JP2022131727A - モータユニット及び電動自転車 - Google Patents
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Abstract
【課題】組み立てやすいモータユニット及び電動自転車を提供する。
【解決手段】モータユニット3は、ケース4と、モータ5と、出力体8と、減速機構9と、リテーナ38と、を備える。モータ5は、ロータ52及びステータ53を有し、ケース4内のモータ収容空間430にステータ53が収容される。出力体8は、軸線60回りに回転可能に配置される。減速機構9は、ケース4内に収容され、モータ5の回転を減速して出力体8に伝達する。リテーナ38は、ケース4内に収容され、減速機構9が有する歯車 の回転軸90を支持する軸受932を有する。リテーナ38の少なくとも一部は、軸線60方向から見てモータ5の少なくとも一部と重なる。
【選択図】図2
【解決手段】モータユニット3は、ケース4と、モータ5と、出力体8と、減速機構9と、リテーナ38と、を備える。モータ5は、ロータ52及びステータ53を有し、ケース4内のモータ収容空間430にステータ53が収容される。出力体8は、軸線60回りに回転可能に配置される。減速機構9は、ケース4内に収容され、モータ5の回転を減速して出力体8に伝達する。リテーナ38は、ケース4内に収容され、減速機構9が有する歯車 の回転軸90を支持する軸受932を有する。リテーナ38の少なくとも一部は、軸線60方向から見てモータ5の少なくとも一部と重なる。
【選択図】図2
Description
本発明は、モータユニット及び電動自転車に関し、更に詳しくは、ケース、モータ、出力体及び減速機構を備えるモータユニット及びこのモータユニットを備えた電動自転車に関する。
従来、人力駆動系と電力駆動系とを備えたパワーアシスト自転車が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1が開示するパワーアシスト自転車は、左右二分割式のケースと、モータと、減速機構と、を備えている。減速機構は、減速軸を備えており、減速軸の左端に、モータの回転軸に装着された小歯車と噛合する一次大歯車が形成され、減速軸の右端に、二次大歯車と噛合してクランクスプロケット及び後輪に動力を伝える二次小歯車が形成されている。減速軸は、二分割されたケースのそれぞれに取り付けられた軸受により、支持されている。
上述したようなパワーアシスト自転車においては、減速機構が有する減速軸を支持する軸受は、二分割されたケースにそれぞれ取り付けられている。このため、二分割されたケースを閉じるまで減速軸は固定できず、組み立てにおいて煩雑さが伴う、という問題があった。
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、組み立てやすいモータユニット及び電動自転車を提供することにある。
上記課題を解決するために、一形態のモータユニットは、ケースと、モータと、出力体と、減速機構と、リテーナと、を備える。前記モータは、ロータ及びステータを有し、前記ケース内のモータ収容空間に前記ステータが収容される。前記出力体は、軸線回りに回転可能に配置される。前記減速機構は、前記ケース内に収容され、前記モータの回転を減速して前記出力体に伝達する。前記リテーナは、前記ケース内に収容され、前記減速機構が有する歯車の回転軸を支持する軸受を有する。前記リテーナの少なくとも一部は、前記軸線方向から見て前記モータの少なくとも一部と重なる。
上記課題を解決するために、一形態の電動自転車は、前記モータユニットを備えている。
一形態に係るモータユニット及び電動自転車にあっては、モータユニットを組み立てやすい。
以下、本開示のモータユニット及び電動自転車の第一実施形態について、図1及び図2に基づいて説明する。
図1に示すように、電動自転車1は、フレーム10と、車輪11と、モータユニット3と、を備える。なお、電動自転車1については、設計上、進行方向が決まっている。以下の説明において、進行方向を前方とするとともにその反対方向を後方とする。また、左方及び右方については、前方を向いた状態での左方及び右方とする。
フレーム10は、電動自転車1を運転する者(以下、運転者とする)を支持する。フレーム10及び運転者の荷重は、車輪11を構成する前輪111及び後輪112を介して地面に支持される。
フレーム10は、ヘッドパイプ101、上パイプ102、下パイプ103、立パイプ104、シートステー105、チェーンステー106及びブラケット2を有する。フレーム10は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属により形成されるが、非金属を一部に含んでもよい。また、フレーム10全体が非金属により形成されてもよく、フレーム10の材質は特に限定されない。
ヘッドパイプ101は、概ね上下方向に開口する筒状部材である。なお、ここでいう概ね上下方向とは、鉛直方向と30度程度以下の角度をなす方向を意味するものとする。ヘッドパイプ101には、ハンドルポスト12が上下に貫通するように挿入される。ハンドルポスト12は、ヘッドパイプ101に対して軸線方向回りに回転可能に挿入される。ハンドルポスト12の下端部には、フロントフォーク121が形成される。フロントフォーク121には、前輪111が回転可能に取り付けられる。ハンドルポスト12の上端部には、ハンドルバー122が固定される。ハンドルバー122には、電動の入切等を行うための手元操作部と、後輪112が有する変速機構による速度変更を行うための変速操作部と、が設けられる。
上パイプ102は、ヘッドパイプ101より概ね後方に延びる筒状部材である。上パイプ102は、必ずしも直線状でなくてもよい。なお、ここでいう概ね後方とは、後方と40度程度以下の角度をなす方向を意味するものとする。上パイプ102の前端部は、ヘッドパイプ101の後方側の側壁に、溶接等により固定される。上パイプ102の後端部は、立パイプ104に固定される。
立パイプ104は、概ね上下方向に開口する筒状部材である。立パイプ104の上端部近傍の前方側の側壁に、上パイプ102の後端部が溶接等により固定される。立パイプ104の上端部の開口には、サドル13より下方に延びる軸が挿入される。この軸が立パイプ104に固定されることにより、サドル13が立パイプ104に固定される。立パイプ104の下端部には、ブラケット2が固定される。
下パイプ103は、ヘッドパイプ101より概ね後方の斜め下方に延びる筒状部材である。上パイプ102は、必ずしも直線状でなくてもよい。なお、ここでいう概ね後方の斜め下方とは、後方よりも下側であって、かつ、ヘッドパイプ101が延びる方向よりも下側に延びる方向を意味するものとする。下パイプ103の前端部は、ヘッドパイプ101の後方側の側壁のうち、上パイプ102が固定される部分よりも下側の部分に、溶接等により固定される。下パイプ103の後端部には、ブラケット2が固定される。
ブラケット2は、フレーム10の一部であり、モータユニット3を支持する。ブラケット2は、左右方向から見て、前後方向の中間部が両端部よりも上側に湾曲した形状をしているが、前後方向に直線状に形成されてもよく、形状は限定されない。ブラケット2の下側にモータユニット3が固定され、モータユニット3はブラケット2に支持される。モータユニット3は、ボルト又はボルト・ナットよりなる締結部材14により、ブラケット2に固定される。
上パイプ102の後端部に、シートステー105の前端部が、嵌合(焼嵌めを含む)、締結又は溶接等により固定される。シートステー105は、立パイプ104の上端部近傍より概ね後方に延びる二本の中空又は中実の部材である。第一実施形態では、筒状をしたシートステー105の前端部が溶接等により固定されている。シートステー105の後端部はチェーンステー106の後端部に固定されており、この部分に後輪112が回転可能に取り付けられる。
また、ブラケット2及び下パイプ103は、モータユニット3に電力を供給するためのバッテリ15が装着されるバッテリ装着部を有する。
また、下パイプ103及び配線空間内には、変速操作部と変速機構とをつなぐ変速ワイヤやブレーキワイヤが通される。
以下、モータユニット3について図2等に基づいて説明する。モータユニット3は、ケース4と、モータ5と、入力軸6と、入力体7と、出力体8と、減速機構9と、を備える。
ケース4は、モータユニット3の外殻を構成する。ケース4は、内部に形成される収容空間に、減速機構9等の機器を収容する。ケース4は、主にアルミニウム、ステンレス鋼等の金属により形成されるが、非金属が用いられてもよく、ケース4の材質は特に限定されない。
ケース4は、左側に位置する第1分割体41と、右側に位置する第2分割体42と、に分割されている。第1分割体41と第2分割体42とが組み合わされて、ケース4が構成される。
第1分割体41は、内部の収容空間が右方に開放される。また、第1分割体41は、一部に、モータ5を収容するモータ収容部43を有する。モータ収容部43は、第1分割体41のモータ収容部43以外の部分から左方に突出して、内部に、モータ5を収容するモータ収容空間430を有する。モータ収容空間430は、ケース4の内部の収容空間の一部である。本実施形態では、モータ収容空間430は、第1分割体41と第2分割体42とに跨らず、第1分割体41と一体に形成されているが、第2分割体42と一体に形成されてもよい。モータ収容部43は、第1分割体41の一部であり、第1分割体41のモータ収容部43以外の部分と一体に形成されている。モータ収容空間430は、ケース4内において軸線60方向のうち後述するスプロケット191が位置する側(図2においては右側)と反対側(図2においては左側)に位置する。なお、モータ収容空間430は、ケース4内において軸線60方向のうちスプロケット191よりも反スプロケット191側(図2においては左側)に位置することが好ましい。
モータ収容部43のモータ収容空間430に面する内側面431に、モータ収容部43のモータ収容空間430に面する奥壁面432に近い方が小径となり奥壁面432から遠い方が大径となる段差部433が形成されている。このような段差部433が形成されることにより、ステータ53の位置決めがしやすくなる。また、ステータ53をモータ収容空間430に挿入するにあたり、モータ収容空間430の内径の手前側が大径となっているため、ステータ53を挿入しやすい。
第2分割体42は、内部の収容空間が左方に開放される。第1分割体41と第2分割体42とは、ガスケット40を介して、それぞれの収容空間が連続するように左右から合わせられて、ボルトよりなる締結部材44により互いに固定される。第1分割体41と第2分割体42とが互いに固定されて、ケース4が構成される。なお、ケース4の大きさ、形状及び厚み等は、特に限定されない。また、ケース4の内部に形成される収容空間は、密閉されてもよいし、密閉されなくてもよい。
モータユニット3は、リテーナ38を備える。リテーナ38は、ケース4内に収容される。リテーナ38は、減速機構9が有する歯車の回転軸90を支持する軸受932を保持する保持部を有する。軸線60方向に見て、リテーナ38の少なくとも一部はモータ5の少なくとも一部と重なる。軸線60方向に見て、リテーナ38は、ステータ53の外周で囲まれる内側領域と重なる領域を有する。軸線60方向に見て、当該重なる領域の面積は、ステータ53の外周で囲まれる内側領域の面積に対し、10%~80%の割合であることが好ましい。当該割合は、適宜変更可能であり、10%~60%がより好ましく、10%~40%が更に好ましく、10%~20%がより更に好ましい。当該割合を10%以上とすることにより、リテーナ38の強度を保つことができる。また、当該割合が小さいほど、リテーナ38の軽量化が図られ、モータユニット3を軽量化することができる。なお、軸線60方向に見て重なるとは、軸線60方向において軸線60と重なる領域のみを指すものではない。
リテーナ38は、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成されている。これにより、リテーナ38が鋼鉄又は鉄系金属により形成される場合と比較して、モータユニット3の軽量化を図りやすい。なお、リテーナ38は、マグネシウム合金、鉄系金属または樹脂により形成されてもよい。リテーナ38を鉄系金属で形成する場合は、板金をプレス加工してリテーナ38を形成することで加工コストを低減することが可能である。リテーナ38を樹脂で形成する場合は、炭素混合樹脂(炭素繊維)や強化繊維入りの樹脂を使用することで、強度を向上させることができる。リテーナ38が樹脂により形成されることにより、リテーナ38が金属により形成される場合と比較して、モータユニット3の軽量化を図りやすいと共に、製造コストの低減化を図りやすい。
リテーナ38は、ケース4内において軸線60方向のうちモータ収容空間430が位置する側でケース4に取り付けられる。リテーナ38は、第1分割体41に取り付けられる。リテーナ38は、ビス等の固着具又は嵌合等により、第1分割体41に接触して取り付けられる。なお、接触するとは、固定具又は嵌合等により取り付けられる箇所において、部材間に別部材が介在していないことを指す。リテーナ38がモータ収容空間430が位置する側でケース4に取り付けられることにより、軸線60方向から見て、リテーナ38の少なくとも一部はモータ5の少なくとも一部と重なりやすくなる。リテーナ38の少なくとも一部がモータ5の少なくとも一部と重なることで、モータ5の回転軸51(後述する)に付着した油が飛散しモータに5に付着することや、モータ5が回転軸51の軸方向にずれることを防止することができる。なお、リテーナ38を金属等の熱伝導性が良好な材料で形成し、リテーナ38を制御基板35やモータ5と接続した場合、制御基板35やモータ5からの熱を放熱させやすくすることが可能である。なお、軸線60方向から見たモータ5の外径内の面積において、リテーナ38と重なる割合が大きいほど、飛散した油がモータ5に付着することを防止する効果や放熱の効果が高い。
リテーナ38には、モータ5の回転軸51が通る貫通孔381が形成されている。また、リテーナ38には、モータ5のステータ53が通る貫通孔382が形成されている。この貫通孔382の一部に、軸受932が嵌め込まれている。貫通孔382が、軸受932を保持する保持部として機能している。また本実施形態では、軸受932を嵌め込むためにリテーナ38に形成されるのは貫通孔382だが、貫通しない穴をリテーナ38に形成してこの穴に軸受932を嵌め込んだり、軸受932をステータ53に接触させてもよい。なお、入力軸6の径方向に見て、リテーナ38とステータ53とが重なる接触可能部位を設けてもよい。接触可能部位にてリテーナ38とステータ53は嵌合されるなどして常に接触していてもよいし、ステータ53が回転した際に接触するのでもよい。接触可能部位にてリテーナ38とステータ53とが接触することで、ステータ53の回り止めを行うことができる。接触可能部位は、貫通孔382に形成されてもよいし、リテーナ38の別の部位に形成してもよい。
また、リテーナ38は、貫通孔381、382とは別に開口部または切り欠き部を有していてもよい。リテーナ38は、開口部または切り欠き部を複数有していてもよい。開口部または切り欠き部を有することにより、モータユニット3の軽量化が図られる。リテーナ38の開口部または切り欠き部は、モータ5の回転軸51から放射状に形成されてもよいし、リテーナ38は多孔質の網目状またはメッシュ状に形成されていてもよい。
また、リテーナ38の少なくとも一部は、減速機構9と制御基板35との間に位置してもよい。本実施形態では、リテーナ38は、減速機構9が位置する空間と制御基板35が位置する空間とを隔てる隔壁383を有する。これにより、減速機構9にて用いられているグリースや潤滑油が飛散して制御基板35に付着するのが抑制される。
モータ5は、ケース4に取り付けられる。モータ5は、回転軸51と、回転軸51と一体に回転するロータ52と、ステータ53と、を有する。本実施形態におけるモータ5はインナーロータ型であるが、モータ5は、アウターロータ型でもよいし、ラジアルギャップ型やアキシャルギャップ型であってもよい。ロータ52、ステータ53と回転軸51の一部が、モータ収容空間430内に位置する。回転軸51は、軸線方向が左右方向を向くように、回転可能に収容される。回転軸51は、ステータ53から一方(第一実施形態では右方)に突出しており、突出した部分の外面に減速機構9と噛み合う歯部54が形成されている。回転軸51の右端部は、第2分割体42に配置された回転軸支持軸受551に支持される。回転軸51の左端部は、ステータ53より特に突出しておらず、モータ収容部43に配置された回転軸支持軸受552に支持される。回転軸51の左右端部が回転軸支持軸受551および回転軸支持軸受552によって支持されるため、減速機構9と歯部54の噛み合いが良好となる。
入力軸6は、軸線60方向にケース4を貫通して、入力軸6の軸線60回りに回転可能に配置され、出力体8に回転力を伝達可能である。入力軸6は、第一実施形態では中空部材により構成される筒状をしたものであるが、中実部材により構成されてもよい。
ケース4は、入力軸6を回転可能に支持する第1軸受45を、軸線60方向の一端側(第一実施形態では左端側)に有する。第1分割体41には、入力軸6が通る入力軸孔411が形成されており、この入力軸孔411に、第1軸受45が配置されている。第一実施形態では、第1軸受45は、ボールベアリングにより構成される。なお、第1軸受45としては、ころ軸受等の他の様々な軸受も利用可能であり、ボールベアリングに限定されない。
第1軸受45と第1分割体41との間には、Oリングからなるシール部材371が配置される。シール部材371が配置されることにより、第1軸受45に供給されているグリースが漏れにくくなる。本実施形態では、第1軸受45と第1分割体41との間には、Oリングからなるシール部材371を配置したが、シール部材371を用いることなく、第1軸受45を第1分割体41に圧入してもよい。
また、ケース4は、入力軸6を回転可能に支持する第2軸受46を軸線60方向の他端側(第一実施形態では右端側)に有する。第2分割体42には、入力軸6が通る入力軸孔421が形成されており、この入力軸孔421に、第2軸受46が配置されている。第一実施形態では、入力軸6は出力体8を介して間接的に第2軸受46に支持される。第一実施形態では、第2軸受46は、ボールベアリングにより構成される。なお、第2軸受46としては、ころ軸受等の他の様々な軸受も利用可能であり、ボールベアリングに限定されない。
第2軸受46と第2分割体42との間には、Oリングからなるシール部材373が配置される。シール部材373が配置されることにより、第2軸受46に供給されているグリースが漏れにくくなる。なお、シール部材373は、OリングではなくDリング等であってもよく、特に限定されない。
入力軸6の端部には、図1に示すように、クランクアーム18の一端側が固定される。クランクアーム18の他端側には、ペダル181が回転可能に取り付けられる。電動自転車1の運転者は、ペダル181を漕ぐことにより、入力軸6に人力の回転力を伝えることができる。
入力体7は、入力軸6の外周面に沿って配置され、入力軸6と一体に回転する。入力体7は、筒状をした部材で、その軸線60方向が左右方向を向き、入力軸6と同芯状に配置される。入力体7の左右方向の長さは、入力軸6の左右方向の長さよりも短い。入力体7と入力軸6は、軸線60方向の一部に、軸線60回りに相対的に回転不能となるように互いに嵌合する嵌合部711、61を有する。第一実施形態では、入力体7(更に詳しくは後述する第1入力体71)の左端部とこの部分に対応する入力軸6に、スプライン部又はセレーション部等からなる嵌合部711、61が形成されている。嵌合部711、61は、雄ねじおよび雌ねじによって嵌合する構成であっても良い。
更に第一実施形態では、入力体7は、第1入力体71と、第2入力体72とに分割されている。第1入力体71は、入力軸6に連結される。第1入力体71は、左右方向において入力軸6の一部に位置し、第1分割体41内に収容される。第1入力体71の左端部に、入力軸6と嵌合する嵌合部711が形成される。第1入力体71の左端部の嵌合部711よりも右の部分においては、入力軸6との間に隙間70が形成されている。これにより、筒状をした第1入力体71の内部へ入力軸6を挿入しやすくなっている。
第2入力体72は、軸線60方向において第1入力体71と異なる位置(第一実施形態では第1入力体71の右方)に位置して第1入力体71に連結され、出力体8に回転力を伝達する。ただし、第2入力体72は、第1入力体71と、左右方向において一部が同じ位置に位置してもよい。第一実施形態では、第1入力体71の右端部の径方向の外側に第2入力体72の左端部が位置しており、径方向に重なっている。第1入力体71と第2入力体72とは、軸線60回りに相対的に回転不能となるように互いに嵌合する嵌合部712、721を有する。第一実施形態では、第1入力体71の右端部と第2入力体72の左端部とに、スプライン部又はセレーション部等からなる嵌合部712、721が形成されている。なお、本発明において「径方向に重なる」とは、各対象物の少なくとも一部が径方向に観て重なる状態をいう。
出力体8は、入力軸6の外周面に沿って軸線60回りに回転可能に配置され、入力体7から回転力を受ける。出力体8は、軸線60方向にケース4を貫通しているが、特にケース4を貫通しなくてもよい。出力体8は、概ね筒状をした部材で、その軸線60方向が左右方向を向き、入力軸6と同芯状に配置される。出力体8の左右方向の長さは、入力軸6の左右方向の長さよりも短い。出力体8の右端部は、第2分割体42に形成された入力軸孔421を通ってケース4外に突出している。出力体8は、第2分割体42に配置された第2軸受46に支持されている。出力体8は、入力軸6及び入力体7とともに回転軸ユニット30を構成する。回転軸ユニット30は、第1軸受45及び第2軸受46を介して、ケース4に支持される。
出力体8のケース4外に突出した部分には、前側のスプロケット191が取り付けられる。前側のスプロケット191は、軸線60方向のいずれか一方の側(第一実施形態では右側)において出力体8に取り付けられる。前側のスプロケット191は、出力体8と一体に回転する。また、図1に示すように、後輪112のハブに後側のスプロケット192が固定される。前側のスプロケット191と後側のスプロケット192との間に、チェーン193が掛け回される。
図2に示すように、第一実施形態では、入力体7と出力体8との間に、ワンウェイクラッチ32が配置される。ワンウェイクラッチ32は、入力体7に、電動自転車1を進行方向に加速させる方向(以下、加速方向とする)の回転力がかかる場合にこの回転力を出力体8に伝達し、加速方向と反対方向の回転力がかかる場合にはこの回転力を出力体8に伝達しない。また、ワンウェイクラッチ32は、後述する減速機構9を介して出力体8に、加速方向の回転力がかかる場合にこの回転力を入力体7に伝達しない。第一実施形態では、ワンウェイクラッチ32は、ラチェットを有し、グリースが供給される。なお、ワンウェイクラッチ32は、様々なものが適宜利用可能であり、限定されない。例えば、ローラー型ワンウェイクラッチやスプラグ式ワンウェイクラッチを用いてもよいし、軸線60方向に噛み合うクラッチでもよい。
出力体8は、軸線60方向において入力体7と重なっている部分において、外周面側にウェブ81と、リム82と、を有する。ウェブ81は、径方向の外側に向けて突出する。リム82は、ウェブ81の径方向の外端部に連続する。リム82の軸線60方向の長さは、ウェブ81の軸線60方向の長さよりも長い。リム82は、外周面に、減速機構9に噛み合う歯部83を有する。
減速機構9は、ケース4内に収容され、モータ5の回転を減速して出力体8に伝達する。減速機構9は、互いに噛み合う歯車の対を二対有する。すなわち、減速機構9は、いわゆる二段減速によりモータ5の回転を減速して出力体8に伝達する。これにより、減速機構9によって大きな減速比を得やすくなる。
減速機構9は、第1伝達歯車91と、第2伝達歯車92と、を有する。第1伝達歯車91の外径は、第2伝達歯車92の外径よりも大きい。第1伝達歯車91の歯数は、第2伝達歯車92の歯数よりも多い。
第1伝達歯車91は、モータ5の回転軸51の回転力によって回転する。第一実施形態では、第1伝達歯車91は、筒状をした部材により構成され、外周面にモータ5の回転軸51に形成された歯部54と噛み合う歯部911が形成されている。第1伝達歯車91は、減速機構9が有する伝達回転軸90の外周面に沿って配置される。第一実施形態では、第1伝達歯車91は、モータ5の回転軸51から直接回転力を受ける構成としたが、間に歯車を介しても良い。
伝達回転軸90は、軸線方向が左右方向を向くように、回転可能にケース4に収容される。伝達回転軸90の右端部は、第2分割体42に配置された軸受931に支持される。伝達回転軸90の左端部は、リテーナ38に配置された軸受932に支持される。
第1伝達歯車91は、ワンウェイクラッチ94を介して伝達回転軸90に連結される。ワンウェイクラッチ94は、第1伝達歯車91に、加速方向の回転力がかかる場合にこの回転力を伝達回転軸90に伝達し、加速方向と反対方向の回転力がかかる場合にはこの回転力を伝達回転軸90に伝達しない。また、伝達回転軸90に、加速方向の回転力がかかる場合にこの回転力を第1伝達歯車91に伝達しない。
伝達回転軸90のワンウェイクラッチ94が固定された部分の右側に、第2伝達歯車92が伝達回転軸90と一体に回転するように固定される。なお、伝達回転軸90において、ワンウェイクラッチ94が固定された部分(第1伝達歯車91を直接的または間接的に固定する部分)の左側に第2伝達歯車92を固定しても構わない。第2伝達歯車92は、伝達回転軸90を介して第1伝達歯車91から受ける回転力を、出力体8が有する歯部83に伝達する。第2伝達歯車92は、外周面に、出力体8のリム82に形成される歯部83に噛み合う歯部921を有する。
運転者が、電動自転車1のペダル181を漕ぐことにより、入力軸6に、加速方向の回転力がかかる。入力軸6が回転すると、第1入力体71及び第2入力体72は、入力軸6と一体に回転する。第2入力体72の加速方向の回転力は、ワンウェイクラッチ32を介して出力体8に加速方向の回転力がかかり、出力体8及び前側のスプロケット191は加速方向に回転する。前側のスプロケット191が加速方向に回転すると、チェーン193を介して後側のスプロケット192に加速方向の回転力がかかり、後側のスプロケット192及び後輪112が加速方向に回転する。これにより、電動自転車1は進行方向に進行する。
また、電動自転車1が人力で進行方向に進行中に、モータ5からの回転力を補助力として出力体8に加えることができる。以下に詳しく説明する。モータ5の回転軸51が加速方向に回転すると、モータ5の回転軸51と噛み合う第1伝達歯車91が加速方向に回転する。第1伝達歯車91が加速方向の回転力は、ワンウェイクラッチ94を介して伝達回転軸90及び伝達回転軸90に固定される第2伝達歯車92に伝達され、第2伝達歯車92は加速方向に回転する。第2伝達歯車92の加速方向の回転力は、第2伝達歯車92と噛み合う出力体8に伝達される。すなわち、出力体8は、入力体7からの人力の回転力と、モータ5からの回転力とが合わさる合力体として機能する。第一実施形態におけるモータユニット3は、いわゆる一軸式のモータユニット3である。一軸式のモータユニット3においては、入力体7からの人力の回転力と、モータ5からの回転力とがモータユニット3のケース4内で合わさり、同じ出力体8から出力される。
また、電動自転車1が人力で進行方向に進行中に、モータ5を駆動させない場合について説明する。この場合、出力体8が加速方向に回転しているため、出力体8と噛み合う第2伝達歯車92及び伝達回転軸90は加速方向に回転するが、伝達回転軸90の加速方向の回転力は、ワンウェイクラッチ94により第1伝達歯車91に伝達しない。これにより、モータ5を駆動させない場合に、回転軸51及びロータ52が回転するのが阻止される。
電動自転車1にあっては、入力軸6にかかるトルク及び入力軸6の単位時間当たりの回転数に応じて、モータ5からの回転力が制御される。入力軸6にかかるトルクは、トルク検出部33により検出される。トルク検出部33は、回転軸ユニット30の外周面に沿って、軸線60方向の一部の範囲に配置される。
第一実施形態では、第1入力体71の外周面に、磁気異方性が付与された磁歪発生部331が形成されている。また、第1入力体71の外周面の磁歪発生部331が設けられた部分から若干の間隔をあけて、コイル332が配置されている。これらの磁歪発生部331及びコイル332により、トルク検出部33としての磁歪式のトルクセンサが構成されている。このような磁歪式のトルクセンサとしては、様々なものが適宜利用可能である。また、トルク検出部33は、磁歪式のトルクセンサに限定されない。
トルク検出部33は、軸線60方向において、第1伝達歯車91、第2伝達歯車92、ワンウェイクラッチ32及び第2軸受46よりも左側に配置されている。
入力軸6の単位時間当たりの回転数は、入力軸回転検出部34により検出される。入力軸回転検出部34は、回転軸ユニット30の外周面に沿う、軸線60方向の一部の範囲に配置される。
第一実施形態では、入力体7の外周面側であって、トルク検出部33のコイル332の右側に、周方向に一定間隔で歯部及び歯部の間に形成される通光部を有する第1回転体341が、入力体7と一体に回転するように固定されている。更に、第1回転体341の歯部を左右から挟むように光センサ342が配置される。光センサ342は、歯部の左側に配置される出光部343と、歯部の右側に配置される受光部344と、を有するが、出光部343及び受光部344の位置関係は限定されない。このような第1回転体341及び光センサ342を有する入力軸回転検出部34としては、様々なものが適宜利用可能である。また、入力軸回転検出部34は、第1回転体341及び光センサ342を有するものに限定されない。
モータユニット3は、ケース4内に、モータ5を制御する制御部を有する制御基板35を備える。制御部は、例えばマイクロコンピュータを有し、ROM(Read Only Memory)等の記憶部に記憶されたプログラムを実行することで、各要素の動作を制御する。このような制御部は、様々なものが適宜利用可能であり、詳細な説明は省略する。制御部は、トルク検出部33により検出されたトルク及び入力軸回転検出部34により検出された回転数に基いて、モータ5からの回転力を制御する。
制御基板35とロータ52とは、軸線60方向に見て少なくとも一部が重なる。これにより、モータユニット3(ケース4)の小型化を図りやすい。
モータユニット3は、更に、ロータ52の回転数を検出するモータ回転検出部36を有する。モータ回転検出部36は、回転軸51に取り付けられ、回転軸51及びロータ52と一体に回転する第2回転体361と、検出部362と、を有する。第2回転体361は、磁気を帯びている。検出部362として、モータ5の第2回転体361の回転軌道に対応する位置に、第2回転体361の磁力を検知するホールICが配置されている。検出部362は、制御基板35に取り付けられる。検出部362が制御基板35に直接取り付けられることにより、検出部362と制御基板35とを接続するコネクタや配線が不要となり、モータユニット3の小型化を図りやすくなる。
なお、このような磁石及びホールICを有するモータ回転検出部36としては、様々なものが適宜利用可能である。また、モータ回転検出部36は、磁石及びホールICを有するものに限定されない。
ケース4の第2分割体42は、放熱部424を一体に有する。放熱部424は、ケース4の内面において発熱する部材に接続されている。放熱部424は、ケース4が内側に突出する箇所に設けてもよい。発熱する部材とは、例えば制御基板35やモータ5などである。放熱部424は、制御基板35に、熱伝導性部材425を介して接続されている。すなわち、第一実施形態では、制御基板35は、ケース4に接続されている。これにより、制御基板35で発生する熱は、放熱部424を介して、ケース4の外面から効率的に放熱される。また、上述したようにリテーナ38を金属等の熱伝導性が良好な材料で形成し、更に、リテーナ38に制御基板35が設けられることで、制御基板35とリテーナ38とが接続される構成としても良い。接続されるとは、制御基板35とリテーナ38とが直接接触すること、または他の部材を介して間接的に接続されることである。この構成により、制御基板35で発生した熱を、リテーナ38を介して第1分割体41から放熱することができる。
また、リテーナ38は、ケース4が有するいずれかの放熱部に接続されてもよい。これにより、発生した熱をリテーナ38を介してケース4から放熱することができる。
モータユニット3は、軸線60方向における第1軸受45と第2軸受46との間に位置する第3軸受47を有する。第3軸受47は、入力体7を回転可能に支持する。第一実施形態では、第3軸受47は、ボールベアリングにより構成される。なお、第3軸受47としては、ころ軸受等の他の様々な軸受も利用可能であり、ボールベアリングに限定されない。
第3軸受47が配置されることにより、回転軸ユニット30の回転が安定する。すなわち、第3軸受47が配置されないと、回転軸ユニット30は、第1軸受45及び第2軸受46の二つの軸受によってのみ支持されることになる。この場合、回転軸ユニット30の第1軸受45と第2軸受46との間の部分が、軸径方向に振れやすい。これに対して、第3軸受47が配置されることにより、第1軸受45と第2軸受46との間の部分が軸径の外側から支持されて、出力体8及び出力体8を含む回転軸ユニット30が軸径方向に振れにくくなる。この結果、回転軸ユニット30の回転が安定する。回転軸ユニット30の回転が安定すると、前側のスプロケット191の回転も安定し、前側のスプロケット191に掛け回されているチェーン193が前側のスプロケット191から脱落しにくくなる。
第一実施形態では、第3軸受47は、第2入力体72を支持している。第3軸受47が第1入力体71ではなく第2入力体72を支持することにより、減速機構9より力が加えられる出力体8に近い部分を支持することができ、回転軸ユニット30の回転がより一層安定する。
また、第一実施形態では、第3軸受47は、入力軸6の径方向に重なっている入力体7(第2入力体72)と出力体8との間に位置する。これにより、出力体8に第3軸受47が支持されて、第3軸受47がケース4に取り付けられる必要がない。
更に、第3軸受47は、軸線60方向においてワンウェイクラッチ32とトルク検出部33との間に位置する。これにより、軸線60方向において、トルク検出部33が第1軸受45と第3軸受47との間に位置するとともに、ワンウェイクラッチ32が第3軸受47と第2軸受46との間に位置する。回転軸ユニット30のトルク検出部33が位置する部分及びワンウェイクラッチ32が位置する部分の軸径方向への振れが抑制される。
また、第一実施形態では、第2軸受46及び第3軸受47は、出力体8を支持している。第2軸受46は、ケース4に配置され、出力体8を径外側から支持している。第3軸受47は、第2入力体72に配置され、出力体8を径内側から支持している。出力体8は、径外側と径内側の両側から支持されて、出力体8及び出力体8を含む回転軸ユニット30が軸径方向に振れにくくなる。この結果、回転軸ユニット30の回転がより一層安定する。
第一実施形態では、モータユニット3がケース4とは別体のリテーナ38を備える。リテーナ38は、減速機構9が有する歯車の回転軸90を支持する軸受932を有する。ケース4とは別体のリテーナ38が設けられることにより、モータ収容部43を一体に有するケース4にモータ5を挿入するにあたり、リテーナ38をケース4に取り付ける前にステータ53をモータ収容空間430に挿入することができるため、ステータ53をモータ収容空間430に挿入しやすい。
また、減速機構9が有する伝達回転軸90を支持する軸受931、932の両方はケース4に取り付けられておらず、一方の軸受932はリテーナ38に取り付けられている。軸受931、932の両方がケース4に取り付けられた場合、伝達回転軸90はケース4の左右両端の間にわたって位置して、ケース4内の収容空間を大きな割合で占めることになり、ケース4が大型化しやすくなってしまう。本実施形態では、一方の軸受932がリテーナ38に取り付けられることにより、伝達回転軸90がケース4の左右両端の間にわたって位置する必要がなくなり、伝達回転軸90及びケース4を小型化しやすくなる。また、モータユニット3を組み立てる際に、減速機構9の回転軸を、軸受932を介してリテーナ38に保持させることができ、モータユニット3の組み立てがしやすい。
次に、第二実施形態のモータユニット3について、図3~図6に基いて説明する。なお、第二実施形態のモータユニット3は、第一実施形態のモータユニット3と大部分において同じであるため、第一実施形態のモータユニット3の構成に対応する構成については同符号を付して説明を省略し、主に第一実施形態と異なる構成について説明する。
第一実施形態におけるモータユニット3は、いわゆる一軸式のモータユニット3であったのに対し、第二実施形態におけるモータユニット3は、いわゆる二軸式のモータユニット3である点で異なる。二軸式のモータユニット3においては、入力体7からの人力の回転力とモータ5からの回転力とが、後述する異なる出力体802、人力駆動力出力体801から出力される。
第二実施形態では、モータユニット3は、人力駆動力出力体801及び出力体802を備える。人力駆動力出力体801が回転軸ユニット30を構成する。運転者がペダル181を漕ぐことにより入力軸6にかかる回転力は、人力駆動力出力体801に伝達され、その後はスプロケット191、チェーン193及び後側のスプロケット192を介して最終的に後輪112に伝達される。なお、入力軸6は、第二実施形態では中実部材により構成される筒状をしたものであるが、中空部材により構成されてもよい。
モータユニット3は、人力駆動力出力体801とは別の出力体802を備える。モータ5からの回転力は、減速機構9を介して出力体802に伝達される。第二実施形態では、減速機構9は、互いに噛み合う歯車の対を一対のみ有するいわゆる一段減速によりモータ5の回転を減速して出力体802に伝達する。減速機構9は、第1伝達歯車91を有するが、第一実施形態における第2伝達歯車92を有していない。減速機構9を構成する伝達回転軸90が、出力体802を兼用する。第1伝達歯車91は、第一実施形態と同様に、ワンウェイクラッチ94を介して出力体802(伝達回転軸90)に連結されている。
出力体802のケース4外に突出した部分には、スプロケット191とは別のスプロケット194が取り付けられる。スプロケット194は、軸線60方向のいずれか一方の側(第二実施形態では右側)において出力体802に取り付けられる。スプロケット194は、出力体802と一体に回転する。チェーン193は、スプロケット191、スプロケット192及びスプロケット194に掛け回される。出力体802の回転力は、スプロケット194、チェーン193及び後側のスプロケット192を介して最終的に後輪112に伝達される。
第二実施形態では、入力軸回転検出部34は、入力軸6の回転とともに回転し、被検出部となる第3回転体345と、回転軸ユニット30以外の部分に固定される回転中心軸346と、を有する。入力軸6の外周面には、第4回転体347が取り付けられる。第4回転体347は、その内周面に入力軸6の外周面が圧入、嵌合、又はねじ止め等されることによって取り付けられ、入力軸6と一体に回転する。第4回転体347は、入力軸6の径方向に延びる部分の先端に歯部を有する。第4回転体347の歯部の回転軌道上にこの歯部と噛み合う歯部を有する第5回転体348が配置される。第5回転体348には、磁気を帯びた第3回転体345が取り付けられる。第3回転体345は、第5回転体348と一体に回転し、入力軸6の回転と連動する。第3回転体345の回転は、後述するホールICに検出される。
回転中心軸346は、一様な断面の円柱状をしたものであり、一端が第1分割体41に嵌め込まれ、他端が第2分割体42に嵌め込まれ、ケース4に対して回転しない。第3回転体345の磁力は、制御基板35が有するホールICにより検知される。回転中心軸346は、第5回転体348の軸孔に挿入され、第5回転体348の回転軸として機能する。
第3回転体345と第2回転体361とは、軸線60方向と直交する一方向に見て重なる。これにより、モータユニット3及び電動自転車1の設計上の自由度が向上する。
リテーナ38とステータ53とは、軸線60方向に見て少なくとも一部が重なっている。これにより、モータユニット3(ケース4)の小型化を図りやすい。
なお、図3及び図4における符号48は、入力軸6と人力駆動力出力体801との間に介在するメタル軸受であり、図5における符号412は、リテーナ38を第1分割体41に固定するボルトからなる締結部材であり、符号413は、制御基板35を第1分割体41に固定するビスからなる締結部材である。
次に、変形例について説明する。
第一実施形態においては、減速機構9はいわゆる二段減速によりモータ5の回転を減速するものであり、第二実施形態においては、減速機構9はいわゆる一段減速によりモータ5の回転を減速するものであったが、減速機構9による減速は一段減速や二段減速に限定されない。減速機構9は、三段減速以上、すなわち、互いに噛み合う歯車の対を三対以上有するものであってもよい。
第一実施形態及び第二実施形態においては、リテーナ38は、ビス等の固着具又は嵌合等により、第1分割体41に取り付けられていたが、リテーナ38の第1分割体41への取り付け方法は、限定されない。また、リテーナ38は、第2分割体42に取り付けられてもよく、少なくともケース4に取り付けられていればよい。このとき、別部材を介してケース4にリテーナ38を取り付けるのでもよい。例えば、別部材として、防振部材として機能するゴムシートやウレタンシートを介してケース4にリテーナ38を取り付けることができる。また、リテーナ38は、第1分割体41及び第2分割体42の両方に接触してもよく、間に別の部材を介して第1分割体41及び第2分割体42の両方に支持されていてもよい。この場合、リテーナ38がケース4により確実に固定される。またリテーナ38は、第1分割体41及び第2分割体42の両方に嵌合してもよい。この場合、リテーナ38の組み付け剛性の向上とともにリテーナ38に設けられる軸受932を受ける剛性も向上するうえ、第1伝達歯車91と第2伝達歯車92の噛合い精度が向上しモータユニット3の静音化に効果がある。さらに、ケース4全体の剛性が向上し、歯打ち音やモータ5の電磁音がケース4の外部に漏れにくくなる。
リテーナ38に、モータ5と制御基板35とを接続する電線が通る孔又は切欠が形成されてもよい。これにより、モータ5と制御基板35とを接続する電線を這わせやすく、モータユニット3及び電動自転車1の設計上の自由度が向上する。なお、この孔又は切欠を上述した接触可能部位としてもよい。
以上、述べた第一実施形態、第二実施形態およびその変形例から明らかなように、第1の態様のモータユニット3は、ケース4と、モータ5と、出力体8と、減速機構9と、リテーナ38と、を備える。モータ5は、ロータ52及びステータ53を有し、ケース4内のモータ収容空間430にステータ53が収容される。出力体8は、軸線60回りに回転可能に配置される。減速機構9は、ケース4内に収容され、モータ5の回転を減速して出力体8に伝達する。リテーナ38は、ケース4内に収容され、減速機構9が有する歯車の回転軸(伝達回転軸90)を支持する軸受932を保持する保持部を有する。リテーナ38の少なくとも一部は、軸線60方向から見てモータ5の少なくとも一部と重なる。
第1の態様によれば、モータユニット3を組み立てる際に、減速機構9の回転軸を、軸受932を介してリテーナ38に保持させることができ、モータユニット3の組み立てがしやすい。
第2の態様は、第1の態様との組み合わせにより実現され得る。第2の態様では、リテーナ38は、アルミニウム、アルミニウム合金又はマグネシウム合金により形成されている。
第2の態様によれば、リテーナ38が鋼鉄又は鉄系金属により形成される場合と比較して、モータユニット3の軽量化を図りやすい。
第3の態様は、第1の態様との組み合わせにより実現され得る。第3の態様では、リテーナ38は、樹脂により形成されている。
第3の態様によれば、リテーナ38が金属により形成される場合と比較して、モータユニット3の軽量化を図りやすいと共に、製造コストの低減化を図りやすい。
第4の態様は、第1~第3のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第4の態様では、減速機構9は、互いに噛み合う歯車の対を二対有する。
第4の態様によれば、減速機構9によって大きな減速比を得やすくなる。
第5の態様は、第1~第3のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第5の態様では、減速機構9は、互いに噛み合う歯車の対を三対有する。
第5の態様によれば、減速機構9によって大きな減速比を得やすくなる。
第6の態様は、第1~第5のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第6の態様では、ケース4は、軸線60方向において第1分割体41と第2分割体42とに分割される。出力体8は、軸線60方向において第2分割体側42に位置する。モータ収容空間430は、第1分割体41に位置する。
第6の態様によれば、モータ収容空間430を出力体8と離間させやすくなる。
第7の態様は、第1~第5のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第7の態様では、ケース4は、軸線60方向において第1分割体41と第2分割体42とに分割される。出力体8は、軸線60方向において第2分割体側42に位置する。モータ収容空間430は、第2分割体側42に位置する。
第7の態様によれば、モータ収容空間430を出力体8と近接させやすくなる。
第8の態様は、第1~第7のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第8の態様では、ケース4の一部に、他の部分よりもケース4の外方に向けて突出して、内部にモータ収容空間430が形成されるモータ収容部43が形成されている。モータ収容部43のモータ収容空間430に面する内側面431に、モータ収容部43のモータ収容空間430に面する奥壁面432に近い方が小径となり奥壁面432から遠い方が大径となる段差部433が形成されている。
第8の態様によれば、ステータ53の位置決めがしやすくなり、また、ステータ53をモータ収容空間430に挿入しやすい。
第9の態様は、第1~第8のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第9の態様では、リテーナ38は、ケース4内において軸線60方向のうちモータ収容空間430が位置する側でケース4に取り付けられる。
第9の態様によれば、リテーナ38によりモータ5(特にステータ53)を覆いやすくなる。
第10の態様は、第9の態様との組み合わせにより実現され得る。第10の態様では、リテーナ38は、ケース4に接触して取り付けられる。
第10の態様によれば、軸受932を、リテーナ38を介してケース4に保持させることができる。
第11の態様は、第9の態様との組み合わせにより実現され得る。第11の態様では、リテーナ38は、防振部材を介してケース4に取り付けられる。
第11の態様によれば、減速機構9の回転軸からの振動が軸受932及びリテーナ38を介してケース4に伝わりにくくなる。
第12の態様は、第1~第11のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第12の態様では、モータユニット3は、モータ5を制御する制御部を有する制御基板35を更に備える。制御基板35は、リテーナ38に設けられる。
第12の態様によれば、制御基板35がリテーナ38により保持される。
第13の態様は、第1~第12のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第13の態様では、モータユニット3は、モータ5を制御する制御部を有する制御基板35を更に備える。リテーナ38の少なくとも一部は、減速機構9がと制御基板35との間に位置する。
第13の態様によれば、減速機構9にて用いられているグリースや潤滑油が飛散して制御基板35に付着するのが抑制される。
第14の態様は、第1~第13のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第14の態様では、モータユニット3は、モータ5を制御する制御部を有する制御基板35を更に備える。制御基板35は、ケース4に熱伝導性部材を介して接続されている。
第14の態様によれば、制御基板35で発生する熱は、ケース4を介して効率的に放熱させやすくなる。
第15の態様は、第1~第14のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第15の態様では、モータユニット3は、モータ5を制御する制御部を有する制御基板35を更に備える。リテーナ38に、モータ5と制御基板35とを接続する電線が通る孔又は切欠が形成されている。
第15の態様によれば、モータ5と制御基板35とを接続する電線を這わせやすく、モータユニット3の設計上の自由度が向上する。
第16の態様は、第1~第15のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第16の態様では、リテーナ38とステータ53とは、軸線60方向に見て少なくとも一部が重なる。
第16の態様によれば、モータユニット3の小型化を図りやすい。
第17の態様は、第1~第16のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第17の態様では、モータユニット3は、モータ5を制御する制御部を有する制御基板35を更に備える。制御基板35とロータ52とは、軸線60方向に見て少なくとも一部が重なる。
第17の態様によれば、モータユニット3の小型化を図りやすい。
第18の態様は、第1~第17のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第18の態様では、ケース4は、第1分割体41と第2分割体42とを有する。モータ収容空間430は、第1分割体41又は第2分割体42と一体に形成される。
第18の態様によれば、モータ収容空間430は、第1分割体41と第2分割体42とに跨らないため、形状や容積の安定性が高い。
第19の態様は、第1~第18のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第19の態様では、リテーナ38は、ステータ53が接触することができる接触可能部位を有している。
第19の態様によれば、接触可能部位にてリテーナ38とステータ53とが接触することで、ステータ53の回り止めを行うことができる。
第20の態様は、第1~第19のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第20の態様では、ケース4は放熱部を有し、リテーナ38は放熱部と接続されている。
第20の態様によれば、発生した熱をリテーナ38を介してケース4から放熱することができる。
第21の態様は、第1~第20のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第21の態様では、モータユニット3は、軸線60方向にケース4を貫通して軸線60回りに回転可能に配置され、出力体8に回転力を伝達可能な入力軸6を更に備える。
第21の態様によれば、いわゆる二軸式の電動自転車1に用いられるモータユニット3において、伝達回転軸90がケース4の左右両端の間にわたって位置する必要がなくなり、伝達回転軸90及びケース4を小型化しやすくなる。
第22の態様は、第1~第21のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第22の態様では、モータユニット3は、軸線60方向にケース4を貫通して回転可能に配置される入力軸6と、入力軸6の回転力を出力する人力駆動力出力体801と、を更に備える。人力駆動力出力体801は、軸線60とは異なる第2軸線回りに回転する。
第22の態様によれば、いわゆる二軸式の電動自転車1に用いられるモータユニット3において、伝達回転軸90がケース4の左右両端の間にわたって位置する必要がなくなり、伝達回転軸90及びケース4を小型化しやすくなる。
第23の態様は、第21又は第22のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第23の態様では、モータユニット3は、入力軸回転検出部34と、モータ回転検出部36と、を更に備える。入力軸回転検出部34は、第1回転体341を有し、入力軸6の回転数を検出する。モータ回転検出部36は、第2回転体361を有し、ロータ52の回転数を検出する。第1回転体341と第2回転体361とは、軸線60方向と直交する一方向に見て重なる。
第23の態様によれば、モータユニット3の設計上の自由度が向上する。
第24の態様は、第1~第23のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第24の態様では、リテーナ38は、軸線60方向から見てステータ53の外周で囲まれる内側領域の10%~80%と重なる。
第24の態様によれば、リテーナ38の強度を保ち、かつ、リテーナ38の軽量化を図りやすくなる。
第25の態様は、第1~第24のいずれかの態様との組み合わせにより実現され得る。第25の態様では、電動自転車1は、第1~第24のいずれかの態様のモータユニット3を備える。
第25の態様によれば、伝達回転軸90がケース4の左右両端の間にわたって位置する必要がなくなり、伝達回転軸90及びケース4を小型化しやすくなる。
1 電動自転車
191 スプロケット
3 モータユニット
34 入力軸回転検出部
341 第1回転体
35 制御基板
36 モータ回転検出部
361 第2回転体
38 リテーナ
4 ケース
41 第1分割体
42 第2分割体
43 モータ収容部
430 モータ収容空間
431 内側面
432 奥壁面
433 段差部
5 モータ
51 回転軸
52 ロータ
53 ステータ
6 入力軸
60 軸線
8 出力体
801 人力駆動力出力体
802 出力体
9 減速機構
90 回転軸(伝達回転軸)
932 軸受
191 スプロケット
3 モータユニット
34 入力軸回転検出部
341 第1回転体
35 制御基板
36 モータ回転検出部
361 第2回転体
38 リテーナ
4 ケース
41 第1分割体
42 第2分割体
43 モータ収容部
430 モータ収容空間
431 内側面
432 奥壁面
433 段差部
5 モータ
51 回転軸
52 ロータ
53 ステータ
6 入力軸
60 軸線
8 出力体
801 人力駆動力出力体
802 出力体
9 減速機構
90 回転軸(伝達回転軸)
932 軸受
Claims (25)
- ケースと、
ロータ及びステータを有し、前記ケース内のモータ収容空間に前記ステータが収容されるモータと、
軸線回りに回転可能に配置される出力体と、
前記ケース内に収容され、前記モータの回転を減速して前記出力体に伝達する減速機構と、
前記ケース内に収容され、前記減速機構が有する歯車の回転軸を支持する軸受を保持する保持部を有するリテーナと、を備え、
前記リテーナの少なくとも一部は、前記軸線方向から見て前記モータの少なくとも一部と重なる
モータユニット。 - 前記リテーナは、アルミニウム、アルミニウム合金又はマグネシウム合金により形成されている
請求項1に記載のモータユニット。 - 前記リテーナは、樹脂により形成されている
請求項1に記載のモータユニット。 - 前記減速機構は、互いに噛み合う前記歯車の対を二対有する
請求項1~3のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記減速機構は、互いに噛み合う前記歯車の対を三対有する
請求項1~3のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記ケースは、前記軸線方向において第1分割体と第2分割体とに分割され、
前記出力体は、前記軸線方向において前記第2分割体側に位置し、
前記モータ収容空間は、前記第1分割体に位置する
請求項1~5のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記ケースは、前記軸線方向において第1分割体と第2分割体とに分割され、
前記出力体は、前記軸線方向において前記第2分割体側に位置し、
前記モータ収容空間は、前記第2分割体に位置する
請求項1~5のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記ケースの一部に、他の部分よりも前記ケースの外方に向けて突出して、内部に前記モータ収容空間が形成されるモータ収容部が形成されており、
前記モータ収容部の前記モータ収容空間に面する内側面に、前記モータ収容部の前記モータ収容空間に面する奥壁面に近い方が小径となり前記奥壁面から遠い方が大径となる段差部が形成されている
請求項1~7のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記リテーナは、前記ケース内において前記軸線方向のうち前記モータ収容空間が位置する側で前記ケースに取り付けられる
請求項1~8のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記リテーナは、前記ケースに接触して取り付けられる
請求項9に記載のモータユニット。 - 前記リテーナは、防振部材を介して前記ケースに取り付けられる
請求項9に記載のモータユニット。 - 前記モータを制御する制御部を有する制御基板を更に備え、
前記制御基板は、前記リテーナ上に配置される
請求項1~11のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記モータを制御する制御部を有する制御基板を更に備え、
前記リテーナの少なくとも一部は、前記減速機構と前記制御基板との間に位置する
請求項1~12のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記モータを制御する制御部を有する制御基板を更に備え、
前記制御基板は、前記ケースに熱伝導性部材を介して接続されている
請求項1~13のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記モータを制御する制御部を有する制御基板を更に備え、
前記リテーナに、前記モータと前記制御基板とを接続する電線が通る孔又は切欠が形成されている
請求項1~14のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記リテーナと前記ステータとは、前記軸線方向に見て少なくとも一部が重なる
請求項1~15のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記モータを制御する制御部を有する制御基板を更に備え、
前記制御基板と前記ロータとは、前記軸線方向に見て少なくとも一部が重なる
請求項1~16のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記ケースは、第1分割体と第2分割体とを有し、
前記モータ収容空間は、前記第1分割体又は前記第2分割体と一体に形成される
請求項1~17のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記リテーナは、前記ステータが接触することができる接触可能部位を有している
請求項1~18のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記ケースは放熱部を有し、前記リテーナは前記放熱部と接続されている
請求項1~19のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記軸線方向に前記ケースを貫通して前記軸線回りに回転可能に配置され、前記出力体に回転力を伝達可能な入力軸を更に備える
請求項1~20のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 前記軸線方向に前記ケースを貫通して回転可能に配置される入力軸と、
前記入力軸の回転力を出力する人力駆動力出力体と、を更に備え、
前記人力駆動力出力体は前記軸線とは異なる第2軸線回りに回転する
請求項1~21のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 第1回転体を有し、前記入力軸の回転数を検出する入力軸回転検出部と、
第2回転体を有し、前記ロータの回転数を検出するモータ回転検出部と、を更に備え、
前記第1回転体と前記第2回転体とは、前記軸線方向と直交する一方向に見て重なる
請求項21又は22に記載のモータユニット。 - 前記リテーナは、前記軸線方向から見て前記ステータの外周で囲まれる内側領域の10%~80%と重なる
請求項1~23のいずれか一項に記載のモータユニット。 - 請求項1~24のいずれか一項に記載のモータユニットを備える
電動自転車。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021030828A JP2022131727A (ja) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | モータユニット及び電動自転車 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021030828A JP2022131727A (ja) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | モータユニット及び電動自転車 |
Publications (1)
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2021
- 2021-02-26 JP JP2021030828A patent/JP2022131727A/ja active Pending
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2022
- 2022-02-24 DE DE102022104398.3A patent/DE102022104398A1/de active Pending
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