JP2011168180A - 電動自転車 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂モールドされた電動モータを樹脂製のカバーで覆う構造でありながら、電磁波ノイズがモータ駆動ユニット内に出入りすることを防止できる電動自転車を提供する。
【解決手段】電動モータ8が樹脂モールドされ、樹脂モールドされた電動モータ8が樹脂製のモータカバー20で覆われ、モータカバー20の内面に導電層20aが形成されている。これにより、電磁波ノイズが導電層20aにより遮断され、モータカバー20を通して電磁波ノイズがモータ駆動ユニット9から出入りすることを防止できる。
【選択図】図2
【解決手段】電動モータ8が樹脂モールドされ、樹脂モールドされた電動モータ8が樹脂製のモータカバー20で覆われ、モータカバー20の内面に導電層20aが形成されている。これにより、電磁波ノイズが導電層20aにより遮断され、モータカバー20を通して電磁波ノイズがモータ駆動ユニット9から出入りすることを防止できる。
【選択図】図2
Description
本発明は電動自転車、特に電動自転車のモータ駆動ユニットに関する。
バッテリによって作動する電動モータを有するモータ駆動ユニットを備え、ペダルに作用する踏力(人力駆動力)に、前記モータ駆動ユニットから出力する補助駆動力(アシスト力)を加えることで、上り坂等でも楽に走行可能な電動自転車は既に知られている。この種の従来の電動自転車におけるモータ駆動ユニットのケースは、十分な強度を確保するためにケース全体がアルミダイキャスト製のものが用いられていた。モータ駆動ユニットには、電動モータのほかに、ペダルからの力をチェーンに伝達する大ギアが取り付けられたクランク軸の軸受、電動モータからの出力トルクをモータ駆動ユニット外部へ伝達するための歯車部、駆動力を車輪に伝達するチェーンに噛み合い、歯車部から伝達された駆動力をチェーンに伝達する出力スプロケットなどが設けられている。
しかし、モータ駆動ユニットのケース(筐体部)として、上記のように全てアルミダイキャスト製などの金属製のものを用いると、製造コストが極めて高価となる欠点がある。また、ケース全体が金属であるため、モータ駆動ユニットとしての重量が大きくなり、ひいては電動自転車の軽量化の妨げとなる問題もある。
このような欠点や問題に対処すべく、特許文献1などに開示されているように、電動モータの配設部分を、金属製のケースで覆うことなく、樹脂モールドすることが行われている。つまり、電動モータの配設部分については、電動モータの配設部分には外部から大きな力が作用することがなく、多大な強度を確保しなくても済むため、この電動モータの部分などを、金属製のケースで覆うことなく、樹脂モールドしているものである。なお、樹脂モールド部が外部に露出すると体裁が悪かったり、走行時に走行路に落ちているものなどに当たって損傷するおそれがあったりするので、樹脂モールドされた電動モータは樹脂製のカバーで覆われる。
このように、電動モータを樹脂モールドするとともに、この樹脂モールドされた電動モータを樹脂製のカバーで覆うことで、モータ駆動ユニットのケースを全て金属製とする場合と比較して、製造コストの低減化を図ることができる。また、モータ駆動ユニットの重量を小さくできて、電動自転車の軽量化を促進できる。
しかしながら、電動モータを樹脂モールドするとともに、この樹脂モールドされた電動モータを樹脂製のカバーで覆っただけの構造であると、電動モータなどから発生する電磁波ノイズが樹脂製のカバーを通して電動自転車より外部に洩れたり、外部からの電磁波ノイズが樹脂製のカバーを通してモータ駆動ユニット内に侵入したりするおそれがあり、電動自転車としての信頼性が低下するという課題を生じる。
本発明は上記課題を解決するもので、電動モータを樹脂モールドするとともに、この樹脂モールドされた電動モータを樹脂製のカバーで覆う構造でありながら、電動モータなどから発生する電磁波ノイズが樹脂製のカバーを通して電動自転車より外部に洩れたり、外部からの電磁波ノイズが樹脂製のカバーを通してモータ駆動ユニット内に侵入したりすることを防止できる電動自転車を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明の電動自転車は、補助駆動力を発生する電動モータを有するモータ駆動ユニットと、電動モータに駆動用の電力を供給するバッテリとを備えた電動自転車であって、電動モータが樹脂モールドされ、樹脂モールドされた電動モータが樹脂製のモータカバーで覆われ、前記モータカバーの内面に導電層が形成されていることを特徴とする。なお、導電層は、モータカバーの内面に導電塗装により形成すると好適である。
この構成によれば、モータカバーの内面に導電層が形成されているので、電動モータなどから電磁波ノイズが発生した場合でも、この電磁波ノイズが、導電層により遮断され、樹脂製のモータカバーを通して電動自転車から外部に洩れ出ることを防止できる。また、外部からの電磁波ノイズがモータカバーから侵入しようとしても、モータカバー内面の導電層により遮断され、外部からの電磁波ノイズがモータ駆動ユニット内に侵入することを防止できる。
また、本発明の電動自転車は、補助駆動力を発生する電動モータを有するモータ駆動ユニットと、電動モータに駆動用の電力を供給するバッテリとを備えた電動自転車であって、電動モータが樹脂モールドされ、樹脂モールドされた電動モータが樹脂製のモータカバーで覆われ、樹脂モールドされた前記電動モータと前記モータカバーとの間に金属製で薄肉の薄肉金属材が介装されていることを特徴とする。
この構成によれば、電動モータなどから発せられる電磁波ノイズが、前記電動モータと前記モータカバーとの間に介装されている薄肉金属材により遮断され、樹脂製のモータカバーを通して電動自転車から外部に洩れることを防止できる。また、外部からの電磁波ノイズがモータカバーから侵入しようとしても、前記薄肉金属材により遮断され、外部からの電磁波ノイズがモータ駆動ユニット内に侵入することを防止できる。
ここで、前記導電層や前記薄肉金属材を、モータ駆動ユニットの金属製のケース体に接触する状態でモータカバーを取り付けることで、前記導電層や前記薄肉金属材を、モータ駆動ユニットの金属製のケース体やモータ駆動ユニットが取り付けられている電動自転車のフレームに電気的にアースすることができて、電磁波ノイズを良好に吸収することができる。
なお、モータカバーにおける金属製のケース体への取付部の取付接触面にも導電層を形成させると、導電層が金属製のケース体に良好に密着して、アース性能が向上する。
本発明によれば、モータカバーの内面に導電層を形成したり、樹脂モールドされた電動モータとモータカバーとの間に薄肉金属材を介装したりすることにより、比較的簡単な構成で、製造コストの増加を最小限に抑えながら、電動モータなどから発生する電磁波ノイズが樹脂製のモータカバーを通して電動自転車より外部に洩れたり、外部からの電磁波ノイズがモータ駆動ユニット内に侵入することを確実に防止できる。この結果、電動モータなどから電磁波ノイズが発生した場合でも、電動自転車より外部に洩れることがないので、外部の機器などに悪影響を及ぼすことが確実に防止できるとともに、外部からの電磁波ノイズがモータ駆動ユニット内に侵入することによる誤動作なども確実に防止することができて、電動自転車としての信頼性が向上する。
以下、本発明の実施の形態に係る電動自転車について図面に基づき説明する。
図1、図2において、1は電動自転車であり、この電動自転車1には、ヘッドパイプ2a、メインパイプ2b、立パイプ2d、チェーンステー2e、後述するモータ駆動ユニット9を支持するための複数の支持ブラケット32(一部のみ図2に示す)などからなる金属製のフレーム2と、前車輪3および後車輪4と、ハンドル5と、クランク6(クランク軸6a)およびペダル7と、補助駆動力(アシスト力)を発生させる電動モータ8などを有するモータ駆動ユニット9と、電動モータ8に駆動用の電力を供給する二次電池からなるバッテリ10と、ペダル7からの踏力(人力駆動力)やモータ駆動ユニット9からの補助駆動力(アシスト力)を後車輪4に伝達するチェーン11等が設けられている。
図1、図2において、1は電動自転車であり、この電動自転車1には、ヘッドパイプ2a、メインパイプ2b、立パイプ2d、チェーンステー2e、後述するモータ駆動ユニット9を支持するための複数の支持ブラケット32(一部のみ図2に示す)などからなる金属製のフレーム2と、前車輪3および後車輪4と、ハンドル5と、クランク6(クランク軸6a)およびペダル7と、補助駆動力(アシスト力)を発生させる電動モータ8などを有するモータ駆動ユニット9と、電動モータ8に駆動用の電力を供給する二次電池からなるバッテリ10と、ペダル7からの踏力(人力駆動力)やモータ駆動ユニット9からの補助駆動力(アシスト力)を後車輪4に伝達するチェーン11等が設けられている。
モータ駆動ユニット9は、樹脂モールドされた電動モータ8と、この樹脂モールドされた電動モータ8を覆うAES(アクリロニトリル−エチレン−スチレン)樹脂などからなる樹脂製のモータカバー20と、電動モータ8の出力軸8aに形成された減速用小ギア12と、この減速用小ギア12に噛み合う減速用大ギア13と、減速用大ギア13の出力部である補助駆動力出力軸14に取り付けられてチェーン11と噛み合う補助駆動力出力ギア15と、電動自転車の各種の制御を行う制御基板(制御部)16と、クランク軸6aを回転自在に支持するクランク軸受17と、電動モータ8の出力軸8aを回転自在に支持するモータ軸受18と、補助駆動力出力軸14を回転自在に支持する補助駆動力出力軸受19と、クランク軸6aに対して所定間隔を保った状態で配設され、ペダルを介してクランク軸に付与された人力(踏力)を検出する人力検出手段としてのトルクセンサユニット22と、電動モータ8以外の前記構成要素(減速用大ギア13、補助駆動力出力軸14、制御部16、クランク軸6aの中央寄り部分、トルクセンサユニット22、補助駆動力出力軸受19、クランク軸受17など)を収容するそれぞれ金属製のケース体としての第1金属ケース23および第2金属ケース24などを備えている。また、モータ駆動ユニット9から突出するクランク軸6aの右側部分には、クランク軸6aに作用した人力駆動力(踏力)をチェーン11に伝達する大ギア25が取り付けられている。
また、モータ駆動ユニット9を支持するための複数の支持ブラケット32(一部のみ図2に示す)が、例えば、メインパイプ2bの後端部などから垂下する姿勢で取り付けられているとともに、この支持ブラケット32が、例えばメインパイプ2bの後端部とチェーンステー2eの前端部とを連結する姿勢で取り付けられている。そして、これらの支持ブラケット32ならびに、この支持ブラケット32と第1金属ケース23と第2金属ケース24とを連結する連結ボルト26および連結ナット33などを介して、モータ駆動ユニット9が、フレーム2におけるメインパイプ2bの後端部近傍箇所から吊り下げられた姿勢で取り付けられている。このようにこの実施の形態では、モータ駆動ユニット9が電動自転車1における前後方向の中央部の下部に配設されている。
さらに、結合ボルトおよび結合ナット27(図2、図3参照)を介して、電動モータ8を収容したモータカバー20が第2金属ケース24に結合されて固定されている。ここで特に、モータカバー20は、内面のほぼ全面が導電塗装されて、薄肉の導電層20aが形成されている。また、モータカバー20には、第2金属ケース24への取付用リブ20bが複数箇所に形成されており、取付用リブ20bには、結合ボルト27が挿通される挿通孔20cが形成されている。そして、取付用リブ20bの取付接触面としての内面(裏面)にも導電層20aが形成されており、結合ボルト27による結合時に取付用リブ20bが第2金属ケース24の取付部分に良好に密着し、導電層20aが第2金属ケース24に良好に接触するよう図られている。なお、必要に応じて、モータカバー20の内面にも、モータカバー20の剛性を高めたり、装着位置をより正確に規制したりするために、適宜リブを形成してもよい。また、モータカバー20の内面に両面粘着テープ28(図4(c)参照)を介装して、モータカバー20と電動モータ8のモールド部分との密着性を向上させてもよい。また、この実施の形態では、モータカバー20の取付用リブ20bにおける結合ボルトおよび結合ナット27の取付部20b’(図5(b)参照)が窪まされて、結合ボルトおよび結合ナット27がモータカバー20よりあまり突出しないよう図られて、足や衣服などが引っ掛かることを低減している。また、導電層20aの厚みは例えば15μm以上であれば好ましい。
上記構成によれば、モータカバー20の内面に導電層20aが形成されているので、電動モータ8などから発生する電磁波ノイズが導電層20aにより遮断され、樹脂製のモータカバー20を通して電動自転車1より外部に洩れることを防止できる。また、外部からの電磁波ノイズがモータカバー20から侵入しようとしても、モータカバー20内面の導電層20aにより前記電磁波ノイズが遮断され、モータ駆動ユニット9内に侵入することを防止できる。この結果、電動モータ8などから電磁波ノイズが発生した場合でも、電動自転車1(モータ駆動ユニット9)より外部に洩れることがないので、外部の機器などに悪影響を及ぼすことが確実に防止できるとともに、外部からの電磁波ノイズがモータ駆動ユニット9内に侵入することによる誤動作なども確実に防止することができて、電動自転車1としての信頼性が向上する。これにより、いわゆるEMC(電磁環境両立性)性能を十分に満足する電動自転車1を得られる。
なお、導電層20aの形成方法としては、上述したように、金属成分を含有する塗装材料を塗装することによる、いわゆる導電塗装により形成すると極めて良好に薄肉かつ均一な導電層20aを比較的安価かつ良好に形成することができる。しかしながら、これに限るものではなく、メッキ処理などにより導電層20aを形成してもよい。
また、上記構成によれば、樹脂製のモータカバー20の内面に薄肉の導電層20aを形成するだけなので、モータカバー全体を金属製とする場合と比較して、軽量かつ安価にモータカバー20を製造することができる。
また、モータカバー20を第2金属ケース24に取り付ける取付用リブ20bの内面(裏面)にも導電層20aが形成されているので、モータカバー20を第2金属ケース24に取り付けた際に、導電層20aが第2金属ケース24に良好に接触し、この第2金属ケース24や、第2金属ケース24と合わせて取り付けられる第1金属ケース23は、金属製のフレーム2に取り付けられているので、これらの第1、第2の金属ケース23、24やフレーム2に電気的にアースすることができて、電磁波ノイズを良好に吸収することができる。
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
図6(a)、(b)に示すように、本実施の形態では、モータカバー20の内面に導電層20aを形成する代わりに、モータカバー20自体は内面も含めて、単なる樹脂で形成する一方、樹脂モールドされた電動モータ8とモータカバー20との間に金属製で薄肉の薄肉金属材30を介装している。すなわち、アルミ箔などの薄肉の金属材からなる薄肉金属材30を、電動モータ8(図6では、電動モータ8の外郭部となる、モータカバー20および薄肉金属材30と第2金属ケース24とのみを示す)とモータカバー20との間に介装する。なお、薄肉金属材30の配設方法としては、プレス成形などにより、予め、モータカバー20の内面に薄肉金属材30を圧着したり、薄肉金属材30を電動モータ8の樹脂モールド部分に被せた上で、モータカバー20を取り付けたりしてもよい。
図6(a)、(b)に示すように、本実施の形態では、モータカバー20の内面に導電層20aを形成する代わりに、モータカバー20自体は内面も含めて、単なる樹脂で形成する一方、樹脂モールドされた電動モータ8とモータカバー20との間に金属製で薄肉の薄肉金属材30を介装している。すなわち、アルミ箔などの薄肉の金属材からなる薄肉金属材30を、電動モータ8(図6では、電動モータ8の外郭部となる、モータカバー20および薄肉金属材30と第2金属ケース24とのみを示す)とモータカバー20との間に介装する。なお、薄肉金属材30の配設方法としては、プレス成形などにより、予め、モータカバー20の内面に薄肉金属材30を圧着したり、薄肉金属材30を電動モータ8の樹脂モールド部分に被せた上で、モータカバー20を取り付けたりしてもよい。
この構成によっても、上記実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。なお、図示しないが、この実施の形態でも、モータカバー20における第2金属ケース24への取付部である取付用リブ20bの取付接触面としての内面(裏面)に相当する箇所にも薄肉金属材30を配設することで、モータカバー20を第2金属ケース24に取り付けた際に、薄肉金属材30が第2金属ケース24に良好に接触し、第1、第2の金属ケース23、24やフレーム2に電気的に良好にアースすることができる。
また、上記実施の形態では、モータ駆動ユニット9が電動自転車1における前後方向の中央部の下部に配設されている場合を述べ、この場合には、電動自転車1の重心の近傍にモータ駆動ユニット9が配設されるため、安定性や操舵性が優れる利点があるが、これに限るものではない。
本発明は、補助駆動力を付与可能な各種の電動自転車に良好に適用できる。また、本発明の電動自転車としては、人力駆動力(踏力)が作用している際のみ、補助駆動力が付加されるものに限るものではなく、人力駆動力(踏力)がない場合にも、補助駆動力を付加して、電動自転車を移動できるものにも適用可能である。
1 電動自転車
2 フレーム
3 前車輪
4 後車輪
6 クランク
6a クランク軸
7 ペダル
8 電動モータ
9 モータ駆動ユニット
10 バッテリ
11 チェーン
16 制御基板(制御部)
20 モータカバー
20a 導電層
20b 取付用リブ
23 第1金属ケース(ケース体)
24 第2金属ケース(ケース体)
30 薄肉金属材
2 フレーム
3 前車輪
4 後車輪
6 クランク
6a クランク軸
7 ペダル
8 電動モータ
9 モータ駆動ユニット
10 バッテリ
11 チェーン
16 制御基板(制御部)
20 モータカバー
20a 導電層
20b 取付用リブ
23 第1金属ケース(ケース体)
24 第2金属ケース(ケース体)
30 薄肉金属材
Claims (7)
- 補助駆動力を発生する電動モータを有するモータ駆動ユニットと、電動モータに駆動用の電力を供給するバッテリとを備えた電動自転車であって、
電動モータが樹脂モールドされ、樹脂モールドされた電動モータが樹脂製のモータカバーで覆われ、前記モータカバーの内面に導電層が形成されていることを特徴とする電動自転車。 - モータ駆動ユニットの金属製のケース体に、モータカバーの導電層が接触する状態でモータカバーが取り付けられていることを特徴とする請求項1記載の電動自転車。
- モータカバーにおける金属製のケース体への取付部の取付接触面にも導電層が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電動自転車。
- 導電層が導電塗装により形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の電動自転車。
- 補助駆動力を発生する電動モータを有するモータ駆動ユニットと、電動モータに駆動用の電力を供給するバッテリとを備えた電動自転車であって、
電動モータが樹脂モールドされ、樹脂モールドされた電動モータが樹脂製のモータカバーで覆われ、樹脂モールドされた前記電動モータと前記モータカバーとの間に金属製で薄肉の薄肉金属材が介装されていることを特徴とする電動自転車。 - モータ駆動ユニットの金属製のケース体に、薄肉金属材が接触する状態でモータカバーが取り付けられていることを特徴とする請求項5記載の電動自転車。
- モータ駆動ユニットが前後方向の中央部の下部に配設されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の電動自転車。
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