JP2004025941A - Drive for power-assisted bicycle - Google Patents

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JP2004025941A
JP2004025941A JP2002182082A JP2002182082A JP2004025941A JP 2004025941 A JP2004025941 A JP 2004025941A JP 2002182082 A JP2002182082 A JP 2002182082A JP 2002182082 A JP2002182082 A JP 2002182082A JP 2004025941 A JP2004025941 A JP 2004025941A
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JP
Japan
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motor
brush
drive unit
rotating drum
rotary drum
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Application number
JP2002182082A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Tomoshige
友重 一弘
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive for a power-assisted bicycle, which enhances heat radiation from a driving motor built in a rotary drum of a wheel section and quickly drains infiltrating water. <P>SOLUTION: In assisted operation, when the driving motor bears large load and temperature in the rotary drum rises, heat is properly radiated and temperature rise in the DC brush motor can be prevented. This is because that two brushes 14 are arranged in a lower portion at an acute angle with respect to each other and a plurality of air vents 23 for motor cooling are formed in a side of the rotary drum 8. When rainwater infiltrates into the rotary drum 8 through the air vents 23 for motor cooling and through a plurality of air vents 24 serving also for water drainage, the rainwater is discharged outside through the air vents 24 that serve also for water drainage and face down. The rainwater is prevented from causing high humidity in the rotary drum and from damaging parts of a control circuit or the like and does not cause problems of layer short and the like due to rust and insulation decrease. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人力の駆動力をモータの駆動力によって補助する電動アシスト自転車の駆動部に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、人力による人力駆動部とモータによる電動駆動部との両方を兼ね備え、人力による駆動力の大きさに応じてモータを駆動し、人力の駆動力をモータの駆動力によって補助する電動自転車、所謂、電動アシスト自転車が人気を呼んでいる。
【0003】
このような駆動タイプの電動アシスト自転車の例を図面に基づいて説明する。図1はアシスト自転車の全体斜視図であり、アシスト自転車本体のフロントバスケット1の下にバッテリ2が設置され、後輪ハブ3にモータ駆動部が内蔵して設置される。人による踏力はペダル4、クランク5、チエーン6を経て後輪駆動部の人力入力部へと伝達される。
【0004】
後輪部の回転ドラムに内蔵された駆動モータは、ステータとローターから構成され、ステータとケーシングは、内面にマグネットが固着された鋳鉄からなる円筒状のヨークを、自転車本体に固定されるモータカバーにより両側から挟持して形成したものがある。
【0005】
また、電動アシスト自転車の駆動部の小型化には、モータの小型化が必須のことであり、車輪部の回転ドラム内に駆動モータのステータヨークを配置し、該ステータヨークの左右にケーシングを配置して、ケーシング取付用ネジ孔を介してネジ止め等によってステータとケーシングを一体として駆動モータのステータを構成し、モータの小型化を図るものが提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、駆動モータは防水のため密閉型の構成とするため、小型化を図ると内部に発生する熱により直流ブラシモータにおいては温度上昇が大きくなるので、登坂時にはモータ焼損を防止する対策が必要となる。温度上昇を防ぐための簡単な手段は、車輪と共に回転する回転ドラムに穴を開けて冷却することであるが、雨水が浸入して錆や絶縁低下によるレアショート等の問題対策が必要となる。また、密閉型にしても回転ドラムと車軸との隙間など、思わぬところから水が浸潤することがあるが、密閉型であるが故に侵入した水が回転ドラム外に出ることができず、回転ドラム内を高湿度等にして内装された制御回路等の部品を損傷させる原因となっていた。
【0007】
そこで本発明は、車輪部の回転ドラムに内蔵された駆動モータの放熱を高め、浸潤した水を速やかに排水することを可能とし、モータの小型化を図ることができる電動アシスト自転車の駆動部を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の請求項1に係る電動アシスト自転車の駆動部は、車輪の車軸を中心に該車輪と共に回転する回転ドラムと、該回転ドラムに内装されるモータ及び減速機構とを備えており、前記車輪を人力による人力駆動力に加えてモータによる電動駆動力により駆動する電動アシスト自転車の駆動部において、前記回転ドラムに冷却用空気穴を設け、モータへの給電部または給電コード穴が下方になるように配置した構成とした。
【0009】
この発明の請求項2に係る電動アシスト自転車の駆動部は、車輪の車軸を中心に該車輪と共に回転する回転ドラムと、該回転ドラムに内装されるモータ及び減速機構とを備えており、前記車輪を人力による人力駆動力に加えてモータによる電動駆動力により駆動する電動アシスト自転車の駆動部において、前記回転ドラムの側面と底面に冷却用空気穴を設け、モータへの給電部または給電コード穴が下方になるように配置した構成とした。
【0010】
これにより、アシスト運転において、駆動モータに大きな負荷がかかるような運転状態には、回転ドラム内の温度が上昇するが、回転ドラムの側面には複数のモータ冷却用の空気穴が設けられているので、熱は適当に放出されモータの温度上昇を防止することができる。また、回転ドラム内に水が浸入しても、底面の水抜き兼用の空気穴から外部に排出され、回転ドラム内を高湿度等にして制御回路等の部品を損傷させることを防ぎ、錆や絶縁低下によるレアショート等を防止できる。
【0011】
この発明の請求項3に係る電動アシスト自転車の駆動部は、車輪の車軸を中心に該車輪と共に回転する回転ドラムと、該回転ドラムに内装される、モータ及び減速機構とを備えており、前記車輪を人力による人力駆動力に加えてモータによる電動駆動力により駆動する電動アシスト自転車の駆動部において、前記回転ドラムに冷却用空気穴を設け、モータへの給電用のブラシは下方に互いに鋭角で配置し、ブラシの挿入穴またはブラシへの給電コード穴が下方になるように配置した構成とした。
【0012】
この発明の請求項4に係る電動アシスト自転車の駆動部は、車輪の車軸を中心に該車輪と共に回転する回転ドラムと、該回転ドラムに内装されるモータ及び減速機構とを備えており、前記車輪を人力による人力駆動力に加えてモータによる電動駆動力により駆動する電動アシスト自転車の駆動部において、前記回転ドラムに冷却用空気穴を設け、モータへの給電用のブラシは下方に互いに鋭角で配置し、ブラシの挿入穴またはブラシへの給電コード穴が下方になるように配置し、前記ブラシの周りを基板ケースで覆った構成とした。
【0013】
この発明の請求項5に係る電動アシスト自転車の駆動部は、車輪の車軸を中心に該車輪と共に回転する回転ドラムと、該回転ドラムに内装されるモータ及び減速機構とを備えており、前記車輪を人力による人力駆動力に加えてモータによる電動駆動力により駆動する電動アシスト自転車の駆動部において、前記回転ドラムに冷却用空気穴を設け、モータへの給電用のブラシは下方に互いに鋭角で配置し、ブラシの挿入穴またはブラシへの給電コード穴が下方になるように配置し、前記ブラシの周りを覆う基板ケースを前記ブラシの上方に配置した構成とした。
【0014】
この発明の請求項6に係る電動アシスト自転車の駆動部は、車輪の車軸を中心に該車輪と共に回転する回転ドラムと、該回転ドラムに内装されるモータ及び減速機構とを備えており、前記車輪を人力による人力駆動力に加えてモータによる電動駆動力により駆動する電動アシスト自転車の駆動部において、前記回転ドラムに冷却用空気穴を設け、モータへの給電用のブラシは下方に互いに鋭角で配置し、ブラシの挿入穴またはブラシへの給電コード穴が下方になるように配置し、前記ブラシの周りを覆う基板ケースはモータカバーを覆うように配置した構成とした。
【0015】
この発明の請求項7に係る電動アシスト自転車の駆動部は、上記請求項4乃至請求項6に記載の前記基板ケースはモールドして防水処理されたもので形成した構成とした。
【0016】
これにより、2つのブラシは下方に互いに鋭角で配置し、コード線の孔を兼用するブラシ交換用開口部は夫々下向きに形成され、また、ブラシのブラシ交換用開口部とその周囲をモールドして防水処理された基板ケースで覆い、あるいは該基板ケースをブラシの上方に配置し、又は該基板ケースはモータケースを覆うことにより、ブラシの上方から浸入した雨水等がブラシと電源端子部分に直接かかることを防止することができる。
【0017】
この発明の請求項8に係る電動アシスト自転車の駆動部は、上記請求項4乃至請求項7に記載の電動アシスト自転車の駆動部において、前記基板ケースとモータケース間に、給電用コードを配線した構成とした。
【0018】
これにより、給電用コードが基板ケースとモータケース間の隙間を利用して配線されるので、回転体と同じ場所に配置する場合に注意を要するコードの収納位置を簡単に確保できる。
【0019】
この発明の請求項9に係る電動アシスト自転車の駆動部は、請求項1乃至請求項8記載の電動アシスト自転車の駆動モータにおいて、回転ドラムにセンサを取付け、該センサが取り付けられるセンサケースの表面に凹凸を形成した構成とした。
【0020】
これにより、トルクセンサケースの表面に凸凹部が形成されて不均一な面とされているので、トルクセンサが車軸と共に回転する時に、回転ドラム内の空気を凹凸が攪拌してモータの冷却効果を高め、モータを小型化することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電動アシスト自転車の駆動部を図面に基づいて説明する。本発明は前輪駆動タイプ又は後輪駆動タイプのいずれにも適用できる。図2は回転ドラムの構成図であり、図2(A)は後輪の回転ドラムに内蔵された駆動部の構造の正面断面図を、図2(B)は側面図示す。後輪ハブ3の構成を大別すると、後輪と連動されて回転する回転ドラム8とアシスト自転車本体の車軸7に固定される固定側ケーシング9とを備え、回転ドラム8の周囲には自転車のスポークが取付けられている。
【0022】
後輪の回転ドラム8には、車軸7に実装されたスプロケットからなる人力入力部11と、遊星ギヤ(図示なし)を内蔵した変速機12、トルクセンサ16、モータのステータコア20とブラシ14が設けられ、ステータコア20の内側に配置されたモータ軸に固着されるロータ17、該ロータ17の回転力を回転ドラム8に伝達する遊星ギヤ13からなる減速機が内蔵されている。
【0023】
更に、固定側ケーシング9にはモータの制御回路を収納する基板ケース15が固定され、車軸7の他端にはキャップケーシング10と、固定側ケーシング9にはブレーキ19が配置されている。回転ドラム8の側面と底面には複数のモータ冷却用の空気穴23と水抜きを兼用の空気穴24を設ける。この結果、図2(B)の回転ドラム8の人力入力部11側からの側面図に示すように、回転ドラム8に設けられる複数の空気穴23と人力入力部11の配置状態となる。
【0024】
図3に空気穴23,24の配置の詳細図を示す。図3(A)は回転ドラム8の外周正面断面図の一部を示し、複数のモータ冷却用の空気穴23と複数の水抜き兼用の空気穴24の、回転ドラム8の外周における配置状態が示されており、図3(B)は回転ドラム8の点線での断面図を示し、その周囲に等間隔で複数の水抜き兼用の空気穴24が配置されている。
【0025】
図4はブラシ周辺部材の取付状態を説明するための、図4(A)は回転ドラムに内蔵された駆動部の構造の側面部分断面図であり、図4(B)は図4(A)の一点鎖線での断面図で、外方よりブラシ側を見た図を示す。ここで図4の回転ドラムの各部の符号は図2(A)と同一であるが一部付与を省略している。2つのブラシ14は下方に互いに鋭角で配置されている。これにより浸入した雨水等が直接影響することから防御している。
【0026】
図5はブラシ周辺部材の取付けに関する他の実施例の説明図である。図5(A)は回転ドラムに内蔵された駆動部の構造の側面部分断面図であり、図5(B)は図5(A)の一点鎖線での断面図を示す。ここで図5の回転ドラムの各部の符号は図2(A)と同一であるが一部付与を省略している。2つのブラシ14は下方に互いに鋭角で配置され、コード線22の穴を兼用し、かつブラシ交換を容易に行なうことができるように、ブラシ交換用開口部25は夫々下向きに形成した。
【0027】
図6はブラシ周辺部材の取付けに関する更に他の実施例の説明図である。図6(A)は回転ドラムに内蔵された駆動部の構造の側面部分断面図であり、図6(B)は図6(A)の一点鎖線での断面図を示す。ここで図6の回転ドラムの各部の符号は図2(A)と同一であるが一部付与を省略している。2つのブラシ14は下方に互いに鋭角で配置され、コード線22の孔を兼用するブラシ交換用開口部25は夫々下向きに形成される。更に、ブラシ14のブラシ交換用開口部25とその周囲をモールドして防水処理された基板ケース26で覆ったものである。
【0028】
図6のように、基板ケース26がブラシ14のブラシ交換用開口部25とその周囲を覆う形態だけでなく、基板ケース26でブラシ14の上方に配置する形態のもの、あるいは基板ケース26はモータケースを覆う形態のものであっても良い。
【0029】
次に、基板ケース26でブラシ14の上方に配置する形態のものについて、ステータコア20とブラシ14及び基板ケース26の配置関係を図7の部分部分に分解した図により説明する。図においてはブラシ14,14は、実際とは異なり左上方向に鋭角に配置された状態を示し、同図(A)はステータコア20の正面断面図を、同図(B)は側面断面図を示している。
【0030】
ステータコア20は、回転ドラム8内の左右のモータケース18により挟持して保持されている。モータケース18はネジにより固定ケーシングに固定される。ステータコア20に形成したマグネット挿入孔にはマグネット27が挿入され、隣接する2つのマグネット27によって一極を構成し、その内側にはロータ(図示せず)が回動自在に配置される。
【0031】
図7(C)は基板ケース26の側面断面図を、同図(D)は正面断面図を示している。基板ケース26をモータケース18に嵌合させて、ブラシ14の部分を除きその周りを覆っている。即ち、2つのブラシ14が下方に互いに鋭角で配置された場合は、ブラシ14の上方周囲を覆っている。基板ケース26はモールドして防水処理されたもので形成されているので、ブラシ14の上方から浸入した雨水等がブラシ14にかかることを防止している。
【0032】
また、ステータコア20の一部に配線溝28を形成することにより、そこを通って導入された給電用コード22を、基板ケース26とモータケース18の間の隙間を通って配線することができる。
【0033】
また、図8は回転ドラム8内に取付けられるトルクセンサ16の外観図であり、図8(A)はトルクセンサケース29の正面図、図8(B)はケース29側面図を示す。ケース29の表面には凸部30,31が形成されて凹凸のある不均一な面とされている。これにより、トルクセンサ16が車軸7と共に回転する時に、回転ドラム8内の空気を凹凸が攪拌してモータの冷却効果を高めるように工夫されている。
【0034】
このように構成された回転ドラム内の駆動モータには、給電コード線22からの電流をブラシ14と整流子21を介してロータ17の電機子巻線に給電し、その回転力を、遊星ギヤ装置からなる3段ギヤの減速機13を介して回転ドラム8に伝達されるように構成されている。
【0035】
減速機となる遊星ギヤ装置は外歯車と3個の遊星ギヤ13から構成されており、遊星ギヤ13の一方は遊星ギヤキャリアと兼用したモータカバー18によって保持され、他方は遊星ギヤプレートによって保持されており、ロータ17が固定された回動自在のモータ軸の一端にはピニオンギヤが形成され、遊星ギヤ13と係合され、更に遊星ギヤ13は回転ドラム8に固定された外歯車と係合して、ロータ17の回転力を減速して回転ドラム8に伝達する。
【0036】
運転者がペダル4を踏むことでクランク5が回転し、チェーン6を介して人力入力部11に伝達され、変速機12を介して、踏力に応じたトルクはトルクセンサ16により検出され、固定側ケーシング9に固定されている基板ケース15内のモータ制御回路に供給される。モータ制御回路は人力による駆動力の大きさに応じて、プログラムに従ってモータの駆動力を制御し、人力の駆動力をモータの駆動力によってアシストする。
【0037】
このようなアシスト運転において、駆動モータに大きな負荷がかかるような運転状態、即ち、長い上り坂を登坂する場合などには、回転ドラム内の温度が上昇するが、回転ドラム8の側面には複数のモータ冷却用の空気穴23が設けられているので、熱は適当に放出され直流ブラシモータの温度上昇を防止することができる。
【0038】
また、回転ドラム8内に水が浸潤したり、モータ冷却用の空気穴23や複数の水抜き兼用の空気穴24から雨水が浸入しても、下方を向いた水抜き兼用の空気穴24から外部に排出され、回転ドラム内を高湿度等にして制御回路等の部品を損傷させることを防ぎ、錆や絶縁低下によるレアショート等の問題を生じることがない。
【0039】
そして、2つのブラシ14は下方に互いに鋭角で配置し、コード線22の孔を兼用するブラシ交換用開口部25は夫々下向きに形成され、また、ブラシ14のブラシ交換用開口部25とその周囲をモールドして防水処理された基板ケース26で覆い、あるいは基板ケース26でブラシ14の上方に配置し、又は基板ケース26はモータケースを覆うことにより、ブラシ14の上方から浸入した雨水等がブラシ14と電源端子部分に直接かかることを防止することができる。
【0040】
更に、トルクセンサケース29の表面に凸部30,31が形成されて凹凸のある不均一な面とされていることにより、トルクセンサ16が車軸7と共に回転する時に、回転ドラム8内の空気を凹凸が攪拌してモータの冷却効果を高め、モータを小型化することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電動アシスト自転車の駆動部は、アシスト運転において、駆動モータに大きな負荷がかかり回転ドラム内の温度が上昇しても、回転ドラムの側面に複数のモータ冷却用の空気穴から熱は適当に放出され駆動モータの温度上昇を防止することができ、回転ドラム内に浸潤した雨水等は下方を向いた水抜き兼用の空気穴から外部に排出され、回転ドラム内を高湿度等にして制御回路等の部品を損傷させることを防ぎ、錆や絶縁低下によるレアショート等の問題から駆動部を保護することができる。
【0042】
また、ブラシ交換用開口部と電源端子部分を防水処理された基板ケースで覆うことにより、ブラシの上方から浸入した雨水等が直接かかることを防止することができる。更に、トルクセンサケースの表面に凹凸部を形成して不均一な面とすることにより、トルクセンサが車軸と共に回転する時に、回転ドラム内の空気を凹凸が攪拌してモータの冷却効果を高めることができ、モータを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電動アシスト自転車全体図。
【図2】本発明の回転ドラムの構成図。
【図3】回転ドラムの空気穴の配置の詳細図。
【図4】本発明のブラシ周辺部材の取付状態図。
【図5】本発明のブラシ周辺部材の他の取付状態図。
【図6】本発明のブラシ周辺部材の他の取付状態図。
【図7】本発明のステータとブラシ及び基板ケースの配置関係図。
【図8】本発明のトルクセンサの外観図。
【符号の説明】
1       フロントバスケット
2       バッテリ
3       後輪ハブ
7       車軸
8       回転ドラム
9       固定側ケーシング
10      キャップケーシング
11      人力入力部
12      変速機
13      減速機
14      ブラシ
15      基板ケース
16      トルクセンサ
17      ロータ
18      モータケース
20      ステータコア
21      整流子
22      コード線
23      冷却用の空気穴
24      水抜用の空気穴
25      ブラシ交換用開口部
26      基板ケース
27      磁石
28      コード溝
29      トルクセンサケース
30,31   凸部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving unit of an electric assist bicycle that assists a driving force of human power by a driving force of a motor.
[0002]
[Prior art]
Recently, an electric bicycle that has both a human-powered drive unit and a motor-driven electric drive unit, drives a motor in accordance with the magnitude of the human-powered drive force, and assists the human-powered drive force with the motor drive force, a so-called electric bicycle. Electric-assisted bicycles are gaining in popularity.
[0003]
An example of such a drive-type electric assist bicycle will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view of an assist bicycle, in which a battery 2 is installed below a front basket 1 of the assist bicycle body, and a motor drive unit is installed in a rear wheel hub 3. The pedaling force by the human is transmitted to the human input unit of the rear wheel drive unit via the pedal 4, the crank 5, and the chain 6.
[0004]
The drive motor built into the rotating drum of the rear wheel part is composed of a stator and a rotor. The stator and the casing have a cylindrical yoke made of cast iron with a magnet fixed to the inner surface, and a motor cover fixed to the bicycle body. Some of them are sandwiched from both sides.
[0005]
In addition, in order to reduce the size of the drive unit of the electric assist bicycle, it is necessary to reduce the size of the motor. The stator yoke of the drive motor is arranged in the rotating drum of the wheel unit, and the casings are arranged on the left and right sides of the stator yoke. There has been proposed a configuration in which the stator of the drive motor is formed integrally with the stator and the casing by screwing or the like through a casing mounting screw hole to reduce the size of the motor.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, because the drive motor is of a sealed type for waterproofing, if the size is reduced, the temperature generated in the DC brush motor will increase due to the heat generated inside, so it is necessary to take measures to prevent motor burnout when climbing a hill. Become. A simple means for preventing the temperature rise is to make a hole in a rotating drum that rotates together with the wheels and cool the hole. However, it is necessary to take measures against problems such as rust and rare short due to a decrease in insulation due to infiltration of rainwater. In addition, even if it is a closed type, water may infiltrate from unexpected places such as the gap between the rotating drum and the axle, but because of the closed type, the intruded water can not go out of the rotating drum, This causes the inside of the drum to have a high humidity or the like, causing damage to components such as a control circuit provided inside.
[0007]
Accordingly, the present invention provides a drive unit of an electric assist bicycle that can increase the heat radiation of a drive motor built in a rotating drum of a wheel portion, can quickly drain infiltrated water, and can reduce the size of the motor. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a driving unit of an electric assist bicycle according to claim 1 of the present invention includes a rotating drum that rotates with the wheel around an axle of the wheel, a motor and a reduction mechanism built in the rotating drum. In the drive unit of an electric assist bicycle that drives the wheels by electric driving force of a motor in addition to the manual driving force of human power, a cooling air hole is provided in the rotating drum, and a power supply unit to the motor or The configuration was such that the power supply cord hole was located below.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a driving unit for an electric assist bicycle, comprising: a rotating drum that rotates together with the wheel around an axle of the wheel; a motor and a reduction mechanism built in the rotating drum; In the drive unit of the electric assist bicycle, which is driven by the electric driving force of the motor in addition to the manual driving force of human power, cooling air holes are provided on the side and bottom surfaces of the rotating drum, and a power supply unit or a power supply cord hole for the motor is provided. It was configured to be located below.
[0010]
Thereby, in the assist operation, in an operation state in which a large load is applied to the drive motor, the temperature in the rotary drum increases, but a plurality of motor cooling air holes are provided on a side surface of the rotary drum. Therefore, the heat is appropriately released and the temperature rise of the motor can be prevented. In addition, even if water enters the rotating drum, it is discharged to the outside through the air hole that also serves as a drain on the bottom surface, preventing the inside of the rotating drum from becoming high humidity, etc. Rare shorts and the like due to insulation deterioration can be prevented.
[0011]
The drive unit of the electrically assisted bicycle according to claim 3 of the present invention includes a rotating drum that rotates together with the wheel around an axle of the wheel, and a motor and a speed reduction mechanism provided inside the rotating drum. In a drive unit of an electric assist bicycle that drives wheels by electric driving force of a motor in addition to manual driving force by human power, a cooling air hole is provided in the rotating drum, and brushes for supplying power to the motor are formed at acute angles below each other. The brush was arranged such that the insertion hole of the brush or the power supply cord hole for the brush was located below.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a driving unit for an electric assist bicycle, comprising: a rotating drum that rotates together with the wheel around an axle of the wheel; a motor and a reduction mechanism built in the rotating drum; In the drive unit of the electric assist bicycle, which is driven by an electric driving force of a motor in addition to a manual driving force of a human power, a cooling air hole is provided in the rotating drum, and brushes for supplying power to the motor are arranged at acute angles below each other. The brush insertion hole or the power supply cord hole for the brush is disposed below, and the brush is covered with a substrate case.
[0013]
A driving unit of an electric assist bicycle according to claim 5 of the present invention includes a rotating drum that rotates together with the wheel around an axle of the wheel, a motor and a reduction mechanism built in the rotating drum, and In the drive unit of the electric assist bicycle, which is driven by an electric driving force of a motor in addition to a manual driving force of a human power, a cooling air hole is provided in the rotating drum, and brushes for supplying power to the motor are arranged at acute angles below each other. The brush insertion hole or the power supply cord hole to the brush is arranged below, and a substrate case covering around the brush is arranged above the brush.
[0014]
A drive unit of an electric assist bicycle according to claim 6 of the present invention includes: a rotating drum that rotates together with the wheel around an axle of the wheel; a motor and a reduction mechanism built in the rotating drum; In the drive unit of the electric assist bicycle, which is driven by an electric driving force of a motor in addition to a manual driving force of a human power, a cooling air hole is provided in the rotating drum, and brushes for supplying power to the motor are arranged at acute angles below each other. Then, the brush insertion hole or the power supply cord hole to the brush is arranged downward, and the substrate case covering around the brush is arranged so as to cover the motor cover.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a drive unit for an electrically assisted bicycle, wherein the substrate case according to the fourth to sixth aspects is formed by molding and waterproofing.
[0016]
As a result, the two brushes are arranged at an acute angle below each other, the brush replacement openings also serving as holes for the code lines are formed downward, and the brush replacement openings and the periphery thereof are molded. Covering with a waterproofed board case, or disposing the board case above the brush, or covering the motor case so that rainwater or the like that has entered from above the brush is directly applied to the brush and the power supply terminal portion Can be prevented.
[0017]
According to an eighth aspect of the present invention, in the driving section of the electrically assisted bicycle according to any one of the fourth to seventh aspects, a power supply cord is wired between the board case and the motor case. Configuration.
[0018]
Thus, the power supply cord is wired using the gap between the board case and the motor case, so that it is possible to easily secure the storage position of the cord that requires attention when it is arranged at the same place as the rotating body.
[0019]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a drive unit for an electrically assisted bicycle according to any one of the first to eighth aspects, wherein a sensor is attached to the rotating drum, and the sensor is mounted on a surface of a sensor case to which the sensor is attached. The configuration was such that irregularities were formed.
[0020]
As a result, irregularities are formed on the surface of the torque sensor case to make the surface uneven, so that when the torque sensor rotates with the axle, the irregularities agitate the air in the rotating drum to reduce the cooling effect of the motor. And the size of the motor can be reduced.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a drive unit of an electric assist bicycle according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention can be applied to either a front wheel drive type or a rear wheel drive type. FIG. 2 is a configuration diagram of the rotary drum. FIG. 2A is a front cross-sectional view of a structure of a driving unit built in the rotary drum of the rear wheel, and FIG. 2B is a side view. The structure of the rear wheel hub 3 is roughly divided into: a rotating drum 8 that rotates in conjunction with the rear wheel; and a fixed casing 9 that is fixed to the axle 7 of the assist bicycle main body. Spokes are installed.
[0022]
The rotary drum 8 of the rear wheel is provided with a human input unit 11 composed of a sprocket mounted on the axle 7, a transmission 12 having a planetary gear (not shown), a torque sensor 16, a motor stator core 20 and a brush 14. In addition, a speed reducer including a rotor 17 fixed to a motor shaft disposed inside the stator core 20 and a planetary gear 13 for transmitting the rotational force of the rotor 17 to the rotating drum 8 is built in.
[0023]
Further, a board case 15 for accommodating a motor control circuit is fixed to the fixed casing 9, a cap casing 10 is provided at the other end of the axle 7, and a brake 19 is arranged at the fixed casing 9. A plurality of air holes 23 for cooling the motor and air holes 24 for draining water are provided on the side and bottom surfaces of the rotating drum 8. As a result, as shown in the side view of the rotary drum 8 from the human input unit 11 side in FIG. 2B, the plurality of air holes 23 provided in the rotary drum 8 and the human input unit 11 are arranged.
[0024]
FIG. 3 shows a detailed view of the arrangement of the air holes 23 and 24. FIG. 3A shows a part of a front cross-sectional view of the outer periphery of the rotating drum 8, in which a plurality of motor cooling air holes 23 and a plurality of water draining air holes 24 are arranged on the outer periphery of the rotating drum 8. FIG. 3B is a sectional view of the rotary drum 8 taken along a dotted line, and a plurality of air holes 24 for both draining are arranged at equal intervals around the rotary drum 8.
[0025]
4A and 4B are side cross-sectional views of a structure of a driving unit built in the rotating drum, and FIG. 4B is a sectional view for explaining a mounting state of a brush peripheral member. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a dashed-dotted line in FIG. Here, the reference numerals of the respective parts of the rotary drum in FIG. 4 are the same as those in FIG. The two brushes 14 are arranged at an acute angle below each other. This protects against direct effects of infiltrated rainwater and the like.
[0026]
FIG. 5 is an explanatory view of another embodiment relating to the attachment of the brush peripheral member. FIG. 5A is a partial cross-sectional side view of the structure of the driving unit built in the rotary drum, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along a dashed line in FIG. 5A. Here, the reference numerals of the respective parts of the rotary drum in FIG. 5 are the same as those in FIG. The two brushes 14 are arranged at an acute angle to each other below, and the brush replacement openings 25 are formed downward so that the brushes can be easily replaced while also using the holes of the cord wires 22.
[0027]
FIG. 6 is an explanatory view of still another embodiment relating to the attachment of the brush peripheral member. FIG. 6A is a partial side sectional view of the structure of the driving unit built in the rotary drum, and FIG. 6B is a sectional view taken along a dashed line in FIG. 6A. Here, the reference numerals of the respective parts of the rotary drum in FIG. 6 are the same as those in FIG. The two brushes 14 are arranged below at an acute angle to each other, and the brush replacement openings 25 which also serve as holes of the code wires 22 are formed downward. Further, the brush replacement opening 25 of the brush 14 and its periphery are molded and covered with a waterproof and waterproof substrate case 26.
[0028]
As shown in FIG. 6, the substrate case 26 not only covers the brush replacement opening 25 of the brush 14 and its surroundings, but also has a configuration in which the substrate case 26 is disposed above the brush 14 or the substrate case 26 is a motor. It may be a form that covers the case.
[0029]
Next, an arrangement of the substrate case 26 above the brush 14 will be described with reference to an exploded view of FIG. 7 in which the arrangement relationship between the stator core 20, the brush 14, and the substrate case 26 is disassembled. In the drawings, the brushes 14 and 14 are different from the actual one and are arranged at an acute angle in the upper left direction. FIG. 4A shows a front sectional view of the stator core 20, and FIG. 4B shows a side sectional view. ing.
[0030]
The stator core 20 is sandwiched and held by the left and right motor cases 18 in the rotating drum 8. The motor case 18 is fixed to the fixed casing by screws. A magnet 27 is inserted into a magnet insertion hole formed in the stator core 20, and one pole is constituted by two adjacent magnets 27. A rotor (not shown) is rotatably arranged inside the magnet.
[0031]
FIG. 7C is a side sectional view of the board case 26, and FIG. 7D is a front sectional view. The board case 26 is fitted to the motor case 18, and covers around the brush 14 except for the brush 14. That is, when the two brushes 14 are arranged below at an acute angle to each other, they cover the upper periphery of the brushes 14. Since the board case 26 is formed of a molded and waterproofed product, rainwater or the like that has entered from above the brush 14 is prevented from splashing on the brush 14.
[0032]
Further, by forming the wiring groove 28 in a part of the stator core 20, the power supply cord 22 introduced therethrough can be wired through a gap between the board case 26 and the motor case 18.
[0033]
8A and 8B are external views of the torque sensor 16 mounted in the rotary drum 8, FIG. 8A is a front view of the torque sensor case 29, and FIG. 8B is a side view of the case 29. Protrusions 30 and 31 are formed on the surface of the case 29 to make the surface uneven and uneven. Thus, when the torque sensor 16 rotates together with the axle 7, the air in the rotary drum 8 is agitated by the unevenness to enhance the cooling effect of the motor.
[0034]
The drive motor in the rotating drum configured as described above supplies the current from the power supply cord line 22 to the armature winding of the rotor 17 via the brush 14 and the commutator 21, and transmits the rotational force to the planetary gears. It is configured to be transmitted to the rotating drum 8 via a three-stage gear reducer 13 composed of a device.
[0035]
The planetary gear device serving as a reduction gear includes an external gear and three planetary gears 13, one of the planetary gears 13 is held by a motor cover 18 also serving as a planetary gear carrier, and the other is held by a planetary gear plate. A pinion gear is formed at one end of a rotatable motor shaft to which the rotor 17 is fixed, and is engaged with the planetary gear 13. Further, the planetary gear 13 is engaged with an external gear fixed to the rotary drum 8. Thus, the rotational force of the rotor 17 is reduced and transmitted to the rotating drum 8.
[0036]
When the driver steps on the pedal 4, the crank 5 rotates, which is transmitted to the human power input unit 11 via the chain 6, and the torque corresponding to the pressing force is detected by the torque sensor 16 via the transmission 12, It is supplied to a motor control circuit in a board case 15 fixed to the casing 9. The motor control circuit controls the driving force of the motor according to a program according to the magnitude of the driving force by human power, and assists the driving force of human power by the driving force of the motor.
[0037]
In such an assist operation, in an operation state in which a large load is applied to the drive motor, that is, when climbing a long uphill, the temperature in the rotary drum increases, but the side surface of the rotary drum 8 Since the motor cooling air holes 23 are provided, the heat is appropriately released and the temperature rise of the DC brush motor can be prevented.
[0038]
Also, even if water infiltrates into the rotary drum 8 or rainwater enters through the motor cooling air holes 23 and the plurality of water draining air holes 24, the water draining air holes 24 which face downwards are used. It is prevented from being discharged to the outside and damaging the components such as the control circuit due to high humidity inside the rotary drum and the like, and does not cause a problem such as rust or rare short due to reduced insulation.
[0039]
The two brushes 14 are arranged below at an acute angle to each other, and the brush replacement openings 25 also serving as holes for the code wires 22 are formed downward, respectively. Is covered with a board case 26 that has been subjected to waterproof treatment, or is disposed above the brush 14 with the board case 26, or the board case 26 covers the motor case so that rainwater or the like that has entered from above the brush 14 can be brushed. 14 and the power supply terminal portion can be prevented from being directly applied.
[0040]
Furthermore, since the protrusions 30 and 31 are formed on the surface of the torque sensor case 29 to make the surface uneven and uneven, the air in the rotary drum 8 is removed when the torque sensor 16 rotates together with the axle 7. The unevenness is agitated to enhance the cooling effect of the motor, and the motor can be downsized.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the driving unit of the electric assist bicycle according to the present invention provides a plurality of motor cooling air on the side surface of the rotating drum even when a large load is applied to the driving motor and the temperature inside the rotating drum increases in assist driving. The heat is appropriately released from the holes to prevent a rise in the temperature of the drive motor, and rainwater or the like that has infiltrated into the rotating drum is discharged to the outside through a downwardly-drained air hole that serves as a drain. Damage to components such as the control circuit due to humidity or the like can be prevented, and the drive unit can be protected from problems such as rust and rare shorts due to reduced insulation.
[0042]
Further, by covering the brush replacement opening and the power supply terminal portion with the waterproofed board case, it is possible to prevent rainwater or the like that has entered from above the brush from directly splashing. Further, by forming uneven portions on the surface of the torque sensor case to make the surface uneven, the unevenness agitates the air in the rotating drum when the torque sensor rotates with the axle, thereby increasing the cooling effect of the motor. Therefore, the size of the motor can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an electric assist bicycle.
FIG. 2 is a configuration diagram of a rotary drum of the present invention.
FIG. 3 is a detailed view of an arrangement of air holes in a rotating drum.
FIG. 4 is an attached state diagram of a brush peripheral member of the present invention.
FIG. 5 is another mounting state diagram of the brush peripheral member of the present invention.
FIG. 6 is another mounting state diagram of the brush peripheral member of the present invention.
FIG. 7 is an arrangement diagram of a stator, a brush, and a substrate case of the present invention.
FIG. 8 is an external view of a torque sensor according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front basket 2 Battery 3 Rear wheel hub 7 Axle 8 Rotary drum 9 Fixed side casing 10 Cap casing 11 Human input section 12 Transmission 13 Reduction gear 14 Brush 15 Board case 16 Torque sensor 17 Rotor 18 Motor case 20 Stator core 21 Commutator 22 Cord wire 23 Cooling air hole 24 Water draining air hole 25 Brush replacement opening 26 Board case 27 Magnet 28 Code groove 29 Torque sensor case 30, 31 Convex part

Claims (9)

車輪の車軸を中心に該車輪と共に回転する回転ドラムと、該回転ドラムに内装されるモータ及び減速機構とを備えており、前記車輪を人力による人力駆動力に加えてモータによる電動駆動力により駆動する電動アシスト自転車の駆動部において、前記回転ドラムに冷却用空気穴を設け、モータへの給電部又は給電コード穴が下方になるように配置したことを特徴とする電動アシスト自転車の駆動部。A rotating drum that rotates together with the wheel around the axle of the wheel, and a motor and a speed reduction mechanism built in the rotating drum, wherein the wheel is driven by an electric driving force of the motor in addition to the manual driving force of the human power A driving unit for an electrically assisted bicycle, wherein a cooling air hole is provided in the rotating drum, and a power supply unit or a power supply cord hole for the motor is disposed below. 前記冷却用空気穴は前記ドラムの側面と底面に配置したことを特徴とする請求項1記載の電動アシスト自転車の駆動部。The drive unit of an electric assist bicycle according to claim 1, wherein the cooling air holes are arranged on a side surface and a bottom surface of the drum. 前記給電部はブラシによって構成され、前記ブラシは下方に互いに鋭角で配置されることを特徴とする請求項1記載の電動アシスト自転車の駆動部。The drive unit of an electric assist bicycle according to claim 1, wherein the power supply unit is formed of a brush, and the brushes are arranged at an acute angle below each other. 前記ブラシの周りを基板ケースで覆ったことを特徴とする請求項1又は請求項3記載の電動アシスト自転車の駆動部。4. The drive unit for an electrically assisted bicycle according to claim 1, wherein a periphery of the brush is covered with a substrate case. 前記ブラシの周りを覆う基板ケースを前記ブラシの上方に配置したことを特徴とする請求項4記載の電動アシスト自転車の駆動部。The drive unit for an electrically assisted bicycle according to claim 4, wherein a board case that covers the periphery of the brush is disposed above the brush. 前記基板ケースはモータカバーを覆うことを特徴とする請求項4又は請求項5記載の電動アシスト自転車の駆動部。The drive unit of an electric assist bicycle according to claim 4, wherein the board case covers a motor cover. 前記基板ケースはモールドして防水処理されたもので形成したことを特徴とする請求項4乃至請求項6記載の電動アシスト自転車の駆動部。7. The drive unit for an electrically assisted bicycle according to claim 4, wherein the board case is formed by molding and waterproofing. 前記基板ケースとモータケース間に、給電用コードを配線したことを特徴とする請求項4乃至請求項7記載の電動アシスト自転車の駆動部。The drive unit for an electric assist bicycle according to claim 4, wherein a power supply cord is wired between the board case and the motor case. 前記電動駆動力は前記人力駆動力に応じて駆動し、前記人力駆動力を検出するセンサを回転ドラムに取付け、該センサが取り付けられるセンサケースの表面に凹凸を形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項8記載の電動アシスト自転車の駆動部。The electric driving force is driven in accordance with the human driving force, a sensor for detecting the human driving force is attached to a rotating drum, and irregularities are formed on a surface of a sensor case to which the sensor is attached. The drive unit of the electric assist bicycle according to any one of claims 1 to 8.
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