WO2019167732A1 - フレーム及び電動自転車 - Google Patents

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WO2019167732A1
WO2019167732A1 PCT/JP2019/006209 JP2019006209W WO2019167732A1 WO 2019167732 A1 WO2019167732 A1 WO 2019167732A1 JP 2019006209 W JP2019006209 W JP 2019006209W WO 2019167732 A1 WO2019167732 A1 WO 2019167732A1
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battery mounting
mounting pipe
pipe
frame
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宇宣 蕭
帯田 直樹
小川 満
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a frame and an electric bicycle, and more particularly to a frame capable of holding at least a battery and an electric bicycle.
  • Patent Document 1 discloses a conventional electric bicycle.
  • a battery mounting portion and a battery device connected to the battery mounting portion are attached to the upper surface of the lower pipe.
  • the lower pipe to which the battery device is attached has substantially the same shape over the entire length, and although the rigidity is high, there is room for examination on vibration absorption.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a frame and an electric bicycle that can improve vibration absorption while maintaining rigidity.
  • the frame of one aspect according to the present invention is a frame for an electric bicycle that includes a plurality of pipes and can hold at least a battery.
  • the frame includes a battery mounting pipe, a reinforcing body, and a notch.
  • the battery mounting pipe is at least one of the plurality of pipes, and an opening in which the battery is disposed is formed in at least a part of the longitudinal direction of the pipe.
  • the reinforcing body is provided on the battery mounting pipe along a longitudinal direction of the battery mounting pipe.
  • the notch is formed in at least a part of a portion corresponding to the opening with respect to at least one of the battery mounting pipe and the reinforcing body.
  • An electric bicycle according to an aspect of the present invention includes the frame and a battery disposed in the opening.
  • FIG. 1 is a side view of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of the above-described battery mounting pipe.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the battery device.
  • 4A is a perspective view of a state where a battery is removed from a battery mounting pipe according to Modification 1.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of a state where a battery is attached to a battery mounting pipe according to Modification 1.
  • FIG. FIG. 5A is a perspective view of a state where a battery is removed from a battery mounting pipe according to a second modification.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of a state where a battery is attached to a battery mounting pipe according to Modification 2.
  • FIG. 6A is a perspective view of a state where a battery is removed from a battery mounting pipe according to Modification 3.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of a state where a battery is attached to a battery mounting pipe according to Modification 3.
  • FIG. 7A is a perspective view of a state where a battery is removed from a battery mounting pipe according to Modification 4.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of a state where a battery is attached to a battery mounting pipe according to Modification 4.
  • FIG. 8 is a perspective view of a state where the battery is removed from the battery mounting pipe according to the fifth modification.
  • FIG. 9A is a side view of an electric bicycle according to a modification.
  • FIG. 9B is a side view of an electric bicycle according to a further modification.
  • FIG. 1 is a side view of an electric bicycle 1 according to the present embodiment.
  • the electric bicycle 1 has a frame 2.
  • the frame 2 holds at least the front wheel 41, the rear wheel 42, and the battery 62.
  • the frame 2 includes a pipe in which an opening 29 in which the battery 62 is accommodated (hereinafter referred to as a battery mounting pipe 28) and a reinforcing body 30 that reinforces the battery mounting pipe 28.
  • the reinforcing body 30 is an inner surface 283 of the battery mounting pipe 28 located at a portion 284 opposite to the side where the opening 29 is formed in a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28. Is provided.
  • the reinforcing body 30 may be provided on the outer surface instead of the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28.
  • the section coefficient of the battery mounting pipe 28 provided with the reinforcing body 30 is larger than that of the pipe where the reinforcing body 30 is not provided. can do.
  • the frame 2 has a notch 31 formed in at least one of the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30.
  • the notch 31 is formed in at least a part of the portion corresponding to the opening 29. According to this, the section modulus of the part where the notch 31 is formed in the frame 2 can be made smaller than that of the other part.
  • the electric bicycle 1 is a bicycle that can run on a running surface using electric power.
  • the electric bicycle 1 is an electric assist bicycle that assists the user's stepping force (sometimes referred to as “stepping force”) with the motor 51. It may be.
  • the electric bicycle 1 may be an electric assist bicycle or a bicycle that can be self-propelled only by the motor 51.
  • the electric bicycle 1 includes a frame 2, a front wheel 41, a rear wheel 42, a drive unit 5, a battery device 6 including a battery 62, a handle 7, a saddle 8, a crank 90, Pedal 91.
  • the traveling direction of the electric bicycle 1 is defined as “front direction” and the opposite direction is defined as “rear direction”. Further, two directions parallel to the front direction and the rear direction are defined as “front-rear direction”, and two directions perpendicular to the front-rear direction and along the horizontal plane are defined as “left-right direction”.
  • the frame 2 is a framework capable of holding at least the front wheel 41, the rear wheel 42, and the battery 62.
  • the frame 2 is made of an aluminum alloy containing aluminum as a main component.
  • the frame 2 is not limited to an aluminum alloy, and may be made of, for example, metal, carbon, or the like. Examples of the metal include iron, chrome molybdenum steel, high-tensile steel, and titanium.
  • Frame 2 includes a plurality of pipes.
  • the frame 2 includes, as a plurality of pipes, a lower pipe 20, a standing pipe 21, a plurality (two in the present embodiment) chain stays 22, a plurality (two in the present embodiment) seat stays 23, An upper pipe 24, a head pipe 25, and a front fork 26 are provided. Further, the frame 2 includes a bottom bracket 27.
  • the “pipe” in the present disclosure means an elongated and hollow member, and the cross-sectional shape is not particularly limited.
  • the pipe includes not only a circular cross section such as an oval cross section or an oval cross section (including an oval shape) but also a polygonal cross section such as a cross section square, a cross section rectangle, and a cross section hexagon.
  • the bottom bracket 27 is a portion where at least the lower end portion of the lower pipe 20 and the front end portion of the chain stay 22 are connected. In the present embodiment, the bottom bracket 27 is connected to the lower end portion of the standing pipe 21 in addition to the lower pipe 20 and the chain stay 22. In the present embodiment, the drive unit 5 is attached to the bottom bracket 27. When the drive unit 5 is attached to the bottom bracket 27, the bottom bracket 27 supports the drive unit 5.
  • the lower pipe 20 is a pipe that connects the bottom bracket 27 and the head pipe 25.
  • the lower pipe 20 extends from the front end of the bottom bracket 27 to the head pipe 25.
  • the longitudinal direction of the lower pipe 20 is inclined with respect to the traveling surface so as to go upward as it goes forward.
  • a battery 62 is attached to the lower pipe 20. Details of the lower pipe 20 according to the present embodiment will be described in “(2.2) Pipe for battery mounting” described later.
  • the standing pipe 21 is a pipe that holds the saddle 8.
  • the standing pipe 21 connects the bottom bracket 27 and the upper pipe 24.
  • the standing pipe 21 extends from the upper end portion of the bottom bracket 27 to the upper side of the upper pipe 24.
  • the longitudinal direction of the upright pipe 21 is inclined with respect to the traveling surface so as to go upward as it goes backward.
  • the upright pipe 21 holds the saddle 8 so that it can move along the longitudinal direction of the upright pipe 21.
  • the plurality of chain stays 22 are pipes that connect the bottom bracket 27 and the seat stay 23. Each chain stay 22 extends from the rear end of the bottom bracket 27 to the rear end of the seat stay 23. In the present embodiment, two chain stays 22 are separated in the left-right direction, and a rear wheel 42 is disposed between the two chain stays 22. A bearing 221 to which a shaft of the rear wheel 42 (rear wheel shaft 421) is attached is formed at the rear end portion of the chain stay 22, and is attached so that the rear wheel 42 can rotate.
  • the plurality of seat stays 23 are pipes that connect the upper end of the standing pipe 21 and the chain stay 22. Each seat stay 23 extends from the upper end of the standing pipe 21 to the rear end of the chain stay 22. The longitudinal direction of the seat stay 23 is inclined with respect to the traveling surface so as to go downward as going backward.
  • the “upper end portion of the standing pipe 21” as used herein refers to a portion having a certain range from the upper end of the standing pipe 21 to a portion having a certain dimension in the downward direction along the longitudinal direction of the standing pipe 21. means.
  • the upper pipe 24 is a pipe that connects the head pipe 25 and the upper end of the standing pipe 21.
  • the upper pipe 24 extends from the upper end portion of the standing pipe 21 to the head pipe 25.
  • the longitudinal direction of the upper pipe 24 is inclined with respect to the traveling surface so as to go upward as it goes in the front direction.
  • the head pipe 25 is a pipe to which the front end of the upper pipe 24 and the front end of the lower pipe 20 are connected.
  • the head pipe 25 supports the front fork 26 and the handle 7 so that the head pipe 25 can rotate around the central axis of the head pipe 25.
  • the front fork 26 is a pipe to which the front wheel 41 is attached so that it can rotate around the axis of the front wheel 41 (front wheel shaft 411).
  • the front fork 26 includes a pair of legs 261 that support the front wheel shaft 411, and a steering column 262 that extends upward from the upper end of the leg 261 along the central axis of the head pipe 25.
  • the front fork 26 is attached to the head pipe 25 by the steering column 262 being fitted into the head pipe 25.
  • a handle 7 is attached to the upper end portion of the steering column 262. As a result, when the handle 7 rotates about the central axis of the head pipe 25, the front fork 26 rotates about the central axis of the head pipe 25, and the front wheel 41 rotates about the central axis of the head pipe 25.
  • the front wheel 41 is a front wheel of two wheels arranged in the front-rear direction.
  • the front wheel 41 is supported by the front fork 26 so that it can rotate around the front wheel shaft 411.
  • the longitudinal direction of the front wheel shaft 411 is parallel to the left-right direction.
  • the front wheel 41 is a wheel that does not receive power from the drive unit 5.
  • the rear wheel 42 is a rear wheel of two wheels arranged in the front-rear direction.
  • the rear wheel 42 is supported by the two chain stays 22 so as to be rotatable around the rear wheel shaft 421.
  • the longitudinal direction of the rear wheel shaft 421 is parallel to the left-right direction.
  • the rear wheel 42 has a rear sprocket 422 (here, a cassette sprocket), and is connected to the drive sprocket 52 of the drive unit 5 via a power transmission body 92 (here, a chain). Thereby, the power of the drive unit 5 can be transmitted to the rear wheel 42.
  • the drive unit 5 generates a drive assist output when a pedaling force is input from the pedal 91.
  • the “drive assist output” in the present disclosure means a force that supplements the pedaling force using the motor 51.
  • the driving unit 5 detects input values (torque and rotational speed) of the pedaling force, and drives when the input value is equal to or less than a certain value.
  • An auxiliary output is output to the power transmission body 92.
  • the drive unit 5 includes a motor 51 and a drive sprocket 52 on which a power transmission body 92 is applied.
  • the motor 51 operates upon receiving power supplied from the battery device 6.
  • the drive sprocket 52 is a gear for transmitting power to the rear wheel 42 via the power transmission body 92.
  • the drive sprocket 52 is rotated by the rotation of the crank 90 and can receive the output of the motor 51. That is, the drive unit 5 according to the present embodiment combines the pedal force transmitted via the pedal 91 and the crank 90 and the output of the motor 51 with the drive sprocket 52 and then applies the resultant force to the power transmission body 92.
  • This is a so-called single-shaft drive unit that transmits power.
  • a so-called biaxial drive unit that transmits the pedaling force to the power transmission body 92 and transmits the output of the motor 51 to the power transmission body 92 may be used.
  • the battery device 6 is a device that supplies power to at least the motor 51. As shown in FIG. 3, the battery device 6 includes a battery mounting portion 61 and a battery 62.
  • the battery mounting portion 61 is a portion where the battery 62 is mounted. A battery 62 is detachably attached to the battery mounting portion 61. The battery mounting portion 61 is disposed in an opening 29 (FIG. 1) formed in the battery mounting pipe 28.
  • the battery mounting portion 61 includes a lower holding portion 611 that supports the lower end portion of the end portion in the longitudinal direction of the battery 62, an upper holding portion 612 that supports the upper end portion of the end portion in the longitudinal direction of the battery 62, A base 613.
  • the upper holding portion 612 includes a lock mechanism portion 614 that can be locked and unlocked, and a restriction member 615 that restricts movement of the battery 62 in the removal direction. The movement restriction of the battery 62 by the restriction member 615 can be released by pushing one end surface of the battery 62 in the longitudinal direction.
  • the battery 62 is a secondary battery that stores electrical energy supplied to the motor 51.
  • the battery 62 includes a plurality of cells.
  • the battery 62 may include a single cell.
  • the battery 62 is held in a state of being disposed between the upper holding portion 612 and the lower holding portion 611, and is electrically connected to the battery mounting portion 61 in this state. Thereby, the battery 62 can supply electric power to the motor 51.
  • the battery 62 is attached to the battery attachment portion 61, the battery 62 is disposed in the opening 29 (in this embodiment, the battery 62 is accommodated in the opening 29).
  • the battery mounting pipe 28 is a pipe in which an opening 29 in which the battery 62 is accommodated is formed among a plurality of pipes included in the frame 2. As shown in FIG. 1, the battery mounting pipe 28 is the lower pipe 20 in the present embodiment. However, in the present disclosure, the battery mounting pipe 28 may be, for example, the standing pipe 21 and may be a pipe in which the opening 29 in which the battery 62 can be accommodated is formed.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional perspective view of the AA portion of the battery mounting pipe 28.
  • the opening 29 is a portion in which the battery 62 is accommodated.
  • the opening 29 is formed in at least a part of the battery mounting pipe 28 in the longitudinal direction.
  • the opening 29 has an opening surface 291 that is a part of the outer peripheral surface of the battery mounting pipe 28.
  • the opening 29 is a portion including the opening surface 291 and the inside of the battery mounting pipe 28 in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28. More specifically, the opening 29 includes, in its cross section, an opening surface 291 and a space surrounded by the opening surface 291 and the pipe inner surface 283.
  • the opening 29 communicates with the opening at the end in the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28.
  • the battery 62 fits in the opening 29 in the present disclosure means that most of the battery 62 fits in the opening 29, and all of the battery 62 does not necessarily fit in the opening 29. There is no need to be. However, in the present embodiment, when the battery 62 is accommodated in the opening 29, the outer surface of the battery 62 is disposed on the inner side of the outer peripheral surface of the battery mounting pipe 28.
  • the frame 2 includes a reinforcing body 30 provided on the battery mounting pipe 28.
  • the reinforcing body 30 increases the rigidity of the battery mounting pipe 28 compared to the case where the reinforcing body 30 is not provided.
  • the longitudinal direction of the reinforcing body 30 is parallel to the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28, that is, the reinforcing body 30 is along the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28.
  • the reinforcing body 30 includes a straight line connecting the center of the battery mounting pipe 28 and the center of the opening surface 291 of the battery mounting pipe 28 in the longitudinal section of the battery mounting pipe 28, and the battery mounting pipe 28. Is provided at a position including a portion 284 where the two intersect.
  • the reinforcing body 30 is provided in the portion 284 opposite to the side where the opening 29 is formed in the longitudinal sectional view.
  • the reinforcing body 30 is provided on the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28.
  • the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30 are integrated.
  • the longitudinal section of the battery mounting pipe 28 means a section orthogonal to the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28.
  • the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30 are integral
  • the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30 are not subjected to secondary bonding or mechanical bonding, It means being united. That is, for example, when the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30 are formed simultaneously by extrusion molding, casting, cutting, or the like, “the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30 are integral”. Category.
  • the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30 are not limited to be integrated, and the reinforcing body 30 may be welded to the battery mounting pipe 28 or may be mechanically joined such as a screw. May be attached. That is, “the reinforcing body 30 is provided on the battery mounting pipe 28” means that the reinforcing body 30 is not only integrated with the battery mounting pipe 28 but also attached by mechanical joining or welding. And attaching by welding.
  • the reinforcing body 30 is formed over the entire length of the battery mounting pipe 28 in the longitudinal direction.
  • the reinforcing body 30 includes a plurality of (two in the illustrated example) rising plates 301 and a top plate 302.
  • the plurality of rising plates 301 are portions that rise from the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28.
  • the rise of the plurality of rising plates 301 from the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28 can increase the rigidity of the battery mounting pipe 28.
  • the plurality of rising plates 301 are two rising plates 301 and rise from the bottom plate 281 of the battery mounting pipe 28.
  • the plurality of rising plates 301 are separated from each other.
  • the top plate 302 connects the protruding tips of the plurality of upright plates 301 to each other.
  • the top plate 302 is parallel to one surface (upper surface of the bottom plate 281) of the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28 that is closest to the top plate 302.
  • the top plate 302 is orthogonal to the direction in which the battery 62 is moved when the battery 62 is mounted (sometimes referred to as the mounting direction of the battery 62).
  • the top plate 302 and the bottom plate 281 are separated from each other.
  • the frame 2 includes a notch 31.
  • the cutout portion 31 has a smaller section modulus of a portion including the cutout portion 31 in the cross section than a portion not including the cutout portion 31 in the cross section. That is, the notch 31 reduces the rigidity of the location including the notch 31 in the cross section compared to the location not including the notch 31 in the cross section.
  • the “cross section” means a cross section in a plane orthogonal to the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28.
  • the notch 31 is formed in the reinforcing body 30 in this embodiment.
  • the notch 31 may be formed in the battery mounting pipe 28, or may be formed in both the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30. That is, the notch 31 according to the present disclosure is formed in at least one of the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30.
  • the notch 31 has an oval shape (including an oval shape) and penetrates the top plate 302.
  • the notch 31 may be formed in the top plate 302 and the upright plate 301 as described in Modification 1 described later.
  • the longitudinal direction of the notch 31 is along the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28. In the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28, the length of the notch 31 is shorter than the length of the opening 29.
  • the notch part 31 means a shape that looks as if a part is cut out from one member, and does not mean a process of actually making the notch part 31. That is, the notch 31 may be formed by cutting a part of the top plate 302 or may be formed by a mold when the top plate 302 is molded.
  • the notch 31 is formed in at least a part of the portion corresponding to the opening 29 with respect to at least one of the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30.
  • the “portion corresponding to the opening 29” means being on a surface that is orthogonal to the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28 and includes the opening 29.
  • the notch 31 is formed in at least a part of the portion overlapping the opening 29 when viewed in a direction orthogonal to the top plate 302 (a direction orthogonal to the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28).
  • the notch 31 is a single oval hole.
  • the notch 31 is, for example, a plurality of round holes formed in a portion corresponding to the opening 29. Also good.
  • the notch 31 is formed in at least a part of the portion corresponding to the opening 29 with respect to the reinforcing body 30. For this reason, while the rigidity of the battery mounting pipe 28 is increased by the reinforcing body 30, it can be easily bent at the portion where the cutout portion 31 is formed in the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28, and vibration absorption is improved. Can do.
  • a cover 63 is attached to the battery mounting pipe 28.
  • the cover 63 covers the opening 29.
  • the cover 63 is attached along the opening surface 291, and the surface of the cover 63 is flush with the surface other than the opening 29 of the battery mounting pipe 28.
  • the cover 63 is detachably attached to the battery mounting pipe 28.
  • FIGS. 4A and 4B The battery mounting pipe 28a and the battery 62 of Modification 1 are shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the notch 31 a is formed longer than the length of the battery 62 in the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28 a. Further, in the first modification, the notch 31 a is formed in the top plate 302 and the plurality of rising plates 301.
  • the frame 2 according to the modified example 1 and the frame 2 according to the embodiment are mainly different in this respect, and other parts are common.
  • there is no battery mounting portion 61 see FIG. 3
  • the battery 62 is directly mounted on the battery mounting pipe 28a.
  • the battery mounting part 61 may be provided between the battery 62 and the battery mounting pipe 28a.
  • the top plate 302 and the plurality of rising plates 301 are cut out at a part of the notch 31 a corresponding to the opening 29.
  • the battery 62 When the battery 62 is attached to the battery attachment pipe 28, the battery 62 enters the notch 31 a, and the side surface (the lower surface in this case) of the battery 62 on the side of the notch 31 a is the bottom plate 281 of the battery attachment pipe 28. Opposite or in contact with the top surface.
  • the end of the notch 31 a in the longitudinal direction can be positioned opposite to the end of the battery 62 in the longitudinal direction.
  • the end of the cutout portion 31a in the longitudinal direction can position the battery 62.
  • the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28a is not parallel to the horizontal plane but is inclined with respect to the horizontal plane. For this reason, in the battery mounting pipe 28a, the battery 62 can be supported by the lower end of the longitudinal ends of the notch 31a. For this reason, it is possible to prevent the battery 62 from being unexpectedly detached.
  • the battery mounting pipe 28b and the battery 62a of Modification 2 are shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the second modification is configured such that a part of the battery 62a (projecting portion 621) enters the cutout portion 31b in the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28b.
  • the frame 2 according to the modified example 2 and the frame 2 according to the embodiment are mainly different in this respect, and other parts are common.
  • there is no battery mounting portion 61 see FIG. 3
  • the battery 62a is directly attached to the battery mounting pipe 28b.
  • the battery mounting part 61 may be provided between the battery 62a and the battery mounting pipe 28b.
  • the notch 31b is configured by notching the top plate 302 and the plurality of rising plates 301 at a part of the portion corresponding to the opening 29. In the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28b, the notch 31b is shorter than the entire length of the battery 62a in the longitudinal direction.
  • the function of the battery 62a is the same as that of the battery 62 of the embodiment.
  • the battery 62a of the present modification has a protruding portion 621 on a part of the surface (here, the lower surface) facing the notch portion 31b.
  • the protruding portion 621 enters the cutout portion 31b as shown in FIG. 5B.
  • the end portion in the longitudinal direction of the cutout portion 31b can face the protruding portion 621 to position the battery 62a.
  • FIGS. 6A and 6B A battery mounting pipe 28c and a battery 62 of Modification 3 are shown in FIGS. 6A and 6B.
  • the reinforcing body 30a includes four rising plates 301a to 301d and a top plate 302a, and is formed over a half circumference of the inner circumferential surface (inner surface 283) of the battery mounting pipe 28c.
  • the frame 2 according to the modified example 3 and the frame 2 according to the embodiment are mainly different in this respect, and other parts are common.
  • there is no battery mounting portion 61 see FIG. 3
  • the battery 62 is directly mounted on the battery mounting pipe 28c.
  • the battery mounting part 61 may be provided between the battery 62 and the battery mounting pipe 28c.
  • the reinforcing body 30a includes two rising plates (the first rising plate 301a and the second rising plate 301b) of the four rising plates 301a to 301d, and the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28c. (Here, the top surface of the bottom plate 281).
  • the other two rising plates (the third rising plate 301c and the fourth rising plate 301d) are provided one on each of two opposing inner surfaces (each inner surface of the pair of side plates 282) of the battery mounting pipe 28. It has been launched.
  • the first rising plate 301a, the second rising plate 301b, the third rising plate 301c, and the fourth rising plate 301d are separated from each other.
  • the notch 31c is formed by notching a part of the top plate 302a and the four rising plates 301a to 301d in a part corresponding to the opening 29. At least a part of the rising plates 301a to 301d remains in the cutout portion 31c in a state of rising from the inner surface 283 (the upper surface of the bottom plate 281) of the battery mounting pipe 28c.
  • the rising plates 301a to 301d of the notch 31c the rigidity in the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28c at the notch 31c is maintained.
  • the battery 62 enters the notch 31c, and the side surface (the lower surface in this case) on the notch 31c side of the side surfaces of the battery 62 is attached to the battery. It faces or contacts the inner surface 283 (the upper surface of the bottom plate 281) of the pipe 28c. Also in the third modification, as in the first modification, the end of the notch 31 c in the longitudinal direction can face the end in the longitudinal direction of the battery 62 and position the battery 62.
  • FIGS. 7A and 7B A battery mounting pipe 28d and a battery 62a of Modification 4 are shown in FIGS. 7A and 7B.
  • the reinforcing body 30a includes four rising plates 301a to 301d and a top plate 302a, and is formed over a half of the inner peripheral surface (inner surface 283) of the battery mounting pipe 28d.
  • the frame 2 according to the modification 4 and the frame 2 according to the embodiment are mainly different in this respect, and other parts are common.
  • there is no battery mounting portion 61 see FIG. 3
  • the battery 62a is directly attached to the battery mounting pipe 28d.
  • the battery mounting portion 61 may be provided between the battery 62a and the battery mounting pipe 28d.
  • the reinforcing body 30a includes a first rising plate 301a, a second rising plate 301b, a third rising plate 301c, and a fourth rising plate 301d, as in the third modification.
  • the first rising plate 301a, the second rising plate 301b, the third rising plate 301c, and the fourth rising plate 301d are separated from each other.
  • the top plate 302a has the same configuration as the top plate 302a of the third modification.
  • the top plate 302a is notched in a part of the notch 31d corresponding to the opening 29.
  • a part of the top plate 302a between the first rising plate 301a and the second rising plate 301b is cut away.
  • the battery 62a has the protrusion part 621 in a part of surface (here lower surface) facing the notch part 31d similarly to the battery 62a which concerns on the modification 2. As shown in FIG. When the battery 62a is attached to the battery attachment pipe 28, the battery 62a is disposed in a state where the protruding portion 621 enters the cutout portion 31d. In the present modification, similarly to the cutout portion 31d of the second modification, the end portion in the longitudinal direction of the cutout portion 31d can face the protruding portion 621 to position the battery 62a.
  • FIG. 8 shows a battery mounting pipe 28 and a battery 62 according to the fifth modification.
  • an auxiliary member 32 is provided in addition to the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30 according to the embodiment.
  • the frame 2 according to the modified example 5 and the frame 2 according to the embodiment are mainly different in this respect, and other parts are common.
  • there is no battery mounting portion 61 (see FIG. 3), and the battery 62 is attached to the battery mounting pipe 28 via the auxiliary member 32.
  • the battery mounting part 61 may be provided between the battery 62 a and the auxiliary member 32.
  • the auxiliary member 32 is a member that is additionally provided when the rigidity of the battery mounting pipe 28 is insufficient.
  • the auxiliary member 32 includes a first fixing part 321, a second fixing part 322, and a connecting part 323.
  • the auxiliary member 32 is made of, for example, a metal plate such as an aluminum alloy or a steel plate, and the first fixing portion 321, the second fixing portion 322, and the connecting portion 323 are integrated.
  • the first fixing portion 321 is a portion fixed to the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28.
  • the first fixing portion 321 is fixed to a portion of the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28 that is located in the first direction D1 relative to the notch portion 31.
  • the first fixing portion 321 is fixed to the inner surface of the side plate 282 of the battery mounting pipe 28 by, for example, welding, welding, mechanical joining using a fixing tool, or adhesion.
  • the second fixing portion 322 is a portion that is fixed to the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28, and is located in a portion of the longitudinal direction of the battery mounting pipe 28 that is located in the second direction D2 with respect to the notch 31. Fixed.
  • the second direction D2 means a direction opposite to the first direction D1.
  • the second fixing portion 322 is fixed to the inner surface of the side plate 282 of the battery mounting pipe 28 by, for example, welding, welding, mechanical joining using a fixing tool, or adhesion.
  • the connecting part 323 connects the first fixing part 321 and the second fixing part 322.
  • the connecting portion 323 is not directly fixed to the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28.
  • the upper surface of the auxiliary member 32 is a flat surface.
  • a battery 62 is placed on the upper surface of the auxiliary member 32. Thereby, the support state of the battery 62 can be stabilized.
  • the auxiliary member 32 is provided on the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28, but the section modulus of the portion where the notch 31 is provided is smaller than the section coefficient of other portions.
  • the opening 29 is directed rearward and obliquely upward.
  • the opening 29 is directed forward and obliquely downward. It may be.
  • the opening 29 may face either one of the left and right directions. That is, in the present disclosure, the direction of the opening 29 is not particularly limited.
  • the cover 63 (see FIG. 1) is omitted.
  • the power output from the drive unit 5 is transmitted to the rear wheel 42.
  • the power output from the drive unit 5 may be transmitted to the front wheel 41.
  • the reinforcing body 30 is provided on the inner surface 283 of the battery mounting pipe 28, but may be provided on the outer surface of the battery mounting pipe 28 in the present disclosure.
  • the power transmission body 92 is a chain, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the power transmission body 92 may be a belt or a wire.
  • the opening 29 according to the present disclosure communicates with the inside of the battery mounting pipe 28.
  • the electrical wiring for mounting the battery 62 may be passed through the inside of the battery mounting pipe 28.
  • a brake wire or the like may be passed through the battery mounting pipe 28.
  • the electrical wiring or the like for mounting the battery 62 may be passed between the inner surface of the battery mounting pipe 28 and the reinforcing body 30.
  • the frame (2) is a frame for an electric bicycle (1) that includes a plurality of pipes and can hold at least the battery (62, 62a).
  • the frame (2) includes a battery mounting pipe (28, 28a to 28d) and a reinforcing body (30, 30a).
  • the battery mounting pipe (28, 28a to 28d) is at least one of a plurality of pipes, and an opening (29) in which the battery (62, 62a) is disposed at least in a part of the longitudinal direction. Is formed.
  • the reinforcing bodies (30, 30a) are provided on the battery mounting pipes (28, 28a-28d) along the longitudinal direction of the battery mounting pipes (28, 28a-28d).
  • At least one of the battery mounting pipe (28, 28a to 28d) and the reinforcing body (30, 30a) has a notch (31, 31a to 31d) formed in at least a part of the portion corresponding to the opening (29).
  • the frame (2) it is possible to reduce the section modulus of the portion where the cutout portions (31, 31a to 31d) are formed in the frame (2) as compared with other portions. Therefore, the rigidity of the battery mounting pipes (28, 28a to 28d) can be increased, but the portion where the batteries (62, 62a) are accommodated is easily deformed. As a result, in the frame (2) according to the present embodiment, the vibration absorption of the frame (2) with respect to vibration caused by the battery (62, 62a) or the like is improved, and the riding comfort in the electric bicycle (1) and the frame (2) are improved. Durability can be improved.
  • the reinforcing body (30, 30a) is provided on the inner surface (283) of the battery mounting pipe (28, 28a to 28d).
  • the reinforcing body (30, 30a) has notches (31, 31a to 31d).
  • the notches (31, 31a to 31d) are formed in the battery mounting pipes (28, 28a to 28d) as compared with the battery mounting pipes (28, 28a to 28d). Intrusion of water can be suppressed, and the appearance can be simplified.
  • the frame (2) according to the third aspect is formed such that at least a part of the battery (62, 62a) is inserted in the notches (31a to 31d).
  • At least a part of the battery (62, 62a) can be positioned with respect to the notch (31a to 31d).
  • the length of the notches (31a, 31c) is the length of the battery (62) in the longitudinal direction of the battery mounting pipes (28a, 28c). It is formed longer than this.
  • the space inside the battery mounting pipe (28a, 28c) can be utilized, and the degree of freedom in design is improved. obtain.
  • the battery mounting pipes (28, 28a to 28d) and the reinforcing body (30, 30a) are integrated.
  • the frame (2) according to the sixth aspect is the cross section in which the reinforcing body (30, 30a) is orthogonal to the longitudinal direction of the battery mounting pipe (28, 28a-28d) in any one of the first to fifth aspects.
  • the battery mounting pipe (28, 28a to 28d) is provided at a portion (284) opposite to the side where the opening (29) is formed.
  • the rigidity is effectively increased by the reinforcing body (30, 30a) with respect to the battery mounting pipes (28, 28a to 28d) whose rigidity is reduced by forming the opening (29). be able to.
  • the electric bicycle (1) according to the seventh aspect includes the frame (2) according to any one of the first to sixth aspects and the battery (62, 62a) disposed in the opening (29).
  • the electric bicycle (1) having the frame (2) with improved rigidity and vibration absorption can be obtained, and riding comfort can be improved.
  • the battery (62, 62a) is accommodated in the opening (29).
  • the battery (62, 62a) can be suppressed from being noticeable, and the sense of unity between the battery (62, 62a) and the frame (2) can be improved.
  • the configurations according to the second to eighth aspects are not essential to the frame (2) and the electric bicycle (1), and can be omitted as appropriate.

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Abstract

剛性を保ちながらも、振動吸収性を向上することができるフレーム及び電動自転車を提供する。フレームは、複数のパイプを含み、少なくとも、バッテリを保持可能な電動自転車用のフレームである。フレームは、バッテリ装着用パイプ(28)と、補強体(30)と、切欠部(31)と、を備える。バッテリ装着用パイプ(28)は、複数のパイプのうちの少なくとも1つのパイプであり、その長手方向の少なくとも一部に、バッテリが配置される開口部(29)が形成されている。補強体(30)は、バッテリ装着用パイプ(28)の長手方向に沿ってバッテリ装着用パイプ(28)に設けられている。切欠部(31)は、バッテリ装着用パイプ(28)及び補強体(30)の少なくとも一方に対し、開口部(29)に対応する部分の少なくとも一部に形成されている。

Description

フレーム及び電動自転車
 本発明は、フレーム及び電動自転車に関し、より詳細には、少なくとも、バッテリを保持可能なフレーム及び電動自転車に関する。
 特許文献1には、従来の電動自転車が開示されている。特許文献1に記載の電動自転車では、下パイプの上面に、バッテリ装着部と、バッテリ装着部に接続されるバッテリ装置とが取り付けられている。
 ところで、自転車のフレームの設計では、剛性を高めることで強度を高くする必要があるが、それに加えて、乗り心地のよさ等を考えると、振動を吸収するような設計が好ましい場合がある。
 しかしながら、特許文献1に記載の電動自転車では、バッテリ装置が取り付けられた下パイプは全長にわたって略同じ形状であり、剛性は高いものの、振動吸収性については検討の余地がある。
日本国公開特許公報2017-43340号
 本発明は、上記事情に鑑みてなされ、剛性を保ちながらも、振動吸収性を向上することができるフレーム及び電動自転車を提供することを目的とする。
 本発明に係る一態様のフレームは、複数のパイプを含み、少なくとも、バッテリを保持可能な電動自転車用のフレームである。前記フレームは、バッテリ装着用パイプと、補強体と、切欠部と、を備える。前記バッテリ装着用パイプは、前記複数のパイプのうちの少なくとも1つのパイプであり、その長手方向の少なくとも一部に、前記バッテリが配置される開口部が形成される。前記補強体は、前記バッテリ装着用パイプの長手方向に沿って前記バッテリ装着用パイプに設けられる。前記切欠部は、前記バッテリ装着用パイプ及び前記補強体の少なくとも一方に対し、前記開口部に対応する部分の少なくとも一部に形成される。
 本発明に係る一態様の電動自転車は、前記フレームと、前記開口部に配置されるバッテリと、を備える。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動自転車の側面図である。 図2は、同上のバッテリ装着用パイプの断面斜視図である。 図3は、同上のバッテリ装置の分解斜視図である。 図4Aは、変形例1に係るバッテリ装着用パイプからバッテリが取り外された状態の斜視図である。図4Bは、変形例1に係るバッテリ装着用パイプに対してバッテリが取り付けられた状態の断面図である。 図5Aは、変形例2に係るバッテリ装着用パイプからバッテリが取り外された状態の斜視図である。図5Bは、変形例2に係るバッテリ装着用パイプに対してバッテリが取り付けられた状態の断面図である。 図6Aは、変形例3に係るバッテリ装着用パイプからバッテリが取り外された状態の斜視図である。図6Bは、変形例3に係るバッテリ装着用パイプに対してバッテリが取り付けられた状態の断面図である。 図7Aは、変形例4に係るバッテリ装着用パイプからバッテリが取り外された状態の斜視図である。図7Bは、変形例4に係るバッテリ装着用パイプに対してバッテリが取り付けられた状態の断面図である。 図8は、変形例5に係るバッテリ装着用パイプからバッテリが取り外された状態の斜視図である。 図9Aは、変形例に係る電動自転車の側面図である。図9Bは、更なる変形例に係る電動自転車の側面図である。
 (実施形態)
 (1)概要
 図1は、本実施形態に係る電動自転車1の側面図である。電動自転車1は、フレーム2を有する。フレーム2は、少なくとも、前輪41、後輪42及びバッテリ62を保持する。フレーム2は、図2に示すように、バッテリ62が収まる開口部29が形成されたパイプ(以下、バッテリ装着用パイプ28という)と、バッテリ装着用パイプ28を補強する補強体30とを備える。補強体30は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ28の長手方向と直交する断面視において、開口部29が形成される側と反対側の部分284に位置するバッテリ装着用パイプ28の内面283に設けられている。ただし、本開示では、補強体30は、バッテリ装着用パイプ28の内面283ではなく外面に設けられてもよい。
 本実施形態に係るフレーム2では、補強体30が設けられていることで、補強体30が設けられていないパイプに比べて、補強体30が設けられたバッテリ装着用パイプ28の断面係数を大きくすることができる。
 フレーム2は、バッテリ装着用パイプ28と補強体30との少なくとも一方に形成された切欠部31を有する。切欠部31は、開口部29に対応する部分の少なくとも一部に形成される。これによれば、フレーム2において切欠部31が形成された箇所の断面係数を、他の部分に比べて小さくすることができる。
 これにより、バッテリ装着用パイプ28の剛性を高めることができる一方で、バッテリ62が収まる部分でしなりやすくなる。この結果、本実施形態に係るフレーム2では、バッテリ62等による振動に対するフレーム2の振動吸収性が向上し、電動自転車1における乗り心地やフレーム2の耐久性が向上し得る。
 (2)詳細
 以下、本実施形態に係る電動自転車1について更に詳細に説明する。
 (2.1)全体構成
 電動自転車1は、電気的な動力を用いて走行面上を走行可能な自転車である。本実施形態では、電動自転車1は、使用者の踏む力(「踏力」という場合がある)をモータ51により補助する電動アシスト自転車であるが、本開示では、モータ51のみで自走可能な自転車であってもよい。要するに、電動自転車1は、電動アシスト自転車であってもよいし、モータ51のみで自走可能な自転車であってもよい。電動自転車1は、図1に示すように、フレーム2と、前輪41と、後輪42と、駆動ユニット5と、バッテリ62を含むバッテリ装置6と、ハンドル7と、サドル8と、クランク90及びペダル91と、を備える。
 ここで、本開示では、電動自転車1の進む方向を「前方向」とし、その反対方向を「後方向」として定義する。また、前方向及び後方向に平行な二方向を「前後方向」として定義し、前後方向に直交しかつ水平面に沿う二方向を「左右方向」として定義する。
 フレーム2は、少なくとも、前輪41、後輪42及びバッテリ62を保持可能な骨組みである。フレーム2は、本実施形態では、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金で構成される。ただし、本開示では、フレーム2は、アルミニウム合金に限らず、例えば、金属、カーボン等で構成されてもよい。金属としては、例えば、鉄、クロムモブリデン鋼、ハイテンスチール、チタン等が挙げられる。
 フレーム2は、複数のパイプを含む。フレーム2は、本実施形態では、複数のパイプとして、下パイプ20、立パイプ21、複数(本実施形態では2つ)のチェーンステー22、複数(本実施形態では2つ)のシートステー23、上パイプ24、ヘッドパイプ25及び前ホーク26を備える。さらに、フレーム2は、ボトムブラケット27を備える。
 ここで、本開示でいう「パイプ」とは、細長くて中空な部材を意味し、断面の形状は特に限らない。例えば、パイプは、断面正円形又は断面長円形(楕円形を含む)等の円形断面だけでなく、断面正方形,断面長方形,断面六角形等の多角形断面を含む。
 ボトムブラケット27は、少なくとも、下パイプ20の下端部とチェーンステー22の前方向の端部とが接続される部分である。本実施形態では、ボトムブラケット27には、下パイプ20及びチェーンステー22に加えて、立パイプ21の下端部が接続される。ボトムブラケット27には、本実施形態では、駆動ユニット5が取り付けられる。ボトムブラケット27に駆動ユニット5が取り付けられると、ボトムブラケット27は駆動ユニット5を支持する。
 下パイプ20は、ボトムブラケット27とヘッドパイプ25とをつなぐパイプである。下パイプ20は、ボトムブラケット27の前方向の端部からヘッドパイプ25まで延びている。下パイプ20の長手方向は、前方向に行くに従って上方に行くように走行面に対して傾斜する。本実施形態では、下パイプ20にはバッテリ62が装着される。本実施形態に係る下パイプ20の詳細は、後述の「(2.2)バッテリ装着用パイプ」で説明する。
 立パイプ21は、サドル8を保持するパイプである。本実施形態では、立パイプ21は、ボトムブラケット27と上パイプ24とをつなぐ。立パイプ21は、本実施形態では、ボトムブラケット27の上端部から上パイプ24よりも上方まで延びている。立パイプ21の長手方向は、後方向に行くに従って上方に行くように走行面に対して傾斜する。立パイプ21は、立パイプ21の長手方向に沿って移動し得るようにサドル8を保持する。
 複数のチェーンステー22は、ボトムブラケット27とシートステー23とをつなぐパイプである。各チェーンステー22は、ボトムブラケット27の後方向の端部からシートステー23の後方向の端部まで延びる。本実施形態では、チェーンステー22は、左右方向に離れて2つあり、2つのチェーンステー22の間に、後輪42が配置される。チェーンステー22の後方向の端部には、後輪42の軸(後輪軸421)が取り付けられる軸受け221が形成されており、後輪42が回転し得るように取り付けられる。
 複数のシートステー23は、立パイプ21の上端部とチェーンステー22とをつなぐパイプである。各シートステー23は立パイプ21の上端部からチェーンステー22の後方向の端部まで延びている。シートステー23の長手方向は、後方向に行くに従って下方に行くように走行面に対して傾斜する。ここでいう「立パイプ21の上端部」とは、立パイプ21の上方向の先端から立パイプ21の長手方向に沿って下方向に一定の寸法位置する部分までの一定の範囲を有する部分を意味する。本実施形態では、シートステー23は、左右方向に離れて2つあり、2つのチェーンステー22に対して一対一で接続される。
 上パイプ24は、ヘッドパイプ25と立パイプ21の上端部とをつなぐパイプである。上パイプ24は、立パイプ21の上端部からヘッドパイプ25まで延びている。上パイプ24の長手方向は、前方向に行くに従って上方に行くように走行面に対して傾斜する。
 ヘッドパイプ25は、上パイプ24の前方向の端部と下パイプ20の前方向の端部とが接続されるパイプである。ヘッドパイプ25は、前ホーク26とハンドル7とを、ヘッドパイプ25の中心軸回りに回転し得るように支持する。
 前ホーク26は、前輪41の軸(前輪軸411)回りに回転し得るように前輪41が取り付けられるパイプである。前ホーク26は、前輪軸411を支持する一対のレッグ261と、レッグ261の上端部からヘッドパイプ25の中心軸に沿って上側に延びたステアリングコラム262とを有する。前ホーク26は、ステアリングコラム262がヘッドパイプ25に嵌め込まれることで、ヘッドパイプ25に取り付けられている。ステアリングコラム262の上端部には、ハンドル7が取り付けられている。これにより、ハンドル7がヘッドパイプ25の中心軸回りに回転すると、前ホーク26がヘッドパイプ25の中心軸回りに回転し、前輪41がヘッドパイプ25の中心軸回りに回転する。
 前輪41は、前後方向に並ぶ2つの車輪のうちの前側の車輪である。前輪41は、本実施形態では、前ホーク26によって、前輪軸411回りに回転し得るように支持される。前輪軸411の長手方向は、左右方向に平行である。前輪41は、本実施形態では、駆動ユニット5から動力の伝達を受けない車輪である。
 後輪42は、前後方向に並ぶ2つの車輪のうちの後側の車輪である。後輪42は、本実施形態では、2つのチェーンステー22によって、後輪軸421回りに回転可能に支持される。後輪軸421の長手方向は、左右方向に平行である。後輪42は、本実施形態ではリアスプロケット422(ここでは、カセットスプロケット)を有しており、駆動ユニット5の駆動スプロケット52に動力伝達体92(ここでは、チェーン)を介して連結される。これにより、駆動ユニット5の動力が後輪42に伝達され得る。
 駆動ユニット5は、ペダル91から踏力の入力があると、駆動補助出力を発生させる。なお、本開示でいう「駆動補助出力」とは、モータ51を用いた踏力を補う力を意味する。駆動ユニット5は、本実施形態では、ペダル91及びクランク90から踏力の入力があると、その踏力の入力値(トルク及び回転速度)を検出し、入力値が一定の値以下の場合に、駆動補助出力を動力伝達体92に対して出力する。
 駆動ユニット5は、モータ51と、動力伝達体92が掛けられる駆動スプロケット52と、を有する。モータ51は、バッテリ装置6からの電力の供給を受けて作動する。駆動スプロケット52は、動力伝達体92を介して後輪42に動力を伝達するための歯車である。駆動スプロケット52は、クランク90の回転により回転し、かつモータ51の出力を受け得る。すなわち、本実施形態に係る駆動ユニット5は、ペダル91及びクランク90を介して伝達された踏力と、モータ51の出力と、を駆動スプロケット52で合わせた上で、その合力を動力伝達体92に動力を伝達する、いわゆる1軸式の駆動ユニットである。ただし、本開示では、踏力を動力伝達体92に伝達し、かつモータ51の出力を動力伝達体92に伝達する、いわゆる2軸式の駆動ユニットであってもよい。
 バッテリ装置6は、少なくともモータ51に対して、電力を供給する装置である。バッテリ装置6は、図3に示すように、バッテリ装着部61と、バッテリ62と、を備える。
 バッテリ装着部61は、バッテリ62が装着される部分である。バッテリ装着部61には、バッテリ62が取り外し可能に取り付けられる。バッテリ装着部61は、バッテリ装着用パイプ28に形成された開口部29(図1)内に配置される。バッテリ装着部61は、バッテリ62の長手方向の端部のうちの下端部を支持する下保持部611と、バッテリ62の長手方向の端部のうちの上端部を支持する上保持部612と、ベース613とを備える。上保持部612は、施開錠が可能なロック機構部614と、バッテリ62の取外し方向への移動を規制する規制部材615とを備える。なお、規制部材615によるバッテリ62の移動規制は、バッテリ62の長手方向の一方の端面を押し操作することで、解除することができる。
 バッテリ62は、モータ51に対して供給する電気的エネルギーを蓄える二次電池である。バッテリ62は、本実施形態では、複数のセルが内蔵されている。ただし、本開示では、バッテリ62は、単数のセルが内蔵されてもよい。バッテリ62は、上保持部612及び下保持部611の間に配置された状態で保持され、この状態でバッテリ装着部61に対して電気的に接続される。これにより、バッテリ62はモータ51に対して電力を供給し得る。バッテリ62は、バッテリ装着部61に装着されると、開口部29内に配置される(本実施形態では、バッテリ62は開口部29に収まる)。
 (2.2)バッテリ装着用パイプ
 バッテリ装着用パイプ28は、フレーム2が備える複数のパイプのうち、バッテリ62が収まる開口部29が形成されたパイプである。図1に示すように、バッテリ装着用パイプ28は、本実施形態では、下パイプ20である。ただし、本開示では、バッテリ装着用パイプ28は、例えば、立パイプ21であってもよく、バッテリ62が収まり得る開口部29が形成されたパイプであればよい。
 ここで、図2には、バッテリ装着パイプ28のA-A部分の断面斜視図を示す。図2に示すように、開口部29は、バッテリ62が収まる部分である。開口部29は、バッテリ装着用パイプ28の長手方向の少なくとも一部に形成される。開口部29は、バッテリ装着用パイプ28の外周面の一部である開口面291を有する。本実施形態において、開口部29は、バッテリ装着用パイプ28の長手方向に直交する断面において、開口面291及びバッテリ装着用パイプ28の内部を含む部分である。より詳細には、開口部29は、その断面において、開口面291と、開口面291及びパイプ内面283に囲まれたスペースとを含む。本実施形態では、開口部29は、バッテリ装着用パイプ28の長手方向の端部の開口に通じている。
 ここで、本開示でいう「バッテリ62が開口部29に収まる」とは、バッテリ62の大部分が開口部29に収まることを意味し、必ずしも、バッテリ62の全てが開口部29内に収まっている必要はない。ただし、本実施形態では、バッテリ62が開口部29に収まると、バッテリ62の外面は、バッテリ装着用パイプ28の外周面よりも内側に配置される。
 フレーム2は、バッテリ装着用パイプ28に設けられた補強体30を備える。補強体30は、バッテリ装着用パイプ28の剛性を、補強体30が設けられていない場合に比べて、大きくする。補強体30の長手方向は、バッテリ装着用パイプ28の長手方向に平行であり、すなわち、補強体30は、バッテリ装着用パイプ28の長手方向に沿う。補強体30は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ28の縦断面において、バッテリ装着用パイプ28の中心とバッテリ装着用パイプ28の開口面291の中央とを結ぶ直線と、バッテリ装着用パイプ28と、が交わる部分284を含む位置に設けられている。要するに、補強体30は、縦断面視において、開口部29が形成される側と反対側の部分284に設けられている。補強体30は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ28の内面283に設けられている。本実施形態では、バッテリ装着用パイプ28と補強体30とが一体である。なお、バッテリ装着用パイプ28の縦断面とは、バッテリ装着用パイプ28の長手方向と直交する断面を意味する。
 ここで、本開示でいう「バッテリ装着用パイプ28と補強体30とが一体である」とは、バッテリ装着用パイプ28と補強体30とが、二次接着や機械的接合によらずに、一体であることを意味する。すなわち、例えば、押出成形,鋳造,又は切削加工等により、バッテリ装着用パイプ28と補強体30とが同時に形成された場合は、「バッテリ装着用パイプ28と補強体30とが一体である」の範疇である。
 ただし、本開示では、バッテリ装着用パイプ28と補強体30とが一体であることに限らず、補強体30がバッテリ装着用パイプ28に対し、溶接されてもよいし、ねじ等の機械的接合で取り付けられてもよい。すなわち、「補強体30がバッテリ装着用パイプ28に設けられた」ことには、補強体30がバッテリ装着用パイプ28に対し、一体であることのほか、機械的接合により取り付けられること,又は溶接や溶着により取り付けられること等を含む。
 補強体30は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ28の長手方向の全長にわたって形成されている。本実施形態において、補強体30は、複数(図示例では2つ)の立上板301と、天板302と、を備える。
 複数の立上板301は、バッテリ装着用パイプ28の内面283から立ち上がる部分である。複数の立上板301がバッテリ装着用パイプ28の内面283から立ち上がることで、バッテリ装着用パイプ28の剛性が高まり得る。複数の立上板301は、本実施形態では、2つの立上板301であり、バッテリ装着用パイプ28の底板281から立ち上がる。複数の立上板301は、互いに離れている。
 天板302は、複数の立上板301の突出先端同士をつなぐ。天板302は、本実施形態では、バッテリ装着用パイプ28の内面283のうちの天板302に最も近い一面(底板281の上面)に平行である。本実施形態では、天板302は、バッテリ62を装着する際にバッテリ62を移動させる方向(バッテリ62の装着方向という場合がある)に直交する。天板302と底板281とは互いに離れている。
 フレーム2は、切欠部31を備える。切欠部31は、断面において切欠部31を含む箇所の断面係数を、断面において切欠部31を含まない箇所に比べて小さくする。すなわち、切欠部31は、断面において切欠部31を含む箇所の剛性を、断面において切欠部31を含まない箇所に比べて小さくする。ここでいう「断面」とは、バッテリ装着用パイプ28の長手方向に直交する平面での断面を意味する。
 切欠部31は、本実施形態では、補強体30に形成されている。ただし、本開示では、切欠部31は、バッテリ装着用パイプ28に形成されてもよく、あるいは、バッテリ装着用パイプ28及び補強体30の両方に形成されてもよい。すなわち、本開示に係る切欠部31は、バッテリ装着用パイプ28と補強体30との少なくとも一方に形成される。
 切欠部31は、本実施形態では、長円形(楕円形を含む)状であり、天板302を貫通する。ただし、本開示では、切欠部31は、後述の変形例1等で説明するように、天板302及び立上板301に形成されてもよい。また、切欠部31の長手方向は、バッテリ装着用パイプ28の長手方向に沿う。バッテリ装着用パイプ28の長手方向において、切欠部31の長さは、開口部29の長さよりも短い。
 なお、切欠部31は、一部材から一部を切り取ったように見える形状であることを意味し、実際に切欠部31を作る過程を意味するものではない。つまり、切欠部31は、天板302の一部を切り取って形成されてもよいし、天板302を成形する際に、金型によって形成されてもよい。
 切欠部31は、バッテリ装着用パイプ28及び補強体30の少なくとも一方に対し、開口部29に対応する部分の少なくとも一部に形成される。本開示において、「開口部29に対応する部分」とは、バッテリ装着用パイプ28の長手方向に直交し、かつ開口部29を含む一面上にあることを意味する。本実施形態では、切欠部31は、天板302に直交する方向(バッテリ装着用パイプ28の長手方向に直交する方向)に見て、開口部29に重なる部分のうちの少なくとも一部に形成される。
 本実施形態では、切欠部31は、1つの長円形状の孔であるが、本開示では、切欠部31は、例えば、開口部29に対応する部分に形成された複数の丸孔であってもよい。
 このように、本実施形態に係るフレーム2では、切欠部31が、補強体30に対し、開口部29に対応する部分の少なくとも一部に形成されている。このため、バッテリ装着用パイプ28の剛性を補強体30で高めながらも、バッテリ装着用パイプ28の長手方向のうちの切欠部31が形成された部分でたわみ易くでき、振動吸収性を向上させることができる。
 図1に示すように、バッテリ装着用パイプ28には、カバー63が取り付けられる。カバー63は、開口部29を覆う。カバー63は、本実施形態では、開口面291に沿った状態で取り付けられ、カバー63の表面が、バッテリ装着用パイプ28の開口部29以外の面と面一である。カバー63は、バッテリ装着用パイプ28に対して、取り外し可能に取り付けられている。
 (3)変形例
 実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を説明する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
 (3.1)切欠部の変形例
 (3.1.1)変形例1
 変形例1のバッテリ装着用パイプ28a及びバッテリ62を図4A,図4Bに示す。変形例1では、バッテリ装着用パイプ28aの長手方向において、切欠部31aが、バッテリ62の長さよりも長く形成されている。また、切欠部31aは、変形例1では、天板302及び複数の立上板301に形成されている。変形例1に係るフレーム2と実施形態に係るフレーム2とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。なお、本変形例では、バッテリ装着部61(図3参照)がなく、バッテリ62は、直接的にバッテリ装着用パイプ28aに取り付けられている。ただし、バッテリ62とバッテリ装着用パイプ28aとの間にバッテリ装着部61が設けられてもよい。
 変形例1では、切欠部31aは、開口部29に対応する部分の一部において、天板302及び複数の立上板301が切欠かれる。バッテリ62は、バッテリ装着用パイプ28に装着されると、切欠部31aに入り込み、バッテリ62の側面のうちの切欠部31a側の側面(ここでは下面)が、バッテリ装着用パイプ28の底板281の上面に対向又は接触する。変形例1では、切欠部31aの長手方向の端部は、バッテリ62の長手方向の端部に対向してバッテリ62の位置決めを行い得る。
 変形例1では、バッテリ62の長手方向の全長に相当する部分が切欠部31aに入り込むため、バッテリ装着用パイプ28aの内部のスペースを有効に活用でき、設計上の自由度が向上し得る。
 さらに、変形例1では、切欠部31aの長手方向の端部が、バッテリ62の位置決めを行い得る。特に、本変形例では、バッテリ装着用パイプ28aの長手方向は、水平面に平行ではなく、水平面に対して傾いている。このため、バッテリ装着用パイプ28aでは、切欠部31aの長手方向の端部のうちの下方側の端部でバッテリ62を支持できる。このため、バッテリ62が不意に外れることを防ぎ得る。
 (3.1.2)変形例2
 変形例2のバッテリ装着用パイプ28b及びバッテリ62aを図5A,図5Bに示す。変形例2では、バッテリ装着用パイプ28bの長手方向において、切欠部31bに対して、バッテリ62aの一部(突出部621)が入り込むように構成される。変形例2に係るフレーム2と実施形態に係るフレーム2とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。なお、本変形例では、バッテリ装着部61(図3参照)がなく、バッテリ62aは、直接的にバッテリ装着用パイプ28bに取り付けられている。ただし、バッテリ62aとバッテリ装着用パイプ28bとの間にバッテリ装着部61が設けられてもよい。
 変形例2では、切欠部31bは、開口部29に対応する部分の一部において、天板302及び複数の立上板301が切欠かれて構成されている。バッテリ装着用パイプ28bの長手方向において、切欠部31bは、バッテリ62aの長手方向の全長よりも短い。
 バッテリ62aの機能は、実施形態のバッテリ62と同じである。ただし、本変形例のバッテリ62aは、切欠部31bに対向する面(ここでは、下面)の一部に突出部621を有する。バッテリ62aは、バッテリ装着用パイプ28bに装着されると、図5Bに示すように、突出部621が切欠部31bに入り込んだ状態となる。変形例2では、切欠部31bの長手方向の端部は、突出部621に対向してバッテリ62aの位置決めを行い得る。
 (3.2)補強体の変形例
 (3.2.1)変形例3
 変形例3のバッテリ装着用パイプ28c及びバッテリ62を図6A,図6Bに示す。変形例3では、補強体30aは、4つの立上板301a~301dと、天板302aとを含み、バッテリ装着用パイプ28cの内周面(内面283)のうちの半周にわたって形成されている。変形例3に係るフレーム2と実施形態に係るフレーム2とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。なお、本変形例では、バッテリ装着部61(図3参照)がなく、バッテリ62は、直接的にバッテリ装着用パイプ28cに取り付けられている。ただし、バッテリ62とバッテリ装着用パイプ28cとの間にバッテリ装着部61が設けられてもよい。
 補強体30aは、4つの立上板301a~301dのうち、2つの立上板(第1の立上板301a及び第2の立上板301b)が、バッテリ装着用パイプ28cの一の内面283(ここでは、底板281の上面)から立ち上げられる。他の2つの立上板(第3の立上板301c及び第4の立上板301d)は、バッテリ装着用パイプ28の対向する2つの内面(一対の側板282の各内面)に1つずつ立ち上げられている。第1の立上板301a,第2の立上板301b,第3の立上板301c,及び第4の立上板301dは、互いに離れている。
 本変形例では、切欠部31cは、開口部29に対応する部分の一部において、天板302a及び4つの立上板301a~301dの一部が切欠かれて形成されている。切欠部31cには、立上板301a~301dの少なくとも一部がバッテリ装着用パイプ28cの内面283(底板281の上面)から立ち上がった状態で残存している。切欠部31cの立上板301a~301dにより、切欠部31cにおけるバッテリ装着用パイプ28cの長手方向の剛性が保たれる。バッテリ62は、バッテリ装着用パイプ28cに装着されると、図6Bに示すように、切欠部31cに入り込み、バッテリ62の側面のうちの切欠部31c側の側面(ここでは下面)が、バッテリ装着用パイプ28cの内面283(底板281の上面)に対向又は接触する。変形例3においても、変形例1と同様に、切欠部31cの長手方向の端部は、バッテリ62の長手方向の端部に対向してバッテリ62の位置決めを行い得る。
 (3.2.2)変形例4
 変形例4のバッテリ装着用パイプ28d及びバッテリ62aを図7A,図7Bに示す。変形例4では、補強体30aは、4つの立上板301a~301dと、天板302aとを含み、バッテリ装着用パイプ28dの内周面(内面283)のうちの半周にわたって形成されている。変形例4に係るフレーム2と実施形態に係るフレーム2とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。なお、本変形例では、バッテリ装着部61(図3参照)がなく、バッテリ62aは、直接的にバッテリ装着用パイプ28dに取り付けられている。ただし、バッテリ62aとバッテリ装着用パイプ28dとの間にバッテリ装着部61が設けられてもよい。
 補強体30aは、変形例3と同様、第1の立上板301aと、第2の立上板301bと、第3の立上板301cと、第4の立上板301dとを備える。第1の立上板301a、第2の立上板301b、第3の立上板301c及び第4の立上板301dは、互いに離れている。天板302aについても、変形例3の天板302aと同じ構成である。
 本変形例では、切欠部31dは、開口部29に対応する部分の一部において、天板302aが切欠かれる。特に、本変形例では、天板302aのうちの第1の立上板301aと第2の立上板301bとの間の一部が切欠かれる。
 バッテリ62aは、変形例2に係るバッテリ62aと同様、切欠部31dに対向する面(ここでは下面)の一部に突出部621を有する。バッテリ62aは、バッテリ装着用パイプ28に装着されると、突出部621が切欠部31dに入り込んだ状態で配置される。本変形例では、変形例2の切欠部31dと同様、切欠部31dの長手方向の端部は、突出部621に対向してバッテリ62aの位置決めを行い得る。
 (3.3)補助部材を設ける例(変形例5)
 変形例5のバッテリ装着用パイプ28及びバッテリ62を図8に示す。変形例5では、実施形態に係るバッテリ装着用パイプ28及び補強体30に加えて、補助部材32が設けられている。変形例5に係るフレーム2と実施形態に係るフレーム2とは、主にこの点で異なり、他の部分は共通する。なお、本変形例では、バッテリ装着部61(図3参照)がなく、バッテリ62は、補助部材32を介してバッテリ装着用パイプ28に取り付けられている。ただし、バッテリ62aと補助部材32の間にバッテリ装着部61が設けられてもよい。
 補助部材32は、バッテリ装着用パイプ28の剛性が不足する場合に、追加的に設けられる部材である。補助部材32は、第1の固定部321と、第2の固定部322と、連結部323とを備える。補助部材32は、例えば、アルミニウム合金や鋼板等の金属板で構成され、第1の固定部321、第2の固定部322、及び連結部323は一体である。
 第1の固定部321は、バッテリ装着用パイプ28の内面283に固定される部分である。第1の固定部321は、バッテリ装着用パイプ28の長手方向のうち、切欠部31よりも第1の方向D1に位置する部位に固定されている。第1の固定部321は、本変形例では、バッテリ装着用パイプ28の側板282の内面に対し、例えば、溶接、溶着、固着具等による機械的接合、又は接着等で固定されている。
 第2の固定部322は、バッテリ装着用パイプ28の内面283に固定される部分であり、バッテリ装着用パイプ28の長手方向のうち、切欠部31よりも第2の方向D2に位置する部位に固定される。第2の方向D2は、第1の方向D1とは反対方向を意味する。第2の固定部322は、本変形例では、バッテリ装着用パイプ28の側板282の内面に対し、例えば、溶接、溶着、固着具等による機械的接合、又は接着等で固定されている。
 連結部323は、第1の固定部321と第2の固定部322とをつなぐ。連結部323は、バッテリ装着用パイプ28の内面283に直接固定されていない。
 補助部材32の上面は平坦面である。補助部材32の上面にはバッテリ62が載る。これにより、バッテリ62の支持状態は安定し得る。
 本変形例では、バッテリ装着用パイプ28の内面283に補助部材32が設けられているが、切欠部31が設けられている箇所の断面係数は、他の部分の断面係数よりも小さい。この結果、本変形例でも、バッテリ62等による振動吸収性が向上し、電動自転車1における乗り心地やフレーム2の耐久性が向上し得る。
 (3.4)その他の変形例
 以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
 実施形態に係るフレームは、図1に示すように、開口部29が後斜め上方向に向いていたが、本開示では、図9Aに示すように、開口部29は、前斜め下方向に向いていてもよい。また、図9Bに示すように、開口部29は、左右方向のいずれか一方に向いていてもよい。すなわち、本開示では、開口部29の向きは特に限らない。なお、図9A,図9Bでは、カバー63(図1参照)を省略している。
 実施形態に係る電動自転車1では、駆動ユニット5から出力される動力を後輪42に伝達したが、本開示では、駆動ユニット5から出力される動力を前輪41に伝達してもよい。
 実施形態及び変形例では、補強体30は、バッテリ装着用パイプ28の内面283に設けられたが、本開示では、バッテリ装着用パイプ28の外面に設けられてもよい。
 実施形態では、動力伝達体92はチェーンであるが、本開示ではこれに限らない。例えば、動力伝達体92は、ベルト又はワイヤー等であってもよい。
 本開示に係る開口部29は、バッテリ装着用パイプ28の内部に通じている。このため、バッテリ62装着の電気配線をバッテリ装着用パイプ28の内部に通してもよい。また、ブレーキのワイヤー等を、バッテリ装着用パイプ28の内部に通してもよい。また、バッテリ62装着の電気配線等を、バッテリ装着用パイプ28の内面と補強体30との間に通してもよい。
 (4)態様
 以上説明したように、第1の態様に係るフレーム(2)は、複数のパイプを含み、少なくとも、バッテリ(62,62a)を保持可能な電動自転車(1)用のフレームである。フレーム(2)は、バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)と、補強体(30,30a)と、を備える。バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)は、複数のパイプのうちの少なくとも1つのパイプであり、その長手方向の少なくとも一部に、バッテリ(62,62a)が配置される開口部(29)が形成される。補強体(30,30a)は、バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)の長手方向に沿ってバッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)に設けられる。バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)及び補強体(30,30a)の少なくとも一方は、開口部(29)に対応する部分の少なくとも一部に形成された切欠部(31,31a~31d)を有する。
 この態様によれば、フレーム(2)において切欠部(31,31a~31d)が形成された箇所の断面係数を、他の部分に比べて小さくすることができる。したがって、バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)の剛性を高めることができる一方で、バッテリ(62,62a)が収まる部分でしなりやすくなる。この結果、本実施形態に係るフレー(2)では、バッテリ(62,62a)等による振動に対するフレーム(2)の振動吸収性が向上し、電動自転車(1)における乗り心地やフレーム(2)の耐久性が向上し得る。
 第2の態様に係るフレーム(2)は、第1の態様において、補強体(30,30a)がバッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)の内面(283)に設けられる。補強体(30,30a)は切欠部(31,31a~31d)を有する。
 この態様によれば、切欠部(31,31a~31d)がバッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)に形成されることに比べて、バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)の内部への水の侵入を抑えることができ、更に外観がシンプルになり得る。
 第3の態様に係るフレーム(2)は、第2の態様において、切欠部(31a~31d)は、バッテリ(62,62a)の少なくとも一部が入るように形成される。
 この態様によれば、バッテリ(62,62a)の少なくとも一部が切欠部(31a~31d)に対して位置決めされ得る。
 第4の態様に係るフレーム(2)は、第3の態様において、バッテリ装着用パイプ(28a,28c)の長手方向において、切欠部(31a,31c)の長さは、バッテリ(62)の長さよりも長く形成される。
 この態様によれば、バッテリ(62)が切欠部(31a,31c)に入り込むため、バッテリ装着用パイプ(28a,28c)の内部のスペースを活用することができ、設計上の自由度が向上し得る。
 第5の態様に係るフレーム(2)は、第1~4のいずれかの態様において、バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)と補強体(30,30a)とが一体である。
 この態様によれば、バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)及び補強体(30,30a)の製造、組み立てが容易である。
 第6の態様に係るフレーム(2)は、第1~5のいずれかの態様において、補強体(30,30a)が、バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)の長手方向と直交する断面視において、バッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)の開口部(29)が形成される側と反対側の部分(284)に設けられている。
 この態様によれば、開口部(29)が形成されることで剛性が低下したバッテリ装着用パイプ(28,28a~28d)に対し、補強体(30,30a)によって、効果的に剛性を高めることができる。
 第7の態様に係る電動自転車(1)は、第1~6のいずれかの態様のフレーム(2)と、開口部(29)に配置されるバッテリ(62,62a)とを備える。
 この態様によれば、剛性及び振動吸収性が向上したフレーム(2)を有する電動自転車(1)とすることができ、乗り心地を向上させることができる。
 第8の態様に係る電動自転車(1)は、第7の態様において、バッテリ(62,62a)が開口部(29)に収まる。
 この態様によれば、バッテリ(62,62a)が目立つのを抑えることができ、バッテリ(62,62a)とフレーム(2)との一体感を向上させることができる。
 第2~第8の態様に係る構成については、フレーム(2)及び電動自転車(1)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
 1    電動自転車
 2    フレーム
 28,28a~28d   バッテリ装着用パイプ
 283  内面
 284  部分
 29   開口部
 30,30a   補強体
 31,31a~31d   切欠部
 62,62a   バッテリ

Claims (8)

  1.  複数のパイプを含み、少なくともバッテリを保持可能な電動自転車用のフレームであって、
     前記複数のパイプのうちの少なくとも1つのパイプであり、その長手方向の少なくとも一部に、前記バッテリが配置される開口部が形成されたバッテリ装着用パイプと、
     前記バッテリ装着用パイプの長手方向に沿って前記バッテリ装着用パイプに設けられた補強体と、を備え、
     前記バッテリ装着用パイプ及び前記補強体の少なくとも一方は、前記開口部に対応する部分の少なくとも一部に形成された切欠部を有する、
    フレーム。
  2.  前記補強体は、前記バッテリ装着用パイプの内面に設けられており、
     前記補強体が、前記切欠部を有する、
    請求項1のフレーム。
  3.  前記切欠部は、前記バッテリの少なくとも一部が入るように形成されている、
    請求項2のフレーム。
  4.  前記バッテリ装着用パイプの長手方向において、前記切欠部の長さは、前記バッテリの長さよりも長く形成される、
    請求項3のフレーム。
  5.  前記バッテリ装着用パイプと前記補強体とが一体である、
    請求項1~4のいずれか一つのフレーム。
  6. 前記補強体は、前記バッテリ装着用パイプの長手方向と直交する断面視において、前記バッテリ装着用パイプの前記開口部が形成される側と反対側の部分に設けられている、
    請求項1~5のいずれか一つのフレーム。
  7.  請求項1~6のいずれか一つのフレームと、
     前記バッテリと
    を備える、
    電動自転車。
  8.  前記バッテリが前記開口部に収まる、
    請求項7の電動自転車。
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