JP3609463B2 - Powered bicycle - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、自転車に推進力を与える駆動装置を搭載した動力付き自転車に関する。
【0002】
【従来の技術】
人力による駆動系と電動モータによる駆動系とを併設し、電動モータの駆動力で人力による駆動力を補助するようにした動力付き自転車は、例えば特開平2−74491号公報に開示されているように公知である。この動力付き自転車は、足踏みペダルから入力される踏力を検出し、人力の負担が大きい時には電動モータの駆動力を大きくして人力の負担を減らすものである。
【0003】
このような動力付き自転車は、電動モータを有するパワーユニット(駆動装置)を備えている。このパワーユニットは、人力による駆動力と電動モータによる駆動力とを、チェーンを介して後輪に伝達するためのものであり、かなり大きなサイズを有している。このパワーユニットは、動力付き自転車の重心位置が高くならないように、また使用者がメインチューブを跨ぎ越して乗車する際の邪魔にならないように、メインチューブおよびシートチューブの結合部の直下に配置されている。
【0004】
このパワーユニットは、動力付き自転車のフレームを構成するメインチューブなどにブラケットを介して連結されていた。ここで、ブラケットはフレームに溶接され、パワーユニットはこのブラケットにボルト、ナットで結合されていた。また、フレームを構成するチューブ同士は、それぞれ分岐管状のラグ(連結部材)に挿入され、溶接によってチューブとラグとが固定されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のようにパワーユニットを配置した動力付き自転車においては、パワーユニットが路面上の突起物などにぶつからないようにするために、これらをある程度高い位置にする必要があり、これを考慮すると今度はメインチューブの位置が高くなる。したがって、使用者が脚をかなり高く振り上げなければ、メインチューブを跨ぎ越して乗車することができず、特に使用者がスカートを着用した女性の場合には不便であった。
【0006】
また、パワーユニットの電動モータには電力を供給するバッテリーが必要であるが、このバッテリーを設ける位置は使用者の乗車しやすさ、動力付き自転車の重心位置などを考慮すると、シートチューブの直後が最適であると考えられる。しかし、この場合には使用者の体格に合せて、シートチューブの高さを調節できる範囲を狭めないようにする必要がある。
【0007】
さらに、前記のように溶接によってブラケットをフレームに取り付けるのは、ブラケットの位置や向きを調節するのが煩雑で、しかも時間がかかり結果的に製造コストを上昇させる原因となっていた。また、チューブとラグとを溶接するのも、同様に煩雑で時間がかかり、製造コストの上昇を招いていた。
【0008】
この発明は前記の事情を考慮してなされたものであり、駆動装置を高い位置にすることができる動力付き自転車を提供することを第1の目的とする。またこの発明の第2の目的は、バッテリーを搭載しても使用者の体格に合せて、シートチューブの高さを調節できる範囲を大きく確保できる動力付き自転車を提供することである。さらにこの発明の第3の目的は、製造が容易でその時間も短縮化でき、製造コストを削減することができる動力付き自転車を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明にあっては、
前輪を回動操作するためのハンドルステムが回動自在に取り付けられたヘッドチューブと、
このヘッドチューブから斜め下後方に延びたメインチューブと、
このメインチューブの後端から上方に延びておりシートを支持するシートチューブと、
前記メインチューブの後端から前記メインチューブの軸心延長方向より下方を指向して後輪直前まで、斜め下後方に延びるリアチューブと、
このリアチューブの後端から前記リアチューブの延長方向より上方を指向して後輪軸に向けて路面にほぼ沿うように延びるチェーンステーと、
前記リアチューブの傾斜により前記チェーンステーの前方に形成される上方に向けての凹空間に配置され、人力による駆動系と原動機による駆動系とが併設されるとともに、足踏みペダルを取り付けたクランク軸が取り付けられたパワーユニットと、
前記シートチューブの直後に配置されて前記リアチューブ上に支持されたバッテリーと
を具備することを特徴としている。
【0010】
また、請求項2に記載の発明にあっては、請求項1に記載の特徴に加え、前記メインチューブ、前記シートチューブおよび前記リアチューブを連結する連結部材を備え、
チューブを型内に配置して、前記連結部材を鋳造することによって、前記チューブと前記連結部材を一体化したことを特徴としている。
【0011】
さらに、請求項3に記載の発明にあっては、請求項1に記載の特徴に加え、前記メインチューブは、下方に向けて凹むように湾曲させられたことを特徴としている。
【0012】
【作用】
請求項1に記載の発明によれば、パワーユニットを比較的高い地点に配置できるので、路面突起物等からパワーユニットを保護することができる。また、バッテリーを比較的低い地点に配置できるので、低重心であって、かつ、シートの高さ調整範囲を広く確保できる。
【0013】
請求項2に記載の発明によれば、連結部材に対するチューブの位置や方向を調節することが容易であり、しかも時間のかかる溶接作業をなくすることができる。また、例えばチューブに鋳造時にボルト挿入孔を形成しておくことにより、ブラケットの位置や方向を調節することが容易であり、しかも時間のかかる溶接作業をなくすることができる。したがって、製造時間を短縮化することができる。この結果、製造コストを大幅に削減することが可能である。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、パワーユニットをシートチューブとメインチューブとの結合部の直下の地面から離間した位置においても、使用者はメインチューブの湾曲した部分の上に脚を通過させて簡単に乗車することができる。このことは特に、スカートを着用した女性が使用者であっても、容易に跨ぎ越して乗車することができるので便利である。
【0015】
【実施例】
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明する。
(1) 第1実施例
A. 実施例の全体構成
まず、図1ないし図9を参照して、この発明に係る第1実施例について説明する。
この実施例は、メインチューブの後端から前記メインチューブの軸心延長方向より下方を指向して後輪直前まで、斜め下後方に延びるリアチューブと、このリアチューブの後端から前記リアチューブの延長方向より上方を指向して後輪軸に向けて路面にほぼ沿うように延びるチェーンステーと、前記リアチューブの傾斜により前記チェーンステーの前方に形成される上方に向けての凹空間に配置されたパワーユニットと、前記シートチューブの直後に配置されたバッテリー(電池)とを有するものである。
図1はこの発明に係るフレームを有する動力付き自転車のカバー90(図2)を取り外して示す側面図である。図において符号10はメインチューブを示しており、このメインチューブ10の前部にはヘッドチューブ11が固定されている。ヘッドチューブ11の内部には、ハンドルステム12がヘッドチューブ11の軸線を中心にして回動自在に挿入されている。ハンドルステム12の下部には左右一対の前フォーク16が固定されており、この前フォーク16には前輪14が回転可能に取り付けられている。また、ハンドルステム12の上部には左右に延びるハンドルバー18が固定されている。
【0016】
メインチューブ10は前部から斜め下後方に延びており、その後端にはシートチューブ22と1本のリアチューブ26とが固定されている。また、メインチューブ10は下方に向けて凹むように湾曲しており、これによって、使用者が例えばスカートを着用した女性の場合であってもメインチューブ10を簡単に跨ぎ越して乗車することができるようになされている。
【0017】
シートチューブ22は、サドル20が固定されたシートポスト19を支持している。リアチューブ26には一対のチェーンステー27が固定され、チェーンステー27とシートチューブ22は、左右一対のシートステー24で連結されている。図示のように、シートチューブ22、シートステー24、リアチューブ26およびチェーンステー27はほぼ三角形をなしており、使用者が乗車したときの体重を支持しうるようになっている。シートステー24とチェーンステー27との連結部には後輪28が回転可能に取り付けられている。
【0018】
シートチューブ22の下方にはパワーユニット(駆動装置)34が取り付けられている。このパワーユニット34は、人力による駆動系、電動モータによる駆動系、および両者の合力機構をユニットとしたものであり、そのケースには、クランク軸33が取り付けられ、このクランク軸33の両端にはクランク32が固定されている。クランク32にはそれぞれ足踏みペダル31が取り付けられている。なお、符号36は電動モータを示す。
【0019】
使用者が足踏みペダル31を踏んだときのクランク軸33の回転は、パワーユニット34内の機構を通じてチェーン37に伝達され、さらにフリーホイール29を介して後輪28に伝達され、後輪28が回転することによってこの動力付き自転車が推進される。その一方、電動モータ36が駆動されると、そのロータの回転がパワーユニット34内部の別の機構を通じてチェーン37に伝達され、これによっても後輪28が回転されるようになっている。このようにして、この動力付き自転車は、クランク軸33によって伝えられる人力による駆動系と、電動モータ36による駆動系とを備えている。
【0020】
また、メインチューブ10の下部にはケーシング41が固定されている。このケーシング41の内部にはコントローラ42が設けられている。電動モータ36には充電可能な電池39から駆動用の電流が供給される。この電池39はインナボックス38内に上下2段に収納されており、このインナボックス38がさらにアウタボックス40に収容されており、アウタボックス40がシートチューブ22と後輪28との間に配置されて、シートチューブ22、シートステー24、およびリアチューブ26に支持されている。電池39は電動モータ36に電流を供給し、コントローラ42はこの電流を増減させるものである。
【0021】
すなわち、人力の駆動力、すなわち足踏みペダル31、クランク32、クランク軸33を通じて与えられる踏力が大きいときは、コントローラ42が電動モータ36に流れる電流を大きくし、踏力が小さいときは、コントローラ42が電動モータ36に流れる電流を小さくする。これによって、人力の負担が大きいときには電動モータ36の駆動力を大きくして、人力の負担を減らすことが可能である。なお、電動モータ36としては、例えば永久磁石式直流モータや直巻直流モータを使用しうる。また、コントローラ42としては、直流電圧のオン・オフの時間比(デューティー比)をトルクに応じて変化させるチョッパ方式のものが好ましい。
【0022】
図2は、この動力付き自転車の完成状態を示す側面図である。この動力付き自転車の車体には、メインチューブ10などを覆うカバー90が装着される。カバー90は上方のカバー91と下方のカバー92とからなり、上方のカバー91はメインチューブ10、シートチューブ22の下部、リアチューブ26、および電池39のアウターボックス40の下部を覆うものであり、下方のカバー92は電動モータ36、ケーシング41を覆うものである。上方のカバー91の上面は、メインチューブ10に沿って湾曲している。
【0023】
B.フレームの構成
さて、この動力付き自転車のフレームの構成の詳細につき、図3ないし図9を参照して説明する。
B−1.フレームの前部の構成
図3は、ヘッドチューブ11、ハンドルステム12、前フォーク16、メインチューブ10の連結構造を示す。ヘッドチューブ11は、円筒状のチューブ本体50とこれに対して斜めに連なった円筒状のヘッドラグ51とからなる。このうちチューブ本体50の内部には、ステンレス製のチューブ49が挿入され、ここに下方から前フォーク16の円筒状の上端部16aが挿入されている。また、チューブ49の内部には、上方からハンドルステム12の下端部が挿入され、この下端部が前フォーク16の上端部16aにも挿入されている。
【0024】
そして、ハンドルステム12は締結リング52によって前フォーク16に固定されており、これによってハンドル操作によりハンドルステム12および前フォーク16が一体になってヘッドチューブ11の軸線を中心にして回動するようになされていると共に、ハンドルステム12が上下に移動しないようになされている。
【0025】
一方、ヘッドラグ51はチューブ本体50と一体に成形されており、チューブ本体50の途中から斜め下後方に延びている。このヘッドラグ51内には、メインチューブ10の前端が固定されている。また、ヘッドラグ51にはカバー90を装着するためのピン53が突設されている。
【0026】
B−2.フレームの前部の製造方法
次に、ヘッドラグ51にメインチューブ10を連結する手順について説明する。この実施例では、鋳造、具体的にはダイキャストによってヘッドラグ51を形成すると同時に、ヘッドラグ51をチューブ本体50およびメインチューブ10と一体化している。まず、チューブ49を挿入した状態のチューブ本体50を図示しない一対で組になった金型内に配置する。またこれと前後して、メインチューブ10の前端も金型内に配置する。そして、金型内に溶融したアルミニウムなどの金属を注入しこれが固化した後、離型する。なお、ここではチューブ本体50にチューブ49を挿入しない状態で、金型内にチューブ本体50を配置してもよい。
【0027】
B−3.フレームの後部の構成
図4は、メインチューブ10、シートチューブ22、リアチューブ26、チェーンステー27の連結構造を示す。このうちメインチューブ10、シートチューブ22、リアチューブ26は中ラグ(連結部材)54によって連結され、リアチューブ26、チェーンステー27はハンガーラグ(連結部材)55によって連結されている。後述するように、これらのラグ54,55はダイキャストによりアルミニウムで形成されている。
【0028】
このように二つのラグ54,55を設けた理由について説明する。まず通常の人力のみを利用した自転車であれば、図1に示すクランク軸33の位置と中ラグ54の中心位置とをほぼ一致させることができ、そこに配置されたラグから2本のチェーンステーを分岐させて、これらのチェーンステーを後輪の軸に連結させることができる。ところが、この実施例の自転車の場合、電動モータ36で動力の補助をするためにパワーユニット34を設けている。このため、中ラグ54の位置とクランク軸33の位置とを一致させることはできない。またパワーユニット34が路面上の突起物などにぶつからないようにするために、これらをある程度高い位置にする必要がある。
【0029】
したがって、中ラグ54を通常の自転車よりも高い位置にしなければならない。この場合、中ラグ54から直接2本のチェーンステー27を分岐させて、これらのチェーンステー27を後輪28の軸に連結させることも考えられる。しかし、この実施例においては、フレームの強度を考慮して、パワーユニット34を懸架させると共に、電池39を支持させるためのリアチューブ26を設けている。したがって、リアチューブ26とチェーンステー27とを連結するハンガーラグ55が必要となる。
【0030】
なお、使用者の体格に合せてサドル20の高さの調節範囲を大きく確保するには、シートチューブ22の後ろに配置した電池39をできるだけ低い位置にしておくことが望ましい。また、パワーユニット34から後輪28に動力を伝達するチェーン37が、ハンガーラグ55にぶつからないようにする必要がある。これらの理由により、ハンガーラグ55の位置は中ラグ54よりもかなり低くなされている。
【0031】
さて図4に示すように、中ラグ54は一体になされた3つの円筒部56,57,58を有している。このうち円筒部56内にはメインチューブ10の後端が固定されており、円筒部57内にはシートチューブ22の下端が固定されており、円筒部58内にはリアチューブ26の前端が固定されている。また、円筒部57,58の間には、凸部59が形成されている。
【0032】
さらに、円筒部56には、1枚のブラケット60が固定され、円筒部58にも1枚のブラケット61が固定されている。これらのブラケット60,61は、鋼板によって形成されている。図4ないし図6に示すように、ブラケット60は、円筒部56に形成された凸部56aに2本のボルト68によって固定されている。またブラケット61は、図4、図7および図8に示すように、円筒部58に形成された凸部58aにボルト69によって固定されている。
【0033】
一方、図9に示すように、ハンガーラグ55は円筒部63と、左右一対の円筒部64と、これらを連結する連結部65とが一体になされたものである。このうち円筒部63内にはリアチューブ26の後端が固定されており、円筒部64はチェーンステー27の前端がそれぞれ固定されている。さらに円筒部63には前記と同一のブラケット61が固定されている。ここでブラケット61は、円筒部63に形成された凸部63aにボルト70によって固定されている。また、連結部65には上方へ突出する凸部66が設けられている。なお、後述する製造方法の都合上、図4および図7に示すように、中ラグ54の円筒部58およびハンガーラグ55の円筒部63は円筒部62によって連結されており、このためリアチューブ26は円筒部58,62,63に覆い隠されている。
【0034】
さらに、中ラグ54の円筒部56には、ブラケット60と対向する位置に凸部56bが形成されている。凸部56bとブラケット60にはボルト71が挿通され、ボルト71の端部にナット73が螺合されている。また、円筒部62には、ブラケット61と対向する位置に凸部62aが形成されている。凸部62aとブラケット61にはボルト72が挿通され、ボルト72の端部にナット74が螺合されている。
【0035】
これらのボルト71,72は、図1に示すように、パワーユニット34をメインチューブ10およびリアチューブ26の下方に懸架するためのものである。また中ラグ54に形成された凸部59、およびハンガーラグ55に形成された凸部66には、電池39のアウターボックス40が固定されて支持されている。
【0036】
ここで、ブラケット60,61を介してパワーユニット34をメインチューブ10およびリアチューブ26に取り付けているのは、パワーユニット34のケーシングがダイキャストによりアルミニウムで形成されているためである。前述のようにブラケット60,61が固定されているラグ54,55も、ダイキャストによりアルミニウムで形成されている。通常、鋳物同士を直接ボルトなどで締結すると、締結力を受けて割れやすい。ダイキャストにより形成されたアルミニウム製品同士を締結する場合も、この例外ではない。そこで、この実施例では、ラグ54,55にブラケット60,61を固定し、これらのラグ54,55によってパワーユニット34を懸架して、ラグ54,55およびパワーユニット34のケーシングの割れを防止している。
【0037】
この実施例においては、メインチューブ10が斜め下後方に延びており下方に向けて凹むように湾曲させられているために、パワーユニット34をシートチューブ22とメインチューブ10との結合部の直下の地面から離間した位置においても、使用者はメインチューブ10の湾曲した部分の上に脚を通過させて簡単に乗車することができる。このことは特に、スカートを着用した女性が使用者であっても、容易に跨ぎ越して乗車することができるので便利である。
【0038】
B−4.フレームの後部の製造方法
次に、中ラグ54、メインチューブ10、シートチューブ22、リアチューブ26、ハンガーラグ55およびチェーンステー27を連結する手順について説明する。この場合には、一対で組になされた金型(図示せず)を利用したダイキャストによってラグ54,55を形成すると同時に、中ラグ54をメインチューブ10、シートチューブ22およびリアチューブ26と一体化すると共に、ハンガーラグ55をリアチューブ26およびチェーンステー27と一体化している。図5および図7において、符号P1がこの金型の割線を示している。
【0039】
まず、メインチューブ10の後端、シートチューブ22の下端、リアチューブ26およびチェーンステー27の前端を金型内の所定の位置に配置する。そして、この金型内に溶融したアルミニウムなどの金属を注入しこれが固化した後、離型する。
【0040】
これによって、メインチューブ10、中ラグ54、シートチューブ22、リアチューブ26、ハンガーラグ55およびチェーンステー27を連結することができる。これと同時に、凸部59,66がそれぞれ中ラグ54,55に形成される。なお、この際にはブラケット60,61を固定するためのボルト68,69,70を挿入する孔を形成しておく。
【0041】
この方法によれば、金型内に適切にブラケット60、ボルト68、ブラケット61、ボルト69,70、メインチューブ10、シートチューブ22、リアチューブ26およびチェーンステー27を配置するだけで、これらの位置や方向を容易に適性化することが可能であり、しかも溶接と比較して大幅な製造時間の短縮を図ることが可能である。したがって、製造コストを大きく削減することができる。
【0042】
このようにしてフレームを製造した後、ブラケット60,61をボルト68,69,70で取り付け、凸部56bとブラケット60の間、および凸部62aとブラケット61の間にパワーユニット34のケーシングを配置し、あらかじめこれらに形成された孔にボルト71,72を挿通してナット73,74をボルト71,72に螺合させる。
【0043】
(2) 第2実施例
A.フレームの構成
次に、図10ないし図13を参照して、この発明に係る第2実施例について説明する。ここでフレームの全体的な構成は、図1に示す第1実施例と同様であるので、その説明は省略する。また、フレームの前部の構成、すなわちヘッドチューブ11のチューブ本体50にハンドルステム12の後端部および前フォーク16の上端部を挿入し、ヘッドラグ51にメインチューブ10の前端部を固定する構造も、図4に示す第1実施例と同様であり、製造方法も同様である。
【0044】
A−1.フレームの後部の構成
さて、第2実施例において第1実施例と異なるフレームの後部の構成について説明する。以下の説明中、第1実施例と同様の構成要素には同一の符号を付けて、その説明を適宜省略する。第2実施例においても、図10に示すように、中ラグ54は一体になされた3つの円筒部56,57,58を有している。このうち円筒部56内にはメインチューブ10の後端が固定されており、円筒部57内にはシートチューブ22の下端が固定されており、円筒部58内にはリアチューブ26の前端が固定されている。そして、図10および図11に示すように、中ラグ54の円筒部56の両側に前述と同様のブラケット60が1枚ずつ合計2枚固定されている。ここでブラケット60は、円筒部56に形成された2つの凸部56aに2本のボルト80およびこれらに螺合するナット81によって固定されている。
【0045】
また、中ラグ54の円筒部58の両側にも前述と同様のブラケット61が1枚ずつ合計2枚固定されている。ここでブラケット61は、円筒部58に形成された凸部58aにボルト82およびこれに螺合するナット83によって固定されている。
【0046】
一方、ハンガーラグ55は円筒部63と、左右一対の円筒部64と、これらを連結する連結部65とが一体になされたものである。このうち円筒部63内にはリアチューブ26の後端が固定されており、円筒部64はチェーンステー27の前端がそれぞれ固定されている。さらに円筒部63の両側にも前記と同じブラケット61が固定されている。ここでブラケット61は、円筒部63に形成された凸部63aにボルト84およびこれに螺合するナット85によって固定されている。
【0047】
このように、第2実施例は、ラグ54,55の両側にブラケット60,61が固定されている点で第1実施例と異なっている。
【0048】
A−2.フレームの後部の製造方法
次に、中ラグ54、メインチューブ10、シートチューブ22、リアチューブ26、ハンガーラグ55およびチェーンステー27を連結する手順について説明する。この実施例でも、一対で組になされた金型(図示せず)を利用したダイキャストによってラグ54,55を形成すると同時に、中ラグ54をメインチューブ10、シートチューブ22およびリアチューブ26と一体化すると共に、ハンガーラグ55をリアチューブ26およびチェーンステー27と一体化している。図11ないし13において、仮想線P2が金型の割線を示している。
【0049】
まず、メインチューブ10の後端、シートチューブ22の下端、リアチューブ26およびチェーンステー27の前端を金型内の所定の位置に配置する。そして、この金型内に溶融したアルミニウムなどの金属を注入しこれが固化した後、離型する。
【0050】
これによって、メインチューブ10、中ラグ54、シートチューブ22、リアチューブ26、ハンガーラグ55およびチェーンステー27を連結することができる。これと同時に、凸部59,66がそれぞれ中ラグ54,55に形成される。
【0051】
この方法によれば、金型内に適切にメインチューブ10、シートチューブ22、リアチューブ26およびチェーンステー27を配置するだけで、これらの位置や方向を容易に適性化することが可能であり、しかも溶接と比較して大幅な製造時間の短縮を図ることが可能である。したがって、製造コストを大きく削減することができる。
【0052】
このようにしてフレームを製造した後、ブラケット60,61をボルト80,82,84、ナット71,83,85で取り付け、凸部56bとブラケット60の間、および凸部62aとブラケット61の間にパワーユニット34のケーシングを配置し、あらかじめこれらに形成された孔にボルト71,72を挿通してナット73,74をボルト71,72に螺合させる。
【0053】
なお、この実施例においては、図11ないし図13に示すように、第1実施例と異なり、金型の割線P2を、一つの円筒部内で曲折させる必要がない。したがって、第1実施例に比べて、割線Pに沿って発生するバリの長さを小さくすることができる上、金型の設計が容易であり、またその製造も簡単である。このため、さらに製造費用を削減することが可能である。
【0054】
(3) 変更例
なお、前記の実施例に係る動力付き自転車は、電動モータ36によって動力の補助を行うものであるが、これに限ることなく、電動モータ36の代わりに内燃機関を使用した動力付き自転車であってもよい。
また前記の実施例では、人力の負担が大きいときに電動モータ36の駆動力を大きくしているが、これに限ることなく、人力の負担に関わらず電動モータ36の駆動力を調節することができる動力付き自転車であってもよい。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明にあっては、パワーユニットを高い位置にすることが可能であるとともに、低重心であって、かつ、シートの高さ調整範囲を広く確保できる。
【0056】
さらに、請求項2に記載の発明にあっては、製造コストを大幅に削減することが可能である。また、請求項3に記載の発明にあっては、使用者が乗降しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例に係る動力付き自転車のカバーを取り外して示す側面図である。
【図2】前記動力付き自転車の完成状態を示す側面図である。
【図3】第1実施例に係る動力付き自転車のフレームの前部を示す側面図である。
【図4】第1実施例に係る動力付き自転車のフレームの後部を示す側面図である。
【図5】図4のV−V線に沿った矢視図である。
【図6】図4のVI−VI線に沿った矢視図である。
【図7】図4のVII−VII線に沿った矢視図である。
【図8】図4のVIII−VIII線に沿った矢視図である。
【図9】第1実施例に係る動力付き自転車のフレームに使用されるハンガーラグを示す下面図である。
【図10】この発明の第2実施例に係る動力付き自転車のフレームの後部を示す側面図である。
【図11】図10のXI−XI線に沿った矢視図である。
【図12】図10のXII−XII線に沿った矢視図である。
【図13】第2実施例に係る動力付き自転車のフレームに使用されるハンガーラグを示す下面図である。
【符号の説明】
10 メインチューブ、11 ヘッドチューブ、12 ハンドルステム、
14 前輪、20 サドル(シート)、22 シートチューブ、
26 リアチューブ、27 チェーンステー、28 後輪、
31 足踏みペダル、32 クランク、34 パワーユニット、
36 電動モータ、39 電池、42 コントローラ、
51 ヘッドラグ、54 中ラグ(連結部材)、
55 ハンガーラグ(連結部材)、60 ブラケット、61 ブラケット。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a powered bicycle equipped with a driving device that applies a propulsive force to the bicycle.
[0002]
[Prior art]
A powered bicycle that is provided with a human-powered drive system and an electric motor-driven drive system so as to assist the human-powered driving force with the driving force of the electric motor is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-74491. It is well known. This powered bicycle detects the pedaling force input from the foot pedal, and reduces the human labor load by increasing the driving force of the electric motor when the human labor burden is large.
[0003]
Such a powered bicycle includes a power unit (drive device) having an electric motor. This power unit is for transmitting a driving force by human power and a driving force by an electric motor to a rear wheel via a chain, and has a considerably large size. This power unit is placed directly below the joint between the main tube and seat tube so that the center of gravity of the powered bicycle does not rise and does not obstruct the user when riding over the main tube. Yes.
[0004]
This power unit is connected to a main tube constituting a frame of a powered bicycle via a bracket. Here, the bracket was welded to the frame, and the power unit was connected to the bracket with bolts and nuts. Further, the tubes constituting the frame are respectively inserted into branched tubular lugs (connection members), and the tubes and the lugs are fixed by welding.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a powered bicycle in which the power unit is arranged as described above, it is necessary to place them in a certain high position in order to prevent the power unit from colliding with protrusions on the road surface. The position of the main tube is raised. Therefore, the user cannot ride over the main tube unless his / her leg is raised very high, which is inconvenient for a woman who wears a skirt.
[0006]
In addition, the electric motor of the power unit requires a battery to supply power, but the location where this battery is installed is optimally right after the seat tube, considering the ease of riding by the user and the center of gravity of the powered bicycle. It is thought that. In this case, however, it is necessary not to narrow the range in which the height of the seat tube can be adjusted in accordance with the user's physique.
[0007]
Furthermore, attaching the bracket to the frame by welding as described above is complicated to adjust the position and orientation of the bracket, and takes time, resulting in an increase in manufacturing cost. Also, welding the tube and the lug is similarly complicated and time-consuming, leading to an increase in manufacturing cost.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances.,It is a first object of the present invention to provide a powered bicycle in which the drive device can be in a high position. A second object of the present invention is to provide a powered bicycle that can secure a large range in which the height of the seat tube can be adjusted in accordance with the user's physique even when a battery is mounted. A third object of the present invention is to provide a powered bicycle that can be easily manufactured, shorten the time, and reduce the manufacturing cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1,
A head tube to which a handle stem for rotating the front wheel is rotatably attached;
This head tube extends diagonally downward and rearwardTheThe main tube,
A seat tube that extends upward from the rear end of the main tube and supports the seat;
Extending obliquely downward and rearward from the rear end of the main tube to the lower side of the axial center of the main tube and immediately before the rear wheel.Rear tubeWhen,
thisRear tubeFrom the rear end of theRear tubeA chain stay that is directed upward from the direction of the extension and extends substantially along the road surface toward the rear wheel axle,
AboveRear tubeIt is disposed in a concave space formed in front of the chain stay by the inclination of the chain stay, and a driving system by human power and a driving system by a prime mover are provided side by side,A foot pedal was attachedA power unit with a crankshaft attached;
Arranged immediately after the seat tube and theRear tubeWith a battery supported above
It is characterized by comprising.
[0010]
In addition, in the invention according to
The tube and the connecting member are integrated by disposing the tube in a mold and casting the connecting member.
[0011]
Furthermore, in the invention according to claim 3, the claim1In addition to the features described inThe main tube was curved so as to be recessed downward.It is characterized by that.
[0012]
[Action]
According to the first aspect of the present invention, since the power unit can be disposed at a relatively high point, the power unit can be protected from road surface projections and the like. Moreover, since the battery can be placed at a relatively low point, it has a low center of gravity and a wide seat height adjustment range can be secured..
[0013]
In invention of Claim 2Accordingly, it is easy to adjust the position and direction of the tube with respect to the connecting member, and it is possible to eliminate time-consuming welding work. Further, for example, by forming a bolt insertion hole in the tube at the time of casting, it is easy to adjust the position and direction of the bracket, and time-consuming welding work can be eliminated. Therefore, the manufacturing time can be shortened. As a result, the manufacturing cost can be greatly reduced.
[0014]
In invention of Claim 3According to this, even at a position where the power unit is separated from the ground directly below the joint portion between the seat tube and the main tube, the user can easily get on by passing the leg over the curved portion of the main tube. This is particularly convenient because even if the woman wearing the skirt is a user, the user can easily cross over and get on.
[0015]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(1) First embodiment
A. Overall configuration of the embodiment
First, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, a rear tube extending obliquely downward and rearward from the rear end of the main tube to a position below the axial extension direction of the main tube and immediately before the rear wheel, and from the rear end of the rear tube, A chain stay that is directed upward from the extension direction and extends substantially along the road surface toward the rear wheel shaft, and an upward concave space formed in front of the chain stay by the inclination of the rear tube. It has a power unit and a battery (battery) arranged immediately after the seat tube.
FIG. 1 is a side view showing a cover 90 (FIG. 2) of a powered bicycle having a frame according to the present invention. In the figure,
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
A power unit (drive device) 34 is attached below the
[0019]
The rotation of the
[0020]
A
[0021]
That is, when the driving force of human power, that is, the pedaling force applied through the
[0022]
FIG. 2 is a side view showing a completed state of the powered bicycle. A
[0023]
B. Frame structure
Now, the details of the configuration of the frame of this powered bicycle will be described with reference to FIGS.
B-1. Frame front configuration
FIG. 3 shows a connection structure of the
[0024]
The
[0025]
On the other hand, the
[0026]
B-2. Method for manufacturing the front part of the frame
Next, a procedure for connecting the
[0027]
B-3. Frame rear configuration
FIG. 4 shows a connection structure of the
[0028]
The reason for providing the two
[0029]
Therefore, the
[0030]
In order to ensure a large adjustment range of the height of the
[0031]
As shown in FIG. 4, the
[0032]
Further, one
[0033]
On the other hand, as shown in FIG. 9, the
[0034]
Further, the
[0035]
These
[0036]
Here, the reason why the
[0037]
In this embodiment, since the
[0038]
B-4. Method for manufacturing the rear part of the frame
Next, a procedure for connecting the
[0039]
First, the rear end of the
[0040]
Accordingly, the
[0041]
According to this method, the
[0042]
After the frame is manufactured in this manner, the
[0043]
(2) Second embodiment
A. Frame structure
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the overall structure of the frame is the same as that of the first embodiment shown in FIG. Also, the structure of the front portion of the frame, that is, the structure in which the rear end portion of the
[0044]
A-1. Frame rear configuration
Now, the configuration of the rear part of the frame in the second embodiment, which is different from the first embodiment, will be described. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate. Also in the second embodiment, as shown in FIG. 10, the
[0045]
A total of two
[0046]
On the other hand, the
[0047]
As described above, the second embodiment is different from the first embodiment in that the
[0048]
A-2. Method for manufacturing the rear part of the frame
Next, a procedure for connecting the
[0049]
First, the rear end of the
[0050]
Accordingly, the
[0051]
According to this method, it is possible to easily adapt the positions and directions of the
[0052]
After the frame is manufactured in this way, the
[0053]
In this embodiment, as shown in FIGS. 11 to 13, unlike the first embodiment, it is not necessary to bend the dividing line P2 of the mold within one cylindrical portion. Therefore, as compared with the first embodiment, the length of the burr generated along the secant line P can be reduced, the mold design is easy, and the manufacture thereof is also simple. For this reason, it is possible to further reduce manufacturing costs.
[0054]
(3) Example of change
Note that the powered bicycle according to the above-described embodiment assists power by the
In the above-described embodiment, the driving force of the
[0055]
【The invention's effect】
As described above, in the invention according to the first aspect, the power unit can be placed at a high position, has a low center of gravity, and can ensure a wide seat height adjustment range.The
[0056]
And claims2In the invention described in,Manufacturing costs can be significantly reduced.In the invention according to claim 3, the user can easily get on and off.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a powered bicycle according to a first embodiment of the present invention with a cover removed.
FIG. 2 is a side view showing a completed state of the powered bicycle.
FIG. 3 is a side view showing a front portion of the frame of the powered bicycle according to the first embodiment.
FIG. 4 is a side view showing the rear part of the frame of the powered bicycle according to the first embodiment.
FIG. 5 is a view taken along the line VV in FIG. 4;
6 is a view taken along the line VI-VI in FIG. 4;
7 is a view taken along the line VII-VII in FIG. 4;
8 is a view taken in the direction of arrows along the line VIII-VIII in FIG. 4;
FIG. 9 is a bottom view showing a hanger lug used in the frame of the powered bicycle according to the first embodiment.
FIG. 10 is a side view showing a rear part of a frame of a powered bicycle according to a second embodiment of the present invention.
11 is an arrow view along the line XI-XI in FIG.
12 is an arrow view along the line XII-XII in FIG.
FIG. 13 is a bottom view showing a hanger lug used for a frame of a powered bicycle according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
10 main tube, 11 head tube, 12 handle stem,
14 front wheels, 20 saddles (seats), 22 seat tubes,
26 Rear tube, 27 Chain stay, 28 Rear wheel,
31 foot pedals, 32 cranks, 34 power units,
36 electric motor, 39 battery, 42 controller,
51 head lugs, 54 middle lugs (connection members),
55 Hanger lug (connecting member), 60 bracket, 61 bracket.
Claims (3)
このヘッドチューブから斜め下後方に延びたメインチューブと、
このメインチューブの後端から上方に延びておりシートを支持するシートチューブと、
前記メインチューブの後端から前記メインチューブの軸心延長方向より下方を指向して後輪直前まで、斜め下後方に延びるリアチューブと、
このリアチューブの後端から前記リアチューブの延長方向より上方を指向して後輪軸に向けて路面にほぼ沿うように延びるチェーンステーと、
前記リアチューブの傾斜により前記チェーンステーの前方に形成される上方に向けての凹空間に配置され、人力による駆動系と原動機による駆動系とが併設されるとともに、足踏みペダルを取り付けたクランク軸が取り付けられたパワーユニットと、
前記シートチューブの直後に配置されて前記リアチューブ上に支持されたバッテリーと
を具備することを特徴とする動力付き自転車。A head tube to which a handle stem for rotating the front wheel is rotatably attached;
A main tube extending diagonally downward and rearward from the head tube;
A seat tube that extends upward from the rear end of the main tube and supports the seat;
A rear tube extending obliquely downward and rearward from the rear end of the main tube to the lower side of the axial center of the main tube and immediately before the rear wheel,
A chain stay extending to approximately along the road surface toward the rear wheel shaft from the rear end of the rear tube directed upward from the extension direction of the rear tube,
A crankshaft with a foot pedal attached thereto is disposed in an upwardly recessed space formed in front of the chain stay by the inclination of the rear tube , and is provided with a driving system driven by manpower and a driving system driven by a prime mover. The attached power unit,
A powered bicycle comprising a battery disposed immediately after the seat tube and supported on the rear tube .
チューブを型内に配置して、前記連結部材を鋳造することによって、前記チューブと前記連結部材を一体化した
ことを特徴とする請求項1に記載の動力付き自転車。A connecting member that connects the main tube, the seat tube, and the rear tube ;
The powered bicycle according to claim 1, wherein the tube and the connecting member are integrated by disposing the tube in a mold and casting the connecting member.
ことを特徴とする請求項1に記載の動力付き自転車。The powered bicycle according to claim 1, wherein the main tube is curved so as to be recessed downward.
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