CN111886778A - 马达单元和电动自行车 - Google Patents

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Abstract

提供的是一种马达单元和能够控制马达单元的尺寸增大的电动自行车。旋转轴(51)包括沿着旋转轴(51)的轴线方向(D)从转子(52)突出的突出部(511)。在突出部(511)的外周面上，形成有与齿轮(311)接合的齿(54)。转子(52)的第一部分(5211)位于旋转轴(51)周围，并且固定至旋转轴(51)。转子(52)的第二部分(5212)位于转子(52)的位于突出部(511)侧的端部处。第二部分(5212)的内径(d2)比第一部分(5211)的内径(d1)大。

Description

马达单元和电动自行车
技术领域
本发明涉及马达单元和电动自行车，具体地，涉及包括马达和齿轮机构的马达单元以及包括该马达单元的电动自行车。
背景技术
专利文献1公开了一种包括马达驱动单元的电动辅助自行车。该马达驱动单元包括构造成产生辅助驱动力的马达。该马达包括转子和旋转轴。旋转轴具有沿着旋转轴的轴线方向从转子突出的突出部。该突出部具有齿部。马达驱动单元还包括减速机构。该减速机构包括减速齿轮，并且该减速齿轮与齿部接合。
旋转轴是长的，因为旋转轴的突出部具有形成有齿部的部分，这可能增加马达驱动单元在轴线方向上的尺寸。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO 2014/184826 A1
发明内容
鉴于上述内容，本发明的目的是提供一种马达单元和配备有该马达单元的电动自行车，在该马达单元的旋转轴的轴线方向上该马达单元的尺寸被抑制增大。
根据本发明的一方面的马达单元具有以下构造。马达单元包括马达以及齿轮。所述马达包括旋转轴、转子以及定子。所述定子构造成使所述转子旋转。所述旋转轴具有突出部。所述突出部沿着所述旋转轴的轴线方向从所述转子突出。所述马达还具有齿。所述齿形成在所述突出部的外周面上并与所述齿轮接合。所述转子具有第一部分和第二部分。所述第一部分位于所述旋转轴周围并且固定至所述旋转轴。所述第二部分位于所述转子的面向所述突出部的一端。所述第二部分的内径比所述第一部分的内径大。
此外，根据本发明的一方面的电动自行车具有以下构造。所述电动自行车包括马达单元以及车轮，包括在所述马达单元中的所述马达的驱动力被传递到所述车轮。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的电动自行车的侧视图；
图2是示出电动自行车的车架和马达单元的截面图；
图3是沿着图2的线A-A的截面图；
图4是示出图3的部分A的放大图；
图5是示出包括在马达单元中的传感器磁体的立体图；
图6是示出第二实施方式的马达单元的内部结构的截面图；以及
图7是示出第三实施方式的马达单元的截面图，该截面图对应于图3。
具体实施方式
(概要)
如图1所示，本实施方式的马达单元3安装于电动自行车1。注意，电动自行车1是电动辅助自行车，但可以是另一种电动自行车，诸如电动摩托车。此外，本公开的技术还能够应用于构造成在例如除了自行车以外的车辆或除了车辆以外的装置中产生机械能的马达单元。
如图4所示，马达单元3包括马达5和齿轮311。马达5包括旋转轴51、转子52和定子53。定子53使转子52旋转。旋转轴51具有沿着旋转轴51的轴线方向D从转子52突出的突出部511。也就是，将旋转轴51插入形成在转子52中的孔524中并固定到转子52，并且旋转轴51具有从形成在转子52中的孔524突出的突出部511。马达5还具有齿54。齿54形成在突出部511的外周面上并与齿轮311接合。转子52包括第一部分5211和第二部分5212。第一部分5211位于旋转轴51周围并固定到旋转轴51。第二部分5212位于转子52的一端，该端面向突出部511。第二部分5212的内径d2比第一部分5211的内径d1大。
在本实施方式的马达单元3中，转子52具有第二部分，该第二部分在抑制旋转轴51的长度增大的同时使得旋转轴51的突出部511的突出长度增大，该突出部511从转子52突出。因此，在确保作为突出部511的一部分并且将形成有齿54的部分的同时，抑制了旋转轴51的长度增大。因此，抑制了马达单元3的尺寸在旋转轴51的轴线方向D上增大。
(构造)
参照图1至图7，下面将说明本实施方式的电动自行车1的构造。注意，电动自行车1具有由设计规定的行驶方向。在以下说明中，行进方向被定义为前方，并且与前方相反的方向被定义为后方。此外，参照前方定义左方和右方。
如图1所示，电动自行车1包括车架10、前侧链轮191(参见图2)、后侧链轮192和马达单元3。此外，本实施方式的电动自行车1包括作为车轮的前轮111和后轮112。本实施方式的电动自行车1还包括车把支柱12、车把122、车座13、一对曲柄臂18和一对踏板181。
车架10包括前管101、顶管102、下管103、座管104、座撑杆105、链撑杆106和支架2。
车把支柱12在上下方向上延伸穿过前管101。车把支柱12可绕前管101的中心轴线旋转。车把支柱12具有与车把122连接的上端。车把122中的一者设置有手动操作部分，用于例如接通和断开电源(在启动和停止向马达单元3供电之间切换)。车把支柱12具有设置有叉121的下端。前轮111可旋转地安装于叉121。
顶管102具有连接到前管101的前端。顶管102具有连接到座管104上部的后端。座管104具有上端，车座13的座杆130经由该上端插入到座管104中。将座杆130固定到座管104。座管104具有连接到支架2的下端。
下管103位于顶管102下方。下管103具有连接到前管101的前端。下管103具有连接到支架2的后端。电池15可拆卸地安装到下管103。
座撑杆105具有连接到顶管102的后端的前端。链撑杆106位于座撑杆105下方。座撑杆105具有连接到链撑杆106的后端的后端。后轮112可旋转地连接到将座撑杆105连接到链撑杆106的连接器。链撑杆106具有连接到支架2的前端。
马达单元3安装到支架2。电池15向马达单元3供电。一对踏板181经由一对曲柄臂18安装于马达单元3。驾驶员致动踏板181以在马达单元3中输入人力驱动力。因此，马达单元3产生辅助驱动力并将辅助驱动力添加到人力驱动力中以产生驱动力。由此由马达单元3产生的驱动力(通过将辅助驱动力添加到人力驱动力中而获得的驱动力)经由后面将说明的链193传递到后轮112。注意，本实施方式的辅助驱动力仅传递到后轮112，但可以传递到前轮111和后轮112两者或者仅传递到前轮111。
如图3所示，马达单元3包括壳体4、输入轴6、输入器7、输出器8、单向离合器32、减速机构31和马达5。
壳体4主要由金属制成。该金属是铝、不锈钢等。然而，壳体4可以由非金属制成，并且壳体4的材料没有特别限制。
本实施方式的壳体4由左右分体41和42构成。如在以下说明中有必要，在左分体41和右分体42中，左分体41被称为第一分体41，右分体42被称为第二分体42。
第一分体41具有内部空间向右开口的容器形状。本实施方式的第一分体41具有内部形状向右开口的容器形状。第一分体41包括侧壁411和周缘412。侧壁411构成了壳体4的左侧壁。周缘412从侧壁411的周缘向右突出。
第二分体42具有内部空间向左开口的容器形状。第二分体42包括侧壁421和周缘422。侧壁421构成了壳体4的右侧壁。周缘422从侧壁421的周缘向左突出。第一分体41和第二分体42在周缘412和周缘422彼此接触的情况下彼此固定。第一分体41的内部空间与第二分体42的内部空间连通。第一分体41的内部空间和第二分体42的内部空间构成收容空间40。输入轴6的一部分、输入器7、输出器8的一部分、单向离合器32和减速机构31位于形成在壳体4内部的收容空间40中。
输入轴6具有平行于左右方向(横向)的轴线60。注意，本公开中提到的“轴线”是指中心轴线。输入轴6具有在左右方向上延伸穿过第一分体41的侧壁411的左端。输入轴6具有在左右方向上延伸穿过第二分体42的侧壁421的右端。即，输入轴6在左右方向上延伸穿过壳体4。
输入轴6能够绕轴线60旋转。输入轴6具有在左右方向上从壳体4向外部突出的两端。一对曲柄臂18中的相应一个曲柄臂的一端连接至输入轴6在左右方向上的两端中的各端。踏板181(参见图1)可旋转地安装于一对曲柄臂18中的各个曲柄臂的在各个曲柄臂18的纵向上与输入轴6相反的端。驾驶员致动安装于各个曲柄臂18的踏板181，从而将各个曲柄臂18的扭矩作为人力传递到输入轴6。
在壳体4中，输入器7布置在输入轴6的周围。输入器7具有圆筒形状，其轴线方向平行于左右方向。本实施方式的输入器7由在左右方向上排列的多个输入器71和72构成。输入器7固定至输入轴6，并与输入轴6一起旋转。注意，输入器7可以是单个构件。此外，输入器7可以与输入轴6一体地形成。
在壳体4中，输出器8布置在输入器7的周围。输出器8可绕输入器7旋转。在输入器7和输出器8之间，布置有单向离合器32。当电动自行车1在行进方向上加速的方向(以下称为加速方向)上的扭矩施加于输入器7时，单向离合器32将扭矩传递到输出器8，并且当在与加速方向相反的方向上的扭矩施加于输入器7时，单向离合器32不将扭矩传递到输出器8。
输出器8具有设置有齿83的外周面。齿83与包括在减速机构31中的齿轮(第二传动齿轮)312的齿316(参见图4)接合。减速机构31以使输出器8的旋转速度比马达5的旋转轴51的旋转速度低的方式将马达5的旋转轴51的旋转传递到输出器8。当加速方向上的扭矩经由减速机构31施加于输出器8时，单向离合器32不向输入器7传递扭矩。
输出器8具有从壳体4向外突出的右端。前侧链轮191固定到输出器8的右端。前侧链轮191与输出器8一起旋转。如图1所示，后侧链轮192固定到后轮112的轮毂。链193缠绕在前侧链轮191和后侧链轮192上。
当将加速方向上的扭矩施加于图3所示的输入轴6并且输入轴6旋转时，输入器7与输入轴6一起旋转。输入器7的加速度方向上的扭矩经由单向离合器32施加于输出器8，并且由此使输出器8和前侧链轮191沿加速方向旋转。当前侧链轮191在加速方向上旋转时，经由链193将加速方向上的扭矩施加于后侧链轮192，并且后侧链轮192和后轮112在加速方向上旋转。由此，使电动自行车1在行驶方向上加速。
如图4所示，马达5包括旋转轴51、转子52和定子53。本实施方式的马达5还包括杯57。杯57收容旋转轴51的一部分、转子52和定子53。杯57由金属制成。然而，杯57可以由非金属制成，并且对杯57的材料没有特别限制。
杯57安装于第一分体41的侧壁411。侧壁411具有圆形并且在左右方向上贯通侧壁411的通孔413。杯57从侧壁411的左侧覆盖通孔413。杯57具有内部空间向右开口的容器形状。杯57的内部空间经由通孔413与第一分体41的内部空间连通。
旋转轴51的轴线方向D平行于左右方向。以下，将旋转轴51的轴线方向简称为“轴线方向D”。与旋转轴51同心的转子52位于旋转轴51周围。
转子52是具有圆筒形状的嵌入式磁体型转子。转子52包括转子芯521和由转子芯521保持的多个永磁体522。转子芯521具有圆筒形状，并且包括在左右方向(轴线方向D)上层叠的多个电磁钢板。各个电磁钢板均由诸如硅钢的软磁体制成。注意，转子芯521可以是单个构件。此外，转子芯521可以由电磁钢板以外的材料制成。
旋转轴51从转子芯521向左右方向的两侧突出。旋转轴51包括突出部511和突出部512。突出部511从第一部分5211向轴线方向D上的一侧(即向右)突出。突出部512从第一部分5211向突出部511的相反侧(即向左)突出。突出部511和512中的一者被称为第一突出部511，突出部511和512中的另一者被称为第二突出部512。
转子芯521包括第一部分5211和第二部分5212。本实施方式的转子芯521由第一部分5211和第二部分5212构成。
第一部分5211具有轴线方向平行于左右方向的圆筒形状，并且第一部分5211构成了除转子芯521的右侧端之外的部分。也就是，第一部分5211是转子芯521的除了沿轴线方向D面向突出部511的一端之外的部分。在左右方向上贯通的孔524形成于第一部分5211的内侧。
旋转轴51插入形成在第一部分5211中的孔524中并且在左右方向上延伸穿过转子52。也就是，旋转轴51在轴线方向D上延伸穿过转子52。第一部分5211位于旋转轴51周围。旋转轴51压配合在孔524中，并被转子52从其周边压紧。因此，第一部分5211被固定到旋转轴51。注意，可以用粘接剂等将旋转轴51固定到转子芯521。
第二部分5212具有与第一部分5211同心的圆筒形状。第二部分5212定位成邻接第一部分5211的右侧。第二部分5212与第一部分5211连续。也就是，第一部分5211在轴线方向D上与第二部分5212邻接。第二部分5212与第一部分5211一体地形成。第二部分5212构成了转子芯521的右侧端。也就是，第二部分5212是作为转子芯521的一部分并且在轴线方向D上面对突出部511的端部。
第二部分5212的内径d2比第一部分5211的内径dl大。也就是，第一部分5211中的孔524的直径比第二部分5212中的孔524的直径大。因此，在第二部分5212的内侧上形成了凹部520。凹部520是形成在第二部分5212中的孔524的外周。当从左右方向观察时，凹部520呈环形，并且凹部520在转子芯521的周向上延伸穿过全部长度。凹部520在左右方向(轴线方向D)上向第一突出部511开口，并且向转子芯521的内侧开口。
旋转轴51的第一突出部511的突出长度(左右方向上的长度)比第二突出部512的突出长度(左右方向上的长度)长，第一突出部511从转子52朝向轴线方向D上的一侧突出。在旋转轴51的左右方向上的两端中，一端为第一突出部511的末端，另一端为第二突出部512。第一突出部511延伸穿过通孔413，并从第一分体41的侧壁411突出到第一分体41的内部空间和第二分体42的内部空间中。
马达单元3包括一对轴承551和552。如在以下说明中需要，在一对轴承551和552中，将一个轴承称为第一轴承551，并将另一个轴承称为第二轴承552。第一轴承551位于壳体4中，并且固定至第二分体42。第一轴承551可旋转地支撑第一突出部511的末端。第二轴承552位于杯57中并且固定至杯57。在本实施方式中，马达5具有第二轴承552。第二轴承552支撑第二突出部512。也就是，第一轴承551和第二轴承552以可旋转的方式支撑旋转轴51在左右方向上的各个端部。轴承551和552均是球轴承。
本实施方式的第一轴承551具有比第二轴承552的球小的球，并且第一轴承551的外径比第二轴承552的外径小。也就是，当在左右方向上观察时，第一轴承551布置在第二轴承552的外周缘的内侧。因此，在马达单元3小型化的同时，在第一轴承551周围确保了待布置其它部件的空间。注意，轴承551和552均不限于球轴承，而可以是例如滚柱轴承。
多个永磁体522嵌入在转子芯521中。多个永磁体522在转子芯521的周向上排列。注意，永磁体522可以安装于转子芯521的表面。此外，转子52可以是以使得磁极在转子52的周向上交替地相异的方式磁化的永磁体。
在定子53和转子52之间设置有气隙的情况下围绕转子52布置定子53。定子53使转子52旋转。定子53是包括定子芯531和线圈532的绕组定子。定子芯531具有轴线方向平行于左右方向的圆筒形状。定子芯531与转子52同心地布置。线圈532缠绕在定子芯531上。给线圈532通电来励磁定子芯531，从而使转子52旋转。
旋转轴51的第一突出部511的外周面具有形成为与包括在减速机构31中的齿轮311的齿313接合的齿54。仅在第一突出部511的一部分上形成了齿54，该部分位于第一突出部511的末端和基端513之间。
减速机构31将旋转轴51的旋转传递至输出器8，使得输出器8的旋转速度比旋转轴51的旋转速度慢。减速机构31包括齿轮轴(传动旋转轴310)、一对轴承3141和3142、齿轮311和齿轮312。在以下说明中，根据需要，将齿轮311称为第一传动齿轮311，将齿轮312称为第二传动齿轮312。
齿轮轴310具有平行于左右方向的轴线3100。齿轮轴310在左右方向上的两端由布置在收容空间40中的一对轴承3141和3142可旋转地支撑。齿轮轴310能够绕轴线3100旋转。
第一传动齿轮311位于齿轮轴310周围。第一传动齿轮311具有轴线平行于左右方向的圆筒形状。第一传动齿轮311具有带有齿313的外周面。齿313与旋转轴51的齿54接合，从而将旋转轴51的扭矩传递到第一传动齿轮311。
第一传动齿轮311经由单向离合器315联接至齿轮轴310。当沿加速方向的扭矩施加于第一传动齿轮311时，单向离合器315将扭矩传递至齿轮轴310，并且当沿加速方向的反方向的扭矩施加于第一传动齿轮311时，单向离合器315不向齿轮轴310传递扭矩。此外，当沿加速方向的扭矩施加于齿轮轴310时，单向离合器315不将扭矩传递到第一传动齿轮311。
位于第一传动齿轮311右方的第二传动齿轮312围绕齿轮轴310布置。第二传动齿轮312固定至齿轮轴310。第二传动齿轮312与齿轮轴310一起旋转。第二传动齿轮312具有带有齿316的外周面。齿316与输出器8的齿83接合。
当马达5的旋转轴51旋转时，第一传动齿轮311旋转。当第一传动齿轮311的扭矩经由单向离合器315传递至齿轮轴310时，齿轮轴310和第二传动齿轮312旋转。因此，第二传动齿轮312的扭矩被传递到输出器8。
如图3所示，马达单元3还包括扭矩检测器33、转速检测器34和控制板(印刷电路板)35。扭矩检测器33、转速检测器34和控制板35布置在壳体4的收容空间40中。
扭矩检测器33检测施加到输入轴6的扭矩。扭矩检测器33的示例包括磁致伸缩扭矩传感器。扭矩检测器33位于输入器7的周围。注意，扭矩检测器33不限于磁致伸缩扭矩传感器。
转速检测器34检测每单位时间输入轴6的转速。转速检测器34位于输入器7的周围。转速检测器34的示例包括光学转速检测器。注意，转速检测器34不限于光学转速检测器。
控制板35沿着第一分体41的侧壁411布置。控制板35的厚度方向平行于左右方向。当沿左右方向观察时，控制板35的至少一部分与定子53和转子52重叠。当在正交于左右方向的方向上观察时，控制板35的至少一部分与旋转轴51、齿轮轴310(参见图4)、第一传动齿轮311(参见图4)、单向离合器315(参见图4)、输入轴6和输入器7重叠。
控制板35包括构造成控制马达5的控制器。该控制器包括例如微型计算机，并且执行存储在诸如ROM(只读存储器)的存储部分中的程序以控制各个元件的操作。作为这种控制器，公知的控制器相应可用，因此省略其详细说明。控制器基于由扭矩检测器33检测到的扭矩和由转速检测器34检测到的转速来控制马达5的转子52和旋转轴51的转速。
当电动自行车1通过人力沿行进方向移动时，将马达5的旋转轴51的扭矩施加到输出器8使得输出器8输出由来自输入器7的人力的扭矩和来自马达5的扭矩的组合而产生的合力。在这种情况下，输出器8用作将来自输入器7的人力的扭矩和来自马达5的扭矩彼此组合的合力构件。
当通过人力使电动自行车1沿行进方向移动的同时未驱动马达5时，输出器8沿加速方向旋转，因此，与输出器8接合的第二传动齿轮312和齿轮轴310沿加速方向旋转。然而，在这种情况下，齿轮轴310在加速方向上的扭矩没有通过单向离合器315传递到第一传动齿轮311(参见图4)。因此，当未驱动马达5时，旋转轴51和转子52的旋转被抑制。
马达单元3还包括构造成检测转子52和旋转轴51的旋转位置(包括转速)的旋转检测器9。旋转检测器9包括构造成与旋转轴51一起旋转的传感器磁体90和构造成检测传感器磁体90的磁性的磁性传感器91。
传感器磁体90布置在壳体4中(具体地，在通孔413中)。图4和图5所示的本实施方式的传感器磁体90是塑料磁体。传感器磁体90被固定至旋转轴51在轴线方向D上的中间部分。也就是，传感器磁体90构成了固定于旋转轴51的固定构件。另外，该固定构件至少是固定于旋转轴51的构件并且不限于传感器磁体90。
传感器磁体90包括固定部902、环状部903和多个联接器904。固定部902具有轴线平行于左右方向的圆筒形状。如图4所示，固定部902位于第一突出部511的基端513(位于转子52与齿313之间的部分)的周围。第一突出部511的基端513被压配合在形成于固定部902内侧的孔905中。因此，传感器磁体90被固定至旋转轴51。注意，可以利用粘接剂将其中压配合有第一突出部511的固定部902粘接至旋转轴51。此外，本实施方式的固定部902位于齿313的在轴线方向D上面对转子52的一端周围。然而，固定部902在轴线方向D上可以位于转子52与齿313之间。
与固定部902同心并且与固定部902分开定位的环状部903位于固定部902的右端周围。沿着与左右方向正交的方向观察时，环状部903的至少一部分与齿轮轴310的左端重叠。也就是，齿轮轴310的左端与环状部903位于与左右方向正交的同一平面上。
如图5所示，当沿左右方向观察时，环状部903具有环形形状。环状部903具有例如以使得具有不同极性的磁极在环状部903的周向上交替地定位的方式磁化的右侧面。注意在图5中，被磁化的部分由双点划线表示。
多个联接器904位于固定部902和环状部903之间。多个联接器904在固定部902的周向上间隔地排列。固定部902和环状部903经由多个联接器904彼此一体地连接。多个联接器904中的每一者均在与传感器磁体90的旋转方向(传感器磁体90的周向)正交的方向(传感器磁体90的径向)上延伸。注意，各个联接器904均至少在与传感器磁体90的旋转方向交叉的方向上延伸，并且可以沿着倾斜于与传感器磁体90的旋转方向正交的方向的方向延伸。
如图4所示，在壳体4中布置有面对传感器磁体90的磁性传感器91。在本实施方式中，磁性传感器91被封装在控制板35上。磁性传感器91位于环状部903的右侧，并且面对环状部903。旋转检测器9使磁性传感器91检测由传感器磁体90的旋转引起的磁场变化，以检测转子52的旋转位置。控制板35例如根据检测结果控制马达5的驱动。
磁性传感器91例如是孔IC(集成电路)。注意，磁性传感器91可以是孔元件、MR(磁阻)元件等。此外，传感器磁体90不限于本实施方式的传感器磁体90，而是可以包括被磁化成使得磁极例如在周向上交替地相异的永磁体。
传感器磁体90具有多个孔906。多个孔906中的每个孔均在左右方向上贯穿传感器磁体90，并且在传感器磁体90的左右方向上的两侧开口。各个孔906均形成在相邻的联接器904之间。因此，当传感器磁体90与旋转轴51一起旋转时，传感器磁体90的多个联接器904搅动壳体4中的空气。也就是，多个联接器904中的每一者均构成了用于搅拌壳体4中的空气的叶片。因此，由定子53等产生的热不太可能残留在壳体4中，因此，改善了马达单元3的散热特性。
如上所述，图4所示的转子52的第二部分5212的内径d2比第一部分5211的内径d1大。由此，能够增加旋转轴51的突出部511的突出长度，突出部511从转子52突出。因此，在确保作为突出部511的一部分并且待形成有齿54的部分的同时，抑制了旋转轴51的长度增加。
在本实施方式中，固定部902的左端是传感器磁体90的一部分，并且位于第二部分5212的内侧(在凹部520中)。本实施方式的固定部902的左端不固定于转子芯521，但可以固定于转子芯521。该固定可以如下进行：例如，固定部902的左端压配合在第二部分5212的内侧(在凹部520中)，或者利用粘接剂将固定部902的左端粘接到转子芯521。
如上所述，传感器磁体90的固定部902的一部分位于第二部分5212的内侧，由此，旋转轴51在左右方向上的被压配合在固定部902中的部分的长度(压配合余量)增加。这使得传感器磁体90被牢固地固定至旋转轴51。注意，固定部902在左右方向上的至少一部分布置在第二部分5212的内侧，并且固定部902的整体可以布置在凹部520中。
此外，由于传感器磁体90的固定部902的一部分位于第二部分5212的内侧，因此传感器磁体90可以沿左右方向布置在靠近转子52的位置处。因此，旋转轴51的齿54可以形成在左右方向上靠近转子52的位置处。因此，减速机构31的第一传动齿轮311、齿轮轴310和第二传动齿轮312能够布置在左右方向上靠近转子52的位置处，以使马达单元3小型化。
此外，在本实施方式的传感器磁体90中，环状部903的直径(外径)比转子芯521的直径(外径)小，并且当沿左右方向观察时，传感器磁体90布置在从转子52的外周缘向内的位置。因此，减速机构31的齿轮轴310可以布置传感器磁体90周围。因此，在与左右方向正交的方向上，旋转轴51和齿轮轴310能够布置在彼此靠近的位置处，以在与左右方向正交的方向上使马达单元3小型化。
注意，传感器磁体90的固定部902不是必须布置在凹部520中。此外，可以省略旋转检测器9。
(第二实施方式)
下面，将参照图6说明第二实施方式的马达单元3A。第二实施方式的马达单元3A包括代替第一实施方式的马达单元3的轴承551(参见图4)的轴承551A。轴承551A装配在形成于壳体4的通孔413中，并固定至第一分体41的侧壁411。轴承551A可旋转地支撑旋转轴51的第一突出部511的基端513。也就是，在本实施方式的旋转轴51中，第一突出部511的基端513和第二突出部512分别由成对的轴承551A和轴承552支撑。
此外，本实施方式的马达单元3A包括代替第一实施方式的传感器磁体90的传感器磁体90A。传感器磁体90A是被磁化为使得磁极在例如传感器磁体90A的周向上交替地相异的塑料磁体。
传感器磁体90A收容在杯57中。传感器磁体90A包括固定部902A、环状部903A和联接器904A。
固定部902A具有轴线平行于左右方向的圆筒形状。在杯57中，固定部902A位于第一突出部511的基端513周围。固定部902A的左侧端位于转子52的第二部分5212的内侧。第一突出部511的基端513被压配合在形成于固定部902A的内侧的孔905A中。因此，传感器磁体90A被固定到旋转轴51。注意，可以利用粘接剂将压配合有第一突出部511的固定部902A粘接到旋转轴51。
与固定部902A同心并且与固定部902A分开定位的环状部903A位于固定部902A的右端周围。当沿左右方向观察时，环状部903A具有环形形状。
联接器904A位于固定部902A和环状部903A之间。固定部902A的右端和环状部903A的左端经由联接器904A彼此一体地连接。环状部903A从联接器904A向右突出。环状部903A布置在环状部903A沿左右方向与磁性传感器91重叠的位置处，并且环状部903A面对磁性传感器91。轴承551A布置在环状部903A的内侧。
(第三实施方式)
下面，将参照图7说明第三实施方式的马达单元3B。第一实施方式的马达单元3是所谓的单轴马达单元，而第三实施方式中的马达单元3B是所谓的双轴马达单元。
马达单元3B不包括减速机构31，而是包括与输出器8不同的第二输出器310B。第二输出器310B的左端位于壳体4中，并由布置在第一分体41中的轴承3191B可旋转地支撑。第二输出器310B具有左右方向上的中间部分，其被固定至第二分体42的轴承3192B可旋转地支撑。第二输出器310B的右端位于壳体4的外部。链轮194B以使得该链轮194B与第二输出器310B一起旋转的方式固定至第二输出器310B的右端。链193(参见图1)缠绕在链轮194B、前侧链轮191(参见图2)和后侧链轮192(参见图1)上。与马达5的旋转轴51的齿54接合的齿轮318B经由单向离合器317B布置在第二输出器310B周围。
当在电动自行车通过人力沿行进方向移动的情况下马达5的旋转轴51沿加速方向旋转时，与马达5的旋转轴51的齿54接合的齿轮318B在加速方向上旋转。齿轮318B在加速方向上的扭矩经由单向离合器317B被传递至第二输出器310B，并被施加至链193。
此外，当在电动自行车1通过人力沿行进方向移动的情况下不驱动马达5时，第二输出器310B沿加速方向旋转，但第二输出器310B在加速方向上的扭矩也未通过单向离合器317B传递到马达5的旋转轴51。因此，当不驱动马达5时，旋转轴51和转子52的旋转被抑制。
(方面)
如从上述实施方式能够看出的，第一方面的马达单元(3；3A；3B)包括马达(5)和齿轮(311；318B)。马达(5)包括旋转轴(51)、转子(52)和定子(53)。定子(53)构造成使转子(52)旋转。旋转轴(51)具有突出部(第一突出部)(511)。突出部(511)沿着旋转轴(51)的轴线方向(D)从转子(52)突出。马达(5)还具有齿(54)。齿(54)形成在突出部(511)的外周面上，并且与齿轮(311；318B)接合。转子(52)具有第一部分(5211)和第二部分(5212)。第一部分(5211)位于旋转轴(51)周围并且固定于旋转轴(51)。第二部分(5212)位于转子(52)的一端处，该端面向突出部(511)。第二部分(5212)的内径(d2)比第一部分(5211)的内径(d1)大。
在本方面中，转子(52)包括第二部分(5212)，其能够使旋转轴(51)的从转子(52)突出的突出部(511)的突出长度增大。因此，在确保作为突出部(511)的一部分并且其上待形成齿(54)的部分的同时，抑制了旋转轴(51)的长度增大。因此，抑制了马达单元(3)的尺寸在旋转轴(51)的轴线方向(D)上增大。
第二方面的马达单元(3；3A；3B)将与第一方面结合实现。第二方面的马达单元(3；3A；3B)还包括传感器磁体(90；90A)。传感器磁体(90；90A)具有固定部(902；902A)。固定部(902；902A)位于突出部(511)的一部分(基端)(513)周围，该部分(基端)(513)位于转子(52)和齿(54)之间。固定部(902；902A)固定至旋转轴(51)。
本方面使得传感器磁体(90；90A)在作为突出部(511)的一部分并且位于转子(52)和齿(54)之间的部分处固定至旋转轴(51)。
第三方面的马达单元(3；3A；3B)将与第二方面结合实现。在第三方面中，固定部(902；902A)的至少在轴线方向(D)上面向转子(52)的一端位于第二部分(5212)的内侧。
在本方面中，固定部(902；902A)的至少一部分位于转子芯(521)的第二部分(5212)的内侧(凹部(520)中)，使得旋转轴(51)的将被固定到固定部(902；902A)的部分的长度增大。这能够将传感器磁体(90；90A)牢固地固定至旋转轴(51)。此外，至少作为固定部(902；902A)的一部分并且在轴线方向(D)上面对转子(52)的一端位于第二部分(5212)的内侧。因此，传感器磁体(90；90A)布置在沿左右方向靠近转子(52)的位置处。因此，旋转轴(51)的齿(54)形成在沿轴线方向(D)靠近转子(52)的位置处。因此，与齿(54)接合的齿轮(311)等布置在沿轴线方向(D)靠近转子(52)的位置处，从而使马达单元(3；3A；3B)小型化。
第四方面的马达单元(3；3A；3B)将与第二方面或第三方面结合实现。在第四方面中，传感器磁体(90)还包括叶片(联接器904)。叶片在与传感器磁体(90)的旋转方向交叉的方向上延伸。
本方面使得当传感器磁体(90)旋转时叶片(904)能够搅动传感器磁体(90)附近的空气。这改善了马达单元(3；3B)的散热特性。
第五方面的马达单元(3；3A；3B)将与第二方面至第四方面中的任何一个方面结合实现。在第五方面中，当沿轴线方向(D)观察时，传感器磁体(90)位于转子(52)的外周缘内侧的位置。
本方面能够使得在传感器磁体(90)周围形成待布置其它部件的空间并且使得马达单元(3；3B)小型化。
第六方面的马达单元(3；3A)将与第五方面结合实现。第六方面的马达单元(3；3A)还包括齿轮轴(310)。在齿轮轴(310)周围设置有齿轮(311)。齿轮轴(310)构造成与齿轮(311)一起旋转。当沿与轴线方向(D)正交的方向观察时，齿轮轴(310)的一部分与传感器磁体(90)重叠。
在本方面中，旋转轴(51)和齿轮轴(310)布置在沿着与轴线方向(D)正交的方向彼此靠近的位置处，从而使马达单元(3；3A)小型化。
第七方面的马达单元(3)将与第一方面至第六方面中的任何一个方面结合实现。在第七方面中，旋转轴(51)沿轴线方向(D)延伸穿过转子(52)。马达单元(3)还包括第一轴承(551)和第二轴承(552)。第一轴承(551)构造成可旋转地支撑突出部(511)的末端。第二轴承(552)构造成可旋转地支撑旋转轴(51)的背离突出部(511)的一端(第二突出部)(512)。
本方面使得第一轴承(551)和第二轴承(552)在轴线方向(D)上支撑旋转轴(51)的各个端部，从而使得旋转轴(51)不太可能振动。
第八方面的马达单元(3)将与第七方面结合实现。根据第八方面，当沿轴线方向(D)观察时，第一轴承(551)布置在第二轴承(552)的外周缘的内侧。
本方面能够使得在第一轴承(551)周围确保待布置其它部件的空间，并且能够使得马达单元(3)小型化。
第九方面的马达单元(3A)将与第一方面至第六方面中的任何一个方面结合实现。第九方面的马达单元(3A)包括轴承(551A)。轴承(551A)构造成可旋转地支撑突出部(511)的位于转子(52)和齿(54)之间的部分(基端513)。
本方面使得轴承(551A)能够支撑作为旋转轴(51)的突出部(511)的一部分并且位于转子(52)与齿(54)之间的部分。
第十方面的电动自行车(1)包括第一方面至第九方面中的任一方面的马达单元(3；3A；3B)和车轮(112)。包括在马达单元(3；3A；3B)中的马达(5)的驱动力被传递到车轮(111；112)。
本方面能够使得电动自行车(1)的马达单元(3；3A；3B)小型化。
第十一方面的马达单元(3；3A；3B)将与第一方面结合实现。第十二方面具有以下构造。马达单元(3；3A；3B)还包括固定构件(传感器磁体90)，该固定构件沿轴线方向D固定至旋转轴(51)的中间部分。该固定构件的至少一部分位于第二部分(5212)和旋转轴(51)之间。
第十二方面的马达单元(3；3A；3B)将与第一方面结合实现。定子(53)包括定子芯(531)和线圈(532)。定子(53)被构造成对线圈(532)通电使得励磁定子芯(531)而使转子(52)旋转。
第十三方面的电动自行车(1)包括第十一方面或第十二方面的马达单元(3；3A；3B)和车轮(112)。包括在马达单元(3；3A；3B)中的马达(5)的驱动力被传递到车轮(111；112)。
附图标记说明
D 轴线方向
d1 第一部分的内径
d2 第二部分的内径
1 电动自行车
111 前轮(车轮)
112 后轮(车轮)
3、3A、3B 马达单元
310 齿轮轴
311 齿轮
318B 齿轮
313 齿
5 马达
51 旋转轴
511 第一突出部(突出部)
512 第二突出部(突出部)
513 基端
52 转子
520 凹部
5211 第一部分
5212 第二部分
54 齿
551 第一轴承
551A 第一轴承(轴承)
552 第二轴承
90 传感器磁体
90A 传感器磁体
904 联接器(叶片)
902 固定部
902A 固定部

Claims (10)

1.一种马达单元，其包括：
马达；以及
齿轮，
所述马达包括：
旋转轴，
转子，以及
定子，其构造成使所述转子旋转，
所述旋转轴具有沿着所述旋转轴的轴线方向从所述转子突出的突出部，
所述马达还具有形成在所述突出部的外周面上并与所述齿轮接合的齿，
所述转子具有：
第一部分，其位于所述旋转轴周围并且固定至所述旋转轴，以及
第二部分，其位于所述转子的面向所述突出部的一端并且内径比所述第一部分的内径大。
2.根据权利要求1所述的马达单元，其特征在于，所述马达单元还包括传感器磁体，
所述传感器磁体具有位于所述突出部的一部分周围的固定部，所述部分位于所述转子和所述齿之间，并且
所述固定部固定至所述旋转轴。
3.根据权利要求2所述的马达单元，其特征在于，
所述固定部的至少在所述轴线方向上面向所述转子的一端位于所述第二部分的内侧。
4.根据权利要求2或3所述的马达单元，其特征在于，
所述传感器磁体还具有在与所述传感器磁体的旋转方向交叉的方向上延伸的叶片。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的马达单元，其特征在于，
当沿所述轴线方向观察时，所述传感器磁体位于所述转子的外周缘的内侧。
6.根据权利要求5所述的马达单元，其特征在于，所述马达单元还包括齿轮轴，所述齿轮围绕所述齿轮轴设置，所述齿轮轴构造成与所述齿轮一起旋转，
当沿与所述轴线方向正交的方向观察时，所述齿轮轴的一部分与所述传感器磁体重叠。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的马达单元，其特征在于，
所述旋转轴沿所述轴线方向延伸穿过所述转子，并且
所述马达单元还包括：
第一轴承，其构造成可旋转地支撑所述突出部的末端，以及
第二轴承，其构造成可旋转地支撑所述旋转轴的背离所述突出部的一端。
8.根据权利要求7所述的马达单元，其特征在于，
当沿所述轴线方向观察时，所述第一轴承布置在所述第二轴承的外周缘的内侧。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的马达单元，其特征在于，
所述马达单元包括构造成可旋转地支撑所述突出部的位于所述转子和所述齿之间的部分的轴承。
10.一种电动自行车，其包括：
根据权利要求1至9中任一项所述的马达单元；以及
车轮，包括在所述马达单元中的所述马达的驱动力被传递到所述车轮。
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