JP3844192B2 - 電動補助自転車用バッテリ収納装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動補助自転車用バッテリ収納装置に関し、特に、車体への着脱が容易で、かつ、車両への搭載スペースを大きく取らないようにするのに好適な電動補助自転車用バッテリ収納装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ペダルに加えられた踏力を後輪に伝達するための人力駆動系と、踏力に応じて人力駆動系に補助動力を付加させることができるモータ駆動系とを備えた電動補助自転車が知られている。この電動補助自転車にモータ等の電源として搭載されるバッテリは、充電などメンテナンスのために電動補助自転車に着脱したり、手で運搬したりすることがある。一般に取扱いを容易にするためバッテリは収納装置としての樹脂ケースに装填され、収納装置には取手が設けられる。
【０００３】
図１４は、バッテリ収納装置を搭載した電動補助自転車の要部側面図である。この電動補助自転車では、シートポスト１００と後輪ＷＲとの間に設けられたスペースにバッテリ収納装置としてのバッテリパック１０１が配置される。バッテリパック１０１はアウタボックス１０２内に納められ、上部にはヒンジ１０３を枢軸として開閉自在な蓋１０４が被せられる。蓋１０４には鍵１０５が設けられ、バッテリパック１０１にはこの鍵１０５との干渉を避けるため角を落とした部分が設けられる。そして、この部分につながって形成された凹部１０６を取手として利用している。このようなバッテリ収納装置を搭載した電動補助自転車は、特開平９−９５２９０号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
バッテリ収納装置の取手を上記公報に記載されたもののように凹部とすると、ユーザは手を奥に入れなければならないため操作をしにくい。一方、取手をバッテリパックの上方に突き出したものとすると、アウタボックスが大型化し、スペースの確保が容易でなくなる。また、上記凹部を利用するものや固定の取手を有するものは、重量のバランスをとりにくく、電動補助自転車への着脱や、運搬の作業性が良くない。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、車体への搭載や運搬の操作性を向上できるとともに、小さいスペースにも容易に収容することができる電動補助自転車用バッテリ収納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】
前記目的を達成するために、本発明は、バッテリ本体を収納し、上蓋に鍵装置を備えたバッテリボックスに収容されて車体に搭載される電動補助自転車用バッテリ収納装置において、当該バッテリ収納装置の上部に回動自在に取り付けられた取手を備え、前記上蓋が閉じた位置における前記鍵装置の位置と反対側に前記取手の回動範囲が設けられている点に第１の特徴がある。
【０００７】
第１の特徴によれば、ユーザがバッテリをボックスに置いた時に起立している取手は、必ず上蓋を閉じた時の鍵装置の反対側の空間へ倒して収納されるため、上蓋を閉じる操作時には、上蓋の下面に突出している鍵装置が取手と干渉しないので、取手が上部に設けられているバッテリ収納装置であっても、バッテリボックスにコンパクトに収まって車体に搭載することができる。
【０００８】
また、本発明は、前記バッテリ本体を収納するケースを含み、前記取手を回動自在に支持するように立ち上げられた壁部分が前記ケースと一体に形成され、前記取手が、収納時にはその外形が前記立ち上げられた壁部分の輪郭に沿うように形状が決定されている点に第２の特徴がある。
【０００９】
第２の特徴によれば、取手がバッテリ収納装置のケース輪郭に収まってコンパクトに車体に搭載することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記壁部分を貫通して設けられた枢軸に結合されて前記取手が支持され、前記枢軸には、前記ケースに係合して前記取手の回動範囲を前記範囲に制限する突部が形成されている点に第３の特徴がある。
【００１１】
第３の特徴によれば、取手の回動範囲が前記突部で明確に規定されるので、誤って前記鍵装置の収納位置に取手を倒した状態で上蓋が閉じられるということが回避される。
【００１２】
また、本発明は、前記突部が、前記回動範囲のうち、前記鍵装置側限界で前記ケースに当接する第１突部と、前記取手の収納位置側限界直前で一時的に負荷を増大させるため前記ケースに形成される突起に当接する第２突部とからなる点に第４の特徴がある。
【００１３】
第４の特徴によれば、取手を所定位置に正しく収納するためには、前記負荷を克服して回動させる必要があり、その際、ユーザの手には明瞭な「クリック感」が伝わり、操作に確実さを与えることができる。
【００１４】
さらに、本発明は、前記鍵装置側限界では、前記鍵装置を含む上蓋の開閉軌跡上に前記取手が位置するよう前記第１突部と前記ケースの当接部分との位置が決定されている点に第５の特徴がある。
【００１５】
第５の特徴によれば、鍵装置側限界では上蓋が干渉して閉じられない。これを無理に閉じようとしても、前記第１突部がケースに当接されるのでそのような無理な操作は回避され、取手が正しい位置に収納された後で上蓋を閉じることができるので、確実な操作が可能となる。
【００１６】
【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バッテリ収納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。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を有する二叉状の構造体をなし、結合部２３１には、そこから斜め後上方に延びるシートポスト３を保持するためのボス２３２が形成される。
【００１７】
ボス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、シートポスト３はボス２３２で確実に保持される。このクランパ２３３を緩めることにより、シートポスト３はボス２３２に対して上下方向に摺動可能となり、シートポスト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。
【００１８】
ヘッドパイプ２１にはフロントフォーク５がその上部に形成された軸部を介して回動自在に保持される。この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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。後フレーム２３にはリヤブレーキ１０が設けられ、操向ハンドル８からワイヤ８３が延長されてリヤブレーキ１０に結合される。
【００２１】
後フレーム２３の幅広部分つまり前方寄り部分の下部には、前記シートポスト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。
【００２２】
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に沿うようペダル１３を折り畳み可能に構成することができる。
【００２３】
ペダル１３から入力される踏力、および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。なお、前輪ＷＦおよび後輪ＷＲの径はともに１６インチである。
【００２４】
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。なお、左右に分割された後フレーム２３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。
【００２５】
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。ボルト２６用のボスも形成されるが、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）が挟まれるようにして取り付けられる。
【００２６】
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ボス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。
【００２７】
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（後述する）がこのピン２４２に係合する。
【００２８】
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をそれぞれボルト２５，２７で後フレーム２３に締結することにより、アシストユニット１は後フレーム２３に懸架される。
【００２９】
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、アシストギヤ３２は静粛性等の観点からヘリカルギヤとするのがよい。
【００３０】
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、チェーン１５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。
【００３１】
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足部であり、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。
【００３２】
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３９２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。
【００３３】
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って前記ナット３９２の締付け面と係合部４０との当接強さを強めたり弱めたりすることができる。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せた状態では、ナット３９２と係合部４０とは強く接触して、前フレーム２２と後フレーム２３とが強く結合される。
【００３４】
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。
【００３５】
後フレーム２３の前部つまりシートポストを保持するためのボス２３２の前側に設けられた前記取付座２３８（図２）には、鍵Ｋで操作される電源スイッチ５０が装着される。
【００３６】
図５はバッテリの構造を示す要部破断斜視図である。同図において、バッテリ４１は、収縮フィルムのパッケージ４１０で包まれたバッテリ本体（例えば、ニッケル水素電池セルを２０本俵積みしたもの）４１１と、バッテリ本体４１１を収納する２分割された樹脂成型品のバッテリケース（以下、単に「ケース」という）４１２とからなる。ケース４１２には複数のＬＥＤを点灯してその点灯数でバッテリ残量を表示するインジケータ４２と、充電のためのコネクタ４３と、ヒューズ４４とが設けられる。また、持ち運びや脱着のための取手４６がケース４１２に回動自在に取り付けられる。ケース４１２の底部にはバッテリ本体４１１と接続される端子つまり放電接点４７，４７が設けられる。
【００３７】
上記ケース４１２の構造をさらに説明する。図６はケース４１２のうち、２分割された一方の斜視図、図７は同他方の斜視図である。図において、ケース４１２の一方の部分（以下、「右ケース」という）４１２Ｒ，および他方の部分（以下、「左ケース」という）４１２Ｌには、前記バッテリ本体４１１の位置決め、およびケースの補強のためのリブ４８と、右ケース４１２Ｒ，左ケース４１２Ｌを一体に結合するときのボルトを支持するボス４９とが形成される。右ケース４１２Ｒの上部には、インジケータ４２の表示面が外部から見られるよう、窓５０が形成される。また、右ケース４１２Ｒ，左ケース４１２Ｌの底部には、脚５１，５２が形成される。脚５２は前記放電接点４７を保護する機能をも有する。
【００３８】
右ケース４１２Ｒ，左ケース４１２Ｌの上部中央部には凹部５３が形成され、この凹部５３の縦壁５３１，５３２には、取手４６を回動自在に支持する枢軸５４，５４が貫通する。枢軸５４，５４には取手４６の回動範囲規制手段を構成する第１突部５４１と取手４６の収納時の位置を安定させるための第２突部５４２が形成される。これら第１突部５４１が当接するストッパ壁５５が右ケース４１２Ｒに形成され、第２突部５４２が係合する突起５６が左ケース４１２Ｌに形成される。
【００３９】
取手４６の支持構造をさらに説明する。図９は取手の支持部を含むケース４１２の要部拡大図、図１０および図１１は枢軸５４の軸方向から見たケース４１２の要部拡大図である。図９，図１０において、取手４６をケース４１２に支承する枢軸５４の端部に形成されたフランジ部５４Ｆから放射状に第１突部５４１と第２突部５４２とが張り出している。取手４６は起こされていて、第１突部５４１がストッパ壁５５の端面に当接して取手４６がＲ方向へこれ以上回動しないように動きが規制されている。
【００４０】
また、取手４６をケース４１２の凹部５３内に格納するときには、図１１に示すように第２突部５４２が左ケース４１２Ｌの突起５６に当接するまで取手４を回動させる。そして、第２突部５４２が、さらに突起５６を変形させつつ、これを乗り越えて、図１０の２点鎖線で示す位置つまり突起５６の上方に回り込むようＲ’方向へ取手４６を回動させる。これにより、取手４６はケース４１２に沿った定位置に収まる。このように、取手４６を起こしたり倒したりする際には、突起５６を乗り越える抵抗感（クリック感）があるので、取り扱い操作が確実に行われた実感を得られやすいし、取手４６の格納状態の安定化を図ることができる。なお、図８に取手４６を格納した状態での左ケース４１２Ｌの斜視図を示す。
【００４１】
図１２、図１３はバッテリボックスに搭載したバッテリの態様を示す後フレーム２３の横断面図であり、それぞれ蓋を閉じた状態、および蓋を開いた状態を示す。後フレーム２３の左部分２３Ｌと右部分２３Ｒとの間にバッテリボックス１６が配置され、このバッテリボックス１６内にバッテリ４１が収容される。バッテリボックス１６は後フレーム２３の上部に形成された前記座２３４，２３５，２３６によって支持され、長手方向が車体前後方向と一致するよう配置される。バッテリボックス１６はバッテリ４１を上方から着脱可能なように上部が開放されたボックス本体１６１と、この開放上部を覆う蓋１６２とからなる。蓋１６２は車体の側方向に旋回開放できるよう、図示しないヒンジを用いてボックス本体１６１に回動自在に取り付けられる。
【００４２】
蓋１６２には鍵装置４５が設けられる。この鍵装置４５は鍵（電源スイッチを操作する鍵と共用できるのがよい）を回して出し入れできる爪４５１を有していて、この爪４５１がボックス本体１６１上端に係合して施錠される。
【００４３】
バッテリ４１がバッテリボックス１６に収容された状態では、図１２に示すように、取手４６は蓋１６２に設けられた鍵装置４５を避けるよう、矢印Ｒ’方向に回動して鍵装置４５の反対側に倒すことができる。取手４６が倒れている状態では、Ｕ字型をしている取手４６のＵ字の開放側が鍵装置４５側に位置するため、蓋１６２の開閉時の鍵装置４５の軌跡はこの開放側を通過するように描かれる。したがって、鍵装置４５は取手４６と干渉することなくバッテリ４１の上部角の凹部にコンパクトに収まる。
【００４４】
一方、図１３に示すように、バッテリ４１をバッテリボックス１６から取り出す際には、蓋１６２は車体右側へ開放され、手でつかみやすいように取手４６は矢印Ｒ方向（車体左側）に回動されて起立させられる。車体の左側に立つユーザにとって、右側へ開いてバッテリを取り出しやすい蓋と、持ち上げる方向と略同方向に左側へ回動してくる取手が、バッテリの出し入れを極めて容易にしている。なお、取手４６を起立させたままでは鍵装置４５が取手４６と干渉するので蓋１６２を閉じることはできない。また、前記ストッパ壁５５に第１突部５４１が当接して取手４６の回動は規制されているので、蓋１６２を無理に閉じることはできない。このように、上記クリック感を伴う操作など、一つずつの操作が確実に行われることにより、バッテリ４１の着脱と適正な搭載が実現できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなとおり、請求項１〜５の発明によれば、操作性を良くするため回動自在に設けた取手を有しているバッテリ収納装置を、コンパクトにバッテリボックスに収容して車体に搭載することができる。特に、バッテリボックスの上蓋に鍵装置が設けられている場合に、この鍵装置を避ける位置に取手を回動させて収納することができる。また、取手の回動範囲を明確に規定できるので、確実な操作を期待できる。例えば、誤った操作や不確実な操作では、所定のクリック感が得られなかったり、上蓋が閉まらなかったりして、ユーザが感覚的に操作の不確実さを認識することができる。
【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】 バッテリの構造を示す断面斜視図である。
【図６】 左ケースの斜視図である。
【図７】 右ケースの斜視図である。
【図８】 取手を倒した状態の左ケースの斜視図である。
【図９】 取手の支持部を示す右ケースの要部正面図である。
【図１０】 取手の支持部を内側から見たケースの断面図（取手起立時）である。
【図１１】 取手の支持部を内側から見たケースの断面図（取手格納時）である。
【図１２】 バッテリボックスの断面側面図（蓋を閉じた状態）である。
【図１３】 バッテリボックスの断面側面図（蓋を開いた状態）である。
【図１４】 従来のバッテリ収納装置を含む電動補助自転車の要部側面図である。
【符号の説明】
１…電動補助ユニット、 ２…車体フレーム、 ３…シートポスト、 ８…操向ハンドル、 １１…クランク軸、 １３…ペダル、 １４…スプロケットカバー、 １６…バッテリボックス、 ２２…前フレーム、 ２３…後フレーム、 ２４…ヒンジ、 ２５，２６，２７…ボルト、 ２８…ボス、 ２９…ピニオン、３２…アシストギヤ、 ３３…スプロケット、 ３８…ロックレバー、 ４１…バッテリ、 ４２…インジケータ、 ４５…鍵装置、 ４６…取手、 ４１２…バッテリケース

Claims (3)

1. バッテリ本体を収納するケースと、該ケースを収容し、中央部から偏った位置に鍵装置が設けられた開閉自在な上蓋を備えたバッテリボックスとからなる電動補助自転車用バッテリ収納装置において、
   前記ケースの上部に形成された凹部の縦壁を貫通して設けられた枢軸に結合されて該縦壁に回動自在に支持された取手を備え、
   前記枢軸には、前記ケースに係合して前記上蓋が閉じた位置における前記鍵装置の位置と反対側に前記取手の回動範囲を制限する突部が形成されており、
   前記取手が、収納時には前記ケース上部の輪郭に沿うようにその形状が決定されていることを特徴とする電動補助自転車用バッテリ収納装置。
2. 前記突部が、
   前記回動範囲のうち、前記鍵装置側限界で前記ケースに当接する第１突部と、
   前記取手の収納位置側限界直前で一時的に負荷を増大させるため前記ケースに形成される突起に当接する第２突部と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用バッテリ収納装置。
3. 前記鍵装置側限界では、前記鍵装置を含む上蓋の開閉軌跡上に前記取手が位置するよう前記第１突部と前記ケースの当接部分との位置が決定されていることを特徴とする請求項２記載の電動補助自転車用バッテリ収納装置。

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