JPH06227474A - 電動自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータやコントローラ等の発熱部品を走行風
によって冷却できると共に、放射電磁波が放射され難く
する。 【構成】 モータ１１と、このモータ１１にリレー１８
を介して接続されるコントローラ１９とを、ダウンチュ
ーブ２ｂに沿わせて一列に並べる。これらを前後に開口
４２ａ，４２ｂが形成された車体カバー４２で覆う。モ
ータ１１をダウンチューブ２ｂの後部に配置し、モータ
１１の前側にリレー１８，コントローラ１９を順に配置
した。車体カバー４２内に導入された走行風によって電
装品が冷却される。電磁波が放射されるリード線が短く
なって放射電磁波が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、補助動力としてモータ
を使用する電動自転車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、補助動力としてモータを搭載した
電動自転車としては、例えば、実公昭５８−８６３７号
公報に開示されたものがある。この公報に示された電動
自転車は、クランク軸の後方に駆動用モータが配置さ
れ、このモータに給電するバッテリが前記モータの上方
であってシートチューブと後輪との間に配置されてい
た。また、モータの回転を制御するコントローラはシー
トチューブの後方に配置されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うにモータおよびコントローラを配置すると、これらの
冷却が問題になる。これは、前記電動自転車ではクラン
ク軸を支持するボトムブラケット部の後方にモータが配
置されると共に、シートチューブの後方にコントローラ
が配置されており、走行風がボトムブラケットやシート
チューブによって遮られて発熱部に当たらなくなってし
まうからである。すなわち、モータやコントローラ等の
発熱部品を冷却するに当たり走行風を利用し難くなって
しまう。

【０００４】このような不具合を解消するにはモータを
ボトムブラケットの前方に位置づけると共に、コントロ
ーラをシートチューブに対して車体側方や前方となる部
位に配置し、モータやコントローラに走行風が当たるよ
うにすればよい。ところが、このようにすると、モータ
にコントローラを電気的に接続するリード線が長くなっ
てしまい、モータやコントローラがスイッチング動作す
ることに起因して前記リード線から放射電磁波が放射さ
れ易くなってしまうという新たな問題が生じる。

【０００５】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、モータやコントローラ等の発熱部品
を走行風によって冷却できると共に、放射電磁波が放射
され難い電動自転車を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電動自転車
は、クランク軸駆動用モータと、このモータに電源供給
用リレーを介して接続されるコントローラとを、ダウン
チューブに沿わせて一列に並べ、かつ前後に走行風を通
す開口が形成された車体カバーで覆う構造とし、前記モ
ータをダウンチューブの後部に配置すると共に、このモ
ータの前側にコントローラを配置し、モータとコントロ
ーラとの間にリレーを介在させたものである。

【０００７】

【作用】車体カバーの前側開口に走行風が流入すること
により車体カバー内に前側開口から後側開口へ向かう空
気流が生じ、この空気流によってコントローラ，リレー
およびモータが冷却される。また、コントローラとモー
タとを電気的に接続するリード線は、両者間にリレーを
介在させるだけの長さとなり、短くて済む。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係る電動自転車
の側面図、図２は要部を拡大して示す側面図、図３は図
２における車体カバーを取付けた状態でのIII−III線断
面図、図４はコントローラおよびリレーをモータ側から
見た状態を示す図、図５は本発明に係る電動自転車の電
気回路図である。

【０００９】これらの図において、１は電動自転車、２
はこの電動自転車１のフレームである。このフレーム２
は、前輪３が回転自在に設けられたフロントフォーク４
を操舵自在に支持するヘッドパイプ２ａと、このヘッド
パイプ２ａから後下がりに延びるダウンチューブ２ｂ
と、このダウンチューブ２ｂの後部にラグ５を介して連
結されたシートチューブ２ｃと、前記ラグ５から後方へ
延び、ダウンチューブ２ｂの後端に連結された左右一対
のチェーンステー２ｄと、前記シートチューブ２ｃの上
部と前記チェーンステー２ｄの後端部とを連結する左右
一対のシートステー２ｅ等とから構成されている。

【００１０】そして、前記フロントフォーク４の上端部
には操向ハンドル６が装着されており、前記シートチュ
ーブ２ｃの上端部にはシートピラーチューブ７を介して
サドル８が取付けられている。また、前記チェーンステ
ー２ｄの後端部およびシートステー２ｅの下端部には、
後輪９を回転自在に支持するための後輪ブラケット２ｆ
が一体的に設けられている。

【００１１】１０はこの電動自転車１の補助動力となる
モータユニットである。このモータユニット１０は、後
述するバッテリーから給電されると共にコントローラに
よって制御されるモータ１１と、クランク軸１２を有す
るギヤボックス１３と、クランク軸１２に軸装されたチ
ェーンリング（図示せず），クランク１４およびペダル
１５等を備えている。そして、このモータユニット１０
は、ダウンチューブ２ｂに沿わせてダウンチューブ２ｂ
の下方に配置され、前記ラグ５と、ダウンチューブ２ｂ
の後端ブラケット１６とにねじ止めされている。なお、
このモータユニット１０は、車体右側に位置するチェー
ンリングがチェーン１７を介して後輪９に連結されてい
る。

【００１２】前記モータユニット１０のモータ１１は、
図５に示すように電源供給用リレー１８を介してコント
ローラ１９が接続され、このコントローラ１９を介して
バッテリ２０から給電される構造になっている。図５に
おいて符号２１はメインスイッチ、２２は電源電圧が低
下したときに点灯するパイロットランプ、２３は車速を
検出するスピードセンサ、２４はクランク軸の回転角度
を検出するアングルセンサ、２５，２６はヒューズであ
る。

【００１３】また、コントローラ１９内に符号２７，２
８で示すものは、モータ１１，リレー１８のコイルのフ
ライホイールダイオードである。さらに、図５において
２９は充電器で、この充電器２９は、充電するときのみ
にコネクタ３０を介してバッテリ側回路に接続される。
３１は充電時にバッテリ２０と充電器２９とを電気的に
接続するためのリレーである。このリレー３１は、励磁
コイル側が充電器２９から給電されたときに可動接点が
閉成され充電電流を流す構造になっている。

【００１４】前記モータ１１，リレー１８，コントロー
ラ１９およびメインスイッチ２１は、図１および図２に
示すように、フレーム２のダウンチューブ２ｂに沿って
前後に一列に並べられ、各々ダウンチューブ２ｂの下方
に配置されてダウンチューブ２ｂに支持されている。さ
らに詳述すると、ダウンチューブ２ｂの後部にモータ１
１が配置され、このモータ１１の前側にリレー１８，コ
ントローラ１９およびメインスイッチ２１が順に配置さ
れている。すなわち、図５に示す電気回路においてモー
タ１１とコントローラ１９との間に位置するリレー１８
が、フレーム２への搭載状態においてもモータ１１とコ
ントローラ１９との間に介在されている。このようにす
ることによって、モータ１１にコントローラ１９を接続
するリード線を可及的短くすることができる。

【００１５】ここで、コントローラ１９の構成について
さらに詳細に説明する。コントローラ１９は、メインス
イッチ２１がＯＮ状態のときであってペダル１５からク
ランク軸１２に乗員の踏力が加えられたときのみに、モ
ータ１１を回転させてクランク軸１２にモータ１１から
の動力を伝えるように構成されている。前記モータ１１
を回転させたり停止させるに当たっては、コントローラ
１９がリレー１８によってモータ１１への給電回路をＯ
Ｎ，ＯＦＦさせて行う。すなわち、ペダル１５を踏む
と、クランク軸１２にはその踏力に加えてモータ１１か
らの回転トルクが付与されることになる。なお、本実施
例で用いるギヤボックス１３は、ワンウェイクラッチ
（図示せず）が内装され、モータ１１側の回転よりペダ
ル１５側の回転が高くなったときにモータ１１側にクラ
ンク軸１２からトルクが伝わって回転抵抗が大きくなる
のを防ぐ構造になっている。

【００１６】コントローラ１９は、図３および図４に示
すように、ダウンチューブ２ｂに固定されたアッパーケ
ース３２と、このアッパーケース３２の下部に固定され
てアッパーケース３２の下側開口を塞ぐロアケース３３
と、これら両ケース内に収納された電子部品３４等とか
ら形成されている。アッパーケース３２は合成樹脂によ
って形成されてその前後２箇所が取付けねじ１９ａ，１
９ｂによってダウンチューブ２ｂに固定されている。ま
た、ロアケース３３は、熱伝導が効率よく行われるよう
にアルミニウム合金等の金属材によって一体成形され、
下部に放熱フィン３３ａが形成されている。

【００１７】アッパーケース３２とロアケース３３との
結合部は、ロアケース３３の上側開口縁となる凸壁３３
ｂをアッパーケース３２の開口部内に嵌合させると共
に、この凸壁３３ｂよりケースの外側に開口の全周にわ
たって一連に形成された凹溝３３ｃ内に、アッパーケー
ス３２の下縁突条３２ａを臨ませる構造になっている。
前記凹溝３３ｃは、このコントローラ１９をダウンチュ
ーブ２ｂに取付けた状態で最も低くなる位置に水抜き穴
が形成されている。また、凹溝３３ｃ，下縁突条３２ａ
の寸法は、ロアケース３３にアッパーケース３２を組み
付けた状態では下縁突条３２ａの下端と凹溝３３ｃの底
面との間に僅かに隙間が設けられるように設定されてい
る。

【００１８】すなわち、アッパーケース３２とロアケー
ス３３の結合部をこのように構成することによって凹溝
３３ｃが実質的に樋となるから、結合部から水がケース
内に侵入するのを確実に防ぐことができる。

【００１９】そして、上述したアッパーケース３２の後
面に前記リレー１８がバンド１８ａによって固定されて
いる。このリレー１８は図４に示すように、コントロー
ラ１９を後方から見た状態では右下がりに傾斜するよう
に取付けられている。このように傾斜させると、リレー
１８に設けられたコントローラ側リード線３５，モータ
側リード線３６の下部貫通部に水が溜まり難くなる。な
お、リレー１８とコントローラ１９を接続するリード線
３５は防水式グロメット３７を介してアッパーケース３
２を貫通している。

【００２０】次に、上述したモータユニット１０やコン
トローラ１９等に給電するバッテリ２０について説明す
る。バッテリ２０は、図１および図２中に符号３８で示
すバッテリケースに収容されて車体に搭載されている。
このバッテリ２０としては１２Ｖのものが採用され、本
実施例では２つのバッテリ２０をバッテリケース３８内
で直列に接続して給電している。バッテリケース３８は
上下方向に細長い箱状に形成され、内部にバッテリ２０
を上下に重ねるようにして２つ収納する構造になってお
り、シートチューブ２ｃと後輪９との間に配置されてい
る。

【００２１】すなわち、このバッテリケース３８は、そ
の車幅方向の寸法が左右のシートステー２ｅどうしの間
を通される寸法に設定されると共に、前後方向の寸法が
シートチューブ２ｃと左右一対の補助シートチューブ３
９との間を通される寸法に設定されている。なお、この
補助シートチューブ３９は、左右のシートステー２ｅと
ダウンチューブ２ｂの後端部の間にシートチューブ２ｃ
と平行に架け渡されている。そして、このバッテリケー
ス３８は、その内部にバッテリ２０を収容した状態で上
部が取付けねじ３８ａによってシートステー２ｅの上部
に固定され、下部が取付けねじ３８ｂによってラグ５に
固定されている。

【００２２】バッテリ２０と負荷側（コントローラ１９
やメインスイッチ２１等）とは、バッテリケース３８の
下端部に設けられた接続端子４０と、この接続端子４０
から導出されてダウンチューブ２ｂに沿って延びるリー
ド線（図示せず）とを介して電気的に接続されている。
また、バッテリ２０を充電するときに充電器２９に接続
されるコネクタ３０は、バッテリケース３８の左側上部
に配置されている。本実施例では、このコネクタ３０の
差込み口をバッテリケース３８に対して着脱自在な蓋体
４１によって覆い、充電時以外には接触子が露出しない
構造になっている。

【００２３】４２は前記モータ１１，リレー１８，コン
トローラ１９およびメインスイッチ２１等の電装品を覆
う車体カバーである。この車体カバー４２は、上下に分
割形成されたカバー本体４３，４４からなり、ダウンチ
ューブ２ｂおよびこのダウンチューブ２ｂに取付けられ
た電装品（メインスイッチ２１，コントローラ１９，リ
レー１８およびモータ１１等）を両カバー本体４３，４
４によって挾むようにして覆う構造になっている。

【００２４】下側のカバー本体４４はコントローラ１９
の下部前面と対応する部分が開口されており（この開口
を図中符号４２ａで示す）、この開口４２ａからコント
ローラ１９の放熱フィン３３ａがケース外に突出してい
る。また、この車体カバー４２の後部は、モータユニッ
ト１０の後側において車体後方へ向けて開口している。
この開口を図中符号４２ｂで示す。このように車体カバ
ー４２の前後に開口部を設けると、走行時には走行風が
前側の開口４２ａからカバー内へ導入され、車体カバー
４２内をダウンチューブ２ｂに沿って流れて後側の開口
４２ｂから排出されるようになる。

【００２５】したがって、上述したように構成された電
動自転車１では、走行時に車体カバー４２の前側開口４
２ａに走行風が流入することにより車体カバー４２内に
前側開口４２ａから後側開口４２ｂへ向かう空気流が生
じるから、この空気流によってコントローラ１９，リレ
ー１８およびモータ１１を冷却することができる。しか
も、コントローラ１９とモータ１１とを電気的に接続す
るリード線は、両者間にリレー１８を介在させるだけの
長さとなって短くて済む。すなわち、リレー１８をＯＮ
することによりモータ１１への電源供給を開始し、コン
トローラ１９のスイッチング出力によりモータ１１の駆
動を行うときには、リレー１８に接続されたリード線３
５，３６から電磁波がノイズとなって放射されるが、こ
の電動自転車１ではリード線３５，３６が最小限の長さ
となっている関係から前記放射電磁波は少なく抑えられ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電動自
転車は、クランク軸駆動用モータと、このモータに電源
供給用リレーを介して接続されるコントローラとを、ダ
ウンチューブに沿わせて一列に並べ、かつ前後に走行風
を通す開口が形成された車体カバーで覆う構造とし、前
記モータをダウンチューブの後部に配置すると共に、こ
のモータの前側にコントローラを配置し、モータとコン
トローラとの間にリレーを介在させたため、車体カバー
の前側開口に走行風が流入することにより車体カバー内
に前側開口から後側開口へ向かう空気流が生じ、この空
気流によってコントローラ，リレーおよびモータが冷却
される。また、コントローラとモータとを電気的に接続
するリード線は、両者間にリレーを介在させるだけの長
さとなり、短くて済む。

【００２７】したがって、モータやコントローラ等の発
熱部品を走行風によって冷却できると共に、放射電磁波
が放射され難くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動自転車の側面図である。

【図２】本発明に係る電動自転車の要部を拡大して示す
側面図である。

【図３】図２における車体カバーを取付けた状態でのII
I−III線断面図である。

【図４】コントローラおよびリレーをモータ側から見た
状態を示す図である。

【図５】本発明に係る電動自転車の電気回路図である。

【符号の説明】

１ 電動自転車 ２ フレーム ２ｂ ダウンチューブ １０ モータユニット １１ モータ １２ クランク軸 １８ リレー １９ コントローラ ４２ 車体カバー ４２ａ 開口 ４２ｂ 開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｊ 39/00 Ｌ Ｂ６２Ｍ 23/02 Ｊ 7331−3Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸を駆動するモータと、このモ
   ータに電源供給用リレーを介して電気的に接続されたコ
   ントローラとを、ダウンチューブに沿わせて一列に並
   べ、かつ前後に走行風を通す開口が形成された車体カバ
   ーで覆ってなり、前記モータをダウンチューブの後部に
   配置すると共に、このモータの前側にコントローラを配
   置し、このモータとコントローラとの間にリレーを介在
   させたことを特徴とする電動自転車。