JPH08142963A - パワーアシスト三輪自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 荷かごの容積を確保でき、かつ走行安定性を
向上できるパワーアシスト三輪自転車を提供する。 【構成】 車体前後方向に延びる前フレーム４の前端で
フロントフォーク８を軸支するとともに長手方向略中央
部にシートチューブ６を立設し、上記前フレーム４の後
端部を、左右一対の後輪３０が軸支されかつ荷かご２０
が載置された後フレーム５に揺動可能に連結し、上記後
輪３０を回転駆動するモータ５１，該モータ５１に電源
を供給するバッテリ５２，及びペダルの踏力に応じて上
記モータ５１を駆動制御するコントローラ５３からなる
パワーアシストユニット５０を備えたパワーアシスト三
輪自転車１を構成する場合に、上記バッテリ５２を、上
記前フレーム４，シートチューブ６，及び荷かご２０で
囲まれた空間内に配置しかつ上記後フレーム５で支持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ペダルの踏力に応じた
補助駆動力をモータにより後輪に供給するようにしたパ
ワーアシスト三輪自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車で例えば上り坂や向かい風の中を
走行したり，あるいは荷物を積載した状態で走行したり
する場合、大きなペダル踏力が必要である。このような
走行時の負担を軽減するために、ペダルの踏力に応じた
補助駆動力を付与するパワーアシストユニットを搭載し
たパワーアシスト三輪自転車が提案されている（例え
ば、特開平６−２１１１７９号公報参照）。このパワー
アシストユニットは、後輪を回転駆動するモータと、該
モータに電源を供給するバッテリと、ペダルにかかるト
ルク及び車速に応じてモータの駆動力を制御するコント
ローラとから構成されている。

【０００３】上記パワーアシストユニットを三輪自転車
に搭載するにあたっては、バッテリ，モータ等の容積，
重量が比較的大きい構成部品の配置構造が重要である。
このような配置構造の一例として、上記従来公報には、
バッテリ，コントローラを収納したボックスを荷かごの
下部の後フレーム上に配置したものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の荷かごの下部にバッテリを配置する構造では、該バッ
テリの分だけ荷かごの容積が小さくなるという問題があ
り、また重量物のバッテリが車体重心より後方に離れて
位置することから、特にコーナリング特性は十分満足で
きるものではなく、走行安定性の向上が要請されてい
る。

【０００５】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
もので、荷かごの容積を充分に確保できるとともに、走
行安定性を向上できるパワーアシスト三輪自転車を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前端
で前輪支持用フロントフォークを軸支するとともに長手
方向略中央部にシートチューブを立設した前フレームの
後端部を、左右一対の後輪を軸支するとともに荷かごを
支持する後フレームに揺動可能に連結してなる車体フレ
ームと、該車体フレームに搭載され、上記後輪を回転駆
動するモータ，該モータに電源を供給するバッテリ，及
びペダルの踏力に応じて上記モータの駆動力を制御する
コントローラからなるパワーアシストユニットとを備え
たパワーアシスト三輪自転車において、上記バッテリ
を、上記前フレーム，シートチューブ，及び荷かごで囲
まれた空間内に配置しかつ上記後フレームで支持したこ
とを特徴としている。

【０００７】請求項２の発明は、上記バッテリが直方体
状をなしており、該バッテリを平面視で長辺部を車幅方
向に向けて荷かごの前面に横置き配置したことを特徴と
し、請求項３の発明は、上記バッテリの長辺部を車体前
後方向に向けて荷かごの前面に縦置き配置したことを特
徴としている。

【０００８】また請求項４の発明は、上記荷かごの前壁
に上記バッテリの左右側面を囲む膨出部を一体形成した
ことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明に係るパワーアシスト三輪自転車によれ
ば、前フレーム，シートチューブ，及び荷かごで囲まれ
た空間内にバッテリを配置したので、比較的大型で重量
物のバッテリを車体の空きスペースを有効利用して配置
することができ、よって荷かごの容積を充分に確保する
ことができる。また上記バッテリを荷かごの前面に配置
したので、従来の荷かごの下部に配置する場合に比べて
バッテリが車体重心の近くに位置することとなり、特に
コーナリング性能が向上し、走行姿勢を安定化できる。

【００１０】請求項２の発明では、バッテリを荷かごの
前面に横置き配置したので、バッテリが前方のシート等
と干渉することはなく、充電作業，及びメンテナンス時
のバッテリ脱着作業を行う際に邪魔になるものがなく、
作業を容易に行うことができる。

【００１１】請求項３の発明では、バッテリを荷かごの
前面に縦置き配置したので、バッテリが車幅方向に張り
出すことはなく、ペダルリングの際に足がバッテリに干
渉するのを回避できる。またこの縦置き配置したことに
より上記バッテリの前部上方にサドルが位置した場合で
も、前フレームを左右に揺動させることにより容易にバ
ッテリ脱着作業を行うことができる。

【００１２】請求項４の発明では、荷かごの前壁にバッ
テリを囲む膨出部を形成したので、この膨出部の分だけ
荷かごの容積をさらに大きくすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図に基づいて説
明する。図１ないし図７は、請求項１，２の発明の一実
施例によるパワーアシスト三輪自転車を説明するための
図であり、図１〜図３はそれぞれはパワーアシスト三輪
自転車の平面図，側面図，一部断面側面図，図４は後輪
駆動部を示す概略構成図、図５は前フレームの揺動部を
示す断面側面図、図６は図５のVI-VI 線断面図、図７は
動作を示すブロック構成図である。

【００１４】図において、１は本実施例のパワーアシス
ト三輪自転車であり、該三輪自転車１の車体フレーム２
は、ヘッドパイプ３から後方に斜め下方に延びる前フレ
ーム４の後端部４ａを後フレーム５に揺動可能に連結
し、上記前フレーム４の長手方向略中央部に、乗員が着
座するサドル６ａが装着されたシートチューブ６を立設
した構造のもので、該シートチューブ６と前フレーム４
の後部とは補強フレーム７で接続されている。

【００１５】上記ヘッドパイプ３によりフロントフォー
ク８の操向軸８ａが軸支されており、該フロントフォー
ク８の下端には前輪９が軸支され、また上端にはハンド
ル１０が固着されており、さらに該フロントフォーク８
にはフロントバスケット１１がブラケットを介して取付
けられている。

【００１６】上記後フレーム５は、平面視大略コ字状の
下フレーム１５と、これの上方に並行に配設された平面
視大略ロ字状の上フレーム１６とを４本の補強フレーム
１７・・で接続し、該上フレーム１６の左右辺部を下方
にＶ字状に屈曲成形して軸受部１６ａを一体形成した構
造となっている。上記下フレーム１５には車幅方向に延
びる補強プレート１８が架け渡して接合されており、ま
た上フレーム１６には車体前後方向に延びる２本の補強
プレート１９，１９が架け渡して接合されている。上記
上フレーム１６の上面にはリヤバスケット２０が載置さ
れており、該バスケット２０は上記補強プレート１９に
ボルト締め固定されている。

【００１７】上記前フレーム４の後端部４ａには、図
５，図６に示すように、一対のブラケット２１，２１を
介して揺動軸２２が固定されている。該揺動軸２２は両
端部２２ａが円柱で、中央部２２ｂが正方形の角柱とな
っており、この両端部２２ａは上記補強プレート１８に
軸受１８ａを介して回転可能に支持されている。また上
記揺動軸２２には補強プレート１８上に固定された角筒
状の軸受パイプ２３が装着されており、該軸受パイプ２
３と揺動軸２２との間にはナイトハルトゴム２４が配設
されている。これにより上記前フレーム４は左右に揺動
可能になっているとともに、ナイトハルトゴム２４の弾
性力により元の垂直位置に復帰するようになっている。

【００１８】上記後フレーム５の左右外側部には後輪３
０，３０が配設されており、該後輪３０の車軸３０ａは
それぞれ上記上フレーム１６の左右軸受部１６ａ，及び
下フレーム１５の軸受部１５ａによって軸支されてい
る。

【００１９】図４に示すように、上記両車軸３０ａの内
側端部にはそれぞれワンウェイクラッチ３１を介在させ
て従動スプロケット３２が結合されている。また両車軸
３０ａの前方にはこれと平行に中間軸３３が配設されて
おり、該中間軸３３は図示しない軸受を介して下フレー
ム１５に回転自在に支持されている。この中間軸３３の
両端部にはそれぞれ駆動スプロケット３４，３５が結合
されており、該各のスプロケット３４，３５はチェーン
３７，３７を介して上記従動スプロケット３２，３２に
連結されている。また上記中間軸３３にはモータスプロ
ケット３８がワンウェイクラッチ３９を介在させて結合
されている。

【００２０】上記前フレーム４のシートチューブ６の基
部にはボス部４ｂが形成されている。該ボス部４ｂには
ペダル軸４０が回転自在に挿入されており、該ペダル軸
４０の両端にはクランク４１を介してペダル４２が装着
されている。上記ペダル軸４０には駆動スプロケット４
３が固着されており、該スプロケット４３はペダルチェ
ーン４４を介して上記中間軸３３の従動スプロケット３
６に連結されており、該スプロケット３６はワンウェイ
クラッチ８０を介して上記中間軸３３に結合されてい
る。ここで本実施例は、ペダル４２からの動力を中間軸
３３を介して左右の後輪３０に同時に伝達する構造であ
り、このため旋回時における両輪の回転差はワンウェイ
クラック３１で吸収することとなる。

【００２１】上記車体フレーム２には本実施例のパワー
アシストユニット５０が配設されている。該パワーアシ
ストユニット５０は両後輪３０を回転駆動するモータ５
１と、該モータ５１に電源を供給するバッテリ５２と、
上記モータ５１の駆動力を制御するコントローラ５３と
から構成されており、該コントローラ５３にはトルクセ
ンサ５４及び車速センサ５５が接続されている。

【００２２】上記トルクセンサ５４は、ペダル軸４０と
チェーンスプロケット４３との間に介設された図示しな
い弾性部材の弾性変形によりペダル軸４０とチェーンス
プロケット４３との位相差を検出し、該検出値をコント
ローラ５３に出力する。また上記車速センサ５５は後輪
３０の回転数を検出し、該検出値をコントローラ５３に
出力するように構成されている。

【００２３】上記モータ５１は、中間軸３３の軸方向中
心より一側部にこれの出力軸５１ａを内側に向けて配設
されており、支持ブラケット５６を介して下フレーム１
５に固定されている。該モータ５１の出力軸５１ａには
スプロケット５７が固着されており、該スプロケット５
７はチェーン５８を介して上記中間軸３３のモータスプ
ロケット３８に連結されている。

【００２４】上記バッテリ５２，コントローラ５３は上
下方向に長い直方体状のバッテリボックス６０内に収納
されており、該ボックス６０の底部にコントローラ５３
が、これの上部に２つの１２Ｖバッテリ５２が上下に重
ねてかつ直列接続して配置されている。該バッテリボッ
クス６０は上記リヤバスケット２０の前壁２０ａの前面
に当接するように配設されており、これによりバッテリ
５２はシートチューブ６，前フレーム４の後部，及びリ
ヤバスケット２０の前壁２０ａで囲まれた空間内に位置
している。また上記バッテリ５２は平面視で長辺部を車
幅方向に向けた横置きに配置されている。この横置き配
置により、バッテリボックス６０と上記サドル６ａとの
間に空間が生じている。

【００２５】上記バッテリボックス６０は、上記リヤバ
スケット２０の前壁２０ａの前面に固定された支持プレ
ート６１と該支持プレート６１，及び上フレーム１６に
固定された支持パイプ６２，６３とにより抱き抱えるよ
うにして支持されており、かつ上方向に着脱可能となっ
ている。

【００２６】上記コントローラ５３は、トルクセンサ５
４の検出値からペダル４２に生じたトルク（踏力）の大
きさを求めるとともに、車速センサ５５の検出値から車
速を求め、内蔵するマップに基づいて補助駆動力を算出
し、該補助駆動力に対応した電流をバッテリ５２からモ
ータ５１に供給するように構成されている。この補助駆
動力は、乗員のペダル踏力１に対して１未満に設定され
ており、かつ車速が例えば１５Ｋｍ／ｈを越えた時点か
ら次第に小さくなり、２４Ｋｍ／ｈに達した時点でゼロ
になるように設定されている。

【００２７】さらに上記バッテリボックス６０の周辺に
は、図示していないが、パワーアシストユニット作動用
メインスイッチ，バッテリ充電用コンセント，バッテリ
電圧低下及びコントローラのシステム異常を表示する警
告ランプが配設されている。

【００２８】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例のパワーアシストユニット５０は、車連が
所定値（例えば１５ｋｍ／ｈ）以下のときは乗員のペダ
ル踏力が大きいほど大きい補助駆動力を供給し、速度が
上記所定値を越えると速度が上昇するにつれて補助駆動
力を減少させ、速度が最大値（例えば２４ｋｍ／ｈ）を
越えると補助駆動力をゼロにする。このようにして上り
坂，向かい風，荷物の積載時，発進時等における労力の
軽減が図られる。なお、上記各ワンウェイクラッチによ
りペダル軸、モータ軸側から後輪側への回転力は伝達さ
れるが逆方向への回転力は伝達されない。

【００２９】そして本実施例では、バッテリ５２をリヤ
バスケット２０の前壁に接するように後フレーム５上に
配置したので、前フレーム４，シートチューブ６，リヤ
バスケット２０で囲まれた空きスペースを有効利用して
バッテリ５２を搭載できる。また従来の荷かごの下部に
配置する場合に比べてリヤバスケット２０の容積を大き
くとることができるとともに、重量物のバッテリ５２を
車体重心であるシートチューブ６の近くに配置でき、コ
ーナリング時の走行安定性を向上できる。

【００３０】また本実施例では、上記バッテリ５２を上
下に重ねて搭載し、かつ平面視で長辺部を車幅方向に向
ける横置きに配置したので、充電作業，バッテリボック
ス６０の脱着作業を行う際にサドル６ａが邪魔になるこ
とはなく、作業を容易に行うことができる。

【００３１】なお、上記実施例では、コントローラ５３
をバッテリボックス６０の底部に収納したが、本発明で
は、コントローラ配置位置はこれに限られるものではな
く、例えば後フレーム５の下フレーム１６の下面に独立
して配置してもよく，あるいはモータ５１の支持ブラケ
ット５６付近に配置してもよい。

【００３２】また、上記実施例では、モータ５１を中間
軸３３の軸方向中心より一側部に位置させたが、本発明
では、図８に示すように、モータ５１を中間軸３３の軸
方向中央部に配置し、該モータ５１の出力軸５１ａを外
側に向けて配置してもよい。このようにした場合は、ペ
ダリング時に足が干渉するのを回避できる。

【００３３】図９及び図１０は、請求項３の発明の一実
施例によるパワーアシスト三輪自転車を説明するための
図であり、図中、図１〜図３と同一符号は同一又は相当
部分を示す。

【００３４】本実施例では、バッテリ５２，コントロー
ラ５３が収納された直方体状のバッテリボックス６０
を、シートチューブ６，前フレーム４，及びリヤバスケ
ット２０の前壁２０ａで囲まれた空間内に配置するとと
もに後フレーム５で支持しており、基本的構成は上記実
施例と同様である。

【００３５】そして上記バッテリボックス６０は、上下
に長い直方体状のもので、上記リヤバスケット２０の前
壁２０ａの前面に当接するように配設されており、バッ
テリ５２は上下に重ねて、かつ平面視で長辺部を車体前
後方向に向けた縦置きに配置されている。また上記バッ
テリボックス６０は、上記リヤバスケット２０の前壁２
０ａの前面に固定された支持プレート６１と該支持プレ
ート６１，及び上フレーム１６に固定された支持パイプ
６２，６３とにより支持されており、かつ上方向に着脱
可能となっている。

【００３６】本実施例によれば、上記実施例と同様にリ
ヤバスケット２０の容積を大きくとれるとともに、走行
安定性を確保できる効果が得られる。また、本実施例で
は、バッテリボックス６０ひいてはバッテリ５２を縦置
きに配置したので、平面視でペダル４２の後方に空間が
生じ、ペダリングする際に足がバッテリボックス６０に
当たるのを回避でき、また前フレーム２を図９に二点鎖
線で示すように、左又は右に揺動させることによりバッ
テリ脱着作業を容易に行うことができる。

【００３７】図１１ないし図１５は、請求項４の発明の
一実施例によるパワーアシスト三輪自転車を説明するた
めの図であり、図中、図１〜図３と同一符号は同一又は
相当部分を示す。

【００３８】図１１，図１２は、バッテリボックス６０
をリヤバスケット７０の前壁７０ａの前面に当接するよ
うに横置きに配置した例である。そして本実施例では、
上記リヤバスケット７０の前壁７０ａの左右側部に上記
バッテリボックス６０の左右側面を囲む膨出部７０ｂ，
７０ｃが一体形成されている。

【００３９】本実施例では、リヤバスケット７０の前壁
７０ａの左右に膨出部７０ｂ，７０ｃを形成したので、
該膨出部７０ｂ，７０ｃの分だけ荷物の積載容積を大き
くとることができる。

【００４０】図１３〜図１５は、バッテリボックス６０
をリヤバスケット７１の前壁７１ａの前面に縦置きに配
置し、上記リヤバスケット７１の前壁７１ａの左右側部
に上記バッテリボックス６０の左右側面を囲む膨出部７
１ｂ，７１ｃを一体に形成した例である。

【００４１】本実施例では、バッテリボックス６０を縦
置き配置した分だけ左右側部の膨出部７１ｂ，７１ｃの
容積を大きくでき、ひいてはリヤバスケット７１全体の
容積をさらに大きくとることができる。この場合、前フ
レーム４を揺動させることによりバッテリボックス６０
を容易に脱着できる（図１５参照）。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明に係るパワーアシス
ト三輪自転車によれば、バッテリを前フレーム，シート
チューブ，及び荷かごで囲まれた空間内に配置しかつ後
フレームで支持したので、車体フレームの空きスペース
を有効利用してバッテリを搭載できるとともに荷かごの
容積を確保できる効果があり、また上記バッテリを車体
重心の近くに配置でき、走行安定性を向上できる効果が
ある。

【００４３】請求項２の発明では、バッテリを荷かごの
前面に横置き配置したので、充電作業，及びメンテナン
ス時のバッテリ脱着作業を容易に行うことができる効果
がある。

【００４４】請求項３の発明では、バッテリを荷かごの
前面に縦置き配置したので、ペダリングする際に足がバ
ッテリに当たるのを回避できるとともに、前フレームを
左右に揺動させることにより容易にバッテリ脱着作業を
行うことができる効果がある。

【００４５】請求項４の発明では、荷かごの前壁にバッ
テリを囲む膨出部を形成したので、この膨出部の分だけ
荷かごの容積をさらに大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２の発明の一実施例によるパワーア
シスト三輪自転車を説明するための平面図である。

【図２】上記実施例三輪自転車の側面図である。

【図３】上記実施例三輪自転車の後部部分を断面した側
面図である。

【図４】上記実施例三輪自転車の後輪駆動機構を示す概
略構成図である。

【図５】上記実施例三輪自転車の前フレームの揺動部を
示す断面側面図である。

【図６】上記揺動部を示す図５のVI-VI 線断面図であ
る。

【図７】上記実施例三輪自転車のパワーアシストユニッ
トのブロック構成図である。

【図８】上記実施例の変形例による後輪駆動機構を示す
概略構成図である。

【図９】請求項３の発明の一実施例（第２実施例）によ
るパワーアシスト三輪自転車を示す平面図である。

【図１０】上記第２実施例三輪自転車の側面図である。

【図１１】請求項４の発明の一実施例（第３実施例）に
よるパワーアシスト三輪自転車を示す平面図である。

【図１２】上記第３実施例三輪自転車の側面図である。

【図１３】上記実施例の変形例によるパワーアシスト三
輪自転車を示す平面図である。

【図１４】上記変形例三輪自転車の側面図である。

【図１５】上記変形例三輪自転車の前フレームの揺動状
態を示す平面図である。

【符号の説明】

１ パワーアシスト三輪自転車 ２ 車体フレーム ４ 前フレーム ５ 後フレーム ６ シートチューブ ８ フロントフォーク ２０，７０，７１ リヤバスケット（荷かご） ７０ｂ，７０ｃ 膨出部 ７１ｂ，７１ｃ 膨出部 ３０ 後輪 ５０ パワーアシストユニット ５１ モータ ５２ バッテリ ５３ コントローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前端で前輪支持用フロントフォークを軸
   支するとともに長手方向略中央部にシートチューブを立
   設した前フレームの後端部を、左右一対の後輪を軸支す
   るとともに荷かごを支持する後フレームに揺動可能に連
   結してなる車体フレームと、該車体フレームに搭載さ
   れ、上記後輪を回転駆動するモータ，該モータに電源を
   供給するバッテリ，及びペダルの踏力に応じて上記モー
   タの駆動力を制御するコントローラからなるパワーアシ
   ストユニットとを備えたパワーアシスト三輪自転車にお
   いて、上記バッテリを、上記前フレーム，シートチュー
   ブ，及び荷かごで囲まれた空間内に配置しかつ上記後フ
   レームで支持したことを特徴とするパワーアシスト三輪
   自転車。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記バッテリが直方
   体状をなしており、該バッテリを平面視で長辺部を車幅
   方向に向けて上記荷かごの前面に横置き配置したことを
   特徴とするパワーアシスト三輪自転車。
3. 【請求項３】 請求項１において、上記バッテリが直方
   体状をなしており、該バッテリを平面視で長辺部を車体
   前後方向に向けて上記荷かごの前面に縦置き配置したこ
   とを特徴とするパワーアシスト三輪自転車。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３の何れかにおいて、上
   記荷かごの前壁に上記バッテリの左右側面を囲む膨出部
   を一体形成したことを特徴とするパワーアシスト三輪自
   転車。