JPH08164886A - 電動補助動力付き自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池と電動機とを外観に表れないように装備
し、自転車本来のスマートさや軽快感を損なうことな
く、堅牢でありながら軽量で部品点数の少ない安価な電
動補助動力付き自転車を提供することを目的とする。 【構成】 電池および電動機が、パイプフレームのシー
トチューブおよびダウンチューブに格納されていること
を特徴とする。このパイプフレームは、電動機の固定子
鉄心の一部を兼ねて、実効径の大きい電動機を収納す
る。また、電池および電動機の接地端子は、パイプフレ
ームに接続される。したがって、電池と電動機を外観に
表すことなくスマートかつ堅牢に装備でき、高トルク高
出力が得られるほか、信頼性も向上する。さらに、電池
のケースの上端部から把手が伸びており、取り出し容易
になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車に関し、特に電
池および電動機を備えた電動補助動力付き自転車に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】補助動力を発生する電動機および前記電
動機に給電する電池がパイプフレームに固定される従来
の電動補助動力付き自転車は、例えば図９に示すよう
に、自転車フレーム１０３のチェーンステー１３６に固
定されたケーシング１１０内に収められた電動機１０１
と、シートチューブ１３２およびシートステー１３５に
固定された荷台状の台に搭載された電池１０２とを備え
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電動
補助動力付き自転車では、前述のように自転車のフレー
ム構造の外部に構造で電源および電動機が外付けされて
いた。そのため、タイヤの寸法や荷台の取りつけなどの
構造上、装備上の制約を生じる不都合があるほか、電池
および電動機を取り付けるために新たに構造部材を必要
とするので、部品点数および重量の増加を招いていた。
また、電池および電動機が転倒時等の衝撃に弱いという
欠点もあった。さらに、従来の電動補助動力付き自転車
は、このように機能性能を損なう欠点があるばかりでは
なく、美観に劣るという問題点をも有し、自転車が本来
持っている軽快感やスマートさを損なうという欠点があ
った。

【０００４】そこで、本発明の電動補助動力付き自転車
は、補助動力源としての電動機と、その電源としての電
池とを外観に表れないように装備する。それによって、
通常の自転車とほとんど変わらないスマートさや軽快感
を与える外観を有するとともに、堅牢でありながら重量
および部品点数の増加や装備品に与える制約を最低限に
抑えた電動補助動力付き自転車を提供することを、本発
明は解決すべき課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電動補助動力付
き自転車の第１構成は、補助動力を発生する電動機およ
び前記電動機に給電する電池がパイプフレームに固定さ
れる電動補助動力付き自転車において、前記電池が前記
パイプフレーム内に格納されていることを特徴とする。

【０００６】本発明の電動補助動力付き自転車の第２構
成は、補助動力を発生する電動機および前記電動機に給
電する電池がパイプフレームに固定される電動補助動力
付き自転車において、前記電動機が前記パイプフレーム
内に格納されていることを特徴とする。本発明の電動補
助動力付き自転車の第３構成は、前記第２構成におい
て、前記パイプフレームは、前記電動機の固定子鉄心の
一部を兼ねることを特徴とする。

【０００７】本発明の電動補助動力付き自転車の第４構
成は、前記第１構成または前記第２構成において、前記
電池の接地端子および前記電動機の接地端子は、前記パ
イプフレームに接続されることを特徴とする。本発明の
電動補助動力付き自転車の第５構成は、前記第１構成に
おいて、前記電池は前記パイプフレームのシートチュー
ブ内に格納されることを特徴とする。

【０００８】本発明の電動補助動力付き自転車の第６構
成は、前記第２構成において、前記電動機は前記パイプ
フレームのダウンチューブ内に格納されることを特徴と
する。本発明の電動補助動力付き自転車の第７構成は、
前記第５構成において、上端部に把手を有するとともに
前記電池を内部に収容して前記シートチューブに着脱可
能に格納される筒状のケースを有し、前記把手は前記シ
ートチューブの上端部に挿入されたサドル支持用のシー
トピラー内に収容されることを特徴とする。

【０００９】本発明の電動補助動力付き自転車の第７構
成は、前記第５構成において、前記シートチューブの上
端部に挿入されたサドル支持用の導電性のシートピラー
が下端に導電性のスプリングを有し、前記スプリングの
軸心付近に位置する先端が前記電池の一方の電極に接続
する電極を形成することを特徴とする。

【００１０】

【作用および発明の効果】本発明の第１構成および第２
構成の電動補助動力付き自転車は、電池および電動機が
パイプフレーム内に格納されているので、外観上に補助
動力の装備が明白ではなく、美観を損ねることがない。
さらに、電池および電動機を装備するための架台などの
新たな構造部材の装備を必要とせず、重量や部品点数の
無用な増加を避けられるばかりでなく、タイヤ、荷台、
その他の装備品を取り付ける上での空間的な制約を生じ
ることがない。

【００１１】したがって、自転車本来の軽快感やスマー
トさ、あるいは健康的でスポーティーな外観を損ねるこ
となく補助動力を装備することが可能になる。また、頑
丈なパイプフレーム内に電池と電動機とを装備するの
で、転倒時等の衝撃に対しても堅牢にこれらを保護する
ことができる。さらに、最低限の重量および部品点数の
増加に留められるので、重量軽減による性能向上と、部
品点数の低減によるコストダウンが図れるという効果が
ある。また、自転車の装備品をそのまま制約なしに装備
できるので、ユーザーにとってオプションの選択肢が増
えて好ましいという効果もある。

【００１２】本発明の第３構成によれば、パイプフレー
ムが電動機の固定子鉄心の一部を兼ねるので、部品点数
と重量がより軽減されるばかりでなく、パイプフレーム
内に直径がより大きな回転電機子（ロータ）を装備し
て、高トルクで高出力の補助動力が得られる。したがっ
て、電動機の重量軽減と出力向上によるより一層の性能
向上と、部品点数の削減によるコストダウンの効果があ
る。そればかりでなく、パイプフレームの内周面内に電
動機の固定子鉄心全体を内設する場合よりも高トルクの
軸出力が得られるので、電動機の軸出力を動輪に伝達す
るために通常採用される減速ギヤの小型軽量化ならびに
信頼性の向上を実現できる。

【００１３】本発明の第４構成によれば、電池の接地端
子および電動機の接地端子はパイプフレームに接続され
ているので、良導体のパイプフレームを介して電池と電
動機の間を電流が流れ、配線を節約することができる。
その結果、コストダウンになるばかりでなく、配線の断
線等による故障を低減できる。本発明の第５構成および
第６構成によれば、電池はパイプフレームのシートチュ
ーブ内に格納され、電動機はパイプフレームのダウンチ
ューブ内に格納されるので、サドルを外すことにより電
池にアクセスすることが容易にできる。

【００１４】さらに、本発明の第７構成では、電池を収
納するケースの上端部から伸びてシートチューブの上端
部に達する把手がケースに設けられているので、サドル
支持用のシートピラーを外せばそこに露出する把手を手
で掴んで、ケースごと容易に電池を引き出すことができ
る。したがって、電源系の点検整備や電池交換が極めて
容易になるという効果がある。

【００１５】また、本発明の第８構成では、シートピラ
ー下端から伸びる導電性のスプリングの先端に電極が設
けられ、前期電極は電池の一極と接続されてパイプフレ
ームに接地されるので、電池ケースおよび電極付きの蓋
は必要なく、部品点数の削減とコストダウンになる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図８に基づき
説明する。 （実施例１）本発明の実施例１としての電動補助動力付
き自転車は、図１に示すように、補助動力を発生する電
動機１およびこの電動機１に給電する電池２がパイプフ
レーム３内に格納されていることを特徴とする。

【００１７】このパイプフレーム３は、ハンドルとフロ
ントフォークを軸支するヘッドチューブ３４からペダル
クランクを軸支するジョイントフレーム４までを架橋す
るダウンチューブ３１と、ジョイントフレーム４から上
方へ伸びてサドル５を支持するシートチューブ３２と、
シートチューブ３２上端部とヘッドチューブ３４との間
を架橋するトップチューブ３３を有している。したがっ
て、ダウンチューブ３１、シートチューブ３２およびト
ップチューブ３３がトライアングル構造を形成してい
る。この構造に加えて、シートチューブ３２、後輪を支
持するシートステー３５およびチェーンステー３６は、
もう一つのトライアングル構造を形成しており、パイプ
フレーム３は全体としてダイヤモンド型と呼ばれるフレ
ーム構造を有している。ただし、本実施例のパイプフレ
ーム３はダイヤモンド型をなしているが、ダウンチュー
ブ３１およびシートチューブ３２を有するダブルループ
型やスタッガード型など他のフレーム形状を採用するこ
とも可能である。

【００１８】ここで、電動機１はパイプフレーム３のダ
ウンチューブ３１内に格納されており、電池２はパイプ
フレーム３のシートチューブ３２内に格納されている。
ダウンチューブ３１内に格納された電動機１は、図２
（ａ）に示すように通常の電動機に比較して軸方向に長
い形状をしており、ダウンチューブ３１と一体化して装
備されている。ダウンチューブ３１は軟鋼からなり、電
動機１の固定子鉄心の一部すなわちヨークを兼ねてい
る。ダウンチューブ３１の内周面には、複数の永久磁石
１１がダウンチューブ３１の内周面に接して周方向等間
隔に固定されており、いわゆる永久磁石界磁型の直流電
動機の固定子１０を形成している。複数の永久磁石１１
の間の間隙には、補助ヨーク１０ａが配設されて永久磁
石１１を固定している。また、補助ヨーク１０ａは後蓋
１５および前蓋１６に溶接固定されている。

【００１９】前述の永久磁石１１およびダウンチューブ
３１からなる固定子１０の内側には回転電機子（ロー
タ）１２が配設されており、回転電機子１２は、回転軸
１３に嵌着された電機子鉄心および前記電機子鉄心に巻
装された電機子コイルからなる電機子本体１２ａと、電
機子本体１２ａに隣接して回転軸１３に嵌着された整流
子１２ｂとからなる。このような直流電動機の電機子
（アーマチャ）構造自体は周知であるので、その詳細説
明は省略する。回転軸１３は、ダウンチューブ３１と同
軸に配設され、一対の軸受け１４を介してダウンチュー
ブ３１に回転自在に軸支されている。軸受け１４は、含
油金属からなるメンテナンスフリーの軸受けであって、
それぞれ後蓋１５および前蓋１６によってダウンチュー
ブ３１内に固定支持されている。

【００２０】前蓋１６の回転電機子１２側には、回転電
機子１２の整流子１２ｂに電力を供給するブラシ（図示
せず）を内蔵したブラシホルダ１７が取り付けられてい
る。そして２本の絶縁電線１８が、ブラシホルダ１７か
らダウンチューブ３１外に伸びて、後述の電池２や図示
しないスイッチなどに配線接続されている。これらの絶
縁電線１８は、図２（ｂ）に示すように、ダウンチュー
ブ３１のジョイントフレーム４との接合部付近に設けら
れた切り欠き溝１９から外部へ導出されて配線されてお
り、絶縁電線１８を通じて電動機１に電力が供給され
る。

【００２１】なお、絶縁電線１８を導出する切り欠き溝
１９には、図示しないゴムブッシュが設けられている。
このゴムブッシュは、絶縁電線１８を通す孔を有し、絶
縁電線１８および切り欠き溝１９の間を水密に塞いで、
電動機１内部への雨水および塵埃の浸入を防いでいる。
前述の電動機１は、以下の手順で組み立てられる。

【００２２】先ず、側面に切り欠き（複数の永久磁石１
１をはめ込むスリット）を持つ円筒状の軟鋼からなる補
助ヨーク１０ａの切り欠きに、複数の永久磁石１１をは
め込みロウ付け、溶接または接着等の手段で固定する。
次に、ブラシホルダ１７を既に組付けた前蓋１６の軸受
け１４に回転電機子１２の回転軸１３を挿入した後、回
転電機子１２を前述の補助ヨーク１０ａおよび永久磁石
１１の内側へ挿入する。そして回転軸１３の他端を後蓋
１５の軸受け１４に挿入したのち、後蓋１５および前蓋
１６を補助ヨーク１０ａの両端に溶接する。こうして、
永久磁石１１、回転電機子１２、回転軸１３、軸受け１
４、後蓋１５、前蓋１６およびブラシホルダ１７からな
る電動機アッセンブリが一体に形成される。

【００２３】前述の電動機アッセンブリをダウンチュー
ブ３１に挿入し、所定の位置で溶接またはネジ止めによ
り固定すれば、前述の電動機１は完成する。ここで、ダ
ウンチューブ３１のヨーク（継鉄）としての磁気特性が
十分であれば、補助ヨーク１０ａを機械強度や耐蝕性お
よび磁石１１との接合性に優れた非磁性体で形成するこ
とも可能である。

【００２４】また、電動機アッセンブリを製作する別の
手段として、側面に切り欠きを持つ円筒状の補助ヨーク
１０ａを使用する代わりに、内周面に複数の永久磁石１
１を固定保持した磁束飽和密度の高い薄い鉄板からなる
円筒面状のモータケースを用い、同モータケースの両端
に後蓋１５および前蓋１６を溶接等で固定して電動機ア
ッセンブリを製作する方法もある。この場合、電動機ア
ッセンブリをダウンチューブ３１に挿入して所定位置に
固定すると、前述の薄いモータケースを通して永久磁石
１１の磁束がダウンチューブ３１に流入し、ダウンチュ
ーブ３１が前期モータケースと共にヨークとしての役目
を果たす。

【００２５】以上のようにして組み立てられた電動機１
の前蓋１６側から突出した回転軸１３の先端は、ジョイ
ントフレーム４内に貫入しており、ジョイントフレーム
４内の図示しない減速ギヤを介して自転車のチェーンス
プロケットを回転駆動する。なお、遠心クラッチ付きの
減速ギヤ機構を用いて、電動機１が回転しているときの
み動力を伝達するようにしてもよい。

【００２６】一方、シートチューブ３２内に格納されて
いる電池２は、図３（ａ）に示すように、パイプフレー
ム３の一部であるシートチューブ３２内に格納されてい
る。すなわち、複数の電池２は直列に並べられてケース
２０に収納され、このケース２０ごとシートチューブ３
２上端部からシートチューブ３２内に挿入される。そし
て、ケース２０は、サドル５を支持するシートピラー５
１の下端に取り付けられたスプリング５３で、下方に付
勢されて押圧固定される。なお、シートピラー５１は、
締結ネジ５２を締めることにより、シートチューブ３２
に固定支持される。

【００２７】電池２を収納するケース２０の上端部に
は、絶縁体の蓋２１が、はめ込まれて取り付けられてい
る。蓋２１の電池２側には、電池２の陰極と当接するス
プリング状の電極２２が設けられ、その反対側からは、
電極２２に接続された絶縁電線２３が伸びている。絶縁
電線２３は、シートチューブ３２から突出した位置でコ
ネクタ２３ｃを介して接続されており、さらに図３
（ｃ）に示すように、ケース２０の一部に縦に設けた切
れ目を伝って配線され、シートチューブ３２の下部付近
まで達している。なお、切れ目の代わりにケース２０の
外周面に溝を彫ったり、ケース２０とシートチューブ３
２との間に隙間を設けて絶縁電線２３を配線してもよ
い。逆にケース２０の下端面は、下端の電池２の陽極２
４に当接する電極２５を上面に持つ絶縁体のストッパ２
６に当接して固定されており、このストッパ２６からは
電極２５に接続された絶縁電線２７が出ている。

【００２８】これらの絶縁電線２３，２７は、図３
（ａ）および（ｂ）に示すように、シートチューブ３２
下端のジョイントフレーム４との接合部付近に設けられ
た切り欠き溝２８から、シートチューブ３２の外部へ導
出されている。これらの絶縁電線２３，２７は、前述の
電動機１の他、後述のスイッチや充電用端子等に接続さ
れている。なお、絶縁電線２３，２７を導出する切り欠
き溝２８には、電動機１と同様にゴムブッシュが設けら
れており、欠き溝２８は水密に塞がれているので、雨水
や塵埃が浸入することはない。

【００２９】シートチューブ３２に内蔵された複数の電
池２は、乾電池の単Ｉ規格に合わせて作られた市販のニ
ッケルカドミウム二次電池であって、繰り返し充電して
使用することができる。したがって、電池２の原価およ
び維持費は、専用の電池を特別に製作する場合に比べ、
格段に安価で済む。また、電池２の寿命が尽きた際に
は、図１に示したサドル５およびシートピラー５１を、
シートチューブ３２上端部に取り付けられた締結ネジ５
２を緩めて外すことにより、ケース２０ごと電池２を引
き出して新しい電池に交換することができる。ケース２
０を引き出すにあたっては、シートピラー５１を外した
のち、シートチューブ３２から突出した絶縁電線２３，
２３を接続するコネクタ２３ｃを一旦外してから、パイ
プフレーム３ごと逆さにしてケース２０の引出しを行
う。その際、さらに性能の向上した二次電池に交換した
り、一時的に使い捨ての乾電池を入れて急場をしのぐこ
とも可能である。

【００３０】前述の電動機１および電池２を用いる回路
構成の一例を、図４に示す。電動機１は、自転車のハン
ドル（図示せず）に取り付けられたスイッチＳＷを介し
て電池２と接続されており、ハンドル上のスイッチＳＷ
を運転者が操作することによってＯＮ／ＯＦＦを切り換
えられる。また、図４の回路では、充電用端子Ｃが電池
２に並列に設けられている。ここで、前述の絶縁電線１
８，１８，２３，２７は、それぞれ図４に示すように配
線されている。

【００３１】本実施例はこのように構成されているの
で、外観上に補助動力の装備が明白ではなく、美観を損
ねることがない。さらに、パイプフレーム３内に電動機
１と電池２を装備するので、堅牢で転倒時等の衝撃にも
強い上に、重量や部品点数の無用な増加を避けられるば
かりではなく、空間的な制約を生じることがない。した
がって、堅牢でありながら自転車本来の軽快感やスマー
トさ、あるいは健康的でスポーティーな外観を損ねるこ
とがない。さらに、重量および部品点数の増加を最低限
に留められるので、従来の電動補助動力付き自転車に比
べ、重量軽減による性能向上と、部品点数の低減による
コストダウンが図れるという効果がある。また、通常の
自転車の装備品をそのまま制約なしに装備できるので、
ユーザーにとってオプションの選択肢が増えて好ましい
という効果もある。

【００３２】また、パイプフレーム３に電動機１の固定
子鉄心の一部を兼用させたので、電動機１は径を大きく
とることができ、高トルクで高出力を発揮することがで
きる。したがって、一層の性能向上が見込めるととも
に、減速ギヤ等についても小型化と低廉化等が期待でき
る。なお、パイプフレーム３はその全体を高張力鋼で作
るのが普通であるが、ダウンチューブ３１の電動機１の
固定子鉄心に相当する部分のみ磁気特性に優れた材料で
作っても構わない。あるいは、パイプフレーム３のうち
電動機１に相当する部分のみ径の太い軟磁性体の円筒で
形成し、その他の部分は軽合金またはＦＲＰ等で製作し
て重量軽減を図ってもよい。

【００３３】また、本実施例では電動機１をいわゆる永
久磁石界磁型の直流電動機としたが、電動機１の形式は
これに限定されるものではない。例えば、駆動回路を備
えてブラシレスモータを使用することも可能であるし、
極論すれば交流を発生する回路を備えて交流電動機を装
備することも可能である。さらに、本実施例では電池２
は単Ｉ規格としたが、これにこだわる必要はなく、パイ
プフレーム３内に納まるものであれば、適用可能であ
る。また、配線も直列のみに限定する必要はなく、電圧
と電流の要求に応じて適宜直列並列を使い分けてもよ
い。あるいは、一体式のカートリッジ型電池を開発し
て、ケース２０を廃してしまってもよい。

【００３４】（実施例２）本発明の実施例２としての電
動補助動力付き自転車は、再び図１を参照して説明する
と、電動機１および電池２が導電性の合金でできたパイ
プフレーム３内に格納されており、外観は実施例１とほ
ぼ同様である。したがって、実施例１と同様、電動機１
はダウンチューブ３１内に格納され、電池２はシートチ
ューブ３２内に格納されている。

【００３５】ダウンチューブ３１内に格納された電動機
１は、図５（ａ）に示すようにいわゆる永久磁石界磁型
の直流電動機である。すなわち、電動機１は、固定子鉄
心の一部すなわちヨーク（継鉄）を兼ねるダウンチュー
ブ３１、その内周面に接して配設された複数の永久磁石
１１、複数の永久磁石１１に囲まれた空間で回転する回
転電機子１２とその回転軸１３、回転軸１３を軸支する
一対の軸受け１４、軸受け１４をダウンチューブ３１と
同軸に固定支持する後蓋１５および前蓋１６、ならびに
前蓋１６に固定され図示しないブラシを介して整流子１
２ａに給電するブラシホルダ１７を備えている。

【００３６】前述の電動機１は、先ず、以下に説明する
電動機アッセンブリをダウンチューブ３１外で製作し、
しかるのちこの電動機アッセンブリをダウンチューブ３
１内に挿入して、溶接またはネジ止めで所定位置に固定
して製作される。前述の電動機アッセンブリは、一対の
軸受け１４で回転軸１３を軸支された回転電機子１２、
軸受け１４を保持する後蓋１５、軸受け１４を保持する
とともにブラシホルダ１７を固定保持する前蓋１６、な
らびに前蓋１６に保持されたブラシホルダ１７および後
蓋１５を溶接またはロウ付けで連結固定する複数の永久
磁石１１から構成される。したがって、電動機アッセン
ブリは、外周面を複数の永久磁石１１で檻状に形成さ
れ、両端面を後蓋１５および前蓋１６で形成された籠型
の円筒状の外観を有し、その内部に回転自在に軸支され
た回転電機子１２を保持する一体構造物である。

【００３７】なお、電動機１の構成ならびに組み立て方
法は前述のものに限定されるものではなく、実施例１で
開示された構成と組み立て法によってもよい。あるい
は、組み立てに困難を伴うが、ダウンチューブ３１内で
電動機１の各要素を順に組付けていく方法も可能であ
る。前述の電動機１のブラシホルダ１７からは、２本の
絶縁電線１８および１８Ｅがでており、一方の絶縁電線
１８は実施例１と同様にダウンチューブ３１外に伸びて
いるが、他方の絶縁電線１８Ｅは接地端子であって、導
電性のダウンチューブ３１を通じてパイプフレーム３に
接続されている。したがって、図５（ｂ）に示すよう
に、電動機１を内蔵したダウンチューブ３１の切り欠き
溝１９から外へ伸びるのは、実施例１と異なって絶縁電
線１８の一本のみであり、この絶縁電線１８は後述のス
イッチ等を介して電池２と配線で接続されている。絶縁
電線１８を導出する切り欠き溝１９は、ゴムブッシュで
水密に塞がれており、雨水や塵埃が電動機１内に侵入す
ることはない。

【００３８】なお、ジョイントフレーム４内の図示しな
い減速ギヤ等は、実施例１と同様のものである。一方、
シートチューブ３２内に格納されている電池２は、図６
（ａ）に示すように、ケース２０に収納されてシートチ
ューブ３２内に格納されている。ケース２０は、シート
ピラー５１に固定され下方に突き出したスプリング５３
に付勢されて、シートチューブ３２内下部に設けられた
ストッパ２６に押圧固定されている。

【００３９】ケース２０の上端部には、スプリング状の
電極２２を持った導電性の蓋２１が、ねじ込んで取り付
けられている。そして、ケース２０も良導体でつくられ
ており、ケース２０が接地端子を兼ねてシートチューブ
３２の導電処理を施した内周面に当接し、電池２の陰極
に当接した電極２２を電気的にパイプフレーム３に接続
している。接地端子を兼ねるケース２０が、シートチュ
ーブ３２の内周面に良好に接続するために、ケース２０
には図示しない膨らみが所々に形成されている。したが
って、実施例１のように絶縁電線２３をシートチューブ
３２下端まで導く必要はなく、ケース２０の断面は図６
（ｃ）に示すように電池２の全周囲を囲っているもので
構わない。

【００４０】なお、ストッパ２６上面に設けられた電極
と接続された絶縁電線２７は、図６（ａ）および（ｂ）
に示すように、実施例１同様、溝２８から外部へ導出さ
れ、電池２を前述の電動機１の他、後述のスイッチや充
電用端子等に接続している。溝２８は図示しないゴムブ
ッシュで水密に塞がれ、雨水や塵埃が浸入することはな
い。

【００４１】前述の電動機１および電池２を用いる回路
構成の一例を、図７に示す。電動機１は、パワートラン
ジスタＰＴおよび自転車のハンドル（図示せず）に取り
付けられたスイッチＳＷを介して電池２と接続されてい
る。パワートランジスタＰＴは、周知の制御回路ＣＮＴ
のベース電圧によって出力電圧を制御されている。制御
回路ＣＮＴは、自転車のハンドル（図示せず）に取り付
けられた可変抵抗器Ｖによって制御されている。前述の
スイッチＳＷおよび可変抵抗器Ｖは、ハンドル上の一つ
のケース（図示せず）に内蔵されて連動し、スイッチオ
フ状態からスイッチオンの微力出力を経て徐々に全力出
力へ移行するように構成されている。したがって、運転
者はスイッチＳＷと連動する可変抵抗器Ｖを操作するこ
とにより、任意の出力で電動機１を運転することができ
る。スイッチＳＷおよび可変抵抗器Ｖを操作する操作装
置については特に限定するものではないが、オートバイ
のアクセルグリップ状の操作装置をハンドルに装備する
ことも可能である。

【００４２】また、図７の回路では、充電用端子Ｃが電
池２に並列に設けられている。ここで、絶縁電線１８，
２７はスイッチＳＷを介して接続されている。一方、電
動機１の接地端子１８Ｅおよび電池２の接地端子として
のケース２０が、導電性のパイプフレーム３に接地さ
れ、同様に充電用端子Ｃの一極もパイプフレーム３に接
地されているので、その分の配線が実施例１に比較して
省略されている。なお、同図中に接地記号が描かれてい
るが、これはパイプフレーム３に接地するの意であっ
て、地面にアースする訳ではない。

【００４３】さて、再び図６を参照して説明すると、電
池２も実施例１同様の二次電池であるが、この電池２の
交換に際しては実施例１にはない工夫が施されている。
すなわち、ケース２０はその上端部の蓋２１から伸びる
合成繊維でできた把手２９を有していて、この把手２９
の先端部はシートチューブ３２の上端部に達し、サドル
５を支持するシートピラー５１内に収容されている。し
たがって、サドル５およびシートピラー５１をシートチ
ューブ３２上端部の締結ネジ５２を緩めて外せば、シー
トチューブ３２上端部から把手２９の頭部が突出する。
そこで、これを手で引っ張ることにより、電池２を格納
するケース２０を容易にシートチューブ３２から引き出
すことができる。この時、ケース２０の下端部には内周
側に突起２０１が設けられているので、電池２がケース
２０の下端から下へ抜け落ちることはない。

【００４４】なお、把手２９の下端部は、蓋２１ではな
くケース２０に直接固定されていてもよい。本実施例は
このように構成されているので、実施例１が有する効果
のほかに、次のような効果がある。すなわち、電動機１
の接地端子１８Ｅと電池２の接地端子を兼ねる導電性の
ケース２０とを、導電体のパイプフレーム３にアースし
たので、配線を節約することができ、コストダウンの効
果および断線等による故障を低減する効果を生じる。ま
た、電池２のケース２０に把手２９を設けたので、ケー
ス２０ごと容易に電池２を引き出すことができ、電源系
の点検整備や電池交換が極めて容易になるという効果も
ある。

【００４５】なお、ケース２０を廃してしまい、複数の
電池２を直接シートチューブ３２に挿入し、しかるのち
に電池２の接地端子を兼ねる蓋２１を挿入して、シート
ピラー５１に固定したスプリング５３で付勢して、押圧
固定することも可能である。この場合、実施例２と同様
に蓋２１に把手２９を付けておく手段と、スプリング５
３の先端に蓋２１を固定しておく手段とがある。

【００４６】この場合、プラスチック製の掛け具の付い
たテープ状の引出し把手を用意し、この掛け具を最初に
挿入する電池２の先端に引っ掛けて挿入しておけば、シ
ートピラー５１を外してテープ状の引出し把手を手繰る
ことにより、容易に電池２を取り出すことができる。あ
るいは、図８に示すように、シートチューブ３２の上端
部に挿入されたサドル５支持用の導電性のシートピラー
５１が、下端に導電性のスプリング５３を有し、スプリ
ング５３の軸心付近に位置する先端が、電池２の一方の
電極に接続する電極５３ａを形成する構成も可能であ
る。スプリング５３のシートピラー５１との接合部は溶
接により強固かつ導電性良好に接合固定されており、一
方、スプリング５３先端の電極５３ａは銅合金または金
合金でメッキされていて、錆等の発生による接触不良を
防止している。スプリング５３を有するシートピラー５
１がシートチューブ３２に押圧力をもって挿入されて締
結ネジ５２で固定されると、スプリング５３は圧縮され
るので、電極５３ａは押圧力をもって電池２に接触す
る。そのため、電池２は衝撃加速度によって躍ることな
く付勢されて固定される。電池２の上端の電極は、電極
５３ａ、スプリング５３およびシートピラー５１を介し
てシートチューブ３２すなわちパイプフレーム３に接地
される。なお、スプリング５３先端の電極５３ａから直
接シートチューブ３２に短絡接地する接地端子を設ける
ことも可能である。

【００４７】スプリング５３の先端に電極５３ａを有す
る前述の構成によれば、ケースおよび電極付きの蓋が不
要になり、部品点数とコストの削減になるほか、整備性
も若干向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての電動補助動力付き
自転車の側面図

【図２】図１のＩＩ部（電動機部分）の拡大図 （ａ）は、部分断面図 （ｂ）は、（ａ）の部分側面図

【図３】図１のＩＩＩ部（電池格納部分）の拡大図 （ａ）は、部分断面図 （ｂ）は、（ａ）の部分側面図 （ｃ）は、（ａ）の部分断面図

【図４】第１実施例の回路図

【図５】本発明の第２実施例の電動機部分（図１のＶ
部）の拡大図 （ａ）は、部分断面図 （ｂ）は、（ａ）の部分側面図

【図６】本発明の第２実施例の電池格納部分（図１のＶ
Ｉ部）の拡大図 （ａ）は、部分断面図 （ｂ）は、（ａ）の部分側面図 （ｃ）は、（ａ）の部分断面図

【図７】第２実施例の回路図

【図８】スプリングの先端に電極を有するシートピラー
付近の部分断面図

【図９】従来の電動補助動力付き自転車の側面図

【符号の説明】

１：電動機 １０：固定子 １１：永久磁石 １２：回
転電機子 １８：絶縁電線 １８Ｅ：接地端子 ２：電池 ２３，
２７：絶縁電線 ２０：ケース（実施例２では接地端子を兼用） ２９：
把手 ３：パイプフレーム ３１：ダウンチューブ ３２：シ
ートチューブ ４：ジョイントフレーム ５：サドル ５１：シートピ
ラー ５３：スプリング ５３ａ：電極

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補助動力を発生する電動機および前記電
   動機に給電する電池がパイプフレームに固定される電動
   補助動力付き自転車において、 前記電池は前記パイプフレーム内に格納されていること
   を特徴とする電動補助動力付き自転車。
2. 【請求項２】 補助動力を発生する電動機および前記電
   動機に給電する電池がパイプフレームに固定される電動
   補助動力付き自転車において、 前記電動機は前記パイプフレーム内に格納されているこ
   とを特徴とする電動補助動力付き自転車。
3. 【請求項３】 前記パイプフレームは、前記電動機の固
   定子鉄心の一部を兼ねる請求項２記載の電動補助動力付
   き自転車。
4. 【請求項４】 前記電池の接地端子および前記電動機の
   接地端子は、前記パイプフレームに接続される請求項１
   または請求項２記載の電動補助動力付き自転車。
5. 【請求項５】 前記電池は前記パイプフレームのシート
   チューブ内に格納される請求項１記載の電動補助動力付
   き自転車。
6. 【請求項６】 前記電動機は前記パイプフレームのダウ
   ンチューブ内に格納される請求項２記載の電動補助動力
   付き自転車。
7. 【請求項７】 上端部に把手を有するとともに前記電池
   を内部に収容して前記シートチューブに着脱可能に格納
   される筒状のケースを有し、前記把手は前記シートチュ
   ーブの上端部に挿入されたサドル支持用のシートピラー
   内に収容される請求項５記載の電動補助動力付き自転
   車。
8. 【請求項８】 前記シートチューブの上端部に挿入され
   たサドル支持用の導電性のシートピラーが下端に導電性
   のスプリングを有し、前記スプリングの軸心付近に位置
   する先端が前記電池の一方の電極に接続する電極を形成
   する請求項５記載の電動補助動力付き自転車。