JP3830127B2 - 電動補助自転車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動補助自転車に関し、特にシートの高さの調整範囲を大きく取ることができるようにした電動補助自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動補助自転車には、シートポスト内にシートチューブを挿入し、該シートチューブを出し入れすることにより、シートの高さを調整するようにしたものがある。この種の自転車の一例として、乗員の跨ぎ性をよくするために、シートポストを曲げたもの、あるいは、例えば特開平１１−１０５７５８号公報に記されているようなものがある。
【０００３】
後者の電動補助自転車においては、シートチューブを保持するシートポストはアシストユニット（モータユニット）の上方に配置されている。このため、該シートポストを下方へ長さ方向に延長すると、該延長線は該アシストユニットと衝突する構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、前記した従来の電動補助自転車においては、長いシートチューブを用いることができず、シートの高さの調整範囲が大きく取れないという課題があった。特に、径の小さいタイヤ（２０インチ未満）の自転車においては、大人から子供まで乗れる自転車として、シートの上下動の範囲を大きくしたい要望がある。
【０００５】
本発明の目的は、前記した従来技術の課題を解消し、シートの高さの調整範囲を大きく取ることのできる電動補助自転車を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明は、 シートチューブをシートポスト内で出し入れして、該シートチューブの高さを調整できる電動補助自転車において、該シートポストは該シートチューブが下方に突出できる開放端を備え、車体フレームに支持された電動補助ユニットは該シートポストの下方への軸線に対して後方に位置し、前記シートチューブの下方への最大突出時に、該シートチューブが該電動補助ユニットと係合しないようにした点に第１の特徴がある。この特徴によれば、シートチューブの高さ方向の調整代を大きくすることができるようになる。
【０００７】
また、本発明は、前記シートチューブは、上方への最大突出時に、前記シートポストと係合するストッパ部を具備した点に第２の特徴がある。この特徴によれば、乗車時にシートポストが車体フレームに及ぼす力を制限する事ができ、車体フレームの強度を確保し、軽量化することができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る操向装置を含む電動補助自転車の側面図である。電動補助自転車の車体フレーム２は、車体前方に位置するヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１から略水平後方に延びたパイプ状の前フレーム２２と、前フレーム２２の後端に連結された後フレーム２３とを備える。これらフレームに径の小さい（１６〜１８インチ）タイヤＷＦ、ＷＲを支持させている。後フレーム２３は左右一対のアルミニュームのダイキャスト製品からなる分割フレームである。この分割フレームは車体前方寄りに結合部２３１を有する二また状の構造体をなし、結合部２３１には、そこから斜め後上方に延びてシートチューブ３を保持するためのシートポスト（ボス）２３２が形成される。
【０００９】
シートポスト２３２には締め代が設けられており、クランパ２３３を締めることにより、シートチューブ３はシートポスト２３２で確実に保持される。クランパ２３３を緩めることにより、シートチューブ３はシートポスト２３２に対して上下方向に摺動可能となり、シートチューブ３の上端に装着されるシート４の高さを調節することができる。
【００１０】
この時、本実施形態では、シートポスト２３２は、その下方に、シートチューブ３を下方に突出させることができるようにする開放端を有しており、一方電動補助ユニット（アシストユニット）１は該 シートポスト２３２の下方への軸線に対して後方に位置するように配置されている。このため、シートチューブ３はシートポスト２３２の開放端を越えて下方に突出させることができるようになり、その長さを長くすることができる。この結果、シートの高さ調整の範囲、すなわちシート高調整代を大きくすることができるようになる。
【００１１】
また、シートチューブ３をシートポスト２３２から引き抜いて完全に分離することができる。さらに、シート４とシートチューブ３との結合にもシートチューブ３とシートポスト２３２との結合構造が採用されており、シート４とシートチューブ３とが容易に結合・分離できる。
【００１２】
ヘッドパイプ２１には、上部に形成された軸部を介してフロントフォーク５が回動自在に保持される。フロントフォーク５の上部に形成された軸部の上端にはジョイント６を介してハンドルポスト７が結合され、ハンドルポスト７の上部には操向装置の一部してのハンドル８が結合される。ジョイント６はノブ６１の操作によって緩めることができ、この操作により、ジョイント６を中心にハンドルポスト７を折り畳むことができる。フロントフォーク５の下端には前輪ＷＦが回転自在に軸支される。操向ハンドル８のブレーキレバー８１から下方に延びるワイヤ８２の先端は前輪ＷＦに設けられたフロントブレーキ９に結合される。
【００１３】
後フレーム２３は、前フレーム２２に対してヒンジ２４およびヒンジ２４の反対側つまり車体左側に設けられるロック装置で連結される。このロック装置のロックを解除することにより、ヒンジ２４を枢軸にして車体を折り畳むことができるし、さらにヒンジ２４の結合を解除することにより、前フレーム２２および後フレーム２３を互いに分離することもできる。
【００１４】
後フレーム２３の側面視外観は、車体前方寄りの部分が幅広で、後方に向かって幅が狭まった形状である。左右一対の後フレーム２３の後端間には、駆動輪としての後輪ＷＲが軸支される。ハンドル８の左部分からワイヤ８３が車体後部に延長される。ワイヤ８３は２本からなり、１本は、後フレーム２３上に設けられたリヤブレーキ１０に結合されるリヤブレーキワイヤ８３２であり、他の１本は、後フレーム２３の後端部近傍に設けられた変速機８５に結合される変速機ワイヤ８３１である。ワイヤ８３は、後方に延長される途中、バンド８４，８４によって前フレーム２２の下部に固縛される。
【００１５】
後フレーム２３内では、リヤブレーキワイヤ８３２は車体の左側に、変速機ワイヤ８３１は同右側に振り分けられる。左右に振り分けられたリヤブレーキワイヤ８３２および変速機ワイヤ８３１は、後フレーム２３内を後方に延びる。
【００１６】
後フレーム２３の幅広部分つまり前方寄りの下部には、前記シートチューブ３の延長線上よりも後方に配置された電動補助ユニット（アシストユニット）１が懸架される。アシストユニット１は、後フレーム２３の左右分割部分の締結用のボルト２５とボルト２７とによって後フレーム２３の組み付け時に共締めにより固定される。アシストユニット１はその最下部に配された踏力補助用の電動モータＭと、モータＭの上前方に配されたクランク軸１１とを有する。クランク軸１１の左右端にはそれぞれクランク１２が固定され、クランク１２の先端にはペダル１３が設けられる。ペダル１３は車体の左右方向に水平に延びた状態で使用されるが、ペダル１３とクランク１２との連結部にヒンジを採用し、不使用時にはクランク１２に沿うよう折り畳み可能に構成することができる。
【００１７】
ペダル１３から入力される踏力、および踏力に応じてこの踏力を軽減させるようモータＭによって発生される補助力はアシストユニット１内の歯車を含む伝達装置を介して合力され、その出力はスプロケットカバー１４で覆われている図示しない駆動スプロケット（図４に符号３３で示す）の回転として取り出される。駆動スプロケットの回転を後輪ＷＲに伝達するチェーン１５が設けられる。
【００１８】
後フレーム２３の前記幅広部分および前記結合部２３１、ならびに左右一対の後フレーム２３を後部で互いに結合するボルト２５（またはボルトを支持するボス）で囲繞された空間には、前記電動モータＭおよびその他の電装部の電源となるバッテリを収容するバッテリボックス１６が装着される。左右に分割された後フレーム２３の部分を互いに結合するためには、前記ボルト２５，２７の他、前フレーム２２との連結部近傍に配置されるボルト２６が使用される。
【００１９】
図２は後フレーム２３の車体左前方から見た斜視図であり、図３は同平面図である。両図において、後フレーム２３は左部分２３Ｌと右部分２３Ｒとからなり前記ボルト２５，２７が挿通可能な、ボス２５ＢＬ，２５ＢＲ，２７ＢＬ，２７ＢＲが設けられる。締め付け部２６にもノックピンを支持するボスが形成されるが、図２，図３では図示されていない。ボス２５ＢＬ，２５ＢＲ間、ならびにボス２７ＢＬ，２７ＢＲ間には前記アシストユニット１の上端に形成されるハンガー部７０ｂ（図４も参照）が挟まれるように配され、後フレームの２３の左部分２３Ｌと右部分２３Ｒと共締めされて取り付けられる。
【００２０】
後フレーム２３の上面にはバッテリボックス１６を取り付けるための座２３４、２３５、２３６、ならびにリヤブレーキ１０を取り付けるための座２３７Ｌ，２３７Ｒが形成される。また、後フレーム２３上面の、前記シートポスト用のシートポスト２３２の前部には、アシストユニット１等にバッテリから電流を供給するための電源スイッチを取付ける取付座２３８が形成される。
【００２１】
座２３８には、鍵Ｋで操作される電源スイッチ５０が装着される。バッテリボックス１６は座２３４，２３５，２３６に支持され、後フレーム２３の左部分２３Ｌと右部分２３Ｒとの間に収容される。
【００２２】
さらに、後フレーム２３の前端つまり前フレーム２２との合わせ面にはヒンジ２４の一方の部分であるボス２４１、およびロック装置のピン（図示せず）を回動自在に支持するボス２８が形成される。ボス２４１には枢軸ピン２４２が差し込まれ、その先端にワッシャ２４３と止め輪２４４が装着される。ヒンジの一部を構成する前フレーム２２側のフックがこのピン２４２に係合する。
【００２３】
図４は、後フレーム２３とバッテリボックス１６およびアシストユニット１との取付位置関係を示す要部側面図である。図４において、アシストユニット１のケース本体７０の周囲には、アシストユニット１を後フレーム２３に連結するためのハンガー７０ａ，７０ｂが形成される。ハンガー７０ａ、７０ｂの先端にはそれぞれボスが形成され、これらのボスには、ボルト２５，２７がそれぞれ貫通する。これらのボルト２５，２７はさらに後フレ−ム２３のボス２５ＢＬなどを貫通してハンガー７０ａ、７０ｂを後フレーム２３に締結し、これによりアシストユニット１が後フレーム２３に懸架される。
【００２４】
このように、後フレーム２３に対するアシストユニット１の固定部と、後フレーム２３の左右分割部分同士の締結部とを、１カ所に統合して設けるようにしたので、部品点数を低減できるとともに、これら固定部と締結部とを設けるスペースも小さくでき、この部分での後フレーム２３のサイズ縮小を図ることができる。
【００２５】
クランク軸１１には図示しないワンウェイクラッチを介して踏力入力ギヤ３０が結合されており、この踏力入力ギヤ３０は合成ギヤ３１の小ギヤ３１ａに噛み合う。一方、モータＭのピニオン２９には補助動力ギヤ（アシストギヤ）３２の大ギヤ３２ａが噛み合うように設けられ、この大ギヤ３２ａと一体に回転する小ギヤ３２ｂは前記合成ギヤ３１の大ギヤ３１ｂに噛み合う。また、合成ギヤ３１の大ギヤ３１ｂは駆動スプロケット３３の軸に固定された出力ギヤ３４に噛み合う。アシストユニット１のケース本体７０やアシストギヤ３２は軽量化のため樹脂成型品によって製作されるのが望ましいし、静粛性等の観点からヘリカルギヤとするのがよい。
【００２６】
後フレーム２３の後端には後輪ＷＲを支持する車軸３３１が設けられ、この車軸３３１には、図示しないワンウェイクラッチを介して従動スプロケット３３２が結合される。駆動スプロケット３３および従動スプロケット３３２間には前記チェーン１５が張設される。
【００２７】
このように、モータＭの回転はピニオン２９とアシストギヤ３２とを介して合成ギヤ３１に伝達され、クランク軸１１から入力される踏力は踏力入力ギヤを介して合成ギヤ３１に伝達される。そして、踏力と補助動力とは合成ギヤ３１で合力されて駆動スプロケット３３に伝達され、さらに従動スプロケット３３２を介して後輪ＷＲに伝達される。ケース７０内の前部に配置されるコントローラ３７は、図示しない踏力検出手段から入力される踏力値に基づいて、モータＭの回転を制御する。
【００２８】
本体ケース７０の後方下部には、アルミニュームの成型品からなるメインスタンド３５を回動自在に支持する枢軸３６が取り付けられる。また、本体ケース７０の下端に設けられた突起７０ｃは前フレーム２２と後フレーム２３とを分離させたときに、後フレーム２３を含む自転車の後部分を自立させるための脚部であり、地面に置いたときは、この突起７０ｃと後輪ＷＲとで、地面に自立できる。
【００２９】
後フレーム２３の前端に設けられたボス２８，２８にはロックレバー３８を有するロックピン３９が挿通される。このロックピン３９を中心として回動可能にボルト３９１が設けられ、ボルト３９１にはナット３が螺着される。ボルト３９１は前フレーム２２から張出すように形成された係合部４０の溝に通され、ナット３９２の一面がこの係合部４０に当接して締付け面を形成する。
【００３０】
ボルト３９１が装着されるロックピン３９の中央部分はボス２８の孔に対して偏心しており、ロックレバー３８を回動させることにより、前記ナット３９２と係合部４０との当接強さが調節される。ナット３９２の締付け面と係合部４０との当接強さの最大値はナット３９２の回動量により決定できる。図示のようにロックレバー３８が後フレーム２３に沿う位置に回動された状態では、ナット３９２と係合部４０とは強く接触して、前フレーム２２と後フレ−ム２３とが強く結合される。
【００３１】
一方、ロックレバー３８を後フレーム２３から離れる方向つまり車体に直交する方向に向かって回動させると、ナット３９２は前記ロックピン３９の偏心形状によりその偏心量に応じた距離だけ係合部４０から離れる方向（車体前方）に偏倚して、ナット３９２と係合部４０との当接強さが弱まる。当接強さを弱めたところでロックピン３９を軸にしてボルト３９１を回動させると、ナット３９２と係合部４０との係合を解除でき、前フレーム２２と後フレーム２３とをヒンジ２４を中心に折り畳むことができる。
【００３２】
次に、前記シートチューブ３の詳細な構成を、図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ矢視断面図を示す。シートチューブ３は、チューブ本体３００とシート固定部３０１からなり、チューブ本体３００の下方の適所に、ストッパ部、例えばボス３０２が固定され、また、該ボス３０２から所定距離上方に、最低挿入線３０３が刻印等で表記されている。
【００３３】
このボス３０２は、車体フレーム２の強度を確保するために、シート４がある高さ以上では乗車できなくするためのものであり、使用者がシート４を高くするために、クランパ２３３を緩めてシートチューブ３を上に持ち上げると、予め定められた持ち上げ限界において、該ボス３０２がシートポスト２３２の内径部に形成された図示されていないストッパ受け部と係合して、シートチューブ３がそれ以上持ち上がらなくなる。この時、シートチューブ３が最低挿入位置であることを使用者に知らせるために、シートチューブ３の円周であって、シートポスト２３２の上端との境界に、最低挿入線３０３が表示されている。従って、使用者はシートチューブ３を上に持ち上げている時に、シートチューブ３が上方への最大突出位置にきたことが容易に分かる。
【００３４】
図６は、シートチューブ３とシートポスト２３２との位置関係を示す斜視図である。シートポスト２３２の内径部には、前記ストッパ受け部と周方向に偏った位置に、前記シートチューブ３のボス３０２が通過できる溝３１０が上方に形成されている。このため、該ボス３０２がシートポスト２３２の前記ストッパ受け部に係合した後、シートチューブ３が軸周りに所定角度回動され、次いで上方に持ち上げられると、シートチューブ３をシートポスト２３２から引き抜いて完全に分離することができる。また、前記と逆の操作をすれば、両者を容易に結合することができる。」
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１〜４の発明によれば、シートチューブの高さ方向の調整範囲、すなわちシート高調整代を、大きくすることができるようになる。また、請求項２の発明によれば、乗車時にシートチューブが車体フレームに及ぼす力を制限して、該車体フレームの強度を確保することができるようになる。
【００３６】
また、請求項３の発明によれば、シートチューブとシートポストとの結合、分離を容易に行うことができるようになる。さらに、請求項４の発明によれば、使用者はシートチューブが上方への最大突出位置に来たことを容易に知ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る電動補助自転車の側面図である。
【図２】 後フレームを左前方から見た斜視図である。
【図３】 後フレームの平面図である。
【図４】 アシストユニット周辺の要部側面図である。
【図５】 シートチューブの側面図である。
【図６】 シートチューブとシートポストの係合関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…電動補助ユニット、 ２…車体フレーム、 ３…シートチューブ、 ７…ハンドルポスト、 ８…操向ハンドル、 １１…クランク軸、 １３…ペダル、 １６…バッテリボックス、 ２２…前フレーム、 ２３…後フレーム、 ２３２・・・シートポスト、３００・・・シートチューブ本体、３０２・・・ストッパ部、３０３・・・最低挿入線。

Claims (5)

1. 上部にシートを保持したシートチューブを車体フレームに形成されたシートポスト内で出し入れして、シートの高さを調整できる電動補助自転車において、
   該シートポストは該シートチューブが下方に突出できる開放端を備え、
   前記車体フレームに支持された電動補助ユニットは該シートポストの下方へ延長した軸線に対して後方に位置し、
   前記シートチューブの下方への最大突出時に、該シートチューブが該電動補助ユニットと係合しないようにしたことを特徴とする電動補助自転車。
2. 前記シートチューブは、上方への最大突出時に、前記シートポストと係合するストッパ部を具備したことを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車。
3. 前記ストッパ部は、前記シートチューブ下部に設けられた突部であり、前記シートポストの内径部には、該突部の位置に対して周方向に偏った位置に、該突部が通過できる溝部を具備したことを特徴とする請求項２記載の電動補助自転車。
4. 前記シートチューブの外周には、上方への最大突出位置を明示する表示部が設けられており、前記ストッパ部が前記シートポストと係合した位置で、前記表示部と前記シートポスト上端位置とが一致することを特徴とする請求項３記載の電動補助自転車。
5. 前記電動補助自転車の車輪が１６乃至１８インチ径のタイヤからなることを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車。

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