JP4277968B2 - 電動補助自転車のバッテリ取付構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動補助自転車のバッテリ取付構造に係り、特に、バッテリを確実かつ着脱容易に保持するバッテリ取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動補助自転車のバッテリは、凹凸路面の走行時や車両転倒時はもちろん、悪意の第三者による盗難を未然に防止する観点からも、車体から容易には離脱しないよう強固に固定する必要がある反面、充電時には簡単に着脱できるように装着することが望ましい。
【０００３】
従来の電動補助自転車のバッテリ取付構造では、たとえば特許公報第２６２３０５号に記載されているように、バッテリ収容ケースにクランプ機構を設けると共に、自転車フレーム自体も、外部電極を備えたバッテリ収容ケースに合わせて特殊形状とし、バッテリ収容ケースは、そのクランプ機構を利用して自転車フレームに固定されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電動補助自転車を普及させるためには、たとえば既存の自転車フレームに大きな設計変更を加えることなく、若干の変更を加えるのみで電動補助ユニットおよびバッテリを後付けし、電動補助ユニットの補助動力をチェーンラインから入力することで、汎用性の高い安価な電動補助自転車を提供することが望ましい。
【０００５】
しかしながら、上記した従来技術では自転車フレームをバッテリ収容ケースに合わせた特殊形状としなければならないので、既存の自転車フレームを利用することができないという問題があった。
【０００６】
また、バッテリ本体はバッテリ収容ケースに収容された状態で流通経路に乗ったり、あるいはバッテリステーション等の充電装置にセットされるため、突起を少なくして軽量化を図ることが望ましい。
【０００７】
しかしながら、上記した従来技術ではバッテリ収容ケースにクランプ機構を設けなければならず、これが突起物となって取り扱いを不便にし、かつ軽量化の妨げとなっていた。
【０００８】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、バッテリ収容ケースに突起物を設けることなく、かつ軽量化したうえで、バッテリを自転車フレームに対して確実かつ着脱容易に保持することができるバッテリ取付構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、電動補助自転車のバッテリを車体フレームへ着脱自在に取り付ける電動補助自転車のバッテリ取付構造において、シートフレームの前後一方の側に固定され、バッテリが載置される受皿部を少なくとも含むバッテリホルダと、シートフレームの前後他方の側に配置され、左右方向の揺動軸により揺動自在に軸支されたバックルと、前記バッテリホルダの受皿部に載置されたバッテリを、前記バックルの揺動運動に応じて拘束する止め輪とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
上記した特徴によれば、バッテリにクランプ機構等の突起物を設けることなく、したがってバッテリの重量を増加させることなく、自転車フレームに対してバッテリを確実かつ着脱容易に保持することができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である電動補助自転車の側面図であり、バッテリ２をシートポスト７１の前方（Ｆ）に搭載し、電動補助ユニット８６が発生する補助動力を、クランク軸８３よりも前方（Ｆ）でチェーンラインに入力する構造（Ｆ／Ｆ構造）の電動補助自転車の一例を示している。
【００１２】
図２は、前記図１の構成からチェーンカバー９１を取り外した状態でのクランク軸８３周辺の部分側面図であり、図３は、自転車フレーム６７への電動補助ユニット８６の固定方法を示した構成図である。
【００１３】
本実施形態の自転車フレーム６７は、通常の自転車用に設計・製造された既存の自転車用フレームであり、前端のヘッドパイプ６８と、ヘッドパイプ６８から後下りに延びるダウンパイプ６９と、ダウンパイプ６９の後端に固着されて左右に延びる支持パイプ６６（図３）と、支持パイプ６６から上方に立上がるシートポスト７１とを備える。
【００１４】
ヘッドパイプ６８にはフロントフォーク７２が操向可能に支承され、フロントフォーク７２の下端に前輪７３が軸支されている。フロントフォーク７２の上端には操向ハンドル７４が設けられている。シートポスト７１から後方側に延出される左右一対のリヤフォーク７０の後端間には、駆動輪としての後輪７８が軸支されている。左右一対のステー７７は、リヤフォーク７０の後端からシートポスト７１を経由してダウンパイプ６９に達する。シートポスト７１には、上端にシート７６を備える支持軸７５が、シート７６の上下位置を調整可能として装着されている。
【００１５】
シート７６の下方でシートポスト７１の前部には、電動補助ユニット８６へ電力を供給するバッテリ２が、後に詳述するバッテリホルダ８７により着脱可能に固定されている。バッテリホルダ８７は、シートポスト７１に形成された各左右一対のボス７１Ａ，７１Ｂにおいて固定される。
【００１６】
自転車フレーム６７の支持パイプ６６を同軸に貫通するクランク軸８３の左端および右端には一対のクランクペダル７９が連結される。クランクペダル７９に加えられた踏力はクランク軸８３へ伝達され、ペダルスプロケット８０を介してチェーン８２へ入力される。ペダルスプロケット８０には、自転車フレーム６７と同色に塗装されたスプロケットカバー６４が装着されている。
【００１７】
前記電動補助ユニット８６は、種々想定される既存の自転車フレームに若干の加工を施すのみで各自転車フレームへ適用できるように、図３に示したように、自転車フレーム６７への固定用に供されるボス３４（３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ）の形成スペースを少なくとも３か所３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃに備え、車両構造や自転車フレームの形状に応じて、いずれか２つのボス３４のみを選択的に利用して自転車フレーム６７へ固定される。前記各ボスの形成スペース３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃを結ぶ線分は仮想的な三角形を形成する。
【００１８】
自転車フレーム６７の支持パイプ６６およびダウンパイプ６９には、それぞれフランジ３５Ａ、３５Ｂが、溶接等の適宜の手法により後付け固定されている。前記電動補助ユニット８６は、前記３か所のボス形成スペース３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの内の２か所３３Ａ、３３Ｂに形成された２つのボス３４Ａ、３４Ｂを、それぞれ前記フランジ３５Ａ、３５Ｂに対してネジ止めすることにより、その駆動スプロケット８４がクランク軸８３よりも前方においてチェーン８２と歯合するように、その位置および姿勢を固定される。
【００１９】
なお、電動補助ユニット８６のボス形成スペース３３Ｃには、図示したように、利用しないボス３４Ｃを他のボス３４Ａ、３４Ｂと同様に形成しておいても特に不都合はないが、図３に併記したように、電動補助ユニット８６のケースを鋳造（あるいは鍛造等）する際に、前記ボス形成スペース３３Ａ、３３Ｂのみにフランジ３５Ａ、３５Ｂを選択的に形成し、当該自転車フレーム６７への固定に不要なボス３４Ｃはボス形成スペース３３Ｃに形成しないようにしても良い。
【００２０】
無端状のチェーン８２は、前記ペダルスプロケット６８、電動補助ユニット８６で駆動される駆動スプロケット８４および後輪７８の車軸に設けられた被動スプロケット８１に巻掛けられている。チェーン８２に張力を与えるテンショナ３６の２つのスプロケット３７Ａ、３７Ｂは、ペダルスプロケット６８および被動スプロケット７０間でチェーン７２に噛合されている。前記テンショナ３６は、自転車フレーム６７のリヤフォーク７０に形成されたボス３２にネジ止め固定される。
【００２１】
ところで、本実施形態のように、通常の自転車用に設計・製造された既存の自転車フレームに電動補助ユニット８６を後付けし、その電動補助動力を駆動スプロケット８４によりチェーンラインへ入力する構造では、チェーン８２の張架部およびペダルスプロケット８０のみならず、駆動スプロケット８４もチェーンカバーにより同様に覆う必要がある。
【００２２】
ここで、本実施形態ではチェーンカバー９１を、図１に示したように、主に駆動スプロケット８４を覆う駆動スプロケットカバー部９２Ａと、主にチェーン８２の張架部を覆うチェーンカバー部９２Ｂと、主にペダルスプロケット８０の上側半分を覆うペダルスプロケットカバー部９２Ｃとで一体に形成している。このような構成によれば、電動補助動力がチェーンラインから入力されるように構成（改造）された電動補助自転車のチェーンおよび各スプロケットを、部品点数を増やすことなく簡単な構成で確実に覆うことができる。
【００２３】
但し、本実施形態のように、一つのチェーンカバー９１でチェーン８２および各スプロケット８０，８４を全て覆うようにすると、駆動スプロケット８４を覆う駆動スプロケットカバー部９２Ａが追加された分だけ、チェーンカバー９１が従来の見慣れた形状から乖離した異形状となり、これが視覚的に違和感を生じさせる場合があり得る。
【００２４】
そこで、本実施形態では駆動スプロケット８４を覆うスプロケットカバー部９２Ａに、駆動スプロケット８４の外形状に合わせて円形状の色彩加工および凹凸加工を施し、これを装飾の一部として積極的に利用することで、上記した違和感を緩和させるようにしている。
【００２５】
図４は上記したバッテリ２の斜視図であり、図５は前記バッテリ２の正面図である。バッテリ２は複数のバッテリセル（図示せず）、およびバッテリセルを収容した略直方体のバッテリパック２６を有している。バッテリパック２６は、その長手方向に沿った割面２７で２分割されたパック部分２６Ｒ，２６Ｌからなり、これらパック部分２６Ｒ，２６Ｌは割面２７を境に対称形状となっている。
【００２６】
バッテリ２の正面には、バッテリセルの正極および負極にそれぞれ接続された端子２８，２９が、前記割面２７に対して対称位置に露出して配置されている。バッテリパック２６の正面寄り頂部には、後述するスロット４に設けられたロック装置に係合する係合穴３０が形成されている。また、バッテリ２をスロット４に収容するときのスロット４の壁面との摺動性、および収容した後の安定性を確保するため、バッテリパック２６ａの底面両側には、長手方向に延びた筋状凸部４１が形成されている。
【００２７】
パック部分２６Ｒ，２６Ｌはネジ孔４２を利用してボルト（図示せず）で一体に組み付けることができる。溝４４は持ち運びの際の手掛かりとなり、把持操作性の向上に貢献する。また、バッテリパック２６の横断面形状の寸法は、人が手でつかみ易いように、いわゆる手のひらサイズに設定されている。例えば、正面から見たときの高さｈは約８０ｍｍであり、幅ｂが手のひらサイズの約５５ｍｍである。
【００２８】
バッテリパック２６を横に貫通した孔４５は、バッテリ２を当該車両に搭載したときに、鍵の一部をなすワイヤまたはロープ部分を通すのに利用できる。また、バッテリパック２６の角に形成された凹状部４６は、バッテリ２を電動アシスト自転車に搭載したときに、バッテリ２を車体に固定するのに利用される引掛部となる。
【００２９】
図６は、前記バッテリホルダ８７の斜視図、図７は、バッテリ２が搭載されていない状態での側面図であり、図８は、バッテリ２が搭載されている状態での側面図である。
【００３０】
本実施形態のバッテリホルダ８７は、バッテリ２が載置される受皿部８７１と、前記受皿部８７１の一側面から上方へ延設された背板部８７２と、前記背板部８７２の端部から切り起されてバッテリ２を左右方向に位置決めする左右一対の側板部８７３と、前記側板部８７３とは逆側に切り倒された左右一対の第１フランジ部８７４と、前記受皿部８７１の両側面から前記背板部８７２を越えて延設された左右一対の第２フランジ部８７５とを含む。当該バッテリホルダ８７は、前記第１および第２フランジ部８７４、８７５において、シートフレーム７１に設けられた前記ボス７１Ａ，７１Ｂにボルト９５，９６により固定されている。
【００３１】
シートフレーム７１を挟んで前記受皿部８７１と前後反対側（本実施形態では後側）には、バックル８８が左右方向の揺動軸９３により、前記第１フランジ部８７４に対して揺動自在に軸支されている。止め輪８９の両端は前記バックル８８の前記揺動軸９３から離れた偏心位置９２で保持されている。受皿部８７１の底には、前記バッテリ２の端子２８，２９と電気的に接触する一対の円柱状電極１０８、１０９が露出している。
【００３２】
このような構成において、バッテリ２は前記端子２８，２９の形成面を下にして受皿部８７１上に収納される。これにより、バッテリ２がバッテリホルダ８７に対して位置決めされ、バッテリ２の各端子２８，２９および受皿部８７１の各電極１０８、１０９が電気的に接触する。前記受皿部８７１の下方には前記電極１０８、１０９と接続された給電部９０が設けられ、この給電部９０から給電ライン１１０を経由して電動補助ユニット８６へ電力が供給される。
【００３３】
バッテリ２は、図８に示したように、止め輪８９をバッテリ２の上端部に形成された前記凹状引掛部４６に引掛け、かつバックル８８を図７に示された位置から図８に示された位置まで回動させることにより、シートポスト７１に対して確実に固定される。前記受皿部８７には、バッテリパック２６の貫通孔４５に適合する孔９２が形成されており、図９に示したように、この孔９２およびバッテリパック２６の貫通孔４５に施錠ワイヤ５３を通し、さらに後輪７８にかけ渡して施錠することにより、当該電動補助自転車自身のみならず、バッテリ２の盗難も同時に防止できる。
【００３４】
なお、前記受皿部８７に露出する電極形状は、上記したような円柱形状電極１０８、１０９に限定されず、例えば図１０に示した各電極１１８，１１９のように、ＡＣ１００Ｖの家庭用コンセントに装着されるＡＣプラグと同様の規格を有する汎用的な平型電極であっても良い。
【００３５】
図１１は、本発明の他の実施形態である第２の電動補助自転車の側面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００３６】
当該車両もバッテリ２をシートポスト７１の前方（Ｆ）に搭載し、電動補助ユニット８６が発生する電動補助動力をクランク軸８３よりも前方（Ｆ）でチェーンラインに入力するＦ／Ｆ構造であるが、自転車フレームの構造およびチェーンカバー９１の形状が、前記第１実施形態とは若干異なっている。
【００３７】
図１２は、本実施形態における自転車フレーム６７と電動補助ユニット８６との固定方法を示した構成図であり、図１３は、前記図１１の電動補助自転車を背面から見込んだ側面図である。
【００３８】
本実施形態でも、自転車フレーム６７は通常の自転車用に設計・製造された既存の自転車フレームであり、図１２に示したように、自転車フレーム６７の支持パイプ６６およびダウンパイプ６９には、それぞれフランジ３５Ａ、３５Ｂが後付け固定されている。前記電動補助ユニット８６は、前記３か所のボス形成スペース３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの内の２か所３３Ａ、３３Ｂに形成された２つのボス３４Ａ、３４Ｂを、それぞれ前記フランジ３５Ａ、３５Ｂに対してネジ止めすることにより、その駆動スプロケット８４がクランク軸８３よりも前方においてチェーン８２と歯合するように、その位置および姿勢を固定される。
【００３９】
なお、本実施形態でもボス３４Ｃがボス形成スペース３３Ｃに形成されているが、第１実施形態の場合と同様に、その形成を予め省略しても良い。
【００４０】
このように、本発明では各自転車フレームに固有の適所にフランジ３５Ａ、３５Ｂを後付け固定することにより、自転車フレームの形状にかかわらず同一の電動補助ユニット８６を補助動力源として用いることができる。したがって、既存の自転車フレームに若干の加工を施すのみで、同一の電動補助ユニット８６を各自転車フレームで共用することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態でもチェーンカバー９１が、図１１に示したように、駆動スプロケット８４を覆う駆動スプロケットカバー部９２Ａと、チェーン８２の張架部を覆うチェーンカバー部９２Ｂと、ペダルスプロケット８０の上側半分を覆うペダルスプロケットカバー部９２Ｃとを一体に形成して構成されるが、第１実施形態とは異なり、従来からあるペダルスプロケット８０の輪郭相当領域に濃色の色彩を施し、駆動スプロケット８４の領域には特にアクセントを設けず、駆動スプロケット８４の存在を意識させない形状としている。
【００４２】
図１４〜１６はいずれも、上記と同様のＦ／Ｆ型電動補助自転車の他の実施形態の側面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。自転車フレーム６７に対する電動補助ユニット８６の取付方法は上記した各実施形態と同様なので、ここではチェーンカバー９１の特徴についてのみ説明する。
【００４３】
図１４に示した第３の電動補助自転車では、駆動スプロケット８４、チェーン８２の張架部およびペダルスプロケット８０を単一のチェーンカバー９１で完全に覆っている。また、駆動スプロケット８４の存在を目立たせないように、チェーンカバー部９２Ｂおよびペダルスプロケットカバー部９２Ｃは同一の明色とし、駆動スプロケットカバー部９２Ａは、その他の部分と連続する一体的な形状で同一の濃色としている。
【００４４】
図１５に示した第４の電動補助自転車では、駆動スプロケット８４、チェーン８２の張架部およびペダルスプロケット８０を単一のチェーンカバー９１で完全に覆うと共に、駆動スプロケット８４の存在を目立たせないように、駆動スプロケットカバー部９２Ａは、チェーンカバー部９２Ｂと連続する一体的な形状で同一色としている。
【００４５】
図１６に示した第５の電動補助自転車では、駆動スプロケット８４およびチェーン張架部を単一のチェーンカバー９１で完全に覆い、駆動スプロケット８４の存在が目立たないように、駆動スプロケットカバー部９２Ａはチェーンカバー部９２Ｂと同色としている。
【００４６】
上記した各チェーンカバーによれば、駆動スプロケットカバー部９２Ａが目立たなくなるので、駆動スプロケットカバー部９２Ａが追加されたことによる違和感が緩和され、かつ駆動スプロケットカバー部９２Ａの存在に左右されないデザインが可能になる。
【００４７】
図１７は、本発明を適用した第６の電動補助自転車の側面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００４８】
本実施形態でも、通常の自転車用に設計・製造された既存の自転車フレームを用いるが、バッテリ２を上記した各実施形態とは逆にシートポスト７１の後方（Ｒ）に搭載し、電動補助ユニット８６が発生する電動補助動力も、上記した各実施形態とは逆にクランク軸８３よりも後方（Ｒ）でチェーンラインに入力するＲ／Ｒ構造を採用している。
【００４９】
図１８は、本実施形態における自転車フレーム６７と電動補助ユニット８６との固定方法を示した構成図であり、図１９は、前記図１７の電動補助自転車を背面から見込んだ側面図である。
【００５０】
本実施形態では、図１８に示したように、自転車フレーム６７の支持パイプ６６およびリヤフォーク７０に、それぞれにフランジ３５Ｃ、３５Ｂが後付け固定されており、前記電動補助ユニット８６は、前記３か所のボス形成スペース３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの内の２か所３３Ｃ、３３Ｂに形成された２つのボス３４Ｃ、３４Ｂを、それぞれ前記フランジ３５Ｃ、３５Ｂに対してネジ止めすることにより、その駆動スプロケット８４がクランク軸８３よりも後方でチェーン８２と歯合するように位置決めされる。なお、本実施形態ではボス形成スペース３３Ａに形成されるべきボス３４Ａの形成が省略されている。
【００５１】
チェーンカバー９１は、図１７に示したように、駆動スプロケットカバー部９２Ａ、チェーンカバー部９２Ｂおよびペダルスプロケットカバー部９２Ｃを一体に形成して構成され、駆動スプロケットカバー部９２Ａを他の部分と同一色とすることで、駆動スプロケットカバー部９２Ａと他のカバー部９２Ｂ，９２Ｃとに一体感を持たせている。
【００５２】
図２０〜２２はいずれも、上記したＲ／Ｒ車両の他の実施形態の側面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。自転車フレーム６７に対する電動補助ユニット８６の取付方法は上記した各実施形態と共通なので、ここではチェーンカバー９１の特徴について説明する。
【００５３】
図２０に示した第７の電動補助自転車では、前記駆動スプロケット８４、チェーン８２の張架部およびペダルスプロケット８０の上部が単一のチェーンカバー９１で覆われている。また、本実施形態では、駆動スプロケットカバー部９２Ａを、駆動スプロケット８４の外形状に合わせた円形状とし、これを装飾の一部として積極的に利用している。
【００５４】
図２１に示した第８の電動補助自転車では、前記駆動スプロケット８４、チェーン８２の張架部およびペダルスプロケット８０を単一のチェーンカバー９１で完全に覆うと共に、駆動スプロケット８４の存在が目立たないように、駆動スプロケットカバー部９２Ａをペダルスプロケットカバー部９２Ｃと同じ濃色に塗装している。
【００５５】
図２２に示した第９の電動補助自転車では、前記駆動スプロケット８４、チェーン８２の張架部およびペダルスプロケット８０の上部が単一のチェーンカバー９１で覆われている。また、駆動スプロケットカバー部９２Ａをデザイン的に独立形状とし、これを装飾の一部として積極的に利用している。
【００５６】
図２３は、本発明を適用した第１０の電動補助自転車の側面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００５７】
本実施形態でも、通常の自転車用に設計・製造された既存の自転車フレームを用い、バッテリ２をシートポスト７１の前方（Ｆ）に搭載し、電動補助ユニット８６が発生する電動補助動力を、クランク軸８３よりも後方（Ｒ）でチェーンラインに入力するＦ／Ｒ構造を採用している。
【００５８】
このように、駆動スプロケット８４をクランク軸８３よりも後ろ側に配置した場合も、チェーンカバー９１の形状や色彩を工夫することにより、駆動スプロケットカバー部９２Ａが追加されたことによる違和感が緩和され、駆動スプロケットカバー部９２Ａの存在に左右されないデザインが可能になる。
【００５９】
図２４は、本実施形態における自転車フレーム６７と電動補助ユニット８６との固定方法を示した構成図であり、図２５は、前記図２４の電動補助自転車を背面から見込んだ側面図である。
【００６０】
本実施形態では、自転車フレームの支持パイプ６６およびリヤフォーク７０に、それぞれフランジ３５Ｃ、３５Ｂが後付け固定されており、前記電動補助ユニット８６は、前記３か所のボス形成スペース３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの内の２か所３３Ｃ、３３Ｂに形成された２つのボス３４Ｃ、３４Ｂを、それぞれ前記フランジ３５Ｃ、３５Ｂに対してネジ止めすることにより、その駆動スプロケット８４がクランク軸８３よりも後方でチェーン８２と歯合するように、位置および姿勢を固定される。なお、本実施形態ではボス形成スペース３３Ａに形成されるべきボス３４Ａの形成が省略されている。
【００６１】
本実施形態のチェーンカバー９１は、前記図２０に関して説明した実施形態と同様に、駆動スプロケット８４、チェーン８２の張架部およびペダルスプロケット８０の上部を単独で覆い、駆動スプロケットカバー部９２Ａを、駆動スプロケット８４の外形状に合わせて円形状とし、これを装飾の一部として積極的に利用している。
【００６２】
上記したように、上記した本発明の各実施形態では、通常の自転車用に設計・製造された既存の自転車フレーム上の、各フレームに固有の箇所にフランジを形成すると共に、電動補助ユニットにも、選択的に利用される複数のボスを形成したので、自転車フレームの種別ごとに、電動補助ユニットを自転車フレーム上の固有の位置に固有の姿勢で装備することができる。したがって、同一の電動補助ユニットを複数種の自転車フレームで共用することができる。
【００６３】
さらに、上記した本発明の各実施形態では、駆動スプロケット８４、チェーン８２の張架部およびペダルスプロケット８０を単一のチェーンカバー９１で覆うと共に、駆動スプロケットカバー部９２Ａの形状・色彩を他の部分と積極的に異ならせて装飾の一部として利用したり、あるいは逆に、他の部分と連続する形状で同一色とすることで目立たなくし、駆動スプロケットカバー部９２Ａの存在によるデザイン上の制約を最小限に抑えた。したがって、チェーンカバーが従来の見慣れた形状から乖離した異形状となっても、これに違和感を感じることが少なくなる。
【００６４】
ところで、電動補助自転車のバッテリ２に関して、これまでは個人所有が基本であったが、近年ではバッテリ交換システムへの関心が高まりつつある。バッテリ交換システムは、返却されたバッテリを貸出し可能なバッテリと交換し、返却されたバッテリを充電して貸出し可能なバッテリとしてストックする。
【００６５】
図２６は、前記バッテリ２を充電・交換するバッテリ交換装置の正面図、図２７は同側面断面図である。バッテリ交換装置１は、外形が直方体をなす筐体からなる。この筐体は、複数のバッテリ２およびコントローラ（電源装置および制御装置からなる）３を収容するスペースを有する本体１ａと、本体１ａに対して開閉自在な蓋体１ｂとからなる。
【００６６】
本体１ａには、バッテリ２を１つずつ収納した収納部としてのスロット４が設けられており、スロット４はそれぞれ横に６列、縦に５段設けられている。すなわち、本実施形態のバッテリ交換装置１は合計３０個のバッテリを同時に収容可能である。スロット４はバッテリ２の保持機構５を有している。スロット４の底部つまり奥の壁面にはバッテリ充電のための端子６が設けられ、この端子６は充電器７に接続されている。
【００６７】
スロット４はバッテリ２が挿入されたことを検出するセンサ手段を有し、バッテリ２の挿入が検出されると充電器７を付勢して該バッテリ２の充電を行う。バッテリ２の検出、充電の開始指示等は前記コントローラ３によって実行できる。コントローラ３の制御装置は、バッテリ２の充電が完了した場合、どのスロット４に充電済みバッテリが収納されているかが認識できるレジスタを含む制御手段を有している。このレジスタの内容によって表示手段による充電バッテリ表示が行われる。なお、充電器７は個々のスロット４にそれぞれ別個に設けるのではなく、例えば、３つのスロットで１つの充電器７を共用することができる。
【００６８】
本体１ａの上部背面には排気用のファン８が設けられている。バッテリ交換装置１に空調手段を設けると、そのために大きいスペースをとることになり、屋内での使用に適しない。そこで、本実施形態では、スペースを大きくとる空調手段を用いず、ファン８で外気（設置場所の雰囲気）との換気をするだけにした。その結果、後述のようにバッテリ交換装置１の小型化が達成されている。
【００６９】
蓋体１ｂには、スロット４の配置に対応して横長の窓９が５段設けられ、この窓９には６列のスロット４の前面を一体的に覆う共通の扉１０が設けられている。扉１０は透明の樹脂板で形成でき、上部に設けたヒンジ１１によって開閉自在に支持されている。窓９の縁には、扉１０を閉じたときにこの扉１０の下端部裏面が当接するストッパ１２が設けられている。ストッパ１２は緩衝機能があるゴム等の弾性材料であるのが好ましい。また、窓９には各スロット４に対応して表示灯（例えばＬＥＤ）１３が設けられていて、この表示灯１３が点灯または点滅しているスロット４およびこのスロット４に収容されているバッテリ２に関してユーザがアクセス可能である。図２６においては便宜上、最下段のスロットについてのみストッパおよび表示灯を示す符号１２，１３を付している。
【００７０】
バッテリ２を収納するスロット４は、上述の数に限らないのはもちろんである。また、窓９は横長に限らず、スロット４の列に合わせて縦長としてもよい。この場合、扉１０も縦長となり、上下方向に伸びた回動軸を有するヒンジで支持するのがよいのはもちろんである。さらに、スロット４の数に応じて必要な数の窓９だけに開閉自在な扉１０を設けることとし、スロット４の数が少ない場合は、使用しない窓９に蓋を取付けて塞いでおくようにしてもよい。そして、スロット４を増設した場合は、これに応じて、塞いであった窓９を開放し、そこに扉１０を取付ければよい。
【００７１】
蓋体１ｂの上部には表示パネル１４が形成され、電源ランプ１５、準備中表示器１６、操作手順表示器１７，１８，１９、カード返却ランプ２０、およびカード使用残数表示器２１が設けられている。準備中表示器１６ならびに操作手順表示器１７，１８，１９は、予めメッセージを書込んだ文字板と、この文字板を照射するランプとからなる。準備中表示器１６には「準備中」の文字が、操作手順表示器１７には「充電池を点灯の所に入れて下さい」の文字が、操作手順表示器１８には「カードを入れて下さい」の文字が、操作手順表示器１９には「点滅の所から充電池を取出して下さい」の文字がそれぞれ表示される。
【００７２】
蓋体１ｂの最上段の窓９の側部にはプリペイドカードを挿入するための挿入口２２が形成されている。挿入口２２には、開閉自在な透明樹脂カバー２２ａを設けることができる。
【００７３】
バッテリ交換装置１の下部には、脚２３が設けられている。このバッテリ交換装置１の高さＨは１２０ｃｍ、奥行Ｄは４５ｃｍ、幅Ｂは７２．５ｃｍである。これらの寸法のうち、特に、高さＨは、人間工学的にみたバッテリ２の出し入れ容易性や、コンビニエンスストア等の店舗に設置した場合の見通しの確保ならびに他の商品陳列台と共に配列したときの美観を考慮して決定するのが好ましく、１２０ｃｍの前後１０ｃｍの範囲であるのが好ましい。
【００７４】
次に、バッテリ交換装置１の動作について説明する。バッテリ交換装置１は、充電済みのバッテリ２がない場合は準備中表示器１６をオンにして「準備中」の文字を表示している。充電済みバッテリ２を貸出しできる場合は、準備中表示器１６をオフにして「準備中」の文字を消し、これに代わって操作手順表示器１７をオンにして「充電池を点灯の所に入れて下さい」の文字を表示する。また、この表示と共に、空きスロット４に対応した表示灯１３を点灯させる。空きスロット４が複数あるときは、それらのすべての表示灯１３を点灯させてもよいし、各スロット４が平均して利用されるようにスロット４のうち１つを選択して表示灯１３を点灯させてもよい。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、バッテリにクランプ機構等の突起物や重量物を設けることなく、これを自転車フレームに対して確実かつ着脱容易に保持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した第１の電動補助自転車（Ｆ／Ｆ構造）の側面図である。
【図２】 図１に示した電動補助自転車のペダルスプロケットと駆動スプロケットとの相対的な位置関係を示した図である。
【図３】 図１に示した電動補助自転車における車体フレームと電動補助ユニットとの取付構造を示した図である。
【図４】 バッテリの斜視図である。
【図５】 バッテリの正面図である。
【図６】 バッテリホルダの斜視図である。
【図７】 バッテリホルダの側面図である。
【図８】 バッテリ搭載状態でのバッテリホルダの側面図である。
【図９】 バッテリ搭載状態でのバッテリホルダの側面図（施錠状態）である。
【図１０】 バッテリホルダの他の実施形態の斜視図である。
【図１１】 本発明を適用した第２の電動補助自転車（Ｆ／Ｆ構造）の側面図である。
【図１２】 図１１に示した電動補助自転車における車体フレームと電動補助ユニットとの取付構造を示した図である。
【図１３】 図１１に示した電動補助自転車のペダルスプロケット周辺の構造を反対側の側面から示した図である。
【図１４】 本発明を適用した第３の電動補助自転車（Ｆ／Ｆ構造）のチェーンカバー近傍の側面図である。
【図１５】 本発明を適用した第４の電動補助自転車（Ｆ／Ｆ構造）のチェーンカバー近傍の側面図である。
【図１６】 本発明を適用した第５の電動補助自転車（Ｆ／Ｆ構造）のチェーンカバー近傍の側面図である。
【図１７】 本発明を適用した第６の電動補助自転車（Ｒ／Ｒ構造）の側面図である。
【図１８】 図１７に示した電動補助自転車における車体フレームと電動補助ユニットとの取付構造を示した図である。
【図１９】 図１７に示した電動補助自転車のペダルスプロケット周辺の構造を反対側の側面から示した図である。
【図２０】 本発明を適用した第７の電動補助自転車（Ｒ／Ｒ構造）のチェーンカバー近傍の側面図である。
【図２１】 本発明を適用した第８の電動補助自転車（Ｒ／Ｒ構造）のチェーンカバー近傍の側面図である。
【図２２】 本発明を適用した第９の電動補助自転車（Ｒ／Ｒ構造）のチェーンカバー近傍の側面図である。
【図２３】 本発明を適用した第１０の電動補助自転車（Ｆ／Ｒ構造）の側面図である。
【図２４】 図２３に示した電動補助自転車における車体フレームと電動補助ユニットとの取付構造を示した図である。
【図２５】 図２３に示した電動補助自転車のペダルスプロケット周辺の構造を反対側の側面から示した図である。
【図２６】 バッテリ交換装置の正面図である。
【図２７】 バッテリ交換装置の側面断面図である。
【符号の説明】
１…バッテリ交換装置、２…バッテリ、３…コントローラ、４…スロット、７…充電器、９…窓、１０…扉、１１…ヒンジ、１３…表示灯、１４…表示パネル、２８，２９…端子、３３…ボス形成スペース、３４…ボス、３５…フランジ、４６…テンショナ、７１…シートポスト、８６…電動補助ユニット、８７…バッテリホルダ、８８…バックル、９１…チェーンカバー、９２Ａ…駆動スプロケットカバー部、９２Ｂ…チェーンカバー部、９２Ｃ…ペダルスプロケットカバー部

Claims (4)

1. 電動補助自転車のバッテリを車体フレームへ着脱自在に取り付ける電動補助自転車のバッテリ取付構造において、
   シートフレームの前後一方の側に固定され、バッテリが載置される受皿部を少なくとも含むバッテリホルダと、
   シートフレームの前後他方の側に配置され、左右方向の揺動軸により揺動自在に軸支されたバックルと、
   前記バッテリホルダの受皿部に載置されたバッテリを、前記バックルの揺動運動に応じて拘束する止め輪とを具備し、
   前記バッテリホルダの受皿部は、対向する側壁部のそれぞれに、施錠ワイヤを挿貫するための施錠孔を備え、前記バッテリは、前記受皿部に載置されたときに前記各施錠孔と連通する貫通孔を備え、前記バッテリホルダおよびバッテリは、それぞれの各施錠孔および貫通孔に施錠ワイヤを挿貫することによって相互に連結されることを特徴とする電動補助自転車のバッテリ取付構造。
2. 前記止め輪は、バッテリの上端辺に形成された凹部に係合されることを特徴とする請求項１に記載の電動補助自転車のバッテリ取付構造。
3. 前記バッテリホルダの受皿部の底には電極が露出したことを特徴とする請求項１または２に記載の電動補助自転車のバッテリ取付構造。
4. 前記バッテリホルダは、前記受皿部と、前記受皿部の一側面から上方へ延設された背板部と、前記背板部の端部に立設されてバッテリを左右方向に位置決めする側板部とを具備したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動補助自転車のバッテリ取付構造。

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