JP2011025730A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータの放熱性を向上可能とする電動車両を提供する。
【解決手段】電動自転車１００は、回転ハブ４の円形面上に配置されるモータ３と、モータ３と回転ハブ４とを連結する車軸１０とを備える。モータ３は、車軸１０の一端部に固定されるロータ３２を有し、回転ハブ４は、車軸１０の一端部を支持する連結部４１を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータを備える電動車両に関する。

従来、モータによって前輪を駆動する電動車両（例えば、電動自転車など）が知られている。モータは、前輪に取付けられた円筒状の回転ハブの内側に収容されている。モータの駆動力は、出力軸と減速機構とを介して、回転ハブに伝達される。回転ハブは、前輪の軸心を中心として回転する。

ここで、回転ハブの内側に一対のモータケースに挟まれたモータを配置するとともに、一方のモータケースを回転ハブの開口から露出させる手法が提案されている（特許文献１参照）。この手法によれば、モータの内部で発生する熱を、一方のモータケースから回転ハブの外部に放出することができる。

特開２００９−１２５４２号公報

しかしながら、特許文献１の手法では、モータの外周面が回転ハブによって覆われているので、モータの外周面からの放熱を促進することは困難であった。

本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、モータの放熱性を向上可能とする電動車両を提供することを目的とする。

本発明の特徴に係る電動車両は、前輪と、前輪の軸心を中心として回転可能な円柱状の回転ハブと、回転ハブの円形面上に配置される円柱状のモータと、軸心に沿って配置され、回転ハブとモータとを連結する車軸と、回転ハブとモータとを連結するとともに、回転ハブをモータに対して回転可能に支持する連結部とを備え、連結部は、軸心に沿った方向において、回転ハブとモータとの間に配置されることを要旨とする。

本発明の特徴に係る電動車両において、モータから上方に延びるフロントフォークと、フロントフォーク内部からモータ内部へ引き回される電力ケーブルとを備えていてもよい。

本発明の特徴に係る電動車両において、モータから上方に延びるフロントフォークを備え、モータは、樹脂によって封止されたモールドモータであり、フロントフォークの下端部は、モータの外周面に接続されていてもよい。

本発明の特徴に係る電動車両において、モータから上方に延びるフロントフォークを備え、モータは、樹脂によって封止されたモールドモータであり、フロントフォークの下端部は、モータのうち回転ハブの反対側に接続されていてもよい。

本発明の特徴に係る電動車両において、回転ハブは、モータの外周を取り囲むオーバーハング部を有していてもよい。

本発明の特徴に係る電動車両において、オーバーハング部は、軸心に直交する方向に沿って形成される貫通孔を有していてもよい。

本発明によれば、モールドモータの放熱性を向上可能とする電動車両を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る電動自転車１００の左側面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 第２実施形態に係る電動自転車１００の構成を示す断面図である。

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（電動車両の概略構成）
以下において、本発明の第１実施形態に係るモータ３を適用した電動車両である電動自転車１００について、図面を参照しながら説明する。図１は、電動自転車１００の左側面図である。

図１に示すように、電動自転車１００は、前輪１、一対のフロントフォーク２、モータ３、回転ハブ４、スポーク５、車体フレーム６、バッテリー７、電力ケーブル８及びペダル９を備える。

前輪１は、一対のフロントフォーク２によって、軸心Ｓを中心として回転可能に支持される。モータ３は、前輪１の中央に配置されており、一対のフロントフォーク２の下端部に接続されている。回転ハブ４は、軸心Ｓを中心として回転可能にモータ３に連結されている。回転ハブ４は、複数のスポーク５によって前輪１に連結されている。

車体フレーム６には、バッテリー７が固定されている。バッテリー７は、電力ケーブル８を介して、モータ３に電気的に接続されている。

ユーザからペダル９に所定以上の力が加えられた場合、バッテリー７からモータ３に電力が供給される。モータ３の駆動力は、回転ハブ４に伝達される。

（モータと回転ハブの構成）
次に、第１実施形態に係るモータ３と回転ハブ４の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。

モータ３は、円柱状に形成されている。モータ３は、回転ハブ４の円形面上に配置される。回転ハブ４の反対側に設けられるモータ３の円形面からは、一方のフロントフォーク２を支持する車軸１１ａが突出している。

モータ３は、ステータ３１、ロータ３２、モータハウジング３３を備える。

ステータ３１は、軸心Ｓを中心として円環状に形成される。ステータ３１は、複数のティース３１ａ、絶縁部材３１ｂ、コイル３１ｃ及びモールド部３１ｄを有する。複数のティース３１ａは、軸心Ｓを中心として環状に配列されている。絶縁部材３１ｂは、ティース３１ａの外周を覆っている。コイル３１ｃは、絶縁部材３１ｂに巻回されている。モールド部３１ｄは、複数のティース３１ａ、絶縁部材３１ｂ及びコイル３１ｃを封止する。モールド部３１ｄは、一般的な樹脂によって形成されている。

ロータ３２は、ステータ３１の内側に配置される。ロータ３２は、軸心Ｓを中心として回転する。ロータ３２は、軸心Ｓに沿って配置される車軸１０の一端部に固定されている。ロータ３２の回転は、車軸１０に伝達される。

モータハウジング３３は、円柱状に形成されている。モータハウジング３３は、ステータ３１及びロータ３２を収容する。

回転ハブ４は、円柱状に形成されている。回転ハブ４のモータ３と反対側の円形面からは、他方のフロントフォーク２を支持する車軸１１ｂが突出している。

回転ハブ４は、内歯ギア４２及び遊星ギア４３を有する。内歯ギア４２及び遊星ギア４３は、モータ３と回転ハブ４とを連結する。モータ３の出力は、内歯ギア４２及び遊星ギア４３を介して、回転ハブ４に伝達される。

ここで、回転ハブ４は、後述するように、連結部４１によってモータ３に回転可能に支持される。本実施形態において、回転ハブ４は、モータハウジング３３の括れ部分に回転可能に支持されている。また、回転ハブ４は、図２に示すように、車軸１１ａ及び車軸１１ｂに回転可能に支持されている。

連結部４１は、回転ハブ４とモータ３とを連結するとともに、回転ハブ４をモータ３に対して回転可能に支持する。また、連結部４１は、軸心Ｓに沿った方向において、回転ハブ４とモータ３との間に配置されている。本実施形態において、連結部４１は、回転ハブ４及びモータ３それぞれの円形面の間に挟まれている。具体的には、連結部４１は、モータハウジング３３の括れ部分を取り囲むように円環状に設けられている。モータハウジング３３の括れ部分には、回転ハブ４の円形面が嵌合されている。連結部４１は、例えば、回転ハブ４とモータ３とを連結するベアリングである。

また、回転ハブ４は、図２に示すように、オーバーハング部４４とスポーク接続部４５とを有する。オーバーハング部４４は、筒状に形成されており、モータ３の外周面を取り囲んでいる。スポーク接続部４５ａは、回転ハブ４本体の外周面に設けられる。スポーク接続部４５ｂは、オーバーハング部４４の外周面に設けられる。

ここで、電動自転車１００の車体中心Ｔは、スポーク接続部４５ａとスポーク接続部４５ｂとの略中央に設けられている。本実施形態において、車体中心Ｔは、モータ３と回転ハブ４との境界付近に設けられているが、これに限られるものではない。スポーク接続部４５ａ及びスポーク接続部４５ｂの位置を変更することによって、車体中心Ｔの位置を適宜変更することができる。

なお、オーバーハング部４４は、軸心Ｓに直交する方向に沿って形成される複数の貫通孔４４ａを有している。複数の貫通孔４４ａは、軸心Ｓを中心とする円上に配列されている。

また、モータ３と回転ハブ４との間には、シール部材１２が設けられている。これによって、モータ３と回転ハブ４との間に砂利や塵芥が侵入することが抑制されている。

（作用及び効果）
第１実施形態に係る電動自転車１００は、回転ハブ４の円形面上に配置されるモータ３と、モータ３と回転ハブ４とを連結する車軸１０とを備える。モータ３は、車軸１０の一端部に固定されるロータ３２を有し、回転ハブ４は、車軸１０の一端部を支持する連結部４１を有する。連結部４１は、軸心Ｓに沿った方向において、回転ハブ４とモータ３との間に配置されている。

従って、モータ３は、回転ハブ４から露出するように配置される。そのため、モータ３内部で発生する熱を外気中に直接的に放出することができるので、モータ３の放熱性を向上することができる。

また、オーバーハング部４４には、複数の貫通孔４４ａが形成されている。従って、回転ハブ４の軽量化を図れるとともに、モータ３の放熱性を向上することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る電動自転車１００について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、第１実施形態との相違点について主に説明する。

（電動車両の概略構成）
図３は、第２実施形態に係る電動自転車１００の構成を示す断面図である。

図３に示すように、電動自転車１００は、１本のフロントフォーク２０を有する。フロントフォーク２０は、いわゆる片持ち式フロントフォークである。フロントフォーク２０の下端部は、円柱状のモータ３の外周面に接続されている。

ここで、電力ケーブル８は、フロントフォーク２０の内部からモータ３０の内部へ引き回されている。すなわち、電力ケーブル８は、一対のフロントフォーク２及びモータ３の周辺に露出していない。

（モータと回転ハブの構成）
次に、図３を参照しながら、第２実施形態に係るモータ３０と回転ハブ４の構成について説明する。

モータ３０は、ステータ３１とロータ３２とを有する。ステータ３１は、複数のティース３１ａ、絶縁部材３１ｂ及びコイル３１ｃを封止する樹脂モールド部３１ｄを有する。ロータ３２は、樹脂モールド部３２ａによって一体成形されている。このように、本実施形態に係るモータ３０は、いわゆるモールドモータである。

回転ハブ４は、オーバーハング部４４を備えていない。従って、スポーク接続部４５ａ,４５ｂは、回転ハブ４の外周面に設けられている。そのため、本実施形態において、車体中心Ｔは、回転ハブ４の略中央に位置する。

（作用及び効果）
第２実施形態に係る電動自転車１００において、電力ケーブル８は、フロントフォーク２０の内部からモータ３０の内部へ引き回されている。従って、電力ケーブル８はフロントフォーク２０周辺に露出しないので、電力ケーブル８の損傷や劣化を抑制することができる。

また、第２実施形態に係る電動自転車１００において、フロントフォーク２０の下端部は、モータ３の外周面に接続されている。従って、電動自転車１００の車幅をスリム化できる。

また、第２実施形態に係るモータ３０は、モールドモータである。従って、モータ３０の放熱性をさらに向上できるとともに、小型軽量化を図ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記第１実施形態では、電力ケーブル８は一対のフロントフォーク２から露出することとしたが、一方のフロントフォーク２の内部に引き回されていてもよい。

また、上記第２実施形態では、フロントフォーク２０の下端部は、モータ３の外周面に接続されることとしたが、モータ３０の円形面に接続されていてもよい。この場合、フロントフォーク２０とモータ３０とを広い範囲で接続することができるので、フロントフォーク２０とモータ３０との接続強度を向上することができる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１…前輪、２,２０…フロントフォーク、３,３０…モータ、４…回転ハブ、５…スポーク、６…車体フレーム、７…バッテリー、８…電力ケーブル、９…ペダル、１０…車軸、１１ａ…車軸、１１ｂ…車軸、１２…シール部材、２０…フロントフォーク、３１…ステータ、３１ａ…ティース、３１ｂ…絶縁部材、３１ｃ…コイル、３１ｄ…樹脂モールド部、３２…ロータ、３２ａ…樹脂モールド部、３３…モータハウジング、４１…連結部、４２…内歯ギア、４３…遊星ギア、４４…オーバーハング部、４５…スポーク接続部、１００…電動自転車、Ｓ…軸心、Ｔ…車体中心

Claims (6)

1. 前輪と、
   前記前輪の軸心を中心として回転可能な円柱状の回転ハブと、
   前記回転ハブの円形面上に配置される円柱状のモータと、
   前記回転ハブと前記モータとを連結するとともに、前記回転ハブを前記モータに対して回転可能に支持する連結部と
   を備え、
   前記連結部は、前記軸心に沿った方向において、前記回転ハブと前記モータとの間に配置されることを特徴とする電動車両。
2. 前記モータから上方に延びるフロントフォークと、
   前記フロントフォーク内部から前記モータ内部へ引き回される電力ケーブルと
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
3. 前記モータから上方に延びるフロントフォークを備え、
   前記モータは、樹脂によって封止されたモールドモータであり、
   前記フロントフォークの下端部は、前記モータの外周面に接続されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両。
4. 前記モータから上方に延びるフロントフォークを備え、
   前記モータは、樹脂によって封止されたモールドモータであり、
   前記フロントフォークの下端部は、前記モータのうち前記回転ハブの反対側に接続されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電動車両。
5. 前記回転ハブは、前記モータの外周を取り囲むオーバーハング部を有する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電動車両。
6. 前記オーバーハング部は、前記軸心に直交する方向に沿って形成される貫通孔を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の電動車両。

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