JPH1059244A - 電気自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造でコストダウンをしながら、信頼
性の高いロック装置を有する電気自転車を提供する。 【解決手段】 自転車のフレームチューブに固定された
金具に取り付けられるロック装置によりバッテリーケー
スが固定される電気自転車であって、前記ロック装置１
５が、ダウンチューブ３１に取り付けられる第１の金具
１１に固定され、内部を箱体が摺動し得るハウジング１
５３と、該ハウジング内を摺動し、前記ハウジングから
突出するロックピン１５２が設けられたロックハウジン
グ１５７と、外周に凹凸が形成され該凹凸の凹部にスト
ッパが押圧されることにより間欠的に回転し得るカム
と、該カムに一端が固定され、他端部が前記ロックハウ
ジングの壁面の間隙部１５７ａに挿入されることにより
前記カムの回転により前記ロックハウジングを摺動させ
るクランクピン１５８とからなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は人力走行の補助にモ
ータなどの電動原動機の動力を利用する電気自転車に関
する。さらに詳しくは、電動原動機を駆動するバッテリ
ーが収納されるバッテリーケースを簡単な構造で固定す
る場合に、バッテリーケースを確実にロックする具体的
なロック装置が用いられた電気自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自転車では、人力走行の補助をする
ための車輪駆動用モータが取り付けられると共に、該モ
ータを駆動するバッテリーが自転車に取り付けられる。
このバッテリーは、荷台などの邪魔にならないように、
また走行時のペダルをこぐのに邪魔にならないように取
り付けられる必要がある。そのため、最近ではバッテリ
ーケースに収納して自転車のメインフレームであるダウ
ンチューブまたはシートチューブなどのフレームチュー
ブに取り付けられている。このフレームチューブは丸い
パイプ状のもので、しかも水平面に対して傾斜したもの
であり、またバッテリーケースは４ｋｇ近くあり重いも
のであるため、フレームチューブに頑強な樹脂製のケー
スを取り付け、そのケースにより保持する構成となって
いる。

【０００３】すなわち、たとえば特開平７−３２９８５
７号公報に開示される従来のバッテリーケースの取付け
構造は、ダウンチューブとシートチューブを覆うそれぞ
れＶ字状をなして左右に分割されるサイドカバーとシー
トチューブの前面に設けられるセンターカバーが複雑な
形状で形成され、センターカバーでバッテリーケースの
下端部を支える構造になっている。また、バッテリーケ
ースの上端部は、サイドカバーの前端部側に設けられた
支持ブラケットに固着されるロック装置のロックピンを
出入させて、ロックおよび解除を切り替えることにより
着脱自在とする構成になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気自転車のバ
ッテリーケースは、前述のように、自転車のメインフレ
ームに取り付けられた樹脂製のカバーケースを主体とし
て保持されている。そのため、樹脂製のカバーケースは
頑強で複雑な構造となり、高価で電気自転車のコストダ
ウンの妨げとなっている。一方、バッテリーケースは着
脱自在とするために、バッテリーケースの前端部側はロ
ックピンの出入によりロックおよび解除がなされるが、
バッテリーケースは４ｋｇ程度とかなり重く、しかも自
転車の走行時の振動に対しても充分に耐える必要があ
り、ロック装置の信頼性は高く要求される。

【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、バッテリーケースの保持を自転車の
フレームチューブに取り付けられた金具により主体的に
行うことによりバッテリーケースの取付け強度を高く
し、かつ、金具の周囲を覆うカバーはバッテリーケース
の載置台とすると共に金具を隠す化粧カバーの役目と
し、簡単な構造でコストダウンをしながら、信頼性の高
いロック装置を有する電気自転車を提供することを目的
とする。

【０００６】本発明の他の目的は、ロック装置が誤って
解除されることがないように、バッテリーケースを取り
外す際に外力を必要とする安全装置を付加した具体的な
構造を提供することにある。

【０００７】本発明のさらに他の目的は、ロック装置の
キー操作に電源スイッチのオンオフの機能も具備させる
具体的な構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による電気自転車
は、自転車のフレームチューブにバッテリーケースが金
具とロック装置とにより固定され、該バッテリーケース
内に収納されるバッテリーにより駆動される電動原動機
が設けられた電気自転車であって、前記ロック装置は、
内部を箱体が摺動し得る樹脂製のハウジングと、該ハウ
ジング内を摺動し、摺動方向の一壁面に固定され前記ハ
ウジングから突出するロックピンを有するロックハウジ
ングと、外周に凹凸が形成され該凹凸の凹部にストッパ
が押圧されることにより間欠的に回転し得るカムと、該
カムに一端が固定され、他端部が前記ロックハウジング
の壁面の間隙部に挿入されることにより前記カムの回転
により前記ロックハウジングを摺動させるクランクピン
とから構成されている。

【０００９】この構成にすることにより、ロック装置を
フレームチューブに固定した第１の金具に直接取り付け
ることができ、樹脂製のカバーケースなどを介する場合
より重いバッテリーケースを確実に保持してロックする
ことができる。さらに、ロックピンを固定したロックハ
ウジングが摺動するガイドとなるハウジングを樹脂製に
しているため、摺動時に金属同士によるきしみがなく滑
らかなロック操作が行われる。その結果、着脱自在のバ
ッテリーケースの保持を金具を主体とした簡単な構成で
行うことができると共に、激しい振動のある重いバッテ
リーケースを信頼性良く保持することができる。

【００１０】前記カムの外周の凹部を押圧するストッパ
が、前記樹脂製のハウジングと連結して一体に形成され
ていることが、部品点数を削減することができると共
に、回転部の接触が金属と樹脂で構成することができる
ため、摩擦音が生じなくて好ましい。

【００１１】前記カムにアームが形成され、前記アーム
が当接することにより前記カムの回転を規制するストッ
パピンがさらに設けられ、該ストッパピンは外力により
前記回転の規制が解除されるように弾性体を介して設け
られていることにより、簡単な構成で、誤ってロック装
置が解除されてバッテリーケースを落下させることがな
く好ましい。

【００１２】前記アームの先端部にねじれ部が形成さ
れ、ロック解除の回転のときは該アームの先端部が前記
ストッパピンに当接して回転が規制され、前記ロックピ
ンを突出させる回転のときは前記アームの先端部が前記
ストッパピンを回避して回転し得るように前記ねじれ部
が形成されていることが、バッテリーケースを装着する
際に簡単に装着することができて好ましい。

【００１３】前記ロックハウジングが非磁性体からな
り、該ロックハウジングの前記クランクピンが挿入され
る壁面と対向する壁面の外面にマグネットが設けられ、
該マグネットによりオンオフするリードスイッチを構成
することが、コンビネーションスイッチになり、部品点
数を減らすことができるため好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の電気自転車について説明をする。

【００１５】図１は本発明の電気自転車の一実施形態の
側面図である。図１において、３２はヘッドパイプ、３
３はシートチューブで、ヘッドパイプ３２から傾斜して
シートチューブ３３の根元に接続するダウンチューブ
（図ではバッテリー台１０により覆われている）が設け
られ、これらのフレームチューブにより自転車のメイン
フレームを構成している。この例ではダウンチューブに
バッテリー台１０が取り付けられ、その上にバッテリー
が収納されたバッテリーケース２０が取り付けられてい
るが、シートチューブ３３に取り付けられても良い。１
５５はロック装置のキー挿入口で、図示しないキーを差
し込み、電源スイッチをオン、オフさせると共に、バッ
テリーケース２０の上端部を保持固定するロックピンを
摺動させるものである。２９は、バッテリーケース２０
を運搬するための把手である。また、４１は後輪に制動
をかけるブレーキ、４０は回転側と固定側とのケーシン
グを有し、固定側のケーシング内に人力トルクを検出す
るトルクセンサ、モータ、減速機構、制御基板を内蔵
し、トルクに応じて駆動するようになっている。なお、
他の前輪、後輪、ハンドル、サドル、ペダル、チェー
ン、ブレーキなどの構造や機能は通常の自転車と同じ構
造および同じ機能であり、その説明を省略する。

【００１６】図２は本発明の電気自転車のバッテリー台
１０をダウンチューブ３１に取り付ける場合の説明図
で、（ａ）はダウンチューブ３１に第１および第２の金
具１１、１２を取り付けた状態、（ｂ）はさらに２つ割
にしたケーシング１６、１７を取り付けてダウンチュー
ブ３１および第１および第２の金具１１、１２を覆った
状態のそれぞれ平面図、図３はその上にさらにバッテリ
ーケース２０を固定した平面図を示す。

【００１７】図２（ａ）〜（ｂ）に示されるように、斜
めのダウンチューブ３１の上部側、すなわちヘッドパイ
プ３２側に第１の金具１１がロウ付けまたは溶接などに
より取り付けられており、下部側、すなわちシートチュ
ーブ３３側に第２の金具１２が同様に取り付けられてい
る。そして第２の金具１２には、側壁１２４、１２５に
取り付けられた固定ピン１２３により第２の金具１２の
台座との間に間隙部Ｄが形成され、図３に示されるよう
に、バッテリーケース２０の下端部の突起部２１が挿入
されて固定される。一方、第１の金具１１にはロック装
置１５が設けられ、バッテリーケース２０のロック金具
２２の嵌合孔へのロックピン１５２の出入によりバッテ
リーケース２０の先端部側をロックしたり、ロックを解
除してバッテリーケース２０を取り外すことができるよ
うにされ、容易にバッテリーケース２０を着脱できるよ
うになっている。そして、この金具１１、１２およびダ
ウンチューブ３１を覆うようにプラスティック製のケー
シング１６、１７がネジ１８によりネジ止めされること
によりバッテリー台１０が構成される。

【００１８】このケーシング１６、１７上にバッテリー
ケース２０が載置されて、前述のように、第２の金具１
２の固定ピン１２３と第１の金具１１に取り付けられた
ロック装置１５とにより固定される。このバッテリーケ
ース２０に設けられたバッテリーの出力端子２４とバッ
テリー台１０に設けられた接点用ピン１４とが接続され
てバッテリーの出力が駆動部に伝達される構造となって
いる。なお、図２〜３において、１３はバッテリーケー
ス２０を上方に持ち上げることにより、ロックピン１５
２と共にバッテリーケース２０の固定を確実にするスプ
リングなどの弾性部材で、２３はバッテリーの配列部で
ある。

【００１９】つぎにロック装置１５の構造およびその機
能について図４〜７を参照しながら詳細に説明をする。

【００２０】図４はバッテリー台１０にバッテリーケー
ス２０がロックされた状態の側面側の断面図、図５は同
様の上面側の断面図、図６は同様の正面側の断面図、図
７はカムの裏面での断面図である。

【００２１】本発明の電気自転車に用いられるロック装
置１５は、図４〜７に示されるように、第１の金具１１
にポリアセタールなどの樹脂製のハウジング１５３がネ
ジ６１などにより固定され、ハウジング１５３内には黄
銅やアルミニウムなどの非磁性体からなる箱状のロック
ハウジング１５７が摺動できるように形成されている。
ロックハウジング１５７の摺動方向の壁面にロックピン
１５２が固定されており、ロックハウジング１５７の摺
動と共にロックピン１５２がバッテリーケース２０のロ
ック孔２２内に侵入したり、抜けたりするようになって
おり、バッテリーケース２０をロックしたり取り外す、
着脱自在の構造となっている。本発明のロック装置１５
では、このように、ロックピン１５２が固定されるロッ
クハウジング１５７を摺動させるガイドに樹脂製のハウ
ジング１５３を用いているため、剛性と共に摺動性のあ
る樹脂を用いる必要があるが、摺動の際にも摩擦音が生
じることがなく、スムースな摺動を行うことができる。

【００２２】ロックハウジング１５７のロックピン１５
２が設けられた壁面と直交する壁面には間隙部１５７ａ
が設けられ、クランクピン１５８の一端が挿入されてお
り、クランクピン１５８の他端側はカム１５９に固定さ
れている。カム１５９はその裏面側でのバッテリー台１
０の断面図が図７に示されるように、外周に凹凸が形成
され、その凹部にストッパ１５０が押圧され、キーの差
込口１５５に差し込まれるキーにより間欠的に回転する
ようになっている。その結果、カム１５９に固定された
クランクピン１５８はカム１５９の回転により水平方向
にも移動し、ハウジング１５３により直線方向の動きに
規制されたロックハウジング１５７をハウジング１５３
内で摺動させる。

【００２３】この例では、ストッパ１５０は前述のハウ
ジング１５３と同じ材料で一体に形成された樹脂製で、
樹脂の弾力性を利用してカム１５９の凹部に押圧されて
いる。したがって、この樹脂は摺動性があると共に、弾
力性のあるものが用いられるが、ハウジング１５３とス
トッパ１５０とを一体に形成することにより、部品点数
が少なくなると共に、組立てが容易となり、コストを下
げることができる。

【００２４】また、カム１５９には、外周の凹凸の端部
側にアーム１５９ａが設けられており、ロックピン１５
２がハウジング１５３内に引っ込む方向にカム１５９が
回転し、ロックピン１５２がバッテリーケース２０から
抜けるときにはアーム１５９ａがストッパピン１５１に
当接し、回転しないようになっている。すなわち、ロッ
クピン１５２が抜けるとバッテリーケース２０が外れる
ため、ロックピンを完全に抜く場合にはストッパピン１
５１を押してアーム１５９ａとの当接部分を動かすこと
により回転できるようにする安全装置になっている。し
たがって、ストッパピン１５１はスプリング１５１ａの
ような弾性体を介して取り付けられ、人力によりアーム
１５９ａとの当接を回避できるようになっている。

【００２５】さらに、前述のアーム１５９ａの先端部に
は捩れ部が形成されており、ロックピン１５２が抜ける
ときはストッパピン１５１を押さなければ回転しない
が、ロックピン１５２を挿入するときはストッパピン１
５１を押さなくても回転するようになっている。すなわ
ち、ロックピン１５２がバッテリーケース２０から完全
に抜ける方向に回転するときは、前述のように、アーム
１５９ａの先端部がストッパピン１５１と当接するが、
ロックピン１５２が完全に抜けた状態からロックピン１
５２を差し込む方向に回転するときには、ストッパピン
１５１を押さなくてもストッパピン１５１を回避して回
転するように捩れ部が形成されている。その結果、バッ
テリーケースの装着を容易に行うことができる。

【００２６】本発明の電気自転車のロック装置１５は、
さらに電源スイッチの機能も兼ね備えている。すなわ
ち、ロックハウジング１５７のクランクピン１５８が挿
入される壁面と対向する壁面の外面にマグネット１５４
が設けられており、その対向面の基板６２に設けられた
リードスイッチ６３をキーの回転によるロックハウジン
グ１５７の移動でオンオフさせる。このように、ロック
装置１５と電源スイッチとを兼用することにより部品点
数を減らすことができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば電気自転車のバッテリー
ケースの取付構造を第１および第２の金具を主体として
行いながら、ロック装置が金具に取り付けられているた
め、ロック装置が強固で信頼性の高いものとなり、少な
い部品点数で重いバッテリーケースを確実に固定するこ
とができる。その結果、バッテリーケースの着脱が簡単
でバッテリーケースの保持の信頼性が高い、ローコスト
の電気自転車が得られる。

【００２８】さらに、簡単な構造でロック装置の安全装
置が得られると共に、電源スイッチと兼用することがで
き、電気自転車のコストダウンに大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気自転車の一実施形態の側面図であ
る。

【図２】本発明の電気自転車のバッテリー台の取付け部
の説明図である。

【図３】図２のバッテリー台上にさらにバッテリーケー
スが取り付けられた状態の説明図である。

【図４】本発明の電気自転車のロック装置部の側面側の
断面説明図である。

【図５】本発明の電気自転車のロック装置部の上面側の
断面説明図である。

【図６】本発明の電気自転車のロック装置部の正面側の
断面説明図である。

【図７】本発明の電気自転車のロック装置部のカムの裏
面における側面側の断面説明図である。

【符号の説明】

１０ バッテリー台 １１ 第１の金具 １２ 第２の金具 １５ ロック装置 １５１ ストッパピン １５２ ロックピン １５３ ハウジング １５４ マグネット １５７ ロックハウジング １５８ クランクピン １５９ カム １５９ａ アーム ２０ バッテリーケース

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自転車のフレームチューブにバッテリー
   ケースが金具とロック装置とにより固定され、該バッテ
   リーケース内に収納されるバッテリーにより駆動される
   電動原動機が設けられた電気自転車であって、前記ロッ
   ク装置は、内部を箱体が摺動し得る樹脂製のハウジング
   と、該ハウジング内を摺動し、摺動方向の一壁面に固定
   され前記ハウジングから突出するロックピンを有するロ
   ックハウジングと、外周に凹凸が形成され該凹凸の凹部
   にストッパが押圧されることにより間欠的に回転し得る
   カムと、該カムに一端が固定され、他端部が前記ロック
   ハウジングの壁面の間隙部に挿入されることにより前記
   カムの回転により前記ロックハウジングを摺動させるク
   ランクピンとから構成されてなる電気自転車。
2. 【請求項２】 前記カムの外周の凹部を押圧するストッ
   パが、前記樹脂製のハウジングと連結して一体に形成さ
   れてなる請求項１記載の電気自転車。
3. 【請求項３】 前記カムにアームが形成され、該アーム
   が当接することにより前記カムの回転を規制するストッ
   パピンがさらに設けられ、該ストッパピンは外力により
   前記回転の規制が解除されるように弾性体を介して設け
   られてなる請求項１または２記載の電気自転車。
4. 【請求項４】 前記アームの先端部にねじれ部が形成さ
   れ、ロック解除の回転のときは該アームの先端部が前記
   ストッパピンに当接して回転が規制され、前記ロックピ
   ンを突出させる回転のときは前記アームの先端部が前記
   ストッパピンを回避して回転し得るように前記ねじれ部
   が形成されてなる請求項３記載の電気自転車。
5. 【請求項５】 前記ロックハウジングが非磁性体からな
   り、該ロックハウジングの前記クランクピンが挿入され
   る壁面と対向する壁面の外面にマグネットが設けられ、
   該マグネットによりオンオフするリードスイッチを構成
   する請求項１、２、３または４記載の電気自転車。