(57)【要約】【課題】  【解決手段】  電動車のペダル軸の近辺に取付けられ、モータ、歯車減速機、チェーン（２８）、チェーン張りホイール（２２）、後輪歯車（２７）及びスプロケット（３０）が含まれる小型電動車の中間取付け駆動装置であって、駆動装置の本体とペダル軸が構造、機能上、完全に分離されることを特徴としている。それには、外殻が、搭乗者の体重とペダル踏み力の衝撃を完全に受けないため、当該中間取付け駆動装置は体積が小さく、軽く、信頼性が高く、寿命が長いのと、ペダル軸とハンガラグの機能を十分に利用することにより、フレームの設計が更に合理的であるのと、高効率で、低トルク変動、中速永久磁石ブラシレスモータ、一段歯車減速、内蔵された制御装置、軽合金全密閉防水カバー、加速度センサー或いは外付けペダル軸磁歪トルクセンサーを使用することにより、アシストを実現するのがある。当該中間取り付け駆動装置は、電動自転車、電動アシスト自転車、軽型の電気オートバイ、電動三輪車等の小型電動車に適用する。【選択図】図１
2012502835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ、制御装置、センサー、歯車減速機、一方向クラッチ、チェーン張り装置、及び外殻が含まれる小型電動車の中間取付けモータ駆動装置であって、
前記中間取り付けモータ駆動装置は、前記小型電動車のペダル軸位置の近辺に取付けるもので、チェーン、チェーン張り輪及び後輪歯車、ペダル軸/ペダル軸センサーとペダル軸、大スプロケット等と共に電動車の動力駆動装置を構成するものであって、
前記中間モータ駆動装置と前記ペダル軸或いはセンサー付きの中間部品が、構造と機能の上で完全に分離され、
前記モータがインナーロータ型の中速の永久磁石直流モータで、前記モータのモータ軸と大歯車軸、ペダル軸が平行になり、
前記制御装置が内蔵式で、駆動装置の外殻内、或いは外殻の上に取り付けられ、
前記センサーが内蔵センサー或いは外付けペダル軸センサーであって、さらに、前記内蔵センサーは加速度センサーで、前記外付けペダル軸センサーはトルクセンサー或いはホールセンサーである、ことを特徴とする小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項２】
前記モータが分数スロット巻きのインナーロータ型ブラシレスモータであって、
前記モータの固定子の鉄心が、分割式の突合せ重ね構造で、
前記固定子の鉄心のシリコン鋼が、各片上のきりかけ部の溝と相互にかみ合わせたもので、
固定子コイルは、数本を平行或いは大ピッチエナメル銅線巻きでプラスチック絶縁付きのフレームに巻いたものであることを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項３】
前記制御装置がポジションセンサーとポジションレスセンサー付きのブラシレス制御装置であって、
当該ブラシレス制御装置を駆動部分の外殻内、外殻の上、或いはモータ側面のカバー内に取り付け、シリコンゴム、エポキシ樹脂、或いはその他防水密封材料にてシールしたことを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項４】
前記小型電動車の中間モータ駆動装置の外殻の材料が、アルミ合金、マグネシウム合金或いはアルミマグネシウム合金であって、
前記制御装置を前記外殻内に取り付け、単独で着脱しやすい制御装置のカバーの上に取り付けて、
前記制御装置のハイパワー管の取付け部と対応する部分の外殻或いはカバーの外表面には前記小型電動車車体の走行方向と一致した方向へ熱を分散するリブがあり、
そのメイン基板がハイパワー管とともに前記制御装置のカバー内に取付けられることを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項５】
前記減速器内の歯車がモジュールの小さい歯車であって、
歯車の歯形は、高変位あるいは角度変位されるように、
歯車の歯先から歯元までの歯の外観形状が補正され、
その表面は熱処理により強化されており、
さらに、主動小歯車はモータ軸の端部の歯数の少ない軸歯車に位置され、
大、小歯車は、低炭素合金鋼或いは高強度合金鋼により作られ、大、小歯車の表面が硬度の高い表面で、浸炭、窒化処理或いは炭素窒化処理と表面熱処理により強化され、或いは大歯車はポリオキシメチレン、ガラス繊維入りナイロン等強度の高いエンジニアリングプラスチックにより作られ、
大、小歯車の歯数が素数であり、大小歯形の歯車が直線やヘリカルであり、
ヘリカルの場合、モータと歯車軸の軸受の端面にバランスを取り正転方向に生ずる軸方向の力を緩和するのに用いる軸受用波形ばね座金を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の歯車減速機。
【請求項６】
前記加速度センサーがMEMSシングルチップセンサーであって、
チップがプリント基板上に溶接され、
プリント基板は、プラスチック歯車側の端面に溝の中に取り付けられ、
前記加速度センサーのチップが垂直に取り付けられ、そのXY軸と水平面が±45oで、XY軸の平面での両軸への対称軸と、垂直線との間の位置誤差が、チップを乗せたプリント基板のプラスチック歯車と噛み合うピニオンにより、調整することができることを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項７】
前記外付け中間トルクセンサーが前記小型電動車のフレームの中間のコネクターのハンガラグ内に取り付けられ、
ペダル軸表面に電気沈積或いはメッキ工程による超磁歪、磁歪材料或いは非晶質磁性材料、巨大磁気抵抗材料による薄膜があることを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項８】
前記後輪歯車が一体化或いは同軸平行の固定小スプロケットでもあり、第二チェーンと減速器の出力軸には、一方向クラッチが付いた小スプロケットが連結され、人のペダル踏みと完全に分けられたモータにより直接駆動することができることを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項９】
モータの外殻と中間取り付けのモータ駆動装置の外殻の印籠部に断熱密封ゴム座があり、密封ゴム座の材料がシリコンゴム或いはテフロン（登録商標）を優先とすることを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記中間取り付け駆動装置を取り付けるのに用いるフレームが、マグネシウム合金、アルミマグネシウム合金、アルミ合金を含む軽合金架台フレームであって、
架台の構造が折り畳み式で、蓄電池がリン酸鉄リチウム電池或いはマンガン酸リチウム電池を優先とすることを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項１１】
前記歯車減速機がグリース或いは少量のオイルを含有した一段減速器であることを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【請求項１２】
前記外殻には前カバー、後カバー、制御装置のカバー、モータカバーと側面カバーが含まれ、いずれも軽合金或いは耐衝撃性、高い寸法安定性のエンジニアリングプラスチックにより製造され、
前記外殻にはリード線の束のガイド用密封ゴムプラグが付けられており、外殻部品の周辺には溝があり、シリコンゴムにより完全密封防水構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の小型電動車の中間取付けモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一種の小型化、軽量化、コンパクト化した、パワーの大きい、機電一体化の小型電動車用の中間取付けモータ駆動装置に関わるものであって、モータ、制御装置、センサー、歯車減速機、一方向クラッチ（後輪の歯車）、チェーン張り装置及び外殻等の部分により構成される。そして、電動・アシスト自転車のペダル軸近辺に取り付けられ、チェーン、後輪歯車とペダル軸、大スプロケット等により電動自転車の動力駆動装置を構成するもので、各種電動自転車・電動アシスト自転車・軽型電電気オートバイ、折り畳み式電動自転車、軽量電動三輪車、電動スクーター等に適用され、小型電動車の駆動制御分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
中国において小型電動車、特に電動自転車と軽型電気オートバイ産業は、十年以上をかけて巨大な発展を齎し、世界で一番大きい小型電動車市場と開発製造基地になっている。近年以来、エネルギー危機、環境汚染により、特に石油資源の枯渇により、ガソリン代は急速に上がっているが、インフレ等と社会的要素により、電動車産業は世界的にこれまでにないくらい幅広く注目され、重要視され、巨大な新しい市場を形成しはじめ、開発、設計及び製造、使用のブームを起こしている。
【０００３】
現在、中国電動自転車における電気駆動システムは、依然、ホイールハブ式の外部回転子モータの後輪の駆動をメインとしており、前輪或いは前後輪の両駆動型、及び中間取付け或いはペダル軸駆動システムは非常に少なく、成熟した先進的な産業化可能の技術は更に少ない。
【０００４】
ホイールハブ式モータを使用する前後輪駆動方式に比べ、中間取付け或いはペダル軸駆動方式の長所としては、電動車全体の構造と配置、特にその重心の割付けが更に合理的な点である。即ち、駆動ユニット部品の取付け位置が、自動車全体の中部にあり、重心が最も低く、車体の走行安定性が良いのである。ホイールハブ式モータに比べ、走行中モータの外殻が、直接、搭乗者の体重及び積載物等の大きい外力を受けないので、ハブモータの外殻の変形、モータの固定子と回転子の間の隙間の不均一、及び重荷重に対する材料の強度不足による外殻或いはスポークの断裂、ノイズ等の隠れた弊害、危険と欠陥を避けることができる。その前後輪には、直接、設計と製造が成熟した信頼できる汎用自転車の前後輪と車輪が使用できるので、メンテナンスする際の車輪の分解、交換も簡単で便利である。それ以外、自転車用後輪の内、外部トランスミッションを容易に取り付けることができるし、中間取り付け或いはペダル軸駆動装置の内部に機械の変速装置があることにより、外部からの機械変速が更にフレキシブルに使用、調整できるので、坂道、風に逆らう、重荷重等の厳しい状況でも楽に乗れる。
【０００５】
中間取り付け或いはペダル軸駆動の方法により、小型電動車製品を柔軟に設計することができ、前輪と後輪が軸方向或いはラジアル寸法の制限を受けず、全体の造形が簡潔で綺麗になる。駆動装置の構造も密封性が更に良く、信頼性も更に高い。使用される各原材料の中で、特に金属材料が少ないため、モータと全体の重量が更に軽く、無負荷、軽負荷の際の電流が少なく、エネルギー消耗が少なく、動力性能が更に良いので、電動自転車の軽量化、アシスト化、先端化、高効率化等の発展の時代の流れに合致するのである。
【０００６】
然し、現在中国国内の電動自転車において、中間取付け或いはペダル軸の駆動システムが非常に少なく、成熟した先進的な設計案と製品も少ない。それは、主に中間取り付け或いはペダル軸の駆動装置の構造が、機械減速器の無い低速ハブモータに比べて更に複雑であり、開発と設計の技術が更に難しく、製品の部品における加工精度、表面度、材質と熱処理及び組立て工程に対する要求が厳しく、その上、治具、加工設備に対する要求も更に精密なので、製造コストが通常のハブモータより遥に高い。それ以外に、設計或いは製造が悪いと、騒音が大きくなり、電動車の使用寿命も保証できなくなる。
【０００７】
中国の視点から見ると、従来の中間取付け駆動装置、例えば中国特許登録番号：ＺＬ98242910.X, 中国特許登録番号：ＺＬ00200425.9は、高速モータ＋多段歯車減速の構造であったが、減速段数が多く（通常は２−３段）、高速モータの設計が不完全であった為、その効率が低く、ペダル軸駆動装置全体の効率が低かったのである。従来製品において、例えば中国特許登録番号：ＺＬ00238826.X、中国特許登録番号：ＺＬ200420015075.9の内部駆動には、チェーンスプロケット駆動の構造も採用したため、駆動装置全体の体積が大きく、駆動効率も低かったのである。最近登場した中間取付け駆動装置の市販製品も依然と（中国特許登録番号：ＺＬ200620003693.0）ブラシモータを使用しているので、通常の高速ブラシモータの中に存在するブラシー整流子の寿命が低く、効率が低い等の問題が出ている。それ以外にも、当該製品はオイル潤滑システムを使用している為、完全に密封した油漏れ防止構造が必要となり、メンテナンスが非常に面倒なのである。製品によっては、大きいハンガラグ（５つの開口部を有する管）ペダル軸構造、即ちモータ或いは制御装置、減速器を管内に取り付けた構造を採用するのもあるが、中間のコネクターのハンガラグは直径が大きいので、これらのフレーム構造、剛度、受力部の応力状況が、汎用自転車・電動自転車に比べ大きく違い、製造、使用とメンテナンスが不便である。それ以外、ペダル軸トルクアシスト式、即ち1+1式の製品は現在、極めて少なく、既存の市販製品はトルクセンサーの検知範囲が小さく、使用される非接触測定技術も成熟してないため、今まで市場に幅広く認められず応用されていない。
【０００８】
世界的な視点から見ると、日本の主流電動自転車は長期以来ずっとペダル軸駆動構造のアシスト式であって、製品に対する研究時間が一番長く、スタイルは様々であり、数年に及ぶ改善により、既に産業化され、技術も成熟し、実例も多い。例えば、欧州特許：ＥＰ0818386A1,日本特許：JP2003219603等の例がある。
【０００９】
然し、国内国外に関わらず、日本特許：JP2008017539等の最新のペダル軸駆動ユニットの特許文献においても、ペダル軸とモータ及び減速器を完全に分離したパターンは未だに無い。これらの電動自転車の中間のコネクターのハンガラグ部分は大体空いているままで、またこれらペダル軸付きのモータ駆動装置は構造が複雑なだけてなく、製造が難しくコストも高い。それに加え、ペダル軸部分の外殻が通常ダイカストアルミ合金或いはエンジニアリングプラスチック成型により作られており、ハンガラグの強度が、通常の鋼管或いは高強度アルミ合金等の材料をプレス、冷間引き抜き等の工程により製造された金属管にくらべ強度が低く、外殻が、常に搭乗者が上下する際の体重及びペダル踏み等の重荷重の衝撃を受けるので、使用中に想定外の衝撃を受けると外殻が破損し、電動自転車を継続して使用することが出来なくなる。最近登場した日本特許：JP2007230410では、外殻を一体にダイカストした板金部分をペダル軸センサーと連結し、またセンサーを中間のコネクターのハンガラグの内部に装入している。この技術は非常に進んでいるが、モータ駆動部分とペダル軸が完全に分離されていないため、全体の構造が依然と複雑で、製造コストが高く、耐衝撃性も低く、設計が合理的でない等の欠点が存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明で解決しようとしている技術的な問題は、一種の新型の電動車における中間取り付けモータ駆動装置を提供して、既存技術におけるペダル軸部品の一体化構造により軽合金外殻が搭乗者の体重を受けるのとペダル踏み力が中間取付けモータ駆動装置に作用することにより、材料と構造の強度に対する要求が高く、信頼性が低く、故障率が高い等の欠点と、サイズが大きく、構造が複雑で、製造が難しく、コストが高く、多段減速による騒音が大きく、駆動効率が低い等の欠点と不足を解決するためである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施例では、モータ、歯車減速機、制御装置、センサー、一方向クラッチ（フライホイール）、チェーン張り装置及び外殻等により構成された小型電動自転車における中間取付けモータ駆動装置を提供している。当該中間取付け駆動装置は、小型電動自転車のペダル軸位置の近辺に取付けられ、チェーンと後輪歯車・小型スプロケット、ペダル軸・ペダル軸センサー、大型スプロケットと共に小型電動車の動力駆動装置を構成している。その中で、中間取付けモータ駆動装置とペダル軸或いはセンサー付ペダル軸部品は、構造と機能の上で完全に分けられ、モータは、中速の永久磁石直流ブラシレスモータで、モータ軸と大歯車軸、ペダル軸が平行になっている。制御装置は内蔵されて、駆動装置の外殻の内側或いは外殻上に取り付けられている。センサーは、内蔵センサー或いは外付けペダル軸センサーであり、前記内蔵センサーは加速度センサーであって、外付けのペダル軸センサーはトルク回転数センサー或いはホール回転数センサーである。歯車減速機はグリース或いは少量のオイルを入れたグリースによるグリース潤滑システムの一段減速機であり、外殻には前、後カバー、モータカバーと側面カバー等が含まれるが、いずれも軽合金或いは耐衝撃、高寸法安定性のエンジニアリングプラスチックにより作られている。外殻にはリード線の束ガイド用密封ゴムプラグが付けられており、外殻部品の周辺には溝があり、シリコンゴムに密封されて全密封防水構造を形成している。
【００１２】
本発明での実施例の特徴において、モータは、集中巻き分数スロットの中速の永久磁石直流ブラシレスモータを優先とし、モータ固定子鉄心（固定子鉄心のシリコン鋼片は各片毎の切欠け部を相互かみ合せたもの）は、分割されたものを突合せた折り畳み構造を優先とし、固定子コイルは、数本の平行或いは大ピッチのエナメル銅線にてプラスチック絶縁フレームを巻いたものを優先とする。
【００１３】
本発明の実施例のもう一つの特徴において、制御装置がポジションセンサー有りとポジションセンサー無しのブラシレスモータ制御装置で、そのメイン基板を、ハイパワー管或いはパワーモジュールを駆動部分の外殻内、外殻外或いは側部カバー内に取り付け、シリコンゴム、エポキシ樹脂或いはその他防水密封材料にて密封したものである。中間取付けモータ駆動装置の外殻の材料はアルミ合金、マグネシウム合金或いはアルミマグネシウム合金でも良いし、高強度のエンジニアリングプラスチックでも良い。制御装置のハイパワー管の取付け部位に対応する軽合金外殻或いはカバーの外表面には、小型電動車車体の進行方向の風に逆らう気流と一致した水平クーリニングリブがダイカストされて、効率的に熱を分散している。
【００１４】
本発明の実施例のもう一つの特徴において、歯車減速機の歯車はモジュールの小さい歯車であって、歯車の歯形は、高変位（歯車同士の距離を変更する）あるいは角度変位（ギヤ比の変更等）されるように、歯車の歯先から歯元までの歯の外観形状が補正され、その表面は熱処理にて強化されたものである。その中の主動小歯車はモータ軸の端部に位置した歯数の少ない軸歯車である。大、小歯車は合金低炭素鋼或いは高強度合金鋼にて製造され、歯車の表面は硬度の高い歯面で、浸炭、窒化処理或いは炭化窒化処理、高周波焼入れ等の表面強化熱処理工程にて形成されている。大歯車は、ポリオキシメチレン、ガラス繊維入りナイロン等の強化エンジニアリングプラスチックにて製造されている。両歯車の歯数は素数を優先とし、歯形は直線或いはヘリカルが良いが、ヘリカルを優先とする。ヘリカルの場合、運転は安定するが、モータと歯車軸の軸受の端面に、バランスを取り正転方向に生ずる軸方向の力を緩和させるのに用いる軸受用波形ばね座金が取り付けられ、軸受位置の移動を避けて運転状況を改善している。
【００１５】
本発明の実施例のもう一つの特徴において、加速度センサーがMEMSシングルチップセンサーであり、チップがプリント基板上に溶接され、プリント基板がプラスチック歯車の側の端面に溝の中に取り付けられ、その加速度センサーのチップが使用状態で垂直に取り付けられ、そのXY軸と水平面或いは垂直（力）線がそれぞれ±45oであり、XY軸の平面での両軸の対称軸の、垂直（力）線の位置に対する誤差は、チップを乗せたプリント基板のプラスチック歯車と噛み合う小歯車により、調整、固定することができるのである。
【００１６】
本発明の実施例のもう一つの特徴において、ペダル軸のトルクセンサーが小型電動自転車のフレームの中間のコネクターのハンガラグ内に取り付けられ、ペダル軸表面には電気沈積或いはメッキ工程による超磁歪、磁歪材料、非晶質磁性材料或いは巨大磁気抵抗材料から作られた薄膜がある。
【００１７】
本発明の実施例のもう一つの特徴において、後輪歯車が一体化或いは同軸平行する固定小型スプロケットで、第二チェーンと減速器の出力軸には、一方向クラッチが付いた小型スプロケットが連結され、人力ペダルと完全に分けられたモータにより直接駆動することができ、走行エネルギーの再利用--回生充電が可能となる。
【００１８】
本発明の実施例のもう一つの特徴において、モータの外殻と中間取付けモータ駆動装置の外殻の印籠部に断熱密封ゴム座があり、その密封ゴム座の材料はシリコンゴム或いはテフロン（登録商標）を優先とするのである。
【００１９】
本発明の実施例のもう一つの特徴において、本発明での実施例での中間取り付け駆動装置を取り付けるのに用いるフレームは軽合金フレーム、特にマグネシウム合金、アルミマグネシウム合金のフレームを優先とし、フレームの構造は折り畳み式を優先とし、蓄電池はリン酸鉄リチウム電池或いはマンガン酸リチウム電池を優先とするのである。
【００２０】
本発明の長所は、モータ駆動装置とペダル軸或いはペダル軸センサー付き駆動装置が、構造と機能の上で完全に分離されている為、駆動ユニットの外殻が搭乗者の体重及びペダル踏み力を完全に受けず、汎用中間取り付け駆動ユニットの各長所を殆ど保持すると同時に、従来技術における固有の欠陥が存在しないことである。即ち、搭乗者の体重及びペダル踏み力が駆動ユニットに完全に作用せず、搭乗者が上下する際或いはその他の想定外の力によるペダル軸への衝撃力を、高強度、構造設計工程が既に成熟した汎用電動自転車のハンガラグ・中間のコネクター部品が受けるようにして、従来のハンガラグ・中間のコネクター部品の機能を活かして十分に利用しているので、全体の構造が更にコンパクトで、更に先進的かつ合理的で、人間工学原理に合致し、メンテナンスも便利である。駆動ユニットの外殻が受ける外力による応力及びその頻度が少ないため、駆動ユニットの使用寿命も大いに延長されている。ペダル軸の人力アシスト部分と電気駆動ユニットが完全に分離されたことによって、中間取り付け駆動ユニットの体積、重量が著しく下がるので、ユニットのコストが下がり、外殻金型の製造の困難性と部品構造と加工の複雑性を大いに下げている。本発明において中間取付け駆動ユニットの体積がコンパクトであるため、全体及び駆動システムの設計の柔軟性が更に高く、異なるスタイルと形に容易に適応することができる。フレームの製造の困難性とコストも更に下がり、フレームの構造設計が汎用自転車・電動自転車と更に近い。
【００２１】
本発明のもう一つの長所は、発明者が過去に出願した特許技術200510015875.Xに記載された道路状況によって測定する技術、新型微小加速度センサー等により構成される全電子トルク1+1アシスト技術を採用したのである。加速度センサーが直接に中間取付けモータ駆動装置の外殻に取付けられ、内部が直接に密封された制御装置の回路に連結されるため、構造の上で一体に緊密になり、コンパクトで、コストの低い全新型純粋電子トルクアシストの中間取付け駆動電動自転車或いはその他小型電動車を構成することができる。この新型電動車において、コストの高いペダル軸トルクセンサーを採用する必要がなく、中間のコネクターのハンガラグ内に汎用自転車のペダル軸を直接に装入することができる。
【００２２】
本発明の長所において、ペダル軸トルクセンサーによる1+1アシスト技術を採用しているので、センサーが、本発明の中に記述される中間取付けモータ駆動装置の構造と寸法の制限を受けることなく、全体の設計が更に柔軟的なのである。本発明に用いるトルクセンサーは、磁歪、超磁歪、非晶質磁性材料或いは巨大磁気抵抗材料を採用し、電気沈積或いはメッキ工程により製造され、その体積がコンパクトで、製造コストが低く、その外径が小さく、励磁と検知コイル及びフレームを含め、全て汎用自転車或いは電動自転車の中間のコネクターのハンガラグ内に取り付けられ、後者の方が機械強度が高く、設計と製造技術が完全に成熟しているため、殆どの既存の一体化中間取付けモータ駆動装置に存在する強度欠陥と潜在的な危険を無くし、全体の構造が更に丈夫で、剛性が良く、使用寿命が更に延長している。
【００２３】
本発明の長所において、使用されるモータについて、発明者が過去出願したもう一つの特許技術200610130640.Xに記述されている小型の三相矩形波駆動の永久磁石を用いた直流低速ブラシレスモータを採用したのである。モータは、集中巻き分数スロット、分割式鉄心を採用し、中速のインナーロータ式ブラシレスモータを選択しているので、直接に減速比の小さい一段減速駆動を使用することができ、機械歯車駆動部分のエネルギー消耗が著しく下がり、騒音も多段減速方式に比べ大きく減少されている。その上、新型モータが、高効率、低トルク変動、低磁気抵抗トルク、低コストで、自動化量産が可能等の長所により、本発明の新型中間取付け駆動装置付けの電動自転車は、高い総合電気エネルギー変換効率と良好な動力性能があり、省エネもできるので、一回の充電で走行できる距離と蓄電池の使用寿命を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に記述されている機電一体化小型電動車の中間取付けモータ駆動装置の主要な断面図である。
【図２】本発明に記述されている電動車の中間取付けモータ駆動装置の正面図である。
【図３】本発明に記述されている電動車の中間取付けモータ駆動装置の背面図である。
【図４】本発明に記述されている電動車の中間取付けモータ駆動装置の電気アシスト加速度センサー部分の断面図である。
【図５】本発明に記述されている電動車の中間取付けモータ駆動装置の駆動システムを示している。
【図６】本発明で記述されている中間取り付けモータ駆動装置を使用している電動自転車から、チェーンカバーを取り外した側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
1. 密封、2. 減速大歯車、3. 駆動装置の外殻後カバー、4. モータの外殻、5. 希土永久マグネット、6. モータの側面カバー、7. 回転子スタンド、8. 固定子コイル、9. 固定子鉄心、10. センサーカバー、11. センサーポジション調整小歯車、12. 外殻締め付けボルト、13. 駆動装置外殻の前カバー、14. 制御装置の基板、15. モータ固定ボルト、16. モータ回転子歯車軸、17. 軸受、18. 大歯車出力軸、19. 駆動装置出力小歯車、20. チェーン張り輪軸ボルト、21. チェーン張り輪支え、22. チェーン張り輪、23. センサー付大歯車、24. センサー付大歯車軸、25. センサー付基板、26. 後軸、27. 後輪の歯車、28. チェーン、29. 中間取付けモータ駆動装置の固定フレーム、30. 大スプロケット、31. フレーム、32. クランクペダルユニット、33. ペダル軸
【発明を実施するための形態】
【００２６】
中間取り付けモータ駆動装置は、フレームの下に取り付けられた固定フレーム29と締め付け部品により正確に固定され、減速出力軸上の歯車19と大スプロケット30、後輪歯車27及びチェーン張り輪22が同じ表面内にあって、モータ駆動トルク或いは搭乗者のペダル踏みトルクがそれぞれ或いは同時にチェーン28によって後輪歯車27に伝えられ、各歯車の一方向クラッチによって、電力或いは人力で単独駆動走行を実現し、或いは同時に作用することによって電動自転車の1+1アシスト走行を実現する。この構造は、出力軸上の小歯車19と大スプロケット30の間で正確な相互位置をキープし、正常走行を保証しているので、チェーン28が容易に脱落しない。
【００２７】
制御装置の基板14は、中間取付けモータ駆動装置の外殻内に完全に密封され、有効に防水、防塵するだけではなく、有効に熱を分散しているので、駆動装置の制御システムの信頼性を大いに高め、その使用寿命を有効に延長している。ペダル軸部品と完全に分離及び機電一体化した構造は、小型でコンパクなので、原材料をセーブし、製造コストも減少している。制御装置の出力リード線は、最短長さで直接にモータと連結されているため、大電流によるオーム損失を下げ、システムの総合効率を有効に高めている。本発明において、既存の中間取付けモータ駆動装置の取り付け位置に比べ、ハンガラグと管内のペダル軸トルクセンサーが分離し、既存フレームハンガラグを再利用することができ、全体の構造と重心の分布が更に合理的であり、ペダルの地面からの高さが更に標準規定に合致し、走行も更に安定し楽に乗れる。
【００２８】
中速モータを採用したことにより、減速歯車の段数を減らすだけでなく、同時に機械部品、特に歯車、軸と軸受の使用個数を減しているため、製造コストが大いに減少し、システムの総合効率も大いに高めている。本発明の製造において、中間モータの最高効率が86%以上に達していることにより、中間駆動装置の総合効率は82%以上に達している。本発明の中間取り付けモータ駆動電動自転車に使用される36V10AH蓄電池は、一回の充電で連続走行距離が60ｋｍも走れる。ホイールハブ式の低速モータに比べ、出力トルクが減速機により増幅されるので、駆動構造の体積が小さく、軽くて坂道登り能力が強い。本発明における中間取付けモータ駆動装置は、総重量が 3.2ｋｇしかなく、現在市場に流通している205汎用スポーク輪の低速ブラシレスホイールハブ電動自転車に比べ、重量が約3ｋｇ下がり、約50%減ったことになる。フルアルミホイール205ハブモータに比べ重量が4ｋｇ近く下がり、56%近く減ったことになる。そこで、本発明を実施することにより、金属材料の節約、資源の節約面で効果が著しく、省エネが求められる新世代のグリーン製品に合致している。
【００２９】
本発明において、添付図を添付して、実施例によって詳しく説明しているが、当該分野の技術者による各種の変化及び改良が良く見られる。しかし、これらの変化及び改良が本発明における請求項に限定された範囲内である場合は、全て本発明に含まれるものと認める。
【図１】
2012502835.tif 000003
【図２】
2012502835.tif 000004
【図３】
2012502835.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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