DE102022104398A1

DE102022104398A1 - Motoreinheit und elektrofahrrad

Info

Publication number: DE102022104398A1
Application number: DE102022104398.3A
Authority: DE
Inventors: Masafumi Kawakami; Ryohei Adachi; Kento Okuda
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2022-09-01
Also published as: JP2022131727A

Abstract

Das Problem, das durch die vorliegende Offenbarung gelöst werden soll, ist die Bereitstellung einer Motoreinheit, die einfacher zusammengebaut werden kann, und eines Elektrofahrrads, das eine solche Motoreinheit umfasst. Eine Motoreinheit (3) gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Gehäuse (4), einen Motor (5), einen Abtriebskörper (8), ein Vorgelege (9) und eine Halteeinrichtung (38). Der Motor (5) umfasst einen Rotor (52) und einen Stator (53). Der Stator (53) ist in einem Motoraufnahmeraum (430) innerhalb des Gehäuses (4) aufgenommen. Der Abtriebskörper (8) ist so angeordnet, dass er um eine Achse (60) drehbar ist. Das Vorgelege (9) ist in dem Gehäuse (4) aufgenommen und vermindert die Drehzahl des Motors (5) und übertragt eine Drehkraft mit der so verminderten Drehzahl auf den Abtriebskörper (8). Die Halteeinrichtung (38) ist in dem Gehäuse (4) aufgenommen und umfasst einen Halter zum Halten eines Lagers (932), das eine Drehwelle (90) eines Zahnrads stützt, das in das Vorgelege (9) einbezogen ist. Mindestens ein Teil der Halteeinrichtung (38) überlappt bei einer Betrachtung in einer axialen Richtung (60), die durch die Achse (60) festgelegt ist, mit mindestens einem Teil des Motors (5).

Description

MOTOREINHEIT UND ELEKTROFAHRRAD
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Motoreinheit und ein Elektrofahrrad und betrifft insbesondere eine Motoreinheit, die ein Gehäuse, einen Motor, einen Abtriebskörper und ein Vorgelege umfasst, sowie ein Elektrofahrrad, das eine solche Motoreinheit umfasst.
Stand der Technik
Ein leistungsunterstütztes Fahrrad, das ein menschliches Antriebssystem und ein elektrisches Antriebssystem umfasst, ist bekannt (vgl. z.B. JP H09-66882 A ). Das leistungsunterstützte Fahrrad von JP H09-66882 A umfasst ein Gehäuse, das in zwei Teile geteilt ist (d.h., einen rechten und einen linken Teil), einen Motor und ein Vorgelege. Das Vorgelege umfasst eine Vorgelegewelle. Am linken Ende der Vorgelegewelle ist ein Primärrad bereitgestellt, das mit einem Ritzel kämmt, das an einer Drehwelle des Motors angebracht ist. Am rechten Ende der Vorgelegewelle ist ein sekundäres Ritzel bereitgestellt, das mit einem sekundären Rad kämmt, so dass eine Bewegungsleistung auf ein Kurbelritzel und ein Hinterrad übertragen wird. Die Vorgelegewelle ist durch zwei Lager gestützt, die an dem rechten bzw. linken Teil des Gehäuses angebracht sind.
Zusammenfassung der Erfindung
In dem vorstehend beschriebenen leistungsunterstützten Fahrrad sind die zwei Lager zum Stützen der Vorgelegewelle des Vorgeleges an dem rechten bzw. linken Teil des Gehäuses angebracht. Folglich kann die Vorgelegewelle nicht fixiert werden, bis die zwei geteilten Teile des Gehäuses geschlossen sind, wodurch der Zusammenbauvorgang schwierig wird.
Im Hinblick auf den vorstehenden Hintergrund ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Motoreinheit, die einfacher zusammengebaut werden kann, sowie ein Elektrofahrrad, das eine solche Motoreinheit umfasst, bereitzustellen.
Eine Motoreinheit gemäß eines ersten Aspekts umfasst ein Gehäuse, einen Motor, einen Abtriebskörper, ein Vorgelege und eine Halteeinrichtung. Der Motor umfasst einen Rotor und einen Stator. Der Stator ist in einem Motoraufnahmeraum innerhalb des Gehäuses aufgenommen. Der Abtriebskörper ist so angeordnet, dass er um eine Achse drehbar ist. Das Vorgelege ist in dem Gehäuse aufgenommen und vermindert eine Drehzahl des Motors und überträgt eine Drehkraft mit der so verminderten Drehzahl auf den Abtriebskörper. Die Halteeinrichtung ist in dem Gehäuse aufgenommen und umfasst einen Halter zum Halten eines Lagers, das eine Drehwelle (Getriebedrehwelle) eines Zahnrads stützt, das in das Vorgelege einbezogen ist. Mindestens ein Teil der Halteeinrichtung überlappt bei einer Betrachtung in einer axialen Richtung, die durch die Achse festgelegt ist, mit mindestens einem Teil des Motors.
Wenn die Motoreinheit zusammengebaut wird, ermöglicht der erste Aspekt, dass die Drehwelle des Vorgeleges durch die Halteeinrichtung über das Lager gehalten wird, wodurch der Zusammenbauvorgang der Motoreinheit erleichtert wird.
Ein zweiter Aspekt kann im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt implementiert werden. In dem zweiten Aspekt ist die Halteeinrichtung aus einem Material hergestellt, das aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung und einer Magnesiumlegierung, ausgewählt ist.
Der zweite Aspekt vereinfacht eine Verminderung des Gewichts der Motoreinheit verglichen mit einer Situation, bei der die Halteeinrichtung aus Stahl oder einem Eisenmetall hergestellt ist.
Ein dritter Aspekt kann im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt implementiert werden. In dem dritten Aspekt ist die Halteeinrichtung aus einem Harz hergestellt.
Der dritte Aspekt vereinfacht nicht nur die Verminderung des Gewichts der Motoreinheit, sondern auch von deren Herstellungskosten verglichen mit einer Situation, bei der die Halteeinrichtung aus einem Metall hergestellt ist.
Ein vierter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis dritten Aspekts implementiert werden. In dem vierten Aspekt umfasst das Vorgelege zwei Paare von Zahnrädern, die miteinander kämmen. Das Zahnrad ist eines der zwei Paare von Zahnrädern.
Der vierte Aspekt ermöglicht, dass das Vorgelege einfacher ein hohes Untersetzungsverhältnis erreicht.
Ein fünfter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis dritten Aspekts implementiert werden. In dem fünften Aspekt umfasst das Vorgelege drei Paare von Zahnrädern, die miteinander kämmen. Das Zahnrad ist eines der drei Paare von Zahnrädern.
Der fünfte Aspekt ermöglicht, dass das Vorgelege einfacher ein hohes Untersetzungsverhältnis erreicht.
Ein sechster Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis fünften Aspekts implementiert werden. In dem sechsten Aspekt umfasst das Gehäuse einen ersten geteilten Teil, der sich auf einer ersten Seite in der axialen Richtung befindet, und einen zweiten geteilten Teil, der sich auf einer zweiten Seite in der axialen Richtung befindet. Der Abtriebskörper befindet sich auf der zweiten Seite in der axialen Richtung. Der Motoraufnahmeraum befindet sich in dem ersten geteilten Teil.
Der sechste Aspekt vereinfacht es, den Motoraufnahmeraum beabstandet von dem Abtriebskörper anzuordnen.
Ein siebter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis fünften Aspekts implementiert werden. In dem siebten Aspekt umfasst das Gehäuse einen ersten geteilten Teil, der sich auf einer ersten Seite in der axialen Richtung befindet, und einen zweiten geteilten Teil, der sich auf einer zweiten Seite in der axialen Richtung befindet. Der Abtriebskörper befindet sich auf der zweiten Seite in der axialen Richtung. Der Motoraufnahmeraum befindet sich in dem zweiten geteilten Teil.
Der siebte Aspekt vereinfacht es, den Motoraufnahmeraum näher an den Abtriebskörper zu bringen.
Ein achter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis siebten Aspekts implementiert werden. In dem achten Aspekt umfasst das Gehäuse einen Motoraufnahmeabschnitt, der bezogen auf den Rest des Gehäuses auswärts von dem Gehäuse vorragt. Der Motoraufnahmeraum ist innerhalb des Motoraufnahmeabschnitts festgelegt. Der Motoraufnahmeabschnitt umfasst auf Innenoberflächen davon, die auf den Motoraufnahmeraum gerichtet sind, eine Vertiefung mit einem abgestuften Abschnitt, der durch einen ersten Teil und einen zweiten Teil ausgebildet ist, die eine kleinere Abmessung bzw. eine größere Abmessung aufweisen. Der erste Teil befindet sich näher an einer tiefen Wandoberfläche als der zweite Teil. Die tiefe Wandoberfläche ist auf den Motoraufnahmeraum gerichtet. Der zweite Teil ist weiter entfernt von der tiefen Wandoberfläche angeordnet als der erste Teil.
Der achte Aspekt vereinfacht die Positionierung des Stators und das Einsetzen des Stators in den Motoraufnahmeraum.
Ein neunter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis achten Aspekts implementiert werden. In dem neunten Aspekt ist die Halteeinrichtung an dem Gehäuse auf der gleichen Seite innerhalb des Gehäuses wie der Motoraufnahmeraum angebracht, wenn ein Raum innerhalb des Gehäuses in der axialen Richtung in zwei Seiten geteilt wird.
Der neunte Aspekt vereinfacht das Bedecken des Motors (insbesondere von dessen Stator) mit der Halteeinrichtung.
Ein zehnter Aspekt kann im Zusammenhang mit dem neunten Aspekt implementiert werden. In dem zehnten Aspekt ist die Halteeinrichtung, die an dem Gehäuse angebracht ist, mit dem Gehäuse in Kontakt.
Der zehnte Aspekt ermöglich das Halten des Lagers durch das Gehäuse über die Halteeinrichtung.
Ein elfter Aspekt kann im Zusammenhang mit dem neunten Aspekt implementiert werden. In dem elften Aspekt ist die Halteeinrichtung über einen Schwingungsisolator an dem Gehäuse angebracht.
Der elfte Aspekt vermindert die Wahrscheinlichkeit, dass die Schwingung, die durch die Drehwelle des Vorgeleges erzeugt wird, über das Lager und die Halteeinrichtung auf das Gehäuse übertragen wird.
Ein zwölfter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis elften Aspekts implementiert werden. In dem zwölften Aspekt umfasst die Motoreinheit ferner eine Steuerplatine, die eine Steuereinheit zum Steuern des Motors umfasst. Die Steuerplatine ist auf der Halteeinrichtung angeordnet.
Der zwölfte Aspekt ermöglicht das Halten der Steuerplatine durch die Halteeinrichtung.
Ein dreizehnter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis zwölften Aspekts implementiert werden. In dem dreizehnten Aspekt umfasst die Motoreinheit ferner eine Steuerplatine, die eine Steuereinheit zum Steuern des Motors umfasst. Mindestens ein Teil der Halteeinrichtung befindet sich zwischen dem Vorgelege und der Steuerplatine.
Der dreizehnte Aspekt vermindert die Wahrscheinlichkeit, dass Fett und/oder Schmiermittel, das in dem Vorgelege verwendet wird, verspritzt wird, so dass es an der Steuerplatine haftet.
Ein vierzehnter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis zwölften Aspekts implementiert werden. In dem vierzehnten Aspekt umfasst die Motoreinheit ferner eine Steuerplatine, die eine Steuereinheit zum Steuern des Motors umfasst. Die Halteeinrichtung umfasst: Einen Körperabschnitt, der den Halter umfasst; und eine Grenzwand, die einen Raum, wo sich das Vorgelege befindet, von einem Raum trennt, wo sich die Steuerplatine befindet.
Der vierzehnte Aspekt vermindert die Wahrscheinlichkeit, dass das Fett bzw. das Schmiermittel, das in dem Vorgelege verwendet wird, verspritzt wird, so dass es an der Steuerplatine haftet.
Ein fünfzehnter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis vierzehnten Aspekts implementiert werden. In dem fünfzehnten Aspekt umfasst die Motoreinheit ferner eine Steuerplatine, die eine Steuereinheit zum Steuern des Motors umfasst. Die Steuerplatine ist über einen Wärmeleiter mit dem Gehäuse verbunden.
Der fünfzehnte Aspekt ermöglicht, dass die Wärme, die durch die Steuerplatine erzeugt wird, durch das Gehäuse effizienter abgeleitet wird.
Ein sechzehnter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis fünfzehnten Aspekts implementiert werden. In dem sechzehnten Aspekt umfasst die Motoreinheit ferner eine Steuerplatine, die eine Steuereinheit zum Steuern des Motors umfasst. Die Halteeinrichtung weist ein Loch oder eine Aussparung zum Hindurchführen eines elektrischen Kabels auf, das den Motor und die Steuerplatine miteinander verbindet.
Der sechzehnte Aspekt ermöglicht das einfachere Verlegen eines elektrischen Kabels, das den Motor mit der Steuerplatine verbindet, wodurch der Freiheitsgrad bei der Gestaltung der Motoreinheit erhöht wird.
Ein siebzehnter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis sechzehnten Aspekts implementiert werden. In dem siebzehnten Aspekt überlappen die Halteeinrichtung und der Stator bei einer Betrachtung in der axialen Richtung mindestens teilweise miteinander.
Der siebzehnte Aspekt trägt effektiver zum Vermindern der Größe der Motoreinheit bei.
Ein achtzehnter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis siebzehnten Aspekts implementiert werden. In dem achtzehnten Aspekt umfasst die Motoreinheit ferner eine Steuerplatine, die eine Steuereinheit zum Steuern des Motors umfasst. Die Steuerplatine und der Rotor überlappen bei einer Betrachtung in der axialen Richtung mindestens teilweise miteinander.
Der achtzehnte Aspekt trägt effektiver zum Vermindern der Größe der Motoreinheit bei.
Ein neunzehnter Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis achtzehnten Aspekts implementiert werden. In dem neunzehnten Aspekt umfasst das Gehäuse einen ersten geteilten Teil und einen zweiten geteilten Teil. Der Motoraufnahmeraum liegt entweder in dem ersten geteilten Teil oder dem zweiten geteilten Teil vor.
Gemäß dem neunzehnten Aspekt überlappt der Motoraufnahmeraum nicht sowohl mit dem ersten geteilten Teil als auch dem zweiten geteilten Teil, wodurch ein hoher Stabilitätsgrad bezüglich der Form und des Volumens erreicht wird.
Ein zwanzigster Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis neunzehnten Aspekts implementiert werden. In dem zwanzigsten Aspekt umfasst die Halteeinrichtung einen kontaktierbaren Abschnitt, mit dem der Stator in Kontakt gebracht werden kann.
Gemäß dem zwanzigsten Aspekt kann das miteinander Inkontaktbringen der Halteeinrichtung und des Stators an dem kontaktierbaren Abschnitt verhindern, dass sich der Stator dreht.
Ein einundzwanzigster Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis zwanzigsten Aspekts implementiert werden. In dem einundzwanzigsten Aspekt umfasst das Gehäuse einen Wärmeableitungsabschnitt und die Halteeinrichtung ist mit dem Wärmeableitungsabschnitt verbunden.
Der einundzwanzigste Aspekt ermöglicht das Ableiten der erzeugten Wärme von dem Gehäuse über die Halteeinrichtung.
Ein zweiundzwanzigster Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis einundzwanzigsten Aspekts implementiert werden. In dem zweiundzwanzigsten Aspekt umfasst die Motoreinheit ferner eine Antriebswelle, die so angeordnet ist, dass sie durch das Gehäuse in der axialen Richtung hindurchtritt und um die Achse drehbar ist. Die Antriebswelle kann die Drehkraft auf den Abtriebskörper übertragen.
Der zweiundzwanzigste Aspekt beseitigt das Erfordernis, dass sich die Getriebedrehwelle zur Verwendung in einem sogenannten „biaxialen“ Elektrofahrrad von einem rechten Ende des Gehäuses durch ein linkes Ende davon in der Motoreinheit erstreckt, wodurch es einfacher wird, die jeweiligen Größen der Getriebedrehwelle und des Gehäuses zu vermindern.
Ein dreiundzwanzigster Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis zweiundzwanzigsten Aspekts implementiert werden. In dem dreiundzwanzigsten Aspekt umfasst die Motoreinheit ferner: Eine Antriebswelle, die so angeordnet ist, dass sie durch das Gehäuse in der axialen Richtung hindurchtritt und um die Achse drehbar ist; und einen menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper zum Ausgeben der Drehkraft der Antriebswelle. Der menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper dreht sich um eine zweite Achse, die von der Achse verschieden ist.
Der dreiundzwanzigste Aspekt beseitigt das Erfordernis, dass sich die Getriebedrehwelle zur Verwendung in einem sogenannten „biaxialen“ Elektrofahrrad von einem rechten Ende des Gehäuses durch ein linkes Ende davon in der Motoreinheit erstreckt, wodurch es einfacher wird, die jeweiligen Größen der Getriebedrehwelle und des Gehäuses zu vermindern.
Ein vierundzwanzigster Aspekt kann im Zusammenhang mit dem zweiundzwanzigsten oder dreiundzwanzigsten Aspekt implementiert werden. In dem vierundzwanzigsten Aspekt umfasst die Motoreinheit ferner eine Antriebswelle-Dreherfassungseinheit und eine Motor-Dreherfassungseinheit. Die Antriebswelle-Dreherfassungseinheit umfasst einen ersten Rotator und erfasst die Drehzahl der Antriebswelle auf der Basis der Drehzahl des ersten Rotators. Die Motor-Dreherfassungseinheit umfasst einen zweiten Rotator und erfasst die Drehzahl des Rotors auf der Basis der Drehzahl des zweiten Rotators. Der erste Rotator und der zweite Rotator überlappen bei einer Betrachtung in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung miteinander.
Der vierundzwanzigste Aspekt erhöht den Freiheitsgrad bei der Gestaltung der Motoreinheit.
Ein fünfundzwanzigster Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis vierundzwanzigsten Aspekts implementiert werden. In dem fünfundzwanzigsten Aspekt überlappt bei einer Betrachtung in der axialen Richtung die Halteeinrichtung mit 10 % bis 80 % eines internen Statorbereichs, der von einem Außenumfang des Stators umgeben ist.
Der fünfundzwanzigste Aspekt vereinfacht die Verminderung des Gewichts der Halteeinrichtung, während die mechanische Festigkeit der Halteeinrichtung aufrechterhalten wird.
Ein sechsundzwanzigster Aspekt kann im Zusammenhang mit einem des ersten bis fünfundzwanzigsten Aspekts implementiert werden. In dem sechsundzwanzigsten Aspekt umfasst ein Elektrofahrrad die Motoreinheit gemäß einem des ersten bis fünfundzwanzigsten Aspekts.
Der sechsundzwanzigste Aspekt beseitigt das Erfordernis, dass sich die Getriebedrehwelle von einem rechten Ende des Gehäuses durch ein linkes Ende davon erstreckt, wodurch es einfacher wird, die jeweiligen Größen der Getriebedrehwelle und des Gehäuses zu vermindern.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines Elektrofahrrads gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine Querschnittsansicht einer Motoreinheit des Elektrofahrrads entlang einer Ebene, die durch eine Antriebswelle der Motoreinheit, eine Drehwelle von deren Motor und eine Achse einer Getriebedrehwelle von deren Vorgelege verläuft;
3 ist eine Querschnittsansicht einer Motoreinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform entlang einer Ebene, die durch eine Antriebswelle der Motoreinheit, eine Drehwelle von deren Motor und eine Achse einer Getriebedrehwelle von deren Vorgelege verläuft;
4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die jeweilige Teile zeigt, wobei die meisten davon ein erster geteilter Teil und jeweilige Komponenten, die in dem ersten geteilten Teil zusammengebaut werden sollen, der Motoreinheit sind;
5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die jeweilige Teile zeigt, wobei die meisten davon ein zweiter geteilter Teil und jeweilige Komponenten, die in dem zweiten geteilten Teil zusammengebaut werden sollen, der Motoreinheit sind;
6A ist eine Seitenansicht der Motoreinheit, von welcher der zweite geteilte Teil entfernt ist;
6B ist eine Seitenansicht der Motoreinheit, von der einige Teile, einschließlich der zweite geteilte Teil, entfernt sind;
7A ist eine Vorderansicht einer Oberfläche, die auf den Innenraum eines Gehäuses gerichtet ist, einer Halteeinrichtung der Motoreinheit;
7B ist eine perspektivische Ansicht der Halteeinrichtung der Motoreinheit betrachtet von einem Bereich, der auf das Gehäuse gerichtet ist, an dem die Halteeinrichtung angebracht ist;
8A ist eine Vorderansicht, die eine innere Struktur des ersten geteilten Teils der Motoreinheit zeigt;
8B ist eine Vorderansicht, welche die innere Struktur des ersten geteilten Teils, an dem die Halteeinrichtung angebracht ist, der Motoreinheit zeigt;
9 ist eine Vorderansicht einer Oberfläche, die auf den Innenraum des Gehäuses gerichtet ist, einer Halteeinrichtung einer Motoreinheit gemäß einer ersten Variation und einer zweiten Variation;
10 ist eine Vorderansicht einer Oberfläche, die auf den Innenraum des Gehäuses gerichtet ist, einer Halteeinrichtung einer Motoreinheit gemäß einer dritten Variation; und
11 ist eine Vorderansicht einer Oberfläche, die auf den Innenraum des Gehäuses gerichtet ist, einer Halteeinrichtung einer Motoreinheit gemäß einer vierten Variation.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine erste Ausführungsform einer Motoreinheit und eines Elektrofahrrads gemäß der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst das Elektrofahrrad 1 einen Rahmen 10, Räder 11 und eine Motoreinheit 3. Es sollte beachtet werden, dass die Fahrrichtung des Elektrofahrrads 1 durch dessen Gestaltung bestimmt wird. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass die Fahrrichtung eine Vorwärtsrichtung ist und es wird angenommen, dass die dazu entgegengesetzte Richtung eine Rückwärtsrichtung ist. Darüber hinaus wird angenommen, dass eine Richtung nach rechts und eine Richtung nach links in einem Zustand festgelegt sind, bei dem das Elektrofahrrad 1 nach vorne zeigt.
Der Rahmen 10 stützt eine Person, die das Elektrofahrrad 1 fährt (nachstehend als „Fahrer“ bezeichnet). Die Lasten des Rahmens 10 und des Fahrers werden durch den Boden über ein Vorderrad 111 und ein Hinterrad 112, welche die Räder 11 bilden, gestützt.
Der Rahmen 10 umfasst ein Steuerrohr 101, ein Oberrohr 102, ein Unterrohr 103, ein Sattelrohr 104, Sitzstreben 105, Kettenstreben 106 und ein Tretlagergehäuse 2. Der Rahmen 10 ist aus einem Metall, wie z.B. Aluminium oder rostfreiem Stahl, hergestellt, jedoch kann ein Teil des Rahmens 10 auch ein nicht-metallisches Material enthalten. Alternativ kann auch der gesamte Rahmen 10 aus einem nicht-metallischen Material hergestellt sein. Folglich kann der Rahmen 10 ohne Beschränkung aus jedwedem Material hergestellt sein.
Das Steuerrohr 101 ist ein zylindrisches Element, dessen Öffnung sich im Allgemeinen in der Aufwärts/Abwärts-Richtung erstreckt. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „im Allgemeinen in der Aufwärts/Abwärts-Richtung“ auf eine Richtung, die einen Winkel von etwa 30 Grad oder weniger bezogen auf die vertikale Richtung festlegt. Ein Vorbau 12 wird derart in das Steuerrohr 101 eingesetzt, dass es in der Aufwärts/AbwärtsRichtung durch das Steuerrohr 101 verläuft. Der Vorbau 12 wird derart in das Steuerrohr 101 eingesetzt, dass er in Bezug auf das Steuerrohr 101 um dessen Achse drehbar ist. Am unteren Ende des Vorbaus 12 ist eine Gabel 121 bereitgestellt, an der das Vorderrad 111 drehbar montiert ist. An dem oberen Ende des Vorbaus 12 ist ein Lenker 122 angebracht. Der Lenker 122 ist mit einer gut mit einer Hand erreichbaren Bedieneinheit zur Verwendung beispielsweise zum EIN- oder AUS-Schalten eines Netzschalters und einer Schaltwerk-Bedieneinheit zum Ändern der Geschwindigkeit des Elektrofahrrad 1 durch die Verwendung eines Schaltwerks (Kraftübertragung), das für das Hinterrad 112 bereitgestellt ist, versehen.
Das Oberrohr 102 ist ein zylindrisches Element, das sich von dem Steuerrohr 101 im Allgemeinen rückwärts erstreckt. Das Oberrohr 102 muss kein gerades Element sein. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „im Allgemeinen rückwärts“ auf eine Richtung, die einen Winkel von etwa 40 Grad oder weniger bezogen auf die Rückwärtsrichtung festlegt. Ein vorderer Endabschnitt des Oberrohrs 102 wird durch Schweißen beispielsweise an einer hinteren Seitenwand des Steuerrohrs 101 angebracht. Ein hinterer Endabschnitt des Oberrohrs 102 ist an dem Sattelrohr 104 angebracht.
Das Sattelrohr 104 ist ein zylindrisches Element, dessen Öffnung sich im Allgemeinen in der Aufwärts/Abwärts-Richtung erstreckt. An einer vorderen Seitenwand in der Nähe eines oberen Endabschnitts des Sattelrohrs 104 wird der hintere Endabschnitt des Oberrohrs 102 beispielsweise durch Schweißen angebracht. In die Öffnung an dem oberen Endabschnitt des Sattelrohrs 104 wird eine Sattelstütze eingesetzt, die sich von einem Sattel 13 abwärts erstreckt. Das Anbringen der Sattelstütze an dem Sattelrohr 104 ermöglicht das Anbringen des Sattels 13 in Bezug auf das Sattelrohr 104. Das Tretlagergehäuse 2 ist an dem unteren Endabschnitt des Sattelrohrs 104 angebracht.
Das Unterrohr 103 ist ein zylindrisches Element, das sich im Allgemeinen diagonal abwärts und rückwärts von dem Steuerrohr 101 erstreckt. Das Unterrohr 103 muss kein gerades Element sein. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „im Allgemeinen diagonal abwärts und rückwärts“ auf eine Richtung, die bezogen sowohl auf die Rückwärtsrichtung als auch die Richtung, in der sich das Steuerrohr 101 erstreckt, schräg abwärts verläuft. Ein vorderer Endabschnitt des Unterrohrs 103 wird durch Schweißen beispielsweise derart an einer hinteren Seitenwand des Steuerrohrs 101 angebracht, dass der vordere Endabschnitt des Unterrohrs 103 unterhalb eines Punkts angebracht ist, bei dem das Oberrohr 102 angebracht ist. Das Tretlagergehäuse 2 ist an einem hinteren Endabschnitt des Unterrohrs 103 angebracht.
Das Tretlagergehäuse 2 bildet einen Teil des Rahmens 10 und stützt die Motoreinheit 3 darauf. Bei einer Betrachtung in der Rechts/Links-Richtung weist das Tretlagergehäuse 2 eine Form auf, in der ein Mittelabschnitt davon in der Vorwärts/Rückwärts-Richtung bezüglich beider Endabschnitte davon aufwärts gekrümmt ist. Diese Form ist jedoch lediglich ein Beispiel und sollte nicht als beschränkend aufgefasst werden. Alternativ kann das Tretlagergehäuse 2 in der Vorwärts/Rückwärts-Richtung auch eine gerade Form aufweisen. Unterhalb des Tretlagergehäuses 2 ist die Motoreinheit 3 angebracht. Die Motoreinheit 3 ist durch das Tretlagergehäuse 2 gestützt. Die Motoreinheit 3 ist an dem Tretlagergehäuse 2 mit Befestigungselementen 14, wie z.B. Schrauben oder Muttern und Schrauben, angebracht.
An einem hinteren Endabschnitt des Oberrohrs 102 werden jeweilige vordere Endabschnitte der Sitzstreben 105 beispielsweise durch Einpassen bzw. Aufpressen (was auch ein Aufschrumpfen sein kann), Kleben oder Schweißen angebracht. Die Sitzstreben 105 sind zwei hohle oder massive Elemente, die sich im Allgemeinen rückwärts von der Umgebung des oberen Endabschnitts des Sattelrohrs 104 erstrecken. In der ersten Ausführungsform werden jeweilige vordere Endabschnitte der Sitzstreben 105, die jeweils eine zylindrische Form aufweisen, beispielsweise durch Schweißen angebracht. Die jeweiligen hinteren Endabschnitte der Sitzstreben 105 werden an ihren dazugehörigen hinteren Endabschnitten der Kettenstreben 106 angebracht. Das Hinterrad 112 wird drehbar an deren Kopplungsabschnitten montiert.
Ferner umfassen das Tretlagergehäuse 2 und das Unterrohr 103 eine Batteriehalterung, an der eine Batterie bzw. ein Akku 15 zum Zuführen von Strom zu der Motoreinheit 3 angebracht ist.
Ferner werden durch das Unterrohr 103 und einen Verkabelungsraum ein Schaltkabel, das die Schaltwerk-Bedieneinheit mit einem Schaltwerk-Mechanismus verbindet, und ein Bremskabel hindurchgeführt.
Als nächstes wird die Motoreinheit 3 unter Bezugnahme auf die 2 und weitere Zeichnungen beschrieben. Die Motoreinheit 3 umfasst ein Gehäuse 4, einen Motor 5, eine Antriebswelle 6, einen Antriebskörper 7, einen Abtriebskörper 8 und ein Vorgelege 9.
Das Gehäuse 4 bildet die Hülle der Motoreinheit 3. Das Gehäuse 4 nimmt in dessen inneren Aufnahmeraum verschiedene Vorrichtungsteile auf, einschließlich das Vorgelege 9. Das Gehäuse 4 ist typischerweise aus einem Metallmaterial, wie z.B. Aluminium oder rostfreiem Stahl, hergestellt, kann jedoch auch aus einem nicht-metallischen Material hergestellt sein. D.h., das Gehäuse 4 kann ohne Beschränkung aus jedwedem Material hergestellt sein.
Das Gehäuse 4 umfasst einen ersten geteilten Teil 41, der sich links befindet, und einen zweiten geteilten Teil 42, der sich rechts befindet. Das Gehäuse 4 wird durch miteinander Kombinieren des ersten geteilten Teils 41 und des zweiten geteilten Teils 42 gebildet.
Der innere Aufnahmeraum des ersten geteilten Teils 41 ist nach rechts geöffnet. Darüber hinaus weist der erste geteilte Teil 41 einen Motoraufnahmeabschnitt 43 zum Aufnehmen des Motors 5 darin auf. Der Motoraufnahmeabschnitt 43 ragt in Bezug auf den Rest des ersten geteilten Teils 41, der von dem Motoraufnahmeabschnitt 43 verschieden ist, nach links, und weist einen Motoraufnahmeraum 430 als dessen Innenraum zum Aufnehmen des Motors 5 darin auf. Der Motoraufnahmeraum 430 bildet einen Teil des Aufnahmeraums innerhalb des Gehäuses 4. In dieser Ausführungsform überlappt der Motoraufnahmeraum 430 nicht sowohl mit dem ersten geteilten Teil 41 als auch dem zweiten geteilten Teil 42, sondern liegt in dem ersten geteilten Teil 41 vor. Alternativ kann der Motoraufnahmeraum 430 in dem zweiten geteilten Teil 42 vorliegen. Der Motoraufnahmeabschnitt 43 bildet einen Teil des ersten geteilten Teils 41 und ist integriert mit dem Rest des ersten geteilten Teils 41 ausgebildet, der von dem Motoraufnahmeabschnitt 43 verschieden ist. Innerhalb des Gehäuses 4 befindet sich der Motoraufnahmeraum 430 an dem gegenüberliegenden Ende (d.h., an dem linken Ende in der 2) bezogen auf das Ende, bei dem sich ein Ritzel 191 (wird später beschrieben) in der axialen Richtung 60 befindet (d.h., an dem rechten Ende in der 2). Es sollte beachtet werden, dass sich innerhalb des Gehäuses 4 der Motoraufnahmeraum 430 in einer geeigneten Weise an dem gegenüberliegenden Ende bezogen auf das Ritzel 191 (d.h., an dem linken Ende in der 2) in der axialen Richtung 60 befindet.
Der Motoraufnahmeabschnitt 43 umfasst auf Innenoberflächen 431 davon, die auf den Motoraufnahmeraum 430 gerichtet sind, eine zylindrische Vertiefung mit einem abgestuften Abschnitt 433, der aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil mit einem kleineren Durchmesser bzw. einem größeren Durchmesser ausgebildet ist. Der erste Teil befindet sich näher an einer tiefen Wandoberfläche 432 als der zweite Teil. Die tiefe Wandoberfläche 432 ist auf den Motoraufnahmeraum 430 des Motoraufnahmeabschnitts 43 gerichtet. Der zweite Teil ist weiter entfernt von der tiefen Wandoberfläche 432 als der erste Teil. Das Bereitstellen eines solchen abgestuften Abschnitts 433 vereinfacht die Positionierung eines Stators 53. Darüber hinaus vereinfacht dies auch das Einsetzen des Stators 53 in den Motoraufnahmeraum 430, da der Teil, der sich näher an dem eingesetzten Stator 53 befindet, des Motoraufnahmeraums 430 den größeren Durchmesser aufweist.
Der innere Aufnahmeraum des zweiten geteilten Teils 42 ist nach links geöffnet. Der erste geteilte Teil 41 und der zweite geteilte Teil 42 werden über eine Dichtung 40 derart in der Rechts/Links-Richtung miteinander vereinigt, dass ihre jeweiligen Aufnahmeräume miteinander kontinuierlich sind, und werden mit Befestigungselementen 44, wie z.B. Schrauben, aneinander angebracht. Das Gehäuse 4 wird durch aneinander Anbringen des ersten geteilten Teils 41 und des zweiten geteilten Teils 42 gebildet. Es sollte beachtet werden, dass die Abmessungen, die Form, die Dicke und andere Parameter des Gehäuses 4 nicht auf bestimmte Formen bzw. Werte beschränkt sind. Ferner kann der Aufnahmeraum, der innerhalb des Gehäuses 4 ausgebildet ist, hermetisch abgedichtet sein oder nicht.
Die Motoreinheit 3 umfasst eine Halteeinrichtung 38. Die Halteeinrichtung 38 ist in dem Gehäuse 4 aufgenommen. Die Halteeinrichtung 38 umfasst einen Halter zum Halten eines Lagers 932, das eine Drehwelle 90 eines Zahnrads stützt, das in das Vorgelege 9 einbezogen ist. In dieser Ausführungsform umfasst die Halteeinrichtung 38 einen Körperabschnitt 380, eine Grenzwand 383 (später beschrieben) und einen Flansch 384, der den Körperabschnitt 380 und die Grenzwand 383 miteinander verbindet.
Bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 überlappt mindestens ein Teil der Halteeinrichtung 38 mit mindestens einem Teil des Motors 5. Bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 weist die Halteeinrichtung 38 einen Bereich auf, der mit einem internen Statorbereich überlappt, der von dem Außenumfang des Stators 53 umgeben ist. Bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 ist die Fläche des überlappenden Bereichs zweckmäßig 10 % bis 80 % der Fläche des internen Statorbereichs, der von dem Außenumfang des Stators 53 umgeben ist. Der Anteil kann in einer geeigneten Weise verändert werden und liegt mehr bevorzugt innerhalb des Bereichs von 10 % bis 60 %, liegt noch mehr bevorzugt innerhalb des Bereichs von 10 % bis 40 % und liegt besonders bevorzugt innerhalb des Bereichs von 10 % bis 20 %. Das Einstellen des Anteils auf 10 % oder mehr ermöglicht es der Halteeinrichtung 38, eine ausreichende mechanische Festigkeit aufrechtzuerhalten. Ferner kann das Gewicht der Halteeinrichtung 38 und schließlich das Gesamtgewicht der Motoreinheit 3 umso geringer sein, je kleiner der Anteil ist. Wie hier verwendet überlappen dann, wenn ein bestimmter Teil „mit einem anderen Teil“ bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 „überlappt“, diese zwei Teile in der axialen Richtung 60 nicht notwendigerweise mit der Achse 60.
Die Halteeinrichtung 38 ist entweder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Dadurch kann das Gewicht der Motoreinheit 3 verglichen mit einer Situation einfacher vermindert werden, bei der die Halteeinrichtung 38 aus Stahl oder einem Eisenmetall hergestellt ist. Alternativ kann die Halteeinrichtung 38 auch aus einer Magnesiumlegierung, einem Eisenmetall oder einem Harz hergestellt sein. Wenn die Halteeinrichtung 38 aus einem Eisenmetall hergestellt ist, können die Bearbeitungs- bzw. Zerspanungskosten dadurch gesenkt werden, dass die Halteeinrichtung 38 dadurch gebildet wird, dass ein Metallblech gepresst wird. Wenn andererseits die Halteeinrichtung 38 aus einem Harz hergestellt wird, kann die mechanische Festigkeit durch die Verwendung eines Kohlefaserharzes (Kohlefasern) oder eines Harzes mit einer Verstärkungsfaser erhöht werden. Die Herstellung der Halteeinrichtung 38 aus einem Harz vereinfacht verglichen mit einer Situation, bei der die Halteeinrichtung 38 aus einem Metall hergestellt ist, die Verminderung des Gewichts der Motoreinheit 3 und die Senkung der Herstellungskosten.
Die Halteeinrichtung 38 ist an dem Gehäuse 4 auf der gleichen Seite (d.h., auf der linken Seite in der 2) innerhalb des Gehäuses 4 wie der Motoraufnahmeraum 430 angebracht, wenn der Raum innerhalb des Gehäuses 4 in der axialen Richtung 60 in zwei Seiten geteilt wird. Die Halteeinrichtung 38 ist an dem ersten geteilten Teil 41 angebracht. Insbesondere ist die Halteeinrichtung 38 derart an dem ersten geteilten Teil 41 angebracht, dass sie mit dem ersten geteilten Teil 41 beispielsweise über ein Befestigungselement, wie z.B. eine Schraube, oder durch Einpassen bzw. Aufpressen in Kontakt ist. Wie hier verwendet, bedeutet es, wenn ein bestimmtes Element mit einem anderen Element „in Kontakt“ ist, dass kein anderes Element zwischen den zwei Elementen in dem Bereich angeordnet ist, bei dem die zwei Elemente beispielsweise über ein Befestigungselement oder durch Einpassen bzw. Aufpressen, aneinander angebracht sind. Das Anbringen der Halteeinrichtung 38 an dem Gehäuse 4 auf der gleichen Seite wie der Motoraufnahmeraum 430 vereinfacht die Überlappung mindestens eines Teils der Halteeinrichtung 38 mit mindestens einem Teil des Motors 5 bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60. Durch Bewirken, dass mindestens ein Teil der Halteeinrichtung 38 mit mindestens einem Teil des Motors 5 überlappt, kann verhindert werden, dass das Öl, das an der Drehwelle 51 (später beschrieben) des Motors 5 haftet, verspritzt wird, so dass es an dem Motor 5 haftet, und es kann gegebenenfalls auch verhindert werden, dass sich der Motor 5 entlang der Achse der Drehwelle 51 verschiebt. Es sollte beachtet werden, dass das Herstellen der Halteeinrichtung 38 aus einem Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. einem Metall, und das Verbinden der Halteeinrichtung 38 mit der Steuerplatine 35 und dem Motor 5 das Ableiten von Wärme von der Steuerplatine 35 und dem Motor 5 erleichtert. Je größer der Prozentsatz der Fläche innerhalb des Außendurchmessers des Motors 5 ist, die mit der Halteeinrichtung 38 bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 überlappt, desto signifikanter wird der Vorteil des Verhinderns eines Haftens des verspritzten Öls an dem Motor 5 und/oder der Vorteil des Ableitens der Wärme erreicht.
Die Halteeinrichtung 38 weist ein Durchgangsloch 381 zum Führen der Drehwelle 51 des Motors 5 durch diese auf. Der Körperabschnitt 380 der Halteeinrichtung 38 weist auch ein weiteres Durchgangsloch 382 zum Führen eines Teils des Stators 53 des Motors 5 durch diesen auf. Das Lager 932 ist in einen Teil des Durchgangslochs 382 eingepasst. D.h., das Durchgangsloch 382 dient als Halter zum Halten des Lagers 932 daran. In dieser Ausführungsform ist es das Durchgangsloch 382, das durch die Halteeinrichtung 38 so bereitgestellt ist, dass es das daran eingepasste Lager 932 aufweist. Alternativ kann eine Vertiefung, die nicht durch die Halteeinrichtung 38 verläuft, für die Halteeinrichtung 38 zum Einpassen des Lagers 932 in die Vertiefung und/oder zum Inkontaktbringen des Lagers 932 mit dem Stator 53 bereitgestellt werden. Gegebenenfalls kann ein kontaktierbarer Abschnitt bereitgestellt werden, bei dem die Halteeinrichtung 38 mit dem Stator 53 bei einer Betrachtung entlang des Radius der Antriebswelle 6 überlappt. In dem kontaktierbaren Abschnitt können die Halteeinrichtung 38 und der Stator 53 stets miteinander in Kontakt sein (z.B. ineinander eingepasst sein) oder können miteinander in Kontakt kommen, wenn sich der Stator 53 dreht. In jedem Fall kann das Inkontaktbringen der Halteeinrichtung 38 mit dem Stator 53 in dem kontaktierbaren Abschnitt verhindern, dass sich der Stator 53 dreht. Der kontaktierbare Abschnitt kann entweder für das Durchgangsloch 382 oder einen anderen Abschnitt der Halteeinrichtung 38 bereitgestellt werden.
Gegebenenfalls kann die Halteeinrichtung 38 eine weitere Öffnung oder Aussparung neben den Durchgangslöchern 381, 382 aufweisen. Die Halteeinrichtung 38 kann eine Mehrzahl von Öffnungen oder Aussparungen aufweisen. Das Bereitstellen einer Mehrzahl von Öffnungen oder Aussparungen trägt zur Verminderung des Gewichts der Motoreinheit 3 bei. Diese Öffnungen oder Aussparungen der Halteeinrichtung 38 können in Bezug auf die Drehwelle 51 des Motors 5 radial angeordnet sein. Alternativ kann die Halteeinrichtung 38 auch als poröses Netz oder Gitter ausgebildet sein.
Ferner kann sich mindestens ein Teil der Halteeinrichtung 38 zwischen dem Vorgelege 9 und der Steuerplatine 35 in der axialen Richtung 60 befinden. Insbesondere kann sich mindestens ein Teil der Halteeinrichtung 38 zwischen einem Zahnrad 54, das auf der Drehwelle 51 des Motors 5 ausgebildet ist, und der Steuerplatine 35 befinden. In dieser Ausführungsform weist die Halteeinrichtung 38 eine Grenzwand 383 auf, die den Raum, wo sich das Vorgelege 9 befindet, von dem Raum, wo sich die Steuerplatine 35 befindet, trennt. Dies vermindert die Wahrscheinlichkeit, dass das Fett oder das Schmiermittel, das in dem Vorgelege 9 verwendet wird, verspritzt wird, so dass es an der Steuerplatine 35 haftet.
Der Motor 5 ist an dem Gehäuse 4 angebracht. Der Motor 5 umfasst die Drehwelle 51, einen Rotor 52, der sich zusammen mit der Drehwelle 51 dreht, und den Stator 53. In dieser Ausführungsform ist der Motor 5 von einem Innenrotortyp. Alternativ kann der Motor 5 auch von einem Außenrotortyp, einem Typ mit radialem Spalt oder einem Typ mit axialem Spalt sein. Der Rotor 52, der Stator 53 und ein Teil der Drehwelle 51 befinden sich innerhalb des Motoraufnahmeraums 430. Die Drehwelle 51 ist derart drehbar aufgenommen, dass die Achse mit der Rechts/Links-Richtung ausgerichtet ist. Die Drehwelle 51 ragt von dem Stator 53 zu einer der Rechts/Links-Richtungen vor (z.B. in dieser Ausführungsform nach rechts). Die Außenoberfläche des vorragenden Abschnitts der Drehwelle 51 ist mit Zähnen 54 zum Kämmen mit dem Vorgelege 9 vorgesehen. Ein rechter Endabschnitt der Drehwelle 51 ist durch ein Drehwellenstützlager 551 gestützt, das in dem zweiten geteilten Teil 42 bereitgestellt ist. Der linke Endabschnitt der Drehwelle 51 ragt nicht von dem Stator 53 vor, sondern wird durch ein Drehwellenstützlager 552 gestützt, das in dem Motoraufnahmeabschnitt 43 bereitgestellt ist. Rechte und linke Endabschnitte der Drehwelle 51 sind jeweils durch das Paar von Drehwellenstützlagern 551, 552 gestützt, so dass das Vorgelege 9 besser mit den Zähnen 54 kämmen kann.
Die Antriebswelle 6 ist so angeordnet, dass sie durch das Gehäuse 4 in der axialen Richtung 60 verläuft und um eine Achse 60 der Antriebswelle 6 drehbar ist. Die Antriebswelle 6 kann eine Drehkraft auf den Abtriebskörper 8 übertragen. In der ersten Ausführungsform ist die Antriebswelle 6 als hohles Element mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Alternativ kann die Antriebswelle 6 auch als massives Element ausgebildet sein.
Das Gehäuse 4 umfasst ein erstes Lager 45 zum drehbaren Stützen der Antriebswelle 6. Das erste Lager 45 ist an einem Ende in der axialen Richtung 60 bereitgestellt (d.h., in der ersten Ausführungsform am linken Ende bereitgestellt). Der erste geteilte Teil 41 weist ein Antriebswellenloch 411 auf, so dass die Antriebswelle 6 durch diesen hindurchtreten kann. Das erste Lager 45 ist in dem Antriebswellenloch 411 angeordnet. In der ersten Ausführungsform ist das erste Lager 45 als Kugellager ausgebildet. Es sollte beachtet werden, dass das erste Lager 45 kein Kugellager sein muss, sondern auch als Rollenlager oder jedwedes von verschiedenen anderen Arten von Lagern ausgebildet sein kann.
Ein Dichtmittel 371, wie z.B. ein O-Ring, ist zwischen dem ersten Lager 45 und dem ersten geteilten Teil 41 bereitgestellt. Das Bereitstellen des Dichtmittels 371 vermindert die Wahrscheinlichkeit, dass das Fett, das dem ersten Lager 45 zugeführt wird, austritt. In dieser Ausführungsform ist der O-Ring, der als das Dichtmittel 371 dient, zwischen dem ersten Lager 45 und dem ersten geteilten Teil 41 bereitgestellt. Alternativ kann das erste Lager 45 in den ersten geteilten Teil 41 ohne verwendetes Dichtmittel 371 eingepresst werden.
Darüber hinaus umfasst das Gehäuse 4 ein zweites Lager 46 zum drehbaren Stützen der Antriebswelle 6. Das zweite Lager 46 ist an dem anderen Ende in der axialen Richtung 60 bereitgestellt (d.h., in der ersten Ausführungsform an dem rechten Ende bereitgestellt). Der zweite geteilte Teil 42 weist ein Antriebswellenloch 421 zum Führen der Antriebswelle 6 durch diesen auf. Das zweite Lager 46 ist in dem Antriebswellenloch 421 angeordnet. In der ersten Ausführungsform ist die Antriebswelle 6 indirekt durch das zweite Lager 46 über den Abtriebskörper 8 gestützt. In der ersten Ausführungsform ist das zweite Lager 46 als Kugellager ausgebildet. Es sollte beachtet werden, dass das zweite Lager 46 kein Kugellager sein muss, sondern auch als Rollenlager oder jedwedes von verschiedenen anderen Arten von Lagern ausgebildet sein kann.
Ein Dichtmittel 373, wie z.B. ein O-Ring, ist zwischen dem zweiten Lager 46 und dem zweiten geteilten Teil 42 bereitgestellt. Das Bereitstellen des Dichtmittels 373 vermindert die Wahrscheinlichkeit, dass das Fett, das dem zweiten Lager 46 zugeführt wird, austritt. Das Dichtmittel 373 kann anstelle des O-Rings beispielsweise auch ein D-Ring oder ohne Beschränkung jedweder andere Typ von Ring sein.
Ein Endabschnitt jedes Kurbelarms 18 ist an einem dazugehörigen Endabschnitt der Antriebswelle 6 angebracht, wie es in der 1 gezeigt ist. An dem anderen Endabschnitt des Kurbelarms 18 ist ein Pedal 181 drehbar angebracht. Der Fahrer des Elektrofahrrads 1 kann durch Treten der Pedale 181 eine manuelle Drehkraft auf die Antriebswelle 6 ausüben.
Der Antriebskörper 7 ist entlang der Außenumfangsoberfläche der Antriebswelle 6 angeordnet und dreht sich zusammen mit der Antriebswelle 6. Der Antriebskörper 7 ist ein zylindrisches Element, dessen Achse 60 ist mit der Rechts/Links-Richtung ausgerichtet und er ist konzentrisch mit der Antriebswelle 6 angeordnet. Die Länge des Antriebskörpers 7 in der Rechts/Links-Richtung ist geringer als die Länge der Antriebswelle 6 in der Rechts/Links-Richtung. Der Antriebskörper 7 und die Antriebswelle 6 umfassen Einpassungsabschnitte 711, 61, die ineinander eingepasst sind, so dass eine Drehung des Antriebskörpers 7 und der Antriebswelle 6 relativ zueinander um die Achse 60 verhindert wird. Die Einpassungsabschnitte 711, 61 sind in einem Bereich in der axialen Richtung 60 bereitgestellt. In der ersten Ausführungsform sind ein linker Endabschnitt des Antriebskörpers 7 (insbesondere ein später beschriebener erster Antriebskörper 71) und ein entsprechender Abschnitt der Antriebswelle 6 mit den Einpassungsabschnitten 711, 61 versehen, die beispielsweise als Keilverzahnungen oder Kerbverzahnungen ausgebildet sind. Alternativ können die Einpassungsabschnitte 711, 61 auch als Außen- und Innengewinde ausgebildet sein, die ineinander eingepasst werden können.
In der ersten Ausführungsform umfasst der Antriebskörper 7 ferner einen ersten Antriebskörper 71 und einen zweiten Antriebskörper 72. Der erste Antriebskörper 71 ist mit der Antriebswelle 6 gekoppelt. Der erste Antriebskörper 71 ist für einen Teil der Antriebswelle 6 in der Rechts/Links-Richtung bereitgestellt und ist in dem ersten geteilten Teil 41 aufgenommen. Am linken Endabschnitt des ersten Antriebskörpers 71 ist der Einpassungsabschnitt 711 zum Einpassen auf die Antriebswelle 6 bereitgestellt. Auf der rechten Seite des Einpassungsabschnitts 711, die am linken Ende des ersten Antriebskörpers 71 bereitgestellt ist, ist eine Lücke 70 zwischen der Antriebswelle 6 und dem ersten Antriebskörper 71 freigelassen. Dies erleichtert das Einsetzen der Antriebswelle 6 in den ersten Antriebskörper 71, der die zylindrische Form aufweist.
Der zweite Antriebskörper 72 ist an einer anderen Position in der axialen Richtung 60 von dem ersten Antriebskörper 71 bereitgestellt (ist in der ersten Ausführungsform z.B. auf der rechten Seite des ersten Antriebskörpers 71 bereitgestellt), ist mit dem ersten Antriebskörper 71 gekoppelt und überträgt die Drehkraft auf den Abtriebskörper 8. Gegebenenfalls kann sich ein Teil des zweiten Antriebskörpers 72 an der gleichen Position in der Rechts/Links-Richtung wie der erste Antriebskörper 71 befinden. In der ersten Ausführungsform befindet sich ein linker Endabschnitt des zweiten Antriebskörpers 72 radial außerhalb eines rechten Endabschnitts des ersten Antriebskörpers 71 und daher überlappen diese Endabschnitte des ersten Antriebskörpers 71 und des zweiten Antriebskörpers 72 radial miteinander. Der erste Antriebskörper 71 und der zweite Antriebskörper 72 umfassen Einpassungsabschnitte 712, 721, die ineinander eingepasst sind, so dass eine Drehung des ersten Antriebskörpers 71 und des zweiten Antriebskörpers 72 relativ zueinander um die Achse 60 verhindert wird. In der ersten Ausführungsform sind der rechte Endabschnitt des ersten Antriebskörpers 71 und der linke Endabschnitt des zweiten Antriebskörpers 72 mit den Einpassungsabschnitten 712, 721 versehen, die beispielsweise als Keilverzahnungen oder Kerbverzahnungen ausgebildet sind. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „überlappen radial miteinander“ auf einen Zustand, bei dem mindestens jeweilige Teile von zwei Elementen bei einer radialen Betrachtung miteinander überlappen.
Der Abtriebskörper 8 ist entlang der Außenumfangsoberfläche der Antriebswelle 6 derart bereitgestellt, dass er um eine Achse 60 drehbar ist, welche die axiale Richtung 60 festlegt. Der Abtriebskörper 8 empfängt die Drehkraft von dem Antriebskörper 7. In dieser Ausführungsform tritt der Abtriebskörper 8 in der axialen Richtung 60 durch das Gehäuse 4 hindurch. Der Abtriebskörper 8 muss jedoch nicht durch das Gehäuse 4 hindurchtreten. Der Abtriebskörper 8 weist ein im Allgemeinen zylindrisches Element auf, dessen Achse 60 ist mit der Rechts/Links-Richtung ausgerichtet und ist konzentrisch mit der Antriebswelle 6 bereitgestellt. Die Länge des Abtriebskörpers 8 in der Rechts/Links-Richtung ist geringer als die Länge der Antriebswelle 6 in der Rechts/Links-Richtung. Der rechte Endabschnitt des Abtriebskörpers 8 ragt durch ein Antriebswellenloch 421 des zweiten geteilten Teils 42 aus dem Gehäuse 4 vor. Der Abtriebskörper 8 ist durch das zweite Lager 46 gestützt, das in dem zweiten geteilten Teil 42 bereitgestellt ist. Der Abtriebskörper 8, die Antriebswelle 6 und der Antriebskörper 7 bilden zusammen eine Drehwelleneinheit 30. Die Drehwelleneinheit 30 ist durch das Gehäuse 4 über das erste Lager 45 und das zweite Lager 46 gestützt.
Ein vorderes Ritzel 191 ist an dem Abschnitt des Abtriebskörpers 8 angebracht, der aus dem Gehäuse 4 vorragt. Das vordere Ritzel 191 ist an dem Abtriebskörper 8 an einem Ende in der axialen Richtung 60 angebracht (z.B. in der ersten Ausführungsform am rechten Ende). Das vordere Ritzel 191 dreht sich zusammen mit dem Abtriebskörper 8. Darüber hinaus ist, wie es in der 1 gezeigt ist, ein hinteres Ritzel 192 an einer Nabe des Hinterrads 112 angebracht. Eine Kette 193 ist zwischen dem vorderen Ritzel 191 und dem hinteren Ritzel 192 geführt.
Wie es in der 2 gezeigt ist, ist in der ersten Ausführungsform ein Freilauf 32 zwischen dem Antriebskörper 7 und dem Abtriebskörper 8 bereitgestellt. Der Freilauf 32 überträgt, wenn eine Drehkraft auf den Antriebskörper 7 in einer Richtung ausgeübt wird, in der das Elektrofahrrad 1 in der Fahrrichtung beschleunigt wird (nachstehend als „Beschleunigungsrichtung“ bezeichnet), die Drehkraft auf den Abtriebskörper 8, überträgt jedoch, wenn die Drehkraft auf den Antriebskörper 7 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Beschleunigungsrichtung ausgeübt wird, die Drehkraft nicht auf den Abtriebskörper 8. Ferner überträgt, wenn die Drehkraft auf den Abtriebskörper 8 in der Beschleunigungsrichtung über das Vorgelege 9 (später beschrieben) ausgeübt wird, der Freilauf 32 die Drehkraft nicht auf den Antriebskörper 7. In der ersten Ausführungsform umfasst der Freilauf 32 eine Ratsche und wird mit Fett versorgt. Verschiedene Typen von Elementen können ohne Beschränkung in einer geeigneten Weise als Freilauf 32 verwendet werden. Beispielsweise kann ein Freilauf des Rollentyps oder ein Freilauf des Spreizkeil („Sprag“)-Typs verwendet werden. Alternativ kann auch eine Kupplung verwendet werden, die in der axialen Richtung 60 eingreift.
Der Abtriebskörper 8 umfasst in einem Bereich, der mit dem Antriebskörper 7 in der axialen Richtung 60 überlappt, einen Steg 81 und einen Radkranz 82, die angrenzend an die Außenumfangsoberfläche bereitgestellt sind. Der Steg 81 ragt radial auswärts. Der Radkranz 82 ist mit einem radial äußeren Kantenabschnitt des Stegs 81 kontinuierlich. Die Länge des Radkranzes 82 in der axialen Richtung 60 ist größer als die Länge des Stegs 81 in der axialen Richtung 60. Der Radkranz 82 weist auf dessen Außenumfangsoberfläche Zähne 83 zum Kämmen mit dem Vorgelege 9 auf.
Das Vorgelege 9 ist in dem Gehäuse 4 aufgenommen und vermindert die Drehzahl des Motors 5 und überträgt eine Drehkraft mit der so verminderten Drehzahl auf den Abtriebskörper 8. Das Vorgelege 9 umfasst zwei Paare von Zahnrädern, die miteinander kämmen. D.h., das Vorgelege 9 ist zum Vermindern der Drehzahl des Motors 5 durch eine sogenannte „doppelte Untersetzung“ ausgebildet und überträgt die Drehkraft mit der so verminderten Drehzahl auf den Abtriebskörper 8. Dadurch kann das Vorgelege 9 einfacher ein hohes Untersetzungsverhältnis erreichen.
Das Vorgelege 9 umfasst ein erstes Getriebezahnrad 91 und ein zweites Getriebezahnrad 92. Der Außendurchmesser des ersten Getriebezahnrads 91 ist größer als der Außendurchmesser des zweiten Getriebezahnrads 92. Die Zähnezahl des ersten Getriebezahnrads 91 ist größer als die Zähnezahl des zweiten Getriebezahnrads 92.
Das erste Getriebezahnrad 91 wird durch die Drehkraft der Drehwelle 51 des Motors 5 zum Drehen gebracht. In der ersten Ausführungsform ist das erste Getriebezahnrad 91 als zylindrisches Element ausgebildet. Auf der Außenumfangsoberfläche des ersten Getriebezahnrads 91 sind Zähne 911 zum Kämmen mit den Zähnen 54 ausgebildet, die auf der Drehwelle 51 des Motors 5 ausgebildet sind. Das erste Getriebezahnrad 91 ist entlang der Außenumfangsoberfläche einer Getriebedrehwelle 90 des Vorgeleges 9 angeordnet. In der ersten Ausführungsform ist das erste Getriebezahnrad 91 zum Aufnehmen der Drehkraft direkt von der Drehwelle 51 des Motors 5 ausgebildet. Alternativ kann ein Zahnrad zwischen dem ersten Getriebezahnrad 91 und der Drehwelle 51 des Motors 5 angeordnet sein.
Die Getriebedrehwelle 90 ist derart drehbar in dem Gehäuse 4 aufgenommen, dass deren Achse mit der Rechts/Links-Richtung ausgerichtet ist. Ein rechter Endabschnitt der Getriebedrehwelle 90 ist durch ein Lager 931 gelagert, das in dem zweiten geteilten Teil 42 bereitgestellt ist. Ein linker Endabschnitt der Getriebedrehwelle 90 ist durch das Lager 932 gestützt, das in der Halteeinrichtung 38 bereitgestellt ist.
Das erste Getriebezahnrad 91 ist über einen Freilauf 94 mit der Getriebedrehwelle 90 gekoppelt. Der Freilauf 94 überträgt, wenn eine Drehkraft auf das erste Getriebezahnrad 91 in einer Beschleunigungsrichtung ausgeübt wird, die Drehkraft auf die Getriebedrehwelle 90, überträgt jedoch, wenn die Drehkraft in der Richtung entgegengesetzt zu der Beschleunigungsrichtung ausgeübt wird, die Drehkraft nicht auf die Getriebedrehwelle 90. Darüber hinaus überträgt, wenn eine Drehkraft auf die Getriebedrehwelle 90 in der Beschleunigungsrichtung ausgeübt wird, der Freilauf 94 die Drehkraft nicht auf das erste Getriebezahnrad 91.
Das zweite Getriebezahnrad 92 ist rechts von einem Abschnitt, bei dem der Freilauf 94 angebracht ist, der Getriebedrehwelle 90 zum Drehen zusammen mit der Getriebedrehwelle 90 angebracht. Alternativ kann das zweite Getriebezahnrad 92 links von dem Abschnitt, bei dem der Freilauf 94 angebracht ist (d.h., einem Abschnitt, bei dem das erste Getriebezahnrad 91 entweder direkt oder indirekt angebracht ist), der Getriebedrehwelle 90 angebracht sein. Das zweite Getriebezahnrad 92 überträgt die Drehkraft, die von dem ersten Getriebezahnrad 91 aufgenommen worden ist, über die Getriebedrehwelle 90 auf die Zähne 83 des Abtriebskörpers 8. Das zweite Getriebezahnrad 92 weist auf dessen Außenumfangsoberfläche Zähne 921 zum Kämmen mit den Zähnen 83 auf, die auf dem Radkranz 82 des Abtriebskörpers 8 ausgebildet sind.
Wenn der Fahrer die Pedale 181 des Elektrofahrrads 1 tritt, wird eine Drehkraft auf die Antriebswelle 6 in der Beschleunigungsrichtung ausgeübt. Wenn sich die Antriebswelle 6 dreht, drehen sich auch der erste Antriebskörper 71 und der zweite Antriebskörper 72 zusammen mit der Antriebswelle 6. Die Drehkraft, die auf den zweiten Antriebskörper 72 in der Beschleunigungsrichtung ausgeübt wird, wandelt sich in eine Drehkraft um, die über den Freilauf 32 auf den Abtriebskörper 8 in der Beschleunigungsrichtung ausgeübt wird, wodurch der Abtriebskörper 8 und das vordere Ritzel 191 in der Beschleunigungsrichtung gedreht werden. Wenn sich das vordere Ritzel 191 in der Beschleunigungsrichtung dreht, wird dessen Drehkraft über die Kette 193 auf das hintere Ritzel 192 in der Beschleunigungsrichtung übertragen, wodurch bewirkt wird, dass sich das hintere Ritzel 192 und das Hinterrad 112 in der Beschleunigungsrichtung drehen. Dies treibt das Elektrofahrrad 1 in der Fahrrichtung an.
Gegebenenfalls kann, während das Elektrofahrrad 1 durch die menschliche Antriebskraft in der Fahrrichtung angetrieben wird, die Drehkraft, die von dem Motor 5 ausgeübt wird, als Hilfsantriebskraft auf den Abtriebskörper 8 ausgeübt werden. Diese Option wird nachstehend detailliert beschrieben. Wenn sich die Drehwelle 51 des Motors 5 in der Beschleunigungsrichtung dreht, dreht sich das erste Getriebezahnrad 91, das mit der Drehwelle 51 des Motors 5 kämmt, in der Beschleunigungsrichtung. Die Drehkraft des ersten Getriebezahnrads 91 in der Beschleunigungsrichtung wird über den Freilauf 94 auf die Getriebedrehwelle 90 und das zweite Getriebezahnrad 92, das an der Getriebedrehwelle 90 angebracht ist, übertragen, wodurch sich das zweite Getriebezahnrad 92 in der Beschleunigungsrichtung dreht. Die Drehkraft des zweiten Getriebezahnrads 92 in der Beschleunigungsrichtung wird auf den Abtriebskörper 8 übertragen, der mit dem zweiten Getriebezahnrad 92 kämmt. D.h., der Abtriebskörper 8 dient als Körper einer resultierenden Kraft, bei der die menschliche Antriebskraft, die von dem Antriebskörper 7 ausgeübt wird, und die Drehkraft, die von dem Motor 5 ausgeübt wird, miteinander kombiniert sind. Die Motoreinheit 3 gemäß der ersten Ausführungsform ist eine sogenannte „uniaxiale Motoreinheit 3“. In der uniaxialen Motoreinheit 3 werden die menschliche Antriebskraft, die von dem Antriebskörper 7 ausgeübt wird, und die Drehkraft, die von dem Motor 5 ausgeübt wird, in dem Gehäuse 4 der Motoreinheit 3 miteinander kombiniert und die resultierende Kraft wird von dem gleichen Abtriebskörper 8 abgegeben.
Als nächstes wird eine Situation beschrieben, bei welcher der Motor 5 nicht angetrieben wird, während das Elektrofahrrad 1 durch die menschliche Antriebskraft in der Fahrrichtung angetrieben wird. In diesem Fall dreht sich der Abtriebskörper 8 in der Beschleunigungsrichtung und daher drehen sich das zweite Getriebezahnrad 92 und die Getriebedrehwelle 90, die mit dem Abtriebskörper 8 kämmt, in der Beschleunigungsrichtung. Die Drehkraft der Getriebedrehwelle 90 in der Beschleunigungsrichtung wird jedoch nicht über den Freilauf 94 auf das erste Getriebezahnrad 91 übertragen. Dies kann verhindern, dass sich die Drehwelle 51 und der Rotor 52 drehen, wenn der Motor 5 nicht betrieben wird.
In dem Elektrofahrrad 1 wird die Drehkraft, die von dem Motor 5 ausgeübt wird, gemäß dem Drehmoment, das auf die Antriebswelle 6 ausgeübt wird, und der Drehzahl der Antriebswelle 6 pro Zeiteinheit gesteuert. Das Drehmoment, das auf die Antriebswelle 6 ausgeübt wird, wird durch eine Drehmomenterfassungseinheit 33 erfasst. Die Drehmomenterfassungseinheit 33 ist in einem Bereich in der axialen Richtung 60 auf der Außenumfangsoberfläche der Drehwelleneinheit 30 angeordnet.
In der ersten Ausführungsform ist eine Magnetostriktion-Erzeugungseinheit 331, auf die eine magnetische Anisotropie angewandt wird, auf der Außenumfangsoberfläche des ersten Antriebskörpers 71 bereitgestellt. Darüber hinaus ist eine Spule 332 so angeordnet, dass sie in einem bestimmten Abstand von dem Bereich, bei dem die Magnetostriktion-Erzeugungseinheit 331 bereitgestellt ist, auf der Außenumfangsoberfläche des ersten Antriebskörpers 71 beabstandet ist. Die Magnetostriktion-Erzeugungseinheit 331 und die Spule 332 bilden zusammen einen magnetostriktiven Drehmomentsensor, der als die Drehmomenterfassungseinheit 33 dient. Jedweder von verschiedenen Typen von Sensoren kann in einer geeigneten Weise als ein solcher magnetostriktiver Drehmomentsensor verwendet werden. Die Drehmomenterfassungseinheit 33 muss jedoch kein magnetostriktiver Drehmomentsensor sein.
Die Drehmomenterfassungseinheit 33 ist in der axialen Richtung 60 links von dem ersten Getriebezahnrad 91, dem zweiten Getriebezahnrad 92, dem Freilauf 32 und dem zweiten Lager 46 bereitgestellt.
Die Drehzahl der Antriebswelle 6 pro Zeiteinheit wird durch eine Antriebswelle-Dreherfassungseinheit 34 erfasst. Die Antriebswelle-Dreherfassungseinheit 34 ist in einem bestimmten Bereich in der axialen Richtung 60 entlang der Außenumfangsoberfläche der Drehwelleneinheit 30 angeordnet.
In der ersten Ausführungsform ist ein erster Rotator 341, der Zähne und lichtdurchlässige Abschnitte zwischen den Zähnen umfasst, die in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind, auf der Außenumfangsoberfläche des Antriebskörpers 7 und auf der rechten Seite der Spule 332 der Drehmomenterfassungseinheit 33 angebracht. Der erste Rotator 341 ist zum Drehen zusammen mit dem Antriebskörper 7 bereitgestellt. Darüber hinaus ist ein optischer Sensor 342 so bereitgestellt, dass die Zähne des ersten Rotators 341 in der Rechts/Links-Richtung dazwischen angeordnet sind. Der optische Sensor 342 umfasst einen Lichtaustrittsabschnitt 343, der links von den Zähnen bereitgestellt ist, und einen Lichtempfangsabschnitt 344, der rechts von den Zähnen bereitgestellt ist. Diese Relativpositionen des Lichtaustrittsabschnitts 343 und des Lichtempfangsabschnitts 344 sind lediglich Beispiele und sollten nicht als beschränkend aufgefasst werden. Jedweder von verschiedenen Typen kann in einer geeigneten Weise als die Antriebswelle-Dreherfassungseinheit 34 verwendet werden, die den ersten Rotator 341 und den optischen Sensor 342 umfasst. Darüber hinaus muss die Antriebswelle-Dreherfassungseinheit 34 den ersten Rotator 341 und den optischen Sensor 342 nicht umfassen.
Die Motoreinheit 3 umfasst innerhalb des Gehäuses 4 eine Steuerplatine 35, die eine Steuereinheit zum Steuern des Motors 5 umfasst. Die Steuereinheit kann beispielsweise einen Mikrocomputer umfassen und führt ein Programm aus, das in einer Speichereinheit, wie z.B. einem Festwertspeicher (ROM), gespeichert ist, um den Betrieb von jeweiligen Elementen zu steuern. Jedwede von verschiedenen Typen von Steuereinheiten kann in einer geeigneten Weise als eine solche Steuereinheit verwendet werden und eine detaillierte Beschreibung davon ist hier weggelassen. Die Steuereinheit steuert die Drehkraft, die von dem Motor 5 ausgeübt wird, auf der Basis des Drehmoments, das durch die Drehmomenterfassungseinheit 33 erfasst wird, und der Drehzahl, die durch die Antriebswelle-Dreherfassungseinheit 34 erfasst wird.
Bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 überlappen die Steuerplatine 35 und der Rotor 52 einander mindestens teilweise, wodurch eine Verminderung der Größe der Motoreinheit 3 (Gehäuse 4) vereinfacht wird.
Die Motoreinheit 3 umfasst ferner eine Motor-Dreherfassungseinheit 36 zum Erfassen der Drehzahl des Rotors 52. Die Motor-Dreherfassungseinheit 36 umfasst: Einen zweiten Rotator 361, der an der Drehwelle 51 angebracht ist und zum Drehen zusammen mit der Drehwelle 51 und dem Rotor 52 ausgebildet ist; und eine Erfassungseinheit 362. Der zweite Rotator 361 ist magnetisch. Als Erfassungseinheit 362 ist ein Hall-IC zum Erfassen der magnetischen Kraft des zweiten Rotators 361 an einer Position angeordnet, die der Trajektorie der Drehung des zweiten Rotators 361 zusammen mit dem Motor 5 entspricht. Die Erfassungseinheit 362 ist auf der Steuerplatine 35 montiert. Das Montieren der Erfassungseinheit 362 direkt auf der Steuerplatine 35 beseitigt das Erfordernis einer Bereitstellung von Verbindungselementen und Kabeln zum Verbinden der Erfassungseinheit 362 und der Steuerplatine 35, was zu einer effektiveren Verminderung der Größe der Motoreinheit 3 beiträgt.
Jedwede von verschiedenen Typen von Vorrichtungen können in einer geeigneten Weise als eine solche Motor-Dreherfassungseinheit 36 verwendet werden, welche die Magneten und das Hall-IC umfasst. Ferner muss die Motor-Dreherfassungseinheit 36 die Magneten und das Hall-IC nicht umfassen.
Der zweite geteilte Teil 42 des Gehäuses 4 umfasst einen Wärmeableitungsabschnitt 424 als einen integralen Teil davon. Der Wärmeableitungsabschnitt 424 ist mit Elementen verbunden, die Wärme auf einer Innenoberfläche des Gehäuses 4 erzeugen. Gegebenenfalls kann der Wärmeableitungsabschnitt 424 für einen einwärts vorragenden Abschnitt des Gehäuses 4 bereitgestellt werden. Beispiele für die Elemente, die Wärme erzeugen, umfassen die Steuerplatine 35 und den Motor 5. Der Wärmeableitungsabschnitt 424 ist über einen Wärmeleiter 425 mit der Steuerplatine 35 verbunden. D.h., in der ersten Ausführungsform ist die Steuerplatine 35 mit dem Gehäuse 4 verbunden. Folglich wird die Wärme, die durch die Steuerplatine 35 erzeugt wird, über den Wärmeableitungsabschnitt 424 effizient von der Außenoberfläche des Gehäuses 4 abgeleitet. Alternativ kann die Halteeinrichtung 38 aus einem Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit (wie z.B. einem Metall) hergestellt sein und kann derart mit der Steuerplatine 35 versehen sein, dass die Steuerplatine 35 und die Halteeinrichtung 38 miteinander verbunden sind. Wie hier verwendet, bedeutet der Satz „die Steuerplatine 35 und die Halteeinrichtung 38 sind miteinander verbunden“, dass die Steuerplatine 35 und die Halteeinrichtung 38 in einem direkten Kontakt miteinander sind oder dass die Steuerplatine 35 und die Halteeinrichtung 38 über ein anderes Element indirekt miteinander verbunden sind. Dieser Aufbau ermöglicht die Ableitung der Wärme, die durch die Steuerplatine 35 erzeugt wird, von dem ersten geteilten Teil 41 über die Halteeinrichtung 38.
Alternativ kann die Halteeinrichtung 38 mit jedwedem der Wärmeableitungsabschnitte des Gehäuses 4 verbunden sein. Dadurch kann die erzeugte Wärme über die Halteeinrichtung 38 von dem Gehäuse 4 abgeleitet werden.
Die Motoreinheit 3 umfasst ein drittes Lager 47, das sich zwischen dem ersten Lager 45 und dem zweiten Lager 46 in der axialen Richtung 60 befindet. Das dritte Lager 47 stützt drehbar den Antriebskörper 7. In der ersten Ausführungsform ist das dritte Lager 47 als Kugellager ausgebildet. Es sollte beachtet werden, dass das dritte Lager 47 kein Kugellager sein muss, sondern auch als Rollenlager oder jedwedes von verschiedenen anderen Arten von Lagern ausgebildet sein kann.
Das Bereitstellen des dritten Lagers 47 stabilisiert die Drehung der Drehwelleneinheit 30. D.h., ohne das dritte Lager 47 wäre die Drehwelleneinheit 30 nur durch die zwei Lager gestützt, nämlich das erste Lager 45 und das zweite Lager 46. In diesem Fall neigt der Abschnitt, der sich zwischen dem ersten Lager 45 und dem zweiten Lager 46 befindet, der Drehwelleneinheit 30 zu einem Rütteln bzw. Zittern entlang des Radius der Welle. Im Gegensatz dazu ermöglicht es das Bereitstellen des dritten Lagers 47, dass der Abschnitt zwischen dem ersten Lager 45 und dem zweiten Lager 46 von außerhalb des Radius der Welle gestützt wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit vermindert wird, dass der Abtriebskörper 8 und die Drehwelleneinheit 30, einschließlich der Abtriebskörper 8, entlang des Radius der Welle rütteln oder zittern. Dies stabilisiert die Drehung der Drehwelleneinheit 30. Wenn die Drehung der Drehwelleneinheit 30 stabilisiert wird, wird auch die Drehung des vorderen Ritzels 191 stabilisiert, wodurch die Wahrscheinlichkeit vermindert wird, dass die Kette 193, die um das vordere Ritzel 191 geführt ist, von dem vorderen Ritzel 191 abfällt.
In der ersten Ausführungsform stützt das dritte Lager 47 den zweiten Antriebskörper 72. Durch Bewirken, dass das dritte Lager 47 den zweiten Antriebskörper 72 und nicht den ersten Antriebskörper 71 stützt, kann ein Abschnitt angrenzend an den Abtriebskörper 8, auf den eine Kraft von dem Vorgelege 9 ausgeübt wird, gestützt werden, so dass die Drehung der Drehwelleneinheit 30 weiter stabilisiert wird.
Darüber hinaus befindet sich in der ersten Ausführungsform das dritte Lager 47 zwischen dem Antriebskörper 7 (zweiten Antriebskörper 72) und dem Abtriebskörper 8, die entlang des Radius der Antriebswelle 6 miteinander überlappen. Dadurch kann das dritte Lager 47 durch den Abtriebskörper 8 gestützt werden, wodurch das Erfordernis des Anbringens des dritten Lagers 47 an dem Gehäuse 4 beseitigt wird.
Ferner befindet sich das dritte Lager 47 in der axialen Richtung 60 zwischen dem Freilauf 32 und der Drehmomenterfassungseinheit 33. Folglich befindet sich in der axialen Richtung 60 die Drehmomenterfassungseinheit 33 zwischen dem ersten Lager 45 und dem dritten Lager 47 und der Freilauf 32 befindet sich zwischen dem dritten Lager 47 und dem zweiten Lager 46. Dies vermindert das Rütteln bzw. Zittern von Abschnitten, bei denen sich die Drehmomenterfassungseinheit 33 bzw. der Freilauf 32 der Drehwelleneinheit 30 befinden, entlang des Radius der Antriebswelle 6.
Ferner stützen in der ersten Ausführungsform das zweite Lager 46 und das dritte Lager 47 den Abtriebskörper 8. Das zweite Lager 46 ist an dem Gehäuse 4 zum Stützen des Abtriebskörpers 8 von außerhalb in der radialen Richtung angeordnet. Das dritte Lager 47 ist an dem zweiten Antriebskörper 72 zum Stützen des Abtriebskörpers 8 von innerhalb in der radialen Richtung angeordnet. D.h., der Abtriebskörper 8 ist sowohl von außen als auch von innen in der radialen Richtung gestützt, wodurch das Rütteln bzw. Zittern des Abtriebskörpers 8 selbst und der Drehwelleneinheit 30, die den Abtriebskörper 8 umfasst, entlang des Radius der Antriebswelle 6 vermindert wird. Als Ergebnis wird die Drehung der Drehwelleneinheit 30 weiter stabilisiert.
In der ersten Ausführungsform umfasst die Motoreinheit 3 die Halteeinrichtung 38, die getrennt von dem Gehäuse 4 bereitgestellt ist. Die Halteeinrichtung 38 weist das Lager 932 auf, das die Drehwelle 90 des Zahnrads des Vorgeleges 9 stützt. Wenn der Motor 5 in das Gehäuse 4 eingesetzt wird, das den Motoraufnahmeabschnitt 43 als integralen Teil davon umfasst, ermöglicht das Bereitstellen der Halteeinrichtung 38 getrennt von dem Gehäuse 4, dass der Stator 53 in den Motoraufnahmeraum 430 eingesetzt wird, bevor die Halteeinrichtung 38 an dem Gehäuse 4 angebracht wird, was das Einsetzen des Stators 53 in den Motoraufnahmeraum 430 vereinfacht.
Darüber hinaus sind nicht beide Lager 931, 932, welche die Getriebedrehwelle 90 des Vorgeleges 9 stützen, an dem Gehäuse 4 angebracht, und ein Lager 932 ist an der Halteeinrichtung 38 angebracht. Wären die Lager 931, 932 beide an dem Gehäuse 4 angebracht, würde sich die Getriebedrehwelle 90 von einem des rechten und linken Endes des Gehäuses 4 durch das andere Ende erstrecken und einen signifikanten Anteil des Aufnahmeraums innerhalb des Gehäuses 4 einnehmen, was häufig eine Zunahme der Größe des Gehäuses 4 verursacht. Im Gegensatz dazu beseitigt gemäß dieser Ausführungsform das Anbringen eines Lagers 932 an der Halteeinrichtung 38 das Erfordernis, dass sich die Getriebedrehwelle 90 von einem des rechten und linken Endes des Gehäuses 4 durch das andere Ende erstreckt, wodurch die Größen der Getriebedrehwelle 90 und des Gehäuses 4 einfacher vermindert werden können. Wenn die Motoreinheit 3 zusammengebaut wird, ermöglicht dies darüber hinaus auch, dass die Drehwelle des Vorgeleges 9 durch die Halteeinrichtung 38 über das Lager 932 gehalten wird, wodurch ein Zusammenbauvorgang der Motoreinheit 3 vereinfacht wird.
Als nächstes wird eine Motoreinheit 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die Motoreinheit 3 gemäß der zweiten Ausführungsform mit der Motoreinheit 3 gemäß der ersten Ausführungsform nahezu identisch ist. Folglich wird in der folgenden Beschreibung jedwedes Bestandteilselement dieser zweiten Ausführungsform, das die gleiche Funktion wie ein Gegenstück der Motoreinheit 3 gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform aufweist, mit dem gleichen Bezugszeichen wie das Gegenstück bezeichnet, und die folgende Beschreibung der zweiten Ausführungsform konzentriert sich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform.
Die Motoreinheit 3 gemäß der ersten Ausführungsform ist eine sogenannte „uniaxiale Motoreinheit 3“. Andererseits ist die Motoreinheit 3 gemäß der zweiten Ausführungsform eine sogenannte „biaxiale Motoreinheit 3“, wobei es sich um einen Hauptunterschied von der ersten Ausführungsform handelt. In der biaxialen Motoreinheit 3 werden die menschliche Antriebskraft, die von dem Antriebskörper 7 ausgeübt wird, und die Drehkraft, die von dem Motor 5 ausgeübt wird, jeweils von einem menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper 801 bzw. einem Abtriebskörper 802 (später beschrieben) abgegeben.
In der zweiten Ausführungsform umfasst die Motoreinheit 3 den menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper 801 und den Abtriebskörper 802. Der menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper 801 bildet die Drehwelleneinheit 30. Die Drehkraft, die auf die Antriebswelle 6 ausgeübt wird, wenn der Fahrer die Pedale 181 tritt, wird auf den menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper 801 übertragen und dann schließlich über das Ritzel 191, die Kette 193 und das hintere Ritzel 192 auf das Hinterrad 112 übertragen. In dieser zweiten Ausführungsform ist die Antriebswelle 6 als massives Element mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Alternativ kann die Antriebswelle 6 auch als hohles Element ausgebildet sein.
Die Motoreinheit 3 umfasst den Abtriebskörper 802, der getrennt von dem menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper 801 bereitgestellt ist. Die Drehkraft, die von dem Motor 5 ausgeübt wird, wird über das Vorgelege 9 auf den Abtriebskörper 802 übertragen. In der zweiten Ausführungsform vermindert das Vorgelege 9 die Drehzahl des Motors 5 durch eine sogenannte „einfache Untersetzung“ unter Verwendung nur eines Paars von Zahnrädern, die miteinander kämmen, und überträgt die Drehkraft mit der so verminderten Drehzahl auf den Abtriebskörper 802. Das Vorgelege 9 umfasst das erste Getriebezahnrad 91, umfasst jedoch nicht das zweite Getriebezahnrad 92 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Getriebedrehwelle 90, die das Vorgelege 9 bildet, dient auch als der Abtriebskörper 802. Das erste Getriebezahnrad 91 ist wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform über den Freilauf 94 auch mit dem Abtriebskörper 802 (Getriebedrehwelle 90) gekoppelt.
Ein weiteres Ritzel 194, das von dem Ritzel 191 verschieden ist, ist an einem Abschnitt des Abtriebskörpers 802 angebracht, der aus dem Gehäuse 4 vorragt. Das Ritzel 194 ist an einem Ende (z.B. in der zweiten Ausführungsform am rechten Ende) in der axialen Richtung 60 an dem Abtriebskörper 802 angebracht. Das Ritzel 194 dreht sich zusammen mit dem Abtriebskörper 802. Die Kette 193 ist um die Ritzel 191, 192 und 194 geführt. Die Drehkraft, die von dem Abtriebskörper 802 ausgeübt wird, wird schließlich über das Ritzel 194, die Kette 193 und das hintere Ritzel 192 auf das Hinterrad 112 übertragen.
In der zweiten Ausführungsform umfasst die Antriebswelle-Dreherfassungseinheit 34: Einen dritten Rotator 345, der sich zusammen mit der Antriebswelle 6 dreht und als Erfassungsziel dient; und eine Drehzentrumwelle 346, die an einem Teil, der von der Drehwelleneinheit 30 verschieden ist, angebracht werden soll. Darüber hinaus ist ein vierter Rotator 347 an der Außenumfangsoberfläche der Antriebswelle 6 angebracht. Der vierte Rotator 347 wird dadurch an der Antriebswelle 6 angebracht, dass die Außenumfangsoberfläche der Antriebswelle 6 in die Innenumfangsoberfläche des vierten Rotators 347 eingepresst oder eingesetzt oder eingeschraubt wird. Der vierte Rotator 347 dreht sich zusammen mit der Antriebswelle 6. Der vierte Rotator 347 weist Zähne an der Spitze eines Abschnitts auf, der sich entlang des Radius der Antriebswelle 6 erstreckt. Ein fünfter Rotator 348, der Zähne aufweist, die mit den Zähnen des vierten Rotators 347 kämmen, ist auf der Drehtrajektorie der Zähne des vierten Rotators 347 angeordnet. Der dritte Rotator 345, der einen Magnetismus aufweist, ist an dem fünften Rotator 348 angebracht. Der dritte Rotator 345 dreht sich zusammen mit dem fünften Rotator 348 und ist mit der Antriebswelle 6 bezüglich der Drehung verriegelt. Die Drehung des dritten Rotators 345 wird durch ein Hall-IC erfasst (später beschrieben).
Die Drehzentrumwelle 346 weist die Form einer kreisförmigen Säule mit einem einheitlichen Querschnitt auf. Ein Ende der Drehzentrumwelle 346 ist in den ersten geteilten Teil 41 eingepasst und das andere Ende der Drehzentrumwelle 346 ist in den zweiten geteilten Teil 42 eingepasst. Die Drehzentrumwelle 346 dreht sich in Bezug auf das Gehäuse 4 nicht. Die magnetische Kraft des dritten Rotators 345 wird durch das Hall-IC auf der Steuerplatine 35 erfasst. Die Drehzentrumwelle 346 wird in ein Wellenloch des fünften Rotators 348 eingesetzt und dient als die Drehwelle des fünften Rotators 348.
Der dritte Rotator 345 und der zweite Rotator 361 überlappen einander bei einer Betrachtung in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung 60. Dies erhöht den Freiheitsgrad bei der Gestaltung der Motoreinheit 3 und des Elektrofahrrads 1.
Die Motoreinheit 3 umfasst eine Halteeinrichtung 38. Wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform umfasst die Halteeinrichtung 38 auch einen Körperabschnitt 380, eine Grenzwand 383 und einen Flansch 384, der den Körperabschnitt 380 und die Grenzwand 383 miteinander verbindet, wie es in den 7A und 7B gezeigt ist. Der Flansch 384 umfasst zwei Flansche 3841, 3842, die voneinander beabstandet sind. Ein Durchgangsloch 381 ist so ausgebildet, dass es von dem Körperabschnitt 380, den zwei Flanschen 3841, 3842 und der Grenzwand 383 umgeben ist. Ein weiteres Durchgangsloch 382 ist durch den Körperabschnitt 380 bereitgestellt. Das Durchgangsloch 382 dient als Halter zum Halten des Lagers 932.
Bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 überlappt mindestens ein Teil der Halteeinrichtung 38 mit mindestens einem Teil des Motors 5. Ferner weist bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 die Halteeinrichtung 38 einen Bereich auf, der mit dem internen Statorbereich überlappt, der von dem Außenumfang des Stators 53 umgeben ist. Insbesondere macht bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 die Fläche des überlappenden Bereichs vorzugsweise 10 % bis 80 % der Fläche des internen Statorbereichs aus, der von dem Außenumfang des Stators 53 umgeben ist. Dieser Anteil kann in einer geeigneten Weise verändert werden und beträgt mehr bevorzugt 10 % bis 60 %, noch mehr bevorzugt 10 % bis 40 % und besonders bevorzugt 10 % bis 20 %.
Die Halteeinrichtung 38 ist entweder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Alternativ kann die Halteeinrichtung 38 auch aus einer Magnesiumlegierung, einem Eisenmetall oder einem Harz hergestellt sein.
Die Halteeinrichtung 38 ist an dem Gehäuse 4 auf der gleichen Seite innerhalb des Gehäuses 4 wie der Motoraufnahmeraum 430 angebracht, wenn der Raum innerhalb des Gehäuses 4 in der axialen Richtung 60 in zwei Seiten aufgeteilt wird. Die Halteeinrichtung 38 ist an dem ersten geteilten Teil 41 angebracht. Insbesondere ist die Halteeinrichtung 38 derart an dem ersten geteilten Teil 41 angebracht, dass sie mit dem ersten geteilten Teil 41 beispielsweise mittels eines Befestigungselements, wie z.B. einer Schraube, oder durch Einpassen in Kontakt ist.
In den 3 und 4 bezeichnet das Bezugszeichen 48 ein Metalllager, das zwischen der Antriebswelle 6 und dem menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper 801 angeordnet ist, und das Bezugszeichen 49 bezeichnet ein Dichtmittel, das zwischen der Antriebswelle 6 und dem menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper 801 angeordnet ist. In der 5 bezeichnet das Bezugszeichen 412 ein Befestigungselement, wie z.B. eine Schraube, zur Verwendung zum Anbringen der Halteeinrichtung 38 an dem ersten geteilten Teil 41, und das Bezugszeichen 413 bezeichnet ein Befestigungselement, wie z.B. eine Schraube, zur Verwendung zum Anbringen der Steuerplatine 35 an dem ersten geteilten Teil 41.
Wie es in den 7A und 7B gezeigt ist, weist die Halteeinrichtung 38 Befestigungsabschnitte 385 auf, wobei jedes davon ein Durchgangsloch zum Führen eines Befestigungselements 412 durch dieses ist. Der Befestigungsabschnitt 385 ist durch jeden der zwei Flansche 3841, 3842 bereitgestellt. D.h., es sind zwei Befestigungsabschnitte 385 bereitgestellt. Darüber hinaus ist ferner ein Einpassungsabschnitt 386 als ein Durchgangsloch angrenzend an jeden Befestigungsabschnitt 385 bereitgestellt.
Wie es in der 8A gezeigt ist, weist der erste geteilte Teil 41 zwei Befestigungsabschnitte 414 auf, wobei in jeden davon ein Befestigungselement 412, wie z.B. eine Schraube, eingeschraubt wird, und wobei jeder davon so bereitgestellt ist, dass er auf einen dazugehörigen Befestigungsabschnitt 385 der Halteeinrichtung 38 gerichtet ist. Darüber hinaus weist der erste geteilte Teil 41 ferner zwei Einpassungsabschnitte 415 auf, wobei jeder davon eine Vorwölbung ist, die in einen dazugehörigen Einpassungsabschnitt 386 der Halteeinrichtung 38 eingepasst werden soll, und die so bereitgestellt sind, dass sie auf den dazugehörigen Einpassungsabschnitt 386 der Halteeinrichtung 38 gerichtet sind. Wenn die Halteeinrichtung 38 an dem ersten geteilten Teil 41 angebracht wird, werden zuerst die Einpassungsabschnitte 415 als die Vorwölbungen des ersten geteilten Teils 41 in ihre dazugehörigen Einpassungsabschnitte 386 der Halteeinrichtung 38 eingepasst, wie es in der 8B gezeigt ist, wodurch die Halteeinrichtung 38 in Bezug auf den ersten geteilten Teil 41 positioniert und vorläufig angebracht wird. Als nächstes werden die Befestigungselemente 412, wie z.B. Schrauben, durch die Befestigungsabschnitte 385 der Halteeinrichtung 38 geführt und zum Befestigen der Halteeinrichtung 38 an dem ersten geteilten Teil in die Einpassungsabschnitte 415 des ersten geteilten Teils 41 geschraubt. Das Positionieren und vorläufige Anbringen der Halteeinrichtung 38 in Bezug auf den ersten geteilten Teil 41 auf diese Weise über die Einpassungsabschnitte 386 der Halteeinrichtung 38 und die Einpassungsabschnitte 415 des ersten geteilten Teils 41 vereinfachen das Anbringen der Halteeinrichtung 38 an dem ersten geteilten Teil 41.
Wie es in den 5, 7A und 7B gezeigt ist, vereinfacht das Anbringen der Halteeinrichtung 38 an dem Gehäuse 4 auf der gleichen Seite wie der Motoraufnahmeraum 430 für mindestens einen Teil der Halteeinrichtung 38 das Überlappen mit mindestens einem Teil des Motors 5 bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60. Das Herstellen der Halteeinrichtung 38 aus einem Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. einem Metall, und das Verbinden der Halteeinrichtung 38 mit der Steuerplatine 35 und dem Motor 5 vereinfachen das Ableiten von Wärme von der Steuerplatine 35 und dem Motor 5. Je größer der Prozentsatz der Fläche innerhalb des Außendurchmessers des Motors 5 ist, der mit der Halteeinrichtung 38 bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 überlappt, desto signifikanter ist der Vorteil des Verhinderns eines Haftens von verspritztem Öl an dem Motor 5 und/oder der Vorteil des Ableitens der Wärme, die erreicht werden können.
Alternativ kann eine Vertiefung, die nicht durch die Halteeinrichtung 38 verläuft, für die Halteeinrichtung 38 bereitgestellt werden, um das Lager 932 in die Vertiefung einzupassen und/oder das Lager 932 mit dem Stator 53 in Kontakt zu bringen. Gegebenenfalls kann ein kontaktierbarer Abschnitt bereitgestellt werden, wo die Halteeinrichtung 38 bei einer Betrachtung entlang des Radius der Antriebswelle 6 mit dem Stator 53 überlappt. In dem kontaktierbaren Abschnitt können die Halteeinrichtung 38 und der Stator 53 stets miteinander in Kontakt sein (z.B. ineinander eingepasst sein) oder können miteinander in Kontakt kommen, wenn sich der Stator 53 dreht. Der kontaktierbare Abschnitt kann entweder für das Durchgangsloch 382 oder einen anderen Abschnitt der Halteeinrichtung 38 bereitgestellt werden.
Gegebenenfalls kann die Halteeinrichtung 38 neben den Durchgangslöchern 381, 382 eine weitere Öffnung oder Aussparung aufweisen, die durch mindestens einen der Flansche 3841, 3842 bereitgestellt ist. Die Halteeinrichtung 38 kann eine Mehrzahl von solchen Öffnungen oder Aussparungen aufweisen. Diese Öffnungen oder Aussparungen der Halteeinrichtung 38 können in Bezug auf die Drehwelle 51 des Motors 5 radial angeordnet sein. Alternativ kann die Halteeinrichtung 38 auch als poröses Netz oder Gitter ausgebildet sein.
Ferner kann sich mindestens ein Teil der Halteeinrichtung 38 (wie z.B. die Grenzwand 383 davon) in der axialen Richtung 60 zwischen dem Vorgelege 9 und der Steuerplatine 35 befinden. Insbesondere kann sich mindestens ein Teil der Halteeinrichtung 38 (wie z.B. die Grenzwand 383 davon) zwischen dem Zahnrad 54, das auf der Drehwelle 51 des Motors 5 ausgebildet ist, und der Steuerplatine 35 befinden.
In der zweiten Ausführungsform umfasst die Motoreinheit 3 die Halteeinrichtung 38, die getrennt von dem Gehäuse 4 bereitgestellt ist. Die Halteeinrichtung 38 weist das Lager 932 auf, das die Drehwelle 90 des Zahnrads des Vorgeleges 9 stützt. Das Bereitstellen der Halteeinrichtung 38 getrennt von dem Gehäuse 4 ermöglicht das Einsetzen des Stators 53 in den Motoraufnahmeraum 430, bevor die Halteeinrichtung 38 an dem Gehäuse 4 angebracht wird, wenn der Motor 5 in das Gehäuse 4 eingesetzt wird, das den Motoraufnahmeabschnitt 43 als integralen Teil davon umfasst, wodurch das Einsetzen des Stators 53 in den Motoraufnahmeraum 430 vereinfacht wird.
Darüber hinaus sind nicht beide Lager 931, 932, welche die Getriebedrehwelle 90 des Vorgeleges 9 stützen, an dem Gehäuse 4 angebracht, sondern ein Lager 932 ist an der Halteeinrichtung 38 angebracht. Wären die Lager 931, 932 beide an dem Gehäuse 4 angebracht, würde sich die Getriebedrehwelle 90 von einem von dem rechten und linken Ende des Gehäuses 4 durch das andere Ende davon erstrecken und einen signifikanten Anteil des Aufnahmeraums innerhalb des Gehäuses 4 einnehmen, wodurch häufig eine Zunahme der Größe des Gehäuses 4 verursacht wird. Im Gegensatz dazu beseitigt gemäß der zweiten Ausführungsform das Anbringen eines Lagers 932 an der Halteeinrichtung 38 das Erfordernis, dass sich die Getriebedrehwelle 90 von einem von dem rechten und linken Ende des Gehäuses 4 durch das andere Ende davon erstreckt, wodurch die Verminderung der Größen der Getriebedrehwelle 90 und des Gehäuses 4 vereinfacht wird. Darüber hinaus ermöglicht dies auch das Halten der Drehwelle des Vorgeleges 9 durch die Halteeinrichtung 38 über das Lager 932, wenn die Motoreinheit 3 zusammengebaut wird, wodurch ein Zusammenbauvorgang der Motoreinheit 3 erleichtert wird.
Die Halteeinrichtung 38 und der Stator 53 überlappen bei einer Betrachtung in der axialen Richtung 60 mindestens teilweise miteinander. Dies erleichtert die Verminderung der Größe der Motoreinheit 3 (Gehäuse 4).
Als nächstes werden einige Variationen der beispielhaften Ausführungsformen eine nach der anderen aufgezählt.
In der ersten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben worden ist, ist das Vorgelege 9 zum Vermindern der Drehzahl des Motors 5 durch eine sogenannte „doppelte Untersetzung“ ausgebildet. In der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform ist das Vorgelege 9 zum Vermindern der Drehzahl des Motors 5 durch eine sogenannte „einfache Untersetzung“ ausgebildet. Die Drehzahl des Motors 5 muss durch das Vorgelege 9 jedoch nicht durch die einfache Untersetzung oder durch die doppelte Untersetzung vermindert werden. Alternativ kann das Vorgelege 9 drei oder mehr Paare von Zahnrädern aufweisen, die miteinander kämmen, so dass die Drehzahl des Motors 5 in drei oder mehr Stufen vermindert wird.
In der ersten und der zweiten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben worden sind, ist die Halteeinrichtung 38 an dem ersten geteilten Teil 41 beispielsweise mit einem Befestigungselement, wie z.B. einer Schraube, oder durch Einpassen angebracht. Die Technik zum Anbringen der Halteeinrichtung 38 an dem ersten geteilten Teil 41 ist jedoch nicht auf irgendeine bestimmte Technik beschränkt. Alternativ kann die Halteeinrichtung 38 auch an dem zweiten geteilten Teil 42 angebracht sein. In jedwedem Gehäuse muss die Halteeinrichtung 38 lediglich an dem Gehäuse 4 angebracht werden. Gegebenenfalls kann die Halteeinrichtung 38 auch mittels eines anderen Elements an dem Gehäuse 4 angebracht werden. Beispielsweise kann die Halteeinrichtung 38 mittels eines anderen Elements, wie z.B. einer Kautschuklage oder einer Urethanlage, das als Schwingungsisolator dient, an dem Gehäuse 4 angebracht werden. Darüber hinaus kann die Halteeinrichtung 38 sowohl mit dem ersten geteilten Teil 41 als auch dem zweiten geteilten Teil 42 in Kontakt sein oder kann sowohl durch den ersten geteilten Teil 41 als auch den zweiten geteilten Teil 42 mit einem anderen Element, das zwischen diesen angeordnet ist, gestützt werden. Dadurch kann die Halteeinrichtung 38 zuverlässiger an dem Gehäuse 4 angebracht werden. Alternativ kann die Halteeinrichtung 38 sowohl an dem ersten geteilten Teil 41 als auch dem zweiten geteilten Teil 42 eingepasst werden. Dies erhöht nicht nur die Steifigkeit, mit der die Halteeinrichtung 38 zusammengebaut wird, sondern auch die Steifigkeit, mit der das Lager 932, das für die Halteeinrichtung 38 bereitgestellt ist, aufgenommen wird. Darüber hinaus verbessert dies auch die Kämmgenauigkeit zwischen dem ersten Getriebezahnrad 91 und dem zweiten Getriebezahnrad 92, was effektiv zur Verminderung des Geräuschs beiträgt, das durch die Motoreinheit 3 erzeugt wird. Ferner erhöht dies auch die Steifigkeit des gesamten Gehäuses 4, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kämmgeräusch oder das elektromagnetische Geräusch des Motors 5 aus dem Gehäuse 4 austreten, vermindert wird.
Gegebenenfalls kann die Halteeinrichtung 38 mit einem Loch oder einer Aussparung zum Hindurchführen eines elektrischen Kabels versehen werden, das den Motor 5 und die Steuerplatine 35 verbindet. Dies vereinfacht das Verlegen des elektrischen Kabels, das den Motor 5 und die Steuerplatine 35 verbindet, wodurch der Freiheitsgrad bei der Gestaltung der Motoreinheit 3 und des Elektrofahrrads 1 erhöht wird. Gegebenenfalls kann das Loch oder die Aussparung als der kontaktierbare Abschnitt verwendet werden.
Als nächstes wird eine Motoreinheit 3 gemäß einer ersten Variation unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Die Motoreinheit 3 gemäß der ersten Variation ist größtenteils mit der Motoreinheit 3 gemäß der zweiten Ausführungsform identisch. Folglich wird jedwedes Bestandteilselement dieser ersten Variation, das die gleiche Funktion wie das Gegenstück der Motoreinheit 3 der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform aufweist, mit dem gleichen Bezugszeichen wie das Gegenstück bezeichnet und eine Beschreibung davon wird hier weggelassen. Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die Bestandteilselemente, die einen Unterschied bezogen auf die zweite Ausführungsform darstellen.
In der ersten Variation ist keine Grenzwand 383 für die Halteeinrichtung 38 bereitgestellt. Die Halteeinrichtung 38 ist getrennt mit einem Grenzwandelement (nicht gezeigt) versehen, das der Grenzwand 383 entspricht. Das Grenzwandelement ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Halteeinrichtung 38 hergestellt, kann jedoch aus einem davon verschiedenen Material hergestellt sein. Das Grenzwandelement kann beispielsweise aus einem Harz, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, einem Eisenmetall, wie z.B. rostfreiem Stahl, oder einer Magnesiumlegierung hergestellt sein.
Als nächstes wird eine Motoreinheit 3 gemäß einer zweiten Variation beschrieben. Die Motoreinheit 3 gemäß der zweiten Variation ist größtenteils mit der Motoreinheit 3 gemäß der zweiten Ausführungsform identisch. Folglich wird jedwedes Bestandteilselement dieser zweiten Variation, das die gleiche Funktion wie das Gegenstück der Motoreinheit 3 der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform aufweist, mit dem gleichen Bezugszeichen wie das Gegenstück bezeichnet und eine Beschreibung davon wird hier weggelassen. Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die Bestandteilselemente, die einen Unterschied bezogen auf die zweite Ausführungsform darstellen.
In der zweiten Variation ist wie in der ersten Variation für die Halteeinrichtung 38 keine Grenzwand 383 bereitgestellt (vgl. die 9). D.h., die Halteeinrichtung 38 selbst ist mit dem Gegenstück der ersten Variation identisch. In der zweiten Variation ist ein Grenzwandabschnitt (nicht gezeigt), welcher der Grenzwand 383 entspricht, für den ersten geteilten Teil 41 bereitgestellt. Der Grenzwandabschnitt kann durch Verformen eines Teils des ersten geteilten Teils 41 zu einer von dem ersten geteilten Teil 41 gemäß der zweiten Ausführungsform verschiedenen Form ausgebildet werden. Alternativ kann der Grenzwandabschnitt auch eine Rippe sein, die von der Innenoberfläche des ersten geteilten Teils 41 vorragt.
Als nächstes wird eine Motoreinheit 3 gemäß einer dritten Variation unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. Die Motoreinheit 3 gemäß der dritten Variation ist größtenteils mit der Motoreinheit 3 gemäß der zweiten Ausführungsform identisch. Folglich wird jedwedes Bestandteilselement dieser dritten Variation, das die gleiche Funktion wie das Gegenstück der Motoreinheit 3 der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform aufweist, mit dem gleichen Bezugszeichen wie das Gegenstück bezeichnet und eine Beschreibung davon wird hier weggelassen. Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die Bestandteilselemente, die einen Unterschied bezogen auf die zweite Ausführungsform darstellen.
In der dritten Variation ist der Flansch 3842 von der Halteeinrichtung 38 weggelassen, jedoch ist der Flansch 3841 für die Halteeinrichtung 38 bereitgestellt. Alternativ kann der Flansch 3841 in der dritten Variation von der Halteeinrichtung 38 weggelassen werden, jedoch kann der Flansch 3842 für die Halteeinrichtung 38 bereitgestellt werden.
Als nächstes wird eine Motoreinheit 3 gemäß einer vierten Variation unter Bezugnahme auf die 11 beschrieben. Die Motoreinheit 3 gemäß der vierten Variation ist größtenteils mit der Motoreinheit 3 gemäß der zweiten Ausführungsform identisch. Folglich wird jedwedes Bestandteilselement dieser vierten Variation, das die gleiche Funktion wie das Gegenstück der Motoreinheit 3 der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform aufweist, mit dem gleichen Bezugszeichen wie das Gegenstück bezeichnet und eine Beschreibung davon wird hier weggelassen. Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die Bestandteilselemente, die einen Unterschied bezogen auf die zweite Ausführungsform darstellen.
In der vierten Variation ist die Halteeinrichtung 38 weder mit dem Flansch 3842, noch mit der Grenzwand 383 für den Flansch 3842 versehen, ist jedoch mit dem Flansch 3841 und der Grenzwand 383 für den Flansch 3841 versehen. Alternativ kann in der vierten Variation die Halteeinrichtung 38 weder mit dem Flansch 3841, noch mit der Grenzwand 383 für den Flansch 3841 versehen sein, kann jedoch mit dem Flansch 3842 und der Grenzwand 383 für den Flansch 3842 versehen sein.
Gegebenenfalls kann jedwede dieser ersten bis vierten Variation in einer geeigneten Weise in einer Kombination mit jedweder der anderen vorstehend beschriebenen Variationen eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Elektrofahrrad
191: Ritzel
3: Motoreinheit
34: Antriebswelle-Dreherfassungseinheit
341: Erster Rotator
35: Steuerplatine
36: Motor-Dreherfassungseinheit
361: Zweiter Rotator
38: Halteeinrichtung
4: Gehäuse
41: Erster geteilter Teil
42: Zweiter geteilter Teil
43: Motoraufnahmeabschnitt
430: Motoraufnahmeraum
431: Innenoberfläche
432: Tiefe Wandoberfläche
433: Abgestufter Abschnitt
5: Motor
51: Drehwelle
52: Rotor
53: Stator
6: Antriebswelle
60: Achse
8: Abtriebskörper
801: Menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper
802: Abtriebskörper
9: Vorgelege
90: Drehwelle (Getriebedrehwelle)
932: Lager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H0966882 A [0002]

Claims

Motoreinheit (3), umfassend: ein Gehäuse (4); einen Motor (5), der einen Rotor (52) und einen Stator (53) umfasst, wobei der Stator (53) in einem Motoraufnahmeraum (430) innerhalb des Gehäuses (4) aufgenommen ist; einen Abtriebskörper (8), der so angeordnet ist, dass er um eine Achse (60) drehbar ist; ein Vorgelege (9), das in dem Gehäuse (4) aufgenommen ist und zum Vermindern einer Drehzahl des Motors (5) und Übertragen einer Drehkraft mit der so verminderten Drehzahl auf den Abtriebskörper (8) ausgebildet ist; und eine Halteeinrichtung (38), die in dem Gehäuse (4) aufgenommen ist und einen Halter zum Halten eines Lagers (932) umfasst, der eine Drehwelle (90) eines Zahnrads stützt, das in das Vorgelege (9) einbezogen ist, wobei mindestens ein Teil der Halteeinrichtung (38) bei der Betrachtung in einer axialen Richtung (60), die durch die Achse (60) festgelegt ist, mit mindestens einem Teil des Motors (5) überlappt.
Motoreinheit (3) nach Anspruch 1, wobei die Halteeinrichtung (38) aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung und einer Magnesiumlegierung, ausgewählt ist.
Motoreinheit (3) nach Anspruch 1, wobei die Halteeinrichtung (38) aus einem Harz hergestellt ist.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Vorgelege (9) zwei Paare von Zahnrädern, die miteinander kämmen, umfasst, wobei das Zahnrad eines der zwei Paare von Zahnrädern ist.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Vorgelege (9) drei Paare von Zahnrädern, die miteinander kämmen, umfasst, wobei das Zahnrad eines der drei Paare von Zahnrädern ist.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuse (4) einen ersten geteilten Teil (41), der sich auf einer ersten Seite in der axialen Richtung (60) befindet, und einen zweiten geteilten Teil (42), der sich auf einer zweiten Seite in der axialen Richtung (60) befindet, umfasst, sich der Abtriebskörper (8) auf der zweiten Seite in der axialen Richtung (60) befindet, und der Motoraufnahmeraum (430) in dem ersten geteilten Teil (41) vorliegt.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuse (4) einen ersten geteilten Teil (41), der sich auf einer ersten Seite in der axialen Richtung (60) befindet, und einen zweiten geteilten Teil (42), der sich auf einer zweiten Seite in der axialen Richtung (60) befindet, umfasst, sich der Abtriebskörper (8) auf der zweiten Seite in der axialen Richtung (60) befindet, und der Motoraufnahmeraum (430) in dem zweiten geteilten Teil (42) vorliegt.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Gehäuse (4) einen Motoraufnahmeabschnitt (43) umfasst, der in Bezug auf den Rest des Gehäuses (4) auswärts von dem Gehäuse (4) vorragt, wobei der Motoraufnahmeraum (430) innerhalb des Motoraufnahmeabschnitts (43) festgelegt ist, der Motoraufnahmeabschnitt (43) auf Innenoberflächen (431) davon, die auf den Motoraufnahmeraum (430) gerichtet sind, eine Vertiefung mit einem abgestuften Abschnitt (433) umfasst, der aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil, die eine kleinere Abmessung bzw. eine größere Abmessung aufweisen, ausgebildet ist, sich der erste Teil näher an einer tiefen Wandoberfläche (432) befindet als der zweite Teil, wobei die tiefe Wandoberfläche (432) auf den Motoraufnahmeraum (430) gerichtet ist, sich der zweite Teil weiter entfernt von der tiefen Wandoberfläche (432) befindet als der erste Teil.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Halteeinrichtung (38) an dem Gehäuse (4) auf der gleichen Seite innerhalb des Gehäuses (4) angebracht ist wie der Motoraufnahmeraum (430), wenn ein Raum innerhalb des Gehäuses (4) in zwei Seiten in der axialen Richtung (60) geteilt wird.
Motoreinheit (3) nach Anspruch 9, wobei die Halteeinrichtung (38), die an dem Gehäuse (4) angebracht ist, mit dem Gehäuse (4) in Kontakt ist.
Motoreinheit (3) nach Anspruch 9, wobei die Halteeinrichtung (38) über einen Schwingungsisolator an dem Gehäuse (4) angebracht ist.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die ferner eine Steuerplatine (35) umfasst, die eine Steuereinheit umfasst, die zum Steuern des Motors (5) ausgebildet ist, wobei die Steuerplatine (35) auf der Halteeinrichtung (38) angeordnet ist.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die ferner eine Steuerplatine (35) umfasst, die eine Steuereinheit umfasst, die zum Steuern des Motors (5) ausgebildet ist, wobei sich mindestens ein Teil der Halteeinrichtung (38) zwischen dem Vorgelege (9) und der Steuerplatine (35) befindet.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die ferner eine Steuerplatine (35) umfasst, die eine Steuereinheit umfasst, die zum Steuern des Motors (5) ausgebildet ist, wobei die Halteeinrichtung (38) umfasst: einen Körperabschnitt (380), der den Halter umfasst; und eine Grenzwand (383), die einen Raum, wo sich das Vorgelege (9) befindet, von einem Raum trennt, wo sich die Steuerplatine (35) befindet.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die ferner eine Steuerplatine (35) umfasst, die eine Steuereinheit umfasst, die zum Steuern des Motors (5) ausgebildet ist, wobei die Steuerplatine (35) über einen Wärmeleiter mit dem Gehäuse (4) verbunden ist.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die ferner eine Steuerplatine (35) umfasst, die eine Steuereinheit umfasst, die zum Steuern des Motors (5) ausgebildet ist, wobei die Halteeinrichtung (38) ein Loch oder eine Aussparung zum Hindurchführen eines elektrischen Kabels, das den Motor (5) und die Steuerplatine (35) miteinander verbindet, umfasst.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Halteeinrichtung (38) und der Stator (53) bei einer Betrachtung in der axialen Richtung (60) mindestens teilweise miteinander überlappen.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, die ferner eine Steuerplatine (35) umfasst, die eine Steuereinheit umfasst, die zum Steuern des Motors (5) ausgebildet ist, wobei die Steuerplatine (35) und der Rotor (52) bei einer Betrachtung in der axialen Richtung (60) mindestens teilweise miteinander überlappen.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Gehäuse (4) einen ersten geteilten Teil (41) und einen zweiten geteilten Teil (42) umfasst, und der Motoraufnahmeraum (430) entweder in dem ersten geteilten Teil (41) oder dem zweiten geteilten Teil (42) vorliegt.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Halteeinrichtung (38) einen kontaktierbaren Abschnitt umfasst, mit dem der Stator (53) in Kontakt gebracht werden kann.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei das Gehäuse (4) einen Wärmeableitungsabschnitt umfasst, und die Halteeinrichtung (38) mit dem Wärmeableitungsabschnitt verbunden ist.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, die ferner eine Antriebswelle (6) umfasst, die so angeordnet ist, dass sie in der axialen Richtung (60) durch das Gehäuse (4) verläuft und um die Achse (60) drehbar ist, wobei die Antriebswelle (6) zum Übertragen der Drehkraft auf den Abtriebskörper (8) ausgebildet ist.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, ferner umfassend: eine Antriebswelle (6), die so angeordnet ist, dass sie in der axialen Richtung (60) durch das Gehäuse (4) verläuft und um die Achse (60) drehbar ist; und einen menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper (801), der zum Ausgeben der Drehkraft der Antriebswelle (6) ausgebildet ist, wobei der menschliche Antriebskraft-Abtriebskörper (801) zum Drehen um eine zweite Achse ausgebildet ist, die von der Achse (60) verschieden ist.
Motoreinheit (3) nach Anspruch 22 oder 23, ferner umfassend: eine Antriebswelle-Dreherfassungseinheit (34), die einen ersten Rotator (341) umfasst und zum Erfassen der Drehzahl der Antriebswelle (6) auf der Basis der Drehzahl des ersten Rotators (341) ausgebildet ist; und eine Motor-Dreherfassungseinheit (36), die einen zweiten Rotator (361) umfasst und zum Erfassen der Drehzahl des Rotors (52) auf der Basis der Drehzahl des zweiten Rotators (361) ausgebildet ist, wobei der erste Rotator (341) und der zweite Rotator (361) bei einer Betrachtung in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung (60) miteinander überlappen.
Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Halteeinrichtung (38) bei einer Betrachtung in der axialen Richtung (60) mit 10 % bis 80 % eines internen Statorbereichs, der von einem Außenumfang des Stators (53) umgeben ist, überlappt.
Elektrofahrrad (1), das die Motoreinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 25 umfasst.