JP2014111396A - Electric hub device and electric bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動用ハブ装置、および電動用ハブ装置を備えた電動自転車に関する。 The present invention relates to an electric hub device and an electric bicycle including the electric hub device.
電動自転車の車輪の中心部に設けられる従来の電動用ハブ装置として、例えば図9に示すように、固定用の左右一対のハブ軸81,82と、これらのハブ軸81,82に対して回転自在なハブ体83と、このハブ体83の内部に配設されてハブ体83を回転させるモータ84とを有するものがある。なお、図9における85はスポーク、86はモータ84の回転軸で、回転軸86は左右のハブ軸81,82の間に配設されている。
As a conventional electric hub device provided at the center of the wheel of an electric bicycle, for example, as shown in FIG. 9, a pair of right and
モータ84のロータ88および回転軸86は、ハブ体83内に設けられた遊星歯車機構などからなる減速機構87を介して、ハブ体83と連動している。モータ84のステータ89およびステータ89を保持するモータハウジング90の一部は、一方のハブ軸81とともにハブ体83の内部から外部へ突出しており、モータ84に接続された電力線、信号線などからなる接続配線84aは、モータハウジング90に形成された孔部90aを通して外部に取り出されている。
The
また、ハブ軸81,82のハブ体83内に突入している部分の先端部には六角形状などの係合部81a、82aが形成されているとともに、これらの係合部81a、82aが、モータハウジング90に形成された六角孔形状などの係合孔部90bや、減速機構87に設けられた六角孔形状などの保持枠部99の係合孔部99aに嵌合されている。これにより、モータハウジング90や保持枠部99は、ハブ軸81,82に対して軸心部を中心として回転しないように規制された状態で組み付けられている。
In addition, hexagonal
ハブ軸81,82は、電動自転車のフレーム92の端部に、回り止め部材93、94やナット95、96などを介して、回転しないように規制された状態で固定されている。なお、図9における98は、樹脂製のスペーサである。図10(a)に示すように、フレーム92の先端には片側が開口された溝92bが形成されて二又形状とされたつめ部92aが形成され、このつめ部92aに、回り止め部材93、94に形成された突部93a、94aが嵌め込まれている。これにより、回り止め部材93、94がハブ軸81,82の周方向に回転しないように規制されている。また、図10(b)に示すように、ハブ軸81,82と回り止め部材93、94との嵌合する箇所は断面丸形状の一部が平面状に削除されて、断面がいわゆる「D」字形状の面取り部81c,82c、93c、94cが形成されており、これにより、ハブ軸81,82が、回り止め部材93、94を介して周方向に回転しないように規制されている。
The
図9に示すように、モータ84の接続配線84aは、モータハウジング90のハブ軸81の近傍箇所から取り出されている。接続配線84aが取り出される側に配設される回り止め部材93には、接続配線84aを案内しながら屈曲させる湾曲凹部93bが、図9、図10(b)に示すように、周方向全周に形成されており、接続配線84aは湾曲凹部93bの一部に案内されながら、フレーム92に干渉しないように配設されている。
As shown in FIG. 9, the connection wiring 84 a of the
このような電動用ハブ装置80は、例えば前輪の中心部に配設され、この場合には、両ハブ軸81,82がフレーム92のつめ部92aとしての前ホークの先端部(下端部)に取り付けられる。また、電動用ハブ装置80が後輪に設けられる場合もあり、この場合には、両ハブ軸81,82がフレーム92のつめ部92aとしてのチェーンステーの先端部(後端部)に取り付けられる。
Such an
このような構成において、補助駆動力を付加する場合には、モータ84のロータ88とともに回転軸86が回転することにより、減速機構87を介して減速されてハブ体83がハブ軸81,82の軸心回りに回転する。これにより、電動用ハブ装置80が設けられている車輪がモータ84の補助動力によって回転駆動する。また、モータ84のロータ88が回転する際には、モータ84のステータ89が取り付けられているモータハウジング90は、ロータ88の回転する力の反力を受ける。すなわち、モータ84のステータ89が確実に固定されていないと、ロータ88の回転力が低くなるため、補助駆動力も低下してしまう。ここで、前記ロータ88の回転する力の反力は、モータハウジング90の係合孔部90bに嵌合するハブ軸81の係合部81a(図9参照)や、ハブ軸81の面取り部81cに嵌合する回り止め部材93の面取り部93c、回り止め部材93の突部93aに係合するフレーム97のつめ部92a(図10(a)、(b)参照)で受けられる。
In such a configuration, when an auxiliary driving force is applied, the
なお、上記のような電動用ハブ装置80は例えば下記の特許文献1、特許文献2などに記載されている。また、近年では、電動用ハブ装置のモータが、車輪に補助駆動力を加える補助駆動力発生動作と、車輪からの力により電力を発生する回生動作とに切替えられて使用されるものも広く知られている。
The
しかしながら、図9や図10(a)、(b)に示す従来の電動用ハブ装置80では、ハブ軸81、82と回り止め部材93、94とが面取り部81c、82c、93c、94cで互いに係合しているだけであるため、モータ84の駆動時に回り止め部材93、94とハブ軸81、82とモータハウジング90や保持枠部99との間で、がたつきを生じ(隙間を生じて余計に動き)、特に、モータ84の力を直接受け易いモータハウジング90とハブ軸81との間でがたつきを生じる(隙間を生じて余計に動く)という課題を生じていた。
However, in the conventional
また、このがたつきによって、ハブ軸81の係合部81aが嵌合するモータハウジング90の係合孔部90bに力が集中して、電動用ハブ装置80の長期間の使用時などに、モータハウジング90の係合孔部90bが変形するなどして損傷する可能性があった。特に、電動用ハブ装置80のモータ84が、補助駆動力発生動作と回生動作とに切替えられて使用される場合には、モータハウジング90の係合孔部90bに力が作用する頻度が増加したり、作用する力が大きくなったりするおそれがあるため、モータハウジング90の係合孔部90bが変形するなどして損傷する可能性が高まることになる。
Further, due to this rattling, the force concentrates on the
また、電動用ハブ装置80のモータ84では、駆動時に多くの熱を発生するため、この際の熱を良好に外部に発散し難いという問題があった。特に、電動用ハブ装置80のモータ84が、補助駆動力の発生動作と回生動作とに切替えられて使用される場合には、発熱量も増加するために、この問題に良好に対処することが困難となっていた。
In addition, since the
本発明は、上記課題や問題を解決するもので、回り止め部材とモータハウジングとの間でがたつきを生じることを防止できて、例え、モータが補助駆動力発生動作と回生動作とに切替えられて使用される場合でも、モータハウジングが損傷することを防止でき、しかも、モータの熱を良好に外部に発散することができる電動用ハブ装置および電動自転車を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems and problems, and can prevent rattling between the rotation prevention member and the motor housing. For example, the motor is switched between the auxiliary driving force generation operation and the regenerative operation. It is an object of the present invention to provide an electric hub device and an electric bicycle that can prevent the motor housing from being damaged even when used, and can dissipate the heat of the motor to the outside. is there.
上記課題や問題を解決するために、本発明の電動用ハブ装置は、フレームに対して固定されるハブ軸と、このハブ軸に対して回転自在なハブ体と、このハブ体に配設されてハブ体を回転させるモータとを有する電動用ハブ装置であって、モータのステータが固定されかつハブ軸が係合されたモータハウジングと、ハブ軸に外嵌されるとともにフレームに係合されて、ハブ軸の軸心回りに回転することを規制された状態で取り付けられた回り止め部材とを備え、前記回り止め部材と前記モータハウジングとが互いに接触した状態でねじにより固定されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and problems, an electric hub device of the present invention is provided with a hub shaft fixed to a frame, a hub body rotatable with respect to the hub shaft, and the hub body. An electric hub device having a motor for rotating the hub body, the motor housing having the stator fixed to the motor and the hub shaft engaged with the motor housing, and being externally fitted to the hub shaft and engaged with the frame. An anti-rotation member attached to the hub shaft while being restricted from rotating about the axis of the hub shaft, and the anti-rotation member and the motor housing are fixed by screws in a state of contacting each other. Features.
なお、モータが、車輪に補助駆動力を加える補助駆動力発生動作と、車輪からの力により電力を発生する回生動作とに切替えられて使用される場合や、ハブ軸が左右に分割されており、ハブ軸の間に、ハブ軸と同軸心で回転する回転軸が設けられている場合に、特に好適である。また、この電動用ハブ装置を電動自転車に用いると好適である。 In addition, when the motor is switched between an auxiliary driving force generation operation that applies auxiliary driving force to the wheel and a regenerative operation that generates electric power by the force from the wheel, or the hub axle is divided into left and right It is particularly suitable when a rotating shaft that rotates coaxially with the hub shaft is provided between the hub shafts. Further, this electric hub device is preferably used for an electric bicycle.
この構成により、前記回り止め部材と前記モータハウジングとが互いに接触した状態でねじにより固定されているので、回り止め部材とモータハウジングとの間でがたつきを生じることを防止できる。また、フレームに係合された回り止め部材がモータハウジングに直接、固定されているので、ハブ軸とモータハウジングとの係合部分に作用する力を軽減することができて、例え、モータが補助駆動力発生動作と回生動作とに切替えられて使用される場合でも、モータハウジングが損傷することを防止できる。また、モータハウジングに作用する熱が回り止め部材に直接伝達されるので、モータの熱を良好に外部に発散することができる。 With this configuration, since the rotation preventing member and the motor housing are fixed by screws in a state where they are in contact with each other, it is possible to prevent rattling between the rotation preventing member and the motor housing. Further, since the detent member engaged with the frame is directly fixed to the motor housing, the force acting on the engaging portion between the hub shaft and the motor housing can be reduced, for example, the motor can assist. Even when used by switching between the driving force generating operation and the regenerative operation, the motor housing can be prevented from being damaged. In addition, since the heat acting on the motor housing is directly transmitted to the rotation preventing member, the heat of the motor can be dissipated well to the outside.
また、本発明の電動用ハブ装置は、前記回り止め部材における、側面視にて、ねじを挿通するねじ挿通孔部と重ならない箇所に、モータに接続された接続配線を外部に案内する配線取出用切欠部が形成されていることを特徴とする。この構成により、配線取出用切欠部を介して、モータに接続された接続配線を外部に案内しながら、前記回り止め部材を前記モータハウジングに支障なく固定することができる。 Further, the electric hub device of the present invention is a wire take-out for guiding the connection wiring connected to the motor to the outside in the position where the screw does not overlap with the screw insertion hole portion through which the screw is inserted in the anti-rotation member in a side view. A notch is formed. With this configuration, the anti-rotation member can be fixed to the motor housing without hindrance while guiding the connection wiring connected to the motor to the outside through the wiring extraction notch.
また、本発明の電動用ハブ装置は、前記回り止め部材に、フレームに形成された被係合部に係合してフレームに対して周方向の回転を規制する係合部が形成され、前記配線取出用切欠部が、側面視にて、前記回り止め部材における前記係合部と重なる位置に形成されていることを特徴とする。この構成により、モータに接続された配線部をフレームに重ならない位置に良好に取り出すことができる。つまり、回り止め部材に係合するフレームの被係合部は、フレームが配設されている箇所とは反対側に向けて延びるような位置に形成されているため、前記回り止め部材における前記係合部と重なる位置に形成された前記配線取出用切欠部を通して、配線部を外部に取り出すことにより、配線部がフレームに干渉することを良好に防止することができる。 Further, in the electric hub device of the present invention, the rotation preventing member is formed with an engaging portion that engages with an engaged portion formed on the frame and restricts rotation in the circumferential direction with respect to the frame. The wiring takeout notch is formed at a position overlapping the engaging portion of the detent member in a side view. With this configuration, it is possible to satisfactorily take out the wiring portion connected to the motor at a position that does not overlap the frame. In other words, the engaged portion of the frame that engages with the anti-rotation member is formed at a position that extends toward the side opposite to the portion where the frame is disposed. By taking out the wiring part through the wiring extraction notch part formed at the position overlapping with the joint part, it is possible to satisfactorily prevent the wiring part from interfering with the frame.
本発明によれば、固定用のハブ軸に外嵌されるとともにフレームに係合された回り止め部材と、モータハウジングとを互いに接触した状態でねじにより固定したことにより、回り止め部材とモータハウジングとの間でがたつきを生じることを防止できて、がたつきによる偏った荷重が付加されないので、信頼性が向上する。また、フレームに係合された回り止め部材がモータハウジングに直接、固定されているので、ハブ軸とモータハウジングとの係合部分に作用する力を軽減することができる。したがって、例え、モータが補助駆動力発生動作と回生動作とに切替えられて使用される場合でも、モータハウジングが損傷することを防止でき、これによっても信頼性が向上する。また、モータハウジングに作用する熱が回り止め部材に直接伝達されるので、モータの熱を良好に外部に発散することができる。 According to the present invention, the anti-rotation member externally fitted to the fixing hub shaft and engaged with the frame, and the motor housing are fixed with the screws in contact with each other, so that the anti-rotation member and the motor housing are fixed. It is possible to prevent rattling from occurring between the two, and since a biased load due to rattling is not added, reliability is improved. Further, since the rotation preventing member engaged with the frame is directly fixed to the motor housing, the force acting on the engaging portion between the hub shaft and the motor housing can be reduced. Therefore, even when the motor is used by switching between the auxiliary driving force generation operation and the regenerative operation, it is possible to prevent the motor housing from being damaged, and this also improves the reliability. In addition, since the heat acting on the motor housing is directly transmitted to the rotation preventing member, the heat of the motor can be dissipated well to the outside.
また、前記回り止め部材における、側面視して、ねじを挿通するねじ挿通部と重ならない箇所に、モータに接続された接続配線を外部に案内する配線取出用切欠部を形成することにより、配線取出用切欠部を介して、モータに接続された接続配線を外部に案内しながら、前記回り止め部材を前記モータハウジングに支障なく固定することができる。 In addition, the anti-rotation member has a wiring extraction notch for guiding the connection wiring connected to the motor to the outside at a position that does not overlap with the screw insertion portion through which the screw is inserted in a side view. The anti-rotation member can be fixed to the motor housing without hindrance while guiding the connection wiring connected to the motor to the outside through the notch for extraction.
また、前記回り止め部材に、フレームに形成された被係合部に係合してフレームに対して周方向の回転を規制する係合部を形成し、前記配線取出用切欠部が、前記回り止め部材における前記係合部と重なる位置に形成することで、モータに接続された配線部をフレームに重ならない位置に良好に取り出すことができる。 In addition, an engagement portion that engages with an engaged portion formed on the frame and restricts rotation in the circumferential direction with respect to the frame is formed on the anti-rotation member, and the cutout portion for wiring extraction has the rotation portion By forming the stopper member at a position that overlaps the engaging portion, the wiring portion connected to the motor can be satisfactorily taken out to a position that does not overlap the frame.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1において、1は電動自転車である。電動自転車1は、フレーム2と、フレーム2に設けられた車輪としての前輪3および後輪4と、ペダル5と、チェーン6と、クランクギヤ7と、ハンドル8と、ブレーキレバー(図示せず)を含めたディスクブレーキ装置18などのブレーキ装置と、サドル9と、バッテリ13と、ペダル5に作用する踏力を検出する検出装置31と、制御部14などを備えている。フレーム2は、チェーンステー10やバックホーク11などを有し、チェーンステー10の後端には、図2に示すように、二又形状の後づめ12が設けられている。後輪4は、その中心部に配設された電動用ハブ装置20と、この電動用ハブ装置20から後輪4の径方向に放射状に延びる複数本のスポーク15と、スポーク15の外周側端部が取り付けられたリム16と、リム16の外周側に取り付けられたタイヤ17とを有している。なお、この実施の形態では、後輪4にディスクブレーキ装置18が取り付けられている場合を図示しているが、ディスクブレーキ装置18を備えているものに限るものではなく、ディスクブレーキ装置18に代えて、バンドブレーキやドラムブレーキなどの他のハブブレーキ装置や、ブレーキシューのパッドでリムを両側から締め付けて、その摩擦力で制動するリムブレーキやその他のブレーキ装置を用いてもよい。なお、図1、図2などにおいては、ディスクブレーキ装置としてブレーキ用ディスクのみを簡略的に示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, 1 is an electric bicycle. The electric bicycle 1 includes a
図2,図3などに示すように、電動用ハブ装置20は、フレーム2としてのチェーンステー10の後端部の後づめ12に対して固定される左右一対の固定用のハブ軸21,22と、これらのハブ軸21,22に対して回転自在なハブ体23と、このハブ体23の内部に配設されて、ハブ体23を回転させるモータ24とを有している。
As shown in FIGS. 2, 3, etc., the
図3〜図5に示すように、モータ24は、モータハウジング32と、モータハウジング32の内部に固定されて樹脂で覆われたステータ33と、ステータ33よりも内周側に回転自在に設けられたロータ34と、ロータ34の中心部に挿通された回転軸35とを備えており、ブラシレスモータとされている。このモータ24は、制御部14によって、検出装置31で検出された踏力に応じてモータ24の駆動を制御して車輪としての後輪4に補助駆動力を加える補助駆動力発生動作と、後輪4からの回転力により電力を発生し、バッテリ13に充電する回生動作とに切替え制御される。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
モータ24の回転軸35は両ハブ軸21,22間に位置し、これら各軸21,22,35は同一軸心25上に配設されている。モータハウジング32は、回転軸35の軸心25方向において分割された一方(図3においては左側)のハウジング体36と他方(図3においては右側)のハウジング体37とからなる。ステータ33は両ハウジング体36,37間に挟まれており、両ハウジング体36,37は複数本のねじ38によって連結されている。回転軸35およびロータ34は、ハウジング体36,37の中心部寄り箇所に配設された軸受39、40により回転自在に支持されている。
The rotating
ハブ体23は、ハブ軸21,22の軸心25方向における一端側(図3においては左側)に開口部26を有する略円筒状の胴部材27と、胴部材27の他端部(図3においては右側)を閉じる円盤状のカバー部材28と、カバー部材28の中央部に形成された貫通孔29と、貫通孔29に内に挿入されてカバー部材28と螺合されて結合されるとともにハブ軸22に対して回転自在な状態で外嵌された筒状の取付部材30などを備えている。
The
ハブ体23の胴部材27の一端部(図3においては左端部)は、軸受41を介して、一方のハウジング体36に回転自在に支持されている。また、図3、図4に示すように、一方のハブ軸21はそのモータ24内に突入した部分の端部に、径方向外向きに拡がるように(この実施の形態では六角形状に拡がるように)係合部21aが形成されている。そして、この係合部21aがハウジング体36に形成された六角孔形状の係合孔部36aに嵌合されて係合されている。これにより、一方のハウジング体36と一方のハブ軸21とは、軸心25を中心として回転しないように規制された状態で組み付けられている。なお、ハブ軸21の係合部21aとハウジング体36の係合孔部36aとの形状は、互いに回転しないように規制された状態で係合されていればよく、六角形状に限るものではなく、四角形状や八角形状、その他の形状であってもよい。
One end portion (left end portion in FIG. 3) of the
さらに、他方のハブ軸22は、取付部材30に挿入されて、ハブ体23の外部から内部へ突入している。また、図3、図5に示すように、他方のハブ軸22は、そのモータ24内に突入した端部に、径方向外向きに拡がるように(この実施の形態では六角形状に拡がるように)係合部22aが形成されている。そして、この係合部22aが、他方のハウジング体37にねじ52を介して取り付けられた支持枠50に形成された六角孔形状の係合孔部50aに嵌合されて係合されている。これにより、支持枠50と他方のハブ軸22とは、軸心25を中心として回転しないように規制された状態で組み付けられている。なお、ハブ軸22の係合部22aと支持枠50の係合孔部50aとの形状は、互いに回転しないように規制された状態で係合されていればよく、六角形状に限るものではなく、四角形状や八角形状、その他の形状であってもよい。
Further, the
図3、図5に示すように、モータ24の回転軸35とハブ体23とは、ハブ体23内でモータ24に隣接して設けられた減速機構45を介して連動する。減速機構45は、回転軸35の端部に形成された太陽歯車46と、カバー部材28の内側に連結材51を介して取り付けられた円環状の内歯歯車47(円環状歯車の一例)と、太陽歯車46と内歯歯車47とに噛合する回転自在な複数の遊星歯車48とを有している。遊星歯車48の一端部はモータ24の他方のハウジング体37で支持され、遊星歯車48の他端部は他方のハウジング体37に取り付けられた支持枠50(支持部材の一例)で支持されている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
各遊星歯車48は、それぞれ、互いに一体形成された大歯車部48aおよび小径歯車部48bと、これらの大歯車部48aおよび小径歯車部48bを回転自在に支持する支持軸部48cとを有している。そして、太陽歯車46に遊星歯車48の大歯車部48aに噛み合い、遊星歯車48の小歯車部48bに内歯歯車47が噛み合うことで、モータ24の回転軸35の回転を、減速して、すなわちトルクを増大させて、ハブ体23に伝達して、ハブ体23を連動させるよう構成されている。
Each
また、カバー部材28と支持枠50との間には、支持枠50からの軸心25に沿う方向への力を受けることが可能な軸受(スラスト軸受)54が配設されている。また、この実施の形態においては、後輪4に外装変速機が取り付けられており、この外装変速装置は、リヤディレーラー(図示せず)と多段のフリーホイール19とを有している。
Further, between the
フリーホイール19は、ハブ体23の外側方において、他方のハブ軸22に回転自在に外嵌されている。フリーホイール19は、チェーン6に噛み合う複数枚のスプロケット60を備えた円筒状のアウターボディ61と、アウターボディ61の内部に設けられた筒状のインナーボディ62と、アウターボディ61とインナーボディ62との間に設けられ且つスプロケット60からハブ体23のみに回転駆動力を伝達するワンウェイクラッチ63と、を有している。なお、筒状のインナーボディ62の外周は円形状であり、内周は六角形状に形成されている。インナーボディ62は、取付部材30の他端側すなわち六角形状に形成されている部分に外嵌されている。これにより、インナーボディ62と取付部材30とは周方向(回転方向)において互いに係合している。
The
また、カバー部材28とインナーボディ62との間に、大径セレーション部53aと小径セレーション部53bとが一体形成されたセレーション継手53が配設されている。セレーション継手53は、小径セレーション部53bがインナーボディ62の一端部に嵌め込まれ、また、大径セレーション部53aがカバー部材28の中央部寄り箇所に形成されたボス部28aに嵌め込まれて、インナーボディ62からの力をカバー部材28に良好に伝達するよう構成されている。
A serration joint 53 in which a large-
また、アウターボディ61の内部には、アウターボディ61を回転自在に支持する軸受体64が設けられている。なお、65は軸受体64に設けられた玉押しをロックするためのロックナットである。
In addition, a bearing
ハブ体23の外周部には、後輪4の各スポーク21の内周側端部が接続されている。両ハブ軸21,22はそれぞれ両チェーンステー10の後づめ12に形成された被係合部としての溝12aに挿入されている。両ハブ軸21,22にそれぞれナット66を螺合することにより、電動用ハブ装置20と共に後輪4が両チェーンステー10間に取り付けられる。
An inner peripheral side end portion of each spoke 21 of the rear wheel 4 is connected to the outer peripheral portion of the
フリーホイール19が設けられている側のチェーンステー10の後づめ12と、ナット66の間には、他方のハブ軸22が軸心25回りに回転しないように規制する金属製の回り止め部材67(他方の回り止め部材67とも称す)が配設されている。この回り止め部材67は、図6(a)、(b)に示すように、一体形成された係合部としての突部67aが被係合部としての後づめ12の溝12aに嵌合されるとともに、回り止め部材67の中央部には、断面丸形状の一部が平面状に削除されて、断面がいわゆる「H」字形状の異形孔部67bが形成されている。そして、他方のハブ軸22における回り止め部材67に嵌合する箇所の断面形状もこれに合わせて、断面丸形状の一部が平面状に削除されて(切欠かれて)、断面がいわゆる「H」字形状とされている。なお、図6(b)における22bは、他方のハブ軸22に形成された切欠部である。すなわち、この箇所においては、後づめ12の溝12aに回り止め部材67の突部67aが係合することで、回り止め部材67が回転しないように規制され、さらに、回り止め部材67の異形孔部67bに他方のハブ軸22の切欠部22bが当接して係合することで、他方のハブ軸22が軸心25の回りに回転しないように規制されている。
Between the
これに対して、ディスクブレーキ装置18のブレーキ用ディスクが設けられている側のチェーンステー10の後づめ12にも回り止め部材70(一方の回り止め部材70とも称す)が接して設けられているが、この回り止め部材70に設けられたハブ軸挿通用の孔部70bやこれに挿入される一方のハブ軸21は断面が単なる丸形状とされ、他方のハブ軸22や他方の回り止め部材67に設けられているような切欠部を必要としない。この回り止め部材70は、金属製とされ、後づめ12と、ハウジング体36における胴部材27の開口部26から外部に露出する箇所との間に配設されている。
On the other hand, a detent member 70 (also referred to as one detent member 70) is also provided in contact with the
この回り止め部材70にも、後づめ12に形成された被係合部としての溝12aに嵌合して係合する係合部としての突部70aが形成されている。そして、この突部70aが後づめ12の溝12aに嵌合されて、後づめ12に対して、回り止め部材70が軸心25の方向を中心として回らないように係合されている。
The
ただし、回り止め部材70は、図3、図4、図7(a)〜(e)に示すように、一方のハウジング体36における胴部材27の開口部26から外部に突出した箇所に、複数のねじ72により、その裏面側に形成されたハウジング接触面部70dで直接接触した状態で固定されている。また、モータ24に接続された接続配線24aを外部に案内する配線取出用切欠部70fが、回り止め部材70の裏面側(ハウジング体36に臨む面)における、側面視にて、ねじ72を挿通するねじ挿通孔部72cと重ならない箇所、この実施の形態では、側面視して、突部70aが形成されている箇所と重なる位置(回り止め部材70の下部)に形成されている。
However, as shown in FIGS. 3, 4, and 7 (a) to 7 (e), a plurality of
また、この実施の形態では、回り止め部材70における後づめ12に接触するフレーム接触面70gに微小な凹凸部が形成されて、一方のハブ軸21に螺合されるナット66が締め込まれた際に、回り止め部材70のフレーム接触面70gが二又形状の後づめ12に強く接触するよう構成されている。
Further, in this embodiment, a minute uneven portion is formed on the
また、この実施の形態では、図3、図4、図8に示すように、ハウジング体36における回り止め部材70が取り付けられる面の外周部に略環状の配線保持用部材71が装着されている。この実施の形態では、配線保持用部材71の一部に、本体部71aから突出する複数の突起71cが形成され、ハウジング体36に対応して形成された孔部(図示せず)に挿入されるよう構成されている。そして、配線保持用部材71の中央孔部71bにモータ24の接続配線24aを通すとともに、回り止め部材70の配線取出用切欠部70fを通して、モータ24の接続配線24aを取り出すよう構成されている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3, 4, and 8, a substantially annular
上記構成において、利用者が電動自転車1を走行させる際、ペダル7に作用する踏力は、検出装置31により検出されると共に、チェーン6を介してフリーホイール19に伝達され、フリーホイール19が回転する。フリーホイール19の回転はアウターボディ61からワンウェイクラッチ63を介してインナーボディ62に伝達され、これにより、インナーボディ62と取付部材30とカバー部材28と胴部材27とが一体的に回転し、ハブ体23が軸心25を中心に回転する。
In the above configuration, when the user runs the electric bicycle 1, the pedaling force acting on the pedal 7 is detected by the
また、検出装置31で検出された踏力に応じて制御部14がモータ24の駆動を制御する。この際、ロータ34と共に回転軸35が回転することにより、減速機構45を介してハブ体23が軸心25を中心に減速されて回転する。これにより、後輪4は、ペダル7に作用する踏力とこの踏力に応じて出力されるモータ24の回転駆動力(補助動力)とによって、回転駆動される。
Further, the
また、ブレーキ動作や下り坂走行などを検知した際などに、制御部14はモータ24などに回生動作を行わせる。すなわち、後輪4の回転に伴ってハブ体23が回転し、減速機構45を介してモータ24の回転軸35およびロータ34も連動して回転するため、これによりモータ24で発電した電力をバッテリ13に送り出してバッテリ13を充電するなどする。
In addition, the
このように、モータ24により補助駆動力を発生したり、回生動作をさせたりする際には、当然ながら、ステータ33が良好に固定されている必要がある。ところが、図9、図10に示すように、従来の電動用ハブ装置80では、ハブ軸81と回り止め部材93とが面取り部81c、93cで互いに係合している構造であったため、モータ84の駆動時に回り止め部材93とハブ軸81とモータハウジング90との間でがたつきを生じるおそれがあった。特に、電動用ハブ装置80のモータ84が、補助駆動力発生動作と回生動作とに切替えられて使用される場合には、モータハウジング90の係合孔部90bに力が作用する頻度が増加したり、作用する力が大きくなったりするおそれがあるため、モータハウジング90の係合孔部90bが変形するなどして損傷する可能性が高まっていた。
As described above, when the auxiliary driving force is generated by the
これに対して、本発明の実施の形態では、回り止め部材70と、ステータ33を保持するモータハウジング32のハウジング体36とが、互いに接触した状態でねじ72により固定されているので、回り止め部材70とハウジング体36とががたつきのない状態で固定できて、前記がたつきを生じることを防止できる。また、フレームとしての後づめ12に突部70aで係合された回り止め部材70がハウジング体36に直接、固定されているので、ステータ33を保持するハウジング体36の回転を規制する力を、後づめ12で位置規制された回り止め部材70によって直接受けることができる。したがって、一方のハブ軸21とハウジング体36とが係合部21aと係合孔部36aとで係合してハウジング体36の回転を規制しているものの、この経路を介してハブ軸21とハウジング体36との係合部分に作用する力を軽減することができる。したがって、上記のように、モータ24が補助駆動力発生動作と回生動作とに切替えられて使用される場合でも、ハウジング体36が損傷することを防止できて、信頼性が向上する。また、モータハウジング32のハウジング体36に作用する熱が、モータハウジング32に直接接触されている回り止め部材70や、回り止め部材70を介してチェーンステー10およびバックホーク11などのフレーム2に直接伝達されるので、モータ24の熱を良好に外部に発散することができ、これによっても信頼性が向上する。
On the other hand, in the embodiment of the present invention, the
また、上記の構成によれば、回り止め部材70における、側面視して、ねじ72を挿通するねじ挿通孔部70cと重ならない箇所に、モータ24に接続された接続配線24aを外部に案内する配線取出用切欠部70fが形成されている。これにより、配線取出用切欠部70fを介して、モータ24に接続された接続配線24aを外部に案内しながら、回り止め部材70をハウジング体36に支障なく固定することができる。
Moreover, according to said structure, the
また、回り止め部材70に、後づめ12に形成された被係合部としての溝12aに係合する係合部としての突部70aを形成し、配線取出用切欠部70fを、側面視にて、回り止め部材70における溝12aと重なる位置に形成することで、モータ24に接続された接続配線24aをフレームとしてのチェーンステー10やバックホーク11に重ならない位置に良好に取り出すことができる。すなわち、図10(b)に示すように、接続配線24aが取り出される側の従来の回り止め93においては、接続配線84aを案内しながら屈曲させる湾曲凹部93bが周方向全周に形成されていたため、どの方向に接続配線84aを取り出したらよいかを示す目印などを湾曲凹部93bにつけていなければならなかった。これに対して、本発明の実施の形態によれば、配線取出用切欠部70fが周方向の一部だけに設けられているので、目印などをつける必要がなく、しかも、接続配線84aを良好な位置に取り出すことができるので、作業性がよい。
Further, the
なお、上記実施の形態では、外装変速機やディスクブレーキ装置18が設けられている場合を述べたが、これに限るものではなく、外装変速機やディスクブレーキ装置18が設けられていないものに対しても、上記のように、回り止め部材70とモータハウジング32とを固定する構成を同様に適用することが可能である。また、上記実施の形態では、モータハウジング32が設けられている側の一方のハブ軸21についてのみ、回り止め部材70とハウジング体36とをねじ72で固定した場合を述べたがこれに限るものではなく、外装変速機を有しないものでは、減速機構45が設けられている側の他方のハブ軸22についても、回り止め部材67と支持枠50などをねじで固定してもよい。
In the above embodiment, the case where the exterior transmission and the
また、上記実施の形態では、電動用ハブ装置20を後輪4に設けたが、前輪3に設けてもよい。また、上記実施の形態では、回生動作も可能な電動自転車の場合を述べたが、回生動作は行わない電動自転車についても適用できることはもちろんである。
In the above embodiment, the
本発明は、電動用ハブ装置を備えた電動自転車に特に適しているが、電動自転車以外の電動車両、例えば電動式の車椅子や、電動二輪車や電気自動車等に適用することも可能である。 The present invention is particularly suitable for an electric bicycle provided with an electric hub device. However, the present invention can also be applied to an electric vehicle other than the electric bicycle, such as an electric wheelchair, an electric motorcycle, an electric vehicle, and the like.
1 電動自転車
2 フレーム
3 前輪(車輪)
4 後輪(車輪)
5 ペダル
6 チェーン
10 チェーンステー
11 バックホーク
12 後づめ
12a 溝(被係合部)
13 バッテリ
14 制御部
18 ディスクブレーキ
20 電動用ハブ装置
21、22 ハブ軸
21a、22a 係合部
22b 切欠部
23 ハブ体
24 モータ
25 軸心
26 開口部
27 胴部材
31 検出装置
32 モータハウジング
33 ステータ
34 ロータ
35 回転軸
36、37 ハウジング体
36a、50a 係合孔部
38 ねじ
39、40 軸受
41 軸受
45 減速機構
54 軸受
64 軸受体
65 ロックナット
66 ナット
67、70 回り止め部材
67a、70a 突部(係合部)
70b 孔部
70d ハウジング接触面部
70f 配線取出用切欠部
70g フレーム接触面
71 配線保持用部材
72 ねじ
72c ねじ挿通孔部
1
4 Rear wheels
5
DESCRIPTION OF
Claims (6)
モータのステータが固定されかつハブ軸が係合されたモータハウジングと、
ハブ軸に外嵌されるとともにフレームに係合されて、ハブ軸の軸心回りに回転することを規制された状態で取り付けられた回り止め部材とを備え、
前記回り止め部材と前記モータハウジングとが互いに接触した状態でねじにより固定されている
ことを特徴とする電動用ハブ装置。 An electric hub device having a hub shaft fixed to a frame, a hub body rotatable with respect to the hub shaft, and a motor disposed on the hub body and rotating the hub body,
A motor housing in which a motor stator is fixed and a hub shaft is engaged;
A detent member that is fitted on the hub shaft and engaged with the frame, and is attached in a state of being restricted from rotating about the hub shaft axis;
The electric hub device, wherein the rotation preventing member and the motor housing are fixed with screws in a state where they are in contact with each other.
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