JP2014118087A - 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7に示すように、電動自転車のチェーンステーなどのフレーム100に対して固定されて配設される左右一対のハブ軸101,102と、これらのハブ軸101,102に対して回転自在なハブ体103と、このハブ体103の内部に配設されてハブ体103を回転させるモータ104とを有するものがある(例えば、特許文献1等)。なお、図7における105はスポーク、106はモータ104の回転軸、108はモータ104のロータ、109はモータ104のステータ、116A、116Bはそれぞれモータ104のハウジング体である。回転軸106は左右のハブ軸101,102の間に配設されている。また、110はペダルからの踏力(人力駆動力)が伝達されるチェーン、111は外装変速機のフリーホイールである。
As a conventional electric hub device provided at the center of a wheel of an electric bicycle, for example, as shown in FIG. 7, a pair of left and right hub shafts fixed to a
モータ104のロータ108および回転軸106は、ハブ体103内に設けられた遊星歯車機構などからなる減速機構107を介して、ハブ体103と連動している。ハブ体103は、片側が開口されている略円筒状の胴部材121と、胴部材121の開口側を閉じる円盤状のカバー部材122と、カバー部材122の中央部に形成された貫通孔123およびボス部124と、貫通孔114に挿入されるとともにハブ軸102に対して回転自在な状態で外嵌された筒状の取付部材125などを備えている。
The
フリーホイール111は、ハブ体103の外側方において、ハブ軸102に回転自在に外嵌されている。フリーホイール111は、チェーン110に噛み合う複数枚のスプロケット112を備えた円筒状のアウターボディ113と、アウターボディ113の内部に設けられた筒状のインナーボディ114と、アウターボディ113とインナーボディ114との間に設けられ且つスプロケット112からハブ体103のみに回転駆動力を伝達するワンウェイクラッチ115と、を有している。また、インナーボディ114の片側に太径部126が形成されているとともに、この太径部126の内周部とカバー部材122のボス部124の外周とに、のこぎり歯状の凹凸部を有して互いに噛み合うセレーション部127、128が形成されて係合されている。また、アウターボディ113の内部には、アウターボディ113を回転自在に支持する軸受体118が設けられている。
The
減速機構107は、回転軸106の端部に形成された太陽歯車129と、カバー部材122の内側に取り付けられた円環状の内歯歯車130と、太陽歯車129と内歯歯車130とに噛合する回転自在な複数の遊星歯車131とを有している。遊星歯車131の一端部は、モータ104を保持する一方のハウジング体116Aで支持され、遊星歯車131の他端部は一方のモータハウジング体116に取り付けられた支持枠117で支持されている。
The speed reduction mechanism 107 meshes with a
各遊星歯車131は、それぞれ大歯車部131aおよび小歯車部131bが形成されている。そして、太陽歯車129に遊星歯車131の大歯車部131aに噛み合い、遊星歯車131の小歯車部131bに内歯歯車130が噛み合うことで、モータ104の回転軸106の回転を、減速して、すなわちトルクを増大させて、ハブ体103に補助駆動力を伝達して、ハブ体103を連動させるよう構成されている。また、カバー部材122と支持枠117との間には、ハブ体103を回転自在に支持する軸受132が配設され、軸受132としては例えば、カップアンドコーン式のものが用いられる。また、他方のハウジング体116Bとハブ体103との間にも、ハブ体103を回転自在に支持する軸受133が配設されている。
Each
利用者によって電動自転車が走行される際には、ペダルに作用する踏力(人力駆動力)がチェーン110を介してフリーホイール111に伝達され、また、フリーホイール111の回転がアウターボディ113からワンウェイクラッチ115を介してインナーボディ114に伝達される。さらに、インナーボディ114の回転が、セレーション部127、128を介してカバー部材122に伝達され、これにより、インナーボディ114と取付部材125とカバー部材122と胴部材121とが一体的に回転して、ハブ体103が軸心を中心に回転する。また、ペダルに作用する踏力に応じてモータ104が回転され、このモータ104の回転力が補助駆動力として踏力(人力駆動力)に付加された状態でハブ体103が回転される。
When the user runs the electric bicycle, a pedaling force (human driving force) acting on the pedal is transmitted to the
ところで、このような電動用ハブ装置は、内部にモータ104や減速機構107などが設けられているため、ハブ体103の内部に雨水Wなどが侵入しないように構成することが必要である。したがって、電動用ハブ装置においては、ハブ体103を回転自在に支持する軸受132、133などから雨水Wが侵入しないように、軸受132、133として、防水機能を有するシールド軸受を使用することが好ましい。但し、防水機能を有するシールド軸受は寸法が規格で決められており、限られた種類しかないため、設計の自由度が低い場合が多い。
By the way, since such an electric hub device is provided with the
ハブ体103を回転自在に支持する一方の軸受133が配設される箇所には、他に配設される部品などもなく、配設スペースに比較的余裕があるため、軸受133としてシールド軸受を使用することが可能である。
Since there is no other component at the place where the one bearing 133 that rotatably supports the
これに対して、カバー部材122と支持枠117との間に配設される他の軸受132の近傍箇所には、減速機構107の構成部品など多数の部品が配設され、軸受132の配設スペースが限られている。したがって、前記軸受132としては、防水機能を有しなかったり、防水機能があまり高くなかったりする軸受132を用いる場合が多い。また、ハブ体103を回転自在に支持する軸受132として、シールド軸受を使用すると、防水性能は高くなるがシールド部材が設けられることにより接触抵抗が大きくなるので、ハブ体103の回転がスムーズに行われなくなるおそれがある。
On the other hand, in the vicinity of another
なお、図7に示すように、外装変速機のフリーホイールなどが設けられている場合には、軸受132は比較的奥まった位置に配置されることとなるが、軸受体118が設けられている箇所やハブ軸102と取付部材125との間の隙間を通して、雨水Wが軸受132まで達することがあるので、軸受132として防水機能を有することが好ましい。
As shown in FIG. 7, when a free wheel or the like of an exterior transmission is provided, the
本発明は上記課題を解決するもので、ハブ体を回転自在に支持する軸受として、シールド機能がないもしくは不十分であるものを用いた場合でも、ハブ体の内部側に雨水などが侵入することを防止することができる電動用ハブ装置を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above problem, and even when a bearing that supports the hub body in a rotatable manner is used that does not have or does not have a shielding function, rainwater or the like enters the inside of the hub body. It is an object of the present invention to provide an electric hub device that can prevent the above-described problem.
上記課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、このハブ体を回転自在に支持する非シールド型の軸受と、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、ハブ体内におけるハブ体を回転自在に支持する少なくとも1つの軸受に臨む箇所に、グリスを保持可能なグリス保持部を形成して、このグリス保持部にグリスを保持させたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electric hub device of the present invention includes a hub shaft fixed to a frame, a hub body rotatable with respect to the hub shaft, and a hub body rotatably supported. An electric hub device having a non-shield type bearing and a motor disposed on the hub body and rotating the hub body, wherein the hub body faces at least one bearing that rotatably supports the hub body. In addition, a grease holding portion capable of holding the grease is formed, and the grease is held in the grease holding portion.
この構成により、ハブ軸の外周などを伝わって雨水が侵入してきた場合でも、グリス保持部に保持されたグリスにより、このグリス保持部よりも奥側に雨水が侵入することを防止できる。したがって、ハブ体を回転自在に支持する軸受として、シールド機能がないもしくは不十分であるものを用いた場合でも、グリス保持部よりも奥側に雨水が侵入することを防止できる。 According to this configuration, even when rainwater enters through the outer periphery of the hub shaft, it is possible to prevent rainwater from invading deeper than the grease holding portion by the grease held by the grease holding portion. Therefore, even when a bearing that does not have a shield function or is insufficient as a bearing that rotatably supports the hub body, it is possible to prevent rainwater from invading deeper than the grease holding portion.
また、本発明は、ハブ軸が、ハブ体に形成された貫通孔に挿入されて、ハブ体の外部から内部へ突入しており、モータの回転軸とハブ体とはハブ体内に設けられた減速機構を介して連動し、減速機構は、回転軸に形成された太陽歯車と、ハブ体内に設けられた円環状歯車と、太陽歯車と円環状歯車とに歯合する回転自在な遊星歯車とを有し、遊星歯車はモータに設けられた支持部材で支持され、支持部材はハブ軸の軸心方向において貫通孔に対向する凹部を有し、前記凹部に臨む空間がグリス保持部とされていることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the hub shaft is inserted into a through hole formed in the hub body and protrudes from the outside to the inside of the hub body, and the rotating shaft and the hub body of the motor are provided in the hub body. The speed reduction mechanism is interlocked with the speed reduction mechanism. The speed reduction mechanism includes a sun gear formed on the rotation shaft, an annular gear provided in the hub body, and a rotatable planetary gear that meshes with the sun gear and the annular gear. The planetary gear is supported by a support member provided in the motor, the support member has a recess facing the through hole in the axial direction of the hub shaft, and the space facing the recess is a grease holding portion. It is characterized by being.
この構成により、ハブ体の幅方向(ハブ軸の軸心方向)の寸法を増やすことなく、グリスを保持させることができる。この結果、電動用ハブ装置としてコンパクトな構成とすることができる。 With this configuration, the grease can be held without increasing the dimension of the hub body in the width direction (axial direction of the hub shaft). As a result, a compact configuration can be achieved as the electric hub device.
また、本発明は、前記軸受が、スラスト針状ころ軸受であることを特徴とする。この構成により、スラスト方向の力を良好に受けることができながら、軸受としてカップアンドコーン式のものを用いる場合と比較して、軸受のハブ軸の軸心方向の寸法を小さく抑えることができる。これにより、ハブ体の幅方向(ハブ軸の軸心方向)の寸法を小さく抑えることができて、電動用ハブ装置としてコンパクトな構成とすることができる。 The present invention is characterized in that the bearing is a thrust needle roller bearing. With this configuration, the axial force of the hub shaft of the bearing can be kept small compared to the case where a cup-and-cone type bearing is used while being able to receive a thrust force in a satisfactory manner. Thereby, the dimension of the hub body in the width direction (axial direction of the hub shaft) can be kept small, and the electric hub device can be made compact.
また、本発明は、グリス保持部が軸受よりもハブ軸の軸心方向における奥側の箇所に形成されていることを特徴とする。この構成により、グリス保持部をハブ軸の軸心方向における軸受と同じ位置や手前側の位置に配設されている場合と比較して、グリス保持部まで水が浸入する可能性を小さくできて、信頼性を向上させることができる。 Further, the present invention is characterized in that the grease holding portion is formed at a position on the back side in the axial direction of the hub shaft with respect to the bearing. This configuration makes it possible to reduce the possibility of water entering the grease holding portion as compared with the case where the grease holding portion is disposed at the same position as the bearing in the axial direction of the hub shaft or the front side position. , Reliability can be improved.
また、本発明は、前記軸受に軌道輪が配設され、この軌道輪と軸受の取付箇所との間にもグリスが充填されていることを特徴とする。この構成により、軸受の回転が悪化した場合でも、軌道輪が回転して、軸受を取り付けているハブ体などが磨耗することを防止することができて、信頼性が向上する。 Further, the present invention is characterized in that a bearing ring is disposed on the bearing, and grease is filled between the bearing ring and a mounting portion of the bearing. With this configuration, even when the rotation of the bearing deteriorates, it is possible to prevent the bearing ring from rotating and wear the hub body to which the bearing is attached, and the reliability is improved.
また、本発明は、外装変速機のフリーホイールが設けられていることを特徴とする。この構成により、外装変速機のフリーホイールが設けられることによって前記ハブ体の幅を増加させることができない場合にも良好に対応することができる。 Further, the present invention is characterized in that a free wheel of the exterior transmission is provided. With this configuration, it is possible to satisfactorily cope with the case where the width of the hub body cannot be increased by providing the freewheel of the exterior transmission.
本発明によれば、ハブ体内におけるハブ体を回転自在に支持する少なくとも1つの軸受に臨む箇所に、グリスを保持可能なグリス保持部を形成して、このグリス保持部にグリスを保持させることにより、ハブ軸の外周などを伝わって雨水が侵入してきた場合でも、グリス保持部に保持されたグリスにより、このグリス保持部よりも奥側に雨水が侵入することを防止できる。したがって、ハブ体を回転自在に支持する軸受として、シールド機能がないもしくは不十分であるものを用いた場合でも、良好に防水することができ、信頼性が向上する。また、ハブ体を回転自在に支持する軸受として、非シールド型の軸受を用いることができるので、配置スペースなどの制限を受け難くなり、設計の自由度が向上する。 According to the present invention, a grease holding portion capable of holding grease is formed at a location facing at least one bearing that rotatably supports the hub body in the hub body, and the grease holding portion holds the grease. Even when rainwater enters through the outer periphery of the hub shaft, it is possible to prevent rainwater from intruding into the back side of the grease holding portion by the grease held in the grease holding portion. Therefore, even when a bearing that does not have a shield function or is insufficient as a bearing that rotatably supports the hub body, it can be waterproofed well and reliability is improved. Further, since a non-shielded bearing can be used as a bearing that rotatably supports the hub body, it is difficult to be restricted by the arrangement space and the like, and the degree of freedom in design is improved.
また、減速機構の遊星歯車を支持する支持部材に、ハブ軸の軸心方向において貫通孔に対向する凹部を形成し、前記凹部に臨む空間をグリス保持部とすることにより、ハブ体の幅方向(ハブ軸の軸心方向)の寸法を増やすことなく、グリスを保持させることができて、電動用ハブ装置として幅方向に対してコンパクト化することができる。 In addition, the support member that supports the planetary gear of the speed reduction mechanism is formed with a recess facing the through hole in the axial direction of the hub shaft, and the space facing the recess serves as a grease holding portion, so that the width direction of the hub body Grease can be held without increasing the dimension in the axial direction of the hub shaft, and the electric hub device can be made compact in the width direction.
また、軸受として、スラスト針状ころ軸受を用いることにより、スラスト方向の力を良好に受けることができながら、軸受としてカップアンドコーン式のものを用いる場合と比較して、軸受のハブ軸の軸心方向(ハブ体の幅方向)の寸法を小さく抑えることができて、電動用ハブ装置として幅方向にコンパクトな構成とすることができる。 Also, by using a thrust needle roller bearing as the bearing, the hub shaft of the bearing can be compared with the case of using a cup-and-cone type bearing as the bearing while being able to receive a force in the thrust direction satisfactorily. The dimension in the center direction (the width direction of the hub body) can be kept small, and the electric hub device can have a compact configuration in the width direction.
また、グリス保持部を軸受よりもハブ軸の軸心方向における奥側の箇所に形成することにより、グリス保持部まで水が浸入する可能性を小さくできて、信頼性を向上させることができる。 Further, by forming the grease holding portion at a position on the back side in the axial direction of the hub shaft with respect to the bearing, the possibility of water entering the grease holding portion can be reduced, and the reliability can be improved.
また、前記軸受に軌道輪を配設し、この軌道輪と軸受の取付箇所との間にもグリスを充填させることにより、軸受の回転が悪化した場合でも、軌道輪が回転して、軸受を取り付けているハブ体などが磨耗することを防止することができて、信頼性が向上する。 Further, by arranging a bearing ring on the bearing and filling grease between the bearing ring and the mounting position of the bearing, even if the rotation of the bearing deteriorates, the bearing ring rotates and the bearing is rotated. It is possible to prevent the attached hub body from being worn, and the reliability is improved.
また、外装変速機のフリーホイールが設けられて前記ハブ体の幅を増加させることができない場合にも良好に対応することができる。 Further, it is possible to cope with a case where a free wheel of the exterior transmission is provided and the width of the hub body cannot be increased.
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に設けられた前輪3および後輪4と、人力駆動力(利用者の踏力)が負荷されるペダル5と、人力駆動力を後輪4側に伝達する駆動力伝達索体としてのチェーン6と、人力駆動力をチェーン6に伝達するクランクギヤ7と、ハンドル8と、外装変速機18と、サドル9と、バッテリ13と、ペダル5に作用する人力駆動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。また、図1に示すように、外装変速機18は、リヤディレーラ42と多段のフリーホイール19とを有する。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。
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 has a frame 2, a front wheel 3 and a rear wheel 4 provided on the frame 2, a pedal 5 on which a manpower driving force (stepping force of a user) is loaded, and a manpower driving force transmitted to the rear wheel 4 side. A
図2、図3などに示すように、電動用ハブ装置20は、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, and the like, 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補助駆動力を発生する。なお、制御部14によって、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にも切替え制御されるよう構成してもよい。
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。胴部材27およびカバー部材28は、例えば、アルミニウム合金製とされている。
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。
One end portion (left end portion in FIG. 3) of the
また、図3、図5に示すように、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。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部材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、支持部材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。
As shown in FIGS. 3 and 5, 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部材50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に補助駆動力を伝達して、ハブ体23を連動させるよう構成されている。
Each
上記したように、後輪4には外装変速機18が取り付けられており、この外装変速装置18は、リヤディレーラ42(図1参照)と多段のフリーホイール19とを有している。図3、図5に示すように、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に選択的に噛み合ってチェーン6からの人力駆動力が伝達される人力駆動力伝達輪体としての複数枚のスプロケット60と、これらのスプロケット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の内部に軸受を介して回転可能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、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。
As described above, 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。また、この実施の形態では、ロックナット65が配設されている箇所の近傍から埃や雨水Wなどの侵入を最小限に抑えるシール用材68(図5参照)が設けられている場合を述べているが、このシール用材68は必ずしも設けられていなくてもよい。
In addition, a bearing
図3、図5、図6に示すように、ハブ体23のカバー部材28と、減速機構45の支持部材50との間には、ハブ体23を回転自在に支持する軸受54が配設されている。この軸受54は、対となった軌道輪54aと、これらの軌道輪54a間に配設された針状ころ54bとからなる非シールド型のスラスト針状ころ軸受(スラスト軸受)で構成されており、支持部材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スラスト軸受とされている。
As shown in FIGS. 3, 5, and 6, a
そして、図6に示すように、軸受54に臨む箇所、この実施の形態では、電動用ハブ装置20の外部から雨水Wなどが浸入する可能性がある、軸受54よりも内径側の箇所に、水を通さないグリスGを保持可能なグリス保持部70を形成して、このグリス保持部70にグリスGを保持させている。この実施の形態では、支持部材50におけるハブ軸22が通されている貫通孔22aに対向する箇所に凹部50bが形成され、この凹部50bに臨む空間が前記グリス保持部70とされている。また、このグリス保持部70は、軸受54よりもハブ軸22の軸心25方向における奥側の箇所に形成されている。
Then, as shown in FIG. 6, at a location facing the
また、図示しないが、軸受54の軌道輪54aと軸受54の取付箇所、すなわち、一方の軌道輪54aとカバー部材28との間と、他方の軌道輪54aと支持部材50との間とにもそれぞれグリスが充填されている。
Although not shown, the
なお、図3に示すように、ハブ体23の外周部には、後輪4の各スポーク15の内周側端部が接続されている。両ハブ軸21,22には回り止め部材71、67が組み付けられ、回り止め部材71、67に形成された突部71a、67aが後づめ12の溝12aにそれぞれ嵌合されて、後づめ12に対して、回り止め部材71、67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。
As shown in FIG. 3, the inner peripheral side end portion of each spoke 15 of the rear wheel 4 is connected to the outer peripheral portion of the
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5に作用する人力駆動力(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、さらに、セレーション継手53を介してカバー部材28に伝達される。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 human driving force (stepping force) acting on the pedal 5 is detected by the
また、検出装置31で検出された人力駆動力に応じて制御部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5に作用する人力駆動力とこの人力駆動力に応じて出力されるモータ24の補助駆動力とが合わされて、回転駆動される。
Further, the
また、回生機能を有する場合には、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。
Further, in the case of having a regenerative function, the
ここで、上記構成においては、ハブ体23の内部における軸受54に臨む箇所、より具体的には、電動用ハブ装置20の外部から雨水Wなどが浸入する可能性がある、軸受54よりも内径側の箇所に、水を通さないグリスGを保持可能なグリス保持部70を形成して、このグリス保持部70にグリスGを保持させている。
Here, in the above-described configuration, the portion facing the bearing 54 inside the
この構成により、図5、図6に示すように、万一、シール用材68の配設箇所などもすり抜けるなどして、ハブ軸22の外周などを伝わって雨水Wが侵入してきた場合でも、グリス保持部70に保持されたグリスGにより、このグリス保持部70よりも奥側に雨水が侵入することを防止できる。したがって、ハブ体23を回転自在に支持する軸受54として、シールド機能がないもしくは不十分であるものを用いた場合でも、グリス保持部70よりも奥側に雨水が侵入することを良好に防止でき、信頼性が向上する。また、ハブ体23を回転自在に支持する軸受54として、非シールド型の軸受54を用いることができるので、配置スペースなどの制限を受け難くなり、設計の自由度が向上する。
With this configuration, as shown in FIGS. 5 and 6, even if rainwater W enters through the outer periphery of the
また、上記構成によれば、減速機構45の遊星歯車48を支持する支持部材50に、ハブ軸22の軸心25方向において貫通孔29に対向する凹部50bを形成し、この凹部50bに臨む空間をグリス保持部70としている。これにより、ハブ体23の幅方向(ハブ軸22の軸心25方向)の寸法を増やすことなく、グリスGを保持させることができて、電動用ハブ装置20として幅方向に対してコンパクト化することができる。
Further, according to the above configuration, the
また、軸受54として、スラスト針状ころ軸受を用いることにより、スラスト方向の力を良好に受けることができながら、軸受54としてカップアンドコーン式のものを用いる場合と比較して、軸受54のハブ軸22の軸心方向に沿う幅寸法(ハブ体23の幅方向寸法)を小さく抑えることができて、電動用ハブ装置20としても幅方向にコンパクトな構成とすることができる利点がある。
Further, by using a thrust needle roller bearing as the
また、グリス保持部70を軸受54よりもハブ軸22の軸心25方向における奥側の箇所に形成することにより、グリス保持部70まで水が浸入する可能性をより小さくできて、信頼性を向上させることができる。
Further, by forming the
また、軸受54の軌道輪54aと軸受54の取付箇所(ハブ体23のカバー部材28や支持部材50)との間にもグリスを充填させることにより、万一、軸受54の回転が悪化した場合でも、軌道輪54aが回転して、軸受54を取り付けているハブ体23のカバー部材28や支持部材50などが磨耗することを防止することができて、さらに信頼性が向上する。
Also, if the rotation of the
また、上記のように、軸受54が配設されているハブ体23の幅寸法を最小限に抑えられるので、外装変速機18のフリーホイール19が設けられるなどして、設計上、ハブ体23の幅を増加させることが困難である場合にも、良好に対応することができる。
Further, as described above, since the width dimension of the
なお、上記の実施の形態においては、軸受54として、スラスト針状ころ軸受が用いられている場合を述べたが、これに限るものではなく、スラスト針状ころ軸受の代わりに、カップアンドコーン式のものや、その他の、非シールド型の軸受を用いてもよい。
In the above embodiment, the case where a thrust needle roller bearing is used as the
また、上記実施の形態では、一方の軸受54を非シールド型の軸受を用いて、この軸受54に臨む箇所にグリスGを保持させたグリス保持部70を形成した場合を述べたが、これに限るものではなく、場合によっては、ハブ体23を回転自在に支持する他方の軸受についても同様の構成を採用してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
また、上記実施の形態では、外装変速機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18が設けられていないものに対しても、上記のように、軸受54およびグリス保持部70に関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、回生動作も可能な電動自転車1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。また、上記実施の形態では、人力駆動力を駆動力伝達索体としてのチェーンにより人力駆動力伝達輪体としてのスプロケット60に伝達する場合を述べたが、これに限るものではない。例えば、駆動力伝達索体として歯付きベルトを用いて、この歯付きベルトに噛み合う人力駆動力伝達輪体としての歯車を用いてもよい。
Moreover, although the case where 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
13 バッテリ
14 制御部
19 フリーホイール
20 電動用ハブ装置
21、22 ハブ軸
23 ハブ体
24 モータ
25 軸心
27 胴部材
28 カバー部材
29 貫通孔
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
45 減速機構
50 支持部材
53 セレーション継手
54 軸受
60 スプロケット
61 アウターボディ
62 インナーボディ
63 ワンウェイクラッチ
70 グリス保持部
1 Electric bicycle 2 Frame 3 Front wheel
4 Rear wheels
5
Claims (7)
ハブ体内におけるハブ体を回転自在に支持する少なくとも1つの軸受に臨む箇所に、グリスを保持可能なグリス保持部を形成して、このグリス保持部にグリスを保持させたことを特徴とする電動用ハブ装置。 A hub shaft fixed to the frame, a hub body rotatable with respect to the hub shaft, a non-shielded bearing for rotatably supporting the hub body, and a hub body disposed on the hub body An electric hub device having a motor for rotating the motor,
A grease holding portion capable of holding grease is formed at a location facing at least one bearing that rotatably supports the hub body in the hub body, and the grease is held in the grease holding portion. Hub device.
モータの回転軸とハブ体とはハブ体内に設けられた減速機構を介して連動し、
減速機構は、回転軸に形成された太陽歯車と、ハブ体内に設けられた円環状歯車と、太陽歯車と円環状歯車とに歯合する回転自在な遊星歯車とを有し、
遊星歯車はモータに設けられた支持部材で支持され、
支持部材はハブ軸の軸心方向において貫通孔に対向する凹部を有し、
前記凹部に臨む空間が前記グリス保持部とされている
ことを特徴とする請求項1に記載の電動用ハブ装置。 The hub axle is inserted into the through-hole formed in the hub body, and projects from the outside to the inside of the hub body.
The rotating shaft of the motor and the hub body are linked via a speed reduction mechanism provided in the hub body,
The speed reduction mechanism has a sun gear formed on the rotating shaft, an annular gear provided in the hub body, and a rotatable planetary gear that meshes with the sun gear and the annular gear,
The planetary gear is supported by a support member provided in the motor,
The support member has a recess facing the through hole in the axial direction of the hub shaft,
The electric hub device according to claim 1, wherein a space facing the recess is the grease holding portion.
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