JP2011025765A - Folding type power-assisted bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ペダルによる踏力を伝達する人力駆動系と、電動ユニットによる動力を伝達するモータ駆動系とを有する折りたたみ式電動補助自転車の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a foldable battery-assisted bicycle having a human-powered drive system that transmits pedaling force by a pedal and a motor drive system that transmits power by an electric unit.
従来、ペダルによる踏力を車輪に伝達する人力駆動系の人力駆動部と、電動ユニットの動力を車輪に伝達するモータ駆動系の電動駆動部とを有する電動補助自転車が開発され、収納の利便性等を考慮して車体を折りたたむ構成としたものが提案されている。 Conventionally, a battery-assisted bicycle has been developed that has a human-powered drive unit that transmits pedaling force to the wheels and a motor-driven drive unit that transmits the power of the electric unit to the wheels. A configuration in which the vehicle body is folded in consideration of the above has been proposed.
そして、折りたたみの構成としては、前車輪を有する前フレームと後車輪を有する後フレームとをリンク機構により回動自在に連結し、収納時には前後フレームを、リンク機構を中心に回動して折りたたみ、折りたたんだ状態では、前後の車輪と、後フレーム前端下方に形成した脚部との３点にて支持する構成が一般に用いられている。 And as a folding configuration, the front frame having the front wheels and the rear frame having the rear wheels are rotatably connected by the link mechanism, and the front and rear frames are folded around the link mechanism when folded. In the folded state, a configuration is generally used in which the front and rear wheels are supported at three points, that is, the legs formed below the front end of the rear frame.
一方、モータ駆動系の電動駆動部としては、電動機を、後車輪のハブ内に配設して直接後車輪を駆動するもの（特許文献１）、前車輪のハブ内に配設して直接前車輪を駆動するもの（特許文献２）及び人力が作用するペダル近傍に配設されて人力駆動系に動力駆動系の動力を作用させるもの（特許文献３）がそれぞれ提案されている。 On the other hand, as an electric drive part of a motor drive system, an electric motor is disposed in a hub of a rear wheel and directly drives a rear wheel (Patent Document 1), and is disposed in a hub of a front wheel and directly in front. A device that drives a wheel (Patent Document 2) and a device that is disposed in the vicinity of a pedal on which human power acts and that causes the power of the power drive system to act on the human power drive system (Patent Document 3) have been proposed.
特許文献１の構成においては、モータ駆動系の電動機を後車輪に配設し、バッテリーをサドルの下方に配設しているため、折りたたんだ状態では、後フレーム側にのみ重量物が集中する。折りたたんだ状態では、前後の車輪と後フレーム前方の脚部との３点で起立状態に保持されるため、前フレーム側への転倒の危険性はないものの、後フレームに対して前フレームとは反対側へ転倒しやすくなる問題がある。 In the configuration of Patent Document 1, since the motor drive system motor is disposed on the rear wheel and the battery is disposed below the saddle, heavy objects are concentrated only on the rear frame side in the folded state. In the folded state, the front frame is held up at the three points of the front and rear wheels and the front leg part of the rear frame, so there is no risk of falling to the front frame side. There is a problem that it tends to fall to the other side.
この問題を解決するために、折りたたんだ状態で前後フレームが前フレーム側に傾くように、前後フレームを回動自在に支持するリンク機構の回動軸を傾斜させるように構成することが考えられるが、回動軸に負荷がかかり、耐久性に問題が生じる畏れがある。 In order to solve this problem, it can be considered that the pivot shaft of the link mechanism that rotatably supports the front and rear frames is tilted so that the front and rear frames tilt toward the front frame in a folded state. There is a possibility that a load is applied to the rotating shaft and a problem occurs in durability.
特許文献２の構成においては、モータ駆動系の電動機を前車輪に配設し、バッテリーを後車輪上方の荷台に配設している。この構成では、折りたたんだ状態では、重力物が前フレームと後フレームに分割されるため、前フレーム側或いは後フレーム側（上方から見て前後フレームの鉛直線方向に対して交差する方向）への安定性は向上するが、リンク機構側が前後車輪側に比較して極めて軽量化するため、リンク機構側が浮き上がる方向に外力が作用した際に容易に転倒する畏れがある。 In the configuration of Patent Document 2, an electric motor of a motor drive system is arranged on the front wheel, and a battery is arranged on the loading platform above the rear wheel. In this configuration, in a folded state, the gravitational object is divided into the front frame and the rear frame, so that the front frame side or the rear frame side (direction intersecting the vertical line direction of the front and rear frames when viewed from above) Although stability is improved, the link mechanism side is significantly lighter than the front and rear wheels, so that when the external force is applied in the direction in which the link mechanism side is lifted, the link mechanism side may easily fall over.
特許文献３の構成においては、モータ駆動系の電動機及びバッテリーがサドルの下方に位置している。この構成では、折りたたんだ状態では、後フレーム側にのみ重量物が集中するため、特許文献１と同様に、後フレームに対して前フレームとは反対側へ転倒しやすくなると共に、リンク機構側に重量物が集中するため、脚部に負荷がかかり、脚部の耐久性に問題が生じる。脚部の剛性を向上させることも考えられるが、脚部は、本来自転車としての機能には不必要なものであり、脚部の剛性を向上させることによるコストアップの負担を使用者に強いるのは不合理である。 In the configuration of Patent Document 3, the motor and battery of the motor drive system are located below the saddle. In this configuration, in the folded state, since heavy objects concentrate only on the rear frame side, as in Patent Document 1, it is easy to fall to the opposite side of the front frame with respect to the rear frame, and on the link mechanism side. Since heavy objects are concentrated, a load is applied to the leg portion, causing a problem in durability of the leg portion. Although it is conceivable to improve the rigidity of the leg, the leg is essentially unnecessary for the function as a bicycle, and it imposes the burden of increasing the cost by improving the rigidity of the leg on the user. Is irrational.
本発明は、上記各特許文献の問題点に鑑みてなされたもので、折りたたみ状態で安定に起立状態を保持し得る折りたたみ式電動補助自転車を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the problem of said each patent document, and makes it a subject to provide the folding-type battery-assisted bicycle which can hold | maintain a standing state stably in a folding state.
本発明の折りたたみ式電動補助自転車は、前車輪を有する前フレームと、後車輪を有する後フレームと、該後フレームの後車輪軸より前方に配置され、サドルを支持するシートパイプと、前記前フレームと後フレームとを使用状態と折りたたみ状態とに回動可能に連結するリンク機構と、ペダルによる踏力を前記後輪に伝達する人力駆動系の駆動部と、バッテリーの動力により駆動するモータ駆動系の電動駆動部とを有し、前記電動駆動部の電動機部を前車輪のハブ内に配設すると共に、前記バッテリーをシートパイプ近傍に配置したことを特徴とする。 A foldable battery-assisted bicycle according to the present invention includes a front frame having a front wheel, a rear frame having a rear wheel, a seat pipe disposed in front of the rear wheel shaft of the rear frame and supporting a saddle, and the front frame. A link mechanism that pivotally connects the rear frame and the rear frame to a use state and a folded state, a human-powered drive system that transmits pedaling force to the rear wheels, and a motor drive system that is driven by the power of the battery And an electric drive part, wherein the electric motor part of the electric drive part is arranged in a hub of a front wheel, and the battery is arranged in the vicinity of a seat pipe.
本発明によると、折りたたみ状態で、電動駆動部とバッテリーが分散配置されるので、折りたたみ状態におけるバランスを向上させることができ、不用意な転倒を抑制することができる等の効果を奏する。 According to the present invention, since the electric drive unit and the battery are dispersedly arranged in the folded state, the balance in the folded state can be improved, and an inadvertent falling can be suppressed.
本発明の実施の形態を図面に示す折りたたみ式電動補助自転車に基づいて以下に詳述する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below based on a folding battery-assisted bicycle shown in the drawings.
１は前フレームで、該前フレーム１の前端部分には、前ホーク２や前車輪軸３などを介して前車輪４が支持されると共に、ハンドルステム５などを介してハンドル６が設けられている。前記ハンドルステム５は上下２分割に構成され、上下のハンドルステム５間に介在されるリンク機構７により、後述する折りたたみ状態で、ハンドル６が前フレーム１に対して後述する後フレーム７とは反対側に折りたたみ可能に連結されている。 Reference numeral 1 denotes a front frame, and a front wheel 4 is supported at a front end portion of the front frame 1 via a front fork 2 and a front wheel shaft 3 and a handle 6 is provided via a handle stem 5 and the like. Yes. The handle stem 5 is divided into upper and lower parts, and the handle 6 is opposite to the rear frame 7 described later with respect to the front frame 1 in a folded state described later by a link mechanism 7 interposed between the upper and lower handle stems 5. It is foldably connected to the side.
８は前記前フレーム１の後部に後述のリンク機構１３により連結される後フレームで、該後フレーム８の後端部分には、後車輪軸９などを介して後車輪１０が支持されると共に、前側部分には、サドル１１を支持するシートパイプ１２が設けられている。 8 is a rear frame connected to the rear portion of the front frame 1 by a link mechanism 13 which will be described later. A rear wheel 10 is supported on a rear end portion of the rear frame 8 via a rear wheel shaft 9 and the like. A seat pipe 12 that supports the saddle 11 is provided in the front portion.
１３は前記前フレーム１と後フレーム７とを連結するリンク機構で、両フレームを使用状態と折りたたみ状態との間を回動可能とすると共に、使用状態に選択的に保持する機構（図示せず）を具備している。前記リンク機構１３は、回動軸１４を図１に示すように本実施形態の折りたたみ式電動補助自転車を上方から見て後フレーム８の左側に配設されており、図１に示すように前記後フレーム７に対して前フレーム１を折りたたんだ状態で、前フレーム１が後フレーム７の左側に回動するように構成されている。 13 is a link mechanism that connects the front frame 1 and the rear frame 7, and is a mechanism (not shown) that enables both the frames to be rotated between the use state and the folded state and that is selectively held in the use state. ). As shown in FIG. 1, the link mechanism 13 is disposed on the left side of the rear frame 8 when the folding-type battery-assisted bicycle according to this embodiment is viewed from above as shown in FIG. The front frame 1 is configured to rotate to the left side of the rear frame 7 with the front frame 1 folded with respect to the rear frame 7.
前記リンク機構１３の回動軸１４は、図１に示すように、該回動軸１４と前記前車輪軸３との距離Ａと、回動軸１４と前記後車輪軸９との距離Ｂとの関係が、Ａ＜Ｂとなるように構成され、前記後車輪軸９が後述する前車輪１のカバー体２２に接触しないように構成されている。 As shown in FIG. 1, the rotation shaft 14 of the link mechanism 13 includes a distance A between the rotation shaft 14 and the front wheel shaft 3 and a distance B between the rotation shaft 14 and the rear wheel shaft 9. Is configured such that A <B, and the rear wheel shaft 9 is configured not to contact a cover body 22 of the front wheel 1 described later.
１５は前記後フレーム８の前方下部に設けられた脚部で、図２に示すように、前記前フレーム１と後フレーム８とを折りたたんだ状態で床面に接地し、折りたたみ状態での後フレーム８前方側の脚部となり、使用状態では、図３に示すように、地面に対して十分な間隔を有するように構成されている。 Reference numeral 15 denotes a leg portion provided at a lower front portion of the rear frame 8, and as shown in FIG. 2, the front frame 1 and the rear frame 8 are grounded to the floor surface in a folded state, and the rear frame in the folded state is disposed. 8 leg portions on the front side, and in a use state, as shown in FIG.
前記後フレーム８の前部寄りの位置には、シートパイプ１２の下方位置に、左右方向にクランクシャフト１６が回動可能に設けられ、このクランクシャフト１６に取り付けられた図示しないフロントスプロケットと後車輪軸９に取り付けられた図示しないリヤスプロケットとの間にチェーン１７が掛けられている。前記クランクシャフト１６の両端にはクランク１８が設けられ、該クランク１８にはペダル１９が設けられている。前記クランクシャフト１６、フロントスプロケット、リヤスプロケット、チェーン１７、クランク１８及びペダル１９により人力駆動系の人力駆動部を構成している。 A crankshaft 16 is provided at a position near the front portion of the rear frame 8 at a position below the seat pipe 12 so as to be rotatable in the left-right direction. A front sprocket and a rear wheel (not shown) attached to the crankshaft 16 are provided. A chain 17 is hung between a rear sprocket (not shown) attached to the shaft 9. A crank 18 is provided at both ends of the crankshaft 16, and a pedal 19 is provided on the crank 18. The crankshaft 16, the front sprocket, the rear sprocket, the chain 17, the crank 18 and the pedal 19 constitute a human power drive unit of a human power drive system.
２０は前記前車輪４の前車輪軸３に設けられるハブで、内部に電動機及び遊星歯車機構からなる電動機部（いずれも図示せず）を内蔵している。２１は前記シートパイプ１２の後部に着脱自在に装着されるバッテリーで、前記ペダル１９に加わる踏力を検出する踏力検出部の出力に基づいてマイコン等を含む制御部（いずれも図示せず）が前記バッテリー２１の出力により電動機部を駆動するようになっている。前記電動機部、バッテリー２１、踏力検出部及び制御部により前記前車輪４を駆動制御するモータ駆動系の電動駆動部を構成している。 Reference numeral 20 denotes a hub provided on the front wheel shaft 3 of the front wheel 4 and incorporates therein an electric motor unit (not shown) including an electric motor and a planetary gear mechanism. A battery 21 is detachably attached to the rear portion of the seat pipe 12, and a control unit (not shown) including a microcomputer or the like based on the output of the pedal force detection unit that detects the pedal force applied to the pedal 19 The electric motor unit is driven by the output of the battery 21. The electric motor part, the battery 21, the treading force detection part, and the control part constitute an electric drive part of a motor drive system that drives and controls the front wheel 4.
２２は図３に示すように本実施形態の折りたたみ式電動自転車の前記前車輪４の左側に設けられる合成樹脂製のカバー体で、前記前車輪軸３から前車輪軸３近傍の前ホーク２に亘って形成され、前記電動機部への図示しない配線部を保護するようになっている。 As shown in FIG. 3, a synthetic resin cover body 22 is provided on the left side of the front wheel 4 of the folding electric bicycle according to the present embodiment, and extends from the front wheel shaft 3 to the front fork 2 near the front wheel shaft 3. The wiring portion (not shown) to the electric motor portion is protected.
次に、本実施形態の折りたたみ式電動補助自転車の折りたたみ方法について以下に説明する。尚、以下、後フレーム７を移動させず、前フレーム１を後フレーム７に対して回動させるように説明するが、本説明によって本発明を限定するものではない。 Next, the folding method of the folding type battery-assisted bicycle according to this embodiment will be described below. In the following description, the rear frame 7 is not moved and the front frame 1 is rotated with respect to the rear frame 7. However, the present invention is not limited to this description.
リンク機構１３の回動軸１４を支点として、後フレーム８に対して前フレーム１を左方向に回動する。この状態では、図１に示す如く、前フレーム１のカバー体２２は後フレーム８の後車輪軸９よりリンク機構１３側の後車輪軸９に当接しない位置に位置しており、カバー体２２が後車輪軸９への接触により破損することがないと共に、前後フレーム１、８により囲まれるため、電動補助自転車の折りたたみ状態で転倒した際でも、カバー体２２が破損する畏れを抑制することができる。 The front frame 1 is rotated leftward with respect to the rear frame 8 with the rotation shaft 14 of the link mechanism 13 as a fulcrum. In this state, as shown in FIG. 1, the cover body 22 of the front frame 1 is located at a position that does not contact the rear wheel shaft 9 on the link mechanism 13 side from the rear wheel shaft 9 of the rear frame 8. Is not damaged by contact with the rear wheel axle 9 and is surrounded by the front and rear frames 1, 8, so that the cover body 22 can be prevented from being damaged even when it falls over in the folded state of the battery-assisted bicycle. it can.
さらに、この状態で、ハンドルフレーム５を、リンク機構７によりハンドル６が前フレーム１に対して後フレーム８とは反対側に位置するように回動する。カバー体２２は前フレーム１の後フレーム８側に位置しているので、ハンドル６を折りたたんだ状態で移動する際等にハンドル６が動揺してもハンドル６がカバー体２２に接触することはなく、カバー体２２の破損を防止することができる。 Further, in this state, the handle frame 5 is rotated by the link mechanism 7 so that the handle 6 is positioned on the side opposite to the rear frame 8 with respect to the front frame 1. Since the cover body 22 is located on the rear frame 8 side of the front frame 1, the handle 6 does not come into contact with the cover body 22 even when the handle 6 is shaken when the handle 6 is moved in a folded state. Further, it is possible to prevent the cover body 22 from being damaged.
電動補助自転車を折りたたんだ状態では、前後フレーム１、８及び折りたたんだハンドルフレーム５を図示しないベルト等により締結する、或いは、収納袋に収納し、折りたたんだ状態において電動補助自転車の前後フレーム１、８及びハンドル６が回動するのを阻止することが運搬上、或いは収納上好ましい。 When the battery-assisted bicycle is folded, the front and rear frames 1 and 8 and the folded handle frame 5 are fastened by a belt (not shown) or the like, or stored in a storage bag and folded in the folded state. Further, it is preferable in terms of transportation or storage to prevent the handle 6 from rotating.
折りたたんだ状態では、前後車輪４、１０及び脚部１５が接地して起立状態に保持される。重量物である電動機部とバッテリー２１は、それぞれ前車輪４のハブ２０内、シートパイプ１２の後方位置に配置され、前フレーム１と後フレーム８に分散配置されるので、図１に示すように折りたたんだ状態を上方から見て、前フレーム１方向及び後フレーム８方向（前後フレーム１、８の鉛直線方向に対して交差する方向）に安定して起立状態を保持することができる。 In the folded state, the front and rear wheels 4, 10 and the leg 15 are grounded and held in an upright state. As shown in FIG. 1, the heavy-duty electric motor unit and the battery 21 are respectively disposed in the hub 20 of the front wheel 4 and the rear position of the seat pipe 12 and are distributed in the front frame 1 and the rear frame 8. When the folded state is viewed from above, the standing state can be stably maintained in the direction of the front frame 1 and the direction of the rear frame 8 (direction intersecting the vertical direction of the front and rear frames 1 and 8).
また、バッテリー２１は、後フレーム８の後車輪軸９よりも前方側に位置するので、脚部１５側に加重が加わり、重量物である電動機部とバッテリー２１の荷重は、折りたたんだ状態で接地する前後車輪４、１０側と脚部１５側に分散され、リンク機構１３側が浮き上がる方向に対しても安定して起立状態を保持することができると共に、脚部１５に加わる荷重を軽減させて不必要に脚部１５の強度を向上させる必要をなくすことができる。 Further, since the battery 21 is located on the front side of the rear wheel shaft 9 of the rear frame 8, a load is applied to the leg portion 15 side, and the load of the heavy electric motor portion and the battery 21 is grounded in a folded state. The front and rear wheels 4 and 10 and the leg 15 side are dispersed, and the link mechanism 13 side can be stably kept upright even in the direction in which the link mechanism 13 is lifted, and the load applied to the leg 15 is reduced and reduced. The need to improve the strength of the leg portion 15 can be eliminated.
本発明は、折りたたみ式の電動補助自転車に利用可能である。 The present invention can be used for a folding battery-assisted bicycle.
１ 前フレーム
４ 前車輪
６ ハンドル
８ 後フレーム
１０ 後車輪
１１ サドル
１２ シートパイプ
１３ リンク機構
１５ 脚部
２０ ハブ
２１ バッテリー
1 Front frame 4 Front wheel 6 Handle 8 Rear frame 10 Rear wheel 11 Saddle 12 Seat pipe 13 Link mechanism 15 Leg 20 Hub 21 Battery
Claims (1)
前記電動駆動部の電動機部を前車輪のハブ内に配設すると共に、前記バッテリーをシートパイプ近傍に配置したことを特徴とする折りたたみ式電動補助自転車。 A front frame having a front wheel, a rear frame having a rear wheel, a seat pipe disposed in front of a rear wheel shaft of the rear frame and supporting a saddle, and the front frame and the rear frame in a used state and a folded state A link mechanism that is pivotably connected to each other, a human-powered drive system that transmits pedaling force to the rear wheels, and an electric drive unit that is driven by the power of the battery.
A foldable battery-assisted bicycle according to claim 1, wherein the electric motor part of the electric drive part is arranged in a hub of a front wheel, and the battery is arranged in the vicinity of a seat pipe.
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