JP2020116973A - Power assisted bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、補助駆動装置が搭載された電動アシスト自転車、詳しくは、ペタルの踏力による駆動力に、補助駆動装置より発生する補助駆動力を加えて走行可能とした電動アシスト自転車に関するもので、この発明は特に、補助駆動装置に電源を供給するためのバッテリユニットを車体に組み付けるための構造に関する。 The present invention relates to an electrically assisted bicycle equipped with an auxiliary drive device, and more particularly to an electrically assisted bicycle capable of traveling by adding the auxiliary drive force generated by the auxiliary drive device to the drive force by the pedaling force of a petal. The invention particularly relates to a structure for assembling a battery unit for supplying power to an auxiliary drive device to a vehicle body.
電動アシスト自転車では、バッテリユニットとして、リチウムイオン電池のような充電が可能なバッテリが用いられている。この種のバッテリユニットには大容量のバッテリが用いられており、そのために重量が嵩み、車体のバランスを考慮して電動アシスト自転車の重心位置の近傍にバッテリユニットが設置されている(例えば特許文献1参照)。 In the electrically assisted bicycle, a rechargeable battery such as a lithium ion battery is used as a battery unit. A large-capacity battery is used for this type of battery unit, which is heavy, and the battery unit is installed in the vicinity of the center of gravity of the electrically assisted bicycle in consideration of the balance of the vehicle body (for example, Patent Document 1). Reference 1).
近年、折り畳むことが可能な折り畳み自転車に補助駆動装置を搭載したものが提案された。この種の電動アシスト自転車は、折り畳みが可能な構造であるため、バッテリユニットを取り付ける位置がさらに制約され、例えば、車体の重心位置の近傍のシートチューブの後面やバックフォークの上面にバッテリユニットが取り付けられている。 In recent years, a foldable foldable bicycle equipped with an auxiliary drive device has been proposed. Since this type of power-assisted bicycle has a foldable structure, the mounting position of the battery unit is further restricted.For example, the battery unit is mounted on the rear surface of the seat tube near the center of gravity of the vehicle body or the upper surface of the back fork. Has been.
折り畳みが可能な電動アシスト自転車は、簡便であって持ち運びに便利であることが要請される。そのために、車体の軽量化が最重要である。走行可能距離を長くするには、バッテリ容量を大きくする必要があり、その結果、バッテリユニットの重量や大きさが嵩むことになる。しかし、折り畳みが可能な自転車の簡便性を考えると、走行可能距離として必要最小限の距離(例えば10km程度)を確保することができれば、利用者の要望は概ね満たされるため、折り畳みが可能な電動アシスト自転車では、バッテリユニットを小型化することが可能である。 A foldable electrically assisted bicycle is required to be simple and convenient to carry. Therefore, weight reduction of the vehicle body is the most important. In order to extend the travelable distance, it is necessary to increase the battery capacity, resulting in an increase in weight and size of the battery unit. However, considering the convenience of a foldable bicycle, if the minimum necessary travel distance (for example, about 10 km) can be secured, the user's request is generally satisfied, and thus the foldable electric drive is possible. In the assisted bicycle, the battery unit can be downsized.
バッテリユニットの小型化によって、今般、バッテリユニットをトップチューブの内部に組み込むようにし、折り畳み構造を構成するトップチューブの二つ折り部分よりバッテリユニットを出し入れする構造の電動アシスト自転車が提案された。この電動アシスト自転車では、バッテリユニットが車体に格納されて外部から見えないので、見栄えがよく、バッテリユニットが盗まれにくいという利点がある。 Due to the miniaturization of the battery unit, an electric assist bicycle having a structure in which the battery unit is incorporated inside the top tube and the battery unit is taken in and out from the two-folded portion of the top tube forming the folding structure has been proposed. In this electrically-assisted bicycle, the battery unit is stored in the vehicle body and cannot be seen from the outside, so that it has the advantages that it looks good and the battery unit is hard to be stolen.
バッテリユニットは、停車時、車体から取り出されて携行されるため、車体に対するバッテリユニットの出し入れが容易である必要がある。しかし、バッテリユニットをトップチューブの二つ折り部分より出し入れする構造では、出し入れの作業がやりづらく、また、バッテリユニットを取り出すには、車体を折り畳む必要があり、手間が掛かるという問題がある。 Since the battery unit is taken out of the vehicle body and carried when the vehicle is stopped, it is necessary that the battery unit can be easily taken in and out of the vehicle body. However, in the structure in which the battery unit is put in and taken out from the two-folded portion of the top tube, it is difficult to put in and take out the battery unit, and in order to take out the battery unit, it is necessary to fold the vehicle body, which is troublesome.
この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、バッテリユニットが車体に格納されて外部から見えず、見栄えが良好であることに加えて、バッテリユニット格納部に対するバッテリユニットの出し入れが容易な電動アシスト自転車を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. In addition to the battery unit being housed in the vehicle body and invisible from the outside and having a good appearance, the battery unit can be easily put in and taken out from the battery unit storage section. The purpose of the present invention is to provide a simple electric assist bicycle.
この発明による電動アシスト自転車は、補助駆動装置およびバッテリ装置が搭載されたものであって、バッテリ装置は、車体を構成するフレーム部材の内部に設けられ補助駆動装置と電気接続される接続用端子を備えるバッテリユニット格納部と、フレーム部材の外周面に形成された開口部を塞ぐための開閉可能な蓋板部と、バッテリユニット格納部に対して開口部より出し入れされるバッテリユニットとを備える。バッテリユニットは、バッテリと、バッテリを充電するための充電用端子と、バッテリユニット格納部に格納されたとき接続用端子と接触して補助駆動装置とバッテリとを電気接続する駆動用端子とを備える。 An electrically assisted bicycle according to the present invention is equipped with an auxiliary drive device and a battery device, and the battery device has a connection terminal provided inside a frame member forming a vehicle body and electrically connected to the auxiliary drive device. The battery unit storage unit includes a battery unit storage unit, an openable/closable lid plate unit for closing an opening formed on the outer peripheral surface of the frame member, and a battery unit that is inserted into and removed from the battery unit storage unit. The battery unit includes a battery, a charging terminal for charging the battery, and a driving terminal that contacts the connecting terminal when stored in the battery unit storage section to electrically connect the auxiliary driving device and the battery. ..
上記した構成の電動アシスト自転車では、バッテリユニットをフレーム部材の開口部よりバッテリユニット格納部へ挿入して蓋板部により開口部を塞ぐ。開口部はフレーム部材の外周面に形成されているので、バッテリユニットのバッテリユニット格納部への挿入作業が容易である。バッテリユニットを格納した状態では、バッテリユニット格納部の接続用端子にバッテリユニットの駆動用端子が接触して導通し、バッテリから補助駆動装置へ電力が供給される。また、バッテリ格納状態では、バッテリユニットは外から見えず、見栄えが良好である。
停車時は、フレーム部材の開口部より蓋板部を外してバッテリユニットをバッテリユニット格納部より取り出す。開口部はフレーム部材の外周面に形成されているので、バッテリユニットのバッテリユニット格納部からの取出作業が容易である。折り畳みが可能な電動アシスト自転車において、バッテリユニットの取り出しに車体を折り畳む必要がない。取り出したバッテリユニットは持ち運ぶことができ、充電用端子に外部電源を接続することでバッテリユニットへ充電することが可能である。
In the power-assisted bicycle having the above-described configuration, the battery unit is inserted into the battery unit storage section through the opening of the frame member, and the opening is closed by the cover plate section. Since the opening is formed on the outer peripheral surface of the frame member, the work of inserting the battery unit into the battery unit storage portion is easy. In the state where the battery unit is stored, the drive terminal of the battery unit comes into contact with the connection terminal of the battery unit storage section to conduct electricity, and power is supplied from the battery to the auxiliary drive device. Further, in the battery storage state, the battery unit is invisible from the outside and has a good appearance.
When the vehicle is stopped, the cover plate is removed from the opening of the frame member and the battery unit is taken out from the battery unit storage. Since the opening is formed on the outer peripheral surface of the frame member, it is easy to take out the battery unit from the battery unit housing. In a foldable electric assist bicycle, it is not necessary to fold the vehicle body to take out the battery unit. The battery unit taken out can be carried, and the battery unit can be charged by connecting an external power supply to the charging terminal.
好ましい実施態様においては、蓋板部は、施蓋状態のとき、開口部の周縁上に支持されフレーム部材の外周面を構成する。 In a preferred embodiment, the lid plate portion is supported on the peripheral edge of the opening and constitutes the outer peripheral surface of the frame member in the lid-covered state.
フレーム部材は、外周面の上方を向く面と側方を向く面のいずれかに開口部が形成されることが望ましい。開口部が外周面の上方を向く面に設けられると、バッテリユニットは上方から出し入れされる。開口部が外周面の側方を向く面に設けられると、バッテリユニットは側方から出し入れされる。 It is preferable that the frame member has an opening formed on either the upward facing surface or the laterally facing surface of the outer peripheral surface. When the opening is provided on the surface of the outer peripheral surface facing upward, the battery unit is taken in and out from above. When the opening is provided on the side surface of the outer peripheral surface, the battery unit is taken in and out from the side.
折り畳みが可能な電動アシスト自転車においては、フレーム部材は、好ましくはトップチューブであって、長さ方向の中間位置に二つ折り部および二つ折り部を結合するジョイント部を有し、ジョイント部に対して前側の位置にバッテリユニット格納部および開口部が設けられる。 In a foldable power-assisted bicycle, the frame member is preferably a top tube, and has a two-fold portion and a joint portion connecting the two-fold portions at an intermediate position in the longitudinal direction, and the frame member is The battery unit storage and the opening are provided at the front position.
折り畳みしない電動アシスト自転車においては、フレーム部材は、好ましくはダウンチューブであって、長さ方向の中間位置にバッテリユニット格納部および開口部が設けられる。 In a power-assisted bicycle that does not fold, the frame member is preferably a down tube, and the battery unit storage portion and the opening portion are provided at an intermediate position in the length direction.
好ましい実施態様のバッテリユニットは、バッテリを収納するバッテリ収納ケースを有し、蓋板部がバッテリ収納ケースの壁の一部を構成する。この実施態様によると、蓋板部はバッテリ収納ケースと一体であるが、このような一体構造に限定されるものではなく、蓋板部とバッテリ収納ケースとが別個独立したのものであってもよい。 A battery unit according to a preferred embodiment has a battery storage case that stores a battery, and the lid plate portion constitutes a part of a wall of the battery storage case. According to this embodiment, the lid plate portion is integrated with the battery storage case, but the present invention is not limited to such an integrated structure, and the lid plate portion and the battery storage case may be separate and independent. Good.
この発明による電動アシスト自転車は、蓋板部の施蓋状態を保持する保持機構部をさらに備えたものである。 The power-assisted bicycle according to the present invention further includes a holding mechanism portion that holds the lid plate portion in the covered state.
保持機構部は、好ましい実施態様においては、バッテリユニット格納部の一端部に設けられバッテリユニット格納部内へ突出するように付勢されるラッチボルトと、バッテリユニットに設けられラッチボルトと係合する係合穴と、ラッチボルトを後退させて係合穴との係合を解除する解除操作機構とを含むものである。 In a preferred embodiment, the holding mechanism portion is provided with a latch bolt that is provided at one end of the battery unit storage portion and is biased to project into the battery unit storage portion, and a member that engages with the latch bolt provided in the battery unit. It includes a dowel hole and a release operation mechanism that retracts the latch bolt to release the engagement with the engagement hole.
この実施態様によると、バッテリユニットをバッテリユニット格納部に収めることでラッチボルトと係合穴とが係合し、バッテリユニットはバッテリユニット格納部内に保持される。解除操作機構を操作することでラッチボルトが後退して係合穴との係合が解除されるので、バッテリユニットをバッテリユニット格納部より取り出すことができる。なお、保持機構部は、バッテリユニットがバッテリユニット格納部から脱出するのを防ぐことができる構成のものであれば、ラッチボルトと係合穴とが係合する機構に限られるものではない。 According to this embodiment, the latch bolt and the engagement hole are engaged by accommodating the battery unit in the battery unit storage portion, and the battery unit is held in the battery unit storage portion. By operating the release operation mechanism, the latch bolt retracts and the engagement with the engagement hole is released, so that the battery unit can be taken out from the battery unit storage portion. The holding mechanism is not limited to the mechanism in which the latch bolt engages with the engagement hole as long as the holding mechanism can prevent the battery unit from coming out of the battery unit storage.
解除操作機構は、例えばシリンダ錠を含んでおり、シリンダ錠は、フレーム部材の外周面に開口する鍵穴と、鍵穴へ挿入した鍵を操作することにより回動して前記ラッチボルトを後退させるシリンダとを備える。 The release operation mechanism includes, for example, a cylinder lock, and the cylinder lock includes a key hole that opens on the outer peripheral surface of the frame member, and a cylinder that rotates by operating a key inserted into the key hole to retract the latch bolt. Equipped with.
この実施態様によると、鍵穴へ適正な鍵を挿入して操作しなければ、ラッチボルトと係合穴との係合が解除されないので、第三者によってバッテリユニットが抜き取られるおそれがない。なお、解除操作機構として必ずしも錠機構を用いる必要はなく、手操作によりラッチボルトを後退させることが可能なもの、例えば、つまみやレバーであってもよい。また、錠機構はシリンダ錠に限られるものではなく、ダイヤル錠などを用いることができる。 According to this embodiment, the engagement between the latch bolt and the engagement hole cannot be released unless the proper key is inserted and operated in the key hole, so there is no risk of a battery unit being pulled out by a third party. It should be noted that it is not always necessary to use a lock mechanism as the release operation mechanism, and a mechanism that can retract the latch bolt by manual operation, such as a knob or a lever, may be used. The lock mechanism is not limited to the cylinder lock, but a dial lock or the like can be used.
この発明による電動アシスト自転車は、バッテリユニット格納部の一端部に設けられバッテリユニットの一端部を開口部に向けて付勢する押出機構をさらに備えたものである。 The power-assisted bicycle according to the present invention further includes a push-out mechanism that is provided at one end of the battery unit storage portion and urges one end of the battery unit toward the opening.
押出機構を備えていれば、保持機構部による蓋板部の保持が解除されたとき、バッテリユニットは押出機構による押圧を受けてバッテリユニット格納部より押し出されるので、バッテリユニットを簡単に取り出すことができる。 If the pushing mechanism is provided, when the holding mechanism section releases the holding of the lid plate section, the battery unit is pushed by the pushing mechanism and pushed out from the battery unit storing section, so that the battery unit can be easily taken out. it can.
この発明によれば、バッテリユニットが車体に格納されて外部から見えず、見栄えが良好であることに加えて、バッテリユニット格納部に対するバッテリユニットの出し入れが容易である。折り畳みが可能な電動アシスト自転車では、バッテリユニットの取り出しに車体を折り畳む必要がない。 According to the present invention, the battery unit is housed in the vehicle body and cannot be seen from the outside, and the appearance is good, and the battery unit can be easily put in and taken out of the battery unit housing portion. With a foldable electric assist bicycle, it is not necessary to fold the vehicle body to take out the battery unit.
図1〜図11は、この発明の電動アシスト自転車の実施形態を示している。電動アシスト自転車1は、ペタル33aの踏力による駆動力に、補助駆動装置4より発生する補助駆動力を加えて走行可能としたものである。図1および図2は、電動アシスト自転車1の2つの実施態様を示すもので、いずれの実施例も、補助駆動装置4と、補助駆動装置4に電源供給するためのバッテリ装置5とを搭載している。 1 to 11 show an embodiment of an electrically assisted bicycle of the present invention. The electrically assisted bicycle 1 is capable of traveling by adding the auxiliary driving force generated by the auxiliary driving device 4 to the driving force generated by the pedaling force of the petal 33a. 1 and 2 show two embodiments of the power-assisted bicycle 1, both of which are equipped with an auxiliary drive device 4 and a battery device 5 for supplying power to the auxiliary drive device 4. ing.
図1に示す実施例は、折り畳み構造を有する電動アシスト自転車1であり、バッテリ装置5はトップチューブ11の内部に組み込まれている。図2に示す実施例は、折り畳み構造を有さない電動アシスト自転車1であり、バッテリ装置5はダウンチューブ18の内部に組み込まれている。なお、バッテリ装置5を組み込む場所は、車体フレーム10を構成する中空のフレーム部材の内部であれば、必ずしもトップチューブ11やダウンチューブ18に限られない。 The embodiment shown in FIG. 1 is an electrically assisted bicycle 1 having a folding structure, and a battery device 5 is incorporated inside a top tube 11. The embodiment shown in FIG. 2 is an electrically assisted bicycle 1 that does not have a folding structure, and the battery device 5 is incorporated inside the down tube 18. The location where the battery device 5 is incorporated is not necessarily limited to the top tube 11 and the down tube 18 as long as it is inside the hollow frame member that constitutes the vehicle body frame 10.
折り畳みが可能な図1の電動アシスト自転車1において、車体フレーム10の中心をなすトップチューブ11は、長さ中央部から後部寄りの位置で二つ折りが可能な構造になっている。この二つ折り部分にはジョイント部2が設けられており、前後に分割されたトップチューブ11はジョイント部2によって結合される。ジョイント部2はレバー20を有し、レバー操作によって結合したり結合状態が外れたりする。 In the foldable electric assist bicycle 1 of FIG. 1, the top tube 11 forming the center of the vehicle body frame 10 has a structure capable of being folded in two at a position closer to the rear part from the central part of the length. A joint portion 2 is provided in the two-folded portion, and the top tube 11 divided into front and rear is joined by the joint portion 2. The joint portion 2 has a lever 20, and the joint portion 2 is coupled or disengaged by operating the lever.
トップチューブ11の後端部には、上下方向を向くシートチューブ12および左右対をなすバックフォーク13,13が設けられている。トップチューブ11の前端部には、上下方向を向くヘッドチューブ14を介して左右対をなすフロントフォーク15,15が設けられている。ヘッドチューブ14は、折り畳みのために二つ折りが可能な構造になっている。この二つ折り部分はレバー22を有するジョイント部21により結合されている。 At the rear end of the top tube 11, there are provided a seat tube 12 that faces the up and down direction and back forks 13 and 13 that form a pair of left and right. Front forks 15, 15 forming a left-right pair are provided at the front end portion of the top tube 11 via a head tube 14 that faces in the vertical direction. The head tube 14 has a structure capable of being folded in two for folding. The two folded parts are joined by a joint part 21 having a lever 22.
シートチューブ12にはシートポスト16が高さ調節が可能に支持されている。シートポスト16の上端部にはサドル16aが取り付けられている。ヘッドチューブ14にはステム17が高さ調節が可能に支持されている。ステム17の上端部にはハンドル17aが設けられている。左右のバックフォーク13は斜め後方へ延びている。バックフォーク13の後端部間には後車輪3が回転自由に支持されている。左右のフロントフォーク15は斜め下方を向いており、下端部間に前車輪30が回転自由に支持されている。 A seat post 16 is supported on the seat tube 12 so that its height can be adjusted. A saddle 16a is attached to the upper end of the seat post 16. A stem 17 is supported on the head tube 14 so that its height can be adjusted. A handle 17a is provided at the upper end of the stem 17. The left and right back forks 13 extend obliquely rearward. The rear wheel 3 is rotatably supported between the rear ends of the back forks 13. The left and right front forks 15 are directed obliquely downward, and the front wheels 30 are rotatably supported between the lower ends.
トップチューブ11の後部の下方には、バックフォーク13L,13Rに取り付けられた軸受筒31が位置している。軸受筒31は駆動軸32を回転自由に支持する。駆動軸32の両端部にはクランクアーム33がそれぞれ取り付けられている。各クランクアーム33の先端にはペダル33aが装着されている。駆動軸32およびクランクアーム33の回転はスプロケット34およびチェン35を介して後車輪3に伝えられる。 Below the rear part of the top tube 11, a bearing tube 31 attached to the back forks 13L and 13R is located. The bearing cylinder 31 rotatably supports the drive shaft 32. Crank arms 33 are attached to both ends of the drive shaft 32, respectively. A pedal 33a is attached to the tip of each crank arm 33. The rotation of the drive shaft 32 and the crank arm 33 is transmitted to the rear wheel 3 via the sprocket 34 and the chain 35.
トップチューブ11、シートチューブ12、バックフォーク13、ヘッドチューブ14、フロントフォーク15などの中空のフレーム部材は、電動アシスト自転車1の骨格をなす車体フレーム10を構成する。各フレーム部材はアルミニウム合金の展伸材により構成される。 Hollow frame members such as the top tube 11, the seat tube 12, the back fork 13, the head tube 14, and the front fork 15 constitute the vehicle body frame 10 that forms the skeleton of the electrically assisted bicycle 1. Each frame member is made of an expanded material of aluminum alloy.
補助駆動装置4は、モータ駆動部40、コントローラ41、図示しないトルク検出器などで構成される。モータ駆動部40は前車輪30のハブ36に組み込まれている。コントローラ41はトップチューブ11のジョイント部2に対して後側の位置に組み込まれている。トルク検出器はクランクアーム33の位置に設けられている。コントローラ41はトルク検出器による検出トルクを取り込み、検出トルクの大きさに応じた補助駆動力をモータ駆動部40に発生させる。補助駆動装置4に電力を供給するためのバッテリ装置5は、トップチューブ11のジョイント部2に対して前側の位置に組み込まれている。 The auxiliary drive device 4 includes a motor drive unit 40, a controller 41, a torque detector (not shown), and the like. The motor drive unit 40 is incorporated in the hub 36 of the front wheel 30. The controller 41 is incorporated in a position on the rear side of the joint portion 2 of the top tube 11. The torque detector is provided at the position of the crank arm 33. The controller 41 takes in the torque detected by the torque detector and causes the motor drive unit 40 to generate an auxiliary driving force according to the magnitude of the detected torque. A battery device 5 for supplying electric power to the auxiliary drive device 4 is incorporated in a position on the front side of the joint portion 2 of the top tube 11.
図2に示す電動アシスト自転車1は、車体フレーム10の中心をなすトップチューブ11およびダウンチューブ18を含んでいる。トップチューブ11とダウンチューブ18の後端部間には上下方向を向くシートチューブ12が、前端部間には上下方向を向くヘッドチューブ14が、それぞれ設けられている。
シートチューブ12の上端部にはシートポスト16が高さ調節が可能に支持されている。シートポスト16の上端部にはサドル16aが取り付けられている。ヘッドチューブ14の上端部にはステム17が連設されている。ステム17の上端部にはハンドル17aが設けられている。
The power-assisted bicycle 1 shown in FIG. 2 includes a top tube 11 and a down tube 18 that form the center of a body frame 10. A seat tube 12 oriented vertically is provided between the rear ends of the top tube 11 and the down tube 18, and a head tube 14 oriented vertically is provided between the front ends.
A seat post 16 is supported on the upper end of the seat tube 12 so that the height thereof can be adjusted. A saddle 16a is attached to the upper end of the seat post 16. A stem 17 is connected to the upper end of the head tube 14. A handle 17a is provided at the upper end of the stem 17.
シートチューブ12の上端部には左右対をなすシートステイ19a,19aの前端部が、下端部には左右対をなすチェーンステイ19b,19bの前端部が、それぞれ連設されている。シートステイ19aおよびチェーンステイ19bは後方へ延びて連結され、連結部間に後車輪3が回転自由に支持されている。
ヘッドチューブ14の下端部には左右のフロントフォーク15が連設されている。フロントフォーク15は斜め下方を向いており、下端部間に前車輪30が回転自由に支持されている。
The upper end of the seat tube 12 is connected to the front ends of the pair of left and right seat stays 19a and 19a, and the lower end thereof is connected to the front ends of the left and right pair of chain stays 19b and 19b. The seat stay 19a and the chain stay 19b extend backward and are connected to each other, and the rear wheel 3 is rotatably supported between the connecting portions.
Left and right front forks 15 are connected to the lower end of the head tube 14. The front fork 15 is directed obliquely downward, and the front wheel 30 is rotatably supported between the lower ends thereof.
シートチューブ12の下端部には軸受筒31が位置し、軸受筒31に駆動軸32が回転自由に支持されている。駆動軸32の両端部にはクランクアーム33がそれぞれ取り付けられている。各クランクアーム33の先端にはペダル33aが装着されている。駆動軸32およびクランクアーム33の回転はスプロケット34およびチェン35を介して後車輪3に伝えられる。 A bearing sleeve 31 is located at the lower end of the seat tube 12, and a drive shaft 32 is rotatably supported by the bearing sleeve 31. Crank arms 33 are attached to both ends of the drive shaft 32, respectively. A pedal 33a is attached to the tip of each crank arm 33. The rotation of the drive shaft 32 and the crank arm 33 is transmitted to the rear wheel 3 via the sprocket 34 and the chain 35.
トップチューブ11、ダウンチューブ18、シートチューブ12、ヘッドチューブ14、フロントフォーク15、シートステイ19a、チェーンステイ19bなどの中空のフレーム部材は、電動アシスト自転車1の骨格をなす車体フレーム10を構成する。各フレーム部材はアルミニウム合金の展伸材により構成される。 Hollow frame members such as the top tube 11, the down tube 18, the seat tube 12, the head tube 14, the front fork 15, the seat stay 19a, and the chain stay 19b configure the vehicle body frame 10 that forms the skeleton of the power-assisted bicycle 1. Each frame member is made of an expanded material of aluminum alloy.
補助駆動装置4は、モータ駆動部40、コントローラ41、図示しないトルク検出器などで構成されている。モータ駆動部40は後車輪3のハブ37に組み込まれている。コントローラ41はダウンチューブ18の中間位置に組み込まれている。トルク検出器はクランクアーム33の位置に設けられている。コントローラ41はトルク検出器による検出トルクを取り込み、検出トルクの大きさに応じた補助駆動力をモータ駆動部40に発生させる。補助駆動装置4に電力を供給するためのバッテリ装置5は、ダウンチューブ18の中間位置に組み込まれている。 The auxiliary drive device 4 includes a motor drive unit 40, a controller 41, a torque detector (not shown), and the like. The motor drive unit 40 is incorporated in the hub 37 of the rear wheel 3. The controller 41 is incorporated in an intermediate position of the down tube 18. The torque detector is provided at the position of the crank arm 33. The controller 41 takes in the torque detected by the torque detector and causes the motor drive unit 40 to generate an auxiliary driving force according to the magnitude of the detected torque. A battery device 5 for supplying electric power to the auxiliary drive device 4 is incorporated in an intermediate position of the down tube 18.
図1および図3に示す各電動アシスト自転車1において、バッテリ装置5は、補助駆動装置4を構成するモータ駆動部40、コントローラ41、およびトルク検出器と図示しないコード線により電気接続される。また、コントローラ41は、モータ駆動部40およびトルク検出器と図示しないコード線により電気接続される。 In each of the electrically assisted bicycles 1 shown in FIGS. 1 and 3, the battery device 5 is electrically connected to the motor drive unit 40, the controller 41, and the torque detector that form the auxiliary drive device 4 by a cord wire (not shown). Further, the controller 41 is electrically connected to the motor drive unit 40 and the torque detector by a cord wire (not shown).
図3は、図1の電動アシスト自転車1のトップチューブ11に組み付けられたバッテリ装置5の外観を示している。
バッテリ装置5は、図4に示すように、トップチューブ11の中空内部に形成されるバッテリユニット格納部(以下、単に「格納部」という。)6と、トップチューブ11の外周面の上方を向く面11aに形成される開口部60を塞ぐための開閉可能な蓋板部7とを備えている。トップチューブ11の外周面は丸みを帯び、長さ方向と直交する方向の断面形状が略矩形状である。格納部6は、対向する側壁面と底面とで囲まれ、長さ方向と直交する方向の断面形状は略矩形状である。
FIG. 3 shows the external appearance of the battery device 5 assembled to the top tube 11 of the electrically assisted bicycle 1 of FIG.
As shown in FIG. 4, the battery device 5 faces a battery unit storage section (hereinafter, simply referred to as “storage section”) 6 formed inside the hollow of the top tube 11 and an outer peripheral surface of the top tube 11 upward. A lid plate portion 7 that can be opened and closed to close the opening 60 formed in the surface 11a is provided. The outer peripheral surface of the top tube 11 is rounded, and the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the length direction is substantially rectangular. The storage portion 6 is surrounded by the side wall surface and the bottom surface that face each other, and has a substantially rectangular cross-sectional shape in the direction orthogonal to the length direction.
開口部60は、トップチューブ11の幅より小さい開口幅を有し、トップチューブ11の長さ方向に沿って長い矩形状に形成されている。蓋板部7は上面がトップチューブ11の外周面と同じ丸みを帯び、平面形状が開口部60より一回り大きい矩形状である。蓋板部7とトップチューブ11とは同じ材質であり、蓋板部7の表面はトップチューブ11と同色の着色が施されている。施蓋状態のとき、蓋板部7はトップチューブ11の開口部60の周縁上に支持され、トップチューブ11の外周面を構成する。施蓋状態は後述する保持機構部70により保持される。開口部60は格納部6と連通し、格納部6の直上に位置するもので、後述するバッテリユニット50は上方から出し入れされる。
なお、開口部60は、トップチューブ11の側方を向く面11bに設けることもでき、この場合は、後述するバッテリユニット50は側方から出し入れされる。
The opening 60 has an opening width smaller than the width of the top tube 11, and is formed in a long rectangular shape along the length direction of the top tube 11. The top surface of the lid plate portion 7 has the same roundness as the outer peripheral surface of the top tube 11, and the planar shape is a rectangular shape slightly larger than the opening portion 60. The lid plate portion 7 and the top tube 11 are made of the same material, and the surface of the lid plate portion 7 is colored with the same color as the top tube 11. In the lid-covered state, the lid plate portion 7 is supported on the peripheral edge of the opening 60 of the top tube 11 and constitutes the outer peripheral surface of the top tube 11. The lid-covered state is held by a holding mechanism section 70 described later. The opening portion 60 communicates with the storage portion 6 and is located directly above the storage portion 6, and the battery unit 50, which will be described later, is taken in and out from above.
The opening 60 may be provided on the surface 11b facing the side of the top tube 11, and in this case, the battery unit 50 described later is taken in and out from the side.
バッテリ装置5は、格納部6に対して開口部60より出し入れされるバッテリユニット50を備えている。バッテリユニット50は、図4〜図8に示すように、補助駆動装置4の動力源であるバッテリ51と、バッテリ51を密閉状態で収納するバッテリ収納ケース8とを備えている。 The battery device 5 includes a battery unit 50 that is inserted into and removed from the storage portion 6 through the opening 60. As shown in FIGS. 4 to 8, the battery unit 50 includes a battery 51 that is a power source of the auxiliary drive device 4, and a battery storage case 8 that stores the battery 51 in a sealed state.
バッテリ収納ケース8は、上面および両端が開放された金属製の筐体部80と、筐体部80の両端の開放部分に装着される合成樹脂製の第1、第2の各端板部81,82とで構成されている。蓋板部7は筐体部80の上面の開放部分を塞ぐように装着され、バッテリ収納ケース8の外壁の一部、すなわち上板部を構成する。筐体部80は、側板部80a,80bと底板部8cを有し、長さおよび幅が開口部60の開口長さおよび開口幅より小さく、高さが格納部6の深さより小さく設定されており、これによりバッテリ収納ケース8は格納部6に対して開口部60より出し入れが可能となる。なお、筐体部80は、両側板部80a,80bと連続する上板部を備えたものであってもよく、この場合は、蓋板部7はバッテリ収納ケース8の上板部を兼ねる必要はない。 The battery storage case 8 has a metal casing 80 whose upper surface and both ends are open, and first and second synthetic resin end plate portions 81 attached to the open portions of both ends of the casing 80. , 82. The lid plate portion 7 is mounted so as to close the open portion of the upper surface of the housing portion 80, and constitutes a part of the outer wall of the battery storage case 8, that is, the upper plate portion. The housing 80 has side plates 80a and 80b and a bottom plate 8c, and the length and width are set smaller than the opening length and opening width of the opening 60, and the height is set smaller than the depth of the storage section 6. Thus, the battery storage case 8 can be inserted into and removed from the storage portion 6 through the opening 60. The housing portion 80 may include an upper plate portion that is continuous with the both side plate portions 80a and 80b. In this case, the lid plate portion 7 also needs to serve as the upper plate portion of the battery storage case 8. There is no.
バッテリ51は、複数本のリチウムイオン電池よりなり、充電が可能であり、第2の端板部82の一方の側面には、図5および図8に示すように、充電用端子83が設けられている。充電用端子83に充電器具を介して外部電源に接続することにより充電が可能である。 The battery 51 is composed of a plurality of lithium ion batteries and can be charged, and a charging terminal 83 is provided on one side surface of the second end plate portion 82 as shown in FIGS. 5 and 8. ing. Charging can be performed by connecting the charging terminal 83 to an external power source via a charging device.
バッテリ51は、図8に示すように、保護板52およびプリント基板53とともにバッテリ収納ケース8の内部に収納される。筐体部80の両端の開放部分は第1、第2の端板部81,82により塞がれる。プリント基板53上には、図8には図示していないが、電源スイッチと、バッテリ残量を段階的に点灯表示するための複数個のLEDとが実装されている。蓋板部7には1個の大きな円形の孔72と4個の小さな円形の孔73とが設けられ、図3に示すように、これらの孔72,73内に電源スイッチ55およびLED54を位置させることにより外部から操作および視認が可能になっている。 As shown in FIG. 8, the battery 51 is housed inside the battery housing case 8 together with the protective plate 52 and the printed circuit board 53. The open portions at both ends of the casing 80 are closed by the first and second end plate portions 81 and 82. Although not shown in FIG. 8, a power switch and a plurality of LEDs for gradually lighting up and displaying the remaining battery level are mounted on the printed circuit board 53. The cover plate portion 7 is provided with one large circular hole 72 and four small circular holes 73. As shown in FIG. 3, the power switch 55 and the LED 54 are located in these holes 72, 73. By doing so, it is possible to operate and view from the outside.
プリント基板53には、さらに、LED54の点灯動作を制御するLED表示回路、バッテリ51の充電および放電を制御する充放電回路、第1の端板部81の外面に設けられるUSB端子84(図7参照)へバッテリ51より電源電圧を出力する電源供給回路などが実装されている。USB端子84はスマートフォンなどの外部機器を接続することで電源の供給を可能としたものである。 The printed circuit board 53 is further provided with an LED display circuit for controlling the lighting operation of the LED 54, a charging/discharging circuit for controlling charging and discharging of the battery 51, and a USB terminal 84 provided on the outer surface of the first end plate portion 81 (see FIG. 7). A power supply circuit that outputs a power supply voltage from the battery 51 to the reference). The USB terminal 84 is capable of supplying power by connecting an external device such as a smartphone.
第1の端板部81の外側の面には、図6に示すように、位置合わせ用の台形状の凸部85と、複数個の溝の内側面に板状の駆動用端子86がそれぞれ配置されたソケット87とが設けられている。第2の端板部82の外側の面には、図7に示すように、後述するラッチボルト68が係合する係合穴88と前記したUSB端子84とが設けられている。 As shown in FIG. 6, a trapezoidal convex portion 85 for alignment and a plate-shaped driving terminal 86 on the inner side surfaces of the plurality of grooves are provided on the outer surface of the first end plate portion 81, respectively. And a socket 87 arranged therein. As shown in FIG. 7, the outer surface of the second end plate portion 82 is provided with an engagement hole 88 into which a later-described latch bolt 68 is engaged and the above-mentioned USB terminal 84.
図9は、バッテリユニット50が格納される格納部6を示している。格納部6は、長さ方向に沿う側壁部61,62と合成樹脂製の前壁部63および後壁部64とで囲まれる平面形状が矩形状の空間である。
後壁部64には、図10に示すように、複数本の接続用端子65よりなるプラグ66と位置合わせ用の凹部67とが設けられている。各接続用端子65はバッテリユニット50のソケット87の各溝に対して挿脱が可能である。各接続用端子65が駆動用端子86と接触して導通するとき、補助駆動装置4とバッテリ51とが電気接続される。位置合わせ用の凹部67はバッテリユニット50の位置合わせ用の凸部85が嵌合するもので、両者が嵌合した状態のとき、バッテリユニット50は格納部6内に適正に収まっている。
FIG. 9 shows the storage unit 6 in which the battery unit 50 is stored. The storage portion 6 is a space having a rectangular planar shape surrounded by side wall portions 61 and 62 along the length direction, a front wall portion 63 and a rear wall portion 64 made of synthetic resin.
As shown in FIG. 10, the rear wall portion 64 is provided with a plug 66 including a plurality of connecting terminals 65 and a recess 67 for alignment. Each connection terminal 65 can be inserted into and removed from each groove of the socket 87 of the battery unit 50. When each connection terminal 65 comes into contact with the drive terminal 86 and becomes conductive, the auxiliary drive device 4 and the battery 51 are electrically connected. The positioning concave portion 67 fits the positioning convex portion 85 of the battery unit 50, and when both are fitted, the battery unit 50 is properly set in the storage portion 6.
前壁部63には、図11に示すように、ラッチボルト68と押出機構9とが設けられている。ラッチボルト68は、図示しないバネにより前方へ付勢されて壁面より突出している。バッテリユニット50が格納部6へ嵌め込まれたとき、ラッチボルト68が引っ込んだ後にバネ力を受けて突出し、バッテリユニット50の係合穴88に係合する。ラッチボルト68と係合穴88との係合により格納部6にバッテリユニット50が保持されるとともに、バッテリユニット50を格納部6から取り出すことができなくなる。 As shown in FIG. 11, the front wall portion 63 is provided with a latch bolt 68 and a pushing mechanism 9. The latch bolt 68 is biased forward by a spring (not shown) and projects from the wall surface. When the battery unit 50 is fitted into the storage portion 6, the latch bolt 68 is retracted and then receives the spring force to project and engage with the engagement hole 88 of the battery unit 50. The battery unit 50 is held in the storage portion 6 by the engagement of the latch bolt 68 and the engagement hole 88, and the battery unit 50 cannot be taken out from the storage portion 6.
トップチューブ11の内部には解除操作機構71を構成するシリンダ錠(図示せず)が設けられている。解除操作機構71はラッチボルト68と係合穴88との係合を解除するための手段であり、シリンダ錠は、トップチューブ11の側面に開口する鍵穴69と、鍵穴69へ挿入した鍵を回すことにより一体に回動してラッチボルト68を後退させるシリンダ(図示せず)とを備えている。ラッチボルト68と係合穴88とが係合した状態において、鍵孔69に適正な鍵を挿入して回すと、シリンダが一体に回動してシリンダの端部に連結された作動機構(図示せず)が連動し、ラッチボルト68を後退動作させ、これによりラッチボルト68と係合穴88との係合が外れる。なお、作動機構はドアのノブを回してラッチボルトを後退動作させる機構と同様の構成のものであって公知であり、ここでは詳細な構造の図示並びにその説明を省略する。ラッチボルト68と係合穴88と解除操作機構71とで保持機構部70が構成される。 Inside the top tube 11, a cylinder lock (not shown) that constitutes the release operation mechanism 71 is provided. The release operation mechanism 71 is a means for releasing the engagement between the latch bolt 68 and the engagement hole 88, and the cylinder lock rotates the key hole 69 opened on the side surface of the top tube 11 and the key inserted into the key hole 69. Accordingly, a cylinder (not shown) that rotates integrally to retract the latch bolt 68 is provided. When a proper key is inserted into the key hole 69 and rotated while the latch bolt 68 and the engagement hole 88 are engaged with each other, the cylinder rotates integrally and is connected to the end portion of the cylinder (Fig. (Not shown) are interlocked with each other to retract the latch bolt 68, whereby the engagement between the latch bolt 68 and the engagement hole 88 is released. The actuating mechanism has the same structure as the mechanism for rotating the door knob to retract the latch bolt, and is well known, and therefore, detailed illustration of the structure and its description are omitted here. The latch bolt 68, the engagement hole 88, and the release operation mechanism 71 constitute a holding mechanism section 70.
押出機構9は、図11に示すように、上下動自由に支持されるピン90と、ピン90を上方へ付勢するバネ(図示せず)とを備えている。格納部6にバッテリユニット50が嵌め込まれたとき、ピン90がバッテリユニット50の第2の端板部82の段部82a(図7に示す)の下面に突き当たって押し込まれる。鍵操作によりラッチボルト68が後退して係合穴88との係合が外れたとき、バッテリユニット50の前端側がピン90により突き上げられて格納部6より押し出される。これによりバッテリユニット50を手でつかんで取り出すことができる。なお、押出機構9は、上記した機械的に動作させる構成のものに限らず、例えば、電磁ソレノイドや圧電素子のように、電気的に動作させる構成のものであってもよく、この場合、鍵操作によって電磁ソレノイドや圧電素子に通電する。 As shown in FIG. 11, the pushing mechanism 9 includes a pin 90 that is supported so as to be vertically movable, and a spring (not shown) that biases the pin 90 upward. When the battery unit 50 is fitted into the storage portion 6, the pin 90 is pushed against the lower surface of the stepped portion 82a (shown in FIG. 7) of the second end plate portion 82 of the battery unit 50. When the latch bolt 68 is retracted by the key operation and disengaged from the engagement hole 88, the front end side of the battery unit 50 is pushed up by the pin 90 and pushed out from the storage section 6. This allows the battery unit 50 to be grasped and taken out by hand. The push-out mechanism 9 is not limited to the mechanically-operated structure described above, but may be an electrically-operated structure such as an electromagnetic solenoid or a piezoelectric element. The electromagnetic solenoid or piezoelectric element is energized by operation.
図2に示す実施態様の電動アシスト自転車1については、バッテリ装置5がダウンチューブ18に組み付けられている点で図1の電動アシスト自転車1と相違するが、バッテリ装置5の具体的な構成は図1の実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。 The electrically assisted bicycle 1 of the embodiment shown in FIG. 2 is different from the electrically assisted bicycle 1 of FIG. 1 in that the battery device 5 is assembled to the down tube 18, but the specific configuration of the battery device 5 is as shown in FIG. Since it is the same as the first embodiment, the description thereof is omitted here.
電動アシスト自転車1の走行に先立ち、バッテリ収納ケース8に設けられた充電用端子83に充電機器を接続してバッテリ51を充電した後、バッテリユニット50をトップチューブ11の開口部60より格納部6へ嵌め込み、蓋板部7により開口部60を塞ぐと、保持機構部70のラッチボルト68と係合穴88との係合によって施蓋状態が保持される。開口部60はトップチューブ11の外周面に形成されているので、バッテリユニット50の格納部6への挿入作業が容易である。バッテリユニット50を格納した状態では、格納部6の接続用端子65にバッテリユニット50の駆動用端子86が接触して導通し、バッテリ51から補助駆動装置4へ電力が供給される。また、バッテリ格納状態では、バッテリユニット50は外から見えず、見栄えが良好である。 Prior to running the electrically assisted bicycle 1, after connecting a charging device to the charging terminal 83 provided in the battery storage case 8 to charge the battery 51, the battery unit 50 is inserted from the opening 60 of the top tube 11 into the storage portion 6. When the cover plate portion 7 is fitted into the opening 60 and the opening 60 is closed, the latch bolt 68 of the holding mechanism 70 is engaged with the engagement hole 88 to maintain the lid-covered state. Since the opening portion 60 is formed on the outer peripheral surface of the top tube 11, the work of inserting the battery unit 50 into the storage portion 6 is easy. In the state where the battery unit 50 is stored, the drive terminal 86 of the battery unit 50 comes into contact with the connection terminal 65 of the storage unit 6 to conduct electricity, and the battery 51 supplies power to the auxiliary drive device 4. Further, in the battery storage state, the battery unit 50 is invisible from the outside and has a good appearance.
停車時は、鍵操作により保持機構部70のラッチボルト68と係合穴88との係合を解除し、トップチューブ11の開口部60より蓋板部7を外してバッテリユニット50を格納部6より取り出す。この場合、折り畳みが可能な図2の電動アシスト自転車においては、バッテリユニット50の取り出しに車体を折り畳む必要がない。格納部6からの取り出しによってバッテリユニット50を持ち運ぶことができ、充電用端子83に外部電源を接続することでバッテリユニット50への充電が可能である。 When the vehicle is stopped, the latch bolt 68 of the holding mechanism portion 70 is disengaged from the engagement hole 88 by a key operation, the lid plate portion 7 is removed from the opening 60 of the top tube 11, and the battery unit 50 is stored in the storage portion 6. Take out more. In this case, in the foldable electric assist bicycle of FIG. 2, it is not necessary to fold the vehicle body to take out the battery unit 50. The battery unit 50 can be carried around by being taken out from the storage unit 6, and the battery unit 50 can be charged by connecting an external power supply to the charging terminal 83.
1 電動アシスト自転車
2 ジョイント部
4 補助駆動装置
5 バッテリ装置
6 バッテリユニット格納部
7 蓋板部
8 バッテリ収納ケース
9 押出機構
11 トップチューブ
18 ダウンチューブ
50 バッテリユニット
51 バッテリ
60 開口部
65 接続用端子
68 ラッチボルト
69 鍵穴
70 保持機構部
71 解除操作機構
83 充電用端子
86 駆動用端子
88 係合穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power assisted bicycle 2 Joint part 4 Auxiliary drive device 5 Battery device 6 Battery unit storage part 7 Cover plate part 8 Battery storage case 9 Extrusion mechanism 11 Top tube 18 Down tube 50 Battery unit 51 Battery 60 Opening 65 Connection terminal 68 Latch Bolt 69 Keyhole 70 Holding mechanism 71 Release operation mechanism 83 Charging terminal 86 Driving terminal 88 Engagement hole
Claims (10)
前記バッテリ装置は、車体を構成するフレーム部材の内部に設けられ前記補助駆動装置と電気接続される接続用端子を備えるバッテリユニット格納部と、前記フレーム部材の外周面に形成された開口部を塞ぐための開閉可能な蓋板部と、前記バッテリユニット格納部に対して前記開口部より出し入れされるバッテリユニットとを備え、
前記バッテリユニットは、バッテリと、前記バッテリを充電するための充電用端子と、前記バッテリユニット格納部に格納されたとき前記接続用端子と接触して前記補助駆動装置とバッテリとを電気接続する駆動用端子とを備える電動アシスト自転車。 An electrically assisted bicycle equipped with an auxiliary drive device and a battery device,
The battery device closes an opening formed in the outer peripheral surface of the frame member and a battery unit storage portion provided inside a frame member forming a vehicle body, the battery unit storage portion having a connection terminal electrically connected to the auxiliary drive device. An openable and closable lid plate portion, and a battery unit that is inserted into and removed from the battery unit storage portion through the opening,
The battery unit includes a battery, a charging terminal for charging the battery, and a drive for electrically connecting the auxiliary drive device and the battery by contacting the connection terminal when stored in the battery unit storage section. Electric assisted bicycle equipped with a terminal.
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