JP2023117926A - 人力駆動車用のドライブユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる人力駆動車用のドライブユニットを提供する。【解決手段】人力駆動車用のドライブユニット1は、ハウジング10と、ハウジング10の外部空間に突出する回転軸20と、電気モータ41、および、変速機42の少なくとも1つを含む駆動部材40と、回転軸20を回転可能に支持する軸受け30と、回転軸20の回転中心軸心C1まわりの外周部に設けられ、ハウジング10に間隔をあけて配置されるカバー部材50と、を備え、カバー部材50は、少なくとも一部がハウジング10の外部空間に配置され、回転中心軸心C1の延びる方向から見て、回転軸20の回転中心軸心C1まわりの外周面21Cと、ハウジング10のうち貫通孔9を定義する内周面11Aと、の間の隙間を覆う。【選択図】図2
Description
本発明は、人力駆動車用のドライブユニットの技術に関する。
従来、人力駆動車用のドライブユニットが知られている。例えば、特許文献1に開示されるドライブユニットは、クランク軸と、軸受けを介してクランク軸を回転可能に支持するハウジングとを含む。クランク軸は、ハウジングの貫通孔に挿通される。
ハウジングの貫通孔と回転軸との間には隙間があるため、水、泥、および、塵などの異物がハウジング内に侵入するおそれがある。ハウジング内に異物が侵入すると、クランク軸の回転抵抗が大きくなるなどの様々な不具合が生じる。
本開示の目的は、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる人力駆動車用のドライブユニットを提供することである。
本開示の第1側面に従うドライブユニットは、人力駆動車用のドライブユニットであって、内部空間を形成し、内部空間と外部空間とを接続する貫通孔が形成されるハウジングと、回転中心軸心を有し、内部空間に一部が配置され、貫通孔を介してハウジングの外部空間に突出する回転軸と、内部空間に配置され、電気モータ、および、変速機の少なくとも1つを含む駆動部材と、内部空間、および、貫通孔の少なくとも1つに配置され、回転軸を回転可能に支持する軸受けと、回転軸の回転中心軸心まわりの外周部に設けられ、ハウジングに間隔をあけて配置されるカバー部材と、を備え、カバー部材は、少なくとも一部がハウジングの外部空間に配置され、回転中心軸心の延びる方向から見て、回転軸の回転中心軸心まわりの外周面と、ハウジングのうち貫通孔を定義する内周面と、の間の隙間を覆う。
第1側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。
第1側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。
第1側面に従う第2側面のドライブユニットにおいて、カバー部材は、回転軸に取り付けられる取付部と、取付部から回転中心軸心に関して径方向に延び、環状に形成される壁部と、壁部の前記径方向の外側端部からハウジングに向かって延び、環状に形成される突起部と、を含む。
第2側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。
第2側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。
第2側面に従う第3側面のドライブユニットにおいて、ハウジングの外壁部には、突起部の自由端が配置される環状の溝が形成される。
第3側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。
第3側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。
第2、または、第3側面に従う第4側面のドライブユニットにおいて、突起部のうち、回転中心軸心に関して径方向外側の外周面は、回転中心軸心の延びる方向において、ハウジングに近づくにつれて回転軸に近づくように傾斜する第1テーパ面を有し、ハウジングの外表面は、第1テーパ面に対向する第2テーパ面を有する。
第4側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第1テーパ面と第2テーパ面との間から排出し易くできる。
第4側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第1テーパ面と第2テーパ面との間から排出し易くできる。
第4側面に従う第5側面のドライブユニットにおいて、第1テーパ面は、第2テーパ面と等間隔、または、自由端から突起部の基端部に向かうにつれて、第2テーパ面との距離が離れるように形成される。
第5側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第1テーパ面と第2テーパ面との間からより排出し易くできる。
第5側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第1テーパ面と第2テーパ面との間からより排出し易くできる。
第4、または、第5側面に従う第6側面のドライブユニットにおいて、突起部の外周面は、第1テーパ面に接続され、回転中心軸心の延びる方向において、ハウジングから遠ざかるにつれて回転軸に近づくように傾斜する第3テーパ面をさらに含む。
第6側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第1テーパ面と第2テーパ面との間からより排出し易くできる。
第6側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第1テーパ面と第2テーパ面との間からより排出し易くできる。
第4から第6側面のいずれか一つに従う第7側面のドライブユニットにおいて、ハウジングの外表面は、第2テーパ面に接続され、回転中心軸心の延びる方向において、突起部の自由端から遠ざかるにつれて回転軸から離間するように傾斜する第4テーパ面をさらに含む。
第7側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第1テーパ面と第2テーパ面との間からより排出し易くできる。
第7側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第1テーパ面と第2テーパ面との間からより排出し易くできる。
第1から第7側面のいずれか一つに従う第8側面のドライブユニットにおいて、ハウジングに設けられ、軸受けとカバー部材との間において、回転軸に接触するシール部材をさらに含む。
第8側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。
第8側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。
第8側面に従う第9側面のドライブユニットにおいて、シール部材は、シングルリップタイプのシール部材である。
第9側面のドライブユニットによれば、シール部材の回転軸への接触によって発生する回転抵抗の増加を抑制できる。
第9側面のドライブユニットによれば、シール部材の回転軸への接触によって発生する回転抵抗の増加を抑制できる。
第1から第9側面のいずれか一つに従う第10側面のドライブユニットにおいて、カバー部材と、ハウジングとによって形成される空隙の少なくとも一部を満たすように配置されるグリスをさらに備える。
第10側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。
第10側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。
第1から第10側面のいずれか一つに従う第11側面のドライブユニットにおいて、カバー部材は、樹脂材料によって形成される。
第11側面のドライブユニットによれば、ドライブユニットの重量の増加を抑制できる。
第11側面のドライブユニットによれば、ドライブユニットの重量の増加を抑制できる。
第1から第11側面のいずれか一つに従う第12側面のドライブユニットにおいて、カバー部材の取付部は、回転軸に向かって突出する少なくとも1つの凸部を有し、回転軸の外周部は、少なくとも1つの凸部の少なくとも一部が係合する少なくとも1つの凹部を有する。
第12側面のドライブユニットによれば、回転軸に対してカバー部材を容易に取り付けることができる。
第12側面のドライブユニットによれば、回転軸に対してカバー部材を容易に取り付けることができる。
第1から第12側面のいずれか一つに従う第13側面のドライブユニットにおいて、回転軸は、クランク軸を含む。
第13側面のドライブユニットによれば、ハウジングとクランク軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。
第13側面のドライブユニットによれば、ハウジングとクランク軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。
第13側面に従う第14側面のドライブユニットにおいて、回転軸は、クランク軸に直接または間接的に接続される出力軸をさらに含む。
第14側面のドライブユニットによれば、ハウジングと出力軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。
第14側面のドライブユニットによれば、ハウジングと出力軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。
第14側面に従う第15側面のドライブユニットにおいて、クランク軸と、出力軸とは、同軸に配置され、出力軸は、回転中心軸心に関してクランク軸の径方向外側に配置される。
第15側面のドライブユニットによれば、クランク軸、および、出力軸の配置スペースを縮小できる。
第15側面のドライブユニットによれば、クランク軸、および、出力軸の配置スペースを縮小できる。
本開示のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。
本発明の一実施形態に係る人力駆動車のドライブユニット1の構成が説明される。本発明の一実施形態に係るドライブユニット1の構成の説明には、図1から図3が用いられる。
ドライブユニット1が装着される人力駆動車は、少なくとも1つの車輪を有し、少なくとも人力駆動力によって駆動できる乗り物である。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、ハンドバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車が有する車輪の数は限定されない。人力駆動車は、例えば1輪車および2輪以上の車輪を有する乗り物を含む。人力駆動車は、人力駆動力のみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車は、人力駆動力だけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するE-bikeを含む。E-bike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。
ドライブユニット1は、内部空間8を形成するハウジング10を備える。ドライブユニット1は、ハウジング10の内部空間8に一部が配置される回転軸20を備える。回転軸20は、クランク軸21を含む。クランク軸21は、実質的に円筒形状を有する。クランク軸21は、中実に形成されていてもよい。クランク軸21は、回転中心軸心C1を有する。クランク軸21は、ハウジング10に対して回転中心軸心C1まわりに回転可能に設けられる。本明細書においては、図2から図4において、クランク軸21の回転中心軸心C1が延びる方向を、第1方向X1とする。
ハウジング10には、ハウジング10の内部空間8と外部空間とを接続する貫通孔9が形成される。本実施形態において貫通孔9は、第1方向X1におけるハウジング10の第1側壁10Aに形成される第1貫通孔11、および、第1方向X1におけるハウジング10の第2側壁10Bに形成される第2貫通孔12を含む。第1貫通孔11は、第1方向X1に延びて、ハウジング10の内部空間8と、外部空間とを接続するように形成される。第2貫通孔12は、第1方向X1に延びて、ハウジング10の内部空間8と、外部空間とを接続するように形成される。
クランク軸21は、貫通孔9を介してハウジング10の外部空間に突出する。第1方向X1におけるクランク軸21の第1端部21Aが、第1貫通孔11を介してハウジング10の外部空間に突出する。第1方向X1において、クランク軸21の第1端部21Aとは反対に配置される第2端部21Bが、第2貫通孔12を介してハウジング10の外部空間に突出する。
回転軸20は、クランク軸21に直接または間接的に接続される出力軸22をさらに含む。出力軸22は、実質的に円筒形状を有する。出力軸22と、クランク軸21とは、同軸に配置される。出力軸22は、回転中心軸心C1を有し、ハウジング10に対して回転中心軸心C1まわりに回転可能に設けられる。出力軸22は、回転中心軸心C1に関してクランク軸21の径方向外側に配置される。出力軸22は、クランク軸21の第2端部21B側に設けられる。第1方向X1における出力軸22の一部22Aは、第2貫通孔12を介してハウジング10の外部空間に突出する。
クランク軸21と後輪とは、駆動機構によって連結される。後輪は、クランク軸21が回転することによって駆動される。駆動機構は、クランク軸21に連結される回転部材を含む。回転部材は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含んでいてもよい。クランク軸21と回転部材とは、一体回転するように連結されてもよく、ワンウェイクラッチ15を介して連結されていてもよい。ワンウェイクラッチ15は、例えば、ローラクラッチ、スプラグクラッチ、または、爪ラチェットクラッチ、フェイスチェットクラッチを含む。ワンウェイクラッチ15は、クランク軸21が前転した場合に、回転部材を前転させ、クランク軸21が後転した場合に、クランク軸21と回転部材との相対回転を許容するように構成される。
ワンウェイクラッチ15は、人力駆動力の伝達経路において、クランク軸21と出力軸22との間に配置される。クランク軸21と、ワンウェイクラッチ15との間には、クランク軸21からワンウェイクラッチ15に人力駆動力を伝達するように構成される伝達軸17が設けられてもよい。例えば、伝達軸17は、中空軸によって形成され、クランク軸21と同軸に配置される。伝達軸17には、人力駆動力を検出するための検出部が設けられてもよい。人力駆動力を検出するための検出部は、伝達軸17の外周側に配置されてもよい。検出部は、ひずみセンサ、または、磁歪センサなどを含む。
ドライブユニット1は、ハウジング10の内部空間8、および、貫通孔9の少なくとも1つに配置される軸受け30を備える。軸受け30は、第1軸受31、第2軸受32、および、第3軸受33を含む。第1軸受31は、ハウジング10の内部空間8、第1貫通孔11、または、ハウジング10の内部空間8と第1貫通孔11との両方に配置される。第1軸受31は、ハウジング10に対してクランク軸21を回転可能に支持する。第2軸受32は、ハウジング10の内部空間8、第2貫通孔12、または、ハウジング10の内部空間8と第2貫通孔12との両方に配置される。第2軸受32は、ハウジング10に対して出力軸22を回転可能に支持する。第3軸受33は、出力軸22の内周部と、クランク軸21の外周部との間に配置される。出力軸22は、第3軸受33を介してクランク軸21を回転可能に支持する。第1軸受31、第2軸受32、および、第3軸受33は、それぞれ玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。本実施形態において、第1軸受31、および、第2軸受32は、ラジアルベアリングによって構成され、第3軸受33は、ニードルベアリングによって構成される。
ドライブユニット1は、駆動部材40を備える。駆動部材40は、ハウジング10の内部空間8に配置され、電気モータ41、および、変速機42の少なくとも1つを含む。本実施形態では、変速機42は、減速機を含む。駆動部材40は、電気モータ41のみを含んでいてもよい。駆動部材40は、電気モータ41は含まず、変速機42のみを含んでいてもよい。駆動部材40は、例えば欧州特許出願公開第2379402号明細書に記載されるような、変速機のみを含んでいてもよい。駆動部材40は、例えば米国特許出願公開第2016/0040763号明細書、国際公開第2016/062436号、および、国際公開第2017/080726号に記載されるような、電気モータ、減速機、および、変速機を含んでいてもよい。電気モータ41、および、変速機42の構成は、特に限定されない。
電気モータ41は、人力駆動車に推進力を付与するように構成される。電気モータ41は、例えば出力軸22を介して人力駆動車の後輪に回転力を伝達するように構成される。電気モータ41は、出力軸41Aを含む。出力軸41Aは、一対の第4軸受34を介してハウジング10に対して回転可能にハウジング10に支持される。第4軸受34は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。電気モータ41は、ハウジング10に設けられる。電気モータ41は、ハウジング10の内部空間8に配置される。
電気モータ41とクランク軸21との間の動力伝達経路には、好ましくは、ワンウェイクラッチ16が設けられる。ワンウェイクラッチ16は、クランク軸21を人力駆動車が前進する方向に回転させた場合にクランク軸21の回転力の電気モータ41への伝達を抑制するように形成される。ワンウェイクラッチ16は、ローラクラッチ、爪ラチェット式クラッチ、および、スプラグ式クラッチのいずれか1つを含む。
変速機42は、電気モータ41の出力軸41Aに連結され、電気モータ41の回転速度を減少させる。電気モータ41の回転力は、変速機42に伝達される。変速機42に伝達された回転力は、出力軸22、および、駆動機構の部材を介して、人力駆動車の後輪に伝達される。変速機42の種類は特に限定されない。変速機42は、例えば、相互に噛み合う一対の歯車と、遊星歯車機構と、一対のスプロケットおよびチェーンと、一対のプーリおよびベルトと、の少なくとも1つを含む。
ドライブユニット1は、カバー部材50を備える。カバー部材50は、ハウジング10の内部空間8、第1貫通孔11、および、第2貫通孔12の少なくとも1つへの、水、泥、および、塵などの異物の侵入を抑制するように構成される。本実施形態において、カバー部材50は、例えば、クランク軸21の第1端部21Aの近傍に配置される第1カバー部材50A、および、クランク軸21の第2端部21Bの近傍に設けられる第2カバー部材50Bを含む。本実施形態において、第1カバー部材50Aの寸法は、第2カバー部材50Bの寸法とは異なるが、第1カバー部材50A、および、第2カバー部材50Bは、は、クランク軸21の回転中心軸心C1に対して垂直な面に対して、実質的に対称な形状を有する。
ドライブユニット1は、ハウジング10に設けられるシール部材60をさらに含む。シール部材60は、例えば、クランク軸21の第1端部21Aの近傍に設けられる第1シール部材60A、および、クランク軸21の第2端部21Bの近傍に設けられる第2シール部材60Bを含む。第1シール部材60Aは、ハウジング10の内部空間8、第1貫通孔11、または、ハウジング10の内部空間8と第1貫通孔11との両方に配置される。第1シール部材60Aは、クランク軸21の径方向外側に配置される。第2シール部材60Bは、ハウジング10の内部空間8、第2貫通孔12、または、ハウジング10の内部空間8と第2貫通孔12との両方に配置される。第2シール部材60Bは、出力軸22の径方向外側に配置される。
シール部材60は、シングルリップタイプのシール部材である。シール部材60は、軸受け30とカバー部材50との間において、回転軸20に接触する。例えば、第1シール部材60Aの一部は、第1軸受31と第1カバー部材50Aとの間において、クランク軸21に接触する。第2シール部材60Bの一部は、第2軸受32と第2カバー部材50Bとの間において、出力軸22に接触する。シール部材60は、樹脂材料によって形成される。樹脂材料は、弾性を有していてもよい。樹脂材料は、例えばABS樹脂、合成ゴムなどを含む。シール部材60は、金属材料によって形成されていてもよい。
本発明の一実施形態に係るドライブユニット1のカバー部材50の構成が説明される。カバー部材50の構成の説明には、図3、および、図4が用いられる。第1カバー部材50Aと、第2カバー部材50Bとは、第1カバー部材50Aがクランク軸21に取り付けられ、第2カバー部材50Bが出力軸22に取り付けられる点を除いて、同様の形状であるので、第1カバー部材50Aについて説明され、第2カバー部材50Bについての説明は簡略化して説明される。
カバー部材50は、実質的に円環状に形成される。カバー部材50は、回転軸20の回転中心軸心C1まわりの外周部に設けられる。第1カバー部材50Aは、クランク軸21の回転中心軸心C1まわりの外周部に設けられる。第2カバー部材50Bは、出力軸22の回転中心軸心C1まわりの外周部に設けられる。カバー部材50は、ハウジング10に間隔をあけて配置される。好ましくは、カバー部材50は、樹脂材料によって形成される。カバー部材50は、金属材料によって形成されてもよい。
カバー部材50は、少なくとも一部がハウジング10の外部空間に配置される。本実施形態においては、カバー部材50の全ての部分がハウジング10の外部空間に配置される。カバー部材50は、回転中心軸心C1の延びる方向から見て、回転軸20の回転中心軸心C1まわりの外周面21Cと、ハウジング10のうち貫通孔9を定義する内周面11Aと、の間の隙間を覆う。第1カバー部材50Aは、回転中心軸心C1の延びる方向から見て、回転軸20の回転中心軸心C1まわりの外周面21Cと、ハウジング10のうち第1貫通孔11を定義する内周面11Aと、の間の隙間を覆う。第2カバー部材50Bは、回転中心軸心C1の延びる方向から見て、出力軸22の回転中心軸心C1まわりの外周面21Cと、ハウジング10のうち第2貫通孔12を定義する内周面11Aと、の間の隙間を覆う。各内周面11Aは、回転中心軸心C1の延びる方向の両端部に、第1面取り部11B、および、第2面取り部11Cを含む。
カバー部材50は、回転軸20に取り付けられる取付部51を含む。第1カバー部材50Aの取付部51は、クランク軸21に取り付けられる。第1カバー部材50Aの取付部51は、クランク軸21の外周面21Cの全周に沿うように形成される。第2カバー部材50Bの取付部51は、出力軸22の外周面21Cの全周に沿うように形成される。取付部51は、回転軸20に向かって突出する少なくとも1つの凸部51Aを有する。回転軸20の外周面21Cは、少なくとも1つの凸部51Aの少なくとも一部が係合する少なくとも1つの凹部21Dを有する。第1カバー部材50Aの取付部51の凸部51Aは、クランク軸21に向かって突出する。クランク軸21の外周面21Cに形成される凹部21Dは、第1カバー部材の凸部51Aに係合する。第2カバー部材50Bの取付部51の凸部51Aは、出力軸22に向かって突出する。
出力軸22の外周面21Cに形成される凹部21Dは、第2カバー部材50Bの凸部51Aに係合する。少なくとも1つの凸部51Aは、環状に形成されていてもよく、回転中心軸心C1まわりに間隔をあけて複数形成されてもよい。少なくとも1つの凹部21Dは、少なくとも1つの凸部51Aに相補的な形状を有する。少なくとも1つの凹部21Dは、環状に形成されてもよく、回転中心軸心C1まわりに間隔をあけて複数形成されてもよい。カバー部材50は、例えば、取付部51の凸部51Aが回転軸20の凹部21Dに嵌まり込むことによって、回転軸20の外周面21Cに固定される。カバー部材50は、回転軸20に対して接着により固定されてもよい。カバー部材50は、回転軸20と一体的に形成されてもよい。カバー部材50は、回転軸20に固定されることによって、回転軸20と一体的に回転可能である。
カバー部材50は、取付部51から回転軸20の回転中心軸心C1に関して径方向に延びる壁部52を含む。壁部52は、例えば、第1方向X1における取付部51の中間部から径方向外側に延びる。壁部52は、貫通孔9を定義する内周面11Aよりも径方向外側まで延びる。壁部52は、環状に形成される。壁部52は、例えば、回転中心軸心C1の延びる方向から見て、円環状に形成される。
カバー部材50は、壁部52の径方向の外側端部からハウジング10に向かって延びる突起部53を含む。突起部53は、例えば、壁部52の径方向外側端部から、第1方向X1においてハウジング10側に延びる。突起部53は、環状に形成される。突起部53は、例えば、回転中心軸心C1の延びる方向から見て、円環状に形成される。
ハウジング10の外壁部13には、突起部53の自由端53Cが配置される環状の溝14が形成される。突起部53の自由端53Cは、例えば、突起部53のうち、第1方向X1においてハウジング10側の端部である。溝14は、例えば、第1方向X1において、ハウジング10の外部表面において、ハウジング10の外部空間からハウジング10の内部空間8に向かって凹むように形成される。溝14は、例えば、回転中心軸心C1の延びる方向から見て、回転中心軸心C1を中心とする円環状に形成される。突起部53は、溝14の内壁面14Dに対して間隔をあけて配置される。
ハウジング10の外壁部13は、外表面13Aを含む。外表面13Aは、回転中心軸心C1に関して溝14よりも径方向内側に配置される第1外表面13B、および、回転中心軸心C1に関して溝14よりも径方向外側に配置される第2外表面13Cを含む。第1外表面13Bは、第2外表面13Cに対して段差を有するように形成される。第1外表面13Bは、第1方向X1において、第2外表面13Cよりも回転軸20の中央側に凹むように形成される。壁部52は、ハウジング10の第1外表面13Bに対して、第1方向X1に間隔を空けて配置される。回転中心軸心C1に関して径方向外側から径方向内側に向かう方向から見て、突起部53は、壁部52とハウジング10の第1外表面13Bとの隙間を覆うように形成される。
壁部52によって、回転軸20の外周面21Cと、ハウジング10の貫通孔9の内周面11Aと、の間の隙間Sが覆われるため、隙間Sからの水、泥、および、塵などの異物の侵入を抑制できる。突起部53と溝14とによって、カバー部材50と溝14との間の隙間が曲がって、ラビリンス構造が形成されるため、異物の侵入をさらに抑制できる。
突起部53のうち、回転中心軸心C1に関して径方向外側の外周面は、第1テーパ面53Aを有する。第1テーパ面53Aは、回転中心軸心C1の延びる方向において、ハウジング10に近づくにつれてクランク軸21に近づくように傾斜する。第1テーパ面53Aは、例えば、溝14の底面に向かうにつれて、径方向内側に向かうように傾斜する。
突起部53のうち、回転中心軸心C1に関して径方向外側の外周面53Eは、第1テーパ面53Aに接続される第3テーパ面53Bをさらに含む。第3テーパ面53Bは、例えば、第1方向X1において、第1テーパ面53Aよりもハウジング10から離反して、第1テーパ面53Aに隣接するように形成される。第3テーパ面53Bは、回転中心軸心C1の延びる方向において、ハウジング10から遠ざかるにつれて回転軸20に近づくように傾斜する。第3テーパ面53Bは、例えば、溝14の底面に向かうにつれて、回転軸20の径方向外側に向かうように傾斜する。第1テーパ面53Aと第3テーパ面53Bとの交線Pを含む平面が、回転中心軸心C1に対して垂直に延びる方向から見て、第2外表面13Cよりも回転軸20の中央寄りに配置されるように、第1テーパ面53Aと第3テーパ面53Bとは形成される。突起部53の第1テーパ面53Aと第3テーパ面53Bとの交線Pがハウジング10の第2外表面13Cよりも回転軸20の中央寄りに配置されることによって、回転中心軸心C1に関して径方向外側から、カバー部材50とハウジング10との隙間を介する異物の侵入を抑制できる。
ハウジング10の外表面13Aは、第1テーパ面53Aに対向する第2テーパ面14Aを有する。第2テーパ面14Aは、例えば、溝14の内壁面14Dのうち、回転中心軸心C1に関して径方向外側の壁面に形成される。第2テーパ面14Aは、回転中心軸心C1の延びる方向において、溝14の底面に近づくにつれて回転軸20に近づくように傾斜する。第2テーパ面14Aは、例えば、第1方向X1において、回転軸20の中央に向かうにつれて、回転軸20の径方向内側に向かうように傾斜する。
第1テーパ面53Aは、突起部53の自由端53Cから突起部53の基端部53Dに向かう方向において、第2テーパ面14Aと等間隔、または、突起部53の自由端53Cから突起部53の基端部53Dに向かうにつれて、第2テーパ面14Aとの距離が離れるように形成される。回転中心軸心C1を含む平面において、第1方向X1に対する第2テーパ面14Aの鋭角側の傾斜角度αと、第1方向X1に対する第1テーパ面53Aの鋭角側の傾斜角度βとの関係は、α≧βである。
ハウジング10の外表面13Aは、第2テーパ面14Aに接続される第4テーパ面14Bをさらに含む。第4テーパ面14Bは、例えば、溝14の内壁面14Dのうち、回転中心軸心C1に関して径方向外側の壁面に形成される。第4テーパ面14Bは、例えば、第1方向X1において、第2テーパ面14Aよりも回転軸20の中央から離反する位置に配置され、第2テーパ面14Aに隣接するように形成される。第4テーパ面14Bは、回転中心軸心C1の延びる方向において、突起部53の自由端53Cから遠ざかるにつれて回転軸20から離間するように傾斜する。第4テーパ面14Bは、回転中心軸心C1の延びる方向において、ハウジング10の第2外表面13Cに近づくにつれて回転軸20から離間するように傾斜する。回転中心軸心C1を含む平面において、回転中心軸心C1の延びる方向に対する第4テーパ面14Bの鋭角側の傾斜角度は、回転中心軸心C1の延びる方向に対する第2テーパ面14Aの鋭角側の傾斜角度αよりも大きく形成される。溝14の内壁面14Dのうち回転中心軸心C1に関して径方向内側の壁面と、第1外表面13Bとが交わる角部には、第3面取り部14Cが形成される。
突起部53の第1テーパ面53A、および、第3テーパ面53Bと、溝14の第2テーパ面14A、および、第4テーパ面14Bと、の間の隙間は、溝14の開口に近づくにつれて広がるように形成されるため、ハウジング10内に入り込んだ異物を、外部に排出し易くできる。
ドライブユニット1は、カバー部材50と、ハウジング10とによって形成される空隙の少なくとも一部を満たすように配置されるグリス70をさらに備える。グリス70は、例えば、カバー部材50と、ハウジング10の溝14、および、第1外表面13Bとによって形成される空隙に配置される。グリス70によって、溝14とカバー部材50の突起部53との間の隙間から、ハウジング10内に異物が侵入するのを抑制できる。
本実施形態に係るドライブユニット1は、カバー部材50を備えることによって、ハウジング10の貫通孔11,12の内周面11Aと、回転軸20との隙間から、人力駆動車の走行によって跳ね上げられた水、泥、および、塵などの異物の侵入を抑制できる。ドライブユニット1は、シングルリップタイプのシール部材60、および、カバー部材50を備えることによって、回転軸20の回転抵抗の増加を抑制しつつ、シール性能を確保できる。
(変形例)
実施形態に関する説明は、本発明に従う人力駆動車用のドライブユニットが取り得る形態の例示であり、本発明を制限することを意図していない。例えば、各実施形態におけるドライブユニット1の構成は一例であり、ドライブユニット1は、実施形態において示されない各種装置を含んでいてもよく、実施形態において示す各種装置のうち一部を含まない構成としてもよい。
実施形態に関する説明は、本発明に従う人力駆動車用のドライブユニットが取り得る形態の例示であり、本発明を制限することを意図していない。例えば、各実施形態におけるドライブユニット1の構成は一例であり、ドライブユニット1は、実施形態において示されない各種装置を含んでいてもよく、実施形態において示す各種装置のうち一部を含まない構成としてもよい。
例えば、実施形態において、カバー部材50は、クランク軸21、および、出力軸22の外周部に設けられるが、クランク軸21の外周部のみに設けられてもよく、または、出力軸22の外周部のみに設けられてもよい。シール部材60は、シングルリップタイプのシール部材に限定されず、例えばダブルリップタイプのシール部材であってもよい。ドライブユニット1は、グリス70を備えていなくてもよい。
回転軸20は、クランク軸21のみを含んでいてもよく、出力軸22のみを含んでいてもよい。出力軸22と、クランク軸21とは、同軸に配置されず、第1方向X1に交差する方向に離れて配置されてもよい。
ワンウェイクラッチ15は、省略されてもよい。ワンウェイクラッチ15が省略される場合、第3軸受33は省略されてもよく、入力回転軸と出力軸とがワンピース部材として一体に形成されてもよい。
カバー部材50の形状は、本実施形態の形状に限定されず、例えば、カバー部材50は突起部53を含まなくてもよい。突起部53は、例えば、第1テーパ面53A、および、第3テーパ面Aのいずれか1つを含んでもよい。突起部53は、例えば、第1テーパ面53A、および、第3テーパ面Aを含まなくてもよい。
ハウジング10の形状は、本実施形態の形状に限定されず、例えば、ハウジング10は溝14を含まなくてもよい。溝14は、例えば、第2テーパ面14A、および、第4テーパ面14Bのいずれか1つを含んでもよい。溝14は、例えば、第2テーパ面14A、および、第4テーパ面14Bを含まなくてもよい。
回転中心軸心C1の径方向におけるカバー部材50の壁部52の長さは、例えば、回転中心軸心C1の径方向における隙間Sの長さの2倍以上であり、好ましくは、4倍以上である。第1方向X1において、カバー部材50の壁部52とハウジング10との最小距離は、例えば、0.1mm以上5mm以下である。カバー部材50とハウジング10との最小距離は、例えば、0.1mm以上5mm以下である。グリス70は、グリス70へのごみの付着を抑制するため、好ましくは、カバー部材50の第1テーパ面53Aと第3テーパ面53Bとの間には配置されない。
本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、所望の選択肢の「1つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が2つであれば「1つの選択肢のみ」または「2つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が3つ以上であれば「1つの選択肢のみ」または「2つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
1…ドライブユニット、8…内部空間、9…貫通孔、10…ハウジング、11…第1貫通孔、11A…内周面、12…第2貫通孔、13…外壁部、13A…外表面、14…溝、14A…第2テーパ面、14B…第4テーパ面、20…回転軸、21…クランク軸、21C…外周面、21D…凹部、22…出力軸、30…軸受け、31…第1軸受、32…第2軸受、33…第3軸受、40…駆動部材、41…電気モータ、42…変速機、50…カバー部材、51…取付部、51A…凸部、52…壁部、53…突起部、53A…第1テーパ面、53B…第3テーパ面、53C…自由端、53D…基端部、53E…外周面、60…シール部材、70…グリス
Claims (15)
- 人力駆動車用のドライブユニットであって、
内部空間を形成し、前記内部空間と外部空間とを接続する貫通孔が形成されるハウジングと、
回転中心軸心を有し、前記内部空間に一部が配置され、前記貫通孔を介して前記ハウジングの外部空間に突出する回転軸と、
前記内部空間に配置され、電気モータ、および、変速機の少なくとも1つを含む駆動部材と、
前記内部空間、および、前記貫通孔の少なくとも1つに配置され、前記回転軸を回転可能に支持する軸受けと、
前記回転軸の前記回転中心軸心まわりの外周部に設けられ、前記ハウジングに間隔をあけて配置されるカバー部材と、を備え、
前記カバー部材は、
少なくとも一部が前記ハウジングの外部空間に配置され、前記回転中心軸心の延びる方向から見て、前記回転軸の前記回転中心軸心まわりの外周面と、前記ハウジングのうち前記貫通孔を定義する内周面と、の間の隙間を覆う、ドライブユニット。 - 前記カバー部材は、
前記回転軸に取り付けられる取付部と、
前記取付部から前記回転中心軸心に関して径方向に延び、環状に形成される壁部と、
前記壁部の前記径方向の外側端部から前記ハウジングに向かって延び、環状に形成される突起部と、を含む、請求項1に記載のドライブユニット。 - 前記ハウジングの外壁部には、前記突起部の自由端が配置される環状の溝が形成される、請求項2に記載のドライブユニット。
- 前記突起部のうち、前記回転中心軸心に関して径方向外側の外周面は、前記回転中心軸心の延びる方向において、前記ハウジングに近づくにつれて前記回転軸に近づくように傾斜する第1テーパ面を有し、
前記ハウジングの外表面は、前記第1テーパ面に対向する第2テーパ面を有する、請求項2、または、3に記載のドライブユニット。 - 前記第1テーパ面は、前記第2テーパ面と等間隔、または、前記自由端から前記突起部の基端部に向かうにつれて、前記第2テーパ面との距離が離れるように形成される、請求項4に記載のドライブユニット。
- 前記突起部の前記外周面は、前記第1テーパ面に接続され、前記回転中心軸心の延びる方向において、前記ハウジングから遠ざかるにつれて前記回転軸に近づくように傾斜する第3テーパ面をさらに含む、請求項4、または、5に記載のドライブユニット。
- 前記ハウジングの前記外表面は、前記第2テーパ面に接続され、前記回転中心軸心の延びる方向において、前記突起部の前記自由端から遠ざかるにつれて前記回転軸から離間するように傾斜する第4テーパ面をさらに含む、請求項4から6のいずれか一項に記載のドライブユニット。
- 前記ハウジングに設けられ、前記軸受けと前記カバー部材との間において、前記回転軸に接触するシール部材をさらに含む、請求項1から7のいずれか一項に記載のドライブユニット。
- 前記シール部材は、シングルリップタイプのシール部材である、請求項8に記載のドライブユニット。
- 前記カバー部材と、前記ハウジングとによって形成される空隙の少なくとも一部を満たすように配置されるグリスをさらに備える、請求項1から9のいずれか一項に記載のドライブユニット。
- 前記カバー部材は、樹脂材料によって形成される、請求項1から10のいずれか一項に記載のドライブユニット。
- 前記カバー部材の前記取付部は、前記回転軸に向かって突出する少なくとも1つの凸部を有し、
前記回転軸の前記外周部は、少なくとも1つの前記凸部の少なくとも一部が係合する少なくとも1つの凹部を有する、請求項1から11のいずれか一項に記載のドライブユニット。 - 前記回転軸は、クランク軸を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載のドライブユニット。
- 前記回転軸は、前記クランク軸に直接または間接的に接続される出力軸をさらに含む、請求項13に記載のドライブユニット。
- 前記クランク軸と、前記出力軸とは、同軸に配置され、
前記出力軸は、前記回転中心軸心に関して前記クランク軸の径方向外側に配置される、請求項14に記載のドライブユニット。
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