JP3011795U - 自転車用の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】補助動力である電動機やこの電動機を駆動する
バッテリーなどを、市販の自転車に大きな改造を要せず
に簡単に取り付けられる自転車用の駆動装置を提供す
る。 【構成】少なくともバッテリーＢおよび電動機Ｍを備え
てなる自転車用の駆動装置であって、前記電動機Ｍの回
転軸２９にはローラ２２が取り付けられ、前記電動機Ｍ
は自転車フレームに対して揺動自在に軸支され、上記ロ
ーラは自転車のタイヤ１外周面に押圧できるように付勢
されていることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、補助動力として蓄電型のバッテリーで駆動される電動機を使用した 自転車用の駆動装置に関し、詳細には市販の自転車に容易に取り付けおよび取り 外しのできる自転車用の駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

補助動力としてバッテリー駆動される電動機を使用した自転車は既に市販され るに至っており、このような自転車はたとえば実開昭５５−４７４９０号に開示 されている。この公報に示された技術は、足踏みペダルの駆動軸にクラッチ機構 を介して電動機を連結すると共に、該電動機に蓄電型のバッテリーを接続し、こ の電動機の動力を足踏みペダルの駆動軸を介してチェーンスプロケットに作用さ せて、人力による足踏みの補助を行うものである。

【０００３】 すなわちこの公報に示される技術においては、ペダル駆動軸にベルト用プーリ またはチェーン用スプロケットを特別に配設しておき、これにベルトまたはチェ ーンを介して電動機を接続する構造としておく必要がある。そのため市販の自転 車を改造して電動機などを取り付けることは不可能であり、あらかじめ工場製造 時において自転車に電動機等を組み込む方法を採らなければならず、この種の補 助動力付きの自転車はどうしても高価にならざるを得ないという問題があった。 なお上記公報に示された以外の補助動力付き自転車の構造も、一般に市販され ている普通の自転車に大きな改造を施す必要のあるものばかりであり、専用設計 によって工場生産を要するものばかりであり、市販の自転車をそのまま使用して 簡易な改造で電動機などを取り付けられるものはなかった。

【０００４】 なお人力を必要としない電動スクータも市販されるまでに至っているが、これ らは市販の自転車とはかけはなれた構造を有するものであり、自転車の基本構造 をそのまま使って補助動力付きに改造できる程度のものではなかった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の主たる目的は、補助動力である電動機や該電動機を駆動するバッテリ ーなどを、市販の自転車に大きな改造を要せずに簡単に取り付けおよび取り外し のできる自転車用の駆動装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成した本考案は、電動機の回転軸にはローラが取り付けられ、該 電動機は自転車フレームに対して揺動自在に軸支され、上記ローラは自転車のタ イヤ外周面に押圧できるように付勢されていることを特徴とする。

【０００７】 本考案の好ましい形態としては、前記ローラは自転車のタイヤ断面の外周形に 合致するように鼓形状とするもの、前記ローラのいずれかの端部には小径の延長 部が形成され、該延長部には、この延長部を貫通して止めねじが螺合されている もの、あるいは前記電動機は停止、低回転または高回転のいずれかへ切換が可能 であるものを挙げられる。

【０００８】 さらに本考案の自転車の駆動装置は、前記電動機の前部の回転軸にはローラが 取り付けられ、該電動機の外周には揺動軸が取り付けられ、該揺動軸は自転車フ レームに対して取り付けバーおよび屈曲金具を介して軸支され、また該電動機の 後部には吊り上げ用の引きばねが取り付けられると共に、該後部には引下げ用の 引きワイヤが接続され、前記引きばねによって上記ローラは自転車のタイヤ外周 面と交差して押圧できるように付勢されているものであることが好ましい。

【０００９】 また前記取り付けバーおよび屈曲金具はボルト／ナットによって自転車フレー ムに対して着脱自在に取り付けられているもの、および前記電動機の停止または 回転を切り換える電気スイッチと、引き上げ用の引きワイヤを作動させる引きレ バーは自転車のハンドルに取り付けられ、該引きレバーの引き解除操作と電気ス イッチのＯＮ操作は連係されているものを含み、前記電動機は自転車の前輪を駆 動するものが推奨される。

【００１０】

【作用】

本考案は、電動機の回転軸にはローラが取り付けられ、前記電動機は自転車フ レームに対して揺動自在に軸支され、上記ローラは自転車のタイヤ外周面に押圧 できるように付勢されているので、自転車のタイヤに上記ローラを接圧させて該 タイヤを回転駆動することで人力の補助ができる。また、蓄電型のバッテリーは 自転車の任意位置に設置し、これに電動機を接続するだけの簡単な改造で済むの で、市販の自転車を使用して簡単に補助駆動装置付きのものに改造できる。

【００１１】 また本考案は、前記ローラは自転車のタイヤ断面の外周形に合致するように鼓 形状とすることにより、ローラ外周面とタイヤ外周面の接触面積は広く確保でき て両者の滑りは抑制され、電動機の動力を高い効率で自転車の走行エネルギーに 変換できる。

【００１２】 また前記ローラのいずれかの端部には小径の延長部が形成され、該延長部には 電動機の回転軸とローラを固定する止めねじが、該延長部を貫通して螺合されて いる。従ってローラが摩耗した場合や、自転車のタイヤ形状に合わせて異なるロ ーラサイズを選定する場合などに、ローラの交換を容易に行うことができ、さら に上記止めねじはローラ周面から離反した位置に配置されるので、タイヤ表面に 直接接触してタイヤの磨耗や損傷を早めるといった不都合を発生することもない 。

【００１３】 また前記電動機は停止、低回転または高回転のいずれかへの切換が可能である ものを使用することにより、停車時および下り坂では停止作動、平坦な路面走行 時での高回転補助作動、並びに上り坂走行における低回転補助作動のいずれかを 任意に選定できることとなり、人力の負担をできる限り低減できる。

【００１４】 さらに本考案の自転車の駆動装置は、前記電動機の前部の回転軸にはローラが 取り付けられると共に、前記電動機の外周には揺動軸が取り付けられ、該揺動軸 は自転車フレームに対して取り付けバーおよび屈曲金具を介して軸支されて電動 機を揺動自在に支持し、また該電動機の後部には吊り上げ用の引きばねが取り付 けられると共に、該後部には引下げ用の引きワイヤが接続され、前記引きワイヤ の引き状態が解除されて、引きばねにより上記ローラは自転車のタイヤ外周面に 対して交差する方向から該タイヤへ押圧できるように付勢されているので、補助 動力の使用の可否は、引きばねおよび引きワイヤを使用し、電動機を揺動するこ とによって簡単に選択できると共に、ローラのタイヤへの押圧力は前記ばねの強 さを変えることによって任意に変更でき、電動機の動力を高い効率でタイヤの回 転に変換できる。

【００１５】 また前記取り付けバーおよび屈曲金具はボルト／ナットによって自転車フレー ムに対して着脱自在に取り付けられるので、市販の自転車に電動機を簡単に着脱 できることとなり、使用者は補助動力装置を容易に取り付けおよび取り外しでき 、電動機の交換も容易に行うことができる。

【００１６】 さらに前記電動機の停止または回転を切り換える電気スイッチと、電動機を揺 動するための引きワイヤを作動させる引きレバーは自転車のハンドルに取り付け られ、該引きレバーの引き解除操作と電気スイッチのＯＮ操作（低回転または高 回転を含む）は連係されているので、運転者は引きレバーを１つのアクションで 操作するだけで、電動機をタイヤへ押圧する作動と電動機の電気的ＯＮ操作を合 わせて行え、また電動機の電気的ＯＦＦ操作とローラのタイヤからの引き上げ作 動も１つのアクションで行え、自転車運転中の操作も容易にできる。

【００１７】 他方、前記電動機は自転車の前輪を駆動するものであれば、自転車の駆動チェ ーンによる動力損失やペダルを介する人力との干渉損失などがなく、電動機の動 力を効率的に自転車走行の動力に変換できる。

【００１８】

【実施例】 図１から図４によって本考案の実施例を詳述する。図１は本考案の駆動装置を 自転車に取り付けた状態を示す側面説明図である。自転車は市販の一般的な構造 を有するもので、フレームＦを主たる構成部材として、これに旋回自在なハンド ル３およびフォーク４を連結し、該フォーク４に前輪を回転自在に取り付け、後 輪はチェーンを介してペダル６に連結され、前記前輪および後輪にはそれぞれ空 気式の前輪タイヤ１および後輪タイヤ２が配設され、これら前輪タイヤ１および 後輪タイヤ２の上部にはそれぞれ泥除け７、７が設けられる。

【００１９】 そして本考案の特徴的な構成として、前輪タイヤ１側には電動機Ｍがフレーム Ｆに対して揺動自在に取り付けられ、またペダル６の駆動軸の下方には蓄電型の バッテリーＢが配設される。なお該バッテリーＢは収納ケース２１に着脱自在に 取り付けられ、該収納ケース２１は図示しないブラケットを介してボルト／ナッ トによって上記フレームＦに取り付け／取り外し自在に取り付けられる。したが ってバッテリーの交換を容易に行うことができる。 またハンドル３の端部近傍には後述する引きレバーＳＷ（電気的スイッチを兼 用している）が設けられ、この引きレバーＳＷ、電動機ＭおよびバッテリーＢは 図４において後述するように電気的に接続される。

【００２０】 電動機ＭとバッテリーＢの取り付け位置は、図例のものに限定されず、電動機 Ｍを後輪タイヤ２側（符号Ｍ１に示す位置）に配設しても良く、またバッテリー Ｂは前輪タイヤ１の上方部（符号Ｂ１で示す位置）や後輪タイヤ２の上方に設け られる荷台の上部位置など、任意の位置に配設したものであっても構わない。

【００２１】 図２は図１の一部拡大説明図であり、図３は図２のＩＩＩ方向断面矢視図であ る。電動機Ｍはその中心軸が前輪タイヤ１に対して交差する方向（直交方向また は斜め方向）に配設され、該電動機Ｍ外周の略中央には金具１９が該電動機の外 周を囲むように取り付けられ、この金具１９には電動機Ｍを貫通する方向に揺動 軸１３，１３が一直線状に設けられる。一方側の揺動軸１３は取り付けバー１１ に溶接されたブラケット１１ａに軸支され、他方側の揺動軸１３はフォーク４に 取り付けられた屈曲金具１４の端部に軸支される。

【００２２】 上記電動機Ｍの前部には回転軸２９が突出され、該回転軸２９の外側にはロー ラ２２が嵌装され、該ローラ２２の周面が前輪タイヤ１の外周面に当接できるよ うに配設される。該ローラ２２の周面形状は前輪タイヤ１の断面形に合致するよ うな鼓形状に形成することが好ましく、これによってタイヤとの接触面積を大き く確保できる。なおローラ２２の形状はこれに限定されるものではなく、円柱形 状あるいは中央部が暫時大径に形成された俵形状であっても良く、さらにローラ ２２の外周面にローレット加工を施して表面を凹凸に形成し、タイヤ表面との滑 りを低減させたものであっても良い。

【００２３】 前記ローラ２２の一端部には小径の延長部２３を設け、該延長部２３を貫通す る方向に止めねじ２４を螺合し、この止めねじ２４によって回転軸２９とローラ ２２を着脱自在に固定する。この構造であれば止めネジ２４の頭部がタイヤ１の 周面に触れるようなことはなく、この頭部でタイヤ面を損傷または磨耗させるこ とはない。

【００２４】 また電動機Ｍの後部には上部ブラケット１８と下部ブラケット１６が固定され 、上部ブラケット１８には引きばね１７が接続され、該引きばね１７の他方端は 前部かご８の底部に着脱自在に連結される。他方下部ブラケット１６には引きワ イヤ１５ａが接続され、該ワイヤの鞘部１５の端部は屈曲金具１４の一部に固定 される。したがって引きワイヤ１５ａが緩められた状態においては、電動機Ｍの 後部は引きばね１７によって図３の白抜き矢印Ｔ方向に引っ張られ、電動機Ｍは 揺動軸１３を中心にして揺動するので、その結果、電動機Ｍの前部に設けられた ローラ２２は前輪タイヤ１に対して押圧されるように付勢され（矢印Ｙ方向）、 電動機Ｍの回転動力を前輪タイヤ１に伝達してこれを駆動し、ペダルをこぐのに 要する人力を補助する。

【００２５】 逆に引きばね１７の引っ張り力に抗して、引きワイヤ１５ａを白抜き矢印Ｒ方 向へ引っ張って移動するとき、電動機Ｍは揺動軸１３を中心として矢印Ｘ方向に 移動し、電動機Ｍの前部に取り付けられたローラ２２は前輪タイヤ１から離反し て、電動機Ｍの駆動はタイヤには伝達されない。

【００２６】 上記取り付けバー１１および屈曲金具１４はそれぞれボルト／ナット３１を介 して、フレームＦの一部であるフォーク４や前輪回転軸に取り付け／取り外し自 在に取り付けられ、市販の自転車に簡単に取り付けることを可能とする。また上 部ブラケット１８に接続される引きばね１７はフックを介して前かご８の底部ま たは前かご取り付け用のブラケットに引っかける構造が採用され、特別の構成部 品は必要としない。

【００２７】 図４は電動機Ｍ、引きレバーＳＷおよびバッテリーＢの電気的接続と引きワイ ヤ１５ａの接続ルートを示す説明図である。電動機Ｍは低回転と高回転の切換が 可能なものを使用し、この切換は電動機Ｍから延出した２本の電気線に電流を選 択的に変更することによって行う。また引きレバーＳＷは引きワイヤ１５ａの操 作と電動機Ｍへの電流のＯＮ−ＯＦＦ操作を連係して行うものを使用する。一方 前記電動機Ｍにはアース線、低回転用接続線、高回転用接続線の３本が延出され 、これらはコネクタＣ１およびラインＬ１を介して引きレバーＳＷに接続される 。また引きレバーＳＷはコネクタＣ２およびラインＬ２を介してバッテリーＢに 接続される。

【００２８】 従って引きレバーＳＷの操作桿Ｈ１を操作して引きワイヤ１５ａを緩めたとき 、電動機Ｍのローラ２２は前輪タイヤ１に押圧付勢され、このとき電動機Ｍは連 係して電気的にＯＮ作動され低回転または高回転のいずれかに回転駆動される。 他方操作桿Ｈ１を操作して引きワイヤ１５ａを引き上げ作動して電動機を揺動し 、ローラ２２を前輪タイヤ１から離反させたとき、電動機Ｍはこれに連係して電 気的にＯＦＦ作動される。

【００２９】 本考案は以上の実施例に限定されるものではなく、引きレバーＳＷは引きワイ ヤの操作と電動機の電気スイッチを別の操作ラインで行う構造のものであっても 良く、また電動機Ｍは低回転と高回転の切換手段を備えておらず、単に回転／非 回転作動を行うものを採用しても構わない。

【００３０】

【考案の効果】

請求項１により、市販の自転車を元にして補助動力を、工場製造を要せずに簡 単に取り付けることができ、補助動力の作動または非作動は電動機の揺動によっ て確実に行えるようになった。またこの補助動力を自転車から撤去するのも簡単 な作業で行える。

【００３１】 また請求項２により、電動機のローラとタイヤは大きな接触面を保持でき、電 動機の動力を効率的にタイヤ駆動に利用できることとなった。

【００３２】 さらに請求項３によって電動機に取り付けるローラが摩耗した場合や、サイズ の異なったローラに変更する必要がある場合に、ローラの交換作業を容易に行う ことができ、しかも止めねじによってタイヤ表面を損傷するようなことなくスム ーズな動力伝達が可能となった。

【００３３】 他方請求項４により、走行路面の状況に合わせて電動機の回転数および非作動 を任意に選定でき、運転者の負担を低減できることとなった。

【００３４】 請求項５により、電動機の回転は引きワイヤの操作によってタイヤに伝達また は非伝達とすることができ、運転者は自由に補助動力の使用を選定できると共に 、ローラのタイヤへの押圧付勢力は引きばねの引張力を選定することによって変 更できるようになった。

【００３５】 請求項６により、電動機を揺動自在に取り付けるための取り付けバーや屈曲金 具などは、ボルト／ナットの着脱によって自転車のフレームに対して取り付けま たは取り外し自在な構造となり、簡単な作業での取り付けまたは取り外しができ ることとなった。

【００３６】 請求項７により、運転者は引きレバーの１つの操作だけで簡単に補助動力の作 動または非作動を選択できることとなった。

【００３７】 請求項８により、電動機の動力を自転車走行に要する力に効率的に利用できる ようになった。

【提出日】平成６年１１月２５日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】 本考案の好ましい形態としては、前記ローラは自転車のタ イヤの幅方向断面の外周に合致するするように鼓形状とするもの、前記ローラの いずれかの端部には小径の延長部が形成され、該延長部には、この延長部を貫通 して止めねじが螺合されているもの、あるいは前記電動機は停止、低回転または 高回転のいずれかへ切換えが可能であるものを挙げられる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】 また本考案は、前記ローラは自転車のタイヤの幅方向断面 の外周 に合致するように鼓形状とすることにより、ローラ外周面とタイヤ外周面 の接触面積は広く確保できて両者の滑りは抑制され、電動機の動力を高い効率で 自転車の走行エネルギーに変換できる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】上記電動機Ｍの前部には回転軸２９が突出され、該回転軸２ ９の外側にはローラ２２が嵌装され、該ローラ２２の周面が前輪タイヤ１の外周 面に当接できるように配設される。該ローラ２２の周面形状は前輪タイヤ１の幅 方向断面の外周 に合致するような鼓形状に形成することが好ましく、これによつ てタイヤとの接触面積を大きく確保できる。なおローラ２２の形状はこれに限定 されるものではなく、円柱形状あるいは中央部が暫時大径に形成された俵形状で あっても良く、さらにローラ２２の外周面にローレット加工を施して表面を凹凸 に形成し、タイヤ表面との滑りを低減させたものであっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用した自転車の全体を示す側面説明
図である。

【図２】図１の一部拡大図である。

【図３】図２のＩＩＩ方向矢視説明図である。

【図４】本考案における電気的接続を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 前輪タイヤ ４ フォーク １１ 取り付けバー １３ 揺動軸 １４ 屈曲金具 １５ａ 引きワイヤ １７ 引きばね ２２ ローラ ２３ 延長部 ２４ 止めねじ Ｂ バッテリー Ｍ 電動機 ＳＷ 引きレバー

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１１月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともバッテリーおよび電動機を備
   えてなる自転車用の駆動装置であって、前記電動機の回
   転軸にはローラが取り付けられ、該電動機は自転車フレ
   ームに対して揺動自在に軸支され、上記ローラは自転車
   のタイヤ外周面に押圧できるように付勢されていること
   を特徴とする自転車用の駆動装置。
2. 【請求項２】 少なくともバッテリーおよび電動機を備
   えてなる自転車用の駆動装置であって、前記電動機の回
   転軸にはローラが取り付けられ、該電動機は自転車フレ
   ームに対して揺動自在に軸支され、上記ローラは自転車
   のタイヤ外周面に押圧できるように付勢されていると共
   に、前記ローラはタイヤ断面の外周形。
3. 【請求項３】 少なくともバッテリーおよび電動機を備
   えてなる自転車用の駆動装置であって、前記電動機の回
   転軸にはローラが着脱自在に取り付けられ、前記電動機
   は自転車フレームに対して揺動自在に軸支され、上記ロ
   ーラは自転車のタイヤ外周面に押圧できるように付勢さ
   れ、さらに上記ローラのいずれかの端部には小径の延長
   部が形成され、該延長部には、この延長部を貫通して止
   めねじが螺合されていることを特徴とする自転車用の駆
   動装置。
4. 【請求項４】 少なくともバッテリーおよび電動機を備
   えてなる自転車用の駆動装置であって、前記電動機の回
   転軸にはローラが取り付けられ、該電動機は自転車フレ
   ームに対して揺動自在に軸支され、上記ローラは自転車
   のタイヤ外周面に押圧できるように付勢され、さらに前
   記電動機は停止、低回転または高回転のいずれかに切換
   が可能であることを特徴とする自転車用の駆動装置。
5. 【請求項５】 少なくともバッテリーおよび電動機を備
   えてなる自転車用の駆動装置であって、前記電動機の前
   部の回転軸にはローラが取り付けられ、また該電動機の
   外周には揺動軸が取り付けられ、該揺動軸は自転車フレ
   ームに対して取り付けバーおよび屈曲金具を介して軸支
   され、さらに該電動機の後部には吊り上げ用の引きばね
   が取り付けられると共に、該後部には引下げ用の引きワ
   イヤが接続され、前記引きばねによって上記ローラは自
   転車のタイヤ外周面と交差して押圧できるように付勢さ
   れていることを特徴とする自転車用の駆動装置。
6. 【請求項６】 少なくともバッテリーおよび電動機を備
   えてなる自転車用の駆動装置であって、前記電動機の前
   部の回転軸にはローラが取り付けられ、該電動機の外周
   には揺動軸が取り付けられ、該揺動軸は自転車フレーム
   に対して取り付けバーおよび屈曲金具を介して軸支さ
   れ、また該電動機の後部には吊り上げ用の引きばねが取
   り付けられると共に、該後部には引下げ用の引きワイヤ
   が接続され、前記引きばねによって上記ローラは自転車
   のタイヤ外周面と交差して押圧できるように付勢され、
   さらに前記取り付けバーおよび屈曲金具はボルト／ナッ
   トによって自転車フレームに対して着脱自在に取り付け
   られていることを特徴とする自転車用の駆動装置。
7. 【請求項７】 少なくともバッテリーおよび電動機を備
   えてなる自転車用の駆動装置であって、前記電動機の前
   部の回転軸にはローラが取り付けられ、該電動機の外周
   には揺動軸が取り付けられ、該揺動軸は自転車フレーム
   に対して取り付けバーおよび屈曲金具を介して軸支さ
   れ、また該電動機の後部には吊り上げ用の引きばねが取
   り付けられると共に、該後部には引下げ用の引きワイヤ
   が接続され、前記引きばねにより上記ローラは自転車の
   タイヤ外周面と交差して押圧できるように付勢され、さ
   らに前記電動機の停止または回転を切り換える電気スイ
   ッチと、引き上げ用の引きワイヤを作動させる引きレバ
   ーは自転車のハンドルに取り付けられ、前記引きレバー
   の引き解除操作と電気スイッチのＯＮ操作は連係されて
   いることを特徴とする自転車用の駆動装置。
8. 【請求項８】 少なくともバッテリーおよび電動機を備
   えてなる自転車用の駆動装置であって、前記電動機の前
   部の回転軸にはローラが取り付けられ、該電動機の外周
   には揺動軸が取り付けられ、該揺動軸は自転車の前輪側
   の自転車フレームに対して取り付けバーおよび屈曲金具
   を介して軸支され、また該電動機の後部には吊り上げ用
   の引きばねが取り付けられると共に、該後部には引下げ
   用の引きワイヤが接続され、前記引きばねによって上記
   ローラは自転車の前輪タイヤ外周面と交差して押圧でき
   るように付勢されていることを特徴とする自転車用の駆
   動装置。