JP6879672B2 - 駆動ユニット及び電動補助自転車 - Google Patents

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    • F16D41/24Freewheels or freewheel clutches specially adapted for cycles

Description

本発明は、駆動ユニット及び電動補助自転車に関し、詳しくは、電動補助自転車が有する車体フレームに取り付けられる駆動ユニット及び当該駆動ユニットを備える電動補助自転車に関する。
自転車は、手軽に利用できる交通手段として、老若男女を問わず、広く普及している。近年、乗員のペダル踏力をモータの駆動力でアシストする電動補助自転車の普及が進んでいる。このような電動補助自転車は、例えば、特開2014−196080号公報に開示されている。
上記公報では、電動補助自転車は、駆動ユニットを備える。駆動ユニットは、ハウジングと、クランク軸とを含む。クランク軸は、ハウジングを車両の左右方向に貫通して配置される。クランク軸には、アームを介して、ペダルが取り付けられる。駆動ユニットは、車体フレームの下端に取り付けられる。
上記駆動ユニットは、モータと、基板とをさらに含む。モータは、ハウジングに収容されて、乗員のペダル踏力をアシストするための駆動力を発生させる。基板は、ハウジングに収容されて、モータに対する電力供給を制御する。
特開2014−196080号公報
基板には、モータの動作を制御するために、複数の回路素子が実装される。そのため、基板の実装面は、出来る限り大きいほうが好ましい。しかしながら、基板の実装面が大きくなると、基板のサイズが大きくなる。基板のサイズが大きくなると、ハウジング内での他の部品の配置が制限される。ハウジング内での部品の配置に関して、自由度を確保しようとすると、ハウジングのサイズが大きくなるという問題がある。
上記のように、駆動ユニットは、車体フレームの下端に取り付けられる。そのため、ハウジングのサイズが大きくなると、最低地上高(駆動ユニットから地面までの距離)が低くなったり、Qファクタが大きくなったり、リアセンター長が長くなったりするおそれがある。また、リアサスペンションやバッテリの配置が制限されるおそれがある。
本発明の目的は、電動補助自転車に用いられる駆動ユニットにおいて、駆動ユニットが有するハウジングのサイズを小さくすることである。
課題を解決するための手段及び発明の効果
本発明の実施の形態による駆動ユニットは、電動補助自転車の車体フレームに取り付けられ、後輪に伝達される駆動力を発生させる。駆動ユニットは、ハウジングと、クランク軸と、クランク回転入力軸と、モータと、減速歯車と、合力出力軸と、基板とを含む。クランク軸は、ハウジングを車両の左右方向に貫通して配置されている。クランク回転入力軸には、クランク軸が挿入される。クランク回転入力軸の一端は、クランク軸に結合されている。モータは、ハウジングに収容されている。モータは、モータ出力軸を含む。モータ出力軸には、出力歯車が形成されている。減速歯車は、ハウジングに収容されている。減速歯車は、出力歯車と噛み合う。合力出力軸には、クランク軸が挿入されている。合力出力軸は、クランク回転入力軸の他端に対して、ワンウェイクラッチ機構を介して、接続されている。合力出力軸は、減速歯車と噛み合う被駆動歯車を有する。基板は、ハウジングに収容されている。基板は、クランク軸の軸方向から見たときに、減速歯車と重ならないが、被駆動歯車と重なる。基板は、クランク軸の周りに配置されている。基板は、実装面を有する。実装面は、クランク軸の中心軸線と交差する方向に広がっている。基板は、クランク軸の径方向と交差する方向に延びている。基板のうち、基板が延びる方向での一端は、上記軸方向から見たときのクランク軸の軸心とモータ出力軸の軸心とを結ぶ直線に対して、基板が延びる方向での他端と反対側に位置している。上記の一端及び他端は、上記軸方向から見たときに、上記直線が延びる方向で、クランク軸の軸心とモータ出力軸の軸心との間に位置している。
本発明の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1に示す電動補助自転車が備える駆動ユニットの内部構造を示す断面図である。 図2の一部を拡大して示す断面図である。 図2の他の一部を拡大して示す断面図である。 右側のハウジング部材が取り外された状態での駆動ユニットの内部構造を示す右側面図である。 右側のハウジング部材が取り外され、且つ、ワンウェイクラッチが取り外された状態での駆動ユニットの内部構造を示す右側面図である。 基板の左側面図である。 シート部材がハウジングに接触していることを示す断面図である。
本発明者等は、駆動ユニットが有するハウジングのサイズを小さくするための方策について、鋭意検討した。そして、駆動ユニットが備える各種部品の配置に着目した。
駆動ユニットは、ハウジングと、クランク軸と、モータと、減速歯車とを含む。ハウジングは、車体フレームに取り付けられる。クランク軸は、ハウジングを車両の左右方向に貫通して配置されている。モータは、ハウジングに収容される。減速歯車は、ハウジングに収容され、モータの駆動力を、クランク軸が挿入された合力出力軸に伝達する。
モータの出力軸及び減速歯車の回転軸は、クランク軸と平行に配置される。モータの出力軸に形成された出力歯車は、減速歯車と噛み合う。減速歯車は、合力出力軸が有する被駆動歯車と噛み合う。つまり、クランク軸の軸方向から見たときに、モータ及び減速歯車は、クランク軸の周囲に配置される。
ハウジングのサイズを小さくするには、例えば、(1)ハウジングの車両の左右方向でのサイズを小さくすることと、(2)クランク軸の軸方向から見たときのハウジングのサイズを小さくすることとが考えられる。本発明者は、これら(1)及び(2)を満たすために、更なる検討を加えた。その結果、以下のような知見を得るに至った。
上記駆動ユニットは、ハウジングに収容される基板をさらに含む。基板には、モータの動作を制御するために、複数の回路素子が実装される。そのため、基板の実装面は、広いほうが好ましい。実装面を広くするために、例えば、基板を略矩形形状にすることが考えられる。
このような基板は、例えば、特開2014−196080号公報に記載のように、クランク軸が配置される空間、減速歯車が配置される空間及びモータが配置される空間の全てに亘って配置される。この場合、基板との干渉を避けて、クランク軸と同軸上に配置されたワンウェイクラッチや、減速歯車、さらには、モータ等の配置(クランク軸の軸方向での配置)を決めると、車両の左右方向でのハウジングのサイズを小さくすることは難しい。ワンウェイクラッチや減速歯車、モータとの干渉を避けるために、クランク軸の軸方向でこれらの部品から離れた位置に基板を配置する場合も同様である。
クランク軸の軸方向から見たときのハウジングのサイズを小さくするために、基板を、例えば、クランク軸の軸方向から見たときに、モータ及び減速歯車と重なる位置に配置することが考えられる。この場合、クランク軸の軸方向から見たときのクランク軸の軸心とモータの出力軸の軸心とを結ぶ直線に対して、減速歯車の回転軸の軸心と同じ側に基板を配置することが考えられる。しかしながら、減速歯車との干渉を考慮して基板を配置すると、クランク軸の軸方向から見たときのハウジングのサイズを小さくすることは難しい。
そこで、基板を上記直線に対して減速歯車の回転軸の軸心と反対側に配置することが考えられる。この場合、基板を配置するときに、減速歯車との干渉を考慮しなくてよい。
しかしながら、このように基板を配置するだけでは、クランク軸の軸方向から見たときのハウジングのサイズを小さくすることは難しい。そこで、基板の縁に対して、第1及び第2の切欠を形成することが考えられる。この場合、第1の切欠内には、例えば、クランク軸と一体的に回転するクランク回転入力軸が配置される。第2の切欠内には、モータの出力軸が配置される。
このような切欠が形成された基板であれば、クランク軸の軸方向から見たときに、基板を上記直線に近づけて配置することができる。しかしながら、切欠を形成しているので、基板の実装面が小さくなるという問題がある。
本発明者等は、上記の知見について、さらに検討を重ねた。そして、基板の実装面が小さくなるのを回避しつつ、ハウジングのサイズを小さくするには、基板の配置だけでなく、基板の形状についても検討する必要があるとの知見を得るに至った。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。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。
[電動補助自転車]
図1を参照しながら、本発明の実施の形態による電動補助自転車10について説明する。図1は、電動補助自転車10の概略構成を示す右側面図である。
以下の説明において、前後方向、左右方向及び上下方向は、それぞれ、電動補助自転車10のサドル18に着座した乗員から見た方向を意味する。以下の説明で参照する図において、矢印Fは車両の前方を示し、矢印Uは車両の上方を示し、矢印Lは車両の左方を示し、矢印Rは車両の右方を示す。
電動補助自転車10は、車体フレーム12と、前輪14Fと、後輪14Rと、ハンドル16と、サドル18と、駆動ユニット20と、バッテリユニット26とを備える。
車体フレーム12は、ヘッドチューブ121と、トップチューブ122と、ダウンチューブ123と、シートチューブ124と、ブラケット125とを含む。
ヘッドチューブ121は、車体フレーム12の前部に配置され、上下方向に延びている。ヘッドチューブ121には、ステム27が回転自在に挿入されている。ステム27の上端には、ハンドル16が固定されている。ステム27の下端には、フロントフォーク28が固定されている。フロントフォーク28の下端には、前輪14Fが回転可能に取り付けられている。つまり、前輪14Fは、ステム27及びフロントフォーク28を介して、車体フレーム12に支持されている。
トップチューブ122は、ヘッドチューブ121の後方に配置され、前後方向に延びている。トップチューブ122の前端は、ヘッドチューブ121に接続されている。トップチューブ122の後端は、シートチューブ124に接続されている。
ダウンチューブ123は、ヘッドチューブ121の後方に配置され、前後方向に延びている。ダウンチューブ123は、トップチューブ122の下方に配置されている。ダウンチューブ123の前端は、ヘッドチューブ121に接続されている。なお、本実施の形態では、ダウンチューブ123の前端部は、トップチューブ122の前端部にも接続されている。ダウンチューブ123の後端は、ブラケット125に接続されている。
ダウンチューブ123には、バッテリユニット26が取り付けられている。バッテリユニット26は、駆動ユニット20に電力を供給する。バッテリユニット26は、バッテリ及び制御部を備える。バッテリは、充放電可能な充電池である。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量等を監視する。
シートチューブ124は、トップチューブ122及びダウンチューブ123の後方に配置され、上下方向に延びている。シートチューブ124の下端は、ブラケット125に接続されている。つまり、シートチューブ124は、ブラケット125から上方に延びている。
シートチューブ124は、上下方向の中間部分で折れ曲がっている。その結果、シートチューブ124の下部は上下方向に延びているが、シートチューブ124の上部は上下方向に対して傾斜した方向に延びている。
シートチューブ124には、シートポスト29が挿入されている。シートポスト29の上端には、サドル18が取り付けられている。
ブラケット125は、車体フレーム12の下端に位置している。ブラケット125は、駆動ユニット20を支持する。駆動ユニット20は、前輪14Fよりも後方に位置する後輪14Rに伝達される駆動力を発生させる。駆動ユニット20の詳細については、後述する。
車体フレーム12は、さらに、スイングアーム30と、一対の接続アーム303、303と、サスペンション304とを備える。スイングアーム30は、一対のチェーンステー301、301と、一対のシートステー302、302とを含む。
一対のチェーンステー301、301は、それぞれ、前後方向に延びている。一対のチェーンステー301、301は、左右方向に並んで配置されている。一対のチェーンステー301、301の間には、後輪14Rが配置されている。一対のチェーンステー301、301は、左右対称に配置されている。そのため、図1では、右側のチェーンステー301だけが図示されている。
各チェーンステー301の前端部は、ブラケット125に取り付けられている。つまり、各チェーンステー301は、ブラケット125から後方に延びている。各チェーンステー301は、ブラケット125に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。
各チェーンステー301の後端部には、後輪14Rの車軸141が回転不能に取り付けられている。つまり、一対のチェーンステー301、301により、後輪14Rが車軸141の周りで回転可能に支持されている。要するに、後輪14Rは、車体フレーム12によって支持されている。後輪14Rには、複数段の従動スプロケット32が固定されている。
一対のシートステー302、302は、それぞれ、前後方向に延びている。一対のシートステー302、302は、左右方向に並んで配置されている。一対のシートステー302、302の間には、後輪14Rが配置されている。一対のシートステー302、302は、左右対称に配置されている。そのため、図1では、右側のシートステー302だけが図示されている。
左側のシートステー302の後端部は、左側のチェーンステー301の後端部に接続されている。右側のシートステー302の後端部は、右側のチェーンステー301の後端部に接続されている。
一対の接続アーム303、303は、それぞれ、前後方向に延びている。一対の接続アーム303、303は、左右方向に並んで配置されている。一対の接続アーム303、303の間には、シートチューブ124が配置されている。一対の接続アーム303、303は、左右対称に配置されている。そのため、図1では、右側の接続アーム303だけが図示されている。
各接続アーム303は、シートチューブ124に取り付けられている。各接続アーム303は、シートチューブ124に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。
車両の側面から見たときに、各接続アーム303の前端は、シートチューブ124よりも前方に位置している。車両の側面から見たときに、各接続アーム303の後端は、シートチューブ124よりも後方に位置している。
左側の接続アーム303の後端部は、左側のシートステー302の前端部に取り付けられている。左側の接続アーム303は、左側のシートステー302に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。
右側の接続アーム303の後端部は、右側のシートステー302の前端部に取り付けられている。右側の接続アーム303は、右側のシートステー302に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。
サスペンション304は、シートチューブ124の前方であって、且つ、ダウンチューブ123の後方に配置されている。サスペンション304の上端部は、一対の接続アーム303、303に取り付けられている。サスペンション304は、一対の接続アーム303、303に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。サスペンション304の下端部は、ブラケット125に取り付けられている。サスペンション304は、ブラケット125に対して、左右方向に延びる軸線周りで揺動可能に配置されている。サスペンション304のブラケット125への取付位置は、シートチューブ124のブラケット125への取付位置よりも前方にある。
駆動ユニット20には、支持部材33を介して、駆動スプロケット34が取り付けられている。駆動スプロケット34及び従動スプロケット32には、チェーン36が巻き掛けられている。
[駆動ユニット]
図2を参照しながら、駆動ユニット20について説明する。図2は、駆動ユニット20の内部構造を示す縦断面図である。
駆動ユニット20は、ハウジング21と、クランク軸22と、回転軸23と、減速歯車24と、モータ25とを含む。以下、これらについて説明する。
ハウジング21は、複数の締結具により、ブラケット125に固定される。ハウジング21は、ハウジング部材211と、ハウジング部材212と、カバー213とを含む。ハウジング部材211、ハウジング部材212及びカバー213は、それぞれ、金属材料で形成されている。金属材料は、例えば、アルミニウム合金である。
ハウジング部材211は、ハウジング部材212に対して、左右方向で左側から重ね合わせられる。この状態で、ハウジング部材211は、ハウジング部材212に対して、複数の締結具により、固定される。その結果、ハウジング部材211とハウジング部材212との間には、空間214が形成されている。
カバー213は、ハウジング部材211に対して、左右方向で左側から重ね合わせられる。この状態で、カバー213は、ハウジング部材211に対して、複数の締結具により、固定される。その結果、ハウジング部材211の外側(左側)には、カバー213で覆われた空間215が形成されている。
クランク軸22は、ハウジング21を左右方向に貫通して配置されている。つまり、クランク軸22の中心軸線CL1は、左右方向に延びている。中心軸線CL1は、クランク軸22の軸方向から見た場合に、クランク軸22の回転中心RC1となる。
クランク軸22には、クランク軸22の軸方向に貫通する孔が形成されている。つまり、クランク軸22は、筒形状を有する。
クランク軸22は、クランク軸22の中心軸線CL1周りで、ハウジング21に対して、回転可能に支持されている。クランク軸22を回転可能に支持する軸受38Lは、ハウジング部材211に固定されている。後述するワンウェイクラッチ233の従動部材2332及びすべり軸受40L、40Rを介してクランク軸22を回転可能に支持する軸受38Rは、ハウジング部材212に固定されている。
クランク軸22は、回転軸23を貫通して配置されている。回転軸23は、ハウジング21に収容されている。回転軸23の詳細については、後述する。
図3を参照しながら、モータ25及び減速歯車24について説明する。図3は、図2の一部を拡大して示す断面図である。
モータ25は、ハウジング21に収容されている。モータ25は、電動補助自転車10の走行をアシストするための駆動力を発生する。モータ25は、三相交流モータである。モータ25は、ステータ251と、ロータ252とを備える。
ステータ251は、コイル2511が巻き回されたボビン2512を複数(本実施形態では、14個)備える。各ボビン2512には、鉄心2513が挿入されている。ステータ251は、空間215内に配置されている。この状態で、ステータ251は、ハウジング部材211に固定されている。
ステータ251には、支持部材253が取り付けられている。支持部材253は、合成樹脂で形成されている。支持部材253には、複数のバスバー25X、25Y、25Zが埋め込まれている。これらのバスバー25X、25Y、25Zの各々は、対応するコイル2511に接続されている。バスバー25X、25Y、25Zへの通電を制御することにより、ステータ251に磁極が発生する。
支持部材253は、環状に形成されている。支持部材253は、ロータ252の軸方向で、ステータ251よりもハウジング部材211の近くに位置している。
支持部材253は、バスバー25X、25Y、25Zが埋め込まれている埋込部2531と、バスバー25X、25Y、25Zが埋め込まれていない非埋込部2532とを有する。非埋込部2532は、埋込部2531よりも小さな厚みを有する。非埋込部2532の軸方向右側の端面は、埋込部2531の軸方向右側の端面よりも、ステータ251の近くに位置している。
ロータ252は、ステータ251の内側に配置されている。ロータ252の中心軸線CL2は、クランク軸22の中心軸線CL1と平行である。つまり、ロータ252は、クランク軸22と平行に配置されている。中心軸線CL2は、クランク軸22の軸方向から見たときに、ロータ252の回転中心RC2となる。
ロータ252は、ロータ本体2521と、モータ出力軸としての出力軸2522とを含む。以下、これらについて説明する。
ロータ本体2521の外周面には、N極とS極とが周方向に交互に着磁されている。本実施形態では、N極及びS極の数は、それぞれ、7個である。
出力軸2522は、ロータ本体2521を貫通して配置されている。出力軸2522は、ロータ本体2521に固定されている。つまり、出力軸2522は、ロータ本体2521とともに回転する。
出力軸2522は、2つの軸受42L,42Rにより、中心軸線CL2周りで、ハウジング21に対して、回転可能に支持されている。軸受42Lは、カバー213に固定されている。軸受42Rは、ロータ本体2521よりも右端側(軸方向他端側)に配置され、ハウジング部材211に固定されている。
出力軸2522は、ハウジング部材211を貫通して配置されている。出力軸2522のうち、空間214内に位置する部分には、出力歯車252Aが形成されている。出力歯車252Aは、はすば歯車である。
減速歯車24は、ハウジング21に収容されている。具体的には、減速歯車24は、空間214内に配置されている。
減速歯車24の一部は、クランク軸22の軸方向から見たときに、モータ25と重なる。減速歯車24の一部は、クランク軸22の軸方向から見たときに、支持部材253が有する非埋込部2532と重なる。
減速歯車24の中心軸線CL3(つまり、回転軸241の中心軸線CL3)は、クランク軸22の中心軸線CL1と平行である。つまり、減速歯車24は、クランク軸22と平行に配置されている。中心軸線CL3は、クランク軸22の軸方向から見たときに、減速歯車24の回転中心RC3となる。回転中心RC3は、クランク軸22の軸方向から見たときに、ステータ251と重なる。
減速歯車24は、回転軸241と、筒部242と、ワンウェイクラッチ243と、ブッシュ軸受244と、ブッシュ軸受245とを含む。筒部242は、ブッシュ軸受244及びブッシュ軸受245により、回転軸241周りに回動可能に支持される。
回転軸241は、軸部2411と、筒部2412とを含む。以下、これらについて説明する。
軸部2411は、歯車241Aを有する。軸部2411は、軸部241Bと、軸部241Cとを含む。軸部241Bは、軸受44Rによって、ハウジング部材212に支持されている。軸受44Rは、ハウジング部材212に圧入されている。軸部241Bは、軸受44Rにすきま嵌めされている。軸部241Cは、筒部2412に圧入されている。軸部241Cが筒部2412に圧入された状態で、歯車241Aは、軸部2411の軸方向で、筒部2412の外側(右側)に位置している。筒部2412の左端部には、軸受44Lが圧入されている。軸受44Lは、ハウジング部材212にすきま嵌めされている。
筒部2412の左端部は、筒部2412の軸方向から見たときに、ロータ252の径方向で、支持部材253の内周面253Aよりも外側に位置している。筒部2412の左端部の一部は、筒部2412の軸方向から見たときに、支持部材253が有する非埋込部2532と重なる。つまり、筒部2412の左端部を小さな厚みの非埋込部2532に対向させて、筒部2412をステータ251に近づけることにより、駆動ユニット20の左右方向でのサイズを小さくすることができる。
筒部242は、円筒形状を有する。筒部242は、金属製の基部242Bと、合成樹脂製の歯車242Aとを含む。以下、これらについて説明する。
基部242Bは、筒形状を有する。基部242Bと歯車242Aとは、インサート成形されている。歯車242Aは、出力歯車252Aと噛み合う。歯車242Aは、はすば歯車である。歯車242Aは、出力歯車252Aよりも大径であって、且つ、出力歯車252Aよりも多い歯を有する。つまり、歯車242Aの回転速度は、出力歯車252Aよりも遅い。
このような筒部242に対して、回転軸241が挿入されている。回転軸241が筒部242(具体的には、基部242B)に挿入された状態で、歯車241Aは、回転軸241の軸方向で、筒部242の外側(右側)に位置している。
ワンウェイクラッチ243は、公知のシェル型ワンウェイクラッチである。ワンウェイクラッチ243では、シェル型外輪の中に複数の針状ころが配置されている。ワンウェイクラッチ243は、回転軸241の径方向で、回転軸241(具体的には、筒部2412)と、筒部242(具体的には、基部242B)との間に、配置されている。ワンウェイクラッチ243の外輪は、基部242Bに圧入されている。
このようにして、ワンウェイクラッチ243が配置されることにより、ロータ252が正方向に回転するときには、回転軸241が筒部242とともに回転する。つまり、モータ25の駆動力が、減速歯車24を介して、歯車2333に伝達される。また、モータ25が停止している状態で、歯車2333が前転方向(車両が前進する方向)に回転するときには、回転軸241が筒部242に対して相対回転する。つまり、ロータ252には、歯車2333の回転は伝達されない。
ブッシュ軸受244は、円環の板形状を有する。ブッシュ軸受244には、軸部241Cが挿入されている。ブッシュ軸受244は、回転軸241の軸方向で、歯車241Aと筒部2412との間に位置している。
ブッシュ軸受244は、回転軸241の径方向で、回転軸241(具体的には、軸部241C)と筒部242との間に配置されている。ブッシュ軸受244は、回転軸241の軸方向で、ワンウェイクラッチ243よりも右側(軸方向他端側)に位置している。
ブッシュ軸受244は、筒部242の基部242Bに圧入されている。これにより、ブッシュ軸受244は、筒部242と一体的に回転する。ブッシュ軸受244の内周部は、回転軸241の周方向に摺動可能であって、且つ、回転軸241の軸方向への僅かな移動が許容されている。
ブッシュ軸受245は、リング形状を有する。ブッシュ軸受245は、回転軸241の径方向で、回転軸241(具体的には、筒部2412)と筒部242との間に配置されている。ブッシュ軸受245は、回転軸241の軸方向で、ワンウェイクラッチ243よりも左側(軸方向一端側)に位置している。
ブッシュ軸受245は、筒部242の基部242Bに圧入されている。つまり、ブッシュ軸受245は、基部242Bと一体的に回転する。
ブッシュ軸受245には、回転軸241(具体的には、筒部2412)が挿入されている。ブッシュ軸受245の内周部は、回転軸241に対して、周方向に摺動可能である。
図4を参照しながら、回転軸23について説明する。図4は、図2の他の一部を拡大して示す縦断面図である。
回転軸23は、クランク軸22と同軸上に配置され、クランク軸22とともに回転可能である。回転軸23は、連結軸231と、ワンウェイクラッチ233とを含む。
連結軸231は、円筒形状を有する。連結軸231には、クランク軸22が挿入されている。連結軸231は、クランク軸22と同軸に配置されている。
連結軸231の左端部(軸方向一端部)は、クランク軸22に対して、スプライン結合等で連結されている。その結果、クランク軸22が前転方向及び後転方向の何れに回転しても、連結軸231はクランク軸22とともに回転する。
連結軸231の周囲には、トルク検出装置232が配置されている。トルク検出装置232は、ハウジング部材211に支持されている。
トルク検出装置232は、運転者がペダルを漕ぐときに連結軸231に発生するトルクを検出する。トルク検出装置232は、公知の磁歪式のトルクセンサである。トルク検出装置232は、連結軸231の周囲に配置されている。トルク検出装置232は、検出したトルク信号を、基板48に実装された制御装置に出力する。制御装置は、トルク検出装置232が検出したトルク信号を参照して、運転者によるペダリングの状態を把握し、モータ25を制御する。
トルク検出装置232は、ボビン2321と、コイル2322と、検出素子2323と、シールド2324とを含む。以下、これらについて説明する。
ボビン2321は、筒形状を有する。ボビン2321には、連結軸231が挿入されている。ボビン2321の軸方向両端部は、連結軸231の外周面に摺接している。ボビン2321の軸方向の中間部は、若干の隙間を介して、連結軸231の外周面に対向している。ボビン2321は、連結軸231に対して、相対的に回転可能である。つまり、ボビン2321は、連結軸231とともに回転しない。
コイル2322は、ボビン2321の外周面に巻き回されている。コイル2322には、所定の電圧が印加される。
検出素子2323は、連結軸231の歪みに起因するコイル2322の電圧変化を検出する。これにより、連結軸231に発生するトルク、つまり、連結軸231と一体的に回転するクランク軸22に発生するトルクを検出する。
シールド2324は、外部磁場に起因して検出素子2323の検出精度(コイル2322の電圧変化を検出する精度)が低下するのを防ぐ。シールド2324は、ハウジング21(具体的には、ハウジング部材211)に形成されたストッパ片236(図6参照)と係合している。つまり、シールド2324は、連結軸231とともに回転しない。
シールド2324は、シールド部材2325と、シールド部材2326とを含む。以下、これらについて説明する。
シールド部材2325は、筒形状を有する。シールド部材2325の内側には、ボビン2321が保持されている。
シールド部材2325の左端(軸方向一端)には、フランジ232Aが形成されている。フランジ232Aは、シールド部材2325からシールド部材2325の径方向で外側に延びている。シールド部材2325の右端(軸方向他端)には、フランジ232Bが形成されている。フランジ232Bは、シールド部材2325からシールド部材2325の径方向で内側に延びている。
シールド部材2326は、円環形状を有する。シールド部材2326は、シールド部材2325のフランジ232Aに対して、シールド部材2325の軸方向で重なって配置されている。この状態で、シールド部材2326は、フランジ232Aに固定されている。シールド部材2326をフランジ232Aに固定する方法は、例えば、ネジ止めや溶接である。
ワンウェイクラッチ233は、クランク軸22の軸方向でトルク検出装置232よりもハウジング部材212の近くに配置されている。ワンウェイクラッチ233は、クランク軸22と同軸に配置されている。
ワンウェイクラッチ233は、駆動部材2331と、従動部材2332とを含む。以下、これらについて説明する。
駆動部材2331は、円筒形状を有する。駆動部材2331の左端部(軸方向一端部)には、連結軸231の右端部(軸方向他端部)が挿入されている。駆動部材2331は、連結軸231と同軸上に配置されている。この状態で、連結軸231の右端部(軸方向他端部)は、駆動部材2331の左端部(軸方向一端部)に対して、スプライン結合等で連結されている。その結果、連結軸231が前転方向及び後転方向の何れに回転しても、駆動部材2331は、連結軸231とともに回転する。つまり、クランク軸22が前転方向及び後転方向の何れに回転しても、駆動部材2331は、クランク軸22とともに回転する。連結軸231及び駆動部材2331は、クランク軸22と一体的に回転するクランク回転入力軸234として機能する。
駆動部材2331の外周面には、環状の取付面233Aが形成されている。取付面233Aは、駆動部材2331の径方向に広がり、且つ、周方向に延びる。取付面233Aは、駆動部材2331の左端(軸方向一端)よりも、右側(軸方向他端側)に位置している。取付面233Aは、クランク軸22の軸方向から見たときに、基板48の一部と重なる位置に形成されている。
取付面233Aには、リング磁石46が固定されている。リング磁石46は、クランク軸22の軸方向から見て、駆動部材2331と重なる位置に配置されている。リング磁石46は、クランク軸22の軸方向から見て、基板48の一部と重なる位置に配置されている。
リング磁石46は、駆動部材2331とともに回転する。そのため、検出素子48A(図5参照)を用いて、リング磁石46の回転に伴う磁場の変化を検出することにより、駆動部材2331(つまり、クランク軸22)の回転を検出することができる。つまり、リング磁石46と、検出素子48Aとを含んで、回転検出装置が実現されている。
検出素子48A(図5参照)は、基板48に実装されている。検出素子48Aは、クランク軸22の軸方向で、リング磁石46と対向する位置に配置されている。
従動部材2332は、円筒形状を有する。従動部材2332には、クランク軸22が挿入されている。従動部材2332とクランク軸22との間には、すべり軸受40L、40Rが配置されている。これにより、従動部材2322は、クランク軸22に対して、同軸上で回転可能に配置されている。
従動部材2332の左端部(軸方向一端部)は、駆動部材2331の右端部(軸方向他端部)に挿入されている。従動部材2332の左端部(軸方向一端部)と、駆動部材2331の右端部(軸方向他端部)との間には、ワンウェイクラッチ機構としてのラチェット機構が形成されている。これにより、駆動部材2331の前転方向の回転力は、従動部材2332に伝達されるが、駆動部材2331の後転方向の回転力は、従動部材2332に伝達されない。
従動部材2332は、ハウジング部材212に固定された軸受38Rにより、クランク軸22の中心軸線CL1周りで、ハウジング21に対して回転可能に支持されている。
従動部材2332は、ハウジング部材212を貫通して配置されている。従動部材2332のうち、ハウジング21の外側(右側)に位置する部分には、支持部材33(例えば、図1及び図7参照)を介して、駆動スプロケット34(図1参照)が取り付けられる。
従動部材2332は、歯車2333を有する。歯車2333は、減速歯車24が有する歯車241Aと噛み合っている。歯車2333は、歯車241Aよりも大径であって、且つ、歯車241Aよりも多い歯を有する。つまり、歯車2333の回転速度は、歯車241Aの回転速度よりも遅くなる。
従動部材2332により、ワンウェイクラッチ233を介して入力される人力(ペダル踏力)と、歯車2333を介して入力されるモータ駆動力との合力を出力する合力出力軸235が実現されている。つまり、合力出力軸235は、回転軸23に含まれる。
図5を参照しながら、クランク軸22の回転中心RC1と、ロータ252の回転中心RC2と、減速歯車24の回転中心RC3との関係について説明する。図5は、ハウジング部材212が取り外された状態での駆動ユニット20の内部構造を示す右側面図である。
回転中心RC3は、車両の前後方向で、回転中心RC1よりも前方に位置している。回転中心RC2は、車両の前後方向で、回転中心RC3よりも前方に位置している。つまり、回転中心RC2は、車両の前後方向で、回転中心RC1よりも前方に位置している。要するに、モータ25は、車両の前後方向で、クランク軸22よりも前方に位置している。
回転中心RC3は、車両の側面から見たときに、回転中心RC1と回転中心RC2とを結ぶ直線L1よりも下方に位置している。
図6を参照しながら、ハウジング21内に配置された基板48について説明する。図6は、ハウジング部材212が取り外され、且つ、ワンウェイクラッチ233が取り外された状態での駆動ユニット20の内部構造を示す右側面図である。なお、図6では、駆動部材2331を仮想線で示している。
基板48には、モータ25への電力供給を制御する電子部品が実装される。基板48は、クランク軸22の軸方向から見て、クランク軸22を囲むように配置されている。つまり、基板48は、クランク軸22の周りに配置されている。
基板48は、前後方向及び上下方向に延びている。つまり、基板48は、クランク軸22の径方向と交差する方向に延びている。図6に示す例では、基板48は、クランク軸22の周りを上方から下方に亘って反時計回りに延びている。
クランク軸22の軸方向から見て、基板48は、減速歯車24と重ならない位置に配置されている。基板48は、図2に示すように、クランク軸22の軸方向から見たときに、歯車2333と重なる位置に配置されている。
再び、図6を参照しながら、説明する。基板48は、縁481と、縁482と、縁483と、縁484と、縁485と、縁486と、縁487と、縁488とを含む。以下、これらについて説明する。なお、以下の説明では、縁481〜488の形状及び位置は、クランク軸22の軸方向から見た場合を示す。
縁481は、直線L1よりも上方に位置している。縁481は、基板48が延びる方向での一端を規定する。
縁481は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC1と回転中心RC2との間に位置している。縁481は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC3よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁481は、直線L1と交差する方向に延びている。図6に示す例では、縁481は、直線L1と略直交する方向に延びている。
縁481の一端は、直線L1に直交する方向で、縁481の他端よりも直線L1から離れている。つまり、縁481の一端は、縁481の他端よりも上方に位置している。
縁481の一端は、縁481の他端よりも後方に位置している。つまり、縁481の一端は、車両の前後方向で、縁481の他端よりも回転中心RC1の近くに位置している。
縁482は、直線L1よりも上方に位置している。縁482は、縁481よりも下方に位置している。縁482は、直線L1に直交する方向で、縁481よりも直線L1の近くに位置している。
縁482は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC1と回転中心RC2との間に位置している。縁482は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC3よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁482の一端は、縁481の他端(直線L1に近いほうの端)に接続されている。縁482は、縁481の他端から後方且つ下方に向かって弧を描きながら延びている。縁482の他端は、縁482の一端よりも後方且つ下方に位置している。直線L1に直交する方向で、縁482の一端から直線L1までの距離は、縁482の他端から直線L1までの距離よりも長い。
縁483は、直線L1よりも上方に位置している。縁483は、縁482よりも後方且つ下方に位置している。縁483は、直線L1に直交する方向で、縁481よりも直線L1の近くに位置している。
縁483は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC1と回転中心RC2との間に位置している。縁483は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC3よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁483の一端は、縁482の他端に接続されている。縁483は、縁482の他端から後方且つ下方に向かってストレートに延びている。縁483は、直線L1と略平行に延びている。縁483の他端は、縁483の一端よりも後方且つ下方に位置している。縁483の他端は、直線L1が延びる方向での回転中心RC1と回転中心RC2との中間点C1よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁484は、直線L1よりも上方に位置している。縁484は、縁483よりも後方且つ下方に位置している。縁484は、直線L1に直交する方向で、縁481よりも直線L1の近くに位置している。
縁484は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC1と回転中心RC2との間に位置している。縁484は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC3よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。縁484は、直線L1が延びる方向で、中間点C1よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁484の一端は、縁483の他端に接続されている。縁484は、縁483の他端から後方且つ下方に向かってストレートに延びている。縁484は、直線L1と交差する方向に延びている。つまり、縁484は、縁483と異なる方向に延びている。縁484の他端は、縁484の一端よりも後方且つ下方に位置している。縁484の他端は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC1よりも前方(つまり、回転中心RC2の近く)に位置している。
直線L1に直交する方向で、縁484の一端から直線L1までの距離は、縁484の他端から直線L1までの距離よりも短い。つまり、縁484は、一端から他端に向かって直線L1から離れる方向に延びている。直線L1に直交する方向で、縁484の一端は、縁484の他端よりも直線L1の近くに位置している。
縁485の一端は、縁484の他端に接続されている。つまり、縁485の一端は、直線L1よりも上方に位置している。
縁485は、縁484の他端から円弧を描きながら下方に向かって延びている。つまり、縁485は、縁484の他端からクランク軸22の周方向に延びている。縁485は、クランク軸22の周方向で、略半周の長さに亘って延びている。縁485の曲率半径は、シールド部材2325の外径と略同じである。
縁485の他端は、直線L1よりも下方に位置している。つまり、縁485は、直線L1と交差している。縁485の他端は、縁485の一端よりも前方且つ下方に位置している。縁485の他端は、直線L1が延びる方向で、回転中心RC1と略同じ位置にある。つまり、縁485の他端は、直線L1が延びる方向で、中間点C1よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁486は、直線L1よりも下方に位置している。つまり、縁486は、直線L1に対して、縁411とは反対側に位置している。縁486は、直線L1が延びる方向で、中間点C1よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁486の一端は、縁485の他端に接続されている。縁486は、縁485の他端から前方且つ上方に向かってストレートに延びている。縁486は、直線L1と略平行に延びている。縁486の他端は、縁486の一端よりも前方且つ上方に位置している。縁486の他端は、直線L1が延びる方向で、中間点C1よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁487は、直線L1よりも下方に位置している。つまり、縁487は、直線L1に対して、縁481とは反対側に位置している。
縁487は、直線L1が延びる方向で、中間点C1よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。縁487は、直線L1が延びる方向で、縁484の一端(つまり、縁483の他端)よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁487の一端は、縁486の他端に接続されている。縁487は、縁486の他端から前方且つ下方に向かってストレートに延びている。縁487は、直線L1と交差する方向に延びている。つまり、縁487は、縁486とは異なる方向に延びている。縁487の他端は、縁487の一端よりも前方且つ下方に位置している。
直線L1に直交する方向で、縁487の一端から直線L1までの距離は、縁487の他端から直線L1までの距離よりも短い。つまり、縁487の他端は、直線L1に直交する方向で、縁487の一端よりも直線L1から離れている。
縁488は、直線L1よりも下方に位置している。つまり、縁488は、直線L1に対して、縁481とは反対側に位置している。縁488は、基板48が延びる方向での他端を規定する。
縁488は、直線L1が延びる方向で、中間点C1よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。縁488は、直線L1が延びる方向で、縁484の一端(つまり、縁483の他端)よりも後方(つまり、回転中心RC1の近く)に位置している。
縁488の一端は、縁487の他端に接続されている。縁488は、縁487の他端から前方且つ下方に向かってストレートに延びている。縁488は、直線L1と略直交する方向に延びている。つまり、縁488は、縁487とは異なる方向に延びている。
縁488の他端は、縁488の一端よりも前方且つ下方に位置している。縁488の他端は、直線L1に直交する方向で、縁488の一端よりも直線L1から離れている。
基板48は、縁489をさらに含む。縁489は、クランク軸22の軸方向から見て、ハウジング21(具体的には、ハウジング部材211)が有する側壁2111の内面に沿って延びている。クランク軸22の軸方向から見て、縁489と側壁2111の内面との間には、隙間が形成されている。
図6及び図7を参照しながら、基板48の実装面48L、48Rについて説明する。図6には、実装面48Rが示されており、図7には、実装面48Lが示されている。以下の説明では、実装面48Rに言及するときには、図6を参照し、実装面48Lに言及するときには、図7を参照する。
基板48は、2つの実装面48L、48Rを有する。実装面48L、48Rは、それぞれ、前後方向及び上下方向に広がっている。つまり、実装面48L、48Rは、それぞれ、クランク軸22の中心軸線CL1に対して直交する方向に広がっている。なお、実装面48L、48Rは、それぞれ、厳密な意味において、クランク軸22の中心軸線CL1に対して直交する方向に広がっていなくてもよい。実装面48L、48Rは、それぞれ、クランク軸22の中心軸線CL1と交差する方向に広がっていればよい。
実装面48L、48Rには、それぞれ、制御部48Xと、電源部48Yと、電力供給部48Zとが実装されている。以下、図6を参照しながら、これらについて説明する。なお、以下の説明では、制御部48X、電源部48Y及び電力供給部48Zの位置は、クランク軸22の軸方向から見た場合を示す。
制御部48Xは、直線L1よりも上方に位置している。制御部48Xは、直線L1が延びる方向で、縁481よりも後方に位置している。
制御部48Xは、モータ25の動作を制御する。制御部48Xは、複数の回路素子を含む。これら複数の回路素子は、実装面48L、48Rに分配されている。なお、複数の回路素子は、実装面48L、48Rの何れかのみに実装されていてもよい。
電源部48Yは、基板48が延びる方向で、制御部48Xよりも縁488の近くに配置されている。つまり、電源部48Yは、基板48が延びる方向で、制御部48Xよりも縁481から離れている。
電源部48Yは、直線L1が延びる方向で、制御部48Xよりも後方に位置している。電源部48Yは、直線L1が延びる方向で、縁485よりも後方に位置している。
電源部48Yには、バッテリユニット26からの電力が供給される。電源部48Yは、複数の回路素子を含む。これら複数の回路素子は、制御部48Xと同様に、実装面48L、48Rに分配されている。なお、複数の回路素子は、実装面48L、48Rの何れかのみに実装されていてもよい。
電力供給部48Zは、電源部48Yに供給された電力をモータ25に供給する。つまり、電力供給部48Zは、モータ25に供給するための三相交流を生成する。電力供給部48Zは、複数の回路素子を含む。これら複数の回路素子は、制御部48Xと同様に、実装面48L、48Rに分配されている。なお、複数の回路素子は、実装面48L、48Rの何れかのみに実装されていてもよい。
電力供給部48Zは、基板48が延びる方向で、電源部48Yよりも縁488の近くに配置されている。つまり、電力供給部48Zは、基板48が延びる方向で、電源部48Yよりも縁481から離れている。
電力供給部48Zは、直線L1よりも下方に位置している。つまり、電力供給部48Zは、直線L1に対して、制御部48Xとは反対側に配置されている。電力供給部48Zは、回転中心RC3よりも下方に位置している。
図5を参照しながら、3つの配線48Z1について説明する。3つの配線48Z1は、電力供給部48Zからモータ25に電力を供給するために用いられる。
図6を参照しながら、3つの配線48Z1の基板48への接続について説明する。各配線48Z1の一端は、電力供給部48Zの近くで、基板48に接続されている。基板48の実装面48Lに設けられた端子に対して、配線48Z1が接続されている。
図5を参照しながら、3つの配線48Z1の支持部材253への接続について説明する。各配線48Z1の他端は、支持部材253に接続されている。支持部材253のうち、ハウジング部材212に形成された窓211Wを介して露出している部分には、3つの端子2533(図6参照)が設けられている。これらの端子2533の各々に対して、1つの配線48Z1が接続されている。
図5を参照しながら、3つの配線48Z1の配置について説明する。以下の説明では、3つの配線48Z1の配置は、クランク軸22の軸方向から見た場合を示す。
ハウジング部材211は、仕切壁2112を有する。仕切壁2112は、減速歯車24の径方向で減速歯車24よりも外側に形成されている。仕切壁2112は、減速歯車24の中心軸線CL3周りの周方向に延びている。
側壁2111は、減速歯車24の径方向で仕切壁2112よりも外側に位置している。つまり、減速歯車24の径方向で、側壁2111と仕切壁2112との間には、空間214Aが形成されている。
3つの配線48Z1は、空間214Aを通って、支持部材253に接続されている。つまり、3つの配線48Z1は、減速歯車24の径方向で減速歯車24よりも外側に配置されている。
図7を参照しながら、シート部材56について説明する。電力供給部48Zには、シート部材56が配置されている。シート部材56は、例えば、シリコーンゴムを主成分とする。シート部材56は、例えば、シリコーンゴムよりも高い熱伝導性を有する成分を含む。当該成分は、例えば、粒子として、シリコーンゴム中に存在する。なお、シート部材56は、非シリコーン系のものであってもよい。
シート部材56は、電力供給部48Zを構成する複数の回路素子の幾つかが実装された領域において、基板48に貼り付けられている。シート部材56が貼り付けられた回路素子は、他の回路素子と比べて、動作時の発熱量が多い。シート部材56が貼り付けられた回路素子は、例えば、三相交流を生成するためのインバータ回路を構成する。
図8を参照しながら、シート部材56について説明する。シート部材56は、ハウジング21(具体的には、ハウジング部材211)の内面に接している。ハウジング部材211のうち、シート部材56が接する部分には、ヒートシンク211Hが形成されている。
ヒートシンク211Hは、ハウジング部材211の外面に形成された凹部21H1を利用して形成されている。つまり、ヒートシンク211Hのうち、シート部材56に接触する部分により、凹部21H1の底21H2が形成されている。凹部21H1の側壁21H3により、ヒートシンク211Hのフィンが実現されている。図7に示す例では、凹部21H1の底21H2から壁21H4が突出している。壁21H4により、ヒートシンク211Hのフィンが実現されている。ヒートシンク211Hのフィンがハウジング部材211の外面から突出する高さを小さくすることができる。
図5及び図6を参照しながら、取出口52について説明する。取出口52は、基板48に接続された配線50(図5参照)を取り出すために、ハウジング21に形成されている。本実施の形態では、取出口52に対して、グロメット54が配置されている。グロメット54は、弾性体によって形成されている。グロメット54は、配線50の保護、防塵及び防水のために配置されている。基板48に接続された配線50(図5参照)は、グロメット54を通って、駆動ユニット20の外側に取り出されている。基板48に接続された配線50(図5参照)は、例えば、バッテリユニット26(図1参照)や、メータ、速度センサ等に接続される。なお、本実施の形態では、配線50(図5参照)は、基板48の実装面48Lに設けられたコネクタ48C1(図7参照)に接続される。
図6を参照しながら、取出口52と基板48との位置関係について説明する。なお、以下の説明では、取出口52及び基板48の位置は、クランク軸22の軸方向から見た場合を示す。
取出口52は、基板48の上方に位置している。図6に示す例では、取出口52は、縁481の上方に位置している。取出口52は、車両の前後方向で、縁481と略同じ位置(つまり、上下方向から見たときに、縁481と重なる位置)にある。
取出口52は、直線L1が延びる方向で、基板48の縁483よりも前方(つまり、回転中心RC2の近く)に位置している。取出口52の開口中心は、直線L1が延びる方向で、基板48の縁481よりも前方(つまり、回転中心RC2の近く)に位置している。
駆動ユニット20においては、クランク軸22の軸方向から見ると、基板48は、減速歯車24と重ならないが、歯車2333と重なる。基板48は、クランク軸22の周りに配置されている。そのため、実装面48L、48Rの面積を確保しつつ、クランク軸22の軸方向から見たときの駆動ユニット20のサイズを小さくすることができる。
駆動ユニット20においては、基板48が2つの実装面48L、48Rを有する。そのため、基板が1つの実装面しか有していない場合よりも、実装面の面積を確保し易い。
駆動ユニット20においては、クランク軸22の軸方向から見たときに、基板48が駆動部材2331と重なる。つまり、基板48の幅(基板48が延びる方向に対して垂直な方向での長さ)を広くすることができる。そのため、基板48の実装面を確保し易くなる。
駆動ユニット20においては、クランク軸22の軸方向から見たときに、基板48が減速歯車24と重ならない。そのため、駆動ユニット20の左右方向でのサイズを小さくすることができる。その理由は、以下のとおりである。
クランク軸22の軸方向から見たときに、基板が減速歯車24と重なる場合を想定する。この場合、基板は、クランク軸22の軸方向で、減速歯車24と異なる位置に配置しなければならない。そのため、ハウジング21の左右方向でのサイズが大きくなる。これに対して、本実施の形態では、クランク軸22の軸方向から見たときに、基板48が減速歯車24と重ならない。そのため、クランク軸22の軸方向で、基板48を減速歯車24と同じ位置(つまり、クランク軸22の径方向から見たときに、減速歯車24と重なる位置)に配置することができる。その結果、ハウジング21の左右方向でのサイズを小さくすることができる。
駆動ユニット20においては、クランク軸22の軸方向から見たときに、リング磁石46が駆動部材2331と重なる位置に配置されている。そのため、リング磁石をクランク軸22の径方向で駆動部材の側面(外周面)よりも外側に配置するための部材が不要になる。つまり、減速歯車24をクランク軸22の軸方向で歯車2333に近づけて配置するのに邪魔な部材が存在しない。そのため、クランク軸22の軸方向で、減速歯車24を歯車2333に近づけて配置することができる。その結果、駆動ユニット20の左右方向でのサイズを小さくすることができる。
駆動ユニット20においては、制御部48Xが電力供給部48Zから離れて配置されている。そのため、制御部48Xは、電力供給部48Zの動作に伴って発生するノイズの影響を受け難くなる。
駆動ユニット20においては、基板48に接続される配線50が電力供給部48Zから離れている。そのため、配線50を介して伝送される電気信号が、電力供給部48Zの動作に伴って発生するノイズの影響を受け難くなる。
駆動ユニット20においては、基板48のうち、電力供給部48Zに対応する領域に対して、シート部材56が貼り付けられている。シート部材56は、ハウジング部材212に接している。そのため、電力供給部48Zの動作に伴って発生する熱をハウジング部材212に逃がし易くなる。
駆動ユニット20においては、ハウジング部材211のうち、シート部材56が接する部分に対して、ヒートシンク211Hが形成されている。そのため、電力供給部48Zの動作に伴って発生する熱をさらに逃がし易くなる。
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。
例えば、基板48の実装面は1つであってもよい。
10 電動補助自転車
20 駆動ユニット
21 ハウジング
22 クランク軸
231 連結軸
2331 駆動部材
2332 従動部材
24 減速歯車
25 モータ
48 基板

Claims (6)

  1. 電動補助自転車の車体フレームに取り付けられ、後輪に伝達される駆動力を発生させる駆動ユニットであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングを車両の左右方向に貫通して配置されるクランク軸と、
    前記クランク軸が挿入され、一端が前記クランク軸に結合されたクランク回転入力軸と、
    前記ハウジングに収容され、出力歯車が形成されたモータ出力軸を含むモータと、
    前記ハウジングに収容され、前記出力歯車と噛み合う減速歯車と、
    前記クランク軸が挿入され、前記クランク回転入力軸の他端に対してワンウェイクラッチ機構を介して接続され、前記減速歯車と噛み合う被駆動歯車を有する合力出力軸と、
    前記ハウジングに収容され、前記クランク軸の軸方向から見たときに、前記減速歯車と重ならないが、前記被駆動歯車と重なり、且つ、前記クランク軸の周りに配置され、前記クランク軸の中心軸線と交差する方向に広がる実装面を有し、前記クランク軸の径方向と交差する方向に延びる基板とを含み、
    前記基板のうち、前記基板が延びる方向での一端は、前記軸方向から見たときの前記クランク軸の軸心と前記モータ出力軸の軸心とを結ぶ直線に対して、前記基板が延びる方向での他端と反対側に位置し、
    前記一端及び前記他端は、前記軸方向から見たときに、前記直線が延びる方向で、前記クランク軸の軸心と前記モータ出力軸の軸心との間に位置し、
    前記基板は、
    前記モータの動作を制御する制御部と、
    前記基板が延びる方向で、前記制御部よりも前記他端側に実装され、バッテリユニットからの電力が供給される電源部と、
    前記基板が延びる方向で、前記電源部よりも前記他端側に実装され、前記モータに電力を供給する電力供給部とを含む、駆動ユニット。
  2. 請求項に記載の駆動ユニットであって、
    前記制御部は、前記軸方向から見たときに、前記直線に対して、前記電力供給部とは反対側に位置している、駆動ユニット。
  3. 請求項に記載の駆動ユニットであって、
    前記ハウジングには、
    前記軸方向から見たときに、前記直線よりも上方に位置し、前記基板に接続された配線を取り出すための取出口が形成されており、
    前記電力供給部は、前記軸方向から見たときに、前記直線よりも下方に位置している、駆動ユニット。
  4. 請求項の何れか1項に記載の駆動ユニットであって、
    前記基板は、さらに、
    前記電力供給部の少なくとも一部に貼り付けられ、且つ、前記ハウジングに接することにより、前記電力供給部の動作に伴って発生する熱を前記ハウジングに伝達するシート部材を含む、駆動ユニット。
  5. 請求項に記載の駆動ユニットであって、
    前記ハウジングは、
    前記軸方向から見たときに、前記シート部材と重なる位置に形成されたヒートシンクを含む、駆動ユニット。
  6. 請求項1〜の何れか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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