JP3622021B2 - 脱着式バッテリボックスのロック機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリを収納した脱着式バッテリボックスのロック機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電動自転車が提案されて既に実用に供されているが、この電動自転車は人力による駆動力を電動モータによる補助動力によって補うものであって、これにはバッテリの搭載が不可欠である。
【０００３】
ところで、バッテリは充電時の利便性を考慮して車体に対して容易に脱着することができる構造とすることが望ましく、又、ライダーの乗降時の邪魔にならない場所に配置されるべきである。
【０００４】
而して、斯かる電動自転車の中にはバッテリをバッテリボックス内に収納し、バッテリボックスを車体に対して脱着可能に装着するようにしたものが知られているが、この種の電動自転車にあっては、バッテリボックスの盗難防止のために該バッテリボックスの装着状態をロックするためのロック機構が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のロック機構においては、バッテリボックスを取り外す解錠時のみならず、同バッテリボックスを装着する施錠時にもキー操作が必要であり、バッテリボックスの装着又は取り外しの少なくとも一方においては両手による作業が不可欠であったため、該バッテリボックスの脱着作業が面倒であり、特にバッテリボックスをワンタッチで容易に装着することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、キー操作を要することなく、バッテリボックスを片手で容易に脱着することができるようにした脱着式バッテリボックスのロック機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、キー操作によってボディ内を可動なシリンダと、該シリンダの動作に追従して前記ボディから出没することによってバッテリボックスの係合溝に係脱するフックを含んで構成される脱着式バッテリボックスのロック機構において、前記フックを前記シリンダに対して移動可能に支持するとともに、突出方向に付勢し、該フックの先端部にテーパ面を形成することによって、施錠状態における前記バッテリボックスの装着動作によって解錠し、同バッテリボックスの装着完了と同時に施錠するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
又、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、施錠状態においてのみ前記キーを前記シリンダから抜くことができるよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
更に、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記キーを前記脱着式バッテリボックスを備える電動自転車に設けられたホイールロックにも共用するとともに、該ホイールロックが施錠状態にあるときのみキーをホイールロックのシリンダから抜くことができるよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
従って、請求項１記載の発明によれば、バッテリボックスを取り外した後にロック機構を施錠状態にしておけば、以後のバッテリボックスの装着時にはその装着動作によってロック機構が自動的に解錠されて該バッテリボックスが装着され、このバッテリボックスの装着が終了すると同時に施錠されるために面倒なキー操作が不要となり、バッテリボックスを片手で容易に装着することができる。
【００１１】
又、請求項２記載の発明によれば、例えばバッテリの充電のためにバッテリボックスを取り外した後にキーを抜くにはロック機構を施錠状態とする必要があるため、請求項１記載の発明と同様にそれ以後のバッテリボックスの装着をワンタッチで容易に行うことができるとともに、バッテリボックスのロック忘れを確実に防ぐことができる。
【００１２】
更に、請求項３記載の発明によれば、ホイールロックを施錠しないとキーを抜くことができないためにバッテリボックスを取り外すことができず、従って、バッテリ充電時の電動自転車の盗難が防がれ、又、バッテリボックスのロック機構を施錠しないとキーを抜いてホイールロックを解錠することができないため、バッテリボックスのロック忘れを確実に防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明に係るロック機構を備える電動自転車の側面図、図２は図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図３はバッテリボックスの装着状態を示す電動自転車要部の破断側面図、図４はバッテリボックスの脱着状態を示す電動自転車要部の側面図、図５は本発明に係るロック機構の側断面図、図６は同ロック機構の側面図、図７乃至図１１はバッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【００１５】
先ず、図１に基づいて電動自転車１の概略構成を説明する。
【００１６】
図１において、２は車体前方上部に位置するヘッドパイプであり、該ヘッドパイプ２にはハンドルステム３が回動自在に挿通している。そして、ハンドルステム３の上端にはハンドル４が結着され、同ハンドルステム３の下端にはフロントフォーク５が結着されており、該フロントフォーク５の下端部には前輪６が回転自在に軸支されている。尚、前輪６の一部はフロントフェンダ７によって覆われている。
【００１７】
又、前記ヘッドパイプ２からはダウンチューブ８が車体後方（図１の右方）に向かって斜め下方に延出しており、該ダウンチューブ８の略水平に延びる後端部からはシートチューブ９が車体後方に向かって斜め上方に立設されている。そして、シートチューブ９内にはシートポスト１０（図３及び図４参照）が上下動自在に嵌合保持されており、該シートポスト１０の上端にはシート１１が回動可能に支持されている。ここで、シート１１の支持構造を図３及び図４に基づいて説明する。
【００１８】
即ち、前記シートポスト１０の上端にはブラケット１２が結着されており、該ブラケット１２には、シート１１を支持するヒンジ部材１３が軸１４によって回動自在に支持されるとともに、ピン１５が突設されている。そして、ヒンジ部材１３にはＬ字状を成すレバー１６が軸１７によって回動自在に枢着されており、該レバー１６はスプリング１８によって一方向に付勢されている。
【００１９】
而して、シート１１の通常の使用状態においては、レバー１６の先端フック部１６ａが前記ピン１５に係合してシート１１が図３に示す水平状態に保たれている。
【００２０】
ところで、図１に示すように、車体の略中央下部にはパワーユニット１９が板金製の取付ブラケット２０を介してダウンチューブ８及びシートチューブ９に支持されている。このパワーユニット１９は人力による駆動系と電動モータによる駆動系を並設して構成され、これにはクランク軸２１が回転自在に支承されており、該クランク軸２１の左右にはクランク２２が取り付けられ、各クランク２２の端部にはペダル２３が軸支されている。尚、ダウンチューブ８とシートチューブ９との接続部周辺と取付ブラケット２０及びパワーユニット１９の一部は樹脂製のカバー２４によって覆われている。
【００２１】
又、前記取付ブラケット２０からは左右一対のチェーンステイ２５が車体後方に向かって延設されており、該チェーンステイ２５の後端部と前記シートチューブ９の上端部とは左右一対のシートステイ２６によって連結されている。そして、チェーンステイ２５後端の前記シートステイ２６との連結部には後輪２７が回転自在に軸支されており、後輪２７の一部はリヤフェンダ２８によって覆われている。尚、後輪２７にはホイールスプロケット２９が結着されており、このホイールスプロケット２９と前記パワーユニット１９に設けられた不図示のドライブスプロケットとの間には無端状のチェーン３０が巻装されている。又、前記シートステイ２６の途中には、後輪２７の回転をロックして盗難を防ぐためのホイールロック３１が取り付けられている。尚、図２に示すように、ホイールロック３１にはこれを施錠するためのロック機構５５が設けられており、該ロック機構５５のシリンダ５６には後述のキー４８（図５及び図６参照）を差し込むべきキー溝５６ａが開口している。
【００２２】
而して、本実施の形態に係る電動自転車１においては、シート１１の下方であって、シートチューブ９とリヤフェンダ２８とで囲まれる空間にバッテリボックス３２が脱着可能に装着されている。
【００２３】
ここで、上記バッテリボックス３２の脱着構造の詳細を図２乃至図４に基づいて説明する。
【００２４】
図２に示すように、バッテリボックス３２は左右に２分割された樹脂成型品を接合一体化して矩形ボックス状に成形されており、その内部にはシュリンクパックされた複数の単電池で構成される不図示のＮｉ−Ｃｄバッテリが収納されている。そして、このバッテリボックス３２の上部には、図３に示すように、起倒自在なハンドル３３が設けられている。又、図２に示すように、バッテリボックス３２の前端面と後端面には、左右のリブ３２ａ，３２ｂによって形成されるガイド溝３２ｃ，３２ｄがそれぞれ上下方向に貫設されている。
【００２５】
一方、図３及び図４に示すように、前記取付ブラケット２０の上面のシートチューブ９とリヤフェンダ２８で囲まれる空間に臨む部分には、上面が開口するカップ状のケース３４がビス３５によって内側から取り付けられている。このケース３４は樹脂にて一体成型されており、図３に示すように、該ケース３４にはバッテリボックス３２の下部が部分的に装着される。
【００２６】
又、上記ケース３４の前面にはロック機構３６が取り付けられており、同ケース３４の後端面には車幅方向に長い断面矩形の差し込み孔３４ａが上下方向に貫設されている。そして、ケース３４の差し込み孔３４ａには、ポリプロピレン（ＰＰ）等の軟質樹脂で一体成型された車幅方向に広い板状のガイド部材３７の下端部３７ａが差し込まれており、該ガイド部材３７はケース３４の後端部からリヤフェンダ２８の前面に沿ってシートチューブ９に対して略平行に斜め上方に立設されている。
【００２７】
上記ガイド部材３７は、図４に示すように、その車幅方向中央部が車体前方に向かって凸状に湾曲しており、その上端部３７ｂは車体後方に向かって折り返されてガイド部を構成している。そして、このガイド部材３７の上部は、リヤフェンダ２８に溶着された金属製ブラケット３８にビス３９とナット４０によって取り付けられている。
【００２８】
而して、図４に示すように、シートチューブ９の後方には、底部がケース３４によって囲まれ、前後がシートチューブ９とガイド部材３７で囲まれ、且つ、上面と左右両側面が開放された空間が形成され、図３に示すように、この空間に前記バッテリボックス３２が収納され、前述のようにバッテリボックス３２が収納されている状態においては、該バッテリボックス３２の下部はケース３４に部分的に装着されている。尚、図４に示すように、シートチューブ９の上部後面には金属製のブラケット４１が溶着されており、該ブラケット４１には樹脂製のガイド部材４２が嵌め込まれている。
【００２９】
次に、本発明に係る前記ロック機構３６の構成の詳細を図５及び図６に基づいて説明する。
【００３０】
ロック機構３６は円筒状のボディ４３を有しており、該ボディ４３の一端外周に形成されたフランジ部４３ａには２つのネジ孔４４が形成され、図６に示すように、同ボディ４３の軸方向中間部にはＬ字状の係合溝４５が形成されている。そして、このボディ４３内にはシリンダ４６が摺動自在に嵌装されており、該シリンダ４６は、これとボディ４３との間に縮装された大径のスプリング４７によって図５の左方（該シリンダ４６がボディ４３から突出する方向）に付勢されている。又、このシリンダ４６内にはキー４８を差し込むべき円柱状の錠部材４９が嵌着されており、同シリンダ４６内には錠部材４９によって区画される空間Ｓが形成されている（図５参照）。
【００３１】
そして、上記錠部材４９の空間Ｓに臨む端面にはキー４８の回動操作に連動して回動する平板状の係止部材５０が設けられており、この係止部材５０のストッパ部５０ａ（図６参照）は、シリンダ４６に形成された溝４６ａを貫通してボディ４３の前記係合溝４５に係合している。尚、図５に示すように、係止部材５０の中心部には円孔５０ｂが穿設されている。
【００３２】
又、ボディ４３内には、該ボディ４３の一端開口部４３ｂから出没する中空状のフック５１が摺動自在に収納されており、該フック５１の一端フランジ部５１ａは前記シリンダ４６の内周部に摺動自在に嵌合しており、同フック５１の他端先端部はボディ４３の一端開口部４３ｂに摺動自在に嵌合保持され、その端面はテーパ面５１ｂを構成している。そして、このフック５１は、これとスプリングホルダ５２との間に縮装された小径のスプリング５３によって図５の右方（該フック５１がボディ４３の開口部４３ｂから突出する方向）に付勢されている。尚、スプリングホルダ５２は、その端面が半球状に成形され、この半球状の端面が前記係止部材５０の円孔５０ｂ部分に当接している。
【００３３】
而して、以上のように構成されるロック機構３６は、図７に示すように、ボディ４３のフランジ部４３ａを前記ケース３４の前面に当接せしめ、ケース３４に内側から挿通するビス５４をボディ４３のフランジ部４３ａに形成された前記ネジ孔４４（図５参照）に螺着せしめることによって、ケース３４の前面に取り付けられ、そのフック５１がケース３４内で出没してこれがバッテリボックス３２の前面下部に形成された係合溝３２ａに対して係脱することによって、バッテリボックス３２のケース３４に対する装着状態がロック或はアンロックされる。
【００３４】
ところで、図３に示すようにバッテリボックス３２が装着されている状態においては、該バッテリボックス３２の下部がケース３４によって保持されるとともに、同バッテリボックス３２の前端面と後端面に各々貫設された前記ガイド溝３２ｃ，３２ｄには、図２に示すように、前記ガイド部材４２，３７がそれぞれ嵌合し、更に、図３及び図７に示すようにロック機構３６が施錠状態（ロック状態）にあって、フック５１がバッテリボックス３２の係合溝３２ａに係合してバッテリボックス３２のケース３４への装着状態がロックされているため、該バッテリボックス３２が確実に固定されてそのガタが小さく抑えられ、振動によるバッテリボックス３２の損傷が効果的に防がれる。
【００３５】
尚、ロック機構３６が施錠状態にあるときには、シリンダ４６がボディ４３内に押し込まれており、このとき、フック５１はシリンダ４６の押圧力をスプリングホルダ５２とスプリング５３を介して伝達されるためにシリンダ４６と共に移動して図示のようにボディ４３の開口部４３ｂから突出し、バッテリボックス３２の係合溝３２ａに係合して該バッテリボックス３２の装着状態をロックする。そして、このロック状態においては、図６に示す係止部材５０のストッパ部５０ａはボディ４３に形成された係合溝４５の鍵状部分４５ａに係合している。
【００３６】
而して、バッテリの充電のためにバッテリボックス３２を取り外すには、先ず、ロック機構３６を解錠してバッテリボックス３２の装着状態のロックを解除する。即ち、図８に示すようにキー４８を錠部材４９に差し込んでこれを矢印方向に回動させる。ここで、キー４８は前記ホイールロック３１にも共用され、これはホイールロック３１を施錠状態としなければシリンダ５６のキー溝５６ａ（図２参照）から抜くことができない。
【００３７】
前述のようにキー４８を図８の矢印方向に回すと、係止部材５０が同方向に回動してそのストッパ部５０ａがボディ４３の係合溝４５の鍵状部分４５ａから外れるため、シリンダ４６はスプリング４７の付勢力によって図９に示すように移動してボディ４３から突出する。すると、スプリング５３によって図９の右方に付勢されたフック５１はその一端フランジ部５１ａがシリンダ４６に当接しているため、シリンダ４６と共に同方向に移動してバッテリボックス３２の係合溝３２ａとの係合が解除される。
【００３８】
上記ロック機構３６の解錠の後、或は以前に図４に示すように、シート１１を前方に倒してバッテリボックス３２の上方を開放するが、この操作は次のようにしてなされる。
【００３９】
即ち、図３に示す通常使用状態にあるシート１１において、レバー１６をスプリング１８の付勢力に抗して押し上げてこれを軸１７を中心として図３の反時計方向に回動させると、該レバー１６の先端フック部１６ａのピン１５との係合が解除され、ヒンジ部材１３とこれに支持されたシート１１を軸１４を中心として反時計方向に回動せしめることができ、図４に示すようにシート１１を前方に倒してバッテリボックス３２の上方を開放することができる。
【００４０】
以上のようにしてロック機構３６が解錠され、シート１１が前方に倒されてバッテリボックス３２の上方が開放されると、バッテリボックス３２の上部に設けられたハンドル３３を起こしてこれを把持し、該バッテリボックス３２をガイド部材３７に沿って上方に引くことによってこれを容易に取り外すことができるが、このとき、バッテリボックス３２の前面に貫設されたガイド溝３２ｃもガイド部材４２に嵌合しているため、該バッテリボックス３２はガタ付くことなくスムーズに上方に持ち上げられて取り外される。
【００４１】
而して、本実施の形態においては、図９に示すロック機構３６の解錠状態においては、キー４８を錠部材４９から抜くことができず、従って、ユーザーはバッテリボックス３２を取り外した後には、キー４８を差したままシリンダ４６をボディ４３に押し込んだ後にキー４８を回してロック機構３６を施錠する。すると、キー４８を抜くことができるため、バッテリボックス３２を取り外してバッテリを充電する際には、ロック機構３６は図１０に示す施錠状態にある。そして、この施錠状態においては、フック５１は単独にスプリング５３の付勢力に抗して自由に摺動することができる。
【００４２】
その後、バッテリの充電が終了してバッテリボックス３２を再び装着する際には、図４に示す状態においてバッテリボックス３２をガイド部材３７に沿って摺動させてこれの下部をケース３４に部分的に装着せしめれば良い。
【００４３】
即ち、バッテリボックス３２の後面をガイド部材３７の上端ガイド部３７ｂに当てて該バッテリボックス３２をガイド部材３７に沿って押し下げると、バッテリボックス３２の前端面と後端面に貫設されたガイド溝３２ｃ，３２ｄがガイド部材４２，３７にそれぞれ嵌合するため、バッテリボックス３２は両ガイド部材４２，３７にガイドされながらガタなくスムーズに摺動する。
【００４４】
そして、図１１に示すように、バッテリボックス３２の下端部がロック機構３６のフック５１の先端テーパ面５１ｂに当接すると、前述のようにフック５１はスプリング５３に抗して単独で自由に摺動することができる状態にあるため、楔作用によってフック５１がバッテリボックス３２から図１１において左方の力を受けて同方向に摺動し、バッテリボックス３２の装着動作によってロック機構３６が解錠され、バッテリボックス３２の装着動作はそのまま継続される。そして、バッテリボックス３２の係合溝３２ａの底面３２ａ−１がフック５１の底面を通過した時点でフック５１に作用する力が開放されるため、該フック５１はスプリング５３の付勢力によって元の位置に戻って図に示すようにバッテリボックス３２の係合溝３２ａに係合し、ロック機構３６は再び施錠状態となってバッテリボックス３２のケース３４への装着状態をロックする。
【００４５】
而して、本実施の形態においては、ロック機構３６を何ら操作することなくバッテリボックス３２を装着するだけで、施錠状態にあるロック機構３６がバッテリボックス３２の装着動作によって解錠された後に再び施錠されるため、バッテリボックス３２の装着作業にキー４８の操作が不要となってバッテリボックス３２を片手で容易に装着することができ、その装着作業が極めて単純化される。
【００４６】
又、本実施の形態においては、バッテリの充電のためにバッテリボックス３２を取り外した後にキー４８を抜くにはロック機構３６を施錠状態とする必要があるため、前述と同様にそれ以後のバッテリボックス３２の装着をワンタッチで容易に行うことができるとともに、バッテリボックス３２のロック忘れを確実に防ぐことができる。
【００４７】
更に、本実施の形態では、ホイールロック３１を施錠しないとキー４８を抜くことができないためにバッテリボックス３２を取り外すことができず、従って、バッテリ充電時の電動自転車１の盗難が防がれ、又、バッテリボックス３２のロック機構３６を施錠しないとキー４８を抜いてホイールロック３１を解錠することができないため、バッテリボックス３２のロック忘れを確実に防ぐことができる。
【００４８】
ところで、図１に示すように、後輪２７のスポークに例えば磁石６０を取り付け、前記ホイールロック３１に内蔵された不図示のセンサーによって磁石６０の磁気を検出することによって後輪２７の回転数を検出するようにすれば、電動自転車１の車速を直接高精度に検出することができる。
【００４９】
尚、以上はロック機構を特に電動自転車に搭載される脱着式バッテリボックスに適用した例について述べたが、本発明はその他任意の脱着式バッテリボックスに対して適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、キー操作によってボディ内を可動なシリンダと、該シリンダの動作に追従して前記ボディから出没することによってバッテリボックスの係合溝に係脱するフックを含んで構成される脱着式バッテリボックスのロック機構において、前記フックを前記シリンダに対して移動可能に支持するとともに、突出方向に付勢し、該フックの先端部にテーパ面を形成することによって、施錠状態における前記バッテリボックスの装着動作によって解錠し、同バッテリボックスの装着完了と同時に施錠するようにしたため、キー操作を要することなく、バッテリボックスを片手で容易に装着することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロック機構を備える電動自転車の側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】バッテリボックスの装着状態を示す電動自転車要部の破断側面図である。
【図４】バッテリボックスの脱着状態を示す電動自転車要部の側面図である。
【図５】本発明に係るロック機構の側断面図である。
【図６】本発明に係るロック機構の側面図である。
【図７】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【図８】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【図９】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【図１０】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【図１１】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 電動自転車
３１ ホイールロック
３２ バッテリボックス
３６ ロック機構
４３ ボディ
４６ シリンダ
４８ キー
５１ フック
５１ｂ フックのテーパ面
５６ シリンダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリを収納した脱着式バッテリボックスのロック機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電動自転車が提案されて既に実用に供されているが、この電動自転車は人力による駆動力を電動モータによる補助動力によって補うものであって、これにはバッテリの搭載が不可欠である。
【０００３】
ところで、バッテリは充電時の利便性を考慮して車体に対して容易に脱着することができる構造とすることが望ましく、又、ライダーの乗降時の邪魔にならない場所に配置されるべきである。
【０００４】
而して、斯かる電動自転車の中にはバッテリをバッテリボックス内に収納し、バッテリボックスを車体に対して脱着可能に装着するようにしたものが知られているが、この種の電動自転車にあっては、バッテリボックスの盗難防止のために該バッテリボックスの装着状態をロックするためのロック機構が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のロック機構においては、バッテリボックスを取り外す解錠時のみならず、同バッテリボックスを装着する施錠時にもキー操作が必要であり、バッテリボックスの装着又は取り外しの少なくとも一方においては両手による作業が不可欠であったため、該バッテリボックスの脱着作業が面倒であり、特にバッテリボックスをワンタッチで容易に装着することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、キー操作を要することなく、バッテリボックスを片手で容易に脱着することができるようにした脱着式バッテリボックスのロック機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、キー操作によってボディ内を可動なシリンダと、該シリンダの動作に追従して前記ボディから出没することによってバッテリボックスの係合溝に係脱するフックを含んで構成される脱着式バッテリボックスのロック機構において、前記フックを前記シリンダに対して移動可能に支持するとともに、突出方向に付勢し、該フックの先端部にテーパ面を形成することによって、施錠状態における前記バッテリボックスの装着動作によって解錠し、同バッテリボックスの装着完了と同時に施錠するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
又、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、施錠状態においてのみ前記キーを前記シリンダから抜くことができるよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
更に、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記キーを前記脱着式バッテリボックスを備える電動自転車に設けられたホイールロックにも共用するとともに、該ホイールロックが施錠状態にあるときのみキーをホイールロックのシリンダから抜くことができるよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
従って、請求項１記載の発明によれば、バッテリボックスを取り外した後にロック機構を施錠状態にしておけば、以後のバッテリボックスの装着時にはその装着動作によってロック機構が自動的に解錠されて該バッテリボックスが装着され、このバッテリボックスの装着が終了すると同時に施錠されるために面倒なキー操作が不要となり、バッテリボックスを片手で容易に装着することができる。
【００１１】
又、請求項２記載の発明によれば、例えばバッテリの充電のためにバッテリボックスを取り外した後にキーを抜くにはロック機構を施錠状態とする必要があるため、請求項１記載の発明と同様にそれ以後のバッテリボックスの装着をワンタッチで容易に行うことができるとともに、バッテリボックスのロック忘れを確実に防ぐことができる。
【００１２】
更に、請求項３記載の発明によれば、ホイールロックを施錠しないとキーを抜くことができないためにバッテリボックスを取り外すことができず、従って、バッテリ充電時の電動自転車の盗難が防がれ、又、バッテリボックスのロック機構を施錠しないとキーを抜いてホイールロックを解錠することができないため、バッテリボックスのロック忘れを確実に防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明に係るロック機構を備える電動自転車の側面図、図２は図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図３はバッテリボックスの装着状態を示す電動自転車要部の破断側面図、図４はバッテリボックスの脱着状態を示す電動自転車要部の側面図、図５は本発明に係るロック機構の側断面図、図６は同ロック機構の側面図、図７乃至図１１はバッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【００１５】
先ず、図１に基づいて電動自転車１の概略構成を説明する。
【００１６】
図１において、２は車体前方上部に位置するヘッドパイプであり、該ヘッドパイプ２にはハンドルステム３が回動自在に挿通している。そして、ハンドルステム３の上端にはハンドル４が結着され、同ハンドルステム３の下端にはフロントフォーク５が結着されており、該フロントフォーク５の下端部には前輪６が回転自在に軸支されている。尚、前輪６の一部はフロントフェンダ７によって覆われている。
【００１７】
又、前記ヘッドパイプ２からはダウンチューブ８が車体後方（図１の右方）に向かって斜め下方に延出しており、該ダウンチューブ８の略水平に延びる後端部からはシートチューブ９が車体後方に向かって斜め上方に立設されている。そして、シートチューブ９内にはシートポスト１０（図３及び図４参照）が上下動自在に嵌合保持されており、該シートポスト１０の上端にはシート１１が回動可能に支持されている。ここで、シート１１の支持構造を図３及び図４に基づいて説明する。
【００１８】
即ち、前記シートポスト１０の上端にはブラケット１２が結着されており、該ブラケット１２には、シート１１を支持するヒンジ部材１３が軸１４によって回動自在に支持されるとともに、ピン１５が突設されている。そして、ヒンジ部材１３にはＬ字状を成すレバー１６が軸１７によって回動自在に枢着されており、該レバー１６はスプリング１８によって一方向に付勢されている。
【００１９】
而して、シート１１の通常の使用状態においては、レバー１６の先端フック部１６ａが前記ピン１５に係合してシート１１が図３に示す水平状態に保たれている。
【００２０】
ところで、図１に示すように、車体の略中央下部にはパワーユニット１９が板金製の取付ブラケット２０を介してダウンチューブ８及びシートチューブ９に支持されている。このパワーユニット１９は人力による駆動系と電動モータによる駆動系を並設して構成され、これにはクランク軸２１が回転自在に支承されており、該クランク軸２１の左右にはクランク２２が取り付けられ、各クランク２２の端部にはペダル２３が軸支されている。尚、ダウンチューブ８とシートチューブ９との接続部周辺と取付ブラケット２０及びパワーユニット１９の一部は樹脂製のカバー２４によって覆われている。
【００２１】
又、前記取付ブラケット２０からは左右一対のチェーンステイ２５が車体後方に向かって延設されており、該チェーンステイ２５の後端部と前記シートチューブ９の上端部とは左右一対のシートステイ２６によって連結されている。そして、チェーンステイ２５後端の前記シートステイ２６との連結部には後輪２７が回転自在に軸支されており、後輪２７の一部はリヤフェンダ２８によって覆われている。尚、後輪２７にはホイールスプロケット２９が結着されており、このホイールスプロケット２９と前記パワーユニット１９に設けられた不図示のドライブスプロケットとの間には無端状のチェーン３０が巻装されている。又、前記シートステイ２６の途中には、後輪２７の回転をロックして盗難を防ぐためのホイールロック３１が取り付けられている。尚、図２に示すように、ホイールロック３１にはこれを施錠するためのロック機構５５が設けられており、該ロック機構５５のシリンダ５６には後述のキー４８（図５及び図６参照）を差し込むべきキー溝５６ａが開口している。
【００２２】
而して、本実施の形態に係る電動自転車１においては、シート１１の下方であって、シートチューブ９とリヤフェンダ２８とで囲まれる空間にバッテリボックス３２が脱着可能に装着されている。
【００２３】
ここで、上記バッテリボックス３２の脱着構造の詳細を図２乃至図４に基づいて説明する。
【００２４】
図２に示すように、バッテリボックス３２は左右に２分割された樹脂成型品を接合一体化して矩形ボックス状に成形されており、その内部にはシュリンクパックされた複数の単電池で構成される不図示のＮｉ−Ｃｄバッテリが収納されている。そして、このバッテリボックス３２の上部には、図３に示すように、起倒自在なハンドル３３が設けられている。又、図２に示すように、バッテリボックス３２の前端面と後端面には、左右のリブ３２ａ，３２ｂによって形成されるガイド溝３２ｃ，３２ｄがそれぞれ上下方向に貫設されている。
【００２５】
一方、図３及び図４に示すように、前記取付ブラケット２０の上面のシートチューブ９とリヤフェンダ２８で囲まれる空間に臨む部分には、上面が開口するカップ状のケース３４がビス３５によって内側から取り付けられている。このケース３４は樹脂にて一体成型されており、図３に示すように、該ケース３４にはバッテリボックス３２の下部が部分的に装着される。
【００２６】
又、上記ケース３４の前面にはロック機構３６が取り付けられており、同ケース３４の後端面には車幅方向に長い断面矩形の差し込み孔３４ａが上下方向に貫設されている。そして、ケース３４の差し込み孔３４ａには、ポリプロピレン（ＰＰ）等の軟質樹脂で一体成型された車幅方向に広い板状のガイド部材３７の下端部３７ａが差し込まれており、該ガイド部材３７はケース３４の後端部からリヤフェンダ２８の前面に沿ってシートチューブ９に対して略平行に斜め上方に立設されている。
【００２７】
上記ガイド部材３７は、図４に示すように、その車幅方向中央部が車体前方に向かって凸状に湾曲しており、その上端部３７ｂは車体後方に向かって折り返されてガイド部を構成している。そして、このガイド部材３７の上部は、リヤフェンダ２８に溶着された金属製ブラケット３８にビス３９とナット４０によって取り付けられている。
【００２８】
而して、図４に示すように、シートチューブ９の後方には、底部がケース３４によって囲まれ、前後がシートチューブ９とガイド部材３７で囲まれ、且つ、上面と左右両側面が開放された空間が形成され、図３に示すように、この空間に前記バッテリボックス３２が収納され、前述のようにバッテリボックス３２が収納されている状態においては、該バッテリボックス３２の下部はケース３４に部分的に装着されている。尚、図４に示すように、シートチューブ９の上部後面には金属製のブラケット４１が溶着されており、該ブラケット４１には樹脂製のガイド部材４２が嵌め込まれている。
【００２９】
次に、本発明に係る前記ロック機構３６の構成の詳細を図５及び図６に基づいて説明する。
【００３０】
ロック機構３６は円筒状のボディ４３を有しており、該ボディ４３の一端外周に形成されたフランジ部４３ａには２つのネジ孔４４が形成され、図６に示すように、同ボディ４３の軸方向中間部にはＬ字状の係合溝４５が形成されている。そして、このボディ４３内にはシリンダ４６が摺動自在に嵌装されており、該シリンダ４６は、これとボディ４３との間に縮装された大径のスプリング４７によって図５の左方（該シリンダ４６がボディ４３から突出する方向）に付勢されている。又、このシリンダ４６内にはキー４８を差し込むべき円柱状の錠部材４９が嵌着されており、同シリンダ４６内には錠部材４９によって区画される空間Ｓが形成されている（図５参照）。
【００３１】
そして、上記錠部材４９の空間Ｓに臨む端面にはキー４８の回動操作に連動して回動する平板状の係止部材５０が設けられており、この係止部材５０のストッパ部５０ａ（図６参照）は、シリンダ４６に形成された溝４６ａを貫通してボディ４３の前記係合溝４５に係合している。尚、図５に示すように、係止部材５０の中心部には円孔５０ｂが穿設されている。
【００３２】
又、ボディ４３内には、該ボディ４３の一端開口部４３ｂから出没する中空状のフック５１が摺動自在に収納されており、該フック５１の一端フランジ部５１ａは前記シリンダ４６の内周部に摺動自在に嵌合しており、同フック５１の他端先端部はボディ４３の一端開口部４３ｂに摺動自在に嵌合保持され、その端面はテーパ面５１ｂを構成している。そして、このフック５１は、これとスプリングホルダ５２との間に縮装された小径のスプリング５３によって図５の右方（該フック５１がボディ４３の開口部４３ｂから突出する方向）に付勢されている。尚、スプリングホルダ５２は、その端面が半球状に成形され、この半球状の端面が前記係止部材５０の円孔５０ｂ部分に当接している。
【００３３】
而して、以上のように構成されるロック機構３６は、図７に示すように、ボディ４３のフランジ部４３ａを前記ケース３４の前面に当接せしめ、ケース３４に内側から挿通するビス５４をボディ４３のフランジ部４３ａに形成された前記ネジ孔４４（図５参照）に螺着せしめることによって、ケース３４の前面に取り付けられ、そのフック５１がケース３４内で出没してこれがバッテリボックス３２の前面下部に形成された係合溝３２ａに対して係脱することによって、バッテリボックス３２のケース３４に対する装着状態がロック或はアンロックされる。
【００３４】
ところで、図３に示すようにバッテリボックス３２が装着されている状態においては、該バッテリボックス３２の下部がケース３４によって保持されるとともに、同バッテリボックス３２の前端面と後端面に各々貫設された前記ガイド溝３２ｃ，３２ｄには、図２に示すように、前記ガイド部材４２，３７がそれぞれ嵌合し、更に、図３及び図７に示すようにロック機構３６が施錠状態（ロック状態）にあって、フック５１がバッテリボックス３２の係合溝３２ａに係合してバッテリボックス３２のケース３４への装着状態がロックされているため、該バッテリボックス３２が確実に固定されてそのガタが小さく抑えられ、振動によるバッテリボックス３２の損傷が効果的に防がれる。
【００３５】
尚、ロック機構３６が施錠状態にあるときには、シリンダ４６がボディ４３内に押し込まれており、このとき、フック５１はシリンダ４６の押圧力をスプリングホルダ５２とスプリング５３を介して伝達されるためにシリンダ４６と共に移動して図示のようにボディ４３の開口部４３ｂから突出し、バッテリボックス３２の係合溝３２ａに係合して該バッテリボックス３２の装着状態をロックする。そして、このロック状態においては、図６に示す係止部材５０のストッパ部５０ａはボディ４３に形成された係合溝４５の鍵状部分４５ａに係合している。
【００３６】
而して、バッテリの充電のためにバッテリボックス３２を取り外すには、先ず、ロック機構３６を解錠してバッテリボックス３２の装着状態のロックを解除する。即ち、図８に示すようにキー４８を錠部材４９に差し込んでこれを矢印方向に回動させる。ここで、キー４８は前記ホイールロック３１にも共用され、これはホイールロック３１を施錠状態としなければシリンダ５６のキー溝５６ａ（図２参照）から抜くことができない。
【００３７】
前述のようにキー４８を図８の矢印方向に回すと、係止部材５０が同方向に回動してそのストッパ部５０ａがボディ４３の係合溝４５の鍵状部分４５ａから外れるため、シリンダ４６はスプリング４７の付勢力によって図９に示すように移動してボディ４３から突出する。すると、スプリング５３によって図９の右方に付勢されたフック５１はその一端フランジ部５１ａがシリンダ４６に当接しているため、シリンダ４６と共に同方向に移動してバッテリボックス３２の係合溝３２ａとの係合が解除される。
【００３８】
上記ロック機構３６の解錠の後、或は以前に図４に示すように、シート１１を前方に倒してバッテリボックス３２の上方を開放するが、この操作は次のようにしてなされる。
【００３９】
即ち、図３に示す通常使用状態にあるシート１１において、レバー１６をスプリング１８の付勢力に抗して押し上げてこれを軸１７を中心として図３の反時計方向に回動させると、該レバー１６の先端フック部１６ａのピン１５との係合が解除され、ヒンジ部材１３とこれに支持されたシート１１を軸１４を中心として反時計方向に回動せしめることができ、図４に示すようにシート１１を前方に倒してバッテリボックス３２の上方を開放することができる。
【００４０】
以上のようにしてロック機構３６が解錠され、シート１１が前方に倒されてバッテリボックス３２の上方が開放されると、バッテリボックス３２の上部に設けられたハンドル３３を起こしてこれを把持し、該バッテリボックス３２をガイド部材３７に沿って上方に引くことによってこれを容易に取り外すことができるが、このとき、バッテリボックス３２の前面に貫設されたガイド溝３２ｃもガイド部材４２に嵌合しているため、該バッテリボックス３２はガタ付くことなくスムーズに上方に持ち上げられて取り外される。
【００４１】
而して、本実施の形態においては、図９に示すロック機構３６の解錠状態においては、キー４８を錠部材４９から抜くことができず、従って、ユーザーはバッテリボックス３２を取り外した後には、キー４８を差したままシリンダ４６をボディ４３に押し込んだ後にキー４８を回してロック機構３６を施錠する。すると、キー４８を抜くことができるため、バッテリボックス３２を取り外してバッテリを充電する際には、ロック機構３６は図１０に示す施錠状態にある。そして、この施錠状態においては、フック５１は単独にスプリング５３の付勢力に抗して自由に摺動することができる。
【００４２】
その後、バッテリの充電が終了してバッテリボックス３２を再び装着する際には、図４に示す状態においてバッテリボックス３２をガイド部材３７に沿って摺動させてこれの下部をケース３４に部分的に装着せしめれば良い。
【００４３】
即ち、バッテリボックス３２の後面をガイド部材３７の上端ガイド部３７ｂに当てて該バッテリボックス３２をガイド部材３７に沿って押し下げると、バッテリボックス３２の前端面と後端面に貫設されたガイド溝３２ｃ，３２ｄがガイド部材４２，３７にそれぞれ嵌合するため、バッテリボックス３２は両ガイド部材４２，３７にガイドされながらガタなくスムーズに摺動する。
【００４４】
そして、図１１に示すように、バッテリボックス３２の下端部がロック機構３６のフック５１の先端テーパ面５１ｂに当接すると、前述のようにフック５１はスプリング５３に抗して単独で自由に摺動することができる状態にあるため、楔作用によってフック５１がバッテリボックス３２から図１１において左方の力を受けて同方向に摺動し、バッテリボックス３２の装着動作によってロック機構３６が解錠され、バッテリボックス３２の装着動作はそのまま継続される。そして、バッテリボックス３２の係合溝３２ａの底面３２ａ−１がフック５１の底面を通過した時点でフック５１に作用する力が開放されるため、該フック５１はスプリング５３の付勢力によって元の位置に戻って図に示すようにバッテリボックス３２の係合溝３２ａに係合し、ロック機構３６は再び施錠状態となってバッテリボックス３２のケース３４への装着状態をロックする。
【００４５】
而して、本実施の形態においては、ロック機構３６を何ら操作することなくバッテリボックス３２を装着するだけで、施錠状態にあるロック機構３６がバッテリボックス３２の装着動作によって解錠された後に再び施錠されるため、バッテリボックス３２の装着作業にキー４８の操作が不要となってバッテリボックス３２を片手で容易に装着することができ、その装着作業が極めて単純化される。
【００４６】
又、本実施の形態においては、バッテリの充電のためにバッテリボックス３２を取り外した後にキー４８を抜くにはロック機構３６を施錠状態とする必要があるため、前述と同様にそれ以後のバッテリボックス３２の装着をワンタッチで容易に行うことができるとともに、バッテリボックス３２のロック忘れを確実に防ぐことができる。
【００４７】
更に、本実施の形態では、ホイールロック３１を施錠しないとキー４８を抜くことができないためにバッテリボックス３２を取り外すことができず、従って、バッテリ充電時の電動自転車１の盗難が防がれ、又、バッテリボックス３２のロック機構３６を施錠しないとキー４８を抜いてホイールロック３１を解錠することができないため、バッテリボックス３２のロック忘れを確実に防ぐことができる。
【００４８】
ところで、図１に示すように、後輪２７のスポークに例えば磁石６０を取り付け、前記ホイールロック３１に内蔵された不図示のセンサーによって磁石６０の磁気を検出することによって後輪２７の回転数を検出するようにすれば、電動自転車１の車速を直接高精度に検出することができる。
【００４９】
尚、以上はロック機構を特に電動自転車に搭載される脱着式バッテリボックスに適用した例について述べたが、本発明はその他任意の脱着式バッテリボックスに対して適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、キー操作によってボディ内を可動なシリンダと、該シリンダの動作に追従して前記ボディから出没することによってバッテリボックスの係合溝に係脱するフックを含んで構成される脱着式バッテリボックスのロック機構において、前記フックを前記シリンダに対して移動可能に支持するとともに、突出方向に付勢し、該フックの先端部にテーパ面を形成することによって、施錠状態における前記バッテリボックスの装着動作によって解錠し、同バッテリボックスの装着完了と同時に施錠するようにしたため、キー操作を要することなく、バッテリボックスを片手で容易に装着することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロック機構を備える電動自転車の側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】バッテリボックスの装着状態を示す電動自転車要部の破断側面図である。
【図４】バッテリボックスの脱着状態を示す電動自転車要部の側面図である。
【図５】本発明に係るロック機構の側断面図である。
【図６】本発明に係るロック機構の側面図である。
【図７】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【図８】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【図９】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【図１０】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【図１１】バッテリボックス脱着時のロック機構の作用を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 電動自転車
３１ ホイールロック
３２ バッテリボックス
３６ ロック機構
４３ ボディ
４６ シリンダ
４８ キー
５１ フック
５１ｂ フックのテーパ面
５６ シリンダ
Claims (3)
- キー操作によってボディ内を可動なシリンダと、該シリンダの動作に追従して前記ボディから出没することによってバッテリボックスの係合溝に係脱するフックを含んで構成される脱着式バッテリボックスのロック機構において、
前記フックを前記シリンダに対して移動可能に支持するとともに、突出方向に付勢し、該フックの先端部にテーパ面を形成することによって、施錠状態における前記バッテリボックスの装着動作によって解錠し、同バッテリボックスの装着完了と同時に施錠するようにしたことを特徴とする脱着式バッテリボックスのロック機構。 - 施錠状態においてのみ前記キーを前記シリンダから抜くことができるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の脱着式バッテリボックスのロック機構。
- 前記キーを前記脱着式バッテリボックスを備える電動自転車に設けられたホイールロックにも共用するとともに、該ホイールロックが施錠状態にあるときのみキーをホイールロックのシリンダから抜くことができるよう構成したことを特徴とする請求項２記載の脱着式バッテリボックスのロック機構。
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