DE112021006930T5 - Drive unit and electric bike - Google Patents

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DE112021006930T5
DE112021006930T5 DE112021006930.6T DE112021006930T DE112021006930T5 DE 112021006930 T5 DE112021006930 T5 DE 112021006930T5 DE 112021006930 T DE112021006930 T DE 112021006930T DE 112021006930 T5 DE112021006930 T5 DE 112021006930T5
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heat dissipation
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electric bicycle
lower tube
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Yusuke TANJI
Hideki Tamura
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Abstract

Das von der vorliegenden Offenbarung zu lösende Problem ist die Bereitstellung einer Antriebseinheit und eines Elektrofahrrades, die beide dafür konzipiert sind, das Aussehen von Elektrofahrrädern zu verbessern und Wärme äußerst effizient abzuleiten. Eine Antriebseinheit (4) beinhaltet einen Motor (43), eine Antreiberschaltung (42) und einen Wärmeableitungsabschnitt (403). Der Motor (43) erzeugt eine Antriebskraft, um das Elektrofahrrad (1) fortzubewegen. Die Antreiberschaltung (42) treibt den Motor (43) an. Der Wärmeableitungsabschnitt (403) leitet Wärme von wenigstens einem von der Antreiberschaltung (42) oder dem Motor (43) ab. Der Motor (43), die Antreiberschaltung (42) und der Wärmeableitungsabschnitt (403) sind in einem unteren Rohr (23) derart angeordnet, dass sie ins Innere einer Projektionsebene eines Querschnittes des unteren Rohres (23) fallen. Das untere Rohr (23) bildet einen Teil eines Rahmens (2) des Elektrofahrrades (1). Der Wärmeableitungsabschnitt (403) weist eine unebene Form auf.The problem to be solved by the present disclosure is to provide a drive unit and an electric bicycle, both designed to improve the appearance of electric bicycles and to dissipate heat extremely efficiently. A drive unit (4) includes a motor (43), a drive circuit (42) and a heat dissipation section (403). The motor (43) generates a driving force to move the electric bicycle (1). The driver circuit (42) drives the motor (43). The heat dissipation section (403) dissipates heat from at least one of the driving circuit (42) and the motor (43). The motor (43), the driving circuit (42) and the heat dissipation section (403) are arranged in a lower tube (23) such that they fall inside a projection plane of a cross section of the lower tube (23). The lower tube (23) forms part of a frame (2) of the electric bicycle (1). The heat dissipation section (403) has an uneven shape.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Antriebseinheit und ein Elektrofahrrad. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere eine Antriebseinheit zur Verwendung in einem Elektrofahrrad und ein Elektrofahrrad, das die Antriebseinheit beinhaltet.The present disclosure relates generally to a drive unit and an electric bicycle. The present disclosure particularly relates to a drive unit for use in an electric bicycle and an electric bicycle including the drive unit.

Hintergrundbackground

Patentdruckschrift 1 offenbart ein Elektrofahrrad, bei dem zwei Räder an jeweiligen Achsen, die an dem vorderen Ende und dem hinteren Ende eines Rahmens vorgesehen sind, montiert sind. Der Rahmen beinhaltet ein Hauptrohr, das benachbart zu einer Gabel vorgesehen ist, und ein Sitzrohr, das derart vorgesehen ist, dass es sich von dem Hauptrohr aus nach oben erstreckt. Am oberen Ende des Sitzrohres ist ein Sattel vorgesehen, auf den sich der Nutzer des Elektrofahrrades setzt. Zusätzlich ist ein Antriebsstrang, der eine Unterteilhalterungsachse beinhaltet, an einem unteren Teil des Hauptrohres montiert. Paarweise vorhandene Pedalarme sind an der Unterteilhalterungsachse angebracht. An der Spitze eines jeden Pedalarmes ist ein Pedal drehbar um eine Achse gestützt. Des Weiteren ist eine Batterieeinheit für den unteren Teil des Hauptrohres derart vorgesehen, dass sie vor dem Antriebsstrang befindlich ist.Patent Document 1 discloses an electric bicycle in which two wheels are mounted on respective axles provided at the front end and the rear end of a frame. The frame includes a main tube provided adjacent a fork and a seat tube provided extending upwardly from the main tube. At the upper end of the seat tube there is a saddle on which the user of the electric bicycle sits. In addition, a drive train including a base support axle is mounted on a lower portion of the main tube. Paired pedal arms are attached to the base bracket axle. At the tip of each pedal arm, a pedal is supported to rotate about an axis. Furthermore, a battery unit is provided for the lower part of the main pipe in such a way that it is located in front of the drive train.

Das Elektrofahrrad von Patentdruckschrift 1 beinhaltet den Antriebsstrang (Antriebseinheit), der an dem unteren Teil des Hauptrohres montiert ist. Der Antriebsstrang beeinträchtigt das Aussehen des Elektrofahrrades. Zudem ist kein Platz zur Verbesserung der Wärmeableitfähigkeit des Antriebsstranges vorhanden.The electric bicycle of Patent Document 1 includes the drive train (drive unit) mounted on the lower part of the main tube. The drivetrain affects the appearance of the electric bike. In addition, there is no space to improve the heat dissipation ability of the drive train.

ZitierstellenlisteCitation list

PatentliteraturPatent literature

Patentdruckschrift 1: JP H09-2368 A Patent document 1: JP H09-2368 A

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Eingedenk des vorbeschriebenen Hintergrundes ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung daher die Bereitstellung einer Antriebseinheit und eines Elektrofahrrades, die beide dafür konzipiert sind, das Aussehen eines Elektrofahrrades zu verbessern und Wärme erheblich effizienter abzuleiten.Therefore, in view of the above-described background, an object of the present disclosure is to provide a drive unit and an electric bicycle, both designed to improve the appearance of an electric bicycle and to dissipate heat significantly more efficiently.

Eine Antriebseinheit entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist zur Verwendung in einem Elektrofahrrad konzipiert. Die Antriebseinheit beinhaltet: einen Motor, der eine Antriebskraft erzeugt, um das Elektrofahrrad fortzubewegen; eine Antreiberschaltung, die den Motor antreibt; und einen Wärmeableitungsabschnitt, der Wärme von wenigstens einem von der Antreiberschaltung oder dem Motor ableitet. Der Motor, die Antreiberschaltung und der Wärmeableitungsabschnitt sind derart in einem zylindrischen Element angeordnet, dass sie ins Innere einer Projektionsebene eines Querschnittes des zylindrischen Elementes fallen. Das zylindrische Element ist hohl und bildet einen Teil eines Rahmens des Elektrofahrrades. Der Wärmeableitungsabschnitt weist eine unebene Form auf.A drive unit according to an aspect of the present disclosure is designed for use in an electric bicycle. The drive unit includes: a motor that generates driving force to move the electric bicycle; a driver circuit that drives the motor; and a heat dissipation section that dissipates heat from at least one of the driving circuit and the motor. The motor, the driving circuit, and the heat dissipation portion are disposed in a cylindrical member such that they fall inside a projection plane of a cross section of the cylindrical member. The cylindrical element is hollow and forms part of a frame of the electric bicycle. The heat dissipation portion has an uneven shape.

Ein Elektrofahrrad entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die vorbeschriebene Antriebseinheit und das zylindrische Element, an dem die Antriebseinheit montiert ist.An electric bicycle according to another aspect of the present disclosure includes the above-described drive unit and the cylindrical member on which the drive unit is mounted.

Kurzbeschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

  • 1 ist eine Seitenansicht zur Darstellung eines Elektrofahrrades, das eine Antriebseinheit entsprechend einer ersten Ausführungsform beinhaltet. 1 is a side view showing an electric bicycle including a drive unit according to a first embodiment.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung der Antriebseinheit entsprechend der ersten Ausführungsform. 2 is a perspective view showing the drive unit according to the first embodiment.
  • 3 ist ein Schaltungsdiagramm der Antriebseinheit entsprechend der ersten Ausführungsform. 3 is a circuit diagram of the drive unit according to the first embodiment.
  • 4 ist eine Vorderansicht zur Darstellung eines Teiles eines unteren Rohres, das mit der Antriebseinheit entsprechend der ersten Ausführungsform ausgestattet ist. 4 Fig. 10 is a front view showing a part of a lower pipe equipped with the drive unit according to the first embodiment.
  • 5 ist eine Seitenansicht zur Darstellung einer Struktur zum Montieren einer Antriebseinheit entsprechend einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform. 5 is a side view showing a structure for mounting a drive unit according to a first modification of the first embodiment.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Antriebseinheit entsprechend einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform. 6 is a perspective view showing a drive unit according to a second modification of the first embodiment.
  • 7 ist eine Seitenansicht zur Darstellung eines Elektrofahrrades, das eine Antriebseinheit entsprechend einer zweiten Ausführungsform beinhaltet. 7 is a side view showing an electric bicycle including a drive unit according to a second embodiment.
  • 8A ist eine Planansicht einer Antreiberschaltung, die in der Antriebseinheit entsprechend der zweiten Ausführungsform beinhaltet ist, bei einer Betrachtung von oberhalb einer ersten Montageoberfläche hiervon her. 8A is a plan view of a drive circuit included in the drive unit according to the second embodiment, viewed from above a first mounting surface thereof.
  • 8B ist eine transparente Ansicht einer zweiten Montageoberfläche der Antreiberschaltung bei einer Betrachtung von oberhalb der ersten Montageoberfläche hiervon her. 8B is a transparent view of a second mounting surface of the driver circuit when viewed from above the first mounting surface.
  • 9 ist eine Seitenansicht der Antreiberschaltung entsprechend der zweiten Ausführungsform. 9 is a side view of the driver circuit according to the second embodiment.
  • 10 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines ersten exemplarischen Wärmeübertragungselementes entsprechend der zweiten Ausführungsform. 10 is a cross-sectional view showing a first exemplary heat transfer element according to the second embodiment.
  • 11 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines zweiten exemplarischen Wärmeübertragungselementes entsprechend der zweiten Ausführungsform. 11 is a cross-sectional view showing a second exemplary heat transfer element according to the second embodiment.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines dritten exemplarischen Wärmeübertragungselementes entsprechend der zweiten Ausführungsform. 12 is a cross-sectional view showing a third exemplary heat transfer element according to the second embodiment.
  • 13 ist eine Seitenansicht zur Darstellung eines Elektrofahrrades, das eine Antriebseinheit entsprechend einer dritten Ausführungsform beinhaltet. 13 is a side view showing an electric bicycle including a drive unit according to a third embodiment.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Eine Antriebseinheit und ein Elektrofahrrad entsprechend exemplarischen Ausführungsformen werden nunmehr detailliert anhand der begleitenden Figuren beschrieben. Man beachte, dass die Figuren, auf die in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen verwiesen wird, allesamt schematische Darstellungen sind. Daher spiegelt das Verhältnis der Abmessungen (einschließlich der Dicken) jeweiliger konstituierender Elemente, die in den Figuren dargestellt sind, nicht immer deren tatsächliches Abmessungsverhältnis wider. Man beachte, dass die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen rein exemplarisch für verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind und nicht beschränkend gedeutet werden sollen. Vielmehr können die exemplarischen Ausführungsformen ohne Weiteres auf verschiedene Weisen in Abhängigkeit von der Wahl des Designs oder einem anderen Faktor modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzugehen.A drive unit and an electric bicycle according to exemplary embodiments will now be described in detail with reference to the accompanying figures. Note that the figures referred to in the description of embodiments below are all schematic representations. Therefore, the ratio of dimensions (including thicknesses) of respective constituent elements shown in the figures does not always reflect their actual dimensional ratio. Note that the embodiments described below are purely exemplary of various embodiments of the present disclosure and are not intended to be construed as limiting. Rather, the exemplary embodiments may be readily modified in various ways depending on design choice or other factor without departing from the scope of the present disclosure.

(1) Erste Ausführungsform(1) First embodiment

(1.1) Elektrofahrrad(1.1) Electric bike

Das in 1 gezeigte Elektrofahrrad 1 ist ein Fahrrad mit der Fähigkeit, mit elektromotorischer Leistung zu fahren. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Elektrofahrrad 1 als elektrisch unterstütztes Fahrrad implementiert, das dafür konzipiert ist, dass eine Antriebseinheit 4 den Fahrer beim Pedaltreten unterstützt (wobei die Kraft, die der Fahrer beim Pedaltreten ausübt, nachstehend bisweilen als „Pedaltretkraft“ bezeichnet wird). Im Sinne des Vorliegenden wird die Richtung, in der das Elektrofahrrad 1 fährt, nachstehend als „Vorwärtsrichtung“ bezeichnet, während die hierzu entgegengesetzte Richtung als „Rückwärtsrichtung“ bezeichnet wird. Auch werden die Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen kollektiv als „Vorwärts-/Rückwärts-Richtungen“ bezeichnet, während die beiden entgegengesetzten Richtungen, die senkrecht zu den Vorwärts-/Rückwärts-Richtungen und mit einer horizontalen Ebene ausgerichtet sind, nachstehend kollektiv als „Rechts-/Links-Richtungen“ bezeichnet werden. Rechts und Links sind hierbei bei den Rechts-/Links-Richtungen derart definiert, dass das Elektrofahrrad 1 nach vorne weist. Man beachte, dass diese Definitionen der Richtungen nicht dahingehend gedeutet werden sollen, dass sie die Verwendungsweise des Elektrofahrrades 1 und der Antriebseinheit 4 beschränken.This in 1 Electric bicycle 1 shown is a bicycle with the ability to ride with electric motor power. In the present embodiment, the electric bicycle 1 is implemented as an electric-assisted bicycle designed so that a drive unit 4 assists the rider in pedaling (the force exerted by the rider in pedaling is sometimes referred to as “pedaling force” hereinafter). For the purposes of this, the direction in which the electric bicycle 1 travels is hereinafter referred to as the “forward direction”, while the opposite direction is referred to as the “reverse direction”. Also, the forward and backward directions are collectively referred to as "forward/backward directions", while the two opposite directions, which are perpendicular to the forward/backward directions and aligned with a horizontal plane, are hereinafter collectively referred to as "right/backward". “Left directions”. Right and left are defined in the right/left directions in such a way that the electric bicycle 1 points forward. Note that these definitions of the directions are not intended to limit the manner of use of the electric bicycle 1 and the drive unit 4.

Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet das Elektrofahrrad 1 einen Rahmen 2, ein Vorderrad 31, ein Hinterrad 32 und die Antriebseinheit 4.As in 1 As shown, the electric bicycle 1 includes a frame 2, a front wheel 31, a rear wheel 32 and the drive unit 4.

Der Rahmen 2 stützt eine Person, die das Elektrofahrrad 1 fährt (nachstehend als „Fahrer“ bezeichnet). Die Last des Rahmens 2 und des Fahrers wird vom Boden über das Vorderrad 31 und das Hinterrad 32 gestützt.The frame 2 supports a person riding the electric bicycle 1 (hereinafter referred to as a “rider”). The load of the frame 2 and the driver is supported from the ground via the front wheel 31 and the rear wheel 32.

Der Rahmen 2 besteht hauptsächlich aus hohlen zylindrischen Elementen und beinhaltet ein Kopfrohr 21, ein oberes Rohr 22, ein unteres Rohr 23, ein Sitzrohr 24, Sitzstreben 25, Kettenstreben 26 und eine Unterteilhalterungseinhausung (Bottom Bracket Shell, BB-Einhausung) 27. Der Rahmen 2 kann aus einer Aluminiumlegierung bestehen, die Aluminium als Hauptkomponente beinhaltet. Der Rahmen 2 muss jedoch nicht aus einer Aluminiumlegierung bestehen, sondern kann auch aus Metall, Kohlenstoff oder einem beliebigen anderen geeigneten Material bestehen. Beispiele für metallische Materialien des Rahmens 2 beinhalten Chrom-Molybdän-Stahl, hohe Zugfestigkeit aufweisenden Stahl und Titan.The frame 2 consists mainly of hollow cylindrical elements and includes a head tube 21, an upper tube 22, a lower tube 23, a seat tube 24, seat stays 25, chainstays 26 and a bottom bracket shell (BB housing) 27. The frame 2 may be made of aluminum alloy containing aluminum as the main component. However, the frame 2 does not have to be made of an aluminum alloy, but can also be made of metal, carbon or any other suitable material. Examples of metallic materials of the frame 2 include chromium-molybdenum steel, high tensile steel, and titanium.

Das Kopfrohr 21 ist ein hohles zylindrisches Element, das sich in einer Aufwärtsrichtung erstreckt und sich dabei nach hinten neigt. Das obere Ende des Kopfrohres 21 ist ein wenig hinter dem unteren Ende des Kopfrohres 21 befindlich. Dies bedeutet, dass das Kopfrohr 21 derart geneigt ist, dass es schräg nach hinten hin zu dem oberen Ende des Kopfrohres 21 verläuft. Ein Schaft 601 ist in die obere Öffnung des Kopfrohres 21 eingeführt. Das Kopfrohr 21 stützt den Schaft 601 drehbar um die Achse des Kopfrohres 21. Am oberen Ende des Schaftes 601 ist eine Lenkstange 602 befestigt. Die Lenkstange 602 ist beispielsweise mit einer manuell zu betätigenden Einheit zum Einschalten (EIN) und Ausschalten (AUS) der elektrischen Unterstützung versehen. Am unteren Ende des Schaftes 601 ist eine Gabel 603 vorgesehen, die paarweise vorhandene Rohre beinhaltet, die seitlich nebeneinander in den Rechts-/Links-Richtungen angeordnet sind und sich nach unten erstrecken. Die Achse des Vorderrades 31 ist an den jeweiligen unteren Enden der paarweise vorhandenen Rohre der Gabel 603 montiert. Die paarweise vorhandenen Rohre der Gabel 603 stützen das Vorderrad 31 drehbar. Eine Drehung der Lenkstange 602 um die Achse des Kopfrohres 21 bewirkt, dass sich die paarweise vorhandenen Rohre der Gabel 603 zusammen mit dem Kopfrohr 21 drehen, was die Orientierung des Vorderrades 31 ändert.The head pipe 21 is a hollow cylindrical member that extends in an upward direction while sloping backwards. The upper end of the head tube 21 is located a little behind the lower end of the head tube 21. This means that the head pipe 21 is inclined in such a way that it runs obliquely backwards towards the upper end of the head pipe 21. A shaft 601 is inserted into the upper opening of the head tube 21. The head tube 21 supports the shaft 601 rotatably about the axis of the head tube 21. A handlebar 602 is attached to the upper end of the shaft 601. The handlebar 602 is, for example, provided with a manually operated unit for switching on (ON) and switching off (OFF) the electrical assistance. At the bottom of the shaft is 601 a fork 603 is provided which includes paired tubes arranged side by side in the right/left directions and extending downward. The axle of the front wheel 31 is mounted on the respective lower ends of the paired tubes of the fork 603. The paired tubes of the fork 603 support the front wheel 31 in a rotatable manner. A rotation of the handlebar 602 about the axis of the head tube 21 causes the paired tubes of the fork 603 to rotate together with the head tube 21, which changes the orientation of the front wheel 31.

Das obere Rohr 22 ist ein hohles zylindrisches Element, das sich von dem oberen Teil des Kopfrohres 21 aus nach hinten erstreckt. Das hintere Ende des oberen Rohres 22 ist unter dem vorderen Ende des oberen Rohres 22 befindlich. Dies bedeutet, dass sich das obere Rohr 22 derart neigt, dass es schräg nach unten hin zu dem hinteren Ende des oberen Rohres 22 verläuft. Das vordere Ende des oberen Rohres 22 ist beispielsweise durch Anschweißen an dem hinteren Ende des Kopfrohres 21 befestigt. Das hintere Ende des oberen Rohres 22 ist beispielsweise durch Anschweißen an einem vorderen Abschnitt des Sitzrohres 24 befestigt.The upper tube 22 is a hollow cylindrical member extending rearwardly from the upper part of the head tube 21. The rear end of the upper tube 22 is located below the front end of the upper tube 22. This means that the upper tube 22 slopes in such a way that it runs obliquely downwards towards the rear end of the upper tube 22. The front end of the upper tube 22 is attached to the rear end of the head tube 21, for example by welding. The rear end of the upper tube 22 is attached to a front portion of the seat tube 24, for example by welding.

Das Sitzrohr 24 ist ein hohles zylindrisches Element, das sich in den Aufwärts-/Abwärts-Richtungen erstreckt. Das obere Ende des Sitzrohres 24 ist ein wenig hinter dem unteren Ende hiervon befindlich. Dies bedeutet, dass das obere Rohr 22 derart geneigt ist, dass es schräg nach hinten hin zu dem oberen Ende des Elektrofahrrades 1 verläuft. An einem oberen Vorderabschnitt des Sitzrohres 24 ist das hintere Ende des oberen Rohres 22 beispielsweise durch Anschweißen befestigt. Eine Sitzstange 612, die sich von einem Sattel 611 aus nach unten erstreckt, ist in die obere Öffnung des Sitzrohres 24 eingeführt. Das beispielsweise mit einer Sitzstangenklemme erfolgende Befestigen der Sitzstange 612 an dem Sitzrohr 24 ermöglicht, dass der Sattel 611 an dem Sitzrohr 24 montiert wird. Das untere Ende des Sitzrohres 24 ist beispielsweise durch Anschweißen an der Unterteilhalterungseinhausung 27 innerhalb einer Halterung 5 befestigt.The seat tube 24 is a hollow cylindrical member extending in the up/down directions. The upper end of the seat tube 24 is located slightly behind the lower end thereof. This means that the upper tube 22 is inclined such that it runs obliquely backwards towards the upper end of the electric bicycle 1. The rear end of the upper tube 22 is attached to an upper front section of the seat tube 24, for example by welding. A seat post 612 extending downward from a saddle 611 is inserted into the upper opening of the seat tube 24. Fastening the seat post 612 to the seat tube 24, for example with a seat post clamp, allows the saddle 611 to be mounted on the seat tube 24. The lower end of the seat tube 24 is attached to the lower part holder housing 27 within a holder 5, for example by welding.

Das untere Rohr 23 ist ein hohles zylindrisches Element, das sich schräg nach unten und hinten von einem unteren Abschnitt des Kopfrohres 21 aus erstreckt. Das hintere Ende des unteren Rohres 23 ist unter dem vorderen Ende des unteren Rohres 23 befindlich. Dies bedeutet, dass das untere Rohr 23 derart geneigt ist, dass es schräg nach unten hin zu dem hinteren Ende des Elektrofahrrades 1 verläuft. Das vordere Ende des unteren Rohres 23 ist beispielsweise durch Anschweißen an einem hinteren Abschnitt des Kopfrohres 21 befestigt. Das hintere Ende des unteren Rohres 23 ist beispielsweise durch Anschweißen an der Unterteilhalterungseinhausung 27 innerhalb der Halterung 5 befestigt.The lower tube 23 is a hollow cylindrical member which extends obliquely downward and rearwardly from a lower portion of the head tube 21. The rear end of the lower tube 23 is located below the front end of the lower tube 23. This means that the lower tube 23 is inclined such that it runs obliquely downwards towards the rear end of the electric bicycle 1. The front end of the lower tube 23 is attached to a rear portion of the head tube 21, for example by welding. The rear end of the lower tube 23 is attached to the lower part holder housing 27 within the holder 5, for example by welding.

Die paarweise vorhandenen Kettenstreben 26 sind derart seitlich nebeneinander in den Rechts-/Links-Richtungen angeordnet, dass sie das Hinterrad 32 zwischen sich anordnen. Die Achse des Hinterrades 32 ist an jeweiligen hinteren Enden der paarweise vorhandenen Kettenstreben 26 montiert. Die paarweise vorhandenen Kettenstreben 26 stützen das Hinterrad 32 drehbar. Die jeweiligen vorderen Enden der paarweise vorhandenen Kettenstreben 26 sind beispielsweise durch Einpassen, Verbinden oder Anschweißen mit der Unterteilhalterungseinhausung 27 innerhalb der Halterung 5 verbunden. Die Kettenstreben 26 sind hohle oder massive Elemente, die sich von der Halterung 5 aus nach hinten erstrecken.The paired chainstays 26 are arranged laterally next to each other in the right/left directions in such a way that they arrange the rear wheel 32 between them. The axle of the rear wheel 32 is mounted on respective rear ends of the paired chainstays 26. The chainstays 26 present in pairs support the rear wheel 32 in a rotatable manner. The respective front ends of the paired chainstays 26 are connected to the lower part holder housing 27 within the holder 5, for example by fitting, connecting or welding. The chainstays 26 are hollow or solid elements that extend backwards from the bracket 5.

Die paarweise vorhandenen Sitzstreben 25 sind derart seitlich nebeneinander in den Rechts-/Links-Richtungen angeordnet, dass sie das Hinterrad 32 zwischen sich anordnen. Die jeweiligen hinteren Enden der paarweise vorhandenen Sitzstreben 25 sind beispielsweise durch Einpassen, Verbinden oder Anschweißen mit den jeweiligen hinteren Enden der paarweise vorhandenen Kettenstreben 26 zusammengefügt. Die jeweiligen vorderen Enden der paarweise vorhandenen Kettenstreben 25 sind mit einem mittleren Abschnitt des Sitzrohres 24 beispielsweise durch Einpassen, Verbinden oder Anschweißen verbunden. Die Sitzstreben 25 sind hohle oder massive Elemente, die sich schräg nach unten und hinten aus dem Bereich rings um das obere Ende des Sitzrohres 24 erstrecken.The seat stays 25, which are present in pairs, are arranged side by side in the right/left directions in such a way that they arrange the rear wheel 32 between them. The respective rear ends of the paired seat stays 25 are joined together, for example, by fitting, connecting or welding to the respective rear ends of the paired chainstays 26. The respective front ends of the paired chainstays 25 are connected to a central section of the seat tube 24, for example by fitting, connecting or welding. The seat stays 25 are hollow or solid elements that extend obliquely downwards and rearwards from the area around the upper end of the seat tube 24.

Die Halterung 5 beinhaltet eine Halterungsabdeckung 51 und einen Übertragungsmechanismus 52. Der Übertragungsmechanismus 52 ist in der Halterungsabdeckung 51 aufgenommen. Der Übertragungsmechanismus 52 beinhaltet einen Geschwindigkeitsverringerer, der beispielsweise ein Planetengetriebe verwendet und die Unterstützungskraft der Antriebseinheit 4 auf ein Kurbelkettenrad 634 überträgt.The holder 5 includes a holder cover 51 and a transmission mechanism 52. The transmission mechanism 52 is accommodated in the holder cover 51. The transmission mechanism 52 includes a speed reducer that uses, for example, a planetary gear and transmits the assist force of the drive unit 4 to a crank sprocket 634.

Zusätzlich ist innerhalb der Halterung 5 die Unterteilhalterungseinhausung 27 des Rahmens 2 befindlich. Mit der Unterteilhalterungseinhausung 27 sind das untere Ende des Sitzrohres 24, das hintere Ende des unteren Rohres 23 und die jeweiligen vorderen Enden der paarweise vorhandenen Kettenstreben 26 verbunden. Ein zylindrisches Einführloch, das in den Rechts-/Links-Richtungen durch die Unterteilhalterungseinhausung 27 hindurchtritt, ist vorgesehen. Die Unterteilhalterungseinhausung 27 nimmt eine Unterteilhalterung auf, die eine Unterteilhalterungsachse 633 aufweist, die sich in den Rechts-/Links-Richtungen erstreckt. Ein Ende des einen Kurbelarmes 632 ist an der Unterteilhalterungsachse 633 links von der Unterteilhalterungseinhausung 27 gesichert, während ein Ende des anderen Kurbelarmes 632 an der Unterteilhalterungsachse 633 rechts von der Unterteilhalterungseinhausung 27 gesichert ist. Ein Pedal 631 ist am anderen Ende eines jeden der Kurbelarme 632 angebracht. Der Fahrer des Elektrofahrrades 1 kann durch Treten in die Pedale 631 eine selbst erzeugte Drehkraft auf die Unterteilhalterungsachse 633 ausüben.In addition, the lower part holder housing 27 of the frame 2 is located within the holder 5. The lower end of the seat tube 24, the rear end of the lower tube 23 and the respective front ends of the pairs of chain stays 26 are connected to the lower part holder housing 27. A cylindrical insertion hole passing through the base holder case 27 in the right/left directions is provided. The base holder housing 27 houses a base holder having a base holder axis 633 extending in the right/left directions. One end of one crank arm 632 is on the base holder axle 633 is secured to the left of the lower part holder housing 27, while one end of the other crank arm 632 is secured to the lower part holder axle 633 to the right of the lower part holder housing 27. A pedal 631 is attached to the other end of each of the crank arms 632. The driver of the electric bicycle 1 can exert a self-generated rotational force on the lower part holder axle 633 by pedaling the pedals 631.

Das Kurbelkettenrad 634 ist an der Unterteilhalterungsachse 633 montiert und dreht sich koaxial mit dieser. Ein Hinterradkettenrad 636 ist an der Nabe des Hinterrades 32 montiert und dreht sich koaxial mit dem Hinterrad 32. Eine Kette 635 ist zwischen dem Kurbelkettenrad 634 und dem Hinterradkettenrad 636 aufgehängt. Tritt der Fahrer des Elektrofahrrades 1 in die Pedale 631, so wird die Drehkraft auf das Hinterrad 32 über die Kurbelarme 632, die Unterteilhalterungsachse 633, das Kurbelkettenrad 634, die Kette 635 und das Hinterradkettenrad 636 übertragen, was bewirkt, dass sich das Hinterrad 32 dreht.The crank sprocket 634 is mounted on the base support axle 633 and rotates coaxially therewith. A rear wheel sprocket 636 is mounted on the hub of the rear wheel 32 and rotates coaxially with the rear wheel 32. A chain 635 is suspended between the crank sprocket 634 and the rear wheel sprocket 636. When the rider of the electric bicycle 1 pedals 631, the rotational force is transmitted to the rear wheel 32 via the crank arms 632, the base support axle 633, the crank sprocket 634, the chain 635 and the rear wheel sprocket 636, causing the rear wheel 32 to rotate .

Die Antriebseinheit 4 verfügt über die Fähigkeit, eine Unterstützungskraft zu erzeugen, die den Fahrer beim Pedaltreten unterstützt, und ist an dem unteren Rohr 23 montiert. Dreht sich die Unterteilhalterungsachse 633, so detektiert die Antriebseinheit 4 die Drehkraft der Unterteilhalterungsachse 633 als Pedaltretkraft, um eine Unterstützungskraft entsprechend dem Wert der Pedaltretkraft zu erzeugen. Die Unterstützungskraft, die von der Antriebseinheit 4 erzeugt wird, wird über den Übertragungsmechanismus 52, das Kurbelkettenrad 634, die Kette 635 und das Hinterradkettenrad 636 auf das Hinterrad 32 übertragen.The drive unit 4 has the ability to generate an assist force that assists the rider in pedaling, and is mounted on the lower tube 23. When the base support shaft 633 rotates, the drive unit 4 detects the rotation force of the base support shaft 633 as the pedaling force to generate an assist force corresponding to the value of the pedaling force. The assist force generated by the drive unit 4 is transmitted to the rear wheel 32 via the transmission mechanism 52, the crank sprocket 634, the chain 635 and the rear wheel sprocket 636.

(1.2) Antriebseinheit(1.2) Drive unit

Um zu vermeiden, dass das Aussehen des Elektrofahrrades 1 beeinträchtigt wird, ist die Antriebseinheit 4 derart an dem unteren Rohr 23 montiert, dass sie ins Innere der Projektionsebene eines Querschnittes des unteren Rohres 23 fällt. Dies bedeutet, dass die Antriebseinheit 4 integral in Bezug auf das untere Rohr 23 montiert ist und dabei nicht von der äußeren Oberfläche des unteren Rohres 23 vorsteht.In order to avoid affecting the appearance of the electric bicycle 1, the drive unit 4 is mounted on the lower tube 23 so that it falls inside the projection plane of a cross section of the lower tube 23. This means that the drive unit 4 is integrally mounted with respect to the lower tube 23 and does not protrude from the outer surface of the lower tube 23.

Die Antriebseinheit 4 beinhaltet ein Einheitsgehäuse 40, eine Batterie 41, eine Antreiberschaltung 42 und einen Motor 43, wie in 1 und 2 gezeigt ist.The drive unit 4 includes a unit case 40, a battery 41, a driving circuit 42 and a motor 43 as shown in 1 and 2 is shown.

(1.2.1) Ausgestaltung der Schaltung für die Antriebseinheit(1.2.1) Design of the circuit for the drive unit

Die Batterie 41 ist eine Sekundärbatterie, so beispielsweise eine Lithium-lonen-Batterie, eine Nickel-Wasserstoff-Batterie, eine Nickel-Kadmium-Batterie oder eine Blei-Speicherbatterie, und gibt eine Gleichspannung aus. Optional kann die Batterie 41 auch derart ausgestaltet sein, dass sie beispielsweise der manuell zu betätigenden Einheit zum Einschalten (EIN) und Ausschalten (AUS) des Vorderlichtes und der elektrischen Unterstützung Leistung zuführt. Die Batterie 41 beinhaltet wenigstens eine Batteriepackung, in der mehrere Einheitsbatterien (oder Zellen) miteinander in Reihe verbunden sind. Beinhaltet die Batterie 41 mehrere Batteriepackungen, so sind die mehreren Batteriepackungen parallel verbunden. Man beachte, dass die Batterie 41 eine oder mehrere Einheitsbatterien beinhalten kann.The battery 41 is a secondary battery such as a lithium-ion battery, a nickel-hydrogen battery, a nickel-cadmium battery, or a lead storage battery, and outputs a DC voltage. Optionally, the battery 41 can also be designed in such a way that it supplies power, for example, to the manually operated unit for switching on (ON) and switching off (OFF) the headlight and the electrical assistance. The battery 41 includes at least one battery pack in which a plurality of unit batteries (or cells) are connected to each other in series. If the battery 41 contains several battery packs, the several battery packs are connected in parallel. Note that the battery 41 may include one or more standard batteries.

Die Antreiberschaltung 42 empfängt die Gleichspannung von der Batterie 41 und gibt eine dreiphasige Wechselspannung an den Motor 43 aus. Dies bedeutet, dass die Antreiberschaltung 42 eine Leistungsumwandlungsverarbeitung durchführt, bei der eine Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung umgewandelt wird.The driving circuit 42 receives the DC voltage from the battery 41 and outputs a three-phase AC voltage to the motor 43. This means that the driving circuit 42 performs power conversion processing in which DC power is converted into AC power.

Insbesondere beinhaltet die Antreiberschaltung 42 sechs Schaltelemente (Halbleiterschaltelemente) Q1 bis Q6, einen Kondensator C1 und eine Steuer- bzw. Regelschaltung 421, wie in 3 gezeigt ist. Jedes der Schaltelemente Q1 bis Q6 ist ein N-Kanal-Enhancement-MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor MOSFET, Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor). Die Schaltelemente Q1 bis Q6 müssen keine MOSFETs, sondern können Halbleiterschaltelemente eines beliebigen Typs, so beispielsweise Bipolartransistoren, sein.Specifically, the driver circuit 42 includes six switching elements (semiconductor switching elements) Q1 to Q6, a capacitor C1 and a control circuit 421 as shown in 3 is shown. Each of the switching elements Q1 to Q6 is an N-channel enhancement MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor MOSFET). The switching elements Q1 to Q6 do not have to be MOSFETs, but can be semiconductor switching elements of any type, such as bipolar transistors.

Der Kondensator C1 ist ein Kondensator zum Glätten der Gleichspannung der Batterie 41. Die sechs Schaltelemente Q1 bis Q6 sind dreiphasig brückenverbunden und wandeln die Gleichspannung des Kondensators C1 in eine dreiphasige Wechselspannung um.The capacitor C1 is a capacitor for smoothing the DC voltage of the battery 41. The six switching elements Q1 to Q6 are three-phase bridge-connected and convert the DC voltage of the capacitor C1 into a three-phase AC voltage.

Die Schaltelemente Q1 bis Q6 bilden einen ersten Arm, der die Schaltelemente Q1, Q2 beinhaltet, einen zweiten Arm, der die Schaltelemente Q3, Q4 beinhaltet, und einen dritten Arm, der die Schaltelemente Q5, Q6 beinhaltet. In dem ersten Arm ist der Drain-Anschluss D1 des Schaltelementes Q1 mit der positiven Elektrode des Kondensators C1 verbunden, ist der Source-Anschluss S1 des Schaltelementes Q1 mit dem Drain-Anschluss D2 des Schaltelementes Q2 verbunden, und ist der Source-Anschluss S2 des Schaltelementes Q2 mit der negativen Elektrode des Kondensators C1 verbunden. In dem zweiten Arm ist der Drain-Anschluss D3 des Schaltelementes Q3 mit der positiven Elektrode des Kondensators C1 verbunden, ist der Source-Anschluss S3 des Schaltelementes Q3 mit dem Drain-Anschluss D4 des Schaltelementes Q4 verbunden, und ist der Source-Anschluss S4 des Schaltelementes Q4 mit der negativen Elektrode des Kondensators C1 verbunden. In dem dritten Arm ist der Drain-Anschluss D5 des Schaltelementes Q5 mit der positiven Elektrode des Kondensators C1 verbunden, ist der Source-Anschluss S5 des Schaltelementes Q5 mit dem Drain-Anschluss D6 des Schaltelementes Q6 verbunden, und ist der Source-Anschluss S6 des Schaltelementes Q6 mit der negativen Elektrode des Kondensators C1 verbunden.The switching elements Q1 to Q6 form a first arm that includes the switching elements Q1, Q2, a second arm that includes the switching elements Q3, Q4, and a third arm that includes the switching elements Q5, Q6. In the first arm, the drain terminal D1 of the switching element Q1 is connected to the positive electrode of the capacitor C1, the source terminal S1 of the switching element Q1 is connected to the drain terminal D2 of the switching element Q2, and the source terminal S2 is connected Switching element Q2 is connected to the negative electrode of capacitor C1. In the second arm, the drain terminal D3 of the switching element Q3 is connected to the positive electrode of the capacitor C1, the source terminal S3 of the switching element Q3 is connected to the Drain terminal D4 of the switching element Q4 is connected, and the source terminal S4 of the switching element Q4 is connected to the negative electrode of the capacitor C1. In the third arm, the drain D5 of the switching element Q5 is connected to the positive electrode of the capacitor C1, the source S5 of the switching element Q5 is connected to the drain D6 of the switching element Q6, and the source S6 is connected Switching element Q6 is connected to the negative electrode of capacitor C1.

Die Steuer- bzw. Regelschaltung 421 legt eine Gate-Spannung an den jeweiligen Gate-Anschlüssen G1 bis G6 der Schaltelemente Q1 bis Q6 an, um die Schaltelemente Q1 bis Q6 einzuschalten (EIN) und auszuschalten (AUS) und hierdurch zu bewirken, dass die Schaltelemente Q1 bis Q6 als Drei-Phasen-Inverter arbeiten. Die Steuer- bzw. Regelschaltung 421 beinhaltet einen Computer, so beispielsweise einen Mikrocomputer, der einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet. In diesem Fall übernimmt der Computer wenigstens einige Funktionen der Steuer- bzw. Regelschaltung 421, indem er bewirkt, dass der Prozessor ein in dem Speicher gespeichertes Programm ausführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Programm, das von dem Prozessor ausgeführt werden soll, vorab in dem Speicher des Computers gespeichert worden. Alternativ kann das Programm auch verteilt werden, nachdem es auf einem nichttemporären Speichermedium, so beispielsweise auf einer Speicherkarte, gespeichert oder über eine Telekommunikationsverbindung, so beispielsweise das Internet, heruntergeladen worden ist. Bei einer weiteren Alternative kann die Steuer- bzw. Regelschaltung 421 als Kombination aus einem Computer und diskreten Komponenten gebildet sein.The control circuit 421 applies a gate voltage to the respective gate terminals G1 to G6 of the switching elements Q1 to Q6 to turn on (ON) and turn off (OFF) the switching elements Q1 to Q6, thereby causing the Switching elements Q1 to Q6 work as three-phase inverters. The control circuit 421 includes a computer, such as a microcomputer, which includes a processor and a memory. In this case, the computer takes over at least some functions of the control circuit 421 by causing the processor to execute a program stored in memory. In the present embodiment, the program to be executed by the processor has been previously stored in the memory of the computer. Alternatively, the program may be distributed after being stored on a non-temporary storage medium, such as a memory card, or downloaded via a telecommunications connection, such as the Internet. In another alternative, the control circuit 421 may be formed as a combination of a computer and discrete components.

Der Motor 43 kann beispielsweise ein bürstenloser Motor sein. Eine Drehwelle 431 des Motors 43 wird durch die dreiphasige Wechselspannung, die von der Antreiberschaltung 42 zugeleitet wird, in Drehung versetzt. Die Drehwelle 431 des Motors 43 ist mit dem Übertragungsmechanismus 52 verbunden. Daher wird die Unterstützungskraft, die durch Drehen der Drehwelle 431 des Motors 43 erzeugt wird, über den Übertragungsmechanismus 52 auf das Kurbelkettenrad 634 übertragen.The motor 43 can be a brushless motor, for example. A rotating shaft 431 of the motor 43 is rotated by the three-phase AC voltage supplied from the driving circuit 42. The rotation shaft 431 of the motor 43 is connected to the transmission mechanism 52. Therefore, the assist force generated by rotating the rotation shaft 431 of the motor 43 is transmitted to the crank sprocket 634 via the transmission mechanism 52.

(1.2.2) Montage der Antriebseinheit(1.2.2) Assembly of the drive unit

Das untere Rohr 23 ist ein hohles zylindrisches Element, das das Kopfrohr 21 mit der Unterteilhalterungseinhausung 27 verbindet. Das untere Rohr 23 ist ein längliches Element, das sich von dem Kopfrohr 21 hin zu der Unterteilhalterungseinhausung 27 erstreckt. Ein hinterer Abschnitt 231 des unteren Rohres 23 weist eine Ausnehmung 230 auf, die sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstreckt. Die Antriebseinheit 4 ist derart montiert, dass sie in die Ausnehmung 230 eingepasst ist.The lower tube 23 is a hollow cylindrical member that connects the head tube 21 to the base holder housing 27. The lower tube 23 is an elongated member that extends from the head tube 21 toward the base holder enclosure 27. A rear section 231 of the lower tube 23 has a recess 230 which extends along the longitudinal axis of the lower tube 23. The drive unit 4 is mounted in such a way that it is fitted into the recess 230.

Das Einheitsgehäuse 40 ist eine hohles Stangenelement, das die Einhausung der Antriebseinheit 4 bildet, und kann beispielsweise aus Harz bestehen. Das Einheitsgehäuse 4 nimmt die Batterie 41, die Antreiberschaltung 42 und den Motor 43 auf. Eine vordere Oberfläche des Einheitsgehäuses 40 beinhaltet einen Wärmeableitungsabschnitt 403 (siehe 2 und 4). Das Einheitsgehäuse 40 ist in die Ausnehmung 230 des unteren Rohres 63 eingesetzt und schließt die Ausnehmung 230 derart, dass die Batterie 41, die Antreiberschaltung 42 und der Motor 43 in das untere Rohr 23 eingebaut sind. Das Einheitsgehäuse 40 verfügt über einen Arretiermechanismus, einen Einpassmechanismus oder einen Schraubmechanismus und ist beispielsweise durch Arretieren, Einpassen oder Schrauben an dem unteren Rohr 23 befestigt. Eine hintere Oberfläche des Einheitsgehäuses 40, die die Ausnehmung 230 bedeckt, ist entweder mit der äußeren Oberfläche des unteren Rohres 23 bündig oder innerhalb des unteren Rohres 23 in Bezug auf die äußere Oberfläche des unteren Rohres 23 befindlich. Der Wärmeableitungsabschnitt 403 der Antriebseinheit 4 mit Montage an dem unteren Rohr 23 weist zu einem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23. Dies bedeutet, dass bei einer Betrachtung entlang der Achse des unteren Rohres 23 die Antriebseinheit 4 ins Innere einer Projektionsebene des unteren Rohres 23 fällt. Im Sinne des Vorliegenden bezeichnet die Aussage „die Antriebseinheit 4 fällt ins Innere der Projektionsebene des unteren Rohres 23“ zudem eine Situation, in der der Umriss der Antriebseinheit 4 mit dem Umriss der Projektionsebene des unteren Rohres 23 zusammenfällt.The unit case 40 is a hollow rod member that forms the housing of the drive unit 4, and may be made of, for example, resin. The unit case 4 houses the battery 41, the driving circuit 42 and the motor 43. A front surface of the unit case 40 includes a heat dissipation portion 403 (see 2 and 4 ). The unit case 40 is inserted into the recess 230 of the lower tube 63 and closes the recess 230 such that the battery 41, the driving circuit 42 and the motor 43 are installed in the lower tube 23. The unit case 40 has a locking mechanism, a fitting mechanism, or a screwing mechanism, and is fixed to the lower tube 23 by, for example, locking, fitting, or screwing. A rear surface of the unit housing 40 covering the recess 230 is either flush with the outer surface of the lower tube 23 or located inside the lower tube 23 with respect to the outer surface of the lower tube 23. The heat dissipation section 403 of the drive unit 4 mounted on the lower tube 23 faces a front section 232 of the lower tube 23. This means that when viewed along the axis of the lower tube 23, the drive unit 4 falls inside a projection plane of the lower tube 23 . For the purposes of the present case, the statement “the drive unit 4 falls inside the projection plane of the lower tube 23” also refers to a situation in which the outline of the drive unit 4 coincides with the outline of the projection plane of the lower tube 23.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist die Antriebseinheit 4 entsprechend der ersten Ausführungsform an dem unteren Rohr 23 derart montiert, dass sie mit dem unteren Rohr 23 integriert ist, ohne von der äußeren Oberfläche des unteren Rohres 23 vorzustehen. Daher verbessert die Antriebseinheit 4 das Aussehen des Elektrofahrrades 1.As described above, the drive unit 4 according to the first embodiment is mounted on the lower pipe 23 so as to be integrated with the lower pipe 23 without protruding from the outer surface of the lower pipe 23. Therefore, the drive unit 4 improves the appearance of the electric bicycle 1.

Zusätzlich verringert das Anbringen der Antriebseinheit 4 an dem hinteren Abschnitt 231 des unteren Rohres 23 die Möglichkeit, dass die Antriebseinheit 4 von dem unteren Rohr 23 abfällt, im Vergleich zu einer Situation, in der die Antriebseinheit 4 an dem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23 angebracht ist. Das Anbringen der Antriebseinheit 4 an dem hinteren Abschnitt 231 des unteren Rohres 23 verringert zudem die Möglichkeit, dass Steine und andere Objekte zurückprallen und gegen die Antriebseinheit 4 stoßen, während das Elektrofahrrad 1 fährt, im Vergleich zu einer Situation, in der die Antriebseinheit 4 an dem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23 angebracht ist.In addition, attaching the drive unit 4 to the rear portion 231 of the lower tube 23 reduces the possibility that the drive unit 4 falls off the lower tube 23, compared to a situation in which the drive unit 4 is attached to the front portion 232 of the lower tube 23 is appropriate. Attaching the drive unit 4 to the rear portion 231 of the lower tube 23 also reduces the possibility of stones and other objects bouncing back and hitting the drive unit 4 while the electric bicycle 1 is riding, compared to a situation where the drive unit 4 is on the front ren section 232 of the lower tube 23 is attached.

Wie in 2 gezeigt ist, weist das Einheitsgehäuse 4 eine längliche Form auf. Die beiden Längsenden des Einheitsgehäuses 4 sind ein erstes Ende 401 beziehungsweise ein zweites Ende 402. Das Anbringen des Einheitsgehäuses 40 an der Ausnehmung 230 bringt das erste Ende 401 näher an das Kopfrohr 21 im Vergleich zu dem zweite Ende 402 heran und bringt zudem das zweite Ende 402 näher an die Halterung 5 im Vergleich zu dem ersten Ende 401 heran.As in 2 As shown, the unit housing 4 has an elongated shape. The two longitudinal ends of the unit housing 4 are a first end 401 and a second end 402, respectively. Attaching the unit housing 40 to the recess 230 brings the first end 401 closer to the head tube 21 compared to the second end 402 and also brings the second end 402 closer to the holder 5 compared to the first end 401.

Innerhalb des Einheitsgehäuses 40 sind die Batterie 41, die Antreiberschaltung 42 und der Motor 43 in dieser Reihenfolge von dem ersten Ende 401 hin zu dem zweiten Ende 402 montiert. Insbesondere ist die Batterie 41 benachbart zu dem ersten Ende 401 des Einheitsgehäuses 40 montiert. Der Motor 43 ist benachbart zu dem zweiten Ende des Einheitsgehäuses 40 montiert. Die Antreiberschaltung 42 ist zwischen der Batterie 41 und dem Motor 43 befindlich. Das zweite Ende 402 ist nahe an der Halterung 5 befindlich. Der Motor 43 ist benachbart zu dem Übertragungsmechanismus 52 innerhalb der Halterung 5 angeordnet. Dies ermöglicht, dass die Antriebseinheit 4 den Abstand zwischen dem Motor 43 und dem Übertragungsmechanismus 52 verkürzt, was den Übertragungsverlust der Unterstützungskraft verringert. Zusätzlich sind die Batterie 41, die Antreiberschaltung 42 und der Motor 43 derart angeordnet, dass der Motor 43 näher an der Unterteilhalterungseinhausung 27 im Vergleich zu der Antreiberschaltung 42 oder der Batterie 41 befindlich ist und die Batterie 41 weiter weg von der Unterteilhalterungseinhausung 42 im Vergleich zu dem Motor 43 oder der Antreiberschaltung 42 befindlich ist. Dies verkürzt die Kabellängen zwischen der Batterie 41, der Antreiberschaltung 42 und dem Motor 43, was den elektrischen Verlust verringert.Within the unit case 40, the battery 41, the driving circuit 42 and the motor 43 are mounted in this order from the first end 401 toward the second end 402. Specifically, the battery 41 is mounted adjacent to the first end 401 of the unit case 40. The motor 43 is mounted adjacent to the second end of the unit housing 40. The driver circuit 42 is located between the battery 41 and the motor 43. The second end 402 is close to the holder 5. The motor 43 is arranged adjacent to the transmission mechanism 52 within the holder 5. This allows the drive unit 4 to shorten the distance between the motor 43 and the transmission mechanism 52, reducing the transmission loss of the assist force. In addition, the battery 41, the driver circuit 42 and the motor 43 are arranged such that the motor 43 is located closer to the base holder case 27 compared to the driver circuit 42 or the battery 41 and the battery 41 is further away from the base holder case 42 compared to the motor 43 or the driver circuit 42 is located. This shortens the cable lengths between the battery 41, the drive circuit 42 and the motor 43, reducing electrical loss.

Zudem ist das Einheitsgehäuse 4 vorzugsweise in ein Gehäuse 40a, an dem die Batterie 41 montiert ist, und ein Gehäuse 40b, an dem die Antreiberschaltung 42 und der Motor 43 montiert sind, unterteilt (siehe 2). In diesem Fall ist das Gehäuse 40a derart ausgestaltet, dass es entfernbar mit dem Gehäuse 40b verbunden ist, und die Batterie 41 ist derart ausgestaltet, dass sie entfernbar in das Gehäuse 40a eingesetzt ist. Ist das Einheitsgehäuse 40 daher zu einem Zeitpunkt in die Ausnehmung 230 des unteren Rohres 23 eingesetzt, so kann die Batterie 41 ausgetauscht werden, indem die Verbindung des Gehäuses 40a mit dem Gehäuse 40b getrennt wird, die Batterie 41 aus dem Gehäuse 40a herausgenommen wird, eine andere Batterie 41 in das Gehäuse 40a eingesetzt wird und das Gehäuse 40a erneut mit dem Gehäuse 40b verbunden wird. Dies ermöglicht, dass die Batterie 41 einfacher ausgetauscht wird.In addition, the unit case 4 is preferably divided into a case 40a on which the battery 41 is mounted and a case 40b on which the drive circuit 42 and the motor 43 are mounted (see FIG 2 ). In this case, the case 40a is designed to be removably connected to the case 40b, and the battery 41 is designed to be removably inserted into the case 40a. Therefore, when the unit case 40 is inserted into the recess 230 of the lower tube 23 at a time, the battery 41 can be replaced by disconnecting the case 40a from the case 40b, taking out the battery 41 from the case 40a, and so on another battery 41 is inserted into the housing 40a and the housing 40a is reconnected to the housing 40b. This allows the battery 41 to be replaced more easily.

(1.2.3) Ableiten von Wärme aus der Antriebseinheit(1.2.3) Dissipate heat from the drive unit

Der Wärmeableitungsabschnitt 403 (siehe 2 und 4) der Antriebseinheit 4 ist an der vorderen Oberfläche des Einheitsgehäuses 40 befindlich und weist eine Wärmeableitfähigkeit dergestalt, die von der Antriebseinheit 4 erzeugte Wärme abzuleiten, auf. Der Wärmeableitungsabschnitt 403 beinhaltet Wärmeableitungsrippen 404. Die Wärmeableitungsrippen 404 sind rechteckige Parallelepipedvorsprünge, die sich von dem ersten Ende 401 des Einheitsgehäuses 40 hin zu dem zweiten Ende 402 hiervon erstrecken. In der Antriebseinheit 4, die in die Ausnehmung 230 eingesetzt ist, sind die Wärmeableitungsrippen 404 Vorsprünge, die zu dem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23 weisen und sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstrecken. In 2 und 4 sind zwei Wärmeableitungsrippen 404 seitlich nebeneinander in den Rechts-/Links-Richtungen angeordnet, wobei die Spitze einer jeden Wärmeableitungsrippe 404 nach vorne weist. Dies bedeutet, dass die vordere Oberfläche des Einheitsgehäuses 40 der Wärmeableitungsabschnitt 403 ist, der eine unebene Form aufweist. Dies vergrößert im Vergleich zu einer Situation, in der die vordere Oberfläche des Einheitsgehäuses 4 eine flache Oberfläche ist, die Oberflächenfläche der vorderen Oberfläche des Einheitsgehäuses 4, wodurch die Wärme äußerst effizient abgeleitet wird.The heat dissipation section 403 (see 2 and 4 ) of the drive unit 4 is located on the front surface of the unit case 40 and has a heat dissipation capability so as to dissipate the heat generated by the drive unit 4. The heat dissipation portion 403 includes heat dissipation fins 404. The heat dissipation fins 404 are rectangular parallelepiped projections extending from the first end 401 of the unit case 40 toward the second end 402 thereof. In the drive unit 4 inserted into the recess 230, the heat dissipation fins 404 are projections facing the front portion 232 of the lower tube 23 and extending along the longitudinal axis of the lower tube 23. In 2 and 4 , two heat dissipation fins 404 are arranged side by side in the right/left directions, with the tip of each heat dissipation fin 404 facing forward. This means that the front surface of the unit case 40 is the heat dissipation portion 403, which has an uneven shape. This increases the surface area of the front surface of the unit case 4, compared to a situation where the front surface of the unit case 4 is a flat surface, thereby dissipating heat extremely efficiently.

Der Wärmeableitungsabschnitt 403 der Antriebseinheit 4 mit Montage an dem unteren Rohr 23 weist zu dem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23. Daher weist der vordere Abschnitt 232 des unteren Rohres 23 in seinem Teil, der zu dem Wärmeableitungsabschnitt 403 weist, vorzugsweise Durchgangslöcher 233 auf, wie in 4 gezeigt ist. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel weist das untere Rohr 23 sechs Durchgangslöcher 233 auf, von denen jedes einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Fährt das Elektrofahrrad 1 vorwärts, so strömt Luft von vorderhalb des Elektrofahrrades 1 durch die Durchgangslöcher 233 in das untere Rohr 23 ein. Die Luft, die in das untere Rohr 23 eingeströmt ist, bewegt sich entlang der Wärmeableitungsrippen 404, die sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstrecken, entweder nach oben oder nach unten. Dies bedeutet, dass die Antriebseinheit 4 durch Luft, die durch die Durchgangslöcher 233 in das untere Rohr 23 geströmt ist, gekühlt wird, was die Fähigkeit, Wärme von der Antriebseinheit 4 abzuleiten, verbessert. Die von der Antriebseinheit 4 erzeugte Wärme beinhaltet die Wärme, die von der Batterie 41 erzeugt wird, die Wärme, die von den Schaltelementen Q1 bis Q6 der Antreiberschaltung 42 erzeugt wird, und die Wärme, die von dem Motor 43 erzeugt wird. Man beachte, dass die Anzahl der vorgesehenen Wärmeableitungsrippen 404 nicht zwei sein muss, sondern auch eins oder drei oder mehr sein kann.The heat dissipation section 403 of the drive unit 4 mounted on the lower pipe 23 faces the front section 232 of the lower pipe 23. Therefore, the front section 232 of the lower pipe 23 preferably has through holes 233 in its part facing the heat dissipation section 403. as in 4 is shown. At the in 4 In the example shown, the lower tube 23 has six through holes 233, each of which has a circular cross section. If the electric bicycle 1 moves forward, air flows from the front of the electric bicycle 1 through the through holes 233 into the lower tube 23. The air flowed into the lower tube 23 moves either upward or downward along the heat dissipation fins 404 extending along the longitudinal axis of the lower tube 23. This means that the drive unit 4 is cooled by air flowing into the lower pipe 23 through the through holes 233, which improves the ability to dissipate heat from the drive unit 4. The heat generated by the drive unit 4 includes the heat generated by the battery 41, the heat generated by the switching elements Q1 to Q6 of the driving circuit 42, and the heat generated by the motor 43 is generated. Note that the number of heat dissipation fins 404 provided need not be two, but may be one or three or more.

Man beachte, dass das untere Rohr 23 nur wenigstens ein Durchgangsloch 233 aufweisen muss. Die Querschnittsform des Durchgangsloches muss nicht kreisförmig sein, sondern kann beispielsweise auch dreieckig, viereckig, elliptisch, geradlinig oder gitterförmig sein.Note that the lower tube 23 only needs to have at least one through hole 233. The cross-sectional shape of the through hole does not have to be circular, but can also be, for example, triangular, square, elliptical, rectilinear or grid-shaped.

Optional kann ein thermisch leitfähiges Element, so beispielsweise eine Silikon- bzw. Siliziumlage oder eine Silikon- bzw. Siliziumverbindung, zwischen wenigstens einem von der Batterie 41, der Antreiberschaltung 42 oder dem Motor 43 und dem Einheitsgehäuse 4 angeordnet sein. Dies verbessert die Wärmeableitfähigkeit der Antriebseinheit 4 weiter.Optionally, a thermally conductive element, such as a silicone layer or a silicone compound, may be disposed between at least one of the battery 41, the driver circuit 42, or the motor 43 and the unit housing 4. This further improves the heat dissipation ability of the drive unit 4.

Zudem sind die Schaltelemente Q1 bis Q6 der Antreiberschaltung 42 vorzugsweise derart angeordnet, dass sie zu dem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23 weisen, wenn die Antriebseinheit 4 in das untere Rohr 23 eingesetzt ist. Dies ermöglicht, dass Wärme weg von den Schaltelementen Q1 bis Q6 äußerst effizient abgeleitet wird.In addition, the switching elements Q1 to Q6 of the driver circuit 42 are preferably arranged to face the front portion 232 of the lower tube 23 when the drive unit 4 is inserted into the lower tube 23. This allows heat to be dissipated away from the switching elements Q1 to Q6 extremely efficiently.

(1.3) Erste Abwandlung(1.3) First modification

Wie in 5 gezeigt ist, kann die Antriebseinheit 4 an einem Seitenabschnitt 234 des unteren Rohres 23 angebracht sein. In diesem Fall weist der Seitenabschnitt 234 des unteren Rohres 23 eine Ausnehmung 235 auf, und die Antriebseinheit 4 ist derart montiert, dass sie in die Ausnehmung 235 eingepasst ist.As in 5 As shown, the drive unit 4 may be attached to a side portion 234 of the lower tube 23. In this case, the side portion 234 of the lower tube 23 has a recess 235, and the drive unit 4 is mounted to fit into the recess 235.

Die Antriebseinheit 4 entsprechend der vorliegenden Abwandlung ist an dem unteren Rohr 23 derart montiert, dass sie mit dem unteren Rohr 23 integriert ist, ohne von der äußeren Oberfläche des unteren Rohres 23 vorzustehen. Zusätzlich vereinfacht das Anbringen der Antriebseinheit 4 an dem Seitenabschnitt 234 des unteren Rohres 23 das Anbringen und Entfernen der Antriebseinheit 4 an/von dem unteren Rohr 23.The drive unit 4 according to the present modification is mounted on the lower pipe 23 so as to be integrated with the lower pipe 23 without protruding from the outer surface of the lower pipe 23. In addition, attaching the drive unit 4 to the side portion 234 of the lower tube 23 simplifies attaching and removing the drive unit 4 to/from the lower tube 23.

(1.4) Zweite Abwandlung(1.4) Second modification

Die vordere Oberfläche des Einheitsgehäuses 40 kann einen Wärmeableitungsabschnitt 403A aufweisen, wie in 6 gezeigt ist. Der Wärmeableitungsabschnitt 403A beinhaltet als Wärmeableitungsrippen 404A mehrere rechteckige Parallelepipedvorsprünge, die sich an der vorderen Oberfläche des Einheitsgehäuses 40 entlang der Breitenachse hiervon erstrecken. Dies bedeutet, dass die vordere Oberfläche des Einheitsgehäuses 40 der Wärmeableitungsabschnitt 403A ist, der eine unebene Form aufweist. Dies vergrößert im Vergleich zu einer Situation, in der die vordere Oberfläche des Einheitsgehäuses 40 eine flache Oberfläche ist, die Oberflächenfläche der vorderen Oberfläche des Einheitsgehäuses 40, was eine äußerst effiziente Ableitung von Wärme ermöglicht.The front surface of the unit case 40 may have a heat dissipation portion 403A as shown in 6 is shown. The heat dissipation portion 403A includes, as heat dissipation fins 404A, a plurality of rectangular parallelepiped projections extending on the front surface of the unit case 40 along the width axis thereof. This means that the front surface of the unit case 40 is the heat dissipation portion 403A, which has an uneven shape. This increases the surface area of the front surface of the unit case 40 compared to a situation where the front surface of the unit case 40 is a flat surface, enabling extremely efficient heat dissipation.

(2) Zweite Ausführungsform(2) Second embodiment

7 zeigt ein Elektrofahrrad 1A und eine Antriebseinheit 4A entsprechend einer zweiten Ausführungsform. In der nachfolgenden Beschreibung sind beliebige konstituierende Elemente der zweiten Ausführungsform, die dieselbe Funktion wie ein Pendant bei der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform aufweisen, mit denselben Bezugszeichen wie das Pendant bezeichnet, und eine Beschreibung hiervon unterbleibt. 7 shows an electric bicycle 1A and a drive unit 4A according to a second embodiment. In the following description, any constituent elements of the second embodiment that have the same function as a counterpart in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals as the counterpart, and description thereof is omitted.

Ein unteres Rohr 23 des Elektrofahrrades 1A ist ein hohles zylindrisches Element, das sich schräg nach unten und hinten von einem unteren Abschnitt des Kopfrohres 21 aus erstreckt, jedoch nicht die Ausnehmung 230 entsprechend der ersten Ausführungsform aufweist.A lower tube 23 of the electric bicycle 1A is a hollow cylindrical member which extends obliquely downward and rearwardly from a lower portion of the head tube 21, but does not have the recess 230 according to the first embodiment.

Um eine Beeinträchtigung des Aussehens des Elektrofahrrades 1A zu vermeiden, ist die Antriebseinheit 4A derart in das untere Rohr 23 eingesetzt, dass sie ins Innere der Projektionsebene eines Querschnittes des unteren Rohres 23 fällt. Dies bedeutet, dass die Antriebseinheit 4 integral in Bezug auf das untere Rohr 23 montiert ist und dabei nicht von der äußeren Oberfläche des unteren Rohres 23 vorsteht. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Antriebseinheit 4A in das untere Rohr 23 eingebaut. Die Antriebseinheit 4A beinhaltet die Batterie 41, die Antreiberschaltung 42 und den Motor 43. Daher verbessert die Antriebseinheit 4A das Aussehen des elektrischen Fahrrades 1A.In order to avoid deteriorating the appearance of the electric bicycle 1A, the drive unit 4A is inserted into the lower tube 23 so that it falls inside the projection plane of a cross section of the lower tube 23. This means that the drive unit 4 is integrally mounted with respect to the lower tube 23 and does not protrude from the outer surface of the lower tube 23. In the second embodiment, the drive unit 4A is installed in the lower pipe 23. The drive unit 4A includes the battery 41, the driving circuit 42 and the motor 43. Therefore, the drive unit 4A improves the appearance of the electric bicycle 1A.

(2.1) Ausgestaltung der Antreiberschaltung(2.1) Design of the driver circuit

Die Antreiberschaltung 42 beinhaltet eine Platine 420 in Form einer rechteckigen Platte, wie in 8A, 8B und 9 gezeigt ist. Die Schaltelemente Q1 bis Q6, der Kondensator C1 und die Steuer- bzw. Regelschaltung 421 (siehe 3) sind auf der Platine 420 montiert. Die Platine 420 weist eine erste Montageoberfläche 4201 und eine zweite Montageoberfläche 4202 auf, die jeweils eine rechteckige Form aufweisen und die zueinander weisen. 8A ist eine Planansicht der Antreiberschaltung 42 bei einer Betrachtung von oberhalb der ersten Montageoberfläche 4201 her. 8B ist eine transparente Ansicht der zweiten Montageoberfläche 4202 der Antreiberschaltung 42 bei einer Betrachtung von oberhalb der ersten Montageoberfläche 4201 her. 9 ist eine Seitenansicht der Antreiberschaltung 42.The driver circuit 42 includes a circuit board 420 in the form of a rectangular plate, as shown in 8A , 8B and 9 is shown. The switching elements Q1 to Q6, the capacitor C1 and the control circuit 421 (see 3 ) are mounted on the circuit board 420. The board 420 has a first mounting surface 4201 and a second mounting surface 4202, each of which has a rectangular shape and faces each other. 8A is a plan view of the driver circuit 42 when viewed from above the first mounting surface 4201. 8B is a transparent view of the second mounting surface 4202 of the driver circuit 42 as viewed from above the first mounting surface 4201 ago. 9 is a side view of the driver circuit 42.

An der ersten Montageoberfläche 4201 sind die Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 montiert. An der ersten Montageoberfläche 4201 ist ein Leiter W1, so beispielsweise eine Lage einer Kupferfolie, vorgesehen. Der Leiter W1 ist in Form einer rechteckigen Platte ausgebildet, die entlang der Längsachse der ersten Montageoberfläche 4201 länglich ist. Die Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 sind seitlich nebeneinander entlang der Längsachse des Leiters W1 angeordnet, wobei deren jeweilige Drain-Anschlüsse D1, D3 und D5 sowohl mechanisch wie auch elektrisch beispielsweise durch Löten mit dem Leiter W1 verbunden sind.The switching elements Q1, Q3 and Q5 are mounted on the first mounting surface 4201. A conductor W1, such as a layer of copper foil, is provided on the first mounting surface 4201. The conductor W1 is formed in the shape of a rectangular plate elongated along the longitudinal axis of the first mounting surface 4201. The switching elements Q1, Q3 and Q5 are arranged side by side along the longitudinal axis of the conductor W1, with their respective drain connections D1, D3 and D5 being connected to the conductor W1 both mechanically and electrically, for example by soldering.

An der zweiten Montageoberfläche 4202 sind die Schaltelemente Q2, Q4 und Q6, der Kondensator C1 und die Steuer- bzw. Regelschaltung 421 montiert. An der zweiten Montageoberfläche 4202 ist ein Leiter W2, so beispielsweise eine Lage einer Kupferfolie, vorgesehen. Der Leiter W2 ist in Form einer rechteckigen Platte ausgebildet, die entlang der Längsachse der zweiten Montageoberfläche 4202 länglich ist. Die Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 sind seitlich nebeneinander entlang der Längsachse des Leiters W2 angeordnet, wobei deren jeweilige Source-Anschlüsse S2, S4 und S6 sowohl mechanisch wie auch elektrisch beispielsweise durch Löten mit dem Leiter W2 verbunden sind.The switching elements Q2, Q4 and Q6, the capacitor C1 and the control circuit 421 are mounted on the second mounting surface 4202. A conductor W2, such as a layer of copper foil, is provided on the second mounting surface 4202. The conductor W2 is formed in the form of a rectangular plate elongated along the longitudinal axis of the second mounting surface 4202. The switching elements Q2, Q4 and Q6 are arranged side by side along the longitudinal axis of the conductor W2, with their respective source connections S2, S4 and S6 being connected to the conductor W2 both mechanically and electrically, for example by soldering.

Die Schaltelemente Q1 und Q2 sind derart angeordnet, dass sie in einer Dickenrichtung, die für die Platine 420 definiert ist, zueinander weisen. Die Schaltelemente Q3 und Q4 sind derart angeordnet, dass sie in der Dickenrichtung, die für die Platine 420 definiert ist, zueinander weisen. Die Schaltelemente Q5 und Q6 sind derart angeordnet, dass sie in der Dickenrichtung, die für die Platine 420 definiert ist, zueinander weisen. Dies bedeutet, dass bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung, die für die Platine 420 definiert ist, die jeweiligen Projektionsebenen der Schaltelemente Q1 und Q2 miteinander überlappen, die jeweiligen Projektionsebenen der Schaltelemente Q3 und Q4 miteinander überlappen und die jeweiligen Projektionsebenen der Schaltelemente Q5 und Q6 miteinander überlappen. Dies ermöglicht, dass die Kabellänge zwischen den Schaltelementen Q1 und Q2, zwischen den Schaltelementen Q3 und Q4 und zwischen den Schaltelementen Q5 und Q6 verkürzt wird. Zusätzlich verkleinert dies auch die Räume, die zum Montieren der Schaltelemente Q1 bis Q6 erforderlich sind.The switching elements Q1 and Q2 are arranged to face each other in a thickness direction defined for the board 420. The switching elements Q3 and Q4 are arranged to face each other in the thickness direction defined for the board 420. The switching elements Q5 and Q6 are arranged to face each other in the thickness direction defined for the board 420. This means that when viewed in the thickness direction defined for the board 420, the respective projection planes of the switching elements Q1 and Q2 overlap with one another, the respective projection planes of the switching elements Q3 and Q4 overlap with one another, and the respective projection planes of the switching elements Q5 and Q6 overlap with one another overlap. This allows the cable length between the switching elements Q1 and Q2, between the switching elements Q3 and Q4 and between the switching elements Q5 and Q6 to be shortened. In addition, this also reduces the spaces required for mounting the switching elements Q1 to Q6.

Ein Ende des Leiters W1 ist mit der positiven Elektrode des Kondensators C1 verbunden, während ein Ende des Leiters W2 mit der negativen Elektrode des Kondensators C1 verbunden ist. Dies bedeutet, dass die Richtung eines Stromes, der durch den Leiter W1 fließt, und die Richtung eines Stromes, der durch den Leiter W2 fließt, entgegengesetzt zueinander sind. Daher erstrecken sich die Leiter W1 und W2 derart, dass die jeweiligen Projektionsebenen der Leiter W1 und W2 miteinander teilweise (oder nahezu vollständig) bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung, die für die Platine 420 definiert ist, überlappen. Mit anderen Worten, die Leiter W1, W2 weisen in der Dickenrichtung, die für die Platine 420 definiert ist, zueinander und sind in derselben Form (oder nahezu in derselben Form) ausgebildet. Sind die Orientierung eines Magnetfeldes, das von dem durch den Leiter W1 fließenden Strom erzeugt wird, und die Orientierung eines Magnetfeldes, das von dem durch den Leiter W2 fließenden Strom erzeugt wird, entgegengesetzt zueinander, so wird das von der Antreiberschaltung 42 erzeugte elektrische Rauschen verringert. Man beachte, dass die jeweiligen Projektionsebenen der Leiter W1 und W2 nur wenigstens teilweise miteinander überlappen müssen.One end of the conductor W1 is connected to the positive electrode of the capacitor C1, while one end of the conductor W2 is connected to the negative electrode of the capacitor C1. This means that the direction of a current flowing through the conductor W1 and the direction of a current flowing through the conductor W2 are opposite to each other. Therefore, the conductors W1 and W2 extend such that the respective projection planes of the conductors W1 and W2 partially (or almost completely) overlap with each other when viewed in the thickness direction defined for the board 420. In other words, the conductors W1, W2 face each other in the thickness direction defined for the board 420 and are formed in the same shape (or nearly the same shape). If the orientation of a magnetic field generated by the current flowing through the conductor W1 and the orientation of a magnetic field generated by the current flowing through the conductor W2 are opposite to each other, the electrical noise generated by the driving circuit 42 is reduced . Note that the respective projection planes of the conductors W1 and W2 only have to overlap one another at least partially.

(2.2) Wärmeableitung der Antreiberschaltung(2.2) Heat dissipation of the driver circuit

Die Antreiberschaltung 42 beinhaltet die Schaltelemente Q1 bis Q6, wie in 2 gezeigt ist, wobei Wärme infolge des Leistungsverlustes, der durch die Schaltelemente Q1 bis Q6 verursacht wird, erzeugt wird. Daher ist, wie in 10 bis 12 gezeigt ist, ein Wärmeübertragungselement 44 innerhalb des unteren Rohres 23, das ein hohles zylindrisches Element ist, angeordnet. Das Wärmeübertragungselement 44 ist thermisch mit den Schaltelementen Q1 bis Q6 der Antreiberschaltung 42 innerhalb des unteren Rohres 23 gekoppelt und beinhaltet einen Wärmeableitungsabschnitt, der eine unebene Form aufweist. Dies bedeutet, dass das Wärmeübertragungselement 44 thermisch mit den Schaltelementen Q1 bis Q6 gekoppelt ist und bewirkt, dass der Wärmeableitungsabschnitt die von den Schaltelementen Q1 bis Q6 erzeugte Wärme ableitet. Als Folge dessen verringert sich die Möglichkeit, dass die Temperatur der Antreiberschaltung 42 zu hoch wird. Dies bedeutet, dass die Antriebseinheit 4A Wärme äußerst effizient ableiten kann. Man beachte, dass das Wärmeübertragungselement 44 vorzugsweise aus einem Metall, so beispielsweise aus einer Metalllegierung, Kupfer oder Eisen, besteht.The driver circuit 42 includes the switching elements Q1 to Q6, as shown in 2 is shown, wherein heat is generated due to the power loss caused by the switching elements Q1 to Q6. Therefore, as in 10 until 12 As shown, a heat transfer element 44 is disposed within the lower tube 23, which is a hollow cylindrical element. The heat transfer element 44 is thermally coupled to the switching elements Q1 to Q6 of the driving circuit 42 within the lower tube 23 and includes a heat dissipation portion having an uneven shape. This means that the heat transfer element 44 is thermally coupled to the switching elements Q1 to Q6 and causes the heat dissipation section to dissipate the heat generated by the switching elements Q1 to Q6. As a result, the possibility that the temperature of the driver circuit 42 becomes too high is reduced. This means that the drive unit 4A can dissipate heat extremely efficiently. Note that the heat transfer element 44 is preferably made of a metal, such as a metal alloy, copper or iron.

10 zeigt ein erstes Beispiel für das Wärmeübertragungselement 44. Bei dem in 10 gezeigten Beispiel weist das untere Rohr 23 eine kreisringförmige Querschnittsform auf, wobei zwei Wärmeübertragungsabschnitte 441, 442 als Wärmeübertragungselement 44 innerhalb des unteren Rohres 23 aufgenommen sind. Der Wärmeübertragungsabschnitt 441 ist rechts innerhalb des unteren Rohres 23 angeordnet und derart ausgebildet, dass er sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstreckt. Der Wärmeübertragungsabschnitt 442 ist links innerhalb des unteren Rohres 23 angeordnet und derart ausgebildet, dass er sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstreckt. 10 shows a first example of the heat transfer element 44. In the in 10 In the example shown, the lower tube 23 has an annular cross-sectional shape, with two heat transfer sections 441, 442 being accommodated as a heat transfer element 44 within the lower tube 23. The heat transfer section 441 is arranged on the right inside the lower tube 23 and is formed such that it extends along the longitudinal axis of the lower one Tube 23 extends. The heat transfer section 442 is arranged on the left inside the lower tube 23 and is formed such that it extends along the longitudinal axis of the lower tube 23.

Die Wärmeübertragungsabschnitte 441, 442 weisen jeweils flache Oberflächen 44a, 44c auf, die in den Rechts-/Links-Richtungen zueinander weisen. Der Wärmeübertragungsabschnitt 441 weist des Weiteren eine gekrümmte Oberfläche 44b auf, die zu der dem unteren Rohr 23 zu eigenen inneren Oberfläche im Bereich von dem vorderen Abschnitt 232 zu einem rechtsseitigen Abschnitt weist. Die gekrümmte Oberfläche 44b ist mit einem Wärmeableitungsabschnitt 71 versehen, der eine unebene Form aufweist. Der Wärmeableitungsabschnitt 71 weist mehrere Wärmeableitungsrippen 711 auf, die von der gekrümmten Oberfläche 44b vorstehen. Der Wärmeübertragungsabschnitt 442 weist des Weiteren eine gekrümmte Oberfläche 44d auf, die zu der dem unteren Rohr 23 zu eigenen inneren Oberfläche im Bereich von dem vorderen Abschnitt 232 zu einem linksseitigen Abschnitt weist. Die gekrümmte Oberfläche 44d ist mit einem Wärmeableitungsabschnitt 72 versehen, der eine unebene Form aufweist. Der Wärmeableitungsabschnitt 72 weist mehrere Wärmeableitungsrippen 721 auf, die von der gekrümmten Oberfläche 44d vorstehen. Die Wärmeableitungsrippen 711, 721 sind jeweils in Form einer Platte ausgebildet, die sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstreckt.The heat transfer sections 441, 442 each have flat surfaces 44a, 44c facing each other in the right/left directions. The heat transfer section 441 further has a curved surface 44b facing the inner surface of the lower tube 23 in the area from the front section 232 to a right-hand side section. The curved surface 44b is provided with a heat dissipation portion 71 having an uneven shape. The heat dissipation section 71 has a plurality of heat dissipation fins 711 protruding from the curved surface 44b. The heat transfer portion 442 further has a curved surface 44d facing the inner surface of the lower tube 23 in the area from the front portion 232 to a left-side portion. The curved surface 44d is provided with a heat dissipation portion 72 having an uneven shape. The heat dissipation section 72 has a plurality of heat dissipation fins 721 protruding from the curved surface 44d. The heat dissipation fins 711, 721 are each formed in the form of a plate extending along the longitudinal axis of the lower tube 23.

Die Antreiberschaltung 42 ist zwischen den flachen Oberflächen 44a und 44c befindlich und ist näher an dem vorderen Abschnitt des unteren Rohres 23 innerhalb des unteren Rohres 23 angeordnet, um zu bewirken, dass die Längsachse der Platine 420 mit der Längsachse des unteren Rohres 23 ausgerichtet ist. Dies bedeutet, dass die Antreiberschaltung 42 näher an dem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23 im Vergleich zu dem hinteren Abschnitt 231 des unteren Rohres 23 vorgesehen ist.The driver circuit 42 is located between the flat surfaces 44a and 44c and is located closer to the front portion of the lower tube 23 within the lower tube 23 to cause the longitudinal axis of the board 420 to be aligned with the longitudinal axis of the lower tube 23. This means that the driver circuit 42 is provided closer to the front portion 232 of the lower tube 23 compared to the rear portion 231 of the lower tube 23.

In der Antreiberschaltung 42, die zwischen den flachen Oberflächen 44a und 44c befindlich ist, weist die erste Montageoberfläche 4201 der Platine 420 zu der flachen Oberfläche 44a und weist die zweite Montageoberfläche 4202 der Platine 420 zu der flachen Oberfläche 44c. Zusätzlich stellen die jeweiligen Packungen der Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 einen Ebenenkontakt mit der flachen Oberfläche 44a her, während die jeweiligen Packungen der Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 einen Ebenenkontakt mit der flachen Oberfläche 44c herstellen. Als Folge dessen wird die Wärme, die von den Schaltelementen Q1, Q3 und Q5 erzeugt wird, auf den Wärmeübertragungsabschnitt 441 übertragen und von dem Wärmeableitungsabschnitt 71 des Wärmeübertragungsabschnittes 441 abgeleitet. Demgegenüber wird die Wärme, die von den Schaltelementen Q2, Q4 und Q6 erzeugt wird, auf den Wärmeübertragungsabschnitt 442 übertragen und von dem Wärmeableitungsabschnitt 72 des Wärmeübertragungsabschnittes 442 abgeleitet.In the driver circuit 42 located between the flat surfaces 44a and 44c, the first mounting surface 4201 of the board 420 faces the flat surface 44a and the second mounting surface 4202 of the board 420 faces the flat surface 44c. In addition, the respective packs of switching elements Q1, Q3 and Q5 make plane contact with the flat surface 44a, while the respective packs of switching elements Q2, Q4 and Q6 make plane contact with the flat surface 44c. As a result, the heat generated from the switching elements Q1, Q3 and Q5 is transferred to the heat transfer section 441 and dissipated from the heat dissipation section 71 of the heat transfer section 441. On the other hand, the heat generated from the switching elements Q2, Q4 and Q6 is transferred to the heat transfer section 442 and dissipated from the heat dissipation section 72 of the heat transfer section 442.

11 zeigt ein zweites Beispiel für das Wärmeübertragungselement 44. Bei dem in 11 gezeigten Beispiel weist das untere Rohr 23 eine quadratringförmige Querschnittsform auf, wobei zwei Wärmeübertragungsabschnitte 443, 444 als Wärmeübertragungselement 44 innerhalb des unteren Rohres 23 aufgenommen sind. Der Wärmeübertragungsabschnitt 443 ist rechts innerhalb des unteren Rohres 23 angeordnet und derart ausgebildet, dass er sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstreckt. Der Wärmeübertragungsabschnitt 444 ist links innerhalb des unteren Rohres 23 angeordnet und derart ausgebildet, dass er sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstreckt. 11 shows a second example of the heat transfer element 44. In the in 11 In the example shown, the lower tube 23 has a square ring-shaped cross-sectional shape, with two heat transfer sections 443, 444 being accommodated as a heat transfer element 44 within the lower tube 23. The heat transfer section 443 is arranged on the right inside the lower tube 23 and is formed such that it extends along the longitudinal axis of the lower tube 23. The heat transfer section 444 is arranged on the left inside the lower tube 23 and is formed such that it extends along the longitudinal axis of the lower tube 23.

Die Wärmeübertragungsabschnitte 443, 444 weisen jeweils flache Oberflächen 44e, 44h auf, die in den Rechts-/Links-Richtungen zueinander weisen. Der Wärmeübertragungsabschnitt 443 weist zudem flache Oberflächen 44f, 44g auf, die einen Ebenenkontakt mit der dem unteren Rohr 23 zu eigenen inneren Oberfläche in einem Bereich von dem vorderen Abschnitt 232 zu einem rechtsseitigen Abschnitt herstellen. Die flachen Oberflächen 44f, 44g sind mit einem Wärmeableitungsabschnitt 73 versehen, der eine unebene Form aufweist. Der Wärmeableitungsabschnitt 73 weist mehrere Wärmeableitungsrippen 731 auf, die von den flachen Oberflächen 44f, 44g vorstehen. Der Wärmeübertragungsabschnitt 444 weist zudem flache Oberflächen 44i, 44j auf, die einen Ebenenkontakt mit der dem unteren Rohr 23 zu eigenen inneren Oberfläche in einem Bereich von dem vorderen Abschnitt 232 zu einem linkseitigen Abschnitt, herstellen. Die flachen Oberflächen 44i, 44j sind mit einem Wärmeableitungsabschnitt 74 versehen, der eine unebene Form aufweist. Der Wärmeableitungsabschnitt 74 weist mehrere Wärmeableitungsrippen 741 auf, die von den flachen Oberflächen 44i, 44j vorstehen. Die Wärmeableitungsrippen 731 und 741 sind jeweils in Form einer Platte ausgebildet, die sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstreckt.The heat transfer sections 443, 444 each have flat surfaces 44e, 44h facing each other in the right/left directions. The heat transfer section 443 also has flat surfaces 44f, 44g that make plane contact with the inner surface of the lower tube 23 in a range from the front section 232 to a right-hand side section. The flat surfaces 44f, 44g are provided with a heat dissipation portion 73 having an uneven shape. The heat dissipation section 73 has a plurality of heat dissipation fins 731 protruding from the flat surfaces 44f, 44g. The heat transfer section 444 also has flat surfaces 44i, 44j that make plane contact with the inner surface of the lower tube 23 in a range from the front section 232 to a left-side section. The flat surfaces 44i, 44j are provided with a heat dissipation portion 74 having an uneven shape. The heat dissipation section 74 has a plurality of heat dissipation fins 741 protruding from the flat surfaces 44i, 44j. The heat dissipation fins 731 and 741 are each formed in the form of a plate extending along the longitudinal axis of the lower tube 23.

Die Antreiberschaltung 42 ist zwischen den flachen Oberflächen 44e und 44h befindlich und ist näher an dem vorderen Abschnitt des unteren Rohres 23 innerhalb des unteren Rohres 23 angeordnet, um zu bewirken, dass die Längsachse der Platine 420 mit der Längsachse des unteren Rohres 23 ausgerichtet ist. Dies bedeutet, dass die Antreiberschaltung 42 näher an dem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23 im Vergleich zu dem hinteren Abschnitt 231 des unteren Rohres 23 vorgesehen ist.The driver circuit 42 is located between the flat surfaces 44e and 44h and is located closer to the front portion of the lower tube 23 within the lower tube 23 to cause the longitudinal axis of the board 420 to be aligned with the longitudinal axis of the lower tube 23. This means that the driver circuit 42 is provided closer to the front portion 232 of the lower tube 23 compared to the rear portion 231 of the lower tube 23.

In der Antreiberschaltung 42, die zwischen den flachen Oberflächen 44e und 44h befindlich ist, weist die erste Montageoberfläche 4201 der Platine 420 zu der flachen Oberfläche 44e und weist die zweite Montageoberfläche 4202 der Platine 420 zu der flachen Oberfläche 44h. Zusätzlich stellen die jeweiligen Packungen der Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 einen Ebenenkontakt mit der flachen Oberfläche 44e her und stellen die jeweiligen Packungen der Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 einen Ebenenkontakt mit der flachen Oberfläche 44h her. Als Folge dessen wird die Wärme, die von den Schaltelementen Q1, Q3 und Q5 erzeugt wird, auf den Wärmeübertragungsabschnitt 443 übertragen und von dem Wärmeableitungsabschnitt 73 des Wärmeübertragungsabschnittes 443 abgeleitet. Demgegenüber wird die Wärme, die von den Schaltelementen Q2, Q4 und Q6 erzeugt wird, auf den Wärmeübertragungsabschnitt 444 übertragen und von dem Wärmeableitungsabschnitt 74 des Wärmeübertragungsabschnittes 444 abgeleitet.In the driver circuit 42 located between the flat surfaces 44e and 44h, the first mounting surface 4201 of the board 420 faces the flat surface 44e and the second mounting surface 4202 of the board 420 faces the flat surface 44h. In addition, the respective packs of switching elements Q1, Q3 and Q5 make plane contact with the flat surface 44e, and the respective packs of switching elements Q2, Q4 and Q6 make plane contact with the flat surface 44h. As a result, the heat generated from the switching elements Q1, Q3 and Q5 is transferred to the heat transfer section 443 and dissipated from the heat dissipation section 73 of the heat transfer section 443. On the other hand, the heat generated from the switching elements Q2, Q4 and Q6 is transferred to the heat transfer section 444 and dissipated from the heat dissipation section 74 of the heat transfer section 444.

12 zeigt ein drittes Beispiel für das Wärmeübertragungselement 44. Bei dem in 12 gezeigten Beispiel weist das untere Rohr 23 eine kreisringförmige Querschnittsform auf, wobei ein einziger Wärmeübertragungsabschnitt 445 als Wärmeübertragungselement 44 innerhalb des unteren Rohres 23 aufgenommen ist. Der Wärmeübertragungsabschnitt 445 weist eine flache Oberfläche 44k, die zu dem hinteren Abschnitt 231 weist, und eine gekrümmte Oberfläche 44m, die zu der inneren Oberfläche des vorderen Abschnittes 232 des unteren Rohres 23 weist, auf. Die gekrümmte Oberfläche 44m ist mit einem Wärmeableitungsabschnitt 75 versehen, der eine unebene Form aufweist. Der Wärmeableitungsabschnitt 75 weist mehrere Wärmeableitungsrippen 751 auf, die von der gekrümmten Oberfläche 44m vorstehen. Die Wärmeableitungsrippen 751 sind jeweils in Form einer Platte ausgebildet, die sich entlang der Längsachse des unteren Rohres 23 erstreckt. 12 shows a third example of the heat transfer element 44. In the in 12 In the example shown, the lower tube 23 has an annular cross-sectional shape, with a single heat transfer section 445 being accommodated as a heat transfer element 44 within the lower tube 23. The heat transfer portion 445 has a flat surface 44k facing the rear portion 231 and a curved surface 44m facing the inner surface of the front portion 232 of the lower tube 23. The curved surface 44m is provided with a heat dissipation portion 75 having an uneven shape. The heat dissipation section 75 has a plurality of heat dissipation fins 751 protruding from the curved surface 44m. The heat dissipation fins 751 are each formed in the form of a plate extending along the longitudinal axis of the lower tube 23.

Die Antreiberschaltung 42 ist hinter der flachen Fläche 44k befindlich und ist näher an dem vorderen Abschnitt des unteren Rohres 23 innerhalb des unteren Rohres 23 angeordnet, um zu bewirken, dass die Längsachse der Platine 420 mit der Längsachse des unteren Rohres 23 ausgerichtet ist. Dies bedeutet, dass die Antreiberschaltung 42 näher an dem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23 im Vergleich zu dem hinteren Abschnitt 231 des unteren Rohres 23 vorgesehen ist.The driver circuit 42 is located behind the flat surface 44k and is located closer to the front portion of the lower tube 23 within the lower tube 23 to cause the longitudinal axis of the board 420 to be aligned with the longitudinal axis of the lower tube 23. This means that the driver circuit 42 is provided closer to the front portion 232 of the lower tube 23 compared to the rear portion 231 of the lower tube 23.

Bei der in 12 gezeigten Antreiberschaltung 42 sind die Schaltelemente Q1 bis Q6 an einer Montageoberfläche 4203 der Platine 420 montiert, wobei die Montageoberfläche 4203 zu der flachen Oberfläche 44k weist. Zusätzlich stellen die jeweiligen Packungen der Schaltelemente Q1 bis Q6 einen Ebenenkontakt mit der flachen Oberfläche 44k her. Als Folge dessen wird die Wärme, die von den Schaltelementen Q1 bis Q6 erzeugt wird, auf den Wärmeübertragungsabschnitt 445 übertragen und von dem Wärmeableitungsabschnitt 75 des Wärmeübertragungsabschnittes 445 abgeleitet.At the in 12 In the driver circuit 42 shown, the switching elements Q1 to Q6 are mounted on a mounting surface 4203 of the circuit board 420, the mounting surface 4203 facing the flat surface 44k. In addition, the respective packages of the switching elements Q1 to Q6 make plane contact with the flat surface 44k. As a result, the heat generated from the switching elements Q1 to Q6 is transferred to the heat transfer portion 445 and dissipated from the heat dissipation portion 75 of the heat transfer portion 445.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, stellt die Antriebseinheit 4A die flachen Oberflächen 44a, 44c, 44e, 44h und 44k innerhalb des unteren Rohres 23 bereit, wodurch ermöglicht wird, dass die Schaltelemente Q1 bis Q6 und die Wärmeableitungsabschnitte 71 bis 75 problemlos thermisch miteinander gekoppelt werden.As can be seen from the above description, the drive unit 4A provides the flat surfaces 44a, 44c, 44e, 44h and 44k within the lower tube 23, thereby enabling the switching elements Q1 to Q6 and the heat dissipation portions 71 to 75 to be easily thermally connected to each other be coupled.

Optional kann ein thermisch leitfähiges Element, so beispielsweise eine Silikon- bzw. Siliziumlage oder eine Silikon- bzw. Siliziumverbindung, zwischen den Schaltelementen Q1 bis Q6 und den flachen Oberflächen 44a, 44c, 44e, 44h und 44k angeordnet sein. Dies verbessert die Wärmeableitfähigkeit der Antriebseinheit 4A weiter.Optionally, a thermally conductive element, such as a silicone or silicon layer or a silicone or silicon compound, can be arranged between the switching elements Q1 to Q6 and the flat surfaces 44a, 44c, 44e, 44h and 44k. This further improves the heat dissipation ability of the drive unit 4A.

(2.3) Dritte Abwandlung(2.3) Third variation

Von der Batterie 41, der Antreiberschaltung 42 und dem Motor 43, die in der Antriebseinheit 4A beinhaltet sind, ist wenigstens die Batterie 41 vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie entfernbar in das untere Rohr 23 eingesetzt ist. In diesem Fall ist ein Teil des unteren Rohres 23 derart ausgestaltet, dass er geöffnet und geschlossen werden kann, um wenigstens die Batterie 41 einzusetzen und zu entnehmen. Beispielsweise sind nur die Batterie 41, die in der Antriebseinheit 4A beinhaltet ist, oder die Batterie 41 und die Antreiberschaltung 42, die in der Antriebseinheit 4A beinhaltet sind, oder die Batterie 41, die Antreiberschaltung 42 und der Motor 43, die allesamt in der Antriebseinheit 4A beinhaltet sind, derart ausgestaltet, dass sie entfernbar an dem unteren Rohr 23 montiert sind.Of the battery 41, the driving circuit 42 and the motor 43 included in the driving unit 4A, at least the battery 41 is preferably configured to be removably inserted into the lower pipe 23. In this case, a part of the lower tube 23 is designed to be opened and closed to insert and remove at least the battery 41. For example, only the battery 41 included in the drive unit 4A, or the battery 41 and the drive circuit 42 included in the drive unit 4A, or the battery 41, the drive circuit 42 and the motor 43 all in the drive unit 4A are designed to be removably mounted on the lower tube 23.

Zusätzlich beinhaltet die Antriebseinheit 4A, um die von der Antriebseinheit 4A erzeugte Wärme abzuleiten, zudem Wärmeableitungsrippen. Die Wärmeableitungsrippen sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie sich entlang entweder der Längsachse oder der Breitenachse des unteren Rohres 23 erstrecken.In addition, in order to dissipate the heat generated by the drive unit 4A, the drive unit 4A also includes heat dissipation fins. The heat dissipation fins are preferably formed to extend along either the longitudinal axis or the width axis of the lower tube 23.

Zusätzlich weisen die Wärmeableitungsabschnitte 71 bis 75 zu dem vorderen Abschnitt 232 des unteren Rohres 23. Daher kann der vordere Abschnitt 232 des unteren Rohres 23 mit Durchgangslöchern versehen sein, um die Antriebseinheit 4A zu kühlen, indem man die Wärmeableitungsabschnitte 71 bis 75 derjenigen Luft, die durch die Durchgangslöcher in das untere Rohr 23 strömt, aussetzt.In addition, the heat dissipation portions 71 to 75 face the front portion 232 of the lower pipe 23. Therefore, the front portion 232 of the lower pipe 23 may be provided with through holes to cool the drive unit 4A by letting the heat dissipation portions 71 to 75 of the air flows through the through holes into the lower tube 23.

(3) Dritte Ausführungsform(3) Third embodiment

13 zeigt ein Elektrofahrrad 1 B und eine Antriebseinheit 4B entsprechend einer dritten Ausführungsform. In der nachfolgenden Beschreibung sind beliebige konstituierende Elemente der dritten Ausführungsform, die dieselbe Funktion wie ein Pendant bei den vorbeschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsformen aufweisen, mit denselben Bezugszeichen wie das Pendant bezeichnet, und eine Beschreibung hiervon unterbleibt. 13 shows an electric bicycle 1B and a drive unit 4B according to a third embodiment. In the following description, any constituent elements of the third embodiment that have the same function as a counterpart in the above-described first or second embodiments are denoted by the same reference numerals as the counterpart, and a description thereof is omitted.

Ein Sitzrohr 24 des Elektrofahrrades 1 B ist ein hohles zylindrisches Element. Um eine Beeinträchtigung des Aussehens des Elektrofahrrades 1 B zu vermeiden, ist die Antriebseinheit 4B derart in das Sitzrohr 24 eingesetzt, dass sie ins Innere der Projektionsebene eines Querschnittes des Sitzrohres 24 fällt. Dies bedeutet, dass die Antriebseinheit 4B integral in Bezug auf das Sitzrohr 24 montiert ist, ohne von der äußeren Oberfläche des Sitzrohres 24 vorzustehen. Bei der dritten Ausführungsform ist die Antriebseinheit 4B derart montiert, dass sie entweder in eine Ausnehmung, die sich entlang der Längsachse des Sitzrohres 24 erstreckt, eingepasst oder in das Sitzrohr 24 eingebaut ist. Die Antriebseinheit 4B weist dieselbe Ausgestaltung wie die Antriebseinheit 4 oder die Antriebseinheit 4A, die vorstehend beschrieben worden sind, auf.A seat tube 24 of the electric bicycle 1B is a hollow cylindrical member. In order to avoid impairing the appearance of the electric bicycle 1B, the drive unit 4B is inserted into the seat tube 24 in such a way that it falls inside the projection plane of a cross section of the seat tube 24. This means that the drive unit 4B is integrally mounted with respect to the seat tube 24 without protruding from the outer surface of the seat tube 24. In the third embodiment, the drive unit 4B is mounted such that it is either fitted into a recess extending along the longitudinal axis of the seat tube 24 or is built into the seat tube 24. The drive unit 4B has the same configuration as the drive unit 4 or the drive unit 4A described above.

Daher verbessert die Antriebseinheit 4B das Aussehen des Elektrofahrrades 1 B und kann Wärme äußerst effizient ableiten.Therefore, the drive unit 4B improves the appearance of the electric bicycle 1B and can dissipate heat extremely efficiently.

Man beachte, dass die vorbeschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen und deren Abwandlungen nach Bedarf auch in Kombination eingesetzt werden können.Note that the above-described first, second and third embodiments and modifications thereof may also be used in combination as necessary.

(4) Zusammenfassende Darstellung(4) Summary presentation

Eine Antriebseinheit (4, 4A, 4B) entsprechend einem ersten Aspekt der vorbeschriebenen exemplarischen Ausführungsform ist dafür konzipiert, dass sie in einem Elektrofahrrad (1, 1A, 1B) verwendet wird. Die Antriebseinheit (4, 4A, 4B) beinhaltet einen Motor (43), eine Antreiberschaltung (42) und einen Wärmeableitungsabschnitt (403, 403A, 71 bis 75). Der Motor (43) erzeugt eine Antriebskraft, um das Elektrofahrrad (1, 1A, 1B) fortzubewegen. Die Antreiberschaltung (42) treibt den Motor (43) an. Der Wärmeableitungsabschnitt (403, 403A, 71 bis 75) leitet Wärme von wenigstens einem von der Antreiberschaltung (42) oder dem Motor (43) ab. Der Motor (43), die Antreiberschaltung (42) und der Wärmeableitungsabschnitt (403, 403A, 71 bis 75) sind derart in einem zylindrischen Element (23, 24) angeordnet, dass sie ins Innere einer Projektionsebene eines Querschnittes des zylindrischen Elementes (23, 24) fallen. Das zylindrische Element (23, 24) ist hohl und bildet einen Teil eines Rahmens (2) des Elektrofahrrades (1, 1A, 1B). Der Wärmeableitungsabschnitt (403, 403A, 71 bis 75) weist eine unebene Form auf.A drive unit (4, 4A, 4B) according to a first aspect of the above-described exemplary embodiment is designed to be used in an electric bicycle (1, 1A, 1B). The drive unit (4, 4A, 4B) includes a motor (43), a driving circuit (42) and a heat dissipation section (403, 403A, 71 to 75). The motor (43) generates a driving force to move the electric bicycle (1, 1A, 1B). The driver circuit (42) drives the motor (43). The heat dissipation section (403, 403A, 71 to 75) dissipates heat from at least one of the driving circuit (42) and the motor (43). The motor (43), the drive circuit (42) and the heat dissipation section (403, 403A, 71 to 75) are arranged in a cylindrical element (23, 24) in such a way that they extend into the interior of a projection plane of a cross section of the cylindrical element (23, 24) fall. The cylindrical element (23, 24) is hollow and forms part of a frame (2) of the electric bicycle (1, 1A, 1B). The heat dissipation portion (403, 403A, 71 to 75) has an uneven shape.

Die Antriebseinheit (4, 4A, 4B) verbessert das Aussehen des Elektrofahrrades (1, 1A, 1B) und kann Wärme äußerst effizient ableiten.The drive unit (4, 4A, 4B) improves the appearance of the electric bicycle (1, 1A, 1B) and can dissipate heat extremely efficiently.

Bei einer Antriebseinheit (4, 4A, 4B) entsprechend einem zweiten Aspekt der exemplarischen Ausführungsform, der in Verbindung mit dem ersten Aspekt implementiert sein kann, ist der Wärmeableitungsabschnitt (403, 403A, 71 bis 75) vorzugsweise vor wenigstens einem von der Antreiberschaltung (42) oder dem Motor (43) befindlich.In a drive unit (4, 4A, 4B) according to a second aspect of the exemplary embodiment, which may be implemented in conjunction with the first aspect, the heat dissipation section (403, 403A, 71 to 75) is preferably in front of at least one of the drive circuit (42 ) or the motor (43).

Die Antriebseinheit (4, 4A, 4B) verbessert die Wärmeableitfähigkeit weiter.The drive unit (4, 4A, 4B) further improves the heat dissipation ability.

Bei einer Antriebseinheit (4, 4A, 4B) entsprechend einem dritten Aspekt der exemplarischen Ausführungsform, der in Verbindung mit dem ersten oder zweiten Aspekt implementiert sein kann, ist wenigstens eines von der Antreiberschaltung (42) oder dem Motor (43) vorzugsweise mit dem Wärmeableitungsabschnitt (71 bis 75) über ein thermisch leitfähiges Element thermisch gekoppelt.In a drive unit (4, 4A, 4B) according to a third aspect of the exemplary embodiment, which may be implemented in conjunction with the first or second aspect, at least one of the drive circuit (42) and the motor (43) is preferably provided with the heat dissipation portion (71 to 75) thermally coupled via a thermally conductive element.

Die Antriebseinheit (4, 4A, 4B) verbessert die Wärmeableitfähigkeit weiter.The drive unit (4, 4A, 4B) further improves the heat dissipation ability.

Bei einer Antriebseinheit (4, 4A, 4B) entsprechend einem vierten Aspekt der exemplarischen Ausführungsform, der in Verbindung mit einem der ersten bis dritten Aspekte implementiert sein kann, weist das zylindrische Element (23, 24) vorzugsweise eine längliche Form auf, und der Wärmeableitungsabschnitt (403) erstreckt sich vorzugsweise entlang einer Längsachse des zylindrischen Elementes (23, 24).In a drive unit (4, 4A, 4B) according to a fourth aspect of the exemplary embodiment, which may be implemented in conjunction with any one of the first to third aspects, the cylindrical member (23, 24) preferably has an elongated shape, and the heat dissipation portion (403) preferably extends along a longitudinal axis of the cylindrical element (23, 24).

Die Antriebseinheit (4, 4B) verbessert die Wärmeableitfähigkeit weiter.The drive unit (4, 4B) further improves the heat dissipation ability.

Bei einer Antriebseinheit (4, 4A, 4B) entsprechend einem fünften Aspekt der exemplarischen Ausführungsform, der in Verbindung mit einem der ersten bis dritten Aspekte implementiert sein kann, weist das zylindrische Element (23, 24) vorzugsweise eine längliche Form auf, und der Wärmeableitungsabschnitt (403A) erstreckt sich vorzugsweise entlang einer Breitenachse des zylindrischen Elementes (23, 24).In a drive unit (4, 4A, 4B) according to a fifth aspect of the exemplary embodiment, which may be implemented in conjunction with any one of the first to third aspects, the cylindrical member (23, 24) preferably has an elongated shape, and the heat dissipation portion (403A) preferably extends along a width axis of the cylindrical element (23, 24).

Die Antriebseinheit (4, 4B) kann Wärme äußerst effizient ableiten.The drive unit (4, 4B) can dissipate heat extremely efficiently.

Bei einer Antriebseinheit (4, 4A, 4B) entsprechend einem sechsten Aspekt der exemplarischen Ausführungsform, der in Verbindung mit einem der ersten bis fünften Aspekte implementiert sein kann, beinhaltet die Antreiberschaltung (42) vorzugsweise wenigstens ein Halbleiterschaltelement (Q1 bis Q6). Das wenigstens eine Halbleiterschaltelement (Q1 bis Q6) ist thermisch mit dem Wärmeableitungsabschnitt (71 bis 75) gekoppelt.In a drive unit (4, 4A, 4B) according to a sixth aspect of the exemplary Embodiment, which may be implemented in connection with any of the first to fifth aspects, the driver circuit (42) preferably includes at least one semiconductor switching element (Q1 to Q6). The at least one semiconductor switching element (Q1 to Q6) is thermally coupled to the heat dissipation section (71 to 75).

Die Antriebseinheit (4A) kann die Möglichkeit verringern, dass die Antreiberschaltung (42) eine übermäßig hohe Temperatur erreicht.The drive unit (4A) can reduce the possibility that the driver circuit (42) reaches an excessively high temperature.

Eine Antriebseinheit (4, 4A, 4B) entsprechend einem siebten Aspekt der exemplarischen Ausführungsform, der in Verbindung mit dem sechsten Aspekt implementiert sein kann, beinhaltet des Weiteren vorzugsweise ein Wärmeübertragungselement (44), das innerhalb des zylindrischen Elementes (23, 24) befindlich ist und eine flache Oberfläche (44a, 44c, 44e, 44h, 44k) in Kontakt mit dem wenigstens einen Halbleiterschaltelement (Q1 bis Q6) aufweist. Das Wärmeübertragungselement (44) beinhaltet des Weiteren den Wärmeableitungsabschnitt (71 bis 75).A drive unit (4, 4A, 4B) according to a seventh aspect of the exemplary embodiment, which may be implemented in conjunction with the sixth aspect, preferably further includes a heat transfer element (44) located within the cylindrical member (23, 24). and a flat surface (44a, 44c, 44e, 44h, 44k) in contact with the at least one semiconductor switching element (Q1 to Q6). The heat transfer element (44) further includes the heat dissipation section (71 to 75).

Die Antriebseinheit (4A) ermöglicht, dass das Schaltelement (Q1 bis Q6) und der Wärmeableitungsabschnitt (71 bis 75) thermisch leicht miteinander zu koppeln sind.The drive unit (4A) enables the switching element (Q1 to Q6) and the heat dissipation portion (71 to 75) to be easily thermally coupled to each other.

Bei einer Antriebseinheit (4, 4A) entsprechend einem achten Aspekt der exemplarischen Ausführungsform, der in Verbindung mit einem der ersten bis siebten Aspekte implementiert sein kann, ist das zylindrische Element vorzugsweise ein unteres Rohr (23) des Elektrofahrrades (1, 1A).In a drive unit (4, 4A) according to an eighth aspect of the exemplary embodiment, which may be implemented in conjunction with one of the first to seventh aspects, the cylindrical member is preferably a lower tube (23) of the electric bicycle (1, 1A).

Die Antriebseinheit (4, 4A) kann Wärme äußerst effizient ableiten, ohne dass das Aussehen des unteren Rohres (23) beeinträchtigt wäre.The drive unit (4, 4A) can dissipate heat extremely efficiently without affecting the appearance of the lower tube (23).

Bei einer Antriebseinheit (4B) entsprechend einem neunten Aspekt der exemplarischen Ausführungsform, der in Verbindung mit einem der ersten bis siebten Aspekte implementiert sein kann, ist das zylindrische Element vorzugsweise ein Sitzrohr (24) des Elektrofahrrades (1B)In a drive unit (4B) according to a ninth aspect of the exemplary embodiment, which may be implemented in conjunction with one of the first to seventh aspects, the cylindrical element is preferably a seat tube (24) of the electric bicycle (1B)

Die Antriebseinheit (4B) kann Wärme äußerst effizient ableiten, ohne dass das Aussehen des Sitzrohres (24) beeinträchtigt wäre.The drive unit (4B) can dissipate heat extremely efficiently without affecting the appearance of the seat tube (24).

Ein Elektrofahrrad (1, 1A, 1B) entsprechend einem zehnten Aspekt der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Antriebseinheit (4, 4A, 4B) entsprechend einem der ersten bis neunten Aspekte und das zylindrische Element (23, 24), an dem die Antriebseinheit (4, 4A, 4B) montiert ist.An electric bicycle (1, 1A, 1B) according to a tenth aspect of the exemplary embodiment includes the drive unit (4, 4A, 4B) according to one of the first to ninth aspects and the cylindrical member (23, 24) on which the drive unit (4, 4A, 4B) is mounted.

Das Elektrofahrrad (1, 1A, 1B) kann ein verbessertes Aussehen aufweisen und Wärme äußerst effizient ableiten.The electric bike (1, 1A, 1B) can have an improved appearance and dissipate heat extremely efficiently.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1, 1A, 1B1, 1A, 1B
ElektrofahrradElectric bike
22
RahmenFrame
2323
unteres Rohr (zylindrisches Element)lower tube (cylindrical element)
2424
Sitzrohr (zylindrisches Element)Seat tube (cylindrical element)
4, 4A, 4B4, 4A, 4B
AntriebseinheitDrive unit
4242
AntreiberschaltungDriver circuit
4343
Motorengine
4444
WärmeübertragungsabschnittHeat transfer section
44a, 44c, 44e, 44h, 44k44a, 44c, 44e, 44h, 44k
flache Oberflächeflat surface
403,403A403,403A
WärmeableitungsabschnittHeat dissipation section
71 bis 7571 to 75
WärmeableitungsabschnittHeat dissipation section
Q1 bis Q6Q1 to Q6
HalbleiterschaltelementSemiconductor switching element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP H092368 A [0004]JP H092368 A [0004]

Claims (10)

Antriebseinheit zur Verwendung in einem Elektrofahrrad, wobei die Antriebseinheit umfasst: einen Motor, der zum Erzeugen einer Antriebskraft ausgestaltet ist, um das Elektrofahrrad fortzubewegen; eine Antreiberschaltung, die zum Antreiben des Motors ausgestaltet ist; und einen Wärmeableitungsabschnitt, der zum Ableiten von Wärme von wenigstens einem von der Antreiberschaltung oder dem Motor ausgestaltet ist, wobei der Motor, die Antreiberschaltung und der Wärmeableitungsabschnitt derart in einem zylindrischen Element angeordnet sind, dass sie ins Innere einer Projektionsebene eines Querschnittes des zylindrischen Elementes fallen, wobei das zylindrische Element hohl ist und einen Teil eines Rahmens des Elektrofahrrades bildet, wobei der Wärmeableitungsabschnitt eine unebene Form aufweist.Drive unit for use in an electric bicycle, the drive unit comprising: a motor configured to generate a driving force to move the electric bicycle; a drive circuit configured to drive the motor; and a heat dissipation section configured to dissipate heat from at least one of the driver circuit and the motor, wherein the motor, the driving circuit and the heat dissipation portion are arranged in a cylindrical member so as to fall inside a projection plane of a cross section of the cylindrical member, the cylindrical member being hollow and forming a part of a frame of the electric bicycle, wherein the heat dissipation portion has an uneven shape. Antriebseinheit nach Anspruch 1, wobei der Wärmeableitungsabschnitt vor wenigstens einem von der Antreiberschaltung oder dem Motor befindlich ist.drive unit Claim 1 , wherein the heat dissipation portion is located in front of at least one of the driver circuit and the motor. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens eines von der Antreiberschaltung oder dem Motor thermisch mit dem Wärmeableitungsabschnitt über ein thermisch leitfähiges Element gekoppelt ist.drive unit Claim 1 or 2 , wherein at least one of the driver circuit or the motor is thermally coupled to the heat dissipation portion via a thermally conductive member. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zylindrische Element eine längliche Form aufweist, und der Wärmeableitungsabschnitt sich entlang einer Längsachse des zylindrischen Elementes erstreckt.Drive unit according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the cylindrical member has an elongated shape, and the heat dissipation portion extends along a longitudinal axis of the cylindrical member. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zylindrische Element eine längliche Form aufweist, und der Wärmeableitungsabschnitt sich entlang einer Breitenachse des zylindrischen Elementes erstreckt.Drive unit according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the cylindrical member has an elongated shape, and the heat dissipation portion extends along a width axis of the cylindrical member. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Antreiberschaltung wenigstens ein Halbleiterschaltelement beinhaltet, und das wenigstens eine Halbleiterschaltelement thermisch mit dem Wärmeableitungsabschnitt gekoppelt ist.Drive unit according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the driver circuit includes at least one semiconductor switching element, and the at least one semiconductor switching element is thermally coupled to the heat dissipation section. Antriebseinheit nach Anspruch 6, des Weiteren umfassend ein Wärmeübertragungselement, das innerhalb des zylindrischen Elementes befindlich ist und eine flache Oberfläche in Kontakt mit dem wenigstens einen Halbleiterschaltelement aufweist, wobei das Wärmeübertragungselement des Weiteren den Wärmeableitungsabschnitt beinhaltet.drive unit Claim 6 , further comprising a heat transfer element located within the cylindrical member and having a flat surface in contact with the at least one semiconductor switching element, the heat transfer element further including the heat dissipation portion. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das zylindrische Element ein unteres Rohr des Elektrofahrrades ist.Drive unit according to one of the Claims 1 until 7 , where the cylindrical element is a lower tube of the electric bicycle. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das zylindrische Element ein Sitzrohr des Elektrofahrrades ist.Drive unit according to one of the Claims 1 until 7 , where the cylindrical element is a seat tube of the electric bicycle. Elektrofahrrad, umfassend: die Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9; und das zylindrische Element, an dem die Antriebseinheit montiert ist.Electric bicycle, comprising: the drive unit according to one of the Claims 1 until 9 ; and the cylindrical element on which the drive unit is mounted.
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