JP7324664B2 - ドライブユニット - Google Patents

Description

本開示は、ドライブユニットに関する。

ドライブユニットを備える自転車が知られている。例えば、特許文献１には、自転車のモータが取り付けられたドライブユニットが開示されている。

特開２００１－２１８４３４号公報

本開示の目的の１つは、モータの振動音を抑制できる、ドライブユニットを提供することである。

本開示の第１側面に従うドライブユニットは、人力駆動車用のドライブユニットであって、ハウジングと、前記ハウジングに設けられ、前記人力駆動車に推進力を付与するように構成されるモータと、を備え、前記モータは、ステータと、ロータと、前記ステータをモールドし、樹脂材料によって形成される樹脂部と、を含み、前記樹脂部は、前記ハウジングから露出するように構成され、前記ハウジングは、前記ロータの回転軸心周りにおける前記ステータの外周部の少なくとも一部を囲むように構成され、前記ロータの前記回転軸心周りにおける前記モータの外周部の少なくとも一部に接触するように構成される。
第１側面のドライブユニットによれば、モータのステータが樹脂によって覆われているため、モータの振動音を抑制できる。さらに、第１側面のドライブユニットによれば、樹脂部がハウジングから露出するので、樹脂部から直接放熱させることができる。さらに、第１側面のドライブユニットによれば、ハウジングが、ロータの回転軸心周りにおけるステータの外周部の少なくとも一部を囲むように構成され、ロータの回転軸心周りにおけるモータの外周部の少なくとも一部に接触するので、モータを安定して支持することができる。

第１側面に従う第２側面のドライブユニットにおいて、前記樹脂部は、放熱部を含み、前記放熱部は、前記ハウジングから露出するように構成される。
第２側面のドライブユニットによれば、放熱部がハウジングから露出することによって、放熱性が向上する。

第２側面に従う第３側面のドライブユニットにおいて、前記放熱部は、１または複数の放熱フィンを含む。
第３側面のドライブユニットによれば、モータから発生する熱を効率よく放出できる。

第１から第３側面のいずれか１つに従う第４側面のドライブユニットにおいて、前記モータは、前記ロータを回転可能に支持する複数のベアリングをさらに含み、前記樹脂部は、前記複数のベアリングのうちの１つを支持する軸受部を含む。
第４側面のドライブユニットによれば、樹脂部が、ベアリングを支持する軸受部を備えるため、ベアリングをステータに対して安定した位置において支持できる。

第４側面に従う第５側面のドライブユニットは、前記軸受部に設けられる金属製の補強部材をさらに含む。
第５側面のドライブユニットによれば、ベアリングを支持する軸受部に設けられる金属製の補強部材によって、ベアリングを安定して支持できる。

第５側面に従う第６側面のドライブユニットにおいて、前記軸受部は、凹部を含み、前記補強部材は、少なくとも前記凹部に設けられる。
第６側面のドライブユニットによれば、補強部材が、少なくとも凹部に設けられるため、ベアリングを安定して支持できる。

第５または第６側面に従う第７側面のドライブユニットにおいて、前記補強部材は、前記樹脂部に一体成型される。
第７側面のドライブユニットによれば、補強部材は、樹脂部に一体成型されるため、ベアリングを安定して支持できる。

第５から第７側面のいずれか１つに従う第８側面のドライブユニットにおいて、前記複数のベアリングのうちの前記１つは、内輪体、外輪体、および、転動体を含むラジアルベアリングを含み、前記外輪体は、前記補強部材に嵌合される。
第８側面のドライブユニットによれば、補強部材に外輪体が嵌合されるため、ベアリングを安定して支持できる。

第１から第８側面のいずれか１つに従う第９側面のドライブユニットにおいて、前記モータは、ストッパをさらに含み、前記ストッパは、前記ロータの前記回転軸心に平行な第１方向の少なくとも一方への前記モータの移動を規制する。
第９側面のドライブユニットによれば、ストッパによって、ロータの回転軸心に平行な第１方向へのモータの移動を規制し、適切な位置に位置決めできる。

第９側面に従う第１０側面のドライブユニットにおいて、前記ストッパは、金属部材を含む。
第１０側面のドライブユニットによれば、ストッパの強度が高まり、モータを安定して位置決めできる。

第９側面に従う第１１側面のドライブユニットにおいて、前記樹脂部は、前記ストッパを含む。
第１１側面のドライブユニットによれば、樹脂部がストッパを含むため、部品の数を削減できる。

第９側面に従う第１２側面のドライブユニットにおいて、前記ハウジングは、前記ロータの前記回転軸心周りにおける前記ステータの前記外周部の少なくとも一部を囲み、かつ、前記モータの少なくとも一部を収容する収容部を含み、前記収容部に前記モータの少なくとも一部が収容された状態において、前記ストッパは、前記ハウジングに接触する。
第１２側面のドライブユニットによれば、モータが収容部に安定して収容されるため、モータの振動音を抑制できる。

第１０から第１２側面のいずれか１つに従う第１３側面のドライブユニットにおいて、前記ストッパは、前記ロータの前記回転軸心周りにおける前記ステータの外周部に配置される。
第１３側面のドライブユニットによれば、モータを適切な位置に位置決めできる。

第１３側面に従う第１４側面のドライブユニットにおいて、前記ストッパは、前記ロータの前記回転軸心周りにおける前記ステータの外周部の全周にわたって配置される。
第１４側面のドライブユニットによれば、モータを安定して適切な位置に位置決めできる。

第１１から第１４側面のいずれか１つに従う第１５側面のドライブユニットでは、前記ロータの前記回転軸心周りにおける前記モータの外周部において、前記樹脂部は、前記ロータの回転軸心の径方向外側に突出する突出部分を有し、前記ストッパは、前記突出部分によって形成される。
第１５側面のドライブユニットによれば、突出部分によってモータを安定して適切な位置に位置決めできる。

第９から第１５側面のいずれか１つに従う第１６側面のドライブユニットにおいて、前記樹脂部は、前記ステータをモールドし、実質的に円筒状に形成される第１樹脂部と、前記第１方向において前記第１樹脂部の一方の端部に繋がり、実質的に円盤状に形成される第２樹脂部と、を含む。
第１６側面のドライブユニットによれば、第１樹脂部の端部は第２樹脂部に繋がっているため、剛性が高まり、モータの振動音を抑えることができる。

第１６面に従う第１７側面のドライブユニットにおいて、前記ストッパは、前記第１樹脂部と前記第２樹脂部との接続部分に形成される段差を含む。
第１７側面のドライブユニットによれば、部品の数を削減できる。

第１から第１７側面のいずれか１つに従う第１８側面のドライブユニットにおいて、前記モータは、前記ハウジングに接着剤によって固定される。
第１８側面のドライブユニットによれば、モータがハウジングに接着剤によって固定されているため、モータとハウジングとの接続面積を大きくできる。

第１から第１８側面のいずれか１つに従う第１９側面のドライブユニットにおいて、前記ステータは、ステータコアおよびコイルを含み、前記ロータは、ロータコアおよび磁石を含み、前記樹脂部は、前記ステータコアの少なくとも一部および前記コイルの少なくとも一部をモールドする。
第１９側面のドライブユニットによれば、ステータコアおよびコイルの少なくとも一部が樹脂で覆われているため、モータの振動音を抑制できる。

第１から第１９側面のいずれか１つに従う第２０側面のドライブユニットにおいて、前記ハウジングは、前記人力駆動車のクランク軸を回転可能に支持するように構成される。
第２０側面のドライブユニットによれば、モータに隣接してクランク軸を配置できる。

本開示のドライブユニットによれば、モータの振動音を抑制できる。

第１実施形態のドライブユニットを含む人力駆動車の側面図。 図１のドライブユニットの斜視図。 モータの断面を含む第１ハウジングの側面図である。 図１のドライブユニットにおける第１ハウジングの斜視図。 図１のドライブユニットの断面図。 図１のドライブユニットのステータおよび樹脂部の断面図。 変形例におけるドライブユニットについてステータおよび樹脂部の断面図。

（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態の人力駆動車１０のドライブユニット２０について説明する。ドライブユニット２０は、人力駆動車１０に用いられる。人力駆動車１０は、少なくとも人力駆動力によって駆動することができる車である。人力駆動車１０は、車輪の数が限定されず、例えば１輪車および３輪以上の車輪を有する車も含む。人力駆動車１０は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車、キックスケータ、ならびに、電動自転車（Ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。電動自転車は、電気モータによって車両の推進を補助する電動アシスト自転車を含む。以下、実施形態において、人力駆動車１０を、自転車として説明する。

人力駆動車１０は、人力駆動車１０に推進力を付与するモータ５０と、クランク軸９２と、駆動輪２６Ａと、を含む。人力駆動車１０は、好ましくは、クランク軸９２の回転速度に対する駆動輪２６Ａの回転速度の変速比率Ｒを変更するように構成される変速機Ｔ、を含む。変速機Ｔは、外装変速機および内装変速機の少なくとも１つを含む。外装変速機は、ディレーラを含む。ディレーラは、フロントディレーラおよびリアディレーラの少なくとも１つを含む。内装変速機は、駆動輪２６Ａに設けられてもよく、ドライブユニット２０に設けられてもよい。本実施形態では、変速機Ｔは、リアディレーラを含む。人力駆動車１０は、従動輪２６Ｂと、クランク９０と、フレームＦと、をさらに含む。クランク９０には、人力駆動力が入力される。クランク９０は、フレームＦに対して回転可能なクランク軸９２と、クランク軸９２の軸方向Ａ１の端部にそれぞれ設けられるクランクアーム９４とを含む。各クランクアーム９４には、一対のペダルＰＤがそれぞれ連結される。駆動輪２６Ａは、クランク９０が回転することによって駆動される。駆動輪２６Ａは、フレームＦに支持される。クランク９０と駆動輪２６Ａとは、駆動機構２８によって連結される。駆動機構２８は、クランク軸９２に連結される第１回転体２２Ａを含む。クランク軸９２と第１回転体２２Ａとは、第１ワンウェイクラッチ４２を介して連結されていてもよい。第１ワンウェイクラッチ４２は、クランク９０が前転した場合に、第１回転体２２Ａを前転させ、クランク９０が後転した場合に、クランク軸９２と第１回転体２２Ａとの相対回転を許容するように構成される。第１回転体２２Ａは、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。駆動機構２８は、第２回転体２２Ｂと、連結部材２９をさらに含む。連結部材２９は、第１回転体２２Ａの回転力を第２回転体２２Ｂに伝達する。連結部材２９は、例えば、チェーン、ベルト、または、シャフトを含む。

第２回転体２２Ｂは、駆動輪２６Ａに連結される。第２回転体２２Ｂは、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。第２回転体２２Ｂと駆動輪２６Ａとの間には、好ましくは、第２ワンウェイクラッチが設けられる。第２ワンウェイクラッチは、第２回転体２２Ｂが前転した場合に、駆動輪２６Ａを前転させ、第２回転体２２Ｂが後転した場合に、駆動輪２６Ａとの相対回転を許容するように構成される。本実施形態では、第１回転体２２Ａは、１枚のスプロケットを含み、第２回転体２２Ｂは、複数のスプロケットを含む。

駆動輪２６Ａおよび従動輪２６Ｂの一方は前輪を含む。駆動輪２６Ａおよび従動輪２６Ｂの他方は後輪を含む。フレームＦには、フロントフォークＦＦを介して前輪が取り付けられる。フロントフォークＦＦには、ハンドルバーＨ１がステムＨ２を介して連結される。第１実施形態では、後輪を駆動輪２６Ａとして説明するが、前輪が駆動輪２６Ａであってもよい。

モータ５０は、人力駆動車１０の推進力を付与するように構成される。モータ５０は、電気モータを含む。モータ５０は、ペダルＰＤから後輪までの人力駆動力の動力伝達経路、または、前輪に回転を伝達するように構成される。ペダルＰＤから後輪までの人力駆動力の動力伝達経路は、後輪を含む。本実施形態では、モータ５０は、第１回転体２２Ａに回転を伝達するように構成される。モータ５０は、ドライブユニット２０の一部を構成する。ドライブユニット２０は、フレームＦに設けられる。モータ５０と人力駆動力の動力伝達経路との間には、好ましくは、クランク軸９２を人力駆動車１０が前進する方向に回転させた場合に、クランク９０の回転力によってモータ５０が回転しないように第３ワンウェイクラッチ４４が設けられる。本実施形態では、モータ５０は、クランク軸９２に入力される人力駆動力の伝達経路において変速機Ｔよりも上流側にトルクを伝達するように構成される。

図２に示すように、ドライブユニット２０は、ハウジング３０と、ハウジング３０に設けられ、人力駆動車１０に推進力を付与するように構成されるモータ５０と、を備える。ハウジング３０は、クランク軸９２の一部を収容する。ハウジング３０は、人力駆動車１０のクランク軸９２を回転可能に支持するように構成される。クランク軸９２は、クランク軸９２の軸方向Ａ１の両端部がそれぞれハウジング３０から突出するように、ハウジング３０を貫通して配置される。本実施形態において、モータ５０は、モータ５０の回転軸がクランク軸９２と平行になるように、ハウジング３０に設けられる。モータ５０は、アキシャルギャップ型のモータであってもよく、ラジアルギャップ型のモータであってもよい。モータ５０の一例は、同期モータである。モータ５０として、インナーロータ型のブラシレスモータ、アウターロータ型のブラシレスモータ、直流モータ、および、誘導モータ等の種々のモータを用いることができる。

ハウジング３０は、第１ハウジング３０Ａ、および、第２ハウジング３０Ｂを含む。第２ハウジング３０Ｂは、第１ハウジング３０Ａに取り付けられる。ハウジング３０は、金属材料によって形成されていてもよく、樹脂材料によって形成されていてもよく、金属材料と樹脂材料との両方によって形成されていてもよい。ハウジング３０を構成する金属材料としては、例えば、アルミニウム合金、または、マグネシウム合金などが用いられる。ハウジング３０を構成する樹脂材料としては、例えば、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）、または、ＰＢＴ（Poly Butylene Terephthalate）などが用いられる。

図３は、第１実施形態におけるハウジング３０の第２ハウジング３０Ｂを取り外した状態を示す。図３には、第１ハウジング３０Ａと、モータ５０の回転軸８６に垂直な面で切断したモータ５０とが示される。モータ５０は、ステータ６０と、ロータ７０と、ステータ６０をモールドし、樹脂材料によって形成される樹脂部５２と、を含む。樹脂部５２を構成する樹脂材料としては、例えば、ＰＰＳ、または、ＰＢＴなどが用いられる。ステータ６０は、ステータコア６２およびコイル６４を含み、ロータ７０は、ロータコア７２および磁石７４を含み、樹脂部５２は、ステータコア６２の少なくとも一部およびコイル６４の少なくとも一部をモールドする。モータ５０は、コイル６４に接続される複数の端子部材６４Ａを含む（図６参照）。ロータコア７２およびステータコア６２は、金属材料によって形成される。ロータコア７２およびステータコア６２を形成する金属材料としては、公知の材料が用いられる。ステータコア６２は、実質的に円筒状に形成されるバックヨーク部６２Ａと、バックヨーク部６２Ａの内周面から径方向に延びる複数のティース部６２Ｂを含む。バックヨーク部６２Ａは、モータ５０の回転軸８６の周方向に一体に形成されていてもよく、分割して形成されていてもよい。ティース部６２Ｂは、バックヨーク部６２Ａに一体に形成される。ステータコア６２は、モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３に複数の電磁鋼板を積層して構成されてもよい。コイル６４は、ティース部６２Ｂに巻回されている。図３では、図が煩雑になることを防止するために、コイル６４の一部のみを示している。ロータコア７２は、モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３に貫通する孔７２Ｂを有する。ロータコア７２は、実質的に円筒状のベース部７２Ａを含む。ロータ７０は、モータ５０の回転軸８６の外周部に設けられる。ロータ７０は、回転軸８６と一体に回転するように構成される。回転軸８６の一部は、ベース部７２Ａの孔７２Ｂに配置されて、回転軸８６がベース部７２Ａを貫通する。ベース部７２Ａの孔７２Ｂを定義する内周部に、回転軸８６の外周部が固定される。ベース部７２Ａは、回転軸８６にボルトによって固定されてもよく、かしめによって固定されてもよく、接着剤によって固定されてもよい。ベース部７２Ａは、回転軸８６と一体に形成されていてもよい。ベース部７２Ａは、モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３に複数の電磁鋼板を積層して構成されてもよい。ベース部７２Ａは、複数の永久磁石７４Ａを保持するように構成される。複数の永久磁石７４Ａは、モータ５０の回転軸８６の周方向に間隔を開けて配置される。ロータ７０およびステータ６０の構造については、特に限定されず、様々な構造を採用できる。

本実施形態では、ステータ６０は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２を中心とする外周面に沿うように配置される。ハウジング３０は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２周りにおけるステータ６０の外周部の少なくとも一部を囲むように構成される。ハウジング３０は、収容部３８を含む。収容部３８は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２周りにおけるステータ６０の外周部の少なくとも一部を囲み、かつ、モータ５０の少なくとも一部を収容するように構成される。ハウジング３０は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２周りにおけるモータ５０の外周部の少なくとも一部に接触するように構成される。好ましくは、収容部３８は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２周りにおいて、ステータ６０の全周を囲むように構成される。収容部３８は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２周りにおいて、ステータ６０の全周を連続的に囲むように構成されてもよく、断続的に囲むように構成されてもよい。図４に示すように、収容部３８は、クランク軸９２の軸方向Ａ１に平行な方向において、ハウジング３０の外周面に開口３８Ａを有する。収容部３８は、略円柱の収容空間ＳＡを形成する。収容部３８は、収容空間ＳＡを定義する壁部３６を含む。壁部３６は、開口３８Ａから第２ハウジング３０Ｂに向かうに連れて、内径が小さくなるように形成されていてもよい。壁部３６は、モータ５０の外周部の少なくとも一部に接触に接触し、モータ５０を保持するように構成される。壁部３６の内周面は、好ましくは円筒状に形成される。壁部３６は、好ましくは、モータ５０の回転軸８６に垂直な方向から見て、ステータコア６２にオーバーラップするように構成される。壁部３６は、さらに好ましくは、モータ５０の回転軸８６に垂直な方向から見て、モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３におけるステータコア６２の半分以上にオーバーラップするように構成される。壁部３６は、さらに好ましくは、モータ５０の回転軸８６に垂直な方向から見て、モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３におけるステータコア６２の全体にオーバーラップするように構成される。

図５に示すように、第１ハウジング３０Ａおよび第２ハウジング３０Ｂは、第１ハウジング３０Ａの第１取付面３０Ｓと、第２ハウジング３０Ｂの第２取付面３２Ｓとが重ね合わせられた状態でボルトによって互いに取り付けられる。第１ハウジング３０Ａと第２ハウジング３０Ｂとによって形成される空間Ｓに、モータ５０の一部、クランク軸９２の一部の他、出力部４８の一部、減速機構８４、および、クラッチ機構９６が収容される。空間Ｓに配置されるモータ５０の一部は、モータ５０の回転軸８６の一部を含む。空間Ｓに配置されるクランク軸９２の一部は、クランク軸９２の軸方向Ａ１の第１端部９２Ａおよび第２端部９２Ｂを除く中間部分を含む。空間Ｓに配置される出力部４８の一部は、クランク軸９２の軸方向Ａ１における出力部４８の第１端部４８Ａを除く部分を含む。

樹脂部５２は、ハウジング３０から露出するように構成される。樹脂部５２は、放熱部５４を含む。放熱部５４は、ハウジング３０から露出するように構成される。一例では、放熱部５４は、１または複数の放熱フィン５４Ａを含む。本実施形態では、放熱部５４は、複数の放熱フィン５４Ａを有する。複数の放熱フィン５４Ａは、ドライブユニット２０がフレームＦに取り付けられた状態において、好ましくは、人力駆動車１０の進行方向Ｂ１に沿って延びるように構成される（図１参照）。複数の放熱フィン５４Ａは、予め定める方向において、等しい間隔をあけて並んで配置される。放熱部５４は、モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３において、樹脂部５２の第１端部５２Ｄに設けられる。樹脂部５２は、モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３において、ステータコア６２の両端部６２Ｃ，６２Ｄよりも外側まで配置される。樹脂部５２は、好ましくは、コイル６４を完全に覆うように構成される。コイル６４に接続される複数の端子部材６４Ａは、樹脂部５２から露出する。ステータ６０は、コイルボビンを備えていてもよい。ステータ６０は、コイルボビンを備える場合、樹脂部５２は、コイルボビンをモールドする。樹脂部５２は、ステータ６０をモールドし、実質的に円筒状に形成される第１樹脂部５２Ａと、第１方向Ａ４において第１樹脂部５２Ａの一方の端部５２Ｃに繋がり、実質的に円盤状に形成される第２樹脂部５２Ｂと、を含む。樹脂部５２は、モータ５０の回転軸８６まわりにおいて、好ましくは、ステータコア６２の外周部の少なくとも一部が露出するように、ステータ６０をモールドする。樹脂部５２は、モータ５０の回転軸８６まわりにおいて、ステータコア６２の外周部が露出しないようにステータ６０をモールドしてもよい。樹脂部５２は、モータ５０の回転軸８６まわりにおいて、ステータコア６２の外周部が全周にわたって露出するように、ステータ６０をモールドしてもよい。本実施形態では、モータ５０の回転軸８６まわりにおけるステータコア６２の外周部には、モータ５０の回転軸８６に沿って延びる溝６５が形成される。溝６５は、モータ５０の回転軸８６の延びる方向において、ステータコア６２の両端面まで延びる。溝６５は、モータ５０の回転軸８６の周方向において、ティース部６２Ｂに対応する位置に配置される。モータ５０の回転軸８６の周方向における溝６５の幅は、モータ５０の回転軸８６の周方向におけるティース部６２Ｂの幅よりも小さい。樹脂部５２の一部は溝６５に配置される。溝６５は省略されてもよい。樹脂部５２は、モータ５０の回転軸８６まわりにおいて、ステータコア６２の外周面が露出しないように、ステータコア６２を囲むように形成されてステータ６０をモールドしてもよい。第１実施形態では、壁部３６は、モータ５０の回転軸８６まわりにおいて、第１樹脂部５２Ａの外周の少なくとも一部を囲み、第２樹脂部５２Ｂの少なくとも一部に接触するように構成される。モータ５０は、例えば、ハウジング３０に接着剤によって固定される。モータ５０は、ハウジング３０にボルトによって固定されてもよい。モータ５０を接着剤によってハウジング３０に固定する場合、接着剤は、第１樹脂部５２Ａおよび第２樹脂部５２Ｂのうちハウジング３０に対向する部分に設けられる。好ましくは、接着剤は、モータ５０の回転軸８６まわりにおける第１樹脂部５２Ａの外周部と、ハウジング３０の壁部３６との間に設けられる。

モータ５０は、ロータ７０を回転可能に支持する複数のベアリング８０をさらに含む。樹脂部５２は、複数のベアリング８０のうちの１つを支持する軸受部５８を含む。軸受部５８は、第２樹脂部５２Ｂに設けられる。本実施形態では、複数のベアリング８０は、第１ベアリング８１Ａおよび第２ベアリング８１Ｂを含む。軸受部５８は、第１ベアリング８１Ａを支持する。第１ベアリング８１Ａおよび第２ベアリング８１Ｂは、回転軸８６の延びる方向においてロータ７０の両側にそれぞれに設けられる。ドライブユニット２０は、軸受部５８に設けられる金属製の補強部材５８Ａをさらに含む。補強部材５８Ａを形成する金属材料としては、例えば、アルミニウム合金、または、鉄合金、などが用いられる。軸受部５８は、凹部５８Ｂを含む。凹部５８Ｂは、回転軸８６周りを囲む第１壁面５８Ｃと、回転軸８６に対向する第２壁面５８Ｄとを含む。第１壁面５８Ｃは、円筒状に形成される。第２壁面５８Ｄは、例えば平面に形成される。第２壁面５８Ｄは、好ましくは、回転軸８６の延びる方向に直角となるように形成される。補強部材５８Ａは、少なくとも凹部５８Ｂに設けられる。補強部材５８Ａは、好ましくは、凹部５８Ｂの第１壁面５８Ｃに設けられる。補強部材５８Ａは、さらに好ましくは、樹脂部５２のうち、凹部５８Ｂの第１壁面５８Ｃおよび第２壁面５８Ｄに設けられる。補強部材５８Ａは、さらに好ましくは、第２樹脂部５２Ｂのうち、凹部５８Ｂの開口５８Ｅの周囲の部分にも設けられる。補強部材５８Ａは、例えば、板状の部材をプレス加工することによって形成される。好ましくは、補強部材５８Ａは、樹脂部５２に一体成型される。補強部材５８Ａは、樹脂部５２に接着剤によって固定されてもよく、ボルトによって固定されてもよい。複数のベアリング８０のうちの１つは、内輪体８０Ｒ、外輪体８０Ｓ、および、転動体８０Ｔを含むラジアルベアリングを含む。複数のベアリング８０は、全てラジアルベアリングであってもよい。外輪体８０Ｓは、補強部材５８Ａに嵌合される。第１ベアリング８１Ａの外輪体８１Ｓは、例えば圧入によって補強部材５８Ａに固定されてもよい。第１ベアリング８１Ａの内輪体８１Ｒの内周面は、モータ５０の回転軸８６の外周面に取り付けられる。ベアリング８０の内輪体８０Ｒは、例えば圧入によってモータ５０の回転軸８６に固定される。ベアリング８０の内輪体８０Ｒは、モータ５０の回転軸８６と一体に形成されてもよい。第１ベアリング８１Ａの内輪体８０Ｒは、モータ５０の回転軸８６に相対回転可能に取り付けられてもよい。第１ベアリング８１Ａの転動体８１Ｔは、外輪体８１Ｓと内輪体８１Ｒとの間に配置される。転動体８１Ｔは、例えば、ボールであってもよく、円筒であってもよく、円柱であってもよい。モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３において、補強部材５８Ａは、好ましくは、ベアリング８０の全体にわたって延びる。モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３において、好ましくは、ベアリング８０の半分以上が凹部５８Ｂによって形成される空間に設けられる。

図５に示すように、第１ハウジング３０Ａは、クランク軸９２の第１端部９２Ａおよび出力部４８の第１端部４８Ａが突出する第１孔９２Ｃを含む。第１ハウジング３０Ａには、支持部３０Ｃが取り付けられる。支持部３０Ｃは、空間Ｓに配置される。支持部３０Ｃは、モータ５０の回転軸８６が通過する第３孔３０Ｄを含む。支持部３０Ｃは、実質的に円盤形状を有する。支持部３０Ｃは、モータ５０の回転軸８６まわりの外周部に、ロータ７０の回転軸心Ｃ２に平行な第１方向Ａ４の他方の方向Ｄ２に突出する円環形状のフランジを有する。支持部３０Ｃは、フランジが第１ハウジング３０Ａに接触している状態において、例えばボルトによって第１ハウジング３０Ａに固定される。支持部３０Ｃは、第１ハウジング３０Ａと一体成形されてもよい。第２ハウジング３０Ｂは、クランク軸９２の第２端部９２Ｂが突出する第２孔９２Ｄを含む。出力部４８は、中空軸であり、クランク軸９２の回転軸心Ｃ１と出力部４８の回転軸心とが等しくなるようにクランク軸９２のまわりに配置される。出力部４８は、第１ハウジング３０Ａの第１孔９２Ｃの付近かつハウジング３０の内部に設けられる第３ベアリング８２Ａによってハウジング３０に対して回転可能に支持される。好ましくは、クランク軸９２と出力部４８との間の人力駆動力の伝達経路には、伝達軸４９が設けられる。伝達軸４９は、実質的に円筒形状に形成される。伝達軸４９は、クランク軸９２と同軸に配置される。クランク軸９２の軸方向Ａ１に平行な方向において、伝達軸４９の一端部４９Ａは、内周部にスプラインを有する。伝達軸４９のスプラインは、クランク軸９２の外周部に形成されるスプラインに嵌合する。ドライブユニット２０に第１ワンウェイクラッチ４２が設けられる場合、出力部４８の第２端部４８Ｂの内周部には、第１ワンウェイクラッチ４２の外輪体が設けられる。出力部４８の第２端部４８Ｂと、第１ワンウェイクラッチ４２の外輪体とは、一体形成されてもよい。ドライブユニット２０に第１ワンウェイクラッチ４２が設けられる場合、クランク軸９２の軸方向Ａ１に平行な方向において、伝達軸４９の他端部４９Ｂの外周部には、第１ワンウェイクラッチ４２の内輪体が設けられる。伝達軸４９の他端部４９Ｂと、第１ワンウェイクラッチ４２の内輪体とは、一体形成されてもよい。クランク軸９２の外周部と、出力部４８の内周部との間には、第４ベアリング８２Ｂが設けられる。第４ベアリング８２Ｂは、例えば、ニードルベアリングを含む。クランク軸９２は、第４ベアリング８２Ｂを介して出力部４８に支持される。クランク軸９２の第２端部９２Ｂは、第２ハウジング３０Ｂの第２孔９２Ｄの付近かつハウジング３０の内部に設けられる第５ベアリング８２Ｃによってハウジング３０に対して回転可能に支持される。ドライブユニット２０に第１ワンウェイクラッチ４２が設けられない場合、伝達軸４９と出力部４８とは、一体形成されてもよく、クランク軸９２と伝達軸４９とは、一体形成されてもよく、クランク軸９２と伝達軸４９と出力部４８とは、一体形成されてもよい。

ロータ７０の回転軸心Ｃ２に平行な方向におけるモータ５０の回転軸８６の中間部は、支持部３０Ｃの第３孔３０Ｄに設けられる第２ベアリング８１Ｂによって、ハウジング３０に対して回転可能に支持される。回転軸８６の第１端部８６Ａは、ハウジング３０の軸受部５８に嵌合する第１ベアリング８１Ａによってハウジング３０に対して回転可能に支持される。

クラッチ機構９６は、本実施形態では、第１ワンウェイクラッチ４２および第３ワンウェイクラッチ４４を含む。第１ワンウェイクラッチ４２は、クランク軸９２と出力部４８との間に設けられる。第３ワンウェイクラッチ４４は、減速機構８４に設けられる。第１ワンウェイクラッチ４２が省略される場合、出力部４８の第２端部４８Ｂの内周部にスプラインが形成され、クランク軸９２の外周部に形成されるスプラインに嵌合するように構成される。

減速機構８４は、モータ５０の回転軸８６の第２端部８６Ｂに設けられる第１歯車６８Ａと、第１歯車６８Ａと噛み合う第２歯車６８Ｂと、第２歯車６８Ｂと一体に回転する第３歯車６８Ｃと、第３歯車６８Ｃに噛み合う第４歯車６８Ｄと、第４歯車６８Ｄと第３ワンウェイクラッチ４４を介して連結される第５歯車６８Ｅとを含む。第５歯車６８Ｅは、出力部４８に設けられる第６歯車６８Ｆに噛み合う。第２歯車６８Ｂおよび第３歯車６８Ｃは、第１軸８３Ａに支持される。第２歯車６８Ｂおよび第３歯車６８Ｃは、第１軸８３Ａと一体に回転するように、第１軸８３Ａに固定される。第２歯車６８Ｂおよび第３歯車６８Ｃの少なくとも１つは、第１軸８３Ａと一体成形されてもよい。第１軸８３Ａは、第２ハウジング３０Ｂに設けられる第６ベアリング８２Ｆおよび支持部３０Ｃに設けられる第７ベアリング８２Ｇよって回転可能に支持される。第１軸８３Ａは、モータ５０の回転軸８６と平行に配置される。第４歯車６８Ｄおよび第５歯車６８Ｅは、第２軸８３Ｂに支持される。第２軸８３Ｂには、第３ワンウェイクラッチ４４が設けられる。第２軸８３Ｂは、第２ハウジング３０Ｂに設けられる第８ベアリング８２Ｈおよび第１ハウジング３０Ａに設けられる第９ベアリング８２Ｊによって回転可能に支持される。第２軸８３Ｂは、モータ５０の回転軸８６と平行に配置される。第３ワンウェイクラッチ４４は、第２軸８３Ｂに設けられているが、第１軸８３Ａに設けられてもよい。第３ワンウェイクラッチ４４は、例えば、ローラクラッチを含む。減速機構８４の構成は、これに限らない。例えば減速機構８４は、歯車を２つ用いて１段階で減速したり、歯車を４つ用いて２段階で減速したり、歯車を８つ以上用いて４段階以上にわたって減速したりする構成とすることができる。減速機構８４は、遊星歯車機構、ベルトおよびチェーンのいずれか１つを含んでいてもよい。

図６は、ステータ６０および樹脂部５２を拡大して示す。図６に示すように、モータ５０は、ストッパ５６をさらに含む。ストッパ５６は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２に平行な第１方向Ａ４の少なくとも一方の方向Ｄ１へのモータ５０の移動を規制する。第１実施形態では、樹脂部５２は、ストッパ５６を含む。収容部３８にモータ５０の少なくとも一部が収容された状態において、ストッパ５６は、ハウジング３０に接触する。ストッパ５６は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２周りにおけるステータ６０の外周部に配置される。一例では、ストッパ５６は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２周りにおけるステータ６０の外周部の全周にわたって配置される。ストッパ５６は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２周りにおけるステータ６０の外周部の一部のみに形成されてもよく、周方向に間隔をあけて複数配置されてもよい。ロータ７０の回転軸心Ｃ２周りにおけるモータ５０の外周部において、樹脂部５２は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２の径方向外側に突出する突出部分５７を有する。ストッパ５６は、突出部分５７によって形成される。一例では、ストッパ５６は、第１樹脂部５２Ａと第２樹脂部５２Ｂとの接続部分に形成される段差５６Ａを含む。第１実施形態では、モータ５０の回転軸８６の回転軸心に平行な方向Ａ３において、ステータコア６２の全体が収容部３８に収容される状態において、ストッパ５６がハウジング３０に接触するように構成される。

（第２実施形態）
第２実施形態のドライブユニット２０は、第１実施形態のドライブユニット２０におけるモータ５０を構成するストッパ５６の材料が異なる。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第２実施形態では、図７に示されるように、ストッパ５６は、金属部材９８を含む。ストッパ５６を構成する金属部材９８は、第１樹脂部５２Ａにインサート成形されて、第１樹脂部５２Ａに埋め込まれてもよい。金属部材９８は、板状であってもよい。金属部材９８は、例えば、アルミニウム合金、または、鉄合金によって形成される。金属部材９８は、モータ５０を収容する位置を規定するためにモータ５０の形状に合わせて設計されたものであれば、形状は特に限定されない。ストッパ５６は、第１樹脂部５２Ａと第２樹脂部５２Ｂとの接続部分に形成されてもよい。

＜変形例＞
各実施形態に関する説明は、本開示に従うドライブユニット２０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。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

・各実施形態において、ドライブユニット２０は、人力駆動車１０のクランク軸９２を回転可能に支持するように構成されていないドライブユニット２０にも適用できる。人力駆動車１０のクランク軸９２を回転可能に支持するように構成されていないドライブユニット２０は、例えばハブモータを含む。

・各実施形態およびその変形例において、ストッパ５６は、ロータ７０の回転軸心Ｃ２に平行な第１方向Ａ４の他方の方向Ｄ２へのモータ５０の移動を規制してもよく、ロータ７０の回転軸心Ｃ２に平行な第１方向Ａ４の一方の方向Ｄ１および他方の方向Ｄ２へのモータ５０の移動を規制してもよい。

・各実施形態およびその変形例において、モータ５０の回転軸８６まわりにおけるステータコア６２または樹脂部５２の外周部と、ハウジング３０とに、モータ５０の回転軸８６に沿って延び、相互に対向する溝を形成し、この溝に、モータ５０の回転軸８６まわりのステータ６０とハウジング３０との相対回転を規制するキー部材を嵌め込んでもよい。

本明細書に記載される「少なくとも１つ」という表現を含む文章は、次のように理解できる。該当する文章に示される選択肢が２つの場合、その文章は、選択肢の１つのみ、または、選択肢の２つを含むことを意味する。該当する文章に示される選択肢が３つ以上の場合、その文章は、選択肢の１つのみ、または、２つ以上の任意の選択肢の組み合わせを含むことを意味する。

１０…人力駆動車、２０…ドライブユニット、３０…ハウジング、３８…収容部、５０…モータ、５２…樹脂部、５２Ａ…第１樹脂部、５２Ｂ…第２樹脂部、５４…放熱部、５４Ａ…放熱フィン、５６…ストッパ、５６Ａ…段差、５８…軸受部、５８Ａ…補強部材、５８Ｂ…凹部、６０…ステータ、６２…ステータコア、６４…コイル、７０…ロータ、７２…ロータコア、７４…磁石、８０…ベアリング、８０Ｒ…内輪体、８０Ｓ…外輪体、８０Ｔ…転動体、９２…クランク軸、Ｃ２…回転軸心。

Claims (19)

1. 人力駆動車用のドライブユニットであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、前記人力駆動車に推進力を付与するように構成されるモータと、を備え、
   前記モータは、
   ステータと、
   ロータと、
   前記ステータをモールドし、樹脂材料によって形成される樹脂部と、を含み、
   前記ハウジングは、前記モータの少なくとも一部を収容する収容部を含み、
   前記収容部は、前記ロータの回転軸心に沿う方向の一方に開口する開口を有し、
   前記収容部は、前記ロータの回転軸心周りにおける前記ステータの外周部の少なくとも一部を囲むように構成され、前記ロータの前記回転軸心周りにおける前記モータの外周部の少なくとも一部に接触するように構成され、
   前記樹脂部は、前記ステータをモールドする第１樹脂部と、前記第１樹脂部に繋がり、前記開口を塞ぐように構成される第２樹脂部と、を有し、
   前記第２樹脂部は、放熱部として、前記ハウジングから露出するように構成される、ドライブユニット。
2. 前記放熱部は、１または複数の放熱フィンを含む、請求項１に記載のドライブユニット。
3. 前記モータは、前記ロータを回転可能に支持する複数のベアリングをさらに含み、
   前記樹脂部は、前記複数のベアリングのうちの１つを支持する軸受部を含む、請求項１または２に記載のドライブユニット。
4. 前記軸受部に設けられる金属製の補強部材をさらに含む、請求項３に記載のドライブユニット。
5. 前記軸受部は、凹部を含み、
   前記補強部材は、少なくとも前記凹部に設けられる、請求項４に記載のドライブユニット。
6. 前記補強部材は、前記樹脂部に一体成型される、請求項４または５に記載のドライブユニット。
7. 前記複数のベアリングのうちの前記１つは、内輪体、外輪体、および、転動体を含むラジアルベアリングを含み、
   前記外輪体は、前記補強部材に嵌合される、請求項４から６のいずれか一項に記載のドライブユニット。
8. 前記モータは、ストッパをさらに含み、
   前記ストッパは、前記ロータの前記回転軸心に平行な第１方向の少なくとも一方への前記モータの移動を規制する、請求項１から７のいずれか一項に記載のドライブユニット。
9. 前記ストッパは、金属部材を含む、請求項８に記載のドライブユニット。
10. 前記樹脂部は、前記ストッパを含む、請求項８に記載のドライブユニット。
11. 前記収容部に前記モータの少なくとも一部が収容された状態において、前記ストッパは、前記ハウジングに接触する、請求項８に記載のドライブユニット。
12. 前記ストッパは、前記ロータの前記回転軸心周りにおける前記ステータの外周部に配置される、請求項９から１１のいずれか一項に記載のドライブユニット。
13. 前記ストッパは、前記ロータの前記回転軸心周りにおける前記ステータの外周部の全周にわたって配置される、請求項１２に記載のドライブユニット。
14. 前記ロータの前記回転軸心周りにおける前記モータの外周部において、前記樹脂部は、前記ロータの回転軸心の径方向外側に突出する突出部分を有し、
    前記ストッパは、前記突出部分によって形成される、請求項１０から１３のいずれか一項に記載のドライブユニット。
15. 前記第１樹脂部は、前記ステータをモールドし、実質的に円筒状に形成され、
    前記第２樹脂部は、前記第１方向において前記第１樹脂部の一方の端部に繋がり、実質的に円盤状に形成される、請求項８から１４のいずれか一項に記載のドライブユニット。
16. 前記ストッパは、前記第１樹脂部と前記第２樹脂部との接続部分に形成される段差を含む、請求項１５に記載のドライブユニット。
17. 前記モータは、前記ハウジングに接着剤によって固定される、請求項１から１６のいずれか一項に記載のドライブユニット。
18. 前記ステータは、ステータコアおよびコイルを含み、
    前記ロータは、ロータコアおよび磁石を含み、
    前記樹脂部は、前記ステータコアの少なくとも一部および前記コイルの少なくとも一部をモールドする、請求項１から１７のいずれか一項に記載のドライブユニット。
19. 前記ハウジングは、前記人力駆動車のクランク軸を回転可能に支持するように構成される、請求項１から１８のいずれか一項に記載のドライブユニット。