JP6927799B2 - 自転車用ドライブユニット - Google Patents
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- B62M11/02—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of unchangeable ratio
Description
特許文献1に記載の自転車は、自転車用ドライブユニットを備える。自転車用ドライブユニットは、センサ等の外部装置の電線が接続される1または複数のコネクタを含む。コネクタは、自転車用ドライブユニットの上側の面に設けられている。
上記第1側面に従えば、コネクタへのプラグの抜き差し作業が行い易い。
上記第2側面に従えば、ホイール部材にトルクを伝達する出力部の回転軸から離れた位置にコネクタが設けられるので、出力部の回転軸付近にコネクタを設ける場合と比較して、コネクタへのプラグの抜き差し作業が行い易くなる。
上記第3側面に従えば、自転車用ドライブユニットを自転車のフレームに取り付けたとき、自転車の進行方向とは反対側の後端部および下端部の少なくともいずれか一方に設けられ、コネクタがホイール部材に重ならない、またはホイール部材がプラグの抜き差しの邪魔にならないところに配置されるため、プラグの抜き差し作業が行い易い。
上記第4側面に従えば、自転車用ドライブユニットの前からプラグを外す取り外す際、プラグの取り外し作業が行い易い。
上記第5側面に従えば、出力部にホイール部材を着脱できる。
上記第6側面に従えば、コネクタの少なくとも一部は、ハウジングの貫通孔に配置されるため、コネクタに外部の異物が接触することを抑制できる。
上記第7側面に従えば、コネクタは、電線を介して駆動回路の回路基板に接続されるのではなく、直接に駆動回路の回路基板に固定されている。このため、コネクタと回路基板とを繋ぐ電線を配線するためのスペースが不要で、自転車用ドライブユニットをコンパクトにできる。
上記第8側面に従えば、モータのステータを収容するステータ収容部がハウジングと一体となっており、部品点数を削減できる。
上記第9側面に従えば、回路基板が、ハウジングの第1側面からステータ収容部のクランク軸の軸方向の高さ分だけ離れたところに配置される。回路基板の近くにコネクタが設けられると、回路基板がハウジングの第1側面の付近に配置される場合に比べて、コネクタからハウジングの第1側面までの距離が大きくなり、コネクタに接続するプラグを抜き差しするためのスペースを大きくすることができる。これにより、プラグの抜き差しが行い易くなる。
上記第10側面に従えば、第2部分に、コネクタに接続される電線を配置でき、電線が自転車用ドライブユニットの幅方向に突出してしまうことを抑制することができる。
上記第11側面に従えば、コネクタの寸法がステータ収容部の寸法と等しい場合に比べて、クランク軸の軸方向に平行な方向において、コネクタに接続するプラグを抜き差しするためのスペースを大きくすることができ、プラグの抜き差しが行い易くなる。
上記第12側面に従えば、クランク軸にフロントスプロケットを取り付けることができる。
上記第13側面に従えば、ホイール部材の回転軸とクランク軸とが自転車の前後方向でずれている場合に比べて、自転車用ドライブユニットの前後方向の寸法を小さくできる。
上記第14側面に従えば、自転車用ドライブユニットが自転車に取り付けられた状態でプラグを外す取り外すとき、自転車用ドライブユニットが取り付けられているフレームが邪魔になり難く、プラグを容易に取り外すことができる。
上記第15側面に従えば、コネクタを保護できる。たとえば、水の付着、粉塵、泥の付着等でコネクタが腐食したり、飛び石等でコネクタが破損したりすることが抑制される。
上記第16側面に従えば、第1カバー部材をハウジングから取り外さずに第2カバー部材を取り外すことができる。
上記第17側面に従えば、電力通信線のプラグについて、そのプラグを容易に抜き差しできる。
上記第18側面に従えば、回路基板とセンサとを接続する通信線のプラグについて、そのプラグを容易に抜き差しできる。
上記第19側面に従えば、コネクタとバッテリとを接続する電力供給線のプラグについて、そのプラグを容易に抜き差しできる。
上記第20側面に従えば、取付部を介して自転車のフレームに自転車用ドライブユニットを取り付けできる。
自転車本体12は、フレーム22、フレーム22に接続されるフロントフォーク24、および、フロントフォーク24にステム26Aを介して着脱可能に接続されるハンドルバー26Bを備えている。フロントフォーク24は、フレーム22に支持される。
ホイール部材36には、クランク軸42のトルクおよびモータ44のトルクの少なくとも一方が伝達される。ホイール部材36は、スプロケット、プーリーまたはベベルギアを含む。ホイール部材36は、自転車用ドライブユニット40の出力部52に取り付けられる。ホイール部材36は、クランク軸42の軸方向DYにおけるハウジング46の第1側面46Aに対向する。ホイール部材36は、1または複数のフロントスプロケットを含んでもよい。
出力部52は、クランク軸42のトルクおよびモータ44のトルクをチェーン、ベルト、またはシャフトを介してリアホイール部材38に伝達する。出力部52には、後述するように、第2ワンウェイクラッチ58を介してクランク軸42のトルクが伝達される。出力部52には、後述するように、減速機構50を介してモータ44のトルクが伝達される。
ハウジング46は、自転車10のクランク軸42を支持する。また、ハウジング46には、モータ44が設けられる。ハウジング46は、モータ44の少なくとも一部を収容する。ハウジング46は、クランク軸42の軸方向DYにおいて、ホイール部材36に対向する第1側面46Aと、第1側面46Aと反対側の第2側面46Bとを有する。
図6に示されるとおり、ステータ収容部46Cは、クランク軸42の軸方向DYに平行な方向において、回路基板48と第1側面46Aとの間の領域に設けられる。
ハウジング46のうちステータ収容部46Cが設けられる第1部分46Dは、ハウジング46のうちコネクタ49が設けられる第2部分46Eよりも、クランク軸42の軸方向DYに平行な方向において外方に突出する。そして、上述のコネクタ49は、ステータ収容部46Cの周囲に設けられる。好ましくは、クランク軸42の軸方向DYに平行な方向において、コネクタ49の寸法は、ステータ収容部46Cの寸法よりも小さい。ハウジング46の第1側面46Aは、第1部分46Dおよび第2部分46Eに含まれる。
第1収容部65Aは、クランク軸42の一部、出力部52、および、第6歯車68Fを収容する。第2収容部65Bは、上述のステータ収容部46Cの少なくとも一部を構成する。第3収容部65Cは、第2回転軸71の一部を収容する。第1収容部65A、第2収容部65B、および、第3収容部65Cは、クランク軸42の軸方向DYに凹む収容空間を形成する。第1収容部65Aにおいてクランク軸42の軸方向DYの側面に、第2孔64Aが開口している。
カバー部材69は、クランク軸42が通過する貫通孔を有する第1カバー部材69Aと、コネクタ49を覆う第2カバー部材69Bと、を含む。第1カバー部材69Aと第2カバー部材69Bとは、個別にハウジング46に着脱可能に設けられる。カバー部材69は、複数の取付部材69Cによって、ハウジング46に固定されることが好ましい。取付部材69Cは、ボルトを含む。第2ハウジング64は、取付部材69Cを取付可能な被取付部64Bを含む。被取付部64Bは、ねじ孔を含む。カバー部材69は、クランク軸42の軸方向DYにおいて、ステータ収容部46Cが外部に露出するように第2ハウジング64に取り付けられる。カバー部材69は、カバー部材69とハウジング46の第1側面46A側の面の少なくとも一部との間に、電線等を配線可能な収容空間を形成するように構成される。
自転車用ドライブユニット40に接続される部品の取り換えるとき、または、自転車用ドライブユニット40をメンテナンスするとき、自転車用ドライブユニット40から各種電線を取り外す。この場合において、コネクタ49が手の届きにくいところに存在すると、そのコネクタ49から電線のプラグを取り外しにくい。たとえば、ホイール部材36に隠れたところにコネクタ49が配置されていると、コネクタ49からプラグを引き抜くとき、事前にホイール部材36を取り外す手間を要する。この点、本実施形態では、コネクタ49は、ホイール部材36と重ならない位置に配置されていることから、コネクタ49からプラグを抜く作業が容易である。
また、コネクタ49が自転車用ドライブユニット40の上面に配置される場合、上面におけるコネクタ49の配置領域が限られるため、各種のコネクタ49の配置が密になり、取り外しに手間が要することがある。この点、自転車用ドライブユニット40の第1側面46Aにおいては、各種のコネクタ49の配置領域を確保し易い。このため、第1側面46Aに各種のコネクタ49に設ける場合、上述のように自転車用ドライブユニット40の上面に設ける場合に比べて、コネクタ49の間隔を大きくできる。これによって、コネクタ49からプラグを抜く作業が容易になる。
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う自転車用ドライブユニットが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う自転車用ドライブユニットは、たとえば以下に示される上記各実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、各実施形態の形態と共通する部分については、各実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
たとえば、図7に示されるとおり、実施形態に係る自転車用ドライブユニット40は、ホイール部材36を含まないものであってもよい。
たとえば、自転車用ドライブユニット40は、ハウジング46と、回路基板48と、出力部52と、少なくとも1つのコネクタ49とを含む。出力部52は、回転軸心Cを有し、コネクタ49は、ハウジング46の第1側面46A側に露出する。さらに、コネクタ49は、出力部52の回転軸心Cに垂直な方向において、回転軸心Cから60mm以上離れた位置に設けられている。
たとえば、図8に示されるように、コネクタ49は、ハウジング46を自転車10のフレーム22に取り付けた状態の自転車用ドライブユニット40において、後端部46Rに設けられる。後端部46Rは、ハウジング46が自転車10のフレーム22に取り付けられた状態の自転車用ドライブユニット40において、クランク軸42よりも後方部分である。
Claims (22)
- 自転車の推進をアシストするモータを含む自転車用ドライブユニットであって、
前記モータが設けられ、前記自転車のクランク軸を支持し、前記クランク軸の軸方向において、第1側面と、第2側面とを有するハウジングと、
前記ハウジングに収容される回路基板と、
前記ハウジングの前記第1側面に対向し、前記クランク軸のトルクおよび前記モータのトルクの少なくとも一方が伝達されるホイール部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記回路基板に電気的に接続される少なくとも1つのコネクタと、を含み、
前記コネクタは、前記ハウジングの前記第1側面側に露出し、前記クランク軸の前記軸方向に平行な方向から見て、前記ホイール部材と重ならない位置に設けられており、
前記モータは、ステータを含み、
前記ハウジングは、前記モータの前記ステータを収容するステータ収容部を含み、
前記ハウジングのうち前記ステータ収容部が設けられる第1部分は、前記ハウジングのうち前記コネクタが設けられる第2部分よりも、前記クランク軸の前記軸方向に平行な方向において前記第2側面から前記第1側面に向かう方向に突出し、
前記コネクタは、前記ステータ収容部の周囲に設けられる、自転車用ドライブユニット。 - 自転車の推進をアシストするモータを含む自転車用ドライブユニットであって、
前記モータが設けられ、前記自転車のクランク軸を支持し、前記クランク軸の軸方向において、第1側面と、第2側面とを有するハウジングと、
前記ハウジングに収容される回路基板と、
前記クランク軸の前記軸方向における前記ハウジングの前記第1側面に対向するホイール部材に、前記クランク軸のトルクおよび前記モータのトルクの少なくとも一方を伝達する出力部と、
前記ハウジングに設けられ、前記回路基板に電気的に接続される少なくとも1つのコネクタと、を含み、
前記出力部は、回転軸心を有し、
前記コネクタは、前記ハウジングの前記第1側面側に露出し、前記出力部の前記回転軸心に垂直な方向において、前記回転軸心から60mm以上離れた位置に設けられており、
前記モータは、ステータを含み、
前記ハウジングは、前記モータの前記ステータを収容するステータ収容部を含み、
前記ハウジングのうち前記ステータ収容部が設けられる第1部分は、前記ハウジングのうち前記コネクタが設けられる第2部分よりも、前記クランク軸の前記軸方向に平行な方向において前記第2側面から前記第1側面に向かう方向に突出し、
前記コネクタは、前記ステータ収容部の周囲に設けられる、自転車用ドライブユニット。 - 自転車の推進をアシストするモータを含む自転車用ドライブユニットであって、
前記モータが設けられ、前記自転車のクランク軸を支持するハウジングと、
前記ハウジングに収容される回路基板と、
前記クランク軸の軸方向における前記ハウジングの第1側面に対向するホイール部材に、前記クランク軸のトルクおよび前記モータのトルクの少なくとも一方を伝達する出力部と、
前記ハウジングに設けられ、前記回路基板に電気的に接続される少なくとも1つのコネクタと、を含み、
前記コネクタは、前記ハウジングを前記自転車のフレームに取り付けた状態で、下端部に設けられる、自転車用ドライブユニット。 - 前記下端部は、前記ハウジングが前記自転車のフレームに取り付けられた状態において、前記クランク軸よりも下方部分である、請求項3に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータは、ステータを含み、
前記ハウジングは、前記モータの前記ステータを収容するステータ収容部を含む、請求項3または4に記載の自転車用ドライブユニット。 - 前記ハウジングは、前記クランク軸の前記軸方向において、第2側面をさらに有し、
前記ハウジングのうち前記ステータ収容部が設けられる第1部分は、前記ハウジングのうち前記コネクタが設けられる第2部分よりも、前記クランク軸の前記軸方向に平行な方向において、前記第2側面から前記第1側面に向かう方向に突出し、
前記コネクタは、前記ステータ収容部の周囲に設けられる、請求項5に記載の自転車用ドライブユニット。 - 前記クランク軸の前記軸方向に平行な方向において、前記コネクタの寸法は、前記ステータ収容部の寸法よりも小さい、請求項6に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ステータ収容部は、前記クランク軸の前記軸方向に平行な方向において、前記回路基板と前記第1側面との間の領域に設けられる、請求項2、5〜7のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ステータ収容部は、前記クランク軸の前記軸方向に平行な方向において、前記回路基板と前記第1側面との間の領域に設けられる、請求項1に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングを前記自転車のフレームに取り付けた状態において、
前記コネクタは、前記自転車の進行方向において、前記クランク軸よりも前方に配置されている、請求項1、2、9のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。 - 前記出力部は、前記ホイール部材を取付可能な取付部を含む、請求項2〜8のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングには、貫通孔が形成され、
前記コネクタの少なくとも一部は、前記貫通孔に配置されて前記回路基板に電気的に接続されている、請求項1〜11のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。 - 前記コネクタは、前記回路基板に固定されている、請求項12に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ホイール部材は、フロントスプロケットを含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ホイール部材と、前記クランク軸とは、同軸に設けられる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記コネクタに対するプラグの抜き差し方向は、前記クランク軸の前記軸方向に実質的に平行である、請求項1〜15のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記コネクタを覆うカバー部材を更に含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記カバー部材は、前記クランク軸が通過する貫通孔を有する第1カバー部材と、前記コネクタを覆う第2カバー部材と、を含み、
前記第1カバー部材と前記第2カバー部材とは、個別に前記ハウジングに着脱可能に設けられる、請求項17に記載の自転車用ドライブユニット。 - 前記コネクタは、電力通信線に接続可能な第1コネクタを含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記コネクタは、センサに接続される通信線に接続可能な第2コネクタを含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記コネクタは、前記自転車に設けられるバッテリに接続可能な第3コネクタを含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングに設けられ、前記自転車のフレームに取り付け可能な取付部を更に含む、請求項1〜21のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
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