JP7402115B2

JP7402115B2 - 自転車

Info

Publication number: JP7402115B2
Application number: JP2020089166A
Authority: JP
Inventors: 充俊植田
Original assignee: ブリヂストンサイクル株式会社
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2023-12-20
Anticipated expiration: 2040-05-21
Also published as: JP2021183442A

Description

本発明は、自転車に関し、詳しくは、自転車のシートポスト内に収容した場合、シートポストの空力性能や自転車の重量軽減を可能にし、かつ、十分な固定力を得ることができる自転車用バッテリーホルダーを備えてなる自転車用バッテリーを、シートポストに備えた自転車に関する。

自転車の電動変速機等の電装品に電力を供給するバッテリーを備えた自転車が知られており、自転車の美観を損なわないように、シートチューブやシートポストに収容する小型バッテリーが提案されている。シートチューブやシートポストに収容する小型バッテリーの取り付け方法として、従来、棒状の小型バッテリーの外周に、ゴムのような弾性部材を取り付け、シートポスト内部と弾性部材との摩擦力により、シートポスト内に固定する方法が知られている。この弾性部材としては、棒状のバッテリー上下にそれぞれ配置される一対の環状のタイプのものもあれば、バッテリー全体を覆う筒状のタイプのものも知られている。これ以外にも、シートチューブやシートポストに収容する小型バッテリーに関する技術が種々提案されている。

例えば、特許文献１では、自転車の美観を損なうことないよう、シートチューブ内にバッテリーを保持するホルダーが提案されている。また、特許文献２では、シートポスト内に収容されるバッテリーのシートポスト内での軸方向への移動を簡易な構造で防止する技術が提案されている。さらに、特許文献３では、自転車の低重心化を図って走行安定性を向上させ、また、バッテリーの挿入箇所が非常に目立ちにくく、かつ、十分なフレーム強度が確保された自転車を目的として、ボトムブラケット底面のクランク軸後方に開口部を設け、自転車下方からバッテリーを自転車フレーム内に収容する構造が提案されている。

特開２０１３－１２２８１６号公報特開２０１３－１５９１９４号公報特許第６１６７０７４号

しかしながら、例えば、電動変速機用の小型バッテリーをシートポストに収容しようとする場合、従来の取り付け方を採用すると、シートポストの必要寸法が決まってしまうため、機能やデザインが制限されてしまう。例えば、空力性能を向上させ、かつ、体積を減らすことを狙ってシートポストを改良しようとしても、シートポストの細径化には限界があり、空力性能や重量軽減を満足に改善させることができないという問題を有している。したがって、今後、機能性やデザイン性を向上させるためには、バッテリーの新たな収容方法について検討する余地が残されているのが現状である。

そこで、本発明の目的は、自転車のシートポスト内に収容した場合、シートポストの空力性能や自転車の重量軽減を可能にし、かつ、十分な固定力を得ることができる自転車用バッテリーホルダー、自転車用バッテリーおよびこれを備えた自転車を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、バッテリーをシートポストのような中空部材内に保持させるバッテリーホルダーの構造を以下のとおりとすることで、上記課題を解消できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の自転車は、棒状のバッテリー本体の外周面の少なくとも一部を覆う弾性部材と、前記バッテリー本体の軸方向において、前記弾性部材を介して締結された一対の締結部材および被締結部材と、を有し、
前記バッテリー本体が、前記弾性部材に設けられた嵌通孔に嵌通されており、
前記バッテリー本体の側面および前記弾性部材の嵌通孔の内側に、互いに嵌合する溝および凸部、または、凸部および溝がそれぞれ設けられている自転車用バッテリーホルダーを備えてなることを特徴とする自転車用バッテリーを、自転車の中空部材内に備えてなる自転車であって、前記中空部材がシートポストであることを特徴とするものである。

本発明によれば、自転車のシートポスト内に収容した場合、シートポストの空力性能や自転車の重量軽減を可能にし、かつ、十分な固定力を得ることができる自転車用バッテリーホルダー、自転車用バッテリーおよびこれを備えた自転車を提供することができる。本発明のバッテリーホルダーは、構造が簡易であり、また、シートポストの空力性能や重量軽減を可能とするものであるため、高速走行が求められるスポーツタイプの自転車のバッテリーホルダーに好適に採用することができる。

本発明の一好適な実施の形態に係るバッテリーホルダーを備えた自転車用バッテリーの概略斜視図である。本発明の一好適な実施の形態に係るバッテリーホルダーを備えた自転車用バッテリーの分解斜視図である。本発明の一好適な実施の形態に係る自転車用バッテリーをシートポストに収容した状態の概略断面図である。本発明の一好適な実施の形態に係る自転車の概略側面図である。

以下、本発明の自転車用バッテリーホルダー、および自転車用バッテリーについて、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一好適な実施の形態に係るバッテリーホルダーを備えた自転車用バッテリーの概略斜視図であり、図２は、本発明の一好適な実施の形態に係るバッテリーホルダーを備えた自転車用バッテリーの分解斜視図であり、図３は、本発明の一好適な実施の形態に係る自転車用バッテリーをシートポストに収容した状態の概略断面図である。なお、図３においては、本発明のバッテリー１を収容したシートポスト３１を、さらに、シートチューブ３２に挿入して固定した状態であり、シートクランプおよびシートピンは省略してある。

本発明のバッテリー１は、自転車の中空部材内、特に、シートポスト３１内に好適に収容することができるバッテリーであり、バッテリー本体１０とバッテリーホルダー２０とからなる。図示するように、本発明のバッテリーホルダー２０は、棒状のバッテリー本体１０の外周面の少なくとも一部を覆う弾性部材２１を有している。図示する例においては、弾性部材２１の略中央に、バッテリー本体１０が嵌通可能な嵌通孔２１ａが設けられており、この嵌通孔２１ａにバッテリー本体１０を嵌通させて用いる。弾性部材２１としては、例えば、ゴム等の弾性高分子材料を用いることができる。

本発明のバッテリーホルダー２０においては、弾性部材２１は、少なくともバッテリー本体１０の外周面の一部を覆っていればよいが、バッテリー本体１０の外周面の全体を覆っていてもよい。しかしながら、自転車の重量低減、製造コスト、弾性部材２１の嵌脱作業の作業性を考慮すると、図示するように、弾性部材２１は、バッテリー本体１０の外周面の一部を円環状に覆う構造が好ましい。なお、弾性部材２１の外周の構造については特に制限はないが、バッテリー１を収容する自転車の中空部材の内部形状、例えば、シートポスト３１の内部にバッテリー１を収容する場合、シートポスト３１の内部形状に対応する形状とすることが好ましい。このような構造とすることにより、本発明のバッテリー１を最も強力に固定することができる。

また、本発明のバッテリー１においては、バッテリー本体１０の軸方向において、弾性部材２１を介して締結された一対の締結部材２２および被締結部材２３と、を有する。図示例においては、締結部材２２としてボルト２２が、被締結部材２３として、板状部材２３が用いられている。そして、図示例においては、弾性部材２１には、締結部材２２であるボルト２２が貫通する貫通孔２１ｂが設けられており、被締結部材２３である板状部材２３は、そのほぼ中央にバッテリー本体１０を嵌通する嵌通孔２３ａが設けられており、また、締結部材２２に対応する貫通孔２３ｂが設けられている。そして、本発明のバッテリー１０は、締結部材２２と被締結部材２３とを締結することで、すなわち、図示例においては、ボルト２２を締め付けることで、弾性部材２１のバッテリー本体１０の軸方向の弾性変形が被締結部材２３に妨げられ、弾性部材２１はバッテリー本体１０の軸方向外側に向かって広幅化する。このように、弾性部材２１が広幅化することで、自転車の中空部材（図示例においては、シートポスト３１）の内部と弾性部材２１との摩擦力が大きくなり、バッテリー１を自転車の中空部材の内部に強固に固定することができるようになる。なお、締結部材２２を緩めることで、弾性部材２１が変形前の形状に戻り、本発明のバッテリー１を自転車の中空部材の内部から取り出すことが可能になる。

図示するバッテリーホルダー２０においては、被締結部材２３は板状部材２３であるが、本発明のバッテリーホルダー２０においては、被締結部材２３の形状は、これに限られるものではない。しかしながら、自転車の重量低減や製造コスト等を考慮すると、図示するような板状部材２３が好ましい。また、被締結部材２３の材質についても、特に制限はないが、ボルト２２のような締結部材２２で締結されるものであるため、強度を有するアルミ等の金属が好ましい。さらに、図示するバッテリーホルダー２０においては、バッテリー本体１０の側面には溝１０ａが形成されていて、この溝１０ａに対応する凸部２１ｃを弾性部材２１の嵌通孔２１ａの内部に設け、溝１０ａと凸部２１ｃと嵌合させることで、弾性部材２１のバッテリー本体１０上における軸方向の位置のズレを防止しているが、バッテリー本体１０に凸部を設け、弾性部材２１の嵌通孔２１ａの内側に溝を設け、これらを嵌合させて弾性部材２１の軸方向へのズレを防止する構造であってもよい。

なお、図示例においては、本発明のバッテリー１０は、締結部材２２と被締結部材２３とを直接締結しているが、図示はしないが、ナットを介して締結部材２２と被締結部材２３とを締結してもよい。例えば、被締結部材２３にナットに対応する孔部を設け、この孔部に嵌合させたナットを介して、締結部材２２と被締結部材２３とを締結してもよい。また、被締結部材２３の弾性部材２１側の貫通孔２３ｂの縁部を凸形状とし、これに対応する弾性部材２１の貫通孔２１ｂ縁部を凹形状とすることが好ましい。このような構成とすることで、弾性部材２１と被締結部材２３との位置決めが自動的になされることになる。さらに、図示例においては、被締結部材２３は単一の部材からなっているが、左右一対の被締結部材とした場合、すなわち、被締結部材を２個に分けた場合であっても、上記凸部と上記凹部を設ければ、締結部材２２の軸心と被締結部材２３の貫通孔２３ｂの軸心とが揃うため、締結部材２２と被締結部材２３とを締結させることによる弾性部材２１の広幅化の効果を発揮することができる。

本発明の自転車用バッテリーホルダー２０は、バッテリー本体１０を保持するものであって、このバッテリー本体１０の外周面の少なくとも一部を覆う弾性部材２１と、バッテリー本体１０の軸方向において、弾性部材２１を介して締結された一対の締結部材２２および被締結部材２３と、を有することのみが重要であり、それ以外の構成については特に制限はない。例えば、バッテリー本体１０の大きさについては、目的に応じて適宜、設計、変更することができる。

本発明のバッテリー１は、バッテリー本体１０が本発明のバッテリーホルダー２０に保持されたものであり、構造が単純であるため設計の自由度が高く、自転車を構成するヘッドチューブ、トップチューブ、ダウンチューブ、シートチューブおよびシートポスト等の中空部材のいずれにも収容可能であるが、好ましくは、シートポスト３１である。例えば、従来、バッテリーの収容位置がシートポスト３１に指定されていた自転車においては、シートポスト３１の断面形状を偏平とした、いわゆるエアロ形状とするような改良は困難であったが、本発明のバッテリー１を用いれば、細径のシートポストや、エアロ形状のシートポストに変更が可能となる。

次に、本発明の自転車について説明する。
図４は、本発明の一好適な実施の形態に係る自転車の概略側面図である。図示する自転車１００は、本体フレーム１０１と、本体フレーム１０１に設けられた前輪１０２、後輪１０３、サドル１０４、ハンドル１０５およびクランク軸１０６と、クランク軸１０６に対して左右両側に設けられたクランク１０７およびクランク１０７に設けられたペダル１０８とを備えている。そして、本発明の自転車１００は、本発明の自転車用バッテリー１を、自転車の中空部材内に備えてなるものであり、中空部材として、シートポスト１１１やシートチューブ１１２等が挙げられる。上述のとおり、従来、バッテリーの収容位置がシートポスト１１１に指定されていた自転車においては、シートポスト１１１の断面形状を偏平とした、いわゆるエアロ形状とするような改良は困難であったが、本発明のバッテリー１を用いれば、細径のシートポスト１１１や、エアロ形状のシートポスト１１１に変更が可能となる。

本発明の自転車１００は、適用できる車種について特に制限はないが、シートポスト１１１内に収容することで、シートポスト１１１の細径化による自転車走行時の空気抵抗の低減や軽量化を図ることができることができるため、ロードバイクのようなスポーツタイプの自転車が好適である。

なお、本発明のバッテリー１が電力を給電する電装品についても特に制限はなく、競技用自転車であれば、変速装置、サスペンション、表示装置等の電気的に制御可能な電装品や、これらの制御装置等を挙げることができる。例えば、速度センサを設けて自転車の変速装置を速度に応じて自動変速するものとしてもよい。また、これら以外の電装品としては、照明機器、バックモニター、サイクルコンピュータ、ナビゲーション、方向指示器等を挙げることができる。さらに、本発明の自転車１００においては、本発明のバッテリー１から電装品に電力を供給するケーブル（図示せず）の配線についても特に制限はないが、見栄えを良くするため、また、搭乗者の運転の妨げとならないよう、フレーム内部を這わせるのが好ましい。

１自転車用バッテリー（バッテリー）
１０バッテリー本体
１０ａ溝
２０バッテリーホルダー
２１弾性部材
２１ａ嵌通孔
２１ｂ貫通孔
２１ｃ凸部
２２締結部材（ボルト）
２３被締結部材（板状部材）
２３ａ嵌通孔
２３ｂ貫通孔
３１シートポスト
３２シートチューブ
１００自転車
１０１フレーム
１０２前輪
１０３後輪
１０４サドル
１０５ハンドル
１０６クランク軸
１０７クランク
１０８ペダル
１０９フロントフォーク
１１１シートポスト
１１２シートチューブ

Claims

棒状のバッテリー本体の外周面の少なくとも一部を覆う弾性部材と、前記バッテリー本体の軸方向において、前記弾性部材を介して締結された一対の締結部材および被締結部材と、を有し、
前記バッテリー本体が、前記弾性部材に設けられた嵌通孔に嵌通されており、
前記バッテリー本体の側面および前記弾性部材の嵌通孔の内側に、互いに嵌合する溝および凸部、または、凸部および溝がそれぞれ設けられている自転車用バッテリーホルダーを備えてなる自転車用バッテリーを、自転車の中空部材内に備えてなる自転車であって、前記中空部材がシートポストであることを特徴とする自転車。