JP2021079761A - 電動アシスト自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】自転車が第１モードで運転できない状態である場合にのみ第２モードの実行が可能となり、かつ、第２モードを実行可能とするためのユーザの操作が煩雑となることを防止できる電動アシスト自転車を提供する。【解決手段】実施形態の一例である電動アシスト自転車は、ペダルへの踏力による人力駆動力に、踏力の大きさに応じてモータから出力される第１補助動力を加えて走行する第１モードと、モータによる第２補助動力を出力して押し歩く、または第２補助動力を出力して自走させる第２モードとを実行可能である。電動アシスト自転車は、自転車を第１モードで運転できない状態である場合にのみ、第２モードの実行を可能とするように、モータに第２補助動力を出力させる制御装置４０と、ユーザにより操作されたときに、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させる指示装置とを含む。【選択図】図４

Description

本開示は、電動アシスト自転車に関し、特に、モータによる補助動力を出力して押し歩く、または補助動力を出力して自走させるモードを実行可能な電動アシスト自転車に関する。

特許文献１には、電動アシスト自転車において、ペダル駆動装置を補助する電動駆動装置と、電動駆動装置を自走動作させる手動スイッチと、ペダルを拘束するペダル固定手段とを含み、ペダル固定手段によりペダルが固定されたことが検出手段により検知されたときのみ、手動スイッチが作動可能である構成が記載されている。

特開平１０−３２４２８９号公報

特許文献１に開示された構成では、ペダル固定手段でペダルを固定した場合にのみ、手動スイッチをオン状態として電動アシスト自転車を自走状態にすることができる。しかしながら、この場合には、ペダル固定手段について、ユーザが手動でペダルを固定することが必要となり、ユーザの操作が煩雑となる。また、電動アシスト自転車において、モータによる補助動力を出力して押し歩く、または補助動力を出力して自走させるモードの実行時における安全性を向上させることが望まれる。

本開示の目的の少なくとも１つは、モータによる補助動力を出力して押し歩く、または補助動力を出力して自走させるモードを実行可能とするためのユーザの操作が煩雑となることを防止できる電動アシスト自転車を提供することである。本開示の目的の少なくとも１つは、モータによる補助動力を出力して押し歩く、または補助動力を出力して自走させるモードの実行時における安全性を向上させることである。

本開示の一態様である第１の電動アシスト自転車は、ペダルへの踏力による人力駆動力に、踏力の大きさに応じてモータから出力される第１補助動力を加えて走行する第１モードと、モータによる第２補助動力を出力して押し歩く、または第２補助動力を出力して自走させる第２モードとを実行可能な電動アシスト自転車であって、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態である場合にのみ、第２モードの実行を可能とするように、モータに第２補助動力を出力させる制御装置と、ユーザにより操作されたときに、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させる指示装置と、を備える、電動アシスト自転車である。

また、本開示の一態様である第２の電動アシスト自転車は、ペダルへの踏力による人力駆動力に、踏力の大きさに応じてモータから出力される第１補助動力を加えて走行する第１モードと、モータによる第２補助動力を出力して押し歩く、または第２補助動力を出力して自走させる第２モードとを実行可能な電動アシスト自転車であって、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態である場合にのみ、第２モードの実行を可能とするように、モータに第２補助動力を出力させる制御装置と、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させるための指示信号を、無線通信を介して受信し、指示信号を受信したことを表す情報を制御装置に送信する受信機と、を備える、電動アシスト自転車である。

また、本開示の一態様である第３の電動アシスト自転車は、ペダルへの踏力による人力駆動力に、踏力の大きさに応じてモータから出力される第１補助動力を加えて走行する第１モードと、モータによる第２補助動力を出力して押し歩く、または第２補助動力を出力して自走させる第２モードとを実行可能な電動アシスト自転車であって、第２モードが実行されている状態において、第１補助動力が出力されないように、モータを制御する制御装置を備える、電動アシスト自転車である。

本開示に係る第１及び第２の電動アシスト自転車によれば、モータによる補助動力を出力して押し歩く、または補助動力を出力して自走させるモードを実行可能とするためのユーザの操作が煩雑となることを防止できる。例えば、第１の電動アシスト自転車では、ユーザが指示装置を操作して電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させることにより、第２モードの実行が可能となる。第２の電動アシスト自転車では、ユーザが、電動アシスト自転車とは別の指示装置により、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させるための指示信号を受信器に送信することにより、第２モードの実行が可能となる。これにより、第１及び第２のいずれの電動アシスト自転車によっても、第２モードを実行可能とするためのユーザの操作が煩雑となることを防止できる。

また、本開示に係る第３の電動アシスト自転車によれば、モータによる補助動力を出力して押し歩く、または補助動力を出力して自走させるモードの実行時における安全性の向上を図れる。

実施形態の電動アシスト自転車を示す図である。 実施形態において、サドル跳ね上げ機構を、一部を断面にして示す図である。 実施形態において、ハンドルの一方側端部に取り付けられた指示装置を示す図である。 実施形態の電動アシスト自転車の制御装置を中心とする構成のブロック図である。 実施形態の電動アシスト自転車において、制御装置により第２モードの実行に移行する方法を示す図である。 実施形態の別例の電動アシスト自転車において、図４に対応する図である。 実施形態の別例の電動アシスト自転車において、図４に対応する図である。

以下、図面を参照しながら、本開示に係る実施形態の電動アシスト自転車について詳細に説明する。以下で説明する数値、形状及び配置位置は、説明のための例示であって、電動アシスト自転車の仕様に応じて適宜変更することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。また、本文中の説明においては、必要に応じてそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、本開示に係る実施形態の電動アシスト自転車１を示す図である。なお、本開示に係る電動アシスト自転車は、図１に例示するようなシティーサイクルに限定されず、例えば、スポーツサイクル、折り畳み式の自転車等であってもよい。

図１に例示するように、電動アシスト自転車１は、ペダル７の踏み込みのアシストモードとしての第１モードと、自転車にユーザが乗らない状態でモータ２１（図４）に補助動力を出力させて走行させる第２モードとを実行可能な自転車である。「第１モード」は、ペダル７への踏力による人力駆動力に、踏力の大きさに応じてモータ２１から出力される第１補助動力を加えて走行する。「第２モード」は、「押し歩きモード」または「自走モード」である。「押し歩きモード」は、電動アシスト自転車１を人（ユーザ）が押して歩くときに、車体に、モータ２１による第２補助動力を付加して押し歩くモードである。押し歩きモードは、人が電動アシスト自転車１に乗車しておらず、電動アシスト自転車１の車体を押しながら歩く場合に実行される。「自走モード」は、電動アシスト自転車１を人が支えた状態で、車体に、モータ２１による第２補助動力を付加して自走させるモードである。自走モードは、押し歩きモードと同様に、人が電動アシスト自転車１に乗車しておらず、電動アシスト自転車１の車体を支えながら歩く場合に実行される。自走モードにおいて、人は、車体を前方に押す力を加えていない。グリップ４ａ（図３）等に設けられたセンサで自転車の前方に加わる力を検出し、その大きさによって、「押し歩きモード」と「自走モード」とを判別してもよい。「押し歩きモード」と「自走モード」とを判別せずに第２モードとして実行してもよい。後述するように、実施形態の電動アシスト自転車１は、第１モードで運転できない状態である場合にのみ、第２モードの実行を可能とする。

電動アシスト自転車１は、フレーム２、前輪３ａ、後輪３ｂ、ハンドル４、サドル５、クランクアーム６、ペダル７、バッテリユニット１０、及びモータユニット２０を備える。電動アシスト自転車１は、第1モードが実行されるときに、ユーザがペダル７を踏む力（踏力）をモータユニット２０のモータ２１（図４）によりアシストする。実施形態では、ペダル７の踏力及びモータ２１の出力が、チェーン８を介して後輪３ｂに伝達される。

フレーム２は、前輪３ａ、後輪３ｂ、ハンドル４、サドル５等を連結し、バッテリ１０及びモータユニット２０を支持する。フレーム２は、複数のパイプで構成される。本実施形態では、複数のパイプとして、ヘッドパイプ２ａ、前フォーク２ｂ、ダウンパイプ２ｃ、シートパイプ２ｄ、チェーンステー２ｅ、シートステー２ｆ、及びボトムブラケット（図示せず）が設けられている。ボトムブラケットは、ダウンパイプ２ｃ、シートパイプ２ｄ、及びチェーンステー２ｅを繋ぐパイプである。

ハンドル４の下端にはステム１１を介してステアリングコラム１２が連結される。ヘッドパイプ２ａの内側には、ステアリングコラム１２が回転可能に挿通されて、ステアリングコラム１２の下端部に前フォーク２ｂを支持する。前フォーク２ｂは、前輪３ａを回転可能に支持する一対のレッグを有する。

ダウンパイプ２ｃは、ヘッドパイプ２ａとボトムブラケットを繋ぐパイプである。ダウンパイプ２ｃは、電動アシスト自転車１の前方に近づくほど上方に位置するように傾斜している。シートパイプ２ｄは、サドル５を保持するパイプであって、上端から下端に向かって電動アシスト自転車１の前方に傾斜している。実施形態では、バッテリユニット１０がシートパイプ２ｄに取り付けられ、モータユニット２０がボトムブラケットに取り付けられている。

チェーンステー２ｅは、シートステー２ｆとボトムブラケットを繋ぐパイプであって、ボトムブラケットの後方端部から自転車の後方に延び、後輪３ｂを両側から挟むように左右に１本ずつ設けられている。シートステー２ｆも、チェーンステー２ｅと同様に、後輪３ｂを両側から挟むように左右に１本ずつ設けられている。左右のシートステー２ｆは、シートパイプ２ｄの上部から後輪３ｂの径方向中央部まで延び、当該中央部で左右のチェーンステー２ｅと一対一で連結されている。チェーンステー２ｅの後方端部には、後輪３ｂが回転可能に支持されている。サドル５の後側には、荷物を載せるためのキャリア１３が配置される。キャリア１３の前側は、左右のシートステー２ｆに接続される。

電動アシスト自転車１は、クランクアーム６の一端が取り付けられる図示しない入力軸と、入力軸の回転に伴って回転する駆動スプロケットと、後輪３ｂに設けられた後輪スプロケットとを備え（いずれも図示せず）、駆動スプロケットと後輪スプロケットがチェーン８を介して連結されている。なお、クランクアーム６及びその他部に取り付けられたペダル７は、電動アシスト自転車１の左右に１つずつ設けられ、一対のクランクアーム６の一端部同士は、入力軸で連結されている。本実施形態では、モータ２１の出力としての動力が、減速歯車等を介して駆動スプロケットに伝達され、チェーン８を介して後輪３ｂに伝達される。

バッテリユニット１０は、少なくともモータユニット２０に電力を供給する電源装置である。バッテリユニット１０は、前照灯９等の、モータユニット２０以外の機器に電力を供給する構成としてもよい。

モータユニット２０は、ペダル７の踏力をアシストする駆動ユニットである。モータユニット２０は、例えば、上記入力軸に作用するトルクである踏力及び入力軸の単位時間当たりの回転数に基づいて、モータ２１を駆動させるように、その出力が制御される。モータ２１の駆動は、後述する制御装置４０（図４）によって制御される。制御装置４０は、少なくとも一部が、モータユニット２０の筐体内にモータ２１（図４）と共に収納されて、モータ２１とユニット化されてもよい。

図２は、実施形態において、サドル跳ね上げ機構を、一部を断面にして示す図である。サドル５は、ユーザが座ることが可能な部分である。シートパイプ２ｄの上端にはパイプ上端部材２３が固定される。パイプ上端部材２３にはサドル５が、自転車の左右方向（図２の紙面の表裏方向）に延びる軸Ｏ１を中心に回動可能に取り付けられる。サドル５の内側には係止部５ａが形成され、係止部５ａとパイプ上端部材２３との間にバネ２４が設けられる。バネ２４は、サドル５を図２の二点鎖線で示すように軸Ｏ１を中心に回動させて跳ね上げる方向に付勢する。また、パイプ上端部材２３には係止片２５が自転車の左右方向の軸を中心に回動可能に支持されている。サドル５が図２の実線で示すようにユーザの乗車可能な位置に回動した状態で、係止片２５の先端部が係止部５ａに形成された係止孔５ｂに係合可能としている。パイプ上端部材２３と係止片２５との間にバネ２９が設けられ、このバネ２９により係止片２５が係止孔５ｂに係合する方向に付勢されている。係止片２５の先端部にはワイヤ２６の一端が結合される。ワイヤ２６の他端は、図３に示すハンドル４の周辺部に設けられた後述の操作レバー２８に結合される。

図３は、実施形態において、ハンドル４の一方側端部に取り付けられた指示装置である操作レバー２８を示す図である。ハンドル４の両端部には、グリップ４ａ及びブレーキレバー４ｂが取り付けられている。図３では、ハンドル４のうち、一方側端部のみを示している。グリップ４ａはユーザが乗車した状態で、手で握る部分である。グリップ４ａは、ユーザが自転車から降りて自転車を押し歩きする場合にもユーザが握る部分として使用される。ブレーキレバー４ｂが操作されることで、後輪３ｂに取り付けられたブレーキ装置が駆動される。図３では図示しないハンドル４の他方側端部に取り付けられたブレーキレバーが操作されることで、前輪３ａに取り付けられたブレーキ装置が駆動される。

ハンドル４の一方側端部において、グリップ４ａの近傍には、レバー支持部２７が固定される。レバー支持部２７には、操作レバー２８が軸Ｏ２を中心に回動可能に取り付けられる。これにより、操作レバー２８は、電動アシスト自転車１のサドル５よりも前方に設けられる。操作レバー２８は、ユーザにより操作可能である。例えば、操作レバー２８は、ユーザが自転車から降りて押し歩きを始める際に、操作可能な位置に設けることが好ましい。操作レバー２８が、ハンドル４のグリップ４ａ近傍に設けられることにより、ユーザの操作性が向上する。操作レバー２８の操作側端部（図３の下端部）と反対側にはワイヤ２６の他端が結合される。操作レバー２８とレバー支持部２７との間にバネ（図示せず）が設けられ、このバネにより操作レバー２８に所定方向（図３の矢印Ａ１方向）に回動する方向に付勢されてもよい。操作レバー２８が所定方向に回動した状態で、図２に実線のワイヤ２６で示すようにワイヤ２６の一端側がサドル５側に押されて係止片２５がバネ２９の付勢力により係止部５ａの係止孔５ｂに係止される。この状態でユーザのサドル５への着座が可能となる。

一方、図３に示すように、操作レバー２８がユーザにより、所定方向と逆方向（図３の矢印Ａ２方向）に回動するように操作された場合には、ワイヤ２６がハンドル４側に引かれて、図２に示す係止片２５が図２の二点鎖線で示すように回動する。この状態では、係止片２５が係止部５ａの係止孔５ｂから外れるので、サドル５がバネ２４の付勢力によって図２の二点鎖線で示すように跳ね上げられる。これにより、ユーザがサドル５に座ることができない状態となる。ユーザが電動アシスト自転車１のサドル５に座ることができない状態は、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態に相当する。このため、操作レバー２８は、ユーザにより操作されたときに、機構的に、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態に移行させる。サドル５、ワイヤ２６、係止片２５、及びバネ２４が、操作レバー２８で作動されるサドル踏み上げ機構を構成する。

さらに、図３に示すレバー支持部２７には、ユーザによる操作レバー２８の操作を検出する指示装置操作センサ３１が配置される。指示装置操作センサ３１は、例えばリミットスイッチである。指示装置操作センサ３１の検出値を表す情報は、制御装置４０に送信される。

さらに、ハンドル４の一方側端部において、グリップ４ａの近傍には、手動スイッチ３２が取り付けられる。図３では、手動スイッチ３２は、操作レバー２８とハンドル４に対し前後方向（図３の上下方向）反対側に配置されるが、この配置位置には限定されない。手動スイッチ３２は、ユーザが自転車から降りて押し歩きをする際に、操作可能な位置に設けることが好ましい。手動スイッチ３２は、第２モードを実行するためにユーザの操作を受け付ける。手動スイッチ３２は、例えばモーメンタリスイッチであり、ユーザによって押し下げられている場合のみ、第２モードを実行するための第２モードオン信号を制御装置４０に出力し続ける。手動スイッチ３２の押し下げが行われない場合には、手動スイッチ３２は第２モードオン信号を制御装置４０に出力しない。これにより、ユーザは、操作レバー２８を操作して、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態に移行させた後、手動スイッチ３２の押し下げによって第２モードを実行させることができる。これにより、ユーザが自転車を降りて押し歩きする際にユーザが自転車を前方に押す力を軽減できる。手動スイッチ３２及び操作レバー２８は、ハンドル４の他方側端部に設けられていてもよい。

図４、図５を用いて、電動アシスト自転車１を第２モードへ移行させるための制御装置４０を中心とする構成を詳しく説明する。図４は、実施形態の電動アシスト自転車１の制御装置４０を中心とする構成のブロック図である。制御装置４０にはモータ２１と、センサスイッチ群３０と、第１モード不可報知装置３８と、第２モード実行報知装置３９とが接続される。制御装置４０は、例えば、マイクロコンピュータで構成され、演算処理を実行するプロセッサ、演算に使用する計測データ、演算結果、処理プログラム等を記憶するメモリ、及び入出力ポートなどを備える。プロセッサは、例えばＣＰＵで構成され、メモリに記憶された処理プログラムを読み出して実行する機能を有する。一般的に、制御装置４０の各機能は当該処理プログラムを実行することで実現される。メモリは、ＲＯＭ等の不揮発性メモリ、ＲＡＭ等の揮発性メモリ等である。制御装置４０は、電動アシスト自転車１が第１モードで運転できない状態であるか否かを判定する機能と、第１モードを実行させる機能と、第２モードを実行させる機能とを有する。

モータ２１は、モータユニット２０に含まれる駆動回路（図示せず）を介して、制御装置４０により出力が制御される。モータ２１は、例えば３相ブラシレスＤＣモータである。モータ２１は、バッテリユニット１０から供給される電力により駆動される電動機であれば種々の構成を採用できる。

センサスイッチ群３０は、踏力センサ３３、車速センサ３４、クランク回転センサ３５、指示装置操作センサ３１、電源スイッチ３６、及び手動スイッチ３２を含んでいる。踏力センサ３３は、例えば磁歪式のトルクセンサであり、ペダルへの踏力である人力駆動力に基づいて入力軸が回転することにより発生する人力駆動力を検出する。踏力センサ３３の検出値を表す情報は、制御装置４０に送信される。

車速センサ３４は、例えば前フォーク２ｂの下端部に設けられ、前輪３ａの単位時間当たりの回転数から電動アシスト自転車１の走行速度を検出する。車速センサ３４の検出値を表す情報は、制御装置４０に送信される。車速センサ３４は、例えばホイールセンサ等の速度センサである。車速センサ３４は、後輪３ｂの回転支持部に取り付けられ、後輪３ｂの回転数から電動アシスト自転車１の走行速度を検出してもよい。

クランク回転センサ３５は、入力軸の単位時間当たりの回転数を検出する。クランク回転センサ３５の検出値を表す情報は、制御装置４０に送信される。クランク回転センサ３５は、例えば歯車状の回転体とその両側の光出射部及び受光部とを含んで構成される。

電源スイッチ３６は、ユーザが第１モードを実行させるためのスイッチである。第１モードは、電源スイッチ３６がオンされて、ユーザがペダル７を踏み込み操作することによって実行される。例えば、ユーザが電動アシスト自転車１に乗車してペダル７を踏み込み操作を行い、その操作による踏力が所定値以上となった場合に実行される。制御装置４０は、第１モードが実行されると、ペダル７への踏力の検出値と、車速センサ３４の検出値とに基づいて、モータ２１に出力させる第１補助動力を算出し、算出された第１補助動力でモータ２１を駆動する。

さらに、制御装置４０は、手動スイッチ３２のオン操作によって第２モードを実行する場合に、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態である場合にのみ、第２モードの実行を可能とするように、モータ２１に第２補助動力を出力させる。このために、制御装置４０は、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態であるか否かを判定する。

図５は、実施形態の電動アシスト自転車１において、制御装置４０により第２モードの実行に移行する方法を示す図である。図５のフローチャートは、制御装置４０により実行される。ステップＳ１０において、指示装置である操作レバー２８が操作され、第１モードでの運転ができない状態である（第１モードでの運転が不可である）か否かが判定される。ステップＳ１０の判定が肯定判定（ＹＥＳ）の場合には、ステップＳ１２で手動スイッチ３２がオンされているか否かが判定される。ステップＳ１２の判定が肯定判定（ＹＥＳ）の場合には、ステップＳ１４に移行し、第２モードが実行され、処理が終了する。なお前述のとおり、このときサドル５は跳ね上げられることで、ユーザが座ることができない状態となる。第２モードでは、手動スイッチ３２がオンされている間、モータ２１に第２補助動力を出力させる。これにより、ユーザが自転車を降りた状態で、押し歩きモード、自走モード等の第２モードの実行が可能となる。このとき、制御装置４０は、第２モードの実行において、電動アシスト自転車１の自走速度を所定速度以下、例えば時速６ｋｍ以下、または時速３ｋｍ以下等に制限する。ステップＳ１０またはステップＳ１２の判定が否定判定（ＮＯ）の場合には、ステップＳ１０に戻って処理が繰り返される。

図４に戻って、第１モード不可報知装置３８は、電動アシスト自転車１が第１モードで運転ができない状態である場合に、制御装置４０により作動される。第１モード不可報知装置３８は、電動アシスト自転車１の前側に装備された前照灯９、または後側に装備された尾灯等のランプ、またはブザー、音声発生部等の通知音発生部である。ランプにより視覚的に、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態であることが外部に報知される。通知音発生部により聴覚的に、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態であることが外部に報知される。これにより、ユーザまたは電動アシスト自転車１の周囲にいる人が、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態であることを認識できる。また、第１モード不可報知装置３８を、制御装置４０に接続された送信機として、その送信器から、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態であることを表す無線信号を、スマートフォン等の携帯端末や、サーバ等の外部のコンピュータに、通信ネットワーク等を介して送信して報知できる構成としてもよい。なお、グリップ４ａに振動を発生させることで触覚的に電動アシスト自転車１が第１モードで運転できない状態であることをユーザへ報知する報知装置を別途設けてもよい。この場合には、報知対象がユーザとなる。

第２モード実行報知装置３９は、第２モードの実行中である場合に、制御装置４０により作動される。第２モード実行報知装置３９は、第１モード不可報知装置３８と同様のランプ、または通知音発生部、または振動発生部である。第２モード実行報知装置３９は、第２モードの実行中であることを外部に報知する。これにより、電動アシスト自転車１から離れた位置にいる周囲の人が、電動アシスト自転車１が第２モードの実行中であることを認識できる。このため、例えば自転車のサドル５の後側のキャリア１３に着座したり、ペダル７に乗って立った状態で手動スイッチ３２をオン操作して自走させるような不正な行為を目視等により、警察官等の周囲の人が容易に発見できるので、不正な行為を抑制できる。

また、第２モード実行報知装置３９を、制御装置４０に接続された送信機として、その送信器から、電動アシスト自転車１が第２モードの実行中であること表す無線信号を、スマートフォン等の携帯情報端末や、サーバ等の外部のコンピュータに、通信ネットワーク等を介して送信して報知できる構成としてもよい。例えば、ユーザが不正な行為を行っていることを、警察官が携帯情報端末を用いて容易に確認できる。

第１モード不可報知装置３８及び第２モード実行報知装置３９の一方または両方は、自転車から離れた人に報知するために、前照灯９や尾灯等のライトとして、そのライトの発光パターンを点滅させる等、報知時における点灯状態を、通常の点灯状態と異ならせてもよい。このとき、第１モード不可報知装置３８または第２モード実行報知装置３９は、自転車の左右に分かれて配置された尾灯のライトとすることができ、発光色を通常の点灯状態と異ならせてもよい。

上記の電動アシスト自転車１によれば、自転車が第１モードで運転できない状態である場合にのみ第２モードの実行が可能となり、かつ、第２モードを実行可能とするためのユーザの操作が煩雑となることを防止できる。具体的には、ユーザが操作レバー２８を操作して電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態に移行させることにより、第２モードの実行が可能となる。これにより、第２モードを実行可能とするためのユーザの操作が煩雑となることを防止できる。

なお、ユーザの指示装置の操作により電動アシスト自転車１を、機構的に第１モードで運転できない状態とするために、サドル跳ね上げ機構以外の構成を採用してもよい。例えば、指示装置の操作によってペダル７の位置がロックされたり、ペダル７の操作に伴うクランクアーム６の回転が妨げられるようにしたり、ハンドル４がロックされ向きを変更できないようにしてもよい。例えば、操作レバー２８の操作によりワイヤを引っ張って、ワイヤに接続されたロック装置によりペダル７またはクランクアーム６がロックされたり、ハンドル４がロックされるようにしてもよい。上記のようにペダル７の位置がロックされた場合、または、ペダル７の操作に伴うクランクアーム６の回転が妨げられる場合には、ユーザが電動アシスト自転車１に乗ってペダル７を踏み込み操作することができない状態となる。この状態は、電動アシスト自転車１を第１モードで運転できない状態に相当する。

また、指示装置は、サドル５より前方に設けることが好ましいが、ハンドル４以外に、例えばステム１１、ステアリングコラム１２、またはヘッドパイプ２ａに指示装置が設けられてもよい。

図６は、実施形態の別例の電動アシスト自転車において、図４に対応する図である。本例の電動アシスト自転車には、操作レバー２８と、サドル跳ね上げ機構とが設けられていない。本例の電動アシスト自転車の場合、センサスイッチ群３０ａは、制御装置４０に接続された第１モード禁止スイッチ４１を備える。第１モード禁止スイッチ４１は、指示装置に相当する。例えば、第１モード禁止スイッチ４１は、図３で操作レバー２８が設けられていた位置と同様に、ハンドル４のグリップ４ａ近傍等の、サドル５より前方に配置することができる。第１モード禁止スイッチ４１は、電動アシスト自転車に、制御的に、第１モードで運転できない状態に移行させる。第１モード禁止スイッチ４１は、例えば押しボタンまたはロッカースイッチである。第１モード禁止スイッチ４１がオンに操作されることにより、制御装置４０の状態が変更される。具体的には、制御装置４０は、そのオンを表す信号を受け取って、第１モードの実行を禁止するので第１モードが実行されない状態となる。第１モードが実行されない状態は、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態である。この第１モードが実行されない状態では、ユーザが手動スイッチ３２をオンに操作している間、第２モードの実行が可能となる。このような構成では、図１〜図５の構成のように操作レバー２８及びサドル跳ね上げ機構を設ける構成に比べて部品点数を少なくできる。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図５の構成と同様である。

なお、図６の構成において、指示装置には、第１モード禁止スイッチ４１とは別に第１モード許可スイッチ（図示せず）が設けられてもよい。また、第１モード禁止スイッチ４１が、第１モード許可スイッチの機能を持っていてもよい。例えば、第１モード禁止スイッチ４１が押しボタンであり、１度押し下げてオンにした後、再度の押し下げによってオフになる構成としてもよい。第１モード許可スイッチのオン、または第１モード禁止スイッチ４１のオフを表す信号は制御装置４０に出力される。制御装置４０は、第１モード許可スイッチのオン、または第１モード禁止スイッチ４１のオフを表す信号が入力されることにより、第１モードの実行を可能とする。このとき、第２モードは実行できない状態となる。

また、図６を参照して、実施形態の別例として、電動アシスト自転車がサドルの上に加わった重量を検出するサドル荷重センサ４２を備える構成としてもよい。例えば、シートパイプ２ｄ（図２）の代わりに、外筒とその内側に摺動可能に配置する内筒とでシートパイプを伸縮可能な構成とし、外筒及び内筒の間にシートパイプを伸張する方向に付勢するスプリングを設ける。また、外筒及び内筒で長手方向に挟むように、スプリング及びサドル荷重センサ４２としての押下式スイッチを設ける。サドル荷重センサ４２の検出値を表す情報は制御装置４０に送信される。制御装置４０は、第１モード禁止スイッチ４１がオンに操作されたときに、サドル荷重センサ４２を有効とする。そして、制御装置４０は、ユーザがサドル５に着座してサドル荷重センサ４２で所定値以上の重量が加わったと検出された場合にのみ、モータ２１が第１補助動力及び第２補助動力のいずれも出力しない構成として、電動アシスト自転車を、第１モードで運転できない状態に移行させる。ユーザが電動アシスト自転車から降りた状態で、第１モード禁止スイッチ４１がオンに操作されたときには、モータ２１による第１補助動力の出力を停止するが、手動スイッチ３２のオン操作によって第２補助動力が出力される構成としてもよい。このとき、制御装置４０は、第１モード禁止スイッチ４１がオンに操作された場合に、手動スイッチ３２がオン操作されることにより第２モードが実行されている状態において、第１補助動力が出力されないように、モータ２１を制御する。これにより、ユーザが電動アシスト自転車から降りて自転車を保持して歩く場合に、誤ってユーザが電源スイッチ３６を押した後、ユーザの体がペダル７に当たっても第１モードが実行されることがなくなる。このため、第１モードでペダル７の回転に伴ってモータ２１の第１補助動力が急増するように出力されて自転車が大きく加速することを防止できる。このため、電動アシスト自転車の安全性の向上を図れる。このように、第１モード禁止スイッチ４１を指示装置として設ける構成では、指示装置の配置位置の自由度を高くできる。これにより、ユーザが操作しやすい位置に指示装置を配置しやすくなり、電動アシスト自転車を第１モードで運転できないようにするための操作性が向上する。

図６に示した構成では、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させる指示装置と、第２モードを実行させる手動スイッチ３２とが別に設けられているが、指示装置が、第２モードの実行を開始するための操作装置を兼ねていてもよい。例えば、指示装置を押し下げる等によりオン操作をしたときに、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させ、その状態で第２モードを実行するようにモータに第２補助動力を出力させる指示が、指示装置から制御装置４０に送信される構成としてもよい。このとき、制御装置４０は、第２モードが実行されている状態において、第１補助動力が出力されないように、モータ２１を制御する。つまり、第２モードが実行されている間は、第１モードが実行されることはない。これにより、ユーザが電動アシスト自転車から降りて自転車を保持して歩く場合に、誤ってペダル７がユーザの体や段差等の突起に当たってしまった場合でも、第１モードが実行されることがなくなる。このため、第１モードでペダル７の回転に伴ってモータ２１の第１補助動力が急増するように出力されて自転車が大きく加速することを防止できる。このため、電動アシスト自転車の安全性の向上を図れる。さらに、指示装置を押しボタンとする場合に、指示装置を１度押し下げると、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させ、指示装置を再度押し下げると、第２モードを実行するようにモータに第２補助動力を出力させる構成としてもよい。このように１つの指示装置が、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させる機能と、第２モードを実行させる機能とを有する場合には、ユーザの操作がより簡単になり、ユーザの利便性が向上する。

図７は、実施形態の別例の電動アシスト自転車において、図４に対応する図である。本例の構成では、図６の構成において、センサスイッチ群３０ｂにおいて第１モード禁止スイッチ４１を省略する。その代わりに、本例の電動アシスト自転車は、制御装置４０に接続された受信機４３を備える。受信機４３は、電動アシスト自転車に取り付けられるものであればその配置位置は限定されないが、例えば、制御装置４０の近くに配置することができる。受信機４３は、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させるための指示信号を、無線通信を介して受信し、その指示信号を受信したことを表す情報を制御装置４０に送信する。

一方、受信機４３に指示信号を送信するために、電動アシスト自転車とは別の携帯型の通信装置であり、指示装置であるスマートフォン等の携帯情報端末４４が用いられる。例えば、携帯情報端末４４に所定のアプリケーションプログラムが記憶され、そのプログラムがユーザの操作により実行されることにより、上記の指示信号が受信機４３に送信される。制御装置４０は、受信機を介してその指示信号を受信したときに、第１モードの実行を禁止する。これにより、第１モードの実行が禁止されている状態で、ユーザが手動スイッチ３２をオンに操作している間、第２モードの実行が可能となる。

なお、図７の構成において、指示装置は、通信機能付きのスペアキー等の携帯端末としてもよい。例えば、スペアキーに押しボタン等の操作部が設けられ、ユーザにより操作部が操作されることで、スペアキーから、電動アシスト自転車を第１モードで運転できない状態に移行させるための指示信号が、無線通信により受信機４３に送信される構成とする。本例において、その他の構成及び作用は、図１〜図５の構成、または図６の構成と同様である。

また、図６、図７の構成では、第２モードの実行中であることを外部に報知する第２モード実行報知装置３９が設けられる。これにより、ユーザにより第１モードの実行を禁止しながら、サドル５に着座した状態で手動スイッチ３２をオン操作して自走させるという不正な行為も、警察官等の自転車の周囲にいる人が発見しやすくなるので、不正な行為を抑制できる。また、上記の各実施形態では、第１モード不可報知装置３８及び第２モード実行報知装置３９を設けているが、各報知装置３８，３９の一方または両方を省略してもよい。

１ 電動アシスト自転車、２ フレーム、２ａ ヘッドパイプ、２ｂ 前フォーク、２ｃ ダウンパイプ、２ｄ シートパイプ、２ｅ チェーンステー、２ｆ シートステー、３ａ 前輪、３ｂ 後輪、４ ハンドル、４ａ グリップ、４ｂ ブレーキレバー、５ サドル、５ａ 係止部、５ｂ 係止孔、６ クランクアーム、７ ペダル、８ チェーン、９ 前照灯、１０ バッテリユニット、１１ ステム、１２ ステアリングコラム、１３ キャリア、２０ モータユニット、２１ モータ、２３ パイプ上端部材、２４ バネ、２５ 係止片、２６ ワイヤ、２７ レバー支持部、２８ 操作レバー、２９ バネ、３０，３０ａ，３０ｂ センサスイッチ群、３１ 指示装置操作センサ、３２ 手動スイッチ、３３ 踏力センサ、３４ 車速センサ、３５ クランク回転センサ、３６ 電源スイッチ、３８ 第１モード不可報知装置、３９ 第２モード実行報知装置、４０ 制御装置、４１ 第１モード禁止スイッチ、４２ サドル荷重センサ、４３ 受信機、４４ 携帯情報端末。

Claims (8)

1. ペダルへの踏力による人力駆動力に、前記踏力の大きさに応じてモータから出力される第１補助動力を加えて走行する第１モードと、前記モータによる第２補助動力を出力して押し歩く、または前記第２補助動力を出力して自走させる第２モードとを実行可能な電動アシスト自転車であって、
   前記電動アシスト自転車を前記第１モードで運転できない状態である場合にのみ、前記第２モードの実行を可能とするように、前記モータに前記第２補助動力を出力させる制御装置と、
   ユーザにより操作されたときに、前記電動アシスト自転車を前記第１モードで運転できない状態に移行させる指示装置と、を備える、
   電動アシスト自転車。
2. 請求項１に記載の電動アシスト自転車において、
   前記指示装置は、サドルよりも前方に設けられる、
   電動アシスト自転車。
3. ペダルへの踏力による人力駆動力に、前記踏力の大きさに応じてモータから出力される第１補助動力を加えて走行する第１モードと、前記モータによる第２補助動力を出力して押し歩く、または前記第２補助動力を出力して自走させる第２モードとを実行可能な電動アシスト自転車であって、
   前記電動アシスト自転車を前記第１モードで運転できない状態である場合にのみ、前記第２モードの実行を可能とするように、前記モータに前記第２補助動力を出力させる制御装置と、
   前記電動アシスト自転車を前記第１モードで運転できない状態に移行させるための指示信号を、無線通信を介して受信し、前記指示信号を受信したことを表す情報を前記制御装置に送信する受信機と、を備える、
   電動アシスト自転車。
4. 請求項１または請求項３に記載の電動アシスト自転車において、
   前記電動アシスト自転車を前記第１モードで運転できない状態とは、ユーザがサドルに座ることができない状態、ユーザが前記電動アシスト自転車に乗ってペダルを踏み込み操作することができない状態、及び前記第１モードが実行されない状態のいずれか１である、
   電動アシスト自転車。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動アシスト自転車において、
   前記電動アシスト自転車を前記第１モードで運転できない状態であることを外部に報知する第１モード不可報知装置を備える、
   電動アシスト自転車。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動アシスト自転車において、
   前記第２モードの実行中であることを外部に報知する第２モード実行報知装置を備える、
   電動アシスト自転車。
7. 請求項１または請求項２に記載の電動アシスト自転車において、
   前記指示装置は、前記第２モードの実行を開始するための操作装置を兼ねる、
   電動アシスト自転車。
   
8. ペダルへの踏力による人力駆動力に、前記踏力の大きさに応じてモータから出力される第１補助動力を加えて走行する第１モードと、前記モータによる第２補助動力を出力して押し歩く、または前記第２補助動力を出力して自走させる第２モードとを実行可能な電動アシスト自転車であって、
   前記第２モードが実行されている状態において、前記第１補助動力が出力されないように、前記モータを制御する制御装置を備える、
   電動アシスト自転車。
   

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