JP7432873B2 - 電動自転車用動力伝達ユニット、及び電動自転車 - Google Patents

Description

本開示は、電動自転車用動力伝達ユニット、及び電動自転車に関する。

特許文献１には、電動アシスト自転車のモータ駆動ユニットが開示されている。このモータ駆動ユニットでは、ペダルからの踏力による人力駆動力が、クランク軸、人力伝達体及び合力体に順に伝達される。合力体では、人力伝達体からの人力駆動力とモータからの補助駆動力とが合成される。合力体において合成された合力は、駆動スプロケットからチェーンを伝って後輪に伝達する。

このモータ駆動ユニットは、モータと合力体とにわたる補助駆動力の伝達経路に設けられた減速機構と、減速機構に配設された回転体とを備えている。回転体は、クランク軸よりも大きい回転数でクランク軸と連動して回転する。回転体の回転状態は、回転検出器によって検出される。

特開２０１４－２３１２３４号公報

上述したモータ駆動ユニットにあっては、回転体がクランク軸よりも大きい回転数で回転するため、クランク軸又は人力伝達体に回転体を取り付けて回転を検出する場合よりも、高い精度（分解能）でクランク軸の回転状態を検出することができる。しかし、特許文献１に開示された構成では、回転状態が検出される回転体が減速機構に配設されており、減速機構における歯車の歯数比は、モータ回転数の減速比設計によって定められているため、回転体の回転数を自由に設定することができない。また、回転体を設ける位置が減速機構の軸周辺に制約される。

本開示は、回転体の回転数を自由に設定することで入力軸の回転状態の検出精度を自由に設定でき、かつ、回転体の配置位置の自由度を向上した電動自転車用動力伝達ユニット、及び電動自転車を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る電動自転車用動力伝達ユニットは、以下に示す構成を有している。電動自転車用動力伝達ユニットは、入力軸、伝達部材、出力体、ワンウェイクラッチ、回転部、回転体及び検出部を備えている。前記入力軸は、外部から伝達した力によって回転する。前記伝達部材は、前記入力軸の外周に配置され、前記入力軸に結合されて前記入力軸と共に回転する。前記出力体は、前記伝達部材の回転力を出力する。前記ワンウェイクラッチは、前記伝達部材と前記出力体の間に配置され、前記伝達部材が前記出力体に対し一方向に回転する時のみ、前記伝達部材から前記出力体への回転力の伝達を許容する。前記回転部は、前記伝達部材又は前記入力軸に結合され、かつ、前記入力軸と共に回転する。前記回転体は、前記回転部と連動して回転する。前記検出部は、前記回転体の回転状態を検出する。前記回転体の回転軸は、前記入力軸の軸方向と直交する方向において、前記入力軸の回転軸と異なる位置にある。

また、本開示の一態様に係る電動自転車は、以下に示す構成を有している。電動自転車は、車輪及び前記電動自転車用動力伝達ユニットを備えている。前記電動自転車用動力伝達ユニットは、前記車輪に対して回転力を出力する。

前記一態様に係る電動自転車用動力伝達ユニット及び前記一態様に係る電動自転車は、入力軸の回転状態の検出精度を自由に設定でき、かつ、回転体の配置位置の自由度を向上することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る電動自転車の側面図である。 図２は、同上の電動自転車が備えたモータユニットの入力軸とモータ軸とを通る面で切断した断面図である。 図３は、図２の部分拡大図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、同上のモータユニットの回転体の好ましい位置を示した側面図である。 図５は、変形例１のモータユニットの図３に対応する断面図である。 図６は、変形例２のモータユニットの図３に対応する断面図である。 図７は、変形例３のモータユニットの入力軸、伝達軸及びモータ軸を通る面で切断した断面図である。 図８は、図７の要部拡大図である。

図１及び図２に示す本実施形態に係る電動自転車用動力伝達ユニットは、モータ５３を備えたモータユニット３である。モータユニット３は、電動自転車１に搭載される。電動自転車１は、電動アシスト自転車であって、モータユニット３は、電動自転車１の補助駆動力を発生させる。

なお、本開示でいう「電動アシスト自転車」は、モータ５３により電動自転車１の補助駆動力を発生させる自転車をいい、法律上規定される電動アシスト自転車はもちろん、法律上電動アシスト自転車とは区別される他の電動自転車も含む。また、本開示における「補助駆動力」とは、電動自転車１の車輪１１に対して、電動自転車１の運転者がペダル１７を踏む力（以下、踏力という）に加えて付加される力（アシスト力）である。また、本開示では、電動自転車１の通常の利用において、電動自転車１が前進する方向を「前方」とし、その反対方向を「後方」として定義する。また、前方と後方との２方向を「前後方向」と定義し、また、前後方向に直交しかつ水平面に沿う２方向を「左右方向」と定義する。

図１に示す本実施形態の電動自転車１は、モータユニット３に加えて、複数の車輪１０，１１、フロントフォーク１２、ハンドル１３、フレーム２、バッテリ１４、サドル１５、一対のクランクアーム１６及び一対のペダル１７を備えている。

本実施形態の電動自転車１は、複数の車輪１０，１１として、前輪１０と後輪１１とを備えている。フロントフォーク１２は、レッグ１２０と、ステアリングコラム１２１とを有している。レッグ１２０は、前輪１０を回転可能に支持している。ステアリングコラム１２１は、レッグ１２０の上端部から上側に向かって延びている。

本実施形態のフレーム２は、ヘッドパイプ２０、上パイプ２１、下パイプ２２、立パイプ２３、シートステー２４、チェーンステー２５及びブラケット２６を有している。

ヘッドパイプ２０には、ステアリングコラム１２１がヘッドパイプ２０の中心軸に対して回転可能に取り付けられている。ステアリングコラム１２１の上端部には、ハンドル１３が取り付けられている。運転者は、ハンドル１３を操作して、ステアリングコラム１２１をヘッドパイプ２０の中心軸回りに回転することで、前輪１０の向きを変更することができる。

上パイプ２１の前端部は、ヘッドパイプ２０に接続されている。上パイプ２１の後端部は、立パイプ２３に接続されている。サドル１５は、軸部１５０を有している。立パイプ２３の上端部には、軸部１５０が取り付けられている。立パイプ２３の下端部には、ブラケット２６が接続されている。下パイプ２２は、上パイプ２１の下方に位置している。下パイプ２２の前端部は、ヘッドパイプ２０に接続されている。下パイプ２２の後端部は、ブラケット２６に接続されている。下パイプ２２には、バッテリ１４が着脱可能に取り付けられている。バッテリ１４は、モータユニット３に電力を供給する。

上パイプ２１の後端部には、シートステー２４の前端部が接続されている。シートステー２４の下方には、チェーンステー２５が位置している。シートステー２４の後端部は、チェーンステー２５の後端部に接続されている。シートステー２４とチェーンステー２５との接続部分には、後輪１１が左右軸回りに回転可能に取り付けられている。ここで、本開示における「左右軸回りに回転可能」とは、左右方向と平行な回転軸を中心に回転可能であることを意味する。後輪１１には、リアスプロケット１８が固定されている。チェーンステー２５の前端部は、ブラケット２６に接続されている。

ブラケット２６には、モータユニット３が取り付けられている。本実施形態のモータユニット３は、前輪１０及び後輪１１のうちの後輪１１にのみ動力を伝達する。

モータユニット３は、入力体３０を備えている。入力体３０は、左右軸回りに回転可能である。入力体３０には、一対のクランクアーム１６を介して一対のペダル１７が連結されている。ペダル１７に加わった踏力が、一対のクランクアーム１６を伝って入力体３０に伝達することで、入力体３０は回転する。

本実施形態のモータユニット３は、二軸式のモータユニットであって、図２に示すように、回転力を出力する出力体として、第一出力体３１と第二出力体３２との二つの出力体を備えている。第一出力体３１及び第二出力体３２の各々は、左右軸回りに回転可能である。第一出力体３１は、入力体３０の回転力（すなわち、踏力）を動力として回転する。第二出力体３２は、モータ５３を動力として回転する。

本実施形態のモータユニット３は、第一駆動スプロケット５１と、第二駆動スプロケット５２との二つのスプロケットを更に備えている。第一駆動スプロケット５１は、第一出力体３１に固定されている。第一駆動スプロケット５１は、第一出力体３１と共に、左右軸回りに回転する。第二駆動スプロケット５２は、第二出力体３２に固定されている。第二駆動スプロケット５２は、第二出力体３２と共に、左右軸回りに回転する。

図１に示すように、本実施形態の電動自転車１は、動力伝達体１９を更に備えている。動力伝達体１９は、第一駆動スプロケット５１の回転力及び第二駆動スプロケット５２の回転力をリアスプロケット１８に伝達する。本実施形態の動力伝達体１９は、無端状のチェーンである。動力伝達体１９は、第一駆動スプロケット５１、第二駆動スプロケット５２及びリアスプロケット１８に掛けられている。

入力体３０に加わる踏力によって回転する第一出力体３１（図２参照）の回転力は、第一駆動スプロケット５１、動力伝達体１９及びリアスプロケット１８を伝って後輪１１に伝達する。このように、第一出力体３１の回転力が、後輪１１に伝達することで、後輪１１は、電動自転車１が前進する方向に回転する。

モータ５３の駆動によって回転する第二出力体３２の回転力は、第二駆動スプロケット５２、動力伝達体１９及びリアスプロケット１８を順に伝って、後輪１１に伝達する。すなわち、運転者がペダル１７を踏み、かつ、モータ５３が駆動している状態では、第一出力体３１の回転力と、第二出力体３２の回転力とが、動力伝達体１９及びリアスプロケット１８を伝って後輪１１に伝達する。この場合、後輪１１は、入力体３０に加わる踏力と、モータ５３の補助駆動力とを合わせた合力によって、電動自転車１が前進する方向に回転する。

図２に示すように、本実施形態のモータユニット３は、モータ５３に加えて、ケース３３、減速機構５７及び制御基板３４を更に備えている。ケース３３は、モータユニット３の外殻を構成している。ケース３３は、金属製であって、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属から形成される。

ケース３３は、入力体３０、第一出力体３１、モータ５３、減速機構５７、第二出力体３２及び制御基板３４を収容している。ただし、入力体３０、第一出力体３１及び第二出力体３２の各々は、一部だけがケース３３に収容されている。

本実施形態のケース３３は、第一分割体３３１と、第二分割体３３２との二つの部材を有している。第一分割体３３１と第二分割体３３２とは、左右方向に並んでいる。本実施形態の第一分割体３３１は、第二分割体３３２の左側に位置している。

第一分割体３３１は、右側（第二分割体３３２側）に向かって開口した有底筒状に形成されている。第一分割体３３１は、第一側壁３３３と、第一側壁３３３の周縁から右側に向かって突出した第一周壁３３４とを有している。

第二分割体３３２は、左側（第一分割体３３１側）に向かって開口した有底筒状に形成されている。第二分割体３３２は、第二側壁３３５と、第二側壁３３５の周縁から左側に向かって突出した第二周壁３３６とを有している。

第一周壁３３４の右側の端面は、第一合わせ面３３７を構成している。第二周壁３３６の左側の端面は、第二合わせ面３３８を構成している。第一分割体３３１と第二分割体３３２とは、第一合わせ面３３７と第二合わせ面３３８とを合わせた状態で、ボルト３８により互いに固定されている。

ケース３３の前端部には、入力体３０と第一出力体３１とが位置している。入力体３０は、外部から伝達した力によって回転する。本実施形態の入力体３０は、入力軸３５と、伝達機構４０とを有している。入力軸３５は、外部から伝達した力によって回転する。本実施形態の入力軸３５の軸方向は、左右方向と平行である。入力軸３５は、第一分割体３３１の第一側壁３３３と、第二分割体３３２の第二側壁３３５とを貫通している。つまり、入力軸３５は、ケース３３を左右方向に貫通している。

図３に示すように、本実施形態のモータユニット３は、一対の軸受３６，３７を更に有している。一対の軸受３６，３７は、入力軸３５を左右軸回りに回転可能に支持している。一対の軸受３６，３７の各々は、ボールベアリングである。一対の軸受３６，３７のうちの一方の軸受３６は、第一分割体３３１に取り付けられており、ケース３３の内部に配置されている。軸受３６は、入力軸３５を直接支持している。

一対の軸受３６，３７のうちの軸受３６とは別の軸受３７は、第二分割体３３２に取り付けられており、ケース３３の内部に位置している。本実施形態の第一出力体３１は、入力軸３５の外周に位置しており、第一出力体３１は、入力軸３５を左右軸回りに回転可能に支持している。第一出力体３１が入力軸３５の外周に位置することで、モータユニット３の大型化を抑制できる。軸受３７は、第一出力体３１を左右軸回りに回転可能に支持している。すなわち、軸受３７は、第一出力体３１を介して入力軸３５を支持している。

図２に示すように、入力軸３５において、ケース３３の外部に突出した左右方向の両端部には、一対のクランクアーム１６がそれぞれ固定されている。入力軸３５は、ペダル１７（図１参照）に加わる踏力によって、一対のクランクアーム１６と共に回転する。

伝達機構４０は、入力軸３５の回転力を第一出力体３１に伝達して、第一出力体３１を回転する。本実施形態の伝達機構４０は、伝達部材４１と、ワンウェイクラッチ４６とを有している。伝達部材４１は、その全体形状が入力軸３５を囲む筒状であり、入力軸３５の外周に位置している。伝達部材４１は、左右方向において第一出力体３１と並んでおり、第一出力体３１の左側に位置している。伝達部材４１は、入力軸３５に結合されており、入力軸３５と共に左右軸回りに回転する。伝達部材４１は、入力軸３５の回転力をワンウェイクラッチ４６を介して第一出力体３１に伝達することで、第一出力体３１を回転する。すなわち、第１出力体３１は、伝達部材４１の回転力を出力する。

図３に示すように、本実施形態の伝達部材４１は、第一部材４１１と第二部材４１２との２部材を有している。第一部材４１１と第二部材４１２との各々は、入力軸３５と同心の筒状に形成されており、入力軸３５の外周に位置している。

第一部材４１１の一部は、ケース３３の第一合わせ面３３７及び第二合わせ面３３８よりも、左側に位置している。本実施形態の第一部材４１１は、大部分が第一合わせ面３３７及び第二合わせ面３３８よりも左側に位置しており、右側の端部だけが、第一合わせ面３３７及び第二合わせ面３３８よりも右側に位置している。

第一部材４１１は、嵌合部４２を有している。本実施形態の嵌合部４２は、第一部材４１１の左側の端部の内周面に形成されている。入力軸３５は、嵌合部４３を有している。本実施形態の嵌合部４３は、入力軸３５において嵌合部４２に対応する部分の外周面に形成されている。本実施形態の嵌合部４２及び嵌合部４３の各々は、スプラインであり、嵌合部４２は嵌合部４３に嵌合している。これにより、第一部材４１１は、入力軸３５に結合されている。すなわち、本実施形態では、嵌合部４２と嵌合部４３とによって、入力軸３５と伝達部材４１との結合部分が構成されている。第一部材４１１は入力軸３５と共に回転する。

第一部材４１１における嵌合部４２よりも右側の部分と、入力軸３５との間には、隙間３９が形成されている。このため、モータユニット３の組立時においては、筒状をした第一部材４１１の内部に、入力軸３５を容易に挿入することができる。

第二部材４１２は、左右方向において第一部材４１１と並んでおり、第一部材４１１と第一出力体３１との間に位置している。すなわち、第一部材４１１、第二部材４１２及び第一出力体３１は、この順序で、入力軸３５の回転軸方向に並んでいる。第二部材４１２は、ケース３３の第一合わせ面３３７及び第二合わせ面３３８よりも、右側に位置している。

第二部材４１２は、嵌合部４４を有している。本実施形態の嵌合部４４は、第二部材４１２における左側の端部の内周面に形成されている。第一部材４１１は、嵌合部４５を有している。本実施形態の嵌合部４５は、第一部材４１１における右側の端部の外周面に形成されている。本実施形態の嵌合部４４及び嵌合部４５の各々は、スプラインであり、嵌合部４４は嵌合部４５に嵌合している。これにより、第二部材４１２は、第一部材４１１に結合されて第一部材４１１と共に回転する。第二部材４１２は、第一部材４１１を介して入力軸３５に結合されている。

第一出力体３１は、左右方向において、ケース３３の第一合わせ面３３７及び第二合わせ面３３８よりも、右側に位置している。第一出力体３１は、入力軸３５と同心の筒状に形成されており、入力軸３５の外周に位置している。

第一出力体３１における左側の端部は、第二部材４１２における右側の端部の外周に位置している。第一出力体３１における左側の端部と、第二部材４１２における右側の端部との間には、ワンウェイクラッチ４６が位置している。ワンウェイクラッチ４６は、例えば、ラチェット式のワンウェイクラッチであり、第二部材４１２が第一出力体３１に対し一方向に回転する時のみ、第二部材４１２から出力体３１への回転力の伝達を許容する。

具体的にワンウェイクラッチ４６は、後輪１１（図１参照）の前進方向の回転時において、第二部材４１２の回転速度が、第一出力体３１の回転速度よりも速いときに、第二部材４１２から第一出力体３１への回転力の伝達を許容する。すなわち、ワンウェイクラッチ４６は、後輪１１の前進方向の回転時において、第二部材４１２から第一出力体３１への回転力の伝達のみを許容し、第一出力体３１から第二部材４１２への回転力の伝達を許容しない。これにより、モータ５３（図２参照）の駆動時において運転者がペダル１７（図１参照）を踏むことを止めたときに、モータ５３を動力として、入力軸３５及びこれに連結されたクランクアーム１６が回転し続けることが抑制される。

第一出力体３１における右側の端部は、第二分割体３３２の第二側壁３３５を貫通している。図２に示すように、第一出力体３１においてケース３３の外部に突出した右側の端部には、第一駆動スプロケット５１が固定されている。ペダル１７からクランクアーム１６を伝って入力軸３５に伝達した踏力は、第一部材４１１、第二部材４１２、ワンウェイクラッチ４６及び第一出力体３１を順に伝って第一駆動スプロケット５１に伝達する。すなわち、本実施形態では、クランクアーム１６からモータユニット３に伝達した踏力を、第一駆動スプロケット５１にまで伝達する人力伝達系が、入力軸３５、伝達機構４０及び第一出力体３１によって構成されている。

ケース３３の後部には、モータ５３、減速機構５７及び第二出力体３２が位置している。モータ５３は、第一分割体３３１に収容されている。モータ５３は、モータ軸５４、ロータ５５及びステータ５６を有している。

モータ軸５４の軸方向は、左右方向と平行である。モータ軸５４における左右方向の両端部は、第一分割体３３１に取り付けられた軸受４７と、第二分割体３３２に取り付けられた軸受４８とで、左右軸回りに回転可能に支持されている。

モータ軸５４は、ロータ５５を左右方向に貫通している。ロータ５５は、モータ軸５４に固定されており、モータ軸５４と共に左右軸回りに回転する。ロータ５５の外周には、ステータ５６が位置している。ステータ５６は、ロータ５５を回転する。

減速機構５７は、モータ軸５４の回転速度を遅くした上で、モータ軸５４の回転力を第二出力体３２に伝達する。本実施形態の減速機構５７は、歯車５８と、ワンウェイクラッチ５９とを有している。歯車５８は、左右軸回りに回転可能である。歯車５８の外周面には、歯部５８０が形成されている。モータ軸５４においてロータ５５から右側に向かって突出した部分の外周面には、歯部５４０が形成されている。歯部５８０と歯部５４０は、咬み合っている。これにより、モータ軸５４の回転力が、歯車５８に伝達し、歯車５８はモータ軸５４と連動して回転する。歯部５８０の歯数は、歯部５４０の歯数よりも多い。

本実施形態の第二出力体３２は、軸方向が左右方向と平行な軸である。本実施形態のモータユニット３は、一対の軸受６０，６１を更に備えている。一対の軸受６０，６１は、第二出力体３２を左右軸回りに回転可能に支持している。一対の軸受６０，６１の各々は、ボールベアリングである。

一対の軸受６０，６１は、ケース３３の内部に位置している。一対の軸受６０，６１のうちの一方の軸受６０は、第一分割体３３１の一部である軸受支持部３３１２に取り付けられており、他方の軸受６１は、第二分割体３３２に取り付けられている。軸受６０は、第一分割体３３１に直接取り付けられてもよいし、他の部材を介して間接的に取り付けられてもよい。他方の軸受６１は、第二分割体３３２に直接取り付けられてもよいし、他の部材を介して間接的に取り付けられてもよい。

軸受支持部３３１２は、第一分割体３３１と別体とすることができる。別体とする場合、軸受支持部３３１２は、第一分割体３３１に取り付けられる。軸受支持部３３１２は、嵌め合わせや、ねじ等の固定部材による固定により、第一分割体３３１に取り付けられる。軸受支持部３３１２は、第一分割体３３１と同じ金属製とすることができる。更に、軸受支持部３３１２は、第一分割体３３１と異なる材質からなってもよい。例えば、第一分割体３３１が金属製の場合、軸受支持部３３１２を樹脂製とすることができる。この場合、軸受支持部３３１２が軽量化され、モータユニット３の軽量化が可能となる。

第一分割体３３１は、左側に突出するモータケース部３３１３を有する。モータケース部３３１３は、モータ５３のステータ５６及びロータ５５を覆っている。モータケース部３３１３には、モータ軸５４の軸受４７が取り付けられている。モータケース部３３１３は、モータ５３のステータ５６と接している。ステータ５６で発生した熱は、モータケース部３３１３を介して外部の大気に放熱される。モータケース部３３１３は、第一分割体３３１と一体に形成されている。モータケース部３３１３は、第一分割体３３１と別体であってもよい。別体の場合、モータケース部３３１３は、ねじ等の固定部材によって第一分割体３３１に取り付けられる。

モータケース部３３１３は、右側（第二分割体３３２側）に向かって開口しており、モータ５３のステータ５６は、第一分割体３３１と第二分割体３３２とが形成するケース３３の内部空間と同じ空間に配置される。

ワンウェイクラッチ５９は、第二出力体３２の外周に位置している。ワンウェイクラッチ５９の外周には、歯車５８が位置している。すなわち、ワンウェイクラッチ５９は、第二出力体３２と歯車５８との間に位置している。本実施形態のワンウェイクラッチ５９は、ラチェット式のワンウェイクラッチであり、歯車５８が第二出力体３２に対し一方向に回転する時のみ、歯車５８から第二出力体３２への回転力の伝達を許容する。

具体的にワンウェイクラッチ５９は、後輪１１（図１参照）の前進方向の回転時において、歯車５８の回転速度が、第二出力体３２の回転速度よりも速いときに、歯車５８から第二出力体３２への回転力の伝達を許容する。すなわち、ワンウェイクラッチ５９は、後輪１１の前進方向の回転時において、歯車５８から第二出力体３２への回転力の伝達のみを許容し、第二出力体３２から歯車５８への回転力の伝達を許容しない。このため、例えば、モータ５３が停止し、かつ、運転者がペダル１７（図１参照）を踏んだときに、モータ軸５４及びロータ５５が回転することが抑制される。この場合、第二出力体３２から歯車５８に回転力が伝達する場合と比較して、後輪１１を回転するために必要な踏力が軽減される。

第二出力体３２における右側の端部は、第二分割体３３２の第二側壁３３５を貫通している。第二出力体３２においてケース３３の外部に突出した右側の端部には、第二駆動スプロケット５２が固定されている。

歯車５８の回転力が、ワンウェイクラッチ５９を伝って第二出力体３２に伝達するとき、モータ軸５４の回転力は、歯車５８、ワンウェイクラッチ５９及び第二出力体３２を順に伝って、第二駆動スプロケット５２に伝達する。これにより、第二駆動スプロケット５２が回転して、後輪１１にモータ５３の補助駆動力が伝達する。

制御基板３４は、左右方向と直交する方向から見て、歯車５８と少なくとも一部が重なっている。制御基板３４は、左右方向と直交する方向から見て、歯車５８と全部が重なってもよい。制御基板３４をこの位置に配置することによって、入力軸３５の軸方向において、制御基板３４をトルク検出部６２に近付けることができ、トルク検出部６２と制御基板３４との間の配線を短くすることができる。

本実施形態の制御基板３４は、プリント基板である。制御基板３４の厚み方向は、左右方向と平行である。制御基板３４は、制御基板３４の基板面が入力軸３５と交差する方向に延びるように配置されていればよい。制御基板３４は、ケース３３の第一合わせ面３３７及び第二合わせ面３３８よりも、左側に位置している。制御基板３４は、左右方向と直交する方向から見て、第一部材４１１と重なっている。

制御基板３４は、モータ５３を制御する制御部を有している。制御部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部に記憶されたプログラムを実行することで、各要素の動作を制御する。制御部には、バッテリ１４（図１参照）が電気的に接続されており、バッテリ１４から電力が供給される。制御部には、ステータ５６が電気的に接続されている。本実施形態における制御基板３４は、ＦＥＴ等のスイッチング素子及びマイクロコンピュータのいずれかを備えるものである。

本実施形態のモータユニット３は、トルク検出部６２、回転検出部６３及びモータ用回転検出部６４０を更に備えている。トルク検出部６２は、入力体３０のトルク（回転力）を検出する。回転検出部６３は、入力体３０の回転状態（回転位置又は回転速度）を検出する。モータ用回転検出部６４０は、モータ５３の回転状態（回転位置又は回転速度）を検出する。

トルク検出部６２、回転検出部６３及びモータ用回転検出部６４０の各々は、制御部に電気的に接続されている。制御部は、トルク検出部６２、回転検出部６３及びモータ用回転検出部６４０によって検出した情報に基づいて、モータ５３を制御する。具体的に制御部は、トルク検出部６２によって検出した第一部材４１１のトルクに基づいて入力体３０にトルクが発生したことを検知した際に、ステータ５６に電力を供給して、モータ５３を駆動する。また、制御部は、モータ５３の駆動時において、トルク検出部６２によって検出した第一部材４１１のトルクと、モータ用回転検出部６４０によって検出したモータ５３の回転位置とに基づいて、モータ軸５４の回転速度を制御する。また、制御部は、回転検出部６３により検出した情報（後述する被検出部９０の回転位置）に基づいて、入力体３０が回転していない状態を検知した際に、ステータ５６への電力の供給を停止して、モータ軸５４の回転を停止する。

図３に示すように、トルク検出部６２は、入力体３０の外周に位置している。本実施形態のトルク検出部６２は、入力軸３５と伝達部材４１との結合部分（嵌合部４２及び嵌合部４３）よりも右側に位置している。また、トルク検出部６２は、第二部材４１２よりも左側に位置しており、かつ、ケース３３の第一合わせ面３３７及び第二合わせ面３３８よりも、左側に位置している。

本実施形態のトルク検出部６２は、磁歪式のトルクセンサであり、磁歪発生部６２０と、コイル６２１とコイルハウジング６２２とを有している。磁歪発生部６２０は、磁気異方性が付与された部材であり、第一部材４１１の外周面に形成されている。磁歪発生部６２０は、例えば、左右方向に対して４５度をなす螺旋状に形成される。コイル６２１は、第一部材４１１の外周面における磁歪発生部６２０が設けられた部分から若干の間隔をあけて配置されている。コイルハウジング６２２は、コイル６２１を覆うように配置される。コイル６２１及びコイルハウジング６２２は、例えば、ケース３３又はケース３３に取り付けられた部材によって支持される。

入力軸３５のトルクが第一部材４１１に伝達すると、第一部材４１１に設けられた磁歪発生部６２０に歪みが生じ、透磁率の増加部分と減少部分とが発生する。このため、コイル６２１のインダクタンス差を測定することで、入力軸３５のトルクを示す情報として、第一部材４１１のトルクを検出することができる。

入力軸３５には、運転者の重みがペダル１７からクランクアーム１６を伝って下向きの力として加わる可能性があり、この力は入力軸３５のトルクを検出するにあたって外乱の要因になる。また、第一部材４１１は、第二部材４１２のようにワンウェイクラッチ４６に隣接しておらず、第一部材４１１には、ワンウェイクラッチ４６に起因する振動が伝わり難い。このため、本実施形態のように第一部材４１１のトルクを検出することで、入力軸３５のトルクを適切に検知することができる。

回転検出部６３は、入力体３０と連動して回転する回転体６３２と、回転体６３２の回転状態（回転位置又は回転速度）を検出する検出部６３１とを有している。本実施形態の回転体６３２は、被検出部６３０を有しており、検出部６３１は、被検出部６３０の回転状態を検出する。

回転体６３２は、左右軸回りに回転可能である。回転体６３２は、左右方向と直交する方向において、入力体３０と並んでおり、回転体６３２の回転軸と、入力体３０の回転軸とは、左右方向と直交する方向において異なる位置にある。また、回転体６３２は、左右方向と直交する方向において、減速機構５７の歯車５８の回転軸と異なる位置にある。

本実施形態の回転体６３２は、本体６３３を有している。本体６３３は、左右方向と平行な軸である。ケース３３は、本体６３３を左右軸回りに回転可能に支持する一対の支持部６５，６６を有している。一対の支持部６５，６６のうちの一方の支持部６５は、第一分割体３３１に形成されており、他方の支持部６６は、第二分割体３３２に形成されている。

本体６３３は膨大部６３４を有している。膨大部６３４は、本体６３３における左右方向の中間部に形成されている。膨大部６３４は、左右方向から見て、本体６３３における膨大部６３４を除く他の部分よりも大きい円板状に形成されている。膨大部６３４は、歯部６３５を有している。歯部６３５は、膨大部６３４の外周面に形成されている。

第二部材４１２は歯部４１３を有している。歯部４１３は、第二部材４１２における左側の端部の外周面に形成されている。歯部４１３は、歯部６３５と噛み合っている。これにより、本体６３３（回転体６３２）は、第二部材４１２と連動して回転する。すなわち、本実施形態では、第二部材４１２に結合された歯部４１３が、入力軸３５と共に回転する回転部を構成しており、この歯部４１３と連動して回転体６３２が回転する。なお、回転体６３２が結合される回転部は、入力軸３５、伝達機構４０及び第一出力体３１によって構成された入力伝達系において、ワンウェイクラッチ４６よりも入力側に位置する部材に結合された部分であればよい。例えば、回転部は、第一部材４１１に結合された部分であってもよいし、入力軸３５に結合された部分であってもよい。また、回転部は、結合される部材（入力軸３５、第一部材４１１又は第二部材４１２）とは別の部材であってもよい。

歯部６３５の歯数は、歯部４１３の歯数よりも少ない。このため、回転体６３２が第二部材４１２と連動して回転した時、回転体６３２の回転速度は、第二部材４１２の回転速度よりも速くなる。

本体６３３における左側の端部の外周面には、被検出部６３０が取り付けられている。被検出部６３０は、本体６３３と共に左右軸回りに回転する。本実施形態の被検出部６３０は、例えば、周方向において交互に磁極が入れ替わるように磁石が埋め込まれた部材、又は周方向において交互に磁極が入れ替わるように着磁された磁石で構成される。

被検出部６３０は、制御基板３４よりも左側に位置しており、左右方向と直交する方向から見て、トルク検出部６２と重なっている。

制御基板３４は、左右方向と直交する方向から見て、トルク検出部６２のコイルハウジング６２２と重なっている。制御基板３４をこの位置に配置することにより、トルク検出部６２と制御基板３４との間の配線を短くすることができる。この効果は、本実施形態における被検出部６３０の位置に関わらず、制御基板３４とトルク検出部６２の位置関係のみによって得ることができる。

本実施形態の検出部６３１は、被検出部６３０の磁石の磁力を検知するホールＩＣ（Integrated Circuit）である。検出部６３１は、制御基板３４における厚み方向の一方の面である左側の面に実装されている。検出部６３１は、被検出部６３０と左右方向に並んでおり、被検出部６３０に対向している。検出部６３１は、被検出部６３０の回転に伴う磁場の変化を検出することにより、被検出部６３０の回転位置を検出する。

図２に示すように、本実施形態のモータユニット３は、モータ用回転検出部６４０を含んだモータ用検出部６４を更に備えている。モータ用検出部６４は、モータ用回転検出部６４０に加えて、回転体６４１を有している。

回転体６４１は、モータ軸５４の外周面に取り付けられており、モータ軸５４と共に左右軸回りに回転する。回転体６４１は、ロータ５５と歯車５８との間に位置している。回転体６４１は、制御基板３４よりも左側に位置しており、左右方向と直交する方向から見て、トルク検出部６２と重なっている。回転体６４１は、例えば、回転体６４１の周方向において交互に磁極が入れ替わるように磁石が埋め込まれた部材、又は周方向において交互に磁極が入れ替わるように着磁された磁石で構成される。

本実施形態のモータ用回転検出部６４０は、回転体６４１の磁石の磁力を検知するホールＩＣである。モータ用回転検出部６４０は、制御基板３４における左側の面に実装されている。なお、モータ用回転検出部６４０は、制御基板３４における右側の面に実装されてもよい。

本実施形態では、モータ用回転検出部６４０と、回転検出部６３の検出部６３１とが、同じ制御基板３４に実装されている。このため、モータ用回転検出部６４０及び回転検出部６３を制御基板３４に接続するための配線コード等を別途設ける必要がなく、ケース３３内に配置する部材を少なくし、モータユニット３の大型化を抑制できる。また、本実施形態では、モータ用回転検出部６４０と、回転検出部６３の検出部６３１とは、制御基板３４の同一の面に実装されている。このため、回転検出部６３の検出部６３１と、モータ用回転検出部６４０とを、制御基板３４に容易に実装することができる。

モータ用回転検出部６４０は、回転体６４１と左右方向に並んでおり、回転体６４１に対向している。モータ用回転検出部６４０は、回転体６４１の回転に伴う磁場の変化を検出することにより、回転体６４１の回転位置を検出する。

上述したモータユニット３の組立時には、例えば、ケース３３内に配置される部品を第二分割体３３２に左側（第二合わせ面３３８側）から組み込んだ後、第一分割体３３１の第一合わせ面３３７と第二分割体３３２の第二合わせ面３３８とを合わせる。ここで、本実施形態では、図３に示すように、左右方向（入力軸３５方向）と直交する方向から見て、回転検出部６３の被検出部６３０が、トルク検出部６２とが重なっている。このため、被検出部６３０と、これを検出する検出部６３１とを、トルク検出部６２と同様、第一分割体３３１に近い左側に配置することができる。したがって、上述したモータユニット３の組立時には、トルク検出部６２、被検出部６３０及び検出部６３１を、第二分割体３３２に容易に組み込むことができる。

図２に示すように、本実施形態では、モータ用検出部６４の回転体６４１も、左右方向と直交する方向から見て、トルク検出部６２と重なっている。また、本実施形態では、回転検出部６３の被検出部６３０及びモータ用検出部６４の回転体６４１が、ケース３３の第一合わせ面３３７及び第二合わせ面３３８よりも、左側に位置している。

また、本実施形態では、回転体６３２の回転軸と、入力体３０の回転軸とは、左右方向と直交する方向において異なる位置にある。このため、本実施形態のように、回転体６３２の回転速度を、入力体３０の回転速度よりも速くすることで、被検出部６３０に設けられる磁極の数を抑制しつつ、回転検出部６３による検出精度（分解能）を向上することができる。なお、回転体６３２の回転速度は、入力体３０の回転速度よりも遅くなるようにしてもよい。この場合は、例えば、被検出部６３０の直径を大きくし、被検出部６３０に設けられる磁極の数を増やすことで、回転検出部６３による検出精度を向上することができる。

また、本実施形態において回転部を含む第二部材４１２及び第二部材４１２と連動する回転体６３２は、ワンウェイクラッチ４６が第一出力体３１から入力軸３５への回転力の伝達を許容しないときにも、入力軸３５と共に回転する。このため、検出部６３１によって、第二部材４１２と連動して回転する回転体６３２の回転状態を検出することで、入力軸３５の回転状態を適切に検知できる。

図３に示すように、被検出部６３０とトルク検出部６２のコイル６２１との間には、その間を仕切る壁部３３１１が設けられる。壁部３３１１は、被検出部６３０が有する磁石の磁力が、トルク検出部６２のコイル６２１に影響を及ぼすことを抑制する。すなわち、被検出部６３０が有する磁石の磁力によって、トルク検出部６２のトルク検出値の精度が低下することを抑制する。壁部３３１１は、第一分割体３３１と一体であってもよいし、第一分割体３３１と別体であってもよい。壁部３３１１は、鉄等の軟磁性材料からなることが好ましい。鉄等の軟磁性材料を用いることにより、被検出部６３０が有する磁石の磁力によって、トルク検出部６２のトルク検出値の精度が低下することをいっそう抑制することができる。

回転体６３２は、入力軸３５及びモータ軸５４を含む平面と略直交する方向にみて、入力軸３５よりもモータ軸５４側に配置される。回転体６３２は、入力軸３５及びモータ軸５４を含む平面と直交する方向にみて、入力軸３５と少なくとも一部が重なる位置に配置されてもよい。回転体６３２がこれらの位置に配置されることにより、モータユニット３の前後方向の大きさを小さくすることができる。ここで、本開示における「略直交」とは、厳密に９０度で交わることだけでなく、９０度から数度程度傾いた状態で交わることも含む。

また、検出部６３１は、入力軸３５及びモータ軸５４を含む平面と略直交する方向にみて、入力軸３５よりもモータ軸５４側の位置に配置される。検出部６３１は、入力軸３５と少なくとも一部が重なる位置に配置されてもよい。検出部３１がこれらの位置に配置されることにより、モータユニット３の前後方向の大きさを小さくすることができる。

ここで、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、入力軸３５の回転軸と直交する方向である前後方向において、回転体６３２（詳しくは、回転体６３２におけるモータ用回転検出部６４０に最も近い箇所）からモータ用回転検出部６４０までの距離Ｌ１は、入力軸３５におけるモータ用回転検出部６４０から最も離れた箇所６４２からモータ用回転検出部６４０までの距離Ｌ２以下であることが好ましい。この場合、モータ用回転検出部６４０と、回転体６３２に対応する検出部６３１との間の距離を短くし、制御基板３４を前後方向においてコンパクトにすることができる。なお、回転体６３２は、図４Ａに示すように、回転体６３２の全部が、箇所６４２よりも後方に配置されてもよいし、図４Ｂに示すように、回転体６３２の一部のみが箇所６４２よりも後方に配置されてもよい。

（変形例）
次に上記実施形態の変形例について説明する。なお、以下の変形例１～３の説明では、上記実施形態と共通する要素については同一の符号を付して説明を省略する。

（変形例１）
図５に変形例１のモータユニット３Ａを示す。モータユニット３Ａは、上記実施形態のモータユニット３（図２参照）と同様の構成を有している。ただし、モータユニット３Ａは、第二部材４１２に代わる第二部材４１２Ａと、回転部材７０とを備えている。第二部材４１２Ａは、第二部材４１２と同様の構成を有している。ただし、第二部材４１２Ａは、上記実施形態の歯部４１３を有していない。

回転部材７０は、第二部材４１２Ａと同心の円環状に形成されている。回転部材７０は、第二部材４１２Ａにおける左側の端部の外周に位置している。回転部材７０は、第二部材４１２Ａに固定されており、第二部材４１２Ａと共に左右軸回りに回転する。回転部材７０の外周面には、歯部７１が形成されている。

歯部７１は、回転体６３２の歯部６３５と噛み合っている。これにより、本体６３３（回転体６３２）は、回転部材７０に結合され、回転部材７０と連動して回転する。すなわち、本実施形態では、回転部材７０が入力軸３５と共に回転する回転部を構成しており、被検出部６３０を有する回転体６３２は、この回転部材７０と連動して回転する。歯部６３５の歯数は、歯部７１の歯数よりも少ない。

本変形例では、回転部材７０が第二部材４１２Ａに固定されているが、回転部材７０は、入力軸３５に直接又は間接に結合されてもよい。この構成により、回転部材７０は、入力軸３５と共に回転する。

（変形例２）
図６に変形例２のモータユニット３Ｂを示す。モータユニット３Ｂは、上記実施形態のモータユニット３（図２参照）と同様の構成を有している。ただし、モータユニット３Ｂは、上記実施形態の回転体６３２に代わる回転体６３２Ｂと、上記実施形態の検出部６３１に代わる検出部６３１Ｂとを備えている。

回転体６３２Ｂは、上記実施形態の回転体６３２と同様の構成を有している。ただし、回転体６３２は、上記実施形態の被検出部６３０（図２参照）に代わる被検出部６３０Ｂを有している。

被検出部６３０Ｂは、本体６３３の膨大部６３４に取り付けられている。被検出部６３０Ｂは、本体６３３と共に左右軸回りに回転する。被検出部６３０Ｂは、例えば、周方向において交互に磁極が入れ替わるように着磁された磁石又は周方向において交互に磁極が入れ替わるように磁石が埋め込まれた部材で構成される。被検出部６３０Ｂは、トルク検出部６２及び制御基板３４よりも右側に位置している。また、被検出部６３０Ｂは、左右方向と直交する方向から見て、第二部材４１２と重なっている。

検出部６３１Ｂは、上記実施形態の検出部６３１と同様の構成を有している。ただし、検出部６３１Ｂは、制御基板３４における右側の面に実装されている。すなわち、検出部６３１Ｂは、制御基板３４において、モータ用回転検出部６４０（図２参照）が実装された面とは異なる面に実装されている。なお、本変形例のモータ用回転検出部６４０は、制御基板３４における右側の面に実装されてもよい。

（変形例３）
図７に変形例３のモータユニット３Ｃを示す。本変形例のモータユニット３Ｃは、上記実施形態の第二出力体３２（図２参照）を有していない一軸式のモータユニットである。なお、モータユニット３Ｃは、上記実施形態のモータユニット３と共通の構成を有している。このため、以下のモータユニット３Ｃの説明では、モータユニット３と共通の構成については、説明を省略する。

モータユニット３Ｃは、第一出力体３１に代わる出力体３１Ｃを備えている。本変形例では、モータ５３がケース３３の前部に位置し、入力体３０及び出力体３１Ｃは、ケース３３の後端部に位置している。

出力体３１Ｃは、第一出力体３１と同様の構成を有している。ただし、出力体３１Ｃは、歯部８４を有している。歯部８４は、出力体３１Ｃの左側の端部の外周面に形成されており、ケース３３の内部に位置している。

本実施形態のモータユニット３Ｃは、上記実施形態の減速機構５７に代わる減速機構５７Ｃを備えている。減速機構５７Ｃは、ケース３３の内部に収容されている。減速機構５７Ｃは、モータ軸５４の回転速度を遅くした上で、モータ軸５４の回転力を出力体３１Ｃに伝達する。減速機構５７Ｃは、伝達軸８０、ワンウェイクラッチ８３、第一伝達歯車８１、及び第二伝達歯車８２を有している。

伝達軸８０は、左右方向と平行である。伝達軸８０は、ケース３３又はケース３３に取り付けられた軸受によって、左右軸回りに回転可能に支持されている。ワンウェイクラッチ８３は、伝達軸８０の外周に位置しており、第一伝達歯車８１は、ワンウェイクラッチ８３の外周に位置している。すなわち、ワンウェイクラッチ８３は、伝達軸８０と第一伝達歯車８１との間に位置している。

第一伝達歯車８１は、ワンウェイクラッチ８３により左右軸回りに回転可能に支持されている。第一伝達歯車８１は、歯部８１０を有している。歯部８１０は、第一伝達歯車８１の外周面に形成されている。歯部８１０は、モータ軸５４の歯部５４０と噛み合っている。これにより、第一伝達歯車８１は、モータ軸５４の回転力によって回転する。歯部８１０の歯数は、歯部５４０の歯数よりも多い。

伝達軸８０におけるワンウェイクラッチ８３及び第一伝達歯車８１よりも右側に位置する部分の外周には、第二伝達歯車８２が位置している。第二伝達歯車８２は、伝達軸８０に固定されており、伝達軸８０と共に左右軸回りに回転する。第二伝達歯車８２は、歯部８２０を有している。歯部８２０は、第二伝達歯車８２の外周面に形成されている。

第二伝達歯車８２の歯部８２０は、出力体３１Ｃの歯部８４と噛み合っている。これにより、第一伝達歯車８１の回転力は、出力体３１Ｃに伝達する。第二伝達歯車８２の歯部８２０の歯数は、第一伝達歯車８１の歯部８１０の歯数よりも少ない。

ワンウェイクラッチ８３は、ラチェット式のワンウェイクラッチであり、第一伝達歯車８１が伝達軸８０に対し一方向に回転する時のみ、第一伝達歯車８１から伝達軸８０への回転力の伝達を許容する。

具体的にワンウェイクラッチ８３は、後輪１１（図１参照）の前進方向の回転時において、第一伝達歯車８１の回転速度が、伝達軸８０の回転速度よりも速いときに、第一伝達歯車８１から伝達軸８０への回転力の伝達を許容する。すなわち、ワンウェイクラッチ８３は、後輪１１の前進方向の回転時において、第一伝達歯車８１から伝達軸８０への回転力の伝達のみを許容し、伝達軸８０から第一伝達歯車８１への回転力の伝達を許容しない。このため、例えば、モータ５３が停止し、かつ、運転者がペダル１７（図１参照）を踏んだときに、モータ軸５４及びロータ５５が回転することが抑制される。この場合、伝達軸８０から第一伝達歯車８１への回転力が伝達する場合と比較して、後輪１１を回転するために必要な踏力が抑制される。

第一伝達歯車８１の回転力がワンウェイクラッチ８３を伝って伝達軸８０に伝達するとき、モータ軸５４の回転力は、第一伝達歯車８１、ワンウェイクラッチ８３、伝達軸８０及び第二伝達歯車８２を伝って出力体３１Ｃに伝達する。したがって、運転者がペダル１７（図１参照）を踏み、かつ、モータ５３が駆動している状態では、踏力によって回転する第二部材４１２の回転力と、モータ５３の駆動によって回転する第二伝達歯車８２の回転力とを合わせた合力によって出力体３１Ｃが回転する。この出力体３１Ｃの回転力によって電動自転車１が前進する方向に回転する。

制御基板３４は、左右方向と直交する方向から見て、第一伝達歯車８１と重なっている。制御基板３４は、左右方向と直交する方向から見て、第一伝達歯車８１と少なくとも一部が重なっていればよい。制御基板３４をこの位置に配置することによって、入力軸３５の方向において、制御基板３４をトルク検出部６２に近付けることができ、トルク検出部６２と制御基板との間の配線を短くすることができる。更に、トルク検出部６２の配線取り出し部が、入力体３０の軸線方向において、右側（第二分割体３３２側）に配置されるとよい。この場合、トルク検出部６２と制御基板との間の配線を更に短くすることができる。

本変形例のモータユニット３Ｃは、第一実施形態の回転検出部６３に代わる回転検出部６３Ｃを備えている。図８に示すように、回転検出部６３Ｃは、被検出部６３０Ｃを含む回転体６３２Ｃと、検出部６３１Ｃとを有している。被検出部６３０Ｃ、回転体６３２Ｃ及び検出部６３１Ｃは、それぞれ、第一実施形態の被検出部６３０、回転体６３２及び検出部６３１と同様の構成を有している。ただし、本実施形態の回転体６３２Ｃは、入力体３０の後方に位置している。また、回転体６３２の右側の端部は、ケース３３に取り付けられた支持部材８５によって左右軸回りに回転可能に支持されている。

（他の変形例）
上述した実施形態及び各変形例のモータユニット３，３Ａ～３Ｃ及び電動自転車１は、適宜設計変更可能である。

例えば、上記実施形態及び変形例１、３は、被検出部６３０，６３０Ｃの全体が、トルク検出部６２の一部のみと重なっているが、被検出部６３０，６３０Ｃの一部のみが、トルク検出部６２の一部又は全部と重なっていてもよい。また、左右方向と直交する方向から見て、被検出部６３０，６３０Ｂ，６３０Ｃ，６３０Ｅの全体が、トルク検出部６２の磁歪発生部６２０又はコイル６２１と重なっていても良く、被検出部６３０，６３０Ｂ，６３０Ｃ，６３０Ｅの一部のみが、トルク検出部６２の磁歪発生部６２０又はコイル６２１と重なっていてもよい。

また、回転体６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃは、入力軸３５の回転軸に直交する方向において、回転体６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃからモータ用回転検出部６４０までの距離Ｌ１が、入力軸３５におけるモータ用回転検出部６４０から最も離れた箇所６４２からモータ用回転検出部６４０までの距離Ｌ２より長くなる位置に配置されてもよい。

また、回転検出部６３、６３Ｃは、磁石及びホールＩＣを有する回転検出器に限定されず、例えば、光学式の回転検出器であってもよい。また、検出部６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ及びモータ用回転検出部６４０の各々は、ホールＩＣに限られず、ホール素子、ＭＲ（Magnetic Resistance）素子等であってもよい。

また、第一部材４１１は、全体が第一合わせ面３３７及び第二合わせ面３３８よりも、左側に位置してもよい。また、回転体６４１（図２参照）は、モータ軸５４と共に又は連動して回転する部材であればよく、例えば、モータ軸５４と噛み合って回転する部材、ロータ５５等であってもよい。ここで、本開示において、「共に回転する」は、同じ回転軸で回転することを意味し、「連動して回転する」は、異なる回転軸で回転することを意味する。また、ケース３３は、非金属から形成されてもよく、ケース３３の材質は特に限定されない。

また、嵌合部４２及び嵌合部４３は、スプラインに限られず、例えば、セレーションであってもよい。嵌合部４２及び嵌合部４３は、一方が雄ねじで他方が雌ねじであってもよい。また、嵌合部４４及び嵌合部４５は、スプラインに限られず、例えば、セレーションであってもよい。また、嵌合部４２及び嵌合部４３は、一方が雄ねじで他方が雌ねじであってもよい。

また、ワンウェイクラッチ４６，５９，８３の各々は、例えば、ローラ型のワンウェイクラッチ、スプラグ式のワンウェイクラッチ等であってもよい。また、軸受３６，３７，６０，６１の各々は、ころ軸受等、ボールベアリング以外の軸受であってもよい。

また、トルク検出部６２は、磁歪式のトルクセンサに限らず、ポテンショメータを用いたトルクセンサであってもよい。また、検出部６３１，６３１Ｃと、モータ用回転検出部６４０とは、制御基板３４の異なる面に実装されてもよい。また、検出部６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃとモータ用回転検出部６４０とは、それぞれ、異なる制御基板に実装されてもよい。

また、電動自転車用動力伝達ユニットは、モータ５３を備えていないユニットであってもよい。この場合、電動自転車１の補助駆動力は、例えば、電動自転車用動力伝達ユニット付近に設けられたモータ、又は電動自転車の前輪を駆動するハブモータによって発生する。特に後者の場合、モータの駆動時には、例えば、走行する電動自転車１の後輪１１の回転力が、動力伝達体１９を伝って第一出力体３１又は出力体３１Ｃに伝達される。

（態様）
以上説明した、実施形態及び変形例から明らかなように、第１の態様の電動自転車用動力伝達ユニットは、以下に示す構成を有している。電動自転車用動力伝達ユニットは、入力軸（３５）、伝達部材（４１）、出力体（３１，３１Ｃ）、ワンウェイクラッチ（４６）、回転部、回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）及び検出部（６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ）を備えている。入力軸（３５）は、外部から伝達した力によって回転する。伝達部材（４１）は、入力軸（３５）の外周に配置され、入力軸（３５）に結合されて入力軸（３５）と共に回転する。出力体（３１，３１Ｃ）は、伝達部材（４１）の回転力を出力する。ワンウェイクラッチ（４６）は、伝達部材（４１）と出力体（３１，３１Ｃ）の間に配置され、伝達部材（４１）が出力体（３１，３１Ｃ）に対し一方向に回転する時のみ、伝達部材（４１）から出力体（３１，３１Ｃ）への回転力の伝達を許容する。回転部は、伝達部材（４１）又は入力軸（３５）に結合され、かつ、入力軸（３５）と共に回転する。回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）は、回転部と連動して回転する。検出部（６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ）は、回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の回転状態を検出する。回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の回転軸は、入力軸（３５）の軸方向と直交する方向において、入力軸（３５）の回転軸と異なる位置にある。

この態様によれば、回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の回転軸と、入力軸（３５）の回転軸とが、異なる位置に配置される。このため、入力軸（３５）の回転状態の検出精度を自由に設定でき、かつ、回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の配置位置の自由度を向上することができる。例えば、回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の回転速度を、入力軸（３５）の回転速度よりも速くすることで、検出部（６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ）による検出精度（分解能）を向上することができる。また、回転部は、ワンウェイクラッチ（４６）が出力体（３１，３１Ｃ）から入力軸（３５）への回転力の伝達を許容しないときにも、入力軸（３５）と共に回転する。このため、検出部（６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ）によって、回転部と一体的に回転する回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の回転状態を検出することで、入力軸（３５）の回転状態を適切に検知できる。また、回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の回転軸は、入力軸（３５）の軸方向と直交する方向において、入力軸（３５）の回転軸と異なる位置にある。このため、電動自転車用動力伝達ユニットを、入力軸（３５）の回転軸方向においてコンパクトにすることができる。

第２の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第１の様態との組み合わせにより実現され得る。第２の態様の電動自転車用動力伝達ユニットは、以下に示す構成を有している。電動自転車用動力伝達ユニットは、モータ（５３）と、減速機構（５７）とを更に備えている。減速機構（５７）は、モータ（５３）のモータ軸（５４）の回転を減速して伝達する。減速機構（５７）は、歯車（５８）を有している。歯車（５８）は、モータ軸（５４）と連動して回転する。回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の回転軸は、入力軸（３５）の軸方向と直交する方向において、歯車（５８）の回転軸と異なる位置にある。

この態様によれば、減速機構（５７）を備えた電動自転車用動力伝達ユニットにおいて、回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の配置位置の自由度を向上することができる。

第３の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第２の様態との組み合わせにより実現され得る。第３の態様の電動自転車用動力伝達ユニットは、以下に示す構成を有している。電動自転車用動力伝達ユニットは、出力体（３１）である第１出力体（３１）とは別の出力体として、第二出力体（３２）を更に備えている。第二出力体（３２）には、モータ（５３）の回転が出力される。モータ軸（５４）の回転は、減速機構（５７）によって減速され、第二出力体（３２）から出力される。

この態様によれば、モータ５３を動力として第二出力体（３２）を回転し、第二出力体（３２）から回転力を出力できる。

第４の態様の電動自転車用動力伝達ユニットは、第２又は第３の態様との組み合わせにより実現され得る。第４の態様の回転部は、入力軸（３５）に結合され、入力軸（３５）と共に回転する。

この態様によれば、入力軸（３５）と共に回転する回転部を用いて、入力軸（３５）の回転状態を検知できる。

第５の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第２又は第３のいずれか一つの様態との組み合わせにより実現され得る。第５の態様は、以下に示す構成を有している。回転部は、伝達部材（４１）に結合され、入力軸（３５）と共に回転する。

この態様によれば、伝達部材（４１）に結合された回転部と共に回転する回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）の回転状態を検出する検出部（６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ）の検出精度を向上することができる。

第６の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第２～第５のいずれか一つの様態との組み合わせにより実現され得る。第６の態様は、以下に示す構成を有している。電動自転車用動力伝達ユニットは、トルク検出部（６２）を更に備えている。トルク検出部（６２）は、伝達部材（４１）の外周に位置する。

この態様によれば、トルク検出部（６２）によって伝達部材（４１）のトルクを検出し、入力軸（３５）のトルクを適切に検知することができる。

第７の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第６の様態との組み合わせにより実現され得る。第７の態様は、以下に示す構成を有している。電動自転車用動力伝達ユニットは、制御基板（３４）を更に備えている。制御基板（３４）は、モータ（５３）の回転を制御する。制御基板（３４）の基板面は、入力軸（３５）の軸方向と交差する方向に延びている。制御基板（３４）は、入力軸（３５）の回転軸と直交する方向から見て、トルク検出部（６２）の少なくとも一部と重なっている。

この態様によれば、トルク検出部（６２）と制御基板（３４）との間の配線を短くすることができる。また、制御基板（３４）を備えた電動自転車用動力伝達ユニットを、入力軸（３５）の回転軸方向においてコンパクトにすることができる。

第８の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第６又は第７の様態との組み合わせにより実現され得る。第８の態様は、以下に示す構成を有している。伝達部材（４１）は、第一部材（４１１）と、第二部材（４１２，４１２Ａ）とを有している。第一部材（４１１）は、入力軸（３５）の外周に位置し、入力軸（３５）に結合されて入力軸（３５）と共に回転する。第二部材（４１２，４１２Ａ）は、入力軸（３５）の外周に位置し、入力軸（３５）の回転軸方向において第一部材（４１１）と並び、かつ、第一部材（４１１）に結合されて第一部材（４１１）と共に回転する。ワンウェイクラッチ（４６）は、第二部材（４１２，４１２Ａ）と出力体（３１，３１Ｃ）との間に位置し、第二部材（４１２，４１２Ａ）が出力体（３１，３１Ｃ）に対し一方向に回転する時のみ、第二部材（４１２，４１２Ａ）から出力体（３１，３１Ｃ）への回転力の伝達を許容する。第二部材（４１２，４１２Ａ）は回転部である。

この態様によれば、トルク検出部（６２）によって第一部材（４１１）のトルクを検出し、入力軸（３５）のトルクをより適切に検知することができる。

第９の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第６～第８のいずれか一つの様態との組み合わせにより実現され得る。第９の態様は、以下に示す構成を有している。回転体（６３２，６３２Ｃ）は、被検出部（６３０，６３０Ｂ，６３０Ｃ）を有している。被検出部（６３０，６３０Ｃ）は、回転部と連動して回転する。検出部（６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ）は、被検出部（６３０，６３０Ｂ，６３０Ｃ）の回転状態を検出する。入力軸（３５）の回転軸と直交する方向から見て、トルク検出部（６２）の少なくとも一部と被検出部（６３０，６３０Ｂ，６３０Ｃ）の少なくとも一部とが重なっている。

この態様によれば、トルク検出部（６２）、被検出部（６３０，６３０Ｂ，６３０Ｃ）及び検出部（６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ）を、入力軸（３５）の回転軸方向における近い位置に配置することができ、トルク検出部（６２）及び検出部（６３０，６３０Ｂ，６３０Ｃ）の配線の取り回しが簡易化でき、ユニット内のスペースを有効に活用することができる。

第１０の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第２～９のいずれか一つの様態との組み合わせにより実現され得る。第１０の態様の回転体（６３２，６３２Ｂ）は、入力軸（３５）及びモータ軸（５４）を含む平面と略直交する方向から見て、入力軸（３５）よりもモータ軸（５４）側の位置か、入力軸（３５）と少なくとも一部が重なる位置に配置されている。

この態様によれば、回転体（６３２，６３２Ｂ）が、入力軸（３５）に対しモータ軸（５４）側と反対側に配置されないので、電動自転車用動力伝達ユニットの入力軸（３５）と直交する方向における長さ方向の大型化を抑制できる。

第１１の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第２～１０のいずれか一つの様態との組み合わせにより実現され得る。第１１の態様は、以下に示す構成を有している。検出部（６３１，６３１Ｂ）は、入力軸（３５）及びモータ軸（５４）を含む平面と略直交する方向から見て、入力軸（３５）よりもモータ軸（５４）側の位置か、入力軸（３５）と少なくとも一部が重なる位置に配置されている。

この態様によれば、回転体（６３２，６３２Ｂ）の回転を検出する検出部（６３１，６３１Ｂ）が、回転体（６３２，６３２Ｂ）の回転軸に対しモータ軸（５４）側と反対側に配置されないので、電動自転車用動力伝達ユニットの入力軸（３５）と直交する方向における長さ方向の大型化を抑制できる。

第１２の様態の電動自転車用動力伝達ユニットは、第２～１１のいずれか一つの様態との組み合わせにより実現され得る。第１２の態様の電動自転車用動力伝達ユニットは、以下に示す構成を有している。電動自転車用動力伝達ユニットは、制御基板（３４）と、モータ用回転検出部（６４０）とを更に備えている。制御基板（３４）には、検出部（６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ）が実装されている。モータ用回転検出部（６４０）は、制御基板（３４）に実装され、モータ（５３）の回転状態を検出する。入力軸（３５）の回転軸と直交する方向において、回転体（６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ）からモータ用回転検出部（６４０）までの距離（Ｌ１）は、入力軸（３５）におけるモータ用回転検出部（６４０）から最も離れた箇所（６４２）からモータ用回転検出部（６４０）までの距離（Ｌ２）以下である。

この態様によれば、制御基板（３４）をコンパクトにすることができる。

第１３の様態の電動自転車（１）は、以下に示す構成を有している。電動自転車（１）は、車輪（１１）と第１～第１２のいずれか一つの態様の電動自転車用動力伝達ユニットとを備えている。電動自転車用動力伝達ユニットは、車輪（１１）に対して回転力を出力する。この態様によれば、第１～第１２のいずれか一つの態様の電動自転車用動力伝達ユニットを備えた電動自転車（１）を提供できる。

Ｌ１ 距離
Ｌ２ 距離
１ 電動自転車
１１ 車輪（後輪）
３ 電動自転車用駆動力伝達ユニット（モータユニット）
３０ 入力体
３１ 出力体（第１出力体）
３１Ｃ 出力体
３５ 入力軸
４０ 伝達機構
４１ 伝達部材
４１１ 第一部材
４１２，４１２Ａ 第二部材
４６ ワンウェイクラッチ
５１ スプロケット（第１駆動スプロケット）
５３ モータ
６２ トルク検出部
６３０，６３０Ｃ 被検出部
６３１，６３１Ｂ，６３１Ｃ 検出部
６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ 回転体
６４０ モータ用回転検出部
６４２ 箇所

Claims (12)

1. モータと、
   前記モータのモータ軸の回転を減速して伝達する減速機構と、
   外部から伝達した力によって回転する入力軸と、
   前記入力軸の外周に配置され、前記入力軸に結合されて前記入力軸と共に回転する伝達部材と、
   前記伝達部材又は前記入力軸に結合され、かつ、前記入力軸と共に回転する回転部と、
   前記回転部と連動して回転する回転体と、
   前記回転体の回転状態を検出する検出部と、
   を備え、
   前記回転体の回転軸は、前記入力軸の軸方向と直交する方向において、前記入力軸の回転軸と異なる位置にあり、
   前記回転体は、外周面に歯部を有し、
   前記回転部は、前記回転体の歯部と噛み合う歯部を有し、
   前記回転体の歯部の歯数は、前記回転部の歯部の歯数よりも少ない、
   電動自転車用動力伝達ユニット。
2. モータと、
   前記モータの回転状態を検出するモータ用回転検出部と、
   前記モータのモータ軸の回転を減速して伝達する減速機構と、
   外部から伝達した力によって回転する入力軸と、
   前記入力軸の外周に配置され、前記入力軸に結合されて前記入力軸と共に回転する伝達部材と、
   前記伝達部材又は前記入力軸に結合され、かつ、前記入力軸と共に回転する回転部と、
   前記回転部と連動して回転する回転体と、
   前記回転体の回転状態を検出する検出部と、
   を備え、
   前記回転体の回転軸は、前記入力軸の軸方向と直交する方向において、前記入力軸の回転軸と異なる位置にあるとともに、
   前記回転体は、前記入力軸及び前記モータ軸を含む平面と直交する方向から見て、前記モータ用回転検出部よりも前記入力軸側の位置にある、
   電動自転車用動力伝達ユニット。
3. モータと、
   前記モータのモータ軸の回転を減速して伝達する減速機構と、
   外部から伝達した力によって回転する入力軸と、
   前記入力軸の外周に配置され、前記入力軸に結合されて前記入力軸と共に回転する伝達部材と、
   前記伝達部材又は前記入力軸に結合され、かつ、前記入力軸と共に回転する回転部と、
   前記回転部と連動して回転する回転体と、
   前記回転体の回転状態を検出する検出部と、
   を備え、
   前記回転体の回転軸は、前記入力軸の軸方向と直交する方向において、前記入力軸の回転軸と異なる位置にあるとともに、
   前記回転体の回転軸は、前記入力軸及び前記モータ軸を含む平面と直交する方向から見て、前記モータ軸よりも前記入力軸側の位置にある、
   電動自転車用動力伝達ユニット。
4. 前記減速機構は、前記モータ軸と連動して回転する歯車を有し、
   前記回転体の回転軸は、前記入力軸の軸方向と直交する方向において、前記歯車の回転軸と異なる位置にある、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の電動自転車用動力伝達ユニット。
5. 前記伝達部材の回転力を出力する出力体と、
   前記伝達部材と前記出力体の間に配置され、前記伝達部材が前記出力体に対し一方向に回転する時のみ、前記伝達部材から前記出力体への回転力の伝達を許容するワンウェイクラッチと、
   前記出力体である第１出力体とは別の出力体として、前記モータの回転が出力される第二出力体を更に備え、
   前記モータ軸の回転は、前記減速機構によって減速され、前記第二出力体から出力される、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の電動自転車用動力伝達ユニット。
6. 前記伝達部材の外周に位置するトルク検出部を更に備えた、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の電動自転車用動力伝達ユニット。
7. 前記モータの回転を制御する制御基板を更に備え、
   前記制御基板の基板面は、前記入力軸の軸方向と交差する方向に延び、
   前記制御基板は、前記入力軸の回転軸と直交する方向から見て、前記トルク検出部の少なくとも一部と重なる、
   請求項６に記載の電動自転車用動力伝達ユニット。
8. 前記伝達部材の回転力を出力する出力体と、
   前記伝達部材と前記出力体の間に配置され、前記伝達部材が前記出力体に対し一方向に回転する時のみ、前記伝達部材から前記出力体への回転力の伝達を許容するワンウェイクラッチと、
   前記伝達部材の外周に位置するトルク検出部とを更に備え、
   前記伝達部材は、
   前記入力軸の外周に位置し、前記入力軸に結合されて前記入力軸と共に回転する第一部材と、
   前記入力軸の外周に位置し、前記入力軸の回転軸方向において前記第一部材と並び、かつ、前記第一部材に結合されて前記第一部材と共に回転する第二部材とを有し、
   前記ワンウェイクラッチは、前記第二部材と前記出力体との間に位置し、前記第二部材が前記出力体に対し一方向に回転する時のみ、前記第二部材から前記出力体への回転力の伝達を許容し、
   前記第二部材は前記回転部であり、
   前記トルク検出部は、前記第一部材の外周に配置される、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の電動自転車用動力伝達ユニット。
9. 前記回転体は、
   前記回転部と連動して回転する被検出部を有し、
   前記検出部は、前記被検出部の回転状態を検出し、
   前記入力軸の回転軸と直交する方向から見て、前記トルク検出部の少なくとも一部と前記被検出部の少なくとも一部とが重なった、
   請求項６～８のいずれか１項に記載の電動自転車用動力伝達ユニット。
10. 前記回転体は、前記入力軸及び前記モータ軸を含む平面と略直交する方向から見て、前記入力軸よりも前記モータ軸側の位置か、又は前記入力軸と少なくとも一部が重なる位置に配置される、
    請求項１～９のいずれか１項に記載の電動自転車用動力伝達ユニット。
11. 前記検出部は、前記入力軸及び前記モータ軸を含む平面と略直交する方向から見て、前記入力軸よりも前記モータ軸側の位置か、前記入力軸と少なくとも一部が重なる位置に配置される、
    請求項１～１０のいずれか１項に記載の電動自転車用動力伝達ユニット。
12. 車輪と、
    請求項１～１１のいずれか１項に記載の電動自転車用動力伝達ユニットとを備え、
    前記電動自転車用動力伝達ユニットは、前記車輪に対して回転力を出力する、
    電動自転車。

Images