(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人力による駆動系と電動モータによる駆動系を備え、コントローラによって前記電動モータへの供給電圧又は供給電流を人力の大きさに応じて制御する電動モータ付自転車の前記コントローラの配置構造であって、
クランク軸を回転自在に支承する左右分割型ケース内の前記クランク軸の周囲に隔壁を介して空間を画成し、該空間に前記コントローラを収納するとともに、該コントローラの基板を熱伝導率の高い材質で構成されたブラケットによってケース内壁に固定し、前記ブラケットに前記コントローラの発熱部品を取り付けたことを特徴とする電動モータ付自転車のコントローラ配置構造。
【請求項２】
前記コントローラは、前記クランク軸を挟むように、且つ、該クランク軸に対して平行に配された側面視くの字状に折曲された２枚の基板の一方にパワー部を設け、他方にコントロール部を設けて構成されることを特徴とする請求項１記載の電動モータ付自転車のコントローラ配置構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コントローラを搭載する電動モータ付自転車のコントローラの配置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人力による駆動力を電動モータによる補助動力によって補う電動モータ付自転車が既に提案され、実用に供されている。この電動モータ付自転車は、人力による駆動系の他に電動モータによる駆動系を備え、人力を検知してその大きさに応じた補助動力を車輪に付与することによってライダーの肉体的負担を軽減するものである。
【０００３】
ところで、斯かる電動モータ付自転車においては、補助動力の大きさは電動モータへの供給電圧（又は電流）をコントローラによって制御することによって調整されるが、従来、このコントローラは専用のケースに収納され、パワーユニット前方のメインフレーム下部にボルトによって取り付けられ、該パワーユニットと電動モータ及びバッテリは各々長いワイヤーハーネスによって電気的に接続されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のコントローラの配置構造にあっては、専用のケース及びこれを取り付けるためのボルトやブラケットが必要であるため、部品点数の増加とこれに伴う高重量化、組立工数の増大及びコストアップを招くという問題があった。
【０００５】
又、パワーユニットと電動モータ及びバッテリを接続するワイヤーハーネスが長く、結線用のカプラーも必要であるため、このことによっても部品点数や組立工数が増加するという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたのもで、その目的とする処は、自転車の部品点数及び組立工数の削減、軽量化、コストダウン、電気配線の短縮化等を図ることができる電動モータ付自転車のコントローラ配置構造を提供することにある。
【０００７】
又、本発明は、コントローラの放熱性を高めることができる電動モータ付自転車のコントローラ配置構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、人力による駆動系と電動モータによる駆動系を備え、コントローラによって前記電動モータへの供給電圧又は供給電流を人力の大きさに応じて制御する電動モータ付自転車の前記コントローラの配置構造として、クランク軸を回転自在に支承する左右分割型ケース内の前記クランク軸の周囲に隔壁を介して空間を画成し、該空間に前記コントローラを収納するとともに、該コントローラの基板を熱伝導率の高い材質で構成されたブラケットによってケース内壁に固定し、前記ブラケットに前記コントローラの発熱部品を取り付けたことを特徴とする。
【０００９】
又、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記コントローラを、前記クランク軸を挟むように、且つ、該クランク軸に対して平行に配された側面視くの字状に折曲された２枚の基板の一方にパワー部を設け、他方にコントロール部を設けて構成したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、コントローラは既設のケース内のクランク軸周りに合理的に収納されるため、これを収納するための専用のケース及びこれをフレーム等に取り付けるためのボルトやブラケット等が不要となり、自転車の構成部品点数及び組立工数が削減され、軽量化、コストダウン等を図ることができる。又、コントローラと電動モータ、バッテリ等の他の電気機器を接続するワイヤー類を最短化してカプラー等を省略することができ、更なる部品点数の削減とこれに伴う軽量化及びコストダウンを図ることができる。
【００１２】
又、本発明によれば、コントローラに含まれる発熱部品からの熱は熱伝導率の高いブラケットを介してケースに伝わり、ケースから大気中に放熱されるため、コントローラの放熱性が高められる。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明に係るコントローラ配置構造を有する電動モータ付自動車の側面図、図２は同電動モータ付自転車のパワーユニット部の平断面図、図３は同パワーユニット部の側断面図である。
【００１５】
先ず、図１に基づいて電動モータ付自転車１の概略構成を説明する。
【００１６】
図１において、２は車体前方に位置するヘッドパイプであり、該ヘッドパイプ２内にはハンドルステム３が回動自在に挿通している。そして、ハンドルステム３の上端にはハンドル４が結着され、同ハンドルステム３の下端にはフロントフォーク５が結着されており、該フロントフォーク５の下端部には前輪６が回転自在に軸支されている。
【００１７】
又、前記ヘッドパイプ２には略Ｕ字状に折曲されたメインフレーム７の前端が結着されており、該メインフレーム７の斜め上方に立設するシートパイプを兼ねる部分にはシートポスト８を介してシート９が支持されている。そして、メインフレーム７の前半部の直線部分上にはバッテリ１０が支持されている。
【００１８】
ところで、車体の略中央下部には、パワーユニット１１がブラケット１２，１３を介してメインフレーム７に支持されている。このパワーユニット１１は人力による駆動系と電動モータによる駆動系を並設して構成され、これにはクランク軸１４が回転自在に支承されており、該クランク軸１４の左右両端にはクランク１５が取り付けられ、各クランク１５の端部にはペダル１６が軸支されている。
【００１９】
又、上記パワーユニット１１からは左右一対のチェーンステイ１７が車体後方に向かって延出しており、該チェーンステイ１７の後端部と前記メインフレーム７とは左右一対のシートステイ１８によって連結されている。そして、チェーンステイ１７後端の前記シートステイ１８との連結部には後輪１９が回転自在に軸支されており、後輪１９を支持する車軸にはホイールスプロケット２０が結着されている。
【００２０】
ここで、前記パワーユニット１１の構成の詳細を図２及び図３に基づいて説明する。
【００２１】
図２に示すパワーユニット１１において、左右に２分割されたケース２１には前記クランク軸１４がベアリング２２，２３によって回転自在に支持されており、該クランク軸１４の後方には、左右に２分割されて横方向に同軸に配された中空のドライブ軸２４と合力軸２５がベアリング２６，２７によってそれぞれ回転自在に支承されている。これらのドライブ軸２４と合力軸２５は互いに相対回転可能であって、図示のようにドライブ軸２４の端部外周に合力軸２５の一端がリミッタ２８を介して相対回転可能に嵌合されている。そして、これらのドライブ軸２４と合力軸２５の内部（中空部）にはトーションバー２９が挿通しており、該トーションバー２９の一端はドライブ軸２４の外端部にピン結合によって結着され、同トーションバー２９の他端は合力軸２５の外端部に同じくピン結合によって結着されている。
【００２２】
ところで、上記ドライブ軸２４と合力軸２５上には、両者の捩れ角（位相差）を検出するための回転ポテンショメータ３０が設けられている。
【００２３】
而して、上記ドライブ軸２４の外端部外周には小径の増速ギヤ３１がセレーション結合によって結着されており、該増速ギヤ３１は、クランク軸１４の一端外周にワンウェイクラッチ３２を介して支持された大径の内歯増速ギヤ３３に噛合している。又、合力軸２５の中間部外周にはワンウェイクラッチ３４を介して大径の増速ギヤ３５が設けられており、同合力軸２５のケース２１外へ延出する端部外周にはドライブスプロケット３６がネジ結合によって結着されている。そして、ドライブスプロケット３６と図１に示す前記ホイールスプロケット２０には無端状のチェーン３７が巻装されている。
【００２４】
一方、ケース２１には電動モータ３８が横向きに取り付けられており、該電動モータ３８のモータ軸３９の一端には小径の減速ギヤ４０が形成されている。そして、この減速ギヤ４０はアイドルギヤ４１に噛合しており、該アイドルギヤ４１は、ケース２１にベアリング４２によって回転自在に支承された減速軸４３の一端にセレーション結合によって結着された大径の減速ギヤ４４に噛合している。又、減速軸４３の他端には小径の減速ギヤ４５が一体に形成されており、該減速ギヤ４５は前記減速ギヤ３５に噛合している。
【００２５】
ところで、本実施の例においては、ケース２１内の前記増速ギヤ３３の内側であって、前記クランク軸１４の周囲に隔壁２１ａによって画成された空間Ｓ内には、前記バッテリ１０から前記電動モータ３８への供給電圧（又は電流）を制御するためのコントローラ５０が収納されている。このコントローラ５０は、図３に示すように、クランク軸１４を挟むように、且つ、該クランク軸１４に対して平行（図３の紙面垂直方向）に配された側面視くの字状に折曲された２枚の基板５１，５２を有し、一方の基板５１にはコントロール部を構成するＣＰＵ５３が取り付けられ、他方の基板５２にはパワー部を構成するコンデンサ５４や該コンデンサ５４と前記バッテリ１０やＣＰＵ５３とを接続するためのコネクタ５５，５６等が取り付けられている。
【００２６】
又、コントローラ５０の前記基板５１，５２の結合部にはアルミニウム等の熱伝導性の高い金属で構成される平板状のブラケット５７が幅方向（図３の紙面垂直方向）に長く取り付けられており、このブラケット５７には発熱部品である複数のＦＥＴ５８が取り付けられている。
【００２７】
而して、コントローラ５０は、上記ブラケット５７をビス５９によってケース２１にネジ止めすることによってケース２１に支持されており、このとき、ブラケット５７の両端はケース２１の内壁に接触している。
【００２８】
次に、電動モータ付自転車１の作用を説明する。
【００２９】
ライダーが左右のペダル１６を交互に踏んでクランク軸１４を回転駆動すると、クランク軸１４の回転はワンウェイクラッチ３２、増速ギヤ３３，３１を経て増速されてドライブ軸２４とトーションバー２９に伝達され、更に、トーションバー２９から合力軸２５に伝達される。従って、クランク軸１４に入力される人力（トルク）はトーションバー２９を介して合力軸２５に伝達される。
【００３０】
他方、電動モータ３８のモータ軸３９の回転は、減速ギヤ４０、アイドルギヤ４１、減速ギヤ４４、減速軸４３、減速ギヤ４５，３５及びワンウェイクラッチ３４を経て減速されて合力軸２５に伝達され、従って、電動モータ３８にて発生する補助動力は以上の経路を経て合力軸２５に伝達される。
【００３１】
而して、合力軸２５は人力と補助動力の双方によって回転駆動され、その回転はドライブスプロケット３６、チェーン３７及びホイールスプロケット２０を経て後輪１９に伝達されるため、後輪１９が人力と補助動力の双方によって回転駆動されて当該電動モータ付自転車１が走行せしめられる。
【００３２】
ところで、前述のようにクランク軸１４に入力される人力はトーションバー２９を介して合力軸２５に伝達されるため、トーションバー２９は人力の大きさに比例した量だけ捩れ、この捩れによってドライブ軸２４と合力軸２５の間に位相差が生じ、この位相差は前記回転ポテンショメータ３０によって検出され、その検出結果は前記コントローラ５０に入力される。
【００３３】
すると、コントローラ５０はドライブ軸２４と合力軸２５の位相差に基づいて人力（トルク）の大きさを求め、その人力の大きさに応じてバッテリ１０から電動モータ３８への供給電圧（又は電流）を制御し、電動モータ３８が発生する補助動力を人力に対して所定の値に調整する。
【００３４】
以上において、本実施例によれば、コントローラ５０は既設のケース２１内のクランク軸１４周りに画成された空間Ｓに合理的に収納されるため、これを収納するための専用のケース及びこれを取り付けるためのボルトやブラケット等が不要となり、自転車１の構成部品点数及び組立工数が削減され、軽量化、コストダウン等が図られる。又、コントローラ５０は密閉された空間Ｓ内に収納されるため、該コントローラ５０には高い防水性が確保される。
【００３５】
更に、コントローラ５０と電動モータ３８、バッテリ１０等の他の電気機器を接続する不図示のワイヤー類を最短化してカプラー等を省略することができ、更なる部品点数の削減とこれに伴う軽量化及びコストダウンを図ることができる。
【００３６】
又、本実施例によれば、コントローラ５０に含まれる発熱部品であるＦＥＴ５８からの熱は熱伝導率の高いブラケット５７を介してケース２１に伝わり、ケース２１から大気中に効率良く放熱されるため、コントローラ５０の放熱性が高められる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、コントローラを既設のケースのクランク軸周りに画成された空間に収納するようにしたため、該コントローラを収納するための専用のケース及びこれをフレーム等に取り付けるためのボルトやブラケット等が不要となり、自転車の部品点数及び組立工数の削減、軽量化、コストダウン、電気配線の最短化等を図ることができるという効果が得られる。
【００３９】
又、本発明によれば、コントローラコントローラに含まれる発熱部品からの熱は熱伝導率の高いブラケットを介してケースに伝わり、ケースから大気中に放熱されるため、コントローラの放熱性が高められるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコントローラ配置構造を有する電動モータ付自動車の側面図である。
【図２】本発明に係るコントローラ配置構造を有する電動モータ付自動車のパワーユニット部の平断面図である。
【図３】本発明に係るコントローラ配置構造を有する電動モータ付自動車の側断面図である。
【符号の説明】
１          電動モータ付自転車（自転車）
１４        クランク軸（人力入力部）
２１        左右分割型ケース
５０        コントローラ
５１，５２  基板
５３        ＣＰＵ（コントロール部）
５４        コンデンサ（パワー部）
５７        ブラケット
５８        ＦＥＴ（発熱部品）
Ｓ          空間
【図１】
0003639863.tif 000002
【図２】
0003639863.tif 000003
【図３】
0003639863.tif 000004