(57)【要約】【課題】自転車フレームの固定角度のばらつきに依らず、バッテリを装着することができる電動アシスト自転車を提供する。【解決手段】上端に座部が配設されるシートチューブ５と、シートチューブ５の下部に接合され、後方へ延出すると共に、後端側で後輪８を保持するチェーンステイ７と、前輪３又は後輪８を駆動する電動機と、シートチューブ５と後輪８との間に配設されるバッテリ３６と、バッテリ３６の下部を保持する下部固定装置３０と、バッテリ３６の上部を保持する上部固定装置とを備え、シートチューブ５とチェーンステイ７のどちらか一方に配設される支持軸２２と、他方に配設される調節固定部２４とを有し、下部固定装置３０は、一端側が支持軸２２により回動自在に支持され、他端側が調節固定部２４を介して固定角度調節可能に固定される受板１６と、受板１６に固定され、バッテリ３６の下部を保持するバッテリホルダ２９とから構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端にハンドルが設けられ、下端に前輪が配設されるフロントパイプと、該フロントパイプを回動自在に保持し、後方へ延出するメインフレームと、該メインフレームの後端に接合され、上方斜め後方に延出すると共に、上端に座部が配設されるシートチューブと、該シートチューブの下部に接合され、後方へ延出すると共に、後端側で後輪を保持する一対のチェーンステイと、前記前輪又は後輪を駆動する電動機と、前記シートチューブと前記後輪との間に配設され、前記電動機に給電するバッテリと、前記バッテリの下部を保持する下部固定装置と、前記バッテリの上部を保持する上部固定装置とを備え、
前記シートチューブと前記チェーンステイのどちらか一方に配設される支持軸と、他方に配設される調節固定部とを有し、
前記下部固定装置は、一端側が前記支持軸により回動自在に支持され、他端側が前記調節固定部を介して固定角度調節可能に固定される受板と、該受板に固定され、前記バッテリの下部を保持するバッテリホルダとから構成されることを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記調節固定部と前記受板のどちらか一方に、前記支持軸を中心とした円弧状の長孔を形成することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項３】
前記バッテリホルダは、前記バッテリの下部が挿入される凹部の外側壁に切込部を形成し、
前記バッテリは、下部に前記バッテリホルダの切込部に係止する枢支軸を形成し、上部に前記枢支軸の突出方向と直交する方向に係合溝を形成すると共に、該係合溝内に突起部を形成し、
前記バッテリの上部を固定する上部固定装置には、前記バッテリの係合溝内の突起部に係脱自在に係合する係合爪部を設けることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動アシスト自転車や電動二輪車等の電動車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動車両として、例えば特許文献１に示される電動アシスト自転車が知られている。特許文献１の電動アシスト自転車は、シートチューブ下部に、ペダルを備えたクランク軸が配設され、後輪にハブモータが配設されている。クランク軸には、踏力を検出するトルクセンサが備えられており、検出した踏力に応じて、ハブモータを駆動させ、電動アシスト自転車の走行をアシストするようになっている。
【０００３】
特許文献１の電動アシスト自転車は、ハブモータに電力を供給するバッテリがシートチューブと後輪との間に、シートチューブと略平行に配置されている。バッテリを所定位置に固定するために、バッテリの下部を固定する下部固定装置と、バッテリの上部を固定する上部固定装置が設けられている。
【０００４】
下部固定装置は、シートチューブとチェーンステイとに溶接固定される受板と、この受板上に固定されるバッテリホルダとから構成され、バッテリは、下部をバッテリホルダに引っ掛けた状態で、下部を基点として車幅方向に回動し、上部を上部固定装置であるロック機構を有する取付部により固定するようになっている。
【０００５】
また、特許文献１の電動アシスト自転車は、ハブモータが後輪に配設されているが、前輪に配設される構成も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３１４９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自転車フレームは高い強度が求められるため、特許文献１の電動アシスト自転車は、シートチューブとチェーンステイとが溶接によって接合されている。溶接する際には、シートチューブとチェーンステイは夫々治具により固定した状態で溶接するが、接合部分が溶接による熱の影響や製造誤差の影響等により変形する場合があった。そのため、シートチューブとチェーンステイとを精度良く接合することが困難であり、シートチューブとチェーンステイとの固定角度にばらつきが生じていた。
【０００８】
バッテリホルダは、シートチューブとチェーンステイとに固定された受板に固定され、バッテリホルダに装着されたバッテリがシートチューブに対して略平行に保持されるように装着される必要がある。
【０００９】
しかしながら、上述した通り、シートチューブとチェーンステイとの固定角度にばらつきが生じるため、受板がシートチューブに対して所定の角度に固定できない場合があり、著しい場合には、バッテリ上端がシートチューブに当接してバッテリを装着できない自転車フレームとなることがあり、自転車フレームの歩留まりが悪い問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題を鑑み、自転車フレームの固定角度のばらつきに依らず、バッテリを装着することができる電動アシスト自転車を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上端にハンドルが設けられ、下端に前輪が配設されるフロントパイプと、該フロントパイプを回動自在に保持し、後方へ延出するメインフレームと、該メインフレームの後端に接合され、上方斜め後方に延出すると共に、上端に座部が配設されるシートチューブと、該シートチューブの下部に接合され、後方へ延出すると共に、後端側で後輪を保持する一対のチェーンステイと、前記前輪又は後輪を駆動する電動機と、前記シートチューブと前記後輪との間に配設され、前記電動機に給電するバッテリと、前記バッテリの下部を保持する下部固定装置と、前記バッテリの上部を保持する上部固定装置とを備え、前記シートチューブと前記チェーンステイのどちらか一方に配設される支持軸と、他方に配設される調節固定部とを有し、前記下部固定装置は、一端側が前記支持軸により回動自在に支持され、他端側が前記調節固定部を介して固定角度調節可能に固定される受板と、該受板に固定され、前記バッテリの下部を保持するバッテリホルダとから構成されることを特徴とする。
【００１２】
前記調節固定部と前記受板のどちらか一方に、前記支持軸を中心とした円弧状の長孔を形成することが好ましい。
【００１３】
前記バッテリは、下部に前記係合溝の長手方向に対して直交する方向に位置する側面に突設される枢支軸と、上面に形成される係合溝とを有し、該係合溝内には、係止面を有する突起部が形成され、前記バッテリホルダは、前記枢支軸を係止して前記バッテリを車幅方向へ回動自在に保持する切込部を有し、前記上部固定装置は、前記シートチューブ上部の後輪側に配設されると共に、前記突起部の係止面を係止して前記バッテリ上部を保持する係合爪部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１または請求項２によると、受板はシートチューブに対する固定角度を調節可能に構成されるため、自転車フレームの固定角度のばらつきに依らず、バッテリを装着することができる等の効果を奏する。
【００１５】
請求項３によると、受板はシートチューブに対する固定角度を調節可能に構成されるため、係合爪部と係合溝との嵌合位置がずれることがなく、バッテリの取付不良を防止することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における電動アシスト自転車を示す側面図である。
【図２】同要部を示し、バッテリ及びバッテリホルダを省略した側面図である。
【図３】同要部を示し、受板１６の取付位置を説明する側面図である。
【図４】同中空スリーブ２１と、調節固定部２４との取付位置を説明する側面図である。
【図５】同受板の側面図である。
【図６】同受板を取り付けた状態の上面図である。
【図７】同バッテリホルダ２９の斜視図である。
【図８】同バッテリホルダ２９を取り付けた状態の上面図である。
【図９】同バッテリの斜視図である。
【図１０】同バッテリと、上部固定装置及び下部固定装置とを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態を図１乃至図１０に基づいて以下に詳述する。
【００１８】
図１に示すように、１は上端にハンドル２が設けられ、下端に前輪３が配設されるフロントパイプ、４は前記フロントパイプ１を回動自在に保持するメインフレームで、後方へ延出している。５は前記メインフレーム４の後端に溶接され、上方斜め後方に延出するシートチューブで、上端に座部としてサドル６が配設されている。７は前記シートチューブ５の下部に溶接され、後方へ延出する一対のチェーンステイで、後端側で後輪８を保持している。９は一端が前記シートチューブ５上部に溶接されるシートステイで、他端が前記チェーンステイ７後端に接続されている。前記フロントパイプ１と、前記メインフレーム４と、前記シートチューブ５と、前記チェーンステイ７と、前記シートステイ９とで自転車フレームを構成している。
【００１９】
１０は前記シートチューブ５下端に車幅方向に貫通するクランク軸で、該クランク軸１０にはペダル１１と、チェーンリング１２とが配設されている。１３は前記後輪８の回転軸に備えられるスプロケットで、該スプロケット１３と前記チェーンリング１２とにチェーン１４が架設されている。この構成により、ペダル１１を漕ぐことで、チェーン１４を介して、チェーンリング１２の回転がスプロケット１３に伝達され、後輪８が回転するようになっている。
【００２０】
１５は前記前輪３に配設されるハブモータで、前記クランク軸１０に設けたトルクセンサにより前記ペダル１１を介して伝わる踏力に応じて図示しない制御回路によって制御され、人力による走行をアシストすることができるようになっている。
【００２１】
１６は前記シートチューブ５と前記後輪８との間に配設される受板である。前記受板１６の一端側には、略中央に切欠部１７と、該切欠部１７の両側に位置するカール形状の係止部１８とが形成されている。前記受板１６の他端側には、両側に上方へ延出するアーム部１９が形成され、該アーム部１９に固定孔２０が形成されている。
【００２２】
図３及び図４に示すように、前記シートチューブ５には、シートチューブ５下部の後輪８側で、且つ前記チェーンステイ７よりも上方位置に、長手方向が車幅方向を向く略円筒形状の中空スリーブ２１が溶接されている。前記中空スリーブ２１の長手方向の長さは、前記受板１６の切欠部１７が遊嵌可能な長さであり、前記中空スリーブ２１に前記受板１６の切欠部１７が遊嵌した状態で、前記中空スリーブ２１と前記係止部１８とにボルトからなる支持軸２２が挿通される。２３は前記支持軸２２に螺合されるナットである。この構成により、受板１６は、一端側が支持軸２２により、シートチューブ５に対して回動自在に支持されるようになっている。
【００２３】
２４は前記チェーンステイ７前側上部に配設される調節固定部で、前記受板１６の他端側の側面に対応して位置しており、前記アーム部１９と対向する両側面２５に、前記アーム部１９の固定孔２０に対応する位置に長孔２６が形成されている。前記長孔２６は、前記受板１６の一端側を回動中心とした上下方向の回動に沿う円弧状の開口となっている。前記受板１６と前記調節固定部２４とは、受板１６がシートチューブ５と略直交する位置になるように、前記長孔２６と前記固定孔２０に挿通されるネジ２７と、ナット（図示せず）からなる固定部材を用いて固定される。この構成により、長孔２６と固定孔２０にネジ２７を挿通させた状態で受板１６を回動させることができるため、シートチューブ５と受板１６との固定角度を調節することができるようになっている。
【００２４】
２９は前記受板１６の上面に固定されるバッテリホルダで、該バッテリホルダ２９と前記受板１６とで後述するバッテリ３６の下部を固定する下部固定装置３０を構成している。図７に示すように、前記バッテリホルダ２９は、後述するバッテリの装着部３９が挿入される凹部３１を有し、該凹部３１の外側壁３２は前記チェーンリング１２の反対側の側面を開口しており、上方から見て略コ字状に形成されている。また、シートチューブ５側と後輪８側の外側壁３２である前側外周壁３３と後側外周壁３４とには、後述するバッテリケース３７の装着部３９の枢支軸４０を回動自在に係止する切込部３５が形成されている。
【００２５】
３６は前記シートチューブ５と前記後輪８との間に配設され、前記バッテリホルダ２９に下部が固定されるバッテリで、前記シートチューブ５に対して略平行に位置している。前記バッテリ３６は、縦長の略直方体形状のバッテリケース３７内に充電式電池（図示せず）を内蔵して構成したものである。前記バッテリケース３７は、上端に把持部３８が形成されており、前記バッテリ３６を取り外した際、バッテリ３６を容易に持ち運びできるようになっている。前記バッテリケース３７は、下端に少許細身となった装着部３９が形成されており、前記装着部３９の側面には、前記バッテリホルダ２９の前側外周壁３３と後側外周壁３４に形成された切込部３５に係止される枢支軸４０が突設されている。前記バッテリ３６は、バッテリホルダ２９の外側壁３２の開口から凹部３１に装着部３９を挿入し、外側壁３２の切込部３５に装着部３９の枢支軸４０を係止した状態で、枢支軸４０と切込部３５との係止部分を支点として車幅方向へ回動させることができる。
【００２６】
また、前記バッテリケース３７上面には、車幅方向に係合溝４１が形成されており、該係合溝４１は、前記枢支軸４０と切込部３５との係止部分を支点として回動させる際の回動方向先行側側面を開口し、該開口から後述する上部固定装置４３の係合爪部４４が挿入されるようになっている。前記係合溝４１の内底面には、突起部４２が備えられており、該突起部４２には、前記係合溝４１の開口側から開口とは反対側になるに従って漸次高くなる傾斜面と、前記係合溝４１の開口とは反対側に前記係合溝４１の底面に対して直立する係止面とが形成されている。
【００２７】
４３は前記バッテリ３６の上部を固定する上部固定装置として、前記シートチューブ５上部に配設される取付部で、前記バッテリ３６を前記シートチューブ５に沿う位置まで回動させた際に、前記係合溝４１の開口から係合溝４１内に挿入される位置に、係合爪部４４を有している。前記係合爪部４４は上下動自在に構成され、図示しない付勢部材により下方向へ付勢され、前記取付部４３の係合爪部４４と前記バッテリ３６の突起部４２の係止面とで、バッテリ３６をシートチューブ５に沿う位置で固定するラッチ式のロック機構を構成している。
【００２８】
前記バッテリホルダ２９の凹部３１底面には、接続端子４５が配設されると共に、前記バッテリ３６の底面には図示しない接点が形成されており、バッテリ３６をシートチューブ５に沿う位置まで回動させることで、バッテリ３６の接点と接続端子４５とが電気的に接続する。
【００２９】
而して、本発明の電動アシスト自転車は、メインフレーム４、フロントパイプ１、シートチューブ５、チェーンステイ７及びシートステイ９等を溶接により固定して自転車フレームを構成し、シートチューブ５の後輪８側下部に中空スリーブ２１を溶接固定すると共に、チェーンステイ７の上部側に調節固定部２４を溶接固定する。そして、受板１６の切欠部１７間に中空スリーブ２１を遊嵌させた状態で、中空スリーブ２１と受板１６の係止部１８とに支持軸２２を挿通し、支持軸２２にナット２３を螺合して受板１６の脱落を防止する。
【００３０】
さらに、受板１６他端側のアーム部１９の固定孔２０と調節固定部２４の長孔２６にネジ２７を挿通させ、その状態でシートチューブ５に対して受板１６が垂直となるように調整し、ネジ２７にナット（図示せず）を螺合して受板１６がシートチューブ５に対して垂直となる位置で固定する。そして、受板１６上面にバッテリホルダ２９をネジ固定する。また、シートチューブ５の上部には、上部固定装置である取付部４３をネジ固定する。
【００３１】
バッテリ３６を装着する際には、バッテリケース３７の装着部３９をバッテリホルダ２９の外側壁３２開口から挿入し、装着部３９の枢支軸４０をバッテリホルダ２９の切込部３５に枢支させる。バッテリ３６を車幅方向へシートチューブ５に沿う位置まで回動させると、前記係合爪部４４が前記バッテリ３６の係合溝４１に案内され、前記突起部４２が、前記係合爪部４４を上方へ押し込み、係合爪部４４が突起部４２を乗り越えた後、係合爪部４４が付勢部材の付勢力により下方へ移動する。下方へ移動した係合爪部４４は突起部４２の係止面を係止し、バッテリ３６をシートチューブ５に沿う位置で固定する。バッテリ３６がシートチューブ５に沿う位置で固定されると、バッテリ３６底面の接点とバッテリホルダ２９内の接続端子４５とが当接し、バッテリ３６から制御回路及びハブモータ１５へ電力が供給される。
【００３２】
また、前記取付部４３には、キー差込口４６を備えており、キーを差し込み回転させることで、前記係合爪部４４が付勢力に反して、上方へ押し上げられ、突起部４２の係止面との係合が外れるため、ロック機構のロックを解除される。その状態で、バッテリ３６をチェーンリング１２の反対側に倒し、バッテリホルダ２９からバッテリ３６を引き抜くことで、バッテリホルダ２９からバッテリ３６を取り外すことができる。
【００３３】
以上の構成により、本発明の電動アシスト自転車は、シートチューブ５とチェーンステイ７との固定角度にばらつきが生じた場合でも、シートチューブ５に対する受板１６の固定角度を調節することにより、受板１６をシートチューブ５に対して略直角に取り付けることができ、バッテリ３６を、シートチューブ５に対して略平行に保持させることができる。従って、バッテリ３６がシートチューブ５に当接したり、上部固定装置である取付部４３の係合爪部４４とバッテリ３６上面の係合溝４１との嵌合位置がずれるなどによるバッテリの取付不良が生じたりすることを防止できる。
【００３４】
尚、本発明の実施形態では、支持軸２２をシートチューブ５、調節固定部２４をチェーンステイ７に配設する構成としているが、支持軸２２をチェーンステイ７、調節固定部２４をシートチューブ５に配設する構成としてもよい。また、受板１６のアーム部１９に固定孔２０を形成し、調節固定部２４に長孔２６を形成する構成としているが、受板１６のアーム部１９に長孔２６を形成し、調節固定部２４に固定孔２０を形成する構成としても良く、さらに、受板１６のアーム部１９と調節固定部２４の両方に長孔２６を形成しても良い。
【００３５】
さらに、人力による走行をアシストする電動機として、前輪３にハブモータ１５を配設する構成としているが、その他の構成、例えば、後輪８にハブモータを配設する構成であってもよい。また、前輪３又は後輪８を駆動する電動機として、ハブモータ以外の電動式駆動源を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、電動アシスト自転車や電動二輪車等の電動車両に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１    フロントパイプ
２    ハンドル
３    前輪
４    メインフレーム
５    シートチューブ
６    サドル
７    チェーンステイ
８    後輪
９    シートステイ
１０  クランク軸
１１  ペダル
１２  チェーンリング
１３  スプロケット
１４  チェーン
１５  ハブモータ
１６  受板
１７  切欠部
１８  係止部
１９  アーム部
２０  固定孔
２１  中空スリーブ
２２  支持軸
２３  ナット
２４  調節固定部
２５  側面
２６  長孔
２７  ネジ
２９  バッテリホルダ
３０  下部固定装置
３１  凹部
３２  外側壁
３３  前側外周壁
３４  後側外周壁
３５  切込部
３６  バッテリ
３７  バッテリケース
３８  把持部
３９  装着部
４０  枢支軸
４１  係合溝
４２  突起部
４３  取付部
４４  係合爪部
４５  接続端子
４６  キー差込口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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