垂直壁 １６５ バッテリーブラケット １６６Ｒ、１６６Ｌ 一対の水平壁 １６７ スロット １７０ ブラケット部 １７１ ボックス部 １７４Ｒ、１７４Ｌ 取り付け面 １７５ 延長プレート部 １７６Ｒ、１７６Ｌ 取り付け孔 １７８ 湾曲部 １８０ 鍵孔 １８３ ブラケット止め １８４Ｒ、１８４Ｌ 取り付け面 １８５ 湾曲部 １８６Ｒ、１８６Ｌ 取り付け孔 １８７Ｕ、１８７Ｂ 上下ガード １８８ 鍵 ２００ リングマグネット ２１２ ホールＩＣ ２２０ 回転速度センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉家 彰人 大阪府高槻市明田町７番１号 サンスター 技研株式会社内 (72)発明者 二唐 史 大阪府高槻市明田町７番１号 サンスター 技研株式会社内

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動力により踏力を補助して走行可能な
   電動アシスト自転車であって、 前記電動力を出力する電動モータと、 前記電動モータのためのバッテリーと、 車体フレームに固定されたバッテリーブラケットと、を
   含み、 前記バッテリーブラケットは、 前記バッテリーを着脱自在に収容し、収容されたバッテ
   リーを鍵で係止可能なブラケット部と、 車体フレームを挟持するように前記ブラケット部と連結
   される、ブラケット止めと、 を有する、電動アシスト自転車。
2. 【請求項２】 前記バッテリーブラケットが固定される
   車体フレームは、シートポストである、請求項１に記載
   の電動アシスト自転車。
3. 【請求項３】 前記シートポストは、車体に固定された
   接続手段と連結されている、請求項２に記載の電動アシ
   スト自転車。
4. 【請求項４】 前記接続手段は、ワイヤ又はロープであ
   る、請求項３に記載の電動アシスト自転車。
5. 【請求項５】 前記接続手段は、その全体に亘って車体
   フレームの内部に延在する、請求項３又は４に記載の電
   動アシスト自転車。
6. 【請求項６】 前記バッテリーブラケットが固定される
   車体フレームは、シートチューブである、請求項１に記
   載の電動アシスト自転車。
7. 【請求項７】 前記バッテリーブラケットは、前記バッ
   テリーが、その長さ方向に略水平な状態で前記ブラケッ
   ト部に着脱可能なように車体フレームに固定される、請
   求項１乃至６のいずれか１項に記載の電動アシスト自転
   車。
8. 【請求項８】 前記バッテリーは、１つ又は複数の電池
   をハウジングで覆ってなる、請求項１乃至７のいずれか
   １項に記載の電動アシスト自転車。
9. 【請求項９】 前記ブラケット部は、一端面が開放され
   たボックス部であり、該端面から前記ハウジングを収容
   したとき、該ボックス部内部には該ハウジングの一部分
   のみが入る、請求項８に記載の電動アシスト自転車。
10. 【請求項１０】 前記ブラケット部は、前記ボックス部
    から延長された延長プレート部を更に有し、 前記ハウジングはスロットを有し、 前記バッテリーが前記ブラケット部に収容されたとき、
    前記延長プレート部は前記スロット内に収容される、請
    求項９に記載の電動アシスト自転車。
11. 【請求項１１】 前記スロットは、前記ハウジングの外
    壁から突出した略平行な一対の垂直壁と、各々の垂直壁
    の頂上部から互いに向かって接近するように延在する一
    対の水平壁とにより画成される、請求項１０に記載の電
    動アシスト自転車。
12. 【請求項１２】 前記ブラケット部及び前記ブラケット
    止めは、前記バッテリーブラケットが前記車体フレーム
    に固定された状態で互いに対面する取り付け面を各々有
    し、該取り付け面には、締め金具が通過する取り付け孔
    が各々形成される、請求項１乃至１１のいずれか１項に
    記載の電動アシスト自転車。
13. 【請求項１３】 前記ブラケット部及び前記ブラケット
    止めには、前記車体フレームの輪郭に従った湾曲部が各
    々形成され、該湾曲部により画成されたスペースに該車
    体フレームが挟持される、請求項１２に記載の電動アシ
    スト自転車。
14. 【請求項１４】 前記ブラケット止めは、前記湾曲部及
    び前記取り付け面を有する剛性バンドとして形成され
    る、請求項１３に記載の電動アシスト自転車。
15. 【請求項１５】 前記ブラケット止めは、その取り付け
    孔から突出した前記締め金具の一端部の少なくとも一部
    分を、間隔を隔てて覆うガードが形成されている、請求
    項１２乃至１４のいずれか１項に記載の電動アシスト自
    転車。
16. 【請求項１６】 前記締め金具の他方の端部は、前記ブ
    ラケット部の内部に位置し、収容された前記バッテリー
    により覆われる、請求項１５に記載の電動アシスト自転
    車。
17. 【請求項１７】 前記ガードは、前記ブラケット止めの
    幅方向の両エッジから、少なくとも前記取り付け孔の長
    さに亘って該取り付け面とは反対側に該取り付け面に対
    し垂直に延在するプレートである、請求項１５又は１６
    に記載の電動アシスト自転車。
18. 【請求項１８】 前記取り付け面は、前記ブラケット部
    に収容されたバッテリーが、その長さ方向に略水平に配
    置されるように、前記車体フレームの長さ方向の角度に
    応じた傾斜角度を有する、請求項１２に記載の電動アシ
    スト自転車。
19. 【請求項１９】 前記鍵は、鍵をかけるとき、係止部分
    が前記バッテリーに掛かり止めされるように構成され
    る、請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の電動アシ
    スト自転車。
20. 【請求項２０】 前記バッテリー及び前記ブラケット部
    は、互いに掛かり止めする部分を各々有し、前記鍵は、
    該掛かり止め部分を固定可能に構成される、請求項１乃
    至１８のいずれか１項に記載の電動アシスト自転車。
21. 【請求項２１】 バッテリーにより電源供給される電動
    モータを利用する自転車の車体フレームに固定可能であ
    る、バッテリーブラケットであって、 前記バッテリーを着脱自在に収容可能であり、収容され
    たバッテリーを鍵で係止可能なブラケット部と、 車体フレームを挟持するように前記ブラケット部と連結
    可能である、ブラケット止めと、 を有する、バッテリーブラケット。
22. 【請求項２２】 前記バッテリーは、１つ又は複数の電
    池をハウジングで覆ってなり、前記ブラケット部は、該
    ハウジングの外形に適合される、請求項２１に記載のバ
    ッテリーブラケット。
23. 【請求項２３】 前記ブラケット部は、前記ボックス部
    から延長された延長プレート部を更に有し、 前記ハウジングはスロットを有し、 前記バッテリーが前記ブラケット部に収容されたとき、
    前記延長プレート部は前記スロット内に収容される、請
    求項２２に記載のバッテリーブラケット。
24. 【請求項２４】 前記ブラケット部及び前記ブラケット
    止めは、前記バッテリーブラケットが前記車体フレーム
    に固定された状態で互いに対面する取り付け面を各々有
    し、該取り付け面には、締め金具が通過する取り付け孔
    が各々形成される、請求項２１乃至２３のいずれか１項
    に記載のバッテリーブラケット。
25. 【請求項２５】 前記ブラケット部及び前記ブラケット
    止めには、前記車体フレームの輪郭に従った湾曲部が各
    々形成され、該湾曲部により画成されたスペースに該車
    体フレームが挟持可能である、請求項２４に記載のバッ
    テリーブラケット。
26. 【請求項２６】 前記ブラケット止めは、前記湾曲部及
    び前記取り付け面を有する剛性バンドとして形成され
    る、請求項２５に記載のバッテリーブラケット。
27. 【請求項２７】 前記ブラケット止めは、その取り付け
    孔から突出した前記締め金具の一端部の少なくとも一部
    分を、間隔を隔てて覆うガードが形成されている、請求
    項２４乃至２６のいずれか１項に記載のバッテリーブラ
    ケット。
28. 【請求項２８】 前記締め金具の他方の端部は、前記ブ
    ラケット部の内部に位置し、収容された前記バッテリー
    により覆われる、請求項２７に記載のバッテリーブラケ
    ット。
29. 【請求項２９】 前記ガードは、前記ブラケット止めの
    幅方向の両エッジから、少なくとも前記取り付け孔の長
    さに亘って該取り付け面とは反対側に該取り付け面に対
    し垂直に延在するプレートである、請求項２７又は２８
    に記載のバッテリーブラケット。
30. 【請求項３０】 前記取り付け面は、前記ブラケット部
    に収容されたバッテリーが、その長さ方向に略水平に配
    置されるように、前記車体フレームの長さ方向の角度に
    応じた傾斜角度を有する、請求項２４に記載のバッテリ
    ーブラケット。
31. 【請求項３１】 前記鍵は、鍵をかけるとき、係止部分
    が前記バッテリーに掛かり止めされるように構成され
    る、請求項２１乃至３０のいずれか１項に記載のバッテ
    リーブラケット。
32. 【請求項３２】 前記バッテリー及び前記ブラケット部
    は、互いに掛かり止めする部分を各々有し、前記鍵は、
    該掛かり止め部分を固定可能に構成される、請求項２１
    乃至３０のいずれか１項に記載のバッテリーブラケッ
    ト。
33. 【請求項３３】 踏力及び電動力によるいずれの走行も
    可能な電動自転車であって、 前記電動力を出力する電動モータと、 前記電動モータのためのバッテリーと、を含み、 請求項２１乃至３２のいずれか１項に記載のバッテリー
    ブラケットを用いて、前記バッテリーを車体フレームに
    装着した、電動自転車。