WO2007119710A1

WO2007119710A1 - 電動アシスト自転車用のバッテリーブラケット及び該バッテリーブラケットを使用した電動アシスト自転車

Info

Publication number: WO2007119710A1
Application number: PCT/JP2007/057841
Authority: WO
Inventors: Akihito Yoshiie; Takeshi Kanata
Original assignee: Sunstar Giken Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2007-04-09
Publication date: 2007-10-25
Also published as: TW200744882A; JP2009166509A

Abstract

　自転車フレームへのバッテリーブラケットの取り付け可能な位置を増加させ、バッテリーの着脱を容易にする。　バッテリー１７ａをバッテリーブラケット１８０に装着するとき、バッテリーブラケット１８０の長さ方向に対し斜めのＡ方向からバッテリー１７ａを挿入し、バッテリーの溝１９３をバッテリーブラケット１８０の隆起部１９２に適合させる。この適合状態で隆起部１９２の軸方向の回りをバッテリー１７ａを矢印方向Ｃに沿って旋回させながらブラケット１８０内に押し込み、最終的な装着位置で係止される。バッテリー１７ａをブラケットから取り外すときは、掛かり止め又は鍵を外し、最終装着位置（点線で表示）から隆起部１９２の軸方向の回りをバッテリー１７ａを矢印方向Ｄに沿って旋回させる。バッテリー１７ａが適度な角度だけ傾いたとき、矢印方向Ｂに沿ってバッテリー１７ａをブラケットから引き出すことができる。

Description

明細書

電動アシスト自転車用のバッテリーブラケット及び該バッテリーブラケットを使用した電動アシスト自転車

技術分野

[0001] 本発明は、電動アシスト自転車用のバッテリーブラケット、並びに、該バッテリーブラケットを使用した電動アシスト自転車に関する。

背景技術

[0002] 電動力により踏力を補助して走行可能な電動アシスト自転車には、充電可能なバッテリーが備え付けられている。一般には、このバッテリーは、内部に 1又は複数の電池を収容したケースとして作られ、該バッテリーのケース（以下、単に「バッテリー」と称する）は、ノッテリーブラケットに着脱自在に取り付けられている。これによつて、バッテリ一をブラケットから取り出して室内で充電器等に取り付けることができ、また、バッテリ一劣化時の交換作業を容易に実行することができる。

[0003] 例えば、このようなバッテリーブラケットとして、特開 2002年 362456号に開示されたものがある。同公報の図 1に示されるように、ノッテリーブラケット 165は、電動ァシスト自転車 1のシートポスト 3aに固定される。このバッテリーブラケット 165は、バッテリ一 162を着脱自在に収容し、収容されたバッテリーを鍵で係止可能なブラケット部 17 0と、シートポスト 3aを挟持するようにブラケット部 170と連結される、ブラケット止め 18 3と、を有する。ノッテリーブラケット 165は、ノッテリー 162を水平に着脱可能に配置される。この従来技術によれば、ノッテリーの盗難防止を図ると共に、バッテリーの着脱動作を迅速にすることができる。

特許文献 1：特開 2002— 362456号

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら、上記従来の技術では、ノッテリーブラケット 165の長さ方向に沿って、その長さ方向に細長く延びたバッテリーを抜き差しするため、取り付け位置によってはバッテリーがフレームと干渉したり、着脱するのが容易でなくなる可能性がある。このように従来技術では、取り付け位置が限定されることが多力つた。

[0005] 最近では、通常の自転車のフレーム又は幾分改変されたフレームに電動アシスト自転車用のユニットを取り付け、電動アシスト自転車を製作するニーズが高まってきている。こうしたニーズの下では、多種多様な自転車フレームに電動アシストユニット及びバッテリーブラケットを容易に取り付け可能にすること、或いは、当該ユニット及びバッテリーブラケットのフレームへの設置の自由度を高めることが望まれている。また、ノッテリーは、頻繁に取り出して充電するため、着脱のし易さにも配慮することが望ましい。

[0006] 本発明は、上記事実に鑑みなされたもので、電動アシスト自転車用バッテリーブラケットの自転車フレームへの取り付け可能な位置を増加させること、並びに、バッテリ一ブラケットからのバッテリーの着脱操作を容易にすることをその目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 上記課題を解決するため、本発明は、ノッテリーを電動アシスト自転車に取り付けるためのノッテリーブラケットであって、該バッテリーブラケットの長さ方向に対して垂直及び平行に延びるいずれの方向とも異なる軌跡に沿って前記バッテリーを着脱することを可能にする。

[0008] 本発明のバッテリーブラケットを電動アシスト自転車に取り付けたとき、該バッテリーブラケットの長さ方向に対して垂直及び平行に延びるいずれの方向とも異なる軌跡に沿ってバッテリーを着脱することができる。これにより、ノッテリー着脱時にバッテリ一とフレームとが干渉する可能性が少なくなり、取り付け位置設定の自由度が増大する。

[0009] この軌跡として、例えば、長さ方向に対して斜め方向がある。この場合、例えば、バッテリーブラケットをその長さ方向がフレームに沿うように取り付けることによりバッテリ一ブラケットの嵩張りを回避しつつ、該長さ方向に対して斜め上方にバッテリーを着脱可能に配置することにより、ノッテリー着脱を容易に行うことができる。また、自転車の車体の側面に対して斜め上方の方向にバッテリーを着脱可能にすることもできる。この場合、フレームの干渉を全く受けることがなくバッテリーを着脱することができ、更には、ブラケットの長さ方向に垂直な方向（クランク軸に平行な方向）の着脱に比べて、ノッテリーブラケットを低い位置に取り付けたとしてもノッテリーを容易に着脱することができる。従って、本発明によれば、ノッテリーの着脱を容易にすると共に、多種多様なフレームに対応することが可能となる。

[0010] 好ましくは、ノッテリーブラケットは、ノッテリーを該バッテリーブラケットに着脱するとき、前記軌跡に沿ってバッテリーを案内するための案内手段を有し、ノッテリーは、該案内手段と適合する被案内手段が形成されている。案内手段及び被案内手段の協働により、ノッテリーの着脱が案内されるため、着脱を更に容易に行うことができる。軌跡が上記斜め方向の場合、ノッテリーブラケットは、ノッテリーの一対の側面と各々対面する、一対の側壁部を少なくとも有し、該一対の側壁部の内面には、斜め方向に延在する案内手段が各々形成され、ノッテリーの一対の側面には、案内手段と嵌合する被案内手段が各々形成される。好ましくは、案内手段及び被案内手段のうち一方は、斜め方向に延在する隆起部であり、案内手段及び被案内手段のうち他方は溝であり、隆起部は該溝に沿って摺動する。

[0011] 本発明の最も好ましい態様に係るバッテリーブラケットは、案内手段として支軸部を有し、バッテリーは、被案内手段として該支軸部に適合する支軸適合部を有し、バッテリーは、該バッテリーをバッテリーブラケットに着脱するとき、支軸適合部を支軸部に適合させた状態で該支軸部の回りを旋回する軌跡を描く。

[0012] この態様によれば、ノッテリーをバッテリーブラケットに着脱するとき、支軸適合部を支軸部に適合させ、この状態でバッテリーを該支軸部の回りに旋回させながら着脱動作を行う。着脱中にバッテリーは、支軸部により支持されながら回動させることができるため、着脱動作を大幅に容易に楽に行うことができる。また、着脱の軌跡は、支軸適合部を支軸部に適合させた後では実質的に弧状となるため、上述した取り付け位置設定の自由度を増大させるという効果も享受することができる。

[0013] 好ましくは、支軸部及び支軸適合部のうち一方は、バッテリーの着脱方向に垂直に延びる隆起部であり、支軸部及び支軸適合部のうち他方は、溝である。これによつて、ノッテリーブラケットの機構を簡単にすることができる。また、支軸部は、バッテリーブラケットの底部内側においてバッテリー挿入口端部に形成され、支軸適合部は、バッテリーの底部の後方端部に形成されてもよい。好ましくは、隆起部は、半円筒状に形成されている。これにより、支軸適合部を支軸部に最初に当てるバッテリーの傾斜角度又はブラケットから取り外す際のバッテリーの傾斜角度を一定範囲内で任意好適に選択することができ、ノッテリーブラケットの更なる取り付け範囲の拡大を図ることができる。

[0014] 更に好ましくは、支軸部は、ノッテリーブラケットの両側面部に各々形成され、支軸適合部は、バッテリーの両側面部に各々形成され、支軸部及び支軸適合部のうち一方は、切り欠き部であり、支軸部及び支軸適合部のうち他方は、隆起部である。

[0015] ノッテリーの着脱を更に容易にするため、ノッテリーブラケットは、ノッテリーの着脱経路に位置する頂上部及び前面部が少なくとも部分的に開放されているのが好ましい。ノッテリーブラケットは、ノッテリーが該バッテリーブラケットに着けられるときバッテリーの挿入が係止された位置でバッテリーを掛カゝり止めする鍵部を備えるのが好ましい。また、ノッテリーブラケットの内部には、ノッテリー力ら電流を引き出すための電気端子部が設けられている。

[0016] 更に好ましくは、ノッテリーブラケットの電動アシスト自転車への取り付け面には、締め金具が通過するための孔が形成され、該締め金具のヘッドがバッテリーブラケットの内面側に配置された状態で、該バッテリーブラケットを電動アシスト自転車に取り付けることを可能にする。ノッテリーをバッテリーブラケットに着けると、締め金具のへッドは、ノッテリーにより覆われるため、ノッテリーブラケットを自転車フレーム力ら取り外すこと〖こよる盗難を防止することができる。

[0017] 本発明の更に別の態様に係るバッテリーブラケットは、底部と、第 1の側面部と、第 2 の側面部と、前記バッテリーを挿入する側の前面部と、を少なくとも有し、前記第 1及び第 2の側面部には、切り欠き部及び隆起部のうちいずれか一方が支軸部として形成され、前記バッテリーの側面部には、前記支軸部に適合する支軸適合部として前記切り欠き部及び隆起部のうち他方が形成され、前記バッテリーは、該バッテリーを前記バッテリーブラケットに着脱するとき、前記支軸適合部を前記支軸部に適合させた状態で該支軸部の回りを旋回する軌跡を描くように構成したものである。

[0018] 好ましくは、前記支軸部は、前記前面部に向力う方向に開放した切り欠き部であり、前記支軸適合部は、前記バッテリーの前面部に隣接して形成された隆起部である。 [0019] 前記第 1の側面部には、複数のネジ孔が形成されていてもよい。これによつて、ネジを該ネジ孔を通して車体フレームにねじ込むことにより、前記バッテリーブラケットを該車体フレームに取り付けることが可能となる。また、前記第 1の側面部に、前記バッテリーブラケットに装着されたバッテリーを掛力り止めするための鍵部が取り付けられてもよい。

[0020] 好ましくは、前記バッテリーは、前面部の下部に一対のバッテリー端子を有し、前記ノッテリーブラケットの前面部には、該バッテリーブラケットに装着されたバッテリーの前記一対のノッテリー端子と各々接触する一対の電気端子部を有する端子部材が固定されている。

[0021] ノッテリーブラケットへのバッテリーの係合を確実にするため、前記バッテリーは、前記一対のバッテリー端子の間に突起部を有し、前記端子部材は、前記一対の電気端子部の間に凹部を有し、前記バッテリーが前記バッテリーブラケットに装着されたとき、前記突起部は、前記凹部内に嵌合するようにすることができる。

[0022] 本発明の他の態様に係る電動アシスト自転車は、上記したバッテリーブラケットがフレームに取り付けられて、る。

[0023] 本発明の他の目的及び利点は、以下で説明される本発明の好ま Uヽ実施例を参酌すること〖こよって、より明瞭に理解されよう。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係るバッテリーブラケット及びこれに着脱されるバッテリーの図であって、図 1 (a)は、ノッテリーの後方左上から見た、バッテリーブラケットの分解斜視図、図 1 (b)は、バッテリーの後方右下から見た、バッテリーブラケットの分解斜視図、図 1 (c)は、ノッテリーがバッテリーブラケットに装着された状態の斜視図である。

[図 2]第 1の実施形態に係るバッテリーブラケットにバッテリーを着脱させるときの軌跡を示した側面図である。

[図 3]図 3 (a)、（b)、（c)は、第 1の実施形態に係るバッテリーブラケットの電動アシスト自転車フレームへの取り付け可能位置を各々示した概略図である。

[図 4]図 4は、本発明の第 2の実施形態に係るバッテリーブラケットの斜視図である。 [図 5]図 5は、第 2の実施形態に係るバッテリーブラケットに着脱されるノッテリーの前側斜視図である。

[図 6]図 6は、第 2の実施形態に係るバッテリーブラケットに着脱されるノッテリーの後側斜視図であって、（a)はバッテリーの左後側、（b)はバッテリーの右後側から見た図である。

[図 7]図 7は、第 2の実施形態に係るバッテリーブラケットに、ノッテリーを取り付ける際の係合状態を示す、斜視図である。

[図 8]図 8は、車体フレームに固定された第 2の実施形態に係るノッテリーブラケットにバッテリーを着脱する状態を示す斜視図であって、（a)は、ノッテリーをブラケットに取り付けるときの状態、（b)は、バッテリーをブラケットから取り外すときの状態を示している。

[図 9]図 9は、本発明の第 3の実施形態に係るバッテリーブラケットを、バッテリー収容前及び収容後の両方で示した、斜視図である。

[図 10]図 10は、図 9のバッテリーブラケットを、バッテリー収容前及び収容後の両方で示した、一部破断の側面図である。

[図 11]図 11は、第 3の実施形態に係るノッテリーブラケットの電動アシスト自転車フレームへの取り付け可能位置を示した概略図である。

[図 12]図 12は、本発明の実施例に係る電動アシスト自転車の概略図である。

[図 13]図 13は、図 12に示す電動アシスト自転車の制御系を示す概略図である。

[図 14]図 14は、図 12に示す電動アシスト自転車に取り付けられるユニットを示す図であって、（a)は側面図、（b)は横断面図を示す。

[図 15]図 15は、図 14に示すユニットを自転車フレームに取り付ける手順を説明するための概略図であって、（a)は、当該ユニットを自転車フレームに取り付けたときの右側から見た斜視図、（b)は、図 15 (a)に示すユニットの拡大図、（c)は、当該ユニットを自転車フレームに取り付ける前の斜視図、（d)は、当該ユニットの一部を自転車フレームに挿入したときの斜視図、（e)は、当該ユニットを自転車フレームに固定したときの斜視図、及び、（f)は、当該ユニットを自転車フレームに取り付けたときの左側から見た斜視図である。 [図 16]図 16は、図 14に示された一方向クラッチの分解斜視図である。

[図 17]図 17は、図 12に示す電動アシスト自転車の踏力検出の原理を説明するため一方向クラッチ (ラチヱットギア）の歯及び駒の嵌合状態を示す図である。

圆 18]図 18は、ドライブシャフトに対する駒部の相対回転を防止する回転防止手段の例を示す図であり、（a)はボールスプライン、（b)はスプラインキー、（c)はキー溝の概略構成を示す上面図である。

[図 19]図 19は、キー棒と鍵突起部との係合状態を示すキー構造図であって、（a)は第 1例に係るキー構造の係止前と係止位置における側面図、 (b)は第 2例に係るキ一構造を示している。

符号の説明

1 電動アシスト自転車

2 スプロケット

3a シートポスト

4 ドライブシャフト

11 ユニット

12 チェーン

13 駆動ハウジング

14 マイクロコンピュータ

15 増幅回路

17、 17aゝ 17b ノッテリー

22 駆動輪 (後輪）

30 アシストギア

37 電動モーター

37a 電動モーターの出力軸

38 第 1のギア

40 ギア機構

42 第 2のギア

45 第 3のギア共通べース

シャフトハウジングベアリング

シャフト孔

一方向クラッチ駒部

ラチェット駒

歯部

フチェット」困

ピン

皿パネ

歪みゲージ

弾性部材

バッテリーブラケットハンドル部

内側ハウジング重量軽減孔

外側ハウジング取り付け孔

鍵部カバー

取り付け孔

側面取り付け孔切れ込み

鍵収容部

隆起部

30 /くッテリーブラゲッ卜後壁部

底壁部 204、 206 側壁部

208 前壁部

210、 212 ノッテリーブラゲッ卜の?冓

214、 216 バッテリーの隆起部

220 鍵

222 電気端子咅 15

231 底部

232 端子台

234 前面部

236 後面部

238 第 1の側面部

240 第 2の側面部

242 キー棒用孔

244 軽減孔

246 長孔

250、 252 切り欠き部

254 凹部

262 鍵部

264 ネジ孔

256、 258 電気端子部

259 亀 Άコ ~~

260 コネ、クタ一

265 該バッテリー 17bの前面部

266 ハンドル部

268 鍵突起部 (第 1例）

270 突起部

272、 274 バッテリー端子

276、 278 耳状隆起部 280 キー棒 (第 1例）

282 鍵突起部 (第 2例）

284 キー棒 (第 2例）

発明を実施するための好ましい形態

[0026] (第 1の実施の形態に係るバッテリーブラケット）

図 1 (a)、（b)及び (c)には、本発明の第 1の実施形態に係るバッテリーブラケット 18 0と、該バッテリーブラケット 180に着脱可能なバッテリー 17aとが示されている。

[0027] 図 l (a)、（b)の分解図に示されるように、ノッテリーブラケット 180は、バッテリー 17 aを収容可能に構成された内側ハウジング 182と、該内側ハウジングを外側から覆う外側ハウジング 184と、鍵部カバー 186と、を備える。

[0028] 内側ハウジング 182は、底部 171と、頂部 172と、第 1の側面部 173と、第 1の側面部 173と反対側の第 2の側面部 174と、全面開放された前側面部 175と、該前側面部 175と反対側の後側面部 176とを有する。ノッテリー 17aは、開放された前側面部 175を通して挿入される。

[0029] 第 1の側面部 173には、重量軽減孔 183と、側面取り付け孔 188と、が形成され、後側面部 176には、取り付け孔 185が形成されている。取り付け孔 185及び側面取り付け孔 188は、バッテリーブラケット 180を自転車フレームに固定するためのボルト等の締め金具が通過するための孔として形成されている。ボルトのヘッドがバッテリーブラケット 180の内面側に配置された状態で、ボルトのネジが電動アシスト自転車のフレーム等の部分に螺合されることにより、該バッテリーブラケット 180を電動アシスト自転車に取り付けることができる。取り付け孔 185及び側面取り付け孔 188は、図示のように、ボルトなどの頭を沈めるために、孔のロを広げたカウンターボアとして形成されるのが好ましい。

[0030] 更に、内側ハウジング 182は、頂部 172の下側に、ノッテリーが該バッテリーブラケットに着けられるときバッテリーの挿入が係止された位置で該バッテリーを掛力り止めする鍵部（図示せず)を収容する鍵収容部 190を備える。鍵部カバー 186は、鍵収容部 190を覆うために使用される。

[0031] 更に、内側ハウジング 182の底部 171の内側には、ハウジング内部へと隆起し、ノッテリーの幅方向に延びる隆起部 192が形成されている。この隆起部 192は、半円筒状に形成されるのが好ましい。

[0032] なお、第 2の側面部 174は、図示のように、重量軽減のため、切り込み部が形成されており、内側ハウジング 182の底部 171までは延びて!/ヽな!、。

[0033] 外側ハウジング 184は、内側ハウジング 182の取り付け孔 185に整列された位置に取り付け孔 187を有し、内側ハウジング 182の側面取り付け孔 188に整列された位置に切れ込み 189を有する。これ〖こより、ボルト等の締め金具は、外側ハウジング 184 及び内側ハウジング 182を貫通して自転車フレームに至ることができる。

[0034] また、ノッテリー 17aには、ノッテリー着脱時の操作性を向上させるためのハンドル部 181が設けられている。また、ノッテリー 17aは、その底部（例えば、底部の後方端部）に、内側ハウジング 182の隆起部 192と適合するようにバッテリー幅方向に延在する溝 192 (図 2参照）が形成されている。最終的に、図 1 (c)に示すように、内側ハウジング 182と外側ハウジング 184と鍵部カバー 186とは、バッテリーブラケット 180として組み立てられ、ノッテリー 17aは、該バッテリーブラケット 180に装着することができる。

[0035] なお、内側ハウジング 182と外側ハウジング 184と鍵部カバー 186とは例えば、ネジ等で連結されてもよい。本実施形態では、ノッテリーブラケット 180を 3つの構成部品を有する例として示したが、一体形成されてもよぐノッテリーブラケットの構成、形状等に関しても本発明の範囲内で任意好適に変更することができる。また、バッテリ一ブラケット 180の内部には、バッテリー力も電流を引き出すためバッテリーの端子と接触する電気端子部（図示せず)が設けられて！/ヽる。

[0036] 次に、ノッテリー 17aをバッテリーブラケット 180に装着する操作について図 2を用いて説明する。

[0037] 図 2に示すように、ノッテリー 17aをブラケットに装着するときは、ノッテリーブラケット 180の長さ方向（図の紙面の縦方向）に対して斜めとなる A方向からバッテリー 17a を挿入し、ノッテリーの溝 193を隆起部 192に適合させる。この適合した状態で該隆起部 192の軸方向（図の紙面に垂直な方向）の回りをバッテリー 17aを矢印方向こ沿って旋回させながらブラケット 180内に押し込み、最終的な装着位置 (点線で表示 )で係止される。この最終的な装着位置に達したとき、自動的にバッテリーが掛カり止めされたり、或いは、鍵力 Sかかったりするようにしてもよい。

[0038] 逆に、ノッテリー 17aをブラケットから取り外すときは、掛カり止め又は鍵を外し、最終的な装着位置 (点線で表示)から隆起部 192の軸方向の回りをバッテリー 17aを矢印方向 Dに沿って旋回させる。ノッテリー 17aが適度な角度だけ傾いたとき、矢印方向 Bに沿ってノッテリ一 17aを引き出すことによりバッテリーを取り外すことができる。

[0039] 本実施形態では、ノッテリー着脱操作で、バッテリーの重量を支軸である隆起部 19 2で支えながら旋回動作させるだけで済むので、着脱操作をきわめて楽に容易に行うことができる。更には、ノッテリーブラケット 180の頂部が部分的に開放しているため、その頂部がノッテリーの着脱を妨害しない範囲の任意の角度でバッテリーを傾けた後、ノッテリーを斜め方向に着脱させることができる。これにより、操作性が向上するのみならず、フレームとバッテリー着脱経路との衝突を回避できる可能性が増大するためバッテリーブラケット 180の取り付け位置設定の自由度を増大させることができる

[0040] 図 3 (a)、 (b)、 (c)に、電動アシスト自転車 1のシートポスト 3aにバッテリーブラケット 180を介してバッテリー 17aを取り付けた例を示す。なお、図 3で、 11は後述する電動アシストユニットである。

[0041] ノッテリーブラケット 180及びバッテリー 17aは、図 3 (a)では、特許文献 1の技術と同様に、シートポスト 3a後方、図 3 (b)では、シートポスト 3aの下方側面、図 3 (b)では、シートポスト 3aの前方に取り付けられている。特に、図 3 (c)の取り付け例のようにブラケットの長さ方向をシートポスト 3aに沿って配置した場合には、特許文献 1の技術では、ノッテリーがサドル又は下側のフレームと干渉する可能性があることが理解できる。

(第 2の実施の形態に係るバッテリーブラケット）

図 4には、第 2の実施形態に係るバッテリーブラケット 230が示され、図 5には、該バッテリーブラケット 230に着脱されるバッテリー 17bが示されている。

[0042] 図 4に示されるように、ノッテリーブラケット 230は、底部 231と、前面部 234と、後面部 236と、第 1の側面部 238と、第 2の側面部 240と、を備えている。 [0043] 第 1の側面部 238には、 4個のネジ孔 264が形成されており、車体フレームに応じて該ネジ孔 264のうち少なくとも 2つの孔を通して図示しないネジを車体フレームへとねじ込むことによって、ノッテリーブラケット 230を所定の車体フレームに自在に取り付けることができる。第 1の側面部 238には、その所定の位置に鍵部 262が取り付けられており、該鍵部 262は、第 1の側面部 238の切れ込み力もブラケット 230内部へと対面するキー棒用孔 242を有し、該キー棒用孔 242からキー棒 280又は 284 (図 1 9 (a) , (b) )が出たり引っ込んだりする。また、第 1の側面部 238には、前面部 234に向力方向に開放した切り欠き部 250が形成されて、る。

[0044] また、前面部 234に隣接するように、各々プラス及びマイナスの電気端子部 256、 2 58を備えた端子台 232が配置されている。端子台 232は、電気端子部 256、 258の間に、凹部 254を備えている。また、端子台 232は、例えばプラスチック製であり、図示しない複数の突起部を有しており、これらの突起部がブラケット 230の長孔 246を始めとする複数の孔にスナップ式に嵌合することにより、ブラケット 230の所定の位置に正確に装着される。このように端子台 232と鍵部 262とが共に同じブラケット 230に正確に装着されるので、端子台 232と鍵部 262とを車体フレームに別々に溶接する技術と比べて、両者の位置関係が容易かつ正確に画定し、ブラケット 230の車体フレームへの組み付け時間を大幅に短縮することができる。

[0045] なお、端子台 232の端子部 256、 258からは底部 231の図示しない孔を通して電気コード 259が延びており、該電気コード 259にはコネクター 260が取り付けられている。このコネクター 260を電動アシストユニットに接続することにより、ノッテリー 17b の電源を該ユニットに供給することができる。

[0046] また、第 2の側面部 240には、軽減孔 244及び上記した長孔 246にカ卩えて、前面部 234に向力方向に開放した切り欠き部 252が形成されており、該切り欠き部 252は、後述されるように、第 1の側面部 238の切り欠き部 250と対をなして、ノッテリー挿入時に該バッテリーを支持しながら着脱方向に沿って案内する。

[0047] 図 5に示されるように、ノッテリーブラケット 230に装着されるバッテリー 17bは、バッテリー着脱時の操作性を向上させるためのハンドル部 266と、該バッテリー 17bの前面部 265の下部に形成されたバッテリー端子 272及び 274と、該バッテリー端子の間に形成された突起部 270と、バッテリー 17bの一方の側部に形成された鍵突起部 26 8と、を備えている。該鍵突起部 268は、図 19 (a)に示すように、先端にテーパー面が形成された突起部として構成することができる。代替例として、鍵突起部 268は、図 19 (b)に示すように、略 C字形状の凹部 282を有する突起部として構成することもできる。

[0048] 更に、バッテリー 17bの前面部 265の左右側部には、各々、耳状隆起部 276、 278 が形成されている。バッテリー 17bの後側斜視図である図 6 (a)、（b)に、耳状隆起部 276、 278のより詳細な形状が示されている。図 6 (a)に示すように、バッテリー前面部 265の左側面には、略 C字形状の耳状隆起部 278が形成されている。また、図 6 ( b)に示すように、バッテリー前面部 265の右側面には、前面部 265の延長部分として耳状隆起部 276が形成されている。耳状隆起部 276は、耳状隆起部 278と実質的に同様の輪郭形状を有して、る。

[0049] 図 7に示すように、耳状隆起部 276、 278は、ノッテリーブラケット 230の切り欠き部 250、 252と各々係合する形状に形成されている。ノッテリー 17bをバラケット 230に取り付ける際には、図示のように、バッテリーの耳状隆起部 276、 278を、切り欠き部 250、 252に係合させた状態で、図 7の S方向にバッテリー 17bを回動させて完全な係合位置にまでもっていく。このとき、バッテリー 17bは、切り欠き部 250、 252の回りを旋回する軌跡を描く。ノッテリーを取り外すときも同様である。即ち、切り欠き部 250 、 252は、ノッテリー 17bの着脱の際に、ノッテリー 17bを案内する支軸部として機能し、バッテリー 17bの耳状隆起部 276、 278は、該支軸部と適合する支軸適合部として機能する。

[0050] バッテリー 17bをその係止位置までバッテリーブラケット 230内に回動させたとき、端子台 232の電気端子部 256及び 258にバッテリー端子 272及び 274が各々接触してコネクター 260を介して電源供給可能となると共に、ノッテリー 17bの突起部 270 が凹部 254に嵌合してノッテリ一 17bを動かな、ようにする。

[0051] 図 19 (a)に示す第 1例に係る鍵構造を用いた場合、鍵突起部 268の先端にテーパ一面が形成され、キー棒 280も、鍵突起部 268のテーパー面と相補的なテーパー面を先端に形成されている。更に、キー棒 280は、キー棒用孔 242 (図 4)から図示しないスプリングにより、通常、押し込み可能に突出している状態となっている。バッテリー

17bをその係止位置までバッテリーブラケット 230内に回動させている間、図 19 (a) の左図に示すように、鍵突起部 268は、そのテーパー面とキー棒 280のテーパー面との係合を通してキー棒 280を押し込みながら該キー棒 280の回りを I方向に回り込んでこれを押し上げ、ノッテリー 17bが係止位置まできたとき最終的に鍵突起部 268 はキー棒 280の下方の位置で係合した状態で停止する（図 19 (a)の右図）。即ち、バッテリ一 17bを持ち上げようとしてもキー棒 280で係止される。このようにバッテリ一 17 bをブラケット 230に装着することによって自動的にバッテリー 17bをブラケット 230から取り出せなくさせる。鍵 241 (図 7)を掛けることにより、キー棒 280が押し込み不可能にされるため、バッテリー 17bをブラケット 230に確実に固定することができる。

[0052] 図 19 (b)に示す第 2例に係る鍵構造を用いた場合、鍵突起部 268が略 C字形状の凹部 282を有している。バッテリー 17bをブラケット 230内にへと係止位置までもってきたとき、凹部 282とキー棒用孔 242とが整列している。この位置で、鍵を掛けると、キー棒用孔 242からキー棒 284が突出し、図示のようにキー棒が鍵突起部 268の凹部内に嵌合し、これによつてバッテリー 17bをバッテリーブラケットから取り外せないようにする。

[0053] 図 8 (a)に、バッテリーブラケット 230を車体フレーム 3に取り付け、該ブラケット 230 にバッテリー 17bを完全に取り付けた状態を示す。ここで、 S方向は、ノッテリー 17b の装着方向である。

[0054] ノッテリー 17bを取り外すときは、図 8 (b)に示すように、先ず、ブラケット 230の鍵部 262に鍵 241を入れて図示の矢印のように回す。これによつて、上述したキー棒 280 又は 284がキー棒用孔 242内に引っ込められ、掛カり止めが解除される。次に、 T方向にバッテリー 17bを回動させ、所定位置でバッテリー 17bを引き抜くことによって、ノッテリー 17bをブラケット 230から容易に取り外すことができる。

[0055] 第 2の実施形態のブラケット 230の着脱操作の容易性並びに取り付け位置の自由度等の効果は、第 1の実施形態の効果と同様である。

(第 3の実施の形態に係るバッテリーブラケット）

図 9及び図 10には、第 3の実施形態に係るノッテリーブラケット 200が示されている。これらの図では、ノッテリー 17を矢印方向に沿ってバッテリーブラケット 200に挿入しょうとする収容前の状態、並びに、ノッテリー 17をバッテリーブラケット 200に完全に収容した後の状態が各々示されて!/、る。

[0056] 図 9及び図 10で理解されるように、バッテリーブラケット 200は、後壁部 202と、底壁部 203と、一対の側壁部 204、 206と、前壁部 208と、を備え、バッテリー 17の着脱経路に位置する頂上部が開放されている。また、前壁部 208は後壁部 202よりも背が低く形成されており、これによつてバッテリーブラケット 200は、ノッテリー 17の着脱経路に位置する前面部が部分的に開放されている。

[0057] ノッテリーが完全に収容された図に示されるように、後壁部 202は、収容されたバッテリー 17の背面と対面し、底壁部 203は、ノッテリー 17の底面を支持し、一対の側壁部 204、 206は、バッテリー 17の両側面と対面し、前壁部 208が収容されたバッテリーの前面を部分的に覆っている。

[0058] 一対の側壁部 204、 206の内面には、斜め方向に延びる溝 210、 212が各々形成されている。ここで、斜め方向とは、図 10の S方向に示されるように、バッテリーブラケット 200の長さ方向（例えば図 10の後壁部 202が延びる方向）に対して 0度を超え、 9 0度未満の角度で延びる方向をいう。この斜めの角度は、車体フレームの種類や取り付け位置に応じて任意好適に設定することができる。

[0059] 一対の側壁部の内面と各々対面するバッテリー 17の一対の側面には、溝 210、 21 2と嵌合し、溝に沿って摺動する隆起部 214, 216が形成されている。この溝と隆起部との構成によって、ノッテリー 17を斜め方向 Sに維持した状態で確実にバッテリーブラケット 200内に収容することができる。

[0060] また、ノッテリーブラケット 200の前壁部 208には、収容されたバッテリー 17を係止可能な鍵 220が設けられている。更に、ノッテリーブラケット 200の内部（図の例では底壁部 203)には、収容されたバッテリー 17から電流を引き出すためバッテリーの端子と接触する電気端子部 222が設けられている。なお、ノッテリーブラケット 200の電動アシスト自転車のフレームへの取り付け方法は、任意の手段を用いることができる。例えば、バッテリーブラケット 200に金属バンドを予め取り付けておき、該金属バンドでフレームを挟持させることにより、ブラケット 200をフレームに固定することができる [0061] 以上のように、本発明の第 3の実施形態に係るバッテリーブラケット 200によれば、ノッテリー 17は、矢印に示される斜め方向 Sに沿って、ブラケットに妨害されることなくバッテリーブラケット 200に着脱可能となる。収容されたバッテリー 17は、後面、側面及び前面を覆われるので、ノッテリー 17をより安定して固定することができる。

[0062] 本発明の第 3の実施形態に係るバッテリーブラケット 200は、ノッテリーをバッテリーブラケットから着脱する際に、ノッテリーが斜め方向に移動するため、バッテリーブラケットの取り付け可能位置を増大させ、多種多様なフレームに対応することが可能となる。例えば、図 11に示す電動アシスト自転車 laのフレームでは、一例として A、 B、及び Cの 3箇所にバッテリーブラケット 200が取り付け可能となる。これ以外の位置にも取り付け可能であることは、うまでもな、。

(電動アシスト自転車の実施例）

以下、本発明の実施形態に係るバッテリーブラケットが取り付けられた電動アシスト自転車の詳細な実施例を示す。

[0063] 図 12には、電動アシスト自転車 1の概略が示されている。同図に示すように、この電動アシスト自転車 1の主要な骨格部分は、通常の自転車と同様に、金属管製の車体フレーム 3から構成され、該車体フレーム 3には、前輪 20、後輪 22、ハンドル 16、及びサドル 18などが周知の態様で取り付けられている。

[0064] また、車体フレーム 3の中央下部には、ドライブシャフト 4が回転自在に軸支され、その左右両端部には、クランク棒 6L、 6Rを介してペダル 8L、 8Rが各々取り付けられている。このドライブシャフト 4には、車体の前進方向に相当する R方向の回転のみを伝達するための一方向クラッチ（後述する図 14 (b)の 99)を介して、スプロケット 2が同軸に取り付けられている。このスプロケット 2と、後輪 22の中央部に設けられた後輪動力機構 10との間には無端回動のチェーン 12が張設されている。

[0065] 電動アシスト自転車 1は、少なくとも車体走行速度及び踏力カゝら決定されたアシスト比率 (補助動力 Z踏力）で踏力をアシストする制御を行う。本例では、電動アシスト自転車の制御と、電動力と踏力との合力動作とは、補助動力機構であるユニット 11により実行される。 [0066] 電動アシスト自転車 1の制御系の概略が図 13に示されている。電動アシスト自転車 1の制御系は、該自転車全体の電子的処理を一括して制御する 1個のマイクロコンビユータ 14と、 PWM制御可能な電動モーター 37と、マイクロコンピュータ 14に直接接続され、その制御信号の電力を増幅する増幅回路 15と、該増幅回路 15に接続され電動モーター 37に電源供給するバッテリー 17a又は 17と、を含む。このバッテリー 1 7a又は 17は、例えば図 3 (a)、（b)、（c)のいずれかの位置に固定されたバッテリーブラケット 180内に収容され、或いは、例えば図 11に示された A、 B及び Cのいずれかの位置に固定されたバッテリーブラケット 200内に収容されている。

[0067] マイクロコンピュータ 14には、少なくとも走行速度を演算するための回転速度信号、及び、踏力を演算するための歪みゲージ信号 1、 2が入力される。これらの入力信号を発生する手段については後述する。マイクロコンピュータ 14は、これらの入力信号から走行速度及び踏力を演算し、所定のアルゴリズムに基づ、てアシスト比率を決定する電子的処理を行う。次に、マイクロコンピュータ 14は、決定されたアシスト比率に対応する補助動力を発生させるよう電動モーター 37を指令するため、該補助動力に応じた PWM指令を順次出力する。

[0068] 次に、電動アシスト自転車 1における補助動力機構としてのユニット 11を図 14 (a)、

(b)を用いて説明する。

[0069] 図 14 (a)及び (b)に示すユニット 11は、スプロケット 2に同軸に連結されたアシストギア 30と、電動力を出力する電動モーター 37と、該電動モーターの出力軸 37aからアシストギア 30までギアを介して電動力を伝達するためのギア機構 40と、を備える。従って、電動モーター 37が回転されると、そのトルクがギア機構 40を介してアシストギア 30に提供され、該アシストギア 30に対し固定された、踏力により回転されるスプロケット 2に直ちに伝達される。カゝくして、補助動力及び踏力の合力が達成される。

[0070] ギア機構 40は、電動モーター 37の出力軸 37aに連動する第 1のギア 38と、該第 1 のギア 38と嚙み合う、減速用の第 2のギア 42と、該第 2のギア 42に同軸に連結され、アシストギア 30と嚙み合う第 3のギア 45と、を備える。

[0071] なお、電動モーター 37からアシストギア 30への補助動力の伝達経路の途中には、一方向にだけ動力を伝達する、いわゆる一方向クラッチ（図示せず)が設けられている。この一方向クラッチは、電動モーター 37からの補助動力をアシストギア 30に伝達するが、その逆方向、即ちアシストギア 30力電動モーター 37へはトルクを伝達しないように構成'接続される。電動モーター 37が回転していないときは、図示しない上記一方向クラッチにより、モーターの回転負荷はアシストギア 30に伝達されることがなぐ軽快な運転が可能となる。

[0072] スプロケット 2と、アシストギア 30と、電動モーター 37と、ギア機構 40と、は共通べ一ス 50上に取り付けられている。また、電動モーター 37及びギア機構 40全体は、共通ベース 50に対して動かないように固定されている。更に、電動モーター 37、並びに、ギア機構 40のうち第 1のギア 38及び第 2のギア 42は、駆動ハウジング 13により覆われている。この駆動ハウジング 13は、共通ベース 50に連結され若しくは該共通べ一ス 50と一体に成形されて!、る。

[0073] スプロケット 2は、ドライブシャフト 4に一方向クラッチ 99を介して共通ベース 50上に回転可能に取り付けられている。一方向クラッチ 99は、後述するようにドライブシャフト 4に適用された前進方向の回転のみをスプロケット 2に伝達する。ドライブシャフト 4 は、シャフトハウジング 52内で、回転可能に軸支され、該シャフトハウジング 52は、車体フレームに形成されたシャフト孔 80内に挿入された状態で該車体フレームに固定されている。シャフトハウジング 52は、共通ベース 50に連結され若しくは一体成形されている。

[0074] スプロケット 2とアシストギア 30とは、ピン 123 (図 14 (a)の例では、 120度間隔で 3 箇所）を介して同軸に連結されている。これによつて、アシストギア 30に伝達された電動力は、ピン 123を介してスプロケット 2に伝達する。ピン 123は、図 14 (b)に示されるように、アシストギア 30及びスプロケット 2を厚さ方向に貫通して取り付けられて、る。図 14 (b)の例では、ピン 123の脚部は、アシストギア 30の孔部に挿入、固定されており、ピン 123のヘッド部は、スプロケット 2に形成された孔を貫通しており、抜け防止のためピン 123の先端は、該孔の直径より大き、直径を有して、る。

[0075] また、ゴム等の弾性部材 129が、ピン 123のヘッド部及び軸部の周囲に設けられている。即ち、弾性部材は、スプロケット 2とピン 123との間の係合領域に設けられている。これにより、アシストギア 30ゃスプロケット 2のガタ揺れ等を吸収し、アシストギア 3 0とスプロケット 2との間の動力伝達を非常に円滑にすることができる。

[0076] なお、スプロケット 2とアシストギア 30と間の連結手段は、図示のピンに限定されるものではない。例えば、ボルトでもよぐ或いはピン 123の脚部力アシストギア 30に一体形成されていてもよい。また、弾性部材 129は、アシストギア 30、ピン 123及びスプロケット 2の任意の動力伝達経路上に設けられていてもよい。例えば、アシストギア 30 とピン 123との間の係合領域等に単独で又は追カ卩的に設けられてもよい。

[0077] また、アシストギア 30は、スプロケット 2とは独立に、本発明の実施例に係るベアリング 70を介して共通ベース 50に回転可能に取り付けられている。これにより、アシストギア 30からスプロケット 2へのより安定した動力伝達が可能となる。

[0078] ベアリング 70は、ボール 73、 74を各々収容した一対の収容部 71、 72を、共通べース 50の一部である底プレート 77上に配置し、アシストギア 30の中央ボアの内周壁部をボール 73、 74に当接させることによって構成される。更には、本ベアリング 70では、収容部 71の平坦区分を共通ベース 50の一部である後プレート 75と、アシストギァ 30との間に配置し、収容部 72の平坦区分を、アシストギア 30と、アシストギア 30に連結した覆!、プレート 76との間に配置させて、る。

[0079] 以上のように、スプロケット 2と、アシストギア 30と、電動モーター 37と、ギア機構 40 と、ドライブシャフト 4とを共通ベース 50上に取り付け、更に、図 13に示す制御系の回路及び後述する踏力センサーを各々駆動ハウジング 13及び一方向クラッチ 99内部に取り付けることにより、電動アシストに必要となる全ての構成要素を組み込んだ 1つのユニット 11を構成することが可能となる。それにより、補助動力機構全体の簡素化を達成できると共に、ユニット 11の車体フレームへの取り付けを容易にすることができる。なお、共通ベースを適宜カ卩ェすることにより、任意形式の車体フレームに、当該ユニット 11を取り付けることができることが理解されよう。

[0080] ユニット 11を自転車フレームに取り付ける手順を図 15を用いて説明する。図 15 (a) には、ユニット 11を自転車フレームに取り付けたときの右側力も見た斜視図、図 15 (b )には、図 15 (a)に示すユニット 11の拡大図、図 15 (f)は、ユニット 11を自転車フレームに取り付けたときの左側から見た斜視図が示されている。

[0081] 先ず、図 15 (c)に示すように、シャフト孔 80の一方の端部から、ユニット 11のドライブシャフト 4 (シャフトハウジング 52により覆われている）を矢印の方向に沿って挿入する。次に、図 15 (d)に示すように、シャフト孔 80の反対側の端部からドライブシャフト 4 及びシャフトハウジング 52の先端が突出するまでユニット 11を挿入し、その突出先端に、取り付け金具 82及び締め金具 84を取り付ける。更に、両端部にボルト螺合用孔が形成された隆起部をユニット 11に設け、ボルト孔が各々形成され、平行に延在する一対のタブを車体フレームに設けておき、図 15 (b)の工程で、該隆起部を該一対のタブの間にボルト孔が整列された状態で配置するようにしてもよい。

[0082] 最後に、図 15 (c)に示すように、締め金具 84をドライブシャフト 4及びシャフトハウジング 52の先端部に締め付けてこれらを固定すると共に、締め金具 84により同時に締め付けられる取り付け金具 82の先端部をユニット 11の外側にボルト止めする。また、一対のタブ内に配置された隆起部のボルト螺合孔に両端部カゝらボルトを締め付ける。以上のように、確実且つ簡単にユニット 11を車体フレームに取り付けることができる

(電動アシスト自転車の踏力検出機構）

マイクロコンピュータ 14に入力される歪みゲージ信号 1、 2を出力する踏力検出機構を図 14乃至図 18を用いて説明する。この踏力検出機構は、踏力に応じた一方向クラッチ 99の変形によって変化する歪みを検出する。

[0083] 図 14 (b)に示すように、スプロケット 2は、一方向クラッチ 99を介してドライブシャフト 4に軸支される。この一方向クラッチ 99は、図 16に示すように、駒部 100及び歯部 11 2を備える。

[0084] 駒部 100では、 3つのラチヱット駒 102が周方向に沿って等角度毎にその第 2の係合面 110に配置されている。このラチヱット駒 102は剛体でできており、第 2の係合面 110の略径方向に沿った軸の回りに回動可能とされている。ラチエツト駒 102は、ラチエツト駒 102に力が作用していないとき、その長さ方向が第 2の係合面 110に対して所定の角度をなす（図 17の平衡方向 160)ように駒立ち上げスプリング 104によって付勢されている。図 17に示すように、ラチヱット駒 102が平衡方向 160から上昇方向 a又は下降方向 bに偏倚するとき、駒立ち上げスプリング 104は、その偏倚を平衡方向 160に戻すようにラチェット駒 102に僅かな弾性力を及ぼす。 [0085] また、駒部 100の中央部には、ドライブシャフト 4を受け入れるための駒部ボア 106 が形成され、この駒部ボア 106は、駒部 100の裏面 101から突出した円筒部 103も貫通している。裏面 101には、円筒部 103の外周囲に円状溝 155 (図 14 (b) )が形成され、該円状溝 155の中には、多数の鋼球 152が回転自在に嵌め込まれている。これによって、裏面 101には、軸方向の荷重受け兼滑り軸受け用のベアリングが形成される。

[0086] 皿パネ 124力その中心孔 127に円筒部 103を通して駒部 100の裏面 101に当接される。このとき、皿パネ 124は、駒部 100からの圧力に弾力で対抗する方向に鋼球 152即ち荷重受けベアリングを介して裏面 101に滑動可能に接する。皿パネ 124の表面には、 180度の位置関係で対向する 2個所に、歪みゲージ 126が設置される。これらの歪みゲージ 126は、リード線 128を介してマイクロコンピュータ 14に電気的に接続される。更に好ましくは、 3個以上の歪みゲージを皿パネ 124に設置してもよい。このとき、複数の歪みゲージを、皿パネ 124の表面上で夫々が回転対称の位置となるように設置するのが好ま、。

[0087] 皿パネ 124は、椀状の支持器 130の内底部 132に収められる。支持器 130には、ドライブシャフト 4を貫通させるための支持ボア 133及び後面力も突出する支持円筒部 134が形成される。支持円筒部 134の外周表面には、ねじが切ってあり、これを車体取り付け部 145のねじ切り内壁に螺合することによって、支持器 130が車体に固定される。この支持円筒部 134の内壁には、軸方向及び径方向の両荷重対応のベアリング 138が係合され（図 14 (b)参照）、ベアリング 138は、ドライブシャフト 4に形成されたストッパー斜面 144によって係止される。同様に、ドライブシャフト 4の反対側にもべァリング 139 (図 15 (b)参照）が取り付けられるので、ドライブシャフト 4は車体に対して回転自在となる。

[0088] 駒部ボア 106の内壁には、軸方向 5に延びる第 1の回転防止用溝 108が 4個所に形成されている。駒部ボア 106の内壁と摺接するドライブシャフト 4の外壁部分にも、第 1の回転防止用溝 108と対面するように軸方向 5に延びる第 2の回転防止用溝 14 0が 4個所に形成されている。図 18 (a)に示すように、第 1の回転防止用溝 108及びこれに対面する第 2の回転防止用溝 140は、軸方向に沿って延びる円柱溝を形成し、各々の円柱溝の中には、これを埋めるように多数の鋼球 150が収容される。これによって、駒部 100は、軸方向 5に沿って摩擦抵抗最小で移動できると共に、ドライブシャフト 4に対する相対回転が防止される。これは、一種のボールスプラインであるが、他の形式のボールスプライン、例えば無端回動のボールスプラインなどを、このような摺動可能な回転防止手段として適用することができる。

[0089] また、駒部 100のドライブシャフト 4への取り付け方法として、図 18 (a)のボールスプライン以外の手段を用いることも可能である。例えば、図 18 (b)に示すように、軸方向に延びる突起部 140aをドライブシャフト 4に設け、該突起部 140aを収容する第 3の回転防止用溝 108aを駒部 100に形成する、いわゆるキースプライン形式も回転防止手段として適用可能である。なお、図 18 (b)において、突起部 140aを駒部 100側に、第 3の回転防止用溝 108aをドライブシャフト 4側に設けてもよい。更に、図 18 (c) に示すように、軸方向に延びる第 4の回転防止用溝 108b及びこれに対面する第 5の回転防止用溝 140bを駒部 100及びドライブシャフト 4に夫々設け、これらの溝が形成する直方体状の溝の中にキープレートを収容する、いわゆるキー溝形式も回転防止手段として適用可能である。

[0090] 歯部 112の第 1の係合面 121には、ラチヱット駒 102と係合するための複数のラチエツト歯 114が形成されている。ラチェット歯 114は、歯部の周方向に沿って互い違いに周期的に形成された、第 1の係合面 121に対してより急な斜面 118と、より緩やかな斜面 116と、力構成される。

[0091] 歯部 112は、その第 1の係合面 121を駒部 100の第 2の係合面 110に対面させるようにドライブシャフト 4にカラー 111を介して摺接可能に軸支される。このとき、ラチエツト駒 102とラチヱット歯 112とが係合される（図 17)。即ち、ドライブシャフト 4は、ラチェット駒 102とラチヱット歯 112との係合部分を介してのみ歯部 112と作動的に連結される。カラー 111を介して歯部ボア 120を通過したドライブシャフト 4の端部 142には、歯部 112が軸方向外側にずれないようワッシャー 122が嵌合される（図 14 (b) )。歯部 112には、スプロケット 2がピン 123 (図 14 (b) )を介して動かな!/、ように取り付けられ、更に、ドライブシャフト 4の先端にはペダル軸 146が取り付けられる。力べして、車体前進方向のペダル踏力による回転のみをスプロケット 2に伝達するようにドライブシャフト 4とスプロケット 2とを連結するラチヱットギアが完成する。

[0092] 好ましくは、オフセット用パネ 136力ドライブシャフト 4のストッパー斜面 144と、駒部 100の裏面 101との間に介在されるのがよい。このオフセット用パネ 136は、ぺダル踏力が所定値以下の場合 (例えば事実上ゼロに近い場合)、裏面 101に収容された鋼球 152と皿パネ 124との間にクリアランスを生じさせるように駒部 100を軸方向に偏倚させる。

[0093] 次に、本踏力検出機構の作用を説明する。

[0094] 搭乗者がペダル 8R、 8L (図 12)にペダル踏力を与え、ドライブシャフト 4を車体前進方向に回転させると、この回転力は、ドライブシャフト 4に対し回転不可能且つ摺動可能に軸支された駒部 100に伝達される。このとき、図 17に示すように、ラチヱット駒 102は、駒部 100からペダル踏力に対応する力 Fdを与えられるので、その先端部は歯部 112のラチヱット歯のより急な斜面 118に当接し、このカをラチヱット歯に伝達しようとする。ラチエツト歯部 112は、スプロケット 2に連結されているので、ラチェット駒 1 02の先端部は、駆動のための負荷による力 Fpをより急な斜面 118から受ける。その両端部から互いに反対向きの力 Fp及び Fdを与えられたラチェット駒 102は、 a方向に回転して立ち上がる。このとき駒部 100は、ラチェット駒 102の立ち上がりによって軸方向内側に移動し、駒部 100と支持器 130との間に介在する皿パネ 124を押し込む。皿パネ 124は、これに対抗して弾性力 Frを駒部 100に作用する。この力 Frと、駒部 100を軸方向に移動させるペダル踏力を反映した力とは短時間で釣り合う。力べして、皿パネ 124の応力歪み、駒部 100と歯部 112との間のクリアランス、ラチェット駒 1 02の第 2の係合面 110に対する角度、駒部 100の車体フレームに対する位置及び皿パネ 124が押し込まれる圧力などはペダル踏力を反映する物理量となる。従って、これらのうち少なくとも 1つを検出することによって踏力 Tを推定することが可能となる

[0095] 本例では、一例として皿パネ 124の応力歪みを検出するものである。マイクロコンビユータ 14は、皿パネ 124に設けられた 2つの歪みゲージ 126からの信号を少なくとも加算演算する (平均演算を含む)。このように複数箇所の応力歪み量を平均化して計測すること〖こよって、同じ踏力でも出力変化を大きくとれ且つノイズ成分を平滑ィ匕することができるので、 SN比を改善し、踏力推定精度を更に向上させることができる。この効果は、歪みゲージの個数が増えるほど大きくなる。

[0096] また、ペダル踏力が所定値以下の場合などでは、オフセット用パネ 136は、駒部 10 0の裏面 101と皿パネ 124との間にクリアランスを生じさせているため、鋼球 152が皿パネ 124に頻繁に衝突することが少なくなる。これによつて、歪みゲージ信号のノイズ成分が軽減して、踏力検出及び電動アシスト制御の安定性を向上させることができる

[0097] 次に、マイクロコンピュータ 14は、少なくとも演算された踏力 Tに基づいて印加すベきアシスト用の補助動力 Teを演算し、該補助動力で回転駆動するように電動モータ一 37を指令する制御信号を演算出力する。好ましくは、マイクロコンピュータ 14は、回転速度センサー 220により検出された回転速度信号を車速に変換し、踏力 T及び車速の両方に基づいて適切な補助動力 Teを決定し、該補助動力 Teを発生させるよう電動モーター 37を制御する。

[0098] 上記した踏力検出機構には以下のような更に優れた効果がある。

(1)一方向クラッチと踏力検出機構とを一つの機構で実現したので、部品点数の削減化が図られ、小型、軽量ィ匕及び低コストを達成できる。

(2) 踏力を検出する部分に、受け荷重ユニットと荷重検出センサーとを一体ィ匕した皿パネを用い、 2つの機能を 1ユニットで実現したので、上記効果に加えて更に小型、軽量ィ匕及び低コストを達成できる。

(3) 上記項目 (1)及び (2)に示したように踏力検出機構の小型、軽量化及び簡素化をより高いレベルで達成したので、通常の自転車であっても踏力検出機構を取り付ける可能性が更に広がった。

(4) 上記項目（1)及び (2)で示した理由により、従来機構に比べて荷重の伝達ロスが少なくなり、制御の応答性のよいアシストフィーリングを実現できる。

(5) 上記項目（1)及び (2)で示した理由により、従来機構 (コイルパネ使用）に比べ、ぺダルに無駄な動き（センサーが感知するまで）が無くなり、ペダルを踏み込んだときのフィーリングは、従来機構は踏み込み時に弹カ感があったのに対し、上記例では、通常の自転車のフィーリングと同様になつた。 [0099] なお、一方向クラッチ 99の駒及び歯のいずれか一方をスプロケットに取り付け、他方をドライブシャフトに取り付けるかは、任意好適に変更可能である。例えば駒部 10 0をスプロケット側に取り付け、歯部 112をドライブシャフト 4に摺動可能且つ回転不可能に取り付け、歯部 112によって皿パネ 124を押し込めるようにしてもよい。

[0100] また、上記例では、皿パネの応力歪みを踏力に関連する物理量として検出した力本発明は、これに限定されず、一方向クラッチ 99の踏力に応じた変形によって変化する任意の物理量を検出することができる。例えば、ラチェット駒の傾き、ラチェット駒部及びラチヱット歯部の相対間隔、ラチヱット駒部及びラチヱット歯部の、ずれかの車体に対する位置、並びに、皿パネを押す圧力などを、踏力を反映する物理量として選択することができる。

[0101] 更に、一方向クラッチ 99の変形に対抗して配置される弾性体も任意好適に種類及びその形状を変更可能である。皿パネやコイルパネ以外に例えばゴム弾性体などを用いることもできる。また、応力歪みを検出する手段として、歪みゲージを例にしたが、応力歪みに関連した物理量を検出できれば、これに限定されるものではない。

[0102] 以上が本発明の実施例である力本発明は、上記例にのみ限定されるものではなぐ本発明の要旨の範囲内において任意好適に変更可能である。

Claims

請求の範囲

[1] ノッテリーを電動アシスト自転車に取り付けるためのバッテリーブラケットであって、前記バッテリーブラケットの長さ方向に対して垂直及び平行に延びるいずれの方向とも異なる軌跡に沿って前記バッテリーを着脱することを可能にする、バッテリーブラケット。

[2] 前記バッテリーブラケットは、前記バッテリーを該バッテリーブラケットに着脱するとき、前記軌跡に沿って前記バッテリーを案内するための案内手段を有し、前記バッテリ一は、該案内手段と適合する被案内手段が形成されている、請求項 1に記載のバッテリーブラケット。

[3] 前記バッテリーブラケットは、前記案内手段として支軸部を有し、前記バッテリーは

、前記被案内手段として該支軸部に適合する支軸適合部を有し、

前記バッテリーは、該バッテリーを前記バッテリーブラケットに着脱するとき、前記支軸適合部を前記支軸部に適合させた状態で該支軸部の回りを旋回する軌跡を描ぐ請求項 2に記載のバッテリーブラケット。

[4] 前記支軸部及び前記支軸適合部のうち一方は、前記バッテリーの着脱方向に垂直に延びる隆起部であり、前記支軸部及び前記支軸適合部のうち他方は、溝である、請求項 3に記載のバッテリーブラケット。

[5] 前記支軸部は、前記バッテリーブラケットの底部内側においてバッテリー挿入口端部に形成されている、請求項 3又は 4に記載のノッテリーブラケット。

[6] 前記支軸適合部は、前記バッテリーの底部の後方端部に形成される、請求項 5に記載のノッテリーブラケット。

[7] 前記隆起部は、半円筒状に形成されている、請求項 4に記載のバッテリーブラケット

[8] 前記支軸部は、前記バッテリーブラケットの両側面部に各々形成され、前記支軸適合部は、前記バッテリーの両側面部に各々形成され、

前記支軸部及び前記支軸適合部のうち一方は、切り欠き部であり、前記支軸部及び前記支軸適合部のうち他方は、隆起部である、請求項 3に記載のバッテリーブラケッ卜。

[9] 前記バッテリーブラケットの長さ方向に対して斜め方向の軌跡に沿って前記バッテリ一を着脱することを可能にする、請求項 1に記載のノッテリーブラケット。

[10] 前記バッテリーブラケットは、前記バッテリーの一対の側面と各々対面する、一対の側壁部を少なくとも有し、該一対の側壁部の内面には、前記斜め方向に延在する案内手段が各々形成され、前記バッテリーの前記一対の側面には、前記案内手段と嵌合する被案内手段が各々形成されている、請求項 9に記載のバッテリーブラケット。

[11] 前記案内手段及び前記被案内手段のうち一方は、前記斜め方向に延在する隆起部であり、前記案内手段及び前記被案内手段のうち他方は溝であり、前記隆起部は該溝に沿って摺動する、請求項 10に記載のバッテリーブラケット。

[12] 前記バッテリーブラケットは、前記バッテリーの着脱経路に位置する頂上部及び前面部が少なくとも部分的に開放されている、請求項 1乃至 11のいずれか 1項に記載のノッテリーブラケット。

[13] 前記バッテリーブラケットは、前記バッテリーが該バッテリーブラケットに取り付けられるとき前記バッテリーの挿入が係止された位置で該バッテリーを掛力り止めする鍵部を備える、請求項 1乃至 12のいずれか 1項に記載のノッテリーブラケット。

[14] 前記バッテリーブラケットの内部には、前記バッテリーから電流を引き出すための電気端子部が設けられている、請求項 1乃至 13のいずれか 1項に記載のバッテリーブラケット。

[15] 前記バッテリーブラケットの前記電動アシスト自転車への取り付け面には、締め金具が通過するための孔が形成され、該締め金具のヘッドが前記バッテリーブラケットの内面側に配置された状態で、該バッテリーブラケットを前記電動アシスト自転車に取り付けることを可能にする、請求項 1乃至 14のいずれか 1項に記載のバッテリーブラケット。

[16] ノッテリーを電動アシスト自転車に取り付けるためのバッテリーブラケットであって、底部と、第 1の側面部と、第 2の側面部と、前記バッテリーを挿入する側の前面部と、を少なくとも有し、

前記第 1及び第 2の側面部には、切り欠き部及び隆起部のうちいずれか一方が支軸部として形成され、前記バッテリーの側面部には、前記支軸部に適合する支軸適合部として前記切り欠き部及び隆起部のうち他方が形成され、

前記バッテリーは、該バッテリーを前記バッテリーブラケットに着脱するとき、前記支軸適合部を前記支軸部に適合させた状態で該支軸部の回りを旋回する軌跡を描ぐノッテリーブラゲッ卜 _Q

[17] 前記支軸部は、前記前面部に向力方向に開放した切り欠き部であり、前記支軸適合部は、前記バッテリーの前面部に隣接して形成された隆起部である、請求項 16 に記載のバッテリーブラケット。

[18] 前記第 1の側面部に複数のネジ孔が形成され、ネジを該ネジ孔を通して車体フレームにねじ込むことにより、前記バッテリーブラケットを該車体フレームに取り付けることが可能となる、請求項 16又は 17に記載のノッテリ一ブラケット。

[19] 前記第 1の側面部に、前記バッテリーブラケットに装着されたバッテリーを掛力り止めするための鍵部が取り付けられる、請求項 16乃至 18のいずれか 1項に記載のバッテリーブラケット。

[20] 前記バッテリーは、前面部の下部に一対のバッテリー端子を有し、

前記バッテリーブラケットの前面部には、該バッテリーブラケットに装着されたバッテリーの前記一対のノッテリー端子と各々接触する一対の電気端子部を有する端子部材が固定されている、請求項 16乃至 19のいずれか 1項に記載のバッテリーブラケッ

[21] 前記バッテリーは、前記一対のバッテリー端子の間に突起部を有し、

前記端子部材は、前記一対の電気端子部の間に凹部を有し、

前記バッテリーが前記バッテリーブラケットに装着されたとき、前記突起部は、前記凹部内に嵌合する、請求項 20に記載のノッテリ一ブラケット。

[22] 請求項 1乃至 21のいずれか 1項に記載のバッテリーブラケットがフレームに取り付けられている、電動アシスト自転車。