JPH10175581A - モータ - Google Patents
モータInfo
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- JPH10175581A JPH10175581A JP33822196A JP33822196A JPH10175581A JP H10175581 A JPH10175581 A JP H10175581A JP 33822196 A JP33822196 A JP 33822196A JP 33822196 A JP33822196 A JP 33822196A JP H10175581 A JPH10175581 A JP H10175581A
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- JP
- Japan
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- motor
- rotor
- decorative member
- stator
- base
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータを有する電気自転車の外観上の価値を
向上することができる電気自転車を提供すること。 【解決手段】 固定軸51に対して設定されるステータ
STと、このステータSTに対して回転するロータRT
を備え、ステータSTは、通電することでロータRTを
回転させるための駆動コイルC1,C2,C3を有し、
固定軸51に固定されているベース67と、このベース
67の外面を覆うための第1化粧部材66と、を有し、
ロータRTは、通電された駆動コイルC1,C2,C3
による磁気の発生によりロータRTを固定軸51を中心
として回転させるための駆動用のマグネット56を有
し、移動装置の車輪と一体になっているロータハウジン
グ55と、ロータハウジング55に設定されて、ロータ
ハウジング55の外面を覆うための第2化粧部材32
と、を有する。
向上することができる電気自転車を提供すること。 【解決手段】 固定軸51に対して設定されるステータ
STと、このステータSTに対して回転するロータRT
を備え、ステータSTは、通電することでロータRTを
回転させるための駆動コイルC1,C2,C3を有し、
固定軸51に固定されているベース67と、このベース
67の外面を覆うための第1化粧部材66と、を有し、
ロータRTは、通電された駆動コイルC1,C2,C3
による磁気の発生によりロータRTを固定軸51を中心
として回転させるための駆動用のマグネット56を有
し、移動装置の車輪と一体になっているロータハウジン
グ55と、ロータハウジング55に設定されて、ロータ
ハウジング55の外面を覆うための第2化粧部材32
と、を有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自転車のような移
動装置を用いる際に操作者が与える移動するための力の
一部を補助するモータの改良に関するものである。
動装置を用いる際に操作者が与える移動するための力の
一部を補助するモータの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】移動装置として、たとえば自転車を例に
挙げると、操作者は自転車のサドルに座り、操作者の踏
力を用いて、ペダル、クランク、チェーン等の駆動伝達
部を介して後輪を駆動することで走行できる。
挙げると、操作者は自転車のサドルに座り、操作者の踏
力を用いて、ペダル、クランク、チェーン等の駆動伝達
部を介して後輪を駆動することで走行できる。
【0003】このように操作者が踏力を与えて自転車で
走行する場合に、平坦な道であれば苦労はしないが、登
り坂に差しかかると、操作者の踏力だけではなかなか登
り切れず、特に登り坂が急で長いと途中で自転車を降り
なければならない。そこで操作者の踏力を補助するため
のモータを備えた自転車が提案されている。従来のこの
ような自転車は、電気自転車とも呼ばれている。
走行する場合に、平坦な道であれば苦労はしないが、登
り坂に差しかかると、操作者の踏力だけではなかなか登
り切れず、特に登り坂が急で長いと途中で自転車を降り
なければならない。そこで操作者の踏力を補助するため
のモータを備えた自転車が提案されている。従来のこの
ような自転車は、電気自転車とも呼ばれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような電気自転車
のモータは後輪の回転中心軸を中心として配置されてい
る場合があるが、金属製のモータの外面がそのまま後輪
において露出されているので、電気自転車においてはこ
の金属製のモータの存在が目立ってしまい、電気自転車
の外観上の価値が薄れてしまう。また、金属製のモータ
の外面がそのまま後輪において露出されるので、金属製
のモータの外面の仕上げ状態を良好にしなくてはならな
い。そこで、本発明は上記課題を解消して、モータを有
する電気自転車の外観上の価値を向上することができる
電気自転車を提供することを目的としている。
のモータは後輪の回転中心軸を中心として配置されてい
る場合があるが、金属製のモータの外面がそのまま後輪
において露出されているので、電気自転車においてはこ
の金属製のモータの存在が目立ってしまい、電気自転車
の外観上の価値が薄れてしまう。また、金属製のモータ
の外面がそのまま後輪において露出されるので、金属製
のモータの外面の仕上げ状態を良好にしなくてはならな
い。そこで、本発明は上記課題を解消して、モータを有
する電気自転車の外観上の価値を向上することができる
電気自転車を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、移動装置を用いて操作者の操作により移動する
際に、移動装置に配置されて移動するための力の一部を
補助するモータにおいて、固定軸に対して設定されるス
テータと、このステータに対して回転するロータを備
え、ステータは、通電することでロータを回転させるた
めの駆動コイルを有し、固定軸に固定されているベース
と、このベースの外面を覆うための第1化粧部材と、を
有し、ロータは、通電された駆動コイルによる磁気の発
生によりロータを固定軸を中心として回転させるための
駆動用のマグネットを有し、移動装置の車輪と一体にな
っているロータハウジングと、ロータハウジングに設定
されて、ロータハウジングの外面を覆うための第2化粧
部材と、を有するモータにより、達成される。
っては、移動装置を用いて操作者の操作により移動する
際に、移動装置に配置されて移動するための力の一部を
補助するモータにおいて、固定軸に対して設定されるス
テータと、このステータに対して回転するロータを備
え、ステータは、通電することでロータを回転させるた
めの駆動コイルを有し、固定軸に固定されているベース
と、このベースの外面を覆うための第1化粧部材と、を
有し、ロータは、通電された駆動コイルによる磁気の発
生によりロータを固定軸を中心として回転させるための
駆動用のマグネットを有し、移動装置の車輪と一体にな
っているロータハウジングと、ロータハウジングに設定
されて、ロータハウジングの外面を覆うための第2化粧
部材と、を有するモータにより、達成される。
【0006】本発明では、第1化粧部材がステータのベ
ースの外面を覆い、第2化粧部材がロータハウジングの
外面を覆うので、モータの外面の仕上げを特に考慮しな
くてもよいのでモータのコトスダウンが図れるととも
に、電気自転車の外観上の価値を向上することができ
る。
ースの外面を覆い、第2化粧部材がロータハウジングの
外面を覆うので、モータの外面の仕上げを特に考慮しな
くてもよいのでモータのコトスダウンが図れるととも
に、電気自転車の外観上の価値を向上することができ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。
【0008】図1は、本発明のモータの好ましい実施の
形態が適用された移動装置として、電気自転車を示して
いる。図1の電気自転車1000は、フレーム11、ハ
ンドル12、握り13、クランク14、サドル15、前
輪16、後輪17、ギヤ18a、ギヤ18b、走行情報
把握手段である制御手段100、動力補助手段30等を
備えている。制御手段100は、フレーム11およびク
ランク14の付近に配置されている。動力補助手段30
は、図1の実施の形態では後輪17に配置されている。
クランク14、前輪16、後輪17、ギヤ18a,18
bは、走行時の回転部である。制御手段100は、動力
補助手段30に内蔵したり、あるいは取付プレート21
に配置することができるが、図示例では制御手段100
は動力補助手段30に内蔵されている。フレーム11の
三角形の空間部分の空間には、取付プレート21が設け
られている。この取付プレート21は、バッテリ40、
制御手段100および傾斜センサ90等が配置されてい
る。
形態が適用された移動装置として、電気自転車を示して
いる。図1の電気自転車1000は、フレーム11、ハ
ンドル12、握り13、クランク14、サドル15、前
輪16、後輪17、ギヤ18a、ギヤ18b、走行情報
把握手段である制御手段100、動力補助手段30等を
備えている。制御手段100は、フレーム11およびク
ランク14の付近に配置されている。動力補助手段30
は、図1の実施の形態では後輪17に配置されている。
クランク14、前輪16、後輪17、ギヤ18a,18
bは、走行時の回転部である。制御手段100は、動力
補助手段30に内蔵したり、あるいは取付プレート21
に配置することができるが、図示例では制御手段100
は動力補助手段30に内蔵されている。フレーム11の
三角形の空間部分の空間には、取付プレート21が設け
られている。この取付プレート21は、バッテリ40、
制御手段100および傾斜センサ90等が配置されてい
る。
【0009】大径のギヤ18aと小径の18bには、動
力を伝達するためのチェーン18cが設けられている。
図1の電気自転車1000のバッテリ40は取付プレー
ト21から取外し可能になっている。このバッテリ40
は家庭用の商用電源100Vで充電可能である。バッテ
リ40は、一例として約4時間で満充電可能であり、こ
のバッテリ容量はたとえば28.8V−5Ah(144
Wh)程度である。そのバッテリ40の重さは、たとえ
ば1.3kgと軽いものである。
力を伝達するためのチェーン18cが設けられている。
図1の電気自転車1000のバッテリ40は取付プレー
ト21から取外し可能になっている。このバッテリ40
は家庭用の商用電源100Vで充電可能である。バッテ
リ40は、一例として約4時間で満充電可能であり、こ
のバッテリ容量はたとえば28.8V−5Ah(144
Wh)程度である。そのバッテリ40の重さは、たとえ
ば1.3kgと軽いものである。
【0010】図2は、図1の動力補助手段30およびそ
れに内蔵されている制御手段(走行情報把握手段)10
0、傾斜センサ90等を含んだ電気自転車1000の統
合制御部2000の一例を示している。図3は図2の統
合制御部2000における電気自転車1000の制御イ
メージを示している。図3を参照すると、速度センサ1
10、傾斜センサ90、クランク回転センサ120、前
ブレーキセンサ130、後ブレーキセンサ140からの
それぞれの信号に基づいて、制御手段100が、電気自
転車の走行状態を把握し、そして制御手段100が速度
センサ110からの速度信号VSに基づいて速度変化情
報(加速度情報)を合成し、これにより、制御手段10
0は動力補助手段30に対して、操作者(ライダー)の
意思に忠実なパワーアシストを実現させるようになって
いる。
れに内蔵されている制御手段(走行情報把握手段)10
0、傾斜センサ90等を含んだ電気自転車1000の統
合制御部2000の一例を示している。図3は図2の統
合制御部2000における電気自転車1000の制御イ
メージを示している。図3を参照すると、速度センサ1
10、傾斜センサ90、クランク回転センサ120、前
ブレーキセンサ130、後ブレーキセンサ140からの
それぞれの信号に基づいて、制御手段100が、電気自
転車の走行状態を把握し、そして制御手段100が速度
センサ110からの速度信号VSに基づいて速度変化情
報(加速度情報)を合成し、これにより、制御手段10
0は動力補助手段30に対して、操作者(ライダー)の
意思に忠実なパワーアシストを実現させるようになって
いる。
【0011】図2において、制御手段(走行情報把握手
段)100の中央演算処理装置101は、バスを介して
デジタル入出力部102、カウンタ103、アナログ入
力部(アナログ/デジタル変換部)104、PWM信号
生成ロジック部109のPWM(パルス幅変調)データ
部105に接続されている。クロック発生部106はカ
ウンタ103と中央演算処理装置101にシステム動作
の基準用のシステムクロックを与える。アナログ入力部
104は、傾斜センサ90、電流センサ150、温度セ
ンサ160からのアナログ信号を受けてデジタル変換す
る。
段)100の中央演算処理装置101は、バスを介して
デジタル入出力部102、カウンタ103、アナログ入
力部(アナログ/デジタル変換部)104、PWM信号
生成ロジック部109のPWM(パルス幅変調)データ
部105に接続されている。クロック発生部106はカ
ウンタ103と中央演算処理装置101にシステム動作
の基準用のシステムクロックを与える。アナログ入力部
104は、傾斜センサ90、電流センサ150、温度セ
ンサ160からのアナログ信号を受けてデジタル変換す
る。
【0012】カウンタ103は、クロック発生部106
からのシステムクロックに基づいて、PWMデータ部1
05に対してPWMクロックφ(1/128キャリア)
を与える。PWMデータ部105は、チャンネルch0
〜チャンネルch3のカウンタユニット105a〜10
5kを有し、チャンネルch3はチャンネルch0〜チ
ャンネルch2の値をクリアするためのカウンタリセッ
トを備えている。PWMデータ部105のチャンネルc
h0〜チャンネルch2のカウンタユニット105a〜
105cは、カウンタユニット105d,105e,1
05fおよびアイソレーション用のフォトカプラ105
g,105h,105iを介して、動力補助手段30の
3相モータ31のドライバパワー段170に接続されて
いる。このパワー段170は、3相モータ31のU相,
V相,W相をそれぞれPWM制御して、モータ31に適
宜通電する。デジタル入出力部102には、アシストボ
タン180、前ブレーキセンサ130,140、クラン
ク回転センサ120、温度センサ160等が、アイソレ
ーション用のフォトカプラ180aを介して接続されて
いる。3相モータ31の速度センサ110が、アイソレ
ーション用のフォトカプラ110aを介してデジタル入
出力部102に接続されている。
からのシステムクロックに基づいて、PWMデータ部1
05に対してPWMクロックφ(1/128キャリア)
を与える。PWMデータ部105は、チャンネルch0
〜チャンネルch3のカウンタユニット105a〜10
5kを有し、チャンネルch3はチャンネルch0〜チ
ャンネルch2の値をクリアするためのカウンタリセッ
トを備えている。PWMデータ部105のチャンネルc
h0〜チャンネルch2のカウンタユニット105a〜
105cは、カウンタユニット105d,105e,1
05fおよびアイソレーション用のフォトカプラ105
g,105h,105iを介して、動力補助手段30の
3相モータ31のドライバパワー段170に接続されて
いる。このパワー段170は、3相モータ31のU相,
V相,W相をそれぞれPWM制御して、モータ31に適
宜通電する。デジタル入出力部102には、アシストボ
タン180、前ブレーキセンサ130,140、クラン
ク回転センサ120、温度センサ160等が、アイソレ
ーション用のフォトカプラ180aを介して接続されて
いる。3相モータ31の速度センサ110が、アイソレ
ーション用のフォトカプラ110aを介してデジタル入
出力部102に接続されている。
【0013】図4の回路ブロック図では、図2の回路ブ
ロック図に対して更にバッテリ40を含めた図であり、
バッテリ40、制御手段100、モータ基板32等を示
している。制御手段100は、中央演算処理装置101
とメイン基板108を有している。中央演算処理装置1
01に対しては、速度センサ110、傾斜センサ90、
クランク回転センサ(クランク軸速度センサともいう)
120、前ブレーキセンサ130、後ブレーキセンサ1
40が関連している。傾斜センサ90はメイン基板10
8に配置されており、DC−DC変換器108aは、バ
ッテリ40からの電圧を5Vに設定して中央演算処理装
置101に与える。またメイン基板108のDC−DC
変換器108bは、バッテリ40からの電圧を12Vに
設定してモータ基板32側に送ることができる。
ロック図に対して更にバッテリ40を含めた図であり、
バッテリ40、制御手段100、モータ基板32等を示
している。制御手段100は、中央演算処理装置101
とメイン基板108を有している。中央演算処理装置1
01に対しては、速度センサ110、傾斜センサ90、
クランク回転センサ(クランク軸速度センサともいう)
120、前ブレーキセンサ130、後ブレーキセンサ1
40が関連している。傾斜センサ90はメイン基板10
8に配置されており、DC−DC変換器108aは、バ
ッテリ40からの電圧を5Vに設定して中央演算処理装
置101に与える。またメイン基板108のDC−DC
変換器108bは、バッテリ40からの電圧を12Vに
設定してモータ基板32側に送ることができる。
【0014】図4の3つの速度センサ110は、モータ
基板32に設けられており、モータ回転角信号CSを、
中央演算処理装置101側に送ることができる。中央演
算処理装置101は、このモータ回転角信号CSに基づ
いて、モータのロータの速度信号VSを生成でき、かつ
この速度信号VSから加速度情報(速度変化情報)AS
を合成することができる。モータ基板32は、上述した
速度センサ110、温度センサ160、誘起電圧検出部
32aおよび3つの駆動用コイルC1〜C3を有してい
る。メイン基板108のパワー段170は、これら3つ
のコイルC1,C2,C3(U相,V相,W相に相当)
に対して駆動電圧を供給する。
基板32に設けられており、モータ回転角信号CSを、
中央演算処理装置101側に送ることができる。中央演
算処理装置101は、このモータ回転角信号CSに基づ
いて、モータのロータの速度信号VSを生成でき、かつ
この速度信号VSから加速度情報(速度変化情報)AS
を合成することができる。モータ基板32は、上述した
速度センサ110、温度センサ160、誘起電圧検出部
32aおよび3つの駆動用コイルC1〜C3を有してい
る。メイン基板108のパワー段170は、これら3つ
のコイルC1,C2,C3(U相,V相,W相に相当)
に対して駆動電圧を供給する。
【0015】図2のパワー段170はエラー信号170
eをアイソレーション用のフォトカプラ170fを介し
てデジタル入出力部102に送ることができる。中央演
算処理装置101は、パワー段170に異常が生じると
このエラー信号170eを受けて、直ちに3相モータ3
1を停止させる。図2のアシストボタン180は、操作
者がオン/オフ操作するプッシュスイッチであり、たと
えば図1の電気自転車1000を操作者が押して歩く際
に、段差等を乗り越えるとき等の必要時に3相モータ3
1を作動して、図1の後輪17に対して補助動力を与え
てアシストさせる。たとえば操作者が電気自転車100
0を押して歩く際に、その車速が2.5km/h以下の
時のみにモータ31を動作させることができる。このよ
うにすることで、操作者は電気自転車1000を押して
歩く際に、段差等の障害が生じて電気自転車1000を
押しにくくなっても必要に応じて軽く押して行くことが
できる。
eをアイソレーション用のフォトカプラ170fを介し
てデジタル入出力部102に送ることができる。中央演
算処理装置101は、パワー段170に異常が生じると
このエラー信号170eを受けて、直ちに3相モータ3
1を停止させる。図2のアシストボタン180は、操作
者がオン/オフ操作するプッシュスイッチであり、たと
えば図1の電気自転車1000を操作者が押して歩く際
に、段差等を乗り越えるとき等の必要時に3相モータ3
1を作動して、図1の後輪17に対して補助動力を与え
てアシストさせる。たとえば操作者が電気自転車100
0を押して歩く際に、その車速が2.5km/h以下の
時のみにモータ31を動作させることができる。このよ
うにすることで、操作者は電気自転車1000を押して
歩く際に、段差等の障害が生じて電気自転車1000を
押しにくくなっても必要に応じて軽く押して行くことが
できる。
【0016】次に、図2の前ブレーキセンサ130と後
ブレーキセンサ140について説明する。図5は図1の
電気自転車1000の平面図であり、ハンドル12には
前ブレーキレバー12aと後ブレーキレバー12bを有
している。前ブレーキレバー12aは、前輪16の回転
を停止する前ブレーキ12cを操作する。後ブレーキ1
2bは後輪17の後ブレーキ12dを操作する。図6に
示すように、たとえば後ブレーキレバー12bにはマイ
クロスイッチのような後ブレーキセンサ140が設けら
れている。操作者がレバー12bを矢印H方向に操作す
ることで、後ブレーキセンサ140がオンする。そして
操作者が後ブレーキレバー12bを離すと後ブレーキセ
ンサ140はオフする。同様にして操作者が前ブレーキ
12aを操作すると、前ブレーキセンサ130はオン
し、前ブレーキレバー12aを離すと、前ブレーキセン
サ130はオフする。このように、前ブレーキレバー1
2aあるいは後ブレーキレバー12bを用いて前ブレー
キ12cあるいは後ブレーキ12dを操作したかどうか
は、この前ブレーキセンサ130あるいは後ブレーキセ
ンサ140のブレーキ信号に基づいて図2の中央演算処
理装置101が判断する。つまりこれらのセンサ13
0,140のオン信号を検出することで、操作者が電気
自転車1000を止めたい意思があるかどうかを中央演
算処理装置101が判断することができる。
ブレーキセンサ140について説明する。図5は図1の
電気自転車1000の平面図であり、ハンドル12には
前ブレーキレバー12aと後ブレーキレバー12bを有
している。前ブレーキレバー12aは、前輪16の回転
を停止する前ブレーキ12cを操作する。後ブレーキ1
2bは後輪17の後ブレーキ12dを操作する。図6に
示すように、たとえば後ブレーキレバー12bにはマイ
クロスイッチのような後ブレーキセンサ140が設けら
れている。操作者がレバー12bを矢印H方向に操作す
ることで、後ブレーキセンサ140がオンする。そして
操作者が後ブレーキレバー12bを離すと後ブレーキセ
ンサ140はオフする。同様にして操作者が前ブレーキ
12aを操作すると、前ブレーキセンサ130はオン
し、前ブレーキレバー12aを離すと、前ブレーキセン
サ130はオフする。このように、前ブレーキレバー1
2aあるいは後ブレーキレバー12bを用いて前ブレー
キ12cあるいは後ブレーキ12dを操作したかどうか
は、この前ブレーキセンサ130あるいは後ブレーキセ
ンサ140のブレーキ信号に基づいて図2の中央演算処
理装置101が判断する。つまりこれらのセンサ13
0,140のオン信号を検出することで、操作者が電気
自転車1000を止めたい意思があるかどうかを中央演
算処理装置101が判断することができる。
【0017】なお図7は、前ブレーキセンサおよび後ブ
レーキセンサの別の実施の形態を示しており、図7の実
施の形態では、マイクロスイッチに代えてポテンショメ
ータ130aあるいは140aを用いている。ポテンシ
ョメータ130a,140aは、レバーの角度θに応じ
た大きさのブレーキ信号を出す。
レーキセンサの別の実施の形態を示しており、図7の実
施の形態では、マイクロスイッチに代えてポテンショメ
ータ130aあるいは140aを用いている。ポテンシ
ョメータ130a,140aは、レバーの角度θに応じ
た大きさのブレーキ信号を出す。
【0018】次に、図2の傾斜センサ90について説明
する。傾斜センサ90は、図1の取付プレート21に設
定されているが、この傾斜センサ90は、図8と図9に
示すような構造である。傾斜センサ90は鉄基板91に
対して軸受92を介して、振り子99が回転可能に支持
されている。軸受92は焼結メタルもしくは樹脂の軸受
であり、鉄基板91には磁界検出用のホール素子94が
取付けられている。
する。傾斜センサ90は、図1の取付プレート21に設
定されているが、この傾斜センサ90は、図8と図9に
示すような構造である。傾斜センサ90は鉄基板91に
対して軸受92を介して、振り子99が回転可能に支持
されている。軸受92は焼結メタルもしくは樹脂の軸受
であり、鉄基板91には磁界検出用のホール素子94が
取付けられている。
【0019】振り子99は、ヨーク98とボス96およ
び軸97を有している。軸97はボス96にはめ込まれ
ており、ボス96はヨーク98を保持している。軸97
はEリング93により軸受92に取付けられている。ヨ
ーク98はマグネット95を備えておりこのヨーク98
は透磁性材料で作られている。マグネット95は図10
に示すように、N極95aとS極95bを有している。
図9のホール素子94は、マグネット95のN極95a
とS極95bの磁界の変化を、振り子99がR方向に移
動することで検出する。この振り子99がR方向に傾斜
する角度はプラスマイナスθで図8に示しているが、こ
の振り子99の傾斜角度θは、図1の電気自転車100
0の前輪16と後輪17を結ぶ線に対して垂直方向の線
VLに対する傾斜角度である。たとえば登り坂の場合に
は振り子99が+θ方向に傾斜し、下り坂の場合には振
り子99は−θ方向に傾斜する。つまり、図11に示す
ように、ホール素子95の出力は+θ方向の傾斜に対し
て直線的に減少し、−θ方向の傾斜に対して直線的に上
昇していくように設定されている。ホール素子94の出
力は傾斜信号INSとして制御手段100側に送られ
る。
び軸97を有している。軸97はボス96にはめ込まれ
ており、ボス96はヨーク98を保持している。軸97
はEリング93により軸受92に取付けられている。ヨ
ーク98はマグネット95を備えておりこのヨーク98
は透磁性材料で作られている。マグネット95は図10
に示すように、N極95aとS極95bを有している。
図9のホール素子94は、マグネット95のN極95a
とS極95bの磁界の変化を、振り子99がR方向に移
動することで検出する。この振り子99がR方向に傾斜
する角度はプラスマイナスθで図8に示しているが、こ
の振り子99の傾斜角度θは、図1の電気自転車100
0の前輪16と後輪17を結ぶ線に対して垂直方向の線
VLに対する傾斜角度である。たとえば登り坂の場合に
は振り子99が+θ方向に傾斜し、下り坂の場合には振
り子99は−θ方向に傾斜する。つまり、図11に示す
ように、ホール素子95の出力は+θ方向の傾斜に対し
て直線的に減少し、−θ方向の傾斜に対して直線的に上
昇していくように設定されている。ホール素子94の出
力は傾斜信号INSとして制御手段100側に送られ
る。
【0020】次に、図12と図13および図14を参照
して、図1と図2のクランク回転センサ120について
説明する。クランク回転センサ120は、図1の自転車
のクランク軸14aに対応して配置されている。図12
に示すようにクランク軸14aは2つのペダル14b,
14bを有している。クランク軸14aのギヤ18aに
対しては、反射板121が固定されている。この反射板
121は、図13に示すようにミラー部分122と無反
射部分123を交互に円周方向に配置している。この反
射板121は円板状の反射板であるが、この反射板12
1のミラー部分122および無反射部分123は各々2
4個あり、反射板121に対応するようにして、受発光
部124が設けられている。
して、図1と図2のクランク回転センサ120について
説明する。クランク回転センサ120は、図1の自転車
のクランク軸14aに対応して配置されている。図12
に示すようにクランク軸14aは2つのペダル14b,
14bを有している。クランク軸14aのギヤ18aに
対しては、反射板121が固定されている。この反射板
121は、図13に示すようにミラー部分122と無反
射部分123を交互に円周方向に配置している。この反
射板121は円板状の反射板であるが、この反射板12
1のミラー部分122および無反射部分123は各々2
4個あり、反射板121に対応するようにして、受発光
部124が設けられている。
【0021】この受発光部124は、たとえば図14に
示すように、発光部124aと受光部124bを備えて
おり、発光部124aはたとえば発光ダイオードで受光
部124bはフォトトランジスタである。発光部124
aが発光する光Lは、ミラー部分122で反射して戻り
光LRとなり、戻り光LRは受光部124bで受光でき
る。つまり光Lはミラー部分122が受光部124bに
対面した場合に、戻り光LRを受光部124bに送るこ
とができる。これにより、クランク回転センサ120
は、クランク軸14aに一体となった反射板121の回
転数に対応するクランク回転信号CRSを制御手段10
0に出力することができる。
示すように、発光部124aと受光部124bを備えて
おり、発光部124aはたとえば発光ダイオードで受光
部124bはフォトトランジスタである。発光部124
aが発光する光Lは、ミラー部分122で反射して戻り
光LRとなり、戻り光LRは受光部124bで受光でき
る。つまり光Lはミラー部分122が受光部124bに
対面した場合に、戻り光LRを受光部124bに送るこ
とができる。これにより、クランク回転センサ120
は、クランク軸14aに一体となった反射板121の回
転数に対応するクランク回転信号CRSを制御手段10
0に出力することができる。
【0022】なお、検出距離の長い図14の受発光部を
用いると、反射板121が反っていた場合であっても、
距離変動の影響を避けることができる。また外乱となる
光も多いことから、必要に応じて受発光部124からの
クランク回転信号CRSを受ける制御手段100の電気
回路部分において、大きめのヒステリシスを持たせるこ
とが望ましい。
用いると、反射板121が反っていた場合であっても、
距離変動の影響を避けることができる。また外乱となる
光も多いことから、必要に応じて受発光部124からの
クランク回転信号CRSを受ける制御手段100の電気
回路部分において、大きめのヒステリシスを持たせるこ
とが望ましい。
【0023】図9の傾斜センサ90から制御手段100
側に送られる傾斜信号INSは、電気自転車1000の
走行路面における傾きを検出するために、振り子99の
傾きを利用しているが、その傾斜信号INSはアナログ
値であり、図2のようにデジタル入出力部102でデジ
タル変換を行う必要がある。
側に送られる傾斜信号INSは、電気自転車1000の
走行路面における傾きを検出するために、振り子99の
傾きを利用しているが、その傾斜信号INSはアナログ
値であり、図2のようにデジタル入出力部102でデジ
タル変換を行う必要がある。
【0024】また図13の反射板121は、クランク用
のギヤ18aに対して貼付けて設けることができる。受
発光部124の受光部124bから得られるクランク回
転信号CRSは、図2のカウンタ103でカウントして
計測する。具体的には、図13のミラー部分122は、
一周について24個備えているので、図14の受光部1
24bはクランク用のギヤ18aの一回転に伴い24の
クランク回転信号CRSを出力する。図1の動力補助手
段30のモータ31がクランク14と同期して回転して
いる場合には、図1のクランク用のギヤ18aと後輪1
7のギヤ18bのギヤ比はたとえば44:16なので、
モータ31の方が2.75倍速く回転することになる。
なおモータ31のアシストは、通常操作者がペダルをこ
いでモータ31とクランク14が同期している場合に働
く。
のギヤ18aに対して貼付けて設けることができる。受
発光部124の受光部124bから得られるクランク回
転信号CRSは、図2のカウンタ103でカウントして
計測する。具体的には、図13のミラー部分122は、
一周について24個備えているので、図14の受光部1
24bはクランク用のギヤ18aの一回転に伴い24の
クランク回転信号CRSを出力する。図1の動力補助手
段30のモータ31がクランク14と同期して回転して
いる場合には、図1のクランク用のギヤ18aと後輪1
7のギヤ18bのギヤ比はたとえば44:16なので、
モータ31の方が2.75倍速く回転することになる。
なおモータ31のアシストは、通常操作者がペダルをこ
いでモータ31とクランク14が同期している場合に働
く。
【0025】図15は、図2のモータ31および各種セ
ンサの付近とバッテリー40をより詳しく示している。
中央演算処理装置101は、傾斜センサ90から傾斜信
号INSを受け、前ブレーキセンサ130から前ブレー
キ信号FBSを受け、後ブレーキセンサ140からは後
ブレーキ信号BBSを受け、クランク回転センサ120
からクランク回転信号CRSを受け、そしてモータ31
の速度センサ110から速度信号VSを得ることができ
る。この速度センサ110の他に、モータ31は、温度
センサ160とロータ位置センサ199を有している。
更に、モータ31と中央演算処理装置101の間には電
流センサ150が設けられている。温度センサ160は
モータ31の温度を測定して温度信号TSを中央演算処
理装置101に与える。充電回路用リレー部250は、
モータ31が発電機として作用する時に、その発電した
電気をバッテリー40に充電するためにオンする。この
充電時にはコイルカットリレー部200はオフとなり、
パワー段170からモータ31へのパワー供給は中断す
る。モータ31が発電機として作用するのは、たとえば
電気自転車1000が坂道や平坦路で空走している時な
どである。
ンサの付近とバッテリー40をより詳しく示している。
中央演算処理装置101は、傾斜センサ90から傾斜信
号INSを受け、前ブレーキセンサ130から前ブレー
キ信号FBSを受け、後ブレーキセンサ140からは後
ブレーキ信号BBSを受け、クランク回転センサ120
からクランク回転信号CRSを受け、そしてモータ31
の速度センサ110から速度信号VSを得ることができ
る。この速度センサ110の他に、モータ31は、温度
センサ160とロータ位置センサ199を有している。
更に、モータ31と中央演算処理装置101の間には電
流センサ150が設けられている。温度センサ160は
モータ31の温度を測定して温度信号TSを中央演算処
理装置101に与える。充電回路用リレー部250は、
モータ31が発電機として作用する時に、その発電した
電気をバッテリー40に充電するためにオンする。この
充電時にはコイルカットリレー部200はオフとなり、
パワー段170からモータ31へのパワー供給は中断す
る。モータ31が発電機として作用するのは、たとえば
電気自転車1000が坂道や平坦路で空走している時な
どである。
【0026】図15と図2の電流センサ150は、GN
D側のセンス抵抗(たとえば0.5オーム)に生じる両
端の電圧を、図2のアナログ入力部104に取り込んで
アナログ/デジタル変換することで、電流に変換する。
このように電流センサが必要なのは、次の理由からであ
る。 (1)突入電流に制限をかけることで、バッテリーや駆
動回路素子の拡大電流定格を低く押えられる。特にリチ
ウムイオンバッテリーの信頼性向上に有効である。また
瞬間的な制限であるのでアシスト効果の低下は影響な
い。 (2)モータの異常検出ができる。
D側のセンス抵抗(たとえば0.5オーム)に生じる両
端の電圧を、図2のアナログ入力部104に取り込んで
アナログ/デジタル変換することで、電流に変換する。
このように電流センサが必要なのは、次の理由からであ
る。 (1)突入電流に制限をかけることで、バッテリーや駆
動回路素子の拡大電流定格を低く押えられる。特にリチ
ウムイオンバッテリーの信頼性向上に有効である。また
瞬間的な制限であるのでアシスト効果の低下は影響な
い。 (2)モータの異常検出ができる。
【0027】図16と図17は、図1の動力補助手段3
0に設けられているモータ31を示す断面図である。図
17は図16と基本的には同じ図であるが、図17のハ
ッチング部分はモータ31の回転部分の領域を示してい
る。図16と図17において、このモータ31はロータ
RTとステータSTを有している。このモータ31の構
造は、外側のロータRTが回転して内側のステータST
が停止しているアウターロータ型の3相のブラシレスモ
ータである。このモータ31は、図1に示すように後輪
17のシャフトとも言う固定軸51に対して設けられて
いる。従って、図1の電気自転車1000は後輪駆動型
の自転車である。図17の駆動軸51のおねじは、図1
のフレーム11に対してネジ11aを用いて着脱可能に
固定されている。
0に設けられているモータ31を示す断面図である。図
17は図16と基本的には同じ図であるが、図17のハ
ッチング部分はモータ31の回転部分の領域を示してい
る。図16と図17において、このモータ31はロータ
RTとステータSTを有している。このモータ31の構
造は、外側のロータRTが回転して内側のステータST
が停止しているアウターロータ型の3相のブラシレスモ
ータである。このモータ31は、図1に示すように後輪
17のシャフトとも言う固定軸51に対して設けられて
いる。従って、図1の電気自転車1000は後輪駆動型
の自転車である。図17の駆動軸51のおねじは、図1
のフレーム11に対してネジ11aを用いて着脱可能に
固定されている。
【0028】モータ31のステータSTについて説明す
る。モータ31のステータSTは、ベース67と、鉄芯
53と、駆動用のコイルC1,C2,C3、駆動制御用
の制御手段(制御回路)100等を有している。ベース
67は、鉄芯53と駆動用のコイルC1,C2,C3を
固定している。しかも、駆動用の回路58がやはりベー
ス67に固定されている。鉄芯53には駆動用のコイル
C1,C2,C3が巻かれている。このコイルC1,C
2,C3は、たとえば鉄芯歯部に所定のパターンで巻か
れている。駆動用の回路58は、たとえばリング状であ
り、駆動用のコイルC1,C2,C3に対して所定の通
電パターンで通電する回路である。この制御手段100
は、たとえば図2に示すパワー段170等を含む回路で
ある。この駆動用の回路58に対する給電線32jは、
ベース67の途中の穴を通ってモータ31の外部に導き
出されている。ベース67は円盤状の部材であるが、そ
の中央部分67aには、固定軸51が圧入もしくは接着
により固定されている。このベース67は、放熱性のよ
い金属製であり、たとえばアルミニウム等で作られてい
る。
る。モータ31のステータSTは、ベース67と、鉄芯
53と、駆動用のコイルC1,C2,C3、駆動制御用
の制御手段(制御回路)100等を有している。ベース
67は、鉄芯53と駆動用のコイルC1,C2,C3を
固定している。しかも、駆動用の回路58がやはりベー
ス67に固定されている。鉄芯53には駆動用のコイル
C1,C2,C3が巻かれている。このコイルC1,C
2,C3は、たとえば鉄芯歯部に所定のパターンで巻か
れている。駆動用の回路58は、たとえばリング状であ
り、駆動用のコイルC1,C2,C3に対して所定の通
電パターンで通電する回路である。この制御手段100
は、たとえば図2に示すパワー段170等を含む回路で
ある。この駆動用の回路58に対する給電線32jは、
ベース67の途中の穴を通ってモータ31の外部に導き
出されている。ベース67は円盤状の部材であるが、そ
の中央部分67aには、固定軸51が圧入もしくは接着
により固定されている。このベース67は、放熱性のよ
い金属製であり、たとえばアルミニウム等で作られてい
る。
【0029】次に、図16〜図18を参照してロータR
Tについて説明する。ロータRTは、ステータSTの固
定軸51に回転可能に保持されて、図1の後輪17と一
体となって回転する部分である。ロータRTは、ロータ
ハウジング55、駆動用のマグネット56、付加部材と
も言う第1化粧部材66、第2化粧部材32、軸受5
2,52、スペーサ52a、予圧ネジ52b等を有して
いる。
Tについて説明する。ロータRTは、ステータSTの固
定軸51に回転可能に保持されて、図1の後輪17と一
体となって回転する部分である。ロータRTは、ロータ
ハウジング55、駆動用のマグネット56、付加部材と
も言う第1化粧部材66、第2化粧部材32、軸受5
2,52、スペーサ52a、予圧ネジ52b等を有して
いる。
【0030】ロータハウジング55は、円盤状の側面部
55aとリング状の外周部55bからなるケース状の部
材であり、たとえば放熱性のよい金属、たとえばアルミ
ニウムにより作られている。ロータハウジング55の中
心部分にはスリーブ55cが設けられており、スリーブ
55cは2つの軸受52の外輪を支持している。軸受5
2の内輪には、固定軸51が挿入される。そして予圧ネ
ジ52bは、スペーサ52aを用いてスリーブ55c内
の軸受52,52に対して予圧をかけている。ロータハ
ウジング55の外周部55bは、図1にも示す後輪17
のスポーク17pの内端部を固定している。スポーク1
7bの外端部は、図1の後輪17のリング状の金属部分
に固定されている。これにより、ロータハウジング55
と後輪17のタイヤを支えるリング状の金属部分は、ス
ポーク17pにより一体化されている。ロータハウジン
グ55は、ステータSTのベース67、鉄芯53、コイ
ルC1,C2,C3および回路58を覆うようになって
いる。回路58はリング状になっており、複数組のコイ
ルC1,C2,C3はやはり図24に示すようにリング
状に形成されている。
55aとリング状の外周部55bからなるケース状の部
材であり、たとえば放熱性のよい金属、たとえばアルミ
ニウムにより作られている。ロータハウジング55の中
心部分にはスリーブ55cが設けられており、スリーブ
55cは2つの軸受52の外輪を支持している。軸受5
2の内輪には、固定軸51が挿入される。そして予圧ネ
ジ52bは、スペーサ52aを用いてスリーブ55c内
の軸受52,52に対して予圧をかけている。ロータハ
ウジング55の外周部55bは、図1にも示す後輪17
のスポーク17pの内端部を固定している。スポーク1
7bの外端部は、図1の後輪17のリング状の金属部分
に固定されている。これにより、ロータハウジング55
と後輪17のタイヤを支えるリング状の金属部分は、ス
ポーク17pにより一体化されている。ロータハウジン
グ55は、ステータSTのベース67、鉄芯53、コイ
ルC1,C2,C3および回路58を覆うようになって
いる。回路58はリング状になっており、複数組のコイ
ルC1,C2,C3はやはり図24に示すようにリング
状に形成されている。
【0031】駆動用のマグネット56は、その円周方向
に沿ってN極とS極が交互に多極着磁されたたとえばプ
ラスチックマグネットを用いることができる。マグネッ
ト56は、マグネットヨーク56aを用いて、ロータハ
ウジング55の外周部55bの内周面に固定されてい
る。これにより、マグネット56の内周面はステータS
T側のコイルC1,C2,C3と対面している。
に沿ってN極とS極が交互に多極着磁されたたとえばプ
ラスチックマグネットを用いることができる。マグネッ
ト56は、マグネットヨーク56aを用いて、ロータハ
ウジング55の外周部55bの内周面に固定されてい
る。これにより、マグネット56の内周面はステータS
T側のコイルC1,C2,C3と対面している。
【0032】次に、図18のロータRT側に属する第1
化粧部材66と第2化粧部材32について説明する。図
19は、第1化粧部材66の内面66aと、ステータS
Tのベース67の外面67aを示している。図19にお
ける中央部分の断面を示す図は、第1化粧部材66およ
びベース67の断面構造を示している。図20は第1化
粧部材66と第2化粧部材32の外面66a,32aの
例を示している。
化粧部材66と第2化粧部材32について説明する。図
19は、第1化粧部材66の内面66aと、ステータS
Tのベース67の外面67aを示している。図19にお
ける中央部分の断面を示す図は、第1化粧部材66およ
びベース67の断面構造を示している。図20は第1化
粧部材66と第2化粧部材32の外面66a,32aの
例を示している。
【0033】図19の放熱装置64を参照すると、第1
化粧部材66の内面側には、たとえば2本の凸部66b
が同心円状に形成されている。第1化粧部材66は中央
に穴66cを有する円盤状のものであり、たとえばプラ
スチックや金属により作られている。これに対して、図
19に示すベース67の外面67aには、多くの本数の
凹部67bが同心円状に形成されている。このベース6
7は、中央部の穴67hを有する円盤状のものである。
この第1化粧部材66の凸部66bとベース67の凹部
67bは、放熱作用と防水作用を発揮するラビリンスL
Aを構成している。このラビリンスLA(labyri
nth)は、図19と図21に示すように、所定の隙間
を以て噛み合うようにして配置されている。このような
凸部66bと凹部67bを用いたラビリンスLAの構造
を採用するのは、次の理由からである。
化粧部材66の内面側には、たとえば2本の凸部66b
が同心円状に形成されている。第1化粧部材66は中央
に穴66cを有する円盤状のものであり、たとえばプラ
スチックや金属により作られている。これに対して、図
19に示すベース67の外面67aには、多くの本数の
凹部67bが同心円状に形成されている。このベース6
7は、中央部の穴67hを有する円盤状のものである。
この第1化粧部材66の凸部66bとベース67の凹部
67bは、放熱作用と防水作用を発揮するラビリンスL
Aを構成している。このラビリンスLA(labyri
nth)は、図19と図21に示すように、所定の隙間
を以て噛み合うようにして配置されている。このような
凸部66bと凹部67bを用いたラビリンスLAの構造
を採用するのは、次の理由からである。
【0034】図16〜図18に示すステータSTのコイ
ルC1,C2,C3に対して回路58から通電すること
により、ロータRTが回転するのであるが、この際にコ
イル及び制御手段100付近から発熱を生じる。この熱
は、モータ31の寿命を伸ばすためにはモータ31の外
部に放出する必要がある。そこで、ラビリンスLAは、
たとえばアルミニウムで作られているベース67、第1
化粧部材66を用いて、その熱を外部に放出する場合
に、より放熱特性を上げるために、ベース67と第1化
粧部材66の表面積を拡大しているのである。しかも、
第1化粧部材66とベース67の間に雨水のような水分
が浸入してしまうのを防ぐためにも、ラビリンスLAの
構造が必要となる。このようにすることで、図18に示
すように、雨水のような水分やほこりが矢印AR方向に
浸入するのを、このラビリンスLAで防ぐとともに、コ
イルから発する熱を効率よくラビリンスLAでベース6
7側から第1化粧部材66を介して外部に放出する。
ルC1,C2,C3に対して回路58から通電すること
により、ロータRTが回転するのであるが、この際にコ
イル及び制御手段100付近から発熱を生じる。この熱
は、モータ31の寿命を伸ばすためにはモータ31の外
部に放出する必要がある。そこで、ラビリンスLAは、
たとえばアルミニウムで作られているベース67、第1
化粧部材66を用いて、その熱を外部に放出する場合
に、より放熱特性を上げるために、ベース67と第1化
粧部材66の表面積を拡大しているのである。しかも、
第1化粧部材66とベース67の間に雨水のような水分
が浸入してしまうのを防ぐためにも、ラビリンスLAの
構造が必要となる。このようにすることで、図18に示
すように、雨水のような水分やほこりが矢印AR方向に
浸入するのを、このラビリンスLAで防ぐとともに、コ
イルから発する熱を効率よくラビリンスLAでベース6
7側から第1化粧部材66を介して外部に放出する。
【0035】図20を参照すると、図17の第1化粧部
材66と第2化粧部材32の外面66aと32aには、
たとえば6つの意匠図DDが描かれている。この意匠図
DDは、第1化粧部材66および第2化粧部材32の外
面を飾るためのデザイン上のものであり、モータ31が
図1のように後輪17の中心部分に位置していたとして
も、そのモータ31の存在を意匠的に美しく見せようと
するために形成されている。つまり第1化粧部材66と
第2化粧部材32は、モータのステータSTとロータR
Tを外部から見えないように覆うことができる。しか
も、その第1化粧部材66と第2化粧部材32の意匠図
DDを好みのデザインのものに変えることにより、ユー
ザーの趣向に合わせて商品としての外観上の価値を上げ
ることができる。
材66と第2化粧部材32の外面66aと32aには、
たとえば6つの意匠図DDが描かれている。この意匠図
DDは、第1化粧部材66および第2化粧部材32の外
面を飾るためのデザイン上のものであり、モータ31が
図1のように後輪17の中心部分に位置していたとして
も、そのモータ31の存在を意匠的に美しく見せようと
するために形成されている。つまり第1化粧部材66と
第2化粧部材32は、モータのステータSTとロータR
Tを外部から見えないように覆うことができる。しか
も、その第1化粧部材66と第2化粧部材32の意匠図
DDを好みのデザインのものに変えることにより、ユー
ザーの趣向に合わせて商品としての外観上の価値を上げ
ることができる。
【0036】このように2つの化粧部材66,32でモ
ータ31自体を外観的にほぼ隠すことができるので、図
18のステータSTとロータRTのベース67とロータ
ハウジング55の外面の表面仕上げはそれ程注意しなく
ても済み、モータ部品の低コスト化が図れる。上述した
図19の凸部66bは放熱フィンとして働き、凹部67
bを形成しているベース67の凸部67dはやはり放熱
フィンである。このようにラビリンスLAはモータ31
における放熱を積極的に行うことができるとともに、第
1化粧部材66、第2化粧部材32は、モータ31の外
観上の価値を上げることができる。
ータ31自体を外観的にほぼ隠すことができるので、図
18のステータSTとロータRTのベース67とロータ
ハウジング55の外面の表面仕上げはそれ程注意しなく
ても済み、モータ部品の低コスト化が図れる。上述した
図19の凸部66bは放熱フィンとして働き、凹部67
bを形成しているベース67の凸部67dはやはり放熱
フィンである。このようにラビリンスLAはモータ31
における放熱を積極的に行うことができるとともに、第
1化粧部材66、第2化粧部材32は、モータ31の外
観上の価値を上げることができる。
【0037】図22および図23は、図17における部
分BNの取付例を示している。すなわち、図22,23
は一例として第1化粧部材66をロータRTのロータハ
ウジング55に対して固定する例を示している。図22
では、第1化粧部材66は取付部材66fに対して突起
66eをはめ込むことで着脱可能にワンタッチで止める
ことができる。この取付部材66fはロータハウジング
55に設定されている。図23の取付例では、第1化粧
部材66がネジ66gによりロータハウジング55に対
して固定されている。図22と図23は第1化粧部材6
6がロータハウジング55に対して固定されている例を
示しているが、第2化粧部材32がロータハウジング5
5に対して取付る場合においても、図22と図23の方
式を採用することができる。
分BNの取付例を示している。すなわち、図22,23
は一例として第1化粧部材66をロータRTのロータハ
ウジング55に対して固定する例を示している。図22
では、第1化粧部材66は取付部材66fに対して突起
66eをはめ込むことで着脱可能にワンタッチで止める
ことができる。この取付部材66fはロータハウジング
55に設定されている。図23の取付例では、第1化粧
部材66がネジ66gによりロータハウジング55に対
して固定されている。図22と図23は第1化粧部材6
6がロータハウジング55に対して固定されている例を
示しているが、第2化粧部材32がロータハウジング5
5に対して取付る場合においても、図22と図23の方
式を採用することができる。
【0038】図24は、上述したモータ31の分解斜視
図を示している。図25はそのモータ31の組立図であ
る。図26は、図19に示した放熱装置64とは異なる
放熱装置864の例を示している。図26の放熱装置8
64におけるベース67の構造は、図19の放熱装置6
4におけるベース67の構造と同じである。しかし、図
26の第1化粧部材66の放熱用のフィンである凸部6
66bは、図19の放熱フィンである凸部66bと異な
り、RD方向に沿ってスパイラル状に形成されている。
このようにすることで、図17のロータRTの第1化粧
部材66がRD方向に回転する時に、そのスパイラル状
の放熱用のフィン666bが回転して、それにより空気
を中心部側に巻き込むことができる。このようにする
と、モータ31の放熱作用を促進できる。この場合に
は、放熱フィンである凸部67dと放熱用のフィン66
6bは、噛み合っておらず、間隔をおいて対面した状態
になっている。
図を示している。図25はそのモータ31の組立図であ
る。図26は、図19に示した放熱装置64とは異なる
放熱装置864の例を示している。図26の放熱装置8
64におけるベース67の構造は、図19の放熱装置6
4におけるベース67の構造と同じである。しかし、図
26の第1化粧部材66の放熱用のフィンである凸部6
66bは、図19の放熱フィンである凸部66bと異な
り、RD方向に沿ってスパイラル状に形成されている。
このようにすることで、図17のロータRTの第1化粧
部材66がRD方向に回転する時に、そのスパイラル状
の放熱用のフィン666bが回転して、それにより空気
を中心部側に巻き込むことができる。このようにする
と、モータ31の放熱作用を促進できる。この場合に
は、放熱フィンである凸部67dと放熱用のフィン66
6bは、噛み合っておらず、間隔をおいて対面した状態
になっている。
【0039】次に、上述したモータ31の組立作業につ
いて説明する。図16〜図18を参照すると、まずステ
ータSTのベース67の中央部分67aの穴に対して固
定軸51を圧入する。この固定軸51に対してロータハ
ウジング55のスリーブ55c内に軸受52,52を圧
入によりはめ込んで取付ける。そして予圧ネジ52bを
固定軸51のネジ部51aに対してスペーサ52aを用
いてねじ込むことで、軸受52,52に予圧をかける。
この状態ではステータSTの回路58,複数組のコイル
C1,C2,C3、鉄芯53等がロータハウジング55
により覆われている。そしてコイルC1,C2,C3
は、駆動用のマグネット56の内周面に対面することに
なる。
いて説明する。図16〜図18を参照すると、まずステ
ータSTのベース67の中央部分67aの穴に対して固
定軸51を圧入する。この固定軸51に対してロータハ
ウジング55のスリーブ55c内に軸受52,52を圧
入によりはめ込んで取付ける。そして予圧ネジ52bを
固定軸51のネジ部51aに対してスペーサ52aを用
いてねじ込むことで、軸受52,52に予圧をかける。
この状態ではステータSTの回路58,複数組のコイル
C1,C2,C3、鉄芯53等がロータハウジング55
により覆われている。そしてコイルC1,C2,C3
は、駆動用のマグネット56の内周面に対面することに
なる。
【0040】次に、第1化粧部材66は、ステータST
のベース67に対して対面するように、第1化粧部材6
6の外周縁付近はロータハウジング55に対して固定さ
れる。同様にしてロータハウジング55には第2化粧部
材32が固定される。これらの化粧部材66,32が固
定されると、モータ31のロータハウジング55の外面
とベース67の外面が覆い隠されるので、モータ31の
外観上の価値を上げることができる。
のベース67に対して対面するように、第1化粧部材6
6の外周縁付近はロータハウジング55に対して固定さ
れる。同様にしてロータハウジング55には第2化粧部
材32が固定される。これらの化粧部材66,32が固
定されると、モータ31のロータハウジング55の外面
とベース67の外面が覆い隠されるので、モータ31の
外観上の価値を上げることができる。
【0041】このようにモータ31を組立てると、図2
1のように第1化粧部材66とベース67の間にはラビ
リンスLAの構造が存在するので、コイルC1,C2,
C3の発生する熱はこのラビリンスLAの構造を介し
て、第1化粧部材66の外部に放出できるとともに、図
18のように矢印AR方向に水が浸入して、ベース6
7、外周縁部67eとロータハウジング55の間からモ
ータ31の内部に水やゴミ等の浸入を防ぐことができ
る。第1化粧部材66と第2化粧部材32をモータ31
に対して配置することにより、モータ31が図1のよう
に後輪17に設定されている外観上の価値を向上でき
る。また第1化粧部材66をステータSTのベース67
に設定することにより、特に図16と図17のロータハ
ウジング55とベース67の接続部分CPにおける水や
埃等の浸入を防ぐことができる。
1のように第1化粧部材66とベース67の間にはラビ
リンスLAの構造が存在するので、コイルC1,C2,
C3の発生する熱はこのラビリンスLAの構造を介し
て、第1化粧部材66の外部に放出できるとともに、図
18のように矢印AR方向に水が浸入して、ベース6
7、外周縁部67eとロータハウジング55の間からモ
ータ31の内部に水やゴミ等の浸入を防ぐことができ
る。第1化粧部材66と第2化粧部材32をモータ31
に対して配置することにより、モータ31が図1のよう
に後輪17に設定されている外観上の価値を向上でき
る。また第1化粧部材66をステータSTのベース67
に設定することにより、特に図16と図17のロータハ
ウジング55とベース67の接続部分CPにおける水や
埃等の浸入を防ぐことができる。
【0042】モータ31では、固定軸51の外径寸法を
基準寸法として、ステータSTのベース67に対してロ
ータRTを挿入して組立てる構造である。このために、
ステータST側では回路58に対して外部から給電線3
2jを簡単に接続することができる。2つの軸受52
は、比較的小径のベアリングで済むので、安価である。
ロータおよびステータの組立が簡単であるので組立工数
が少なく、コスト削減を図ることができるとともに、構
造が簡単なことから部品点数を少なくしコストダウンが
図れる。駆動用の各コイルC1,C2,C3に対して、
図2のパワー段170から通電することで、コイルC
1,C2,C3に生ずる磁界が、駆動用マグネット56
の磁力との相互作用によりロータRTとともに図1の後
輪17に所定のアシストが与えられて、使用者がペダル
を用いて加える踏力の一部を補助する。
基準寸法として、ステータSTのベース67に対してロ
ータRTを挿入して組立てる構造である。このために、
ステータST側では回路58に対して外部から給電線3
2jを簡単に接続することができる。2つの軸受52
は、比較的小径のベアリングで済むので、安価である。
ロータおよびステータの組立が簡単であるので組立工数
が少なく、コスト削減を図ることができるとともに、構
造が簡単なことから部品点数を少なくしコストダウンが
図れる。駆動用の各コイルC1,C2,C3に対して、
図2のパワー段170から通電することで、コイルC
1,C2,C3に生ずる磁界が、駆動用マグネット56
の磁力との相互作用によりロータRTとともに図1の後
輪17に所定のアシストが与えられて、使用者がペダル
を用いて加える踏力の一部を補助する。
【0043】図1に示すバッテリ40について説明す
る。繰り返して充電の可能な2次電池として、たとえば
最も好ましくはリチウムイオン電池を採用している。こ
のリチウムイオン電池は、リチウムをドープ・脱ドープ
できる炭素質材料を負極として、リチウムと遷移金属の
複合酸化物を正極とし、非水溶媒に電解質を加えた非水
電解液を用いている2次電池である。リチウムイオン電
池は充電が可能な電池でありニッケル−カドミウム電池
に代わる有力な電池である。リチウムイオン電池の放電
特性は、特に電池容量が少くなると時間の経過とともに
比較的大きな傾斜をもって低下していく。そしてリチウ
ムイオン電池の初期の電圧は4V以上であり電圧が高
く、電圧が低下していっても3V程度までである。
る。繰り返して充電の可能な2次電池として、たとえば
最も好ましくはリチウムイオン電池を採用している。こ
のリチウムイオン電池は、リチウムをドープ・脱ドープ
できる炭素質材料を負極として、リチウムと遷移金属の
複合酸化物を正極とし、非水溶媒に電解質を加えた非水
電解液を用いている2次電池である。リチウムイオン電
池は充電が可能な電池でありニッケル−カドミウム電池
に代わる有力な電池である。リチウムイオン電池の放電
特性は、特に電池容量が少くなると時間の経過とともに
比較的大きな傾斜をもって低下していく。そしてリチウ
ムイオン電池の初期の電圧は4V以上であり電圧が高
く、電圧が低下していっても3V程度までである。
【0044】図1のモータ31は、後輪17に対して直
結式のダイレクトモータを用いている。つまりモータ3
1のロータステータSTが直接電気自転車1000の固
定軸51に一体に設けられている。従って、従来用いら
れている電気自転車ではモータの動力はギヤボックスを
介して後輪に伝えられており、ギヤによる動力伝達ロス
が生じたり、大型であり重量のかさむという問題があっ
たが、本発明の実施の形態のモータ31はこれらの点を
すべて解消している。モータ31のロータRTは、ステ
ータSTに対して外側に位置しており、モータ31はア
ウターロータ型のモータである。このアウターロータ型
のモータを使用することにより、ロータRTは後輪17
のスポーク17pに対して直接接続できるので、構造が
簡単であり軽量化できる。
結式のダイレクトモータを用いている。つまりモータ3
1のロータステータSTが直接電気自転車1000の固
定軸51に一体に設けられている。従って、従来用いら
れている電気自転車ではモータの動力はギヤボックスを
介して後輪に伝えられており、ギヤによる動力伝達ロス
が生じたり、大型であり重量のかさむという問題があっ
たが、本発明の実施の形態のモータ31はこれらの点を
すべて解消している。モータ31のロータRTは、ステ
ータSTに対して外側に位置しており、モータ31はア
ウターロータ型のモータである。このアウターロータ型
のモータを使用することにより、ロータRTは後輪17
のスポーク17pに対して直接接続できるので、構造が
簡単であり軽量化できる。
【0045】本発明の実施の形態ではバッテリとして高
電圧で使い勝手のよいリチウムイオン2次電池を用いて
いるが、Ni−MH(ニッケル−メタルハライド)電池
などの他の種類の2次電池を使用しても勿論構わない。
図20の実施の形態では、第1化粧部材66と第2化粧
部材32のいずれにも同じ人形の意匠図DDを複数個同
じ角度をおいて配置している。しかし、本発明のモータ
はこれに限らずロータRTが回転することで第1化粧部
材66と第2化粧部材32に設けられた意匠図が所望と
する絵柄を表すことができるようにしてもよい。第1化
粧部材66と第2化粧部材32はロータRTに対して着
脱可能であってもよい。
電圧で使い勝手のよいリチウムイオン2次電池を用いて
いるが、Ni−MH(ニッケル−メタルハライド)電池
などの他の種類の2次電池を使用しても勿論構わない。
図20の実施の形態では、第1化粧部材66と第2化粧
部材32のいずれにも同じ人形の意匠図DDを複数個同
じ角度をおいて配置している。しかし、本発明のモータ
はこれに限らずロータRTが回転することで第1化粧部
材66と第2化粧部材32に設けられた意匠図が所望と
する絵柄を表すことができるようにしてもよい。第1化
粧部材66と第2化粧部材32はロータRTに対して着
脱可能であってもよい。
【0046】本発明の実施の形態で例示した移動装置と
しては、電気自転車に限らず、電動車椅子や電動貨物運
搬台車あるいは電動遊具等他の種類の移動装置にも採用
できる。また、操作者が移動装置に力を与える際に、脚
による踏力の他に手による力の供給やその他の方式も採
用できる。本発明の実施の形態では、モータが後輪の車
軸に対応して配置されているが、これに限らずモータは
クランク軸に直接あるいは前輪の車軸に直接配置するよ
うにしても勿論構わない。図示例では制御手段100が
動力補助手段30に内蔵しているが、たとえば図1の取
付プレート21に配置するようにしてもよい。
しては、電気自転車に限らず、電動車椅子や電動貨物運
搬台車あるいは電動遊具等他の種類の移動装置にも採用
できる。また、操作者が移動装置に力を与える際に、脚
による踏力の他に手による力の供給やその他の方式も採
用できる。本発明の実施の形態では、モータが後輪の車
軸に対応して配置されているが、これに限らずモータは
クランク軸に直接あるいは前輪の車軸に直接配置するよ
うにしても勿論構わない。図示例では制御手段100が
動力補助手段30に内蔵しているが、たとえば図1の取
付プレート21に配置するようにしてもよい。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータを有する電気自転車の価値を向上できる。
モータを有する電気自転車の価値を向上できる。
【図1】本発明のモータの好ましい実施の形態を有する
移動装置として電気自転車を示す側面図。
移動装置として電気自転車を示す側面図。
【図2】図1の電気自転車の走行情報把握手段(制御手
段)とモータを示す図。
段)とモータを示す図。
【図3】図2の各種センサと走行情報把握手段等を示す
図。
図。
【図4】図2の回路において中央演算処理装置、メイン
基板およびモータ基板を示す図。
基板およびモータ基板を示す図。
【図5】電気自転車の平面図。
【図6】電気自転車のブレーキ部分を示す図。
【図7】電気自転車のブレーキ部分の他の例を示す図。
【図8】傾斜センサの一例を示す正面図。
【図9】傾斜センサの断面図。
【図10】傾斜センサの振り子を示す図。
【図11】傾斜センサの特性を示す図。
【図12】図1の電気自転車のクランクおよびクランク
回転センサを示す平面図。
回転センサを示す平面図。
【図13】図12のクランクおよびクランク回転センサ
を示す側面図。
を示す側面図。
【図14】図13のクランク回転センサの原理を示す
図。
図。
【図15】図2の回路図を別の形態で示したモータの駆
動型を示す図。
動型を示す図。
【図16】本発明のモータの好ましい実施の形態を示す
断面図。
断面図。
【図17】図16のモータにおいて回転部分を斜線を施
して示す断面図。
して示す断面図。
【図18】図16と図17のモータの分解図。
【図19】モータの放熱装置の一例を示す図。
【図20】モータに設けられた第1化粧部材と第2化粧
部材の意匠図の例を示す図。
部材の意匠図の例を示す図。
【図21】放熱装置が防水装置をも兼ねているラビリン
スの構造例を示す図。
スの構造例を示す図。
【図22】第1化粧部材や第2化粧部材がロータハウジ
ングに取付けられている例を示す図。
ングに取付けられている例を示す図。
【図23】第1化粧部材や第2化粧部材がロータハウジ
ングに取付けられている別の例を示す図。
ングに取付けられている別の例を示す図。
【図24】モータの分解斜視図。
【図25】モータの組立図。
【図26】モータの放熱装置の別の例を示す図。
11・・・フレーム、14・・・クランク(回転部)、
16・・・前輪(回転部)、17・・・後輪(回転
部)、31・・・モータ、32・・・第2化粧部材、5
1・・・固定軸、52・・・軸受、53・・・鉄芯、5
5・・・ロータハウジング、56・・・駆動用のマグネ
ット、58・・・駆動用の回路、66・・・第1化粧部
材(付加部材)、66b・・・凸部(放熱フィン)、6
7・・・ベース、67d・・・凸部(放熱フィン)、R
T・・・ロータ、ST・・・ステータ、C1,C2,C
3・・・駆動用のコイル、DD・・・化粧部材に表示さ
れた意匠図、LA・・・ラビリンス
16・・・前輪(回転部)、17・・・後輪(回転
部)、31・・・モータ、32・・・第2化粧部材、5
1・・・固定軸、52・・・軸受、53・・・鉄芯、5
5・・・ロータハウジング、56・・・駆動用のマグネ
ット、58・・・駆動用の回路、66・・・第1化粧部
材(付加部材)、66b・・・凸部(放熱フィン)、6
7・・・ベース、67d・・・凸部(放熱フィン)、R
T・・・ロータ、ST・・・ステータ、C1,C2,C
3・・・駆動用のコイル、DD・・・化粧部材に表示さ
れた意匠図、LA・・・ラビリンス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 一男 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 移動装置を用いて操作者の操作により移
動する際に、移動装置に配置されて移動するための力の
一部を補助するモータにおいて、 固定軸に対して設定されるステータと、このステータに
対して回転するロータを備え、 ステータは、 通電することでロータを回転させるための駆動コイルを
有し、固定軸に固定されているベースと、 このベースの外面を覆うための第1化粧部材と、を有
し、 ロータは、 通電された駆動コイルによる磁気の発生によりロータを
固定軸を中心として回転させるための駆動用のマグネッ
トを有し、移動装置の車輪と一体になっているロータハ
ウジングと、 ロータハウジングに設定されて、ロータハウジングの外
面を覆うための第2化粧部材と、を有することを特徴と
するモータ。 - 【請求項2】 移動装置は自転車であり、固定軸は自転
車の車輪の回転中心軸であって、第1化粧部材は円形状
でありロータハウジングに固定された状態でステータの
ベースの外面を覆っており、第2化粧部材は円形状であ
りロータハウジングの外面に固定されている請求項1に
記載のモータ。 - 【請求項3】 第1化粧部材と第2化粧部材は、ロータ
の回転方向に関して同じ形状の意匠図が所定角度毎に描
かれている請求項2に記載のモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33822196A JPH10175581A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33822196A JPH10175581A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10175581A true JPH10175581A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18316073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33822196A Pending JPH10175581A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10175581A (ja) |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP33822196A patent/JPH10175581A/ja active Pending
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