(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと合力装置を内蔵した駆動補助装置をアンダーボーン型の車体フレームに搭載した電動自転車の車体フレーム構造において、上記車体フレームのヘッドパイプから後斜め下方に延びる１本のメインパイプの後端付近と、上端にサドルを支持して縦方向に延びるシートパイプの下端付近とに懸架プレートを固着し、上記駆動補助装置のクランク軸より前上方を上記メインパイプ後端付近にて上記懸架プレートにボルトで固定する一方、駆動補助装置の少なくともクランク軸より後下方の一部を上記シートパイプ下端付近にて上記懸架プレートにボルトで固定し、かつ駆動補助装置の外周に上記電動モータの出力をコントロールする制御装置をボルトで着脱自在に固定したことを特徴とする電動自転車の車体フレーム構造。
【請求項２】
前後方向に延びるブリッジパイプで前記メインパイプの下端付近とシートパイプの下端付近とを連結し、このブリッジパイプを前記駆動補助装置に近づけて低く配置した請求項１記載の電動自転車の車体フレーム構造。
【請求項３】
前記ブリッジパイプを左右一対のものにし、このブッジパイプの前端と後端とが、それぞれ前記メインパイプとシートパイプから二股状に延びるようにした請求項２に記載の電動自転車の車体フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータを内蔵した駆動補助装置が自転車の車体フレームに搭載された電動自転車の車体フレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータと合力装置を内蔵した駆動補助装置を自転車の車体フレームに搭載した電動自転車が近年多数開発、販売されている。このような電動自転車は、乗員のペダル踏力と上記電動モータが発生する補助動力とを上記合力装置により合成し、その合力を駆動輪側に出力して走行するので、特に登坂走行や向かい風を受けながらの走行が非常に楽になるという利点がある。
【０００３】
電動自転車の利用者には女性や高齢者が多いため、その車体フレームにはアンダーボーン型のものが用いられることが多い。アンダーボーン型の車体フレームは、フロントフォークを支持するヘッドパイプから１本または２本のメインパイプが後斜め下方に延びる形式のもので、このメインパイプを跨ぎやすく、乗り降りが容易である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、メインパイプの上部には、電動モータの電源をまかなうバッテリユニットが搭載されるので、このバッテリユニットがメインパイプを跨ごうとする足に干渉しやすく、乗降性が損なわれるという難点がある。
【０００５】
このため、予めメインパイプを充分低い位置に配置し、その上に余裕を持ってバッテリユニットを搭載できるようにしたいが、メインパイプの下方には駆動補助装置が配置されるので、メインパイプを低い位置に配置すると必然的に駆動補助装置の位置も下がり、駆動補助装置の下における地上高を確保することができなくなる。
【０００６】
また、サドルを支持するシートパイプと後輪との間にバッテリユニットを搭載することによってメインパイプの位置を低め、乗降性を向上させた電動自転車もあるが、この場合には重量物であるバッテリユニットが車体の後半部に搭載されるので、例えば車体の後部を持ち上げて自転車の向きを変える場合等に車体が重く感じられ、取り回し性が悪い。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、車体フレームのメインパイプ上にバッテリユニットが搭載される車体構成であっても、メインパイプの位置を低めて乗降性を良くすることのできる電動自転車の車体フレーム構造を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明のもう一つの目的は、駆動補助装置の近辺における車体フレーム剛性を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電動自転車の車体フレーム構造は、請求項１に記載したように、電動モータと合力装置を内蔵した駆動補助装置をアンダーボーン型の車体フレームに搭載した電動自転車の車体フレーム構造において、上記車体フレームのヘッドパイプから後斜め下方に延びる１本のメインパイプの後端付近と、上端にサドルを支持して縦方向に延びるシートパイプの下端付近とに懸架プレートを固着し、上記駆動補助装置のクランク軸より前上方を上記メインパイプ後端付近にて上記懸架プレートにボルトで固定する一方、駆動補助装置の少なくともクランク軸より後下方の一部を上記シートパイプ下端付近にて上記懸架プレートにボルトで固定し、かつ駆動補助装置の外周に上記電動モータの出力をコントロールする制御装置をボルトで着脱自在に固定した。
【００１０】
また、本発明に係る電動自転車の車体フレーム構造は、請求項２に記載したように、前後方向に延びるブリッジパイプで前記メインパイプの下端付近とシートパイプの下端付近とを連結し、このブリッジパイプを前記駆動補助装置に近づけて低く配置した。
【００１１】
さらに、本発明に係る電動自転車の車体フレーム構造は、請求項３に記載したように、前記ブリッジパイプを左右一対のものにし、このブッジパイプの前端と後端とが、それぞれ前記メインパイプとシートパイプから二股状に延びるようにした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電動自転車の左側面図である。また、図２は本発明の一実施形態を示すもので、（Ａ）は車体フレーム中央部の平面図、（Ｂ）は車体フレーム中央部の左側面図である。この電動自転車１の車体フレーム２はアンダーボーン型であり、次のように構成されている。
【００１３】
まず、車体フレーム２の前頭部にはヘッドパイプ３が位置し、このヘッドパイプ３からは１本の太いメインパイプ４が後斜め下方に延びている。一方、車体フレーム２の中央部には縦方向に延びるシートパイプ５が位置しており、このシートパイプ５の下端には車幅方向に延びる短いボトムパイプ６が固定されている。
【００１４】
また、前後方向に延びるブリッジパイプ７によってメインパイプ４の下端付近とシートパイプ５の下端付近が連結されている。このブリッジパイプ７は、図２（Ａ）に示すように左右一対のパイプであり、このブッジパイプ７の前端と後端とが、それぞれメインパイプ４の下端付近とシートパイプ５の下端付近から二股状に延びる形となっている。
【００１５】
そして、シートパイプ５の上端からは左右一対のシートステー８が後斜め下方に延びており、ボトムパイプ６からは左右一対のチェーンステー９が後方に延びていて、シートステー８の後端とチェーンステー９の後端とがリヤエンド１１を介して連結されている。
【００１６】
このように構成された車体フレーム２のメインパイプ４後端とシートステー８下端には、それぞれ懸架プレート１２，１３が固着されており、これらの懸架プレート１２，１３の間に駆動補助装置１５が３本のボルト１６で固定される。そして、前記ブリッジパイプ７はこの駆動補助装置１５に近づくように低く配置されている。
【００１７】
この駆動補助装置１５には図示しない電動モータと合力装置が内蔵され、さらに車幅方向に延びるクランク軸１７が軸支されている。クランク軸１７の両端部にはクランク１８が固定され、その先端部にペダル１９が設けられる。また、クランク軸１８には駆動補助装置１５の右側に位置するドライブスプロケット２１が軸装されている。
【００１８】
図２（Ｂ）に示すように、駆動補助装置１５は、そのクランク軸１７より前上方の部分が懸架プレート１２に固定され、クランク軸１７の後上方と後下方の部分が懸架プレート１３に固定されている。
【００１９】
ところで、駆動補助装置１５の上方には制御装置２２が着脱自在に設置されている。この制御装置２２は駆動補助装置１５に内蔵された電動モータの出力をコントロールするものである。制御装置２２は例えば懸架プレート１２と懸架プレート１３とを連結する形でボルト２３で着脱自在に固定された連結部材２４の上に固定されており、その前頭部が前述した左右一対のブリッジパイプ７の間に位置するように配置されている。
【００２０】
車体フレーム２のヘッドパイプ３には前輪２５を支持するフロントフォーク２６がハンドルバー２７やバスケット２８等と共に左右回動自在に軸支される一方、シートパイプ５の上端にはサドル２９が取り付けられ、車体フレーム２後端の前記リヤエンド１１には後輪３１が軸支されている。そして、後輪３１に設けられたドリブンスプロケット３２と、駆動補助装置１５に設けられた前記ドライブスプロケット２１との間にチェーン３３が巻装されている。
【００２１】
メインパイプ４の上にはバッテリユニット３５が横たわる形で搭載されている。このバッテリユニット３５は、駆動補助装置１５に内蔵された電動モータの駆動用電源となるもので、例えば１５個の小型バッテリ３６を合成樹脂製のバッテリケース３７の内部に密封した構成となっている。このバッテリユニット３５は着脱可能であり、バッテリケース３７の上面には運搬用の取手３８が設けられている。
【００２２】
なお、車体フレーム２のメインパイプ４から駆動補助装置１５にかけては、合成樹脂等で形成されたフレームカバー４０が被装されており、電動自転車１の美的外観の向上が図られている。このフレームカバー４０にはメインパイプ４の上で長手方向に沿って下方に凹むバッテリ収納凹部４１が形成されており、このバッテリ収納凹部４１内に前記バッテリユニット３５が嵌まり込むようになっている。
【００２３】
駆動補助装置１５のクランク軸１７は、サドル２９に着座した乗員が足でペダル１９を踏むことによって矢印で示す方向に回転駆動される。駆動補助装置１５内部の合力装置はクランク軸１７の回転力と電動モータの補助動力とを合成し、その合力をドライブスプロケット２１に出力する。ドライブスプロケット２１はクランク軸１７と同方向に回転し、この回転がチェーン３３を経てドリブンスプロケット３２に伝達され、後輪３１が駆動される。
【００２４】
この電動自転車１の車体フレーム２の構造は、メインパイプ４の後端とシートパイプ５の下端とが駆動補助装置１５に固定されるとともに、前後方向に延びるブリッジパイプ７によりメインパイプ４とシートパイプ５とが連結され、このブリッジパイプ７が駆動補助装置１５に近づけて低く配置されているため、メインパイプ４とブリッジパイプ７の位置を低くすることが可能になっている。
【００２５】
このため、メインパイプ４の上にバッテリユニット３５が搭載される車体構成であるにも拘らず、乗り降りする際にメインパイプ４およびブリッジパイプ７を跨ぐ足がバッテリユニット３５に干渉しにくくなり、乗降性が良好に確保される。しかも、駆動補助装置１５自体が車体フレーム２の補強部材を兼ねるため、車体フレーム２に他の補強部品を設けなくても充分なフレーム剛性を確保することができ、車体フレーム２の軽量化および製造工程の簡素化にも多大な貢献を果たしている。
【００２６】
また、ブリッジパイプ７が左右一対に設けられ、このブッジパイプ７の前端と後端とが、それぞれメインパイプ４とシートパイプ５から二股状に延びるように構成されているので、ブリッジパイプ７によって駆動補助装置１５の近辺における車体フレーム２の剛性、特に捩じれ剛性が格段に高められている。
【００２７】
さらに、左右のブリッジパイプ７の間に制御装置２２を配置したため、ブリッジパイプ７の位置を高めることなく駆動補助装置１５の位置を上昇させることができ、乗降性を損なうことなく駆動補助装置１５下の地上高を確保することができる。なお、左右のブリッジパイプ７の間には制御装置２２に限らず他の構成部品や駆動補助装置１５自体の上部を配置するようにしてもよい。
【００２８】
ところで、本実施形態では電動モータを内蔵した駆動補助装置１５が車体フレーム２に搭載された電動自転車１の場合について説明したが、これに限らず、例えばエンジンが車体フレームに搭載される原動機付自転車にも本発明の車体フレーム構造を適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電動自転車の車体フレーム構造によれば、メインパイプおよびブリッジパイプを低い位置に設けることができるので、メインパイプ上にバッテリユニットが搭載される車体構成であっても乗降性を良くすることができ、しかも駆動補助装置の近辺における捩じれ剛性を始めとする車体フレーム剛性を格段に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動自転車の左側面図。
【図２】本発明の一実施形態を示すもので、（Ａ）は車体フレーム中央部の平面図、（Ｂ）は車体フレーム中央部の左側面図。
【符号の説明】
１  電動自転車
２  車体フレーム
３  ヘッドパイプ
４  メインパイプ
５  シートパイプ
７  ブリッジパイプ
１２，１３懸架プレート
１５  駆動補助装置
１６  ボルト
１７  クランク軸
２２  制御装置
２９  サドル
３５  バッテリユニット
【図１】
0003663690.tif 000002
【図２】
0003663690.tif 000003