JP3552620B2 - 電動式自転車 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はバッテリーの装着構造に改良を加えた電動式自転車に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電動式自転車のバッテリーの取付構造としては、特開平9−226653号公報に記載されているような、バッテリーベースをダウンチューブに沿って固定し、このバッテリーケースにバッテリー本体の下端を取り付け、この下端を揺動中心としてバッテリー本体を下方向に揺動させてバッテリーケースにバッテリー本体を装着する構造、特開平10−109680号公報の図1に記載されているような、バッテリー本体をシートパイプに沿ってその前部に取り付ける構造などが挙げられる。
【0003】
上述した構造では、運転者が電動式自転車に乗ろうとする際に、バッテリー本体が邪魔になる。そこで、特開平10−109680号公報の図5に記載されているように、バッテリー本体をシートパイプに沿ってその後部に取り付ける、すなわち、バッテリーベースとバッテリー本体とからなるバッテリーユニットをシートパイプと後輪ドロヨケとの間に取り付ける構造が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、バッテリー本体はかなり大型であるため、バッテリーユニットをシートパイプと後輪ドロヨケとの間に取り付ける場合には、バッテリー本体がどうしても2本の平行なシートステイの間を上方向に突き出してしまう。そのため、バッテリー本体をバッテリーベースに着脱させる際には、バッテリー本体を2本の平行なシートステイの間を通過させながら上下方向に移動させざるを得ない。
【0005】
上述の構造では、バッテリー本体をバッテリーベースからはずす際にバッテリー本体の下端がシートステイより上方になるまで引き上げなくてはならないだけでなく、バッテリー本体の重量は約5Kg程度であるため、上方向に引き上げるのがつらいという問題がある。
【0006】
これを解決するために、バッテリー本体の下端を揺動中心としてバッテリー本体を左右に揺動させてバッテリーベースに着脱することも提案されている。しかし、この場合においても、取り扱いやすさは改善されたものの、バッテリー本体の大きさは従来通りであるため、バッテリーベースがシートステイから上方向に突き出している。
【0007】
普通の自転車にはこのようなシートステイから上方向に突き出しているバッテリーは存在しないため、このように、バッテリーがシートステイから上方向に突き出していると、いかにも「電動式自転車」であるというイメージを払拭できない。また、大型のバッテリーは重量感を想起させるため、電動式自転車は重いというイメージも残っている。実際、バッテリーがシートステイから上方向に突き出している電動式自転車の重量は約30Kg程度であり、普通の自転車(約15Kg)と比較して実に重い。
【0008】
さらに、バッテリー本体の下端を揺動中心としてバッテリー本体を左右に揺動させてバッテリーベースに着脱する構造であっても、バッテリー本体自体が非常に大型であるため、バッテリーベースに取り付けるのが難しいという問題がある。また、シートステイ近傍でのバッテリーベースの構造が複雑になっているため、電動式自転車には普通の自転車に用いられるサークル鍵を用いることができない。このため、電動式自転車には特殊構造を有するサークル鍵が用いられていたが、この特殊なサークル鍵は高価であるという問題があった。
【0009】
本発明は上記課題を解決するためになされ、シートポストの後方に装着されるバッテリー本体を小型化することにより、見た目を普通の自転車と同じようにして、「重そうな電動式自転車である」というイメージを払拭すると共に、実際に重量を軽くし、さらにバッテリー本体を電動式自転車に装着し易くすると共に、バッテリー本体を電動式自転車に装着している状態でも電動式自転車の清掃等のメンテナンスを容易に行うことができる電動式自転車およびそのバッテリーの装着構造を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明に係る電動式自転車は、サドル(11)から下方に延び出るシートポスト(12)が上端から内嵌され、左右1対のペダル(13)に挟まれたクランク軸が内挿されるハンガ部(14)に下端が固定されているシートパイプ(15)と、一端(171)が前記シートパイプ(15)の上端部近傍に連結され、他端が後輪(16)の中心に装着される後輪ハブ軸に連結され、前記後輪(16)を挟むように平行に配置されている2本のシートステイ(17)と、前記後輪ハブ軸と前記ハンガ部(14)とに連結され、前記後輪(16)を挟むように平行に配置されている2本の平行なチェーンステイ(18)と、前記後輪ハブ軸に固定され、前記後輪(16)の周囲に沿って前記後輪(16)を覆う後輪ドロヨケ(19)と、前記2本のシートステイ(17)および前記後輪ドロヨケ(19)のいずれからも所定の空間をおいて前記シートパイプ(15)の長手方向に沿うように配置したバッテリーユニット(20)と、ハンドル(21)から下方に延 び出るハンドルポスト(22)が上端から内嵌し、下端からは前輪(23)を挟んで先端が前輪の中心に装着される前輪ハブ軸に連結される前ホーク(24)が内嵌しているヘッドパイプ(25)と、前記ヘッドパイプ(25)から後下方に延出し、前記ハンガ部(14)に固定されるダウンチューブ(26)と、前記クランク軸を中心軸として取り付けられた前スプロケットと、前記後輪ハブ軸を中心軸として取り付けられた後スプロケットとに咬み合って、前記ペダル(13)に加えられた踏力を前記後輪(16)に伝達する無端状のチェーン(27)と、前記前スプロケット近傍に配置されるとともに、前記バッテリーユニット(20)から電源が供給され、前記無端状のチェーン(27)に咬み合って運転者による走行を補助するモーターを備えたモーターユニットとを備え、前記バッテリーユニット(20)は、前記シートパイプ(15)に固定されたバッテリーベース(202)と、前記バッテリーベース(202)の後方に着脱可能に装着されたバッテリー本体(201)とで構成したものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面とともに詳細に説明する。
【0012】
まず、本発明に係る電動式自転車1におけるシートパイプ15、シートステイ17、およびチェーンステイ18を主として構成されるバッテリーの装着構造について説明する。図4に示すように、シートパイプ15の上端には、運転者が座るサドル11から下方に延び出るシートポスト12が、シートラッグ121を介して内嵌されている。
【0013】
すなわち、上端では、外側から内側にかけて、シートラッグ121、シートパイプ15、およびシートポスト12の順で嵌着している。なお、図4においては、理解を容易にするため、敢えてシートポスト12を省略している。
【0014】
後述するが、シートラッグ121を緩めてこのシートポスト12を上下に移動可能にすることにより、サドル11を任意の高さに調節可能にすることもできる。一方、図3に示すように、シートパイプ15の下端は、前後にそれぞれダウンチューブ26およびチェーンステイ18が連結されると共に、下方に電動式駆動部(図3においては装着せず)が装着されるハンガ部4に固定される。すなわち、ハンガ部4の上側にシートパイプ15の下端が固定される。
【0015】
図1および図2に示すように、シートパイプ15の上端近傍には、シートステイ17の一端が固定されている。このシートステイ17の一端は圧潰等により偏平状に形成されており、この偏平部はフォーク状に形成されているか、または偏平部に透孔が穿設されており、このフォークまたは透孔にボルトを貫通させてナットと嵌合させ、このようにしてシートステイ17の一端171を、シートパイプ15の上端に内嵌されたシートラッグ121に固定させることにより、シートパイプ15の上端部近傍にシートステイ17の一端171を連結している。
【0016】
シートステイ17は、シートパイプ15の上端部から後下方に向けて、後輪16を挟むように2本平行に延び出しており、それぞれその他端が後輪ハブ軸に連結されている。
【0017】
シートステイ17の他端もまた、一端171と同様に成形されており、ボルト・ナット等により後輪ハブ軸に固定されている。
【0018】
後輪ハブ軸とブラケット4との間はチェーンステイ18によって連結されている。このチェーンステイ18もまた、シートステイ17と同様に後輪16を挟むようにして2本平行に設けられている。
【0019】
また、両端部もフォーク状に形成されるか、透孔を穿設されている。なお、ハンガ部と連結される側のチェーンステイの先端は、ハンガ部と溶接等により固定されていてもよい。
【0020】
後輪16には、これに沿うような後輪ドロヨケ19が設けられている。すなわち、後輪ドロヨケ19は、電動式自転車の最後尾あたりから上側に向かう円弧のように後輪16の周囲に沿って設けられ、後輪16を挟むような冂字状の2つの後輪ドロヨケ用固定具191を介して後輪ハブ軸に固定されている。
【0021】
そして、この後輪ドロヨケ19は、2本の平行なシートステイ17の間を通り抜け、2本の平行なチェーンステイ18あたりまでにかけて後輪16を覆っている。
【0022】
本実施の形態においては、図1および図2に示すように、シートパイプ15の長手方向(すなわち、上下方向)に沿ってバッテリーユニット20が装着されている。バッテリーユニット20は、図2に示すように、シートパイプ15の外周面を取り巻くようにして固定されるバッテリーベース202と、このバッテリーベース202の後方に着脱可能に装着されるバッテリー本体201とからなる。
【0023】
このバッテリーユニット20は、2本のシートステイ17からも、後輪ドロヨケ19からも離間している。2本のシートステイ17から離間していることについて詳述すると、図1および図2に示すように、バッテリーユニット20は、シートステイ17の一端171よりも低位置に装着されている。
【0024】
このように、バッテリーユニット20の上端とシートステイ17との間には空間31が存在する。後輪ドロヨケ19から離間していることについて詳述すると、バッテリーユニット20の後背面と後輪ドロヨケ19との間には隙間32が存在している。
【0025】
このように、本実施の形態においては、バッテリーユニット20が小型化されているため、見た目が普通の自転車とさほど変わらない。従って、従来の電動式自転車とは異なり、「重そうな電動式自転車である」というイメージが払拭されている。実際、本発明に係る電動式自転車の重量は約20Kg程度であり、従来の電動式自転車と比較して約2/3倍程度(普通の自転車と比較しても約1.3倍程度)の重量しかなく、軽量化されている。
【0026】
本実施の形態においては、バッテリーユニット20が従来と比較して小さいため、従来、電動式自転車のバッテリーとして主として用いられてきたニッケル−カドミニウム2次電池を用いた場合には、十分な電力を蓄えることができず、そのため、運転者の走行を補助できる距離・時間が十分でないと考えられる。
【0027】
そこで、従来のように、大型のニッケル−カドミニウム2次電池を用いた場合と同じ程度またはそれ以上にまで運転者の走行を補助できる距離・時間を確保するため、バッテリー本体201としてはニッケル−水素2次電池を用いることが好ましい。
【0028】
すなわち、バッテリー本体201としてはニッケル−水素2次電池を用いることにより、バッテリーユニット20を小型化および軽量化することができると共に、大型のニッケル−カドミニウム2次電池を用いた場合と同じ程度またはそれ以上にまで運転者の走行を補助できる。
【0029】
前述の通り、本実施の形態においては、バッテリーユニット20の上端とシートステイ17との間には空間31が、そしてバッテリーユニット20の後背面と後輪ドロヨケ19との間には隙間32が形成されている。
【0030】
そのため、バッテリー本体201をバッテリーベース202に着脱することが容易である。すなわち、バッテリー本体201をバッテリーベース202からはずす際には、従来のように、バッテリー本体201を2本の平行なシートステイ17の間を通過させながら上方向に引き上げることとは異なり、バッテリー本体201を車体左側または右側に揺動させてはずすことができ、さらにバッテリー本体201は従来のバッテリー本体より小型であるので、バッテリー本体201の着脱が容易になる。
【0031】
さらに、空間31の大きさはちょうど手が入る程度の大きさであるため、バッテリー本体201を装着したままで、バッテリーユニット20の上部に付着した埃や汚れを雑巾等で簡単に除去することができる。
【0032】
また、この空間31を利用して、バッテリー本体201の上部にオプションバッテリー(図示せず)を装着することも可能である。これにより、バッテリーの容量を増大させることができるため、より長時間、モーターユニット(図示せず)に備えられたモーター(図示せず)を駆動させることができる。
【0033】
また、隙間32の大きさはちょうど指1本が入る程度の大きさであるため、上記の空間31に関する説明と同様に、バッテリー本体201を装着したままで、バッテリーユニット20の側面(すなわち、バッテリー本体201の後背面)に付着した埃や汚れを雑巾等で簡単に除去することができる。また、この隙間32にオプションバッテリー(図示せず)を装着してもよい。
【0034】
さらに、本実施の形態においては、バッテリーユニット20の上端とシートステイ17との間には空間31が形成されているため、本発明に係る電動式自転車には、普通の自転車に一般的に用いられるサークル鍵29を用いることができる。従って、製造コストを低減することができると共に、サークル鍵29のメンテナンスも容易にすることができる。
【0035】
ところで、シートポスト12はシートラッグ121を介してシートパイプ15に内嵌されていることは前述の通りであるが、シートパイプ15の上端に嵌着される断面視略Ω字状のシートラッグ121には、垂直方向にシートポスト12が挿入されると共に、水平方向にボルトが貫通している。
【0036】
ボルトは、このシートラッグ121を挟むようにして2本の平行なシートステイ17の一端171を貫通しており、ボルトの一端側はナットにより固定されていると共に、他端側にはこのボルトを締緩するシートピン28が設けられている(図1を参照)。すなわち、図4に示す貫通孔172には、シートラッグ121の内径を拡大・縮小するシートピン28が備えられている。
【0037】
シートステイ17の一端を回動中心として回動するシートピン28を締める方向(通常、右回転)に回転させると、ボルトおよびナットにより、シートラッグ121とシートステイ17とが固定されると共に、シートラッグ121はその内径が縮小するように締め付けられるので、シートラッグ121がシートポスト12の外周面を締め付ける。
【0038】
このようにして、シートポスト12が固定される。一方、シートピン28を緩める方向(通常、左回転)に回転させると、シートポスト12を固定するシートラッグ121が緩むので、シートポスト12を上下に移動させてサドル11の高さを任意の高さに調節することができる。
【0039】
本実施の形態においては、図1に示すように、回転により鉛直下方向を向いた際のシートピン28の先端よりもバッテリーユニット20の上端の方が低位置に位置している。すなわち、シートピン28が回動する範囲にバッテリーユニット20が入っていない。
【0040】
このように、回動可能なシートピン28とバッテリーユニット20との間に常に離間させておくことにより、不用意にシートピン28がバッテリーユニット20に接触することがない。また、シートピン28が鉛直下方向を向いている状態であっても、バッテリー本体201を車体左側または右側に揺動させて外すことができる。
【0041】
通常、一度サドル11の高さを調節すると、そう頻繁に何度もサドル11の高さを調節することはないので、シートピン28を回転させてシートポスト12を固定した後には、常にシートピン28は同じ位置にあることが望まれる。
【0042】
シートピン28が鉛直下方向を向いた際にシートポスト12が固定された場合、通常、当分の間シートピン28が鉛直下方向を向いたままにされるが、本発明においては、この状態においてもバッテリー本体201を車体左側または右側に揺動させて外すことができる。
【0043】
さらに、鉛直下方向を向いた際のシートピン28の先端とバッテリーユニット20の上端との間に2cm以上のスペースがある場合には、シートピン28を回転させる際に、シートピン28とバッテリーユニット20との間に指を挟んでしまう危険性を低減できる。
【0044】
本実施の形態に係る電動式自転車1は、この他、図1に示すように、ハンドル21から下方に延び出るハンドルポスト22が上端から内嵌するヘッドパイプ25を備えている。このヘッドパイプ25の下端には、前ホーク24が延び出るようにして備えられており、前ホーク25は前輪23を挟んで先端が前輪の中心に装着される前輪ハブ軸に装着されている。また、このヘッドパイプ25の中間あたりからは、後下方方向にダウンチューブ26が延びだしている。ダウンチューブ26は、ハンガ部14の前方に溶接等により固定されている。
【0045】
本実施の形態に係る電動式自転車1の駆動について簡単に説明すると、前スプロケットと後スプロケットとに無端状のチェーン27が咬み合っている。前スプロケットは、ハンガ部の下方に備えられたモータユニットを左右方向に貫通するクランク軸(図示せず)を中心軸としてその一端に備えられ、ペダル13からの踏力をチェーン27に伝える。
【0046】
また、チェーン27には、この踏力の他、バッテリーユニット20から電源を供給されることにより駆動するモーターユニット(図示せず)からの駆動力も伝えられ、これにより運転者の走行が補助される。このような踏力および駆動力は、チェーン27から後輪ハブ軸を中心軸として取り付けられた後スプロケットに伝えられ、後輪16を回転させる走行力となる。
【0047】
【発明の効果】
本発明では、シートポストの後方に装着されるバッテリー本体を小型化し、2本のシートステイおよび後輪ドロヨケのいずれからも離間しているので、見た目を普通の自転車と同じようにして、「重そうな電動式自転車である」というイメージを払拭すると共に、実際に重量を軽くし、さらにバッテリー本体を電動式自転車に装着し易くすると共に、バッテリー本体を電動式自転車に装着している状態でも電動式自転車の清掃等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電動式自転車の側面図(なお、本図においては、チェーン27を省略している。)
【図2】同要部斜視図
【図3】チェーンカバー5、モーターユニット、バッテリーユニット20を取り外した本発明に係る電動式自転車1の側面図(本図は、シートパイプ15と、シートステイ17と、チェーンステイ18と、ハンガ部4との位置関係を説明するために用いられる。)
【図4】シートパイプ12の上端部の拡大図(本図においては、シートピン28およびシートポスト11を省略している。)
【符号の説明】
11 サドル
12 シートポスト
121 シートラッグ
15 シートパイプ
16 後輪
17 シートステイ
171 (シートステイ17)の一端
172 貫通孔
18 チェーンステイ
19 後輪ドロヨケ
20 バッテリーユニット
201 バッテリー本体
202 バッテリーケース
22 ハンドルポスト
23 前輪
24 前ホーク
25 ヘッドパイプ
26 ダウンチューブ
27 チェーン
28 シートピン
29 サークル鍵
31 空間
32 隙間
4 ハンガ部
5 チェーンカバー
Claims (1)
- サドル(11)から下方に延び出るシートポスト(12)が上端から内嵌され、左右1対のペダル(13)に挟まれたクランク軸が内挿されるハンガ部(14)に下端が固定されているシートパイプ(15)と、
一端(171)が前記シートパイプ(15)の上端部近傍に連結され、他端が後輪(16)の中心に装着される後輪ハブ軸に連結され、前記後輪(16)を挟むように平行に配置されている2本のシートステイ(17)と、
前記後輪ハブ軸と前記ハンガ部(14)とに連結され、前記後輪(16)を挟むように平行に配置されている2本の平行なチェーンステイ(18)と、
前記後輪ハブ軸に固定され、前記後輪(16)の周囲に沿って前記後輪(16)を覆う後輪ドロヨケ(19)と、
前記2本のシートステイ(17)および前記後輪ドロヨケ(19)のいずれからも所定の空間をおいて前記シートパイプ(15)の長手方向に沿うように配置したバッテリーユニット(20)と、
ハンドル(21)から下方に延び出るハンドルポスト(22)が上端から内嵌し、下端からは前輪(23)を挟んで先端が前輪の中心に装着される前輪ハブ軸に連結される前ホーク(24)が内嵌しているヘッドパイプ(25)と、
前記ヘッドパイプ(25)から後下方に延出し、前記ハンガ部(14)に固定されるダウンチューブ(26)と、
前記クランク軸を中心軸として取り付けられた前スプロケットと、前記後輪ハブ軸を中心軸として取り付けられた後スプロケットとに咬み合って、前記ペダル(13)に加えられた踏力を前記後輪(16)に伝達する無端状のチェーン(27)と、
前記前スプロケット近傍に配置されるとともに、前記バッテリーユニット(20)から電源が供給され、前記無端状のチェーン(27)に咬み合って運転者による走行を補助するモーターを備えたモーターユニットとを備え
前記バッテリーユニット(20)は、前記シートパイプ(15)に固定されたバッテリーベース(202)と、前記バッテリーベース(202)の後方に着脱可能に装着されたバッテリー本体(201)とで構成した電動式自転車。
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