JP3929447B2 - Electric bicycle - Google Patents
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Description
本発明は電動自転車に関するものである。 The present invention relates to an electric bicycle.
人力による駆動力に、電動モータなどを備えたモータユニットの駆動力を加えることで、坂道などでも楽に走行できる電動自転車は既に実用化されている。この種の電動自転車において、図8、図9に示すように、モータユニット50を支持する1つの支持ブラケット51により、メインパイプ52と立パイプ53とチェーンステー54とを連結してなるフレーム構造が開示されている(例えば、特許文献1)。
Electric bicycles that can easily travel on hills and the like have already been put into practical use by adding the driving force of a motor unit including an electric motor to the driving force by human power. In this type of electric bicycle, as shown in FIGS. 8 and 9, a frame structure in which a
このフレーム構造によれば、モータユニット50を電動自転車の略中央の下方寄り位置に配置できて低重心となるため、メインパイプの下方から中央部にかけてモータユニットを配置したもの(例えば、特許文献2)に比べて、走行性が良好となるとともに、押して歩く際や段差での扱い易さが向上する。
According to this frame structure, since the
図10に示すように、モータユニット50には、ペダル60(図8参照)が組みつけられるクランク軸55が挿通されているとともに、このクランク軸55を回転自在に支持する軸受け部なども組み込まれて支持されている。このモータユニット50は、クランク軸55から踏力や搭乗者の体重を直接受けるので、モータユニット50のユニットケース56は十分な強度を有する厚肉の金属(アルミニウムやマグネシウム合金など)で形成されており、モータユニット50自体が車体の強度を向上させる強度部品としても用いられていた。
しかしながら、上記した特許文献1に開示されているようなモータユニット50の取付構造によれば、モータユニット50のユニットケース56として十分な強度を有する厚肉の金属を用いざるを得ないため、その重量が大きくなるとともに、少しでも軽くしようとしてアルミニウムやマグネシウム合金などを用いるとユニットケース56の材料コストが非常に高価となってしまうという課題もあった。
However, according to the mounting structure of the
また、モータユニット50を支持する支持ブラケット51も、モータユニット50に見合った重厚なものを作らざるを得ず、さらなる重量の増加を招き、この結果、電動自転車全体としても重量が多大となるという課題を生じていた。
In addition, the
本発明は上記課題を解決するもので、良好な強度を保持しながら、軽量化および製造コストの低減化を図ることができる電動自転車を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric bicycle capable of reducing weight and manufacturing cost while maintaining good strength.
上記目的を達成するために本発明の電動自転車は、人力による駆動力を発生させるクランク軸およびこの人力による駆動力に電動駆動力を加える電動モータを有し、かつクランク軸と所定間隔離れて前記電動モータを位置させたモータユニットと、このモータユニットの保持部で支持され、クランク軸を軸支する軸受け部と、自転車のフレームに取り付けられ、前記モータユニットの保持部を抱え込むように支持する支持ブラケットとを備え、上記支持ブラケットによるモータユニットの支持部位は、軸受け部を支持する保持部に設定したもので、したがって、クランク軸に作用する踏力や搭乗者の体重などを、軸受け部を介して支持ブラケットで集中して受けることができるので、モータユニットのケースなどにそのモータユニット自体を支持可能な程度の樹脂などの部材を用いることができ、その結果、製造コストを低減させることができるとともに軽量化を図ることもできる。 In order to achieve the above object, an electric bicycle of the present invention has a crankshaft for generating a driving force by human power and an electric motor for applying the electric driving force to the driving force by human power, and is separated from the crankshaft by a predetermined distance. A motor unit in which the electric motor is positioned, a bearing unit that supports the crankshaft and is supported by a holding unit of the motor unit, and a support that is attached to a bicycle frame and supports the motor unit holding unit. The support part of the motor unit by the support bracket is set to a holding part that supports the bearing part, and therefore the pedaling force acting on the crankshaft, the weight of the passenger, etc. can be transmitted via the bearing part. Since it can be received in a concentrated manner by the support bracket, the motor unit itself can be mounted on the case of the motor unit. It can be used members such as lifting possible degree of resin, so that it is also possible to reduce the weight as well as being able to reduce manufacturing costs.
以上のように本発明によれば、クランク軸に作用する踏力や体重などを支持ブラケットにより良好に受けることができるので、モータユニットのケースなどとして樹脂などの安価で軽い材料を用いることができ、その結果、製造コストを低減させることができるとともに、軽量化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to satisfactorily receive the pedaling force, the weight, and the like acting on the crankshaft by the support bracket, so that an inexpensive and light material such as a resin can be used as a case of the motor unit, As a result, the manufacturing cost can be reduced and the weight can be reduced.
本発明の実施の形態は、人力による駆動力を発生させるクランク軸およびこの人力による駆動力に電動駆動力を加える電動モータを有し、かつクランク軸と所定間隔離れて前記電動モータを位置させたモータユニットと、このモータユニットの保持部で支持され、クランク軸を軸支する軸受け部と、自転車のフレームに取り付けられ、前記モータユニットの保持部を抱え込むように支持する支持ブラケットとを備え、上記支持ブラケットによるモータユニットの支持部位は、軸受け部を支持する保持部に設定した。つまり、側面視した状態において、クランク軸と電動モータとは所定間隔離れて配置されており、すなわち、支持ブラケットはモータユニットの電動モータと非対向関係に位置するように配置されている。 The embodiment of the present invention has a crankshaft for generating a driving force by human power and an electric motor for applying an electric driving force to the driving force by human power, and the electric motor is positioned at a predetermined distance from the crankshaft. A motor unit; a bearing unit supported by a holding unit of the motor unit and supporting a crankshaft; and a support bracket attached to a bicycle frame and supported so as to hold the holding unit of the motor unit. The support part of the motor unit by the support bracket was set to a holding part that supports the bearing part. That is, when viewed from the side, the crankshaft and the electric motor are spaced apart from each other by a predetermined distance, that is, the support bracket is disposed in a non-opposing relationship with the electric motor of the motor unit.
(実施例)
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
図1〜図5に示すように、本実施例の電動自転車においては、それぞれがフレームである立パイプ1とチェーンステー2とメインパイプ3とを連結するハンガラグ4に、モータユニット20を支持する金属製の支持ブラケット5が取り付けられている。そして、支持ブラケット5は、特にモータユニット20におけるクランク軸21の軸受け部22を保持している保持部20a,20bを支持している。なお、図1、図2における10はペダル、13は大ギア、14はバッテリユニットである。
(Example)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 5, in the electric bicycle of this embodiment, the metal that supports the
モータユニット20には、ペダル10が組み付けられるクランク軸21を回転自在に支持するベアリング軸受けからなる左右(ここで、この実施の形態の説明においては、左右とは、電動自転車に搭乗者が搭乗した状態での左右方向に対応する)の軸受け部22A,22Bと、駆動力の駆動源としての電動モータ23と、この電動モータ23の回転駆動力を伝達する減速ギア群(図示せず)と、これらの軸受け部22A,22B、電動モータ23、減速ギア群などを外部から覆うユニットケース24と、ユニットケース24の外部に露出して配置されて減速ギア群(図示せず)を介して電動モータ23の回転駆動力が伝達される出力ギア25などが設けられている。ここで、ユニットケース24は樹脂製とされて、軽量化が図られているとともに、樹脂成形により安価に製造されている。
The
また、この電動自転車は、ペダル10より入力される踏力に、モータユニット20の回転駆動力から伝達される駆動力を付加しながら、走行できるようになっている。
支持ブラケット5は、その上部がハンガラグ4に側方からハンガラグ4を覆うようにして取り付けられている取付部5a,5bと、両側面部5c,5dの下端部間をつなぐ下面部5e,5fとからなる。各取付部5a,5bの中央部には、略筒形状に突出する支持部5g,5hがそれぞれ一体形成され、これらの支持部5g,5hが、モータユニット20の保持部20a,20bに両側方から外嵌されて、これらの支持部5g,5hにより軸受け部22を保持した両側の保持部20a,20bを抱え込むように挟持している。
In addition, the electric bicycle can run while adding a driving force transmitted from the rotational driving force of the
The
また、軸受け部22を覆っている箇所(保持部20a,20b)のユニットケース24と、支持ブラケット5の支持部5g,5hとの間には、硬質ウレタンゴム製の緩衝材7が介装されている。さらに、支持ブラケット5の下面部5e,5fは、ユニットケース24の前側底面部の下方に配置されている。
Further, a cushioning material 7 made of hard urethane rubber is interposed between the
なお、この実施の形態においては、支持ブラケット5は、左側の取付部5a,側面部5cとこの側面部5cの下端部より右側に屈曲された下面部5eの左側部分とからなる第1部材と、右側の取付部5b,側面部5dとこの側面部5dの下端部より左側に屈曲された下面部5fの右側部分とからなる第2部材との左右2つの部材から構成されており、これら第1の部材の下面部5eと、第2の部材の下面部5fとをねじ5i(図4参照)で固定することで連結されている。
In this embodiment, the
また、右側の第2部材は取付部5bの上部がハンガラグ4に溶着されており(図4参照)、この取付部5bの上部はハンガラグ4に溶着し易いように、ハンガラグ4に沿った略筒形状とされている。また、左側の第1部材は下面部5eで前記ねじ5iで固定されているとともに、ハンガラグ4に当接されている取付部5aの上部では、ハンガラグ4の側部を、第1部材の取付部5aと第2部材の取付部5bとにより挟んだ状態で固定用ボルト31、ナット32の螺合により固定されている。なお、両方の部材を溶着したり、ボルトなどのねじ止め構造としたりしても差し支えない。
Further, the upper portion of the
また、図2、図3に示すように、ハンガラグ4を介して互いに結合された立パイプ1とチェーンステー2との間にはブリッジ金具8が架け渡されて溶着されている。そして、このブリッジ金具8にモータユニット20の後部(詳しくはユニットケース24に形成された後部フランジ部24a)が取付ボルト9によりその上端でねじ止めされて支持されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
また、モータユニット20の前部は支持ブラケット5の左右の側面部5c,5dを通して取付ねじ11が挿通され、この取付ねじ11によっても支持ブラケット5に固定されている。
A
上記構成によれば、支持ブラケット5によりクランク軸21の軸受け部22を支持するモータユニット20の保持部20a,20bを支持するように構成したので、クランク軸21にペダル10から作用する踏力や搭乗者の体重などの力が作用した場合でも、この力を、ハンガラグ4に結合されている支持ブラケット5により集中して受けることができる。また、この場合に、支持ブラケット5の支持部5g,5hが略筒形状であるため、軸受け部22からの力を良好かつ強固に支持することができる。
According to the above configuration, the
したがって、モータユニット20自体には、前記踏力や搭乗者の体重などの力があまり直接に作用しなくなり、ユニットケース24として、そのモータユニット20自体の重量を保持できる程度の強度を有する材料を使用するだけで済み、金属に対して強度で劣っている樹脂を使用しても支障をきたすことがない。これにより、ユニットケース24として樹脂を採用することで、軽量化および製造コストの低減を図ることができ、また、ユニットケース24として大きな強度を持たせなくて済むため、ユニットケース24を従来のものより小型化することができる。
Therefore, the
また、支持ブラケット5の支持部5g,5hとモータユニット20の保持部20a,20bとの間に緩衝材7を介装したことにより、クランク軸21からの力が軸受け部22に偏って作用した場合でも、緩衝材7を介して良好に分散されながら支持ブラケット5に伝達されて、支持ブラケット5により軸受け部22からの力を良好に受けることができる。
Further, since the cushioning material 7 is interposed between the
また、支持ブラケット5は金属製であり、軸受け部22を覆っているユニットケース24は樹脂製であるため、温度膨張率による寸法差を生じることがあるが、このような場合でも前記寸法差を緩衝材7で吸収することができる。さらに、電動自転車の長期使用による経年変化により、支持ブラケット5の支持部5g,5hとユニットケース24の保持部20a,20bとの間に隙間ができることがあるが、このような場合でも、この間の隙間に緩衝材7が入り込み、力が一部に集中することが防止され、支持ブラケット5により軸受け部22からの力を良好に受けることができる。
Further, since the
また、上記のように、支持ブラケット5として金属材料を使用し、モータユニット20のユニットケース24として樹脂部材を用いた場合には、緩衝材7を介装しないと、支持ブラケット5とユニットケース24の保持部20a,20bとの接触箇所で、磨耗するおそれがあるが、緩衝材7を介装することで、このような磨耗が生じることを防止できる。
Further, as described above, when a metal material is used as the
また、ブリッジ金具8を設けたことにより、ハンガラグ4の近傍箇所に、このブリッジ金具8と立パイプ1とチェーンステー2とにより側面視して三角形状のトラス構造体を形成することができるので、ブリッジ金具8によりモータユニット20の後部を強固に支持することができるだけでなく、ハンガラグ4近傍箇所のフレーム体としての強度を向上させることができる。
Moreover, since the bridge fitting 8 is provided, a triangular truss structure can be formed in the vicinity of the
さらに、走行時に路面側より上方に突出する突起物や石などがあったり、段差がある箇所を走行したりする場合でも、前記突起部や石、段差部などに支持ブラケット5の下面部5e,5fが当たることで、モータユニット20への底打ちが防止されて、モータユニット20が保護される。
Furthermore, even when there are protrusions or stones that protrude upward from the road surface side during traveling, or when traveling on places with steps, the
なお、緩衝材7としては、硬質ウレタンゴム製に限るものではなく、他のゴムや樹脂など、弾性を有する材料であればよい。また、支持ブラケット5の支持部5g,5hを軸受け部22の直径より僅かに小さく成形して、支持ブラケット5の支持部5g,5h内にユニットケース24における軸受け部22の箇所を圧入することなどして密着させることにより、緩衝材7を省くことも可能である。
The buffer material 7 is not limited to hard urethane rubber, and any material having elasticity such as other rubber or resin may be used. Further, the
また、上記実施の形態においては、略筒形状の支持部5g,5hが一体形成されている場合を述べたが、これに限るものではなく、図6、図7に示すように、上下に2分割した略円弧形状の分割支持部5j,5k,5m,5n同士を、そのつば状部分で連結手段としての連結ねじ41,42により結合して、ユニットケース24におけるクランク軸21の軸受け部22の保持部20a,20bを支持してもよい。この場合には、モータユニット20のメンテナンス時などに、連結ねじ41,42および下方側の分割支持部5k,5nを外すことで、モータユニット20の取り付けや取り外しを比較的容易に行うことができる。また、取付時には、連結ねじ41,42の締付具合を調節することで、分割支持部5j,5k,5m,5nによる組付け力を調整することができる。
In the above embodiment, the case where the substantially
また、上記実施の形態においては、支持ブラケット5をハンガラグ4に固定した場合を述べたが、これに限るものではなく、ハンガラグ4近傍のメインパイプ3や立パイプ1、チェーンステー2などの各フレーム部分の何れかもしくは複数の部分に跨って固定しても同様の効果を得られる。
In the above embodiment, the case where the
1 立パイプ(フレーム)
2 チェーンステー(フレーム)
3 メインパイプ(フレーム)
4 ハンガラグ
5 支持ブラケット
5a,5b 取付部
5c,5d 側面部
5e,5f 下面部
5g,5h 支持部
5j,5k,5m,5n 分割支持部
7 緩衝材
8 ブリッジ金具
10 ペダル
20 モータユニット
20a,20b 保持部
21 クランク軸
22(22A,22B) 軸受け部
23 電動モータ
24 ユニットケース
41,42 連結ねじ(連結手段)
1 Vertical pipe (frame)
2 Chain stay (frame)
3 Main pipe (frame)
4 Hanger lugs 5
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