JPH09207861A - 電動自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量が一般の自転車に近く、女子や子供など
が扱い易い電動自転車を提供する。 【解決手段】 自転車の車輪の回転軸に、自転車の支柱
部材に支持させて、モータを搭載し、該モータの回転軸
に自転車の車輪に直接接触可能に原動ローラを設け、前
記モータの上面の回転軸より車輪の側の位置に、原動ロ
ーラ位置固定用腕部材を設け、該原動ローラを間に反対
側に原動ローラ位置操作用腕部材を設け、この原動ロー
ラ位置操作用腕部材を設けると共に、原動ローラ位置操
作用腕部材の操作用棒部材をハンドルバーまで延ばし
て、該操作用棒部材を押したり引いたりして、原動ロー
ラを自転車の車輪側に傾斜させて車輪に接触させたり、
又は引き戻して車輪から離したりすることができる動力
源としてモータを搭載した電動自転車。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータを搭載する
電動式自転車、即ち電動自転車に関し、特に、動力源又
は補助動力源としてモータを搭載する電動自転車に関し
する。また、本発明は、人力による駆動系とモータによ
る駆動系とを備える電動自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電動自転車は、クランク軸の後
方又は上方にモータを配置し、該モータの電源用蓄電地
を、例えばシートチューブと後輪の間に設けて、モータ
の回転軸の回転を、動力伝達装置を介してチェーンリン
グ又はチェーンに伝達するように構成して、モータの回
転を自転車の補助駆動して、登坂時等の自転車の漕行を
楽にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電動自
転車においては、モータ、モータの電源用蓄電地、動力
伝達装置及び駆動制御装置を備えており、全体的に重厚
となって、オートバイに近くなり、重量も一般の自転車
に比して大層重くなっており、女子や子供などに扱い難
くなっていて問題である。本発明は、従来の電動自転車
が、一般の自転車に比して大層重く形成されており、女
子や子供にとって扱い難い点を解決することを目的とし
ている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、重量が一般の
自転車に近く、女子や子供などが扱い易い電動自転車を
提供することを目的としている。即ち、本発明は、動力
源としてモータを搭載した電動自転車において、自転車
の車輪の回転軸に、自転車の支柱部材の下端部と共に固
定されているモータ保持部材と、該モータの回転軸に直
接又は動力伝達装置を介して間接的に連結し、車輪の一
部に接触可能に設けられている原動ローラと、前記モー
タの回転軸より車輪の側の位置に、一方の端部が回動可
能に支持されると共に、他端が自転車の支柱部材に対し
て回動可能に取付けられている原動ローラ保持用の腕部
材とを備えることを特徴とする電動自転車にあり、ま
た、本発明は、動力源としてモータを搭載した電動自転
車において、自転車の車輪の回転軸に、自転車の支柱部
材の下端部と共に固定され、搭載されるモータを保持す
るモータ保持部材と、前記モータに直接又は間接に連結
し、前記自転車の車輪の一部に接触可能の原動ローラ
と、前記自転車の支柱部材に第一の端部が連結されてい
る梁部材と、前記梁部材の第二の端部に一端が連結し、
他端が前記自転車の車輪の回転軸に、自転車の支柱部材
の下端部及びモータ保持部材と共に連結している補助支
柱部材と、前記梁部材の第二の端部側に、往復動可能に
支持される棒部材及び該第二の端部側に支持されるバネ
部材を備える原動ローラ位置操作用腕部材と、該梁部材
の第一の端部側に固定され、取付け軸部材を備える原動
ローラ位置固定用腕部材の取付け部材と、一方の端部が
前記取付け軸部材に回動可能に取付けられ、他方の端部
がモータの上面の回転軸より車輪側に位置する取付け軸
部材に回動可能に取り付けられているローラ位置固定用
腕部材とを備えることを特徴とする電動自転車にある。

【０００５】本発明の電動自転車は、モータにより駆動
される原動ローラが、自転車のタイヤ等の車輪の一部に
接触して、モータの回転を自転車の車輪に伝えて、自転
車を補助的に駆動するものである。本発明の電動自転車
において、原動ローラが接触する車輪は、前輪又は後輪
或いは前輪及び後輪である。

【０００６】本発明において、モータは、自転車の車輪
に連結する支柱部材に、モータ支持部材を介して固定さ
れる。この場合、モータを取付ける車輪が前輪の場合は
フォークの一方の側の下端部が取り付けられるハブ軸等
の回転軸（以下、回転軸という）に取付けられるのが好
ましく、後輪の場合は、シートスティのチェーンが架け
渡されていない側の回転軸に取り付けられるのが好まし
い。モータは、例えば自転車の荷台に配置された電源電
池に、導線を介して接続する。

【０００７】原動ローラは、摩擦部材で接触面が被覆さ
れている摩擦車又は接触面に歯形が形成されている歯車
とすることができる。原動ローラを摩擦車とする場合に
は、自転車の車輪の一円周上の接触面、例えば、タイヤ
の側面、リム下縁面又はディスクホイールの側面に、原
動ローラの接触面を接触させて、モータの回転を自転車
の車輪に伝達することができる。この場合、タイヤの側
部、リム下縁部又はディスクホイールの側部に摩擦面を
特に形成して、タイヤの側面、リムの下縁面及びディス
クホイールの側面の摩耗を避けることができる。

【０００８】本発明において、原動ローラを、プラスチ
ック、ゴム等の摩擦車とする場合には、一円周上の接触
面、特にタイヤの側部接触面と原動ローラの接触面の間
に、適当な滑りが得られて、回転部の摩耗を少なくでき
るので好ましい。原動ローラを歯車に形成する場合に
は、自転車のタイヤの側部、リムの下縁部又はディスク
ホイールの側部に、回転軸を中心とする円周部を歯形に
形成した歯車を設けて、この車輪の一円周上に形成され
た歯車を原動ローラの歯車に接触させて、モータの回転
を自転車の車輪に伝達することができる。

【０００９】モータは、該モータの回転軸に直接又は間
接的に連結する原動ローラが、自転車の車輪の一部に接
触できる高さに位置するような高さに設けられる。例え
ば原動ローラの回転軸の連結部を、モータの回転軸又は
モータの回転軸に連結する動力伝達装置の動力を伝達す
る側の回転軸（以下、回転軸という）の連結部に連結さ
せて、原動ローラを自転車の車輪の一円周上に接触させ
る。この場合に、モータの底部に、回転軸に係合する係
合部を備えるモータ保持部材を設け、このモータ保持部
材を介して回転軸に連結させる。モータをモータ保持部
材を介して回転軸に取付ける場合に、モータの底部と車
輪の回転軸の間に透き間が生じるときは、該透き間を埋
めてモータを回転軸に取付けることができるように、モ
ータの底部に設けられるモータ保持部材の高さを、透き
間の間隔に合わせて設定することができる。

【００１０】本発明において、モータは、自転車の車輪
の一部に原動ローラが接触していないときは、車輪側に
傾斜しないが、自転車の車輪の一部に原動ローラが接触
するときは、車輪側に傾斜するので、モータ保持部材
は、モータの姿勢が変化できるように、可撓性又は柔軟
性を有する材料で、少なくとも一部が形成される。本発
明において、モータの底端部は、自転車の車輪の回転軸
に保持部材を介して保持されるが、モータが揺動しない
ように、車輪の支柱部材の上部、例えば、フォークの上
部に梁部材を設け、該梁部材に取付けられている圧縮コ
イルバネを介して支持されるのが好ましい。

【００１１】本発明において、モータには、原動ローラ
を車輪の一円周上に押し当てるために、原動ローラを押
したり引いたりすることができるように、原動ローラの
位置操作用腕部材が取付けられている。この原動ローラ
の位置操作用腕部材は、例えばハンドル操作により原動
ローラを押したり引いたりすることができるように、例
えば、鋼性の棒又は線で作られ、ハンドルバーにまで延
びる棒部材と、また梁部材に支持されて、原動ローラを
絶えず自転車の車輪側に押すように、作用するバネ部材
を備えている。

【００１２】原動ローラの位置操作用腕部材のバネ部材
は、例えば圧縮コイルバネである。圧縮コイルバネは、
前記一方の端部が梁部材に取付けられ、他方の端部は、
棒部材の端部の取付け部材に取付けられている。原動ロ
ーラの位置操作用腕部材の棒部材は、該圧縮コイルバネ
の螺旋の中空部を挿通して、その端部の取付け部材をモ
ータ、例えばモータの上面に立設されているボルト等の
腕部材取付け部材に取付けられる。

【００１３】また、本発明において、該原動ローラの位
置操作用腕部材により、モータを押して、車輪に原動ロ
ーラを一旦接触させたら、自動的に、車輪と原動ローラ
の接触が維持され継続されるように、原動ローラ位置固
定用腕部材が設けられている。本発明において、車輪に
原動ローラを一旦接触させたら、原動ローラ位置固定用
腕部材の作用で、車輪と原動ローラの接触が維持される
が、この接触は、原動ローラ位置操作用腕部材により、
原動ローラを車輪から離れさせない限り継続される。し
たがって、本発明においては、原動ローラの位置操作用
腕部材を梁部材側から車輪側に押し出すことにより、原
動ローラを車輪の一部に接触させ、原動ローラ位置操作
部材を車輪側から梁部材側に引き戻すことにより原動ロ
ーラを車輪から離すことができる。

【００１４】本発明において、モータには、原動ローラ
の位置固定用腕部材及び位置操作用腕部材が回動可能に
取付けられるための取付け具が設けられている。このモ
ータに設けられる取付け具の位置は、原動ローラを車輪
側に傾斜させて車輪に接触させたり、引き戻して車輪か
ら離したりする操作が容易な位置であるのが好ましい。
原動ローラの位置固定用腕部材を取付ける取付け具は、
モータの回転軸より、車輪側に位置して設けられ、原動
ローラの位置操作用腕部材を取付ける取付け具は、モー
タの回転軸と車輪を結ぶ線を境にして、原動ローラの位
置固定用腕部材とは反対側に設けられるのが好ましい。
したがって、モータの本体は、回転軸を中心に回転しな
いように、原動ローラ位置固定用腕部材及び原動ローラ
の位置操作用腕部材に支持される。原動ローラの位置固
定用腕部材の端部は、一方が、モータ、例えばモータの
上面に回動可能に取付けられ、他方が梁部材に対し回動
可能に取付けられる。原動ローラの位置操作用腕部材
は、一方が、モータ、例えばモータの上面に回動可能に
取付けられ、他方が梁部材を介してハンドルバーに延び
て設けられている。モータに、原動ローラの位置固定用
及び位置操作用の腕部材を取付ける位置は、取付け操作
が簡単化できるので、モータの上面であるのが好まし
く、取付け具は、ボルト等を設けて形成される。

【００１５】本発明において、原動ローラは、原動ロー
ラ位置操作用腕部材に押されて、車輪の一部に接触する
が、回転する原動ローラが車輪の一部に接触すると、原
動ローラは、車輪を蹴って車輪を回転させると共にその
反作用で僅かながら前進する。したがって、原動ローラ
の位置固定用腕部材は、梁部材の取付け具を中心に前進
する方向に振れることとなり、原動ローラの位置固定用
腕部材と車輪の接触面に垂直な面との間の角度は小さく
なって、原動ローラを車輪に向けて押し付けるように働
く。この原動ローラの位置固定用腕部材端部の前進によ
る振れは、原動ローラ位置操作用腕部材のバネを伸ばす
こととなり、バネの伸びとバランスして停止する。した
がって、原動ローラの位置固定用及び位置操作用腕部材
は、協同して原動ローラと車輪の接触を維持し継続し
て、モータの回転を自転車の車輪に伝達する。

【００１６】本発明は、自転車の車輪の回転軸に、モー
タ保持部材を介してモータを取付け、原動ローラの位置
操作用腕部材を押して、該モータを車輪側に傾斜させる
ことにより、原動ローラを、自転車の車輪の一円周上の
接触面に接触させ、モータにより回転する原動ローラの
回転を、車輪に伝達させることにより、自転車の車輪を
回転させて自転車を駆動することができる。本発明の電
動自転車は、モータを車輪部の回転軸に固定させ、モー
タの回転を原動ローラにより直接車輪に伝達するので、
動力伝達機構を簡単化することができる。

【００１７】

【発明の実施の態様】以下、添付図面を参照して、本発
明の電動自転車の実施の態様について説明するが、本発
明は、以下の説明及び例示によって何ら制限を受けるも
のではない。図１は、本発明の電動自転車の一実施例に
ついての前輪部の概略の側部断面図であり、図２は、図
１に示す実施例の前輪部において、原動ローラがタイヤ
から離れている状態を、一部切り欠いてその概略を部分
的に示す概略の正面断面図であり、図３は、図１に示す
実施例の前輪部において、原動ローラがタイヤに接触す
る状態を、一部切り欠いてその概略を部分的に示す概略
の正面断面図である。図４は、図１に示す実施例の前輪
部において、原動ローラがタイヤから離れている状態
を、一部切り欠いてその概略を部分的に示す概略の平面
断面図であり、図５は、図１に示す実施例の前輪部にお
いて、原動ローラがタイヤに接触する状態を、一部切り
欠いてその概略を部分的に示す概略の平面断面図であ
る。説明の便宜上、説明を要しないカバー及び付属品
は、省略され、図示されていない。

【００１８】

【実施例】図１乃至図５に示す実施例において、電動自
転車の前輪部１のハブ２が取り付けられているハブ軸３
のボルト４には、フォーク５の下端部が嵌め込まれ、ナ
ット６により取付けられている。リム７に取り付けられ
た複数のスポーク線８は、前記ハブ２の周縁部に固定さ
れており、タイヤ９はリム７に装着されている。本例に
おいては、ハブ軸３には、モータ１０を固定支持するモ
ータ支持具１１の取り付け部１２が固定されている。本
例においてモータ支持具１１の一部１３は、ゴム材料で
形成されており、モータ１０を傾斜保持するすることが
できる。フォーク５の上部には、掴み具１４が取り付け
られており、掴み具１４には梁部材１５がネジにより固
定されている。

【００１９】本例において、モータ１０の回転軸１６に
は原動ローラ１７が取付けられており、モータ１０の上
面１８には腕部材用取付け軸部材１９，２０が設けられ
ている。前記腕部材用取付け軸部材１９は、モータ１０
の回転軸１６よりタイヤ９側に寄って設けられ、前記腕
部材用取付け軸部材１９には、原動ローラの位置固定用
腕部材２１の一方の取付け端部２２が回動可能に取付け
られており、原動ローラの位置固定用腕部材２１の他方
の端部２３は、梁部材１５に設けられている取付け具２
４の取付け軸２５に回動可能に取付けられている。

【００２０】前記モータ１０の腕部材の取付け軸部材２
０には、原動ローラの位置操作用腕部材２６の取り付け
部材２７が回動可能に取付けられており、前記取付け部
材２７には、原動ローラの位置操作用腕部材２６の棒部
材２８の一端が固定されている。本例において、棒部材
２８は、梁部材１５に固定されている鞘部材２９に往復
動可能に挿通されており、さらに梁部材１５に一端が支
持され他端が取付け部材２７に支持されているスプリン
グ３０のコイル状の中空部を挿通して、ハンドルバー
（図示されていない）に延びている。梁部材１５の外側
端部３１は、ハブ軸２に下端が固定されている荷台３２
を支持する支持棒３３に、固定具３４により固定されて
いる。

【００２１】本例は、以上のように構成されているの
で、自転車を漕いでいる途中で、ハンドルバーに間で延
びる棒部材２８に接続するレバーを押して、モータ１０
のスィッチ（図示されていない）を入れて原動ローラ１
７を矢印３５の方向に回転すると同時に、棒部材２８は
タイヤ９の方向に突き出される。棒部材２８の突き出し
によりモータ１０の上方は、タイヤ９の方に押されて傾
斜し（図３参照）、モータ１０の回転軸１６に連結する
原動ローラ１７はタイヤ９の側面に接触する。原動ロー
ラ１７がタイヤ９に接触すると、タイヤ９は、原動ロー
ラ１７による回転が加わり、自転車に乗っている人がぺ
ダル（図示されていない）を漕ぐのを止めても自転車は
前進する。

【００２２】タイヤ９に原動ローラ１７が接触すると、
タイヤ９は、原動ローラ１７との接触により、原動ロー
ラ１７の回転が伝達されて矢印３６の方向の移動が加速
される。一方、この原動ローラ１７の回転は、タイヤ９
の回転方向３６とは逆の方向に原動ローラ１７を進める
こととなる（図５参照）。原動ローラ１７がタイヤ９の
回転方向３６と逆の方向に進むと、原動ローラの位置固
定用腕部材２１は、梁部材１５の取付け具２４の取付け
軸２５を中心に、図５で右側に振れ、原動ローラ１７を
タイヤ９に食い込ませるようになる。

【００２３】本例においては、このように原動ローラの
位置固定用腕部材２１の振れにより、原動ローラ１７
は、タイヤ９に押し付けられるので、モータ１０の回転
は、原動ローラ１７を介してタイヤ９に伝達される。一
旦、原動ローラ１７がタイヤ９に押し付けられて、原動
ローラの位置固定用腕部材の取付け端部２２が、タイヤ
９の回転方向３６と逆の方向に進むと、原動ローラの位
置操作用腕部材２６のスプリング３０は延びることとな
る。スプリング３０は、このように延びても、モータ１
０の押しは弱くはなっても継続する。このスプリング３
０の作用は、原動ローラの位置固定用腕部材２１の振れ
を制限し、原動ローラ１７とタイヤ９の接触は、一定に
保たれることとなり、離れるに至らない。

【００２４】したがって、ハンドルバーのレバーを引き
上げて、棒部材２８を引き戻さない限り、原動ローラ１
７と車輪の接触は維持され、原動ローラによる車輪の回
転は継続される。自転車を停止するときは、ブレーキ３
７のレバーを引いて、ブレーキを掛けると同時にモータ
１０のスィッチを切って自転車は停止する。この過程の
トルクの変化をセンサ（図示されていない）により検出
して、自動的にモータ１０のスィッチを切って停止する
ようにすることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、自転車の車輪の回転軸に、モ
ータ保持部材を介してモータを取付け、モータの回転軸
に接続する原動ローラを設け、該原動ローラの位置操作
用腕部材を押して、該モータを車輪側に傾斜させること
により、原動ローラを、自転車の車輪の一円周上の接触
面に接触させ、モータにより回転する原動ローラの回転
を、車輪に伝達させるので、従来の電動自転車に比し
て、動力伝達機構を簡単化することができる。また本発
明は、直接、自転車の車輪にモータの回転を伝達するの
で、従来の電動自転車に比して、チェーン等によるモー
タ動力からの動力伝達の伝達機構を省略でき、電動自転
車の大型化を避けることができ、大きな力をださないで
も扱うことができ、子供や女性でも容易に扱うことがで
きる電動自転車を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動自転車の一実施例についての前輪
部の概略の側部断面図である。

【図２】図１に示す実施例の前輪部において、原動ロー
ラがタイヤから離れている状態を、一部切り欠いてその
概略を部分的に示す概略の正面断面図である。

【図３】図１に示す実施例の前輪部において、原動ロー
ラがタイヤに接触する状態を、一部切り欠いてその概略
を部分的に示す概略の正面断面図である。

【図４】図１に示す実施例の前輪部において、原動ロー
ラがタイヤから離れている状態を、一部切り欠いてその
概略を部分的に示す概略の平面断面図である。

【図５】図１に示す実施例の前輪部において、原動ロー
ラがタイヤに接触する状態を、一部切り欠いてその概略
を部分的に示す概略の平面断面図である。

【符号の説明】

１ 前輪部 ２ ハブ ３ ハブ軸 ４ ボルト ５ フォーク ６ ナット ７ リム ８ スポーク線 ９ タイヤ １０ モータ １１ モータ支持具 １２ 取付け具 １３ 支持具の一部 １４ 掴み具 １５ 梁部材 １６ モータの回転軸 １７ 原動ローラ １８ モータの上面 １９、２０ 軸部材 ２１ 原動ローラの位置固定用腕部材 ２２、２３ 原動ローラの位置固定用腕部材の端部 ２４ 取付け具 ２５ 取付け軸 ２６ 原動ローラの位置操作用腕部材 ２７ 取付け部材 ２８ 棒部材 ２９ 鞘部材 ３０ スプリング ３１ 梁部材の外側端部 ３２ 荷台 ３３ 支持棒 ３４ 固定具 ３５、３６ 回転方向の矢印

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力源としてモータを搭載した電動自転
   車において、自転車の車輪の回転軸に、自転車の支柱部
   材の下端部と共に固定されているモータ保持部材と、該
   モータの回転軸に直接又は動力伝達装置を介して間接的
   に連結し、車輪の一部に接触可能に設けられている原動
   ローラと、前記モータの回転軸より車輪の側の位置に、
   一方の端部が回動可能に支持されると共に、他端が自転
   車の支柱部材に対して回動可能に取付けられている原動
   ローラ保持用の腕部材とを備えることを特徴とする電動
   自転車。
2. 【請求項２】 動力源としてモータを搭載した電動自転
   車において、自転車の車輪の回転軸に、自転車の支柱部
   材の下端部と共に固定され、搭載されるモータを保持す
   るモータ保持部材と、前記モータに直接又は間接に連結
   し、前記自転車の車輪の一部に接触可能の原動ローラ
   と、前記自転車の支柱部材に第一の端部が連結されてい
   る梁部材と、前記梁部材の第二の端部に一端が連結し、
   他端が前記自転車の車輪の回転軸に、自転車の支柱部材
   の下端部及びモータ保持部材と共に連結している補助支
   柱部材と、前記梁部材の第二の端部側に、往復動可能に
   支持される棒部材及び該第二の端部側に支持されるバネ
   部材を備える原動ローラ位置操作用腕部材と、該梁部材
   の第一の端部側に固定され、取付け軸部材を備える原動
   ローラ位置固定用腕部材の取付け部材と、一方の端部が
   前記取付け軸部材に回動可能に取付けられ、他方の端部
   がモータの上面の回転軸より車輪側に位置する取付け軸
   部材に回動可能に取り付けられているローラ位置固定用
   腕部材とを備えることを特徴とする電動自転車。