JP5623525B2

JP5623525B2 - 電気自転車

Info

Publication number: JP5623525B2
Application number: JP2012524127A
Authority: JP
Inventors: エッカートクリスティアン; アルノルトマルティン; ジングハンマーマルティン; ブラークボルンヴィレム
Original assignee: ローゼンベルガーホーフフレクベンツテクニークゲーエムベーハーウントツェーオーカーゲー
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2030-07-28
Also published as: US20120205970A1; JP2013501666A; HK1174594A1; EP2464536B1; CA2771230A1; WO2011018164A1; EP2464536A1; DE202009011111U1; TWM396768U; CN102639355A; CN102639355B

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに定義されたような、電気モータと、電気エネルギーのエネルギー源と、エネルギー源を電気モータに電気的に接続するエネルギー伝達ケーブルとを有する駆動機構を備えた軽電気車両（ＬＥＶ）、詳細には電気自転車、詳細にはペデレック（ペダル式電気自転車）またはＥ−バイクに関する。

電気自転車、この文脈では、詳細にはペデレック（ペダル式電気サイクル、すなわちペダルアシスト式電気サイクル）は、例えば非特許文献１から知られており、次第に熱い反響を受けるようになった。ペデレックは、ペダル付き脚力駆動機構を備えた従来の自転車と実質的に同じように構成されており、電気エネルギーのエネルギー源によって電力供給され、ペデレックのペダルに加えられる力の機能として、筋力を補助する駆動力を提供する電気駆動モータを備えている。電気モータは、ペダルが踏まれたときに動作する。ユーザが経験する走行は、背後に風を受けるようなものである。

電気自転車の別のグループには、Ｅ−バイクと呼ばれるものがある。この場合、モータはスロットルが廻されたときに動作する。この場合、ペダルが踏まれていないときでも電気モータによる走行が可能である。筋力と電気モータは、互いに独立に動作するシステムである。Ｅ−バイクは、純粋な電気動作と混合動作の両方で乗ることができる。

電気モータの機能と動作の方法に関係なく、そのような電気車両はすべて、電気モータと電気エネルギー源を有する駆動機構を備える。エネルギー源から電気モータに電気エネルギーを伝達するために、駆動機構は、電気モータとエネルギー源とに電気的に接続されたエネルギー伝達ケーブルを有する。必要に応じて、エネルギー源からの電圧を電気モータの動作電圧に変換する電子システムも提供される。伝統的に、そのようなエネルギー伝達ケーブルは、電圧の負側と正側に適切な赤と黒の色符号を有する二芯ケーブルの形態をとっている。

「E-Motion - Ein Spezial von Radfahren & ExtraEnergy.org」（「E-Motion - A special from Radfahren Magazine and the ExtraEnergy Association」）, BVA Bielefelder Verlag, 2009

本発明の基礎となる目的は、上記の種類の駆動機構を、その占有空間、その加工性、およびその機械的強さに関して改善することである。

この目的は、本発明により、請求項１の特徴節に示された特徴を有する上記の種類の駆動機構を備えた電気自転車によって達成される。本発明の有利な実施形態は、他の請求項に記載される。

上記の種類の駆動機構において、本発明により、同軸ケーブルの形態をとるエネルギー伝達ケーブルが提供される。

これは、エネルギー伝達ケーブルの空間をほとんど必要とせず、同時にエネルギー伝達ケーブルが高い機械的強さを有するコンパクトな駆動機構が利用可能になるという利点を有する。同軸ケーブルは、容易に加工できかつプラグインコネクタを提供することができる。同時に、このエネルギー伝達ケーブルは、高周波放射の望ましくない結合から遮蔽される。必要に応じて、このエネルギー伝達ケーブルは、電気モータから制御電子システムへのデータ伝達ケーブルとして使用することができ、この目的のために更なるケーブルを必要としない。

エネルギー伝達ケーブルに関して特にコンパクトで機械的に強い駆動機構は、同軸ケーブルが、少なくとも１つの中心導体と、少なくとも１つの外側導体と、中心導体と外側導体との間に配置された少なくとも１つの絶縁体と、外側導体を取り囲む少なくとも１つの電気絶縁シースとによって達成される。

外側導体と中心導体が、エネルギー源と電気モータにそれぞれ接続されているので、外側導体は遮蔽としてだけではなくエネルギーの伝達にも使用される。

電気モータは、有用には直流モータまたは交流モータである。

駆動機構からの高駆動力は、同軸ケーブルを、高電流、詳細には３０Ａ以上の電流、詳細には５０Ａ以上の電流を伝達するように設計することによって達成される。

駆動機構からの高トルクは、同軸ケーブルを０〜１００Ｖの電圧用、詳細には４８Ｖの電圧用に設計することによって達成される。

エネルギー源の高エネルギー密度は、電気エネルギーのエネルギー源を、バッテリまたは蓄電池、詳細にはニッケル水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、鉛蓄電池若しくはリチウムイオン蓄電池、または発電機にすることによって達成される。

上記の電気自転車では、本発明により、前述のような駆動機構を有する電気サイクルが提供される。

これは、エネルギー伝達ケーブルのための空間をほとんど必要とせず、同時にエネルギー伝達ケーブルが高い機械的強さを有するコンパクトな駆動機構を有するＬＥＶが利用可能になるという利点を有する。同軸ケーブルは、容易に加工できかつプラグインコネクタを提供することができる。同時に、エネルギー伝達ケーブルは、高周波放射の望ましくない結合から遮蔽される。必要に応じて、エネルギー伝達ケーブルは、電気モータから制御電子装置へのデータ伝達ケーブルとして使用することもでき、このために更に他のケーブルは必要ない。

図１は、本発明による駆動機構の好ましい実施形態の概略図である。図２は、図１の線Ｉ−Ｉで切断された図１の領域Ａの断面図である。

本発明は、図面を参照して以下に詳細に説明される。

図１に示された本発明による駆動機構の好ましい実施形態は、電気モータ１０と、電気エネルギー源１２と、電気モータ１０を電気エネルギー源１２に電気的に接続するエネルギー伝達ケーブル１４とを有する。

本発明によれば、エネルギー伝達ケーブル１４は、同軸ケーブルの形態をとる。図２から分かるように、この同軸ケーブルは、中心導体１６と、中心導体１６を同軸で取り囲む外側導体１８とを有し、中心導体１６と外側導体１８の間に絶縁体２０が配置される。同軸ケーブル１４は、また、電気絶縁材料で作成され、外側導体を取り囲むシース２２を有する。

電気モータ１０は、例えば直流モータであり、同軸ケーブル１４は、３０Ａ以下または５０Ａ以下の強さの直流電流を電気エネルギー源１２から電気モータ１０に伝達する。

電気エネルギー源１２は、好ましくはリチウム蓄電池である。しかしながら、電気エネルギー源１２は、バッテリや蓄電池などのエネルギーを蓄える手段ではなく、機械的駆動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機ででもよい。この発電機は、例えば、内燃機関である。

例えばペデレックやＥ−バイクなどの電気車両は、この駆動機構を装備することが特に有利であり、その理由は、電気エネルギー蓄積手段１２から電気モータ１０にエネルギーを伝達するために電力ケーブルとして使用される同軸ケーブル１４が、太さ、曲げ強度、環境効果に対する不感受性、寿命および裂け強度に関して、自転車で使用されるボーデンケーブルのものと類似し、ときにはそれより優れた機械特性を有するからである。したがって、この同軸ケーブル１４は、特別な対策なしにボーデンケーブルと同じようにペデレックに取り付けることができる。同時に、その構造により、同軸ケーブル１４は、電気エネルギー源１２から電気モータ１０に高電力を伝達する電力ケーブルを、コンパクトな形態、すなわち小さな空間しか必要としない形態で利用可能にする。必要な空間の大きさは、普通なら最大３０Ａまたは５０Ａ以上の高電流強度に使用されることがある二芯電力ケーブルが必要とする空間よりかなり小さい。

また、同軸ケーブルを加工して組み立て、それを適切な長さに切断し、その端にコネクタを取り付け、更にはこれらを自動工程で大量に行うための多数の装置および機械が利用可能である。

更に、この種の駆動機構には、通常、高周波数信号の形のデータを、例えばモータ制御ユニットから電気モータ１０に、または電気エネルギー源１２からモータ制御ユニットに伝達するケーブルが必要とされる。特に有利には、電力ケーブルとして使用される同軸ケーブルをこれに同一の形態で使用することができ、その理由は、同軸ケーブルが、高周波電気信号の伝達に必要な遮蔽とインピーダンスを既に有しているからである。したがって、データ伝達とエネルギー伝達に異なるタイプのケーブルの供給を可能にしなくてもよく、代わりに単に異なるコネクタを備えた同一の同軸ケーブルを使用することができる。これにより、生産および組立工程ならびに関連した総合物流が単純化される。

Claims

直流モータ（１０）と、電気エネルギーのエネルギー源（１２）と、前記エネルギー源（１２）を前記直流モータ（１０）に電気的に接続するエネルギー伝達ケーブル（１４）とを有する駆動機構を備えた電気自転車、詳細にはペデレック（ペダル式電気サイクル）またはＥ−バイクにおいて、
前記エネルギー伝達ケーブル（１４）は、少なくとも１つの中心導体（１６）と、少なくとも１つの外側導体（１８）と、前記中心導体（１６）と前記外側導体（１８）との間に配置された少なくとも１つの絶縁体（２０）と、前記外側導体（１８）を取り囲む少なくとも１つの電気絶縁シース（２２）とを有し、前記外側導体と前記中心導体とが、前記エネルギー源と前記電気モータとに、それぞれ電気的に接続される同軸ケーブルの形態をとることを特徴とする電気自転車。
請求項１に記載の電気自転車において、
前記同軸ケーブル（１４）は、高電流、詳細には３０Ａ以上の電流、詳細には５０Ａの電流を伝達するように設計されることを特徴とする電気自転車。
請求項１又は請求項２に記載の電気自転車において、
前記同軸ケーブル（１４）は、０〜１００Ｖの電圧用、詳細には４８Ｖの電圧用に設計されることを特徴とする電気自転車。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気自転車において、
電気エネルギーの前記エネルギー源（１２）は、バッテリまたは蓄電池、詳細にはニッケル水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、鉛蓄電池若しくはリチウムイオン蓄電池、および／または発電機であることを特徴とする電気自転車。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電気自転車において、
前記同軸ケーブルは、モータ制御ユニットによって、高周波信号の形態をとるデータを前記モータ制御ユニットから直流モータに、又は前記エネルギー源から前記モータ制御ユニットに伝達するために使用されることを特徴とする電気自転車。