JP2009012627A - 電動車輪用ハブ及び該ハブを具えた乗物 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動アシスト自転車において、モータが作動していない走行の際に、車輪がモータ軸を逆転させようとして、ペタルの踏込みが重くなることを防止する。
【解決手段】自転車のハブ２は、ハブケーシング７内に、モータ４と、遊星歯車減速機構６とワンウェイクラッチ８を配備しており、モータ４の回転を減速してハブケーシング７に伝達して車輪を回す。モータ４を作動させない走行では、車輪、即ちハブケーシング７の回転は遊星歯車減速機構６及びモータ４へ伝達されず、従って、ペタルの踏込みが重くなることを防止できる。
【選択図】図２
【解決手段】自転車のハブ２は、ハブケーシング７内に、モータ４と、遊星歯車減速機構６とワンウェイクラッチ８を配備しており、モータ４の回転を減速してハブケーシング７に伝達して車輪を回す。モータ４を作動させない走行では、車輪、即ちハブケーシング７の回転は遊星歯車減速機構６及びモータ４へ伝達されず、従って、ペタルの踏込みが重くなることを防止できる。
【選択図】図２
Description
本発明は、電動車輪用ハブ及び該ハブを具えたアシスト自転車、車椅子等の乗物に関するものである。
図７は、公知のアシスト自転車の電動車輪用ハブを示している(特許文献１)。
ハブ(２)は、ステータ(43)とロータ(42)を具えたモータ(４)と、該ロータ(42)に連繋された遊星歯車減速機構(６)と、モータ(４)及び遊星歯車減速機構(６)を収容したハブケーシング(７)と、ハブケーシング(７)の軸芯上に、ハブケーシング(７)に対して相対回転可能に外向きに突設された２本の固定用支持軸(３)(3a)とによって構成され、ロータ(42)の回転を遊星歯車減速機構(６)によって減速してハブケーシング(７)に伝達できる。
ハブ(２)は、ステータ(43)とロータ(42)を具えたモータ(４)と、該ロータ(42)に連繋された遊星歯車減速機構(６)と、モータ(４)及び遊星歯車減速機構(６)を収容したハブケーシング(７)と、ハブケーシング(７)の軸芯上に、ハブケーシング(７)に対して相対回転可能に外向きに突設された２本の固定用支持軸(３)(3a)とによって構成され、ロータ(42)の回転を遊星歯車減速機構(６)によって減速してハブケーシング(７)に伝達できる。
上記固定用支持軸(３)(3a)を、自転車の前フォーク或いは後フォークに固定し、ハブケーシング(７)の外周に設けた突条(74)(74)上の取付け孔(75)に、車輪のスポーク(図示せず)を取り付ける。
モータ(４)に通電されてロータ(42)が回転すると、ロータ(42)の回転は遊星歯車減速機構(６)によって減速されてハブケーシング(７)に伝達され、車輪を回転させる。
自転車のペタルの踏込みに一定値以上の負荷が作用した場合に、モータ(４)に通電する様にして、坂道でも楽に走行することができる。
モータ(４)に通電されてロータ(42)が回転すると、ロータ(42)の回転は遊星歯車減速機構(６)によって減速されてハブケーシング(７)に伝達され、車輪を回転させる。
自転車のペタルの踏込みに一定値以上の負荷が作用した場合に、モータ(４)に通電する様にして、坂道でも楽に走行することができる。
上記ハブ(２)の場合、モータ(４)を作動させない走行では、車輪の回転がハブケーシング(７)及び遊星歯車減速機構(６)を介してロータ(42)を回転させることになる。このため、車輪の回転抵抗が大きくなり、ペタルの踏込みが重くなる。又、遊星歯車減速機構(６)のギアの遊び等によって振動が発生して、乗り心地が悪くなる問題がある。
そこで、モータ(４)の回転はハブケーシング(７)に伝達するが、モータ(４)が駆動していないときは車輪の回転はハブケーシング(７)から遊星歯車減速機構(６)には伝達しないワンウェイクラッチを具えたハブが提案されている。
上記したワンウェイクラッチ付きのハブは、ワンウェイクラッチがハブの外周部に配備されているから、ハブの外径が大きくなる。このため、自転車にワンウェイクラッチ付きのハブを取り付ければ、車輪に対するハブの外観上のバランスが悪くなって、美観を損ねる。
又、ハブの外径が大きくなることは、ハブケーシングを含む全体的な重量増は顕著あり、自転車の軽快さが損なわれる。
又、ワンウェイクラッチ無しのハブからは設計を大きく変えなければならず、部品の共通化ができるものが少なく、生産コストを抑えることができなかった。
本発明は、上記問題を解決できるハブ及び該ハブを用いた乗物を明らかにするものである。
又、ハブの外径が大きくなることは、ハブケーシングを含む全体的な重量増は顕著あり、自転車の軽快さが損なわれる。
又、ワンウェイクラッチ無しのハブからは設計を大きく変えなければならず、部品の共通化ができるものが少なく、生産コストを抑えることができなかった。
本発明は、上記問題を解決できるハブ及び該ハブを用いた乗物を明らかにするものである。
請求項１は、ステータ(43)とロータ(42)を具えたモータ(４)と、該ロータ(42)に連繋された減速機構(60)と、モータ(４)及び減速機構(60)を収容したハブケーシング(７)と、ハブケーシング(７)の軸芯上に、ハブケーシング(７)に対して相対回転可能に外向きに突設された固定用支持軸(３)とによって構成され、ロータ(42)の回転を減速機構(60)によって減速してハブケーシング(７)に伝達できる電動車輪用ハブにおいて、
減速機構(60)の出力軸と、ハブ(２)の軸芯を横切るハブケーシング(７)の側壁(72)との間にワンウェイクラッチ(８)が介装され、該ワンウェイクラッチ(８)は減速機構(60)の出力軸の回転はハブケーシング(７)に伝達するが、モータ(４)が駆動していないときはハブケーシング(７)の回転は減速機構(60)を介してモータ(４)に伝達しない。
減速機構(60)の出力軸と、ハブ(２)の軸芯を横切るハブケーシング(７)の側壁(72)との間にワンウェイクラッチ(８)が介装され、該ワンウェイクラッチ(８)は減速機構(60)の出力軸の回転はハブケーシング(７)に伝達するが、モータ(４)が駆動していないときはハブケーシング(７)の回転は減速機構(60)を介してモータ(４)に伝達しない。
請求項２は請求項１に記載のハブにおいて、ワンウェイクラッチ(８)は、減速機構(60)の出力側にラチェット爪(９)又はラチェットギア(81)を具え、ワンウェイクラッチ(８)に被さるハブケーシング(７)の側壁(72)上にラチェットギア(81)又はラチェット爪(９)を具えている。
請求項３は請求項１又は２に記載のハブにおいて、ハブケーシング(７)は、モータ(４)側のケーシング本体(71)と、該ケーシング本体の減速機構(60)側開口を塞ぐ側壁(72)となる蓋体(73)とからなり、該蓋体(73)上にワンウェイクラッチ(８)のラチェットギア(81)又はラチェット爪(９)を具えている。
請求項４は請求項１乃至３の何れかに記載のハブにおいて、減速機構(60)は遊星歯車減速機構(６)であり、ワンウェイクラッチ(８)は、遊星歯車減速機構(６)の内歯歯車(64)上にラチェット爪(９)を具え、内歯歯車(64)に被さるハブケーシング(７)の側壁(72)上に、リング(82)の内周面に歯列(83)を形成したラチェットギア(81)を具えている。
請求項５は請求項１乃至４の何れかに記載のハブにおいて、ワンウェイクラッチ(８)のラチェットギア(81)は４５個以上の歯を有して、１歯が８°以下である。
請求項６は請求項１乃至５の何れかに記載のハブにおいて、 ワンウェイクラッチ(８)は複数個のラチェット爪(９)を具えており、１又は複数のラチェット爪(９)がラチェットギア(81)に噛み合っているとき、１又は複数のラチェット爪(９)はラチェットギア(81)に噛み合っていない状態となり、各ラチェット爪(９)は規則的な順序で、ラチェットギア(81)に噛み合う。
請求項７の乗物は、請求項１乃至６の何れかに記載の電動車輪用ハブ(２)を車輪のハブに実施している。
請求項１のハブ(２)は、モータ(４)の回転はハブケーシング(７)に伝達するが、モータ(４)が駆動していないときはハブケーシング(７)の回転は減速機構(60)からモータ(４)に伝達されない。このため、ハブ(２)を乗物の、例えば自転車のハブに実施したとき、モータ(４)を作動させない走行の際、或いはペタルの踏込みの負荷が一定値に達していない走行の際に、ペダルの踏込みが重くなることを防止できる。
又、減速機構(60)が歯車減速機構である場合、ギアのクリアランス等に起因する振動の発生を抑えることができる。
又、減速機構(60)が歯車減速機構である場合、ギアのクリアランス等に起因する振動の発生を抑えることができる。
ワンウェイクラッチ(８)を、ハブケーシング(７)の軸芯上で減速機構(60)に隣接して、ハブケーシング(７)内に収容しているから、従来のこの種ワンウェイクラッチ(８)に較べて、ハブケーシング(７)の外径を大きくする必要はなく、ハブケーシング(７)の軸方向の幅長さをワンウェイクラッチ(８)の厚みに対応して大きくすれば済む。そのため、ハブ(２)を乗物のハブに実施しても、車輪径に対するハブ(２)の外径の大きさのバランスがとれて、美観を損なうことはない。
又、ハブケーシング(７)の幅長さを大きくすることは、ハブケーシング(７)の外径を大きくする事に較べて重量増は小さくて済み、ハブ(２)の重量増を抑えることができる。
又、ハブケーシング(７)の幅長さを大きくすることは、ハブケーシング(７)の外径を大きくする事に較べて重量増は小さくて済み、ハブ(２)の重量増を抑えることができる。
請求項２のハブでは、ハブケーシング(７)の側壁(72)がラチェットギア(81)又はラチェット爪(９)を支持しているから、ワンウェイクラッチ(８)の厚みを小さくでき、ハブ(２)全体の幅長さ方向の嵩張りを抑えて、ハブ(２)全体の重量増の低減に寄与できる。
請求項３のハブでは、蓋体(73)を外して、該蓋体(73)にワンウェイクラッチ(８)又はラチェットギア(81)を取り付けできるから、組立が容易であり、又、蓋体(73)を外して、ワンウェイクラッチ(８)や減速機構(60)のメンテナンスが容易にできる。
又、蓋体(73)内に、ワンウェイクラッチ(８)を収容する様にすれば、ハブケーシング本体(71)を含みハブ(２)のモータ(４)側は従前のワンウェイクラッチ無しのハブと部品の共通化を図ることができ、製造コストを低減できる。更に、既存のワンウェイクラッチ無しのハブに対して、簡単な改造でワンウェイクラッチの装備が可能となる。
又、蓋体(73)内に、ワンウェイクラッチ(８)を収容する様にすれば、ハブケーシング本体(71)を含みハブ(２)のモータ(４)側は従前のワンウェイクラッチ無しのハブと部品の共通化を図ることができ、製造コストを低減できる。更に、既存のワンウェイクラッチ無しのハブに対して、簡単な改造でワンウェイクラッチの装備が可能となる。
請求項４のハブを、自転車のハブとして実施した場合において、モータ(４)を作動させずに走行しても、車輪の回転は遊星歯車減速機構(６)及びモータ(４)には伝達されないから、ペタルの踏込みが遊星歯車減速機構(６)やモータ(４)に起因して重くなることを防止できる。又、遊星歯車減速機構(６)のクリアランス等によって、振動が発生することも防止できる。
請求項５のハブでは、ワンウェイクラッチ(８)のラチェットギア(81)は、１歯が８°以下の小歯であるから、歯列(83)をラチェット爪(９)が滑る際の音が小さく、又、ラチェット爪(９)との噛合い時(クラッチの繋がり時)の衝撃を小さくできる。
請求項６では、１又は複数のラチェット爪(９)がラチェットギア(81)に噛み合っているとき、１又は複数のラチェット爪(９)はラチェットギア(81)に噛み合っていない状態となり、各ラチェット爪(９)は規則的な順序で、ラチェットギア(81)に噛み合うから、ラチェット爪(９)とラチェットギア(81)の１回の噛み合いに要する回転角度は小さくて済み、クラッチ繋がり時の衝撃を更に小さくできる。
請求項７の乗物は、請求項１乃至６の効果を奏する。
図１は、本発明のハブ(２)を具えた電動アシスト自転車(１)の一例を示している。
アシスト自転車(１)の前フォーク(12)の先端にハブ(２)を取り付け、前車輪(11)のリム(13)とハブ(２)をスポーク(14)(14)で繋いでいる。
シートポスト(15)と後車輪(16)との間にバッテリー(17)を搭載している。
ペタル(18)の踏込み力が作用する適所に、ペタルの負荷を検出するセンサー(図示せず)が配備されている。該センサーが、ペタルの踏込み力が一定値以上である場合を検出してる間は、バッテリー(17)からハブ(２)のモータ(４)に通電がなされる。
バッテリー(17)とモータ(４)を繋ぐ通電回路には、ＯＮ−ＯＦＦスイッチ(図示せず)が配備され、平地走行等ではモータ(４)への通電を遮断して、節電可能としている。
アシスト自転車(１)の前フォーク(12)の先端にハブ(２)を取り付け、前車輪(11)のリム(13)とハブ(２)をスポーク(14)(14)で繋いでいる。
シートポスト(15)と後車輪(16)との間にバッテリー(17)を搭載している。
ペタル(18)の踏込み力が作用する適所に、ペタルの負荷を検出するセンサー(図示せず)が配備されている。該センサーが、ペタルの踏込み力が一定値以上である場合を検出してる間は、バッテリー(17)からハブ(２)のモータ(４)に通電がなされる。
バッテリー(17)とモータ(４)を繋ぐ通電回路には、ＯＮ−ＯＦＦスイッチ(図示せず)が配備され、平地走行等ではモータ(４)への通電を遮断して、節電可能としている。
図２に示すハブ(２)は、ハブケーシング(７)内に、モータ(４)と該モータ(４)に連繋された減速機構(60)と、該減速機構によって減速されたモータ(４)の回転をハブケーシング(７)に伝達するワンウェイクラッチ(８)と、ハブケーシング(７)の軸芯上に、ハブケーシング(７)に対して相対回転可能に外向きに突設された２本の固定用支持軸(３)(3a)とによって構成される。
ハブケーシング(７)は、一端側が閉塞し、他端が開口した筒状のハブケーシング本体(71)と、該開口に被さってハブケーシング(７)の一方の側壁(72)となる蓋体(73)とによって構成される。
蓋体(73)は、外周縁に周壁(76)を具えた浅いカップ状に形成され、前記固定用支持軸(3a)にベアリング(32)を介して回転自由に嵌まっている。
ハブケーシング本体(71)の外周面には、外周を一周して平行に２条の突条(74)(74)を突設し、両突条(74)(74)に、スポーク取付け孔(75)が開設されている。 蓋体(73)側の突条(74)は、蓋体(73)をネジ止めする台座を兼用している。
ハブケーシング(７)の蓋体(73)側にワンウェイクラッチ(８)、他端側にモータ(４)が配備され、両者の間に減速機構(60)が位置している。
実施例の減速機構(60)は、遊星歯車減速機構(６)である。
蓋体(73)は、外周縁に周壁(76)を具えた浅いカップ状に形成され、前記固定用支持軸(3a)にベアリング(32)を介して回転自由に嵌まっている。
ハブケーシング本体(71)の外周面には、外周を一周して平行に２条の突条(74)(74)を突設し、両突条(74)(74)に、スポーク取付け孔(75)が開設されている。 蓋体(73)側の突条(74)は、蓋体(73)をネジ止めする台座を兼用している。
ハブケーシング(７)の蓋体(73)側にワンウェイクラッチ(８)、他端側にモータ(４)が配備され、両者の間に減速機構(60)が位置している。
実施例の減速機構(60)は、遊星歯車減速機構(６)である。
モータ(４)はモータケーシング(45)内にステータ(43)とロータ(42)を具え、ロータ(42)の回転軸(41)はモータケーシング(45)を貫通して遊星歯車減速機構(６)側に延びて、前記遊星歯車減速機構(６)の太陽歯車(61)を形成している。
モータケーシング(45)はハブケーシング(７)に対して回転可能に取り付けられており、一方の固定用支持軸(３)を保持している。
モータケーシング(45)はハブケーシング(７)に対して回転可能に取り付けられており、一方の固定用支持軸(３)を保持している。
遊星歯車減速機構(６)の遊星歯車(62)は、同軸に大径ギア(62a)と小径ギア(62b)を具えており、大径ギア(62a)が前記太陽歯車(61)に噛合している。
遊星歯車(62)を回転可能に支持した遊星歯車支持枠(63)は、前記モータケーシング(45)に固定され、他方の固定用支持軸(3a)を保持している。
遊星歯車(62)の小径ギア(62b)に噛合した内歯歯車(64)は内歯を形成したリングギア(64a)と、該リングギア(64a)をネジ止めして保持する円形の回転板(64b)とによって構成され、回転板(64b)は、前記固定用支持軸(3a)にベアリング(31)を介して回転自由に嵌まっている。
遊星歯車減速機構(６)は、太陽歯車(61)を入力軸とし、内歯歯車(64)を出力軸とする。遊星歯車減速機構(６)の最大径は、前記モータケーシング(45)と同程度である。
遊星歯車(62)を回転可能に支持した遊星歯車支持枠(63)は、前記モータケーシング(45)に固定され、他方の固定用支持軸(3a)を保持している。
遊星歯車(62)の小径ギア(62b)に噛合した内歯歯車(64)は内歯を形成したリングギア(64a)と、該リングギア(64a)をネジ止めして保持する円形の回転板(64b)とによって構成され、回転板(64b)は、前記固定用支持軸(3a)にベアリング(31)を介して回転自由に嵌まっている。
遊星歯車減速機構(６)は、太陽歯車(61)を入力軸とし、内歯歯車(64)を出力軸とする。遊星歯車減速機構(６)の最大径は、前記モータケーシング(45)と同程度である。
実施例のワンウェイクラッチ(８)は、遊星歯車減速機構(６)の内歯歯車(64)上に配備したラチェット爪(９)と、蓋体(73)の内面に設けたラチェットギア(81)とによって構成される。
ラチェットギア(81)は、リング(82)の内面に歯列(83)を形成しており、前記固定用支持軸(3a)と同心に蓋体(73)にネジ止め固定されている。蓋体(73)は、ラチェットギア(81)を、ハブ(２)の軸芯に保持する役割を兼用している。
ラチェットギア(81)の歯列(83)はラチェット爪(９)との噛合い時(クラッチの繋がり時)の衝撃を小さくするために、歯数は４５個以上とし、１歯当たり８°以下の割とする。
ラチェットギア(81)は、リング(82)の内面に歯列(83)を形成しており、前記固定用支持軸(3a)と同心に蓋体(73)にネジ止め固定されている。蓋体(73)は、ラチェットギア(81)を、ハブ(２)の軸芯に保持する役割を兼用している。
ラチェットギア(81)の歯列(83)はラチェット爪(９)との噛合い時(クラッチの繋がり時)の衝撃を小さくするために、歯数は４５個以上とし、１歯当たり８°以下の割とする。
遊星歯車減速機構(６)の内歯歯車(64)の回転板(64b)には固定用支持軸(3a)と同芯に短い外ネジ軸(64c)が蓋体(73)側へ突設され、該外ネジ軸(64c)に爪支持リング(91)が螺合されている。
外ネジ軸(64c)は、内歯歯車(64)の正回転(右回転)に対して、締まり方向の左ネジである。
図４に示す如く、爪支持リング(91)の外周部に、周方向に同程度の間隔を存して４箇所の爪取付け部(94)を凹設して、各爪取付け部(94)にラチェット爪(９)(9a)を取り付けている。
図５、図６に示す如く、ラチェット爪(９)(9a)は、基端に円弧状膨み部(97)を有し、円弧状膨み部(97)から爪先端側へ平坦底部(98)が延びている。
ラチェット爪(９)(9a)には、円弧状膨み部(97)を除いて、爪を左右に二分する様にスリット状の切欠(99)が開設されている。
外ネジ軸(64c)は、内歯歯車(64)の正回転(右回転)に対して、締まり方向の左ネジである。
図４に示す如く、爪支持リング(91)の外周部に、周方向に同程度の間隔を存して４箇所の爪取付け部(94)を凹設して、各爪取付け部(94)にラチェット爪(９)(9a)を取り付けている。
図５、図６に示す如く、ラチェット爪(９)(9a)は、基端に円弧状膨み部(97)を有し、円弧状膨み部(97)から爪先端側へ平坦底部(98)が延びている。
ラチェット爪(９)(9a)には、円弧状膨み部(97)を除いて、爪を左右に二分する様にスリット状の切欠(99)が開設されている。
図６に示す如く、前記爪取付けリング(91)の爪取付け部(94)は、円弧状凹部(92)と該円弧状凹部(92)に連続する平坦当り部(93)とからなる。
爪取付けリング(91)の外周には、後記するリング状のスプリング(96)が嵌まる周溝(96)を開設し、該スプリング(96)の１箇所にストッパ(90)を設けている。
爪取付けリング(91)の外周には、後記するリング状のスプリング(96)が嵌まる周溝(96)を開設し、該スプリング(96)の１箇所にストッパ(90)を設けている。
爪取付けリング(91)の円弧状凹部(92)にラチェット爪(９)の円弧状膨み部(97)を回転摺動可能に嵌め、ラチェット爪(９)の平坦底部(98)を爪取付け部(94)の平坦当り部(93)に対向させる。
一箇所が途切れたリング状のスプリング(96)を、爪取付けリング(91)の溝(95)と各ラチェット爪(９)(9a)の切欠(99)に嵌めて、ラチェット爪(９)(9a)を締め付けると共に、スプリング(96)の両端(91a)(91a)を溝(95)のストッパ(90)を挟んで対向させる。
スプリング(96)の締付けにより、ラチェット爪(９)の爪取付け部(94)からの脱落が防止されると共に、爪先端が起立する方向に付勢される。ストッパ(90)によって爪取付けリング(91)に対してスプリング(96)が周方向に回転することも防止される。
ワンウェイクラッチ(８)の最大径であるリング(82)の外径は、遊星歯車減速機構(６)の最大径、即ち、内歯歯車(64)の外径よりも小さい。別な表現をすれば、ワンウェイクラッチ(８)の最大径は、遊星歯車減速機構(６)の最大径を越えない。 ワンウェイクラッチ(８)及び内歯歯車(64)の回転板(64b)は、前記ハブケーシング(７)の蓋体(73)内に収容されている。
一箇所が途切れたリング状のスプリング(96)を、爪取付けリング(91)の溝(95)と各ラチェット爪(９)(9a)の切欠(99)に嵌めて、ラチェット爪(９)(9a)を締め付けると共に、スプリング(96)の両端(91a)(91a)を溝(95)のストッパ(90)を挟んで対向させる。
スプリング(96)の締付けにより、ラチェット爪(９)の爪取付け部(94)からの脱落が防止されると共に、爪先端が起立する方向に付勢される。ストッパ(90)によって爪取付けリング(91)に対してスプリング(96)が周方向に回転することも防止される。
ワンウェイクラッチ(８)の最大径であるリング(82)の外径は、遊星歯車減速機構(６)の最大径、即ち、内歯歯車(64)の外径よりも小さい。別な表現をすれば、ワンウェイクラッチ(８)の最大径は、遊星歯車減速機構(６)の最大径を越えない。 ワンウェイクラッチ(８)及び内歯歯車(64)の回転板(64b)は、前記ハブケーシング(７)の蓋体(73)内に収容されている。
対向する２つのラチェット爪(９)(９)がラチェットギア(81)に噛み合っているとき、残りの対向する２つのラチェット爪(9a)(9a)はラチェットギア(81)に噛み合っていない状態となる。又、２組のラチェット爪(９)(９)、(9a)(9a)が交互にラチェットギア(81)に噛み合う様に、周方向に隣り合うラチェット爪(９)(9a)は、９０°に対してラチェットギア(81)の１歯分の１／２、即ち４°ずれている。
尚、ワンウェイクラッチ(８)のラチェットギア(81)の歯数、ラチェット爪(９)(9a)の個数は、上記に限定されることはない。１又は複数のラチェット爪(９)がラチェットギア(81)に噛み合っているとき、１又は複数のラチェット爪(９)はラチェットギア(81)に噛み合っていない状態となり、各ラチェット爪(９)は規則的な順序で、ラチェットギア(81)に噛み合う条件を満たすと、好適である。
上記ハブ(２)において少なくとも、ハブケーシング本体(71)、モータ(４)及び遊星歯車減速機構(６)の遊星歯車(62)は、図７に示す従前のワンウェイクラッチ無しのハブと部品を共通化できる。
然して、自転車ペタル(18)の踏込みに一定値以上の負荷が作用すれば、バッテリー(17)からモータ(４)に通電され、ロータ(42)が回転する。
ロータ(42)の回転によって、回転軸(41)先端の太陽歯車(61)も回転して、遊星歯車(62)が定位置で回転する。遊星歯車(62)の回転は、内歯歯車(64)、該内歯歯車(64)上のラチェット爪(９)、ラチェットギア(81)を介して蓋体(73)、即ちハブケーシング(７)に伝達され、前車輪(11)を回転駆動する。
ロータ(42)の電動回転によって、ペタル(18)の踏込み力を軽くして自転車を走行させることができる。
ロータ(42)の回転によって、回転軸(41)先端の太陽歯車(61)も回転して、遊星歯車(62)が定位置で回転する。遊星歯車(62)の回転は、内歯歯車(64)、該内歯歯車(64)上のラチェット爪(９)、ラチェットギア(81)を介して蓋体(73)、即ちハブケーシング(７)に伝達され、前車輪(11)を回転駆動する。
ロータ(42)の電動回転によって、ペタル(18)の踏込み力を軽くして自転車を走行させることができる。
ワンウェイクラッチ(８)によって、モータ(４)が駆動していないときは、ハブケーシング(７)の回転は、遊星歯車減速機構(６)及びモータ(４)に伝達されないから、モータ(４)のスイッチをＯＦＦした状態での走行の際、或いはペタルの踏込みの負荷が一定値に達していない走行の際に、ペダルの踏み込みが重くなることを防止できる。
又、遊星歯車減速機構(６)のギアのクリアランス等に起因する振動の発生を抑えることができる。
又、遊星歯車減速機構(６)のギアのクリアランス等に起因する振動の発生を抑えることができる。
ワンウェイクラッチ(８)を、ハブケーシング(７)の軸芯上で遊星歯車減速機構(６)に隣接して、ハブケーシング(７)内に収容しているから、ワンウェイクラッチ無しのハブ(２)に較べて、外径を大きくする必要はなく、ハブケーシング(７)の軸方向の幅長さのみをワンウェイクラッチ(８)の厚みに対応して大きくすれば済む。このため、ハブ(２)を自転車のハブに実施しても、車輪径に対するハブ(２)の外径のバランスがとれて、美観を損なうことはない。
又、ハブケーシング(７)の幅長さを大きくすることは、ハブケーシング(７)の外径を大きくする事に較べて重量増は小さくて済み、ハブ(２)の重量増を抑えることができる。
特に、実施例の様に、ハブケーシング(７)の側壁(72)である蓋体(73)に、リング状のラチェットギア(81)を取り付けると、ラチェットギア(81)の厚み幅を小さくできるから、ワンウェイクラッチ(８)の厚み幅も小さくできる。これによって、ハブ(２)の軸方向の幅長さが大きくなることを最小に留めることができる。
又、ハブケーシング(７)の幅長さを大きくすることは、ハブケーシング(７)の外径を大きくする事に較べて重量増は小さくて済み、ハブ(２)の重量増を抑えることができる。
特に、実施例の様に、ハブケーシング(７)の側壁(72)である蓋体(73)に、リング状のラチェットギア(81)を取り付けると、ラチェットギア(81)の厚み幅を小さくできるから、ワンウェイクラッチ(８)の厚み幅も小さくできる。これによって、ハブ(２)の軸方向の幅長さが大きくなることを最小に留めることができる。
尚、本発明のハブ(２)は、アシスト自転車の他に、車椅子等、車輪を具えた乗物のハブに実施できる。
上記したハブ(２)は、両端から固定用支持軸(３)(3a)を突出させて、ハブ(２)を両持ち支持する様に構成したが、車椅子の様に、ハブ(２)を片持ち支持する場合、固定用支持軸(３)はハブケーシング(７)の一端側に設ければよい。
上記したハブ(２)は、両端から固定用支持軸(３)(3a)を突出させて、ハブ(２)を両持ち支持する様に構成したが、車椅子の様に、ハブ(２)を片持ち支持する場合、固定用支持軸(３)はハブケーシング(７)の一端側に設ければよい。
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
例えば、実施例では、遊星歯車減速機構(６)の内歯歯車(64)をワンウェイクラッチ(８)に対する入力軸としたが、内歯歯車(64)をハブケーシング(７)の内面に設け、遊星歯車支持枠(63)を回転可能に支持して、遊星歯車支持枠(63)をワンウェイクラッチ(８)に対する入力軸とすることができる。
又、ワンウェイクラッチ(８)のラチェットギア(81)を遊星歯車減速機構(６)側に、ラチェット爪(９)を蓋体(73)側(ハブケーシング(７)側)に設けることもできる。
更に、ラチェットギア(81)は内歯型であるが、外歯型とすることができるのは勿論である。
更に、ワンウェイクラッチ(８)は、ラチェットギア(81)とラチェット爪(９)とから構成されたものに限定されることはなく、遊星歯車減速機構(６)からハブケーシング(７)への一方向の回転のみを伝達できれば、構成は問わない。
更に、ラチェットギア(81)は内歯型であるが、外歯型とすることができるのは勿論である。
更に、ワンウェイクラッチ(８)は、ラチェットギア(81)とラチェット爪(９)とから構成されたものに限定されることはなく、遊星歯車減速機構(６)からハブケーシング(７)への一方向の回転のみを伝達できれば、構成は問わない。
２ ハブ
３ 支持軸
４ モータ
42 ロータ
43 ステータ
６ 遊星歯車減速機構
７ ハブケーシング
71 ハブケーシング本体
72 側壁
73 蓋体
８ ワンウェイクラッチ
81 ラチェットギア
９ ラッチット爪
３ 支持軸
４ モータ
42 ロータ
43 ステータ
６ 遊星歯車減速機構
７ ハブケーシング
71 ハブケーシング本体
72 側壁
73 蓋体
８ ワンウェイクラッチ
81 ラチェットギア
９ ラッチット爪
Claims (7)
- ステータ(43)とロータ(42)を具えたモータ(４)と、該ロータ(42)に連繋された減速機構(60)と、モータ(４)及び減速機構(60)を収容したハブケーシング(７)と、ハブケーシング(７)の軸芯上に、ハブケーシング(７)に対して相対回転可能に外向きに突設された固定用支持軸(３)とによって構成され、ロータ(42)の回転を減速機構(60)によって減速してハブケーシング(７)に伝達できる電動車輪用ハブにおいて、
減速機構(60)の出力軸と、ハブ(２)の軸芯を横切るハブケーシング(７)の側壁(72)との間にワンウェイクラッチ(８)が介装され、該ワンウェイクラッチ(８)は減速機構(60)の出力軸の回転はハブケーシング(７)に伝達するが、モータ(４)が駆動していないときはハブケーシング(７)の回転は減速機構(60)を介してモータ(４)に伝達しない、電動車輪用ハブ。 - ワンウェイクラッチ(８)は、減速機構(60)の出力側にラチェット爪(９)又はラチェットギア(81)を具え、ワンウェイクラッチ(８)に被さるハブケーシング(７)の側壁(72)上にラチェットギア(81)又はラチェット爪(９)を具えている、請求項１に記載の電動車輪用ハブ。
- ハブケーシング(７)は、モータ(４)側のケーシング本体(71)と、該ケーシング本体の減速機構(60)側開口を塞ぐ側壁(72)となる蓋体(73)とからなり、該蓋体(73)上にワンウェイクラッチ(８)のラチェットギア(81)又はラチェット爪(９)を具えている、請求項１又は２に記載の電動車輪用ハブ。
- 減速機構(60)は遊星歯車減速機構(６)であり、ワンウェイクラッチ(８)は、遊星歯車減速機構(６)の内歯歯車(64)上にラチェット爪(９)を具え、内歯歯車(64)に被さるハブケーシング(７)の側壁(72)上に、リング(82)の内周面に歯列(83)を形成したラチェットギア(81)を具えている、請求項１乃至３の何れかに記載の電動車輪用ハブ。
- ワンウェイクラッチ(８)のラチェットギア(81)は４５個以上の歯を有して、１歯が８°以下である、請求項１乃至４の何れかに記載の電動車輪用ハブ。
- ワンウェイクラッチ(８)は複数個のラチェット爪(９)を具えており、１又は複数のラチェット爪(９)がラチェットギア(81)に噛み合っているとき、１又は複数のラチェット爪(９)はラチェットギア(81)に噛み合っていない状態となり、各ラチェット爪(９)は規則的な順序で、ラチェットギア(81)に噛み合う、請求項１乃至５の何れかに記載の電動車輪用のハブ。
- 請求項１乃至６の何れかに記載の電動車輪用ハブ(２)を車輪のハブに実施した乗物。
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|---|---|---|---|
| JP2007177037A JP2009012627A (ja) | 2007-07-05 | 2007-07-05 | 電動車輪用ハブ及び該ハブを具えた乗物 |
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