特許 7495324 自転車及び自転車の非電動化ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-27

(45)【発行日】2024-06-04

(54)【発明の名称】自転車及び自転車の非電動化ユニット

(51)【国際特許分類】

   B62K 19/34 20060101AFI20240528BHJP

【ＦＩ】

B62K19/34

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020167684

(22)【出願日】2020-10-02

(65)【公開番号】P2022059835

(43)【公開日】2022-04-14

【審査請求日】2023-06-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡本 宗幸

【審査官】中川 隆司

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５９－０６７１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４８－０７１５４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５０－０３８０３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３７５９４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－０９７２９８７（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｋ １９／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自転車であって、
前輪及び後輪が回転可能に取り付けられ、シートチューブの下端にて前後方向に延設されるブラケット部を有するフレームと、
前記ブラケット部に支持されて前記フレームの外部に吊り下げられ、ハンガラグが形成される取付部材と、
前記ハンガラグに挿通する回転軸によって回転自在に支持され、運転者が駆動トルクを入力するクランク部と、
を備え、
前記ブラケット部は、側面に形成される複数の取付孔を有し、
前記取付部材は、
前記ハンガラグを有する円筒部と、
一端が前記円筒部に連結され他端が前記複数の取付孔に各々締結される複数の連結部と、を有する、
自転車。

【請求項2】

請求項１に記載の自転車であって、
前記ブラケット部は、左右方向に所定の間隔をあけて一対設けられ、
前記複数の連結部は、一対の前記ブラケット部の間に挿入され、左右方向の両端部が各々の前記ブラケット部に取り付けられる、
自転車。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の自転車であって、
前記複数の連結部は、左右方向に長径が位置する楕円形の断面形状を有する、
自転車。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載の自転車であって、
前記回転軸は、前記シートチューブの延長線上に位置する、
自転車。

【請求項5】

自転車であって、
前輪及び後輪が回転可能に取り付けられ、シートチューブの下端にて前後方向に延設されるブラケット部を有するフレームと、
前記ブラケット部に支持されて前記フレームの外部に吊り下げられ、ハンガラグが形成される取付部材と、
前記ハンガラグに挿通する回転軸によって回転自在に支持され、運転者が駆動トルクを入力するクランク部と、
を備え、
前記ブラケット部は、左右方向に所定の間隔をあけて一対設けられ、
前記取付部材は、一対の前記ブラケット部の間に挿入され、左右方向の両端部が各々の前記ブラケット部に取り付けられる、
自転車。

【請求項6】

自転車の非電動化ユニットであって、
シートチューブの下端にて前後方向に延設されるブラケット部を有するフレームの前記ブラケット部に支持されて前記フレームの外部に吊り下げられ、ハンガラグが形成される取付部材と、
前記ハンガラグに挿通する回転軸によって回転自在に支持され、運転者が駆動トルクを入力するクランク部と、を備え、
前記ブラケット部は、左右方向に所定の間隔をあけて一対設けられ、
前記取付部材は、一対の前記ブラケット部の間に挿入され、左右方向の両端部が各々の前記ブラケット部に取り付けられる、
自転車の非電動化ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自転車及び自転車の非電動化ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、フレームのダウンチューブとシートパイプとの結合部に駆動ユニットを取り付けるためのモータブラケットが設けられる駆動自転車（電動アシスト自転車）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平０９－２０７８５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の電動アシスト自転車では、駆動ユニットを取り付けるために専用のフレームが用いられている。そのため、電動アシストでない通常の自転車として使用することは困難である。

【0005】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電動アシスト自転車用のフレームを用いて電動アシストでない通常の自転車を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様によれば、自転車は、前輪及び後輪が回転可能に取り付けられ、シートチューブの下端にて前後方向に延設されるブラケット部を有するフレームと、前記ブラケット部に支持されて前記フレームの外部に吊り下げられ、ハンガラグが形成される取付部材と、前記ハンガラグに挿通する回転軸によって回転自在に支持され、運転者が駆動トルクを入力するクランク部と、を備え、前記ブラケット部は、側面に形成される複数の取付孔を有し、前記取付部材は、前記ハンガラグを有する円筒部と、一端が前記円筒部に連結され他端が前記複数の取付孔に各々締結される複数の連結部と、を有する。また、自転車は、前輪及び後輪が回転可能に取り付けられ、シートチューブの下端にて前後方向に延設されるブラケット部を有するフレームと、前記ブラケット部に支持されて前記フレームの外部に吊り下げられ、ハンガラグが形成される取付部材と、前記ハンガラグに挿通する回転軸によって回転自在に支持され、運転者が駆動トルクを入力するクランク部と、を備え、前記ブラケット部は、左右方向に所定の間隔をあけて一対設けられ、前記取付部材は、一対の前記ブラケット部の間に挿入され、左右方向の両端部が各々の前記ブラケット部に取り付けられる。

【0007】

本発明の他の態様によれば、自転車の非電動化ユニットは、シートチューブの下端にて前後方向に延設されるブラケット部を有するフレームの前記ブラケット部に支持されて前記フレームの外部に吊り下げられ、ハンガラグが形成される取付部材と、前記ハンガラグに挿通する回転軸によって回転自在に支持され、運転者が駆動トルクを入力するクランク部と、を備え、前記ブラケット部は、左右方向に所定の間隔をあけて一対設けられ、前記取付部材は、一対の前記ブラケット部の間に挿入され、左右方向の両端部が各々の前記ブラケット部に取り付けられる。

【発明の効果】

【0008】

上記態様では、フレームのブラケット部にハンガラグを有する取付部材が支持され、ハンガラグにクランク部が支持される。そのため、電動アシスト自転車では電動モータを含む電動アシストユニットが取り付けられるブラケット部に取付部材とクランク部とを取り付けることで、電動アシストでない通常の自転車にすることができる。したがって、電動アシスト自転車用のフレームを用いて電動アシストでない通常の自転車を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る非電動化ユニット及び自転車の概要を説明する側面図である。

【図2】図２は、ブラケット部及び取付部材の側面図である。

【図3】図３は、ブラケット部に電動アシストユニットを取り付けた場合の側面図である。

【図4】図４は、ブラケット部への取付部材の取付態様を説明する概要図である。

【図5】図５は、取付部材の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図１から図５を参照して、本発明の実施形態に係る自転車１及び自転車１の非電動化ユニット（以下、単に「非電動化ユニット」と称する。）６０について説明する。

【0011】

まず、自転車１の全体構成について説明する。

【0012】

図１は、非電動化ユニット６０及び自転車１の概要を説明する側面図である。図２は、ブラケット部１８及び取付部材２０の側面図である。図３は、ブラケット部１８に電動アシストユニット３０を取り付けた場合の側面図である。図４は、ブラケット部１８への取付部材２０の取付態様を説明する概要図である。図４は、ハンガラグ２８を含む鉛直方向の平面における断面を自転車１の前方から見た図である。図５は、取付部材２０の斜視図である。

【0013】

図１に示すように、自転車１は、フレーム１０と、取付部材２０と、前輪５１と、後輪５２と、ハンドル５３と、サドル５４と、駆動スプロケット５５と、被駆動スプロケット５６と、チェーン５７と、クランク部としての一対のクランクアーム５８と、一対のペダル５９と、を備える。非電動化ユニット６０は、取付部材２０とクランクアーム５８とによって構成される。

【0014】

自転車１は、運転者が跨ってサドル５４に着座し、ペダル５９を介してクランクアーム５８を漕いで運転するものである。自転車１は、運転者によるクランクアーム５８からの入力トルクによって後輪５２を駆動する電動アシストではない通常の自転車である。

【0015】

フレーム１０は、トップチューブ１１と、ヘッドチューブ１２と、ダウンチューブ１３と、シートチューブ１４と、チェーンステイ１５と、シートステイ１６と、ブラケット部１８と、を有する。フレーム１０は、シートチューブ１４を対角線とする略平行四辺形状のいわゆるダイヤモンド型フレームである。フレーム１０には、前輪５１及び後輪５２が回転可能に取り付けられる。フレーム１０は、電動アシスト自転車用のフレームであり、ブラケット部１８に電動アシストユニット３０（図３参照）を取り付け可能である。

【0016】

トップチューブ１１は、ヘッドチューブ１２とシートチューブ１４の上端とを連結する。

【0017】

ヘッドチューブ１２には、トップチューブ１１の前端とダウンチューブ１３の上端（前端）とが連結される。ヘッドチューブ１２には、ステアリングコラム（図示省略）が挿通する。

【0018】

ダウンチューブ１３は、ヘッドチューブ１２とブラケット部１８の前端とを連結する。

【0019】

シートチューブ１４は、トップチューブ１１の後端とブラケット部１８の前後方向略中央とを連結する。シートチューブ１４の上端には、運転者が着座するサドル５４が設けられる。シートチューブ１４の下端には、ブラケット部１８が形成される。

【0020】

チェーンステイ１５は、ブラケット部１８の後端と後輪５２の回転軸とを連結する。チェーンステイ１５は、後輪５２の回転軸の両端を支持するように二股に形成される。

【0021】

シートステイ１６は、シートチューブ１４の上端と後輪５２の回転軸とを連結する。

【0022】

フロントフォーク１７は、前輪５１の回転軸の両端を支持し、前輪５１をフレーム１０に固定する。フロントフォーク１７は、ヘッドチューブ１２内を軸方向に貫通するステアリングコラムと連結されている。フロントフォーク１７は、ヘッドチューブ１２に対して周方向に回動可能である。

【0023】

ブラケット部１８は、シートチューブ１４の下端に設けられる。ブラケット部１８は、ダウンチューブ１３の下端とシートチューブ１４の下端とチェーンステイ１５の前端とを連結する。ブラケット部１８は、円弧状に形成され、前後方向に延設される。ブラケット部１８は、左右方向に所定の間隔をあけて一対設けられる（図４参照）。ブラケット部１８は、取付部材２０を支持する。なお、図２では、手前側のブラケット部１８を省略して示している。

【0024】

ここで、自転車１が電動アシスト自転車として用いられる場合には、図３に示すように、ブラケット部１８は、内周側に電動アシストユニット３０を支持する。ブラケット部１８は、下方に位置する電動アシストユニット３０の上部外周縁を支持する。ブラケット部１８の側面には、電動アシストユニット３０に締結するためのボルト２６（図４参照）が挿通する複数（ここでは４個）の取付孔としてのボルト孔１９が形成される。

【0025】

電動アシストユニット３０は、トルクセンサ（図示省略）と、電動モータ（図示省略）と、減速機（図示省略）と、クランクシャフト３５と、を有する。電動アシストユニット３０を設ける場合には、コントローラ（図示省略）と蓄電部（図示省略）とが、併せて設けられる。

【0026】

図４に示すように、自転車１が電動アシストでない通常の自転車として用いられる場合には、ボルト孔１９には、取付部材２０に締結するためのボルト２６が挿通する。このように、電動アシストユニット３０を取り付けるためのボルト孔１９を用いて取付部材２０をブラケット部１８に取り付けることができるので、電動アシスト自転車用のフレーム１０を用いて電動アシストでない通常の自転車１を容易に提供することができる。

【0027】

図１に示すように、前輪５１は、運転者のハンドル５３の操作によってフロントフォーク１７が回動することで左右に転舵される。

【0028】

後輪５２には、被駆動スプロケット５６が取り付けられる。被駆動スプロケット５６には、後述するクランクシャフト３５に取り付けられる駆動スプロケット５５との間に掛け回されたチェーン５７を介して駆動トルクが伝達される。

【0029】

図２に示すように、取付部材２０は、ブラケット部１８に支持されてフレーム１０の外部に吊り下げられる。取付部材２０は、円筒部２１と、複数（ここでは３個）の連結部２２と、を有する。

【0030】

円筒部２１は、中心軸が左右方向を向く円筒状に形成される。円筒部２１の内周には、ハンガラグ２８が形成される。

【0031】

ハンガラグ２８には、回転軸としてのクランクシャフト３５が挿通する（図１参照）。ハンガラグ２８は、ボトムブラケットシェルとも呼ばれるものである。

【0032】

連結部２２は、円筒部２１から外周に突出して形成される。連結部２２は、一端２２ａが円筒部２１に連結され他端２２ｂがボルト孔１９と締結される。連結部２２の他端２２ｂは、内周に雌ねじを有する円筒状に形成される。連結部２２の他端２２ｂには、取付部材２０をブラケット部１８に取り付けるためのボルト２６（図４参照）が締結される。

【0033】

図４に示すように、連結部２２は、一対のブラケット部１８の間に挿入され、左右方向の両端部２２ｃ，２２ｄが各々のブラケット部１８に取り付けられる。これにより、ブラケット部１８に対する連結部２２の取付剛性が向上するので、運転者が左右のペダル５９を介して左右のクランクアーム５８を交互に漕ぐことによって作用するねじり荷重に対する耐久性を向上させることができる。

【0034】

図５に示すように、連結部２２は、左右方向に長径が位置する楕円形の断面形状を有する。これにより、連結部２２自体の剛性が向上するので、運転者が左右のペダル５９を介して左右のクランクアーム５８を交互に漕ぐことによって作用するねじり荷重に対する耐久性を向上させることができる。

【0035】

図１に示すように、クランクシャフト３５には、クランクアーム５８及びペダル５９が取り付けられる。また、クランクシャフト３５には、駆動スプロケット５５が取り付けられる。クランクシャフト３５には、クランクアーム５８からの入力トルクが伝達される。

【0036】

図１及び図２に示すように、クランクシャフト３５は、シートチューブ１４の延長線上に位置するように設けられる。図３に示すように、取付部材２０に電動アシストユニット３０を取り付けて電動アシスト自転車とした場合にも同様に、クランクシャフト３５は、シートチューブ１４の延長線上の同じ位置に設けられる。これにより、運転者は、自転車１を電動アシスト自転車とした場合にも、自転車１を電動アシストでない通常の自転車とした場合にも、同じ姿勢でペダル５９を漕ぐことができる。

【0037】

また、クランクシャフト３５が同じ位置に設けられるので、自転車１を電動アシスト自転車とした場合にも、自転車１を電動アシストでない通常の自転車とした場合にも、駆動スプロケット５５は、同じ位置に設けられる。よって、チェーン５７の長さを変更する必要がないので、同じ駆動スプロケット５５，被駆動スプロケット５６，及びチェーン５７を用いることができる。したがって、電動アシスト自転車用のフレーム１０を用いて電動アシストでない通常の自転車１を容易に提供することができる。

【0038】

ペダル５９は、運転者が駆動トルクを入力するものである。ペダル５９は、クランクアーム５８を介してクランクシャフト３５に回転自在に支持されている。

【0039】

以上のように、フレーム１０のブラケット部１８にハンガラグ２８を有する取付部材２０が支持され、ハンガラグ２８にクランクアーム５８が支持される。そのため、電動アシスト自転車では電動モータを含む電動アシストユニット３０が取り付けられるブラケット部１８に取付部材２０とクランクアーム５８とを取り付けることで、電動アシストでない通常の自転車１にすることができる。したがって、電動アシスト自転車用のフレーム１０を用いて電動アシストでない通常の自転車１を提供することができる。

【0040】

また、自転車１が電動アシスト自転車として用いられる場合にも、電動アシストでない通常の自転車として用いられる場合にも、駆動スプロケット５５やクランクアーム５８の位置は同じである。そのため、無駄なスペースを使うことなく自転車１の電動化又は非電動化が可能であり、電動化又は非電動化の際の部品の交換も容易である。

【0041】

また、取付部材２０を用いることで、必要最小限の部材を用いて自転車１の非電動化が可能であるため、自転車１の重量の増加を抑制することができる。

【0042】

また、取付部材２０は、ボルト２６を締結するだけでブラケット部１８に取り付けられる。そのため、非電動化ユニット６０の取り付け及び取り外しが容易である。

【0043】

以上の本実施形態の構成及び作用効果について、まとめて説明する。

【0044】

自転車１は、前輪５１及び後輪５２が回転可能に取り付けられ、シートチューブ１４の下端にて前後方向に延設されるブラケット部１８を有するフレーム１０と、ブラケット部１８に支持されてフレーム１０の外部に吊り下げられ、ハンガラグ２８が形成される取付部材２０と、ハンガラグ２８に挿通するクランクシャフト３５によって回転自在に支持され、運転者が駆動トルクを入力するクランクアーム５８と、を備える。

【0045】

また、自転車１の非電動化ユニット６０は、シートチューブ１４の下端にて前後方向に延設されるブラケット部１８を有するフレーム１０の前記ブラケット部１８に支持されて前記フレーム１０の外部に吊り下げられ、ハンガラグ２８が形成される取付部材２０と、ハンガラグ２８に挿通するクランクシャフト３５によって回転自在に支持され、運転者が駆動トルクを入力するクランクアーム５８と、を備える。

【0046】

これらの構成によれば、フレーム１０のブラケット部１８にハンガラグ２８を有する取付部材２０が支持され、ハンガラグ２８にクランクアーム５８が支持される。そのため、電動アシスト自転車では電動モータを含む電動アシストユニット３０が取り付けられるブラケット部１８に取付部材２０とクランクアーム５８とを取り付けることで、電動アシストでない通常の自転車１にすることができる。したがって、電動アシスト自転車用のフレーム１０を用いて電動アシストでない通常の自転車１を提供することができる。

【0047】

また、クランクシャフト３５は、シートチューブ１４の延長線上に位置する。

【0048】

この構成によれば、取付部材２０に電動アシストユニット３０を取り付けて電動アシスト自転車とした場合と同じシートチューブ１４の延長線上の位置にクランクシャフト３５が位置するので、運転者は、自転車１を電動アシスト自転車とした場合にも、自転車１を電動アシストでない通常の自転車とした場合にも、同じ姿勢でペダル５９を漕ぐことができる。

【0049】

また、ブラケット部１８は、側面に形成される複数のボルト孔１９を有し、取付部材２０は、ハンガラグ２８を有する円筒部２１と、一端２２ａが円筒部２１に連結され他端２２ｂが複数のボルト孔１９に各々締結される複数の連結部２２と、を有する。

【0050】

この構成によれば、電動アシストユニット３０を取り付けるためのボルト孔１９を用いて取付部材２０をブラケット部１８に取り付けることができるので、電動アシスト自転車用のフレーム１０を用いて電動アシストでない通常の自転車１を容易に提供することができる。

【0051】

また、ブラケット部１８は、左右方向に所定の間隔をあけて一対設けられ、複数の連結部２２は、一対のブラケット部１８の間に挿入され、左右方向の両端部２２ｃ，２２ｄが各々のブラケット部１８に取り付けられる。

【0052】

この構成によれば、ブラケット部１８に対する連結部２２の取付剛性が向上するので、運転者が左右のペダル５９を介して左右のクランクアーム５８を交互に漕ぐことによって作用するねじり荷重に対する耐久性を向上させることができる。

【0053】

また、複数の連結部２２は、左右方向に長径が位置する楕円形の断面形状を有する。

【0054】

この構成によれば、連結部２２自体の剛性が向上するので、運転者が左右のペダル５９を介して左右のクランクアーム５８を交互に漕ぐことによって作用するねじり荷重に対する耐久性を向上させることができる。

【0055】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0056】

例えば、上記実施形態では、４個のボルト孔１９に対して、３個の連結部２２が設けられる。そのため、４個のうち１個のボルト孔１９は使用されていない。これに代えて、４個の連結部２２を設けてすべてのボルト孔１９を使用してもよく、また２個の連結部２２を設けて２個のボルト孔１９のみを使用してもよい。すなわち、連結部２２は、少なくとも複数設けられればよい。

【符号の説明】

【0057】

１ 自転車
１０ フレーム
１４ シートチューブ
１８ ブラケット部
１９ ボルト孔（取付孔）
２０ 取付部材
２１ 円筒部
２２ 連結部
２２ａ 一端
２２ｂ 他端
２２ｃ 端部
２２ｄ 端部
２８ ハンガラグ
３５ クランクシャフト（駆動軸）
５１ 前輪
５２ 後輪
５８ クランクアーム（クランク部）
６０ 非電動化ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】