WO2011111299A1 - 電動自転車 - Google Patents
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- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
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- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/80—Accessories, e.g. power sources; Arrangements thereof
Definitions
- the present invention relates to an electromagnetic noise countermeasure structure for an electric bicycle, particularly a harness connection portion of the electric bicycle.
- An electric bicycle having a motor drive unit built in a wheel hub also has a control unit provided with a control board for controlling the electric motor and the like.
- the control unit is located at a place other than the wheel, for example, the lower center of the frame, for example, a pedal. Is disposed in the vicinity of a portion where a crankshaft is attached. Therefore, in the electric bicycle having such an arrangement, the motor drive unit and the control unit are disposed at different positions, so that the wiring portion is used to electrically connect the motor drive unit and the control unit.
- a harness (wire harness) is disposed and the harnesses are connected to each other via a harness connection part (connector part).
- the wiring portion is connected so as to electrically connect these locations.
- the harnesses are connected to each other via the harness connecting portion.
- the harness connection part protrudes outward from the hub or control unit, so if it is exposed as it is, it will be damaged by contact with obstacles on the road, etc. while driving, or it will be caught by obstacles on the road, etc. May come off. Therefore, in order to prevent such a problem from occurring, the harness connecting portion is often covered and protected by a resin harness cover (for example, FIG. 1, FIG. 6, FIG. 7, etc. of Patent Document 3).
- JP 2002-12181 A Japanese Patent Laid-Open No. 8-26171 JP 2004-142631 A
- the present invention solves the above-described problem, and has a structure in which a harness connecting portion protruding outside from a wheel hub or a motor drive unit is covered with a resin harness cover, and electromagnetic noise from the outside is covered with a resin harness cover. It is an object of the present invention to provide an electric bicycle that can prevent electromagnetic noise leaking from a harness connection portion through the resin harness or leaking from the harness connection portion through the resin harness cover.
- an electric bicycle includes a motor drive unit having an electric motor that generates an auxiliary driving force, a battery that supplies electric power for driving to the electric motor, and a control board that controls the electric motor.
- An electric bicycle having a built-in control unit, wherein the motor drive unit is built in a wheel hub, and is arranged on the outside of the control unit and a harness connection portion arranged outside the wheel hub. At least one of the harness connecting portion is covered with a resin harness cover, and a conductor is disposed inside the harness cover.
- a conductive layer as a conductor is formed on the inner surface of the harness cover, or a thin metal material as a conductor is formed on the harness cover inside the harness cover. It arranges according to the shape of.
- the conductor since the conductor is disposed inside the harness cover, even if electromagnetic noise from the outside tries to enter the harness connection portion through the harness cover, the conductor is blocked by the conductor on the inner surface of the harness cover. It is possible to prevent electromagnetic wave noise from entering the harness connecting portion. Further, even when electromagnetic wave noise is about to leak from the harness connecting portion or the like, the electromagnetic wave noise can be prevented from being leaked outside from the electric bicycle through the resin harness cover by being blocked by the conductor.
- the electric bicycle of the present invention is characterized in that a harness cover is attached in a state where the conductor is in contact with a metal part attached to a metal frame or the frame. According to this configuration, the conductor can be electrically grounded to the frame of the electric bicycle.
- the control unit of the electric bicycle has an outer surface made of metal and is attached to a metal frame, and a harness cover is attached to the outer surface of the control unit with a conductor in contact therewith. It is characterized by being. According to this configuration, the conductor can be electrically grounded to the frame of the electric bicycle via the outer surface portion of the control unit.
- electromagnetic wave noise from the outside enters the harness connecting portion through the resin harness cover or leaks out from the electric bicycle. Can be prevented.
- electromagnetic noise is generated from the harness connection part, etc., it will not leak outside from the electric bicycle, so it can be surely prevented from adversely affecting external devices, etc.
- a malfunction caused by entering the motor drive unit or the control unit via the connecting portion can be reliably prevented, and the reliability of the electric bicycle is improved.
- the side view of the electric bicycle concerning an embodiment of the invention Side view with the control unit attached to the frame of the electric bicycle Sectional view of the front wheel hub of the electric bicycle and its vicinity Side view of the control unit of the electric bicycle
- the perspective view which looked at the lower unit cover of the electric bicycle from the back side Partial cutaway plan view of the control unit and lower unit cover of the electric bicycle A side view of the front wheel hub of the electric bicycle and its vicinity, with the harness cover removed A side view of the front wheel hub of the electric bicycle and its vicinity, with the harness cover removed Side view of the front wheel hub of the electric bicycle and its vicinity XIII-XIII sectional view of FIG.
- reference numeral 1 denotes an electric bicycle.
- the electric bicycle 1 includes a head pipe 2a, a front fork 2f, a main pipe 2b, a hanger lug 2c, and a plurality of support brackets for supporting a control unit 50 described later. 51, 52, vertical pipe 2d, chain stay 2e, etc., metal frame 2, front wheel 3 and rear wheel 4, handle 5, crank 6 (crankshaft 6a) and pedal 7, auxiliary driving force ( A motor drive unit 41 having an electric motor for generating an assist force), a control unit 50 including a control board for performing various controls including the electric motor, and a secondary for supplying electric power to the electric motor. Attached to a battery 10, a chain 11 for transmitting a pedaling force (manual driving force) from the pedal 7 to the rear wheel 4, and a handle 5 It is in, and the driver-operable operation controller 40 and the like.
- the motor drive unit 41 is not disposed at the lower center of the electric bicycle 1 such as in the vicinity of the crankshaft 6a. It is built in a metal hub 60 of the wheel 3. The outer portion of the hub 60 does not rotate in the same manner as the metal rotating portion 60a to which the inner end portion of the spoke 66 is attached and rotates integrally with the tire portion of the front wheel 3 and the hub shaft 61 of the front wheel 3.
- the motor fixed unit 60b, 60c, 60d, etc. are comprised,
- the motor drive unit 41 is incorporated in the inside of the hub 60 comprised by these rotation parts 60a and fixed part 60b-60d.
- the control unit 50 is disposed in the lower center of the electric bicycle 1, and the battery 10 is disposed in the vicinity (upper) of the control unit 50.
- the control unit 50 has an outer portion constituted by a metal case 54.
- the metal case 54 includes a support bracket 51 fixed to the rear end portion of the main pipe 2b and the hanger lug 2c, a hanger lug 2c, and a rear end portion of the chain stay 2e. And a support bracket 52 interposed between the support bracket 52 and the support bracket 52 so as to be in contact with each other via the support bolt 55 and the like and supported in a suspended state.
- control unit 50 incorporates a control board that controls each component (including the electric motor) of the electric bicycle 1, and the crankshaft 6 a is laterally disposed at the front thereof. It is arranged to penetrate in the direction. Further, a torque sensor unit (not shown) for detecting the torsional state of the crankshaft 6a and detecting the pedaling force acting on the pedal 7 is disposed at the outer peripheral position of the crankshaft 6a in the control unit 50. Yes.
- the control unit 50 receives power from the battery 10 and inputs / outputs power to / from the battery control board provided in the unit of the battery 10.
- a controller connection harness 45 and the like are connected. End portions of the harnesses such as the battery connection harness 42, the motor power supply harness 43, the motor control harness 44, and the controller connection harness 45 are exposed to the outside from the metal case 54 of the control unit 50. As shown in FIG.
- the control unit 50 since the control unit 50 is disposed in the vicinity of the battery 10, a battery attachment adapter 49 that is attached in a state where the battery 10 is detachable is directly connected to the battery connection harness 42. Has been.
- the control unit 50 is separated from the motor drive unit 41 built in the hub 60 of the front wheel 3 and the operation controller 40 attached to the handle 5.
- the motor power supply harness 43, the motor control harness 44, and the controller connection harness 45 that supply power and input / output signals are connected to harness connection portions (harness connection connectors) 56A to 56F.
- the motor drive unit 41 and the operation controller 40 are connected via a power supply harness 57, a signal line connection harness 58, a controller connection harness 59, and the like.
- the power supply harness 57 and the signal line connection harness 58 are combined into a single electric wire 70 with a shield wire and are directed along the main pipe 2b so as to face the hub 60 side of the front wheel 3. It is arranged.
- the control unit 50 is covered with a resin upper unit cover 71 and a lower unit cover 72, respectively.
- the lower unit cover 72 covers and protects the battery connection harness 42, the motor power supply harness 43, the motor control harness 44, the controller connection harness 45, and the harness connection portions 56A to 56F. It functions not only as a cover but also as a harness cover.
- a plurality of insertion holes 72b for attachment to the metal case 54 are formed in a part of the lower unit cover 72, and screws 73 for attaching the cover are provided to the lower unit cover.
- the lower unit cover 72 is attached to the metal case 54 of the control unit 50 by being screwed into a screw hole formed in the metal case 54 through the attachment insertion hole 72 b of 72.
- the lower unit cover 72 that also functions as a harness cover has an electrically conductive coating on almost the entire inner surface to form a thin conductive layer 72 a as a conductor.
- a boss portion 72c (specifically, a bottom portion of the boss portion 72c) that is a peripheral wall portion around the mounting insertion hole 72b in the lower unit cover 72 is in close contact with the metal case 54, and the conductive layer 72a in the lower unit cover 72 is The metal case 54 is in good contact.
- the power feeding harness 57 and the signal line connecting harness 58 to which the motor power feeding harness 43 and the motor control harness 44 are connected are connected to the fixing portion 60 c of the hub 60 of the front wheel 3.
- the motor harnesses 62 and 63 are connected to each other via harness connection portions (harness connection connectors) 68A to 68D.
- the fixing part 60c provided on one side surface of the hub 60 also functions as a metal part.
- the fixing part 60c is obliquely rearward so that a part of the fixing part 60c is along the front part of the front fork 2f.
- a support plate portion 60f extending in a plate shape toward the upper portion is integrally formed.
- the upper end portion of the support plate portion 60f is fixed with a screw 67 to a fixed piece portion 2h formed at an intermediate portion of the front fork 2f. Then, the end portions of the motor harnesses 62 and 63, the harness connection portions 68A to 68D, and the end portions of the power supply harness 57 and the signal line connection harness 58, which are extended from the lower end portion of the support plate portion 60f, are respectively the support plate portions. It is arranged along 60f.
- a resin harness cover 64 is attached to the support plate portion 60f of the hub 60, and the end portions of the motor harnesses 62 and 63 are attached by the resin harness cover 64.
- the harness connecting portions 68A to 68D and the ends of the power feeding harness 57 and the signal line connecting harness 58 are covered.
- 60 g is a rib formed on the support plate portion 60 f of the hub 60 for attaching the harness cover 64, and the harness cover 64 formed corresponding to the two ribs 60 g is inserted.
- the harness cover 64 is attached to the support plate portion 60 f of the hub 60 by inserting the fixing screw 69 through the hole.
- the harness cover 64 also has a thin conductive layer 64a as a conductor formed by conductively coating almost the entire inner surface, similarly to the lower unit cover 72.
- the harness cover 64 is attached to the support plate portion 60f of the hub 60 so that the conductive layer 64a is in close contact with the support plate portion 60f of the hub 60 and is in good contact therewith.
- the shield portion 70 a of the electric wire 70 through which the power supply harness 57 and the signal line connection harness 58 are collectively passed is fixed by the fixing bracket 85 to the hub 60.
- the support plate portion 60f is fixed and shielded.
- a clamping rib 64c is formed on the harness cover 64 so as to clamp a fixed portion of the shield part 70a of the electric wire 70.
- the conductive layer 64a formed on the clamping rib 64c shields the electric wire 70 via the fixing metal fitting 85. It is comprised so that it may contact and shield the part 70a.
- the conductive layer 72 a formed on the lower unit cover 72 and the conductive layer 64 a formed on the harness cover 64 are preferably 15 ⁇ m or more in thickness, but are not limited thereto.
- the harness connection portions (harness connection connectors) 56A to 56F for connecting the motor power supply harness 43, the motor control harness 44, and the controller connection harness 45 are covered with a resin lower unit cover 72.
- a conductive layer 72 a is formed on the inner surface of the resin lower unit cover 72.
- the motor harnesses 62 and 63 protruding outward from the hub 60 of the front wheel 3 in which the motor drive unit 41 is incorporated, and the motor harness 62,
- the harness connection portions (harness connection connectors) 68A to 68D that connect the power supply harness 57 to the power supply harness 57 and the signal line connection harness 58 are covered with a resin harness cover 64. Since the conductive layer 64a is formed on the inner surface of the harness cover 64, even if electromagnetic noise from the outside tries to enter the harness connecting portions 68A to 68D through the harness cover 64, the conductive layer 64a as the conductor on the inner surface of the harness cover 64 is used.
- the electromagnetic noise from the outside is cut off and the motor harness is passed through the harness connecting portions 68A to 68D. It can be prevented from entering the like 62 and 63. Further, even when electromagnetic wave noise is about to leak from the harness connection portions 68A to 68D, the electromagnetic wave noise is blocked by the conductive layer 64a formed on the inner surface of the harness cover 64, and is electrically driven through the resin harness cover 64. It is possible to prevent leakage from the bicycle 1 to the outside. As a result, even if electromagnetic noise is generated from the harness connecting portions 68A to 68D, the harness cover 64 of the electric bicycle 1 does not leak to the outside, so that it is surely adversely affected to external devices.
- the conductive layers 64a and 72a are formed by a coating material containing a metal component on the inner surface of the harness cover 64 or the lower unit cover 72, so that it is very well thin and uniform when formed by so-called conductive coating.
- the conductive layers 64a and 72a can be formed relatively inexpensively and satisfactorily.
- the present invention is not limited to this, and the conductive layers 64a and 72a may be formed on the inner surfaces of the harness cover 64 and the lower unit cover 72 by plating or the like.
- the harness cover 64 and the lower unit cover 72 whole are made into metal. Compared to the case, the harness cover 64 and the lower unit cover 72 can be manufactured lightly and inexpensively.
- the conductive layer is also applied to the inner surface (rear surface) of the boss portion 72c for attaching the lower unit cover 72 to the metal case 54 of the control unit 50 and the inner surface (rear surface) portion where the harness cover 64 is attached to the metal support plate portion 60f. Since 64a and 72a are formed, when the harness cover 64 and the lower unit cover 72 are attached, the conductive layers 64a and 72a make good contact with the metal case 54 and the metal support plate 60f.
- the metal case 54 of the control unit 50 is attached to the metal frame 2 (the main pipe 2b, the hanger lug 2c, the support brackets 51 and 52, the chain stay 2e, etc.), and the support plate portion 60f of the hub 60 is a part of the frame 2. Since it is attached to the metal front fork 2f which is a part, it can be grounded to the frame 2 satisfactorily.
- the shield portion 70 a of the electric wire 70 through which the power supply harness 57 and the signal line connection harness 58 are collectively passed is fixed to the hub 60 by the fixing bracket 85. Since it is fixed and shielded to the support plate portion 60f, the conductive layer 64a of the harness cover 64 is also well grounded. Furthermore, since the holding rib 64c for holding the fixed portion of the shield part 70a of the electric wire 70 is formed on the harness cover 64, the conductive layer 64a of the harness cover 64 is grounded better by this configuration.
- the shield part 70a of the electric wire 70 is fixed by the fixing bracket 85, and the conductive layer 64a formed on the holding rib 64c of the harness cover 64 is brought into contact with each other so that it can be grounded in a very good state.
- the shield part 70a of the electric wire 70 is simply fixed to the harness 70 without fixing the fixing part 85 or the shield part 70a of the electric wire 70 with the harness 85 for fixing.
- the conductive layers 64a may be brought into contact with each other by being sandwiched by the sandwiching ribs 64c of the cover 64.
- the harness cover 64 and the lower unit cover 72 themselves also have inner surfaces.
- thin metal materials 91 and 92 are arranged inside the harness cover 64 and the lower unit cover 72 according to the shape of the harness cover 64 and the lower unit cover 72 while being formed of simple resin.
- the thin metal materials 91 and 92 may be press-bonded to the inner surfaces of the harness cover 64 and the lower unit cover 72 in advance by, for example, press molding. It is not a thing.
- the inner surface (rear surface) portion in the vicinity of the mounting insertion hole 64 b for attaching the harness cover 64 to the metal harness bracket 63 and the lower unit cover 72 are attached to the metal case 54.
- the thin metal materials 91 and 92 are metal when the harness cover 64 and the lower unit cover 72 are attached.
- the harness bracket 63 and the metal case 54 that are made of good contact can be satisfactorily contacted, and the frame 2 can be electrically grounded via the harness bracket 63 and the metal case 54.
- the motor drive unit is the rear wheel 4 of the electric bicycle 1. The same can be applied to the case where it is built in the hub.
- the present invention can be satisfactorily applied to various electric bicycles capable of providing auxiliary driving force.
- the electric bicycle of the present invention is not limited to the case where the auxiliary driving force is added only when the human driving force (stepping force) is applied, and even when there is no human driving force (stepping force),
- the present invention can also be applied to an apparatus that can move an electric bicycle by adding an auxiliary driving force.
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Abstract
外部からの電磁波ノイズが樹脂製のハーネスカバーを通してハーネス接続部に侵入したり、ハーネス接続部などから洩れた電磁波ノイズが樹脂製のハーネスカバーを通して電動自転車より外部に洩れたりすることを防止できる電動自転車を提供する。前車輪のハブにモータ駆動ユニットが内蔵され、車輪のハブの外側に配設されたハーネス接続部と制御ユニットの外側に配設されたハーネス接続部との少なくとも一方が樹脂製のハーネスカバー64にて覆われ、ハーネスカバー64の内側に導電体64aが配設されている。
Description
本発明は電動自転車、特に電動自転車のハーネス接続部に対する電磁波ノイズ対策の構造に関する。
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。また、この種の電動自転車において、モータ駆動ユニットを、クランク軸の近傍などの電動自転車の中央下部に配設するのではなくて、前車輪のハブや後車輪のハブに内蔵したものも知られている(例えば、特許文献1の図1や特許文献2の図6等)。
モータ駆動ユニットを車輪のハブに内蔵した電動自転車においても、電動モータなどの制御を行う制御基板などが設けられた制御ユニットを備えている。しかし、制御ユニットを車輪に配設すると、電動自転車の走行時に地上からの振動を直接受けることとなって好ましくないため、制御ユニットは、車輪以外の場所、例えば、フレームの中央下部、例えば、ペダルが取り付けられるクランク軸の配設箇所の近傍などに配設される。したがって、このような配置構成の電動自転車では、モータ駆動ユニットと制御ユニットとの配設場所が異なって離れた位置となるため、モータ駆動ユニットと制御ユニットとを電気的につなぐように配線部であるハーネス(ワイヤハーネス)が配設されるとともに各ハーネス同士がハーネス接続部(コネクタ部)を介して接続される。また、電動モータを駆動する電源としてのバッテリも、収納スペースの関係上、制御ユニットとは異なる箇所に配設されることが一般的であるため、これらの箇所を電気的につなぐように配線部であるハーネスが配設されるとともに各ハーネス同士がハーネス接続部を介して接続される。
ハーネス接続部は、ハブや制御ユニットから外側に出ているので、そのまま露出させた状態では、走行中などに路上の障害物などに当接するなどして損傷したり、路上の障害物などに引っ掛かるなどして外れたりするおそれがある。したがって、このような不具合が発生しないように、ハーネス接続部を樹脂製のハーネスカバーにより覆って保護する場合が多い(例えば特許文献3の図1、図6、図7等)。
しかしながら、車輪のハブから外側に出たハーネス接続部やモータ駆動ユニットから外側に出たハーネス接続部を樹脂製のカバーで覆っただけの構造であると、外部からの電磁波ノイズが樹脂製のハーネスカバーを通してハーネス接続部に侵入したり、ハーネス接続部などから洩れた電磁波ノイズが樹脂製のハーネスカバーを通して電動自転車より外部に洩れ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、車輪のハブやモータ駆動ユニットから外側に出たハーネス接続部を樹脂製のハーネスカバーで覆う構造でありながら、外部からの電磁波ノイズが樹脂製のハーネスカバーを通してハーネス接続部に侵入したり、ハーネス接続部などから洩れた電磁波ノイズが樹脂製のハーネスカバーを通して電動自転車より外部に洩れ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、電動モータを制御する制御基板が内蔵された制御ユニットとを備えた電動自転車であって、車輪のハブに前記モータ駆動ユニットが内蔵され、車輪のハブの外側に配設されたハーネス接続部と制御ユニットの外側に配設されたハーネス接続部との少なくとも一方が樹脂製のハーネスカバーにて覆われ、前記ハーネスカバーの内側に導電体が配設されていることを特徴とする。なお、ハーネスカバーの内側に導電体を配設する具体例としては、ハーネスカバーの内面に導電体としての導電層を形成したり、ハーネスカバーの内側に、導電体としての薄肉金属材をハーネスカバーの形状に合わせて配設したりする。
この構成によれば、ハーネスカバーの内側に導電体が配設されているので、外部からの電磁波ノイズがハーネスカバーを通してハーネス接続部に侵入しようとしても、ハーネスカバー内面の導電体により遮断され、外部からの電磁波ノイズがハーネス接続部内に侵入することを防止できる。また、ハーネス接続部などから電磁波ノイズが洩れ出ようとした場合でも、この電磁波ノイズが、導電体により遮断され、樹脂製のハーネス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、本発明の電動自転車は、前記導電体を、金属製のフレームに取り付けた金属製部品あるいは前記フレームに接触させた状態で、ハーネスカバーが取り付けられていることを特徴とする。この構成によれば、導電体を、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る。
また、本発明の電動自転車の制御ユニットは外面部が金属製とされているとともに金属製のフレームに取り付けられ、前記制御ユニットの外面部に、導電体が接触する状態でハーネスカバーが取り付けられていることを特徴とする。この構成によれば、導電体を、制御ユニットの外面部を介して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る。
本発明によれば、ハーネスカバーの内側に導電体を配設することで、外部からの電磁波ノイズが、樹脂製のハーネスカバーを通してハーネス接続部内に侵入したり、電動自転車から外部に洩れ出たりすることを防止できる。この結果、ハーネス接続部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ハーネス接続部を介して、モータ駆動ユニットや制御ユニット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3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、前ホーク2f、メインパイプ2b、ハンガラグ2c、後述する制御ユニット50を支持するための複数の支持ブラケット51、52、立パイプ2d、チェーンステー2e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などを有するモータ駆動ユニット41と、電動モータを含めた各種の制御を行う制御基板が内蔵された制御ユニット50と、電動モータ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)を後車輪4に伝達するチェーン11と、ハンドル5に取り付けられて、運転者などが操作可能な操作コントローラ40等が設けられている。
ここで、この実施の形態の電動自転車1においては、図3に示すように、モータ駆動ユニット41は、クランク軸6aの近傍などの電動自転車1の中央下部には配設されておらず、前車輪3の金属製のハブ60に内蔵されている。ハブ60の外郭部は、スポーク66の内端部が取り付けられて前車輪3のタイヤ部などとともに一体的に回転する金属製の回転部60aと、前車輪3のハブ軸61と同様に回転しない金属製の固定部60b、60c、60dとなどから構成されており、これらの回転部60aと固定部60b~60dなどで構成されるハブ60の内部に、モータ駆動ユニット41が内蔵されている。
一方、図1、図2に示すように、制御ユニット50は、電動自転車1の中央下部に配設されており、バッテリ10は、制御ユニット50の近傍箇所(上方)に配設されている。制御ユニット50は、外郭部が金属ケース54により構成され、金属ケース54が、メインパイプ2bの後端部およびハンガラグ2cに固着された支持ブラケット51と、ハンガラグ2cとチェーンステー2eの後端部との間に介装された支持ブラケット52とにより、支持ボルト55などを介して接触するとともに吊り下げられた状態で支持されている。また、上述したように、制御ユニット50には、電動自転車1の各構成要素(電動モータを含む)の制御を行う制御基板が内蔵されているとともに、その前部には、クランク軸6aが横方向に貫通して配設されている。さらに、制御ユニット50内におけるクランク軸6aの外周位置には、クランク軸6aのねじり状態を検知して、ペダル7に作用する踏力を検知するトルクセンサユニット(図示せず)などが配設されている。
図4に示すように、制御ユニット50(詳しくは制御ユニット50の制御基板)には、バッテリ10からの電力を受けたり、バッテリ10のユニット内に設けられたバッテリ制御基板に対して入出力したりするバッテリ接続用ハーネス42と、モータ駆動ユニット41に給電するためのモータ給電用ハーネス43と、モータ駆動ユニット41を制御するモータ制御用ハーネス44と、操作コントローラ40に対する信号を入出力するためのコントローラ接続用ハーネス45などが接続されている。そして、これらのバッテリ接続用ハーネス42、モータ給電用ハーネス43、モータ制御用ハーネス44およびコントローラ接続用ハーネス45などの各ハーネスの端部が制御ユニット50の金属ケース54から外部に出されている。図2に示すように、制御ユニット50はバッテリ10の近傍箇所に配設されているので、バッテリ接続用ハーネス42には、バッテリ10が着脱可能な状態で装着されるバッテリ装着アダプタ49が直接接続されている。一方、制御ユニット50は、前車輪3のハブ60に内蔵されているモータ駆動ユニット41や、ハンドル5に取り付けられた操作コントローラ40から離れているので、これらのモータ駆動ユニット41や操作コントローラ40に給電したり信号を入出力したりするモータ給電用ハーネス43、モータ制御用ハーネス44およびコントローラ接続用ハーネス45は、図4、図5に示すように、ハーネス接続部(ハーネス接続コネクタ)56A~56Fおよび給電用ハーネス57、信号線接続ハーネス58、コントローラ接続ハーネス59などを介して、モータ駆動ユニット41や操作コントローラ40に接続されている。なお、給電用ハーネス57と信号線接続ハーネス58とは、シールド線が内装された、1本の電線70にまとめられてメインパイプ2bに沿わせるなどして前車輪3のハブ60側に向けて配設されている。
図6に示すように、制御ユニット50は、それぞれ樹脂製の上部ユニットカバー71と下部ユニットカバー72とにより覆われている。下部ユニットカバー72は、バッテリ接続用ハーネス42、モータ給電用ハーネス43、モータ制御用ハーネス44およびコントローラ接続用ハーネス45などや、ハーネス接続部56A~56Fも覆って保護しており、制御ユニット50のカバーだけでなく、ハーネスカバーとしても機能している。なお、図7~図9に示すように、下部ユニットカバー72の一部には、金属ケース54への取付用挿通孔72bが複数形成されており、カバー取り付け用のねじ73が、下部ユニットカバー72の取付用挿通孔72bを通して、金属ケース54に形成されたねじ孔にねじ込まれることで下部ユニットカバー72が制御ユニット50の金属ケース54に取り付けられている。
ここで、図8、図9に示すように、ハーネスカバーとしても機能する下部ユニットカバー72は、内面のほぼ全面が導電塗装されて、導電体としての薄肉の導電層72aが形成されている。そして、下部ユニットカバー72における取付用挿通孔72bの周りの周壁部であるボス部72c(詳しくは、ボス部72cの底部)は金属ケース54に密着され、下部ユニットカバー72における導電層72aは、金属ケース54に良好に接触されている。
ところで、図10、図11に示すように、モータ給電用ハーネス43やモータ制御用ハーネス44が接続された給電用ハーネス57や信号線接続ハーネス58は、前車輪3のハブ60の固定部60cから出されたモータハーネス62、63と、ハーネス接続部(ハーネス接続コネクタ)68A~68Dを介して接続されている。ここで、ハブ60の一側面に設けられている固定部60cは金属製部品としても機能し、この固定部60cには、その一部が、前ホーク2fの前部に沿うように、斜め後方上部に向けて板状に延びる支持板部60fが一体形成されている。この支持板部60fは、その上端部が、前ホーク2fの中間部に形成された固定片部2hにねじ67で固定されている。そして、支持板部60fの下端部から出されたモータハーネス62、63の端部と、ハーネス接続部68A~68Dと、給電用ハーネス57や信号線接続ハーネス58の端部とがそれぞれ支持板部60fに沿うように配設されている。
ここで、ハブ60の支持板部60fには、図12などに示すように、樹脂製のハーネスカバー64が取り付けられており、この樹脂製のハーネスカバー64により、モータハーネス62、63の端部と、ハーネス接続部68A~68Dと、給電用ハーネス57や信号線接続ハーネス58の端部とが覆われている。なお、図11などにおける、60gは、ハブ60の支持板部60fに形成された、ハーネスカバー64を取り付けるためのリブであり、2箇所のリブ60gに対応して形成されたハーネスカバー64の挿通孔を通して、固定ねじ69が挿入されることで、ハーネスカバー64がハブ60の支持板部60fに取り付けられている。
そして、図13などに示すように、このハーネスカバー64も、下部ユニットカバー72と同様に、内面のほぼ全面が導電塗装されて、導電体としての薄肉の導電層64aが形成されている。これにより、ハーネスカバー64をハブ60の支持板部60fに取り付けることで、導電層64aがハブ60の支持板部60fに密着して良好に接触するよう構成されている。
また、この実施の形態においては、図15、図16に示すように、給電用ハーネス57や信号線接続ハーネス58がまとめて通された電線70のシールド部70aが固定用金具85により、ハブ60の支持板部60fに固定されてシールドされている。さらに、ハーネスカバー64に、電線70のシールド部70aの固定部分を挟持する挟持リブ64cが形成され、この挟持リブ64cに形成された導電層64aが、固定用金具85を介して電線70のシールド部70aに接触してシールドするよう構成されている。
なお、下部ユニットカバー72に形成された導電層72aや、ハーネスカバー64に形成された導電層64aは、その厚みが例えば15μm以上であれば好ましいが、これに限るものではない。
上記構成において、図5、図6などに示すように、制御ユニット50より外側に出たモータ給電用ハーネス43、モータ制御用ハーネス44、コントローラ接続用ハーネス45や、これらのハーネス43、44、45と、モータ給電用ハーネス43、モータ制御用ハーネス44、コントローラ接続用ハーネス45とを接続するハーネス接続部(ハーネス接続コネクタ)56A~56Fは、樹脂製の下部ユニットカバー72により覆われているが、この樹脂製の下部ユニットカバー72の内面には導電層72aが形成されている。したがって、外部からの電磁波ノイズがハーネスカバーとしても機能する下部ユニットカバー72を通してハーネス接続部56A~56Fに侵入しようとしても、ハーネスカバー72の内面の導電体としての導電層72aにより遮断され、外部からの電磁波ノイズがハーネス接続部56A~56Fを介して、モータ給電用ハーネス43、モータ制御用ハーネス44、コントローラ接続用ハーネス45に侵入することを防止できる。また、ハーネス接続部56A~56Fなどから電磁波ノイズが洩れ出ようとした場合でも、この電磁波ノイズが、下部ユニットカバー72の内面に形成された導電層72aにより遮断され、樹脂製の下部ユニットカバー72を通して電動自転車1から外部に洩れ出ることを防止できる。この結果、万一、ハーネス接続部56A~56F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の下部ユニットカバー72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給電用ハーネス43、モータ制御用ハーネス44、コントローラ接続用ハーネス45など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。
また、上記構成において、図10~図12などに示すように、モータ駆動ユニット41が内蔵されている前車輪3のハブ60から外側に出ているモータハーネス62、63や、このモータハーネス62、63と給電用ハーネス57や信号線接続ハーネス58とを接続するハーネス接続部(ハーネス接続コネクタ)68A~68Dとは、樹脂製のハーネスカバー64により覆われているが、この樹脂製のハーネスカバー64の内面には導電層64aが形成されているので、外部からの電磁波ノイズがハーネスカバー64を通してハーネス接続部68A~68Dに侵入しようとしても、ハーネスカバー64の内面の導電体としての導電層64aにより遮断され、外部からの電磁波ノイズがハーネス接続部68A~68Dを介して、モータハーネス62、63などに侵入することを防止できる。また、ハーネス接続部68A~68Dなどから電磁波ノイズが洩れ出ようとした場合でも、この電磁波ノイズが、ハーネスカバー64の内面に形成された導電層64aにより遮断され、樹脂製のハーネスカバー64を通して電動自転車1から外部に洩れ出ることを防止できる。この結果、万一、ハーネス接続部68A~68D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のハーネスカバー64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ハーネス62、63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64a、72aの形成方法としては、金属成分を含有する塗装材料をハーネスカバー64や下部ユニットカバー72の内面に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64a、72a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ハーネスカバー64や下部ユニットカバー72の内面に導電層64a、72aを形成してもよい。
また、上記構成によれば、樹脂製のハーネスカバー64や下部ユニットカバー72の内面に薄肉の導電層64a、72aを形成するだけなので、ハーネスカバー64や下部ユニットカバー72の全体を金属製とする場合と比較して、軽量かつ安価にハーネスカバー64や下部ユニットカバー72を製造することができる。
また、下部ユニットカバー72を制御ユニット50の金属ケース54に取り付けるボス部72cの内面(裏面)や、ハーネスカバー64を金属製の支持板部60fに取り付ける箇所の内面(裏面)部分にも導電層64a、72aが形成されているので、ハーネスカバー64や下部ユニットカバー72を取り付けた際に、導電層64a、72aが金属ケース54や金属製の支持板部60fに良好に接触する。制御ユニット50の金属ケース54は、金属製のフレーム2(メインパイプ2b、ハンガラグ2c、支持ブラケット51、52、チェーンステー2eなど)に取り付けられ、ハブ60の支持板部60fは、フレーム2の一部である金属製の前ホーク2fに取り付けられているので、それぞれフレーム2に良好にアースすることができる。
また、上記構成によれば、図15、図16に示すように、給電用ハーネス57や信号線接続ハーネス58がまとめて通された電線70のシールド部70aが固定用金具85により、ハブ60の支持板部60fに固定されてシールドされているので、これによっても、ハーネスカバー64の導電層64aが良好にアースされる。さらに、ハーネスカバー64に、電線70のシールド部70aの固定部分を挟持する挟持リブ64cが形成されているので、この構成により、一層良好に、ハーネスカバー64の導電層64aがアースされる。なお、この実施の形態では、電線70のシールド部70aを固定用金具85により固定し、かつ、ハーネスカバー64の挟持リブ64cに形成した導電層64aを接触させて、極めて良好な状態でアースできる構成としたが、これに限るものではない。つまり、ハーネスカバー64に挟持リブ64cを形成することなく、単に、電線70のシールド部70aを固定用金具85により固定したり、固定用金具85を設けることなく、電線70のシールド部70aをハーネスカバー64の挟持リブ64cで挟持して、その導電層64aを接触させたりしてもよい。
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
図17、図18に示すように、本実施の形態では、ハーネスカバー64や下部ユニットカバー72の内面に導電層64a、72aを形成する代わりに、ハーネスカバー64や下部ユニットカバー72自体は内面も含めて、単なる樹脂で形成する一方、ハーネスカバー64や下部ユニットカバー72の内側に薄肉金属材91、92を、ハーネスカバー64や下部ユニットカバー72の形状に合わせて配設している。なお、薄肉金属材91、92の配設方法としては、例えば、プレス成形などにより、予め、ハーネスカバー64や下部ユニットカバー72の内面に薄肉金属材91、92を圧着するとよいが、これに限るものではない。
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、ハーネスカバー64を金属製のハーネスブラケット63に取り付ける取付用挿入孔64bの近傍箇所の内面(裏面)部分や、下部ユニットカバー72を金属ケース54に取り付ける取付用挿入孔82bの近傍箇所の内面(裏面)にも薄肉金属材91、92を配設することで、ハーネスカバー64や下部ユニットカバー72を取り付けた際に、薄肉金属材91、92が金属製のハーネスブラケット63や金属ケース54に良好に接触し、これらのハーネスブラケット63や金属ケース54を介してフレーム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が電動自転車1の前車輪3のハブに内蔵されている場合を述べたが、これに限るものでは無く、モータ駆動ユニットが電動自転車1の後車輪4のハブに内蔵されている場合にも、同様に適用させることが可能である。
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。
Claims (5)
- 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、電動モータを制御する制御基板が内蔵された制御ユニットとを備えた電動自転車であって、
車輪のハブに前記モータ駆動ユニットが内蔵され、車輪のハブの外側に配設されたハーネス接続部と制御ユニットの外側に配設されたハーネス接続部との少なくとも一方が樹脂製のハーネスカバーにて覆われ、前記ハーネスカバーの内側に導電体が配設されていることを特徴とする電動自転車。 - 前記ハーネスカバーの内面に導電体としての導電層が形成されていることを特徴とする請求項1記載の電動自転車。
- 前記ハーネスカバーの内側に導電体としての薄肉金属材がハーネスカバーの形状に合わせて配設されていることを特徴とする請求項1記載の電動自転車。
- 前記導電体を、金属製のフレームに取り付けられた金属製部品あるいは前記フレームに接触させた状態で、ハーネスカバーが取り付けられていることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の電動自転車。
- 前記制御ユニットは外面部が金属製とされているとともに金属製のフレームに取り付けられ、前記制御ユニットの外面部に、導電体が接触する状態でハーネスカバーが取り付けられていることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の電動自転車。
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