JP7213458B2 - フレーム及び電動自転車 - Google Patents

Description

本発明は、フレーム及び電動自転車に関し、より詳細には、少なくとも、バッテリを保持可能なフレーム及び電動自転車に関する。

特許文献１には、従来の電動自転車が開示されている。特許文献１記載の電動自転車では、下パイプの上面に、バッテリ装着部と、バッテリ装着部に接続されるバッテリ装置とが取り付けられている。

特開２０１７－４３３４０号公報

ところで、自転車のフレームの設計では、剛性を高めることで強度を高くする必要があるが、それに加えて、乗り心地のよさ等を考えると、振動を吸収するような設計が好ましい場合がある。

しかしながら、特許文献１に記載の電動自転車では、バッテリ装置が取り付けられた下パイプは全長にわたって略同じ形状であり、剛性は高いものの、振動吸収性については検討の余地がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、剛性を保ちながらも、振動吸収性を向上することができるフレーム及び電動自転車を提供することを目的とする。

本発明に係る一態様のフレームは、複数のパイプを含み、少なくとも、バッテリを保持可能な電動自転車用のフレームである。前記フレームは、バッテリ装着用パイプと、補強体と、切欠部と、を備える。前記バッテリ装着用パイプは、前記複数のパイプのうちの少なくとも１つのパイプであり、その長手方向の少なくとも一部に、前記バッテリが配置される開口部が形成される。前記補強体は、前記バッテリ装着用パイプの長手方向に沿って前記バッテリ装着用パイプに設けられる。前記切欠部は、前記バッテリ装着用パイプ及び前記補強体の少なくとも一方に対し、前記開口部に対応する部分の少なくとも一部に形成される。

本発明に係る一態様の電動自転車は、前記フレームと、前記開口部に配置されるバッテリとを備える。

本発明は、剛性を保ちながらも、振動吸収性を向上することができる、という利点がある。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動自転車の側面図である。 図２は、同上のバッテリ装着用パイプの断面斜視図である。 図３は、同上のバッテリ装置の分解斜視図である。 図４Ａは、変形例１に係るバッテリ装着用パイプ及びバッテリの分解斜視図である。図４Ｂは、変形例１に係るバッテリ装着用パイプとバッテリとを組み立てた状態の断面図である。 図５Ａは、変形例２に係るバッテリ装着用パイプ及びバッテリの分解斜視図である。図５Ｂは、変形例２に係るバッテリ装着用パイプとバッテリとを組み立てた状態の断面図である。 図６Ａは、変形例３に係るバッテリ装着用パイプ及びバッテリの分解斜視図である。図６Ｂは、変形例３に係るバッテリ装着用パイプとバッテリとを組み立てた状態の断面図である。 図７Ａは、変形例４に係るバッテリ装着用パイプ及びバッテリの分解斜視図である。図７Ｂは、変形例４に係るバッテリ装着用パイプとバッテリとを組み立てた状態の断面図である。 図８は、変形例５に係るバッテリ装着用パイプ及びバッテリの分解斜視図である。 図９Ａは、変形例に係る電動自転車の側面図である。図９Ｂは、更なる変形例に係る電動自転車の側面図である。

（実施形態）
（１）概要
図１は、本実施形態に係る電動自転車１の側面図である。電動自転車１は、フレーム２を有する。フレーム２は、少なくとも、前輪４１、後輪４２及びバッテリ６２を保持する。フレーム２は、図２に示すように、バッテリ６２が収まる開口部２９が形成されたパイプ（以下、バッテリ装着用パイプ２８という）と、バッテリ装着用パイプ２８を補強する補強体３０とを備える。補強体３０は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向と直交する断面視において、開口部２９が形成される側と反対側の部分２８４に位置するバッテリ装着用パイプ２８の内面２８３に設けられている。ただし、本開示では、補強体３０は、バッテリ装着用パイプ２８の内面２８３ではなく外面に設けられてもよい。

本実施形態に係るフレーム２では、補強体３０が設けられていることで、補強体３０が設けられていないパイプに比べて、補強体３０が設けられたバッテリ装着用パイプ２８の断面係数を大きくすることができる。

フレーム２は、バッテリ装着用パイプ２８と補強体３０との少なくとも一方に形成された切欠部３１を有する。切欠部３１は、開口部２９に対応する部分の少なくとも一部に形成される。これによれば、フレーム２において切欠部３１が形成された箇所の断面係数を、他の部分に比べて小さくすることができる。

これにより、バッテリ装着用パイプ２８の剛性を高めることができる一方で、バッテリ６２が収まる部分でしなりやすくなる。この結果、本実施形態に係るフレーム２では、バッテリ６２等による振動に対するフレーム２の振動吸収性が向上し、電動自転車１における乗り心地やフレーム２の耐久性が向上し得る。

（２）詳細
以下、本実施形態に係る電動自転車１について更に詳細に説明する。

（２．１）全体構成
電動自転車１は、電気的な動力を用いて走行可能な自転車である。本実施形態では、電動自転車１は、使用者の踏む力（「踏力」という場合がある）をモータ５１により補助する電動アシスト自転車であるが、本開示では、モータ５１のみで自走可能な自転車であってもよい。要するに、電動自転車１は、電動アシスト自転車であってもよいし、モータ５１のみで自走可能な自転車であってもよい。電動自転車１は、図１に示すように、フレーム２と、前輪４１と、後輪４２と、駆動ユニット５と、バッテリ６２を含むバッテリ装置６と、ハンドル７と、サドル８と、クランク９０及びペダル９１と、を備える。

ここで、本開示では、電動自転車１の進む方向を「前方向」とし、その反対方向を「後方向」として定義する。また、前方向及び後方向に平行な方向（双方向）を「前後方向」として定義し、前後方向に直交しかつ水平面に沿う方向（双方向）を「左右方向」として定義する。

フレーム２は、少なくとも、前輪４１、後輪４２及びバッテリ６２を保持可能な骨組みである。フレーム２は、本実施形態では、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金で構成される。ただし、本開示では、フレーム２は、アルミニウム合金に限らず、鉄，クロムモブリデン鋼，ハイテンスチール，若しくはチタン等の金属，又はカーボン等で構成されてもよい。

フレーム２は、複数のパイプを含む。フレーム２は、本実施形態では、複数のパイプとして、下パイプ２０，立パイプ２１，複数（本実施形態では２つ）のチェーンステー２２，複数（本実施形態では２つ）のシートステー２３，上パイプ２４，ヘッドパイプ２５及び前ホーク２６を備える。さらに、フレーム２は、ボトムブラケット２７を備える。

ここで、本開示でいう「パイプ」とは、細長くて中空な部材を意味し、断面の形状は特に限らない。例えば、パイプは、断面正円形又は断面長円形（楕円形を含む）等の円形断面だけでなく、断面正方形，断面長方形，断面六角形等の多角形断面を含む。

ボトムブラケット２７は、少なくとも、下パイプ２０の下端部とチェーンステー２２の前方向の端部とが接続される部分である。本実施形態では、ボトムブラケット２７には、下パイプ２０及びチェーンステー２２に加えて、立パイプ２１の下端部が接続される。ボトムブラケット２７には、本実施形態では、駆動ユニット５が取り付けられる。ボトムブラケット２７に駆動ユニット５が取り付けられると、ボトムブラケット２７は駆動ユニット５を支持する。

下パイプ２０は、ボトムブラケット２７とヘッドパイプ２５とをつなぐパイプである。下パイプ２０は、ボトムブラケット２７の前方向の端部からヘッドパイプ２５まで延びており、その長手方向において、前方向に行くほど上方に位置するように傾斜する。本実施形態では、下パイプ２０にはバッテリ６２が装着される。本実施形態に係る下パイプ２０の詳細は、後述の「（２．２）バッテリ装着用パイプ」で説明する。

立パイプ２１は、サドル８を保持するパイプである。本実施形態では、立パイプ２１は、ボトムブラケット２７と上パイプ２４とをつなぐ。立パイプ２１は、本実施形態では、ボトムブラケット２７の上端部から上パイプ２４よりも上方まで延びており、その長手方向において、後方向に行くほど上方に位置するように傾斜する。立パイプ２１は、立パイプ２１の長手方向に沿って移動し得るようにサドル８を保持する。

複数のチェーンステー２２は、ボトムブラケット２７とシートステー２３とをつなぐパイプである。各チェーンステー２２は、ボトムブラケット２７の後方向の端部からシートステー２３の後方向の端部まで延びる。本実施形態では、チェーンステー２２は、左右方向に離れて２つあり、２つのチェーンステー２２の間に、後輪４２が配置される。チェーンステー２２の後方向の端部には、後輪４２の軸（後輪軸４２１）が取り付けられる軸受け２２１が形成されており、後輪４２が回転し得るように取り付けられる。

複数のシートステー２３は、立パイプ２１の上端部とチェーンステー２２とをつなぐパイプである。各シートステー２３は立パイプ２１の上端部からチェーンステー２２の後方向の端部まで延びており、その長手方向において、後方向に行くほど下方に位置するように傾斜する。ここでいう「立パイプ２１の上端部」とは、立パイプ２１の上方向の先端から立パイプ２１の長手方向に沿って下方向に一定の寸法位置する部分までの一定の範囲を有する部分を意味する。本実施形態では、シートステー２３は、左右方向に離れて２つあり、２つのチェーンステー２２に対して一対一で接続される。

上パイプ２４は、ヘッドパイプ２５と立パイプ２１の上端部とをつなぐパイプである。上パイプ２４は、立パイプ２１の上端部からヘッドパイプ２５まで延びており、その長手方向において前方向に行くほど上方に位置するように傾斜する。

ヘッドパイプ２５は、上パイプ２４の前方向の端部と下パイプ２０の前方向の端部とが接続されるパイプである。ヘッドパイプ２５は、前ホーク２６とハンドル７とを、ヘッドパイプ２５の中心軸回りに回転し得るように支持する。

前ホーク２６は、前輪４１の軸（前輪軸４１１）回りに回転し得るように前輪４１が取り付けられるパイプである。前ホーク２６は、前輪軸４１１を支持する一対のレッグ２６１と、レッグ２６１の上端部からヘッドパイプ２５の中心軸に沿って上側に延びたステアリングコラム２６２とを有する。前ホーク２６は、ステアリングコラム２６２がヘッドパイプ２５に嵌め込まれることで、ヘッドパイプ２５に取り付けられている。ステアリングコラム２６２の上端部には、ハンドル７が取り付けられている。これにより、ハンドル７がヘッドパイプ２５の中心軸回りに回転すると、前ホーク２６がヘッドパイプ２５の中心軸回りに回転し、前輪４１がヘッドパイプ２５の中心軸回りに回転する。

前輪４１は、前後方向に並ぶ２つの車輪のうちの前側の車輪である。前輪４１は、本実施形態では、前ホーク２６によって、前輪軸４１１回りに回転し得るように支持される。前輪軸４１１の長手方向は、左右方向に平行である。前輪４１は、本実施形態では、駆動ユニット５から動力の伝達を受けない車輪である。

後輪４２は、前後方向に並ぶ２つの車輪のうちの後側の車輪である。後輪４２は、本実施形態では、２つのチェーンステー２２によって、後輪軸４２１回りに回転可能に支持される。後輪軸４２１の長手方向は、左右方向に平行である。後輪４２は、本実施形態ではリアスプロケット４２２（ここでは、カセットスプロケット）を有しており、駆動ユニット５の駆動スプロケット５２に動力伝達体９２（ここでは、チェーン）を介して連結される。これにより、駆動ユニット５の動力が後輪４２に伝達され得る。

駆動ユニット５は、ペダル９１から踏力の入力があると、駆動補助出力を発生させる。なお、本開示でいう「駆動補助出力」とは、モータ５１を用いた踏力を補う力を意味する。駆動ユニット５は、本実施形態では、ペダル９１及びクランク９０から踏力の入力があると、その踏力の入力値を検出し、入力値が一定の値以下の場合に、駆動補助出力を動力伝達体９２に対して出力する。

駆動ユニット５は、モータ５１と、動力伝達体９２が掛けられる駆動スプロケット５２と、を有する。モータ５１は、バッテリ装置６からの電力の供給を受けて作動する。駆動スプロケット５２は、動力伝達体９２を介して後輪４２に動力を伝達するための歯車である。駆動スプロケット５２は、クランク９０の回転により回転し、かつモータ５１の出力を受け得る。すなわち、本実施形態に係る駆動ユニット５は、ペダル９１及びクランク９０を介して伝達された踏力と、モータ５１の出力と、を駆動スプロケット５２に伝達した上で、動力伝達体９２に動力を伝達する、いわゆる１軸式の駆動ユニットである。ただし、本開示では、踏力を動力伝達体９２に伝達し、かつモータ５１の出力を動力伝達体９２に伝達する、いわゆる２軸式の駆動ユニットであってもよい。

バッテリ装置６は、少なくともモータ５１に対して、電力を供給する装置である。バッテリ装置６は、図３に示すように、バッテリ装着部６１と、バッテリ６２と、を備える。

バッテリ装着部６１は、バッテリ６２が装着される部分である。バッテリ装着部６１には、バッテリ６２が取り外し可能に取り付けられる。バッテリ装着部６１は、バッテリ装着用パイプ２８に形成された開口部２９内に配置される。バッテリ装着部６１は、バッテリ６２の長手方向の端部のうちの下端部を支持する下保持部６１１と、バッテリ６２の長手方向の端部のうちの上端部を支持する上保持部６１２と、ベース６１３とを備える。上保持部６１２は、施開錠が可能なロック機構部６１４と、バッテリ６２の取外し方向への移動を規制する規制部材６１５とを備える。なお、規制部材６１５によるバッテリ６２の移動規制は、バッテリ６２の長手方向の一方の端面を押し操作することで、解除することができる。

バッテリ６２は、モータ５１に対して供給する電気的エネルギーを蓄える二次電池である。バッテリ６２は、本実施形態では、複数のセルが内蔵されている。ただし、本開示では、バッテリ６２は、単数のセルが内蔵されてもよい。バッテリ６２は、上保持部６１２及び下保持部６１１の間に配置された状態で保持され、この状態でバッテリ装着部６１に対して電気的に接続される。これにより、バッテリ６２はモータ５１に対して電力を供給し得る。バッテリ６２は、バッテリ装着部６１に装着されると、開口部２９内に配置される（本実施形態では、バッテリ６２は開口部２９に収まる）。

（２．２）バッテリ装着用パイプ
バッテリ装着用パイプ２８は、フレーム２が備える複数のパイプのうち、バッテリ６２が収まる開口部２９が形成されたパイプである。図１に示すように、バッテリ装着用パイプ２８は、本実施形態では、下パイプ２０である。ただし、本開示では、バッテリ装着用パイプ２８は、例えば、立パイプ２１であってもよく、バッテリ６２が収まり得る開口部２９が形成されたパイプであればよい。

ここで、図２には、バッテリ装着パイプ２８のＡ－Ａ部分の断面斜視図を示す。図２に示すように、開口部２９は、バッテリ６２が収まる部分である。開口部２９は、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向の少なくとも一部に形成される。開口部２９は、バッテリ装着用パイプ２８の外周面の一部である開口面２９１を有する。本実施形態において、開口部２９は、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向に直交する断面において、開口面２９１及びバッテリ装着用パイプ２８の内部を含む部分である。より詳細には、開口部２９は、その断面において、開口面２９１と、開口面２９１及びパイプ内面２８３に囲まれたスペースとを含む。本実施形態では、開口部２９は、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向の端部の開口に通じている。

ここで、本開示でいう「バッテリ６２が開口部２９に収まる」とは、バッテリ６２の大部分が開口部２９に収まることを意味し、必ずしも、バッテリ６２の全てが開口部２９内に収まっている必要はない。ただし、本実施形態では、バッテリ６２が開口部２９に収まると、バッテリ６２の外面は、バッテリ装着用パイプ２８の外周面よりも内側に配置される。

フレーム２は、バッテリ装着用パイプ２８に設けられた補強体３０を備える。補強体３０は、バッテリ装着用パイプ２８の剛性を、補強体３０が設けられていない場合に比べて、大きくする。補強体３０の長手方向は、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向に平行であり、すなわち、補強体３０は、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向に沿う。補強体３０は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ２８の縦断面において、バッテリ装着用パイプ２８の中心とバッテリ装着用パイプ３０の開口面２９１の中央とを結ぶ直線と、バッテリ装着用パイプ２８と、が交わる部分２８４を含む位置に設けられている。要するに、補強体３０は、縦断面視において、開口部２９が形成される側と反対側の部分２８４に設けられている。補強体３０は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ２８の内面２８３に設けられている。本実施形態では、バッテリ装着用パイプ２８と補強体３０とが一体である。なお、バッテリ装着用パイプ２８の縦断面とは、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向と直交する断面を意味する。

ここで、本開示でいう「バッテリ装着用パイプ２８と補強体３０とが一体である」とは、バッテリ装着用パイプ２８と補強体３０とが、二次接着や機械的接合によらずに、一体であることを意味する。すなわち、例えば、押出成形，鋳造，又は切削加工等により、バッテリ装着用パイプ２８と補強体３０とが同時に形成された場合は、「バッテリ装着用パイプ２８と補強体３０とが一体である」の範疇である。

ただし、本開示では、バッテリ装着用パイプ２８と補強体３０とが一体であることに限らず、補強体３０がバッテリ装着用パイプ２８に対し、溶接されてもよいし、ねじ等の機械的接合で取り付けられてもよい。すなわち、「補強体３０がバッテリ装着用パイプ２８に設けられた」ことには、補強体３０がバッテリ装着用パイプ２８に対し、一体であることのほか、機械的接合により取り付けられること，又は溶接や溶着により取り付けられること等を含む。

補強体３０は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向の全長にわたって形成されている。本実施形態において、補強体３０は、複数（図示例では２つ）の立上板３０１と、天板３０２と、を備える。

複数の立上板３０１は、バッテリ装着用パイプ２８の内面２８３から立ち上がる部分である。複数の立上板３０１がバッテリ装着用パイプ２８の内面２８３から立ち上がることで、バッテリ装着用パイプ２８の剛性が高まり得る。複数の立上板３０１は、本実施形態では、２つの立上板３０１であり、バッテリ装着用パイプ２８の底板２８１から立ち上がる。複数の立上板３０１は、互いに離れている。

天板３０２は、複数の立上板３０１の突出先端同士をつなぐ。天板３０２は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ２８の内面２８３のうちの天板３０２に最も近い一面（底板２８１の上面）に平行である。本実施形態では、天板３０２は、バッテリ６２を装着する際にバッテリ６２を移動させる方向（バッテリ６２の装着方向という場合がある）に直交する。天板３０２と底板２８１とは互いに離れている。

フレーム２は、切欠部３１を備える。切欠部３１は、断面において切欠部３１を含む箇所の断面係数を、断面において切欠部３１を含まない箇所に比べて小さくする。すなわち、切欠部３１は、断面において切欠部３１を含む箇所の剛性を、断面において切欠部３１を含まない箇所に比べて小さくする。ここでいう「断面」とは、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向に直交する平面での断面を意味する。

切欠部３１は、本実施形態では、補強体３０に形成されている。ただし、本開示では、切欠部３１は、バッテリ装着用パイプ２８に形成されてもよく、あるいは、バッテリ装着用パイプ２８及び補強体３０の両方に形成されてもよい。すなわち、本開示に係る切欠部３１は、バッテリ装着用パイプ２８と補強体３０との少なくとも一方に形成される。

切欠部３１は、本実施形態では、長円形（楕円形を含む）状であり、天板３０２を貫通する。ただし、本開示では、切欠部３１は、後述の変形例１等で説明するように、天板３０２及び立上板３０１に形成されてもよい。また、切欠部３１の長手方向は、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向に沿う。バッテリ装着用パイプ２８の長手方向において、切欠部３１の長さは、開口部２９の長さよりも短い。

なお、切欠部３１は、一部材から一部を切り取ったように見える形状であることを意味し、実際に切欠部３１を作る過程を意味するものではない。つまり、切欠部３１は、天板３０２の一部を切り取って形成されてもよいし、天板３０２を成形する際に、金型によって形成されてもよい。

切欠部３１は、バッテリ装着用パイプ２８及び補強体３０の少なくとも一方に対し、開口部２９に対応する部分の少なくとも一部に形成される。本開示において、「開口部２９に対応する部分」とは、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向に直交し、かつ開口部２９を含む一面上にあることを意味する。本実施形態では、切欠部３１は、天板３０２に直交する方向（バッテリ装着用パイプ２８の長手方向に直交する方向）に見て、開口部２９に重なる部分のうちの少なくとも一部に形成される。

本実施形態では、切欠部３１は、１つの長円形状の孔であるが、本開示では、切欠部３１は、例えば、開口部２９に対応する部分に形成された複数の丸孔であってもよい。

このように、本実施形態に係るフレーム２では、切欠部３１が、補強体３０に対し、開口部２９に対応する部分の少なくとも一部に形成されている。このため、バッテリ装着用パイプ２８の剛性を補強体３０で高めながらも、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向のうちの切欠部３１が形成された部分でたわみ易くでき、振動吸収性を向上させることができる。

図１に示すように、バッテリ装着用パイプ２８には、カバー６３が取り付けられる。カバー６３は、開口部２９を覆う。カバー６３は、本実施形態では、開口面２９１に沿った状態で取り付けられ、カバー６３の表面が、バッテリ装着用パイプ２８の開口部２９以外の面と面一である。カバー６３は、開口部２９に対して、取り外し可能である。

（３）変形例
実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を説明する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

（３．１）切欠部の変形例
（３．１．１）変形例１
変形例１のバッテリ装着用パイプ２８ａ及びバッテリ６２を図４Ａ，４Ｂに示す。なお、図４Ａ，４Ｂでは、バッテリ装着部６１（図３参照）を省略している。変形例１では、バッテリ装着用パイプ２８ａの長手方向において、切欠部３１ａが、バッテリ６２の長さよりも長く形成されている。また、切欠部３１ａは、変形例１では、天板３０２及び複数の立上板３０１に形成されている。変形例１に係るフレーム２と実施形態に係るフレーム２とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。

変形例１では、切欠部３１ａは、開口部２９に対応する部分の一部において、天板３０２及び複数の立上板３０１が切欠かれる。バッテリ６２は、バッテリ装着用パイプ２８に装着されると、切欠部３１ａに入り込み、バッテリ６２の側面のうちの切欠部３１ａ側の側面（ここでは下面）が、バッテリ装着用パイプ２８の底板２８１の上面に対向又は接触する。変形例１では、切欠部３１ａの長手方向の端部は、バッテリ６２の長手方向の端部に対向してバッテリ６２の位置決めを行い得る。

変形例１では、バッテリ６２の長手方向の全長に相当する部分が切欠部３１ａに入り込むため、バッテリ装着用パイプ２８ａの内部のスペースを有効に活用でき、設計上の自由度が向上し得る。

さらに、変形例１では、切欠部３１ａの長手方向の端部が、バッテリ６２の位置決めを行い得る。特に、本変形例では、バッテリ装着用パイプ２８ａは、水平ではなく傾いているため、切欠部３１ａの長手方向の端部のうちの下方側の端部でバッテリ６２を支持できる。このため、バッテリ６２が不意に外れることを防ぎ得る。

（３．１．２）変形例２
変形例２のバッテリ装着用パイプ２８ｂ及びバッテリ６２ａを図５Ａ，５Ｂに示す。なお、図５Ａ，５Ｂでは、バッテリ装着部６１を省略している。変形例２では、バッテリ装着用パイプ２８ｂの長手方向において、切欠部３１ｂに対して、バッテリ６２ａの一部が入り込むように構成される。変形例２に係るフレーム２と実施形態に係るフレーム２とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。

変形例２では、切欠部３１ｂは、開口部２９に対応する部分の一部において、天板３０２及び複数の立上板３０１が切欠かれて構成されている。バッテリ装着用パイプ２８の長手方向において、切欠部３１ｂは、バッテリ６２ａよりも短い。

バッテリ６２ａの機能は、実施形態のバッテリ６２と同じである。ただし、本変形例のバッテリ６２ａは、切欠部３１ｂに対向する面（ここでは、下面）の一部に突出部６２１を有する。バッテリ６２ａは、バッテリ装着用パイプ２８ｂに装着されると、突出部６２１が切欠部３１ｂに入り込んだ状態で配置される。変形例２では、切欠部３１ｂの長手方向の端部は、突出部６２１に対向してバッテリ６２ａの位置決めを行い得る。

（３．２）補強体の変形例
（３．２．１）変形例３
変形例３のバッテリ装着用パイプ２８ｃ及びバッテリ６２を図６Ａ，６Ｂに示す。なお、図６Ａ，６Ｂでは、バッテリ装着部６１を省略している。変形例３では、補強体３０ａは、４つの立上板３０１ａ～３０１ｄと、天板３０２ａとを含み、バッテリ装着用パイプ２８ｃの内周面（内面２８３）のうちの半周にわたって形成されている。変形例３に係るフレーム２と実施形態に係るフレーム２とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。

補強体３０ａは、４つの立上板３０１ａ～３０１ｄのうち、２つの立上板（第１の立上板３０１ａ及び第２の立上板３０１ｂ）が、バッテリ装着用パイプ２８の一の内面２８３（ここでは、底板２８１の上面）から立ち上げられる。他の２つの立上板（第３の立上板３０１ｃ及び第４の立上板３０１ｄ）は、バッテリ装着用パイプ２８の対向する２つの内面（一対の側板２８２の各内面）に１つずつ立ち上げられている。第１の立上板３０１ａ，第２の立上板３０１ｂ，第３の立上板３０１ｃ，及び第４の立上板３０１ｄは、互いに離れている。

本変形例では、切欠部３１ａは、開口部２９に対応する部分の一部において、天板３０２ａ及び４つの立上板３０１ａ～３０１ｄの一部が切欠かれて形成されている。切欠部３１ａには、立上板３０１ａ～３０１ｄの少なくとも一部がバッテリ装着用パイプ２８ｃの内面２８３（底板２８１の上面）から立ち上がるように残存している。切欠部３１ａの立上板３０１ａ～３０１ｄにより、切欠部３１ａにおけるバッテリ装着用パイプ２８の長手方向の剛性が保たれる。バッテリ６２は、バッテリ装着用パイプ２８に装着されると、切欠部３１ａに入り込み、バッテリ６２の側面のうちの切欠部３１ａ側の側面（ここでは下面）が、バッテリ装着用パイプ２８ｃの内面２８３（底板２８１の上面）に対向又は接触する。変形例３においても、変形例１と同様に、切欠部３１ａの長手方向の端部は、バッテリ６２の長手方向の端部に対向してバッテリ６２の位置決めを行い得る。

（３．２．２）変形例４
変形例４のバッテリ装着用パイプ２８ｄ及びバッテリ６２ａを図７Ａ，７Ｂに示す。なお、図７Ａ，７Ｂでは、バッテリ装着部６１を省略している。変形例４では、補強体３０ａは、４つの立上板３０１ａ～３０１ｄと、天板３０２ａとを含み、バッテリ装着用パイプ２８ｄの内周面（内面２８３）のうちの半周にわたって形成されている。変形例４に係るフレーム２と実施形態に係るフレーム２とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。

補強体３０ａは、変形例３と同様、第１の立上板３０１ａと、第２の立上板３０１ｂと、第３の立上板３０１ｃと、第４の立上板３０１ｄとを備える。第１の立上板３０１ａ，第２の立上板３０１ｂ，第３の立上板３０１ｃ，及び第４の立上板３０１ｄは、互いに離れている。天板３０２ａについても、変形例３の天板３０２ａと同じ構成である。

本変形例では、切欠部３１ｂは、開口部２９に対応する部分の一部において、天板３０２ａが切欠かれる。特に、本変形例では、天板３０２ａのうちの第１の立上板３０１ａと第２の立上板３０１ｂとの間の一部が切欠かれる。

バッテリ６２ａは、変形例２に係るバッテリ６２ａと同様、切欠部３１ｂに対向する面（ここでは下面）の一部に突出部６２１を有する。バッテリ６２ａは、バッテリ装着用パイプ２８に装着されると、突出部６２１が切欠部３１ｂに入り込んだ状態で配置される。本変形例では、変形例２の切欠部３１ｂと同様、切欠部３１ｂの長手方向の端部は、突出部６２１に対向してバッテリ６２ａの位置決めを行い得る。

（３．３）補助部材を設ける例（変形例５）
変形例５のバッテリ装着用パイプ２８及びバッテリ６２を図８に示す。なお、図８では、バッテリ装着部６１を省略している。変形例５では、実施形態に係るバッテリ装着用パイプ２８及び補強体３０に加えて、補助部材３２が設けられている。変形例５に係るフレーム２と実施形態に係るフレーム２とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。

補助部材３２は、バッテリ装着用パイプ２８の剛性が不足する場合に、追加的に設けられる部材である。補助部材３２は、第１の固定部３２１と、第２の固定部３２２と、連結部３２３とを備える。補助部材３２は、例えば、アルミニウム合金や鋼板等の金属板で構成され、第１の固定部３２１，第２の固定部３２２，及び連結部３２３は一体である。

第１の固定部３２１は、バッテリ装着用パイプ２８の内面２８３に固定される部分である。第１の固定部３２１は、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向のうち、切欠部３１よりも第１の方向Ｄ１に位置する部位に固定されている。第１の固定部３２１は、本変形例では、バッテリ装着用パイプ２８の側板２８２の内面に対し、溶接，溶着，固着具等による機械的接合，又は接着等で固定されている。

第２の固定部３２２は、バッテリ装着用パイプ２８の内面２８３に固定される部分であり、バッテリ装着用パイプ２８の長手方向のうち、切欠部３１よりも第２の方向Ｄ２に位置する部位に固定される。第２の方向Ｄ２は、第１の方向Ｄ１とは反対方向を意味する。第２の固定部３２２は、本変形例では、バッテリ装着用パイプ２８の側板２８２の内面に対し、溶接，溶着，固着具等による機械的接合，又は接着等で固定されている。

連結部３２３は、第１の固定部３２１と第２の固定部３２２とをつなぐ。連結部３２３は、バッテリ装着用パイプ２８の内面２８３に直接固定されていない。

補助部材３２の上面は平坦面である。補助部材３２の上面にはバッテリ６２が載る。これにより、バッテリ６２の支持状態は安定し得る。

本変形例では、バッテリ装着用パイプ２８の内面２８３に補助部材３２が設けられているが、切欠部３１が設けられている箇所の断面係数は、他の部分の断面係数よりも小さい。この結果、本変形例でも、バッテリ６２等による振動吸収性が向上し、電動自転車１における乗り心地やフレーム２の耐久性が向上し得る。

（３．４）その他の変形例
以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

実施形態に係るフレームは、図１に示すように、開口部２９が後斜め上方向に向いていたが、本開示では、図９Ａに示すように、開口部２９は、前斜め下方向に向いていてもよい。また、図９Ｂに示すように、開口部２９は、左右方向のいずれか一方に向いていてもよい。すなわち、本開示では、開口部２９の向きは特に限らない。なお、図９Ａ，図９Ｂでは、カバーを省略している。

実施形態に係る電動自転車１では、駆動ユニット５から出力される動力を後輪４２に伝達したが、本開示では、駆動ユニット５から出力される動力を前輪４１に伝達してもよい。

実施形態及び変形例では、補強体３０は、バッテリ装着用パイプ２８の内面２８３に設けられたが、本開示では、バッテリ装着用パイプ２８の外面に設けられてもよい。

実施形態では、動力伝達体９２はチェーンであるが、本開示ではこれに限らない。例えば、動力伝達体９２は、ベルト又はワイヤー等であってもよい。

本開示に係る開口部２９は、バッテリ装着用パイプ２８の内部に通じている。このため、バッテリ６２装着の電気配線をバッテリ装着用パイプ２８の内部に通してもよい。また、ブレーキのワイヤー等を、バッテリ装着用パイプ２８の内部に通してもよい。また、バッテリ６２装着の電気配線等を、バッテリ装着用パイプ２８の内面と補強体３０との間に通してもよい。

（５）態様
以上説明したように、第１の態様に係るフレーム（２）は、複数のパイプを含み、少なくとも、バッテリ（６２，６２ａ）を保持可能な電動自転車（１）用のフレームである。フレーム（２）は、バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）と、補強体（３０，３０ａ）と、を備える。バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）は、複数のパイプのうちの少なくとも１つのパイプであり、その長手方向の少なくとも一部に、バッテリ（６２，６２ａ）が配置される開口部（２９）が形成される。補強体（３０，３０ａ）は、バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）の長手方向に沿ってバッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）に設けられる。バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）及び補強体（３０，３０ａ）の少なくとも一方は、開口部（２９）に対応する部分の少なくとも一部に形成された切欠部（３１，３１ａ，３１ｂ）を有する。

この態様によれば、フレーム（２）において切欠部（３１，３１ａ，３１ｂ）が形成された箇所の断面係数を、他の部分に比べて小さくすることができる。したがって、バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）の剛性を高めることができる一方で、バッテリ（６２，６２ａ）が収まる部分でしなりやすくなる。この結果、本実施形態に係るフレー（２）では、バッテリ（６２，６２ａ）等による振動に対するフレーム（２）の振動吸収性が向上し、電動自転車（１）における乗り心地やフレーム（２）の耐久性が向上し得る。

第２の態様に係るフレーム（２）は、第１の態様において、補強体（３０，３０ａ）がバッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）の内面（２８３）に設けられる。補強体（３０，３０ａ）は切欠部（３１，３１ａ，３１ｂ）を有する。

この態様によれば、切欠部（３１，３１ａ，３１ｂ）がバッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）に形成されることに比べて、バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）の内部への水の侵入を抑えることができ、更に外観がシンプルになり得る。

第３の態様に係るフレーム（２）は、第２の態様において、切欠部（３１ａ，３１ｂ）は、バッテリ（６２，６２ａ）の少なくとも一部が入るように形成される。

この態様によれば、バッテリ（６２，６２ａ）の少なくとも一部が切欠部（３１ａ，３１ｂ）に対して位置決めされ得る。

第４の態様に係るフレーム（２）は、第３の態様において、バッテリ装着用パイプ（２８ａ，２８ｃ）の長手方向において、切欠部（３１ａ）の長さは、バッテリ（６２）の長さよりも長く形成される。

この態様によれば、バッテリ（６２）が切欠部（３１ａ）に入り込むため、バッテリ装着用パイプ（２８ａ，２８ｃ）の内部のスペースを活用することができ、設計上の自由度が向上し得る。

第５の態様に係るフレーム（２）は、第１～４のいずれかの態様において、バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）と補強体（３０，３０ａ）とが一体である。

この態様によれば、バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）及び補強体（３０，３０ａ）の製造、組み立てが容易である。

第６の態様に係るフレーム（２）は、第１～５のいずれかの態様において、補強体（３０，３０ａ）が、バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）の長手方向と直交する断面視において、バッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）の開口部（２９）が形成される側と反対側の部分（２８４）に設けられている。

この態様によれば、開口部（２９）が形成されることで剛性が低下したバッテリ装着用パイプ（２８，２８ａ～２８ｄ）に対し、補強体（３０，３０ａ）によって、効果的に剛性を高めることができる。

第７の態様に係る電動自転車（１）は、第１～６のいずれかの態様のフレーム（２）と、開口部（２９）に配置されるバッテリ（６２，６２ａ）とを備える。

この態様によれば、剛性及び振動吸収性が向上したフレーム（２）を有する電動自転車（１）とすることができ、乗り心地を向上させることができる。

第８の態様に係る電動自転車（１）は、第７の態様において、バッテリ（６２，６２ａ）が開口部（２９）に収まる。

この態様によれば、バッテリ（６２，６２ａ）が目立つのを抑えることができ、バッテリ（６２，６２ａ）とフレーム（２）との一体感を向上させることができる。

第２～第８の態様に係る構成については、フレーム（２）及び電動自転車（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ 電動自転車
２ フレーム
２８ バッテリ装着用パイプ
２８３ 内面
２８４ 部分
２９ 開口部
３０ 補強体
３１ 切欠部
６２ バッテリ

Claims (10)

1. 複数のパイプを含み、少なくともバッテリを保持可能な電動自転車用のフレームであって、
   前記複数のパイプのうちの少なくとも１つのパイプであり、その長手方向の少なくとも一部に、前記バッテリが配置される開口部が形成されたバッテリ装着用パイプと、
   前記バッテリ装着用パイプの長手方向に沿って前記バッテリ装着用パイプに設けられた補強体と、を備え、
   前記バッテリ装着用パイプ及び前記補強体の少なくとも一方は、前記開口部に対応する部分の少なくとも一部に形成された切欠部を有し、
   前記補強体は、前記バッテリ装着用パイプの内面に設けられており、
   前記補強体が、前記切欠部を有し、
   前記切欠部は、前記バッテリの少なくとも一部が入るように形成されている、
   フレーム。
2. 前記バッテリ装着用パイプの長手方向において、前記切欠部の長さは、前記バッテリの長さよりも長く形成される、
   請求項１に記載のフレーム。
3. 前記バッテリ装着用パイプと前記補強体とが一体である、
   請求項１又は２に記載のフレーム。
4. 前記補強体は、前記バッテリ装着用パイプの長手方向と直交する断面視において、前記バッテリ装着用パイプの前記開口部が形成される側と反対側の部分に設けられている、
   請求項１～３のいずれか一つに記載のフレーム。
5. 複数のパイプを含み、少なくともバッテリを保持可能な電動自転車用のフレームであって、
   前記複数のパイプのうちの少なくとも１つのパイプであり、その長手方向の少なくとも一部に、前記バッテリが配置される開口部が形成されたバッテリ装着用パイプと、
   前記バッテリ装着用パイプの長手方向に沿って前記バッテリ装着用パイプに設けられた補強体と、を備え、
   前記バッテリ装着用パイプ及び前記補強体の少なくとも一方は、前記開口部に対応する部分の少なくとも一部に形成された切欠部を有し、
   前記補強体は、前記バッテリ装着用パイプの底板から立ち上がる立上板と、前記立上板に接続され前記底板から離れた位置にある天板とを有しており、
   前記切欠部は、前記立上板及び前記天板の少なくとも一方に設けられており、
   前記切欠部は、前記バッテリの少なくとも一部が入るように形成されている、
   フレーム。
6. 前記立上板は複数設けられており、
   前記天板は前記複数の立上板の突出先端同士をつないでいる、
   請求項５に記載のフレーム。
7. 前記底板、前記複数の立上板、及び前記天板によって、前記バッテリ装着用パイプの長手方向と直交する断面において閉じた領域が形成されている、請求項５又は６に記載のフレーム。
8. 前記補強体は、前記バッテリ装着用パイプの側板から立ち上がり前記天板に接続された側方立上板を更に備える、
   請求項５～７のいずれか一つに記載のフレーム。
9. 請求項１～８のいずれか一つに記載のフレームと、
   バッテリと、
   を備える、
   電動自転車。
10. 前記バッテリが前記開口部に収まる、
    請求項９に記載の電動自転車。
    

Images