JP5292387B2 - モータ内蔵自転車用ハブ - Google Patents

Description

本発明は、自転車用ハブ、特に、自転車の車輪のハブを構成するモータ内蔵自転車用ハブに関する。

自転車において、人力による駆動力をモータにより補助するアシスト自転車が従来知られている。アシスト自転車には、モータ内蔵自転車用ハブが設けられている。モータ内蔵自転車用ハブにおいて、ロータを左右一対の転がり軸受で支持されたものが従来知られている（たとえば、特許文献１参照）。

従来の自転車用ハブはインナーロータ型のものであり、ハブ軸に左右一対の転がり軸受を介して回転自在に支持されている。通常、転がり軸受は、内輪と外輪の一方をしまり嵌めで装着し、他方をすきま嵌めで装着している。従来の軸受はロータの片側から装着されている。従来の転がり軸受では、内輪側が何も規制されておらず、外輪が外径を変えかつ規制されているため、内輪がすきま嵌めで装着され、外輪がしまり嵌めで装着されていると考えられる。

特開２００５−３３５５３６号公報

ハブ軸の折損を抑制するためには、ハブ軸は通常は焼き入れされないことが好ましい。従来の構成では、内輪がすきま嵌めのため、内輪が回転方向及び軸方向にわずかに移動可能になる。このため、焼入れされていないハブ軸を用いると、モータ回転時に内輪が滑って焼き入れされていないハブ軸が磨耗するおそれがある。

本発明の課題は、モータ内蔵自転車用ハブにおいて、ハブ軸の摩耗を抑制することにある。

発明１に係るモータ内蔵自転車用ハブは、自転車の車輪のハブを構成するモータ内蔵自転車用ハブである。モータ内蔵自転車用ハブは、ハブ軸と、モータと、第１軸受と、第２軸受と、スペーサと、移動制限部と、を備えている。モータは、ハブ軸回りに回転するロータと、ハブ軸に対して回転不能でありロータの外周側に配置されるステータと、を有する。第１軸受は、第１内輪と第１外輪と第１転動体とを有し、ロータをハブ軸に回転自在に支持するためのものである。第１内輪は、ハブ軸に装着される。第１外輪は、ロータに装着される。第１転動体は、第１内輪及び第１外輪の間に配置される。第２軸受は、第２内輪と第２外輪と第２転動体とを有し、ハブ軸方向に第１軸受とは間隔を隔てて配置され、ロータをハブ軸に回転自在に支持するためのものである。第２内輪は、ハブ軸に装着される。第２外輪は、ロータに装着される。第２転動体は、第２内輪及び第２外輪の間に配置される。スペーサは、第１内輪と第２内輪との間に配置される。移動制限部は、第１内輪の、第２軸受から離反する方向の移動を制限する。第１軸受はスペーサを介して移動制限部側に押圧される。第１外輪は、ロータにすきま嵌めで装着され、第１内輪は、ハブ軸にしまり嵌めで装着される。第２外輪は、ロータにしまり嵌めで装着され、第２内輪は、ハブ軸にすきま嵌めで装着される。

このモータ内蔵自転車用ハブでは、第１内輪第２内輪との間にスペーサが配置されている。第１軸受の第１内輪はスペーサによって移動制限部側に押圧され、移動制限部に押し当てられている。これにより、内輪の回転及び軸方向の移動を規制できる。たとえば、第２内輪を別の部材で押圧する、または、第２内輪をしまり嵌めで装着し、スペーサを押圧することで、第１内輪を移動制限部側に押圧できる。この結果、内輪の滑りを抑えることができ、ハブ軸及び内輪が磨耗しにくくなる。

また、ハブ軸に第１軸受を装着し、ハブ軸にスリーブを装着した後、ロータと第２軸受けとの組立体をハブ軸に装着すればよく、組み立てやすい。

発明２に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１に係るモータ内蔵自転車用ハブにおいて、第１外輪は、ロータの第１端で内周面に凹んで形成された第１軸受収納部に第２軸受側への移動が制限された状態にすきま嵌めで装着される。第２外輪は、ロータの第２端で内周面に凹んで形成された第２軸受収納部にしまり嵌めで装着される。

発明３に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１または２に係るモータ内蔵自転車用ハブにおいて、第２内輪をスペーサ側に押圧する押圧部をさらに備える。

この場合には、押圧部により第２内輪を押圧してスペーサにより第１内輪を移動制限部側に押圧できるので、第２内輪をすきま嵌めで装着しても、ハブ軸及び内輪が磨耗しにくくなる。

発明４に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から３のいずれかに係るモータ内蔵ハブにおいて、移動制限部は、ハブ軸の外周面から突出して第１内輪に接触可能な突起を有する。

この場合には、ハブ軸に突起を設けるだけの簡素な構成で第１内輪の移動を規制できる。

発明５に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明４に係るモータ内蔵ハブにおいて、突起はハブ軸に一体形成される。この場合には、ハブ軸に突起が一体形成されるので、組立工数を低減できる。

発明６に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から３のいずれかに係るモータ内蔵ハブにおいて、移動制限部は、ハブ軸の外周面に着脱自在に装着される装着部材を有する。この場合には、移動規制部材の材質、形状の変更が容易である。

発明７に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明３に係るモータ内蔵ハブにおいて、押圧部は、ハブ軸に螺合するナット部材である。

この場合には、ナット部材を用いてスペーサを押圧することができる。またナット部材によって押圧力を容易に調整することができる。

発明８に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から７のいずれかに係るモータ内蔵ハブにおいて、ハブ軸は、焼き入れが行われていない鉄系金属製である。

この場合には、ハブ軸が折損しにくくなる。焼き入れがされていないために、ハブ軸の表面硬度が低くなっても、第１軸受及び第２軸受が滑りにくいので、ハブ軸が摩耗しにくい。

発明９に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から８のいずれかに係るモータ内蔵ハブにおいて、モータ内蔵自転車用ハブは、前輪用のハブである。

この場合には、特にハブ軸の折損を防止する必要がある前輪用のハブであっても、ハブ軸及び軸受の内輪の磨耗を軽減できる。

発明１０に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から９のいずれかに係るモータ内蔵ハブにおいて、ロータの回転を減速する減速機構をさらに備え、ロータは、減速機構に連結されている。

この場合には、モータの回転が減速機構により減速されるので、比較的制御しやすい回転速度でモータを制御できる。

本発明によれば、第１内輪と第２内輪との間にスペーサが配置され、スペーサを介して第１内輪が移動制限部側に押圧されるので、スペーサにより第１内輪を移動制限部に当てることができる。これにより、内輪の滑りを抑えることができ、ハブ軸及び内輪が磨耗しにくくなる。

本発明の第１実施形態によるモータ内蔵ハブの斜視図。 モータ内蔵ハブの断面図。 ロータ支持部分の断面拡大図。 参考実施形態の図３に相当する図。 第２実施形態の図３に相当する図。

＜第１実施形態＞
図１において、本発明の第１実施形態によるモータ内蔵ハブ１０は、人力による駆動をモータにより補助するアシスト自転車に用いられる。

＜モータ内蔵ハブの概略構成＞
モータ内蔵ハブ１０は、自転車の前輪のハブを構成するものである。モータ内蔵ハブ１０は、自転車のフロントフォークの先端の前爪部１０３ａに装着されており、人力による駆動を補助するためのものである。モータ内蔵ハブ１０は、図２に示すように、ハブ軸１５と、モータ１１と、第１軸受６６ａと、第２軸受６６ｂと、スペーサ６７と、移動制限部６８と、押圧部６９と、を備えている。また、モータ内蔵ハブ１０は、モータケース１７と、モータケース１７内に収納された回転伝達機構２５と、をさらに備えている。モータ１１は、ハブ軸１５回りに回転するロータ２１と、ハブ軸１５に対して回転不能でありロータ２１の外周側に配置されるステータ２２と、を有している。第１軸受６６ａは、ロータ２１をハブ軸１５に回転自在に支持するための転がり軸受である。第２軸受６６ｂは、ハブ軸方向に第１軸受６６ａとは間隔を隔てて配置され、ロータ２１をハブ軸１５に回転自在に支持するための転がり軸受である。スペーサ６７は、第１軸受６６ａと、第２軸受６６ｂとの間に配置されている。移動制限部６８は、第１軸受６６ａの第２軸受６６ｂから離反する方向の移動を制限する。押圧部６９は、スペーサ６７を第１内輪６６ａに向けて押圧する。

＜ハブ軸＞
ハブ軸１５は、たとえば、焼き入れが行われていない鋼鉄等の鉄系金属製であり、前爪部１０３ａに両端部が回転不能に装着可能である。ハブ軸１５の両端外周面には、前爪部１０３ａに固定するためのナット部材５０が螺合する左右１対の第１雄ねじ部１５ａ及び第２雄ねじ部１５ｂが形成されている。また、第１雄ねじ部１５ａ及び第２雄ねじ部１５ｂの外周面には、互いに平行な二面を有する第１係止部１５ｃ及び第２係止部１５ｄが形成されている。第２係止部１５ｄのハブ軸方向内方には、モータケース１７の後述する第１ケース部材３２を回転不能に連結するための回転係止部１５ｅが形成されている。第１雄ねじ部１５ａには、ナット部材５０と、第１ロックナット５１と、が螺合している。第２雄ねじ部１５ｂには、ナット部材５０と、第１ケース部材３２をハブ軸１５に固定する第２ロックナット５２と、が螺合している。この実施形態では、第２ロックナット５２が押圧部６９を構成している。ナット部材５０の軸方向内方には、第１係止部１５ｃ及び第２係止部１５ｄに各別に回転不能に係合し、かつフロントフォークの装着溝に係合してハブ軸１５を回り止めするための回り止めワッシャ５４がそれぞれ装着されている。

また、第１雄ねじ部１５ａのハブ軸方向内方には、モータケース１７の後述する第２ケース部材３４の第２端を回転自在に支持する軸受３１が螺合する第３雄ねじ部１５ｆが形成されている。ハブ軸１５の中間部分は、第１雄ねじ部１５ａ及び第２雄ねじ部１５ｂより大径である。

ハブ軸１５の第１軸受６６ａの装着部分には、外周面から突出する突起で構成される移動制限部６８が形成されている。移動制限部６８は、この実施形態では、ハブ軸１５と一体形成された環状突起６８ａで構成されている。移動制限部６８は、第１軸受６６ａの後述する第１内輪７１ａに接触して、第１内輪７１ａの第２軸受６６ｂから離反する方向の移動を規制する。

＜モータケース＞
図２に示すように、モータケース１７は、ハブ軸１５に回転不能に連結される第１ケース部材３２と、第１ケース部材３２に第１端（図２右端）が、ハブ軸１５に第２端（図２左端）がそれぞれ回転自在に支持される第２ケース部材３４と、を有している。第２ケース部材３４は、たとえばアルミニウム合金によって形成される。

第１ケース部材３２は、ハブ軸１５に回転不能に装着されるケース本体３６と、ケース本体３６の外側面に固定されるカバー部材３８と、有している。カバー部材３８とケース本体３６との間には、空間が形成される。ケース本体３６及びカバー部材３８は、たとえばアルミニウム合金によって形成される。

ケース本体３６は、ハブ軸１５に回転不能に連結される第１ボス部３６ａと、第１ボス部３６ａと一体形成される円形の隔壁部３６ｂと、隔壁部３６ｂの外周部から第２ケース部材３４に向かって延びる筒状の第１円筒部３６ｃと、を有している。第１ボス部３６ａの内周面には、ハブ軸１５の回転係止部１５ｅに回転不能に連結される非円形の連結孔３６ｄが形成されている。ケース本体３６は、第２ロックナット５２によりハブ軸１５に回転不能に固定される。

隔壁部３６ｂの外側面は概ね平坦面である。隔壁部３６ｂの内側面には、モータ１１のステータ２２の位置を調整するための筒部４３ｄが形成されている。筒部４３ｄの径方向外方の隔壁部３６ｂの内側面には、モータ１１のステータ２２をボルト部材３９により固定するための複数（たとえば３つ）のネジ穴４３ｅが周方向に間隔を隔てて形成されている。隔壁部３６ｂの第１円筒部３６ｃと筒部４３ｄの間には、周方向に間隔を隔てて配置された複数（たとえば３つ）の取付部４３ｆが形成されている。

第１円筒部３６ｃの外周面には、第２ケース部材３４の第１端を回転自在に支持する、たとえば玉軸受の形態の軸受３０の内輪３０ａが装着されている。第１円筒部３６ｃの先端部外周面には、第１円筒部３６ｃに回転不能に連結される筒状のギア取付部３５が同芯に位置決めして嵌合している。ギア取付部３５は、第１円筒部３６ｃの外周面に嵌合する一端（図２右端）が円筒部分３５ａと、円筒部分３５ａの内周面に一体形成される環状の取付部分３５ｂと、を有している。円筒部分３５ａの他端（図２左端）の内周面には、後述する内歯ギア４８ｂが回転不能に連結されるセレーション部３５ｃを有している。ギア取付部３５は、取付部４３ｆにボルト部材４５により固定されている。

カバー部材３８は、図１に示すように、外側面に凹部３２ａ及び膨出部３２ｂを有している。凹部３２ａは、様々な形状のフロントフォークを挿入可能にするために、通常のフロントフォークの先端の形状より僅かに幅広に形成されている。

図２に示すように、第２ケース部材３４は、通常の自転車用ハブのハブシェルに類似する構造であり、有底筒状部の部材である。第２ケース部材３４は、軸受３１に支持される第２ボス部３４ｂと、第２ボス部３４ｂと一体形成された円板部３４ｃと、円板部３４ｃの外周部からハブ軸方向内方に筒状に延びる第２円筒部３４ｄと、を有している。

第２ボス部３４ｂの内周面には、ハブ軸１５との間に軸受３１が装着されている。軸受３１は、内輪３１ａがハブ軸１５に形成された第３雄ねじ部１５ｆに螺合して軸方向位置を調整可能である。調整後の内輪３１ａは、第１ロックナット５１により回り止めされる。外輪３１ｂは、第２ボス部３４ｂの内周面に装着されている。

第２円筒部３４ｄは、第１円筒部３６ｃの外周側に配置されている。第２円筒部３４ｄの第１端側内周面に軸受３０の外輪３０ｂが装着されている。第２円筒部３４ｄの外周面には、前輪のリムとモータ内蔵ハブ１０とをスポークにより連結するための第１ハブフランジ４０ａ及び第２ハブフランジ４０ｂがハブ軸方向の両端部に間隔を隔て形成されている。

本実施の形態では、第１内輪７１ａおよび第２内輪７２ａは、ハブ軸１５よりも硬い材質の材料から成る。

＜モータ＞
モータ１１は、前述したように、ロータ２１と、ロータ２１の外周側にロータ２１と対向して配置されるステータ２２と、を有している。

ロータ２１は、ハブ軸１５に回転自在に支持されている。ロータ２１は、たとえば周方向に複数の磁極を有する磁石２１ａと、磁石２１ａを保持する磁石保持部２１ｂとを有している。磁石保持部２１ｂは、ハブ軸方向に間隔を隔てて配置される第１軸受６６ａ及び第２軸受６６ｂによりハブ軸１５に回転自在に支持されている。

ステータ２２は、ロータ２１の外周側に配置されている。ステータ２２は、ケース本体３６の隔壁部３６ｂに固定され、周方向に間隔を隔てて配置される複数（たとえば１２つ）のコイル部４６を有している。また、ステータ２２は、コイル部４６を固定するための取付金具４９を有している。取付部４９は、ヨークとして機能する。取付金具４９は、金属製の筒状部材であり、一端外周面に３つの固定用の凸部４９ａを有している。取付金具４９は、筒部４３ｄの外周面に装着され、内周面が筒部４３ｄによって位置決めされる。この実施形態では、凸部４９ａを貫通してネジ穴４３ｅに螺合する３本のボルト部材３９により、取付金具４９は、隔壁部３６ｂに固定されている。複数のコイル部４６は、図示しないモータ制御回路によりスイッチングされた交流により順次励磁され、ロータ２１を自転車の進行方向に回転させる。

＜第１軸受及び第２軸受並びにスペーサ＞
第１軸受６６ａは、図３に示すように、ロータ２１の回転軸線方向の第１端の内周面とハブ軸１５の外周面との間に配置されている。第１軸受６６ａは、ハブ軸１５に装着される第１内輪７１ａと、ロータ２１に装着される第１外輪７１ｂと、第１内輪７１ａ及び第１外輪７１ｂの間に配置される第１転動体７１ｃとを有している。第１内輪７１ａは、前述したように移動制限部６８に接触して配置されている。第１内輪７１ａは、ハブ軸１５の外周面にしまり嵌めで装着されている。したがって、第１内輪７１ａは、ハブ軸１５の外周面に圧入により移動制限部６８に接触して固定されている。第１外輪７１ｂは、ロータ２１の第１端で磁石保持部２１ｂの内周面に凹んで形成された第１軸受収納部２１ｃに第２軸受６６ｂ側への移動が制限された状態で、すきま嵌めで装着されている。第１外輪７１ｂの第２軸受６６ｂ側の側面は、磁石保持部２１ｂの凹部の段差部分に接触してもよく、磁石保持部２１ｂの凹部の段差部分からわずかに離反していてもよい。

第２軸受６６ｂは、ロータ２１の回転軸線方向の第２端の内周面とハブ軸１５の外周面との間に配置されている。第２軸受６６ｂは、ハブ軸１５に装着される第２内輪７２ａと、ロータ２１に装着される第２外輪７２ｂと、第２内輪７２ａ及び第２外輪７２ｂの間に配置される第２転動体７２ｃとを有している。第２内輪７２ａは、第１内輪７１ａとスペーサ６７を挟んで配置されている。第２内輪７２ａは、ハブ軸１５の外周面にすきま嵌めで装着されている。第２内輪７２ａは、スペーサ６７とケース本体３６の第１ボス部３６ａとの間に配置されており、ハブ軸方向に移動できない。

ハブ軸１５において、第１内輪と第２内輪との内径が同一の場合には、第２内輪７２ａの第２装着部分１５ｈは、第１内輪７１ａの第１装着部分１５ｇより外径が僅かに小さくなるように形成される。これにより、第２内輪７２ａをすきま嵌めで装着できる。なお、図３では、わかりやすくするために第１装着部分１５ｇと第２装着部分１５ｈの外径の差を実際より大きく描いている。第１内輪の内径が第２内輪との内径よりもわずかに大きい場合には、第２装着部分１５ｈを第１装着部分１５ｇと等しい外形とすることができる。第２外輪７２ｂは、ロータ２１の第２端で磁石保持部２１ｂの内周面に凹んで形成された第２軸受収納部２１ｄにしまり嵌めで装着されている。したがって、第２外輪７２ｂは第２軸受収納部２１ｄに圧入により固定されている。第２外輪７２ｂの第１外輪７１ａ側の側面が、磁石保持部２１ｂの凹部の段差部分に接触し、第２外輪７２ｂは位置決めされる。

なお、ハブ軸１５において、第２装着部分１５ｈと第２雄ネジ部１５ｂが形成された部分との段差１５ｉは、第２軸受６６ｂの第１軸受６６ａとは反対側の端面よりも第１軸受６６ａ側に位置している。また、第１装着部分１５ｇと第２装着部分１５ｈとの境界部分１５ｊは、第２軸受６６ｂの第１軸受６６ａ側の端面より第１軸受６６ａ側に位置している。

スペーサ６７は、第１内輪７１ａと第２内輪７２ａとの間に配置された金属製の筒状の部材である。スペーサ６７は、ハブ軸１５の外径より大きい内径を有している。スペーサ６７の第１内輪７１ａに接触する部分の外径は、第１外輪７１ｂの内径より小さければよく、スペーサ６７の第２内輪７２ａに接触する部分の外径は、第２外輪７２ｂの内径より小さければよい。この実施形態では、スペーサ６７の外径は、第１内輪７１ａおよび第２内輪７２ａの外径よりも小さい。このスペーサ６７により、すきま嵌めでハブ軸１５に装着された第２軸受６６ｂの第２内輪７２ａの軸方向及び回転方向の移動を抑制している。これを実現するために、第２ロックナット５２が第２内輪７２ａを押圧する押圧部６９として機能する。第２ロックナット５２は、前述したように、ケース本体３６をハブ軸に固定するためのものである。しかし、第２ロックナット５２を締め込むと、第２ロックナット５２がケース本体３６を押圧し、ケース本体３６の第１ボス部３６ａが第２内輪７２ａを押圧する。第２内輪７２ａが押圧されてスペーサ６７に接触すると、スペーサ６７はそれ以上移動できないため、第２内輪７２ａは、第２ロックナット５２により押圧された状態になる。これより、第２内輪７２ａは、ハブ軸方向及び回転方向の移動が規制される。このため、第１内輪７１ａ及び第２内輪７２ａがハブ軸１５に対して滑りにくくなり、ハブ軸１５、第１内輪７１ａ及び第２内輪７２ａが磨耗しにくくなる。ここではケース本体３６が第２内輪７２ａに接触しているが、ケース本体３６と第２内輪７２ａとの間に環状の部材を設け、この環状の部材を介してケース本体３６が第２内輪７２ａを押圧する構成としてもよい。

＜回転伝達機構＞
回転伝達機構２５は、図２に示すように、ロータ２１の回転を第２ケース部材３４に減速して伝達する。また、回転伝達機構２５は、回生制動時には、第２ケース部材３４の回転を増速してロータ２１に伝達する。回転伝達機構２５は、遊星歯車機構４８を有している。遊星歯車機構４８は、減速機構の一例である。遊星歯車機構４８は、太陽ギア４８ａと、太陽ギア４８ａの外周側に配置された内歯ギア４８ｂと、太陽ギア４８ａと内歯ギア４８ｂとに噛み合う複数（たとえば３つ）の遊星ギア４８ｃと、を有している。太陽ギア４８ａは、ボルト部材５５によりロータ２１の磁石保持部２１ｂに一体回転可能に連結されている。内歯ギア４８ｂはケース本体３６のギア取付部３５に回転不能に連結されている。複数の遊星ギア４８ｃは、キャリア４８ｄによって回転可能に支持されている。各遊星ギア４８ｃは、歯数の異なる２つの第１のギア部５６ａ及び第２のギア部５６ｂを有する。第１のギア部５６ａは、太陽ギア４８ａに噛み合い、第２のギア部５６ｂは、内歯ギア４８ｂに噛み合っている。キャリア４８ｄは、第２ケース部材３４の円板部３４ｃの内側面に固定されている。この遊星歯車機構４８では、ケース本体３６に設けられた内歯ギア４８ｂがハブ軸１５に回転不能に固定されるため、ロータ２１が連結された太陽ギア４８ａの回転が減速して第２ケース部材３４に伝達される。

＜ロータの組み込み手順＞
ロータ２１をハブ軸１５に組み込む際には、最初に第１軸受６６ａをハブ軸１５の第１装着部分１５ｇに圧入する。圧入の際には、適宜の治具を用いて第１軸受６６ａの第１内輪７１ａが移動制限部６８に接触するまで押圧する。また、ロータ２１の磁石保持部２１ｂの第２軸受収納部２１ｄに第２軸受６６ｂの第２外輪７２ｂを圧入する。この圧入の際にも、適宜の治具を用いて第２軸受の第２外輪７２ｂが第２軸受収納部２１ｄの壁面に接触するまで押圧する。第１軸受６６ａをハブ軸１５に装着し、第２軸受６６ｂをロータ２１に装着すると、ハブ軸１５の外周側にスペーサ６７を第１内輪７１ａに接触するように装着する。この状態で第２軸受６６ｂが装着されたロータ２１をハブ軸１５に装着する。このとき、第１軸受収納部２１ｃに第１軸受６６ａの第１外輪７１ｂを嵌合させ、ハブ軸１５の外周面に第２軸受６６ｂの第２内輪７２ａを嵌合させる。そして、ステータ２２が予め装着されたケース本体３６の第１ボス部３６ａをハブ軸１５の回転係止部１５ｅに係合させる。そして第２ロックナット５２を第２雄ネジ部１５ｂにねじ込んで締め付けることにより、第１ボス部３６ａが第２内輪７２ａを押圧する。押圧された第２内輪７２ａがスペーサ６７に接触した後、さらに第２ロックナット５２を締め込むと、第２内輪７２ａがスペーサ６７と第１ボス部３６ａとの間で第１ボス部３６ａを介して押圧される。これにより、第２内輪７２ａのハブ軸方向及び回転方向の移動が制限される。この結果、ハブ軸１５及び第２内輪７２ａの磨耗を軽減できる。

＜参考実施形態＞
図４において、参考実施形態では、第１軸受１６６ａ及び第２軸受１６６ｂは、いずれも外輪がしまり嵌めで装着され、内輪がすきま嵌めで装着されている。具体的には、第１外輪１７１ｂが磁石保持部２１ｂの第１軸受収納部１２１ｃの内周面に圧入され、第２外輪１７２ｂが磁石保持部２１ｂの第２軸受収納部１２１ｄの内周面に圧入されている。第１内輪１７１ａ及び第２内輪１７２ａは、すきま嵌めでハブ軸１５の外周面に装着されている。また、第２実施形態では、移動制限部１６８は、ハブ軸１５の外周面に着脱自在に装着された装着部材１６８ａを有している。装着部材１６８ａは、ハブ軸１５の外周面に形成された環状溝１５ｋに装着された止め輪１６８ｂにより抜け止めされている。また、装着部材１６８ａと第１内輪１７１ａとの間には、たとえば２枚の皿ばね１６８ｃが配置されている。また、ハブ軸１５の段差１５ｉは、第１実施形態と同様な位置である。

このような構成では、ロータ２１をハブ軸１５に組み込む際には、磁石保持部２１ｂの第１軸受収納部２１ｃ及び第２軸受収納部２１ｄの内周面に第１軸受１６６ａ及び第２軸受１６６ｂを圧入する。この圧入時に第１内輪１７１ａと第２内輪１７２ａとの間にスペーサ６７を配置しておく。この状態でロータ２１をハブ軸１５に装着する。そして、ステータ２２が予め装着されたケース本体３６の第１ボス部３６ａをハブ軸１５の回転係止部１５ｅに係合させる。そして第２ロックナット５２を第２雄ネジ部１５ｂにねじ込んで締め付けることにより、第１ボス部３６ａが第２内輪１７２ａを押圧する。さらに第２ロックナット５２を締め込むと、第２内輪１７２ａがスペーサ６７を介して第１内輪１７１ａを押圧し、皿ばね１６８ｃをたわませる。これにより、第１ボス部３６ａと皿ばね１６８ｃとの間で第１内輪１７１ａ、スペーサ６７及び第２内輪１７２ａが押圧され、第１内輪１７１ａ及び第２内輪１７２ａのハブ軸方向及び回転方向の移動が制限される。この結果、第１内輪１７１ａ、第２内輪１７２ａ及びハブ軸１５の磨耗を軽減できる。

＜第２実施形態＞
上述の第１実施形態及び参考実施形態では、押圧部６９により第２軸受６６ｂ及び第２軸受１６６ｂをそれぞれ押圧しているが、本発明はこれに限定されない。

図５において、第２実施形態では、第１軸受２６６ａの第１外輪２７１ｂが第１軸受収納部２１ｃにしまり嵌めで装着され、第１内輪２７１ａがハブ軸にすきま嵌めで装着されている。また、第２軸受２６６ｂの第２外輪２７２ｂが第２軸受収納部２１ｄにすきま嵌めで装着され、第２内輪２７２ａがハブ軸１５の外周面にしまり嵌めで装着されている。したがって、第１外輪２７１ｂが第１軸受収納部２１ｃに圧入され、第２内輪２７２ａがハブ軸１５に圧入されている。また、第１軸受２６６ａと第２軸受２６６ｂとは少なくとも内径が異なる寸法のものである。第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と異なり、第１ボス部３６ａと第２内輪２７２ａとの間には隙間があくように段差１５ｉが位置している。また、第２内輪２７２ａは、圧入固定によりスペーサ６７を押圧している。ここでは、第１ボス部３６ａと第２内輪２７２ａとの間には隙間を設けているが、第１ボス部３６ａと第２内輪２７２ａとが接触するように段差１５ｉを形成してもよい。

このような構成では、ロータ２１をハブ軸に組み込む際には、第１軸受２６６ａを第１軸受収納部２１ｃに圧入した後、ロータ２１をハブ軸１５に装着する。この状態で、スペーサ６７を装着し、さらに第２軸受２６６ｂをハブ軸１５に圧入する。このとき、スペーサ６７を押圧するように圧入する。これにより、第１軸受２６６ａの第１内輪２７１ａは、移動制限部６８側に常に押圧される。このため、第１内輪１７１ａ及び第２内輪１７２ａのハブ軸方向及び回転方向の移動が制限される。この結果、第１内輪２７１ａ、第２内輪２７２ａ及びハブ軸１５の磨耗を軽減できる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（ａ）前記実施形態では、前輪用のモータ内蔵ハブを開示したが、後輪用のモータ内蔵ハブにも本発明を適用できる。

（ｂ）前記実施形態では、転がり軸受として玉軸受を図示したが、転がり軸受は玉軸受に限定されない。

（ｃ）モータ１１の機械的な構成は、上記構成に限定されない。たとえば前記実施形態では、インナーロータのモータであるが、アウターロータのモータであってもよい。

（ｄ）前記実施形態では、移動制限部６８の突起をハブ軸に一体形成された環状突起としたが、本発明はこれに限定されない。突起は、たとえば、ハブ軸と一体でも別体でもよい。また、突起は、外周面から突出して第１内輪の移動を制限できるものであればよく、たとえば放射状に複数設けられていてもよい。しかし、一体形成された環状突起は、ハブの組立て工数を低減できる。

１０ モータ内蔵ハブ
１１ モータ
１５ ハブ軸
２１ ロータ
２２ ステータ
４８ 遊星歯車機構
５２ 第２ロックナット
６６ａ 第１軸受
６６ｂ 第２軸受
６７ スペーサ
６８ 移動制限部
７１ａ 第１内輪
７１ｂ 第１外輪
７１ｃ 第１転動体
７２ａ 第２内輪
７２ｂ 第２外輪
７２ｃ 第２転動体

Claims (10)

1. 自転車の車輪のハブを構成するモータ内蔵自転車用ハブであって、
   ハブ軸と、
   前記ハブ軸回りに回転するロータと、前記ハブ軸に対して回転不能であり前記ロータの外周側に配置されるステータと、を有するモータと、
   前記ハブ軸に装着される第１内輪と、前記ロータに装着される第１外輪と、前記第１内輪及び前記第１外輪の間に配置される第１転動体とを有し、前記ロータを前記ハブ軸に回転自在に支持するための第１軸受と、
   前記ハブ軸に装着される第２内輪、前記ロータに装着される第２外輪、前記第２内輪と前記第２外輪との間に配置される第２転動体を有し、前記ハブ軸方向に前記第１軸受とは間隔を隔てて配置され、前記ロータを前記ハブ軸に回転自在に支持するための第２軸受と、
   前記第１内輪と前記第２内輪との間に配置されるスペーサと、
   前記第１内輪の、前記第２軸受から離反する方向の移動を制限する移動制限部と、を備え、
   前記第１軸受は前記スペーサを介して前記移動制限部側に押圧され、
   前記第１外輪は、前記ロータにすきま嵌めで装着され、
   前記第１内輪は、前記ハブ軸にしまり嵌めで装着され、
   前記第２外輪は、前記ロータにしまり嵌めで装着され、
   前記第２内輪は、前記ハブ軸にすきま嵌めで装着される、モータ内蔵自転車用ハブ。
2. 前記第１外輪は、前記ロータの第１端で内周面に凹んで形成された第１軸受収納部に前記第２軸受側への移動が制限された状態にすきま嵌めで装着され、
   前記第２外輪は、前記ロータの第２端で内周面に凹んで形成された第２軸受収納部にしまり嵌めで装着される、請求項１に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
3. 前記第２内輪を前記スペーサ側に押圧する押圧部をさらに備える、請求項１または２に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
4. 前記移動制限部は、前記ハブ軸の外周面から突出して前記第１内輪に接触可能な突起を有する、請求項１から３のいずれかに記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
5. 前記突起は前記ハブ軸に一体形成される、請求項４に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
6. 前記移動制限部は、前記ハブ軸の外周面に着脱自在に装着される装着部材を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
7. 前記押圧部は、前記ハブ軸に螺合するナット部材である、請求項３に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
8. 前記ハブ軸は、焼き入れが行われていない鉄系金属製である、請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
9. 前記モータ内蔵自転車用ハブは、前輪用のハブである、請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
10. 前記ロータの回転を減速する減速機構をさらに備え、
    前記ロータは、前記減速機構に連結されている、請求項１から９のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。

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