JP3208246U - 内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム - Google Patents

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Abstract

【課題】特に電動自転車または電動アシスト自転車用の、内蔵式多関節電池を備える自転車フレームを提供する。【解決手段】内蔵式多関節電池を備える自転車フレームは、管部材及び多関節電池２０を有し、そのうち、管部材は、内部に収容空間１１１が形成されると共に、該収容空間１１１と連通する交換口１１２が形成され、該多関節電池２０は、２つ以上が連結し、それぞれが揺動しながら交換口１１２から下管１１の収容空間１１１に設置される電池部材２１を備え、その構造を有すれば、多関節電池２０を自転車フレームの管部材に内蔵して装着することが非常に簡単となると共に、管部材に小さな交換口１１２を形成することから、自転車のフレームの構造強度を低下させず、外観にも優れる。【選択図】図２

Description

本考案は、特に電動自転車または電動アシスト自転車用の内蔵式多関節電池を備える自転車フレームに関するものである。
近年の運動ブーム及びエコブームにより、自転車を用いた運動に大人気となっており、自転車の開発と伴って電動自動車または電動補助自転車も積極的に開発する。そのうち、電動アシスト自転車は、乗車者がペダルを踏みながら電動モータにより駆動するものであり、長距離または上り坂を進む時、乗車する者の荷重を減軽し、且つ、健康のための運動にもなり、リラックス効果も得られる。
また、電動自転車や電動アシスト自転車は、モータの電源となる電池を設置する必要があり、従来の電動自転車では、外部に露出する形でリアキャリアや電池ホルダに設置される。その結果、自転車の外観の見栄えが悪くなると共に、外力による衝突や、湿気の影響を受けた時には、電池に悪影響が出る虞がある。また、電池は非常に重く、設置により自転車の重心位置が変わることから、安定性及び安全性に悪影響を与える場合がある。この問題を解決するために、電池を上管や、下管、頭管に設置できるように設計しなおす必要があった。
尚、台湾の実用新案第Ｍ３６７１４２号や、台湾の実用新案第Ｍ３８９６７５号、台湾の実用新案第Ｍ４３０４３２号、台湾の実用新案公開案第Ｍ２０１２１５５３４号などの文献には、電池の設置構造が開示されており、それらによると、主に上管、下管、頭管のうちの１つの端部に設置穴が形成され、細長棒状の電池を設置穴に挿設することによって、細長状の電池を自転車のフレームに内蔵する技術が示されている。しかしながら、自転車のフレームは、細長状の電池に対応させるために、フレームの形状を変更させる必要があることから、通常のフレームでは適用できないと共に、設置穴の加工も困難で、フレームの構造強度も低下することから、自転車のフレームの耐久性や安全性に悪影響を及ぼす虞があった。
さらに、台湾の実用新案第Ｍ３７００６９号、台湾の特許第Ｉ４２４９３４号、台湾の実用新案第Ｍ３１６２１０号、台湾の特許公開案第２０１３４３４７３号などの文献には、電池の設置構造は開示されており、主に上管、下管、頭管のうちの１つに細長状の電池よりも大きい長型開口が形成され、電池をその長型開口に嵌設することによって、細長状の電池を自転車のフレーム内に装着する技術が開示されている。
しかしながら、上述した構造による電池を自転車のフレームに装着した場合、電池が外部に露出することから、安定性が悪く、外観にも劣り、また、長型開口を有すると、自転車のフレームの構造強度が弱くなることから、自転車のフレームの耐久性及び安全性に劣っていた。
本考案の内蔵式多関節電池を備える自転車フレームは、
内部に収容空間が形成されると共に、該収容空間と連通する交換口が形成される、管部材と、
２つ以上が連結し、それぞれが揺動しながら交換口から下管の収容空間に設置される電池部材を備える多関節電池を有するものである。
かかる内蔵式多関節電池を備える自転車フレームにおいて、
前記各電池部材は、前側及び後側にそれぞれヒンジ連接部が設けられ、該ヒンジ連接部にそれぞれ対応し合う構造が設けられ、
前記多関節電池の隣り合う２つの電池部材はそれぞれ、ヒンジ連接部にピンを挿設することによって互いにヒンジ連接されることが好ましい。
かかる内蔵式多関節電池を備える自転車フレームにおいて、
前記各電池部材は、第一ヒンジ連接部及び第二ヒンジ連接部を備え、その内、第一ヒンジ連接部は、電池部材の前端に設けられると共に、凹部が形成され、該第二ヒンジ連接部は、電池部材の後端に設けられると共に、２つの凸部が間隔をおいて設けられ、
隣り合う２つの電池部材がそれぞれの第一ヒンジ連接部及び第二ヒンジ連接部を介して互いにヒンジ連接され、そのうちの一方の電池部材における第二ヒンジ連接部の２つの凸部が、他方の電池部材における第一ヒンジ連接部の凹部に組み合わされ、また、ピンが前記隣り合う２つの電池部材の対応する第二ヒンジ連接部及び第一ヒンジ連接部に挿設されることが好ましい。
かかる内蔵式多関節電池を備える自転車フレームにおいて、
前記各電池部材は、前端及び後端にそれぞれヒンジ連接部が設けられ、
隣り合う２つの電池部材が連接部材を介して互いにヒンジ連接され、該連接部材は、前端及び後端にそれぞれ連接部が設けられ、該連接部材の連接部がそれぞれ隣り合う電池部材のヒンジ連接部に組み合わされ、前記対応する連接部及びヒンジ連接部にピンが挿設されることが好ましい。
かかる内蔵式多関節電池を備える自転車フレームにおいて、
前記各電池部材のヒンジ連接部に３つの凹部が形成され、
隣り合う２つの電池部材の間に取り付けられる連接部材の両側の連接部にそれぞれ３つの凸部が設けられ、該連接部材における一方の連接部の３つの凸部が、隣り合う電池部材のヒンジ連接部の３つの凹部に組み合わされると共に、該連接部材における他方の連接部の３つの凸部が、隣り合う電池部材のヒンジ連接部の３つの凹部に組み合わされることが好ましい。
かかる内蔵式多関節電池を備える自転車フレームにおいて、
前記多関節電池は、相対する両端を有し、
前記２つ以上の電池部材は、第一電池部材部材及び末端電池部材を有し、該第一電池部材部材は、多関節電池の一端に設置されると共に、取っ手が設けられ、該末端電池部材は、多関節電池の他端に設置されると共に、電気接続部が設置されることが好ましい。
かかる内蔵式多関節電池を備える自転車フレームにおいて、
前記管部材が傾斜状に設けられ、
前記交換口が管部材の前端近傍に位置することが好ましい。
かかる内蔵式多関節電池を備える自転車フレームにおいて、
前記交換口が矩形開口であり、該交換口の長さが交換口の幅の２倍より短いことが好ましい。
本考案の内蔵式多関節電池を備える自転車フレームには、以下のメリットを有する。
１. 内蔵式多関節電池を備える自転車フレームは、管部材に交換口が形成されることから、多関節電池を交換口を通って自転車フレームの傾斜状の管部材に内蔵することができ、装着も非常に簡単であり、且つ、外力による電池への衝突も回避することができ、さらに、電池の自身の重さにより、電気接続部２３を安定的に電源ユニット３０に挿設することができる。
２. 本考案の内蔵式多関節電池を備える自転車フレームは、揺動させながら交換口に挿し入れる構成であることから、管部材に小さな交換口を形成すればよいので、加工が簡単で製造コストも抑えられ、その上、自転車のフレームの構造強度を低下させず、外観にも優れるので、産業利用性が高い。
３. 本考案では、交換口が自転車フレームの下管の底面に形成されることから、雨水やホコリが収容空間に入ることはないので、多関節電池が汚くなったり、湿気の影響を受けたりする問題はない。故に、耐久性及び使用寿命を延長できる。
４. 本考案では、多関節電池が自転車フレームの下管内に内蔵される構造であることから、自転車の重心位置を低くできるので、安定性が向上する。
本考案の第一実施例の斜視図である。 本考案の第一実施例の部分断面図である。 本考案の第一実施例の部分拡大断面図である。 本考案の第二実施例の斜視図である。 本考案の第二実施例の部分断面図である。 本考案の第三実施例の斜視図である。 本考案の第三実施例の操作状態を示す説明図である。 本考案の第四実施例の操作状態を示す説明図である。 本考案の第五実施例の操作状態を示す説明図である。 本考案の第六実施例の操作状態を示す説明図である。 本考案の第七実施例の操作状態を示す説明図である。 本考案の第八実施例の操作状態を示す説明図である。 本考案における実施例の電池ユニットの斜視図である。 本考案における実施例の他の電池ユニットの斜視図である。
以下、添付図面を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、下記実施例は、本考案の好適な実施の形態を示したものにすぎず、本考案の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。
図１に示すように、本考案の内蔵式多関節電池を備える自転車フレームは、フレーム本体１０と、該フレーム本体１０に設置される多関節電池２０と、電源ユニット３０を有する。
前記フレーム本体１０は、前端が高く後端が低い下管１１と、該下管１１の前端に殆ど直立状態で設置される頭管１２と、該下管１１の後端にモータ（図示せず）を設置するための装着座１３と、該装着座１３の上部に殆ど直立状態で連接される立管１４と、該装着座１３の後側に連接されるチェーンステイ１５と、該立管１４の後側に連接されるシートステイ１６と、該チェーンステイ１５の後端及びシートステイ１６の後端を連接される１対の後つめ１７を備える。
本考案に係る多関節電池２０は、フレーム本体１０の下管１１の内部に設置されることから、他の部分との組立関係を有しない。尚、他の部分の詳細な説明は省略する。
前記下管１１の内部に収容空間１１１が形成されると共に、前段底面の適当な位置に収容空間１１１と連通する交換口１１２が形成され、該交換口１１２に、蓋１１３が交換口１１２をカバーするように取り付けられ、該交換口１１２は、小さい矩形開口であり、該交換口１１２の幅が下管１１の幅と同じかそれより小さく、該交換口１１２の長さが交換口１１２の幅と同じかそれより長く、該交換口１１２の長さが交換口１１２の幅の２倍より短い設計となっている。
前記交換口１１２は、前縁及び後縁を備え、該前縁と下管１１の前端までの間に距離Ｄ１を有すると共に、該前縁と下管１１の後端までの間に距離Ｄ２を有し、該交換口１１２が下管１１の前端近傍に位置することから、該交換口１１２の前縁と下管１１の前端との距離Ｄ１は、該交換口１１２の前縁と下管１１の後端との距離Ｄ２より短い設計となっている。
前記蓋１１３が嵌合手段や、係合手段、ヒンジ手段などによる交換口１１２をカバーするように設置される。本実施例の蓋１１３は、ヒンジ手段による交換口１１２をカバーするように下管１１に取り付けられる。
前記多関節電池２０は、それぞれが揺動可能に連接する２つ以上の電池部材２１を有し、それらの電池部材２１がヒンジ手段や、枢設手段、チェーン手段などにより次々に連接され、または、可撓性を備える帯状構造によって連接される。
本考案の多関節電池２０を取り付ける時は、複数の電池部材２１を揺動しながら交換口１１２から下管１１の収容空間１１１に設置してもよく、複数の電池部材２１を揺動しながら交換口１１２から引き出すことができるように下管１１の収容空間１１１に設置してもよく、如何なる技術手段を用いても構わない。尚、前記多関節電池２０を収容空間１１１に設置すると、該多関節電磁２０が接続端子またはワイヤにより電動モータと電気接続するが、この電気接続構造は既存の技術であることから、詳細な説明は省略する。
図面に示した実施例における多関節電池２０は、ヒンジ連接される５つの電池部材２１を有し、該各電池部材２１は、略立方体を呈し、前側及び後側にそれぞれヒンジ連接部２１１が設けられ、それら隣り合う２つの電池部材２１がそれぞれ、対応するヒンジ連接部２１１にピン２２を挿設することによって互いにヒンジ連接される。また、前記５つの電池部材２１は、第一電池部材部材と、第二電池部材部材と、第三電池部材と、第四電池部材と、末端電池部材を備え、該末端電池部材に電気接続部２３が設置され、該第一電池部材部材に取っ手（図示せず）が設置される。尚、図に示した第一実施例の電気接続部２３はソケットである。
前記電源ユニット３０は、フレーム本体１０の装着座１３に設置され、前記多関節電池２０が下管１１の収容空間１１１に設置されると、前記電源ユニット３０が多関節電池２０の電気接続部２３に挿し込まれてモータと電気接続される。
図１乃至図３に示すように、その多関節電池２０を下管１１の収容空間１１１に設置する時、それらの電池部材２１が次々と交換口１１２を通って揺動するように収容空間１１１に沿って下管１１に設置され、この時、前記多関節電池２０が自身の重さにより、電気接続部２３を介して自動的かつ安定的に電源ユニット３０に挿設されて電気接続されるので、電力自転車に電力を供給できる。一方、前記多関節電池２０を外部に引き出す場合は、単に取っ手や工具を利用して多関節電池２０を交換口１１２か引き出すだけでよいので、操作が非常に簡単である。
図４及び図５に示すように、本考案の第二実施例は、殆ど第一実施例と同一であるが、交換口１１２が下管１１Ａの前段上面の適当な位置に形成される点において異なる。
図６及び図７に示すように、本考案の第三実施例は、フレーム本体１０及び多関節電池２０を有し、該フレーム本体１０は、複数の管部材を有し、該多関節電池２０は、それらの管部材のうちの１つに内蔵され、該管部材は、中空状を呈し、外周面と、内部に形成される収容空間１１１と、該収容空間１１１と連通する、外周面に形成される交換口１１２とを備える。また、本実施例において、その自転車フレームの下管１１Ｂは、前記複数の管部材のうちの１つであり、蓋１１３Ｂと、上面１１４と、下面１１５と、２つの側面とを備え、そのうち、蓋１１３Ｂ及び上面１１４は、相対する両側に設けられると共に、該２つの側面は、他の相対する両側に第一側面１１６及び第二側面１１７が形成される。尚、第三実施例における交換口１１２は、下管１１Ｂの前端近傍の第一側面１１６に形成され、該交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの前端との距離Ｄ１は、交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの後端との距離Ｄ２よりも小さい設定となっており、前記蓋１１３Ｂは、交換口１１２をカバーするように下管１１Ｂに取り付けられる。
図８に示すように、本考案の第四実施例は、フレーム本体１０及び多関節電池２０を有し、該フレーム本体１０は、複数の管部材を有し、該多関節電池２０は、それらの管部材のうちの１つに内蔵され、尚、第四実施例における交換口１１２は、下管１１Ｂの後端近傍の第一側面１１６に形成され、該交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの前端との距離Ｄ１は、交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの後端との距離Ｄ２よりも長い設定となっている。
図９に示すように、本考案の第五実施例は、フレーム本体１０及び多関節電池２０を備え、該フレーム本体１０は、複数の管部材を有し、該多関節電池２０は、それらの管部材のうちの１つに内蔵される。尚、第五実施例における交換口１１２は、下管１１Ｂの前端近傍の第二側面１１７に形成され、該交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの前端との距離Ｄ１は、交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの後端との距離Ｄ２よりも小さい設定となっている。
図１０に示すように、本考案の第六実施例は、フレーム本体１０及び多関節電池２０を有し、該フレーム本体１０は、複数の管部材を有し、該多関節電池２０は、それらの管部材のうちの１つに内蔵される。尚、第六実施例における交換口１１２は、下管１１Ｂの後端近傍の第二側面１１７に形成され、該交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの前端との距離Ｄ１は、交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの後端との距離Ｄ２よりも長い設定となっている。
図１１に示すように、本考案の第七実施例は、フレーム本体１０及び多関節電池２０を有し、該フレーム本体１０は、複数の管部材を有し、該多関節電池２０は、それらの管部材のうちの１つに内蔵される。尚、第七実施例における交換口１１２は、下管１１Ｂの後端近傍の上面１１４に形成され、該交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの前端との距離Ｄ１は、交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの後端との距離Ｄ２よりも長い設定となっている。
図１２に示すように、本考案の第八実施例は、フレーム本体１０及び多関節電池２０を有し、該フレーム本体１０は、複数の管部材を有し、該多関節電池２０は、それらの管部材のうちの１つに内蔵される。尚、第八実施例における交換口１１２は、下管１１Ｂの後端近傍の下面１１５に形成され、該交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの前端との距離Ｄ１は、交換口１１２の前縁と下管１１Ｂの後端との距離Ｄ２よりも長い設定となっている。
図１３は、多関節電池２０Ａの実施例であり、該多関節電池２０Ａは、２つの電池部材２１Ａを備え、そのうち、一方の電池部材２１Ａの前端は、互いに対応する連接構造によって、他方の電池部材２１Ａの後端にヒンジ連接され、また、該各電池部材２１Ａは、立方体を呈し、前端と、後端と、第一ヒンジ連接部２１１Ａと、第二ヒンジ連接部２１２Ａを備え、該第一ヒンジ連接部２１１Ａは、電池部材２１Ａの前端に設けられると共に、凹部を備え、該第二ヒンジ連接部２１２Ａは、電池部材２１Ａの後端に設けられると共に、２つの凸部が間隔をおいて設けられる。
前記２つの電池部材２１Ａは、第一電池部材及び第二電池部材であり、該第一電池部材の前側に取っ手２１３Ａが設けられ、該第一電池部材の第二ヒンジ連接部２１２Ａの２つの凸部が第二電池部材の第一ヒンジ連接部２１１Ａの凹部に組み合わされ、第一電池部材の第二ヒンジ連接部２１２Ａ及び第二電池部材の第一ヒンジ連接部２１１Ａにピン２１４が挿設され、この構成により、第一電池部材が第二電池部材にヒンジ連接される。
図１４は、多関節電池２０Ｂの他の実施例であり、該多関節電池２０Ｂは、２つの電池部材２１Ｂと、連接部材２４Ｂと、２つのピン２５Ｂを備え、一方の電池部材２１Ｂの前端は、連接部材２４Ｂ及び２つのピン２５Ｂによって、他方の電池部材２１Ｂの後端にヒンジ連接され、該各電池部材２１Ｂは、立方体を呈すると共に、前端及び後端にそれぞれヒンジ連接部２１１Ｂが設けられ、該ヒンジ連接部２１１Ｂに３つの凹部２１１１Ｂが間隔をおいて形成され、該連接部材２４Ｂは、２つの電池部材２１Ｂの間に取り付けられると共に、前端及び後端にそれぞれ連接部２４１Ｂが設けられ、該連接部２４１Ｂに３つの凸部２４１１Ｂが設けられ、該連接部材２４Ｂにおける一方の連接部２４１Ｂの３つの凸部２４１１Ｂが、隣り合う電池部材２１Ｂのヒンジ連接部２１１Ｂの３つの凹部２１１１Ｂに組み合わされ、前記ピン２５Ｂが、対応する連接部２４１Ｂ及びヒンジ連接部２１１Ｂに挿設され、また、該連接部材２４Ｂにおける他方の連接部２４１Ｂの３つの凸部２４１１Ｂが、隣り合う電池部材２１Ｂのヒンジ連接部２１１Ｂの３つの凹部２１１１Ｂに組み合わされ、前記ピン２５Ｂが、対応する連接部２４１Ｂ及びヒンジ連接部２１１Ｂに挿設され、この構成により、第一電池部材が連接部材２４Ｂ及びピン２５Ｂを介して第二電池部材にヒンジ連接される。
１０ フレーム本体
１１、１１Ａ、１１Ｂ 下管
１１１ 収容空間
１１２ 交換口
１１３、１１３Ｂ 蓋
１１４ 上面
１１５ 下面
１１６ 第一側面
１１７ 第二側面
１２ 頭管
１３ 装着座
１４ 立管
１５ チェーンステイ
１６ シートステイ
１７ 後つめ
２０、２０Ａ、２０Ｂ 多関節電池
２１、２１Ａ、２１Ｂ 電池部材
２１１、２１１Ａ、２１１Ｂ 第一ヒンジ連接部
２１１１Ｂ 凹部
２１２Ａ 第二ヒンジ連接部
２１３Ａ 取っ手
２２ ピン
２３ 電気接続部
２４Ｂ 連接部材
２４１Ｂ 連接部
２４１１Ｂ 凸部
２５Ｂ ピン
３０ 電源ユニット
Ｄ１、Ｄ２ 距離

Claims (10)

  1. 内部に収容空間が形成されると共に、該収容空間と連通する交換口が形成される、管部材と、
    ２つ以上が連結し、それぞれが揺動しながら交換口から下管の収容空間に設置される電池部材を備える多関節電池を有することを特徴とする内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
  2. 前記各電池部材は、前側及び後側にそれぞれヒンジ連接部が設けられ、該ヒンジ連接部にそれぞれ対応し合う構造が設けられ、
    前記多関節電池の隣り合う２つの電池部材はそれぞれ、ヒンジ連接部にピンを挿設することによって互いにヒンジ連接されることを特徴とする請求項１に記載の内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
  3. 前記各電池部材は、第一ヒンジ連接部及び第二ヒンジ連接部を備え、その内、第一ヒンジ連接部は、電池部材の前端に設けられると共に、凹部が形成され、該第二ヒンジ連接部は、電池部材の後端に設けられると共に、２つの凸部が間隔をおいて設けられ、
    隣り合う２つの電池部材がそれぞれの第一ヒンジ連接部及び第二ヒンジ連接部を介して互いにヒンジ連接され、そのうちの一方の電池部材における第二ヒンジ連接部の２つの凸部が、他方の電池部材における第一ヒンジ連接部の凹部に組み合わされ、また、ピンが前記隣り合う２つの電池部材の対応する第二ヒンジ連接部及び第一ヒンジ連接部に挿設されることを特徴とする請求項２に記載の内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
  4. 前記各電池部材は、前端及び後端にそれぞれヒンジ連接部が設けられ、
    隣り合う２つの電池部材が連接部材を介して互いにヒンジ連接され、該連接部材は、前端及び後端にそれぞれ連接部が設けられ、該連接部材の連接部がそれぞれ隣り合う電池部材のヒンジ連接部に組み合わされ、前記対応する連接部及びヒンジ連接部にピンが挿設されることを特徴とする請求項１に記載の内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
  5. 前記各電池部材のヒンジ連接部に３つの凹部が形成され、
    隣り合う２つの電池部材の間に取り付けられる連接部材の両側の連接部にそれぞれ３つの凸部が設けられ、該連接部材における一方の連接部の３つの凸部が、隣り合う電池部材のヒンジ連接部の３つの凹部に組み合わされると共に、該連接部材における他方の連接部の３つの凸部が、隣り合う電池部材のヒンジ連接部の３つの凹部に組み合わされることを特徴とする請求項４に記載の内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
  6. 前記多関節電池は、相対する両端を有し、
    前記２つ以上の電池部材は、第一電池部材部材及び末端電池部材を有し、該第一電池部材部材は、多関節電池の一端に設置されると共に、取っ手が設けられ、該末端電池部材は、多関節電池の他端に設置されると共に、電気接続部が設置されることを特徴とする請求項1乃至５の何れか１項に記載の内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
  7. 前記管部材が傾斜状に設けられ、
    前記交換口が管部材の前端近傍に位置することを特徴とする請求項６に記載の内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
  8. 前記管部材が傾斜状に設けられ、
    前記交換口が管部材の前端近傍に位置することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
  9. 前記交換口が矩形開口であり、該交換口の長さが交換口の幅の２倍より短いことを特徴とする請求項７に記載の内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
  10. 前記交換口が矩形開口であり、該交換口の長さが交換口の幅の２倍より短いことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内蔵式多関節電池を備える自転車フレーム。
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