(57)【要約】【課題】フレーム側に設けた制御ユニットと車輪側に設けた駆動ユニットの間の配線を外側から見えない構造で容易に配線できる配線構造を提供する。【解決手段】ステアリング主軸５とハンドル軸１３及びフロントフォーク４とが自転車の横側に所定のオフセット量Ｄだけずれた状態に配置されている。ステアリング主軸５は、メインフレーム１の内部空間と連通する中空軸状に形成され、メインフレーム１の前端部に固定されている。また、メインフレーム１の内部空間はステアリング主軸５の内部空間に連通し、このステアリング主軸５の内部空間はフロントフォーク４の内部空間に連通している。したがって、これらの内部空間によって制御ユニットから駆動ユニットに至るケーブル挿通路が構成され、ケーブル１６が挿通されている。そして、フロントフォーク４に導かれたケーブル１６は、前輪ハブを通して駆動ユニットに導かれている。【選択図】        図２
2004306913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御ユニットを内蔵したメインフレームと、
前記メインフレームの前端部に結合されるステアリング主軸と、
下端に前輪部及びそのアシスト用の駆動ユニットが結合されたフロントフォークと、
下端が前記フロントフォークに結合され、上端にハンドルが結合されたハンドル軸と、
前記フロントフォーク及びハンドル軸を前記ステアリング主軸の側部に所定のオフセット量だけずれた位置に支持し、前記フロントフォーク及びハンドル軸を前記ステアリング主軸を中心に旋回可能に結合する旋回機構部と、
前記制御ユニットと駆動ユニットとを接続するケーブルとを有し、
前記メインフレーム、ステアリング主軸、旋回機構部、及びフロントフォークの内部に前記制御ユニットから駆動ユニットに至るケーブル挿通路を設けた、
ことを特徴とする電動アシスト自転車。
【請求項２】
前記フロントフォークは略水平方向に延在して前記ステアリング主軸の下端部を受け止める受け部と、略水平方向に延在して前記ステアリング主軸の上端部を押える押え部とを有し、前記ステアリング主軸は前記押え部と受け部との間に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項３】
前記ステアリング主軸は前記メインフレームの内部空間と連通する中空軸状に形成され、前記受け部は前記フロントフォークの内部空間と連通する中空状に形成され、前記メインフレーム、ステアリング主軸、受け部、及びフロントフォークの相互に連通する中空部によって前記ケーブル挿通路が形成されていることを特徴とする請求項２記載の電動アシスト自転車。
【請求項４】
前記押え部及び受け部は、それぞれベアリングを介して前記ステアリング主軸を回転可能に支持していることを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項５】
前記ハンドル軸に取り付けられたハンドルは、前記ステアリング主軸を中心に略左右対称に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【請求項６】
前記フロントフォークは下端側が前記ステアリング主軸側に屈曲し、前記ステアリング主軸と略同軸位置で前輪を支持していることを特徴とする請求項１記載の電動アシスト自転車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ、アシスト駆動用モータ、制御回路等を搭載した電動アシスト自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の電動アシスト自転車の一例を示す側面図である。
この電動アシスト自転車は、一般の自転車と同様に、メインフレーム１０１、前輪部１０２、後輪部１０３、フロントフォーク１０４、ステアリング主軸（トップチューブ）１０５、サドル１０６、サドル軸１０７、ペダル１０８、駆動スプロケット１０９、従動スプロケット１１０、チェーン１１１、ハンドル１１２、ハンドル軸１１３等を有して構成されている。
そして、前輪部１０２にはアシスト駆動用のモータ等を含む駆動ユニット１１４を設けるとともに、メインフレーム１０１内にバッテリやコントローラ等を含む制御ユニット１１５を配置し、駆動ユニット１１４と制御ユニット１１５とを接続するケーブル１１６をメインフレーム１０１の下側部に沿って配線している。
【０００３】
しかし、上述のように配線（ケーブル１１６）をメインフレーム１０１の外部に配置する構造では、以下のような欠点がある。
（１）外部配線のために外部環境（雨、砂、泥等）によってケーブルが経時的に劣化しやすい。
（２）ケーブルが外部に剥き出しになっているため、外物による傷等の損傷を受けやすい。
（３）車体外部に組み立てられているため、美観を損ねる。またデザイン的にも不利であり、商品性が低下する。
このため一般には、ケーブルをフレーム等の内部に配線して隠すことが考えられるが、特にフレームとステアリング部の可動結合部分においては、一般に結合構造が複雑であるため、有効な内部配線を設けることが構造面及び配線作業面の双方において容易でない。
【０００４】
そこで従来は、この種の電動アシスト自転車において、制御ユニットと駆動ユニットの配線構造を工夫することにより、露出配線による不具合を軽減するようにしたものが提案されている。
例えば、制御ユニットを駆動ユニットに近接して配置することにより、配線の短縮化を図り、露出を防止したものが提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）が提案されている。
また、配線にシリアル通信を用いて配線数の削減や配線の容易化を図るようにしたものが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１７５４６３号公報
【特許文献２】
特開平１１−９９９７８号公報
【特許文献３】
特開２０００−１０５１５５号公報
【特許文献４】
特開２００２−２２００８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような露出配線の不具合を解決するために、フレーム内に配線を内蔵させようとすると、構造の複雑化や配線作業の煩雑化を招くという問題がある。
また、上述した特許文献１〜特許文献３に開示されるように、制御ユニットや駆動ユニットを近接配置して配線の短縮化や内蔵化を図る場合には、制御ユニットと駆動ユニットの配置構造が制約され、設計の自由度が低下するとともに、構造が複雑化するという問題がある。
また、特許文献４に開示されるように、配線にシリアル通信を用いた場合にも同様に生じるものである。
【０００７】
本発明の目的は、フレーム側に設けた制御ユニットと車輪側に設けた駆動ユニットの間の配線を外側から見えない構造で容易に配線することができ、構造が簡単で信頼性に優れ、さらに配線作業性の高い配線構造を有する電動アシスト自転車を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、制御ユニットを内蔵したメインフレームと、前記メインフレームの前端部に結合されるステアリング主軸と、下端に前輪部及びそのアシスト用の駆動ユニットが結合されたフロントフォークと、下端が前記フロントフォークに結合され、上端にハンドルが結合されたハンドル軸と、前記フロントフォーク及びハンドル軸を前記ステアリング主軸の側部に所定のオフセット量だけずれた位置に支持し、前記フロントフォーク及びハンドル軸を前記ステアリング主軸を中心に旋回可能に結合する旋回機構部と、前記制御ユニットと駆動ユニットとを接続するケーブルとを有し、前記メインフレーム、ステアリング主軸、旋回機構部、及びフロントフォークの内部に前記制御ユニットから駆動ユニットに至るケーブル挿通路を設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の電動アシスト自転車では、フロントフォーク及びハンドル軸をステアリング主軸に対して同軸で回転させる構造ではなく、所定のオフセット量だけずれた位置に配置してステアリング主軸の回りをフロントフォーク及びハンドル軸が旋回する構造とし、制御ユニットと駆動ユニットの間のケーブルをメインフレーム、ステアリング主軸、旋回機構部、及びフロントフォークの内部に設けたケーブル挿通路を通す構造とした。
したがって、フロントフォーク及びハンドル軸をステアリング主軸に対して同軸状に接合して回転させる構造に比較して、ケーブル挿通路を簡単な構造で容易に設けることができ、また、配線作業も容易化できることになる。
この結果、制御ユニットと駆動ユニットの配線を外側から見えない構造で容易に配線することができ、構造が簡単で信頼性に優れ、さらに配線作業性の高い配線構造を提供できる。また、制御ユニットをフレーム側に設け、駆動ユニットを車輪側に設けた構造で配線を容易に隠すことができ、設計の自由度の向上と美観の向上の双方を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電動アシスト自転車の実施の形態例について説明する。
図１は本発明の実施の形態例による電動アシスト自転車の外観を示す側面図であり、図２は図１に示す電動アシスト自転車を前方から見た場合のステアリング部の外観構造を示す一部省略正面図である。
また、図３は図２に示すステアリング部の内部構造を示す部分断面図であり、図４は図３のＩ−Ｉ’線断面図である。
図１に示すように、本例の電動アシスト自転車において、メインフレーム１のフロント側には前輪部２、後輪部３、フロントフォーク４、ステアリング主軸（トップチューブ）５、ハンドル１２、ハンドル軸１３等が設けられ、リア側にはサドル６、サドル軸７、ペダル８、駆動スプロケット９、従動スプロケット１０、チェーン１１等が設けられている。
また、前輪部２にはアシスト駆動用のモータ等を含む駆動ユニット１４が設けられるとともに、メインフレーム１の中央部の内部にはバッテリやコントローラ等を含む制御ユニット１５が配置され、駆動ユニット１４と制御ユニット１５を接続するケーブル１６がメインフレーム１の内側を通してステアリング側に導かれている。
【００１１】
また、図２に示すように、本例の電動アシスト自転車は、従来のようにステアリング主軸とハンドル軸及びフロントフォークとを同軸に結合するのではなく、ステアリング主軸５とハンドル軸１３及びフロントフォーク４が自転車の横側に所定のオフセット量Ｄだけずれた状態に配置されている。なお、本例においてオフセット量Ｄは例えば７５ｍｍとする。
ステアリング主軸５は、メインフレーム１の内部空間と開口５０２を介して連通する中空軸状に形成され、メインフレーム１の前端部に固定されている。
また、ステアリング主軸５とハンドル軸１３及びフロントフォーク４は、以下に説明する旋回機構部によって結合されており、ハンドル軸１３及びフロントフォーク４がステアリング主軸５を中心に旋回する構造となっている。
【００１２】
旋回機構部は、それぞれフロントフォーク４に略水平方向に延在して設けられ、ステアリング主軸５の下端部を受け止める受け部２１と、ステアリング主軸５の上端部を押える押え部２２を有し、ステアリング主軸５を押え部２２と受け部２１との間に挟み込んで回転可能に保持したものである。
具体的には、図３、図４に示すように、ステアリング主軸５の上下両端には、嵌合軸部５Ａ、５Ｂが設けられており、押え部２２と受け部２１には、それぞれ嵌合孔２２Ａ、２１Ａが設けられている。そして、ステアリング主軸５の各嵌合軸部５Ａ、５Ｂの外周にそれぞれボールベアリング２３、２４を装着し、これを上下の嵌合孔２２Ａ、２１Ａに装着することにより、ステアリング主軸５を押え部２２と受け部２１に円滑に回転できる状態で結合している。
【００１３】
また、ステアリング主軸５の嵌合軸部５Ａ、５Ｂは、それぞれ円筒状に形成されており、メインフレーム１から開口５０２を通りステアリング主軸５内に導かれたケーブル１６は下側の嵌合軸部５Ｂを通して受け部２１側に導かれる。
また、受け部２１は中空状（ただし下面は開放されている）に形成されており、フロントフォーク４の内部空間と連通されている。したがって、メインフレーム１の内部空間はステアリング主軸５の内部空間に連通し、このステアリング主軸５の内部空間は受け部２１の内部空間に連通し、この受け部２１の内部空間はフロントフォーク４の内部空間に連通しており、これらの内部空間によって制御ユニットから駆動ユニットに至るケーブル挿通路が構成され、ケーブル１６が挿通されている。なお、フロントフォーク４に導かれたケーブル１６は、前輪ハブ２Ａを通して駆動ユニットに導かれている。
【００１４】
従来のステアリング主軸とハンドル軸及びフロントフォークとを同軸に結合して回転させる構造では、ケーブルを露出させない構造で通そうとすると、ステアリング主軸となるチューブ内に横方向からケーブルを挿入し、これをチューブ内に回転可能に挿通されたフロントフォークに横方向から挿入して軸方向に導かなければならず、窮屈な構造となり、組み立て作業も煩雑となる。また、大きく回転するフロントフォークに横方向からケーブルを挿入するには、周回り方向に十分な幅を有する長孔を設ける必要があり、強度上の問題も生じる。
そこで、本例のように、ステアリング主軸５とハンドル軸１３及びフロントフォーク４をオフセットさせて旋回させる構造を採用することにより、構造が簡単で十分なスペースと強度を有するケーブル挿通路を構成できる。
【００１５】
また、ハンドル軸１３の上端にはハンドル１２が設けられているが、本例では、ハンドル軸１３がステアリング主軸５に対してオフセットしているので、ハンドル１２の位置はステアリング主軸５を中心に略左右対称になるように、ハンドル軸１３に対して偏心した状態で取り付けられている。
また、フロントフォーク４は下端側がステアリング主軸５側に屈曲しており、ステアリング主軸５と略同軸位置で前輪部２を支持している。
したがって、本例では、ステアリング主軸５とハンドル軸１３及びフロントフォーク４との間にオフセットを設けたにもかかわらず、ハンドル１２と前輪部２はステアリング主軸５の軸に合わせて配置されており、このようなハンドル１２と前輪部２の配置により、従来の自転車と同様のステアリング性を得ることが可能となる。なお、これは試作品による実車によっても証明されたものである。また、このようなオフセット配置によって、奇抜なデザイン性を得ることが可能となる。
【００１６】
以上、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明は上述した例に限定されることなく、本発明の主旨の範囲で種々の変形が可能である。
例えば、上述した例では、ハンドル軸１３を真っ直ぐ伸ばしてハンドル１２を偏心位置で支持したが、ハンドル軸の上端側をステアリング主軸側に屈曲させ、ステアリング主軸と同軸位置でハンドルの中央を支持するような構成も可能である。このようにすれば、上述した例のようにハンドルが偏心状態で支持されていることによる利用者の違和感をなくすことが可能である。
また、上述した例では、ステアリング主軸に対してハンドル軸及びフロントフォークを自転車の横側にオフセットさせて配置したが、ステアリング主軸の前側にオフセットさせて配置することも可能である。すなわち、本発明においてステアリング主軸の側部とは、ステアリング主軸の前側から左右両側にわたる領域を含むものとする。なお、この場合にも、ハンドル軸によって支持するハンドルの中心位置とフロントフォークによる前輪部の支持位置とをステアリング主軸の中心軸に一致させることが望ましい。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電動アシスト自転車では、フロントフォーク及びハンドル軸をステアリング主軸に対して同軸で回転させる構造ではなく、所定のオフセット量だけずれた位置に配置してステアリング主軸の回りをフロントフォーク及びハンドル軸が旋回する構造とし、制御ユニットと駆動ユニットの間のケーブルをメインフレーム、ステアリング主軸、旋回機構部、及びフロントフォークの内部に設けたケーブル挿通路を通す構造としたので、フロントフォーク及びハンドル軸をステアリング主軸に対して同軸状に接合して回転させる構造に比較して、ケーブル挿通路を簡単な構造で容易に設けることができ、また、配線作業も容易化できることになる。
したがって、制御ユニットと駆動ユニットの配線を外側から見えない構造で容易に配線することができ、構造が簡単で信頼性に優れ、さらに配線作業性の高い配線構造を提供できる効果がある。
また、制御ユニットをフレーム側に設け、駆動ユニットを車輪側に設けた構造で配線を容易に隠すことができ、設計の自由度の向上と美観の向上の双方を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例による電動アシスト自転車の外観を示す側面図である。
【図２】図１に示す電動アシスト自転車を前方から見た場合のステアリング部の外観構造を示す一部省略正面図である。
【図３】図２に示すステアリング部の内部構造を示す部分断面図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ’線断面図である。
【図５】従来の電動アシスト自転車の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１……メインフレーム、２……前輪部、３……後輪部、４……フロントフォーク、５……ステアリング主軸、６……サドル、７……サドル軸、８……ペダル、９……駆動スプロケット、１０……従動スプロケット、１１……チェーン、１２……ハンドル、１３……ハンドル軸、１４……駆動ユニット、１５……制御ユニット、１６……ケーブル、２１……受け部、２２……押え部、２３、２４……ボールベアリング。
【図１】
2004306913.tif 000003
【図２】
2004306913.tif 000004
【図３】
2004306913.tif 000005
【図４】
2004306913.tif 000006
【図５】
2004306913.tif 000007