JP2020069921A - 人力駆動車用ドライブユニット - Google Patents
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Abstract
Description
第1側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、出力軸の回転軸心に沿う方向においてステータの一方側に配置されるロータを有する電気モータによって、人力駆動車の推進を好適にアシストできる。第1側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、ロータが出力軸の回転軸心に沿う方向においてステータの一方側のみに配置されるため、出力軸の回転軸心に沿う方向におけるドライブユニットのサイズの大型化を抑制できる。
第2側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、電気モータを制御する制御回路が設けられる回路基板に、磁気センサが設けられるため、配線を簡素にできる。第2側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、磁気センサによってロータの回転状態を検出できる。
第3側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、磁気センサによってロータの回転状態を検出して、人力駆動車の推進を好適にアシストできる。第3側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、電気モータを制御する制御回路が設けられる回路基板に、磁気センサが設けられるため、配線を簡素にできる。
第4側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、圧粉磁心によって好適な形状のステータコアを形成できる。
第5側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、圧粉磁心によって好適な形状のステータコアを形成できるため、人力駆動車の推進を好適にアシストできる。
第6側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、圧粉磁心によって好適な形状のティース本体と好適な形状の鍔部とを一体に形成できる。第6側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、銅損を低減できる。
第7側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、複数のティースを好適に円形状に配置できる。
第8側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、複数のティースを好適に円形状に配置できる。
第9側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、隣り合うティース間において磁束の偏りを生じ難くできる。第9側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、電気モータの出力を向上できる。
第10側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、第1周壁面と第2周壁面とを同心円状に配置できる。第10側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、電気モータの出力を向上できる。
第11側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、トルクリップルを低減できる。
第12側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、固定部分によって複数のティースをベース部に好適に固定できる。
第13側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、基端部を孔に挿入することによって複数のティースをベース部に簡単に固定部分に固定できる。
第14側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、電気モータを制御する制御回路が設けられる回路基板に、磁気センサが設けられるため、配線を簡素にできる。第14側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、出力軸に設けられる磁石の磁界を検出することによって出力軸の回転状態を検出できる。
第15側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、出力歯車によって電気モータの出力を出力部に好適に出力できる。
第16側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、ステータを、出力軸の回転軸心に沿う方向において、出力歯車とロータとの間に配置できる。
第17側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、軸受によってロータおよび出力軸の少なくとも1つを好適に回転可能に支持できる。軸受は、ロータのみ、出力軸のみ、または、ロータおよび出力軸の両方を回転可能に支持できる。
第18側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、複数の軸受によってロータおよび出力軸の少なくとも1つを安定して支持できる。
第19側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、ステータの内周部とロータおよび出力軸の少なくとも1つとの間において、ロータおよび出力軸の少なくとも1つを好適に支持できる。
第20側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、ロータを、出力軸の回転軸心に沿う方向において、出力歯車とステータとの間に配置できる。
第21側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、軸受によってロータおよび出力軸の少なくとも1つを好適に回転可能に支持できる。
第22側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、複数の軸受によってロータおよび出力軸の少なくとも1つを安定して支持できる。
第23側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、ロータの内周部において、ロータおよび出力軸の少なくとも1つを好適に支持できる。
第24側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、出力部をクランク軸と同軸に配置できる。
第25側面の人力駆動車用ドライブユニットによれば、減速機構によって電気モータの回転を減速し、かつ、電気モータから出力部に与えられるトルクを増大できる。
図1〜図7を参照して、第1実施形態の人力駆動車用ドライブユニット10について説明する。以後、人力駆動車用ドライブユニット10を、単にドライブユニット10と記載する。人力駆動車用ドライブユニット10は、人力駆動車に用いられる。人力駆動車は、少なくとも人力駆動力Hによって駆動することができる車両である。人力駆動車は、車輪の数が限定されず、例えば1輪車および3輪以上の車輪を有する車両も含む。人力駆動車は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。自転車は、電気モータによって駆動力が与えられる電動自転車(E−bike)を含む。電動自転車は、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。以下、実施の形態において、人力駆動車を、2つの車輪を有する自転車として説明する。
図8を参照して、第2実施形態のドライブユニット10について説明する。第2実施形態のドライブユニット10は、電気モータ80の部材配置と、回路基板65および回路基板66の構成と、が異なる点以外は、第1実施形態のドライブユニット10と同様であるため、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
実施形態に関する説明は、本発明に従う人力駆動車用ドライブユニットが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う人力駆動車用ドライブユニットは、例えば以下に示される実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・各実施形態および変形例において、ステータコア52のベース部54,72と複数のティース56とは、圧粉磁心によって一体に形成されてもよい。
Claims (25)
- クランク軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記クランク軸に連結される出力部と、
前記出力部に駆動力を与えるように構成される電気モータと、を含み、
前記電気モータは、
出力軸と、
前記ハウジングに固定して設けられるステータと、
前記出力軸に固定され、磁石を有するロータと、を含み、
前記ロータは、前記出力軸の回転軸心に沿う方向において前記ステータに対向するように配置され、前記出力軸の回転軸心に沿う方向における前記ステータの一方側のみに配置される、人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記電気モータを制御する制御回路が設けられる回路基板と、前記回路基板に設けられる磁気センサと、をさらに含み、
前記磁気センサは、前記ロータの前記磁石の磁界を検出する、請求項1に記載の人力駆動車用ドライブユニット。 - クランク軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記クランク軸に連結される出力部と、
前記出力部に駆動力を与えるように構成される電気モータと、
前記電気モータを制御する制御回路が設けられる回路基板と、
前記回路基板に設けられる磁気センサと、を含み、
前記電気モータは、
出力軸と、
前記ハウジングに固定して設けられるステータと、
前記出力軸に固定され、磁石を有するロータと、を含み、
前記磁気センサは、前記ロータの前記磁石の磁界を検出する、人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記ステータは、少なくとも一部が圧粉磁心によって形成されるステータコアを含む、請求項1〜3のいずれか一項に人力駆動車用ドライブユニット。
- クランク軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記クランク軸に連結される出力部と、
前記出力部に駆動力を与えるように構成される電気モータと、を含み、
前記電気モータは、
出力軸と、
前記ハウジングに固定して設けられるステータと、
前記出力軸に固定され、磁石を有するロータと、を含み、
前記ステータは、少なくとも一部が圧粉磁心によって形成されるステータコアを含む、人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記ステータコアは、
ベース部と、
ベース部に設けられる複数のティースと、を含み、
前記複数のティースに含まれる各ティースは、ティース本体と、前記ティース本体の遊端部に設けられる鍔部と、を含み、
前記ティース本体と、前記鍔部とは、前記圧粉磁心によって一体に形成される、請求項4または5に記載の人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記ティース本体は、前記出力軸の径方向および前記出力軸の回転軸心の軸方向に沿う第1側壁面、および、前記出力軸の径方向および前記出力軸の回転軸心の軸方向に沿い、かつ、前記第1側壁面と異なる第2側壁面を含み、
前記鍔部は、前記出力軸の径方向および前記出力軸の回転軸心の軸方向に沿う第3側壁面、および、前記出力軸の径方向および前記出力軸の回転軸心の軸方向に沿い、かつ、前記第3側壁面と異なる第4側壁面を含み、
前記第1側壁面と、前記第2側壁面とのなす角度は、360度を前記複数のティースに含まれるティースの数で割った角度以下であり、
前記第3側壁面と、前記第4側壁面とのなす角度は、360度を前記複数のティースに含まれるティースの数で割った角度以下である、請求項6に記載の人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記第1側壁面と、前記第2側壁面とのなす角度は、360度を前記複数のティースに含まれるティースの数で割った角度に等しく、
前記第3側壁面と、前記第4側壁面とのなす角度は、360度を前記複数のティースに含まれるティースの数で割った角度に等しい、請求項7に記載の人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記出力軸の回転軸心の軸方向から見て、前記第1側壁面と前記第3側壁面とは平行であり、前記第2側壁面と前記第4側壁面とは平行である、請求項7または8に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記鍔部は、
前記出力軸の回転軸心を中心とする第1仮想円に沿う第1周壁面と、前記出力軸の前記回転軸心を中心とし、前記第1仮想円とは異なる第2仮想円に沿う第2周壁面と、をさらに含む、請求項7〜9のいずれか一項に記載の人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記鍔部は、前記ロータに対向する対向面をさらに含み、
前記対向面は、前記第3側壁面に接続される第1部分、前記第4側壁面に接続される第2部分、および、前記第1部分と前記第2部分との間に設けられる第3部分を含み、
前記第1部分と前記第3部分との第1境界線は、前記第3側壁面に平行であり、
前記第2部分と前記第3部分との第2境界線は、前記第4側壁面に平行であり、
前記第1部分は、前記第1境界線から前記第1側壁面に向かうにつれて前記ティース本体側に傾斜し、
前記第2部分は、前記第2境界線から前記第2側壁面に向かうにつれて前記ティース本体側に傾斜する、請求項7〜10のいずれか一項に記載の人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記ベース部は、前記複数のティースがそれぞれ固定される固定部分を含む、請求項6〜11のいずれか一項に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記固定部分は、前記ティース本体の基端部が挿入される孔を有する、請求項12に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記電気モータの前記出力軸に設けられる磁石と、
前記電気モータを制御する制御回路が設けられる回路基板と、
前記回路基板に設けられ、前記磁石の磁界を検出する磁気センサと、をさらに含む、請求項1または5に記載の人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記出力軸に設けられ、前記出力部に前記電気モータの駆動力を伝達するための出力歯車をさらに含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記ステータは、前記出力軸の回転軸心に沿う方向において、前記出力歯車と前記ロータとの間に配置される、請求項15に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記ステータに設けられ、かつ、前記ロータおよび前記出力軸の少なくとも1つを回転可能に支持する軸受をさらに含む、請求項16に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記ステータには、前記出力軸の回転軸心に沿う方向に並ぶ複数の前記軸受が設けられる、請求項17に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記軸受は、前記ステータの内周部に設けられる、請求項17または18に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記ロータは、前記出力軸の回転軸心に沿う方向において、前記出力歯車と前記ステータとの間に配置される、請求項15に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングに設けられ、前記ロータおよび前記出力軸の少なくとも1つを回転可能に支持する軸受をさらに含む、請求項20に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングには、前記出力軸の回転軸心に沿う方向に並ぶ複数の前記軸受が設けられる、請求項21に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記軸受は、前記ロータの内周部に設けられる、請求項21または22に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
- 前記出力部は、前記クランク軸の回転軸心まわりに回転するように構成され、
前記出力部は、筒状部分を有し、
前記クランク軸は、前記筒状部分の内周を通過するように配置される、請求項1〜23のいずれか一項に記載の人力駆動車用ドライブユニット。 - 前記電気モータの回転を減速して前記出力部に伝達する減速機構をさらに含む、請求項1〜24のいずれか一項に記載の人力駆動車用ドライブユニット。
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