JP2002240771A - 電動補助自転車用電動ユニット - Google Patents
電動補助自転車用電動ユニットInfo
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/53—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 放熱性を高めてブラシやブラシホルダの温度
上昇を抑えることによって長時間の連続運転が可能な電
動補助自転車用電動ユニットを提供すること。 【構成】 車輪のハブ内に配置された電動モータのロー
タにブラシ３０を介して給電することによって電動モー
タによる補助動力を発生するユニットであって、前記電
動モータのハウジングの一部を構成するブラケット１１
Ｂの内面に絶縁樹脂製のブラシホルダ２８を介してブラ
シボックス２９を取り付け、該ブラシボックス２９内に
前記ブラシ３０を摺動自在に保持して成る電動補助自転
車用電動ユニットにおいて、前記ブラシボックス２９内
のブラシ３０と前記ブラシホルダ２８の間に介装され、
外縁がブラシボックス２９より外側まで延在してブラシ
ホルダ２８に沿う金属製の放熱板３７を設ける。
上昇を抑えることによって長時間の連続運転が可能な電
動補助自転車用電動ユニットを提供すること。 【構成】 車輪のハブ内に配置された電動モータのロー
タにブラシ３０を介して給電することによって電動モー
タによる補助動力を発生するユニットであって、前記電
動モータのハウジングの一部を構成するブラケット１１
Ｂの内面に絶縁樹脂製のブラシホルダ２８を介してブラ
シボックス２９を取り付け、該ブラシボックス２９内に
前記ブラシ３０を摺動自在に保持して成る電動補助自転
車用電動ユニットにおいて、前記ブラシボックス２９内
のブラシ３０と前記ブラシホルダ２８の間に介装され、
外縁がブラシボックス２９より外側まで延在してブラシ
ホルダ２８に沿う金属製の放熱板３７を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、補助動力を発生す
る電動モータを車輪のハブ内に組み込んで成る電動補助
自転車用電動ユニットに関する。
る電動モータを車輪のハブ内に組み込んで成る電動補助
自転車用電動ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】ライダーの踏力を検出してその踏力の大
きさに応じたアシスト電流を電動モータに供給し、該電
動モータが発生する補助動力のアシストを受けて走行す
る電動補助自転車が開発され、既に実用に供されてい
る。
きさに応じたアシスト電流を電動モータに供給し、該電
動モータが発生する補助動力のアシストを受けて走行す
る電動補助自転車が開発され、既に実用に供されてい
る。
【０００３】ところで、斯かる電動補助自転車において
は、電動モータや減速機構を含む電動ユニットを単体で
構成し、これを自転車に取り付けていたため、その取付
場所の選定に苦慮するとともに、自転車のコンパクト化
を阻害して外観性も損ねるという問題があった。
は、電動モータや減速機構を含む電動ユニットを単体で
構成し、これを自転車に取り付けていたため、その取付
場所の選定に苦慮するとともに、自転車のコンパクト化
を阻害して外観性も損ねるという問題があった。
【０００４】そこで、電動モータや減速機構を車輪のハ
ブ内に組み込む構成が提案されている。
ブ内に組み込む構成が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電動モ
ータ等を車輪のハブ内に組み込む場合、電動モータ等は
回転するハブ内の密閉空間に収容され、密閉空間の放熱
性が悪いため、電動モータの発熱によって密閉空間内の
温度が上昇するという問題が発生する。特に、発熱部で
あるブラシの温度は非常に高くなり、該ブラシを支持す
る絶縁樹脂製のブラシホルダに熱劣化が発生し、この熱
劣化を考慮すると電動ユニットの連続運転可能時間が制
限されてしまう。
ータ等を車輪のハブ内に組み込む場合、電動モータ等は
回転するハブ内の密閉空間に収容され、密閉空間の放熱
性が悪いため、電動モータの発熱によって密閉空間内の
温度が上昇するという問題が発生する。特に、発熱部で
あるブラシの温度は非常に高くなり、該ブラシを支持す
る絶縁樹脂製のブラシホルダに熱劣化が発生し、この熱
劣化を考慮すると電動ユニットの連続運転可能時間が制
限されてしまう。
【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、放熱性を高めてブラシやブラ
シホルダの温度上昇を抑えることによって長時間の連続
運転が可能な電動補助自転車用電動ユニットを提供する
ことにある。
で、その目的とする処は、放熱性を高めてブラシやブラ
シホルダの温度上昇を抑えることによって長時間の連続
運転が可能な電動補助自転車用電動ユニットを提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、車輪のハブ内に配置された
電動モータのロータにブラシを介して給電することによ
って電動モータによる補助動力を発生するユニットであ
って、前記電動モータのハウジングの一部を構成するブ
ラケットの内面に絶縁樹脂製のブラシホルダを介してブ
ラシボックスを取り付け、該ブラシボックス内に前記ブ
ラシを摺動自在に保持して成る電動補助自転車用電動ユ
ニットにおいて、前記ブラシボックス内のブラシと前記
ブラシホルダの間に介装され、外縁がブラシボックスよ
り外側まで延在してブラシホルダに沿う金属製の放熱板
を設けたことを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、車輪のハブ内に配置された
電動モータのロータにブラシを介して給電することによ
って電動モータによる補助動力を発生するユニットであ
って、前記電動モータのハウジングの一部を構成するブ
ラケットの内面に絶縁樹脂製のブラシホルダを介してブ
ラシボックスを取り付け、該ブラシボックス内に前記ブ
ラシを摺動自在に保持して成る電動補助自転車用電動ユ
ニットにおいて、前記ブラシボックス内のブラシと前記
ブラシホルダの間に介装され、外縁がブラシボックスよ
り外側まで延在してブラシホルダに沿う金属製の放熱板
を設けたことを特徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記放熱板の前記ブラシボックスより外側
に延在する部分を更に前記ブラシホルダの外側まで延設
し、その延設部を絶縁シートを介して前記ブラケットに
取り付けたことを特徴とする。
明において、前記放熱板の前記ブラシボックスより外側
に延在する部分を更に前記ブラシホルダの外側まで延設
し、その延設部を絶縁シートを介して前記ブラケットに
取り付けたことを特徴とする。
【０００９】従って、請求項１記載の発明によれば、発
熱部であるブラシからの熱は熱伝導率の高い金属製の放
熱板によって広い面積に分散されて効果的に放熱される
ため、絶縁樹脂製のブラシホルダの局部的な温度上昇が
抑えられてその熱劣化が防がれ、結果的に当該電動ユニ
ットの長時間の連続運転が可能となる。
熱部であるブラシからの熱は熱伝導率の高い金属製の放
熱板によって広い面積に分散されて効果的に放熱される
ため、絶縁樹脂製のブラシホルダの局部的な温度上昇が
抑えられてその熱劣化が防がれ、結果的に当該電動ユニ
ットの長時間の連続運転が可能となる。
【００１０】又、請求項２記載の発明によれば、放熱板
の放熱面積が拡大するとともに、ブラシからの熱はブラ
シホルダを介することなく放熱板から絶縁シートを経て
ブラケットにも伝導するため、ブラシ及びブラシホルダ
の温度が更に低く抑えられる。
の放熱面積が拡大するとともに、ブラシからの熱はブラ
シホルダを介することなく放熱板から絶縁シートを経て
ブラケットにも伝導するため、ブラシ及びブラシホルダ
の温度が更に低く抑えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は電動補助自転車の後輪ハブ部分の側
面図、図２は同後輪ハブ部分の底面図、図３は本発明に
係る電動ユニットの構成を示す後輪ハブ部分の破断平面
図、図４はモータハウジングのブラケットを内側から見
た図、図５は図４のＡ−Ａ線拡大断面図、図６は図４の
Ｂ−Ｂ線拡大断面図、図７は図４のＣ−Ｃ線拡大断面図
である。
面図、図２は同後輪ハブ部分の底面図、図３は本発明に
係る電動ユニットの構成を示す後輪ハブ部分の破断平面
図、図４はモータハウジングのブラケットを内側から見
た図、図５は図４のＡ−Ａ線拡大断面図、図６は図４の
Ｂ−Ｂ線拡大断面図、図７は図４のＣ−Ｃ線拡大断面図
である。
【００１３】図１及び図２において、１，２はそれぞれ
電動補助自転車の車体フレームを構成する左右一対のシ
ートステー、チェーンステーであって、これらのシート
ステー１とチェーンステー２の各端部同士を連結する左
右一対のエンドブラケット３間には本発明に係る電動ユ
ニット１０が横架されている。この電動ユニット１０
は、その両端に同軸に突出する左右の軸４Ａ，４Ｂを介
して左右の前記エンドブラケット３に固定されている。
そして、不図示の後輪はこの電動ユニット１０の一部を
構成するハブ５を介して回転自在に支承されている。
尚、前記左右の軸４Ａ，４Ｂは、後述のモータハウジン
グ１１と支持部材４４を介して一体的に結合されて後車
軸４を構成している。
電動補助自転車の車体フレームを構成する左右一対のシ
ートステー、チェーンステーであって、これらのシート
ステー１とチェーンステー２の各端部同士を連結する左
右一対のエンドブラケット３間には本発明に係る電動ユ
ニット１０が横架されている。この電動ユニット１０
は、その両端に同軸に突出する左右の軸４Ａ，４Ｂを介
して左右の前記エンドブラケット３に固定されている。
そして、不図示の後輪はこの電動ユニット１０の一部を
構成するハブ５を介して回転自在に支承されている。
尚、前記左右の軸４Ａ，４Ｂは、後述のモータハウジン
グ１１と支持部材４４を介して一体的に結合されて後車
軸４を構成している。
【００１４】本発明に係る前記電動ユニット１０は、モ
ータハウジング１１内に収容された電動モータ（永久磁
石式モータ）１２と、該電動モータ１２の回転を減速し
て前記ハブ５（後輪）に伝達する減速機構１３を含んで
構成されている。
ータハウジング１１内に収容された電動モータ（永久磁
石式モータ）１２と、該電動モータ１２の回転を減速し
て前記ハブ５（後輪）に伝達する減速機構１３を含んで
構成されている。
【００１５】ここで、前記モータハウジング１１は、円
筒状の本体１１Ａの左右の開口部にキャップ状の左右の
ブラケット１１Ｂ，１１Ｃを長尺のボルト７にて被着し
て構成されており、左側のブラケット１１Ｂには前記軸
４Ａが固着されている。又、右側のブラケット１１Ｃに
は、後述の支持部材４４を介して前記軸４Ｂが固着され
ている。そして、前記ハブ５はその左端部がベアリング
８によってモータハウジング１１（ブラケケット１１
Ｂ）の外周部に回転自在に支持され、右端部は左右２列
のベアリング９によって右側の軸４Ｂに回転自在に支持
されている。即ち、軸４Ａ，４Ｂとモータハウジング１
１と支持部材４４は、一体的に結合されて全体として後
車軸４を構成している。
筒状の本体１１Ａの左右の開口部にキャップ状の左右の
ブラケット１１Ｂ，１１Ｃを長尺のボルト７にて被着し
て構成されており、左側のブラケット１１Ｂには前記軸
４Ａが固着されている。又、右側のブラケット１１Ｃに
は、後述の支持部材４４を介して前記軸４Ｂが固着され
ている。そして、前記ハブ５はその左端部がベアリング
８によってモータハウジング１１（ブラケケット１１
Ｂ）の外周部に回転自在に支持され、右端部は左右２列
のベアリング９によって右側の軸４Ｂに回転自在に支持
されている。即ち、軸４Ａ，４Ｂとモータハウジング１
１と支持部材４４は、一体的に結合されて全体として後
車軸４を構成している。
【００１６】又、前記ハブ５は、図３に示すように、車
体右側に向かって開口する有底筒状の本体５Ａの開口部
にキャップ５Ｂをボルト６にて被着して構成されてい
る。
体右側に向かって開口する有底筒状の本体５Ａの開口部
にキャップ５Ｂをボルト６にて被着して構成されてい
る。
【００１７】ハブ５の左端部には後輪ブレーキの一部を
構成するブレーキドラム部５ａが一体に形成されてお
り、同ハブ５の右端に一体に突設されたボス部５ｂの外
周には一方向クラッチ１４を介してホイールスプロケッ
ト１５が結着されている。尚、ホイールスプロケット１
５と不図示のクランク軸に結着された不図示のドライブ
スプロケットとの間には無端状のチェーン１６が巻装さ
れている。
構成するブレーキドラム部５ａが一体に形成されてお
り、同ハブ５の右端に一体に突設されたボス部５ｂの外
周には一方向クラッチ１４を介してホイールスプロケッ
ト１５が結着されている。尚、ホイールスプロケット１
５と不図示のクランク軸に結着された不図示のドライブ
スプロケットとの間には無端状のチェーン１６が巻装さ
れている。
【００１８】ところで、前記後輪ブレーキは、ブレーキ
シュープレート１７にアンカーピン１８によって拡開可
能に支持されたブレーキシューをハブ５のブレーキドラ
ム部５ａの内周面に押し付けることによって所要の制動
力を発生するドラムブレーキである。尚、ブレーキシュ
ープレート１７は、図１及び図２に示すように、その前
端部が車体左側の前記チェーンステー２にブラケット１
９を介して取り付けられ、その後部は後車軸４の左側の
軸４Ａに支持されている。
シュープレート１７にアンカーピン１８によって拡開可
能に支持されたブレーキシューをハブ５のブレーキドラ
ム部５ａの内周面に押し付けることによって所要の制動
力を発生するドラムブレーキである。尚、ブレーキシュ
ープレート１７は、図１及び図２に示すように、その前
端部が車体左側の前記チェーンステー２にブラケット１
９を介して取り付けられ、その後部は後車軸４の左側の
軸４Ａに支持されている。
【００１９】又、図３に示すように、プレーキシュープ
レート１７の前記アンカーピン１８に対向する外周部位
置にはブレーキカム軸２０が回動可能に支持されてお
り、このブレーキカム軸２０の外端部にはブレーキレバ
ー２１の一端が取り付けられている。そして、ブレーキ
レバー２１の他端には、図１及び図２に示すように、不
図示のハンドル部に設けられた不図示のブレーキレバー
から延出するブレーキワイヤー２２が連結され、ブレー
キレバー２１はリターンスプリング２３によってブレー
キ非作動方向（図１の反時計方向）に付勢されている。
レート１７の前記アンカーピン１８に対向する外周部位
置にはブレーキカム軸２０が回動可能に支持されてお
り、このブレーキカム軸２０の外端部にはブレーキレバ
ー２１の一端が取り付けられている。そして、ブレーキ
レバー２１の他端には、図１及び図２に示すように、不
図示のハンドル部に設けられた不図示のブレーキレバー
から延出するブレーキワイヤー２２が連結され、ブレー
キレバー２１はリターンスプリング２３によってブレー
キ非作動方向（図１の反時計方向）に付勢されている。
【００２０】ここで、本発明に係る前記電動ユニット１
０の構成を図３に基づいて詳細に説明する。
０の構成を図３に基づいて詳細に説明する。
【００２１】前記モータハウジング１１内に収容された
前記電動モータ１２は、回転側のロータ１２Ａと静止側
の永久磁石１２Ｂとで構成されており、永久磁石１２Ｂ
はモータハウジング１１の本体１１Ａの内周面に固定さ
れてロータ（電機子）１２Ａに対向している。
前記電動モータ１２は、回転側のロータ１２Ａと静止側
の永久磁石１２Ｂとで構成されており、永久磁石１２Ｂ
はモータハウジング１１の本体１１Ａの内周面に固定さ
れてロータ（電機子）１２Ａに対向している。
【００２２】又、前記ロータ１２Ａは、その左右がベア
リング２４，２５を介してモータハウジング１１の左右
のブラケット１１Ｂ，１１Ｃに回転自在に支持された回
転軸１２ａにコア１２ｂと絶縁部材１２ｃを取り付けて
構成されており、コア１２ｂにはコイル１２ｄが巻装さ
れ、絶縁部材１２ｃの外周には整流子１２ｅが被着され
ている。
リング２４，２５を介してモータハウジング１１の左右
のブラケット１１Ｂ，１１Ｃに回転自在に支持された回
転軸１２ａにコア１２ｂと絶縁部材１２ｃを取り付けて
構成されており、コア１２ｂにはコイル１２ｄが巻装さ
れ、絶縁部材１２ｃの外周には整流子１２ｅが被着され
ている。
【００２３】ところで、ブラケット１１Ｂはアルミニウ
ム製であって、その中心のボス部には後車軸４の左側の
軸４Ａに圧入固着されており、ボス部の外端面は前記ブ
レーキシュープレート１７に密着されている。そして、
このブラケット１１Ｂのボス部には、不図示のコントロ
ーラから延びる給電用ケーブル（図１及び図２参照）２
６の一端に取り付けられたコネクタ２７が軸方向に脱着
可能に差し込まれて固定されている。尚、コントローラ
は不図示のバッテリに電気的に接続されている。
ム製であって、その中心のボス部には後車軸４の左側の
軸４Ａに圧入固着されており、ボス部の外端面は前記ブ
レーキシュープレート１７に密着されている。そして、
このブラケット１１Ｂのボス部には、不図示のコントロ
ーラから延びる給電用ケーブル（図１及び図２参照）２
６の一端に取り付けられたコネクタ２７が軸方向に脱着
可能に差し込まれて固定されている。尚、コントローラ
は不図示のバッテリに電気的に接続されている。
【００２４】そして、ブラケット１１Ｂの内面には絶縁
樹脂製のブラシホルダ２８を介して真鍮製のブラシボッ
クス２９が取り付けられており、このブラシボックス２
９内に径方向に摺動自在に収容保持されたブラシ３０は
スプリング３１によって径方向内方に付勢され、その先
端部は前記整流子１２ｅに常時当接している。
樹脂製のブラシホルダ２８を介して真鍮製のブラシボッ
クス２９が取り付けられており、このブラシボックス２
９内に径方向に摺動自在に収容保持されたブラシ３０は
スプリング３１によって径方向内方に付勢され、その先
端部は前記整流子１２ｅに常時当接している。
【００２５】ここで、ブラケット１１Ｂの内面に構成さ
れる給電部の構成の詳細を図４〜図７に基づいて説明す
る。
れる給電部の構成の詳細を図４〜図７に基づいて説明す
る。
【００２６】図４に示すように、前記ブラシホルダ２８
はその３点がスクリュー３２によってブラケット１１Ｂ
の内面に固定されており（図６参照）、これとブラケッ
ト１１Ｂの内面との間にはリング状の薄い絶縁シート３
３が介設されている。そして、このブラシホルダ２８の
中間部には隔壁２８ａが一体に突設されており、該ブラ
シホルダ２８の隔壁２８ａによって区画された左右の内
面には真鍮製のターミナル３４と同じく真鍮製の前記ブ
ラシボックス２９が取り付けられ、各ターミナル３４と
ブラシボックス２９とは銅製の給電ワイヤー３５によっ
て電気的に接続されている。ここで、図３に示すよう
に、各ターミナル３４からブラシホルダ２８を貫通して
突出する２本の雄端子（図３には１本のみ図示）３６に
は前記コネクタ２７が差し込まれて固定されている。
尚、各ブラシボックス２９は、図５に示すように、ブラ
シホルダ２８側に向かって開く断面コ字状を成し、その
４か所に形成された爪部２９ａをブラシホルダ２８に通
してこれを内側で直角に折り曲げることによってブラシ
ホルダ２８に固定されている。ここで、前記絶縁シート
３３は、ブラシボックス２９の爪部２９ａが万一ブラケ
ット１１Ｂに接触するのを防止する。
はその３点がスクリュー３２によってブラケット１１Ｂ
の内面に固定されており（図６参照）、これとブラケッ
ト１１Ｂの内面との間にはリング状の薄い絶縁シート３
３が介設されている。そして、このブラシホルダ２８の
中間部には隔壁２８ａが一体に突設されており、該ブラ
シホルダ２８の隔壁２８ａによって区画された左右の内
面には真鍮製のターミナル３４と同じく真鍮製の前記ブ
ラシボックス２９が取り付けられ、各ターミナル３４と
ブラシボックス２９とは銅製の給電ワイヤー３５によっ
て電気的に接続されている。ここで、図３に示すよう
に、各ターミナル３４からブラシホルダ２８を貫通して
突出する２本の雄端子（図３には１本のみ図示）３６に
は前記コネクタ２７が差し込まれて固定されている。
尚、各ブラシボックス２９は、図５に示すように、ブラ
シホルダ２８側に向かって開く断面コ字状を成し、その
４か所に形成された爪部２９ａをブラシホルダ２８に通
してこれを内側で直角に折り曲げることによってブラシ
ホルダ２８に固定されている。ここで、前記絶縁シート
３３は、ブラシボックス２９の爪部２９ａが万一ブラケ
ット１１Ｂに接触するのを防止する。
【００２７】而して、本実施の形態においては、図４及
び図５に示すように、各ブラシボックス２９内のブラシ
３０とブラシホルダ２８の間には、外縁がブラシボック
ス２９より外側まで延在してブラシホルダ２８に沿う熱
伝導率の高い真鍮製の放熱板３７がそれぞれ介設されて
おり、各放熱板３７の外縁は各ブラシボックス２９より
外側に延在してブラシホルダ２８に沿って延びており、
その延びた面積の広い部分は間に前記絶縁シート３３を
介してブラケット１１Ｂの内面に密着しており、該部分
はリベット（又はネジ）３８によってブラケット１１Ｂ
に取り付けられている（図７参照）。尚、前記絶縁シー
ト３３をリング状としてのは、該絶縁シート３３の製作
性と組付性を考慮したためである。
び図５に示すように、各ブラシボックス２９内のブラシ
３０とブラシホルダ２８の間には、外縁がブラシボック
ス２９より外側まで延在してブラシホルダ２８に沿う熱
伝導率の高い真鍮製の放熱板３７がそれぞれ介設されて
おり、各放熱板３７の外縁は各ブラシボックス２９より
外側に延在してブラシホルダ２８に沿って延びており、
その延びた面積の広い部分は間に前記絶縁シート３３を
介してブラケット１１Ｂの内面に密着しており、該部分
はリベット（又はネジ）３８によってブラケット１１Ｂ
に取り付けられている（図７参照）。尚、前記絶縁シー
ト３３をリング状としてのは、該絶縁シート３３の製作
性と組付性を考慮したためである。
【００２８】ところで、電動ユニット１０を構成する前
記減速機構１３は、電動モータ１２の前記ロータ１２Ａ
の回転軸１２ａの一端に設けられた小径のピニオン３９
とハブ５のキャップ５Ｂの内周部に一方向クラッチ４０
を介して取り付けられた大径の外周ギヤ４１との間に複
数（本実施の形態では３つ）の中間ギヤ４２を配して構
成されており、各中間ギヤ４２は軸４３によってモータ
ハウジング１１のブラケット１１Ｃと支持部材４４に回
転自在に支持されている。尚、支持部材４４はボルト４
５によってブラケット１１Ｃに取り付けられている。
記減速機構１３は、電動モータ１２の前記ロータ１２Ａ
の回転軸１２ａの一端に設けられた小径のピニオン３９
とハブ５のキャップ５Ｂの内周部に一方向クラッチ４０
を介して取り付けられた大径の外周ギヤ４１との間に複
数（本実施の形態では３つ）の中間ギヤ４２を配して構
成されており、各中間ギヤ４２は軸４３によってモータ
ハウジング１１のブラケット１１Ｃと支持部材４４に回
転自在に支持されている。尚、支持部材４４はボルト４
５によってブラケット１１Ｃに取り付けられている。
【００２９】又、上記各中間ギヤ４２は大小異径のギヤ
４２ａ，４２ｂを一体に有し、図示のように大径ギヤ４
２ａはピニオン３９に噛合し、小径ギヤ４２ｂは外周ギ
ヤ４１に噛合している。そして、この中間ギヤ４２は電
動モータ１２の回転軸１２ａの回転を減速して外周ギヤ
４１及び一方向クラッチ４０を介してハブ５（後輪）に
伝達する。
４２ａ，４２ｂを一体に有し、図示のように大径ギヤ４
２ａはピニオン３９に噛合し、小径ギヤ４２ｂは外周ギ
ヤ４１に噛合している。そして、この中間ギヤ４２は電
動モータ１２の回転軸１２ａの回転を減速して外周ギヤ
４１及び一方向クラッチ４０を介してハブ５（後輪）に
伝達する。
【００３０】次に、本発明に係る電動ユニット１０の作
用について説明する。
用について説明する。
【００３１】電動補助自転車において乗員が不図示の左
右のペダルを交互に漕いでクランク軸を回転駆動する
と、該クランク軸の回転は不図示のドライブスプロケッ
トとチェーン１６及びホイールスプロケット１５を経て
後輪のハブ５に伝達され、後輪が人力によって回転駆動
されて電動補助自転車が人力によって走行せしめられ
る。
右のペダルを交互に漕いでクランク軸を回転駆動する
と、該クランク軸の回転は不図示のドライブスプロケッ
トとチェーン１６及びホイールスプロケット１５を経て
後輪のハブ５に伝達され、後輪が人力によって回転駆動
されて電動補助自転車が人力によって走行せしめられ
る。
【００３２】同時に、クランク軸に入力される乗員の踏
力は不図示の踏力センサ等によって検出され、その検出
信号は不図示のコントローラに入力される。すると、コ
ントローラは踏力に比例する所要の補助動力（アシスト
力）を算出し、この算出された補助動力に見合う大きさ
の電流を不図示のバッテリから電動ユニット１０に供給
する。
力は不図示の踏力センサ等によって検出され、その検出
信号は不図示のコントローラに入力される。すると、コ
ントローラは踏力に比例する所要の補助動力（アシスト
力）を算出し、この算出された補助動力に見合う大きさ
の電流を不図示のバッテリから電動ユニット１０に供給
する。
【００３３】即ち、バッテリからの電流は、給電ケーブ
ル２６から雄端子３６、ターミナル３４、給電ワイヤー
３５、ブラシボックス２９、ブラシ３０及び整流子１２
ｅを経て電動モータ１２のロータ１２Ａに供給される。
すると、ロータ１２Ａのコア１２ｂに巻装されたコイル
１２ｄに電流が流れ、この電流と磁界との相互作用によ
ってコア１２ｂにトルクが発生してロータ１２Ａが回転
するため、電動モータ１２に所要の補助動力が発生す
る。
ル２６から雄端子３６、ターミナル３４、給電ワイヤー
３５、ブラシボックス２９、ブラシ３０及び整流子１２
ｅを経て電動モータ１２のロータ１２Ａに供給される。
すると、ロータ１２Ａのコア１２ｂに巻装されたコイル
１２ｄに電流が流れ、この電流と磁界との相互作用によ
ってコア１２ｂにトルクが発生してロータ１２Ａが回転
するため、電動モータ１２に所要の補助動力が発生す
る。
【００３４】而して、上述のように電動モータ１２が駆
動されると、そのロータ１２Ａの回転軸１２ａの回転は
前述のように減速機構１３によって減速されてハブ５
（後輪）に伝達されるため、後輪が電動モータ１２から
の補助動力によっても回転駆動される。即ち、電動補助
自転車は人力と補助動力の双方によって後輪が回転駆動
されて走行せしめられるため、乗員の肉体的負担が軽減
される。
動されると、そのロータ１２Ａの回転軸１２ａの回転は
前述のように減速機構１３によって減速されてハブ５
（後輪）に伝達されるため、後輪が電動モータ１２から
の補助動力によっても回転駆動される。即ち、電動補助
自転車は人力と補助動力の双方によって後輪が回転駆動
されて走行せしめられるため、乗員の肉体的負担が軽減
される。
【００３５】ところで、電動モータ１２を含む電動ユニ
ット１０を後輪のハブ５内に組み込んで成る本実施の形
態に係る電動補助自転車においては、電動モータ１２が
回転するハブ５内の密閉空間に収容されるため、密閉空
間の放熱性が悪く、発熱部であるブラシ３０の温度が高
くなって絶縁樹脂製のブラシホルダ２８に熱劣化が発生
し易く、この熱劣化のために電動ユニット１０の連続運
転可能時間が制限されるという問題があった。
ット１０を後輪のハブ５内に組み込んで成る本実施の形
態に係る電動補助自転車においては、電動モータ１２が
回転するハブ５内の密閉空間に収容されるため、密閉空
間の放熱性が悪く、発熱部であるブラシ３０の温度が高
くなって絶縁樹脂製のブラシホルダ２８に熱劣化が発生
し易く、この熱劣化のために電動ユニット１０の連続運
転可能時間が制限されるという問題があった。
【００３６】然るに、本実施の形態においては、ブラシ
ボックス２９内のブラシ３０とブラシホルダ２８の間
に、両者に接触するよう真鍮製の放熱板３７を介設し、
該放熱板３７はその外縁がブラシボックス２９より外側
まで延在するため、発熱部であるブラシ３０からの熱は
熱伝導率の高い放熱板３７によって広い面積に分散され
て効果的に放熱される。具体的には、熱はブラシ３０か
らブラシボックス２９、放熱板３７、ブラシホルダ２
８、絶縁シート３３を経てブラケット１１Ｂに伝導し、
その一部はブレーキシュープレート１７から大気中に放
熱され、他は後車軸４の左側の軸４Ａからチェーンステ
ー２へと伝導する。この結果、絶縁樹脂製のブラシホル
ダ２８の温度上昇が抑えられてその熱劣化が防がれるた
め、電動ユニット１０の長時間の連続運転が可能とな
る。
ボックス２９内のブラシ３０とブラシホルダ２８の間
に、両者に接触するよう真鍮製の放熱板３７を介設し、
該放熱板３７はその外縁がブラシボックス２９より外側
まで延在するため、発熱部であるブラシ３０からの熱は
熱伝導率の高い放熱板３７によって広い面積に分散され
て効果的に放熱される。具体的には、熱はブラシ３０か
らブラシボックス２９、放熱板３７、ブラシホルダ２
８、絶縁シート３３を経てブラケット１１Ｂに伝導し、
その一部はブレーキシュープレート１７から大気中に放
熱され、他は後車軸４の左側の軸４Ａからチェーンステ
ー２へと伝導する。この結果、絶縁樹脂製のブラシホル
ダ２８の温度上昇が抑えられてその熱劣化が防がれるた
め、電動ユニット１０の長時間の連続運転が可能とな
る。
【００３７】又、本実施の形態では、各放熱板３７をブ
ラシホルダ２８の外側まで延設し、その延在部を絶縁シ
ート３３を介してブラケット１１Ｂの内面に密着させた
ため、各放熱板３７のブラケット１１Ｂへの放熱面積が
拡大し、該放熱板３７による放熱効果が高められてブラ
シ３０及びブラシホルダ２８の温度が更に低く抑えら
れ、これによって電動ユニット１０の更に長時間の連続
運転が可能となる。
ラシホルダ２８の外側まで延設し、その延在部を絶縁シ
ート３３を介してブラケット１１Ｂの内面に密着させた
ため、各放熱板３７のブラケット１１Ｂへの放熱面積が
拡大し、該放熱板３７による放熱効果が高められてブラ
シ３０及びブラシホルダ２８の温度が更に低く抑えら
れ、これによって電動ユニット１０の更に長時間の連続
運転が可能となる。
【００３８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、車輪のハブ内に配置された電動モータのロータ
にブラシを介して給電することによって電動モータによ
る補助動力を発生するユニットであって、前記電動モー
タのハウジングの一部を構成するブラケットの内面に絶
縁樹脂製のブラシホルダを介してブラシボックスを取り
付け、該ブラシボックス内に前記ブラシを摺動自在に保
持して成る電動補助自転車用電動ユニットにおいて、前
記ブラシボックス内のブラシと前記ブラシホルダの間に
介装され、外縁がブラシボックスより外側まで延在して
ブラシホルダに沿う金属製の放熱板を設けたため、発熱
部であるブラシからの熱を熱伝導率の高い金属製の放熱
板によって効果的に放熱して絶縁樹脂製のブラシホルダ
の温度上昇を抑えることができ、該ブラシホルダの熱劣
化を防いで電動ユニットの長時間の連続運転を可能とす
ることができるという効果が得られる。
よれば、車輪のハブ内に配置された電動モータのロータ
にブラシを介して給電することによって電動モータによ
る補助動力を発生するユニットであって、前記電動モー
タのハウジングの一部を構成するブラケットの内面に絶
縁樹脂製のブラシホルダを介してブラシボックスを取り
付け、該ブラシボックス内に前記ブラシを摺動自在に保
持して成る電動補助自転車用電動ユニットにおいて、前
記ブラシボックス内のブラシと前記ブラシホルダの間に
介装され、外縁がブラシボックスより外側まで延在して
ブラシホルダに沿う金属製の放熱板を設けたため、発熱
部であるブラシからの熱を熱伝導率の高い金属製の放熱
板によって効果的に放熱して絶縁樹脂製のブラシホルダ
の温度上昇を抑えることができ、該ブラシホルダの熱劣
化を防いで電動ユニットの長時間の連続運転を可能とす
ることができるという効果が得られる。
【図１】電動補助自転車の後輪ハブ部分の側面図であ
る。
る。
【図２】電動補助自転車の後輪ハブ部分の底面図であ
る。
る。
【図３】本発明に係る電動ユニットの構成を示す電動補
助自転車の後輪ハブ部分の破断平面図である。
助自転車の後輪ハブ部分の破断平面図である。
【図４】本発明に係る電動ユニットのモータハウジング
のブラケットを内側から見た図である。
のブラケットを内側から見た図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図７】図４のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
５ ハブ １０ 電動ユニット １１ モータハウジング １１Ｂ ブラケット １２ 電動モータ １２Ａ ロータ １２Ｂ 永久磁石 ２８ ブラシホルダ ３０ ブラシ ３３ 絶縁シート ３７ 放熱板
Claims (2)
- 【請求項１】 車輪のハブ内に配置された電動モータの
ロータにブラシを介して給電することによって電動モー
タによる補助動力を発生するユニットであって、前記電
動モータのハウジングの一部を構成するブラケットの内
面に絶縁樹脂製のブラシホルダを介してブラシボックス
を取り付け、該ブラシボックス内に前記ブラシを摺動自
在に保持して成る電動補助自転車用電動ユニットにおい
て、 前記ブラシボックス内のブラシと前記ブラシホルダの間
に介装され、外縁がブラシボックスより外側まで延在し
てブラシホルダに沿う金属製の放熱板を設けたことを特
徴とする電動補助自転車用電動ユニット。 - 【請求項２】 前記放熱板の前記ブラシボックスより外
側に延在する部分を更に前記ブラシホルダの外側まで延
設し、その延設部を絶縁シートを介して前記ブラケット
に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の電動補助
自転車用電動ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037029A JP2002240771A (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 電動補助自転車用電動ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037029A JP2002240771A (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 電動補助自転車用電動ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002240771A true JP2002240771A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18900217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001037029A Pending JP2002240771A (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 電動補助自転車用電動ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002240771A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100386949C (zh) * | 2005-11-25 | 2008-05-07 | 清华大学 | 盘式电机可换式碳刷盒 |
| EP2394903A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-14 | Shimano Inc. | Motor-integrated bicycle hub |
| WO2012169007A1 (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-13 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
| CN103609007A (zh) * | 2011-07-28 | 2014-02-26 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机 |
| KR101963710B1 (ko) * | 2017-10-17 | 2019-03-29 | 주식회사 만도 | 계자 권선형 모터의 브러쉬 조립체 및 이를 포함하는 계자 권선형 모터 |
| JP2022163919A (ja) * | 2021-04-15 | 2022-10-27 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動モータを有している自転車及びその駆動ユニット |
-
2001
- 2001-02-14 JP JP2001037029A patent/JP2002240771A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100386949C (zh) * | 2005-11-25 | 2008-05-07 | 清华大学 | 盘式电机可换式碳刷盒 |
| EP2394903A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-14 | Shimano Inc. | Motor-integrated bicycle hub |
| US8657047B2 (en) | 2010-06-11 | 2014-02-25 | Shimano Inc. | Bicycle hub with integrated motor |
| TWI455850B (zh) * | 2010-06-11 | 2014-10-11 | 島野股份有限公司 | 內設有馬達之自行車用輪轂 |
| WO2012169007A1 (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-13 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
| CN103460568A (zh) * | 2011-06-07 | 2013-12-18 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机 |
| US9479029B2 (en) | 2011-06-07 | 2016-10-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric rotating machine |
| CN103609007A (zh) * | 2011-07-28 | 2014-02-26 | 三菱电机株式会社 | 旋转电机 |
| US9653969B2 (en) | 2011-07-28 | 2017-05-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Brush structure with heat dissipation member |
| KR101963710B1 (ko) * | 2017-10-17 | 2019-03-29 | 주식회사 만도 | 계자 권선형 모터의 브러쉬 조립체 및 이를 포함하는 계자 권선형 모터 |
| JP2022163919A (ja) * | 2021-04-15 | 2022-10-27 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動モータを有している自転車及びその駆動ユニット |
| JP7221327B2 (ja) | 2021-04-15 | 2023-02-13 | ヤマハ発動機株式会社 | 電動モータを有している自転車及びその駆動ユニット |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060327 |