JPH1191677A

JPH1191677A - 電動車

Info

Publication number: JPH1191677A
Application number: JP25358497A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamaguchi; 征史山口; Kazuhiro Tomoshige; 一弘友重
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1999-04-06
Anticipated expiration: 2017-09-18
Also published as: JP3369922B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】車輪11のハブ軸に設けられた駆動部15に車
輪11の回転を制動するブレーキ機構69を内蔵し、駆動部
15のブレーキ機構69近傍に開口部35を形成し、この開口
部35は下向きに開口していることを特徴とする電動車。【効果】開口部から駆動部外からの空気の取り入れが出
来るため、ブレーキ機構や電動機の冷却が可能になると
共に、駆動部に付着した雨水は開口部に入ることがなく
下に落ちるため、雨による駆動部への水滴の侵入を防ぐ
ことが出来、ブレーキ機構など、内部の部品を錆から防
ぎ、また、電子部品などを水から守ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機などからの
駆動力を伝達し、その駆動力を駆動源として走行する電
動車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電動車は、特開平９−５
８５６８号公報（Ｂ６２Ｍ２３／０２）に記載の如く、
車輪のハブ軸に回転側ケーシングと固定側ケーシングと
からなる駆動部を備え、駆動部には電動機と減速機構と
変速機とを内蔵し、車軸には変速機と並列にブレーキ機
構を設け、駆動部を構成するケーシングで覆い、ケーシ
ング近傍に配置させたものが知られている。

【０００３】しかしながらこのような構成であれば、固
定側ケーシングと回転側ケーシングとによって電動機、
制御基板、ブレーキが密閉されてしまい、放熱性が悪く
なり、高温のため電子部品や電動機を破損するといった
問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みなされたもので、放熱性がよく、簡単な構成で安全
に走行することが出来る電動車を提供することを課題と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１による
と、車輪のハブ軸に設けられ車輪を駆動する駆動部と、
該駆動部に内蔵され車輪を駆動する電動機と、前記駆動
部に内蔵され車輪の回転を制動するブレーキ機構とを備
え、前記駆動部の前記ブレーキ機構近傍に開口部を形成
したことを特徴とする。

【０００６】このため、開口部から駆動部外からの空気
の取り入れが出来るため、ブレーキ機構や電動機の冷却
が可能になる。

【０００７】また、本発明の請求項２によると、開口部
は、下向きに開口していることを特徴とする。

【０００８】このため、駆動部に付着した雨水は開口部
に入ることがなく下に落ちるため、雨による駆動部への
水滴の侵入を防ぐことが出来、ブレーキ機構など、内部
の部品を錆から防ぎ、また、電子部品などを水から守る
ことが出来る。

【０００９】更に、本発明の請求項３によると、ブレー
キ機構を操作するための操作杆を設け、該操作杆は、前
記開口部から前記駆動部外に嵌挿させたことを特徴とす
る。

【００１０】このため、ブレーキ機構を操作する場合
は、駆動部の外から操作杆を操作することで制動するこ
とができ、また開口部からは冷却するための空気を取り
入れることが出来る。即ち、冷却するための開口部を利
用してブレーキ機構の操作杆を駆動部外に取り出すこと
が出来、外観が良くなる。

【００１１】そして、本発明の請求項４によると、ブレ
ーキ機構に形成されたアームと、前記駆動部に形成され
た嵌合部とを備え、前記アームの一部と嵌合部とは嵌合
していることを特徴とする。

【００１２】このため、制動を掛けたときにブレーキ機
構は車輪の回転とともに回転しようとするが、この力は
嵌合部によって吸収され、制動を掛けたときのブレーキ
機構の回り止めとなって固定される。即ち、制動が確実
に行われるため、安全性が向上する。

【００１３】更に、本発明の請求項５によると、アーム
は前記嵌合部を貫通して駆動部外に延設し、延設した前
記アームには前記ブレーキ機構を動作するブレーキワイ
ヤーを固定したことを特徴とする。

【００１４】このため、ブレーキワイヤーを固定するた
めの部材を省略することが出来、ブレーキ機構の回り止
めを兼ねてワイヤを固定することができる。

【００１５】そして、本発明の請求項６によると、ブレ
ーキ機構と前記駆動部とは密着して内蔵されていること
を特徴とする。

【００１６】このため、制動を掛けたときにブレーキ機
構から生じる熱を駆動部に伝達することが出来、熱は駆
動部によっても放熱される。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、補助動力
付きの電動アシスト自転車の駆動部を例に説明する。

【００１８】まず、電動アシスト自転車全体の構成につ
いて、図８に基づき説明をする。

【００１９】１は、前部に設けられたヘッドパイプ２、
サドル３から下方に設けられたシートチューブ４と連結
するメインフレームであり、該メインフレーム１と前記
シートチューブ４とが連結する部分に人力によって回転
することが出来るペダル５が取り付けてある。

【００２０】６はハンドル７の動きに連動し、ハンドル
７操作によって走行方向を定める前輪で、該前輪６はス
ポーク８、リム９、タイヤ10から構成されている。

【００２１】11は、駆動輪となる後輪であり、該後輪11
も、タイヤ12、リム13、スポーク14、それと後輪11を駆
動するための駆動部15とから構成されている。

【００２２】16は、前記ペダル５の回転とともに回転す
る前スプロケットで、該前スプロケット16にはチェーン
17がかかっており前スプロケット16の回転を前記駆動部
15の車軸18に設けた後述する後スプロケット41に動力を
伝達するようになっている。

【００２３】19は、後述する電動機56の電源となるバッ
テリで、２４ボルトのニッカド電池が納められている。
また、バッテリ19は取り外し可能で充電の際は屋内で充
電をすることができる。20は、前記メインフレーム１を
囲むように取り付けられ前記バッテリ19を載置する載置
台である。

【００２４】21は、前カゴ、22は駐輪時に自転車を支え
るスタンドである。

【００２５】23は、前記ハンドル７に取り付けられたブ
レーキレバーで、該ブレーキレバー23には後述するロー
ラブレーキ69を動作するためのブレーキワイヤー24が設
けられており、ブレーキレバー23の操作によってブレー
キワイヤー24を引くことで制動力をかけることができ
る。

【００２６】前述した駆動部15について、図１に基づき
説明をする。

【００２７】30は、メインフレーム１に固定して取り付
けられた円盤状の固定側ケーシングで、31は、前記固定
側ケーシング30と同軸で固定側ケーシング30外側を回転
する回転側ケーシングである。これらの固定側ケーシン
グ30と回転側ケーシング31とを合わせて後輪11のハブを
構成している。前記回転側ケーシング31の外周には２本
の環状リブ32を形成した枠体33が設けられており、該枠
体33の環状リブ32からはタイヤ12が取り付けられている
リム13に複数のスポーク14が張設されている。また、固
定側ケーシング30の車軸18よりも下方の一部には固定側
ケーシング30の表面よりも内側に低くした段部34が形成
してあり、その段部34の段面の一部には固定側ケーシン
グ30を切り欠いた開口部35が形成され、その開口部35は
地面に向かって開口している。更に、固定側ケーシング
30の車軸18の近傍は、肉圧を厚くした肉厚部36を形成し
ており、ナット37を取り付ける部分とその周囲に凹部38
を形成し、該凹部38はナット37を締めつけたときに固定
側ケーシング30表面とナット37の天面とが略面一、また
はわずかにナット37の天面が低くなるように形成してあ
る。そして、固定側ケーシング30の前記凹部38の周囲
に、前記メインフレーム１がナット39によって止められ
ており、前記メインフレーム１と固定側ケーシング30の
肉圧を厚くした部分とを当接することで強固に固定する
ことが出来る。更に、固定側ケーシング30表面とナット
37の天面とが面一なので、メインフレーム１を取り付け
たときに固定側ケーシング30とナット37とによって当接
して、締結されるので、より強固に固定される。また、
後述する電動機56が回転するとベルト68によって動力伝
達をするため、電動機56が駆動すると電動機56の回転軸
57の先端が車軸18方向に撓む力が生じ、そのため固定側
ケーシング30の電動機56側が撓むという現象が生じる
が、固定側ケーシング30の車軸18回りの肉圧を厚くし、
その部分とメインフレーム１とを当接しているため、そ
の撓みをなくすことが出来る。

【００２８】40は、車軸18に設けられたハブ内装型の変
速機で、該変速機40は図示しないラチェットを介して後
スプロケット41に接合している。即ち、ラチェットによ
りチェーン17からの人力が一方向にしかかからないよう
になっており、逆回転方向に力がかかった時には駆動力
が遮断されるようになっている。また、変速機40の後ス
プロケット41近傍の片端には円盤状の鍔42が設けてあ
り、変速機40の回転とともに回転する。図面において、
変速機40の内部は断面を省略している。前記変速機40
は、後スプロケット41にかかる人力を一旦変速機40内に
動力伝達し、変速機40内のギヤの噛み合わせを変えるこ
とによって変速されて変速機40の外ケースを回転させ
る。即ち、鍔42の回転は変速後の回転数で回転すること
になる。

【００２９】43は、変速機40外周に設けられたトルクセ
ンサで、該トルクセンサ43は人力トルクの変速後のトル
クを検出する。

【００３０】前記トルクセンサ43の具体的構造につい
て、図２、及び図３に基づき説明する。

【００３１】44は、前記鍔42に接続されており、前記鍔
42の車軸18に対して相対する位置に設けられた２つのピ
ンで、該ピン44は鍔42の回転とともに回転する。

【００３２】45は、前記変速機40外周に嵌合された２つ
のベアリングであり、該ベアリング45の外周には前記変
速機40の外周と所定の間隔を有して第２プーリー46を設
けている。該第２プーリー46は、筒状で変速機40の外周
を囲む径の小さい部分と、その部分の一部から連続する
径の大きい動力伝達されるベルト68が掛けられる部分と
が形成してある。また、前記第２プーリー46は、車軸18
に対して相対する位置に先端に傾斜を形成した傾斜部47
が形成してあり、また、その他の部分に前記変速機40か
ら延設した鍔42に設けたピン44が貫挿する切り欠き48が
２ヶ所に設けてあり、この切り欠き48の大きさは後述す
るバネ49の収縮量よりも少しばかり大きい大きさに設定
してある。また、該第２プーリー46は、前記回転側ケー
シング31と固着しており、回転側ケーシング31の回転と
ともに回転する。

【００３３】49は、前記ピン44と第２プーリー46との間
に設けられたバネで、人力はピン44から該バネ49を介し
て第２プーリー46を押圧することによって、第２プーリ
ー46を回転することが出来る。

【００３４】50は、アルミ製のリング51が取り付けてあ
り前記第２プーリー46の径の小さい部分の外周を摺動す
る摺動筒で、該摺動筒50は摺動したときに元の位置に戻
るようにバネ52が第２プーリー46の片端に固定してあ
る。また、摺動筒50の、前記傾斜部47と接する部分に突
起53が形成してあり、前記第２プーリー46を押圧したと
きに収縮する前記バネ49の収縮量だけ、突起53が傾斜部
47表面を移動し、即ち第２プーリー46の摺動筒50との回
転のズレの分だけ、摺動筒50が車軸18方向に移動するこ
とになる。この時、前記鍔42に設けられたピン44の先端
は摺動筒50に形成された孔54を挿通しており、鍔42の回
転で摺動筒50も回転し、バネ49の収縮で車軸18方向に摺
動筒50が移動するから、人力がかかった時には螺旋状に
移動することになる。そして摺動筒50が摺動するとピン
44と第２プーリー46の小さい径の部分をガイドにして摺
動筒50が移動することになる。

【００３５】55は、前記摺動筒50の外周に設けられたリ
ング51よりも少しばかり大きい径のコイルであり、該コ
イル55は、前記固定側ケーシング30の前記リング51が摺
動する付近に設けられ、該コイル55は前記リング51の移
動によるインダクタンスの変化を電気信号に変換するこ
とが出来る。即ち、人力トルクを電気信号の変化に変換
することが出来る。

【００３６】56は、固定側ケーシング30に設けられた車
両の補助動力となる電動機で、該電動機56は後述する制
御基板80からの出力信号に基づき駆動され、回転軸57を
もつロータ58と、その周囲に設けたステータ59とから構
成されている。

【００３７】60は、回転軸57に連結され電動機56の回転
を減速するための遊星ローラ減速機構で、該遊星ローラ
減速機構60は、電動機56から突出固定したピン61を中心
に回転自在に設けられ電動機56の回転軸57に連接し、回
転軸57の回転によって回転する複数個のローラ62と、該
複数個のローラ62の外周に連接しローラ62の回転によっ
て回転する回転筒63と、該回転筒63に一体に突出形成さ
れた出力軸64から構成される。また、65は、前記出力軸
64とベアリング66を介して電動機56に固定された遊星ロ
ーラ減速機構60の蓋体である。更に、遊星ローラ減速機
構60には一方向クラッチの機能が内蔵されている。

【００３８】67は、前記遊星ローラ減速機構60の前記出
力軸64に固定された第１プーリーであり、該第１プーリ
ー67には、前記第２プーリー46にかけてベルト68がかか
っており、電動機56からの駆動力を前記第２プーリー46
に減速して伝達するようになっている。

【００３９】69は、前記固定側ケーシング30に密着する
ように設けられ変速機40外周の回転を制動するためのブ
レーキ機構、即ちローラブレーキで、該ローラブレーキ
69は前記ハンドル７に設けられたブレーキレバー23によ
って操作された時にブレーキワイヤー24を引くことによ
ってブレーキシュー（図示せず）を外側に移動させ、変
速機40と噛み合って回転するブレーキの回転体70とブレ
ーキシューとが接することによって回転側ケーシング3
1、即ち後輪11に制動を掛けることが出来る。また、ロ
ーラブレーキ69には、ローラブレーキ69を固定するため
のアーム71が一体に形成してあり、該アーム71の先端は
Ｌ字状に折り曲げて、また穴が形成してある。そして、
アーム71の先端は前記固定側ケーシング30に形成した嵌
合孔72を挿通する延設部71ａが形成してあり、固定側ケ
ーシング30の外に穴が突出するようになっている。本実
施例では、嵌合孔72に延設部71ａの先端を挿通させてブ
レーキワイヤー24を取り付けたが、ローラブレーキ69の
回り止めのみの効果を達成する場合には、延設部71ａの
先端を挿通せずに固定側ケーシング30の内側で嵌合する
だけでもよい。

【００４０】73は、前記ローラブレーキ69から延設さ
れ、ローラブレーキ69を操作するための操作杆で、該操
作杆73は、前記固定側ケーシング30に形成した開口部35
を挿通し、固定側ケーシング30の外に表出している。そ
して、ローラブレーキ69を操作したときは、ローラブレ
ーキ69を中心として円弧状に移動する。

【００４１】74は、操作杆73の先端に取り付けられ、操
作杆74の先端を支点にして回動する連結杆で、該連結杆
74にはブレーキレバー23に取り付けられたワイヤー24が
取り付けられており、ブレーキレバー23を操作すること
でワイヤー24を引っ張り、操作杆73を動作させることに
よってローラブレーキ69を動作して制動を掛けることが
出来る。

【００４２】75は、前記第１プーリー67と前記第２プー
リー46とを連結するベルト68の張りを一定に保つための
テンションプーリーで、該テンションプーリー75は、Ｌ
字状のアーム76に、一端は回転自在のローラー77、他端
はバネ78が設けられ、中央は固定側ケーシング30に回動
自在に固定されている。即ち、ベルト68が緩んだ場合に
は、アーム76の他端に設けたバネ78の付勢力によってベ
ルト68を押さえることが出来、常に一定の力でベルト68
を張るようにしている。

【００４３】79は、前記電動機56を施蓋する樹脂製のカ
バーで、固定側ケーシング30に圧入してある。

【００４４】80は、前記固定側ケーシング30内に設けら
れた前記電動機56を駆動するための制御基板で、図６に
示す如く、固定側ケーシング30の内側に形成された枠81
の中に収めてある。

【００４５】次に、ペダル５に加わる人力駆動力を検出
するトルクセンサ43の動作について、図３に基づき詳し
く説明する。

【００４６】ペダル５を踏んだときにかかる人力駆動力
は、チェーン17を介して後スプロケット41に入力され、
変速機40によって変速されてから鍔42を介してピン44に
伝達され、ピン44によってバネ49を収縮させる。この
時、バネ49の収縮量と同じだけピン44に連結された摺動
筒50が回転するとともに、突起53が傾斜部47を移動する
ことによってリング51が車軸18方向に移動する。この移
動量がコイル55のインダクタンスを変化させることにな
り、電気信号に変換させて取り出すことが出来る。この
バネ49の撓みの大きさは、撓みの分だけ第２プーリー46
を遅らせて回転させる。即ち、変速機40と第２プーリー
46との間にズレが生じて回転することになる。

【００４７】次にトルクセンサ43の具体的な動作につい
て説明すると、前記鍔42が矢印方向に回転すると、前記
バネ49が撓みを生じ、前記摺動筒50が図３の左方向に移
動する。これによって突起53が傾斜部47を移動し、摺動
筒50は図３の下方向、即ち車軸18方向に移動する。ま
た、人力駆動力が無くなるとバネ49がバネの復元力によ
り元に戻るため、前記ピン44が元の位置に戻り、傾斜部
47に当接している突起53が前記バネ52の復元力によって
傾斜部47に沿って元に戻る。これによって、人力駆動力
の大きさによってコイル55の内側をリング51が移動し、
コイル55のインダクタンスを変化させることによって、
人力駆動力の大きさをコイル55のインダクタンスの変化
で検出することが出来る。

【００４８】これによって人力駆動力をトルクセンサ43
によって検出し、制御基板80に電気信号として入力する
ことで、これに基づく出力で電動機56を駆動することが
出来、電動機56の出力を人力駆動力の補助として動作す
ることが出来る。

【００４９】本実施例では、その比率を１対１にしてお
り、使用者の自転車を漕ぐ力を半分にすることが出来
る。

【００５０】次にローラブレーキ69の動作について説明
をする。

【００５１】固定側ケーシング30の開口部35は、地面に
向かって開口しており、この部分から外部からの空気が
入り込むため、開口部35近傍に設けたローラブレーキ69
を冷却することが出来る。また、この空気は、回転側ケ
ーシング31、固定側ケーシング30とで囲まれた空間も冷
却することになり、電動機56、制御基板80も冷却するこ
とが出来る。

【００５２】そして、ローラブレーキ69と固定側ケーシ
ング30とは密着させており、制動による発熱は固定側ケ
ーシング30に伝導し、固定側ケーシング30全体から放熱
される。

【００５３】また、開口部35は、地面に向かって下向き
に開口しているため、固定側ケーシング30の上から垂れ
てくる雨水が開口部35から内側に入り込むことがない。

【００５４】更に、この開口部35を利用してローラブレ
ーキ69を操作するための操作杆73が設けてあり、駆動部
15内側にローラブレーキ69を取り付けることで外観が良
くなる他、ローラブレーキ69を駆動部15の内側に取り付
けても操作杆73が駆動部15の外に出ているため、構成を
簡単にすることができる。

【００５５】そして、ローラブレーキ69を操作すると、
車軸18を中心に後輪11の回転方向にローラブレーキ69自
身が回転しようとするが、アーム71の延設部71ａを嵌合
孔72に嵌合させているため、ローラブレーキ69を動作し
たときのローラブレーキ69の回り止めにもなっている。

【００５６】更に、このアーム71は回り止めだけでな
く、前記ローラブレーキ69を動作するブレーキワイヤー
24を固定しているので、ブレーキワイヤー24を固定する
ためにも使われている。

【００５７】尚、本実施例ではブレーキ機構にローラブ
レーキ69を用いたが、バンドブレーキなどでも構わな
い。

【００５８】

【発明の効果】本発明は、駆動部のブレーキ機構近傍に
開口部を形成したので、開口部から駆動部外からの空気
の取り入れが出来、ブレーキ機構や電動機の冷却が可能
になる。

【００５９】また、開口部は、下向きに開口しているの
で、駆動部に付着した雨水は開口部に入ることがなく下
に落ちるため、雨による駆動部への水滴の侵入を防ぐこ
とが出来、ブレーキ機構など、内部の部品を錆から防
ぎ、また、電子部品などを水から守ることが出来る。

【００６０】更に、ブレーキ機構を操作するための操作
杆を設け、操作杆は、開口部から駆動部外に嵌挿させた
ので、ブレーキ機構を操作する場合は、駆動部の外から
操作杆を操作することで制動することができ、また開口
部からは冷却するための空気を取り入れることが出来
る。即ち、冷却するための開口部を利用してブレーキ機
構の操作杆を駆動部外に取り出すことが出来、外観が良
くなる。

【００６１】そして、ブレーキ機構に形成されたアーム
と、駆動部に形成された嵌合部とを備え、アームの一部
と嵌合部とは嵌合しているため、制動を掛けたときにブ
レーキ機構は車輪の回転とともに回転しようとするが、
この力は嵌合部によって吸収され、制動を掛けたときの
ブレーキ機構の回り止めとなって固定される。即ち、制
動が確実に行われるため、安全性が向上する。

【００６２】更に、アームは嵌合部を貫通して駆動部外
に延設した延設部を形成し、延設部にはブレーキ機構を
動作するブレーキワイヤーを固定したので、ブレーキワ
イヤーを固定するための部材を省略することが出来、ブ
レーキ機構の回り止めを兼ねてワイヤを固定することが
できる。

【００６３】そして、ブレーキ機構と駆動部とは密着し
て内蔵されているので、制動を掛けたときにブレーキ機
構から生じる熱を駆動部に伝達することが出来、熱は駆
動部によっても放熱される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す駆動部の側面断面図で
ある。

【図２】同トルクセンサの側面断面図である。

【図３】同トルクセンサの動作を示す概略図である。

【図４】同固定側ケーシングの平面図である。

【図５】同駆動部の側面図である。

【図６】同駆動部の回転側ケーシングを取り外したとき
の固定側ケーシング平面図である。

【図７】同動力系統図である。

【図８】同全体の構成を示す側面図である。

【符号の説明】

11 後輪（車輪） 15 駆動部 56 電動機 69 ローラブレーキ（ブレーキ機構） 35 開口部 73 操作杆 71 アーム 72 嵌合孔（嵌合部） 71ａ延設部 24 ブレーキワイヤー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪のハブ軸に設けられ車輪を駆動する
駆動部と、該駆動部に内蔵され車輪を駆動する電動機
と、前記駆動部に内蔵され車輪の回転を制動するブレー
キ機構とを備え、前記駆動部の前記ブレーキ機構近傍に
開口部を形成したことを特徴とする電動車。
【請求項２】前記開口部は、下向きに開口しているこ
とを特徴とする請求項１記載の電動車。
【請求項３】前記ブレーキ機構を操作するための操作
杆を設け、該操作杆は、前記開口部から前記駆動部外に
嵌挿させたことを特徴とする請求項１記載の電動車。
【請求項４】前記ブレーキ機構に形成されたアーム
と、前記駆動部に形成された嵌合部とを備え、前記アー
ムの一部と嵌合部とは嵌合していることを特徴とする請
求項１記載の電動車。
【請求項５】前記アームは前記嵌合部を貫通して駆動
部外に延設し、延設した前記アームには前記ブレーキ機
構を動作するブレーキワイヤーを固定したことを特徴と
する請求項４記載の電動車。
【請求項６】前記ブレーキ機構と前記駆動部とは密着
して内蔵されていることを特徴とする請求項１記載の電
動車。