JPH08142964A - パワーアシスト三輪自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリ等のメンテナンスを行う際の作業性
を向上できる電動３輪自転車を提供する。 【構成】 車体前後方向に延びる前フレーム４の前端で
フロントフォーク８を軸支し、該前フレーム４の後端部
を、左右一対の後輪３０が軸支されかつ荷かご２０が載
置された後フレーム５に揺動可能に連結し、上記後輪３
０を回転駆動するモータ５１，該モータ５１に電源を供
給するバッテリ５２，及びペダルの踏力に応じて上記モ
ータ５１を駆動制御するコントローラ５３からなるパワ
ーアシストユニット５０を備えたパワーアシスト三輪自
転車１を構成する場合に、上記バッテリ５１を上記荷か
ご２０の下方に配置するとともに後フレーム５で着脱可
能に支持し、上記荷かご２０の底壁２０ａに開口２０ｂ
を形成するとともに該開口２０ｂに開閉蓋２５を配設す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ペダルの踏力に応じた
補助駆動力をモータにより後輪に供給するようにしたパ
ワーアシスト三輪自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車で例えば上り坂や向かい風の中を
走行したり，あるいは荷物を積載した状態で走行したり
する場合、大きなペダル踏力が必要である。このような
走行時の負担を軽減するために、ペダルの踏力に応じた
補助駆動力を付与するパワーアシストユニットを搭載し
たパワーアシスト三輪自転車が提案されている（例え
ば、特開平６−２１１１７９号公報参照）。このパワー
アシストユニットは、後輪を回転駆動するモータと、該
モータに電源を供給するバッテリと、ペダルにかかるト
ルク及び車速に応じてモータの駆動力を制御するコント
ローラとから構成されている。

【０００３】上記パワーアシストユニットを三輪自転車
に搭載するにあたっては、バッテリ，モータ等の容積，
重量が比較的大きい構成部品の配置構造が重要である。
このような配置構造の一例として、上記従来公報には、
バッテリ，コントローラを収納したボックスを荷かごの
下方の後フレーム上に配置したものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記バッテ
リは定期的に充電する必要があり、またメンテナンスを
行うためにバッテリを取り外す場合がある。この場合、
上記従来の構造では、荷かごを一旦外してからバッテリ
を取り出さなければならず、充電や脱着作業に手間がか
かり作業性が低いという問題がある。

【０００５】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
もので、バッテリの脱着作業を容易に行えるパワーアシ
スト三輪自転車を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前端
で前輪支持用フロントフォークを軸支する前フレームの
後端部を、左右一対の後輪を軸支するとともに荷かごを
支持する後フレームに揺動可能に連結してなる車体フレ
ームと、該車体フレームに搭載され上記後輪を回転駆動
するモータ，該モータに電源を供給するバッテリ，及び
ペダルの踏力に応じて上記モータの駆動力を制御するコ
ントローラからなるパワーアシストユニットとを備えた
パワーアシスト三輪自転車において、上記バッテリを上
記荷かごの下方に配置し、かつ上記後フレームで着脱可
能に支持し、上記荷かごの底壁に開口を形成するととも
に該開口に開閉蓋を配設したことを特徴としている。

【０００７】請求項２の発明は、前端で前輪支持用フロ
ントフォークを軸支する前フレームの後端部を、左右一
対の後輪を軸支するとともに荷かごを支持する後フレー
ムに揺動可能に連結してなる車体フレームと、該車体フ
レームに搭載され、上記後輪を回転駆動するモータ，該
モータに電源を供給するバッテリ，及びペダルの踏力に
応じて上記モータの駆動力を制御するコントローラから
なるパワーアシストユニットとを備えたパワーアシスト
三輪自転車において、上記バッテリを上記荷かごの下方
に配置し、かつ上記後フレームで着脱可能に支持し、上
記荷かごを後フレームで開閉自在に支持したことを特徴
としている。

【０００８】

【作用】請求項１の発明に係るパワーアシスト三輪自転
車によれば、バッテリを荷かごの下方の後フレームで支
持し、該荷かごの底壁に開口を形成するとともに該開口
を開閉蓋で開閉するようにしたので、また請求項２の発
明では、荷かごを後フレームで開閉自在に支持したの
で、メンテナンスを行うには上記開閉蓋、又は荷かごを
開くだけでバッテリの充電あるいは着脱ができ、作業性
を向上できる。

【０００９】また上記バッテリの上方を荷かごにより覆
う構造であることから、外力による損傷を回避でき、さ
らには重量物を後フレームで支持することから、それだ
け車体全体の重心を低くすることができ、走行安定性を
向上できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図に基づいて説
明する。図１ないし図８は、請求項１の発明の一実施例
によるパワーアシスト三輪自転車を説明するための図で
あり、図１，図２はそれぞれはパワーアシスト三輪自転
車の側面図，平面図、図３はリヤバスケットの開閉蓋を
示す平面図、図４はリヤバスケットの断面側面図、図５
は後輪駆動部を示す概略構成図、図６は前フレームの揺
動部を示す断面側面図、図７は図６のVI-VI 線断面図、
図８は動作を示すブロック構成図である。

【００１１】図において、１は本実施例のパワーアシス
ト三輪自転車であり、該三輪自転車１の車体フレーム２
は、ヘッドパイプ３から後方に斜め下方に延びる前フレ
ーム４の後端部４ａを後フレーム５に揺動可能に連結
し、上記前フレーム４の長手方向略中央部に、乗員が着
座するサドル６ａが装着されたシートチューブ６を立設
した構造のもので、該シートチューブ６と前フレーム４
の後部とは補強フレーム７で接続されている。

【００１２】上記ヘッドパイプ３によりフロントフォー
ク８の操向軸８ａが軸支されており、該フロントフォー
ク８の下端には前輪９が軸支され、また上端にはハンド
ル１０が固着されており、さらに該フロントフォーク８
にはフロントバスケット１１がブラケットを介して取付
けられている。

【００１３】上記後フレーム５は、平面視大略コ字状の
下フレーム１５と、これの上方に並行に配設された平面
視大略ロ字状の上フレーム１６とを４本の補強フレーム
１７・・で接続し、該上フレーム１６の左右辺部を下方
にＶ字状に屈曲成形して軸受部１６ａを一体形成した構
造となっている。上記下フレーム１５には車幅方向に延
びる補強プレート１８が架け渡して接合されており、ま
た上フレーム１６には車体前後方向に延びる２本の補強
プレート１９，１９が架け渡して接合されている。

【００１４】上記前フレーム４の後端部４ａには、図
６，図７に示すように、一対のブラケット２１，２１を
介して揺動軸２２が固定されている。該揺動軸２２は両
端部２２ａが円柱で、中央部２２ｂが正方形の角柱とな
っており、この両端部２２ａは上記補強プレート１８に
軸受１８ａを介して回転可能に支持されている。また上
記揺動軸２２には補強プレート１８上に固定された角筒
状の軸受パイプ２３が装着されており、該軸受パイプ２
３と揺動軸２２との間にはナイトハルトゴム２４が配設
されている。これにより上記前フレーム４は左右に揺動
可能になっているとともに、ナイトハルトゴム２４の弾
性力により元の垂直位置に復帰するようになっている。

【００１５】上記後フレーム５の左右外側部には後輪３
０，３０が配設されており、該後輪３０の車軸３０ａは
それぞれ上記上フレーム１６の左右軸受部１６ａ，及び
下フレーム１５の軸受部によって軸支されている。

【００１６】また、図５に示すように、上記両車軸３０
ａの内側端部にはそれぞれワンウェイクラッチ３１を介
在させて従動スプロケット３２が結合されている。また
両車軸３０ａの前方にはこれと平行に中間軸３３が配設
されており、該中間軸３３は図示しない軸受を介して下
フレーム１５に回転自在に支持されている。この中間軸
３３の両端部にはそれぞれ駆動スプロケット３４，３５
が結合されており、該各スプロケット３４，３５はチェ
ーン３７，３７を介して上記従動スプロケット３２，３
２に連結されている。また上記中間軸３３にはモータス
プロケット３８がワンウェイクラッチ３９を介在させて
結合されている。

【００１７】上記前フレーム４のシートチューブ６の基
部にはボス部４ｂが形成されている。該ボス部４ｂには
ペダル軸４０が回転自在に挿入されており、該ペダル軸
４０の両端にはクランク４１を介してペダル４２が装着
されている。このペダル軸４０には駆動スプロケット４
３が固着されており、該スプロケット４３はペダルチェ
ーン４４を介して上記中間軸３３の従動スプロケット３
６に連結されており、該スプロケット３６はワンウェイ
クラッチ８０を介して上記中間軸３３に結合されてい
る。ここで本実施例は、ペダル４２からの動力を中間軸
３３を介して左右の後輪３０に同時に伝達する構造であ
り、このため旋回時における両輪の回転差はワンウェイ
クラッチ３１で吸収することとなる。

【００１８】上記後フレーム５の上面にはリヤバスケッ
ト２０が搭載されており、該リヤバスケット２０は上フ
レーム１６にボルト締め固定されている。このリヤバス
ケット２０の底壁２０ａには幅広の開口２０ｂが形成さ
れており、該開口２０ｂの前縁には開閉蓋２５がヒンジ
２５ａを介して開閉自在に取付けられている。この開閉
蓋２５には把手２６が枢着されており、該把手２６は開
閉蓋２５に凹設された格納部２５ｂ内に該開閉蓋２５と
同一面をなすように格納されている。また上記開閉蓋２
５にはこれを施錠するロックキー２７が取付けられてお
り、盗難，いたずらを防止している。

【００１９】上記車体フレーム２には本実施例のパワー
アシストユニット５０が配設されている。該パワーアシ
ストユニット５０は両後輪３０を回転駆動するモータ５
１と、該モータ５１に電源を供給する２つのバッテリ５
２と、上記モータ５１の駆動力を制御するコントローラ
５３とから構成されており、該コントローラ５３にはト
ルクセンサ５４及び車速センサ５５が接続されている。

【００２０】上記トルクセンサ５４は、ペダル軸４０と
チェーンスプロケット４３との間に介設された図示しな
い弾性部材の弾性変形によりペダル軸４０とチェーンス
プロケット４３との位相差を検出し、該検出値をコント
ローラ５３に出力する。また上記車速センサ５５は後輪
３０の回転数を検出し、該検出値をコントローラ５３に
出力するように構成されている。

【００２１】上記モータ５１は、リヤバスケット２０の
下部の上フレーム１６の前方に配置されている。またモ
ータ５１は車幅方向中央部に位置しており、これにより
ペダリング時に足が干渉するのを回避している。また上
記モータ５１は、上フレーム１６に一体に突出形成され
た大略Ｕ字状の支持フレーム５６に図示しないブラケッ
トを介して固定されている。該モータ５１の出力軸５１
ａにはスプロケット５７が固着されており、該スプロケ
ット５７はチェーン５８を介して上記中間軸３３のモー
タスプロケット３８に連結されている。

【００２２】上記バッテリ５２，コントローラ５３は直
方体状のバッテリボックス６０内に収納されており、該
バッテリ５２は１２Ｖバッテリであり、直列接続されて
いる。該バッテリボックス６０は上記リヤバスケット２
０の下方の後フレーム５内に横置き配置されており、リ
ヤバスケット２０の底壁２０ａの上記開口２０ｂから外
方に臨んでいる。

【００２３】上記バッテリボックス６０は、後フレーム
５の前後補強フレーム１７間に架け渡して接合された左
右の支持フレーム１７ａ，１７ａ上に載置されている。
また上記前後補強フレーム１７間の左右側部にはそれぞ
れサイドフレーム１７ｂが架け渡して接合されており、
該サイドフレーム１７ｂ，及び上記各補強フレーム１７
により上記バッテリボックス６０は囲まれている。これ
によりバッテリボックス６０は前後，左右方向への移動
が規制されており、上方向にのみ脱着可能となってい
る。

【００２４】上記コントローラ５３は、トルクセンサ５
４の検出値からペダル４２に生じたトルク（踏力）の大
きさを求めるとともに、車速センサ５５の検出値から車
速を求め、内蔵するマップに基づいて補助駆動力を算出
し、該補助駆動力に対応した電流をバッテリ５２からモ
ータ５１に供給するように構成されている。この補助駆
動力は、乗員のペダル踏力１に対して１未満に設定され
ており、かつ車速が例えば１５Ｋｍ／ｈを越えた時点か
ら次第に小さくなり、２４Ｋｍ／ｈに達した時点でゼロ
になるように設定されている。

【００２５】さらに上記バッテリボックス６０周辺に
は、図示していないが、パワーアシストユニット作動用
メインスイッチ，バッテリ充電用コンセント，バッテリ
電圧低下及びコントローラのシステム異常を表示する警
告ランプが配設されている。

【００２６】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例のパワーアシストユニット５０は、車速が
所定値（例えば１５ｋｍ／ｈ）以下のときは乗員のペダ
ル踏力が大きいほど大きい補助駆動力を供給し、速度が
上記所定値を越えると、速度が上昇するにつれて補助駆
動力を減少させ、速度が最大値（例えば２４ｋｍ／ｈ）
を越えると補助駆動力をゼロにする。このようにして上
り坂，向かい風，荷物の積載時，発進時等における労力
の軽減が図られる。なお、上記各ワンウェイクラッチに
よりペダル軸、モータ軸側から後輪側への回転力は伝達
されるが逆方向への回転力は伝達されない。

【００２７】そして本実施例では、バッテリ５２，コン
トローラ５３が収容されたバッテリボックス６０をリヤ
バスケット２０の下方に配置し、該バスケット２０の底
壁２０ａに開閉蓋２５を配設したので、上記バッテリ５
２，コントローラ５３のメンテナンスを行う場合は、上
記開閉蓋２５を開けるだけでバッテリ５２を充電でき、
あるいはバッテリ５２等を取り出すことができ、従来の
ようなバスケットを一旦取り外すという手間を省略で
き、作業性を向上できる。

【００２８】また、本実施例では、バッテリボックス６
０の上方をリヤバスケット２０で覆うとともに、該ボッ
クス６０の周囲をサイドフレーム１７ｂ，及び各補強フ
レーム１７により囲んだので、外力による損傷を回避で
きる。さらに重量物であるモータ５１，バッテリ５２を
後フレーム５の下部で支持したので、車体重心を低くす
ることができ、コーナリング時の走行姿勢を安定化でき
る。

【００２９】なお、上記実施例では、コントローラ５３
をバッテリボックス６０内に収納したが、本発明では、
コントローラ配置位置はこれに限られるものではない。
例えば、図４に示すように、前フレーム４の後端にこれ
を覆うようにコントローラ５３´を配置してもよく、こ
の場合は、前フレーム４の大きな表面積を利用してコン
トローラ５３´の放熱を促進できる。さらに上記コント
ローラは後フレーム５の下フレーム１６の下面に独立し
て配置してもよく，あるいはモータ５１の支持ブラケッ
ト付近に配置してもよい。

【００３０】図９及び図１０は、請求項２の発明の一実
施例によるパワーアシスト三輪自転車を説明するための
図であり、図中、図１〜図３と同一符号は同一又は相当
部分を示す。

【００３１】本実施例では、バッテリ５２，コントロー
ラ５３が収納された直方体状のバッテリボックス６０を
リヤバスケット２０の底壁２０ａの下方の後フレーム５
内に横置き配置し、また上記バッテリボックス６０の周
囲をサイドフレーム１７ｂ，及び各補強フレーム１７に
より囲んでおり、基本的構成は上記実施例と同様であ
る。

【００３２】そして上記リヤバスケット７０はこれの底
壁７０ａが上フレーム１６にヒンジ７１により開閉自在
に支持されている。該リヤバスケット７０の前壁７０ｂ
の上縁には開閉用の把手７４が取付けられている。また
上記底壁７０ａの前部下面にはフック部材７２が取付け
られており、該フック部材７２は上記上フレーム１６の
前辺部に装着されたロック部材７３に係脱するようにな
っている。

【００３３】本実施例によれば、バッテリボックス６０
をリヤバスケット７０の下方に配置し、該バスケット７
０を開閉自在としたので、バッテリ５２，コントローラ
５３のメンテナンスを行う際の作業性を向上でき、上記
実施例と同様の効果が得られる。また上記リヤバスケッ
ト７０自体を開閉するので、バッテリボックス６０を脱
着する際にリヤバスケット７０の周囲が開放され周壁が
邪魔になることはなく、作業性をさらに向上できる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係るパワ
ーアシスト三輪自転車によれば、バッテリを荷かごの下
方に配置し、該荷かごの底壁に開閉蓋を配設したので、
また請求項２の発明では、上記荷かごを開閉自在とした
ので、バッテリの充電，メンテナンスを行う場合のバッ
テリ脱着作業を容易に行える効果があり、またバッテリ
の外力による損傷を回避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例によるパワーアシス
ト三輪自転車を説明するための側面図である。

【図２】上記実施例三輪自転車の平面図である。

【図３】上記実施例三輪自転車の後部部分の平面図であ
る。

【図４】上記実施例三輪自転車の後部部分の一部断面側
面図である。

【図５】上記実施例三輪自転車の後輪駆動機構を示す概
略構成図である。

【図６】上記実施例三輪自転車の前フレームの揺動部を
示す断面側面図である。

【図７】上記揺動部を示す図６のVII-VII 線断面図であ
る。

【図８】上記実施例三輪自転車のパワーアシストユニッ
トのブロック構成図である。

【図９】請求項２の発明の一実施例（第２実施例）によ
るパワーアシスト三輪自転車を示す平面図である。

【図１０】上記第２実施例三輪自転車の一部断面側面図
である。

【符号の説明】

１ パワーアシスト三輪自転車 ２ 車体フレーム ４ 前フレーム ５ 後フレーム ８ フロントフォーク ２０，７０ リヤバスケット（荷かご） ２０ａ 底壁 ２０ｂ 開口 ２５ 開閉蓋 ３０ 後輪 ５０ パワーアシストユニット ５１ モータ ５２ バッテリ ５３ コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前端で前輪支持用フロントフォークを軸
   支する前フレームの後端部を、左右一対の後輪を軸支す
   るとともに荷かごを支持する後フレームに揺動可能に連
   結してなる車体フレームと、該車体フレームに搭載され
   上記後輪を回転駆動するモータ，該モータに電源を供給
   するバッテリ，及びペダルの踏力に応じて上記モータの
   駆動力を制御するコントローラからなるパワーアシスト
   ユニットとを備えたパワーアシスト三輪自転車におい
   て、上記バッテリを上記荷かごの下方に配置し、かつ上
   記後フレームで着脱可能に支持し、上記荷かごの底壁に
   開口を形成するとともに該開口に開閉蓋を配設したこと
   を特徴とするパワーアシスト三輪自転車。
2. 【請求項２】 前端で前輪支持用フロントフォークを軸
   支する前フレームの後端部を、左右一対の後輪を軸支す
   るとともに荷かごを支持する後フレームに揺動可能に連
   結してなる車体フレームと、該車体フレームに搭載さ
   れ、上記後輪を回転駆動するモータ，該モータに電源を
   供給するバッテリ，及びペダルの踏力に応じて上記モー
   タの駆動力を制御するコントローラからなるパワーアシ
   ストユニットとを備えたパワーアシスト三輪自転車にお
   いて、上記バッテリを上記荷かごの下方に配置し、かつ
   上記後フレームで着脱可能に支持し、上記荷かごを後フ
   レームで開閉自在に支持したことを特徴とするパワーア
   シスト三輪自転車。