JP2003118673A - 電動自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な強度を保持しながら、軽量化および製
造コストの低減化を図ることができる電動自転車のモー
タユニット取付装置および電動自転車を提供する。 【解決手段】 ハンガラック４に固定した支持ブラケッ
ト５により、モータユニット２０におけるクランク軸２
１の軸受け部２２Ａ，２２Ｂを支持することで、モータ
ユニット２０のケース２４などを樹脂などの安価で軽い
材料を用いることができながら、クランク軸２１に作用
する踏力や体重などを支持ブラケット５により良好に受
けることができ、その結果、製造コストを低減させるこ
とができるとともに軽量化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動自転車に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】人力による駆動力に、電動モータなどを
備えたモータユニットの補助駆動力を加えることで、坂
道などでも楽に走行できる電動自転車は既に実用化され
ている。この種の電動自転車において、特開平９−２０
７８５９号公報には、図８、図９に示すように、モータ
ユニット５０を支持する１つの支持ブラケット５１によ
り、メインパイプ５２と立パイプ５３とチェーンステー
５４とを連結してなるフレーム構造が開示されている。
このフレーム構造によれば、モータユニット５０を電動
自転車の略中央の下方寄り位置に配置できて低重心とな
るため、特開平６−２２７４７４号公報に開示されてい
るようなメインパイプの下方から中央部にかけてモータ
ユニットを配置したものに比べて、走行性が良好となる
とともに、押して歩く際や段差での扱い易さが向上す
る。

【０００３】図１０に示すように、モータユニット５０
には、ペダル６０（図８参照）が組みつけられるクラン
ク軸５５が挿通されているとともに、このクランク軸５
５を回転自在に支持する軸受け部なども組み込まれて支
持されている。このモータユニット５０は、クランク軸
５５から踏力や搭乗者の体重を直接受けるので、モータ
ユニット５０のユニットケース５６は十分な強度を有す
る厚肉の金属（アルミニウムやマグネシウム合金など）
で形成されており、モータユニット５０自体が車体の強
度を向上させる強度部品としても用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平９−２０７８５９号公報に開示されているよう
なモータユニット５０の取付構造によれば、モータユニ
ット５０のユニットケース５６として十分な強度を有す
る厚肉の金属を用いざるを得ないため、その重量が大き
くなるとともに、少しでも軽くしようとしてアルミニウ
ムやマグネシウム合金などを用いるとユニットケース５
６の材料コストが非常に高価となってしまうという課題
もあった。

【０００５】また、モータユニット５０を支持する支持
ブラケット５１も、モータユニット５０に見合った重厚
なものを作らざるを得ず、さらなる重量の増加を招き、
この結果、電動自転車全体としても重量が多大となると
いう課題を生じていた。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、良好
な強度を保持しながら、軽量化および製造コストの低減
化を図ることができる電動自転車を提供することを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、電動モータの補助駆動力を人
力による駆動力に加えるモータユニットに設けられた軸
受け部によりクランク軸が支持されている電動自転車に
おいて、前記モータユニットにおけるクランク軸の軸受
け部を支持する支持ブラケットを設け、この支持ブラケ
ットを、ハンガラグまたはフレームのハンガラグ近傍箇
所に固定させて、前記モータユニットをフレームに取り
付けるモータユニット取付装置を有することを特徴とす
る。

【０００８】この構成によれば、クランク軸に作用する
踏力や搭乗者の体重などを、軸受け部を介して、支持ブ
ラケットにより集中して受けることができるので、モー
タユニットのケースなどに、そのモータユニット自体を
支持可能な程度の樹脂などの部材を用いることができ、
その結果、製造コストを低減させることができるととも
に軽量化を図ることもできる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
動自転車において、支持ブラケットに略筒形状の支持部
を形成し、この支持部により、クランク軸の軸受け部に
おける両側部を両側方から挟持したことを特徴とする。

【００１０】この構成によれば、支持ブラケットの支持
部が略筒形状であるため、軸受け部からの力を良好かつ
強固に支持することができる。請求項３記載の発明は、
請求項１または２に記載の電動自転車において、支持ブ
ラケットとクランク軸の軸受け部との間に緩衝材を介装
したことを特徴とする。

【００１１】この構成によれば、クランク軸の軸受け部
からの力が緩衝材を介して良好に分散されながら支持ブ
ラケットに伝達され、支持ブラケットによりクランク軸
の軸受け部からの力を良好に受けることができる。ま
た、支持ブラケットとクランク軸の軸受け部との温度膨
張率に差があった場合でも、このような寸法差が緩衝材
で吸収されて、支持ブラケットによりクランク軸の軸受
け部からの力を良好に受けることができる。さらに、電
動自転車の長期使用による経年変化により、支持ブラケ
ットとクランク軸の軸受け部との間に隙間ができるよう
なことがあっても、この間の隙間に緩衝材が入り込み、
力が一部に集中することが防止される。また、支持ブラ
ケットとして金属材料を使用し、モータユニットのケー
スとして樹脂部材を用いた場合には、緩衝材を介装しな
いと、支持ブラケットと前記のケースにおけるクランク
軸の軸受け部との接触箇所で、樹脂製であるケースの軸
受け部が磨耗するおそれがあるが、緩衝材を介装するこ
とで、このような磨耗が生じることを防止できる。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何
れかに記載の電動自転車において、ハンガラグを介して
互いに結合された立パイプとチェーンステーとの間にブ
リッジ金具を架け渡して結合し、このブリッジ金具によ
りモータユニットの後部を取り付けたことを特徴とす
る。

【００１３】この構成によれば、ブリッジ金具によりモ
ータユニットの後部を確実に支持することができるだけ
でなく、ブリッジ金具によりハンガラグ近傍箇所の強度
を増加させることができる。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何
れかに記載の電動自転車において、支持ブラケットは、
モータユニットの両側方にそれぞれ配置される側面部
と、両側面部の下端部間をつなぐ下面部とを有し、支持
ブラケットの下面部がモータユニットのケース底面部の
下方に配置されていることを特徴とする。

【００１５】この構成によれば、走行時に電動自転車の
下部に突起物や石などがあったり、段差部があったりし
た場合でもこれらのものが支持ブラケットの下面部に当
たることで、モータユニットへの底打ちが防止され、モ
ータユニットが保護される。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項１〜４の何
れかに記載の電動自転車において、支持部は、上下に２
分割した略円弧形状の分割支持部を、連結手段により連
結した構成であることを特徴とする。

【００１７】この構成によれば、モータユニットのメン
テナンス時などに、モータユニットの取り付けや取り外
しを比較的容易に行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図５を用いて説明する。ここで、図１は、本
発明の実施の形態にかかる電動自転車の左側面図（チェ
ーンカバーなどは省いて図示している）、図２の（ａ）
および（ｂ）は同電動自転車におけるモータユニット取
付装置の要部左側面図および要部の部分切欠左側面図、
図３は、同モータユニット取付装置の要部右側側面図、
図４は、図３のIV−IV線で切断した同モータユニット取
付装置の要部正面断面図、図５は、同モータユニット取
付装置の要部斜視図である。

【００１９】図１〜図５に示すように、本実施の形態の
電動自転車においては、それぞれがフレームである立パ
イプ１とチェーンステー２とメインパイプ３とを連結す
るハンガラグ４に、モータユニット２０を支持する金属
製の支持ブラケット５が取り付けられている。そして、
支持ブラケット５は、特にモータユニット２０における
クランク軸２１の軸受け部２２が設けられている箇所を
支持している。なお、図１、図２における１０はペダ
ル、１３は大ギア、１４はバッテリユニットである。

【００２０】モータユニット２０には、ペダル１０が組
み付けられるクランク軸２１を回転自在に支持するベア
リング軸受けからなる左右（ここで、この実施の形態の
説明においては、左右とは、電動自転車に搭乗者が搭乗
した状態での左右方向に対応する）の軸受け部２２Ａ，
２２Ｂと、補助駆動力の駆動源としての電動モータ２３
と、この電動モータ２３の回転駆動力を伝達する減速ギ
ア群（図示せず）と、これらの軸受け部２２Ａ，２２
Ｂ、電動モータ２３、減速ギア群などを外部から覆うユ
ニットケース２４と、ユニットケース２４の外部に露出
して配置されて減速ギア群（図示せず）を介して電動モ
ータ２３の回転駆動力が伝達される出力ギア２５などが
設けられている。ここで、ユニットケース２４は樹脂製
とされて、軽量化が図られているとともに、樹脂成形に
より安価に製造されている。

【００２１】また、この電動自転車は、ペダル１０より
入力される踏力に、モータユニット２０の回転駆動力か
ら伝達される補助駆動力を付加しながら、走行できるよ
うになっている。

【００２２】支持ブラケット５は、その上部がハンガラ
グ４に側方からハンガラグ４を覆うようにして取り付け
られている取付部５ａ，５ｂと、両側面部５ｃ，５ｄの
下端部間をつなぐ下面部５ｅ，５ｆとからなる。各取付
部５ａ，５ｂの中央部には、略筒形状に突出する支持部
５ｇ，５ｈがそれぞれ一体形成され、これらの支持部５
ｇ，５ｈが、クランク軸２１の軸受け部２２における両
側部に両側方から外嵌されて、これらの支持部５ｇ，５
ｈにより軸受け部２２の両側部（さらに詳しくは、軸受
け部２２に対応するユニットケース２４により覆ってい
る箇所）を抱え込むように挟持している。また、軸受け
部２２を覆っている箇所のユニットケース２４と、支持
ブラケット５の支持部５ｇ，５ｈとの間には、硬質ウレ
タンゴム製の緩衝材７が介装されている。さらに、支持
ブラケット５の下面部５ｅ，５ｆは、ユニットケース２
４の前側底面部の下方に配置されている。

【００２３】なお、この実施の形態においては、支持ブ
ラケット５は、左側の取付部５ａ，側面部５ｃとこの側
面部５ｃの下端部より右側に屈曲された下面部５ｅの左
側部分とからなる第１部材と、右側の取付部５ｂ，側面
部５ｄとこの側面部５ｄの下端部より左側に屈曲された
下面部５ｆの右側部分とからなる第２部材との左右２つ
の部材から構成されており、これら第１の部材の下面部
５ｅと、第２の部材の下面部５ｆとをねじ５ｉ（図４参
照）で固定することで連結されている。また、右側の第
２部材は取付部５ｂの上部がハンガラグ４に溶着されて
おり（図４参照）、この取付部５ｂの上部はハンガラグ
４に溶着し易いように、ハンガラグ４に沿った略筒形状
とされている。また、左側の第１部材は下面部５ｅで前
記ねじ５ｉで固定されているとともに、ハンガラグ４に
当接されている取付部５ａの上部では、ハンガラグ４の
側部を、第１部材の取付部５ａと第２部材の取付部５ｂ
とにより挟んだ状態で固定用ボルト３１、ナット３２の
螺合により固定されている。なお、両方の部材を溶着し
たり、ボルトなどのねじ止め構造としても差し支えな
い。

【００２４】また、図２、図３に示すように、ハンガラ
グ４を介して互いに結合された立パイプ１とチェーンス
テー２との間にはブリッジ金具８が架け渡されて溶着さ
れている。そして、このブリッジ金具８にモータユニッ
ト２０の後部（詳しくはユニットケース２４に形成され
た後部フランジ部２４ａ）が取付ボルト９によりその上
端でねじ止めされて支持されている。また、モータユニ
ット２０の前部は支持ブラケット５の左右の側面部５
ｃ，５ｄを通して取付ねじ１１が挿通され、この取付ね
じ１１によっても支持ブラケット５に固定されている。

【００２５】上記構成によれば、支持ブラケット５によ
りクランク軸２１の軸受け部２２が設けられている箇所
を支持するように構成したので、クランク軸２１にペダ
ル１０から作用する踏力や搭乗者の体重などの力が作用
した場合でも、この力を、ハンガラグ４に結合されてい
る支持ブラケット５により集中して受けることができ
る。また、この場合に、支持ブラケット５の支持部５
ｇ，５ｈが略筒形状であるため、軸受け部２２からの力
を良好かつ強固に支持することができる。

【００２６】したがって、モータユニット２０自体に
は、前記踏力や搭乗者の体重などの力があまり直接に作
用しなくなり、ユニットケース２４として、そのモータ
ユニット２０自体の重量を保持できる程度の強度を有す
る材料を使用するだけで済み、金属に対して強度で劣っ
ている樹脂を使用しても支障をきたすことがない。これ
により、ユニットケース２４として樹脂を採用すること
で、軽量化および製造コストの低減を図ることができ、
また、ユニットケース２４として大きな強度を持たせな
くて済むため、ユニットケース２４を従来のものより小
型化することができる。

【００２７】また、支持ブラケット５と軸受け部２２と
の間に緩衝材７を介装したことにより、クランク軸２１
からの力が軸受け部２２に偏って作用した場合でも、緩
衝材７を介して良好に分散されながら支持ブラケット５
に伝達されて、支持ブラケット５により軸受け部２２か
らの力を良好に受けることができる。また、支持ブラケ
ット５は金属製であり、軸受け部２２を覆っているユニ
ットケース２４は樹脂製であるため、温度膨張率による
寸法差を生じることがあるが、このような場合でも前記
寸法差を緩衝材７で吸収することができる。さらに、電
動自転車の長期使用による経年変化により、支持ブラケ
ット５と軸受け部２２箇所のユニットケース２４との間
に隙間ができることがあるが、このような場合でも、こ
の間の隙間に緩衝材７が入り込み、力が一部に集中する
ことが防止され、支持ブラケット５により軸受け部２２
からの力を良好に受けることができる。また、上記のよ
うに、支持ブラケット５として金属材料を使用し、モー
タユニット２０のユニットケース２４として樹脂部材を
用いた場合には、緩衝材７を介装しないと、支持ブラケ
ット５とユニットケース２４におけるクランク軸２１の
軸受け部２２との接触箇所で、樹脂製である軸受け部２
２が磨耗するおそれがあるが、緩衝材７を介装すること
で、このような磨耗が生じることを防止できる。

【００２８】また、ブリッジ金具８を設けたことによ
り、ハンガラグ４の近傍箇所に、このブリッジ金具８と
立パイプ１とチェーンステー２とにより側面視して三角
形状のトラス構造体を形成することができるので、ブリ
ッジ金具８によりモータユニット２０の後部を強固に支
持することができるだけでなく、ハンガラグ４近傍箇所
のフレーム体としての強度を向上させることができる。

【００２９】さらに、走行時に路面側より上方に突出す
る突起物や石などがあったり、段差がある箇所を走行し
たりする場合でも、前記突起部や石、段差部などに支持
ブラケット５の下面部５ｅ，５ｆが当たることで、モー
タユニット２０への底打ちが防止されて、モータユニッ
ト２０が保護される。

【００３０】なお、緩衝材７としては、硬質ウレタンゴ
ム製に限るものではなく、他のゴムや樹脂など、弾性を
有する材料であればよい。また、支持ブラケット５の支
持部５ｇ，５ｈを軸受け部２２の直径より僅かに小さく
成形して、支持ブラケット５の支持部５ｇ，５ｈ内にユ
ニットケース２４における軸受け部２２の箇所を圧入す
ることなどして密着させることにより、緩衝材７を省く
ことも可能である。

【００３１】また、上記実施の形態においては、略筒形
状の支持部５ｇ，５ｈが一体形成されている場合を述べ
たが、これに限るものではなく、図６、図７に示すよう
に、上下に２分割した略円弧形状の分割支持部５ｊ，５
ｋ，５ｍ，５ｎ同士を、そのつば状部分で連結手段とし
ての連結ねじ４１，４２により結合して、ユニットケー
ス２４におけるクランク軸２１の軸受け部２２を支持し
てもよい。この場合には、モータユニット２０のメンテ
ナンス時などに、連結ねじ４１，４２および下方側の分
割支持部５ｋ，５ｎを外すことで、モータユニット２０
の取り付けや取り外しを比較的容易に行うことができ
る。また、取付時には、連結ねじ４１，４２の締付具合
を調節することで、分割支持部５ｊ，５ｋ，５ｍ，５ｎ
による組付け力を調整することができる。

【００３２】また、上記実施の形態においては、支持ブ
ラケット５をハンガラグ４に固定した場合を述べたが、
これに限るものではなく、ハンガラグ４近傍のメインパ
イプ３や立パイプ１、チェーンステー２などの各フレー
ム部分の何れかもしくは複数の部分に跨って固定しても
同様の効果を得られる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ハンガラ
グまたはフレームのハンガラグ近傍箇所に固定した支持
ブラケットにより、モータユニットにおけるクランク軸
の軸受け部を支持することで、モータユニットのケース
などとして樹脂などの安価で軽い材料を用いることがで
きながら、クランク軸に作用する踏力や体重などを支持
ブラケットにより良好に受けることができ、その結果、
製造コストを低減させることができるとともに軽量化を
図ることができる。

【００３４】また、支持ブラケットに略筒形状の支持部
を形成し、この支持部によりクランク軸の軸受け部にお
ける両側部を両側方から抱え込むように支持すること
で、略筒形状の支持部にて軸受け部からの力を良好かつ
強固に支持することができる。

【００３５】また、支持ブラケットとクランク軸の軸受
け部との間に緩衝材を介装することにより、クランク軸
の軸受け部からの力が緩衝材を介して良好に分散されな
がら支持ブラケットに伝達され、支持ブラケットにより
クランク軸の軸受け部からの力を良好に受けることがで
きる。また、支持ブラケットと軸受け部分との温度膨張
率の差や、長期使用による経年変化などにより、支持ブ
ラケットとクランク軸の軸受け部との間に隙間を生じた
場合でも、この隙間が緩衝材で吸収されて、支持ブラケ
ットによりクランク軸の軸受け部からの力を良好に受け
ることができる。さらに、緩衝材を介装することで、支
持ブラケットとケースにおけるクランク軸の軸受け部と
の接触箇所でケース側部分などが磨耗することも防止で
きる。

【００３６】また、ハンガラグを介して互いに結合され
た立パイプとチェーンステーとの間にブリッジ金具を架
け渡して結合し、このブリッジ金具によりモータユニッ
トの後部を取り付けることで、このブリッジ金具により
モータユニットの後部を確実に支持することができるだ
けでなく、ブリッジ金具によりハンガラグ近傍箇所の強
度を増加させることができる。

【００３７】また、支持ブラケットの下面部をモータユ
ニットのケース底面部の下方に配置することにより、モ
ータユニットへの底打ちが防止されてモータユニットが
保護され、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる電動自転車の左側
面図で、チェーンカバーなどは省いて図示している。

【図２】（ａ）および（ｂ）は同電動自転車のモータユ
ニット取付装置の左側面図およびモータユニット取付装
置の、取付部の一部を切欠いた部分切欠左側面図であ
る。

【図３】同モータユニット取付装置の要部右側面図であ
る。

【図４】図３のIV−IV線で切断した同モータユニット取
付装置の要部正面断面図である。

【図５】同モータユニット取付装置の要部斜視図であ
る。

【図６】本発明の他の実施の形態にかかるモータユニッ
ト取付装置の要部右側面図である。

【図７】図６のVII−VII線で切断した同モータユニット
取付装置の要部正面断面図である。

【図８】従来の電動自転車の左側面図である。

【図９】同従来の電動自転車の左側面図で、チェーンカ
バーなどは省いて図示している。

【図１０】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ同従来の電動
自転車のモータユニット取付装置の要部左側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 立パイプ（フレーム） ２ チェーンステー（フレーム） ３ メインパイプ（フレーム） ４ ハンガラグ ５ 支持ブラケット ５ａ，５ｂ 取付部 ５ｃ，５ｄ 側面部 ５ｅ，５ｆ 下面部 ５ｇ，５ｈ 支持部 ５ｊ，５ｋ，５ｍ，５ｎ 分割支持部 ７ 緩衝材 ８ ブリッジ金具 １０ ペダル ２０ モータユニット ２１ クランク軸 ２２（２２Ａ，２２Ｂ） 軸受け部 ２３ 電動モータ ２４ ユニットケース ４１，４２ 連結ねじ（連結手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータの補助駆動力を人力による駆
   動力に加えるモータユニットに設けられた軸受け部によ
   りクランク軸が支持されている電動自転車において、 前記モータユニットにおけるクランク軸の軸受け部を支
   持する支持ブラケットを設け、 この支持ブラケットを、ハンガラグまたはフレームのハ
   ンガラグ近傍箇所に固定させて、前記モータユニットを
   フレームに取り付けるモータユニット取付装置を有する
   ことを特徴とする電動自転車。
2. 【請求項２】 支持ブラケットに略筒形状の支持部を形
   成し、 この支持部により、クランク軸の軸受け部における両側
   部を両側方から挟持したことを特徴とする請求項１記載
   の電動自転車。
3. 【請求項３】 支持ブラケットとクランク軸の軸受け部
   との間に緩衝材を介装したことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の電動自転車。
4. 【請求項４】 ハンガラグを介して互いに結合された立
   パイプとチェーンステーとの間にブリッジ金具を架け渡
   して結合し、 このブリッジ金具によりモータユニットの後部を取り付
   けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電
   動自転車。
5. 【請求項５】 支持ブラケットは、モータユニットの両
   側方にそれぞれ配置される側面部と、両側面部の下端部
   間をつなぐ下面部とを有し、 支持ブラケットの下面部がモータユニットのケース底面
   部の下方に配置されていることを特徴とする請求項１〜
   ４の何れかに記載の電動自転車。
6. 【請求項６】 支持部は、上下に２分割した略円弧形状
   の分割支持部を、連結手段により連結した構成であるこ
   とを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電動自転
   車。