JP7161895B2

JP7161895B2 - 電動自転車

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Publication number: JP7161895B2
Application number: JP2018168207A
Authority: JP
Inventors: 宗光江口
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2038-09-07
Also published as: TWI757631B; US20200079471A1; US11161567B2; CN110884610A; TW202010673A; EP3620362B1; JP2020040465A; EP3620362A1

Description

本開示は、電動自転車に関する。

電動自転車としては、モータに対して電力を供給するバッテリを収容するものが知られている。例えば、特許文献１には、ダウンチューブの後方にバッテリが配置された電動自転車が開示されている。

特開平９－０５８５６３号公報

ここで、特許文献１に開示される電動自転車においては、配置されたバッテリが目立ってしまうため、デザイン上好ましいとはいえず、また、バッテリを配置するスペースの利用の仕方について改善の余地がある。

本開示の目的の一つは、バッテリを収容する領域を有効に利用すると共にデザイン性を向上する電動自転車を提供することにある。

（１）本開示で提案する電動自転車は、前輪と、後輪と、前記前輪又は前記後輪の少なくとも一方に対して駆動力を伝達する駆動ユニットと、前記駆動ユニットに電力を供給するバッテリを収容可能なバッテリ収容領域と、ヘッドパイプと、前記ヘッドパイプから車体の斜め下後方に向けて延びるダウンフレームと、を有している。前記ダウンフレームは、車体の斜め下後方に向けて延びる第１の延伸部と、車体の斜め下後方に向けて延びており、前記第１の延伸部と車体の幅方向に並んで設けられる第２の延伸部とを含んでいる。前記バッテリ収容領域は、少なくとも前記第１の延伸部と前記第２の延伸部との間に形成されている。この電動自転車によると、バッテリを収容する領域を有効に利用すると共にデザイン性を向上できる。

（２）（１）に記載の電動自転車において、前記ダウンフレームは、前記ヘッドパイプに接続される基部と、前記基部と前記第１の延伸部を接続する第１の接続部と、前記基部と前記第２の延伸部を接続する第２の接続部と、を含んでいるとよい。前記第１の接続部と前記第２の接続部は、互いに離間するように車体の幅方向に拡がる形状を有しているとよい。これによると、ヘッドパイプを太くすることなく、ヘッドパイプへのダウンフレームの接続を容易にできる。

（３）（１）又は（２）に記載の電動自転車において、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部は、前記バッテリ収容領域に配置されている前記バッテリに対向する側の面の少なくとも一部が平面であるとよい。これによると、車幅を狭くすることができる。

（４）（１）～（３）のいずれかに記載の電動自転車において、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の延伸方向に直交する切断面における、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の断面形状は、少なくとも一部が長方形であり、前記長方形の短辺が延びる方向が車体の幅方向であるとよい。これによると、車幅を狭くすることができる。

（５）（１）～（４）のいずれかに記載の電動自転車において、前記バッテリは、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の延伸方向に延伸する形状であり、前記バッテリのうち前記延伸方向の一端側を支持する第１の支持部と、前記バッテリのうち前記延伸方向の他端側を支持する第２の支持部と、を有するとよい。これによると、バッテリに大きな負荷をかけることなく、バッテリを支持することができる。

（６）（５）に記載の電動自転車において、前記第１の支持部又は前記第２の支持部のいずれか一方は、前記バッテリを、前記バッテリ収容領域に配置される位置と、前記バッテリ収容領域から脱離される位置との間で、車体の幅方向に延びる軸を中心として回動可能に支持するとよい。これによると、電動自転車に対してバッテリを簡易に取り付けることが可能となる。

（７）（５）又は（６）に記載の電動自転車において、前記第１の支持部及び前記第２の支持部は、車体の幅方向において、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部と、前記バッテリとが隙間を有するように、前記バッテリを支持するとよい。これによると、バッテリの冷却性を向上できる。

（８）（７）に記載の電動自転車において、前記隙間に設けられる緩衝部材を有するとよい。これによると、バッテリにかかる負荷を抑制することができる。

（９）（５）又は（６）に記載の電動自転車において、前記第１の支持部及び前記第２の支持部は、車体の幅方向において、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部と、前記バッテリの少なくとも一部が接触するように、前記バッテリを支持するとよい。これによると、第１の延伸部又は第２の延伸部へバッテリの熱が伝わり、バッテリの冷却性を向上できる。

（１０）（１）～（９）のいずれかに記載の電動自転車において、前記バッテリ収容領域に配置された前記バッテリの前側の面を覆うカバー部材を有するとよい。これによると、飛び石などからバッテリを保護できる。

（１１）（１）～（１０）のいずれかに記載の電動自転車において、前記バッテリは、車体の前側から前記第１の延伸部と前記第２の延伸部との間に挿入されて前記バッテリ収容領域へ配置されるとよい。これによると、電動自転車に対するバッテリの取り付けが容易となる。

（１２）（１）～（１１）のいずれかに記載の電動自転車において、前記バッテリは、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の延伸方向に延伸しており、第１の幅と、前記第１の幅よりも広い第２の幅とを有する形状であり、前記第１の幅の方向が車体の幅方向と平行になるように前記バッテリ収容領域に配置されるとよい。これによると、車幅を狭くすることができる。

（１３）（１２）に記載の電動自転車において、車体側面視において、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の幅は、前記第２の幅よりも狭いとよい。これによると、第１の延伸部及び第２の延伸部を細く見せることができ、デザイン性が向上する。

（１４）（１）～（１３）のいずれかに記載の電動自転車において、クランク軸と、前記クランク軸を回転させるペダルと、を有し、前記バッテリは、車体側面視において、少なくとも一部が前記ペダルの回転軌跡の鉛直方向の上端よりも下側に位置するように前記バッテリ収容領域に配置されるとよい。これによると、電動自転車に対するバッテリの取り付けが容易となる。

（１５）（１４）に記載の電動自転車において、前記バッテリは、車体側面視において、少なくとも一部が前記ペダルの回転軌跡と重なるように前記バッテリ収容領域に配置されるとよい。これによると、電動自転車に対するバッテリの取り付けが容易となる。

本実施形態に係る電動自転車の全体構成を示す側面図である。本実施形態に係る電動自転車の全体構成を示す上面図である。本実施形態の車体フレーム及びその周辺の構成を示す斜視図である。本実施形態の車体フレーム及びその周辺の構成を示す側面図である。本実施形態の車体フレーム及びその周辺の構成を示す正面図である。本実施形態において、バッテリの支持構造、及びバッテリ収容領域へのバッテリの配置手順を説明する図である。本実施形態において、バッテリの支持構造、及びバッテリ収容領域へのバッテリの配置手順を説明する図である。本実施形態において、バッテリの支持構造、及びバッテリ収容領域へのバッテリの配置手順を説明する図である。本実施形態の第１の変形例における、バッテリ収容領域に配置されたバッテリを示す側面図である。本実施形態の第２の変形例における、バッテリの支持構造について説明する図である。本実施形態の第３の変形例における、バッテリ収容領域及びその周辺を示す側面図である。本実施形態の第４の変形例における、バッテリ収容領域に配置されたバッテリを示す正面図である。本実施形態の第５の変形例における、バッテリ収容領域に配置されたバッテリを示す正面図である。本実施形態の第６の変形例における、バッテリ及びダウンフレームを示す断面図である。

以下において、図面を参照して、本発明の実施形態（以下、本実施形態と称する）に係る電動自転車１について説明する。

図１は、本実施形態に係る電動自転車の全体構成を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る電動自転車の全体構成を示す上面図である。図３は、本実施形態の車体フレーム及びその周辺の構成を示す斜視図である。図４は、本実施形態の車体フレーム及びその周辺の構成を示す側面図である。図５は、本実施形態の車体フレーム及びその周辺の構成を示す正面図である。なお、図３～図５においては、図６等で示す第１の支持部２１０及び第２の支持部２２０の図示を省略している。

以下、図２等において、Ｘ１が示す方向を左方向と称し、Ｘ２が示す方向を右方向と称し、Ｘ１－Ｘ２の方向を左右方向と称する。なお、本実施形態において、左右方向とは、車体の幅方向である。また、図１等において、Ｙ１が示す方向を前方と称し、Ｙ２が示す方向を後方と称し、Ｙ１－Ｙ２の方向を前後方向と称する。また、図１等において、Ｚ１が示す方向を上方と称し、Ｚ２が示す方向を下方向と称し、Ｚ１－Ｚ２の方向を上下方向と称する。

［全体構成］
電動自転車１００は、乗員がペダルに加えた踏力に、電動モータ等を含む駆動ユニットからの駆動力を加えた力を車輪に伝達して走行する電動自転車である。

図１、図２に示すように、電動自転車１００は、主な構成として、車体フレーム１と、前輪２と、後輪３と、ハンドル４と、サドル５と、クランク６と、ペダル７と、駆動ユニット８とを有している。また、電動自転車１００は、駆動ユニット８に電力を供給するバッテリ９を収容可能なバッテリ収容領域Ｒを有する。

図３等に示すように、車体フレーム１は、ヘッドパイプ１１と、トップフレーム１２と、ダウンフレーム１３と、シートチューブ１４と、シートステイ１５と、チェーンステイ１６と、ブラケット１７とを含む。

ヘッドパイプ１１は、車体フレーム１の前端部に配置されており、ステアリングコラム１１１が回転可能に挿通される挿通孔１１ａを有する。図１に示すように、ステアリングコラム１１１の上部には、ハンドル４が設けられており、ステアリングコラム１１１の下部には、前輪２を回転可能に支持するフロントフォーク１１２が設けられている。

トップフレーム１２は、ヘッドパイプ１１から斜め下後方に向けて延びており、後端部がシートチューブ１４に接続されている。なお、トップフレーム１２は、トップフレーム１２の延伸方向に直交する切断面における断面形状が円形であってもよいし矩形であってもよい。また、トップフレーム１２は、中空の管状の部材であってもよい。

ダウンフレーム１３は、トップフレーム１２よりも下方において、ヘッドパイプ１１から斜め下後方に向けて延びており、後端部がブラケット１７に接続されている。なお、ダウンフレーム１３の構成の詳細については後述する。

シートチューブ１４の上端部には、乗員が座るサドル５を支持するシートポスト５１が挿通されている。シートチューブ１４は、斜め下前方に向けて延びており、下端部がブラケット１７に接続されている。

シートステイ１５は、トップフレーム１２から斜め下後方に向けて延びるように設けられる。また、チェーンステイ１６は、ブラケット１７から後方に向けて延びるように設けられる。シートステイ１５の下端部と、チェーンステイ１６の後端部とは接続されており、その接続位置で後輪３が回転可能に支持される。

クランク６は、車体の幅方向に延びるクランク軸６２と、クランク軸６２を中心として回転するクランクアーム６１を備えている。ペダル７は、クランクアーム６１の先端部に取り付けられている。乗員がペダル７に加えた踏力によりクランクアーム６１及びクランク軸６２が回転し、その回転力がチェーン６５を介して後輪３へ伝達される。

駆動ユニット８は、電動モータ等を含んでおり、ブラケット１７により保持されている。

駆動ユニット８は、後輪３に対して補助動力としての駆動力を伝達する。電動自転車１００は、駆動ユニット８からの駆動力と、乗員がペダル７に加えた踏力との合力により走行する。ただし、電動自転車１００は、乗員がペダル７に加えた踏力のみで走行することが可能であってもよいし、駆動ユニット８からの駆動力のみで走行することが可能であってもよい。また、本実施形態においては、駆動ユニット８から後輪３に対して駆動力を伝達する例について示すが、これに限られるものではなく、前輪２又は後輪３の少なくともいずれか一方に駆動力を伝達するものであればよい。

［ダウンフレームの構成の詳細］
主に図３を参照して、本実施形態のダウンフレームの構成の詳細について説明する。

ダウンフレーム１３は、基部１３１と、第１の接続部１３２と、第２の接続部１３３と、第１の延伸部１３４と、第２の延伸部１３５とを含む。

基部１３１は、ヘッドパイプ１１に接続されており、ヘッドパイプ１１から車体の斜め下後方に向けて延びるように設けられている。

第１の接続部１３２は、基部１３１から車体の斜め下後方に向けて延びており、基部１３１と第１の延伸部１３４を接続するように設けられる。

第２の接続部１３３は、基部１３１から車体の斜め下後方に向けて延びており、基部１３１と第２の延伸部１３５を接続するように設けられる。

また、第１の接続部１３２と第２の接続部１３３は、互いに離間するように車体の幅方向に拡がる形状を有する。すなわち、第１の接続部１３２は、車体の斜め下後方に向けて延びるに従い、第２の接続部１３３から離間するように左方向に傾斜しており、第２の接続部１３３は、車体の斜め下後方に向けて延びるのに従い、第１の接続部１３２から離間するように右方向に傾斜している。

第１の延伸部１３４は、第１の接続部１３２の下端部から車体の斜め下後方に向けて延びるように設けられている。

第２の延伸部１３５は、第２の接続部１３３の下端部から車体の斜め下後方に向けて延びており、第１の延伸部１３４と車体の幅方向に並んで設けられている。

本実施形態においては、図３に示すように、ダウンフレーム１３が、１本の基部１３１を有する構成とした。ダウンフレーム１３において、ヘッドパイプ１１に接続される部分が基部１３１だけであるため、ヘッドパイプ１１を不要に太くすることなく、ヘッドパイプ１１にダウンフレーム１３を接続することが可能となる。また、１本の基部１３１のみがヘッドパイプ１１に接続される構成を採用することより、ヘッドパイプ１１に対するダウンフレーム１３の接続作業が容易となる。なお、ヘッドパイプ１１に対するダウンフレーム１３の接続は、例えば、溶接等により行うとよい。ただし、ダウンフレーム１３は、基部１３１を有することなく、第１の接続部１３２及び第２の接続部１３３がヘッドパイプ１１に接続される構成であっても構わない。

また、本実施形態においては、２本の延伸部（第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５）を有するダウンフレーム１３を採用したことより、１本当たりのフレームの太さを太くすることなく、十分な強度及び剛性を確保することができる。

また、本実施形態においては、第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５の形状を直方体とした。すなわち、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の延伸方向に直交する切断面における、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の断面形状を長方形とした。なお、延伸方向に直交する切断面における、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の断面形状は、長方形に限られるものではなく、例えば、長方形の角に丸みを帯びさせた形状、四角形以外の多角形等であっても構わない。または、円形、楕円形、一部に半円形状を含む形状等であっても構わない。

図３等に示すように、第１の延伸部１３４は、外面１３４ａ、内面１３４ｂ、前面１３４ｃ、後面を有する。同様に、第２の延伸部１３５は、外面１３５ａ、内面１３５ｂ、前面１３５ｃ、後面を有する。なお、第１の延伸部１３４の後面とは、前面１３４ｃの裏側の面であり、第２の延伸部１３５の後面とは、前面１３５ｃの裏側の面であるが、図面中に現れていないため、符号は省略する。

図２及び図５の破線は、ペダル７のうち最も内側の面の軌跡Ｐの一部を示している。ペダル７のうち最も内側の面の軌跡Ｐと、ダウンフレーム１３の外面１３４ａ、１３５ａとの間の長さＨが短い場合、乗員がペダル７を漕ぐ際に、乗員の脚とダウンフレーム１３が近接することとなり、ペダル７を漕ぎにくくなってしまう。そこで、本実施形態においては、第１の延伸部１３４のうち、前面１３４ｃ及び後面の幅Ｆ１（図５参照）を、外面１３４ａ及び内面１３４ｂの幅Ｆ２（図４参照）よりも狭くした。同様に、第２の延伸部１３５のうち、前面１３５ｃ及び後面の幅を、外面１３５ａ及び内面１３５ｂの幅よりも狭くした。すなわち、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の延伸方向に直交する切断面における、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の断面形状を長方形とし、その長方形の短辺が延びる方向を車体の幅方向とした。このような構成を採用することにより、車体の幅方向におけるダウンフレーム１３の幅を狭くすることができる。そのため、乗員がペダル７を漕ぐ際に、ダウンフレーム１３が邪魔になることを回避することができる。

また、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の形状を直方体にすることにより、それら形状を円柱状にした場合と比較して、バッテリ９に対向する面（内面１３４ｂ、１３５ｂ）の面積を確保しつつ、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の太さを細くすることができる。その結果、第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５との間に配置されるバッテリ９の姿勢を安定させることができると共に、車体の幅方向におけるダウンフレーム１３の幅を狭くすることができる。

［バッテリ］
バッテリ９は、駆動ユニット８へ供給する電力を蓄えるものである。バッテリ９の充電は、外部のコンセントに接続されるケーブルを用いて、電動自転車１００にバッテリ９が取り付けられた状態で行われてもよいし、電動自転車１００から脱離させて、外部の充電器にバッテリ９を設置することにより行われてもよい。

本実施形態においては、バッテリ９の形状を、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５が延伸する方向に沿って延伸する略直方体とした。バッテリ９は、第１の幅Ｗ１（図５参照）を有する第１の側面９ａと、第１の幅Ｗ１よりも広い第２の幅Ｗ２（図４参照）を有する第２の側面９ｂを含む。そして、バッテリ９は、第１の側面９ａが車体の幅方向と平行になるようにバッテリ収容領域Ｒに配置される。すなわち、第１の側面９ａは、クランク軸６２の延びる方向に対して平行な面である。これにより、バッテリ収容領域Ｒの車体の幅方向におけるバッテリ９の幅を狭くすることができる。そのため、乗員がペダル７を漕ぐ際に、バッテリ９及びダウンフレーム１３が邪魔になることを回避することができる。

［バッテリ収容領域］
主に図３～図５を参照して、本実施形態における電動自転車１のバッテリ収容領域Ｒについて説明する。

バッテリ９は、電動自転車１００に対して着脱可能に構成される。電動自転車１は、バッテリ９を収容可能なバッテリ収容領域Ｒを有している。本実施形態において、バッテリ収容領域Ｒの一部は、第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５との間に形成されている。

バッテリ収容領域Ｒとは、後述の第１の支持部２１０及び第２の支持部２２０によりバッテリ９が支持された状態において、バッテリ９が存在する領域である。図１～図５においては、バッテリ９がバッテリ収容領域Ｒに配置された状態を示している。

上述のように、ダウンフレーム１３において、第１の接続部１３２と第２の接続部１３３は互いに離間するように車体の幅方向に拡がる形状を有している。そのような構成を採用するため、第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５とが離間して配置されることとなり、バッテリ収容領域Ｒを十分に確保することができる。

なお、本実施形態においては、図４に示すように、車体側面視において、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の幅（外面１３４ａ、内面１３４ｂ、外面１３５ａ、及び内面１３５ｂの幅Ｆ２）を、バッテリ９の第２の側面９ｂの幅（第２の幅Ｗ２）よりも狭くした。これにより、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５を細く見せることができ、デザイン性が向上する。ただし、これに限られるものではなく、幅Ｆ２を第２の幅Ｗ２と同じとしてもよいし、幅Ｆ２を第２の幅Ｗ２より太くしてもよい。

本実施形態においては、第１の延伸部１３４の外面１３４ａ及び内面１３４ｂの幅Ｆ２を、バッテリ９の第２の側面９ｂの第２の幅Ｗ２よりも狭くする例について示したが、これに限られるものではなく、車体側面視において、第１の延伸部１３４の幅がバッテリ９の幅よりも狭い構成であればよい。すなわち、第１の延伸部１３４及びバッテリ９の形状に関わらず、車体側面視において、第１の延伸部１３４によりバッテリ９の一部のみが隠されるような構成であればよい。第２の延伸部１３５についても同様である。

また、本実施形態においては、図４に示すように、バッテリ９が、車体側面視において、少なくとも一部がペダル７の回転軌跡Ｔの鉛直方向（図中のＺ１方向）の上端Ｅよりも下側に位置するように、バッテリ収容領域Ｒに配置される構成した。すなわち、バッテリ収容領域Ｒが、上下方向においてクランク軸６２に近い位置に形成される構成とした。これにより、バッテリ９をバッテリ収容領域Ｒに配置する際に、使用者がバッテリ９を持ち上げる量が少なくなり、電動自転車１００に対するバッテリ９の取り付けが容易となる。また、重量のあるバッテリ９が、電動自転車１００の下方に配置されることにより、電動自転車１００の重心が下がる。そのため、電動自転車１００の走行が安定することとなる。

［バッテリの支持構造、及びバッテリ収容領域へのバッテリの配置手順］
図６～図８は、本実施形態において、バッテリの支持構造、及びバッテリ収容領域へのバッテリの配置手順を説明する図である。なお、図６～８においては、車体側面視におけるダウンフレーム１３の一部及びバッテリ９を示している。

電動自転車１は、バッテリ９の上端部を支持する第１の支持部２１０と、バッテリ９の下端部を支持する第２の支持部２２０とを有する。本実施形態においては、図６等に示すように、第１の接続部１３２と第２の接続部１３３との間に第１の支持部２１０を形成し、第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５との間に第２の支持部２２０を形成した。

第１の支持部２１０は、バッテリ９を、バッテリ収容領域Ｒに配置される位置と、バッテリ収容領域Ｒから脱離される位置との間で、車体の幅方向に延びる軸Ｃ１を中心として回動可能に支持する。第１の支持部２１０の回動は、例えば、ダウンフレーム１３にヒンジ等を設けることにより行われるとよい。

以下、本実施形態における、バッテリ収容領域Ｒへのバッテリ９の配置手順について説明する。まず、図６に示すように、バッテリ９を、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の前方かつ下方に配置し、下方から上方（矢印Ｄ方向）に持ち上げることにより、バッテリ９の上端部を第１の支持部２１０へ突き当てる。この際、バッテリ９の上端部に設けられる給電コネクタ９１が、第１の支持部２１０に設けられる受電コネクタ（不図示）に電気的に接続されるとよい。

その後、図７に示すように、バッテリ９の下端部を、前方から後方（矢印ｒ１方向）に押す。これにより、バッテリ９は、第１の支持部２１０に支持された状態で、軸Ｃ１を中心として回動する。そして、バッテリ９の下端部を第２の支持部２２０上に載置させる。これにより、バッテリ９は、図８に示すように、バッテリ収容領域Ｒに配置される。

本実施形態においては、第１の支持部２１０及び第２の支持部２２０によって、バッテリ９の上端部及び下端部のみを支持する構造とした。そのため、バッテリ９において上端部及び下端部以外の部分に物理的な負荷がかかることがない。

また、本実施形態においては、第２の支持部２２０にロック機構を設けた。具体的には、第２の支持部２２０に鍵穴（不図示）を設け、鍵穴に鍵２２５を挿入した状態で、鍵２２５を時計回り又は反時計回りに回動させることにより、バッテリ９の下端部が第２の支持部２２０に対して固定される構成とした。このように、第２の支持部２２０を介してダウンフレーム１３に対してバッテリ９を固定することにより、バッテリ９が電動自転車１００から落下してしまうことを抑制することができる。

本実施形態においては、バッテリ９は、車体の前側から、第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５との間に挿入されてバッテリ収容領域Ｒへ配置される。ここで、バッテリ９を車体の後側からバッテリ収容領域Ｒに配置させることも考えられるが、トップフレーム１２やシートチューブ１４等の車体フレーム１のレイアウトによっては、十分なスペースを確保することが困難である場合がある。本実施形態の構成においては、上述のようにバッテリ９を車体の前側からバッテリ収容領域Ｒに配置させる構成を採用するため、車体フレーム１の配置に関わらず、容易にバッテリ９を電動自転車１００に取り付けることができる。また、バッテリ９を車体の前側からバッテリ収容領域Ｒに配置させる構成を採用するため、トップフレーム１２やシートチューブ１４等の車体フレーム１のレイアウトの自由度が向上することとなる。

また、バッテリ９を車体の後側、すなわちダウンフレーム１３の後方かつ上方からバッテリ収容領域Ｒに配置する場合、使用者がバッテリ９を持ち上げる高さが高くなり、バッテリ９の重量によっては使用者に大きな負担がかかることとなってしまう。一方、バッテリ９を前側からバッテリ収容領域Ｒに配置させる本実施形態の構成においては、使用者がバッテリ９を持ち上げる量は少なく、電動自転車１００に対するバッテリ９の取り付けが容易である。

なお、電動自転車１００からのバッテリ９の脱離は、上述の手順の逆の動作により行うとよい。すなわち、鍵２２５によるロックを解除した後、バッテリ９の下端部を軸Ｃ１を中心として矢印ｒ１方向の反対方向に押し、その後、給電コネクタ９１を第１の支持部２１０から離間するように、バッテリ９を下方に移動させるとよい。

上述のような支持構造を採用することにより、ネジ等を用いてダウンフレーム１３に対してバッテリ９を固定する構成と比較して、簡易にバッテリ９の着脱を行うことが可能となる。

なお、本実施形態においては、第１の支持部２１０がバッテリ９の上端部を回動可能に支持する構成としたが、これに限られるものではなく、第２の支持部２２０がバッテリ９の下端部を回動可能に支持する構成であってもよい。また、本実施形態においては、バッテリ９の上端部に給電コネクタ９１を設ける構成としたが、これに限られるものではなく、バッテリ９の下端部に給電コネクタ９１を設け、第２の支持部２２０に受電コネクタを設ける構成としてもよい。バッテリ９の下端部に給電コネクタ９１を設けた場合、バッテリ９と電動自転車１００とが電気的に接続される位置が、駆動ユニット８の近傍に配置されることになり、バッテリ９から駆動ユニット８へ効率良く電力を供給することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る電動自転車１においては、バッテリ収容領域Ｒの一部が、第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５との間に形成されるため、バッテリ収容領域Ｒに配置された状態において、バッテリ９の一部が第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５により隠されることとなる。そのため、外観上、バッテリ９が不要に目立つこと無く、デザイン性が向上する。また、第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５との間の領域を、バッテリ収容領域Ｒとしたことにより、電動自転車１００におけるスペースが有効に利用されることとなる。また、スペースを有効利用しつつも、車体の幅方向におけるダウンフレーム１３及びバッテリ９の幅が広くならない構成を採用したため、乗員がペダル７を漕ぐ際に、バッテリ９及びダウンフレーム１３が邪魔になることもなく、乗員は快適な乗車を行うことができる。

以下、本実施形態の変形例について説明する。なお、図１～図８を参照して説明した構成と同様の構成については、同じ符号を用いてその説明の詳細については省略する。

［第１の変形例］
図９は、本実施形態の第１の変形例における、バッテリ収容領域に配置されたバッテリを示す側面図である。

第１の変形例の電動自転車１００は、カバー部材１３９を備える。カバー部材１３９は、バッテリ収容領域Ｒに配置されるバッテリ９の前側の面（側面９ａ）を覆うように、第１の延伸部１３４の前面１３４ｃ及び第２の延伸部１３５の前面１３５ｃに設けられるとよい。

カバー部材１３９は、下端部に設けられるピボット部と、上端部に設けられるロック部と、を有する。ピボット部は、カバー部材１３９を、車体の幅方向に延びる軸を中心として回動させる機能を有する。ロック部は、カバー部材１３９をダウンフレーム１３に対して固定する機能、及び固定を解除する機能を有する。そして、カバー部材１３９は、正面視において、バッテリ収容領域Ｒを露出させる位置と、バッテリ収容領域Ｒを覆う位置との間で、車体の幅方向に延びる軸を中心として回動可能に、ダウンフレーム１３に支持されているとよい。バッテリ９をバッテリ収容領域Ｒに配置させる際及びバッテリ９をバッテリ収容領域Ｒから取り出す際においては、カバー部材１３９の上部を、バッテリ収容領域Ｒを露出させるように図９中の矢印ｒ２方向に回動させるとよい。一方、電動自転車１００を走行する際においては、カバー部材１３９の上部を、バッテリ収容領域Ｒを覆うように図９中の矢印ｒ２方向の反対方向に回動させるとよい。

なお、図９に示す構成に限られるものではなく、カバー部材１３９は、上端部に設けられるピボット部と、下端部に設けられるロック部とを有するものであってもよい。すなわち、カバー部材１３９の上端部が回動可能に支持される構成であってもよい。そのような構成とすることで、下端部にピボット部が設けられる構成と比較して、カバー部材１３９の回動角度を大きくすることなく、バッテリ９をバッテリ収容領域Ｒへ配置させることが可能となる。

図９においては、カバー部材１３９が、バッテリ収容領域Ｒを覆う位置にあり、かつバッテリ９がバッテリ収容領域Ｒに配置された状態を示している。この状態において、カバー部材１３９の内側の面１３９ａが、バッテリ９の前側の面（側面９ａ）を支持するとよい。なお、カバー部材１３９の内側の面１３９ａに弾性部材等を設け、その弾性部材がバッテリ９の側面９ａに接触する構成としてもよい。それにより、電動自転車１００の走行時において、バッテリ９にかかる衝撃を弾性部材が吸収し、バッテリ９にかかる負荷を低減することができる。弾性部材としては、例えば、バッテリ９の側面９ａを適度な力で付勢するバネ部材等を用いるとよい。

また、カバー部材１３９を設けることにより、電動自転車１００の走行時において、飛び石などからバッテリ９が保護されることとなる。また、何らかの不具合により、第１の支持部２１０、第２の支持部２２０からバッテリ９が脱離してしまった場合において、バッテリ９が地面に落下してしまうことを抑制することができる。

なお、カバー部材１３９は、例えば、樹脂性の材料からなるとよい。また、カバー部材１３９は、電動自転車１００に対して着脱可能に構成されてもよい。

また、カバー部材１３９の表面に、複数の孔を形成したり、ルーバー構造を形成したり、メッシュ構造を形成したりしてもよい。これにより、バッテリ収容領域Ｒにバッテリ９の熱が籠もることを抑制することができる。その結果、バッテリ９の冷却性を向上することができる。

［第２の変形例］
図１０は、本実施形態の第２の変形例における、バッテリの支持構造について説明する図である。

バッテリ収容領域Ｒに配置されるバッテリ９の支持構造は、図６～図８で示したものに限られるものではない。第２の変形例においては、ネジ１９５、１９６を用いて、バッテリ収容領域Ｒに配置されるバッテリ９を、ダウンフレーム１３に対して固定する構成とした。具体的には、ダウンフレーム１３の基部１３１にネジ穴を有する第１の支持部２１１を形成し、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の内面１３４ｂ、１３５ｂにネジ穴を有する第２の支持部２２１を形成した。

また、第２の変形例においては、バッテリ９を内部に収容すると共に、ネジ穴１９１、１９２を有するバッテリフレーム１９０を用いる。そして、バッテリフレーム１９０のネジ穴１９１と第１の支持部２１１のネジ穴とを重ねて、それらネジ穴にネジ１９５を挿入することにより、バッテリフレーム１９０を第１の支持部２１１に対して固定する。また、バッテリフレーム１９０のネジ穴１９２と第２の支持部２２１のネジ穴とを重ねて、それらネジ穴にネジ１９６を挿入することにより、バッテリフレーム１９０を第２の支持部２２１に対して固定する。

第２の変形例のように、ネジを用いてバッテリ９をダウンフレーム１３に対して固定することにより、電動自転車１００からバッテリ９が落下してしまう可能性をより低減することができる。また、バッテリ９を電動自転車１００に直接取り付けるのではなく、バッテリフレーム１９０を用いることで、上述のカバー部材１３９等を設けることなく、バッテリ９を飛び石等から保護することができる。なお、図１０においては、バッテリ９の全体を覆うように構成されるバッテリフレーム１９０を示したが、これに限られるものではなく、バッテリフレーム１９０は、バッテリ９の一部を露出させるような構成であっても構わない。また、バッテリフレーム１９０を用いた場合において、図６～図８で示した支持構造と同様の構成を採用することにより、第１の支持部２１０がバッテリフレーム１９０を回動可能に支持する構成としても構わない。

なお、図１０においては、ネジを用いた例を示したが、これに限られるものではなく、ボルト等の他の固定具を用いてバッテリ９をダウンフレーム１３に対して固定する構成であっても構わない。

［第３の変形例］
図１１は、本実施形態の第３の変形例における、バッテリ収容領域及びその周辺を示す側面図である。

第３変形例においては、図１１に示すように、ダウンフレーム１３の下端部が接続されるブラケット２７を、駆動ユニット８の上方に配置する構成とした。このような構成を採用することにより、図４で示した構成と比較して、クランク軸６２と、バッテリ収容領域Ｒに配置されるバッテリ９との距離を近くすることができる。具体的には、図１１に示すように、バッテリ９が、車体側面視において、少なくとも一部がペダル７の回転軌跡Ｔと重なるようにバッテリ収容領域Ｒに配置されるような構成とした。これにより、バッテリ収容領域Ｒをより下方に形成することができる。そのため、バッテリ９をバッテリ収容領域Ｒに配置する際に、使用者がバッテリ９を持ち上げる量が少なくなり、電動自転車１００に対するバッテリ９の取り付けが容易となる。

［第４の変形例］
図１２は、本実施形態の第４の変形例における、バッテリ収容領域に配置されたバッテリを示す正面図である。

図５においては、バッテリ９が、車体の幅方向において、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５と隙間を有することなく、バッテリ収容領域Ｒに配置される例について説明した。第４の変形例においては、車体の幅方向において、バッテリ９が第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５との間に隙間Ｇを有するようにバッテリ収容領域Ｒに配置される例について説明する。

第４の変形例においては、電動自転車１００の走行方向に開口する隙間Ｇが形成されるため、電動自転車１００の走行時において、隙間Ｇに風が通ることとなる。そのため、バッテリ収容領域Ｒに熱が籠もることが抑制され、バッテリ９の冷却性が向上する。

また、第４の変形例においては、図１２に示すように、隙間Ｇに緩衝部材５０を設けた。緩衝部材５０は、衝撃を吸収する素材からなるとよい。緩衝部材５０を設けることにより、電動自転車１００の走行時等に、バッテリ９が第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５に接触等することにより、バッテリ９に負荷がかかることを抑制できる。また、緩衝部材５０をバッテリ９に接触させるように設けることにより、バッテリ９の姿勢を安定させることができる。

なお、緩衝部材５０は、バッテリ９の側面９ｂに設けられるものであってもよいし、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の内面１３４ｂ、１３５ｂに設けられるものであってもよい。また、緩衝部材５０は、バッテリ９と、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５との隙間Ｇの一部に設けられるものに限られず、隙間Ｇ全域を埋めるように設けられるものであってもよい。

［第５の変形例］
図１３は、本実施形態の第５の変形例における、バッテリ収容領域に配置されたバッテリを示す正面図である。図５等においては、バッテリ９の形状が、側面９ａ及び側面９ｂを有する略直方体である例について示したが、これに限られるものではない。第５の変形例においては、バッテリ９が、一部に凸部９５を有する例について説明する。

バッテリ９の形状に関わらず、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の内面１３４ｂ、１３５ｂは、バッテリ９の側面９ｂに沿った形状であるとよい。すなわち、バッテリ９が凸部９５を有する場合、第１の延伸部１３４の内面１３４ｂは、凸部９５の形状に沿うように凹部１３４ｂ１を有し、第２の延伸部１３５の内面１３５ｂは、凸部９５の形状に沿うように凹部１３５ｂ１を有するとよい。このような形状とすることにより、バッテリ９がバッテリ収容領域Ｒに配置された状態において、バッテリ９は第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５との間に嵌め込められることとなり、バッテリ９の姿勢が安定することとなる。

また、第５の変形例においては、バッテリ９がバッテリ収容領域Ｒに配置された状態において、バッテリ９の側面９ｂと、第１の延伸部１３４の内面１３４ｂ及び第２の延伸部１３５の内面１３５ｂとが接触する構成を採用した。このように、バッテリ９と、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５とを接触させることにより、バッテリ９の熱をダウンフレーム１３へ伝えることができ、バッテリ９の冷却性を向上することができる。なお、バッテリ９と、延伸部１３４及び第２の延伸部１３５とは少なくとも一部が接触しており、図１２で示したように、他の一部においては隙間を有する構成としてもよい。

［第６の変形例］
図１４は、本実施形態の第６の変形例における、バッテリ及びダウンフレームを示す断面図である。

図３等においては、角形の第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５を示したが、第１の延伸部及び第２の延伸部の形状はそれに限られるものではない。第６の変形例においては、第１の延伸部２３４の延伸方向に直交する切断面における断面形状を、略コの字（略Ｕ字）とした。すなわち、断面視における第１の延伸部２３４の両端部が突出する形状とした。また、突出する形状を有する側が、バッテリ９に対向することとした。第２の延伸部２３５も同様とした。第１の延伸部２３４及び第２の延伸部２３５をこのような形状とすることにより、ダウンフレームの軽量化を図ることができる。また、第６の変形例においては、図１４に示すように、バッテリ９と第１の延伸部２３４及び第２の延伸部２３５との間であって、第１の延伸部２３４及び第２の延伸部２３５の延伸方向に沿うように配線６０を設けてもよい。これにより、配線６０が、車体フレーム１から剥き出しになってしまうことを抑制でき、デザイン性が向上する。なお、配線６０は、例えば、バッテリ９から駆動ユニット８へ電力を供給する給電線等であるとよい。

なお、第１の延伸部及び第２の延伸部の形状は、図１４で示した形状や、図３等で示した直方体に限られるものではない。例えば、中空の管状であってもよいし、周面を有する円柱状であっても構わない。

［まとめ］
（１）以上説明したように、本開示で提案する電動自転車１００は、前輪２と、後輪３と、前輪２又は後輪３の少なくとも一方に対して駆動力を伝達する駆動ユニット８と、駆動ユニット８に電力を供給するバッテリ９を収容可能なバッテリ収容領域Ｒと、ヘッドパイプ１１と、ヘッドパイプ１１から車体の斜め下後方に向けて延びるダウンフレーム１３と、を有している。ダウンフレーム１３は、車体の斜め下後方に向けて延びる第１の延伸部１３４と、車体の斜め下後方に向けて延びており、第１の延伸部１３４と車体の幅方向に並んで設けられる第２の延伸部１３５とを含んでいる。バッテリ収容領域Ｒは、少なくとも第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５との間に形成されている。

（２）ダウンフレーム１３は、ヘッドパイプ１１に接続される基部１３１と、基部１３１と第１の延伸部１３４を接続する第１の接続部１３２と、基部１３１と第２の延伸部１３５を接続する第２の接続部１３３と、を含んでいるとよい。第１の接続部１３２と第２の接続部１３３は、互いに離間するように車体の幅方向に拡がる形状を有しているとよい。

（３）第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５は、バッテリ収容領域Ｒに配置されているバッテリ９に対向する側の面９ｂの少なくとも一部が平面であるとよい。

（４）第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の延伸方向に直交する切断面における、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の断面形状は、少なくとも一部が長方形であり、その長方形の短辺が延びる方向が車体の幅方向であるとよい。

（５）バッテリ９は、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の延伸方向に延伸する形状であるとよい。バッテリ９のうち延伸方向の一端側を支持する第１の支持部２１０と、バッテリ９のうち延伸方向の他端側を支持する第２の支持部２２０と、を有するとよい。

（６）第１の支持部２１０又は第２の支持部２２０のいずれか一方は、バッテリ９を、バッテリ収容領域Ｒに配置される位置と、バッテリ収容領域Ｒから脱離される位置との間で、車体の幅方向に延びる軸Ｃ１を中心として回動可能に支持するとよい。

（７）第１の支持部２１０及び第２の支持部２２０は、車体の幅方向において、第１の延伸部２１０及び第２の延伸部２２０と、バッテリ９とが隙間Ｇを有するように、バッテリ９を支持するとよい。

（８）隙間Ｇに設けられる緩衝部材５０を有するとよい。

（９）第１の支持部２１０及び第２の支持部２２０は、車体の幅方向において、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５と、バッテリ９の少なくとも一部が接触するように、バッテリ９を支持するとよい。

（１０）バッテリ収容領域Ｒに配置されたバッテリ９の前側の面を覆うカバー部材１３９を有するとよい。

（１１）バッテリ９は、車体の前側から第１の延伸部１３４と第２の延伸部１３５との間に挿入されてバッテリ収容領域Ｒへ配置されるとよい。

（１２）前記バッテリは、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の延伸方向に延伸しており、第１の幅と、前記第１の幅よりも広い第２の幅とを有する形状であり、前記第１の幅の方向が車体の幅方向と平行になるように前記バッテリ収容領域に配置されるとよい。

（１３）車体側面視において、第１の延伸部１３４及び第２の延伸部１３５の幅は、第２の幅Ｗ２よりも狭いとよい。

（１４）クランク軸６２と、クランク軸６２を回転させるペダル７と、を有し、バッテリ９は、車体側面視において、少なくとも一部がペダル７の回転軌跡Ｔの鉛直方向の上端よりも下側に位置するようにバッテリ収容領域Ｒに配置されるとよい。

（１５）バッテリ９は、車体側面視において、少なくとも一部がペダル７の回転軌跡Ｔと重なるようにバッテリ収容領域Ｒに配置されるとよい。

１車体フレーム、１１ヘッドパイプ、１１ａ挿通孔、１１１ステアリングコラム、１１２フロントフォーク、１２トップフレーム、１３ダウンフレーム、１３１基部、１３２第１の接続部、１３３第２の接続部、１３４，２３４第１の延伸部、１３４ａ外面、１３４ｂ内面、１３４ｃ前面、１３５，２３５第２の延伸部、１３５ａ外面、１３５ｂ内面、１３５ｃ前面、１３９カバー部材、１４シートチューブ、１５シートステイ、１６チェーンステイ、１７，２７ブラケット、２前輪、３後輪、４ハンドル、５サドル、５１シートポスト、６クランク、６１クランクアーム、６２クランク軸、６５チェーン、７ペダル、８駆動ユニット、９バッテリ、９１給電コネクタ、６０配線、１００電動自転車、１９０バッテリフレーム、１９５，１９６ネジ、２１０，２１１第１の支持部、２２０，２２１第２の支持部、２２５鍵、Ｒバッテリ収容領域。

Claims

前輪と、
後輪と、
前記前輪又は前記後輪の少なくとも一方に対して駆動力を伝達する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットに電力を供給するバッテリを収容可能なバッテリ収容領域と、
ヘッドパイプと、
前記ヘッドパイプから車体の斜め下後方に向けて延びるダウンフレームと、
を有し、
前記ダウンフレームは、車体の斜め下後方に向けて延びる第１の延伸部と、車体の斜め下後方に向けて延びており、前記第１の延伸部と車体の幅方向に並んで設けられる第２の延伸部とを含み、
前記バッテリ収容領域は、少なくとも前記第１の延伸部と前記第２の延伸部との間に形成されており、
前記ダウンフレームは、
前記ヘッドパイプに接続されると共に、当該ヘッドパイプから車体の斜め下後方に向けて延びる基部と、
前記基部と前記第１の延伸部を接続する第１の接続部と、
前記基部と前記第２の延伸部を接続する第２の接続部と、
を含み、
前記第１の接続部と前記第２の接続部は、互いに離間するように車体の幅方向に拡がる形状を有する、
ことを特徴とする電動自転車。
前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部は、前記バッテリ収容領域に配置されている前記バッテリに対向する側の面の少なくとも一部が平面である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動自転車。
前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の延伸方向に直交する切断面における、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の断面形状は、少なくとも一部が長方形であり、
前記長方形の短辺が延びる方向が車体の幅方向である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動自転車。
前記バッテリは、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の延伸方向に延伸する形状であり、
前記バッテリのうち前記延伸方向の一端側を支持する第１の支持部と、
前記バッテリのうち前記延伸方向の他端側を支持する第２の支持部と、
を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電動自転車。
前記第１の支持部又は前記第２の支持部のいずれか一方は、
前記バッテリを、前記バッテリ収容領域に配置される位置と、前記バッテリ収容領域から脱離される位置との間で、車体の幅方向に延びる軸を中心として回動可能に支持する、
ことを特徴とする請求項４に記載の電動自転車。
前記第１の支持部及び前記第２の支持部は、車体の幅方向において、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部と、前記バッテリとが隙間を有するように、前記バッテリを支持する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電動自転車。
前記隙間に設けられる緩衝部材を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の電動自転車。
前記第１の支持部及び前記第２の支持部は、車体の幅方向において、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部と、前記バッテリの少なくとも一部が接触するように、前記バッテリを支持する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電動自転車。
前記バッテリ収容領域に配置された前記バッテリの前側の面を覆うカバー部材を有する、
ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の電動自転車。
前記バッテリは、車体の前側から前記第１の延伸部と前記第２の延伸部との間に挿入されて前記バッテリ収容領域へ配置される、
ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の電動自転車。
前記バッテリは、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の延伸方向に延伸しており、
第１の幅と、前記第１の幅よりも広い第２の幅とを有する形状であり、
前記第１の幅の方向が車体の幅方向と平行になるように前記バッテリ収容領域に配置される、
ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の電動自転車。
車体側面視において、前記第１の延伸部及び前記第２の延伸部の幅は、前記第２の幅よりも狭い、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電動自転車。
クランク軸と、
前記クランク軸を回転させるペダルと、
を有し、
前記バッテリは、車体側面視において、少なくとも一部が前記ペダルの回転軌跡の鉛直方向の上端よりも下側に位置するように前記バッテリ収容領域に配置される、
ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の電動自転車。
前記バッテリは、車体側面視において、少なくとも一部が前記ペダルの回転軌跡と重なるように前記バッテリ収容領域に配置される、
ことを特徴とする請求項１３記載の電動自転車。