CN104755367B - 电动用轮毂装置及电动自行车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动用轮毂装置，其不会大幅度地增大花键部的相对于轴心方向的长度，能够良好地向轮毂体传递人力驱动力。该电动用轮毂装置设有将来自飞轮(60)的人力驱动力传递到轮毂体(23)的罩部件(28)的花键接头(53)，在花键接头(53)上，一体地形成有承受来自飞轮(60)侧的人力驱动力的输入花键部(53b)和将人力驱动力传递到罩部件(28)的输出花键部(53a)，输出花键部(53a)的直径形成为比输入花键部(53b)的直径大。

Description

电动用轮毂装置及电动自行车

技术领域

本发明涉及电动用轮毂装置及具备电动用轮毂装置的电动自行车。

背景技术

作为设置于电动自行车的车轮的中心部的现有电动用轮毂装置，例如，如图22所示，为如下结构即具有：相对于电动自行车的链条支架等框架500而固定配设的左右一对轮毂轴501、502、相对于这两个轮毂轴501、502而旋转自如的轮毂体503、配设于该轮毂体503的内部并使轮毂体503旋转的电动机504(例如，专利文献1等)。此外，图22的505为辐条，506为电动机504的旋转轴，508为电动机504的转子，509为电动机504的定子，516A、516B分别为电动机504的壳体。旋转轴506配设于左右轮毂轴501、502之间。另外，510为传递来自踏板的踏力(人力驱动力)的链条，511为外装变速器的自由轮。

电动机504的转子508及旋转轴506经由设置于轮毂体503内的由行星齿轮机构等构成的减速机构507，与轮毂体503连动。轮毂体503具备：单侧开口的大致圆筒状主体部件521、密闭主体部件521的开口侧的圆盘状罩部件522、形成于罩部件522的中央部的贯通孔523及凸台部524、插入贯通孔514内并且相对于轮毂轴502以旋转自如的状态外嵌的筒状安装部件525等。

自由轮511在轮毂体503的外侧方，旋转自如地外嵌于轮毂轴502。自由轮511具有：具备与链条510啮合的多枚飞轮(sprocket)512的圆筒状外体513、设置于外体513的内部的筒状内体514、设置于外体513和内体514之间且从飞轮512仅向轮毂体503传递旋转驱动力的单向超越离合器515。另外，在内体514的单侧，形成有粗径部526，并且在该粗径部526的内周部和罩部件522的凸台部524的外周，形成有花键部527、528，两者进行卡合，该花键部527、528具有锯齿状凹凸部，彼此啮合。此外，花键部527、528的截面形状相对于轮毂轴502的轴心方向为相同(即，直径一定)。另外，在外体513的内部，设有旋转自如地支承外体513的轴承体518。

减速机构507具有：形成于旋转轴506的端部的太阳齿轮529、安装于罩部件522的内侧的圆环状内齿齿轮530、与太阳齿轮529和内齿齿轮530啮合的旋转自如的多个行星齿轮531。行星齿轮531的一端部由保持电动机504的一方的壳体516A支承，行星齿轮531的另一端部由安装于一方的电动机壳体516的支承框517支承。

各行星齿轮531分别形成有大齿轮部531a及小齿轮部531b。而且，构成为，通过行星齿轮531的大齿轮部531a与太阳齿轮529啮合，且内齿齿轮530与行星齿轮531的小齿轮部531b啮合，而使电动机504的旋转轴506的旋转减速，即，使转矩增大，向轮毂体503传递辅助驱动力，使轮毂体503连动。另外，在罩部件522和支承框517之间，配设有旋转自如地支承轮毂体503的轴承532，作为轴承532，例如使用径向推力式的轴承。另外，在另一方的壳体516B和轮毂体503之间，也配设有旋转自如地支承轮毂体503的轴承533。

在由使用者骑行电动自行车时，作用于踏板的踏力(人力驱动力)经由链条510传递到自由轮511，另外，自由轮511的旋转从外体513经由单向超越离合器515传递到内体514。进而，内体514的旋转经由花键部527、528传递到罩部件522，由此，内体514、安装部件525、罩部件522和主体部件521一体地旋转，轮毂体503以轴心为中心而旋转。另外，根据作用于踏板的踏力，电动机504进行旋转，在该电动机504的旋转力作为辅助驱动力而附加于踏力(人力驱动力)的状态下，轮毂体503进行旋转。

此外，作为将传递到自由轮511等的与链条510啮合的飞轮512的驱动力传递到轮毂体503的构造，也已经广泛实施有用螺钉将内体514和轮毂体503的罩部件522结合的构造，来代替使用花键部527、528的构造。但是，在用螺钉进行结合的情况下，因为旋转驱动力边沿相对于其轴心而正交的方向对外螺纹部发挥作用，边进行传递，所以外螺纹部有可能被切断，作为传递较大的旋转驱动力的机构，与使用花键部527、528的情况相比，可靠性降低。

另外，作为设置于电动自行车的车轮的中心部的现有电动用轮毂装置，例如，如图23所示，为如下结构即具有：固定用的左右一对轮毂轴781、782、相对于这两个轮毂轴781、782而旋转自如的轮毂体783、配设于该轮毂体783的内部并使轮毂体783旋转的电动机784。此外，图23的785为辐条，786为电动机784的旋转轴，旋转轴786配设于左右轮毂轴781、782之间。

电动机784的转子788及旋转轴786经由设置于轮毂体783内的由行星齿轮机构等构成的减速机构787，与轮毂体783连动。电动机784的定子789及保持定子789的电动机壳790的一部分与一方的轮毂轴781一同从轮毂体783的内部向外部突出，与电动机784连接的由电力线、信号线等构成的连接配线784a穿过形成于电动机壳790的孔部790a，被取出到外部。

另外，在轮毂轴781、782的向轮毂体783内突入的部分的前端部，形成有六角形状等的卡合部781a、782a，并且这两个卡合部781a、782a与形成于电动机壳790的六角孔形状等的卡合孔部790b、或设置于减速机构787的六角孔形状等的保持框部799的卡合孔部799a嵌合。由此，电动机壳790或保持框部799相对于轮毂轴781、782，以限制成不以轴心部为中心而旋转的状态而组装。

轮毂轴781、782经由止转部件793、794及螺母795、796等，以限制成不旋转的状态固定于电动自行车的框架792的端部。此外，图23的798为树脂制的垫片。如图24(a)所示，在框架792的前端，形成有拨叉部792a，该拨叉部792a形成有单侧开口的槽792b而成为双叉形状，在该拨叉部792a，嵌入有形成于止转部件793、794的突部793a、794a。由此，止转部件793、794被限制成不沿轮毂轴781、782的周方向旋转。另外，如图24(b)所示，轮毂轴781、782和止转部件793、794嵌合的部位其截面圆形状的一部分被削成平面状，形成有截面为所谓的“D”字形状的倒角部781c、782c、793c、794c，由此，轮毂轴781、782经由止转部件793、794，被限制成不沿周方向旋转。

如图23所示，电动机784的连接配线784a被从电动机壳790的轮毂轴781的附近部位取出。如图23、图24(b)所示，在配设于取出连接配线784a的一侧的止转部件793，沿着周方向整个一周而形成有边引导连接配线784a边使其弯曲的弯曲凹部793b，连接配线784a以边引导到弯曲凹部793b的局部边不与框架792干涉的方式进行配设。

这种电动用轮毂装置780例如，配设于前轮的中心部，在这种情况下，两轮毂轴781、782安装于框架792的作为拨叉部792a的前叉的前端部(下端部)。另外，电动用轮毂装置780有时也设置于后轮，在这种情况下，两轮毂轴781、782安装于框架792的作为拨叉部792a的链条支架的前端部(后端部)。

在这种结构中，在附加辅助驱动力的情况下，通过旋转轴786与电动机784的转子788一同旋转，经由减速机构787而减速，轮毂体783绕轮毂轴781、782的轴心进行旋转。由此，设有电动用轮毂装置780的车轮通过电动机784的辅助动力进行旋转驱动。另外，在电动机784的转子788进行旋转时，电动机784的安装有定子789的电动机壳790承受转子788旋转的力的反作用力。即，因为当电动机784的定子789未可靠地固定时，转子788的旋转力就降低，所以导致辅助驱动力也降低。在此，上述转子788旋转的力的反作用力由与电动机壳790的卡合孔部790b嵌合的轮毂轴781的卡合部781a(参照图23)、或与轮毂轴781的倒角部781c嵌合的止转部件793的倒角部793c、与止转部件793的突部793a卡合的框架797的拨叉部792a(参照图24(a)、(b))承受。

此外，如上所述的电动用轮毂装置780记载于例如下述的专利文献2、专利文献3等。另外，近年来，电动用轮毂装置的电动机广泛得知的是切换成对车轮施加辅助驱动力的辅助驱动力产生动作和通过来自车轮的力而产生电力的再生动作进行使用的电动机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特开2012－121337

专利文献2:(日本)特开2006－96059

专利文献3:(日本)特开2009－12542

发明所要解决的课题

可是，如图22所示的电动用轮毂装置的轮毂体503为了轻量化等，大多由铝等轻合金材料形成，强度大多比将来自内体514等的链条510侧的驱动力传递到轮毂体503的零件低。

因此，例如，如图22所示，即使在内体514和轮毂体503的罩部件522使用花键部527、528进行结合的情况下，在从自由轮511的内体514侧作用有较大的驱动力时，罩部件522的花键部528也有可能因强度不足而损坏。为了防止发生这种不良情况，作为花键部527、528，考虑使用在轴心方向上长的花键部。但是，轮毂体503因为配设于左右框架500之间，所以宽度尺寸受限制，另一方面，内置有电动机504或减速机构507等许多零件。因此，因为将花键部527、528在轴心方向上大幅度地延长，所以难以使电动用轮毂装置的宽度尺寸大幅度地增加。

另外，如图22所示的电动用轮毂装置因为在内部设有电动机504及减速机构507等，所以需要以雨水W等不侵入到轮毂体503的内部的方式构成。因此，在电动用轮毂装置中，作为轴承532、533，优选使用具有防水功能的密封轴承，以使其不会从旋转自如地支承轮毂体503的轴承532、533等侵入雨水W。但是，具有防水功能的密封轴承因为尺寸都由标准确定，只有有限的几种，所以设计的自由度大多很低。

因为在配设旋转自如地支承轮毂体503的一方的轴承533的部位，也没有另外配设的零件等，配设空间比较宽裕，所以可使用密封轴承作为轴承533。

与此相对，在配设于罩部件522和支承框517之间的其他轴承532的附近部位，配设有减速机构507的构成零件等许多零件，轴承532的配设空间受限制。因此，作为上述轴承532，大多使用不具有防水功能、或者防水功能不太高的轴承532。另外，当使用密封轴承作为旋转自如地支承轮毂体503的轴承532时，防水性能升高，但由于通过设置密封部件而接触电阻会增大，因此，轮毂体503的旋转有可能不能平稳地进行。

此外，如图22所示，在设有外装变速器的自由轮等的情况下，轴承532配置于比较里侧的位置，但由于雨水W会穿过设有轴承体518的部位或轮毂轴502和安装部件525之间的间隙而到达轴承532，因此，作为轴承532，优选具有防水功能。

另外，在图23或图24(a)、(b)所示的现有电动用轮毂装置780中，因为轮毂轴781、782和止转部件793、794仅以倒角部781c、782c、793c、794c进行彼此卡合，所以产生了如下课题，即，在电动机784的驱动时，会在止转部件793、794和轮毂轴781、782和电动机壳790或保持框部799之间产生晃动(产生间隙而会进行多余的动作)，特别是，会在易直接承受电动机784的力的电动机壳790和轮毂轴781之间产生晃动(产生间隙而会进行多余的动作)。

另外，由于该晃动，力会集中于轮毂轴781的卡合部781a要嵌合的电动机壳790的卡合孔部790b，在电动用轮毂装置780的长期使用时等，电动机壳790的卡合孔部790b有可能发生变形等而损伤。特别是，在电动用轮毂装置780的电动机784切换成辅助驱动力产生动作和再生动作进行使用的情况下，力作用于电动机壳790的卡合孔部790b的频度有可能增加，或者作用的力有可能变大，所以电动机壳790的卡合孔部790b发生变形等而损伤的可能性升高。

另外，在电动用轮毂装置780的电动机784中，因为在驱动时会产生许多热量，所以存在难以将此时的热量良好地散发到外部之类的问题。特别是，在电动用轮毂装置780的电动机784切换成辅助驱动力的产生动作和再生动作进行使用的情况下，因为发热量也增加，所以难以良好地应对该问题。

发明内容

本发明是为解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种电动用轮毂装置，其不会大幅度地增加花键部的相对于轴心方向的长度，能够良好地向轮毂体传递人力驱动力。

另外，本发明是为解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种电动用轮毂装置，其即使在使用没有密封功能或密封功能不充分的轴承作为旋转自如地支承轮毂体的轴承的情况下，也能够防止雨水等侵入轮毂体的内部侧。

另外，本发明是为解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种电动用轮毂装置及电动自行车，其能够防止在止转部件和电动机壳之间产生晃动，例如，即使在电动机切换成辅助驱动力产生动作和再生动作进行使用的情况下，也能够防止电动机壳受损伤，并且，能够良好地将电动机的热量散发到外部。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明的电动用轮毂装置具有：传递人力驱动力的人力驱动力传递轮体、相对于框架而固定的轮毂轴、相对于该轮毂轴而旋转自如的轮毂体、配设于该轮毂体并使轮毂体旋转的电动机，其特征在于，设有将来自所述人力驱动力传递轮体的人力驱动力传递到所述轮毂体的花键接头，在所述花键接头，一体地形成有承受来自所述驱动力传递轮体侧的人力驱动力的输入花键部和将人力驱动力传递到所述轮毂体的输出花键部，所述输出花键部的直径形成为比所述输入花键部的直径大，在所述轮毂体形成有与所述输出花键部对应的形状的花键部。

通过该结构，在将来自人力驱动力传递轮体的人力驱动力经由花键接头而传递到轮毂体时，能够使从输出花键部作用于所述轮毂体的花键部的每单位面积的人力驱动力比作用于输入花键部的每单位面积的人力驱动力小。由此，即使不将花键接头沿轴心方向延长，也能够由所述轮毂体的花键部良好地承受人力驱动力，能够良好地防止所述轮毂体的花键部因强度不足而损坏。

另外，本发明的特征为，所述轮毂体的花键部形成于凹部，该凹部形成于所述轮毂体。通过该结构，与在从所述轮毂体突出的凸台部等形成有花键部的情况相比，能够减小所述轮毂体的宽度。

另外，本发明的特征为，设有外装变速器的自由轮，在所述自由轮设有所述人力驱动力传递轮体。通过该结构，在因设置外装变速器的自由轮而不能使所述轮毂体的宽度增加的情况下，也能够良好地应对。

另外，本发明的特征为，所述花键接头的输出花键部的直径形成为与自由轮的安装人力驱动力传递轮体的筒状体的直径相等，或者比所述筒状体的直径大。通过该结构，与所述花键接头的输出花键部的直径形成为比所述筒状体的直径小的情况相比，能够减小作用于所述轮毂体的花键部的每单位面积的人力驱动力。由此，能够进一步良好地防止所述轮毂体的花键部因强度不足而损坏。

另外，本发明的特征为，具有旋转自如地支承所述轮毂体的非密封式轴承，在轮毂体内的面向旋转自如地支承轮毂体的至少一个轴承的部位，形成有可保持润滑脂的润滑脂保持部，在该润滑脂保持部保持有润滑脂。

通过该结构，即使在雨水顺着轮毂轴的外周等已侵入的情况下，也能够通过保持在润滑脂保持部的润滑脂，来防止雨水侵入到比该润滑脂保持部更靠里侧。因此，即使在使用没有密封功能或密封功能不充分的轴承作为旋转自如地支承轮毂体的轴承的情况下，也能够防止雨水侵入到比润滑脂保持部更靠里侧。

另外，本发明的特征为，轮毂轴插入形成于轮毂体的贯通孔，从轮毂体的外部向内部突入，电动机的旋转轴和轮毂体经由设置于轮毂体内的减速机构而连动，减速机构具有：形成于旋转轴的太阳齿轮、设置于轮毂体内的圆环状齿轮、与太阳齿轮和圆环状齿轮啮合的旋转自如的行星齿轮，行星齿轮由设置于电动机的支承部件支承，支承部件在轮毂轴的轴心方向具有与贯通孔相对的凹部，面向所述凹部的空间为所述润滑脂保持部。

通过该结构，不会增大轮毂体的宽度方向(轮毂轴的轴心方向)的尺寸，能够保持润滑脂。其结果是，作为电动用轮毂装置，能够设为小型(紧凑)结构。

另外，本发明的特征为，所述轴承为推力滚针轴承。通过该结构，既能够良好地承受推力方向的力，与使用径向推力式轴承作为轴承的情况相比，又能够将轴承的轮毂轴的轴心方向的尺寸抑制到较小的程度。由此，能够将轮毂体的宽度方向(轮毂轴的轴心方向)的尺寸抑制到较小的程度，作为电动用轮毂装置，能够设为小型结构。

另外，本发明的特征为，润滑脂保持部形成于比轴承更靠轮毂轴的轴心方向的里侧的部位。通过该结构，与将润滑脂保持部配设于轮毂轴的轴心方向的与轴承相同的位置或跟前侧的位置的情况相比，能够减小水渗入到润滑脂保持部的可能性，能够提高可靠性。

另外，本发明的特征为，在所述轴承上配设有套圈，在该套圈和轴承的安装部位之间，也填充有润滑脂。通过该结构，即使在轴承的旋转已变差的情况下，也能够防止套圈进行旋转而安装有轴承的轮毂体等磨损的情况，可靠性提高。

另外，本发明的特征为，设有外装变速器的自由轮。通过该结构，在因设置外装变速器的自由轮而不能使所述轮毂体的宽度增加的情况下，也能够良好地应对。

另外，本发明的特征为，具备：电动机壳，其固定有电动机的定子，且卡合轮毂轴；止转部件，其外嵌于轮毂轴，并且与框架卡合，以限制围绕轮毂轴的轴心旋转的状态下被安装，所述止转部件和所述电动机壳通过螺钉以彼此接触的状态固定。

此外，在电动机切换成对车轮施加辅助驱动力的辅助驱动力产生动作和通过来自车轮的力而产生电力的再生动作进行使用的情况、或轮毂轴被左右分割且在轮毂轴之间设有与轮毂轴同轴心地旋转的旋转轴的情况下，特别适合。另外，当将该电动用轮毂装置用于电动自行车时，很适合。

通过该结构，由于所述止转部件和所述电动机壳通过螺钉以彼此接触的状态而固定，因此，能够防止在止转部件和电动机壳之间产生晃动。另外，由于与框架卡合的止转部件直接固定于电动机壳，因此能够减轻作用于轮毂轴和电动机壳的卡合部分的力，例如，即使在电动机切换成辅助驱动力产生动作和再生动作进行使用的情况下，也能够防止电动机壳损伤。另外，由于作用于电动机壳的热量直接传递到止转部件，因此，能够良好地将电动机的热量散发到外部。

另外，本发明的电动用轮毂装置的特征为，在所述止转部件的、侧视时不与使螺钉插通的螺钉插通孔部重叠的部位，形成有将与电动机连接的连接配线引导到外部的配线取出用切口部。通过该结构，既能够经由配线取出用切口部将与电动机连接的连接配线引导到外部，又能够将所述止转部件无障碍地固定于所述电动机壳。

另外，本发明的电动用轮毂装置的特征为，在所述止转部件形成有与形成于框架的被卡合部卡合并相对于框架而限制周方向的旋转的卡合部，所述配线取出用切口部形成于侧视时与所述止转部件的所述卡合部重叠的位置。通过该结构，能够将与电动机连接的配线部良好地取出到不与框架重叠的位置。即，因为与止转部件卡合的框架的被卡合部形成于如向与配设有框架的部位相反的一侧延伸那样的位置，所以通过穿过形成于与所述止转部件的所述卡合部重叠的位置的所述配线取出用切口部而将配线部取出到外部，能够良好地防止配线部与框架发生干涉。

根据本发明，通过在将来自人力驱动力传递轮体的人力驱动力传递到轮毂体的花键接头，一体地形成有承受人力驱动力的输入花键部和将人力驱动力传递到所述轮毂体的输出花键部，且将所述输出花键部的直径形成为比所述输入花键部的直径大，能够使从输出花键部作用于所述轮毂体的花键部的每单位面积的人力驱动力比作用于输入花键部的每单位面积的人力驱动力小。由此，即使不将花键接头沿轴心方向延长，也能够由所述轮毂体的花键部良好地承受人力驱动力，即使在使用强度比较小的铝材料等作为所述轮毂体的情况下，也能够防止所述轮毂体的花键部因强度不足而损坏，可靠性提高。另外，因为即使不将花键接头沿轴心方向延长也可以，所以作为该电动用轮毂装置，能够维持小型状态(紧凑状态)。

另外，通过将所述轮毂体的花键部形成于凹部，该凹部形成于所述轮毂体，与在从所述轮毂体突出的凸台部等形成有花键部的情况相比，能够减小所述轮毂体的宽度，作为该电动用轮毂装置，能够进一步维持小型状态。

另外，在因设有外装变速器的自由轮而不能使所述轮毂体的宽度增加的情况下，也能够通过采用上述结构，而不产生问题地良好对应。另外，通过将所述花键接头的输出花键部的直径形成为与自由轮的安装人力驱动力传递轮体的筒状体的直径相等、或比所述筒状体的直径大，能够进一步良好地防止所述轮毂体的花键部因强度不足而损坏。

另外，根据本发明，通过在轮毂体内的面向旋转自如地支承轮毂体的至少一个轴承的部位，形成有可保持润滑脂的润滑脂保持部，并在该润滑脂保持部保持润滑脂，即使在雨水顺着轮毂轴的外周等已侵入的情况下，也能够通过保持于润滑脂保持部的润滑脂，来防止雨水侵入到比该润滑脂保持部更靠里侧。因此，即使在使用没有密封功能或密封功能不充分的轴承作为旋转自如地支承轮毂体的轴承的情况下，也能够良好地防水，可靠性提高。另外，由于可使用非密封式的轴承作为旋转自如地支承轮毂体的轴承，因此，不易受配置空间的限制，设计的自由度提高。

另外，通过在减速机构的支承行星齿轮的支承部件上，形成有在轮毂轴的轴心方向与贯通孔相对的凹部，且将面向所述凹部的空间作为润滑脂保持部，不会增大轮毂体的宽度方向(轮毂轴的轴心方向)的尺寸，能够保持润滑脂，作为电动用轮毂装置，能够相对于宽度方向而小型化。

另外，通过使用推力滚针轴承作为轴承，既能够良好地承受推力方向的力，与使用径向推力式轴承作为轴承的情况相比，又能够将轴承的轮毂轴的轴心方向(轮毂体的宽度方向)的尺寸抑制到较小的程度，作为电动用轮毂装置，能够在宽度方向上设为小型结构。

另外，通过将润滑脂保持部形成于比轴承更靠轮毂轴的轴心方向的里侧的部位，能够减小水渗入到润滑脂保持部的可能性，能够提高可靠性。

另外，通过在所述轴承配设套圈，且在该套圈和轴承的安装部位之间也填充有润滑脂，即使在轴承的旋转已变差的情况下，也能够防止套圈进行旋转而安装有轴承的轮毂体等磨损，可靠性提高。

另外，在设有外装变速器的自由轮而不能使所述轮毂体的宽度增加的情况下，也能够良好地应对。

另外，根据本发明，通过利用螺钉将外嵌于固定用轮毂轴并且与框架卡合的止转部件和电动机壳以彼此接触的状态而固定，能够防止在止转部件和电动机壳之间产生晃动，由于未附加有晃动引起的偏心载荷，因此，可靠性提高。另外，由于与框架卡合的止转部件直接固定于电动机壳，因此能够减轻作用于轮毂轴和电动机壳的卡合部分的力。因此，例如，即使在电动机切换成辅助驱动力产生动作和再生动作进行使用的情况下，也能够防止电动机壳损伤，由此，可靠性也提高。另外，由于作用于电动机壳的热量直接传递到止转部件，因此，能够良好地将电动机的热量散发到外部。

另外，通过在所述止转部件的、侧视时不与使螺钉插通的螺钉插通部重叠的部位，形成有将与电动机连接的连接配线引导到外部的配线取出用切口部，既能够经由配线取出用切口部，将与电动机连接的连接配线引导到外部，又能够将所述止转部件无障碍地固定于所述电动机壳。

另外，通过在所述止转部件形成有与形成于框架的被卡合部卡合并相对于框架而限制周方向的旋转的卡合部，且所述配线取出用切口部形成于与所述止转部件的所述卡合部重叠的位置，由此，能够良好地将与电动机连接的配线部取出到不与框架重叠的位置。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电动自行车的整体侧视图；

图2是同上电动自行车的电动用轮毂装置及其附近部位的侧视图；

图3是同上电动用轮毂装置的剖面图；

图4是同上电动用轮毂装置的局部放大剖面图；

图5是同上电动用轮毂装置的局部放大剖面图；

图6是同上电动用轮毂装置的分解立体图；

图7是同上电动用轮毂装置的分解立体图；

图8是本发明的另一实施方式的电动自行车的整体侧视图；

图9是同上电动自行车的电动用轮毂装置及其附近部位的侧视图；

图10是同上电动用轮毂装置的剖面图；

图11是同上电动用轮毂装置的部分剖面图；

图12是同上电动用轮毂装置的部分剖面图；

图13是同上电动用轮毂装置的局部放大剖面图；

图14是本发明的实施方式的电动自行车的整体侧视图；

图15是同上电动自行车的电动用轮毂装置及其附近部位的侧视图；

图16是同上电动用轮毂装置的剖面图；

图17是同上电动用轮毂装置的局部放大剖面图；

图18是同上电动用轮毂装置的局部放大剖面图；

图19是同上电动用轮毂装置的一方的止转部件及其附近部位的局部放大剖面图，(a)是图18的VIa－VIa线向视图，(b)是图18的VIb－VIb线向视图；

图20是表示同上电动用轮毂装置的止转部件的图，(a)及(b)分别是立体图，(c)是主视图，(d)是侧视图，(e)是后视图；

图21是同上电动用轮毂装置的配线保持用部件的立体图；

图22是现有电动用轮毂装置的剖面图；

图23是另一现有电动用轮毂装置的剖面图；

图24(a)是图23的Xa－Xa线向视图，(b)是图23的Xb－Xb线向视图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

在图1中，1为电动自行车。电动自行车1具备：框架2、设置于框架2的前轮3及后轮4、负载人力驱动力(使用者的踏力)的踏板5、将人力驱动力传递到后轮4侧的作为驱动力传递索体的链条6、将人力驱动力传递到链条6的链轮(crank gear)7、把手8、外装变速器18、车座9、蓄电池13、检测作用于踏板5的人力驱动力的检测装置31、控制部14等。框架2具有链条支架10及后叉11等，如图2所示，在链条支架10的后端，设有双叉形状的后拨叉12。另外，如图1所示，外装变速器18具有后拨链器42和多级自由轮19。后轮4具有：配设于其中心部的电动用轮毂装置20、从该电动用轮毂装置20起沿着后轮4的径方向放射状地延伸的多根辐条15、安装有辐条15的外周侧端部的轮圈16、安装于轮圈16的外周侧的轮胎17。

如图2、图3等所示，电动用轮毂装置20具有：相对于后拨叉12而固定的左右一对固定用的轮毂轴21、22、相对于这两个轮毂轴21、22而旋转自如的轮毂体23、配设于该轮毂体23的内部而使轮毂体23旋转的电动机24。

如图3～图5所示，电动机24具备：电动机壳32、固定于电动机壳32的内部并由树脂覆盖的定子33、旋转自如地设置于比定子33更靠内周侧的转子34、插通于转子34的中心部的旋转轴35，且采用的是无刷电动机。该电动机24通过控制部14，根据由检测装置31检测到的踏力，产生辅助驱动力。此外，也可以构成为通过控制部14，也能切换控制成利用来自后轮4的旋转力而产生电力且充电于蓄电池13的再生动作。

电动机24的旋转轴35位于两轮毂轴21、22间，这些各轴21、22、35配设于同一轴心25上。电动机壳32由在旋转轴35的轴心25方向上分割而成的一方(在图3中，左侧)的壳体36和另一方(在图3中，右侧)的壳体37构成。定子33夹在两壳体36、37间，两壳体36、37通过多根螺钉38而连结。旋转轴35及转子34由配设于壳体36、37的靠近中心部的部位的轴承39、40旋转自如地支承。

轮毂体23具备：在轮毂轴21、22的轴心25方向的一端侧(在图3中，左侧)具有开口部26的大致圆筒状主体部件27、封闭主体部件27的另一端部(在图3中，右侧)的圆盘状罩部件28、形成于罩部件28的中央部的贯通孔29、插入贯通孔29内并与罩部件28螺合结合并且相对于轮毂轴22以旋转自如的状态外嵌的筒状安装部件30等。主体部件27及罩部件28例如设为铝合金制。

轮毂体23的主体部件27的一端部(在图3中，左端部)经由轴承41旋转自如地支承于一方的壳体36。另外，如图3、图4所示，一方的轮毂轴21在突入其电动机24内的部分的端部，以向径方向外方扩大的方式(在该实施方式中，六角形状地扩大)形成有卡合部21a。而且，该卡合部21a与形成于壳体36的六角孔形状的卡合孔部36a嵌合卡合。由此，一方的壳体36和一方的轮毂轴21以限制成不以轴心25为中心而旋转的状态被组装。

另外，如图3、图5所示，另一方的轮毂轴22插入安装部件30，并从轮毂体23的外部向内部突入。另一方的轮毂轴22在突入其电动机24内的端部，以向径方向外方扩大的方式(在该实施方式中，以六角形状地扩大的方式)形成有卡合部22a。而且，该卡合部22a与形成于经由螺钉52安装于另一方的壳体37的支承框50的六角孔形状的卡合孔部50a嵌合而卡合。由此，支承框50和另一方的轮毂轴22以限制成不以轴心25为中心而旋转的状态被组装。

如图3、图5所示，电动机24的旋转轴35和轮毂体23经由在轮毂体23内相邻设置于电动机24的减速机构45而连动。减速机构45具有：形成于旋转轴35的端部的太阳齿轮46、经由连结件51安装于罩部件28的内侧的圆环状内齿齿轮47(圆环状齿轮的一个例子)、与太阳齿轮46和内齿齿轮47啮合的旋转自如的多个行星齿轮48。行星齿轮48的一端部由电动机24的另一方的壳体37支承，行星齿轮48的另一端部由安装于另一方的壳体37的支承框50支承。

各行星齿轮48分别具有彼此一体形成的大齿轮部48a及小径齿轮部48b、旋转自如地支承这些大齿轮部48a及小齿轮部48b的支承轴部48c。而且，构成为通过行星齿轮48的大齿轮部48a与太阳齿轮46啮合，且内齿齿轮47与行星齿轮48的小齿轮部48b啮合，使电动机24的旋转轴35的旋转减速，即，使转矩增大，向轮毂体23传递辅助驱动力，使轮毂体23连动。另外，在罩部件28和支承框50之间，配设有能够承受来自支承框50的向沿着轴心25的方向的力的推力轴承54。

如上所述，在后轮4安装有外装变速器18，该外装变速装置18具有后拨链器42(参照图1)和多级自由轮19。如图3、图5所示，自由轮19在轮毂体23的外侧方，旋转自如地外嵌于另一方的轮毂轴22。自由轮19具有：选择性地与链条6啮合而传递来自链条6的人力驱动力的作为人力驱动力传递轮体的多枚飞轮60、具备这些飞轮60的圆筒状外体61、经由轴承可旋转地设置于外体61的内部的筒状内体62、设置于外体61和内体62之间且从飞轮60仅向轮毂体23传递旋转驱动力的单向超越离合器63。此外，内体62和安装部件30在周方向(旋转方向)上彼此卡合。另外，内体62或外体61等设为铬钼钢等具有足够刚性的金属制。

另外，如图5～图7所示，在罩部件28和内体62之间设有花键接头53，该花键接头53具有由大致锯齿状的多个凹凸部构成的一对花键部53a、53b，将来自飞轮60的人力驱动力传递到轮毂体23。该花键接头53为具有足够强度的合金制，一体地形成有承受来自内体62的人力驱动力的输入花键部53b和将人力驱动力传递到轮毂体23的输出花键部53a。而且，输出花键部53a的直径形成为比输入花键部53b的直径大。此外，在该实施方式中，输出花键部53a的直径形成为比自由轮19的安装飞轮60的作为筒状体的外体61的直径(飞轮60的安装部的直径)大，但也可以将输出花键部53a的直径形成为与外体61的直径(飞轮60的安装部的直径)相等。

花键接头53的输入花键部53b嵌入花键部62b，该花键部62b形成于粗径部62a的内周，该粗径部62a形成于内体62的一端部。另外，输出花键部53a嵌入花键部28b，该花键部28b形成于罩部件28的靠近中央部的部位，并形成于从侧面部向电动机24的内部侧凹的凹部28a。而且，以将来自内体62的力良好地传递到罩部件28的方式构成。

另外，在外体61的内部，设有旋转自如地支承外体61的轴承体64。此外，65是用于将设置于轴承体64的球座锁紧的锁紧螺母。

在轮毂体23的外周部，连接有后轮4的各辐条21的内周侧端部。两轮毂轴21、22分别插入形成于两链条支架10的后拨叉12的槽12a内。通过使螺母66分别与两轮毂轴21、22螺合，后轮4与电动用轮毂装置20一同安装于两链条支架10间。

如图5所示，在设有自由轮19的一侧的链条支架10的后拨叉12和螺母6之间，配设有以另一方的轮毂轴22不绕轴心25旋转的方式进行限制的金属制止转部件67。就该止转部件67而言，一体形成的作为卡合部的突部67a嵌合于后拨叉12的槽12a内，相对于后拨叉12，以止转部件67不以轴心25的方向为中心而转动的方式进行卡合。

另外，如图4所示，在未设有自由轮19的一侧的链条支架10的后拨叉12上，也相接设有止转部件70。在该止转部件70，也形成有与形成于后拨叉12的作为被卡合部的槽12a嵌合卡合的作为卡合部的突部70a。而且，该突部70a嵌合于后拨叉12的槽12a内，相对于后拨叉12，以止转部件70不以轴心25的方向为中心而转动的方式进行卡合。另外，止转部件70通过螺钉72，以与壳体36直接接触的状态进行固定。

在上述结构中，在使用者骑行电动自行车1时，作用于踏板7的人力驱动力(踏力)由检测装置31检测，并且经由链条6传递到自由轮19，自由轮19进行旋转。自由轮19的旋转从外体61经由单向超越离合器63传递到内体62，进而，经由花键接头53传递到罩部件28。由此，内体62、安装部件30、罩部件28和主体部件27一体旋转，轮毂体23以轴心25为中心进行旋转。

另外，根据由检测装置31检测到的人力驱动力，控制部14控制电动机24驱动。此时，通过旋转轴35与转子34一同旋转，经由减速机构45，轮毂体23以轴心25为中心进行减速旋转。由此，后轮4通过作用于踏板7的人力驱动力和根据该人力驱动力而输出的电动机24的辅助驱动力合成的合力被旋转驱动。

另外，在具有再生功能的情况下，在检测到制动动作或下坡骑行等时等，控制部14使电动机24等进行再生动作。即，因为随着后轮4的旋转，轮毂体23进行旋转，经由减速机构45，电动机24的旋转轴35及转子34也连动而旋转，由此，进行如下动作等，即，将由电动机24发电的电力送到蓄电池13，对蓄电池13充电。

在此，在上述结构中，在将来自自由轮19的飞轮60的人力驱动力传递到轮毂体23的花键接头53，一体地形成有承受人力驱动力的输入花键部53b和将人力驱动力传递到轮毂体23的输出花键部53a，将输出花键部53a的直径形成为比输入花键部53b的直径大。由此，能够使从花键接头53的输出花键部53a作用于轮毂体23(罩部件28)的花键部28b的每单位面积的人力驱动力比作用于花键接头53的输入花键部53b的每单位面积的人力驱动力小。

因此，即使不将花键接头53沿轴心25方向延长，也能够由轮毂体23(罩部件28)的花键部28b良好地承受人力驱动力，在为轻量化等而使用强度比花键接头53小的铝材料等作为轮毂体23的情况下，能够防止轮毂体23(罩部件28)的花键部28b因强度不足而损坏，可靠性提高。另外，因为即使不将花键接头53沿轴心25方向延长也可以，所以作为该电动用轮毂装置20能够在宽度方向上维持小型状态。

另外，由于轮毂体23(罩部件28)的花键部28b形成于凹部28a，该凹部28a形成于罩部件28，因此，与在从罩部件28向侧方突出的凸台部等形成有花键部的情况相比，能够减小轮毂体23的宽度。因此，作为该电动用轮毂装置20，能够进一步维持小型状态。

另外，在该实施方式中，为了在电动用轮毂装置20上设置外装变速器18的自由轮19，重要的是减小轮毂体23的宽度(小型化)，所以上述结构特别有效。

另外，在上述结构中，花键接头53的输出花键部53a的直径形成为比外体61的直径(飞轮60的安装部的直径)大，或者相等。因此，与花键接头53的输出花键部53a的直径形成为比外体61的直径小的情况相比，能够减小作用于轮毂体23(罩部件28)的花键部28b的每单位面积的人力驱动力。由此，能够进一步良好地防止轮毂体23(罩部件28)的花键部28b因强度不足而损坏，其结果是，能够进一步提高电动用轮毂装置20、进而电动自行车1的可靠性。

此外，在上述实施方式中，对设有外装变速器18的情况进行了描述，但不局限于此，对于未设有外装变速器18的电动自行车而言，如上所述，也同样能够应用关于花键接头53的结构。另外，在上述实施方式中，对也可进行再生动作的电动自行车1的情况进行了描述，但不进行再生动作的电动自行车也可应用，这是不言而喻的。另外，在上述实施方式中，对由作为驱动力传递索体的链条将人力驱动力传递到作为人力驱动力传递轮体的飞轮60的情况进行了描述，但不局限于此。例如，作为驱动力传递索体，也可以使用有齿带，并使用与该有齿带啮合的作为人力驱动力传递轮体的齿轮。

另外，如图5所示，在轮毂体23的罩部件28和减速机构45的支承部件50之间，配设有旋转自如地支承轮毂体23的轴承54。该轴承54由非密封式推力滚针轴承(推力轴承)构成，该非密封式推力滚针轴承(推力轴承)由成对的套圈和配设于这两个套圈间的滚针构成，设为能够承受来自支承部件50的向沿着轴心25的方向的力的推力轴承。

而且，在面向轴承54的部位，在该实施方式中，在雨水等有可能从电动用轮毂装置20的外部渗入的、比轴承54更靠内径侧的部位，形成有可保持不透水的润滑脂的润滑脂保持部，优选以在该润滑脂保持部保持润滑脂的方式构成。在这种情况下，优选在支承部件50的与轮毂轴22穿过的贯通孔22a相对的部位形成有凹部，将面向该凹部的空间设为上述润滑脂保持部。该润滑脂保持部形成于比轴承54更靠轮毂轴22的轴心25方向的里侧的部位。

另外，虽然未图示，但优选在轴承54的套圈和轴承54的安装部位，即，在一方的套圈与罩部件28之间和另一方的套圈与支承部件50之间，也分别填充润滑脂。

通过该结构，即使在雨水顺着轮毂轴的外周等而已侵入的情况下，也能够通过保持于润滑脂保持部的润滑脂，来防止雨水侵入该润滑脂保持部更里侧。

另外，除上述结构以外，如图3、图4所示，理想的是在上述止转部件70的、侧视时未与使螺钉72插通的螺钉插通孔部重叠的部位，形成将与电动机24连接的连接配线引导到外部的配线取出用切口部。另外，如上所述，理想的是在止转部件70，形成与作为框架的链条支架10的后拨叉12的槽12a卡合的突部70a，且将上述配线取出用切口部形成于侧视时与上述止转部件70的作为上述卡合部的突部70a重叠的位置。

通过该结构，能够防止在止转部件70和电动机壳32之间产生晃动，由于未附加因晃动引起的偏心的载荷，因此可靠性提高。另外，由于与链条支架10卡合的止转部件70直接固定于电动机壳32，因此，能够减轻作用于轮毂轴21和电动机壳32的卡合部分的力。因此，例如，即使在电动机被切换到辅助驱动力产生动作和再生动作进行使用的情况下，也能够防止电动机壳32损伤，由此，可靠性也提高。另外，由于作用于电动机壳32的热量直接传递到止转部件70，因此，能够良好地将电动机的热量散发到外部。

接着，基于附图对本发明的另一实施方式进行说明。该实施方式是与对上述的在轮毂体内的面向旋转自如地支承轮毂体的至少一个轴承的部位，形成有可保持润滑脂的润滑脂保持部，并在该润滑脂保持部保持有润滑脂的情况进行了更详细说明的实施方式有相关连的实施方式。

在图8中，101为电动自行车。电动自行车101具备：框架102、设置于框架102的前轮103及后轮104、负载人力驱动力(使用者的踏力)的踏板105、将人力驱动力传递到后轮104侧的作为驱动力传递索体的链条106、将人力驱动力传递到链条106的链轮107、把手108、外装变速器118、车座109、蓄电池113、检测作用于踏板105的人力驱动力的检测装置131、控制部114等。框架102具有链条支架110及后叉111等，如图9所示，在链条支架110的后端，设有双叉形状的后拨叉112。另外，如图8所示，外装变速器118具有后拨链器142和多级自由轮119。后轮14具有：配设于其中心部的电动用轮毂装置120、从该电动用轮毂装置120起沿着后轮104的径方向而放射状地延伸的多根辐条115、安装有辐条115的外周侧端部的轮圈116、安装于轮圈116的外周侧的轮胎117。

如图9、图10等所示，电动用轮毂装置120具有：相对于后拨叉112而固定的左右一对固定用轮毂轴121、122、相对于这两个轮毂轴121、122而旋转自如的轮毂体123、配设于该轮毂体123的内部并使轮毂体123旋转的电动机124。

如图10～图12所示，电动机124具备：电动机壳132、固定于电动机壳132的内部并由树脂覆盖的定子133、旋转自如地设置于比定子133更靠内周侧的转子134、插通于转子134的中心部的旋转轴135，且采用的是无刷电动机。该电动机124通过控制部114，根据由检测装置131检测到的踏力，产生辅助驱动力。此外，也可以构成为，通过控制部114，也能切换控制成通过来自后轮104的旋转力而产生电力且充电到蓄电池113的再生动作。

电动机124的旋转轴135位于两轮毂轴121、122间，这些各轴121、122、135配设于同一轴心125上。电动机壳132由在旋转轴135的轴心125方向上分割而成的一方(在图10中，左侧)的壳体136和另一方(在图10中，右侧)的壳体137构成。定子133夹在两壳体136、137间，两壳体136、137通过多根螺钉138而连结。旋转轴135及转子134由配设于壳体136、137的靠近中心部的部位的轴承139、140旋转自如地支承。

轮毂体123具备：在轮毂轴121、122的轴心125方向的一端侧(在图10中，左侧)具有开口部126的大致圆筒状主体部件127、封闭主体部件127的另一端部(在图10中，右侧)的圆盘状的罩部件128、形成于罩部件128的中央部的贯通孔129、插入贯通孔129内并与罩部件128螺合结合并且相对于轮毂轴122以旋转自如的状态外嵌的筒状的安装部件130等。主体部件127及罩部件128例如设为铝合金制。

轮毂体123的主体部件127的一端部(在图10中，左端部)经由轴承141旋转自如地支承于一方的壳体136。另外，如图10、图11所示，一方的轮毂轴121在突入其电动机124内的部分的端部，以向径方向外方扩大的方式(在该实施方式中，以六角形状地扩大的方式)形成有卡合部121a。而且，该卡合部121a与形成于壳体136的六角孔形状的卡合孔部136a嵌合卡合。由此，一方的壳体136和一方的轮毂轴121以限制成不以轴心125为中心而旋转的状态被组装。

另外，如图10、图12所示，另一方的轮毂轴122插入安装部件130，并从轮毂体123的外部向内部突入。另一方的轮毂轴122在突入其电动机124内的端部，以向径方向外方扩大的方式(在该实施方式中，以六角形状地扩大的方式)形成有卡合部122a。而且，该卡合部122a与形成于经由螺钉152安装于另一方的壳体137的支承部件150的六角孔形状的卡合孔部150a嵌合卡合。由此，支承部件150和另一方的轮毂轴122以限制成不以轴心125为中心而旋转的状态被组装。

如图10、图12所示，电动机124的旋转轴135和轮毂体123经由在轮毂体123内相邻设置于电动机124的减速机构145而连动。减速机构145具有：形成于旋转轴135的端部的太阳齿轮146、经由连结件151安装于罩部件128的内侧的圆环状的内齿齿轮147(圆环状齿轮的一个例子)、与太阳齿轮146和内齿齿轮147啮合的旋转自如的多个行星齿轮148。行星齿轮148的一端部由电动机124的另一方的壳体137支承，行星齿轮148的另一端部由安装于另一方的壳体137的支承部件150支承。

各行星齿轮148分别具有彼此一体形成的大齿轮部148a及小径齿轮部148b、旋转自如地支承这些大齿轮部148a及小齿轮部148b的支承轴部148c。而且，构成为通过行星齿轮148的大齿轮部148a与太阳齿轮146啮合，且内齿齿轮147与行星齿轮148的小齿轮部148b啮合，使电动机124的旋转轴135的旋转减速，即，使转矩增大，向轮毂体123传递辅助驱动力，使轮毂体123连动。

如上所述，在后轮104安装有外装变速器118，该外装变速装置118具有后拨链器142(参照图8)和多级自由轮119。如图10、图12所示，自由轮119在轮毂体123的外侧方，旋转自如地外嵌于另一方的轮毂轴122。自由轮119具有：选择性地与链条106啮合而传递来自链条106的人力驱动力的作为人力驱动力传递轮体的多枚飞轮160、具备这些飞轮160的圆筒状的外体161、经由轴承可旋转地设置于外体161的内部的筒状的内体162、设置于外体161和内体162之间且从飞轮160仅向轮毂体123传递旋转驱动力的单向超越离合器163。此外，内体162和安装部件130在周方向(旋转方向)上彼此卡合。

另外，在罩部件128和内体162之间配设有花键接头153，该花键接头153一体形成有大径花键部153a和小径花键部153b。花键接头153构成为，小径花键部153b嵌入内体162的一端部，另外，大径花键部153a嵌入形成于罩部件128的靠近中央部的部位的凸台部128a，将来自内体162的力良好地传递到罩部件128。

另外，在外体161的内部，设有旋转自如地支承外体161的轴承体164。此外，165是用于将设置于轴承体164的球座锁紧的锁紧螺母。另外，在该实施方式中，对设有将灰尘或雨水W等从配设有锁紧螺母165的部位附近的侵入抑制到最小限度的密封件168(参照图12)的情况进行了描述，但也可以不必设置该密封件168。

如图10、图12、图13所示，在轮毂体123的罩部件128和减速机构145的支承部件150之间，配设有旋转自如地支承轮毂体123的轴承154。该轴承154由非密封式推力滚针轴承(推力轴承)构成，该非密封式推力滚针轴承(推力轴承)由成对的套圈154a和配设于这两个套圈154a间的滚针154b构成，设为可承受来自支承部件150的向沿着轴心125的方向的力的推力轴承。

而且，如图13所示，在面向轴承154的部位，在该实施方式中，在雨水W等有可能从电动用轮毂装置120的外部渗入的、比轴承154更靠内径侧的部位，形成有可保持不透水的润滑脂G的润滑脂保持部170，在该润滑脂保持部170保持有润滑脂。在该实施方式中，在支承部件150的与轮毂轴122穿过的贯通孔122a相对的部位，形成有凹部150b，将面向该凹部150b的空间设为上述润滑脂保持部170。另外，该润滑脂保持部170形成于比轴承154更靠轮毂轴122的轴心125方向的里侧的部位。

另外，虽然未图示，但在轴承154的套圈154a和轴承154的安装部位，即，在一方的套圈154a与罩部件128之间和另一方的套圈154a与支承部件150之间，也分别填充有润滑脂。

此外，如图10所示，在轮毂体123的外周部，连接有后轮104的各辐条115的内周侧端部。在两轮毂轴121、122组装有止转部件171、167，形成于止转部件171、167的突部171a、167a分别与后拨叉112的槽112a嵌合，相对于后拨叉112，以止转部件171、167不以轴心125的方向为中心而转动的方式进行卡合。

在上述结构中，在使用者骑行电动自行车101时，作用于踏板105的人力驱动力(踏力)由检测装置131检测，并且经由链条106传递到自由轮119，自由轮119进行旋转。自由轮119的旋转从外体161经由单向超越离合器163传递到内体162，进而，经由花键接头153传递到罩部件128。由此，内体162、安装部件130、罩部件128和主体部件127一体旋转，轮毂体123以轴心125为中心进行旋转。

另外，根据由检测装置131检测到的人力驱动力，控制部114控制电动机124的驱动。此时，通过旋转轴135与转子134一同旋转，经由减速机构145，轮毂体123以轴心125为中心进行减速旋转。由此，后轮104通过作用于踏板105的人力驱动力和根据该人力驱动力而输出的电动机124的辅助驱动力合成的合力被旋转驱动。

另外，在具有再生功能的情况下，在检测到制动动作或下坡骑行等时等，控制部114使电动机124等进行再生动作。即，因为随着后轮104的旋转，轮毂体123进行旋转，经由减速机构145，电动机124的旋转轴135及转子134也连动旋转，所以由此进行如下动作，即，将由电动机124发电的电力送到蓄电池113，对蓄电池113充电。

在此，在上述结构中，在轮毂体123的内部的面向轴承154的部位，更具体而言，在雨水W等有可能从电动用轮毂装置120的外部渗入的、比轴承154更靠内径侧的部位，形成有可保持不透水的润滑脂G的润滑脂保持部170，在该润滑脂保持部170保持有润滑脂G。

通过该结构，如图12、图13所示，即使在雨水W万一也从密封件168的配设部位等漏过去而顺着轮毂轴122的外周等已侵入的情况下，也可通过保持于润滑脂保持部170的润滑脂G，来防止雨水侵入到比该润滑脂保持部170更靠里侧。因此，即使在使用没有密封功能或密封功能不充分的轴承作为旋转自如地支承轮毂体123的轴承154的情况下，也能够良好地防止雨水侵入到比润滑脂保持部170更靠里侧，可靠性也提高。另外，由于作为旋转自如地支承轮毂体123的轴承154，可使用非密封式的轴承154，因此不易受配置空间等的限制，设计的自由度提高。

另外，根据上述结构，在减速机构145的支承行星齿轮148的支承部件150，形成有在轮毂轴122的轴心125方向上与贯通孔129相对的凹部150b，将面向该凹部150b的空间设为润滑脂保持部170。由此，无需增大轮毂体123的宽度方向(轮毂轴122的轴心125方向)的尺寸，就能够保持润滑脂G，作为电动用轮毂装置120，能够相对于宽度方向而小型化。

另外，通过使用推力滚针轴承作为轴承154，既能够良好地承受推力方向的力，与使用径向推力式的轴承作为轴承154的情况相比，又能够将轴承154的沿着轮毂轴122的轴心方向的宽度尺寸(轮毂体123的宽度方向尺寸)抑制到较小的程度，作为电动用轮毂装置120，也具有在宽度方向上设为小型结构的优点。

另外，通过将润滑脂保持部170形成于比轴承154更靠轮毂轴122的轴心125方向的里侧的部位，能够进一步减小水浸入到润滑脂保持部170的可能性，能够提高可靠性。

另外，通过在轴承154的套圈154a和轴承154的安装部位(轮毂体123的罩部件128或支承部件150)之间也填充润滑脂，即使在万一轴承154的旋转已变差的情况下，也能够防止套圈154a进行旋转而安装有轴承154的轮毂体123的罩部件128或支承部件150等磨损，可靠性进一步提高。

另外，如上所述，由于将配设有轴承154的轮毂体123的宽度尺寸抑制到最小限度，因此，在设置外装变速器118的自由轮119等而在设计上难以增大轮毂体123的宽度的情况下，也能够良好地应对。

此外，在上述的实施方式中，对使用推力滚针轴承作为轴承154的情况进行了描述，但不局限于此，也可以使用径向推力式的轴承、或其他的非密封式轴承来代替推力滚针轴承。

另外，在上述实施方式中，对一方的轴承154使用非密封式的轴承，并在面向该轴承154的部位形成有保持润滑脂G的润滑脂保持部170的情况进行了描述，但不局限于此，根据情况，对于旋转自如地支承轮毂体123的另一方的轴承也可以采用同样的结构。

另外，在上述实施方式中，对设有外装变速器118的情况进行了描述，但不局限于此，对于未设有外装变速器118的电动自行车而言，如上所述，也同样可应用关于轴承154及润滑脂保持部170的结构。另外，在上述实施方式中，对可进行再生动作的电动自行车1的情况进行了描述，但不进行再生动作的电动自行车也可应用，这是不言而喻的。另外，在上述实施方式中，对通过作为驱动力传递索体的链条将人力驱动力传递到作为人力驱动力传递轮体的飞轮160的情况进行了描述，但不局限于此。例如，作为驱动力传递索体，也可以使用有齿带，并使用与该有齿带啮合的作为人力驱动力传递轮体的齿轮。

下面，基于附图对本发明的再另一实施方式进行说明。该实施方式是对上述的、关于与外嵌于轮毂轴的止转部件和电动机壳的固定方法的结构等进行更详细说明的实施方式。

在图14中，201为电动自行车。电动自行车201具备：框架202、设置于框架202的作为车轮的前轮203及后轮204、踏板205、链条206、链轮207、把手208、包含制动杆(未图示)的盘式制动装置218等制动装置、车座209、蓄电池213、检测作用于踏板205的踏力的检测装置231、控制部214等。框架202具有链条支架210及后叉211等，如图15所示，在链条支架210的后端，设有双叉形状的后拨叉212。后轮204具有：配设于其中心部的电动用轮毂装置220、从该电动用轮毂装置220向后轮204的径方向放射状地延伸的多根辐条215、安装有辐条215的外周侧端部的轮圈216、安装于轮圈216的外周侧的轮胎217。此外，在该实施方式中，对在后轮204上安装有盘式制动装置218的情况进行了图示，但不局限于具备盘式制动装置218，也可以使用带式制动器或鼓式制动器等其他轮毂制动装置、或者由制动蹄的片从两侧夹紧轮圈而以其摩擦力进行制动的轮边制动器或其他制动装置来代替盘式制动装置218。此外，在图14、图15等中，作为盘式制动装置，仅简要地图示有制动用盘。

如图15、图16等所示，电动用轮毂装置220具有：相对于作为框架202的链条支架210的后端部的后拨叉212而固定的左右一对固定用轮毂轴221、222、相对于这两个轮毂轴221、222而旋转自如的轮毂体223、配设于该轮毂体223的内部并使轮毂体223旋转的电动机224。

如图16～图18所示，电动机224具备：电动机壳232、固定于电动机壳232的内部并由树脂覆盖的定子233、旋转自如地设置于比定子233更靠内周侧的转子234、插通于转子234的中心部的旋转轴235，并采用的是无刷电动机。该电动机224通过控制部214，根据由检测装置231检测到的踏力，控制电动机224的驱动，切换控制成对作为车轮的后轮204附加辅助驱动力的辅助驱动力产生动作和利用来自后轮204的旋转力而产生电力且充电于蓄电池213的再生动作。

电动机224的旋转轴235位于两轮毂轴221、222间，这些各轴221、222、235配设于同一轴心225上。电动机壳232由在旋转轴235的轴心225方向上分割而成的一方(在图16中，左侧)的壳体236和另一方(在图16中，右侧)的壳体237构成。定子233夹在两壳体236、237间，两壳体236、237通过多根螺钉238而连结。旋转轴235及转子234由配设于壳体236、237的靠近中心部的部位的轴承239、240旋转自如地支承。

轮毂体223具备：在轮毂轴221、222的轴心225方向的一端侧(在图16中，左侧)具有开口部226的大致圆筒状的主体部件227、封闭主体部件227的另一端部(在图16中，右侧)的圆盘状的罩部件228、形成于罩部件228的中央部的贯通孔229、插入贯通孔229内并与罩部件228螺合结合并且相对于轮毂轴222而以旋转自如的状态外嵌的筒状的安装部件230等。

轮毂体223的主体部件227的一端部(在图16中，左端部)经由轴承241旋转自如地支承于一方的壳体236。另外，如图16、图17所示，一方的轮毂轴221在突入其电动机224内的部分的端部，以向径方向外方扩大的方式(在该实施方式中，以六角形状地扩大的方式)形成有卡合部221a。而且，该卡合部221a与形成于壳体236的六角孔形状的卡合孔部236a嵌合而卡合。由此，一方的壳体236和一方的轮毂轴221以限制成不以轴心225为中心而旋转的状态被组装。此外，轮毂轴221的卡合部221a和壳体236的卡合孔部236a的形状只要以限制成不彼此旋转的状态进行卡合即可，不局限于六角形状，也可以为四角形状或八角形状、其他形状。

进而，另一方的轮毂轴222插入安装部件230，从轮毂体223的外部向内部突入。另外，如图16、图18所示，另一方的轮毂轴222在突入其电动机224内的端部，以向径方向外方扩大的方式(在该实施方式中，以六角形状地扩大的方式)形成有卡合部222a。而且，该卡合部222a与形成于支承框250的六角孔形状的卡合孔部250a嵌合卡合，该支承框250经由螺钉252而安装于另一方的壳体237。由此，支承框250和另一方的轮毂轴222以限制成不以轴心225为中心而旋转的状态被组装。此外，轮毂轴222的卡合部222a和支承框250的卡合孔部250a的形状只要以限制成不彼此旋转的状态进行卡合即可，不局限于六角形状，也可以为四角形状或八角形状、其他形状。

如图16、图18所示，电动机224的旋转轴235和轮毂体223经由在轮毂体223内相邻设置于电动机224的减速机构245而连动。减速机构245具有：形成于旋转轴235的端部的太阳齿轮246、经由连结件251安装于罩部件228的内侧的圆环状的内齿齿轮247(圆环状齿轮的一个例子)、与太阳齿轮246和内齿齿轮247啮合的旋转自如的多个行星齿轮248。行星齿轮248的一端部由电动机224的另一方的壳体237支承，行星齿轮248的另一端部由安装于另一方的壳体237的支承框250(支承部件的一个例子)支承。

各行星齿轮248分别具有：彼此一体形成的大齿轮部248a及小径齿轮部248b和旋转自如地支承这些大齿轮部248a及小径齿轮部248b的支承轴部248c。而且，构成为通过行星齿轮248的大齿轮部248a与太阳齿轮246啮合，且内齿齿轮247与行星齿轮248的小齿轮部248b啮合，使电动机224的旋转轴235的旋转减速，即，使转矩增大，向轮毂体223传递，使轮毂体223连动。

另外，在罩部件228和支承框250之间，配设有可承受来自支承框250的向沿着轴心225的方向的力的轴承(推力轴承)254。另外，在该实施方式中，在后轮204安装有外装变速器，该外装变速装置具有后拨链器(未图示)和多级自由轮219。

自由轮219在轮毂体223的外侧方，旋转自如地外嵌于另一方的轮毂轴222。自由轮219具有：具备与链条206啮合的多枚飞轮260的圆筒状的外体261、设置于外体261的内部的筒状的内体262、设置于外体261和内体262之间且从飞轮260仅向轮毂体223传递旋转驱动力的单向超越离合器263。此外，筒状的内体262的外周为圆形状，内周形成为六角形状。内体262外嵌于安装部件230的另一端侧即形成为六角形状的部分。由此，内体262和安装部件230在周方向(旋转方向)上彼此卡合。

另外，在罩部件228和内体262之间，配设有由大径花键部253a和小径花键部253b一体形成的花键接头253。花键接头253构成为，小径花键部253b嵌入内体262的一端部，另外，大径花键部253a嵌入形成于罩部件228的靠近中央部的部位的凸台部228a，将来自内体262的力良好地传递到罩部件228。

另外，在外体261的内部，设有旋转自如地支承外体261的轴承体264。此外，265是将设置于轴承体264的球座锁紧的锁紧螺母。

在轮毂体223的外周部，连接有后轮204的各辐条221的内周侧端部。两轮毂轴221、222分别插入形成于两链条支架210的后拨叉212的作为被卡合部的槽212a内。通过将螺母266分别与两轮毂轴221、222螺合，后轮204与电动用轮毂装置220一同安装于两链条支架210间。

在设有自由轮219的一侧的链条支架210的后拨叉212和螺母266之间，配设有以另一方的轮毂轴222不绕轴心225旋转的的方式进行限制的金属制止转部件267(也称为另一方的止转部件67)。该止转部件267如图19(a)、(b)所示，一体形成的作为卡合部的突部267a嵌合于作为被卡合部的后拨叉212的槽212a，并且在止转部件267的中央部，截面圆形状的一部分被削成平面状，形成有截面为所谓的“H”字形状的异形孔部267b。而且，另一方的轮毂轴222的与止转部件267嵌合的部位的截面形状也与其相对应，截面圆形状的一部分被削成平面状(切口)，截面设为所谓的“H”字形状。此外，图19(b)的222b为形成于另一方的轮毂轴222的切口部。即，在该部位，通过止转部件267的突部267a与后拨叉212的槽212a卡合，止转部件267被限制成不旋转，进而，通过另一方的轮毂轴222的切口部222b与止转部件267的异形孔部267b抵接而卡合，另一方的轮毂轴222被限制成不绕轴心225旋转。

与此相对，在设有盘式制动装置218的制动用盘的一侧的链条支架210的后拨叉12，也相接设有止转部件270(也称为一方的止转部件270)，但设置于该止转部件270的轮毂轴插通用的孔部270b或插入该孔部270b的一方的轮毂轴221的截面设为单纯的圆形状，不需要如设置于另一方的轮毂轴222或另一方的止转部件267那样的切口部。该止转部件270设为金属制，配设于后拨叉212和壳体236的从主体部件227的开口部226向外部露出的部位之间。

在该止转部件270，也形成有与形成于后拨叉212的作为被卡合部的槽212a嵌合卡合的作为卡合部的突部270a。而且，该突部270a嵌合于后拨叉212的槽212a内，相对于后拨叉212，以止转部件270不以轴心225的方向为中心而转动的方式进行卡合。

但是，如图16、图17、图20(a)～(e)所示，止转部件270通过多个螺钉272，在形成于其背面侧的壳体接触面部270d且以直接接触的状态固定于一方的壳体236的从主体部件227的开口部226向外部突出的部位。另外，将与电动机224连接的连接配线224a引导到外部的配线取出用切口部270f形成于止转部件270的背面侧(面向壳体236的面)的、侧视时不与使螺钉272插通的螺钉插通孔部272c重叠的部位，在该实施方式中，形成于侧视时与形成有突部270a的部位重叠的位置(止转部件270的下部)。

另外，在该实施方式中，构成为，在止转部件270的与后拨叉12接触的框架接触面70g，形成有微小的凹凸部，在与一方的轮毂轴21螺合的螺母66拧紧时，止转部件70的框架接触面70g强烈地与双叉形状的后拨叉12接触。

另外，在该实施方式中，如图16、图17、图21所示，在壳体236的安装止转部件270的面的外周部，安装有大致环状的配线保持用部件271。在该实施方式中，在配线保持用部件271的一部分，形成有从主体部271a突出的多个突起271c，以插入对应于壳体236而形成的孔部(未图示)的方式构成。而且，使电动机224的连接配线224a穿通于配线保持用部件271的中央孔部271b，并且穿过止转部件270的配线取出用切口部270f，以取出电动机224的连接配线224a的方式构成。

在上述结构中，在使用者骑行电动自行车201时，作用于踏板207的踏力由检测装置231检测，并且经由链条206传递到自由轮219，自由轮219进行旋转。自由轮219的旋转从外体261经由单向超越离合器263传递到内体262，由此，内体262、安装部件230、罩部件228和主体部件227一体地旋转，轮毂体223以轴心225为中心而旋转。

另外，根据由检测装置231检测到的踏力，控制部214控制电动机224的驱动。此时，通过旋转轴235与转子234一同旋转，经由减速机构245，轮毂体223以轴心225为中心进行减速旋转。由此，后轮204通过作用于踏板207的踏力和根据该踏力输出的电动机224的旋转驱动力(辅助动力)，被旋转驱动。

另外，在检测到制动动作或下坡骑行等时，控制部214使电动机224等进行再生动作。即，随着后轮204的旋转，轮毂体223进行旋转，经由减速机构245，电动机224的旋转轴235及转子234也连动旋转，所以由此进行如下动作，即，将由电动机224发电的电力送到蓄电池213，对蓄电池213充电。

这样，在由电动机224产生辅助驱动力，或使其进行再生动作时，不言而喻地需要定子233良好地固定。可是，如图23、图24所示，在现有的电动用轮毂装置780中，因为采用的是轮毂轴781和止转部件793以倒角部781c、793c彼此卡合的构造，所以在电动机784的驱动时，可能会在止转部件793和轮毂轴781和电动机壳790之间产生晃动。特别是，在电动用轮毂装置780的电动机784被切换成辅助驱动力产生动作和再生动作进行使用的情况下，因为力作用于电动机壳790的卡合孔部790b的频度有可能增加，或作用的力有可能变大，所以电动机壳790的卡合孔部790b变形等损伤的可能性升高。

与此相对，在本发明的实施方式中，由于止转部件270和保持定子233的电动机壳232的壳体236通过螺钉272以彼此接触的状态而固定，因此，止转部件270和壳体236能够以无晃动的状态而固定，能够防止产生上述晃动。另外，由于以突部270a而与作为框架的后拨叉212卡合的止转部件270直接固定于壳体236，因此，通过由后拨叉212限制了位置的止转部件270，能够直接承受限制保持定子233的壳体236的旋转的力。因此，一方的轮毂轴221和壳体236以卡合部221a和卡合孔部236a进行卡合，虽然限制了壳体236的旋转，但能够减轻经由该路径作用于轮毂轴221和壳体236的卡合部分的力。因此，如上所述，即使在电动机224切换成辅助驱动力产生动作和再生动作进行使用的情况下，也能够防止壳体236损伤，可靠性提高。另外，由于作用于电动机壳232的壳体36的热量直接传递到与电动机壳232直接接触的止转部件270，或者经由止转部件270直接传递到链条支架210及后叉211等框架202，因此，能够将电动机224的热量良好地散发到外部，由此，可靠性也提高。

另外，根据上述的结构，在止转部件270的、侧视时不与使螺钉272插通的螺钉插通孔部270c重叠的部位，形成有将与电动机224连接的连接配线224a引导到外部的配线取出用切口部270f。由此，能够边经由配线取出用切口部270f将与电动机224连接的连接配线224a引导到外部，边无障碍地将止转部件270固定于壳体236。

另外，在止转部件270，形成有与形成于后拨叉212的作为被卡合部的槽212a进行卡合的作为卡合部的突部270a，通过将配线取出用切口部270f形成于在侧视时与止转部件270的槽212a重叠的位置，能够将与电动机224连接的连接配线224a良好地取出到不与作为框架的链条支架210或后叉211重叠的位置。即，如图24(b)所示，因为在取出连接配线724a的一侧的现有止转部793，沿着周方向整个一周而形成有边引导连接配线784a边使其弯曲的弯曲凹部793b，所以必须在弯曲凹部793b作上表示最好在哪个方向上取出连接配线784a的标记等。与此相对，根据本发明的实施方式，由于配线取出用切口部270f仅设置于周方向的一部分，因此，不需要作标记等，并且，由于能够将连接配线84a取出到良好的位置，因此，作业性良好。

此外，在上述实施方式中，对设有外装变速器或盘式制动装置218的情况进行了描述，但不局限于此，对于未设有外装变速器或盘式制动装置218的情况而言，如上所述，也同样可应用固定止转部件270和电动机壳232的结构。另外，在上述实施方式中，对仅关于设有电动机壳232的一侧的一方的轮毂轴221而用螺钉272固定有止转部件270和壳体236的情况进行了描述，但不局限于此，在没有外装变速器的电动自行车中，对于设有减速机构245的一侧的另一方的轮毂轴222也可以用螺钉固定止转部件267和支承框250等。

另外，在上述实施方式中，将电动用轮毂装置220设置于后轮204，但也可以设置于前轮203。另外，在上述实施方式中，对也可进行再生动作的电动自行车的情况进行了描述，但不进行再生动作的电动自行车也可应用，这是不言而喻的。

产业上的可利用性

本发明特别适用于具备电动用轮毂装置的电动自行车，但也可应用于电动自行车以外的电动车辆，例如，电动式轮椅、或者电动二轮车或电动汽车等。

Claims (15)

1.一种电动用轮毂装置，具有：传递人力驱动力的人力驱动力传递轮体、相对于框架而固定的轮毂轴、相对于该轮毂轴而旋转自如的轮毂体、配设于该轮毂体并使轮毂体旋转的电动机，其特征在于，

设有将来自所述人力驱动力传递轮体的人力驱动力传递到所述轮毂体的花键接头，

在所述花键接头，一体地形成有承受来自所述驱动力传递轮体侧的人力驱动力的输入花键部和将人力驱动力传递到所述轮毂体的输出花键部，

所述输出花键部的直径形成为比所述输入花键部的直径大，

在所述轮毂体形成有与所述输出花键部对应的形状的花键部，

使从所述输出花键部作用于所述轮毂体的花键部的每单位面积的人力驱动力比作用于所述输入花键部的每单位面积的人力驱动力小，将来自所述人力驱动力传递轮体的人力驱动力经由所述花键接头而传递到所述轮毂体，所述花键接头的输出花键部的直径形成为比自由轮的安装所述人力驱动力传递轮体的筒状体的直径大。

2.如权利要求1所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

所述轮毂体的花键部形成于凹部，该凹部形成于所述轮毂体。

3.如权利要求1所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

设有外装变速器的自由轮，在所述自由轮设有所述人力驱动力传递轮体。

4.如权利要求1所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

具有旋转自如地支承所述轮毂体的非密封式轴承，

在轮毂体内的面向旋转自如地支承轮毂体的至少一个轴承的部位，形成有可保持润滑脂的润滑脂保持部，在该润滑脂保持部保持有润滑脂。

5.如权利要求4所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

轮毂轴插入形成于轮毂体的贯通孔，从轮毂体的外部向内部突入，

电动机的旋转轴和轮毂体经由设置于轮毂体内的减速机构而连动，

减速机构具有：形成于旋转轴的太阳齿轮、设置于轮毂体内的圆环状齿轮、与太阳齿轮和圆环状齿轮啮合的旋转自如的行星齿轮，

行星齿轮由设置于电动机的支承部件支承，

支承部件在轮毂轴的轴心方向具有与贯通孔相对的凹部，

面向所述凹部的空间为所述润滑脂保持部。

6.如权利要求4所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

所述轴承为推力滚针轴承。

7.如权利要求4所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

所述润滑脂保持部形成于比所述轴承更靠轮毂轴的轴心方向的里侧的部位。

8.如权利要求4所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

在所述轴承配设有套圈，在该套圈与轴承的安装部位之间，也填充有润滑脂。

9.如权利要求4所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

设有外装变速器的自由轮。

10.如权利要求1所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

具备：

电动机壳，其固定有电动机的定子，且卡合轮毂轴；

止转部件，其外嵌于轮毂轴，并且与框架卡合，以限制围绕轮毂轴的轴心旋转的状态下被安装，

所述止转部件和所述电动机壳通过螺钉以彼此接触的状态固定。

11.如权利要求10所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

电动机切换成对车轮施加辅助驱动力的辅助驱动力产生动作和通过来自车轮的力而产生电力的再生动作而被使用。

12.如权利要求10所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

轮毂轴被左右分割，在轮毂轴之间，配设有与轮毂轴同轴心地旋转的旋转轴。

13.如权利要求10所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

在所述止转部件的、侧视时不与使螺钉插通的螺钉插通孔部重叠的部位，形成有将与电动机连接的连接配线引导到外部的配线取出用切口部。

14.如权利要求13所述的电动用轮毂装置，其特征在于，

在所述止转部件形成有与形成于框架的被卡合部卡合并相对于框架而限制周方向的旋转的卡合部，所述配线取出用切口部形成于侧视时与所述止转部件的所述卡合部重叠的位置。

15.一种电动自行车，其特征在于，

具备所述权利要求1～14中的任一项所述的电动用轮毂装置。