JP6225098B2 - 駆動ユニット及び電動補助自転車 - Google Patents

Description

本発明は、電動補助自転車に用いられる駆動ユニットに関する。

運転者がペダルを漕ぐ力（以下、踏力と称する）をモータの駆動力によってアシストする電動補助自転車が知られている。電動補助自転車は、踏力をアシストするための駆動ユニットを備える。駆動ユニットは、例えば、特開２００７−１７６３５４号公報に開示されている。

上記公報において、駆動ユニットは、クランク軸に隣接して配置され、後輪の車軸を回転させる駆動モータ、回路基板、減速ギヤ等から構成されている。回路基板には、駆動モータの出力を制御する電子部品が実装される。

特開２００７−１７６３５４号公報

電動補助自転車の駆動ユニットのサイズは小さくすることが好ましい。ここで、制御基板の面積を小さくすることで駆動ユニットを小型化することが考えられる。しかし、モータを制御する電子部品が実装される制御基板の面積を小さくするには限界がある。制御基板に実装される電子部品の数或いは面積を大幅に減らすことが困難であるためである。また、歩留まり性の観点からは、制御基板は長方形（正方形も含む。以下、同じ。）で形成することが好ましい。長方形でない形状の基板を形成しようとすると、複雑な基板の切断工程や、切断後に破棄される部分の増加等が生じやすくなる。その結果、生産効率が悪化し、コストも増大する。

そこで、本発明は、電動補助自転車の駆動ユニットの歩留まり性を確保しつつ、小型化を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の一実施形態における駆動ユニットは、電動補助自転車に用いられる駆動ユニットである。駆動ユニットは、ハウジングと、ハウジングを貫通するクランク軸と、ハウジング内に収納され、モータ軸を有するモータと、ハウジング内に収納され、モータのモータ軸に噛み合わされるギヤと、ギヤが設けられるギヤ軸と、ハウジング内においてクランク軸の軸方向と略垂直な平面内に配置された制御基板とを備える。制御基板は、長方形の元基板の面を切断してできる同じ形の２つの基板のうちの一つである。この切断による切断線は、元基板の長方形の切断線が通る辺に垂直な辺とは平行でない非平行線を含む。制御基板の一部は、クランク軸、モータ軸、及びギヤ軸のうち２つの軸である第１軸と第２軸の間に配置される。第１軸の軸方向視において、第１軸の少なくとも一部は、切断線に対向する制御基板の辺と、当該辺に接続される２つの辺のうち長い方の辺とで決まる仮想の長方形内に含まれる。

図１は、実施の形態による電動補助自転車を示す右側面図である。 図２は、図１に示す電動補助自転車の駆動ユニット及び従動スプロケットの右側面図である。 図３は、図２の駆動ユニットをＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。 図４は、第１ケース及びモータを、合わせ面側から見た平面図である。 図５は、図４に示す第１ケースに、制御基板を含む部品群を取り付けた状態を示す図である。 図６は、図５に示す制御基板の形状を説明するための図である。 図７は、１つの長方形シートから４つの制御基板を切り出す場合の例を示す図である。 図８は、第２ケースを、第１ケースとの合わせ面側から見た平面図である。 図９は、制御基板の形状の変形例の一つを示す図である。 図１０は、制御基板の形状の他の変形例を示す図である。 図１１は、制御基板の形状のさらに他の変形例を示す図である。 図１２は、制御基板及び２つの軸の配置の変形例を示す図である。 図１３は、制御基板及び２つの軸の配置の他の変形例を示す図である。 図１４は、制御基板及び２つの軸の配置のさらに他の変形例を示す図である。

電動補助自転車の駆動ユニットの小型化のために、駆動ユニットのハウジング内に収納される部品の配置形態に様々な工夫が本願発明者らによってなされてきた。ハウジングには、例えば、モータ、クランク軸、モータの回転を出力軸へ伝えるギヤ、モータを制御する電子部品を実装する制御基板等が収納される。これらの配置をコンパクトにするため、駆動ユニット内のモータ及びギヤ等の部品及びクランク軸の相対位置関係を工夫することにより駆動ユニットをコンパクト化することが考えられる。発明者らは、一つの方法として、モータのモータ軸、ギヤ軸及びクランク軸のうち２つの軸の間に制御基板を配置することで、ハウジング内に部品を効率よく配置でき、駆動ユニットを小型できることに想到した。

しかし、２つの軸の間に配置される制御基板が、軸間距離を小さくすることの妨げとなる場合がある。ここで、制御基板に実装される電子部品の数或いは面積を大幅に減らすことは難しい。そのため、制御基板の面積を小さくすることには限界がある。また、２つの軸の間に制御基板の面を軸に平行な向きにして配置することは難しい。軸間には、駆動力を伝えるための歯車等の噛み合い部分が配置されるためである。そこで、制御基板の面を矩形でない形状として、制御基板の面積を減らさずに、ハウジング内の空間に効率的に配置することが考えられる。しかし、製造工程における歩留まり性の観点からは、制御基板を長方形でない形状にすることは好ましくない。

そこで、本願発明者らは、電動補助自転車の駆動ユニットにおいて、歩留まり性を確保しつつ小型化を図ることができる構成を見出した。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態による駆動ユニット及び電動補助自転車について説明する。図中、同一又は相当部分には、同一符号を付して、その部材についての説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。なお、以下の説明において、前方、後方、左方及び右方は、サドル（シート２４）に着座し且つハンドル２３を握った状態の運転者から見た前方、後方、左方及び右方を意味する。

＜電動補助自転車の全体構成例＞
図１は、実施の形態による電動補助自転車１を示す右側面図である。図２は、実施の形態による電動補助自転車１の駆動ユニット４０及び従動スプロケット４５を示す右側面図である。

図１に示すように、電動補助自転車１は、車体フレーム１１を有する。車体フレーム１１は、前後方向に延びている。車体フレーム１１は、ヘッドパイプ１２、ダウンフレーム１３、シートフレーム１４、一対のチェーンステイ１６、及び一対のシートステイ１７を有している。ヘッドパイプ１２は、電動補助自転車１の前部に配置されている。ヘッドパイプ１２には、ダウンフレーム１３の前端が接続されている。ダウンフレーム１３は、前後方向に延びている。また、ダウンフレーム１３は、斜め下方に向かって延びている。シートフレーム１４は、ダウンフレーム１３の後端に接続されている。シートフレーム１４は、ダウンフレーム１３の後端から上方且つ斜め後方に向かって延びている。

図２に示すように、ダウンフレーム１３の後端には、ブラケット１５が取り付けられている。ブラケット１５の後端には、一対のチェーンステイ１６が接続されている。一対のチェーンステイ１６は、後輪２２を左右から挟むように配置されている。図１に示すように、各チェーンステイ１６の後端には、それぞれシートステイ１７の一方の端部が接続されている。一対のシートステイ１７は、後輪２２を左右から挟むように配置されている。図１に示すように、各シートステイ１７の他方の端部は、それぞれ、シートフレーム１４の上部に接続されている。

ブラケット１５の下に、駆動ユニット４０が、締結金具３０により取り付けられる。駆動ユニット４０は、駆動ユニット４０の外形を形成するハウジング５１を有する。ハウジング５１内に、モータ６１が格納される。ハウジング５１の前部には、クランク軸４１が左右方向に貫通している。クランク軸４１は、ハウジング５１に対して複数の軸受を介して回転可能に支持されている。

クランク軸４１の両端には、クランクアーム３１、３２が取り付けられている。クランクアーム３１、３２の先端には、それぞれ、ペダル３３、３４が取り付けられている。使用者がペダル３３、３４を踏み込むことにより、クランク軸４１が回転する。駆動スプロケット４２には、従動スプロケット４５との間にチェーン４６が巻き掛けられている。

また、ギヤ軸８１がハウジング５１の右側を貫通している。ギヤ軸８１は、モータ６１のモータ軸に噛み合わされたギヤが取り付けられる。本例では。ギヤ軸８１は、モータ６１の回転を外部へ伝達する出力軸となっている。ギヤ軸８１のハウジング５１の外に出た部分に補助スプロケット４３が接続されている。補助スプロケット４３には、チェーン４６に巻き掛けられる。チェーン４６の外周側から補助スプロケット４３の歯がチェーン４６に掛かる。

ハウジング５１の右側後部であって、ギヤ軸８１の後方には、チェーンテンショナ８６が配置されている。チェーンテンショナ８６には、テンションスプロケット９０が支持ボルト８９によって回転可能に取り付けられている。チェーンテンショナ８６は、一端が支持ボルト８８によってハウジング５１に対して回転可能に接続されている。チェーンテンショナ８６の他端は、引張バネ８７を介してハウジング５１に接続されている。テンションスプロケット９０には、テンションスプロケット９０を後方に押すようにチェーン４６が巻き掛けられる。チェーン４６の内周側から、テンションスプロケット９０の歯がチェーン４６に掛かる。チェーンテンショナ８６は、引張バネ８７の弾性力によってチェーン４６に対して適度な張力を付与する。

駆動スプロケット４２及び補助スプロケット４３は、チェーン４６を介して、後輪２２に駆動力を伝達する。具体的には、使用者がペダル３３、３４を踏み込むことにより発生するペダル踏力は、駆動スプロケット４２を前転方向に回転させ、チェーン４６を介して後輪２２を前転方向に回転させる駆動力として伝達される。また、モータ６１が作動することにより発生する回転力は、補助スプロケット４３を後転方向に回転させ、チェーン４６を介して後輪２２を前転方向に回転させる補助駆動力として伝達される。これにより、使用者がペダル３３、３４を踏み込んで発生させるペダル踏力を、モータ６１から出力される駆動力によってアシストする。

ヘッドパイプ１２には、ハンドルステム２５が回転自在に挿入されている。ハンドルステム２５の上端には、ハンドル２３が固定されている。ハンドルステム２５の下端には、フロントフォーク２６が固定されている。フロントフォーク２６の下端には、前輪２１が車軸２７によって回転可能に支持されている。

ハンドル２３の左右端には、それぞれグリップ７３が取り付けられている。ハンドル２３の左部には、左ブレーキレバー７４が取り付けられ、ハンドル２３の右部には、右ブレーキレバー７５が取り付けられている。左ブレーキレバー７４は、後輪２２のブレーキ（図示省略）を操作するためのレバーである。右ブレーキレバー７５は、前輪２１のブレーキ（図示省略）を操作するためのレバーである。

円筒状のシートフレーム１４には、シートパイプ２８が挿入されている。シートパイプ２８の上端には、シート２４が設けられている。

一対のチェーンステイ１６の後端には、後輪２２が車軸２９によって回転可能に支持されている。後輪２２の右方には、車軸２９と同軸に従動スプロケット４５が設けられている。従動スプロケット４５は、一方向クラッチ（図示省略）を介して後輪２２に連結されている。

車体フレーム１１にはチェーンカバー４７が取り付けられている。チェーンカバー４７は、メインカバー４８、及びサブカバー４９を有している。メインカバー４８は、前後方向に延びている。メインカバー４８は、駆動ユニット４０の右前部及びチェーン４６を覆っている。サブカバー４９は、駆動ユニット４０の右後部を覆っている。

シートフレーム１４の後方には、バッテリユニット３５が配置されている。バッテリユニット３５は、駆動ユニット４０のモータ６１に電力を供給する。バッテリユニット３５は、図示しないバッテリ及び電池制御部を有する。バッテリは、充放電可能な充電池である。電池制御部は、バッテリの充放電を制御するとともに、バッテリの出力電流及び残容量等を監視する。バッテリユニット３５と駆動ユニット４０との間に、バッテリからモータ６１へ電力を供給する電線が設けられる。

＜駆動ユニットの構成例＞
図３は、図２の駆動ユニット４０をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。図３に示すように、駆動ユニット４０は、ハウジング５１、クランク軸４１、駆動力発生部６０、及び、チェーンテンショナ８６を有する。駆動力発生部６０は、モータ軸６４（回転軸）を有するモータ６１と、モータ軸６４の回転を駆動ユニット４０の外部へ伝達するギヤ８２及びギヤ軸８１を含む。

［ハウジング］
ハウジング５１は、第１ケース５３及び第２ケース５２を有する。第１ケース５３及び第２ケース５２は、左右から互いに組み合わされ、複数の締結金具５４によって互いに固定されている。第１ケース５３及び第２ケース５２は、それぞれ、金属材からなる。金属材は、例えば、アルミニウム合金である。ハウジング５１は、締結金具３０によって、ブラケット１５に取り付けられている（図２参照）。

第１ケース５３及び第２ケース５２は、モータ軸６４（モータ６１の回転軸）の軸方向に垂直な合わせ面において互いに接している。本例では、クランク軸４１及びギヤ軸８１は、モータ軸６４と平行であり、第１ケース５３と第２ケース５２の合わせ面は、クランク軸４１及びギヤ軸８１に対しても垂直な面となっている。

第１ケース５３は、図３に示すように、車載状態において駆動ユニット４０の右部を構成する第１収容部５３Ｒと、駆動ユニット４０の左部を構成する第２収容部５３Ｌとを有する。第１収容部５３Ｒは、第２収容部５３Ｌよりも大きく形成されている。第１収容部５３Ｒと第２収容部５３Ｌとは、モータ軸支持壁５３Ｅで分割されている。第２ケース５２は、第１ケース５３の第１収容部５３Ｒを塞ぐように、第１ケース５３に固定されている。第１収容部５３Ｒには、ギヤ軸８１、ギヤ８２、制御基板３８、クランク軸４１等が収納される。第２収容部５３Ｌには、モータ６１のステータ６２及びロータ６３が収納される。
［モータ］

モータ６１は、制御基板３８から出力される制御信号に基づいて、ペダル踏力による電動補助自転車１の走行をアシストするための補助駆動力を発生する。

モータ６１は、ステータ６２、ロータ６３及びモータ軸６４を有する。ロータ６３は、モータ軸６４に固定されている。これにより、ロータ６３は、モータ軸６４とともに回転可能に取り付けられる。すなわち、ロータ６３はモータ軸６４と一体で回転する。ロータ６３は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁された永久磁石である。

ステータ６２は、ロータ６３の径方向においてロータ６３より外側に配置される。ステータ６２は、コイル６２Ａが巻き回されたボビン６２Ｂを複数備える。複数のボビン６２Ｂは、ロータ６３の周方向に並んで配置される。各ボビン６２Ｂには、鉄心６２Ｃが挿入される。ステータ６２のロータ６３と反対側の面すなわち径方向外側の面は、第１ケース５３のステータ支持壁５３ｂによって支持される。すなわち、モータ６１の径方向外側が、第１ケース５３によって支持される。ステータ支持壁５３ｂは、モータ軸６４の軸方向に延び、モータ軸６４の軸方向から見てモータ６１を内包するように、ステータ６２の外周に設けられる。ステータ６２の外周部は、ハウジング５１の第１ケース５３に固定される。

第１ケース５３は、第１収容部５３Ｒ及び第２収容部５３Ｌとを分ける隔壁であるモータ軸支持壁５３Ｅを備える。モータ軸支持壁５３Ｅは、ハウジング５１の内部においてモータ軸６４を支持する。モータ軸支持壁５３Ｅは、モータ軸の軸方向に垂直な面を含み、ステータ支持壁５３ｂに接続される。ステータ支持壁５３ｂは、モータ軸支持壁５３Ｅを挟んで第２ケース５２（合わせ面５３Ａ）とは反対側に設けられる。すなわち、ステータ支持壁５３ｂは、モータ軸支持壁５３Ｅの径方向外側から、第２ケース５２と反対側へ延びて形成される。

モータ軸支持壁５３Ｅには、モータ軸６４が貫通する軸孔５３Ｇが設けられる。軸孔５３Ｇから第２ケース５２側へ突出したモータ軸６４の部分の外周には、モータ軸６４の端部から中央にかけてギヤ溝６４ａが形成されている。軸孔５３Ｇから第２ケース５２と反対側に延びるモータ軸６４の部分にロータ６３が固定される。

ロータ６３及びステータ６２が配置される領域を覆うように、モータカバー６５が、第１ケース５３に対して取付けられている。モータカバー６５は、複数の締結金具７６によって第１ケース５３に固定されている。モータカバー６５は、第１ケース５３に対して、第２ケース５２と反対側に設けられる。第１ケース５３とモータカバー６５の合わせ面は、モータ軸６４に垂直な面となっている。モータカバー６５は、第１ケース５３のステータ支持壁５３ｂに接する。

モータ軸６４のギヤ溝６４ａが設けられる端部と反対側の端部は、転がり軸受６７を介して、モータカバー６５に回転可能に支持されている。また、モータ軸６４の中央部は、第１ケース５３の軸孔５３Ｇの周囲に設けられる転がり軸受６６を介して、第１ケース５３に支持されている。このように、モータ６１は、モータ軸支持壁５３Ｅ、ステータ支持壁５３ｂ及びモータカバー６５によって支持される。

［ギヤ］
ギヤ軸８１は、モータ軸６４に対してクランク軸４１と反対側に配置されている。ギヤ軸８１は、第１ケース５３に配置される転がり軸受８４と、第２ケース５２に配置される転がり軸受８３によって、第１ケース５３及び第２ケース５２に対して回転可能に支持されている。ギヤ軸８１は、金属材からなる。金属材は、例えば、鉄である。

ギヤ軸８１には、一方向クラッチ８５を介してギヤ８２が取り付けられている。ギヤ８２は、転がり軸受８３と転がり軸受８４との間に、ギヤ軸８１と同軸に配置されている。ギヤ８２は、モータ６１のモータ軸６４に形成されたギヤ溝６４ａと噛み合っている。モータ軸６４に形成されたギヤ溝６４ａとギヤ８２により減速機が構成される。本実施形態では、モータ６１が作動するとモータ軸６４は前転方向に回転する。このため、ギヤ８２は、モータ軸６４の前転方向の回転によって後転方向に回転する。

一方向クラッチ８５は、ギヤ８２又はギヤ軸８１に生じた後転方向の回転のみ伝達するように構成されている。このため、モータ６１が作動してギヤ８２が後転方向に回転した場合には、その回転はギヤ軸８１に伝達されてギヤ軸８１は後転方向に回転する。一方、ギヤ軸８１に前転方向の回転が生じても、ギヤ８２には前転方向の回転は伝達されない。

第２ケース５２は、ギヤ軸８１が貫通する軸孔を有する。ギヤ軸８１の第２ケース５２の外側の端部には、補助スプロケット４３が接続されている。補助スプロケット４３とギヤ軸８１は、例えばスプライン構造によって接続されている。これにより、モータ６１のモータ軸６４の回転は、ギヤ８２、一方向クラッチ８５、及びギヤ軸８１を介して補助スプロケット４３に伝達される。つまり、駆動力発生部６０で発生した補助駆動力がギヤ軸８１から補助スプロケット４３に伝達され、補助スプロケット４３が後転方向に回転する。

［制御基板］
ハウジング５１内において、制御基板３８が、第１ケース５３に締結金具３９により固定される。本実施形態では、ギヤ８２及びモータ６１の少なくとも一部を覆う樹脂カバー５９が第１ケース５３に対して固定される。制御基板３８は、制御基板３８及び樹脂カバー５９を貫通し第１ケース５３に達する締結金具により、樹脂カバー５９に固定される。

ハウジング５１内においてクランク軸４１の軸方向と略垂直な平面内に配置される。すなわち、制御基板３８は板状に形成されており、制御基板３８の面が、クランク軸４１の軸方向に垂直な面と略平行になるよう配置される。これにより、制御基板３８を、クランク軸４１の軸方向に平行な平面内に配置する場合に比べて、ハウジング内のスペースを効率よく活用することができる。結果として、ハウジング５１をコンパクト化することが可能になる。

ここで、制御基板３８は、厳密にクランク軸４１の軸方向に垂直な平面内に配置される必要はない。制御基板３８基板の面が全体として、クランク軸４１の軸方向に垂直な平面に沿っていればよい。例えば、制御基板３８の一部が、クランク軸４１の軸方向に垂直な平面に対して平行でない部分を含む場合や、制御基板３８が、全体として、クランク軸４１の軸方向に垂直な平面に若干の角度を持って配置される場合も、クランク軸４１の軸方向に垂直な平面内に配置されたものと同等とみなすことができる。

制御基板３８には、モータの動作を制御する電子部品が搭載される。電子部品は、各種センサにより検出されたデータ及び使用者による操作を示すデータに基づいて、モータへ供給する電力を制御する。そのため、制御基板３８とモータ６１とは、電線（図示省略）により互いに接続される。また、バッテリユニット３５からの電力を供給するための電線も、制御基板３８に接続される。さらに、各種センサからの信号を伝達するための電線も、制御基板３８に接続される。各種センサとしては、例えば、クランク軸の回転を検出する回転検出センサや、トルクを検出するトルクセンサ等が挙げられる。

［クランク軸］
クランク軸４１は、ハウジング５１の前部をモータ軸６４と平行な方向に貫通している。クランク軸４１は、第１ケース５３及び第２ケース５２に、それぞれ軸受を介して回転可能に支持されている。クランク軸４１には、回転部材５６、一方向クラッチ５５、及び駆動スプロケット４２が、クランク軸４１と同軸に配置されている。

回転部材５６は、ハウジング５１内において、クランク軸４１の周りに配置されている。回転部材５６は、略円筒状である。回転部材５６の第２ケース５２側の端は、円筒状の滑り軸受７１を介してクランク軸４１に支持されている。回転部材５６の第１ケース５３側の端は、クランク軸４１に接続されている。回転部材５６の第１ケース５３側の端とクランク軸４１とは、例えば、スプライン構造によって接続されている。これにより、回転部材５６は、クランク軸４１と一体で回転する。

一方向クラッチ５５は、ハウジング５１内において、回転部材５６より第２ケース５２側のクランク軸４１の周囲に配置される。一方向クラッチ５５は、インナー部材５５ａ及びアウター部材５５ｂを有する。

インナー部材５５ａは、クランク軸４１の周囲に沿って、ハウジング５１内の回転部材５６と第２ケース５２との間の空間から、第２ケース５２の外側へ向けて延びて形成される。インナー部材５５ａは、略円筒状であり、クランク軸４１に対して回転可能である。インナー部材５５ａのハウジング５１の外へ突出した部分の外周面には、駆動スプロケット４２が固定されている。インナー部材５５ａと駆動スプロケット４２は一体で回転する。

アウター部材５５ｂは、クランク軸４１の周囲に沿って、回転部材５６の端部と、インナー部材５５ａの端部とに被さるように配置されている。アウター部材５５ｂは、略円筒状である。アウター部材５５ｂと回転部材５６は、例えばスプライン構造によって接続されている。これにより、アウター部材５５ｂ及び回転部材５６は、一体で回転する。

アウター部材５５ｂとインナー部材５５ａは、アウター部材５５ｂからインナー部材５５ａに、前転方向（図１に示すように電動補助自転車１を右側から見て時計回りの方向をいう。以下、同様とする）の回転力のみを伝達するように接続されている。アウター部材５５ｂとインナー部材５５ａは、例えばラチェット構造によって接続されている。アウター部材５５ｂからインナー部材５５ａに、後転方向（図１に示すように電動補助自転車１を右側から見て反時計回りの方向をいう。以下、同様とする）の回転力は伝達されない。

駆動ユニット４０には、回転部材５６の外周付近にトルク検出部５７が設けられている。トルク検出部５７は、ペダル踏力によってクランク軸４１に発生するトルクを検出する。トルク検出部５７は、例えば、磁歪式のトルクセンサであるが、これに限定されない。例えば、トルク検出部５７は、クランク軸４１のトルクを直接検出せず、チェーン４６に発生する張力からクランク軸４１のトルクを検出する構成であってもよい。トルク検出部５７は、検出したトルクに応じた信号を、制御基板３８に出力する。

アウター部材５５ｂの外周面上には、クランク回転検出部における被検出素子である磁石５８ａが配置される。磁石５８ａは、アウター部材５５ｂの外周を囲む円筒状とすることができる。アウター部材５５ｂが回転することにより、磁石５８ａによる磁界が変化する。この磁界の変化を検出することで、クランク軸４１の回転を検出することができる。

＜駆動ユニットの詳細な構成例＞
［第１ケースの構成例］
図４は、第１ケース５３及び第１ケース５３に固定されたモータ６１を、合わせ面側から見た平面図である。図４において、第１ケース５３と第２ケース５２が接触する部分、すなわち、第１ケース５３の第２ケース５２との合わせ面５３Ａは斜線で示している。また、ステータ６２の径方向内側６２ｕの位置及び径方向外側６２ｓの位置を破線で示している。さらに、制御基板３８が配置される位置を二点鎖線で示している。

図４に示すように、第１ケース５３には、クランク軸４１が貫通するための軸孔５３Ｐ、モータ軸６４が貫通する軸孔５３Ｇ、及びギヤ軸８１の端部を固定するための筒状体５３Ｑが設けられる。

モータ軸６４が貫通する軸孔５３Ｇの周りには、合わせ面５３Ａと平行な面を有するモータ軸支持壁５３Ｅが配置される。モータ軸６４の軸方向から見ると、モータ軸支持壁５３Ｅは、軸孔５３Ｇから放射線状に広がって、ステータ６２の径方向外側６２ｓの外縁まで達している。

モータ軸支持壁５３Ｅには、複数の孔５３Ｆが、モータ軸６４の外周部に、モータ６１の駆動周方向に並んで設けられる。モータ６１のこれらの孔５３Ｆに対応する位置には、端子６９ａ〜６９ｄと、端子６９ａ〜６９ｄをステータ６２上で支持する支持部材６８が設けられる。端子６９ａ〜６９ｃは、モータ６１のコイル６２Ａに電気的に接続される。また、端子６９ｄは、例えば、モータ６１の回転数等、モータ６１に設けられるセンサに接続される。これらの端子６９ａ〜６９ｃには、制御基板３８とモータ６１とを繋ぐ電線が接続される。モータ６１と制御基板３８との間を接続する電線７７ａ、７７ｂ、７７ｃ（図５参照）は、上記の孔５３Ｆを通ることになる。

複数の孔５３Ｆのうち隣り合う２つの孔５３Ｆの間には、モータ軸６４の径方向に延びるリブ５３Ｄが形成される。また、リブ５３Ｄと交差するようにモータ軸６４を中心とする円状のリブ５３Ｋが形成される。さらに、リブ５３Ｋから径方向外側に延びて第１ケース５３の合わせ面５３Ａの壁に達するリブ５３Ｓが形成される。リブ５３Ｄ、５３Ｋ、５３Ｓにより、第１ケース５３のモータ６１を支持する強度を大きくすることができる。

筒状体５３Ｑからギヤ軸８１の径方向に延びるリブ５３Ｍと、リブ５３Ｍに交差するギヤ軸８１を中心とする円状のリブ５３Ｎが形成される。さらに、リブ５３Ｎから径方向外側へ延びて第１ケース５３の合わせ面５３Ａの壁に達するリブ５３Ｔが形成される。これらのリブ５３Ｍ，５３Ｎ、５３Ｔにより、第１ケース５３のギヤ軸８１を支持する強度を大きくすることができる。なお、第１ケース５３におけるリブ５３Ｄ、５３Ｋ，５３Ｓ，５３Ｍ、５３Ｎ、５３Ｔは、第１ケースのモータ軸６４の軸方向における厚みが周りより大きくなっている部分である。リブ５３Ｔ及びリブ５３Ｓの一部には、制御基板３８を第１ケースに固定するための締結金具が挿入される穴５３ｒ１、５３ｒ２、５３ｒ３が設けられる。

合わせ面５３Ａは、モータ軸６４に垂直な断面における駆動ユニット４０の外形に沿って形成される。合わせ面５３Ａの面内には、第１ケース５３と第２ケース５２とを締結する締結金具が挿入される複数の穴５３ｈ１〜５３ｈ８、及び、駆動ユニット４０をブラケット１５に固定するための締結金具が挿入される複数の貫通孔５３ｊ１〜５３ｊ３が設けられる。穴５３ｈ１〜５３ｈ８は、貫通孔又は貫通しない穴とすることができる。第１ケース５３と第２ケース５２とを締結する締結金具の穴５３ｈ１〜５３ｈ８と、制御基板３８を第１ケース５３に固定する締結金具の穴５３ｒ１〜５３ｒ３は、いずれも同じ方向に掘られている。すなわち、制御基板３８の締結方向と、第１ケース５３と第２ケース５２の締結方向が同じになっている。これにより、制御基板３８の保護強度を高めることができる。また、製造工程を簡単にすることができる。

また、第１ケース５３は、合わせ面５３Ａに平行な面における駆動ユニット４０の外形の一部において、合わせ面５３Ａに挟まれた領域にクランク軸４１の軸方向に凹む凹部（５３Ｖ）を有する。この凹部（５３Ｖ）は、ハウジング５１の外部からモータ６１に電力を供給するための電線をハウジング５１内部へ引き込む引き込み口５３Ｖとなる。

［制御基板の配置例］
図５は、図４に示す第１ケース５３に、制御基板３８を含む部品群を取り付けた状態を示す図である。図５における「上下」間の矢印及びこれに交差する「前後」間の矢印は、駆動ユニット４０を電動補助自転車１に搭載した場合の上下前後の方向をそれぞれ示している。図５において、モータ軸６４、ステータ６２の径方向内側６２ｕの位置及び径方向外側６２ｓの位置及び、ギヤ８２の径方向外側８２Ｓの位置を破線で示している。

図５では、第１ケース５３に、ギヤ軸８１、ギヤ８２、クランク軸４１が取り付けられている。ギヤ８２の一部及びモータ軸６４を覆うように樹脂カバー５９が被せられる。樹脂カバー５９に制御基板３８が取り付けられる。車両搭載状態において、制御基板３８の一方の面が右側（図５の紙面手前）を向き、前記一方の面の反対側の他方の面が左側（図５の紙面奥）を向くように、制御基板３８Ａが取り付けられる。制御基板３８の一方の面及び他方の面には、電子部品３８Ａ及び、電線が接続される端子が配置される。制御基板３８に搭載され得る電子部品３８Ａは、例えば、電力用半導体素子（パワーデバイス）、コンデンサ、ＩＣ、センサ等が挙げられる。

制御基板３８と、モータ６１は、電線７７ａ、７７ｂ、７７ｃ等によって互いに接続される。具体的には、制御基板３８に一方の端が接続された電線７７ａ、７７ｂ、７７ｃ（以下、区別しない場合は、電線７７とする）の他方の端の端子７２ａ、７２ｂ、７２ｃ（以下、区別しない場合は、端子７２とする）が、モータ６１の端子６９ａ、６９ｂ、６９ｃ（図４参照）に、それぞれ、接続される。

電線７７は、モータ６１に電力を供給する導線である。本例では、モータ６１のコイル６２Ａ（図３参照）に流す電流が、電線７７を通じて供給される。なお、電線７７により供給される電力は、これに限られない。例えば、その他の制御信号が電線７７を通じてモータ６１に供給されてもよい。

制御基板３８は、クランク軸４１の軸方向視において、Ｌ字形状を有する。すなわち、制御基板３８は、クランク軸４１の軸方向視において、ある１つの方向（本例では上下方向）に延びる長方形の部分と、長方形の部分から、前記１つの方向に垂直な方向（本例では前後方向）に突出する突出部分とを有する。前記長方形の部分は、２つの軸（本例では、クランク軸４１及びギヤ軸８１）の間に配置される。これらの２つの軸のうち一方（本例では、ギヤ軸８１）は、前記長方形と前記突出部分とに対向するよう配置される。すなわち、制御基板３８を挟む２つの軸のうち一方は、制御基板３８のＬ字形状の切り欠き部分に対向する位置に配置される。このように、Ｌ字形状の制御基板３８の一部が、２つの軸の間に配置される。これにより、２つの軸の間に矩形の制御基板３８を配置する場合に比べて、制御基板３８の面積を確保しつつも、これら２つの軸の軸間距離を短くすることができる。

なお、制御基板３８の形状は、Ｌ字形状に限られない。制御基板３８は、長方形の元基板の面を切断してできる同じ形の２つの基板のうちの一つの形状とすることができる。これにより、上記のＬ字形状の場合と同様に、２つの軸間距離を短くすることができる。ここで、制御基板３８の形状について説明する。

＜制御基板の形状＞
図６は、図５に示す制御基板３８の形状を説明するための図である。図６に示すように、制御基板３８は、長方形ＡＢＣＤの元基板の面を切断してできる同じ形の２つの基板のうちの一つの形状となっている。すなわち、長方形ＡＢＣＤの元基板の面を、互いに対向する２つの辺ＡＤ、ＢＣを通る切断線ＥＦＧＨで切断してできる２つの基板のうちの一つの形状（６角形ＡＢＨＧＦＥ）が制御基板３８の形状となっている。この切断による切断線ＥＦＧＨは、元基板の長方形ＡＢＣＤの切断線ＥＦＧＨが通る辺ＡＤ（又はＢＣ）に垂直な辺ＡＢ（又はＣＤ）とは平行でない非平行線ＦＧを含む。

図６に示す例では、非平行線ＦＧは、元基板の長方形ＡＢＣＤの切断線ＥＦＧＨが通る辺ＡＤと平行である。また、切断線ＥＦＧＨは、非平行線ＦＧに垂直な線ＥＦ，ＧＨを含む。また、切断線ＥＦＧＨは、元基板の長方形ＡＢＣＤの切断線ＥＦＧＨが通る辺ＡＤに平行な方向において内側に凹む凹部ＥＦＧを含む。

図６に示す制御基板３８は、長方形ＡＢＨＪから、この長方形ＡＮＨＪの辺ＡＪ、ＪＨの一部を辺とする長方形ＥＦＧＪの部分を切り欠いた形状となっている。切り欠かれた部分は、長方形ＡＢＣＤを切断してできるもう一つの基板ＥＦＧＨＣＤの一部となっている。そのため、切り欠かれた部分ＥＦＧＪは、廃棄せずに、他の同じ形の駆動ユニットの制御基板３８として有効活用することができる。これにより、歩留まり性が良好になる。

制御基板３８の一部は、クランク軸４１、モータ軸６４、及びギヤ軸８１のうち２つの軸である第１軸と第２軸（本例では、第１軸がギヤ軸８１で、第２軸がクランク軸４１である）の間に配置される。さらに、第１軸（ギヤ軸８１）の軸方向視において、第１軸（ギヤ軸８１）は、切断線ＥＦＧＨに対向する制御基板３８の辺ＡＢと当該辺ＡＢに接続される２つの辺ＡＥ，ＢＨのうち長い方の辺ＢＨとで決まる仮想の長方形ＡＢＨＪ内に含まれる。これにより、第１軸（ギヤ軸８１）は、制御基板３８の切断線における互いに垂直な辺ＥＦと辺ＧＦに対向する位置に配置される。すなわち、第１軸は、制御基板３８の互いに直交する２つの辺により２つの方向から囲まれるよう配置される。このように、制御基板３８を挟む２つの軸のうち一方の第１軸に対して、２つの方向から制御基板３８が対向するように配置することで、第１軸が１つの方向において制御基板と対向する配置よりも、効率的な配置が可能になる。

また、図６に示す例では、第１軸（ギヤ軸８１）は、長方形ＡＢＣＤを切断してできる２つの基板のうち他方の基板ＥＦＧＨＣＤを切り出すために、基板ＡＢＣＤから切り欠かれた領域ＥＦＧＪに配置される。言い換えれば、第１軸（ギヤ軸８１）を配置するために基板から切り欠かれた部分ＥＦＧＪは、廃棄せずに、２つの基板のうちの他方として有効活用することができる。

ここで、切断線ＥＦＧＨに対向する制御基板３８の辺ＡＢは、元基板の長方形ＡＢＣＤを横切る切断線ＥＦＧＨと向かい合う制御基板３８の辺となっている。例えば、図６に示すように、切断線ＥＦＧＨが、長方形ＡＢＣＤの対向する２つの辺ＡＤ、ＢＣを通る線である場合、これらの辺ＡＤ、ＢＣに垂直な辺ＡＢ、ＤＣのうち制御基板３８の辺ＡＢが、切断線ＥＦＧＨに対向する制御基板の辺となる。また、この辺に接続される２辺は、切断線ＥＦＧＨが通る長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤ、ＢＣのうち制御基板３８の辺を形成する部分となる。

また、第１軸（ギヤ軸８１）は、切断線ＥＦＧＨの凹部ＥＦＧに対向する位置に配置される。すなわち、第１軸（ギヤ軸８１）を、制御基板３８の凹部ＥＦＧが囲むように、制御基板３８が配置される。そのため、より効率よくスペースを利用した配置が可能になる。

図６に示す例では、第１軸（ギヤ軸８１）は、軸方向視で、長方形ＡＢＨＪに含まれる位置に配置される。これに対して、第１軸の少なくとも一部が長方形ＡＢＨＪに含まれてもよい。ここでは、第１軸の径方向の厚みを考慮して軸を把握している。そのため、例えば、図６に示すギヤ軸８１ａのように、第１軸の軸方向から見た場合に第１軸の回転中心点となる軸心が、長方形ＡＢＨＪの外側にありながらも第１軸の一部が長方形ＡＢＨＪの内部にある場合も、第１軸が長方形ＡＢＨＪ内に含まれるとすることができる。

なお、制御基板３８が、長方形の元基板の面を切断してできる同じ形の２つの基板のうちの一つである、とは、制御基板３８の形状を説明する表現であって、制御基板３８の製造方法を限定する意味は含まない。すなわち、制御基板３８は、制御基板３８と同じ形状のもう一つの基板と組み合わせれば長方形又は長方形に近い形状となるような形状を有するものであればよい。例えば、図６に示す例では、制御基板３８の切断線ＥＦＧＨの凹部ＥＦＧは、もう一つの基板ＥＦＧＨＣＤの凸部ＥＦＧに対応する。このように、互いに対応する凹部と凸部をそれぞれ有する形状のうち１つを制御基板３８の形状とすることができる。

制御基板３８の形状を、上記のように、長方形の基板を切断してできる同じ形の２つの基板のうちの一つの形状とすることで、製造工程の効率も向上させることができる。例えば、１つの長方形の基板を切断することにより、２つの制御基板３８を作製することができる。なお、製造工程は、１つの長方形シート（元の基板）から２つの制御基板を切り出す場合に限られない。例えば、製造工程においては、１つの長方形シートから３つ以上の上記の制御基板を切り出すこともできる。

図７は、１つの長方形シートから４つの制御基板Ｌ１〜Ｌ４を切り出す場合の例を示す図である。図７に示す例では、元のシートの長方形ＲＳＬＫから、４つの制御基板Ｌ１〜Ｌ４と、捨て板ＲＳＣＢが切り出される。長方形ＲＳＬＫを線ＡＤと線ＢＣで切断してできる長方形ＡＢＣＤを、さらに、切断線ＥＦＧＨで切ることにより、２つの制御基板Ｌ１、Ｌ２が切り出される。長方形ＫＡＤＬを切断線ＭＮＰＱで切ることにより、さらに２つの制御基板Ｌ３、Ｌ４が切り出される。

図７に示す例では、制御基板Ｌ１、Ｌ２の元基板となる長方形ＡＢＣＤの各角Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、面取りされている。角Ｂ、Ｄは、４５度面取りされており（ＭＴ１）、角Ａ、Ｃは、丸み面取りされている（ＭＲ１）。このように、元基板となる長方形は、厳密に長方形でなくてもよい。元基板は、４つの辺を有し全体として長方形に近い形状であれば、一部に切り欠きを有していてもよい。また、図７に示すように、切断線は、ある程度幅を持っていてもよい。

再び、図５を参照し、制御基板３８の一部は、ギヤ軸８１の回転部品であるギヤ８２と、ギヤ軸８１の軸方向から見て重なって配置されている。また、制御基板３８の一部は、モータ軸６４の回転部品であるロータ６３（ステータ６２の径方向内側６２ｕのさらに内側に配置される。）とモータ軸６４の軸方向から見て重なっている。さらに、制御基板３８の一部は、クランク軸４１の回転部品である一方向クラッチ５５の外周に設けられる磁石５８ａと、クランク軸４１の軸方向から見て重なっている。このように、制御基板３８は、ギヤ軸８１の回転部品、モータ軸６４の回転部品、及びクランク軸４１の回転部品と、クランク軸４１の軸方向において重複するように配置される。これにより、制御基板３８をハウジング５１内で効率よく配置することができる。

また、制御基板３８は、制御基板３８を挟む２つの軸、すなわち第１軸であるギヤ軸８１と第２軸であるクランク軸４１の間で、ギヤ軸８１の回転部品、モータ軸６４の回転部品、及びクランク軸４１の回転部品と、クランク軸４１の軸方向に重複している。これにより、制御基板３８を２つの軸の間に部品を効率よく配置することができる。そのため、さらに効率よくスペースを利用することができる。その結果、第１軸と第２軸の軸間の距離を小さくすることができる。また、ギヤ軸８１は、元の長方形の基板から切り欠かれた領域に配置される。制御基板３８は、ギヤ軸６１を配置するための切り欠き部分を有する形状となっている。ここで、切り欠かれた部分は、元の基板を切断してできる２つの基板うち他方の基板の一部となり得る。そのため、歩留まりが良好になる。

また、制御基板３８は、制御基板３８を挟む２つの軸のうち第１軸（ギヤ軸８１）の回転部品（ギヤ８２）と、車載状態における第１軸の上方及び前方において、第１軸の軸方向視で重なるよう配置されている。なお、制御基板３８は、常に、ギヤ軸８１の回転部品、モータ軸６４の回転部品、及びクランク軸４１の回転部品のすべてと重なっていなくてもよい。制御基板３８は、これらの回転部品のうち少なくとも１つの回転部品と重なる構成であってよい。

制御基板３８の一部は、クランク軸４１とともに回転する回転部品の１つである磁石５８ａと、軸方向視において重なっている。制御基板３８には、クランク軸４１が回転した場合の磁石５８ａの回転経路と軸方向から見て重複する位置にエンコーダ５８ｂが配置される。エンコーダ５８ｂは、クランク軸４１の回転を検出するためのセンサ（回転検出素子）の一例である。磁石５８ａは、被検出素子の一例である。クランク軸４１及び一方向クラッチ５５（アウター部材５５ｂ）が一体として回転することにより、磁石５８ａによる磁界が変化する。エンコーダ５８ｂは、この磁界の変化を検出する。エンコーダ５８ｂは、磁界の変化をパルス信号として制御基板３８に対して出力することができる。エンコーダ５８ｂと磁石５８ａは、クランク回転検出部５８を構成する。

このように、図５に示す例では、制御基板３８の一部と、クランク軸４１の回転部品の一部が軸方向視において重複するように配置される。さらに、制御基板３８のクランク軸４１の回転部品と重複する部分に検出素子（エンコーダ８６ｂ）が配置され、クランク軸４１の回転部品であって制御基板３８と重複する部分には被検出素子（磁石５８ａ）が配置される。これにより、検出素子を、制御基板３８とは独立して設ける場合に比べて、クランク回転検出部がハウジング５１内で占める体積を小さくすることができる。

制御基板３８は、駆動ユニット４０が電動補助自転車１に搭載された状態で、２つの軸すなわちクランク軸４１とギヤ軸８１との間と、ギヤ軸８１の上方とにわたって位置するように配置される。また、ハウジング５１の外部からモータ６１に電力を供給するための電線３７ａ、３７ｂをハウジング５１内部へ引き込む引き込み口５３Ｖも駆動ユニット４０の上方に設けられる。引き込み口５３Ｖからハウジング５１内へ引き込まれた電線は、制御基板３８に接続される。制御基板３８の、ギヤ軸８１と引き込み口５３Ｖとの間に位置する領域において、引き込み口５３Ｖから引き込まれた電線が制御基板３８に接続される。

図５に示す例では、制御基板３８の1つの辺が、引き込み口５３Ｖに対向するように配置される。これにより、引き込み口５３Ｖから制御基板３８に接続されるまで電線の長さを短くすることができる。また、引き込み口５３Ｖを駆動ユニット４０の上方に設けることで、駆動ユニット４０の上方に設けられるバッテリユニット３５と駆動ユニット４０とを繋ぐ電線の長さも短くすることができる。

制御基板３８の一部は、クランク軸４１とギヤ軸８１との間において、クランク軸４１の軸方向において、モータ６１の一部と重なる位置に配置される。このように、クランク軸４１とギヤ軸８１との間にモータ６１を配置し、モータ６１の一部と制御基板３８の一部が、軸方向視において重複するように、制御基板３８を配置することができる。ここでは、モータ６１、ギヤ８２及びクランク軸４１の効率的な配置に合わせて制御基板３８を配置することができる。すなわち、制御基板３８が、上記のとおり長方形でない形状であるので、制御基板３８により、クランク軸４１、モータ６１、及びギヤ８２の位置関係に制約が生じないような配置が可能になる。

図５に示す例では、ハウジング５１の壁を貫通して外部へ延びる２つの軸すなわちクランク軸４１とギヤ軸８１の間に、モータ６１が配置される。モータ６１のモータ軸６４は、ハウジング５１内に格納され、外部には出ない（図３参照）。そのため、クランク軸４１とギヤ軸８１との間にモータ６１を配置することで、ハウジング５１の小型化が可能になる。さらに、クランク軸４１とギヤ軸８１の間の距離は、制御基板３８によって制約を受けないので、設計上許される限り小さくすることができる。

なお、制御基板３８を複数の基板に分割して、ハウジング内に分散配置することで、スペースを効率的に利用することも考えられる。この場合、分割された複数の基板間を接続する電線が必要になる。これに対して、本実施形態の制御基板３８の形状及び配置によれば、電線を増やすことなく効率的な配置が可能になる。

［第２ケースの構成例］
図８は、第２ケース５２を、第１ケース５３との合わせ面５２Ａ側から見た平面図である。図８において、第１ケース５３と第２ケース５２が接触する部分、すなわち、第２ケース５２の第１ケース５３との合わせ面５２Ａは斜線で示している。第２ケース５２には、クランク軸４１が貫通するための軸孔５２ａ、及びギヤ軸８１が貫通するための孔５２ｂが設けられる。第２ケース５２の第１ケース５３との合わせ面５２Ａは、クランク軸８１に垂直な断面における駆動ユニット４０の外形に沿って形成される。すなわち、合わせ面５２Ａの外縁は、駆動ユニット４０の外側に露出している。合わせ面５２Ａの面内には、第１ケース５３と第２ケース５２とを締結する締結金具が挿入される複数の穴５２ｃ１〜５２ｃ８、及び、駆動ユニット４０をブラケット１５に固定するための締結金具が挿入される複数の貫通孔５２ｅ１〜５２ｅ３が設けられる。穴５２ｃ１〜穴５２ｃ８は、貫通した孔でも、貫通しない孔でもよい。第２ケース５２においては、穴５２ｃ１〜５２ｃ８及び貫通孔５２ｅ１〜５２ｅ３が設けられる部分は、穴に対応して、第１ケースの厚みが周りより大きくなっている。

第１ケース５３と第２ケース５２が合わせ面５２Ａで互いに接触した状態において、第２ケース５２の穴５２ｃ１と第１ケース５３の穴５３ｈ１（図４参照）に１つの締結金具が挿入される。同様に、第２ケース５２の穴５２ｃ２〜５２ｃ８と第１ケース５３の穴５３ｈ２〜５３ｈ８（図４参照）に、それぞれ、締結金具が挿入される。また、第２ケース５２の貫通孔５２ｅ１と第１ケース５３の貫通孔５３ｊ１（図４参照）に、駆動ユニット４０をブラケット１５に固定する締結金具が挿入される。同様に、第２ケース５２の貫通孔５２ｅ２、５２ｅ３と第１ケース５３の貫通孔５３ｊ２、５３ｊ３（図４参照）に、それぞれ、駆動ユニット４０をブラケット１５に固定する締結金具が挿入される。

第２ケース５２において、ハウジング５１の外部からの電線が引き込まれる引き込み口５３Ｖ（図４参照）に対応する部分５２Ｖは、合わせ面５３Ａと同一面となっている。すなわち、車載状態において第２ケース５２の上方における、合わせ面５２Ａと同一面であって合わせ面５２Ａに挟まれた部分５２Ｖは、第１ケース５３の凹部（図４の５３Ｖ参照）に対応する位置に設けられる。合わせ面５２Ａとこの部分５２Ｖに、第１ケース５３と第２ケース５２とを互いに接着させるシール剤を塗布することができる。

［制御基板の形状の変形例］
図９は、制御基板３８の形状の変形例の一つを示す図である。図９に示す例では、制御基板３８は、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤと辺ＢＣを通り、辺ＡＢに平行でない直線ＥＨに沿って長方形ＡＢＣＤを切断してできる形状を有する。切断線ＥＨは、長方形ＡＢＣＤの中心Ｏを通る。この場合、線ＥＨが非平行線となる。切断線ＥＨに対向する制御基板３８の辺ＡＢと、この辺ＡＢに接続される辺のうち長い方の辺ＢＨとで決まる長方形ＡＢＨＪ内に、第１軸（例えば、ギヤ軸８１）が含まれるよう、制御基板３８が配置される。

図９に示す例のさらなる変形例として、長方形ＡＢＣＤを、対角頂点Ａ及びＣを結ぶ線に沿って切断してできる２つの基板のうち１つの形状を、制御基板３８の形状とすることもできる。この場合、制御基板３８の形状は、三角形ＡＢＣになる。切断線ＡＣに対向する辺ＡＢと、この辺ＡＢに接続される辺ＢＣで決まる長方形ＡＢＤＣ内に第１軸が配置される。

図１０は、制御基板３８の形状の他の変形例を示す図である。図１０に示す例では、切断線ＥＨが、曲線状になっている。この例では、切断線ＥＨは、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤ上の点Ｅと長方形ＡＢＣＤの中心Ｏと、辺ＢＣ上の点Ｈとを通る。切断線ＥＨの辺ＡＤ上の点Ｅから中心Ｏまでは制御基板３８の内側に凸の曲線であり、中心Ｏから辺ＢＣ上の点Ｈまでは外側に凸の曲線である。この場合、切断線ＥＨに対向する辺ＡＢと、この辺に接続される辺のうち長い方の辺ＢＨとで決まる長方形ＡＢＨＪ内に第１軸が配置される。

切断線は、必ずしも１本である必要はない。図１１は、制御基板３８の形状の、さらに他の変形例を示す図である。図１１に示す例では、辺ＡＤ上の点Ｅから長方形ＡＢＣＤの内側へ辺ＡＢと平行に延びる切断線は、途中の点Ｌでそのまま直進して点Ｆへ至る線と、直角に曲がって点Ｋへ至る線とに分岐している。さらに点Ｆから辺ＢＣに平行に辺ＤＣへ向かって延びる切断線ＦＧと、点Ｋから辺ＡＢと平行に辺ＢＣへ向かって延びる切断線ＫＧとは点Ｇで合流する。点Ｇから辺ＡＢと平行に辺ＢＣまで切断線ＧＨが延びている。このように、中心Ｏを含む領域を回避して切断することもできる。切断線ＥＬＦＧＨに対向する制御基板３８の辺ＡＢと、この辺ＡＢに接続される辺のうち長い方の辺ＢＨとで決まる長方形ＡＢＨＪ内に第１軸が配置される。この場合も、中心Ｏを含む領域ＬＦＧＫは基板として利用されないものの、図６に示した形状の制御基板３８と略同様の効果が得られる。

すなわち、図１１に示す例においても、制御基板３８を、第１軸（ギア軸８１）を配置するための切り欠き部ＥＦＧＪ（凹部ＥＦＧ）を有する形状にし、かつ、切り欠き部ＥＦＧＪの一部が、他の駆動ユニットの制御基板３８の一部としても活用可能な形状となっている。そのため、駆動ユニット４０の小型化と歩留まり性の確保とを両立させることが可能になる。なお、第１軸が配置される領域は、必ずしも、長方形ＡＢＣＤを切断してできる２つの基板のうち他の基板ＥＬＫＨＣＤの領域内でなくてもよい。例えば、図１１のギヤ軸８１ａのように、切り欠き部ＥＦＧＪの中で、他の基板ＥＬＫＨＣＤの一部とはならない領域ＬＦＧＫに、第１軸を配置することもできる。

［制御基板の配置の変形例］
次に、図１２〜図１４を参照して、制御基板３８の配置の変形例を説明する。図１２〜図１４において、「上下」の間の矢印と、これと直交する「前後」の間の矢印は、駆動ユニット４０を電動補助自転車１に搭載したときの上下前後の方向をそれぞれ表している。

図１２は、制御基板３８と、制御基板３８を挟む２つの軸との配置の変形例を示す図である。図１２に示す例では、駆動ユニット４０の車載状態において、第１軸（一例としてギヤ軸８１）の前方及び下方に制御基板３８が対向して配置される。制御基板３８の切断線の非平行線ＧＦは、第１軸に対して下方から対向し、辺ＡＢに平行な切断線ＥＦは、前方から第１軸に対向している。また、第２軸（一例としてクランク軸４１）は、制御基板３８の前方に配置される。制御基板３８の辺ＡＢが、第２軸に対して後方から対向している。

図１３は、制御基板３８と２つの軸との配置の他の変形例を示す図である。図１３に示す例では、駆動ユニット４０の車載状態において、第１軸（一例としてギヤ軸８１）の上方及び前方に制御基板３８が対向して配置される。制御基板３８の切断線の非平行線ＧＦは、第１軸に対して前方から対向し、辺ＡＢに平行な切断線ＥＦは、上方から第１軸に対向している。また、第２軸（一例としてクランク軸４１）は、制御基板３８の上方に配置される。制御基板３８の辺ＡＢが、第２軸に対して下方から対向している。

図１４は、制御基板３８と２つの軸との配置のさらに他の変形例を示す図である。図１４に示す例では、駆動ユニット４０の車載状態において、第１軸（この例では、クランク軸４１）の下方及び後方に制御基板３８が対向して配置される。制御基板３８の切断線の非平行線ＧＦは、第１軸に対して後方から対向し、辺ＡＢに平行な切断線ＥＦは、下方から第１軸に対向している。また、第２軸（一例としてギヤ軸８１）は、制御基板３８の後方に配置される。制御基板３８の辺ＢＨが、第２軸に対して前方から対向している。
［実施形態の効果］

上記実施形態における駆動ユニット４０は、電動補助自転車に用いられる駆動ユニットであって、ハウジング５１と、ハウジング５１を貫通するクランク軸４１と、ハウジング５１内に収納され、モータ軸６４を有するモータ６１と、ハウジング５１内に収納され、モータ６１のモータ軸６４に噛み合わされるギヤ８２と、ギヤ８２が設けられるギヤ軸８１と、ハウジング５１内においてクランク軸４１の軸方向と略垂直な平面内に配置された制御基板３８とを備える。制御基板３８は、長方形（正方形も含む）の元基板の面を切断してできる同じ形の２つの基板のうちの一つである。この切断による切断線は、元基板の長方形ＡＢＣＤの切断線が通る辺ＡＤ、ＢＣに垂直な辺ＡＢ、ＣＤとは平行でない非平行線ＧＦを含む。制御基板３８の一部は、クランク軸４１、モータ軸６４、及びギヤ軸８１のうち２つの軸である第１軸と第２軸の間に配置される。第１軸の軸方向視において、第１軸の少なくとも一部は、切断線に対向する制御基板３８の辺と、当該辺に接続される２つの辺のうち長い方の辺とで決まる仮想の長方形内に含まれる。

上記構成によれば、制御基板３８は、長方形の基板の面を切断してできる同じ形の２つの基板のうちの一つで形成される。この場合、元の基板の長方形ＡＢＣＤの切断線ＥＦＧＨが通る辺ＡＤ，ＢＣに垂直な辺ＡＢとは平行でない非平行線ＦＧが切断線に含まれるような形状に切断される。これにより、例えば、１つの長方形ＡＢＣＤの基板を切断することにより２つの制御基板を切り出すことができる。そのため、長方形ではない形状の制御基板３８を簡単な製造工程で効率よく作製することができる。

この制御基板３８は、クランク軸４１、モータ軸６４、及びギヤ軸８１のうち少なくとも２つの軸の間に配置される。さらに、制御基板３８を挟む２つの軸のいずれかは、クランク軸４１の軸方向から見て、切断線に対向する制御基板３８の辺ＡＢと、この辺に接続される２辺ＡＥ、ＢＨのうち長い方の辺ＢＨとで決まる長方形ＡＢＨＪに含まれる。すなわち、非平行線ＧＦが、制御基板３８を挟む２つの軸のいずれかの軸に対向するよう配置される。これにより、２つの軸の間に矩形の基板を配置する場合に比べて、同じ基板の面積でも、２つの軸の軸間距離を短くすることができる。また、制御基板３８は、簡単な製造工程で効率よく作製されるので、歩留まり性を確保することもできる。その結果、歩留まり性を確保しつつ、駆動ユニット４０を小型化することが可能になる。

なお、第１軸が長方形ＡＢＨＪに含まれる場合は、クランク軸４１の軸方向視において第１軸の軸心が長方形ＡＢＨＪに含まれる場合に限られない。例えば、第１軸の軸心が長方形ＡＢＨＪの外側にありながらも第１軸の断面の一部が長方形ＡＢＨＪ内に位置する場合も、第１軸が長方形ＡＢＨＪに含まれるとすることができる。

制御基板３８の切断線ＥＦＧＨは、元基板の長方形の切断線が通る辺ＡＤ、ＢＣに平行な方向において内側に凹む凹部ＥＦＧを含んでもよい。制御基板３８は、第１軸（例えば、ギヤ軸８１）の軸方向視において、凹部ＥＦＧが第１軸に対向するように配置される。上記構成により、制御基板３８を挟んで配置される２つの軸のうち一方すなわち第１軸は、制御基板３８の凹部ＥＦＧに囲まれるように配置することができる。そのため、より効率よくスペースを利用した配置が可能になる。

切断線ＥＦＧＨは、元基板の長方形ＡＢＣＤの切断線ＥＦＧＨが通る辺ＡＤ、ＢＣと平行である前記非平行線ＧＦと、非平行線ＧＦに垂直な垂直線ＥＦとを含むことができる。上記構成により、制御基板３８を挟んで配置される２つの軸のうち１つは、制御基板３８の切断線の非平行線ＧＦ及びこれに垂直な垂直線ＥＦに囲まれるように配置することができる。そのため、より効率よくスペースを利用した配置が可能になる。また、切断線は、元基板の長方形ＡＢＣＤのいずれかの辺に平行な線のみを含むので、切断工程を簡単にすることができる。

クランク軸４１、モータ軸６４及びギヤ軸８１には、それぞれ、軸とともに回転する回転部品が設けられてもよい。制御基板３８は、第１軸と第２軸のうちの少なくとも一方の軸の回転部品と第１軸の軸方向から見て重複する部分を有するよう配置することができる。この構成により、制御基板と回転部品とを軸方向視において重複するように配置することができる。そのため、より効率よくスペースを利用することができる。

制御基板３８の前記回転部品と重複する部分は、第１軸の軸方向視において、第１軸と第２軸との間に位置することができる。これにより、第１軸と第２軸との間において、制御基板３８及び回転部品を効率よく配置することができる。そのため、より効率よくスペースを利用することができる。

クランク軸４１は、クランク軸４１とともに回転する回転部品（例えば、一方向クラッチ５５）と、回転部品に設けられた被検出素子（例えば、磁石５８ａ）とを有してもよい。制御基板３８は、クランク軸４１の回転部品と、クランク軸の軸方向視において重複する位置に配置される。制御基板３８には、回転部品が回転した場合の被検出素子５８ａの経路と軸方向から見て重複する位置に配置された、回転検出素子（例えば、エンコーダ５８ｂ）が設けられる。これにより、回転検出素子を回転部品と重複する制御基板３８に設けることができる。そのため、より効率よくスペースを利用することができる。また、回転検出素子を配置するための特別な制御基板を設ける必要がなくなる。

制御基板３８を挟む第１軸及び第２軸は、ハウジング５１を貫通して、ハウジング５１の外部に延びる軸とすることができる。この構成により、スペースを効率よく利用した制御基板の配置が可能になる。例えば、ハウジング５１を貫通しない軸、すなわち、第１軸及び第２軸以外の軸に、軸方向視で重複する位置に制御基板３８を配置することができる。これにより、制御基板３８の配置位置の設計自由度が高まる。その結果、効率のよい制御基板の配置が可能になる。

駆動ユニット４０を備える電動補助自転車１も、本発明の実施形態の一つである。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

上記例では、モータ６１の回転が、ギヤ軸８１に伝えられ、ギヤ軸８１に取り付けられた補助スプロケット４３が回転する構成であった。これに対して、例えば、モータ６１の回転を、ギヤを介してクランク軸に伝える構成とすることもできる。

また、上記例では、制御基板３８を挟む２つの軸は、ギヤ軸８１とクランク軸４１であった、制御基板３８が間に配置される２つの軸は、この組み合わせに限られない。

Claims (9)

1. 電動補助自転車に用いられる駆動ユニットであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングを貫通するクランク軸と、
   前記ハウジング内に収納され、モータ軸を有するモータと、
   前記ハウジング内に収納され、前記モータのモータ軸に噛み合わされるギヤと、
   前記ギヤが設けられるギヤ軸と、
   前記ハウジング内において前記クランク軸の軸方向と略垂直な平面内に配置された制御基板とを備え、
   前記制御基板は、長方形（正方形を含む。以下、同じ）の元基板の面を切断してできる同じ形の２つの基板のうちの一つであり、前記切断による切断線は、前記元基板の長方形の前記切断線が通る辺に垂直な辺とは平行でない非平行線を含み、
   前記制御基板の一部は、前記クランク軸、前記モータ軸、及び前記ギヤ軸のうち２つの軸である第１軸と第２軸の間に配置され、かつ、前記第１軸の軸方向視において、前記第１軸の少なくとも一部は、前記切断線に対向する前記制御基板の辺と当該辺に接続される２つの辺のうち長い方の辺とで決まる仮想の長方形内に含まれる、駆動ユニット。
2. 請求項１に記載の駆動ユニットであって、
   前記制御基板の前記切断線は、前記元基板の長方形の前記切断線が通る辺に平行な方向において内側に凹む凹部を含み、
   前記制御基板は、前記第１軸の軸方向視において、前記凹部が前記第１軸に対向するように配置される、駆動ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の駆動ユニットであって、
   前記切断線は、前記元基板の長方形の前記切断線が通る辺と平行である前記非平行線と、前記非平行線に垂直な垂直線とを含む、駆動ユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動ユニットであって、
   前記クランク軸、前記モータ軸及び前記ギヤ軸には、それぞれ、軸とともに回転する回転部品が設けられ、
   前記制御基板は、前記第１軸と第２軸のうちの少なくとも一方の軸の回転部品と前記第１軸の軸方向から見て重複する部分を有する、駆動ユニット。
5. 請求項４に記載の駆動ユニットであって、
   前記制御基板の前記回転部品と前記重複する部分は、前記第１軸の軸方向視において、前記第１軸と前記第２軸との間に位置する、駆動ユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の駆動ユニットであって、
   前記クランク軸は、前記クランク軸とともに回転する回転部品と、前記回転部品に設けられた被検出素子とを有し、
   前記制御基板は、前記クランク軸の回転部品と、前記クランク軸の軸方向視において重複する位置に配置され、
   前記制御基板には、前記回転部品が回転した場合の被検出素子の経路と前記軸方向から見て重複する位置に配置された、回転検出素子が設けられる、駆動ユニット。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の駆動ユニットであって、
   前記第１軸及び前記第２軸は、前記ハウジングを貫通して、前記ハウジングの外部に延びる軸である、駆動ユニット。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動ユニットであって、
   前記ハウジングは、前記ハウジングの外部から前記モータに電力を供給するための電線をハウジング内部へ引き込む引き込み口をさらに備え、
   前記制御基板は、前記駆動ユニットが前記電動補助自転車に搭載された状態で、前記第１軸と前記第２軸との間と、前記第１軸の上方とに位置するように配置され、
   前記引き込み口は、駆動ユニットが前記電動補助自転車に搭載された状態で、駆動ユニットの上方に設けられ、
   前記引き込み口から前記ハウジング内へ引き込まれた電線は、前記制御基板に接続される、駆動ユニット。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の駆動ユニットを備える電動補助自転車。

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