JP2017047731A - Electric assist bicycle speed reducer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動補助自転車に用いられる減速装置に関するものである。 The present invention relates to a reduction gear used for a battery-assisted bicycle.
近年、ペダルで受けた踏力による駆動力と、補助動力としてモータから出力される駆動力とを合成し、その合成した駆動力を駆動輪に伝達することによって走行する電動補助自転車が広く普及している。 In recent years, electrically assisted bicycles that travel by synthesizing the driving force generated by the pedaling force received by the pedal and the driving force output from the motor as auxiliary power and transmitting the combined driving force to the driving wheels have become widespread. Yes.
この電動補助自転車には、例えば、特許文献1に示すように、踏力によって回転するクランク軸と、クランク軸と同軸に配置されるモータと、クランク軸から離間して設けられ、クランク軸の回転が伝達される動力伝達軸と、動力伝達軸の回転が伝達され、モータの出力が合算される出力部とを備えた駆動ユニットを備えたタイプのものがある。 In this battery-assisted bicycle, for example, as shown in Patent Document 1, a crankshaft that is rotated by a treading force, a motor that is arranged coaxially with the crankshaft, a space away from the crankshaft, and the rotation of the crankshaft is provided. There is a type including a drive unit including a power transmission shaft to be transmitted and an output unit to which the rotation of the power transmission shaft is transmitted and the output of the motor is added.
この駆動ユニットでは、モータの出力を減速して駆動輪に伝達するために、2段の遊星減速機構と複数の歯車を用いた減速機構を備えている。この減速機構によってモータの回転を減速し、その回転をクランク軸へと伝達している。 This drive unit includes a two-stage planetary reduction mechanism and a reduction mechanism using a plurality of gears in order to decelerate and transmit the output of the motor to the drive wheels. The reduction mechanism reduces the rotation of the motor and transmits the rotation to the crankshaft.
特許文献1に示すように、従来の電動アシスト自転車では、駆動ユニット内に設けられる減速機講として、遊星歯車を用いた遊星減速機構を採用している。このため、減速機構の構成が複雑であるという問題があった。 As shown in Patent Document 1, a conventional power-assisted bicycle employs a planetary reduction mechanism using a planetary gear as a reduction gear provided in a drive unit. For this reason, there has been a problem that the configuration of the speed reduction mechanism is complicated.
また、遊星歯車機構は、複数段の遊星歯車を、クランク軸の軸方向に沿って並列して備える構成のため、駆動ユニットは軸方向に沿って多くのスペースを必要とする。このため、駆動ユニットの小型化が困難であるという問題があった。 Further, since the planetary gear mechanism includes a plurality of planetary gears arranged in parallel along the axial direction of the crankshaft, the drive unit requires a lot of space along the axial direction. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the drive unit.
そこで、この発明の課題は、減速機構を備えた電動補助自転車用駆動ユニットの構造を簡素化し、小型化することである。 Accordingly, an object of the present invention is to simplify and miniaturize the structure of a drive unit for a battery-assisted bicycle provided with a speed reduction mechanism.
上記の課題を解決するために、この発明は、ケーシング内に収容され、踏力が入力されるクランク軸と、駆動力を出力するモータと、前記クランク軸の回転が伝達される踏力伝達機構と、前記踏力伝達機構の回転と前記モータの出力を合算し駆動輪に伝達する合力出力部と、前記モータと前記合力出力部との間に設けられる減速機構と、を備えた電動補助自転車用駆動ユニットにおいて、前記減速機構は、前記モータの出力によって回転するモータ入力部材に一方の軌道輪を備え、前記一方の軌道輪に対向して他方の軌道輪を備え、前記一方の軌道輪と前記他方の軌道輪の間に周方向に沿って複数のローラを配置して複数の前記ローラをキャリアで保持して各ローラの公転に伴う前記キャリアの回転又は前記他方の軌道輪の回転を前記合力出力部に導く駆動力伝達部材を備えたローラ減速機である電動補助自転車用駆動ユニットを採用した。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a crankshaft that is housed in a casing and receives pedaling force, a motor that outputs driving force, a pedaling force transmission mechanism that transmits rotation of the crankshaft, A drive unit for a battery-assisted bicycle, comprising: a combined force output unit that adds the rotation of the pedal force transmission mechanism and the output of the motor to transmit to the driving wheel; and a speed reduction mechanism provided between the motor and the combined force output unit. The speed reduction mechanism includes one raceway on a motor input member that is rotated by the output of the motor, the other raceway facing the one raceway, the one raceway and the other raceway. A plurality of rollers are arranged along the circumferential direction between the races, and the plurality of rollers are held by a carrier, and the rotation of the carrier or the rotation of the other race is accompanied by the rotation of each roller. The motor-assisted bicycle drive unit is a roller reduction gear having a driving force transmission member for guiding the part was adopted.
この構成において、前記一方の軌道輪は内側軌道輪であり、前記他方の軌道輪は外側軌道輪であり、前記外側軌道輪を前記モータを保持するモータハウジングと一体化した構成を採用することができる。 In this configuration, the one raceway is an inner raceway, the other raceway is an outer race, and a configuration in which the outer race is integrated with a motor housing that holds the motor may be adopted. it can.
また、その各構成において、前記一方の軌道輪の軸心は、前記モータ入力部材の回転中心に対して偏心して設けられる構成を採用することができる。 Further, in each of the configurations, it is possible to adopt a configuration in which the shaft center of the one race ring is provided eccentrically with respect to the rotation center of the motor input member.
さらに各構成において、前記一方の軌道輪は、前記モータ入力部材と一体の部材で形成されている構成を採用することができる。 Furthermore, in each structure, the said one track ring can employ | adopt the structure currently formed by the member integral with the said motor input member.
また、前記モータと前記合力出力部との間に、前記駆動輪側から前記モータ側への回転の伝達を規制する逆入力防止機構を設けた構成を採用することができる。 Moreover, the structure which provided the reverse input prevention mechanism which regulates transmission of the rotation from the said driving wheel side to the said motor side between the said motor and the said resultant force output part is employable.
このとき、前記逆入力防止機構は、前記駆動力伝達部材側の入力軸と前記合力出力部側の出力軸とを備え、前記駆動力伝達部材と前記入力軸とが一体の部材で形成されている構成を採用することができる。 At this time, the reverse input prevention mechanism includes an input shaft on the driving force transmission member side and an output shaft on the combined force output unit side, and the driving force transmission member and the input shaft are formed as an integral member. A configuration can be adopted.
この逆入力防止機構は、前記入力軸を内輪部材、前記出力軸を外輪部材とするワンウェイクラッチ又は逆入力遮断クラッチである構成を採用することができる。 The reverse input prevention mechanism may employ a configuration that is a one-way clutch or a reverse input cutoff clutch in which the input shaft is an inner ring member and the output shaft is an outer ring member.
この発明は、電動補助自転車用駆動ユニットが備える減速機構として、従来の遊星歯車を用いた遊星減速機構に代えて、遊星部材としてローラを用いたローラ減速機を採用することで、同減速比でクランク軸の軸方向に対して薄型化が可能であり、装置全体のレイアウトの自由度が向上する。すなわち、減速機構を備えた電動補助自転車用駆動ユニットの構造を簡素化し、小型化することができる。 The present invention employs a roller speed reducer using a roller as a planetary member instead of a conventional planetary speed reducing mechanism using a planetary gear as a speed reducing mechanism provided in a battery-assisted bicycle drive unit. The thickness can be reduced with respect to the axial direction of the crankshaft, and the degree of freedom of layout of the entire apparatus is improved. That is, the structure of the battery-assisted bicycle drive unit including the speed reduction mechanism can be simplified and downsized.
この発明の実施形態を、図1〜図4に基づいて説明する。図1〜図4の各実施形態は、いずれも、ペダルで受けた踏力による駆動力と、補助動力としてモータから出力される駆動力とを合成し、その合成した駆動力を駆動輪に伝達することによって走行する電動補助自転車に用いられる駆動ユニットC、及び、その駆動ユニットCを用いた電動補助自転車50である。なお、図5は、後述の各実施形態に対応する電動補助自転車の全体図である。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, the driving force generated by the pedal received by the pedal and the driving force output from the motor as auxiliary power are combined, and the combined driving force is transmitted to the driving wheels. The drive unit C used for the battery-assisted bicycle that travels by this, and the battery-assisted
電動補助自転車50は、前輪51と駆動輪である後輪52間の中央部付近において、その前輪51と駆動輪52とを結ぶフレームFに、駆動用のモータを備えた駆動ユニットCを取り付けたセンタモータ方式である。
In the battery-assisted
駆動時、すなわち、ペダル53を通じてクランク軸2に踏力が伝達された場合、又は、モータ3の出力による駆動力が入力された場合は、駆動ユニットCのクランクスプロケット6と、後輪52に設けた入力手段であるリアスプロケット54とを結ぶ無端状チェーン等の動力伝達要素7を介して、その後輪52に駆動力が伝達可能となっている。
At the time of driving, that is, when a pedaling force is transmitted to the
なお、電動補助自転車と電動二輪車とは、人力による駆動力に対する駆動用モータによる駆動力の補助率が異なるように設定されており、駆動力の伝達機構に関しその主たる構造は同一である。このため、以下、実施形態では、電動補助自転車と電動二輪車とを電動補助自転車と総称して、電動補助自転車と電動二輪車の両方に適用できるこの発明の構成を説明する。 Note that the battery-assisted bicycle and the electric motorcycle are set so that the assisting ratio of the driving force by the driving motor with respect to the driving force by human power is different, and the main structure of the driving force transmission mechanism is the same. Therefore, in the following embodiments, the configuration of the present invention that can be applied to both the battery-assisted bicycle and the electric motorcycle will be described by collectively referring to the battery-assisted bicycle and the electric motorcycle as the battery-assisted bicycle.
(第一の実施形態)
第一の実施形態の駆動ユニットの構成は、図1に示すように、ケーシング1内に収容され、踏力が入力されるクランク軸2と、駆動力を出力するモータ3と、クランク軸2の回転が伝達される踏力伝達機構40と、踏力伝達機構40の回転とモータ3の出力を合算し駆動輪に伝達する合力出力部5と、モータ3と合力出力部5との間に設けられる減速機構20とを備えたものとなっている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the configuration of the drive unit of the first embodiment is housed in a casing 1, a
運転者によってペダル53に加えられた踏力によって回転するクランク軸2は、前輪51と後輪52とを結ぶ前後方向へ伸びるフレームFに対して直交する方向、すなわち、運転者から見て左右方向に配置されている。クランク軸2は、その端部に設けた軸受(図1には図示せず)によって、フレームFに軸周り回転可能に支持されている。
The
踏力によるクランク軸2の回転は、踏力伝達機構40によって、合力出力部5に伝達される。合力出力部5の回転は、スプロケット6、動力伝達要素7を通じて駆動輪52に伝達される。
The rotation of the
踏力伝達機構40は、クランク軸2の外周に取り付けられた円筒状の太陽ギヤ41、その太陽ギヤ41に噛み合う第一ギヤ42、その第一ギヤ42に噛み合う第二ギヤ43、第二ギヤ43と連結軸44を通じて連結されるとともにその第二ギヤ43と一体に回転する第三ギヤ45、その第三ギヤ45に噛み合い合力出力部5に接続される出力側ギヤ46とを備える。
The pedal
太陽ギヤ41は、クランク軸2と一体に軸周り回転する。第一ギヤ42は内径側と外径側にそれぞれ歯が形成された円環状であり、太陽ギヤ41の回転に伴ってクランク軸2の軸周りに回転する。第二ギヤ43と第三ギヤ45は、ケーシング1に保持された連結軸44の軸周りに回転する。連結軸44がケーシング1に相対回転可能に固定され、第二ギヤ43と第三ギヤ45が連結軸44に連結されている。
The
人力による踏力を補助するために、電動の駆動力を出力するモータ3は、その中央にクランク軸2用の挿通孔を有する円筒状を成し、クランク軸2の回転軸と同軸になるように配置されている。クランク軸2は、モータ3を保持しているモータケース(モータハウジング)3dに回転自在に支持されている。
In order to assist the pedaling force by human power, the
モータ3は、円筒状のステータ3bを備える。ステータ3bには励磁用コイルが巻回されており、そのステータ3bがクランク軸2の軸心に対して同心円状に配置されている。ステータ3bは、モータケース3dに固定されている。
The
モータケース3dには、円筒状のロータ3aが回転自在に支持されている。ロータ3aは、円筒の周方向に沿って複数の磁極を有する磁石を備える。ここでは、ロータ3aがステータ3bの外周に設けられているアウタロータ式のモータを採用しているが、ロータ3aがステータ3bの内周に設けられているインナロータ式とするなど、他の形式のモータであってもよい。モータ3は、踏力や自転車の速度等に応じて、インバータを通じてその駆動が制御される。
A
この実施形態の減速機構20は、図1に示すように、モータ3の出力によって回転するロータ3aと一体に回転するモータ入力部材11の軸方向端部に、一方の軌道輪である内輪12を備えている。また、その内輪12に対向して他方の軌道輪である外輪13を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、モータ入力部材11に設けられる一方の軌道輪を内輪12とし、それに対向する他方の軌道輪を外輪13としているが、これを内外逆転して、モータ入力部材11に設けられる一方の軌道輪を外輪13とし、それに対向する他方の軌道輪を内輪12としてもよい。
Here, one raceway provided on the
内輪12と外輪13との間には、遊星部材として、周方向に沿って複数のころ(ローラ)21が配置されている。これらのころ21は、周方向に沿って複数のポケット部22aを備えた円環状の保持器22によって保持され、その保持器22が遊星減速機構のキャリアとして機能する。遊星部材はキャリアによって等分方位に保持されている。
Between the inner ring |
保持器22は、その軸方向一端(合力出力部5に近い側の端)が軸方向外側に延長され、その延長側の端部に、各ころ21の公転に伴う保持器22の回転を合力出力部5に導く駆動力伝達部材31を備えている。
One end of the
この実施形態では、駆動力伝達部材31は保持器22の延長部として構成される。ポケット部22aを備えた筒状の円環状部22bから軸方向の一方に延出され、その後、減速機構20の半径方向内側へ伸びる径方向部22cを経て、クランク軸2に近い部分でさらに一方へ筒状に延出された部分が駆動力伝達部材31となっている。
In this embodiment, the driving
内輪12は、モータ3のモータ入力部材11からの回転が伝達される。外輪13は、モータを保持しているモータケース3dに固定されている。この実施形態では、外輪13とモータケース3dとは別部材であり、円筒状を成すモータケース3dの軸方向一方の端部に、同じく円筒状を成す外輪13が、嵌合、接着、溶接等の種々の手段によって接合されている。
The rotation of the
このように、減速機構20は、内輪12と外輪13との間の複数のころ21を遊星部材とし、そのころ21を保持する保持器22を軸方向の一方に延出して、合力出力部5へ通じる駆動力伝達部材31としたローラ減速機を構成している。
As described above, the
遊星部材であるころ21と入力側である内輪12との間に、転がり軸受24が配置されている。転がり軸受24は、同心状に配置された内方部材24aと外方部材24bの軌道面間に、転動体24cとして複数のボールを備えている。減速機構20の遊星部材であるころ21は、転がり軸受24の外方部材24bの外径面に接触しながら転動する。つまり、遊星部材であるころ21は、転がり軸受24を介して内輪12に間接的に接触している形態のローラ減速機である。
A rolling
内輪12は、円筒状部材であるモータ入力部材11の外径面に、別部材である入力軸25が圧入されて形成されている。モータ入力部材11と入力軸25とは一体に軸周り回転する。また、その入力軸25は、転がり軸受24の内方部材24aの内径面に圧入されている。入力軸25と転がり軸受24の内方部材24aとは一体に軸周り回転する。
The
モータ入力部材11の軸方向端部に備えられる内輪12の軌道面12aの回転中心b(軌道面中心bと称する)は、モータ入力部材11の回転中心a(入力回転中心aと称する)に対して距離wだけ偏心して設けられている。軌道面12aの軌道面中心bは、外方部材24bの外径面の中心と一致しており、モータ入力部材11の入力回転中心aはクランク軸2の軸心と一致している。このため、外方部材24bの外径面の中心(前記軌道面中心bに相当)は、クランク軸2の軸心(入力回転中心aに相当)に対して距離wだけ偏心していることになる。
The rotation center b (referred to as the track surface center b) of the
この入力軸25の偏心により、入力軸25が軸周り1回転することで、転がり軸受24の外方部材24bが、入力回転中心aに対して偏心しながら回転する。
Due to the eccentricity of the input shaft 25, the input shaft 25 rotates once around the axis, so that the
図1(b)に示すように、内輪12の偏心側に位置するころ21、すなわち、外方部材24bと外輪13との間の径方向間隔が最も小さい箇所に位置するころ21は、外輪13の内径面に沿って等間隔に設けたカム山13b間の凹部13aに入り込んでいる。それに対して、偏心側と反対側のころ21、すなわち、外方部材24bと外輪13との間の径方向間隔が最も大きい箇所に位置するころ21は、外輪13のカム山13b間の凹部13aから離脱している。
As shown in FIG. 1B, the
この実施形態では、ころ21の周方向への間隔(隣り合うころ21同士の配置方位間の角度)は、凹部13aの間隔(同上)とは異なるように設定され、その間隔(同上)は互いに約数の関係ではない関係(互いに素な関係)に設定されている。
In this embodiment, the interval in the circumferential direction of the rollers 21 (the angle between the arrangement directions of the adjacent rollers 21) is set to be different from the interval (same as above) of the
偏心側のころ21は、外輪13の内径面の凹部13aに入り込んでおり、転がり軸受24の外方部材24bの回転に伴って、外方部材24bとの摩擦により、ころ21が周方向へ押圧される。このため、凹部13a内にある偏心側のころ21が、そのころ21の軸周りに自転しながら転がり軸受24の軸心周りに公転し、外輪13の内径面に沿ってカム山13bの1山分を乗り越えて、隣りの凹部13aへ移動する。ころ21は、保持器22によって周方向に沿って等分方位に保持されているため、保持器22が回転してその回転が出力される。保持器22の移動量(回転角)は、外方部材24bの移動量(回転角)や内方部材24aの移動量(回転角)に比べて減速されているので、これにより、入力側から出力側へ減速が行われる。
The
この発明では、上記のように、電動補助自転車用駆動ユニットが備える減速機構として、従来の遊星減速機構に代えてローラ減速機を使用することで、同減速比でクランク軸の軸方向に対して薄型化が可能であり、装置全体のレイアウトの自由度が向上する。すなわち、減速機構を備えた電動補助自転車用駆動ユニットの構造を簡素化し、小型化することを可能とした。すなわち、モータに対して同軸上にローラ減速機を配置させ、従来の遊星減速機構を用いた場合と比較して、軸方向長さを大幅に短縮させることができる In the present invention, as described above, a roller speed reducer is used instead of the conventional planetary speed reducing mechanism as the speed reducing mechanism provided in the battery-assisted bicycle drive unit, so that the same reduction ratio with respect to the axial direction of the crankshaft. Thinning is possible, and the degree of freedom of layout of the entire apparatus is improved. That is, the structure of the drive unit for the battery-assisted bicycle provided with the speed reduction mechanism can be simplified and miniaturized. That is, it is possible to significantly reduce the axial length as compared with the case where a roller speed reducer is arranged coaxially with the motor and a conventional planetary speed reducing mechanism is used.
また、合力出力部5と駆動力伝達部材31との間には、逆回転防止手段35としてワンウェイクラッチ36が設けられている。
A one-way clutch 36 is provided as a reverse rotation preventing means 35 between the resultant
ワンウェイクラッチ36は、駆動力伝達部材31側の入力部材としてクラッチ内方部材36aを、合力出力部5側の出力部材としてクラッチ外方部材36bとを備える。クラッチ内方部材36aは、駆動力伝達部材31に一体の部材として又は別体の部材を接合して設けられており、その駆動力伝達部材31とともに一体に回転する。クラッチ外方部材36bは、合力出力部5に一体の部材として又は別体の部材を接合して設けられており、その合力出力部5とともに一体に回転する。
The one-way clutch 36 includes a clutch
クラッチ内方部材36aとクラッチ外方部材36bとの間に、ローラやスプラグ等の係合子を備え、その係合子が、クラッチ内方部材36aやクラッチ外方部材36bに設けたカム面に係合することにより、クラッチ内方部材36aとクラッチ外方部材36bとの軸周り一方向への相対回転を規制し、その係合が外れることにより、クラッチ内方部材36aとクラッチ外方部材36bとの軸周り他方向への相対回転を許容する。また、クラッチ内方部材36aとクラッチ外方部材36bとの間にラチェット爪を備えたラチェット式のワンウェイクラッチであってもよい。
An engagement member such as a roller or a sprag is provided between the clutch
なお、ワンウェイクラッチ36を内外逆転させて、駆動力伝達部材31側の入力部材としてクラッチ外方部材36bを、合力出力部5側の出力部材としてクラッチ内方部材36aを配置してもよい。
The one-way clutch 36 may be reversed inward and outward, and the clutch
逆回転防止手段35は、前進走行時、合力出力部5の回転が駆動力伝達部材31の回転よりも速い場合に、すなわち、踏力による回転がモータ3による回転よりも速い場合に、駆動力伝達部材31と合力出力部5との相対回転を許容する。また、前進走行時、合力出力部5の回転が駆動力伝達部材31の回転よりも遅い場合には、駆動力伝達部材31と合力出力部5とを結合する。駆動力伝達部材31と合力出力部5とを結合すると、その後は、モータ3の駆動力が合力出力部5に伝達される。さらに、逆回転防止手段35を備えたことにより、後退時、すなわち、自転車を手で押して後ろ向きに歩く際に、モータ3が連れ回ることにより、自転車を押すのが重くなる事態を防止することができる。
The reverse rotation preventing means 35 transmits the driving force when traveling forward and when the rotation of the resultant
モータ3による駆動力が合力出力部5に伝達される場合、その合力出力部5の回転は、踏力伝達機構40を通じてクランク軸2、ペダルへと逆方向へ伝達されることになるが、このとき、モータ3による駆動力は、太陽ギヤ41周辺に設けたセンサ等によって検知された踏力トルクと、駆動輪52の回転、すなわち合力出力部5の回転との差を補完するように出力されるので、運転者の意に反して(人力による回転数以上に)ペダル53が高速で回転することはない。
When the driving force from the
(第二の実施形態)
第二の実施形態は、その基本構成は第一の実施形態と同様であるので、その差異点を中心に説明する(後述の各実施形態でも同様)。第二の実施形態の駆動ユニットC(図5参照)の構成は、図2に示すように、減速機構20の外輪13とモータケース3dとを一体の部材で形成したものである。また、減速機構20の入力軸25とモータ入力部材11とを一体の部材で形成したものである。このような構成とすることにより、部品点数の削減、組付の容易化、コストの削減を実現している。
(Second embodiment)
Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the difference will be mainly described (the same applies to each embodiment described later). The configuration of the drive unit C (see FIG. 5) of the second embodiment is such that the
(第三の実施形態)
第三の実施形態の駆動ユニットCの構成は、図3に示すように、逆回転防止手段35として、ワインウェイクラッチ36に代えて逆入力遮断クラッチ37を設けたものである。この実施形態では、逆入力遮断クラッチ37としてフリー型のトルクダイオード(登録商標)を採用する。フリー型のトルクダイオードとは、入力軸からの回転トルクは出力軸に伝達されるが、出力軸からの回転トルクは出力軸が空転して入力軸に伝達されない形式のトルクダイオードである。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 3, the configuration of the drive unit C of the third embodiment is provided with a reverse
逆入力遮断クラッチ37の構成は、駆動力伝達部材31側の入力部材としてクラッチ外方部材37bを、合力出力部5側の出力部材としてクラッチ内方部材37aとを備える。
The configuration of the reverse
クラッチ外方部材37bは、駆動力伝達部材31に一体の部材として又は別体の部材を接合して設けられており、その駆動力伝達部材31とともに一体に回転する。クラッチ内方部材37aは、合力出力部5に一体の部材として又は別体の部材を接合して設けられており、その合力出力部5とともに一体に回転する。
The clutch
クラッチ外方部材37bの内周面には、カム面38が形成されている。カム面38は、外径側に最も深く形成された底部38aから周方向に沿って両側に徐々に浅くなる傾斜面38b,38cを有する。クラッチ内方部材37aの外周面は円筒面である。クラッチ外方部材37bの内周面とクラッチ内方部材37aの外周面との間に複数の係合子37cが配置されている。ここでは係合子37cとしてころを採用しているが、これをボールとしてもよい。
A
係合子37cは、周方向に沿って保持器37dで保持されており、その係合子37cは、保持器37dとクラッチ外方部材37bとの間に設けたセンタリング用の弾性部材39によって、カム面38の底部38aの位置に維持されている。
The
入力側のクラッチ外方部材37bにモータ3からの駆動力が伝達されていない場合、係合子37cは、弾性部材39の弾性力によってカム面38の底部38aに位置する中立状態にあって、クラッチ外方部材37bとクラッチ内方部材37aとは相対回転可能な状態である。
When the driving force from the
入力側のクラッチ外方部材37bが、モータ3からの駆動力によって、図3(d)の矢印aに示すように一方向(前進方向)に回転すると、それに伴って保持器37dは弾性部材39の弾性力に抗して回転し、保持器37dに保持された係合子37cはカム面38の傾斜面38cに沿って移動する。やがて、係合子37cは、カム面38の端部の楔の狭小空間に入り込み、クラッチ外方部材37bとクラッチ内方部材37aとを結合させる。クラッチ外方部材37bとクラッチ内方部材37aとがロックすることで、駆動力伝達部材31側から合力出力部5側へ駆動力が伝達される。クラッチ外方部材37bへの駆動力の入力が停止すると、弾性部材39の弾性力によって係合子37cは速やかに図3(c)に示す中立状態に移行し、クラッチ外方部材37bとクラッチ内方部材37aとの結合は解除される。
When the clutch
出力軸である合力出力部5側からトルクが入力される場合として、例えば、自転車が坂道を下る時のように惰性で前進走行する場合が想定される。この場合、出力側であるクラッチ内方部材37aが、図3(c)に矢印bで示すように一方向(前進方向)に回転しても、係合子37cは弾性部材39によって中立状態に保持されるので、クラッチ内方部材37aとクラッチ外方部材37bとは結合せず、出力側からのトルクは入力側へは伝達されない。仮に、その前段で、前進走行によって係合子37cが楔の狭小空間に係合した状態にあっても、出力側であるクラッチ内方部材37aがクラッチ外方部材37bに対して一方向(前進方向)へ相対回転しようとすると、クラッチ外方部材37bは回転停止しているので、弾性部材39の弾性力によってその係合が解除され、係合子37cは速やかに中立状態に移行できる。
As a case where the torque is input from the resultant
また、同じく、出力軸である合力出力部5側からトルクが入力される場合として、例えば、自転車を手で押してバックする後退時が想定される。この場合、出力側であるクラッチ内方部材37aが、図3(c)の矢印bの反対方向である他方向(後退方向)に回転しても、係合子37cは弾性部材39によって中立状態に保持されるので、クラッチ内方部材37aとクラッチ外方部材37bとは結合せず、出力側からのトルクは入力側へは伝達されない。仮に、その前段で、前進走行によって係合子37cが楔の狭小空間に係合した状態にあっても、出力側であるクラッチ内方部材37aがクラッチ外方部材37bに対して他方向(後退方向)へ相対回転しようとすると、クラッチ外方部材37bは回転停止しているので、スイッチばねである弾性部材39の弾性力によってその係合が解除され、係合子37cは速やかに中立状態に移行できる。
Similarly, as a case where torque is input from the resultant
(第四の実施形態)
第四の実施形態の駆動ユニットCの構成は、図4に示すように、第三の実施形態における逆入力遮断クラッチ37の構成を内外逆にして、駆動力伝達部材31側の入力部材としてクラッチ内方部材37aを、合力出力部5側の出力部材としてクラッチ外方部材37bとを備えた構成である。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 4, the configuration of the drive unit C of the fourth embodiment is a clutch as an input member on the drive
また、この実施形態では、逆入力遮断クラッチ37の出力側部材を合力出力部5と一体の部材で形成している。すなわち、合力出力部5側の出力部材はクラッチ外方部材37bであるので、クラッチ外方部材37bを合力出力部5と一体の部材で形成することができる。これにより、部品点数の削減と組付の容易化、コストの削減を図っている。
In this embodiment, the output side member of the reverse
なお、前述の第三の実施形態のように、駆動力伝達部材31側の入力部材としてクラッチ外方部材37bを、合力出力部5側の出力部材としてクラッチ内方部材37aとを備えた構成の場合は、逆入力遮断クラッチ37の出力側部材であるクラッチ内方部材37aを合力出力部5と一体の部材で形成することができる。
As in the third embodiment described above, the clutch
(その他)
上記の各実施形態において、逆入力防止手段35としては、ワンウェイクラッチ36や逆入力遮断クラッチ37等を選択的に採用することができる。
(Other)
In each of the embodiments described above, the one-way clutch 36, the reverse
また、減速機構20としては、上記の各実施形態では、一方の軌道輪と他方の軌道輪の間に周方向に沿って複数のころ等の遊星部材を配置して、複数の遊星部材をキャリアで保持して、一方の軌道輪に入力されたトルクによる各遊星部材の公転に伴うキャリアの回転を合力出力部5に導く駆動力伝達部材31を備えた機構を採用したが、これに代えて、他方の軌道輪の回転を合力出力部5に導く駆動力伝達部材31を備えた機構を採用してもよい。
Further, as the
また、減速機構20としては、他の形式からなるローラ減速機を採用してもよい。例えば、キャリアによって支持された複数のころ(ローラ)を、同心状に配置された外輪と内輪との間の環状空間に保持し、外輪又は内輪の一方に入力された高速の回転を、これらの部材の摩擦伝動を介して、キャリア、あるいは、外輪又は内輪の他方から減速回転として出力するローラ減速機が挙げられる。すなわち、同心に配置された内輪外周の円筒面と外輪内周の円筒面間の環状空間に、複数のころを配置したローラ減速機である。入力側である一方の軌道輪の回転によって、外輪と内輪とに直接又は間接的に接触しつつ、その外輪と内輪との間で自転しながら公転するローラの動きを、キャリアを介して出力軸に出力する、あるいは、ローラを介して摩擦伝動によって回転する他方の軌道輪の回転を出力軸に出力するものである。
Further, as the
ここで、ころは、キャリアによって回転自在(自転自在)に支持されている。例えば、ローラ減速機のころ(ローラ)を、針状ころ軸受等の転がり軸受でキャリアのピンに支持することができる。また、入力側である一方の軌道輪は、転がり軸受を介して固定のハウジング等に支持される。例えば、一方の軌道輪は、モータ3を保持するモータケースに対して転がり軸受を介して回転自在に支持することができる。
Here, the roller is supported rotatably (self-rotating) by the carrier. For example, a roller (roller) of a roller speed reducer can be supported on a carrier pin by a rolling bearing such as a needle roller bearing. In addition, one of the race rings on the input side is supported by a fixed housing or the like via a rolling bearing. For example, one of the races can be supported rotatably on a motor case holding the
1 ケーシング
2 クランク軸
3 モータ
5 合力出力部
6 クランクスプロケット
7 動力伝達要素
11 モータ入力部材
12 内側軌道輪(内輪)
13 外側軌道輪(外輪)
20 減速機構
21 遊星部材(ころ)
22 キャリア(保持器)
24 転がり軸受
25 入力軸
31 駆動力伝達部材
35 逆回転防止手段
36 ワンウェイクラッチ
36a クラッチ内方部材
36b クラッチ外方部材
37 逆入力遮断クラッチ
37a クラッチ内方部材
37b クラッチ外方部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
13 Outer race (outer ring)
20
22 Carrier (Retainer)
24 Rolling bearing 25
Claims (7)
前記減速機構は、前記モータの出力によって回転するモータ入力部材に一方の軌道輪を備え、前記一方の軌道輪に対向して他方の軌道輪を備え、前記一方の軌道輪と前記他方の軌道輪の間に周方向に沿って複数のローラを配置して複数の前記ローラをキャリアで保持して各ローラの公転に伴う前記キャリアの回転又は前記他方の軌道輪の回転を前記合力出力部に導く駆動力伝達部材を備えたローラ減速機である電動補助自転車用駆動ユニット。 The crankshaft housed in the casing, to which the pedaling force is input, the motor that outputs the driving force, the pedaling force transmission mechanism that transmits the rotation of the crankshaft, the rotation of the pedaling force transmission mechanism and the output of the motor are added together. In a drive unit for a battery-assisted bicycle, comprising: a resultant force output unit that transmits to the driving wheel; and a speed reduction mechanism provided between the motor and the resultant force output unit
The speed reduction mechanism includes one raceway on a motor input member that rotates according to the output of the motor, the other raceway facing the one raceway, and the one raceway and the other raceway. A plurality of rollers are arranged along the circumferential direction between the rollers, and the plurality of rollers are held by a carrier, and the rotation of the carrier or the rotation of the other raceway associated with the revolution of each roller is guided to the resultant force output unit. A drive unit for a battery-assisted bicycle, which is a roller speed reducer provided with a drive force transmission member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015170757A JP2017047731A (en) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | Electric assist bicycle speed reducer |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2022528264A (en) * | 2019-04-12 | 2022-06-09 | マクソン インターナショナル アーゲー | Torque transistor and E-bike equipped with the torque transistor |
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2015
- 2015-08-31 JP JP2015170757A patent/JP2017047731A/en active Pending
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JP2022528264A (en) * | 2019-04-12 | 2022-06-09 | マクソン インターナショナル アーゲー | Torque transistor and E-bike equipped with the torque transistor |
JP7463402B2 (en) | 2019-04-12 | 2024-04-08 | マクソン インターナショナル アーゲー | Torque transistor and e-bike equipped with said torque transistor |
US12065216B2 (en) | 2019-04-12 | 2024-08-20 | Maxon International Ag | Torque transistor and e-bike with torque transistor |
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