JPH11124072A - 電動補助自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クランクペダルによる踏力をアシストするアシ
スト動力を発揮し得る電動モータと、ヘッドランプとを
備える電動補助自転車において、電動モータに電力を供
給するためのバッテリの取り外し時や、残容量不足時に
もヘッドランプを点灯し得るようにする。 【解決手段】ヘッドランプ６２にはサブバッテリ６３か
ら電力が供給され、サブバッテリ６３は、充電回路６４
により、電動モータ１５に電力を供給するメインバッテ
リ３０からの電力で充電される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランクペダルに
よる踏力をアシストするアシスト動力を発揮し得る電動
モータと、ヘッドランプとを備える電動補助自転車に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる電動補助自転車は、たとえ
ば特開平８−１１３１８６号公報等により既に知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものでは、電動モータに電力を供給するためのバッテリ
でヘッドランプを点灯させるようにしており、充電のた
めに自転車からバッテリを取り外したときや、バッテリ
の残容量が低下してしまったときには、電動モータによ
るアシスト動力を得ないで自転車を走行せしめる際にヘ
ッドランプを点灯させることができない。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、電動モータに電力を供給するためのバッテリ
の取り外し時や、残容量不足時にもヘッドランプを点灯
し得るようにした電動補助自転車を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、クランクペダルによる踏力をアシストす
るアシスト動力を発揮し得る電動モータと、ヘッドラン
プとを備える電動補助自転車において、前記電動モータ
に電力を供給するメインバッテリと、前記ヘッドランプ
に電力を供給するサブバッテリと、メインバッテリの電
力でサブバッテリを充電する充電回路とを含むことを特
徴とする。

【０００６】このような構成によれば、電動モータに電
力を供給するメインバッテリからヘッドランプに直接電
力が供給されるものではないので、メインバッテリの取
り外し時や残容量不足時にも、サブバッテリによりヘッ
ドランプを点灯させることが可能である。しかも充電回
路によりサブバッテリはメインバッテリからの電力で充
電されるので、ヘッドランプの点灯が困難となるまでサ
ブバッテリの残容量が低下することが極力回避され、ヘ
ッドランプの点灯を有効に確保することが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【０００８】図１ないし図５は本発明の第１実施例を示
すものであり、図１は電動補助自転車の側面図、図２は
電気回路図、図３はメインスイッチの正面ならびに該メ
インスイッチの切換えに応じた接点接続状態を示す図、
図４はヘッドランプユニットの縦断面図、図５はヘッド
ランプユニット内部の分解斜視図である。

【０００９】先ず図１において、この電動補助自転車が
備える車体フレーム１１の前端のヘッドパイプ１２にフ
ロントフォーク１３が操向可能に支承され、該フロント
フォーク１３の下端に前輪Ｗ_F が軸支され、フロントフ
ォーク１３の上端にバーハンドル１４が設けられる。ま
た車体フレーム１１の下部には、電動モータ１５を有す
るモータユニット１６が設けられており、該モータユニ
ット１６の後部上方で車体フレーム１１から後下がりに
延びるとともにモータユニット１６の後方では略水平に
延出される左、右一対のリヤフォーク１７…間に後輪Ｗ
_R が軸支され、両リヤフォーク１７…および車体フレー
ム１１の後部間には左、右一対のステー１８…が設けら
れる。さらに車体フレーム１１の後部には、シート１９
が上下位置を調整可能として装着されており、シート１
９の後方側にはキャリア２０が固定配置される。

【００１０】両端にクランクペダル２１，２１をそれぞ
れ有するクランク軸２２がモータユニット１６で回転自
在に支承され、該クランク軸２２から動力を伝達可能で
あるとともに前記電動モータ１５からのアシスト動力を
も作用させ得る駆動スプロケット２４と、後輪Ｗ_R の車
軸に設けられた被動スプロケット２５とに無端状のチェ
ーン２６が巻掛けられる。

【００１１】ヘッドパイプ１２にはブラケット２７を介
してフロントバスケット２８が取付けられる。しかも該
フロントバスケット２８の背面部に配置されるバッテリ
収納ケース２９も前記ブラケット２７に取付けられてお
り、電動モータ１５に電力を供給するためのメインバッ
テリ３０がバッテリ収納ケース２９に挿脱可能に収納さ
れる。またバーハンドル１４にはヘッドランプユニット
２３が取付けられている。

【００１２】電動モータ１５の作動は、モータユニット
１６の前方側で車体フレーム１１の下部に固定的に支持
されたコントローラ３１₁ で制御されるものであり、該
コントローラ３１₁ は、乗員によりクランクペダル２
１，２１に入力される踏力に基づいて電動モータ１５の
作動を制御する。

【００１３】車体フレーム１１の大部分はカバー３２で
覆われており、該カバー３２の上部に、メインバッテリ
３０からコントローラ３１₁ および電動モータ１５に電
力を供給するためのメインスイッチ３３が配設される。

【００１４】図２において、コントローラ３１₁ は、コ
ンピュータから成る第１中央処理装置（以下、ＣＰＵと
言う）３４と、メインバッテリ３０の電圧（例えば２４
Ｖ）を第１ＣＰＵ３４に対応した電圧（例えば５Ｖ）に
変換する第１ＤＣコンバータ３５と、トランジスタ３６
と、リレーコイル３８およびリレースイッチ３９で構成
されるリレー３７と、コンデンサ４０と、第１ダイオー
ド４１と、ＦＥＴ４２と、抵抗４３と、第２ダイオード
４４とを備える。

【００１５】リレースイッチ３９の一端はヒューズ４５
を介してメインバッテリ３０のプラス側に接続されてお
り、該ヒューズ４５およびメインバッテリ３０はユニッ
ト化されている。またリレースイッチ３９の他端は電動
モータ１５のプラス側に接続され、該電動モータ１５の
マイナス側はＦＥＴ４２を介してメインバッテリ３０の
マイナス側に接続される。

【００１６】コンデンサ４０は、ＦＥＴ４２の遮断時に
充電されることによりＦＥＴ４２の導通時における電流
の立上がりを早くする働きをするものであり、電動モー
タ１５およびＦＥＴ４２から成る直列回路に並列に接続
される。また第１ダイオード４１は、ＦＥＴ４２の遮断
後に電動モータ１５のプラス側およびマイナス側をショ
ートさせる働きをするフライホィールダイオードであ
り、ＦＥＴ４２、メインバッテリ３０およびヒューズ４
５から成る直列回路に並列に接続される。

【００１７】抵抗４３および第２ダイオード４４は、リ
レー３７のアーク防止抵抗として作用すべく直列に接続
されており、抵抗４３および第２ダイオード４４から成
る直列回路の一端側は、電動モータ１５のプラス側およ
びＤＣコンバータ３５に接続されるとともに、リレーコ
イル３８を介して第１ＣＰＵ３４に接続される。

【００１８】前記抵抗４３および第２ダイオード４４か
ら成る直列回路の他端側は、コネクタ半体４６ａに接続
されており、リレースイッチ３９およびヒューズ４５間
は、メインヒューズ４７を介して前記コネクタ半体４６
ａに接続される。而して、前記コネクタ半体４６ａは、
該コネクタ半体４６ａに対して接・離可能なコネクタ半
体４６ｂとともにコネクタ４６を構成するものであり、
コネクタ半体４６ｂは、メインスイッチ３３に接続され
る。

【００１９】図３を併せて参照して、メインスイッチ３
３は、キー孔４８を有するロータ４９と、該ロータ４９
を回動可能に嵌合せしめるハウジング５０とを有するも
のであり、キー孔４８に差し込まれたキー（図示せず）
を回動操作することにより、ロータ４９は、「切」位置
と、図３の時計方向に「切」位置から間隔をあけた位置
に設定される「入」位置と、図３の時計方向に「入」位
置から間隔をあけた位置に設定される「ＡＣＣ」位置と
の間で回動可能である。

【００２０】このメインスイッチ３３は、４つの接点Ｂ
１，Ｂ２，Ｌ１，Ｌ２を有するものであり、「切」位置
では、全ての接点Ｂ１，Ｂ２，Ｌ１，Ｌ２間が遮断され
た状態にあり、「入」位置では、接点Ｌ１，Ｌ２間が遮
断状態にあるのに対して接点Ｂ１，Ｂ２間が導通し、さ
らに「ＡＣＣ」位置では、接点Ｂ１，Ｂ２間および接点
Ｌ１，Ｌ２間がともに導通する。

【００２１】しかも接点Ｂ１はコネクタ４６を介してメ
インヒューズ４７に接続され、接点Ｂ２はコネクタ４６
を介して第２ダイオード４４に接続される。したがって
メインスイッチ３３を「入」位置および「ＡＣＣ」位置
のいずれかに操作したときには、メインバッテリ３０の
電力がヒューズ４５、メインヒューズ４７、接点Ｂ１，
Ｂ２、第２ダイオード４４、抵抗４３および第１ＤＣコ
ンバータ３５を介して第１ＣＰＵ３４に供給されること
になり、第１ＣＰＵ３４が、電動モータ１５の作動を開
始すべき条件が整ったと判断したときにリレーコイル３
８を励磁するのに応じてリレースイッチ３９が導通し、
この状態でＦＥＴ４２のオン・オフが第１ＣＰＵ３４で
制御されることにより、電動モータ１５がそのデューテ
ィ比を制御されつつ作動することになる。

【００２２】第２ダイオード４４およびコネクタ４６
と、トランジスタ３６との間には、コネクタ５１、スイ
ッチ５２、コネクタ５１、コネクタ５３、グリップヒー
タ５４およびコネクタ５３が直列に接続されて成る直列
回路と、コネクタ５５、スイッチ５６、コネクタ５５、
コネクタ５７、外部端子５８およびコネクタ５７が直列
に接続されて成る直列回路とが、並列に接続される。

【００２３】グリップヒータ５４は、バーハンドル１４
の両端に設けられるグリップ内に内蔵されるものであ
り、また外部端子５８は、携帯ラジオ等の外部の電気負
荷に接続可能なものである。而してグリップヒータ５４
および外部端子５８の設定電圧は、メインバッテリ３０
の電圧が例えば２４Ｖであるのに対して、例えば１２Ｖ
であり、第１ＣＰＵ３４によってトランジスタ３６の導
通・遮断が制御されることにより、グリップヒータ５４
および外部端子５８の電圧が調整される。

【００２４】図４および図５を併せて参照して、バーハ
ンドル１４に取付けられたヘッドランプユニット２３
は、ハウジング６１内に、ヘッドランプ６２と、サブバ
ッテリ６３と、充電回路６４とが内蔵されて成るもので
あり、ハウジング６１の下部に一体に設けられた支持板
部６１ａが、バーハンドル１４に固定されたブラケット
６５にボルト６６により締着される。

【００２５】ハウジング６１の前端部には、レンズ６７
が装着されており、ハロゲン電球等のヘッドランプ６２
は、該レンズ６７を通して前方に光を照射すべく、レン
ズ６７の後方側でハウジング６１内に固定配置され、該
ヘッドランプ６２の後方側でハウジング６１内の下部に
は矩形状の基板６８が固定配置される。

【００２６】基板６８はバッテリ台座６９で覆われるも
のであり、このバッテリ台座６９上にサブバッテリ６３
が載せられる。而してサブバッテリ６３は、たとえばＮ
ｉ−Ｃｄ電池等の充電可能な４つの電池６３Ａ，６３
Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄが直列に接続されて成るものであ
り、バッテリ台座６９は幅方向中央部が上方に膨らんだ
山形の形状を有するとともに内部を空洞にして形成され
ており、バッテリ台座６９の上面には、各電池６３Ａ，
６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄをそれぞれ個別に載せるべく各
電池６３Ａ〜６３Ｄの外周に対応して下方に凹んだ４つ
の載置溝７０…が前後に延びるようにして平行に形成さ
れる。

【００２７】基板６８の前端側には、電池６３Ａのプラ
ス側に接続される接点板７１と、電池６３Ｄのマイナス
側に接続される接点板７２と、ヘッドランプ６２のプラ
ス側端子に接続される接点板７３と、ヘッドランプ６２
のマイナス側端子に接続される接点板７４とが固着され
ており、接点板７１，７２と、接点板７３，７４との間
に介在せしめられる絶縁板７６に、電池６３Ｂのプラス
側および電池６３Ｃのマイナス側に共通に接続される接
点板７５が固着され、さらに接点板７２，７４間が導通
される。一方、基板６８の後端には、電池６３Ａのマイ
ナス側および電池６３Ｂのプラス側に共通に接続される
接点板７７と、電池６３Ｃのマイナス側および電池６３
Ｄのプラス側に共通に接続される接点板７８とが固着さ
れる。

【００２８】このような接点板７１〜７５，７７，７８
の配置により、基板６８を覆うバッテリ台座６９上に載
せられた４つの電池６３Ａ〜６３Ｄが直列に接続され
て、たとえば６Ｖのサブバッテリ６３を構成することに
なる。

【００２９】充電回路６４は、バッテリ台座６９で覆わ
れる基板６８上に設けられるものであり、ＤＣコンバー
タ７９と、第２ＣＰＵ８０と、トランジスタ８１と、第
３ダイオード８２とで構成される。

【００３０】ＤＣコンバータ７９、基板６８上に設けら
れてサブバッテリ６３のプラス側に接続されるヒューズ
８３、ならびに接点板７３すなわちヘッドランプ６２の
プラス側端子はコネクタ半体８４ｂに接続されており、
該コネクタ半体８４ｂは、該コネクタ半体８４ｂに接・
離可能に接続されるコネクタ半体８４ａとともにコネク
タ８４を構成する。而してＤＣコンバータ７９はコネク
タ８４を介してメインスイッチ３３の接点Ｂ２に接続さ
れ、ヘッドランプ６２のプラス側端子はコネクタ８４を
介してメインスイッチ３３の接点Ｌ１に接続され、ヒュ
ーズ８３はコネクタ８４を介してメインスイッチ３３の
接点Ｌ２に接続される。

【００３１】したがって、メインスイッチ３３が「入」
位置および「ＡＣＣ」位置のいずれかに操作されたとき
には、メインバッテリ３０の電力がＤＣコンバータ７９
で電圧調整されて第２ＣＰＵ８０に供給されることにな
り、またメインスイッチ３３が「ＡＣＣ」位置に操作さ
れたときには、サブバッテリ６３のプラス側がヒューズ
８３を介してヘッドランプ６２のプラス側端子に導通す
ることになる。

【００３２】トランジスタ８１は、第２ＣＰＵ８０によ
りオン・オフ制御されるものであり、トランジスタ８１
および第３ダイオード８２から成る直列回路の一端は、
コネクタ半体８５ｂに接続され、前記直列回路の他端は
ヒューズ８３を介してサブバッテリ６３のプラス側に接
続される。また接点板７２すなわちサブバッテリ６３の
マイナス側と、接点板７４すなわちヘッドランプ６２の
マイナス側端子とは、コネクタ半体８５ｂに共通に接続
される。而してコネクタ半体８５ｂは、該コネクタ半体
８５ｂに対して接・離可能であるコネクタ半体８５ａと
ともにコネクタ８５を構成するものであり、トランジス
タ８１および第３ダイオード８２から成る直列回路の一
端はコネクタ８５およびヒューズ４５を介してメインバ
ッテリ３０のプラス側に接続され、サブバッテリ６３の
マイナス側およびヘッドランプ６２のマイナス側端子は
コネクタ８５を介してメインバッテリ３０のマイナス側
に接続される。

【００３３】したがって、メインスイッチ３３が「ＡＣ
Ｃ」位置に操作されたときにはヘッドランプ６２が点灯
することになり、メインスイッチ３３が「入」位置およ
び「ＡＣＣ」位置のいずれかに操作された状態でトラン
ジスタ８１が第２ＣＰＵ８０によりオン・オフ制御され
るのに基づいて、サブバッテリ６３がメインバッテリ３
０により充電されることになる。この際、第３ダイオー
ド８２はサブバッテリ６３からの電流の逆流を防止する
働きをする。

【００３４】次にこの第１実施例の作用について説明す
ると、電動モータ１５に電力を供給するメインバッテリ
３０からヘッドランプ６２に直接電力が供給されるので
はなく、サブバッテリ６３からヘッドランプ６２に電力
が供給されるので、メインバッテリ３０を充電のために
取り外したときや、メインバッテリ３０の残容量が不足
したときにも、サブバッテリ６３によりヘッドランプ６
２を点灯させることができる。

【００３５】しかもサブバッテリ６３は、充電回路６４
によりメインバッテリ３０からの電力で充電されるの
で、ヘッドランプ６２の点灯が困難となるまでサブバッ
テリ６２の残容量が低下することが極力回避され、サブ
バッテリ６３によりヘッドランプ６２の点灯を有効に確
保することが可能となる。

【００３６】またヘッドランプ６２、サブバッテリ６３
および充電回路６４が、ヘッドランプユニット２３とし
てコンパクトにユニット化されているので、車体レイア
ウトの自由度が狭められることはない。

【００３７】図６は本発明の第２実施例を示すものであ
り、第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付
す。

【００３８】メインスイッチ３３の接点Ｌ１と、サブバ
ッテリ６３のマイナス側との間には、コネクタ５１、ス
イッチ５２、コネクタ５１、コネクタ５３、グリップヒ
ータ５４およびコネクタ５３が直列に接続されて成る直
列回路と、コネクタ５５、スイッチ５６、コネクタ５
５、コネクタ５７、外部端子５８およびコネクタ５７が
直列に接続されて成る直列回路と、ヘッドランプ６２と
が並列に接続される。すなわちヘッドランプ６２、グリ
ップヒータ５４および外部端子５８にサブバッテリ６３
から電力が供給されるものであり、グリップヒータ５４
および外部端子５８の設定電圧は、サブバッテリ６３の
電圧と同一、たとえば６Ｖに設定されている。

【００３９】また充電回路６４のＤＣコンバータ７９
と、トランジスタ８１および第３ダイオード８２から成
る直列回路の一端とは、コネクタ半体８６ｂに接続さ
れ、前記直列回路の他端はぎぼし形コネクタ８７および
ヒューズ８３を介してサブバッテリ６３のプラス側に接
続される。上記コネクタ半体８６ｂは、該コネクタ半体
８６ｂに対して接・離可能であるコネクタ半体８６ａと
ともにコネクタ８６を構成するものであり、ＤＣコンバ
ータ７９はコネクタ８６を介してメインスイッチ３３の
接点Ｂ２に接続され、トランジスタ８１および第３ダイ
オード８２から成る直列回路の一端はコネクタ８６およ
びヒューズ４５を介してメインバッテリ３０のプラス側
に接続される。

【００４０】一方、電動モータ１５の作動を制御するコ
ントローラ３１₂ は、上記第１実施例におけるコントロ
ーラ３１₁ からトランジスタ３６を除いて、第１ＣＰＵ
３４と、第１ＤＣコンバータ３５と、リレー３７と、コ
ンデンサ４０と、第１ダイオード４１と、ＦＥＴ４２
と、抵抗４３と、第２ダイオード４４とで構成される。

【００４１】この第２実施例によれば、上記第１実施例
と同様の効果を奏することができるとともに、ヘッドラ
ンプ６２、グリップヒータ５４および外部端子５８にサ
ブバッテリ６３からの電力を供給するようにして、コン
トローラ３１₂ において、電圧調整のためのトランジス
タを省略するこことができる。

【００４２】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動モー
タに電力を供給するためのメインバッテリの取り外し時
や残容量不足時にもサブバッテリによりヘッドランプを
点灯させることを可能とし、充電回路によりサブバッテ
リをメインバッテリからの電力で充電するようにしたこ
とにより、ヘッドランプの点灯が困難となるまでサブバ
ッテリの残容量が低下することが極力回避され、ヘッド
ランプの点灯を有効に確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の電動補助自転車の側面図である。

【図２】電気回路図である。

【図３】メインスイッチの正面ならびに該メインスイッ
チの切換えに応じた接点接続状態を示す図である。

【図４】ヘッドランプユニットの縦断面図である。

【図５】ヘッドランプユニット内部の分解斜視図であ
る。

【図６】第２実施例の図２に対応した電気回路図であ
る。

【符号の説明】

１５・・・電動モータ ２１・・・クランクペダル ３０・・・メインバッテリ ６２・・・ヘッドランプ ６３・・・サブバッテリ ６４・・・充電回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクペダル（２１）による踏力をア
   シストするアシスト動力を発揮し得る電動モータ（１
   ５）と、ヘッドランプ（６２）とを備える電動補助自転
   車において、前記電動モータ（１５）に電力を供給する
   メインバッテリ（３０）と、前記ヘッドランプ（６２）
   に電力を供給するサブバッテリ（６３）と、メインバッ
   テリ（３０）の電力でサブバッテリ（６３）を充電する
   充電回路（６４）とを含むことを特徴とする電動補助自
   転車。