JPH10226379A - 電動自転車 - Google Patents

電動自転車

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JPH10226379A
JPH10226379A JP9028129A JP2812997A JPH10226379A JP H10226379 A JPH10226379 A JP H10226379A JP 9028129 A JP9028129 A JP 9028129A JP 2812997 A JP2812997 A JP 2812997A JP H10226379 A JPH10226379 A JP H10226379A
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housing case
battery
seat tube
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雅司 森川
Hideaki Aoki
英明 青木
Masakatsu Fujiwara
正勝 藤原
Kenzo Yasutomi
健蔵 安富
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Sanyo Electric Co Ltd
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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１ａ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１ｂ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１ｂ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、電動モータの電源となるバッテリと、バ
ッテリを収容するバッテリ収容ケースと、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とを
備え、バッテリ収容ケースを、例えば、Ｕ字形の底面を
有する柱体形状等のフレームを囲繞するように取り付け
可能な形状としている。
【００１６】このような構成とすることにより、フレー
ムのあらゆる部分にバッテリ収容ケースが囲繞するよう
に取り付けられる。また、本発明の電動自転車は、バッ
テリ収容ケースが可撓性を有する可撓部材から構成され
ている。
【００１７】このような構成とすることにより、フレー
ムのあらゆる部分にバッテリ収容ケースが巻き付けられ
る。また、踏力により電動自転車を駆動する人力駆動系
と、電動モータによる電気駆動系を備えた電動自転車に
も、適用することができる。
【００１８】
【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１０参照）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。
【００１９】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。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。
【００２０】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。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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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。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３２ａ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。
【００２４】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。
【００２５】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。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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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。
【００３０】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。こ
こで、図６はバッテリ収容ケース３をシートチューブ１
ｃ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。
【００３１】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。
【００３２】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。
【００３３】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。
【００３４】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。上側係止部
２ａのカギ穴２５ｂに、カギ２５ａ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２
６がカギ２５ａと同方向に回転する。そして、回転体２
６が回転すると、この回転体２６に連結されたリンク２
７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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】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。
【００３９】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。
【００４０】
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、直接フ
レームに対してバッテリ収容ケースを取り付けることが
できるため、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。
【００４１】そして、バッテリ収容ケースを、フレーム
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た場合には、バッテリ収容ケース
取り付けの際、バッテリ収容ケースの取り付け面側の凹
部を、フレームに沿わせて取り付けることができるた
め、容易に位置決めを行うことができる。
【００４２】更に、フレームの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する。特
に、ダウンチューブ上側に、底面がＵ字形の柱体形状の
バッテリ収容ケースを取り付ける場合には、ダウンチュ
ーブ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、ダウンチューブに装着し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。
【００４３】また、バッテリ収容ケースを可撓部材で構
成した場合には、バッテリ収容ケースをフレームに巻回
することにより取り付けられるため、更にケース取付部
の構成を簡素化することができる。
【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
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】
【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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (5)

    【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、該バッテリ収容ケースをフレームに対して取り付
    けるケース取付部とを備えた電動自転車であって、 前記バッテリ収容ケースを、前記フレームを囲繞するよ
    うに取り付け可能な形状とした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が、Ｕ字形の底
    面を有する柱体形状をなし、該バッテリ収容ケースの凹
    部が前記フレームを囲繞するように取り付けられること
    を特徴とする請求項１記載の電動自転車。
  3. 【請求項３】 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、該バッテリ収容ケースをフレームに対して取り付
    けるケース取付部とを備えた電動自転車であって、 前記バッテリ収容ケースが、可撓性を有する可撓部材か
    らなり、前記フレームを囲繞するように取り付けられる
    ことを特徴とする電動自転車。
  4. 【請求項４】 前記バッテリ収容ケースが、シートチュ
    ーブ、ダウンチューブ、ヘッドパイプのいずれかに取り
    付けられていることを特徴とする請求項１乃至３記載の
    電動自転車。
  5. 【請求項５】 踏力により電動自転車を駆動する人力駆
    動系を備え、前記踏力の変化に応じて前記電動モータの
    駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至４記載の
    電動自転車。
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