JP2003182668A

JP2003182668A - 電動補助自転車

Info

Publication number: JP2003182668A
Application number: JP2001388126A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ohira; 優大平
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【目的】大きなバッテリ容量を確保して航続距離を延
ばすことができる電動補助自転車を提供すること。【構成】バッテリを数収納して成るバッテリケース
と、前記バッテリから電力の供給を受けて作動する電動
モータ２１を含んで構成されるパワーユニット１９を搭
載して成る電動補助自転車１において、複数の前記バッ
テリケース４０Ａ，４０Ｂをメインフレーム（車体フレ
ームの１構成要素）９内に着脱可能に装填する。本発明
によれば、メインフレーム９内に複数のバッテリケース
４０Ａ，４０Ｂを装填することができるため、大きなバ
ッテリ容量を確保して当該電動補助自転車１の航続距離
を延ばすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータの出力
を補助動力として走行する電動補助自転車に関する。

【従来の技術】この種の電動補助自転車は、人力による
駆動力を電動モータによる補助動力によって補うことに
よってライダーの肉体的負担を軽減するものであって、
人力に比例した補助動力を補うタイプや人力とは無関係
にアクセル操作でモータのみで自走できるタイプのもの
があり、これには電源としてのバッテリの搭載が不可欠
である。そして、バッテリは充電して繰り返し使用され
るため、その着脱が不可欠となる。ところで、実際には
シュリンクパックされた複数のバッテリセルがバッテリ
ケースに収納され、このバッテリケースを例えば車体フ
レームに対して着脱する構成が採用されている。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
車体フレームを構成する例えばメインフレームにはスペ
ース的に単一のバッテリケースしか装填できなかったた
め、大きなバッテリ容量を確保することができず、自転
車の航続距離に限界があった。本発明は上記事情に鑑み
てなされたもので、その目的とする処は、大きなバッテ
リ容量を確保して航続距離を延ばすことができる電動補
助自転車を提供することにある。

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、バッテリを収納して成るバ
ッテリケースと、前記バッテリから電力の供給を受けて
作動する電動モータを含んで構成されるパワーユニット
を搭載して成る電動補助自転車において、複数の前記バ
ッテリケースを車体フレームの１構成要素内に着脱可能
に装填したことを特徴とする。請求項２記載の発明は、
請求項１記載の発明において、複数の前記バッテリケー
スを仕切るためのリブを前記車体フレームの１構成要素
内に設けたことを特徴とする。請求項３記載の発明は、
請求項１又は２記載の発明において、前記車体フレーム
の１構成要素の開口部を前記バッテリケースで塞ぐ構成
としたことを特徴とする。従って、請求項１記載の発明
によれば、車体フレームの１構成要素内に複数のバッテ
リケースを装填することができるため、大きなバッテリ
容量を確保して当該電動補助自転車の航続距離を延ばす
ことができる。請求項２記載の発明によれば、車体フレ
ームの１構成要素内に設けられたリブによって複数のバ
ッテリケースが仕切られるため、バッテリケースの着脱
がスムーズとなり、又、装着状態でのバッテリケースの
ガタツキがリブによって抑えられる。請求項３記載の発
明によれば、バッテリケース自体で車体フレームの１構
成要素の開口部を塞ぐようにしたため、専用の蓋部材を
別途要することなく、部品点数の削減とバッテリケース
の着脱作業性の向上を図ることができる。

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る電動補助
自転車の側面図、図２は同電動補助自転車のメインフレ
ーム部の平断面図、図３は図１のＡ部拡大詳細図、図４
は同Ａ部の平断面図、図５はロック機構の模式的側断面
図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図、図７は図５のＣ−Ｃ
線断面図である。図１に示す電動補助自転車１はリカン
ベントタイプの車体フレームを有し、その車体の前部に
はヘッドパイプ２が位置しており、このヘッドパイプ２
にはステアリング軸３が回動自在に挿通している。そし
て、ステアリング軸３は、ヘッドパイプ２から車体後方
に向かって斜め上方に傾斜して延びており、その上端に
はハントドル４が取り付けられ、該ハンドル４の左右端
に被着されたグリップ５（一方のみ図示）の近傍にはブ
レーキレバー６（一方のみ図示）が設けられている。
又、前記ステアリング軸３の下端にはフロントフォーク
７が取り付けられており、このフロントフォーク７の下
端部には前輪８が回転自在に軸支されている。他方、前
記ヘッドパイプ２からは角パイプ状のメインフレーム９
が車体後方に向かって略水平に延出しており、該メイン
フレーム９の後部左右には三角トラス状のリヤステー１
０の上部が溶着されている。そして、左右一対のリヤス
テー１０の下端部間には後輪１１が回転自在に軸支され
ている。尚、前記フロントフォーク７に設けられたフロ
ントブレーキ１２と前記リヤステー１０に設けられたリ
ヤブレーキ１３は、ブレーキワイヤー１４，１５を介し
て左右の前記ブレーキレバー６にそれぞれ連結されてい
る。又、上記メインフレーム９の後部上には、シート１
６が前後方向位置の調整が可能に設置されており、該シ
ート１６には背もたれ１７が取り付けられている。更
に、メインフレーム９の先端下部には左右一対のブラケ
ット１８が溶着されており、このブラケット１８にはパ
ワーユニット１９がボルト２０によって取り付けられて
いる。ここで、パワーユニット１９は、人力による駆動
系と電動モータ２１による駆動系を並設して構成され、
これには前記電動モータ２１の他、不図示の減速機構、
踏力検出手段等が含まれている。そして、パワーユニッ
ト１９には、横方向（図１の紙面垂直方向）に配置され
たクランク軸２２が回転自在に支承されており、該クラ
ンク軸２２の左右端にはクランク２３（図１には一方の
み図示）がそれぞれ取り付けられ、各クランク２３の端
部にはペダル２４が軸支されている。又、クランク軸２
２上には大径のドライブスプロケット２５が取り付けら
れており、このドライブスプロケット２５と前記後輪１
１に取り付けられた小径のホイールスプロケット２６と
の間には無端状のチェーン２７が巻装され、このチェー
ン２７にはテンショナー２８，２９によって所定の張力
が付与されている。ところで、前記メインフレーム９は
押し出し成形によって角パイプ状に成形され、その内部
前方にはコントローラ３０が収納されている。即ち、図
３に示すように、コントローラ３０は、メインフレーム
９の下面に形成された開口部からメインフレーム９内に
組み込まれ、その下部に螺合するボルト３１によってメ
インフレーム９に取り付けられている。そして、このコ
ントローラ３０の後面の左右には、各３つのモータ側雄
端子３２が上下に適当な間隔で後方に向かって水平に突
設されており、図１に示すように、コントローラ３０か
ら延びるケーブル３３は、前記ハンドル４に固定された
インジケータ３４に接続されている。又、上記コントロ
ーラ３０の上部に形成された段部にはロック機構３５が
ボルト３６によって取り付けられており（図３及び図４
参照）、このロック機構３５のキーシリンダ３７はメイ
ンフレーム９の上面を貫通して上方へ立設されており、
その周囲は樹脂製のカバー３８によって覆われ、キーシ
リンダ３７の上面に開口するキー孔にはキー３９が差し
込まれる。而して、電動補助自転車１にはコントローラ
３０及びパワーユニット１９の駆動源としてのバッテリ
の搭載が不可欠であるが、本実施の形態では、図１及び
図２に示すように、前記メインフレーム９内に左右２つ
のバッテリケース４０Ａ，４０Ｂを着脱可能に装填して
いる。ここで、各バッテリケース４０Ａ，４０Ｂは、内
部に充電可能なバッテリセル（２次バッテリ）４１を横
置き状態で上下２段に亘って計２４個シュリンクパック
した状態で収納して構成されており、これらはメインフ
レーム９内の左右に並列状態で装填されている。即ち、
メインフレーム９の後端は開口しており、その内部は押
し出し成形によって幅方向中央に形成された縦リブ（縦
壁）９ａ（図４参照）によって左右の空間に区画されて
おり、各バッテリケース４０Ａ，４０Ｂはメインフレー
ム９の後端開口部から左右の空間に対して出し入れさ
れ、この際、縦リブ９ａによってバッテリケース４０
Ａ，４０Ｂの出し入れがスムーズとなり、又、装着状態
でのガタツキが抑えられる。尚、図３に示すように、バ
ッテリケース４０Ａ（４０Ｂ）の上下面には、長手方向
に各２条リブ４０Ａ”（４０Ｂ”）が形成され、これら
の２条リブ４０Ａ”（４０Ｂ”）によってもバッテリケ
ース４０Ａ，４０Ｂの出し入れがスムーズとなり、又、
装着状態でのガタツキが抑えられる。そして、図１及び
図２に示すように、左右のバッテリケース４０Ａ，４０
Ｂがメインフレーム９内に装填されている状態では、メ
インフレーム９の後端開口部は、左右のバッテリケース
４０Ａ，４０Ｂの後端壁４０Ａ’，４０Ｂ’によって覆
われる。尚、後端壁４０Ａ’，４０Ｂ’には把手４０
ａ，４０ｂが一体に形成されている。ところで、左右の
各バッテリケース４０Ａ，４０Ｂ内の前端部には、バッ
テリケース４０Ａ，４０Ｂの着脱に伴って自動的に接離
される放電雄端子を有するレセプタクル４２がそれぞれ
組み込まれており、各レセプタクル４２の外側面には充
電コネクタ４３が露出している（図３参照）。又、図３
及び図４に示すように、左右の各バッテテリケース４０
Ａ，４０Ｂの前端部には、幅の狭い係合凸部４４Ａ，４
４Ｂが上下に段違い状態で水平に突設されており、各係
合凸部４４Ａ，４４Ｂの内面の相対向する部位には係合
溝４４ａ，４４ｂがそれぞれ形成され（図４参照）、左
右の係合凸部４４Ａ，４４Ｂで形成される空間に前記ロ
ック機構３５が配置されている。ここで、上記ロック機
構３５の構成を図３〜図７に基づいて説明する。ロック
機構３５の前記キーシリンダ３７の下部のケース４５内
には、図５に示すように、キーシリンダ３７から下方へ
延出する軸４６が収納されており、この軸４６の中間部
にはレバー４７が一体に形成され、該レバー４７の一端
にはピン４７ａが下方に向かって突設され、他端にはピ
ン４７ｂが上方に向かって突設されている。又、ケース
４５内には、左右方向に摺動自在保持された上下２段の
ロック爪４８ａ，４８ｂが収納されており、各ロック爪
４８ａ，４８ｂの基部に形成された突起には前記ピン４
７ａ，４７ｂがそれぞれ係合している。そして、各ロッ
ク爪４８ａ，４８ｂはスプリング４９によってそれぞれ
外側方（ロック方向）に付勢されており、図示のように
バッテリケース４０Ａ，４０Ｂがメインフレーム９内に
装填されている状態では、左右のロック爪４８ａ，４８
ｂは、スプリング４９の付勢力によってケース４５から
側方へ突出し、各バッテリケース４０Ａ，４０Ｂの係合
凸部４４Ａ，４４Ｂの内面に形成された前記係合溝４４
ａ，４４ｂに係合してバッテリケース４０Ａ，４０Ｂの
装填状態をロックし、バッテリケース４０Ａ，４０Ｂの
メインフレーム９からの脱落を防いでいる。而して、電
動補助自転車１はバッテリケース４０Ａ，４０Ｂがメイ
ンフレーム９内に装着された状態で使用されるが、該電
動補助自転車１の走行中におけるライダーの踏力はパワ
ーユニット１９に内蔵された不図示の踏力検出手段によ
って検出され、その検出信号はコントローラ３０に入力
される。すると、コントローラ３０は、検出された踏力
の大きさに比例した電力をバッテリセル４１から電動モ
ータ２１に供給し、該電動モータ２１は踏力に比例した
大きさの補助動力を発生してこれをクランク軸２２に対
して出力する。従って、クランク軸２２は踏力と補助動
力の双方によって回転駆動され、その回転はドライブス
プロケット２５とチェーン２７及びホイールスプロケッ
ト２６を経て後輪１１に伝達され、該後輪１１が回転駆
動されて電動補助自転車１が走行せしめられる。このよ
うに、電動補助自転車１においては、後輪１１の駆動力
が電動モータ２１による補助動力によって補われるた
め、その分だけライダーの肉体的負担が軽減される。と
ころで、使用によってバッテリセル４１の電圧が低下し
たために該バッテリセル４１の充電を行う場合には、バ
ッテリケース４０Ａ，４０Ｂをメインフレーム９から車
体後方に引き抜くが、これらバッテリケース４０Ａ，４
０Ｂの引き抜きは次の要領でなされる。即ち、ロック機
構３５のキーシリンダ３７にキー３９を差し込み、該キ
ー３９を図６及び図７の矢印ａ方向に回せば、軸４６と
これに一体に形成されたレバー４７及びピン４７ａ，４
７ｂが同方向に回動し、ピン４７ａ，４７ｂが各ロック
爪４８ａ，４８ｂの突起に係合して該ロック爪４８ａ，
４８ｂをスプリング４９の付勢力に抗して図６及び図７
の矢印ｂ方向に摺動させるため、両ロック爪４８ａ，４
８ｂは鎖線にて示すように同時にケース４５内に没す
る。この結果、ロック爪４８ａ，４８ｂとバッテリケー
ス４０Ａ，４０Ｂの係合溝４４ａ，４４ｂとの係合が解
除されるため、バッテリケース４０Ａ，４０Ｂのロック
状態も解除され、把手４０ａ，４０ｂを持って両バッテ
リケース４０Ａ，４０Ｂを車体後方へ引き抜いてこれら
をメインフレーム９から取り出し、取り出されたバッテ
リケース４０Ａ，４０Ｂに露出する前記充電コネクタ４
３（図３参照）を用いてバッテリ４１の充電を行うこと
ができる。而して、バッテリセル４１の充電が終了する
と、バッテリケース４０Ａ，４０Ｂをメインフレーム９
の後端開口部からメインフレーム９内の左右の空間に挿
入してこれを車体前方に押し込むことによって該バッテ
リケース４０Ａ，４０Ｂがメインフレーム９内に装着さ
れるが、ロック機構をキー操作しなくても、このバッテ
リケース４０Ａ，４０Ｂの装着と同時に該バッテリケー
ス４０Ａ，４０Ｂの係合凸部４４Ａ，４４ＢのＲ部がロ
ック機構３５のロック爪４８ａ，４８ｂのＲ部に当接し
てこれを押圧して後退させ、係合凸部４４Ａ，４４Ｂの
内面に形成された係合溝４４ａ，４４ｂがロック爪４８
ａ，４８ｂの位置に達した時点がロック爪４８ａ，４８
ｂがスプリング４９の付勢力によって係合溝４４ａ，４
４ｂに係合するため、バッテリケース４０Ａ，４０Ｂの
装着状態がロックされ、そのメインフレーム９からの脱
落が防がれる。そして、バッテリケース４０Ａ，４０Ｂ
の装着と同時に、各バッテリケース４０Ａ，４０Ｂのレ
セプタクル４２とコントローラ３０側のモータ側雄端子
３２とが連結されてバッテリセル４１の放電が可能とな
る。尚、両バッテリケース１０Ａ，４０Ｂを必ずしも同
時に取り外して充電する必要はなく、使用によって電圧
が低下した一方のバッテリケース４０Ａ又は４０Ｂのみ
を取り外して充電に供するようにしても良く、バッテリ
残量等の情報をハンドル４に設けられたインジケータ３
４（図１参照）に表示しても良い。以上において、本実
施の形態では、車体フレームの１構成要素を構成する大
径のメインフレーム９内に２つのバッテリケース４０
Ａ，４０Ｂを装填するようにしたため、大きなバッテリ
容量を確保することができ、この結果として電動補助自
転車１の航続距離を延ばすことができる。又、メインフ
レーム９内に設けられた縦リブ９ａによって左右２つの
バッテリケース４０Ａ，４０Ｂが仕切られるため、これ
らのバッテリケース４０Ａ，４０Ｂの着脱がスムーズと
なり、又、装着状態でのガタツキが縦リブ９ａによって
抑えられる。更に、本実施の形態では、バッテリケース
４０Ａ，４０Ｂ自体（具体的には、把手４０ａ，４０ｂ
が形成された後端壁４０Ａ’，４０Ｂ’）でメインフレ
ーム９の開口部を塞ぐようにしたため、専用の蓋部材を
別途要することなく、部品点数の削減とバッテリケース
４０Ａ，４０Ｂの着脱作業性の向上を図ることができ
る。

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、バッテリを収納して成るバッテリケースと、前
記バッテリから電力の供給を受けて作動する電動モータ
を含んで構成されるパワーユニットを搭載して成る電動
補助自転車において、複数の前記バッテリケースを車体
フレームの１構成要素内に着脱可能に装填するようにし
たため、大きなバッテリ容量を確保して電動補助自転車
の航続距離を延ばすことができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動補助自転車の側面図である。

【図２】本発明に係る電動補助自転車のメインフレーム
平断面図である。

【図３】図１のＡ部の拡大詳細図である。

【図４】図１のＡ部の平断面図である。

【図５】ロック機構の模式的側断面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】図５のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

１電動補助自転車９メインフレーム（車体フレームの１構
成要素）９ａ縦リブ（リブ）１９パワーユニット２１電動モータ３０コントローラ４０Ａ，４０Ｂバッテリケース４０ａ，４０ｂ把手４１バッテリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリを収納して成るバッテリケース
と、前記バッテリから電力の供給を受けて作動する電動
モータを含んで構成されるパワーユニットを搭載して成
る電動補助自転車において、複数の前記バッテリケースを車体フレームの１構成要素
内に着脱可能に装填したことを特徴とする電動補助自転
車。
【請求項２】複数の前記バッテリケースを仕切るため
のリブを前記車体フレームの１構成要素内に設けたこと
を特徴とする請求項１記載の電動補助自転車。
【請求項３】前記車体フレームの１構成要素の開口部
を前記バッテリケースで塞ぐ構成としたことを特徴とす
る請求項１又は２記載の電動補助自転車。