专利名称：带辅助动力自行车的电池上锁装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带辅助动力自行车的电池上锁装置，尤其是容易进行电池的上锁、开锁操作的带辅助动力自行车的电池上锁装置。
原来就有带辅助动力的自行车，这种自行车同时设有由人力驱动的驱动系统和由作为辅助动力源的电动马达驱动的驱动系统，检测由人力驱动的驱动扭矩、也就是踏力，根据检测得到的踏力的大小，使辅助动力源作功，以帮助踏力。这样的自行车上搭载有用于使电动马达工作的电池，该电池沿从车座(自行车的座子)向下延伸的车座支柱配置。作为一个例子，例如有日本专利公报特开平10-45075号所记载的带辅助动力的自行车。
该现有装置中，在该电池的下部前面，即在自行车的骑乘部的下面，设有电池的闭锁机构。该电池的相对电池箱的解锁，是通过将钥匙插入该闭锁机构并将其向规定方向转动来进行的。
上述现有装置存在的问题是，由于电池的闭锁机构设置在电池的下部前面，即设置在自行车的骑乘部下面，所以，在打开该闭锁机构时，必须弯腰将钥匙插入闭锁机构，使其转动，操作很别扭。另外，存在的问题还有由于该闭锁机构以伸出骑乘部的形式突出来，所以，在骑车人骑在车架上时，就成为障碍了，而且还存在着在打开上述闭锁机构时，必须使用钥匙，这是很麻烦的。
本发明的目的在于提供一种能解决上述现有技术的问题的带辅助动力自行车的电池上锁装置，即，能以站立的轻松的姿势进行从收纳盒的卡合中将电池解锁的操作，而且，在骑乘部没有任何伸出的东西。
为了达到上述目的，本发明的一种具有沿车座支柱的后侧配置的电池的带辅助动力自行车的电池上锁装置，具备设置在上述电池的下部后侧的、通过卡合阻止卸下电池的卡合装置；在该电池的上部后侧设有其操纵部的、对上述卡合装置进行作用的操纵装置，其第1特征是，通过操纵上述操纵装置的操纵部，打开上述卡合装置的卡合，使其能卸下电池。根据该特征，由于上述操纵装置的操纵部设置在电池的上部后侧，所以，用户能以站立的原封不动的姿势操纵操纵装置的操纵部，打开电池的卡合，因此，能以轻松的姿势操纵操纵装置，卸下电池。
本发明的第2特征是将电池收纳于设置在上述车座支柱后部的电池收纳盒中，且使其用其下部后侧与电池收纳盒相卡合，而且使其在上部后侧进行凹凸卡合。根据该特征，电池用其上部和下部支承在电池收纳盒中，在插入电池时，能将其准确地收纳在规定的位置，而且即使在自行车行驶时车体产生振动，也能保持稳定的姿势。
另外，本发明的第3特征是使上述操纵装置与车锁装置联动，进行上锁和开锁。根据该特征，由于在打开车锁装置时，不用任何的钥匙就能操纵该操纵装置卸下电池，所以使用时非常方便。
图1是应用本发明的电动辅助自行车的整体结构图。
图2是电池和收纳盒的简要立体图。
图3是图1的主要部位结构的放大图。
图4是电池后部的电池安装状态的平面图。
图5是电池后部的操纵杆压下时的平面图。
图6是触点单元的简要立体图。
图7是本发明其他实施例的电池后部的电池安装状态的平面图。
图8是图7的操纵杆压下时的平面图。
图9是从电池后部上方看的平面图。
图10是本发明一实施例的车锁装置的平面图。
图11是图10的A-A线的剖视图。
图12是表示电池和车锁装置与车体的关系的立体图。
图13是图3的主要部位的放大图。
图14是自行车车座转动装置的一个例子的结构图。
图15是图14的X-X线的剖视图。
以下参照附图，详细地对本发明进行说明。图1是应用了本发明的电动辅助单元的电动辅助自行车的侧视图，图2是搭载在该电动辅助自行车上的电池及其收纳盒的简要立体图，图3是图1的主要部位的放大图。
如图1所示，电动辅助自行车的车架2具备位于车体前方的头管21；从头管21向后下方且在下面成凸状延伸的下管22；从下管22的末端附近向上方立起的车座支柱23。下管22和车座支柱23的结合部及其周边部，由上下分成两部分且可拆卸的树脂罩33所覆盖。在上述头管21的上部，使车把支柱27A介于中间，插有转动自如的操纵方向的车把27，由操纵方向的车把27操纵方向的前叉26可操纵方向地支承在其下部。在前叉26的末端支承有旋转自如的前轮WF。
如图3所示，在车架2的下部，用上述下管22的后端92、焊接在车座支柱23上的电池托架49的前部91、和与链条撑条25拧在一起的托架49的后部90这3处，通过螺栓紧固悬挂着包含增加踏力用的电动马达在内的电动辅助单元1。电动辅助单元1的电源开关29设置在下管22上的头管21的附近，使其能用电源钥匙进行开／关。而且，电源开关29也可设置在车把支柱27A前方的车把27上。
该车体，由于下管22和车座23的结合部布置在电动辅助单元1的前部，所以，能将电动辅助单元1配置在较低的位置，能实现低重心化。另外，由于能压低车架的高度，所以“易骑乘度”提高了。
在电动辅助单元1上支承有旋转自如的曲轴101，在曲轴101的左右两侧通过曲柄11支承有脚蹬12。在从电动辅助单元1向后方延伸的左右一对链条撑条25的末端之间，支承有作为驱动轮的后轮WR。在车座支柱23的上部和两链条撑条25的末端之间设有左右一对车座撑条24。在车座支柱23上安装有上端具备车座30的车座管31，且使其为了能调整车座30的上下位置而能在车座支柱23内滑动。
在车座30的下方，在车座支柱23的后部，安装有收纳电池4的电池收纳盒5(以下称收纳盒)。电池4包含收容在大致为长方体的电池外壳中的若干电池单元，该电池4的长度方向大致为上下方向一样，沿车座支柱23设置。
在电池4的长度方向的端部(在图1为上端)，如图2所示，靠近车体右侧设有安装在电池4上的提手41。安装提手41，使其能以旋转轴41a为中心自如转动，平时推到电池4的棱边上。一般情况下，骑车人大多站立在车体的左侧，所以，通过将提手41配置在车体右侧，将其旋转轴41a配置在车体的左侧，能容易使提手41向箭头a的方向立起来。
在设有上述提手41的电池4的上面侧部设有充电余量表42，若压下按钮43则能显示充电余量。上述余量表42安装在向左倾斜的面上，使其容易从车座30的左侧上方确认读数。由此骑车人能在站立的状态下从上方确认电池余量。
在电池4的后方，设有用于给该电池4上锁和开锁的操纵杆45和车锁装置100。操纵杆45插在设置于电池收纳盒的后侧的侧室50中，该侧室上下方向较长且截面大致为矩形(参照图2)。在侧室50的下部，如图3所示，设有由螺旋弹簧51向电池4的方向施加一个力的卡合钩52。该卡合钩52在装入电池时，与设置在电池4的下部的、截面成“く”字形的凹部47相卡合。而且，图2的45a如下面的解释所表明的那样，是悬挂在操纵杆45的钥匙形突起45b和突出到侧室50的内侧的百叶板50a之间的弹簧。
电池收纳盒5的上部用螺钉39固定在通过焊接等固定在后上臂24上的托架40上，在该托架40上还分别用螺钉44a、44b固定有车锁装置100、后挡泥板34。
在上述电动辅助单元1内，配置有曲轴81；增速齿轮82；马达M；齿轮83；低速轴84；具备齿轮13A的驱动链轮13等。马达M由上述电池4供电，根据由图未示的踏力检测器检测的踏力产生辅助动力。该辅助动力与在曲轴81上产生的、由人力驱动的驱动力矩合成，通过驱动链轮13和链条6传递至后轮WR的旋转链轮14。上述驱动链轮13的全部以及链条6的上半部分被链条护罩32所覆盖。
图14是上述自行车车座的旋转装置的结构图，图15是图14的X-X线的剖视图。
如图所示，在车座管31的上端，通过焊接固定有第1托架66。第1托架66的左右方向的截面呈“”字形，在其左右两壁上架设有旋转自如的轴69。在该轴69的长度方向的中央固定有杆65，另外，螺旋弹簧67插在该轴69上，其一端固定在杆65上，另一端固定在第1托架66上。杆65由该螺旋弹簧67使其具有向逆时针方向旋转的趋势。杆65的操作部位65a前低后高地突出至车座30的前侧下部，若以站立的姿势横向看的话，能很容易地看到，即使用户不用象以往的装置那样，弯腰从下面看车座30的内侧，也能很简单地看到。
另一方面，在车座30一侧，在与上述第1托架66对置的位置，在该车座30的内侧固定有第2托架71，在其中央部的预定位置上形成有将设置在上述杆65的端部的挂钩部65b插入的固定孔72。该第2托架71也是左右方向的截面制成“”字形，象是其前端部的左右两壁和第1托架66的前端部的左右两壁一方为内侧，而另一方为外侧一样，相互重叠着。而且，在该重叠部分，架设有向左右方向延伸的转动轴73，在该转动轴73的中央部插有螺旋弹簧74。其结果是，第2托架71和车座30由该螺旋弹簧74使其具有向逆时针方向旋转的趋势。
如图15所示，在第1托架66一侧，通过焊接设有用于抑制车座30的左右方向的活动的上方突部91，在该上方突部91和第2托架71之间填充有作为缓冲材料的橡胶92。上述上方突部91进入第2托架71的内侧，抑制车座30在左右方向上出现活动。
在替换上述电池4等时，若用户沿箭头A的方向、即向左斜上方推杆65的操作部位65a，则杆65的上述挂钩部65b从第2托架71的固定孔72上脱落下来，车座30由于上述螺旋弹簧74的弹簧力而有弹性地向逆时针方向转动。而且车座30转到虚线所示的30′的位置。该转动位置是在向上抽上述电池4时，电池4和车座30不发生干涉的位置。在转动时，由于杆65和安装在托架上的零件留在第1托架66一侧，所以，能使转动的第2托架71一侧的车座的重量减轻一部分。因此，车座的转动变轻了，能减轻上述转动轴73所承受的负担。
在使车座30返回到运转时的正常位置时，若使车座30反抗螺旋弹簧74的弹簧力向顺时针方向旋转，则在刚刚到达大致水平位置时，挂钩部65b碰到固定孔72的边。若进一步使车座30向同一方向转动，则挂钩部65b反抗螺旋弹簧67的弹簧力，向顺时针方向转动，在固定孔72的边刚刚使挂钩部65b通过时，挂钩部65b由于螺旋弹簧67的复位力而弹性地卡在固定孔72上，由此，车座30返回且停止在图14的实线位置。
以下参照图4、图2和图3详细地对电池4及收纳盒5的后部的结构进行说明。图4是电池4及收纳盒5的后部的正面图。
如图4所示，收纳盒5设置在2根后上臂24之间，当电池4收纳于收纳盒5中时，在上面具有充电余量表42的伸出部位于左侧的后上臂24上。在操纵杆45的最上部设有向后方突出的操纵部45e，在长度方向的中央部和下部具有2个向右下倾斜的导引孔45c、45d。固定在上述电池收纳盒侧室50的内壁上的突出销46a、46b(参照图3)与这些导向孔动配合连接。操纵杆45由于挂在设置于中央下部的钥匙形突起45b和上述侧室50的百叶板50a之间的弹簧45a而具有向上运动的趋势。
另外，如图13的放大图所表明的那样，卡合钩52由设置在转动轴51a的轴芯上的螺旋弹簧51，使其在向右看时，具有向顺时针方向旋转的趋势，卡合钩52与电池4的“く”字形凹部47相卡合。由于电池4被卡合钩52将下部固定，所以，即使车体振动，也不会上下和左右移动地保持稳定的就座状态。另外，在该状态下，即使用户使车座30向前翻倒，想抓着提手41向上方抽出电池4也不能将其抽出来。
由于当作转动支点的转动轴51a设置在电池的凹部47的后部上方，通过转动卡合钩52能压着电池，所以，上述卡合装置起到从抽出电池的方向的斜上方压制电池向上方移动的作用。因此，即使卡合装置向后方突出的量很少，也能使作用在抽出电池的方向上的卡合力有效地起作用。
以下参照图5对从收纳盒5中抽出电池4时的动作进行说明。在从收纳盒5中抽出电池4时，首先要操纵杆65，使车座30转动向前翻倒至不妨碍电池抽出的位置，然后，向下压操纵杆45的操纵部45e。这样一来，操纵杆45被上述导向孔45c、45d引导，且反抗弹簧45a的弹簧力，向从后方看的右斜下方移动。在这过程中，操纵杆45的下端45f碰到卡合钩52的上端，然后向下压该上端。其结果是，卡合钩52向逆时针方向转动(图3虚线所示)，卡合钩52与电池4的“く”字形凹部47的卡合被解除。
于是，若用户使手离开操纵杆45的操纵部45e，虽然操纵杆45由于弹簧45a的弹簧力而要向上抬起，但此时，上述突出销46a、46b卡在导向孔45c、45d上部的下边45c′、45d′上而停止在该位置。因此，用户能将手离开操纵杆，用操纵操纵杆的手，移来作上提电池的动作，即使用一只手也能抽出电池，提高了可操作性。
接着，若用户用手(右手)握着电池4的提手41，向上提，则能将电池4从收纳盒5中抽出。此时，形成于电池4上部的突起48，与突出于操纵杆45上部右侧形成的突起45g相卡合，操纵杆45稍微向左斜上方上提一点。由此，上述突出销46a、46b相对上述下边45c′、45d′的卡合被解除，操纵杆45返回到原来的位置、即返回到图4的位置。卡合钩52当然也返回到图3的实线位置。
因此，没有必要在抽出电池之后再进行使操纵杆返回的操作，能更加简单地抽出电池。再有，如果说即使在没有插入电池的状态下压操纵杆，操纵杆也能保持在压下的位置，但即使在这种状态下，如果插入电池，则突起48和突起45g相碰，操纵杆也能返回到图示的状态，即使杆被错误地压下也没问题。
其次，若用户从收纳盒5的上方将充好电的电池4插入到该收纳盒5内，则在电池4的全部刚刚大致进入到收纳盒5内时，电池4的下端碰到卡合钩52的侧部，向从右侧看的逆时针方向推压卡合钩52。再有，若电池4被收纳到收纳盒5的里面，则卡合钩52弹性地卡在电池4的“く”字形凹部47中，电池4被固定在收纳盒5中。与此同时，设置在电池4的底部的“+”、“-”输出端子(放电触点)与用螺钉固定在电池托架49(参照图3)上的触点单元60实现电气和机械连接，而电池托架49通过焊接等固着在车座支柱23上。该连接由于电池4的自重和由卡合钩52所实现的推压而变得很稳定。
这样的电池固定结构，能提供一种电池的卡合装置既能有效地利用电池后部下方的无用空间，又能在触点附近位置保持触点的稳定连接，其卡合装置的操纵部位于电池的后部上方这一用户极容易操纵的位置，是紧凑且操纵性好的电池固定结构。
图6所示是电池4和触点单元60的简要立体图。触点单元60用螺钉61a、61b固定在上述电池托架49上。2根上下方向延伸的触点端子62a、62b与形成于电池4的底部的“+”、“-”输出端子相连接，向电动辅助单元1供给电力。
以下参照图7、图8对本发明的第2实施例进行说明。该实施例与上述第1实施例的当向下方压操纵杆45时，操纵杆45向右斜下方滑动的动作相反，是使操纵杆45笔直地向下方移动，而没有操纵杆的左右活动。
电池收纳盒5侧室70的短边方向的宽度比操纵杆45的同一方向的宽度稍微大一点，成为操纵杆45上下方向移动的导向槽。在操纵杆45的操纵部45e侧面，设有朝下的第1钩子71，在收纳盒5上，设有与该第1钩子71对置且能以转动轴73a为中心转动的第2钩子73。在设置于操纵杆45中央稍稍靠下的位置上的销子75和设置在上述侧室70中的百叶板74之间，悬挂有弹簧76。另外，在电池4完全收纳于收纳盒5中的状态下，形成于电池4上部侧壁上的突起72与上述第2钩子73的倾斜上侧部相碰，且压着它。因此，第2钩子73能向逆时针方向旋转规定的角度。
图9是第1、第2实施例共同的实施形式，是电池4和收纳盒5的后部的平面图，设置在电池4上的上部位置控制件61、62卡在形成于收纳盒5上的预先设定的凹部中，即形成凹凸卡合，限制电池4上部的相对收纳盒5的位置。另外，卡合钩52由嵌插在架设于侧室50内的螺栓63上的螺旋弹簧51向电池4一侧施加一个力，与设置在电池4下部侧壁上的“く”字形凹部47相卡合。这种卡合关系与上述第1实施例一样。上部位置控制件61与设置在同一侧的突起48或72制成一体。
该第2实施例，在从收纳盒5中取出电池4时，与第1实施例一样，在操纵杆65使车座30向前翻倒，使车座30离开电池4的拆卸路线之后，用手向下压操纵杆45的操纵部45e。这样一来，如图8所示，操纵杆45反抗弹簧76的弹簧力，笔直地向下移动，同时，第1钩子71的前端与第2钩子73的前端相接触，此时，电池的突起72从上方压着钩子73，接着，第1钩子71向左弯曲，一边与第2钩子73的端部相接触，一边进一步移动至其下方，与第2钩子73相卡合。所以，即使用户将手离开操纵杆45，操纵杆45也能原封不动地保持在卡合位置。因此，与第1实施例一样，用户可以使手离开操纵杆。若操纵杆45被压到该卡合位置，则操纵杆45的前端压着上述卡合钩52，该卡合钩52与上述“く”字形凹部47的卡合被解除，这与第1实施例是一样的。
接着，若用户为了从收纳盒5中取出电池4，用手握着电池4的提手41向上提，则上述突起72也向上提，解除对第2钩子73的推压。其结果是，由于操纵杆45的弹簧76的力，操纵杆向上移动，所以，与此同时，第2钩子73转动到图7的虚线的位置，等待电池4的插入。所以，钩子73不需要朝向转动方向的弹簧力，结构变得很简单。
然后，若充完电的电池4完全插入到收纳盒内，则上述突起72再次推压第2钩子73，该第2钩子73向逆时针方向旋转规定的角度而停止。然后返回到图7的状态。此时，卡合钩52和上述“く”字形凹部47的卡合关系成立，电池4被固定在收纳盒5中，这是很明确的。
以下参照图10、图11对车锁装置100(参照图1、图3)的结构进行说明。图10是车锁装置100的平面图，图11是图10的A-A线的剖视图。
车锁装置100具有锁上、打开上述电池4和后轮WR的功能。锁板110是锁上、打开电池4的零件，在锁板110处于伸出状态(图10的状态)时，是锁上，在处于后退状态时，是打开。另一方面，锁杆120是锁上、打开后轮WR的零件。
锁芯111被上下方向固定在外壳109的预定位置，在该锁芯111的下部固着有凸轮盘112。该凸轮盘112由将其周边的一部分翘起的挂钩部112a与第1连接板113相卡合。另外，该第1连接板113和第2连接板114由连接销113a连接，钢缆121的一端连接在该第2连接板114上。该钢缆121的另一端与上述锁杆120的一端相连接。在锁板110的基部，形成有花生形的凸轮孔115，突出在凸轮盘112的下面的销子116与该凸轮孔115是动配合。而且，上述第1连接板113由图未示的弹簧施加一个始终朝向逆时针方向的力，与上述凸轮盘112的挂钩部112a相卡合。图12是该车锁锁上时的电池后部的车体的立体图，图中的与图3和图10相同的符号表示同一或同等的零件。
如图3、图10和图12所表明的那样，本实施例的车锁装置100，在锁上时，锁板110从外壳109中伸出来，延伸至操纵杆45的操纵部45e的下方，阻止操纵杆45被压下来。因此，在锁上时，即使操纵杆45被他人向下压，也不会解除上述卡合钩52与电池4的上述“く”字形凹部47的卡合，从上方将电池4抽出来是不可能的。另外，与此同时，锁杆120伸出，包围后轮WR的周围，阻止后轮WR旋转。因此，该结构使其在用户停车、锁上车轮同时也锁上操纵杆45、在用户远离车辆期间，不能将电池4卸下来。
其次，若将正当的钥匙130(最好兼作电源钥匙)插入锁芯111中，向逆时针方向转动规定的角度，则车锁装置100被打开，锁板110后退至虚线所示的110′的位置，同时锁杆120后退至虚线所示的120′的位置。这样一来，本实施例，能同时并行地进行电池4和后轮WR的上锁和开锁。
具有以上结构的本实施例，由于在电池的下部后侧设有阻止卸下电池的卡合装置(上述卡合钩52)，而且在电池的后上部设有操纵该卡合装置的操纵装置(上述操纵杆45、操纵部45e)，所以，能以轻松的姿势进行打开电池的卡合的操作，而且自行车的骑乘部位没有任何伸出的东西，所以，也不会给骑车带来什么麻烦。
如以上解释所表明的那样，根据权利要求1～3的发明，能以站立的轻松的姿势进行从其收纳盒的卡合中将电池解锁的操作，而且，电池的卡合装置不仅能稳定地保持触点的连接，而且还能有效地利用无用空间，具有在骑乘部没有任何伸出的东西的效果。另外，权利要求2、3的发明除了上述之外，还有以下效果根据权利要求2的发明，由于电池用其下部后侧与电池收纳盒相卡合，而且使其在上部进行凹凸卡合，所以，电池通过其上部和下部支承在电池收纳盒中，在插入电池时，能将其准确地收纳在规定的位置，而且即使在自行车行驶时车体产生振动，也能保持稳定的姿势。
另外，根据权利要求3的发明，由于使上述操纵装置与车锁装置联动、进行上锁和开锁，所以，在车锁装置被打开时，不用使用任何钥匙就能操纵该操纵装置卸下电池，因此使用时非常方便而且可操作性很好。
根据权利要求4的发明，由于卡合装置以电池后部的转动支点为轴旋转伸出，固定电池，所以，既能极力地控制电池后部的伸出，又能使作用在抽出电池方向上的卡合力完全发挥作用。
权利要求
1．一种带辅助动力自行车的电池上锁装置，具有沿车座支柱的后侧配置的电池，其特征是，包括设置在上述电池的下部后侧且通过卡合阻止卸下电池的卡合装置；在该电池的上部后侧设置其操纵部且对上述卡合装置进行作用的操纵装置，通过操纵上述操纵装置的操纵部，打开上述卡合装置的卡合，使其能卸下电池。
2．权利要求1所记载的带辅助动力自行车的电池上锁装置，其特征是上述电池收纳于设置在上述车座支柱后部的电池收纳盒中，且使其用其下部后侧与电池收纳盒相卡合，而且使其在上部进行凹凸卡合。
3．权利要求1所记载的带辅助动力自行车的电池上锁装置，其特征是上述操纵装置与车锁装置联动，进行上锁和开锁。
4．权利要求1所记载的带辅助动力自行车的电池上锁装置，其特征是上述卡合装置在电池后部具备转动支点，通过转动突出来卡在电池的凸部或凹部。
全文摘要
提供一种能以站立的轻松的姿势进行从收纳盒的卡合中将电池解锁的操作,而且,在骑乘部没有任何伸出的东西的电池上锁装置。沿车座支柱23的后侧配置电池4,在该电池4的下部后侧,设置通过卡合阻止卸下电池的卡合装置(卡合钩52)。在该电池4的上部后侧,设置对该卡合装置进行作用的操纵装置(操纵杆45)的操纵部45e。用户能以站立的轻松的姿势通过操纵上述卡合装置45的操纵部45e,打开上述卡合装置52的卡合,卸下电池4。另外,由于电池4在其下部通过上述卡合装置、还在上部后侧用上部位置控制件相对电池收纳盒5支承着,所以,在将电池4向收纳盒5中插入时,能将其准确地定位。
文档编号B62J1/00GK1293138SQ0013046
公开日2001年5月2日 申请日期2000年10月13日 优先权日1999年10月13日
发明者奈仓秀典, 伊势野满, 小室信昭, 中込良夫, 新村裕幸 申请人:本田技研工业株式会社