JPH0999885A - 電動補助自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータとバッテリーとを接続する太い電線が
ハンドル操作の邪魔にならないようにすると共にモータ
とバッテリーのような重量物がハンドル操作に影響を与
えないようにする電動補助自転車を提供する。 【解決手段】 前輪操向部材２０と、この前輪操向部材
に回動可能に連結された後フレーム１３と、補助動力を
供給するモータ４と、このモータに電源を供給するバッ
テリー９と、前記モータを制御するコントローラ８と、
このコントローラに接続されクランク軸２に連結された
ペダル３の踏力を検出するトルクセンサ７と、走行速度
を検出するスピードセンサとを備えた電動補助自転車に
おいて、前記モータ４とバッテリー９とコントローラ８
とを前記前輪操向部材２０に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動補助自転車に関
し、特にハンドル操作を軽快にするための電動補助自転
車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動補助自転車として、ＥＡＳＹ
ＢＩＫＥ（イタリアＤＡ ＰＯＮＴＥ社製）やｃｉｔ
ｙｂｌｉｔｚ（ドイツＥｌｉｔｅ−Ｄｉａｍａｎｔ社
製）に見られるように、前輪操向部材（前輪ハブ内又は
ハンドル軸）にモータを取付け、後フレームにバッテリ
ーを設けるものが知られている。逆に、前輪側にバッテ
リーを設け、後輪側にモータを設けた電動補助自転車も
公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものは、モータとバッテリーとを前輪操向部材およ
び後フレームに沿わせた電力用の太い電線で接続して、
バッテリーからモータに電力を供給するようにしたもの
で、その太い電線がハンドルを切り返す際に邪魔になっ
たり、他の部品との接触等により疲労、劣化して断線し
たりする欠点がある。

【０００４】さらに、操向軸心の前方、前輪の上部にモ
ータを載せたものでは、それら重量物の重心が操向軸心
から離れているため、ハンドルが振られる欠点がある。

【０００５】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、モータとバッテリーとを接続する太い
電線がハンドル操作の邪魔にならないようにすると共に
モータとバッテリーのような重量物がハンドル操作に影
響を与えないようにする電動補助自転車の提供を目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、前輪操向部材と、この前輪操向部材に
回動可能に連結された後フレームと、補助動力を供給す
るモータと、このモータに電源を供給するバッテリー
と、前記モータを制御するコントローラと、このコント
ローラに接続されクランク軸に連結されたペダルの踏力
を検出するトルクセンサと、走行速度を検出するスピー
ドセンサとを備えた電動補助自転車において、前記モー
タとバッテリーとコントローラとを前記前輪操向部材上
に設けたことを特徴とする電動補助自転車を提供する。

【０００７】好ましい実施例においては、前記モータと
バッテリーとを前記前輪操向部材の操向軸心に対し互い
に反対側に配置したことを特徴としている。

【０００８】別の好ましい実施例においては、前記モー
タとバッテリーとをそれぞれの重心がハンドルの回転中
心に略一致するように配置したことを特徴としている。

【０００９】さらに好ましい実施例においては、前記後
フレームを含むクランク軸側に取付けたセンサからの信
号を前記コントローラに無線送信する手段を設けたこと
を特徴としている。

【００１０】

【作用】モータとバッテリーとコントローラとが前輪操
向部材に設けられるため、モータとバッテリーとを接続
する太い電線を前輪操向部材に設ければ良く、前輪操向
部材と後フレームにまたがって設けた従来構造のよう
に、ハンドル操作の邪魔になることもなく、また断線す
ることもない。さらにモータとバッテリーとを前輪操向
部材の操向軸心に対し互いに反対側になるように配置す
れば、重量のバランスがとれ、モータとバッテリーとが
互いのモーメントを打ち消すようになり、ハンドルが振
られることもない。

【００１１】

【実施例】図１は本発明に係る電動補助自転車の実施の
一例の概略を示す側面図である。電動補助自転車１は、
クランク軸２に連結されたペダル３の踏力をチェーン５
を介して後輪６に伝え、モータ４の補助動力を前輪１１
に伝えることにより、小さな踏力で走ることができるよ
うにした自転車である。

【００１２】上記補助動力は、トルクセンサ７からのペ
ダル３の踏力検出信号とスピードセンサ８からの走行速
度検出信号とをコントローラ９に入力し、予め決められ
た補助率に基づいて補助動力を算出し、負荷に応じた電
流をバッテリー１０からモータ４に流し、モータ４を所
定回転数で回転させることにより得られる。

【００１３】上記トルクセンサ７は、クランク軸２に装
着される。２０は前輪操向部材であり、ハンドル１４、
ハンドル軸１２、フロントフォーク２１、ハブプレート
２２等、前輪を支持し、かつハンドルとともに操向され
る部材からなる。クランク軸２は、前輪１１を回転自在
に支持するハンドル軸１２に対し後フレーム１３により
連結される。後フレーム１３はその前端のヘッドパイプ
３０部分でハンドル軸１２に対し回転可能に連結され
る。バッテリー１０は操向軸心Ｃの前方でハンドル１４
と前輪１１との間の部分に装着され、その支持は、ハン
ドル軸１２とフロントフォーク２１にブラケット２３、
２４によってなされている。１５はハブユニットであ
り、前輪１１とともに回転するハブ２５とフロントフォ
ーク２１に固定されるハブプレート２２からなる。モー
タ４はハブ２５内の操向軸心Ｃより後方に収納されハブ
プレート２２に支持されている。こうして、バッテリー
１０とモータ４は、操向軸心Ｃに対して互いに反対側に
なるように配置される。ハブ２５内でハブプレート２２
には、さらにコントローラ９とスピードセンサ８が装着
される。

【００１４】このような補助動力機構の配置構成におい
ては、モータ４とバッテリー１０とを接続する電力用の
太い電線をハンドル軸１２とフロントフォーク２１に沿
わせるだけで良く、ハンドル軸に対し回転する後フレー
ム１３に沿わせる必要がない。従って、ハンドル１４の
切り返しの際、電線が他の部品等に当たって邪魔するよ
うなことがなく、また重量物たるモータ４とバッテリー
１０が相互に操向軸心Ｃの反対側にバランス良く配置さ
れ、そのモーメントが相殺されるため、ハンドル操作が
楽になる。

【００１５】なお、上記実施例では、バッテリー１０を
ハンドル軸１２とフロントフォーク２１に装着し、モー
タ４をハブユニット１５内に装着したが、両者をハブユ
ニット１５内に装着し、あるいは両者をハンドル軸１２
またはフロントフォーク２１に装着して、両者を操向軸
心Ｃに対し互いに反対側に配置すれば、上記実施例の効
果と同じ効果が得られる。

【００１６】図２は本発明に係る電動補助自転車の他の
実施例の概略を示す側面図である。この例においては、
モータ４とバッテリー１０の配置のみが上記実施例と異
なるので、上記実施例と共通する点については説明を省
略する。

【００１７】この場合、ハブユニット１５に装着された
モータ４と、図３のようにハンドル１４の中央部に装着
されたバッテリー１０は、それら各重心がハンドル１４
の操向軸心Ｃに略一致するように配置される。これによ
り、ハンドル１４の回転モーメントを最小あるいは略ゼ
ロにすることができ、ハンドル１４の操作が上記実施例
の場合よりも更に楽になる。

【００１８】なお、重量物たるモータ４を前輪１１の車
軸より下方に配置すれば、前輪の重心が低くなり、より
安定した走行が可能となる。

【００１９】図４は、上記２つの実施例で用いられるセ
ンサ類からの信号を前輪側のハブユニット１５内のコン
トローラ９に送信する場合の無線送信手段を説明する図
である。

【００２０】電動補助自転車に取付けるセンサとして
は、トルクセンサ、スピートセンサ等があり、本例にお
いては、トルクセンサ７はクランク軸２付近に取付けら
れ、スピードセンサ８は前輪側に取付けられている。無
線送信手段の伝達媒体としては、電磁波、音波、光等が
あるが、ここでは、トルクセンサ７からの信号を電磁波
を利用してコントローラ９に送信する手段について説明
する。

【００２１】この無線送信手段は、トルクセンサ７をフ
レーム１３に沿わせた信号線１６によりフレーム１３上
部に取付けた発信コイル１７に接続すると共に、コント
ローラ９をフロントフォーク２１に沿わせた信号線１８
によりハンドル軸１２とフロントフォーク２１の結合部
付近に取付けられた受信コイル１９に接続した構成であ
る。この構成により、トルクセンサ７からのペダル３の
踏力信号を発信コイル１７に送り、それを電磁誘導によ
り受信コイル１９で受けて、コントローラ９に送信す
る。これによれば、ハンドル軸１２と後フレーム１３と
の間の信号配線を廃止することができ、引っ掛けや断線
の恐れを無くすことができる。なお、この例において、
トルクセンサ７からの踏力信号の授受可能なハンドル切
れ角範囲を図５のθに示すように、例えば±３０゜以内
に限定すれば、ハンドル１４をそれ以上大きく切ったと
き、すなわち、狭い道をＵターンするなど低速で急旋回
したときに、トルクセンサ７からの信号がコントローラ
９に伝達されなくなるので、補助動力がなくなり、人力
のみによる微妙な踏力調節が可能となる。

【００２２】なお、スピードセンサが後フレーム側に取
付けられた場合にも、このセンサの検出信号を上述のよ
うな無線送信手段を用いて伝達できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、モータとバッテリーとコントローラとを前輪操向部
材に設け、重量物たるモータとバッテリーとを前輪操向
軸心に対して互いに反対側に配置したため、バッテリー
とモータとを接続する電力用の太い配線が、ハンドルの
切り返しの邪魔になったり、断線したりすることがなく
なり、また、モータとバッテリーとがハンドルの回転中
心の周囲にバランス良く配置され、操作性・安全性に優
れた電動補助自転車を提供することができる。

【００２４】また、本発明において、モータとバッテリ
ーとコントローラとを前輪操向部材に設け、重量物たる
モータとバッテリーとをそれら各重心が前輪操向軸心に
略一致するように配置すれば、ハンドルの回転モーメン
トを最小あるいは略ゼロにすることができ、ハンドルの
操作性を一層向上させることができる。

【００２５】さらに、トルクセンサ、スピードセンサ等
のクランク軸付近や後輪等に設けたセンサ類からの信号
を前輪側に設けたコントローラに無線送信すれば、信号
線の引っ掛けや断線の恐れを無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電動補助自転車の実施の一例の
概略を示す側面図である。

【図２】 本発明に係る電動補助自転車の他の実施例の
概略を示す側面図である。

【図３】 図２の電動補助自転車のバッテリー部分を正
面から見た図である。

【図４】 本発明に係る電動補助自転車の無線送信手段
を説明する図である。

【図５】 図４の無線送信手段の具体例を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１：電動補助自転車、２：クランク軸、３：ペダル、
４：モータ、７：トルクセンサ、８：スピードセンサ、
９：コントローラ、１０：バッテリー、１１：前輪、１
２：ハンドル軸、１３；後フレーム、１４：ハンドル、
１７：発信コイル、１９：受信コイル、２０：前輪操向
部材、２１：フロントフォーク、２２：ハブプレート、
２５：ハブ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪操向部材と、この前輪操向部材に回
   動可能に連結された後フレームと、補助動力を供給する
   モータと、このモータに電源を供給するバッテリーと、
   前記モータを制御するコントローラと、このコントロー
   ラに接続されクランク軸に連結されたペダルの踏力を検
   出するトルクセンサと、走行速度を検出するスピードセ
   ンサとを備えた電動補助自転車において、前記モータと
   バッテリーとコントローラとを前記前輪操向部材上に設
   けたことを特徴とする電動補助自転車。
2. 【請求項２】 前記モータとバッテリーとを前記前輪操
   向部材の操向軸心に対し互いに反対側に配置したことを
   特徴とする請求項１に記載の電動補助自転車。
3. 【請求項３】 前記モータとバッテリーとをそれぞれの
   重心がハンドルの回転中心に略一致するように配置した
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動補助自転車。
4. 【請求項４】 前記後フレームを含むクランク軸側に取
   付けたセンサからの信号を前記コントローラに無線送信
   する手段を設けたことを特徴とする請求項１、２又は３
   に記載の電動補助自転車。