JP4932012B2 - Electric hub unit - Google Patents
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Description
本発明は、電動車(例えば、電動自転車、電動アシスト自転車、歩行介助車など)に利用される電動ハブユニットに関するものである。 The present invention relates to an electric hub unit used for an electric vehicle (for example, an electric bicycle, an electric assist bicycle, a walking assistance vehicle, etc.).
従来、このような分野の技術として、特開2002−362467号公報がある。この公報に記載された電動ハブユニットは、コイル及びマグネットを収容したモータケーシングと、モータの周囲で車軸を中心に回転するハブと、モータの出力を減速させてハブに伝達する遊星歯車機構と、コイルへの通電を制御する回路基板と、を備えている。そして、遊星歯車機構は、モータケーシング内に収容され、回路基板は、モータケーシングの外壁に固定されている。 Conventionally, as a technology in such a field, there is JP-A-2002-362467. The electric hub unit described in this publication includes a motor casing that houses a coil and a magnet, a hub that rotates around the axle around the motor, a planetary gear mechanism that decelerates the output of the motor and transmits it to the hub, And a circuit board for controlling energization to the coil. The planetary gear mechanism is accommodated in the motor casing, and the circuit board is fixed to the outer wall of the motor casing.
しかしながら、前述した従来の電動ハブユニットでは、遊星歯車機構で発生した歯車の摩耗粉がグリースと一緒に飛散すると、摩耗粉がコイルやマグネットに付着し易く、これによって、モータの回転不良が起こり易いといった問題点があった。
また、特開2000−53068号公報に開示された電動ハブユニットの回路基板は、モータのケーシング内に既に格納されているので、歯車の摩耗粉が回路基板に付着することはないが、このような構成は、回路基板上の電子部品がコイルから発生する熱の影響を受け易く、電子部品の寿命を縮めたり、電子部品に誤作動を発生させて、モータの回転不良の原因になる。
However, in the above-described conventional electric hub unit, if the wear powder of the gear generated by the planetary gear mechanism is scattered together with the grease, the wear powder easily adheres to the coil and the magnet, and thus the rotation failure of the motor is likely to occur. There was a problem.
In addition, since the circuit board of the electric hub unit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-53068 is already stored in the motor casing, gear abrasion powder does not adhere to the circuit board. Such a configuration causes the electronic components on the circuit board to be easily affected by the heat generated from the coil, shortening the life of the electronic components or causing malfunctions in the electronic components, causing a rotation failure of the motor.
本発明は、モータ部の回転不良を回避させるようにした電動ハブユニットを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electric hub unit that avoids a rotation failure of a motor unit.
本発明は、車軸の軸線を中心に回転するハブ内に、モータ部が内蔵された電動ハブユニットにおいて、
ハブ内には、
モータケース内にロータ及びステータが収容されたモータ部と、
ロータの回転を減速してハブに伝達する減速歯車部と、
ロータの回転を制御する回路基板と、を備え、
モータケースの軸線方向における一端部には、軸線を中心としたリング状の開口部が形成され、開口部内には減速歯車部が配置され、モータケースの軸線方向における他端部には端壁が形成され、端壁とハブとの間に回路基板が配置され、モータケース内には、減速歯車部とモータ部内のロータ及びステータとを仕切る仕切板が配置されていることを特徴とする。
The present invention provides an electric hub unit in which a motor unit is incorporated in a hub that rotates about an axis of an axle.
In the hub,
A motor unit in which a rotor and a stator are housed in a motor case;
A reduction gear portion that reduces the rotation of the rotor and transmits it to the hub;
A circuit board for controlling the rotation of the rotor,
A ring-shaped opening centered on the axis is formed at one end in the axial direction of the motor case, a reduction gear portion is disposed in the opening, and an end wall is provided at the other end in the axial direction of the motor case. The circuit board is disposed between the end wall and the hub, and a partition plate that partitions the reduction gear portion and the rotor and stator in the motor portion is disposed in the motor case.
この電動ハブユニットにおいては、モータケースによって減速歯車部と回路基板とが分離され、仕切板によって減速歯車部とモータ部のロータ及びステータとが分離されている。また、モータケースの開口部内に減速歯車部が配置されているので、ハブに関しては、軸線方向即ち車幅方向の長さを短くすることができ、ハブを薄型化させることができる。この薄型化の達成のために、減速歯車部をモータケース内に配置させた結果として、減速歯車部とモータ部のロータ及びステータとが接近し、歯車の摩耗粉の影響をロータ及びステータが受け易くなっているが、減速歯車部で発生した歯車の摩耗粉がグリースと一緒に飛散しても、仕切板によって摩耗粉がロータやステータに付着し難く、モータ部の回転不良を回避させることができる。更に、回路基板は、モータケース内に配置された減速歯車部から遠く離されて、モータケースの端壁の外に配置されているので、歯車の摩耗粉が極めて付着し難い。そして、回路基板は、モータケースの端壁によってコイルから隔てられているので、コイルから発生する熱は、モータケースによって回路基板に直接伝達し難く、回路基板上の電子部品の寿命低下や、電子部品の誤作動を防止することができる。 In this electric hub unit, the reduction gear portion and the circuit board are separated by the motor case, and the reduction gear portion and the rotor and stator of the motor portion are separated by the partition plate. Further, since the reduction gear portion is disposed in the opening of the motor case, the length of the hub in the axial direction, that is, the vehicle width direction can be shortened, and the hub can be thinned. In order to achieve this reduction in thickness, the reduction gear portion is arranged in the motor case. As a result, the reduction gear portion and the rotor and stator of the motor portion approach each other, and the rotor and stator are affected by gear dust. Although it is easy, even if the gear wear powder generated in the reduction gear is scattered together with the grease, the wear powder is difficult to adhere to the rotor or stator by the partition plate, and it is possible to avoid the rotation failure of the motor section. it can. Furthermore, since the circuit board is disposed far away from the reduction gear portion disposed in the motor case and is disposed outside the end wall of the motor case, the abrasion powder of the gear is hardly attached. Since the circuit board is separated from the coil by the end wall of the motor case , it is difficult for the heat generated from the coil to be directly transmitted to the circuit board by the motor case. It is possible to prevent malfunction of parts.
また、減速歯車部は、遊星歯車機構からなり、減速歯車部の遊星歯車は、ハブの軸線方向における一端部からハブの内方に向けて、軸線方向に突出する軸部に回転自在に取り付けられ、遊星歯車は、ハブの一端部と仕切板との間に配置され、仕切板は、軸部の遊端にネジにより固定されていると好適である。
ハブから突出して遊星歯車の回転を支持する軸部を有効に利用することで、仕切板をネジによって簡単に固定させることができる。そして、仕切板をハブに固定すると、ハブ内にモータ部を組み付ける際に遊星歯車が落下することがないので、組立て作業性が良好になる。また、電動ハブユニットの内部の分解掃除の際に、ネジの採用によって仕切板を容易に外すことができ、遊星歯車機構にグリースを注入し易い。
The reduction gear portion is composed of a planetary gear mechanism, and the planetary gear of the reduction gear portion is rotatably attached to a shaft portion protruding in the axial direction from one end portion in the axial direction of the hub toward the inside of the hub. The planetary gear is preferably disposed between one end of the hub and the partition plate, and the partition plate is preferably fixed to the free end of the shaft portion with a screw.
By effectively using the shaft portion that protrudes from the hub and supports the rotation of the planetary gear, the partition plate can be easily fixed with screws. And if a partition plate is fixed to a hub, when a motor part is assembled | attached in a hub, a planetary gear will not fall, Therefore Assembling workability | operativity becomes favorable. Further, when disassembling and cleaning the inside of the electric hub unit, the partition plate can be easily removed by using screws, and it is easy to inject grease into the planetary gear mechanism.
本発明によれば、モータ部の回転不良を回避させることができる。 According to the present invention, poor rotation of the motor unit can be avoided.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る電動ハブユニットの好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an electric hub unit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、電動ハブユニット1は、電動自転車、電動アシスト自転車、電動バイク、電動自動車などの車輪に利用される。この電動ハブユニット1は、車軸2が貫通したモータ部3と、車軸2を中心に回転するハブ4と、モータ部3の出力を減速させてハブ4に伝達する減速歯車部6と、モータ部3を制御する回路基板7と、車軸2に対してハブ4を回転自在に支持する左右一対の軸受部30,31と、を主たる構成部品として備えている。そして、ハブ4内には、モータ部3と減速歯車部6と回路基板7とが収容されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
モータ部3は、車軸2の軸線L方向における一端が開放されて他端に車軸2が固定されたモータケース10を有し、モータケース10の周囲でハブ4は回転するので、モータケース10の外周壁10bは、ハブ4から離間させられている。このようなモータケース10内には、コア11にコイル12が巻かれたステータ13と、ステータ13に対して回転するロータ14とを備えている。ステータ13は、樹脂によるモールド部M1によって封止され、ロータ14は、ステータ13より内側に位置する円筒状のマグネット16と、マグネット16と車軸2との間に介装されて、モータ部3が電気的にロックされてもハブ4の回転を可能にするスリップ制御手段17と、で構成されている。
The motor unit 3 has a
モータケース10の軸線L方向における一端部には、軸線Lを中心としたリング状の開口部10aが形成されている。この開口部10aは、モータケース10の平坦な端面の略全体に渡って形成され、開口部10a内には、減速歯車部としての遊星歯車機構6が配置されている。
At one end of the
遊星歯車機構6は、ロータ14の一部として構成されると共に、開口部10aの位置で車軸2の周囲を回転する太陽歯車21と、開口部10aの位置でモータケース10の外周壁10bの端部に形成された内歯車22と、キャリアとして機能するハブ4に軸支されると共に、太陽歯車21と内歯車22との間に配置されて、太陽歯車21及び内歯車22と噛合する4個の遊星歯車23と、を備えている(図3参照)。そして、各遊星歯車23は、ハブ4の軸線L方向における一端部からハブ4の内方に向けて軸線L方向に突出する軸部26に、軸受27を介して回転自在に取り付けられている。
The
このような遊星歯車機構6では、ロータ14と一緒に太陽歯車21が回転し、太陽歯車21の周囲で遊星歯車23が公転することでハブ4が回転し、ロータ14の回転は減速されてハブ4に伝達される。そして、遊星歯車機構6は、偏平であるので、開口部10aを塞ぐように配置させることができ、ハブ4の薄型化に寄与している。
In such a
ドラム状のハブ4は、カップ形状をなすハブ本体部4Aと、ハブ本体部4Aの開口端4aを閉鎖する偏平なカバー部4Bとからなる。ハブ本体部4Aに形成されたフランジ部4eと、カバー部4Bに形成されたフランジ部4bとを突き合わせた状態で、ネジ28により、ハブ本体部4Aとカバー部4Bとが一体化されている。そして、ハブ本体部4Aとカバー部4Bとの重なり部分には、リング状のシールゴム29が介装されている。
The drum-
さらに、軸線L方向において、ハブ本体部4Aの端部に形成された車軸突出孔4cには、車軸2に対するハブ4の回転を支持するための転がり軸受からなる第1の軸受部30が装着され、カバー部4Bの端部に形成された車軸突出孔4dには、車軸2に対するハブ4の回転を支持するための転がり軸受からなる第2の軸受部31が装着されている。そして、車軸2の一端部には、第1の軸受部30を保持する第1のナット部32が螺着され、第1の軸受部30の外輪30aがハブ4のハブ本体部4Aに当接し、第1の軸受部30の内輪30bが第1のナット部32に当接することで、第1の軸受部30の脱落を防止している。同様に、車軸2の他端部には、第2の軸受部31を保持する第2のナット部33が螺着され、第2の軸受部31の外輪31aがハブ4のカバー部4Bに当接し、第2の軸受部31の内輪31bが第2のナット部33に当接することで、第2の軸受部31の脱落を防止している。
Further, in the axis L direction, a first bearing
カバー部4Bとモータケース10の端壁10cと第2の軸受部31とで画成された空間内に円板状の回路基板7が配置され、電子部品が実装された回路基板7は、樹脂によるモールド部M2によって封止されている。この回路基板7の中央開口7a内には、モータケース10の端壁10cから車軸2に沿って突出する突起部10dが挿入され、回路基板7は、モータケース10の端壁10cに接近され且つ平行に配置されている。そして、回路基板7に結線された配線34は、第2の軸受部31の内輪31bを貫通して外部に排出され、第2の軸受部31の内輪31bに形成された配線引出し孔35には、シール材39が充填されている。
A
この電動ハブユニット1においては、遊星歯車機構(減速歯車部)6とモータ部3内のロータ14及びステータ13とを仕切るように、軸線Lに対して垂直に配置された円板状の仕切板36が、モータケース10内で別部品として配置され、この仕切板36は、遊星歯車23を支持する軸部26の遊端に当接し、軸部26の雌ねじ部26aに螺着されたネジ37により固定されている。図3では、4カ所の軸部26全てにネジ37を螺着して仕切板36を固定したが、軸受27の脱落が防止できれば、軸部26と仕切板36との当接箇所全てで固定する必要はない。仕切板36の外周端は、モータケース10の外周壁10bに近接され、仕切板36の中央開口部36aには、車軸2が貫通し、中央開口部36aから太陽歯車21を突出させている。また、ネジ37は、緩み止めのためにワッシャ38を介して仕切板36に挿入されている。
In the
この仕切板36によって、減速歯車部6とモータ部3内のロータ14及びステータ13とが分離され、モータケース10によって減速歯車部6と回路基板7とが分離されている。また、モータケース10の開口部10a内に減速歯車部6が配置されているので、ハブ4に関しては、軸線L方向即ち車幅方向の長さを短くすることができ、ハブ4を薄型化させることができる。
The
この薄型化の達成のために、減速歯車部6をモータケース10内に配置させた結果として、減速歯車部6とモータ部3内のロータ14及びステータ13とが接近し、歯車21,22,23の摩耗粉の影響をロータ14及びステータ13が受け易くなっているが、減速歯車部6で発生した歯車21,22,23の摩耗粉が、減速歯車部6に塗布されたグリースと一緒に飛散しても、仕切板36によって、摩耗粉がロータ14やステータ13に付着し難く、摩耗粉の噛み込みによるモータ部3の回転不良を回避させることができる。更に、回路基板7は、モータケース10内に配置された減速歯車部6から遠く離されて、モータケース10の外に配置されているので、歯車21,22,23の摩耗粉が極めて付着し難い。そして、回路基板7は、モータケース10によってコイル12から隔てられているので、コイル12から発生する熱は、モータケース10によって回路基板7に伝達し難く、回路基板7上の電子部品の寿命低下や、電子部品の誤作動を防止することができる。
In order to achieve this reduction in thickness, as a result of disposing the
そして、遊星歯車23の回転を支持する軸部26を有効に利用することで、仕切板36をネジ37によって簡単に固定させることができる。そして、仕切板36をハブ4に固定すると、ハブ4内にモータ部3を組み付ける際に遊星歯車23が落下することがないので、ハブ4のハブ本体4A内にモータ部3を組み込む際の作業性が良好になる。また、電動ハブユニット1の内部の分解掃除の際に、ネジ37の採用によって仕切板36を容易に外すことができる。
The
本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、仕切板36は、軸部26の遊端に溶接やカシメ等により固定されてもよい。
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the
1…電動ハブユニット 2…車軸 3…モータ部 4…ハブ 6…減速歯車部(遊星歯車機構) 7…回路基板 10…モータケース 10a…開口部 13…ステータ 14…ロータ 23…遊星歯車 26…軸部 36…仕切板 37…ネジ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ハブ内には、
モータケース内にロータ及びステータが収容された前記モータ部と、
前記ロータの回転を減速して前記ハブに伝達する減速歯車部と、
前記ロータの回転を制御する回路基板と、を備え、
前記モータケースの軸線方向における一端部には、前記軸線を中心としたリング状の開口部が形成され、前記開口部内には前記減速歯車部が配置され、前記モータケースの前記軸線方向における他端部には端壁が形成され、前記端壁と前記ハブとの間に前記回路基板が配置され、前記モータケース内には、前記減速歯車部と前記モータ部内の前記ロータ及び前記ステータとを仕切る仕切板が配置されていることを特徴とする電動ハブユニット。 In an electric hub unit that has a motor part built in a hub that rotates around the axis of the axle,
In the hub,
The motor unit in which a rotor and a stator are housed in a motor case;
A reduction gear portion for reducing the rotation of the rotor and transmitting it to the hub;
A circuit board for controlling the rotation of the rotor,
A ring-shaped opening centered on the axis is formed at one end of the motor case in the axial direction, the reduction gear portion is disposed in the opening, and the other end of the motor case in the axial direction An end wall is formed in the part , and the circuit board is disposed between the end wall and the hub, and the reduction gear part, the rotor in the motor part, and the stator are partitioned in the motor case. An electric hub unit in which a partition plate is arranged.
前記遊星歯車は、前記ハブの前記一端部と前記仕切板との間に配置され、前記仕切板は、前記軸部の遊端にネジにより固定されていることを特徴とする請求項1記載の電動ハブユニット。 The reduction gear portion is composed of a planetary gear mechanism, and the planetary gear of the reduction gear portion is rotatable about a shaft portion protruding in the axial direction from one end portion in the axial direction of the hub toward the inside of the hub. Attached,
The planetary gear is disposed between the one end portion of the hub and the partition plate, and the partition plate is fixed to a free end of the shaft portion with a screw. Electric hub unit.
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