JP6275017B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、モータで駆動される車両に関する。

モータで駆動される車両として、例えば、乗員がペダルに加えた踏力に所定のアシスト比を乗じた補助動力を電動モータに発生させ、それら踏力と補助動力の合力を駆動輪に伝達し、走行を補助するようにした電動補助自転車がある（例えば特許文献１参照）。このような電動補助自転車では、モータにより人力を補助することにより、例えば坂道の走行時や荷物を積んでいるときの乗員の負担を減らすことができる。

特開平０９−２２６６６４号公報

上記のような補助機構は、荷物運搬用の台車が接続された自転車に適用することも可能である。しかし、例えば、業務用の荷物運搬用自転車において、積載される荷物の総重量が大きい場合は、走行負荷が増え、電力消費量が増える。また、台車自体の重量によっても走行負荷が増えるため、電力消費量が増えることになる。このため、業務用の荷物運搬用自転車では、台車が接続されない自転車よりもバッテリの減りが早く、適切な補助動力を発生させながら走行可能な距離が短くなってしまうことになる。

また、上記のような台車が接続された自転車に限らず、台車が接続されない自転車においても、適切な補助動力を発生させながら走行可能な距離が長くなることは有益である。

本発明は、モータで駆動される車両において、モータによる動力を発生させながら走行可能な距離を伸ばすことを目的とする。

本発明のある実施形態に係る車両は、駆動輪を回転可能に支持する第１フレームと、操舵輪を回転可能に支持するとともに前記第１フレームに対して揺動可能な第２フレームとを備えた車両であって、前記第１および第２フレームの一方のフレーム側には、前記車両の駆動に用いられる動力を発生するモータと、前記モータに電力を供給するバッテリを搭載するためのバッテリ搭載部とが配置されており、前記第１および第２フレームの他方のフレーム側には、予備バッテリを搭載するための予備バッテリ搭載部が配置されている。

ある実施形態において、前記第２フレームは前記第１フレームに対して揺動軸を中心に揺動し、前記第２フレームは、前記揺動軸を中心として回転する方向の力を受けた時に前記第１フレームに対して揺動してもよい。

ある実施形態において、前記第２フレーム側には、前記モータおよび前記バッテリ搭載部が配置されており、前記第１フレーム側には、前記予備バッテリ搭載部が配置されていてもよい。

ある実施形態において、前記第１フレーム側には、前記予備バッテリ搭載部が複数個配置されていてもよい。

ある実施形態において、前記第１フレーム側には、前記駆動輪以外に、別の駆動輪または非駆動輪が回転可能に支持されていてもよい。

ある実施形態において、前記車両の乗員の踏力と補助動力の比であるアシスト比を制御する制御部をさらに備え、前記モータは、前記踏力と前記アシスト比に応じて前記補助動力を発生してもよい。

ある実施形態において、前記一方のフレーム側には、前記踏力の検知に用いるトルクセンサがさらに配置されていてもよい。

ある実施形態において、前記車両は、前記他方のフレーム側に配置された前記予備バッテリから前記一方のフレーム側に配置された前記モータへの電力の供給に用いられる導電線をさらに備えていてもよい。

ある実施形態において、前記導電線の少なくとも一部は、前記第２フレームの揺動軸に沿って配置されていてもよい。

ある実施形態において、前記第２フレームは、前記揺動軸に沿ったフレーム部分を有し、前記導電線の少なくとも一部は、前記揺動軸に沿ったフレーム部分に固定されていてもよい。

ある実施形態において、前記車両には台車が接続可能であってもよい。

ある実施形態において、前記予備バッテリ搭載部の位置は、前記車両の車幅方向中心に対して車幅方向の一方側に偏っていてもよい。

ある実施形態において、前記一方のフレーム側に配置されたバッテリ搭載部および前記他方のフレーム側に配置された予備バッテリ搭載部は、前記車両の車幅方向の同じ一方側からバッテリが着脱可能であってもよい。

ある実施形態において、前記一方のフレーム側に配置されたバッテリ搭載部および前記他方のフレーム側に配置された予備バッテリ搭載部は、前記車両の車幅方向の一方側に使用者が位置した状態で、バッテリが着脱可能であってもよい。

ある実施形態において、前記車両は車輪を３個以上備え、前記予備バッテリ搭載部に搭載された前記予備バッテリの重心は、平面視において前記車輪の接地点同士を結ぶ直線で囲まれた領域内に位置してもよい。

ある実施形態において、前記予備バッテリ搭載部に搭載された前記予備バッテリの少なくとも一部は、平面視における前記車両の投影面と重なっていてもよい。

ある実施形態において、前記予備バッテリ搭載部に搭載された前記予備バッテリの全体が、前記車両の投影面と重なっていてもよい。

本発明のある実施形態によれば、第１および第２フレームの一方のフレーム側には、モータとバッテリ搭載部とが配置され、他方のフレーム側には予備バッテリ搭載部が配置されている。これにより、路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保との両立が可能となる。例えば、モータ、バッテリ、予備バッテリの全てが第１フレームに集中した場合には、操舵輪側への分布荷重が確保し難く、操舵性能の確保が難しい。一方、モータ、バッテリ、予備バッテリの全てが第２フレームに集中した場合には、駆動輪側への分布荷重が確保し難く、路面へと伝わる駆動力の確保が難しい。しかし、上述のように、第１および第２フレームの一方のフレーム側にはモータ、バッテリを搭載し、他方のフレーム側には予備バッテリを搭載することにより、路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。また、一方のフレーム側の重量を増やすことなく予備バッテリを搭載することができる。例えば、揺動する第２フレーム側にモータとバッテリを配置する形態において、第１フレーム側に予備バッテリを配置することで、揺動部の復元機構の強度は従来と同じままで、予備バッテリを搭載することができる。

また、例えば、第２フレームは第１フレームに対して揺動軸を中心に揺動し、第２フレームは、揺動軸を中心として回転する方向の力を受けた時に第１フレームに対して揺動してもよい。このような構成の車両においても、上記のように路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。

また、例えば、第２フレーム側には、モータおよびバッテリ搭載部が配置されており、第１フレーム側には、予備バッテリ搭載部が配置されていてもよい。このような構成の車両においても、上記のように路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となるとともに、揺動部の復元機構の強度は従来と同じままで、予備バッテリを搭載することができる。

また、例えば、第１フレーム側には、予備バッテリ搭載部が複数個配置されていてもよい。予備バッテリを複数個搭載することにより、モータによる動力を発生させながら走行可能な距離をさらに伸ばすことができる。

また、例えば、第１フレーム側には、駆動輪以外に、別の駆動輪または非駆動輪が回転可能に支持されていてもよい。このような構成の車両においても、上記のように路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。

また、例えば、車両の乗員の踏力と補助動力の比であるアシスト比を制御する制御部をさらに備え、モータは、踏力とアシスト比に応じて補助動力を発生してもよい。また、このとき、一方のフレーム側には、踏力の検知に用いるトルクセンサがさらに配置されていてもよい。このような構成の車両においても、上記のように路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。

また、例えば、他方のフレーム側に配置された予備バッテリから一方のフレーム側に配置されたモータへの電力の供給に用いられる導電線をさらに備えてもよい。これにより、メインのバッテリと予備バッテリとを入れ替えることなく、両方のバッテリの電力を使用することができる。

また、例えば、導電線の少なくとも一部は、第２フレームの揺動軸に沿って配置されていてもよい。例えば、第２フレームは、揺動軸に沿ったフレーム部分を有し、導電線の少なくとも一部は、揺動軸に沿ったフレーム部分に固定されていてもよい。これにより、第２フレームの揺動に伴う導電線の移動量を小さくすることができ、導電線にかかる負荷を低減することができる。

また、例えば、車両には台車が接続可能であってもよい。このような構成の車両においても、上記のように路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。

また、例えば、予備バッテリ搭載部の位置は、車両の車幅方向中心に対して車幅方向の一方側に偏っていてもよい。また、例えば、バッテリ搭載部および予備バッテリ搭載部は、車両の車幅方向の同じ一方側からバッテリが着脱可能であってもよい。また、例えば、バッテリ搭載部および予備バッテリ搭載部は、車両の車幅方向の一方側に使用者が位置した状態で、バッテリが着脱可能であってもよい。これにより、使用者によるバッテリの積み替え作業を効率良く行うことができる。

また、例えば、予備バッテリ搭載部に搭載された予備バッテリの重心は、平面視において車輪の接地点同士を結ぶ直線で囲まれた領域内に位置してもよい。これにより、予備バッテリの重量によって、路面へと伝わる駆動力と操舵性能とがより確実に確保される。また、例えば、予備バッテリ搭載部に搭載された予備バッテリの少なくとも一部は、平面視における車両の投影面と重なっていてもよい。また、例えば、予備バッテリ搭載部に搭載された予備バッテリの全体が、車両の投影面と重なっていてもよい。これにより、予備バッテリを走行中の路上の障害物と干渉し難くすることができる。

本発明のある実施形態に係る車両によれば、第１および第２フレームの一方のフレーム側にはモータおよびバッテリ搭載部を配置し、他方のフレーム側には予備バッテリ搭載部を配置することにより、路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。例えば、モータ、バッテリ、予備バッテリの全てが第１フレームに集中した場合には、操舵輪側への分布荷重が確保し難く、操舵性能の確保が難しい。一方、モータ、バッテリ、予備バッテリの全てが第２フレームに集中した場合には、駆動輪側への分布荷重が確保し難く、路面へと伝わる駆動力の確保が難しい。しかし、上述のように、第１および第２フレームの一方のフレーム側にはモータおよびバッテリ搭載部を配置し、他方のフレーム側には予備バッテリ搭載部を配置することにより、路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。

また、一方のフレーム側の重量を増やすことなく予備バッテリを搭載することができる。例えば、揺動する第２フレーム側にモータとバッテリを配置する形態において、第１フレーム側に予備バッテリを配置することで、揺動部の復元機構の強度は従来と同じままで、予備バッテリを搭載することができる。

本発明の実施形態に係る電動補助自転車を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る前フレーム部の後端部および後フレーム部を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る前フレーム部の後端部および後フレーム部を示す後方斜視図である。 本発明の実施形態に係る前フレーム部の後端部および後フレーム部を示す背面図である。 本発明の実施形態に係る後フレーム部を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る電動補助自転車を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る台車を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る台車を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る台車を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るスタンド部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動補助自転車の構成要素を示すブロック図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る前フレーム部に設置されたバッテリを示す図であり、（ｂ）はそのバッテリを前フレーム部から取り外す動作を示す図である。 本発明の実施形態に係る予備バッテリを載せるための搭載部を設けた後フレーム部を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る予備バッテリを載せるための搭載部を設けた後フレーム部を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る予備バッテリを載せるための搭載部を複数個設けた後フレーム部を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る予備バッテリを載せるための搭載部を設けた後フレーム部を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る予備バッテリを載せるための搭載部を設けた後フレーム部を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る前フレーム部側と後フレーム部側との電気的な接続状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る後フレーム部側から前フレーム部側へ延びる導電線の位置を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、以下においては、本発明の車両の一例として３輪の電動補助自転車について説明する。本発明の実施形態における左右、前後、上下とは、電動補助自転車１０のシート５０に乗員がそのハンドル３６に向かって着座した状態を基準とした左右、前後、上下を意味する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る電動補助自転車１０を示す側面図である。図１は、荷物運搬用台車１４（以下、台車１４と略記する）が接続されている状態の電動補助自転車１０を示している。電動補助自転車１０は、三輪の電動補助自転車であり、前後方向に延びるフレーム１６を有する。フレーム１６は、操舵輪である前輪４４を回転可能に支持する前フレーム部１８と、駆動輪である後輪５６を回転可能に支持する後フレーム部２０を有し、前フレーム部１８は後フレーム部２０に対して揺動軸方向に沿って揺動する。また、本実施形態では、台車１４は、後フレーム部２０よりも後方に延びるようにかつ着脱可能に後フレーム部２０に接続される。

前フレーム部１８は、ヘッドチューブ２２、ダウンチューブ２４、サドルチューブ２６、ブラケット部２８、チェーンステイ３０、一対のサドルステイ３２（図１では１本のみ図示）、ハンドルステム３４、ハンドル３６、フロントフォーク３８、およびサドルパイプ４０を含む。

ヘッドチューブ２２は、前フレーム部１８の前端部に設けられる。ダウンチューブ２４は、ヘッドチューブ２２から後方斜め下方に向かって延びるように設けられる。サドルチューブ２６は、ダウンチューブ２４の後端部から上方斜め後方に向かって延びるように設けられる。ブラケット部２８は、ダウンチューブ２４の後端部およびサドルチューブ２６の下端部から後方に向かって延びるように設けられる。

チェーンステイ３０は、ブラケット部２８の後端部から後方に向かって延びるように設けられる。一対のサドルステイ３２は、サドルチューブ２６の上端部から後方斜め下方に向かって延びるように設けられる。一対のサドルステイ３２の下端部は、チェーンステイ３０にそれぞれ接続される。

ハンドルステム３４は、ヘッドチューブ２２に回転可能に挿入される。ハンドル３６は、ハンドルステム３４の上端部に固定される。ハンドル３６の一端側（左端側）には、後述する一対の制動装置２０４ａ、２０４ｂを作動させるために操作されるレバー４２が設けられ、ハンドル３６の他端側（右端側）には、後述する制動装置４６を作動させるために操作されるレバー（図示せず）が設けられる。

フロントフォーク３８は、ハンドルステム３４の下端部に固定される。フロントフォーク３８の下端部には、前輪４４が回転可能に支持される。フロントフォーク３８の上部には、前輪４４を制動するための制動装置４６が設けられる。上述のハンドル３６の他端側に設けられるレバー（図示せず）と制動装置４６とを連結するように、ワイヤ４８が設けられる。乗員が上記レバーを操作することによって、ワイヤ４８を介して制動装置４６が操作される。これにより、制動装置４６によって前輪４４が制動される。制動装置４６としては、例えば、キャリパーブレーキを用いることができる。

サドルパイプ４０は、サドルチューブ２６に挿入される。サドルパイプ４０の上端部には、サドル５０が設けられる。

図２は、前フレーム部１８の後端部および後フレーム部２０を示す平面図であり、図３は、前フレーム部１８の後端部および後フレーム部２０を示す後方斜視図である。図４は、前フレーム部１８の後端部および後フレーム部２０を示す背面図であり、図５は後フレーム部２０を示す側面図である。なお、図２においては、図面が煩雑になることを避けるために、台車１４の荷台部５４の図示を省略している。また、図３および図５には、後述する規制装置１４６が取り付けられた状態の後フレーム部２０が示されている。

図１から図５を参照して、後フレーム部２０は、本体部５２および荷台部５４を含む。図２から図４を参照して、本体部５２は、一対の後輪５６、５８を支持する一対の支持フレーム部６０、６２を含む。また、本体部５２は、支持フレーム部６０、６２を支持し且つ支持フレーム部６０、６２の間を左右方向に延びる複数のクロスフレーム部６４、６６、６８を含む。なお、図１においては、図面が煩雑になることを避けるために後輪５６のスポークの図示は省略している。

図３を参照して、支持フレーム部６０は、板状の爪部６０ａ、６０ｂ、平面視略Ｃ字状（略Ｕ字状）の保護フレーム部６０ｃ、６０ｄ、および保護フレーム部６０ｃと保護フレーム部６０ｄとを連結する連結フレーム部６０ｅを含む。

図２および図４を参照して、爪部６０ａと爪部６０ｂとは、左右方向において互いに対向するように設けられる。後輪５６は、車軸７０ａを介して爪部６０ａ、６０ｂに回転可能に支持される。図３を参照して、保護フレーム部６０ｃは、爪部６０ａと爪部６０ｂとを連結し、且つ爪部６０ａ、６０ｂから前方斜め上方に延びるように設けられる。保護フレーム部６０ｄは、爪部６０ａと爪部６０ｂとを連結し、且つ保護フレーム部６０ｃよりも下方において爪部６０ａ、６０ｂから前方斜め下方に延びるように設けられる。連結フレーム部６０ｅは、爪部６０ｂの前方において上下方向に延びて保護フレーム部６０ｃ、６０ｄを連結する。

支持フレーム部６２は、支持フレーム部６０と略左右対称となる構成を有し、爪部６０ａ、６０ｂ、保護フレーム部６０ｃ、６０ｄおよび連結フレーム部６０ｅと同様の爪部６２ａ、６２ｂ、保護フレーム部６２ｃ、６２ｄおよび連結フレーム部６２ｅを有する。図２および図４を参照して、後輪５８は、車軸７０ｂを介して爪部６２ａ、６２ｂに回転可能に支持される。これにより、一対の後輪５６、５８は、左右方向に並んで配置され且つ後フレーム部２０に支持される。

図３を参照して、クロスフレーム部６４の左端は連結フレーム部６０ｅに接続され、右端は連結フレーム部６２ｅに接続される。クロスフレーム部６６は、クロスフレーム部６４よりも下方に設けられる。クロスフレーム部６６の左端は保護フレーム部６０ｄに接続され、右端は保護フレーム部６２ｄに接続される。クロスフレーム部６８はクロスフレーム部６４、６６よりも後方に設けられる。クロスフレーム部６８の左端は爪部６０ｂに接続され、右端は爪部６２ｂに接続される。

図２から図４を参照して、後フレーム部２０はさらに、前後方向に延びる連結フレーム部７２、７４および上下方向に延びる連結フレーム部７６、７８を含む。図２を参照して、連結フレーム部７２、７４の前端はそれぞれクロスフレーム部６４に接続され、後端はそれぞれクロスフレーム部６８に接続される。図３および図４を参照して、連結フレーム部７６、７８の上端はそれぞれクロスフレーム部６４に接続され、下端はそれぞれクロスフレーム部６６に接続される。連結フレーム部７６、７８はそれぞれ、電動補助自転車１０の左右方向における中心側に傾くように下から上に延びる。

図２を参照して、クロスフレーム部６４および連結フレーム部７２に接続されるように板状の支持部材８０ａが設けられ、クロスフレーム部６８および連結フレーム部７２に接続されるように板状の支持部材８０ｂが設けられる。図２および図３を参照して、クロスフレーム部６４および連結フレーム部７４に接続されるように板状の支持部材８０ｃが設けられ、クロスフレーム部６８および連結フレーム部７４に接続されるように板状の支持部材８０ｄが設けられる。

支持部材８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄに支持されるように軸受部材８２が設けられる。軸受部材８２は、板状部８２ａ、板状部８２ａの前端部から上方に延びる軸受部８２ｂ、および板状部８２ａの後端部から上方に延びる軸受部８２ｃを含む。図３を参照して、軸受部８２ｂは、左右方向における中央部に半円状の凹部８２ｄを有する。同様に、軸受部８２ｃは、左右方向における中央部に凹部（図示せず）を有する。

図２から図４を参照して、チェーンステイ３０に一対のブラケット部８４ａ、８４ｂが設けられる。ブラケット部８４ａは、クロスフレーム部６４、６６の上方においてチェーンステイ３０に固定され、ブラケット部８４ｂは、チェーンステイ３０の後端部に固定される。

図３および図４を参照して、ブラケット部８４ａとブラケット部８４ｂとの間に、前後方向に延びる円柱状の軸部材８６が設けられる。軸部材８６の前端部は、締結部材（例えばボルト）を介してブラケット部８４ａに支持され、軸部材８６の後端部は、締結部材８８（例えばボルト）を介してブラケット部８４ｂに支持される。軸部材８６は、周方向に回動できるように軸受部８２ｂの凹部８２ｄおよび軸受部８２ｃの凹部（図示せず）に嵌められる。すなわち、前フレーム部１８の軸部材８６は、周方向に回動できるように後フレーム部２０の軸受部８２ｂに支持される。これにより、前フレーム部１８は、軸部材８６を中心として揺動（ローリング）できるように後フレーム部２０によって支持される。

図６は、電動補助自転車１０を示す平面図であり、後フレーム部２０に対して揺動する前フレーム部１８を示している。前フレーム部１８は、軸部材８６（図３）に沿った揺動軸（ロール軸）８５を中心にして、矢印８７に示すように揺動（ローリング）する。例えば、前フレーム部１８は、揺動軸８５を中心として回転する方向の力を受けた時に後フレーム部２０に対して揺動する。特に、カーブ走行時には、前フレーム部１８は、第１フレームよりも大きくバンクする。

次に、図２を参照して、後フレーム部２０に対して揺動した前フレーム部１８を元の位置に戻そうとする力を発生する復元機構を説明する。チェーンステイ３０の後端部から左右方向に延びるように一対の取付部９０ａ、９０ｂが設けられる。クロスフレーム部６８から前方に延びるように一対の取付部９２ａ、９２ｂが設けられる。取付部９０ａと取付部９２ａとを連結するようにスプリング９４ａが設けられ、取付部９０ｂと取付部９２ｂとを連結するようにスプリング９４ｂが設けられる。本実施形態では、前フレーム部１８が軸部材８６を中心として揺動した場合には、前フレーム部１８を元の位置に戻そうとする力がスプリング９４ａ、９４ｂによって発生される。このように、本実施形態では、スプリング９４ａ、９４ｂが上記復元機構として機能する。

なお、図面が煩雑になることを避けるために、図２においてはスプリング９４ａ、９４ｂを簡略化して示し、図３および図４においては取付部９０ａ、９０ｂ、９２ａ、９２ｂおよびスプリング９４ａ、９４ｂを図示していない。また、上記においては詳細な説明は省略したが、取付部９０ａ、９０ｂ、９２ａ、９２ｂは、スプリング９４ａ、９４ｂを取り付けることができる構成であればよい。なお、スプリング９４ａ、９４ｂをチェーンステイ３０およびクロスフレーム部６８に直接取り付けることができる場合には、取付部９０ａ、９０ｂ、９２ａ、９２ｂは設けなくてもよい。

図２および図４を参照して、複数の連結部９６、９８が後フレーム部２０に設けられる。より具体的には、クロスフレーム部６８の左端部に連結部９６が設けられ、クロスフレーム部６８の右端部に連結部９８が設けられる。本実施形態では、連結部９６、９８は、クロスフレーム部６８よりも後方に延びるようにクロスフレーム部６８に設けられる。

図２を参照して、連結部９６は、平面視において鉤状に屈曲した形状を有する支持部材９６ａ、支持部材９６ａに対して上下動できるように支持部材９６ａに支持される移動部材９６ｂ、および支持部材９６ａが取り付けられる取付部材９６ｃを含む。

支持部材９６ａは、前後方向に対して平行でかつ互いに対向する板状の支持部１００、１０２を有する。支持部１００および１０２は、上下方向に延びる長孔状の貫通孔（図示せず）を有する。移動部材９６ｂは、円筒状の係止部１０４、ボルト１０６およびナット１０８を含む。係止部１０４は、支持部１００と支持部１０２との間に配置される。係止部１０４にボルト１０６が通され、ボルト１０６の先端部にナット１０８が取り付けられる。移動部材９６ｂは、支持部材９６ａに対して上下動できるように支持部材９６ａに支持される。

支持部材９６ａは、複数の締結部材１１４によって取付部材９６ｃに固定される。本実施形態では、締結部材１１４は、ボルトおよびナットを含む。取付部材９６ｃは、側面視略Ｕ字形状を有し、クロスフレーム部６８に固定される。本実施形態では、取付部材９６ｃは、クロスフレーム部６８に溶接される。なお、支持部材９６ａと取付部材９６ｃとが溶接されてもよい。

詳細な説明は省略するが、連結部９８は、連結部９６と左右対称となる構成を有し、支持部材９６ａ、移動部材９６ｂ、取付部材９６ｃと同様の支持部材９８ａ、移動部材９８ｂ、取付部材９８ｃを有する。

図３から図５を参照して、後フレーム部２０の荷台部５４は、平面視略Ｕ字形状の枠部１１６、左右方向に延び且つ枠部１１６に接続されるクロスフレーム部１１８、枠部１１６とクロスフレーム部１１８とを連結するように前後方向に延びる縦フレーム部１２０、１２２、１２４、および枠部１１６の前端部から後方斜め下方に延びる支持フレーム部１２６、１２８を有する。

枠部１１６は、左右対称となる形状を有する。枠部１１６は、左右方向に延びるフロントフレーム部１１６ａ、フロントフレーム部１１６ａの左端から後方に延びるサイドフレーム部１１６ｂ、フロントフレーム部１１６ａの右端から後方に延びるサイドフレーム部１１６ｃ、サイドフレーム部１１６ｂの後端から下方に延びるリアフレーム部１１６ｄ、およびサイドフレーム部１１６ｃの後端から下方に延びるリアフレーム部１１６ｅを含む。

図３を参照して、フロントフレーム部１１６ａの中央部は、後方に向かって凹むように略Ｕ字状に屈曲している。正面視逆Ｕ字状の一対の柵部材１３０ａ、１３０ｂがフロントフレーム部１１６ａに設けられる。図３および図５を参照して、柵部材１３０ａ、１３０ｂは、フロントフレーム部１１６ａから前方に延びた後、上方に延びる。

図３および図４を参照して、リアフレーム部１１６ｄは、その下端部にフランジ部１１６ｆを有し、リアフレーム部１１６ｅは、その下端部にフランジ部１１６ｇを有する。

図３を参照して、クロスフレーム部１１８の中央部は、後方に向かって凹むように略Ｕ字状に屈曲している。正面視逆Ｕ字状の柵部材１３０ｃがクロスフレーム部１１８に設けられる。図３および図５を参照して、柵部材１３０ｃは、クロスフレーム部１１８から後方に延びた後、上方に延びる。

図３を参照して、縦フレーム部１２０は、フロントフレーム部１１６ａの左端部とクロスフレーム部１１８の左端部とを連結する。縦フレーム部１２２は、フロントフレーム部１１６ａの中央部とクロスフレーム部１１８の中央部とを連結する。また、縦フレーム部１２４は、フロントフレーム部１１６ａの右端部とクロスフレーム部１１８の右端部とを連結する。側面視逆Ｕ字状の柵部材１３０ｄが縦フレーム部１２０に設けられ、側面視逆Ｕ字状の柵部材１３０ｅが縦フレーム部１２４に設けられる。柵部材１３０ｄは、縦フレーム部１２０から左方向に延びた後、上方に延びる。柵部材１３０ｅは、縦フレーム部１２４から右方向に延びた後、上方に延びる。

図３および図５を参照して、荷台部５４に荷物１３２を積む場合には、荷物１３２は、例えば、柵部材１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅの内側において、フロントフレーム部１１６ａ、クロスフレーム部１１８、および縦フレーム部１２０、１２２、１２４に支持される。

図３から図５を参照して、支持フレーム部１２６は、その下端部にフランジ部１２６ａを有する。支持フレーム部１２８は、その下端部にフランジ部１２８ａを有する。

枠部１１６のフランジ部１１６ｆは、正面視逆Ｕ字状の取付部材１３４ａを介して保護フレーム部６０ｃに取り付けられ、枠部１１６のフランジ部１１６ｇは、正面視逆Ｕ字状の取付部材１３４ｂを介して保護フレーム部６２ｃに取り付けられる。支持フレーム部１２６のフランジ部１２６ａは、側面視逆Ｕ字状の取付部材１３４ｃを介してクロスフレーム部６６に取り付けられ、支持フレーム部１２８のフランジ部１２８ａは、側面視逆Ｕ字状の取付部材１３４ｄを介してクロスフレーム部６６に取り付けられる。これにより、荷台部５４が本体部５２に支持される。

取付部材１３４ａは、例えば、保護フレーム部６０ｃに溶接され、取付部材１３４ｂは、例えば、保護フレーム部６２ｃに溶接される。取付部材１３４ｃ、１３４ｄはそれぞれ、例えば、クロスフレーム部６６に溶接される。フランジ部１１６ｆ、１１６ｇ、１２６ａ、１２８ａはそれぞれ、例えば、図示しない締結部材（ボルトおよびナット等）によって取付部材１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃ、１３４ｄに固定されてもよく、例えば取付部材１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃ、１３４ｄに溶接されてもよい。

サイドフレーム部１１６ｂから左方向に延びるように、断面略Ｃ字状の取付部材１３６が設けられる。取付部材１３６は、例えば、サイドフレーム部１１６ｂに溶接される。取付部材１３６の左端面に、上方斜め後方に延びる板状の支持部材１３８が取り付けられる。図４および図５を参照して、支持部材１３８は複数の締結部材１４０によって取付部材１３６に固定される。本実施形態では、締結部材１４０は、ボルトおよびナットを含む。

図３から図５を参照して、サイドフレーム部１１６ｂの後端部およびリアフレーム部１１６ｄの上端部を覆うように、断面略Ｃ字状の支持部材１４２ａが設けられる。支持部材１４２ａは、例えば、サイドフレーム部１１６ｂおよびリアフレーム部１１６ｄに溶接される。サイドフレーム部１１６ｃの後端部およびリアフレーム部１１６ｅの上端部を覆うように、断面略Ｃ字状の支持部材１４２ｂが設けられる。支持部材１４２ｂは、例えば、サイドフレーム部１１６ｃおよびリアフレーム部１１６ｅに溶接される。クロスフレーム部１１８の左端部から下方に延びるように、正面視略Ｕ字状の係止部材１４４ａが設けられ、クロスフレーム部１１８の右端部から下方に延びるように、正面視略Ｕ字状の係止部材１４４ｂが設けられる。係止部材１４４ａ、１４４ｂは、例えば、クロスフレーム部１１８に溶接される。

図３、図５を参照して、後輪５６、５８の前転および後転を規制するための規制装置１４６が支持部材１３８、１４２ａ、１４２ｂおよび係止部材１４４ａ、１４４ｂに取り付けられる。規制装置１４６は、揺動部材１４８、リンク部材１５０、作用部材１５２および一対の弾性部材１５４ａ、１５４ｂを含む。本実施形態では、弾性部材１５４ａ、１５４ｂとして、それぞれコイルばねが用いられる。

揺動部材１４８は、棒状の操作部材１５６および操作部材１５６の下端部に設けられる板状のリンク部材１５８を含む。操作部材１５６は、例えばリンク部材１５８に溶接される。リンク部材１５８は、側面視略Ｌ字形状を有する。リンク部材１５０は、上下方向に延びる一対の板状部材１６０を含む。

作用部材１５２は、Ｌ字状の一対の接触部材１６４、および電動補助自転車１０の幅方向（左右方向）に延びかつ一対の接触部材１６４を保持する保持部材１６６を含む。各接触部材１６４は、短冊状の揺動部１６４ａ、および揺動部１６４ａの下端から電動補助自転車１０の幅方向に延びる短冊状の接触部１６４ｂを有する。

軸部材１６６ａは、一対の接触部材１６４を連結するように、電動補助自転車１０の幅方向（左右方向）に延びる。軸部材１６６ａは、その左端部にフランジ状の位置決め部１６６ｄを有し、右端部にフランジ状の位置決め部１６６ｅを有する。

図３および図５を参照して、支持部材１３８とリンク部材１５８とが連結部材１６８を介して連結される。より具体的には、操作部材１５６が少なくとも荷台部５４の上方に延びるように、リンク部材１５８が支持部材１３８に取り付けられる。本実施形態では、連結部材１６８は、ボルト、ナットおよびカラーを含む。

リンク部材１５０の一対の板状部材１６０の上端部の間に、リンク部材１５８の後端部が配置される。リンク部材１５０とリンク部材１５８とは、連結部材１７０を介して連結される。本実施形態では、連結部材１７０は、ボルト、ナットおよびカラーを含む。

リンク部材１５０の一対の板状部材１６０の下端部の間に、左側の接触部材１６４の揺動部１６４ａの下端部が配置される。リンク部材１５０と揺動部１６４ａとは、連結部材１７２を介して連結される。本実施形態では、連結部材１７２は、ボルト、ナットおよびカラーを含む。

作用部材１５２の軸部材１６６ａは、支持部材１４２ａ、１４２ｂの後方に配置される。より具体的には、位置決め部１６６ｄ、１６６ｅが支持部材１４２ａ、１４２ｂの外側に位置するように軸部材１６６ａが配置される。軸部材１６６ａは、クロスフレーム部１１８と略等しい高さに配置され且つクロスフレーム部１１８よりも後方に配置される。本実施形態では、左側の接触部材１６４の接触部１６４ｂは後輪５６の前方に配置され、右側の接触部材１６４の接触部１６４ｂは後輪５８の前方に配置される。

軸部材１６６ａの後方斜め上方から支持部材１４２ａに板状の支持部材１７４ａが取り付けられ、軸部材１６６ａの後方斜め上方から支持部材１４２ｂに板状の支持部材１７４ｂが取り付けられる。支持部材１７４ａ、１７４ｂはそれぞれ、中央部が半円筒状に湾曲した形状を有する。

軸部材１６６ａは、支持部材１４２ａ、１４２ｂと支持部材１７４ａ、１７４ｂとによって揺動可能に支持される。これにより、作用部材１５２は、軸部材１６６ａを中心として揺動可能となる。支持部材１７４ａ、１７４ｂは、例えば、ボルトおよびナットを含む締結部材（図示せず）によって支持部材１４２ａ、１４２ｂに取り付けられる。

弾性部材１５４ａの前端部は荷台部５４の係止部材１４４ａに引っ掛けられ、後端部は保持部材１６６に引っ掛けられる。弾性部材１５４ｂの前端部は荷台部５４の係止部材１４４ｂに引っ掛けられ、後端部は保持部材１６６に引っ掛けられる。これにより、作用部材１５２の後方への揺動が規制される。

図５を参照して、規制装置１４６が後輪５６、５８の回転を規制していないときは、操作部材１５６は鉛直方向に対して略平行になる。このとき、リンク部材１５８の２つの揺動中心（連結部材１６８の中心および連結部材１７０の中心）のうちの一方の揺動中心（連結部材１７０の中心）は、側面視において、リンク部材１５８の他方の揺動中心（連結部材１６８の中心）および軸部材１６６ａの中心を結ぶ仮想的な直線Ｌの上方に位置する。

操作部材１５６を後方に傾けることによって、リンク部材１５８は、リンク部材１５８の後端部が下方に移動するように、連結部材１６８を中心として揺動する。これにより、連結部材１７０は前方斜め下方に移動する。連結部材１７０が前方斜め下方に移動することによって、リンク部材１５０の上端部が、前方斜め下方に移動する。これにより、リンク部材１５０の下端部が後方斜め下方に移動する。

リンク部材１５０の下端部が後方斜め下方に移動することによって、連結部材１７２が後方斜め下方に移動する。これにより、左側の接触部材１６４の揺動部１６４ａの下端部が後方斜め下方に押され、接触部材１６４が軸部材１６６ａを中心として揺動する。一対の接触部材１６４は保持部材１６６（軸部材１６６ａ）によって連結されているので、右側の接触部材１６４は、一方の接触部材１６４とともに軸部材１６６ａを中心として揺動する。これにより、一対の接触部１６４ｂが後方斜め下方に移動し、後輪５６、５８の外周面（より具体的には後輪５６、５８のタイヤの外周面）に接触する。その結果、後輪５６、５８の回転が規制される。本実施形態では、後輪５６、５８の外周面が凹むように、一対の接触部１６４ｂが後輪５６、５８の外周面に接触する。

図１を参照して、ブラケット部２８に、駆動ユニット１７６が設けられる。駆動ユニット１７６は、クランク１７８、一対のペダル１８０ａ、１８０ｂ、および電動モータ１８２を含む。本実施形態では、クランク１７８は、クランク軸および一対のクランクアームを含む。ペダル１８０ａは、クランク１７８の左端部に設けられ、ペダル１８０ｂは、クランク１７８の右端部に設けられる。また、駆動ユニット１７６には、電動補助自転車１０の動作を制御するコントローラ３２０（図１１）が設けられている。

クランク１７８の回転は、伝達機構Ｔを介して後輪５６に伝達される。図１および図２を参照して、伝達機構Ｔは、クランク１７８に設けられる円板状の第１回転部材１８４（図１）、車軸７０ａと同軸状に設けられかつ後輪５６に接続される一方向クラッチ１８６（図２）、および車軸７０ａと同軸状に設けられ且つ一方向クラッチ１８６を介して後輪５６に連結される円板状の第２回転部材１８８（図２）を含む。第１回転部材１８４および第２回転部材１８８としては、例えばスプロケットまたはプーリーを用いることができる。

伝達機構Ｔはさらに、複数の支持部材１９０を介して後フレーム部２０に回転可能に支持される円柱状の中間軸１９２、中間軸１９２の一端部に設けられる円板状の第３回転部材１９４（図２）、中間軸１９２の他端部に設けられる円板状の第４回転部材１９６（図２）、第１回転部材１８４（図１）と第３回転部材１９４とを連結するチェーン１９８、および第４回転部材１９６と第２回転部材１８８（図２）とを連結するチェーン２００を含む。

なお、図２においては、図面が煩雑になることを避けるために複数の支持部材１９０の図示を省略している。支持部材１９０の詳細な説明は省略するが、例えば、保護フレーム部６０ｃ、６０ｄ（図３）の前端部から前方に延びるように１つの支持部材１９０が設けられ、クロスフレーム部６４、６６（図３）の略中央部から前方に延びるように１つの支持部材１９０が設けられる。

第３回転部材１９４および第４回転部材１９６としてはそれぞれ、例えばスプロケットまたはプーリーを用いることができる。チェーン１９８および２００の代わりとして、例えばベルトが用いられてもよい。本実施形態では、クランク１７８から後輪５６への回転の伝達経路において、中間軸１９２は第１回転部材１８４よりも下流側に設けられ、一方向クラッチ１８６および第２回転部材１８８は中間軸１９２よりも下流側に設けられる。

一方向クラッチ１８６は、第２回転部材１８８の前転を後輪５６に伝達するが、後輪５６の前転を第２回転部材１８８に伝達しない。したがって、伝達機構Ｔは、クランク１７８の前転を後輪５６に伝達するが、後輪５６の前転をクランク１７８に伝達しない。

図１を参照して、電動モータ１８２は、クランク１７８の回転を補助する。駆動ユニット１７６には、電動モータ１８２の駆動等に用いられる電力を蓄えるためのバッテリ２０２が設けられる。

図２を参照して、車軸７０ａと同軸状に後輪５６用の制動装置２０４ａが設けられ、車軸７０ｂと同軸状に後輪５８用の制動装置２０４ｂが設けられる。制動装置２０４ａ、２０４ｂとしてはそれぞれ、例えばドラムブレーキを用いることができる。図１を参照して、制動装置２０４ａおよび制動装置２０４ｂ（図２）は、連結ユニット２０６を介してレバー４２に連結される。連結ユニット２０６は、例えば複数のワイヤを含む。本実施形態では、レバー４２が操作されることによって制動装置２０４ａ、２０４ｂが作動され、後輪５６、５８が制動される。このように、電動補助自転車１０では、後輪５６、５８の回転を規制するための規制装置１４６と後輪５６、５８を制動するための制動装置２０４ａ、２０４ｂとがそれぞれ独立して設けられる。

次に、電動補助自転車１０に連結される台車１４について説明する。図７および図８は、台車１４を示す側面図であり、図９は台車１４を示す正面図である。なお、図７および図９は、電動補助自転車１０に連結されていないときの台車１４の状態を示し、図８は、電動補助自転車１０に連結されているときの台車１４の状態を示す。

図７から図９を参照して、台車１４は、荷台部２０８、荷台部２０８から上方に延びる柵部２１０、荷台部２０８の後部を支持する一対のキャスタ２１２、一対のキャスタ２１２よりも前方において荷台部２０８に設けられる一対のブラケット部２１４、２１６、およびブラケット部２１４、２１６に支持されるスタンド部材２１８を含む。

荷台部２０８は、公知の種々の台車の荷台部と同様に構成され、例えば、複数のフレーム部および複数の板材によって構成される。柵部２１０は、公知の種々の台車の柵部と同様に構成され、複数のフレーム部によって構成される。キャスタ２１２は、車輪２１２ａを有する。キャスタ２１２としては、公知の台車に用いられている公知の種々のキャスタを用いることができる。一対のキャスタ２１２は、左右方向に並ぶように荷台部２０８に取り付けられる。

ブラケット部２１４は、正面視逆Ｕ字形状を有する。ブラケット部２１４は、その前縁に、後方に向かって凹む一対の凹部２１４ａを有する。ブラケット部２１６はブラケット部２１４と同様の形状を有し、その前縁に一対の凹部２１６ａを有する。

図１０は、スタンド部材２１８を示す斜視図である。スタンド部材２１８は、左右に並んで配置される一対の脚部２２０ａ、２２０ｂ、脚部２２０ａ、２２０ｂを連結するように左右方向に延びるクロスメンバ２２２、左右に並んで配置され且つ脚部２２０ａ、２２０ｂに回転可能に支持される一対の補助輪２２４ａ、２２４ｂ、脚部２２０ａに接続されかつ脚部２２０ａ、２２０ｂに対して略平行な方向に向かって腕状に延びる操作部材２２６、および脚部２２０ａ、２２０ｂから前方に延びる一対の板状の係止部材２２８ａ、２２８ｂを含む。係止部材２２８ａ、２２８ｂはそれぞれ、側面視において略Ｌ字形状を有する。

図７から図９を参照して、スタンド部材２１８は、前後方向に揺動できるように一対のブラケット部２１４、２１６に支持される。本実施形態では、係止部材２２８ａがブラケット部２１４に支持され、係止部材２２８ｂがブラケット部２１６に支持される。図８を参照して、本実施形態では、操作部材２２６を円弧方向に揺動させることによって、補助輪２２４ａ、２２４ｂが円軌道Ｒ上を通るように円弧方向に移動する。これにより、一対のキャスタ２１２（車輪２１２ａ）よりも前方において補助輪２２４ａ、２２４ｂを地面に接触させたり、補助輪２２４ａ、２２４ｂを地面から離したりすることができる。

次に、電動補助自転車１０と台車１４との連結方法について説明する。図７を参照して、台車１４を電動補助自転車１０に連結する際には、補助輪２２４ａ、２２４ｂを地面に接触させた状態で、台車１４を電動補助自転車１０側に移動させる。そして、連結部９６の移動部材９６ｂをブラケット部２１４の凹部２１４ａに嵌めるとともに、連結部９８の移動部材９８ｂをブラケット部２１６の凹部２１６ａに嵌める。

次に、図８を参照して、係止部材２２８ａおよび係止部材２２８ｂ（図９）によって移動部材９６ｂおよび移動部材９８ｂ（図２）の前方が塞がれるように、スタンド部材２１８を回動させる。これにより、移動部材９６ｂと係止部材２２８ａとが互いに係止されるとともに、移動部材９８ｂと係止部材２２８ｂとが互いに係止され、電動補助自転車１０と台車１４とが連結される。

本実施形態では、移動部材９６ｂは支持部材９６ａに対して前後方向に移動できず、移動部材９８ｂは支持部材９８ａに対して前後方向に移動できない。したがって、台車１４を電動補助自転車１０に連結した状態において、移動部材９６ｂ、９８ｂのうちの一方が他方に対して前方に移動することを防止できる。これにより、台車１４が後フレーム部２０に対して左右方向に揺動することを防止できる。

なお、図面が煩雑になることを避けるために図示していないが、台車１４は、スタンド部材２１８の位置を固定するためのロック機構を有する。このロック機構によって、スタンド部材２１８を図７に示す位置に固定することができるとともに、図８に示す位置に固定することもできる。すなわち、補助輪２２４ａ、２２４ｂを地面に接触する状態に維持することができるとともに、地面に接触しない状態に維持することもできる。

台車１４を電動補助自転車１０から切り離して用いる場合には、補助輪２２４ａ、２２４ｂが台車１４の前輪として機能し、一対のキャスタ２１２が台車１４の後輪として機能する。

図１を参照して、本実施形態では、電動補助自転車１０の操作部材１５６および台車１４の操作部材２２６はともに、電動補助自転車１０の幅方向において、電動補助自転車１０の中心に対して一方側（例えば左側）に設けられる。これにより、電動補助自転車１０および台車１４において、同じ側（例えば左側）から操作部材１５６および操作部材２２６の両方を操作できるので、使用者の作業を効率良く行うことができる。

次に、図１１を参照して、電動補助自転車１０のアシスト制御を行う際の信号の授受及び動力の伝達について説明する。図１１は、電動補助自転車１０の構成要素を示すブロック図である。

電動補助自転車１０のコントローラ３２０は、乗員のペダル踏力に応じて電動モータ１８２を駆動制御することによってアシスト制御を行う。コントローラ３２０は、クランク１７８のトルクを検出するトルクセンサ１７９から出力されるトルク値に基づいて、乗員のペダル踏力を検知する。また、コントローラ３２０は、検知したペダル踏力に応じて電動モータ１８２の出力を制御する。また、コントローラ３２０は、電動補助自転車１０の変速段及びアシストモードも考慮して電動モータ１８２の出力を制御する。

コントローラ３２０は、踏力検知部３２２、変速段検知部３２４、補助力演算部３２３、メモリ３２１、モータ制御部３２５を有する。踏力検知部３２２は、トルクセンサ１７９によって検出されたクランク１７８のトルクに基づいて、乗員のペダル踏力を求める。変速段検知部３２４は、電動モータ１８２の回転数及び前輪４４の車速に基づいて、現在の変速段を検知する。

補助力演算部３２３は、踏力検知部３２２によって検知されたペダル踏力、変速段検知部３２４によって検知された変速段、アシストモード、クランク回転センサ１９５によって検出されたクランク１７８の回転数に基づいて、電動モータ１８２に要求される駆動力を求める。メモリ３２１は、複数種類のアシスト比に関する情報を記憶しており、ペダル踏力、変速段及びアシストモードに応じた駆動力に関するデータを記憶している。補助力演算部３２３は、ペダル踏力、変速段及びアシストモードに応じて、メモリ３２１から必要なデータを読み出すことにより、上記駆動力を求める。なお、メモリ３２１はコントローラ３２０外部に設けられていてもよい。

モータ制御部３２５は、補助力演算部３２３によって求められた必要な駆動力を電動モータ１８２が出力するように、電動モータ１８２の駆動を制御する。また、モータ制御部３２５は、アシストモードの変更操作に応じて電動モータ１８２による駆動力を変更する。電動補助自転車１０のアシストモードの一例としては、"強"、"標準"、"オートエコ"、"切"の４モードがある。電動モータ１８２の駆動力は、同じペダル踏力に対して、"強"、"標準"、"オートエコ"の順に小さくなる。

アシストモードが"標準"の場合、電動モータ１８２は、電動補助自転車１０が発進、平坦路走行または上り坂走行の際に駆動力を発生させる。アシストモードが"強"の場合、電動モータ１８２は、"標準"の場合と同様、電動補助自転車１０が発進、平坦路走行または上り坂走行の際に駆動力を発生させる。電動モータ１８２は、アシストモードが"強"の場合には、同じペダル踏力に対して"標準"の場合よりも大きな駆動力を発生させる。アシストモードが"オートエコ"の場合、電動モータ１８２は、電動補助自転車１０が発進または上り坂走行の際に、同じペダル踏力に対して"標準"の場合よりも小さな駆動力を発生する。アシストモードが"切"の場合、電動モータ１８２は、駆動力を発生しない。

このように、上述のアシストモードに応じて、乗員のペダル踏力に対する電動モータ１８２のアシスト比が変わる。アシスト比とは、乗員のペダル踏力に対する電動モータ１８２の駆動力の比である。本実施形態では、アシストモードを４段階に切り替えている。しかしながら、アシストモードの切替えは３段階以下であってもよいし、５段階以上であってもよい。

図１１に示すように、モータ制御部３２５によって駆動制御される電動モータ１８２の回転数は、モータ回転センサ１０５によって検出される。モータ回転センサ１０５によって検出されたモータ回転数は、コントローラ３２０の変速段検知部３２４に信号として入力される。この変速段検知部３２４には、上述のように、前輪４４の車速に関する情報も入力される。前輪車速センサ１８７は、例えば前輪４４の回転軸近傍に設けられ、検出した車速に関する情報を変速段検知部３２４に出力する。

コントローラ３２０のモータ制御部３２５によって駆動制御された電動モータ１８２の出力は、減速機（ギア）１０３によって減速される。その後、電動モータ１８２から出力された駆動力は、一方向クラッチ１１３を介してチェーン１９８に伝達される。そして、チェーン１９８によって、電動モータ１８２の駆動力は、回転シャフト１９２に伝達される。そして、回転シャフト１９２からチェーン２００を介して後輪５６の駆動軸７０ａに伝達される。

一方、乗員がペダル１８０ａ、１８０ｂを回転させたときにクランク１７８に加わるペダル踏力は、一方向クラッチ１９３を介して、チェーン１９８に伝達される。乗員のペダル踏力は、チェーン１９８、回転シャフト１９２、チェーン２００を介して後輪５６の駆動軸７０ａに伝達される。

このように、電動モータ１８２の駆動力及び乗員のペダル踏力は、後輪５６の駆動軸７０ａに伝達される。すなわち、電動モータ１８２の駆動力及び乗員のペダル踏力は、チェーン１９８によって足し合わされて、電動補助自転車１０の動力となる。

図１１に示す例では、駆動軸７０ａに変速機構１８５が設けられている。伝達された回転動力は、変速機構１８５によって設定された変速比で変速される。図１１に示す変速操作部１８３はハンドル３６等に設けられ、乗員が変速操作部１８３を操作することにより変速機構１８５は変速比を変更する。後輪５６には、一方向クラッチ１８６を介して動力が伝達される。なお、本実施形態では後輪５６、５８のうちの後輪５６のみに動力が伝達されているが、後輪５６、５８の両方に動力が伝達されてもよい。また、変速操作部１８３および変速機構１８５は備えていなくてもよい。

次に、バッテリ２０２の着脱方法の例を説明する。図１２（ａ）は、電動補助自転車１０に設置されたバッテリ２０２を示す図であり、図１２（ｂ）は、そのバッテリ２０２を電動補助自転車１０から取り外す動作を示す図である。

駆動ユニット１７６（図１）の上部には、バッテリ２０２が設置されるバッテリ受け部２７５（図１２（ａ））が設けられている。バッテリ受け部２７５は、電動補助自転車１０の車幅方向（左右方向）の一方側からバッテリ２０２が着脱可能である。この例では、バッテリ受け部２７５は、電動補助自転車１０の左側からバッテリ２０２が着脱可能である。

バッテリ２０２を装着するときは、バッテリ２０２の底部をバッテリ受け部２７５に接触させ、その接触部分を支点として、バッテリ２０２を回転させることでバッテリ受け部２７５に固定される。バッテリ受け部２７５に配置されたバッテリ２０２は、錠２７７によっても固定される。

電動補助自転車１０からバッテリ２０２を取り外すときは、図１２（ｂ）に示すように、鍵２７９で錠２７７を開錠し、バッテリ２０２の底部を支点としてバッテリ２０２を左側へ傾け、それから左斜め上方向にバッテリ２０２を引き抜くことで、電動補助自転車１０からバッテリ２０２を取り外すことができる。

次に、予備バッテリ２０２Ｓおよび予備バッテリ２０２Ｓを載せるための搭載部２７１について説明する。図１３は、予備バッテリ２０２Ｓを載せるための搭載部２７１を設けた後フレーム部２０を示す側面図である。図１３に示す例では、搭載部２７１は、後フレーム部２０の荷台部５４の下方の位置に設けられている。搭載部２７１は、例えば、クロスフレーム部６４（図３）および／またはリアフレーム部１１６ｄに溶接されている。搭載部２７１は、ボルトとナットを用いてクロスフレーム部６４および／またはリアフレーム部１１６ｄに固定されていてもよい。また、搭載部２７１には、予備バッテリ２０２Ｓを固定する錠が設けられていてもよい。

搭載部２７１は、予備バッテリ２０２Ｓを着脱可能に搭載する。予備バッテリ２０２Ｓは、例えば、電動補助自転車１０の前フレーム部１８に搭載されたバッテリ２０２（図１）の予備のバッテリとして用いることができる。バッテリ２０２の残量が少なくなったときに、バッテリ２０２と予備バッテリ２０２Ｓとを入れ替え、予備バッテリ２０２Ｓを前フレーム部１８のバッテリ受け部２７５（図１２（ａ））にセットすることで、補助動力を発生させながら走行可能な距離を伸ばすことができる。

ここで、前フレーム部１８が後フレーム部２０に対して揺動（ローリング）する電動補助自転車１０において、予備バッテリ２０２Ｓを後フレーム部２０に搭載する効果を説明する。

上記のように前フレーム部１８側に電動モータ１８２、バッテリ２０２、トルクセンサ１７９を配置し、後フレーム部２０側には予備バッテリ２０２Ｓを配置することにより、路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。例えば、電動モータ１８２、バッテリ２０２、予備バッテリ２０２Ｓ、トルクセンサ１７９の全てが前フレーム部１８に集中した場合には、前フレーム部１８側に荷重が集中し、駆動輪側への分布荷重が確保し難く、路面へと伝わる駆動力の確保が難しい。一方、電動モータ１８２、バッテリ２０２、予備バッテリ２０２Ｓ、トルクセンサ１７９の全てが後フレーム部２０に集中した場合には、後フレーム部２０側に荷重が集中し、操舵輪側への分布荷重が確保し難く、操舵性能の確保が難しい。しかし、上述のように、前フレーム部１８側には電動モータ１８２、バッテリ２０２、トルクセンサ１７９を配置し、後フレーム部２０側には予備バッテリ２０２Ｓを配置することにより、路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。

また、前フレーム部１８側の重量を増やすことなく予備バッテリ２０２Ｓを搭載することができる。例えば、ローリングする前フレーム部１８側に、電動モータ１８２、バッテリ２０２、予備バッテリ２０２Ｓ、トルクセンサ１７９の全てが集中した場合には、前フレーム部１８側の重量が大きく増加するので、復元機構（図２のスプリング９４ａ、９４ｂ）の強度を大きくする必要がある。しかし、ローリングする前フレーム部１８側に電動モータ１８２、バッテリ２０２、トルクセンサ１７９を配置する形態において、後フレーム部２０側に予備バッテリ２０２Ｓを配置することで、復元機構（図２のスプリング９４ａ、９４ｂ）の強度は従来と同じままで、予備バッテリ２０２Ｓを搭載することができる。

また、後フレーム部２０の荷台部５４には荷物１３２（図５）が載せられるが、図１３に示す例では、予備バッテリ２０２Ｓは荷台部５４の下方の位置に設けられているので、予備バッテリ２０２Ｓは荷物１３２と干渉することはない。また、予備バッテリ２０２Ｓと荷物１３２とが干渉することなく予備バッテリ２０２Ｓを着脱することができる。

図１４は、後フレーム部２０の搭載部２７１に対して予備バッテリ２０２Ｓを抜き差しする方向３３２Ｓを示す図である。前フレーム部１８のバッテリ受け部２７５および後フレーム部２０の搭載部２７１は、電動補助自転車１０の車幅方向の同じ一方側からバッテリ２０２および２０２Ｓが着脱可能である。搭載部２７１の位置は、台車１４の車幅方向中心に対して車幅方向の一方側に偏っている。この例では、搭載部２７１は、後フレーム部２０の左側に偏って設けられている。予備バッテリ２０２Ｓの装着時、予備バッテリ２０２Ｓは後フレーム部２０の左前方側から搭載部２７１に差し込む。また、予備バッテリ２０２Ｓを取り外す時は、搭載部２７１から後フレーム部２０の左前方側へ予備バッテリ２０２Ｓを引き抜くことで、台車１４から予備バッテリ２０２Ｓを取り外すことができる。

また、図１２（ｂ）に示したように、バッテリ２０２は、前フレーム部１８の左側からが着脱可能である。前フレーム部１８に対してバッテリ２０２を抜き差しする方向を図１４に矢印３３２で示している。このように、前フレーム部１８および後フレーム部２０において、同じ側（この例では左側）からバッテリ２０２および２０２Ｓを着脱することにより、使用者によるバッテリの積み替え作業を効率良く行うことができる。すなわち、電動補助自転車１０の車幅方向の一方側（この例では左側）に使用者が位置した状態で、バッテリ２０２および２０２Ｓの着脱が可能であるため、バッテリの積み替え作業を効率良く行うことができる。

また、前フレーム部１８にバッテリ２０２を固定する錠２７７（図１２（ａ））と、後フレーム部２０に予備バッテリ２０２Ｓを固定する錠（図示せず）とは、同じ鍵２７９を用いて施錠と開錠が行えるようになっていてもよい。別々の鍵ではなく同じ鍵２７９を用いることにより、バッテリの積み替え時に複数の鍵を使用するという煩雑さが発生しない。

また、本実施形態では、搭載部２７１に搭載された予備バッテリ２０２Ｓの重心Ｇは、平面視において、前輪４４、後輪５６、５８それぞれの接地点を結ぶ直線で囲まれた領域３３４内に位置している。これにより、予備バッテリ２０２Ｓの重量により後フレーム部２０のバランスが崩れることを防止することができる。なお、前輪４４は回動するため、前輪４４の接地点の位置は移動するが、前輪４４の接地点がどの位置にある場合でも、接地点同士を結ぶ直線で囲まれた領域３３４内に、予備バッテリ２０２Ｓの重心Ｇが位置するようにする。

また、この例では接地する車輪の数は３個であったが、車輪の数は４個以上であってもよく、これら複数の車輪の接地点を結ぶ直線で囲まれた領域３３４内に予備バッテリ２０２Ｓの重心Ｇが位置するようにする。

また、本実施形態では、搭載部２７１に搭載された予備バッテリ２０２Ｓの少なくとも一部は、平面視における後フレーム部２０の投影面と重なっている。これにより、予備バッテリ２０２Ｓの後フレーム部２０からのはみ出し量を減らすことができ、予備バッテリ２０２Ｓが邪魔になることを防止することができる。また、搭載部２７１に搭載された予備バッテリ２０２Ｓの全体が、台車１４の投影面と重なっていてもよい。

また、バッテリ２０２および２０２Ｓを交換する際には、使用者が電動補助自転車１０から降車しているので、電動補助自転車１０を確実に停車させておくことが望ましい。例えば、搭載部２７１における予備バッテリ２０２Ｓの固定機構を規制装置１４６と連動させ、規制装置１４６を作動させているときにのみ、予備バッテリ２０２Ｓの着脱が可能になるようにしてもよい。

また、バッテリの交換時には、一方のバッテリを取り外して手で持っている状態で、他方のバッテリを取り外して交換する作業は困難な場合がある。そのため、バッテリの交換時に、取り外したバッテリを一時的に置いておくスペースが前フレーム部１８および／または後フレーム部２０に設けられていてもよい。また、後フレーム部２０は搭載部２７１を複数個備えていてもよく、空いている搭載部２７１に取り外したバッテリを置くようにしてもよい。これにより、バッテリの交換作業をスムーズに行うことができる。例えば、後フレーム部２０が搭載部２７１を２個備える場合、電動補助自転車１０から取り外したバッテリ２０２を、一方の搭載部２７１に装着し、他方の搭載部２７１から予備バッテリ２０２Ｓを取り外して電動補助自転車１０に装着するといった作業が可能になり、バッテリの交換作業をスムーズに行うことができる。

また、後フレーム部２０に搭載部２７１を複数個設け、複数の搭載部２７１それぞれに予備バッテリ２０２Ｓを載せてもよい。図１５は、複数の搭載部２７１が設けられた後フレーム部２０を示す図である。この例では、後フレーム部２０の左側位置および右側位置のそれぞれに搭載部２７１が設けられている。後フレーム部２０が複数の予備バッテリ２０２Ｓを搭載することにより、補助動力を発生させながら走行可能な距離をさらに伸ばすことができる。なお、この場合も、複数の搭載部２７１に搭載された予備バッテリ２０２Ｓのそれぞれの重心Ｇは、平面視において、前輪４４、後輪５６、５８それぞれの接地点を結ぶ直線で囲まれた領域３３４内に位置していることが望ましい。これにより、複数の予備バッテリ２０２Ｓの重量により後フレーム部２０のバランスが崩れることを防止することができる。

なお、本実施形態では、予備バッテリ２０２Ｓを載せる搭載部２７１を後フレーム部２０の荷台部５４の下方に配置したが、搭載部２７１はそれとは異なる位置に配置してもよい。例えば、図１６および図１７に示すように、荷台部５４上に搭載部２７１を配置してもよい。

図１６に示す例では、荷台部５４の柵部材１３０ｄよりも外側に搭載部２７１が配置されている。これにより、予備バッテリ２０２Ｓと荷台部５４に載せる荷物１３２（図５）とが干渉することを防止することができる。なお、電動補助自転車１０が規制装置１４６を備える場合は、規制装置１４６が干渉しない位置に搭載部２７１を配置することが望ましい。図１６に示す例では、荷台部５４の前方部に搭載部２７１を配置することで、規制装置１４６との干渉を防止している。

また、図１７に示す例では、荷台部５４の柵部材１３０ｄよりも内側に搭載部２７１が配置されている。これにより、荷物１３２を載せるスペースが狭くなるが、予備バッテリ２０２Ｓと規制装置１４６とが干渉することはないため、予備バッテリ２０２Ｓの配置の自由度は高くなる。なお、予備バッテリ２０２Ｓおよび搭載部２７１の上側に荷物１３２を載せるようにすることで、荷物１３２を載せる十分なスペースを確保してもよい。また、この場合、予備バッテリ２０２Ｓおよび搭載部２７１の上側に、荷物１３２を支持するフレームを設けることで、荷物１３２の重量が予備バッテリ２０２Ｓおよび搭載部２７１に加わることを防止することができる。

また、予備バッテリ２０２Ｓの固定具として弾性体を用いてもよく、予備バッテリ２０２Ｓはそのような弾性体によって後フレーム部２０に固定されてもよい。弾性体は、例えば、ゴムバンドおよびネット等である。例えば、予備バッテリ２０２Ｓを支持する弾性体を後フレーム部２０の部材に引っ掛けることにより、予備バッテリ２０２Ｓを後フレーム部２０に固定してもよい。予備バッテリ２０２Ｓの着脱は、弾性体を後フレーム部２０に対して着脱することにより行うことができる。

また、後フレーム部２０は、後フレーム部２０の走行時の振動が予備バッテリ２０２Ｓへ伝達することを低減させる緩衝器をさらに備えていてもよい。緩衝器は例えばオイルダンパーおよび弾性部材等であり、搭載部２７１の外部または内部に設けられ、予備バッテリ２０２Ｓへの振動の伝達を低減することができる。

また、搭載部２７１には、搭載部２７１内部に入った雨水を外部へ排出する穴が形成されていてもよい。また、搭載部２７１は、予備バッテリ２０２Ｓの端子を覆う保護カバーをさらに備えていてもよい。

また、搭載部２７１は、後フレーム部２０に対して着脱可能であってもよい。

次に、図１８、図１９を参照して、後フレーム部２０に配置された状態の予備バッテリ２０２Ｓから、前フレーム部１８側へ電力を供給する実施形態を説明する。

図１８は、バッテリ２０２および２０２Ｓとコントローラ３２０およびモータ１８２との電気的な接続状態を示す図である。この例では、バッテリ２０２および２０２Ｓの両方がコントローラ３２０と電気的に接続されている。

バッテリ２０２および２０２Ｓはそれぞれ、ＢＭＣ（バッテリマネージメントコントローラ）２９１、スイッチ部２９５、逆流防止回路２９３を備えている。バッテリ２０２および２０２Ｓが逆流防止回路２９３を備えることにより、一方のバッテリから他方のバッテリへ電流が流れることを防止することができる。なお、前フレーム部１８および後フレーム部２０の少なくとも一方が、バッテリ２０２および２０２Ｓの少なくとも一方に対する電流の逆流を防止する逆流防止回路を備えていてもよい。

ＢＭＣ２９１は、コントローラ３２０からの指示に基づいて、スイッチ部２９５のオン／オフを切り替える。これにより、モータ１８２への電力供給に使用するバッテリをバッテリ２０２および２０２Ｓの間で切り替えることができる。なお、この切り替えは、コントローラ３２０で行ってもよい。

コントローラ３２０は、所定の優先順位に応じて、モータ１８２への電力供給に使用するバッテリをバッテリ２０２および２０２Ｓの間で切り替える。例えば、モータ１８２への電力供給に使用するバッテリとして、後フレーム部２０に搭載された予備バッテリ２０２Ｓよりも前フレーム部１８に搭載されたバッテリ２０２を優先して選択する。また、前フレーム部１８に搭載されたバッテリ２０２よりも、後フレーム部２０に搭載された予備バッテリ２０２Ｓを優先して選択してもよい。

コントローラ３２０は、バッテリ２０２および２０２Ｓそれぞれの残量に応じて、モータ１８２への電力供給に使用するバッテリをバッテリ２０２および２０２Ｓの間で切り替えてもよい。一方のバッテリの残量が少なくなったときに、他方のバッテリに切り替えることにより、補助動力を発生させながら走行を継続することができる。

また、後フレーム部２０の予備バッテリ２０２Ｓから電動補助自転車１０へ電流を供給する態様においては、前フレーム部１８はバッテリ２０２を搭載していなくてもよい。バッテリ２０２を搭載しないことにより、前フレーム部１８の総重量を軽くすることができる。

図１９は、後フレーム部２０の予備バッテリ２０２Ｓと、前フレーム部１８のコントローラ１２０およびバッテリ１０６とを電気的に接続する導電線２９７の配置を示す図である。

上述したように、前フレーム部１８は、後フレーム部２０に対して揺動（ローリング）する。前フレーム部１８と後フレーム部２０とを繋ぐ導電線２９７が、このような揺動のたびに大きく移動すると、導電線２９７に負荷がかかることになる。このため、揺動に伴う導電線２９７の移動量を小さくすることが望ましい。本実施形態では、導電線２９７を揺動軸（ローリング軸）に沿って配置している。これにより、揺動に伴う導電線２９７の移動量を小さくすることができる。

図１９を参照して、例えば、上述したようにチェーンステイ３０下部の軸部材８６に沿った揺動軸を中心にして前フレーム部１８が揺動する場合、その揺動軸に沿ったチェーンステイ３０の下部に導電線２９７を固定する。これにより、導電線２９７を揺動軸に沿って配置することができ、揺動に伴う導電線２９７の移動量を小さくすることができる。これにより、導電線２９７にかかる負荷を低減させることができる。

なお、上記実施形態の説明において、車両として３輪の電動補助自転車を例示したが、本発明はそれに限定されず、例えば２輪の電動補助自転車であってもよい。また、本発明は電動補助車両に限定されず、電動バイク等であってもよい。

また、インホイールモータを使用する等、後フレーム部側に電動モータが配置される場合は、前フレーム部側に予備バッテリを配置してもよい。例えば、インホイールモータとメインのバッテリが後フレーム部側に配置される場合は、前フレーム部側に予備バッテリを配置することで、後フレーム部側に重量物が集中することを防止し、路面へと伝わる駆動力の確保と操舵性能の確保とを両立することが可能となる。

また、上記実施形態の説明において、台車の一例として、リヤカーのように車両の後方に接続される形態を示したが、本発明はそれに限定されず、例えばサイドカーのように車両の側方に接続されてもよい。あるいは、車両の前方に接続されてもよい。

また、上記実施形態の説明において、荷物運搬台車を例示したが、本発明はそれに限定されず、例えば台車に人（または動物）等の荷物以外のものが乗ってもよい。

また、上記実施形態の説明において、台車が接続可能な車両を例示したが、台車が接続されない車両にも本発明は適用可能である。

また、上記実施形態の説明で示した各種の制御動作は、ハードウエアによって実現されてもよいしソフトウエアによって実現されてもよいし、それらの組み合わせによって実現されてもよい。そのような動作を実行させるコンピュータプログラムは、例えば電動補助自転車１０に設けられたメモリに記憶され、コントローラ３２０（コンピュータ）によって動作が実行される。また、そのようなコンピュータプログラムは、それが記録された記録媒体（半導体メモリ、光ディスク等）から電動補助自転車１０へインストールしてもよいし、インターネット等の電気通信回線を介してダウンロードしてもよい。また、無線通信を介してそのようなコンピュータプログラムを電動補助自転車１０へインストールしてもよい。

本発明は、モータで駆動される車両の分野において特に有用である。

１０ 電動補助自転車
１４ 台車
１６ フレーム
１８ 前フレーム部
２０ 後フレーム部
４４ 前輪
５４、２０８ 荷台部
５６、５８ 後輪
８５ 揺動軸
１８２ 電動モータ
２０２ バッテリ
２０２Ｓ 予備バッテリ
２１２ キャスタ
２１２ａ 車輪
２１８ スタンド部材
２２４ａ、２２４ｂ 補助輪
２７１ 搭載部
２７５ バッテリ受け部
３２０ コントローラ
３２１ メモリ

Claims (13)

1. 駆動輪を回転可能に支持する第１フレームと、操舵輪を回転可能に支持するとともに前記第１フレームに対して揺動可能な第２フレームとを備えた車両であって、
   前記第１および第２フレームの一方のフレーム側には、
   前記車両の駆動に用いられる動力を発生するモータと、
   前記モータに電力を供給するバッテリを搭載するためのバッテリ搭載部と、
   が配置されており、
   前記第１および第２フレームの他方のフレーム側には、予備バッテリを搭載するための予備バッテリ搭載部が配置されており、
   前記一方のフレーム側に配置されたバッテリ搭載部および前記他方のフレーム側に配置された予備バッテリ搭載部は、前記車両の車幅方向の同じ一方側からバッテリが着脱可能である、車両。
2. 駆動輪を回転可能に支持する第１フレームと、操舵輪を回転可能に支持するとともに前記第１フレームに対して揺動可能な第２フレームとを備えた車両であって、
   前記第１および第２フレームの一方のフレーム側には、
   前記車両の駆動に用いられる動力を発生するモータと、
   前記モータに電力を供給するバッテリを搭載するためのバッテリ搭載部と、
   が配置されており、
   前記第１および第２フレームの他方のフレーム側には、予備バッテリを搭載するための予備バッテリ搭載部が配置されており、
   前記一方のフレーム側に配置されたバッテリ搭載部および前記他方のフレーム側に配置された予備バッテリ搭載部は、前記車両の車幅方向の一方側に使用者が位置した状態で、バッテリが着脱可能である、車両。
3. 前記第２フレームは前記第１フレームに対して揺動軸を中心に揺動し、
   前記第２フレームは、前記揺動軸を中心として回転する方向の力を受けた時に前記第１フレームに対して揺動する、請求項１または２に記載の車両。
4. 前記第２フレーム側には、前記モータおよび前記バッテリ搭載部が配置されており、
   前記第１フレーム側には、前記予備バッテリ搭載部が配置されている、請求項１から３のいずれかに記載の車両。
5. 前記第１フレーム側には、前記予備バッテリ搭載部が複数個配置されている、請求項４に記載の車両。
6. 前記第１フレーム側には、前記駆動輪以外に、別の駆動輪または非駆動輪が回転可能に支持されている、請求項１から５のいずれかに記載の車両。
7. 前記車両の乗員の踏力と補助動力の比であるアシスト比を制御する制御部をさらに備え、
   前記モータは、前記踏力と前記アシスト比に応じて前記補助動力を発生する、請求項１から６のいずれかに記載の車両。
8. 前記他方のフレーム側に配置された前記予備バッテリから前記一方のフレーム側に配置された前記モータへの電力の供給に用いられる導電線をさらに備える、請求項１から７のいずれかに記載の車両。
9. 前記導電線の少なくとも一部は、前記第２フレームの揺動軸に沿って配置されている、請求項８に記載の車両。
10. 前記予備バッテリ搭載部の位置は、前記車両の車幅方向中心に対して車幅方向の一方側に偏っている、請求項１から９のいずれかに記載の車両。
11. 前記車両は車輪を３個以上備え、
    前記予備バッテリ搭載部に搭載された前記予備バッテリの重心は、平面視において前記車輪の接地点同士を結ぶ直線で囲まれた領域内に位置する、請求項１から１０のいずれかに記載の車両。
12. 前記予備バッテリ搭載部に搭載された前記予備バッテリの少なくとも一部は、平面視における前記車両の投影面と重なっている、請求項１から１１のいずれかに記載の車両。
13. 前記予備バッテリ搭載部に搭載された前記予備バッテリの全体が、前記車両の投影面と重なっている、請求項１２に記載の車両。

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