JP2000302075A - 電動自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ケース取付部の構成を簡略化す
ると共に、バッテリ収容ケースが乗降の妨げにならない
ようにフレームに取り付けられ、且つ、設計上の制約が
少ない電動自転車を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の電動自転車は、電動モータ１０
と、該電動モータ１０の電源となるバッテリ３４と、該
バッテリ３４を収容するバッテリ収容ケース３と、該バ
ッテリ収容ケース３を前記フレーム２に対して取り付け
るケース取付部２とを備え、前記バッテリ収容ケース３
を、フレーム２を囲繞するように取り付け可能な形状、
例えば、底面がＵ字形の柱体形状にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータとその
電源となるバッテリ収容ケースを備えた電動自転車に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、人力により駆動可能な自転車本体
に電動モータを搭載して、人力による駆動力を補助する
電動自転車の開発が進んでいる。

【０００３】図１２は、従来の電動自転車の概略構成を
表しており、１はこの電動自転車本体を構成するフレー
ムである。このフレーム１は、前輪４が回転自在に設け
られたフロントフォーク５を操舵自在に支持するヘッド
パイプ１ａと、このヘッドパイプ１ａから後方に延びる
ダウンチューブ１ｂと、このダウンチューブ１ｂの中間
部で溶着されたシートチューブ１ｃと、このシートチュ
ーブ１ｃの下端部に溶着されたボトムブラケット７と、
そのボトムブラケット７とダウンチューブ１ｂの後端部
とを連結するチェーンステ１ｄとから構成されている。

【０００４】そして、フロントフォーク５の上端部には
ハンドル６が装着されており、また、シートチューブ１
ｃの上端部にはシートピラーチューブ８を介してサドル
９が取り付けられている。

【０００５】ダウンチューブ１ｂの後端部には、後輪１
２が回転自在に設けられた駆動ユニット１１が取り付け
られている。その駆動ユニット１１は、モータ１０の駆
動力を後輪１２に伝達する機構と、ペダル１３を踏んで
チェーンホイール１４を回転させることにより、チェー
ン１５を介して後輪１２を回転させる機構を備えてい
る。

【０００６】また、モータ１０を駆動させるためのバッ
テリが収容されたバッテリ収容ケース３０は、直方体形
状のため、ダウンチューブ１ｂに直接取り付けることが
困難である。このため、ダウンチューブ１ｂの上面に
は、バッテリ収容ケース３０を着脱する着脱機構を備え
たケース取付部２０が設けられている。このケース取付
部２０は、バッテリ収容ケース３０を取り付けるため
に、底面が平坦で、その周囲をバッテリ収容ケース３０
の形状に合わせた側壁が取り囲む凹部を備えている。

【０００７】一方、電動自転車のペダル１３を踏むこと
によって発生するトルクは、駆動ユニット１１内に設け
られたトルクセンサ（図示せず）により検出され、その
トルクの大きさに応じて電動モータ１０の駆動を制御し
ている。その結果、自転車の後輪１２には、人力による
トルクに加え、その人力トルクの値に応じた大きさのモ
ータ出力トルクが供給され、人力による駆動力が補助さ
れる。

【０００８】また、バッテリ収容ケース３０の出力電圧
が低下したときは、そのバッテリ収容ケース３０をケー
ス取付部２０から取り外し、専用の充電装置によって充
電を行っている。

【０００９】しかしながら、この従来の電動自転車で
は、バッテリ収容ケース３０の幅がダウンチューブ１ｂ
の幅より大きく、バッテリ収容ケース３０を直接ダウン
チューブ１ｂに取り付けると、不安定になるため、強固
な構成を有するケース取付部２０が必要になるという問
題があった。

【００１０】更に、バッテリ収容ケース３０を、ダウン
チューブ１ｂ上面に配置するため、ダウンチューブ１ｂ
上方の空間を狭めてしまい、電動自転車の乗降の際邪魔
になるという問題があった。

【００１１】このため、最近では、図１３に示すよう
に、バッテリ収容ケース１３０を取り付けるケース取付
部１２０を、シートチューブ１ｃと後輪１２との間に配
置した電動自転車が提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電動自転車においても、バッテリ収容ケース１３０を
取り付けるために、強固な構成を有する筒状のケース取
付部１２０が必要になるという問題が依然として残って
いる。

【００１３】更に、ケース取付部１２０を取り付けるた
めに、シートチューブ１ｃと後輪１２との間に別途空間
を設けなければならないため、市販されている自転車の
フレームでは、バッテリ収容ケース１３０を収納するに
十分な空間が確保できなくなり、別途専用のフレームを
設計する必要があり、コストがかかるという問題があっ
た。

【００１４】本発明は、斯かる問題点に鑑みてなされた
ものであって、ケース取付部の構成を簡略化すると共
に、バッテリ収容ケースが乗降の妨げにならないように
フレームに取り付けられ、且つ、設計上の制約が少ない
電動自転車を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の電動自転車は、
電動モータと、その電動モータの電源となるバッテリ
と、そのバッテリを収容するバッテリ収容ケースとを備
え、バッテリ収容ケースがバッテリ全体を包囲し、バッ
テリ収容ケースがフレームを挟んで取り付けられること
を特徴とする。

【００１６】また、バッテリ収容ケースは、フレームに
対する取付面だけでなく、その取付面と対向する面がと
もに断面Ｕ字状に形成されていることを特徴とする。

【００１７】また、バッテリが、複数の円筒形状の電池
を含み、その電池を、その長手方向に積層配置するとと
もに、バッテリ収容ケースのＵ字状断面に沿って並行配
置することを特徴とする。

【００１８】また、バッテリ収容ケースをフレームに対
して取り付けるケース取付部を備え、そのケース取付部
がフレームを挟んでバッテリ収容ケースと反対側に配置
されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
記載の電動自転車。

【００１９】また、ケース取付部が、バッテリ収容ケー
スを係止するフックと、所定のカギを挿入することによ
り回動可能となるカギ穴とを備え、そのカギ穴の回動に
連動してフックによるバッテリ収容ケースの係止または
開放が行われることを特徴とする。

【００２０】また、ケース取付部に突設された入力端子
とバッテリ収容ケースに凹設された出力端子とが互いに
対向する位置に配置され、入力端子の突出量が出力端子
の凹み量より大きく形成されていることを特徴とする。

【００２１】また、ケース取付部は、入力端子をバッテ
リ収容ケースが離間する方向に付勢する付勢手段を備え
ていることを特徴とする。

【００２２】また、ケース取付部は、バッテリ収容ケー
スの一端が嵌入する嵌入孔を有する第１の部分と、バッ
テリ収容ケースの他端を係止する第２の部分とを含むこ
とを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電動自転車の一実
施形態例を、図面に沿って具体的に説明する。尚、上述
した従来構成（図１２参照）と同一構成部分について
は、同一符号を付して、その説明を省略する。

【００２４】図１は、本発明の電動自転車の概略構成を
示す側面図である。

【００２５】図１中、３は電動自転車に搭載されるバッ
テリ収容ケースであり、そのバッテリ収容ケース３は、
シートチューブ１ｃに対して直接取り付けられている。
また、シートチューブ１ｃは、上側係止部２ａと下側係
止部２ｂとからなるケース取付部２を備えており、この
ケース取付部２によりバッテリ収容ケース３がシートチ
ューブ１ｃから外れないように係止されている。

【００２６】次に、バッテリ収容ケース３の構成を図面
に沿って説明する。

【００２７】図２は、バッテリ収容ケース３の外観を示
す斜視図であり、図３はその内部構成を示す斜視図であ
る。

【００２８】図２に示すように、バッテリ収容ケース３
は、底面がＵ字形の柱体形状をなしており、その取付面
側に、シートチューブ１ｃを囲繞するように断面Ｕ字形
の凹部が設けられている。

【００２９】また、図３に示すように、バッテリ収容ケ
ース３の内部には、バッテリ３４として単一型ＮｉＣｄ
充電電池が縦方向に４列、Ｕ字形凹部３３に沿って５列
に配置されており、これら２０本を直列接続することに
より、５Ａｈの容量を得ている。

【００３０】図４は、図２の領域Ａで囲まれた構成を示
す斜視図であり、図５は、図２の領域Ｂで囲まれた構成
を示す斜視図である。

【００３１】図４に示すように、バッテリ収容ケース３
の上面には、一対の矩形の係合孔３１が開設されてお
り、この係合孔３１に後述する上側係止部２ａのフック
２４が係合する。また、バッテリ収容ケース３の側面に
は、後述する入力端子２３が嵌入する一対の端子孔３２
ａが設けられており、その底面にバッテリからの電流を
出力する出力端子３２が形成されている。

【００３２】また、図５に示すように、バッテリ収容ケ
ース３の下面には、バッテリ収容ケース３を自転車本体
から取り外したときにバッテリ収容ケース３を支持する
樹脂製の脚部３５が設けられている。この脚部３５は、
３つの突起３５ａ、３５ｂ、３５ｃから構成されてお
り、これらの中央に位置する突起３５ｂが後述する下側
係止部２ｂの嵌入孔２１に嵌入される。

【００３３】次に、バッテリ収容ケース３が取り付けら
れるシートチューブ１ｃに設けられたケース取付部２の
構成を図面に沿って説明する。

【００３４】図６は、バッテリ収容ケース３がシートチ
ューブ１ｃに装着されていない状態におけるケース取付
部２の構成を示す斜視図である。

【００３５】図６に示すように、シートチューブ１ｃに
は、バッテリ収容ケース３を着脱するためのケース取付
部２が取り付けられている。このケース取付部２は、バ
ッテリ収容ケース３の上側を係止する上側係止部２ａ
と、その下側を係止する下側係止部２ｂとから構成され
ている。

【００３６】上側係止部２ａは、バッテリ収容ケース３
の上面に設けられた一対の係合孔３１に係合するフック
２４と、そのフック２４を回動させる機構に繋がるカギ
穴２５ｂと、バッテリ収容ケース３の側面に設けられた
一対の出力端子３２に接続する突起状の入力端子２３と
から構成されており、シートチューブ１ｃ上方に取付金
具２２により固定されている。

【００３７】取付金具２２は、金属板の中央部分にシー
トチューブ１ｃを囲繞する曲面部分２２ｂを設けた形状
をしており、その曲面部分２２ｂにおいてシートチュー
ブ１ｃにネジ止めされ、その両側の平坦部分２２ａにお
いて上側係止部２ａに夫々ネジ止めされている。また、
取付金具２２の平坦部分２２ａには、上側係止部２ａか
ら突出した入力端子２３が貫通する一対の開口２２ｃが
設けられている。

【００３８】一方、下側係止部２ｂは、シートチューブ
１ｃにネジ止めされていると共に、シートチューブ１ｃ
に直交する方向に突出する舌片を備えている。この舌片
には、バッテリ収容ケース３の脚部３５ｂが嵌入される
嵌入孔２１が設けられている。

【００３９】次に、上述した電動自転車におけるバッテ
リ収容ケース３の着脱動作を図面に沿って説明する。

【００４０】ここで、図６はバッテリ収容ケース３をシ
ートチューブ１ｃに装着していない状態におけるケース
取付部２の構成を示す斜視図であり、図８の破線はその
断面図を示している。また、図７は、バッテリ収容ケー
ス３をシートチューブ１ｃに装着した状態におけるケー
ス取付部２の構成を示す斜視図であり、図８の実線はそ
の断面図を示している。

【００４１】図７及び図８の実線に示すように、バッテ
リ収容ケース３の装着状態においては、バッテリ収容ケ
ース３の脚部３５ｂが、シートチューブ１ｃに取り付け
られた下側係止部２ｂの嵌入孔２１に上側から嵌入され
ると共に、バッテリ収容ケース３上面の一対の係合孔３
１に、シートチューブ１ｃに取り付けられた上側係止部
２ａの一対のフック２４が夫々係合している。

【００４２】このフック２４は、回動支点２８を中心に
回動するように上側係止部２に取り付けられていると共
に、その回動支点２８を挟んだ反対側の端部がリンク部
材２７の一端に連結されている。そして、リンク部材２
７の他端は、カギ２５ａの回転に連動して回転する回転
体２６の回転軸から偏心した位置に連結されている。こ
れにより、カギ穴２５ｂにカギ２５ａを挿入して回転さ
せることで、フック２４を上下方向に回動させることが
できる。

【００４３】また、入力端子２３は、上側係止部２ａと
の間に設けられたバネ２９により外側に付勢されている
と共に、その突出量がバッテリ収容ケース３の端子孔３
２ａの凹み量より大きく設定されている。このため、上
側係止部２ａから突出する入力端子２３は、バッテリ収
容ケース３の側面に設けられた一対の端子孔３２ａに嵌
まり込んで、夫々の底面に形成された出力端子３２に押
し付けられる。これにより、両端子２３、３２間の確実
な接続を図ることができる。

【００４４】このようなバッテリ収容ケース３をシート
チューブ１ｃに装着した状態から、バッテリ収容ケース
３を取り外す場合について以下に説明する。

【００４５】上側係止部２ａのカギ穴２５ｂに、カギ２
５ａを差し込んで左側に回転すると、このカギ２５ａの
回転に連動して回転体２６がカギ２５ａと同方向に回転
する。そして、回転体２６が回転すると、この回転体２
６に連結されたリンク２７が引き下げられる共に、フッ
ク２４が回動軸２８を中心に上方向に移動する。これに
より、図６及び図８の破線で示すように、フック２４と
バッテリ収容ケース３の係合孔３１との係合が開放され
ると共に、入力端子２３を付勢するバネ２９の付勢力に
より、バッテリ収容ケース３がシートチューブ１ｃから
離れる。

【００４６】逆に、バッテリ収容ケース３をシートチュ
ーブ１ｃに装着する場合については、バッテリ収容ケー
スの脚部３５ｂを下側係止部２ｂの嵌入孔２１に嵌入し
た後、バッテリ収容ケース３をシートチューブ１ｃに押
し付けた状態で、カギ２５ａを右側に回転させることに
より、フック２４がバッテリ収容ケース３の係合孔３１
に係合する。これにより、バッテリ収容ケース３は、シ
ートチューブ１ｃに固定される。

【００４７】尚、上記実施形態例の説明は、本発明を説
明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発
明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではな
い。又、本発明の各部構成は上記実施形態例に限らず、
特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可
能であることは勿論である。

【００４８】例えば、上記実施形態例の説明では、バッ
テリ収容ケース３を、シートチューブ１ｃを囲繞する底
面がＵ字形の柱体形状となるように構成したが、バッテ
リ収容ケース３を可撓部材から構成して、シートチュー
ブ１ｃの周囲に巻回させるようにしてもよい。

【００４９】また、上記実施形態例の説明では、バッテ
リ収容ケース３が１個の場合について説明したが、バッ
テリ収容ケース３の取付面の断面形状を半円形としたも
の２個でシートチューブ１ｃを挟み込むことにより、フ
レーム全周を囲繞するように取り付けることができる。

【００５０】また、上記実施形態例の説明では、バッテ
リ収容ケース３をシートチューブ１ｃに装着する場合に
ついて説明したが、図９に示すようにダウンチューブ１
ｂの上側に装着したり、図１０に示すようにダウンチュ
ーブ１ｂの下側に装着したり、また、図１１に示すよう
にヘッドパイプ１ａに装着したりしてもよい。

【００５１】

【発明の効果】

【００５２】

【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、フレー
ムに対してバッテリ収容ケースを容易に位置決めするこ
とができ、また、バッテリ収容ケースの上側の突出量が
小さくなり、乗降の妨げにならないようにすることがで
きる。

【００５３】また、フレームの上側だけでなく左右側に
もバッテリが配置されるため、フレームの横方向の強度
が向上し、また、フレームのあらゆる部分に装着するこ
とができると共に、ケース取付部の構成を簡素化するこ
とができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動自転車の概略構成を示す側面図で
ある。

【図２】本発明の電動自転車に搭載されるバッテリ収容
ケースの外観を示す斜視図である。

【図３】図２で示したバッテリ収容ケースの内部構成を
示す斜視図である。

【図４】図２で示したバッテリ収容ケースの領域Ａで囲
まれた部分の構成を示す斜視図である。

【図５】図２で示したバッテリ収容ケースの領域Ｂで囲
まれた部分の構成を示す斜視図である。

【図６】図２で示したバッテリ収容ケースをシートチュ
ーブに装着していない状態におけるケース取付部の構成
を示す斜視図である。

【図７】図２で示したバッテリ収容ケースをシートチュ
ーブに装着した状態におけるケース取付部の構成を示す
斜視図である。

【図８】図２で示したバッテリ収容ケースの着脱動作を
示す断面図である。

【図９】本発明の電動自転車において、バッテリ収容ケ
ースをダウンチューブ上側に取り付けた場合の概略構成
を示す側面図である。

【図１０】本発明の電動自転車において、バッテリ収容
ケースをダウンチューブ下側に取り付けた場合の概略構
成を示す側面図である。

【図１１】本発明の電動自転車において、バッテリ収容
ケースをヘッドパイプに取り付けた場合の概略構成を示
す側面図である。

【図１２】従来の電動自転車の概略構成を示す側面図で
ある。

【図１３】従来の電動自転車の他の概略構成を示す側面
図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ ケース取付部 ３ バッテリ収容ケース ３４ バッテリ １０ 電動モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 正勝 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 安富 健蔵 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータと、該電動モータの電源とな
   るバッテリと、該バッテリを収容するバッテリ収容ケー
   スとを備え、前記バッテリ収容ケースが前記バッテリ全
   体を包囲し、前記バッテリ収容ケースがフレームを挟ん
   で取り付けられることを特徴とする電動自転車。
2. 【請求項２】 前記バッテリ収容ケースは、前記フレー
   ムに対する取付面だけでなく、該取付面と対向する面が
   ともに断面Ｕ字状に形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の電動自転車。
3. 【請求項３】 前記バッテリが、複数の円筒形状の電池
   を含み、該電池を、その長手方向に積層配置するととも
   に、前記バッテリ収容ケースのＵ字状断面に沿って並行
   配置することを特徴とする請求項２記載の電動自転車。
4. 【請求項４】 前記バッテリ収容ケースを前記フレーム
   に対して取り付けるケース取付部を備え、該ケース取付
   部が前記フレームを挟んで前記バッテリ収容ケースと反
   対側に配置されることを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれかに記載の電動自転車。
5. 【請求項５】 前記ケース取付部が、前記バッテリ収容
   ケースを係止するフックと、所定のカギを挿入すること
   により回動可能となるカギ穴とを備え、該カギ穴の回動
   に連動して前記フックによる前記バッテリ収容ケースの
   係止または開放が行われることを特徴とする請求項４記
   載の電動自転車。
6. 【請求項６】 前記ケース取付部に突設された入力端子
   と前記バッテリ収容ケースに凹設された出力端子とが互
   いに対向する位置に配置され、前記入力端子の突出量が
   前記出力端子の凹み量より大きく形成されていることを
   特徴とする請求項４記載の電動自転車。
7. 【請求項７】 前記ケース取付部は、前記入力端子を前
   記バッテリ収容ケースが離間する方向に付勢する付勢手
   段を備えていることを特徴とする請求項６記載の電動自
   転車。
8. 【請求項８】 前記ケース取付部は、前記バッテリ収容
   ケースの一端が嵌入する嵌入孔を有する第１の部分と、
   前記バッテリ収容ケースの他端を係止する第２の部分と
   を含むことを特徴とする請求項４記載の電動自転車。