TWI823566B - 馬達及車輛 - Google Patents

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水池宏友
大山誠一
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日商日本電產股份有限公司
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    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
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Abstract

本發明提供一種馬達及車輛。馬達包括減速裝置及能以中心軸為中心旋轉的輪轂。減速裝置具有包圍中心軸且能以中心軸為中心旋轉的環狀齒輪。環狀齒輪具有第一接觸部。輪轂具有包圍中心軸的圓盤輪轂。圓盤輪轂具有圓盤部及第二接觸部。圓盤部配置於比環狀齒輪更靠軸向其中一方,包圍中心軸且沿徑向擴展。第二接觸部配置於圓盤部的軸向另一側,可與第一接觸部在周向接觸。

Description

馬達及車輛
本發明是有關於一種馬達及車輛。
以往,已知有搭載於電動自行車的前輪的輪轂馬達(hub motor)。輪轂馬達的原動力經由行星齒輪機構等減速裝置傳遞至與輪胎等一體地旋轉的輪轂(例如參照日本專利特開2019-38480號公報)。
減速裝置的輸出齒輪(例如行星齒輪機構的內齒輪)例如通過螺固而與輪轂在軸向連結。為了將兩者螺固,需要在輸出齒輪確保用於螺固於減速裝置的輸出部的空間。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2019-38480號公報
[發明所要解決的問題]
但是,若確保所述空間,則難以使輸出齒輪的齒數增加,因此難以提高從減速裝置向輪轂的力矩的傳遞效率。例如內齒輪的情況下,難以使徑向內方側的齒數增加。因此,難以從內齒輪向輪轂輸出更大的力矩。
本發明的目的在於提高從減速裝置向輪轂的力矩的傳遞效率。 [解決問題的技術手段]
本發明的例示性的馬達包括主軸、轉子、定子、減速裝置及輪轂。所述主軸沿著沿軸向延伸的中心軸延伸。所述轉子能以所述中心軸為中心與所述主軸一起旋轉。所述定子與所述轉子在徑向相向。所述減速裝置連接於所述主軸。所述輪轂能以所述中心軸為中心旋轉。所述減速裝置具有環狀齒輪。所述環狀齒輪包圍所述中心軸,能以所述中心軸為中心旋轉。所述環狀齒輪具有第一接觸部。所述輪轂具有包圍所述中心軸的圓盤輪轂。所述圓盤輪轂具有圓盤部及第二接觸部。所述圓盤部配置於比所述環狀齒輪更靠軸向其中一方,包圍所述中心軸且沿徑向擴展。所述第二接觸部配置於所述圓盤部的軸向另一側,可與所述第一接觸部在周向接觸。
本發明的例示性的車輛包括所述馬達。 [發明的效果]
根據本發明的例示性的馬達、車輛,可提高從減速裝置向輪轂的力矩的傳遞效率。
以下,參照圖式對例示性實施方式進行說明。
此外,本說明書中,將與作為馬達1的旋轉中心的中心軸CX平行的方向稱為“軸向”。軸向中,將從後述的轉子3朝向圓盤輪轂71的方向稱為“軸向其中一方Da”,將從圓盤輪轂71朝向轉子3的方向稱為“軸向另一方Db”。而且,將與中心軸CX正交的方向稱為“徑向”,將以中心軸CX為中心的旋轉方向稱為“周向”。徑向中,將朝向中心軸CX接近的方向稱為“徑向內方”,將從中心軸CX遠離的方向稱為“徑向外方”。
而且,本說明書中,“環狀”除了在繞中心軸CX等規定軸的方向全域不斷開而連續地連成一個的形狀以外,還包含在以所述軸為中心的全域的一部分具有一個以上的斷開的形狀。而且,也包含以所述軸為中心且在與中心軸CX交叉的曲面中描畫閉曲線的形狀。
而且,方位、線及面中的任一個與另外任一個的位置關係中,“平行”不僅是指兩者無論延長至何處均完全不相交的狀態,而且還包含實質上平行的狀態。而且,“垂直”及“正交”分別不僅包含兩者互相以90度相交的狀態,而且還包含實質上垂直的狀態及實質上正交的狀態。即,“平行”、“垂直”及“正交”分別包含兩者的位置關係具有不偏離本發明主旨的程度的角度偏移的狀態。
此外,這些僅為用於說明的名稱,並非意在限定實際的位置關係、方向及名稱等。
<1. 馬達1> 圖1為馬達1的剖視圖。圖2為馬達1的外觀圖。圖1表示以包含中心軸CX的假想的平面切斷的、馬達1的剖面結構。
馬達1包括主軸2、轉子3、定子4、定子固持器5、減速裝置6及輪轂7。
<1-1. 主軸2> 主軸2為能以中心軸CX為中心旋轉的圓柱形狀。如上文所述,馬達1包括主軸2。主軸2沿著中心軸CX沿軸向延伸。此外,中心軸CX沿軸向延伸。在主軸2的徑向外側面,配置有轉子3和減速裝置6的後述的太陽齒輪62。主軸2可旋轉地支撐轉子3及太陽齒輪62。
<1-2. 轉子3> 轉子3能以沿軸向延伸的中心軸CX為中心與主軸2一起旋轉。如上文所述,馬達1包括轉子3。轉子3具有單向離合器(one-way clutch)31、轉子鐵芯32及磁鐵33。單向離合器31為包圍中心軸CX的筒狀,固定於主軸2的徑向外側面。轉子鐵芯32固定於單向離合器31的徑向外端部,包圍主軸2且沿軸向延伸。轉子鐵芯32是使用磁性體材料而形成,作為磁鐵33的軛(yoke)發揮功能。本實施方式中,轉子鐵芯32為將沿徑向擴展的環狀的電磁鋼板沿軸向層疊而成的層疊體。磁鐵33配置於轉子鐵芯32的徑向外側面。磁鐵33中,互不相同的磁極(N極及S極)在周向交替排列。磁鐵33可為包圍中心軸CX的環狀的構件,也可為包含在周向配置的多個磁石片的結構。
<1-3. 定子4> 定子4與轉子3在徑向相向。如上文所述,馬達1包括定子4。定子4配置於比轉子3更靠徑向外方。定子4具有定子鐵芯41、絕緣體42及多個線圈部43。定子鐵芯41是使用磁性體材料而形成,本實施方式中為將電磁鋼板沿軸向層疊而成的層疊體。絕緣體42由樹脂等具有電絕緣性的材料形成。線圈部43為在定子鐵芯41隔著絕緣體42配置導線(圖示省略)而成的構件。此外,導線例如為瓷漆被覆銅線、經絕緣構件被覆的金屬線等,通過捲繞於定子鐵芯41從而形成線圈部43。若對各線圈部43供給驅動電流,則定子4受到勵磁而將轉子3驅動。
<1-4. 定子固持器5> 定子固持器5保持定子4。定子固持器5具有筒狀的軸承固持器51、軸承511、支架52、固持器部53及基板54。軸承固持器51包圍中心軸CX,沿軸向延伸。在軸承固持器51,穿插有主軸2的軸向另一方Db側的端部。而且,在軸承固持器51的徑向內側面,配置有軸承511。軸承固持器51經由軸承511可旋轉地支撐主軸2的軸向另一方Db側的端部。支架52從軸承固持器51的軸向另一方Db側的端部向徑向外方擴展。在支架52,連接有後述的車軸113的軸向其中一方Da側的端部。此外,車軸113從支架52向軸向另一方Db延伸。固持器部53從支架52的徑向外端部向軸向其中一方Da延伸,沿周向擴展。固持器部53包圍定子4的軸向另一方Db側的端部。在固持器部53的徑向內側面,固定有定子鐵芯41的軸向另一方Db側的端部。基板54配置於比軸承固持器51更靠徑向外方,沿徑向擴展。基板54搭載定子4的驅動單元等各種電子零件,支撐於從支架52向軸向其中一方Da突出的支撐部521。
<1-5. 減速裝置6> 減速裝置6連接於主軸2。如上文所述,馬達1包括減速裝置6。實際上,減速裝置6的輸入側連接於主軸2。減速裝置6的輸出側連接於輪轂7。減速裝置6在本實施方式中為行星齒輪機構,將從主軸2傳遞的轉子3的旋轉以規定的減速比減速並傳遞至輪轂7。減速裝置6具有基座(base)61、太陽齒輪62、多個行星主軸63、行星架64、多個行星齒輪65、多個小齒輪66及環狀齒輪67。此外,環狀齒輪67將於下文說明。
基座61固定於定子4的軸向其中一方Da側的端部,支撐各行星主軸63的軸向另一方Db側的端部。基座61具有筒狀的軸承固持器611、軸承6111、基座板部612及基座筒部613。軸承固持器611包圍中心軸CX,沿軸向延伸。在軸承固持器611,穿插有主軸2。而且,在軸承固持器611的徑向內側面,配置有軸承6111。軸承固持器611經由軸承6111可旋轉地支撐主軸2。基座板部612從軸承固持器611的軸向其中一方Da側的端部向徑向外方擴展。在基座板部612,連接有後述的車軸112的軸向另一方Db側的端部。此外,車軸112從基座板部612向軸向其中一方Da延伸。而且,基座筒部613從基座板部612的徑向外端部向軸向另一方Db延伸,沿周向擴展。基座筒部613包圍定子4的軸向其中一方Da側的端部。在基座筒部613的徑向內側面,固定有定子鐵芯41的軸向其中一方Da側的端部。
太陽齒輪62固定於主軸2的徑向外側面,能以中心軸CX為中心與主軸2一起旋轉。太陽齒輪62可與主軸2為一體,也可與主軸2分立且牢固地固定於主軸2的徑向外側面。
行星主軸63在太陽齒輪62的徑向外方,沿著太陽齒輪62的徑向外端部配置。行星主軸63在以中心軸CX為中心的周向排列,沿軸向延伸。行星主軸63的軸向其中一方Da側的端部連接於行星架64。行星主軸63的軸向另一方Db側的端部連接於基座板部612。
在各行星主軸63的徑向外側面,可旋轉地配置有一個行星齒輪65和一個小齒輪66。行星齒輪65及小齒輪66在以中心軸CX為中心的周向排列。
行星架64連接於後述的車軸112的軸向另一方Db側的端部,支撐各行星主軸63的軸向其中一方Da側的端部。此外,車軸112配置於比主軸2更靠軸向其中一方Da,沿軸向延伸。行星架64配置於比基座61更靠軸向其中一方Da,從車軸112向徑向外方延伸。
行星齒輪65及小齒輪66配置于軸向的基座61和行星架64間。而且,行星齒輪65繞太陽齒輪62配置,與太陽齒輪62嚙合。行星齒輪65例如相對於基座61,能以行星主軸63為中心旋轉。
小齒輪66在行星齒輪65的軸向其中一方Da側,與行星齒輪65同軸地配置,且可與行星齒輪65一起旋轉。小齒輪66在本實施方式中與行星齒輪65為一體,但也可與行星齒輪65分立。各小齒輪66與環狀齒輪67嚙合。
<1-6. 環狀齒輪67> 接下來,參照圖1至圖3對環狀齒輪67進行說明。圖3為輪轂7及環狀齒輪67的分解立體圖。在本實施方式中,環狀齒輪67為行星齒輪機構的所謂內齒輪(Internal Gear)。環狀齒輪67包圍中心軸CX,能以中心軸CX為中心旋轉。如上文所述,減速裝置6包括環狀齒輪67。環狀齒輪67配置於比小齒輪66更靠徑向外方,與小齒輪66嚙合。而且,環狀齒輪67與輪轂7連接,將減速裝置6的輸出傳遞至輪轂7。此外,環狀齒輪67與輪轂7的連接結構將在下文中說明。
環狀齒輪67具有筒部671及凸緣部672。筒部671為以中心軸CX為中心的筒狀且沿軸向延伸,包圍行星架64及多個小齒輪66。在筒部671的徑向內側面,配置有沿周向排列的多個齒(圖示省略)。多個齒與各小齒輪66嚙合。由此,根據小齒輪66的旋轉,環狀齒輪67以中心軸CX為中心在周向旋轉。凸緣部672從筒部671的徑向外端部向徑向外方擴展且沿周向延伸,在本實施方式中為包圍筒部671的環狀。
而且,環狀齒輪67還具有第一接觸部673。第一接觸部673配置於凸緣部672的軸向其中一方Da側的端部,與後述的圓盤輪轂71的第二接觸部712在周向接觸。第一接觸部673的詳情將在下文中說明。
本實施方式中,環狀齒輪67的材料為樹脂。若如此設定,則與環狀齒輪67為金屬制的情況相比,可使環狀齒輪67更為輕量化,第一接觸部673在周向容易彈性變形。因此,即便在力矩未施加于周向的第一接觸部673和第二接觸部712間時因第一接觸部673、第二接觸部712的公差而存在兩者不接觸的部位,也若在兩者間施加力矩,便可通過第一接觸部673的彈性變形使兩者在所述部位接觸。因此,可防止對於圓盤輪轂71的、環狀齒輪67的力矩的傳遞效率的降低。但是,本實施方式的例示不排除環狀齒輪67的材料為樹脂以外的結構。
<1-7. 輪轂7> 接下來,參照圖1至圖5對輪轂7進行說明。圖4為圓盤輪轂71的軸向另一方Db側的外觀圖。圖5為環狀齒輪67與圓盤輪轂71的組裝體的外觀圖。輪轂7能以中心軸CX為中心旋轉。如上文所述,馬達1包括輪轂7。轉子3的旋轉經由主軸2及減速裝置6從環狀齒輪67傳遞至輪轂7。輪轂7的材料例如為鋁或其合金等金屬。
輪轂7具有圓盤輪轂71及有底筒狀的輪轂筒部72。
圓盤輪轂71連接於環狀齒輪67。如上文所述,輪轂7具有圓盤輪轂71。圓盤輪轂71為包圍中心軸CX的圓盤形狀。圓盤輪轂71具有圓盤部711及第二接觸部712。圓盤部711配置於比環狀齒輪67更靠軸向其中一方Da,包圍中心軸CX且沿徑向擴展。第二接觸部712配置於圓盤部711的軸向另一方Db側,可與第一接觸部673在周向接觸。例如,當環狀齒輪67向周向其中一方旋轉時,第二接觸部712的周向其中一個端部與第一接觸部673的周向另一個端部在周向接觸。此外,在未對環狀齒輪67施加有力矩時,第二接觸部712可在周向與第一接觸部673接觸,也可在周向不與第一接觸部673接觸。通過使環狀齒輪67的第一接觸部673與圓盤輪轂71的第二接觸部712在周向接觸,從而可將環狀齒輪67的旋轉傳遞至圓盤輪轂71。因此,即便不配置將減速裝置6的環狀齒輪67與圓盤輪轂71在軸向連結的部分,也可從轉子3經由主軸2、減速裝置6將旋轉傳遞至輪轂7。因此,可提高從減速裝置6向輪轂7的力矩的傳遞效率。此外,第二接觸部712的詳情將在下文中說明。
而且,圓盤輪轂71還具有軸承固持器713、軸承7131及連結部714。軸承固持器713包圍中心軸CX,沿軸向延伸。在軸承固持器713,穿插有車軸112。而且,在軸承固持器713的徑向內側面,配置有軸承7131。軸承固持器713經由軸承7131可旋轉地支撐車軸112。
連結部714配置於圓盤部711的徑向外端部,與輪轂筒部72在軸向連結。本實施方式中,連結部714為多個,且沿著圓盤部711的徑向外端部在周向排列。
輪轂筒部72包圍環狀齒輪67及第二接觸部712,沿軸向延伸。如上文所述,輪轂7具有輪轂筒部72。輪轂筒部72的軸向其中一方Da側的端部連結於圓盤部711的徑向外端部。即,輪轂筒部72的軸向其中一方Da側的端部由圓盤輪轂71覆蓋。輪轂筒部72在內部收容轉子3、定子4、定子固持器5及減速裝置6。
輪轂筒部72具有筒部721、凸緣部7221、凸緣部7222、底板724、軸承固持器725及軸承7251。
筒部721為包圍轉子3、定子4、定子固持器5及減速裝置6的筒狀,沿軸向延伸。筒部721的軸向其中一方Da側的端部與連結部714連結。由此,輪轂筒部72的軸向其中一方Da側的端部連接於圓盤輪轂71。
凸緣部7221、凸緣部7222配置於筒部721的徑向外側面,從筒部721向徑向外方擴展且沿周向延伸。本實施方式中,凸緣部7221、凸緣部7222為包圍筒部721的環狀。凸緣部7221配置於筒部721的軸向其中一方Da側。凸緣部7222配置於筒部721的軸向另一方Db側。
肋(rib)723在輪轂筒部72(詳細而言為筒部721)的徑向內端部向徑向內方突出,沿周向延伸。如上文所述,輪轂筒部72具有肋723。肋723配置於比環狀齒輪67更靠軸向另一方Db,從軸向觀看與環狀齒輪67(特別是筒部671)的徑向外端部重疊。換句話說,肋723的徑向內端部配置於比環狀齒輪67(特別是筒部671)的徑向外端部更靠徑向內方。若如此設定,則可利用肋723來防止環狀齒輪67向軸向另一方Db移動。
而且,本實施方式中,如圖3所示,肋723為多個,且空開間隙在周向排列。若如此設定,則在組裝馬達1時,可使肋723不妨礙配置於比肋723更靠軸向另一方Db側的構件的安裝。例如,在馬達1安裝輪轂筒部72後安裝減速裝置6時,可使行星齒輪65通過所述間隙,由此不與肋723觸碰。但是,所述例示不排除肋723為單個的結構、在周向的多個肋723間並無間隙的結構等。例如,肋723也可為包圍中心軸CX的環狀。
底板724從筒部721的軸向另一方Db側的端部向徑向內方擴展。底板724為包圍車軸113的圓板形狀,配置於比定子固持器5更靠軸向另一方Db。
軸承固持器725為從底板724的徑向內端部沿軸向延伸的筒狀。在軸承固持器725,穿插有車軸113。而且,在軸承固持器725的徑向內側面,配置有軸承7251。軸承固持器725經由軸承7251可旋轉地支撐車軸113。
本實施方式中,筒部721、凸緣部7221、凸緣部7222、肋723、底板724及軸承固持器725為一體。但是,不限定於所述例示,這些中的至少一部也可與另一部分分立。
<1-8. 第一接觸部673及第二接觸部712> 接下來,參照圖1及圖3至圖6對第一接觸部673及第二接觸部712進行詳細說明。圖6為表示第一接觸部673及第二接觸部712的連接結構的圖。此外,圖6從徑向外方朝徑向內方觀看兩者的連接結構,與圖5的虛線所包圍的部分VI對應。
環狀齒輪67中,在本實施方式中,第一接觸部673具有多個第一凹部6731及多個第一凸部6732。第一凹部6731及第一凸部6732配置於凸緣部672的軸向其中一方Da側的端面。第一凹部6731向軸向另一方Db凹陷,沿徑向延伸。換句話說,第一凹部6731為配置于在周向相鄰的第一凸部6732間的空間。第一凸部6732向軸向其中一方Da突出,沿徑向延伸。換句話說,第一凸部6732為配置于在周向相鄰的第一凹部6731間的、凸緣部672的一部分。
而且,圓盤輪轂71中,在本實施方式中,第二接觸部712具有多個第二凹部7121及多個第二凸部7122。第二凹部7121及第二凸部7122配置於圓盤部711的軸向另一方Db側的端面中的徑向外方側的區域。第二凹部7121向軸向其中一方Da凹陷,沿徑向延伸。換句話說,第二凹部7121為配置于在周向相鄰的第二凸部7122間的空間。第二凸部7122向軸向另一方Db突出,沿徑向延伸。換句話說,第二凸部7122為配置于在周向相鄰的第二凹部7121間的、圓盤部711的一部分。
第一凸部6732配置於第二凹部7121的內部,換句話說,配置于在周向相鄰的第二凸部7122間。當環狀齒輪67向周向其中一方旋轉時,第一凸部6732的周向其中一個端面接觸第二凹部7121的朝向周向另一方的內側面,換句話說,與第二凸部7122的周向另一個端面接觸。
第二凸部7122配置於第一凹部6731的內部,換句話說,配置于在周向相鄰的第一凸部6732間。當環狀齒輪67向周向其中一方旋轉時,第二凸部7122的周向其中一個端面接觸第一凹部6731的朝向周向另一方的內側面,換句話說,與第一凸部6732的周向另一個端面接觸。
也可在第一凸部6732與第二凹部7121或第二凸部7122之間(換句話說,第一凹部6731或第一凸部6732與第二凸部7122之間),填充有粘接劑83。即,也可在第一接觸部673和第二接觸部712間填充有粘接劑83。若如此設定,則可利用粘接劑83將第一接觸部673及第二接觸部712間牢固地固定。因此,可對圓盤輪轂71更牢固地連接環狀齒輪67。因此,可進一步提高對於圓盤輪轂71的、環狀齒輪67的力矩的傳遞效率。但是,所述例示不排除在第一接觸部673及第二接觸部712間未填充有粘接劑83的結構。
此外,本實施方式的例示不排除第一凸部6732及第一凹部6731的至少一者為單個的結構、第一接觸部673僅具有第一凸部6732及第一凹部6731的任一者的結構等。而且,本實施方式的例示不排除第二凸部7122及第二凹部7121的至少一者為單個的結構、第二接觸部712僅具有第二凸部7122及第二凹部7121的任一者的結構等。
而且,以下有時將第一凹部6731及第二凹部7121的任一者稱為“凹部81”。而且,有時將第一凸部6732及第二凸部7122中配置於凹部81的內部的一者稱為“凸部82”。
在圓盤輪轂71與環狀齒輪67的連接部分,第一接觸部673及第二接觸部712中的一者具有在軸向凹陷的凹部81。此外,凹部81在所述其中一者為第一接觸部673的情況下為第一凹部6731,在所述其中一者為第二接觸部712的情況下為第二凹部7121。而且,第一接觸部673及第二接觸部712中的另一者具有凸部82。凸部82在軸向突出,配置於凹部81的內部。此外,凸部82在所述另一者為第二接觸部712的情況下為第二凸部7122,在所述另一者為第一接觸部673的情況下為第一凸部6732。通過凹部81和凸部82的嚙合,當環狀齒輪67旋轉時,凹部81的朝向周向其中一方的內側面與凸部82的周向另一個端面接觸。由此,可將環狀齒輪67的朝向周向其中一方的旋轉傳遞至圓盤輪轂71。
優選為凹部81的最小的周向寬度比凸部82的最大的周向寬度更寬。例如,第一凹部6731的最小的周向寬度W1a比第二凸部7122的最大的周向寬度W2b更寬。而且,第二凹部7121的最小的周向寬度W2a比第一凸部6732的最大的周向寬度W1b更寬。若如此設定,則與凸部82的最大的周向寬度相對於凹部81的最小的周向寬度相同或更寬的結構相比,凸部82容易嵌入凹部81。因此,可對環狀齒輪67更容易地安裝圓盤輪轂71。而且,可將凸部82更順利地嵌入凹部81。例如,可防止凸部82在凹部81的內側面卡住的可能性。或者,可防止凹部81的朝向周向的內側面與凸部82的周向端面的滑動。因此,可防止嵌合時的凹部81及凸部82的損耗。
優選為當環狀齒輪67向周向其中一方旋轉時,在至少一個第一凹部6731中,第一凹部6731的朝向周向其中一方的內側面的全域與第二凸部7122的周向另一個端面接觸。而且,在至少一個第一凸部6732中,第一凸部6732的周向其中一個端面的全域與第二凹部7121的朝向周向另一方的內側面(或第二凸部7122的周向另一個端面)接觸。即,在至少一個第一接觸部673中,第一接觸部673的周向的朝向第二接觸部712側的周向端面的全域與第二接觸部712接觸。通過使第一接觸部673對第二接觸部712的接觸面積更廣,從而可提高對於圓盤輪轂71的、環狀齒輪67的力矩的傳遞效率。但是,所述例示不排除在所有的第一接觸部673中第一接觸部673的周向的朝向第二接觸部712側的周向端面的全域不與第二接觸部712接觸的結構。
而且,優選為第二凹部7121的朝向周向其中一方的內側面比第一凸部6732的周向另一個端面更廣。而且,第二凸部7122的周向其中一個端面比第一凹部6731的朝向周向另一方的內側面(或第一凸部6732的周向另一個端面)更廣。即,第二接觸部712的第一接觸部673側的周向端面比第一接觸部673的第二接觸部712側的周向端面更廣。例如,第二凹部7121或第二凸部7122的徑向寬度d2a、徑向寬度d2b也可比第一凹部6731或第一凸部6732的徑向寬度d1更寬。而且,第二凹部7121或第二凸部7122的軸向寬度h2也可比第一凹部6731或第一凸部6732的軸向寬度h1更寬。若如此設定,則可使圓盤輪轂71的第二接觸部712的所述周向端面的面積比第一接觸部673及第二接觸部712間的接觸部分的接觸面積更廣。由此,可使第二接觸部712的所述周向端面的徑向寬度d2a、徑向寬度d2b及軸向寬度h2的至少一者比所述接觸部分更寬。因此,即便第二接觸部712的尺寸、位置有誤差,也可防止所述接觸面積的減少。因此,可防止對於圓盤輪轂71的、環狀齒輪67的力矩的傳遞效率的降低。但是,所述例示不排除第二接觸部712的第一接觸部673側的周向端面的面積為第一接觸部673的第二接觸部712側的周向端面的面積以下的結構。
第一凹部6731及第二凸部7122的一者在周向等間隔地配置。優選為第一凹部6731及第二凸部7122兩者在周向等間隔地配置。換句話說,第一凸部6732及第二凹部7121的一者在周向等間隔地配置。優選為第一凸部6732及第二凹部7121兩者在周向等間隔地配置。即,第一接觸部673及第二接觸部712的至少一者在周向等間隔地配置有多個。若如此設定,則可在環狀齒輪67的旋轉時,抑制或防止作用於環狀齒輪67和圓盤輪轂71間的力矩的周向的偏差。但是,所述例示不排除多個第一接觸部673及多個第二接觸部712兩者在周向並未等間隔地配置的結構。
本實施方式中,第一凸部6732具有第一缺口部6733。第一缺口部6733在第一凸部6732的頂端部中,配置于軸向其中一方Da側的端面和周向其中一個端面間、與軸向其中一方Da側的端面和周向另一個端面間兩者。或者,第一缺口部6733也可僅配置于軸向其中一方Da側的端面和周向其中一個端面間、與軸向其中一方Da側的端面和周向另一個端面間的任一者。第一缺口部6733為在第一凸部6732的軸向其中一方Da側的端面和周向端面之間配置有曲面或平面的部分。例如,第一缺口部6733可為經所謂R倒角(Round chamfering)的部分,或也可為經所謂C倒角(beveling)的部分。R倒角的情況下,在軸向其中一方Da側的端面和周向端面間配置有曲面。從徑向觀看,所述曲面朝軸向其中一方Da且沿周向突出,沿徑向延伸。C倒角的情況下,在軸向其中一方Da側的端面和周向端面間,將所述角傾斜地切落,配置有與軸向傾斜地交叉且沿徑向延伸的平面。
而且,第二凸部7122具有第二缺口部7123。第二缺口部7123在第二凸部7122的頂端部中,配置于軸向另一方Db側的端面和周向其中一個端面間、與軸向另一方Db側的端面和周向另一個端面間的兩者。或者,第二缺口部7123也可僅配置于軸向另一方Db側的端面和周向其中一個端面間、與軸向另一方Db側的端面和周向另一個端面間的任一者。第二缺口部7123為在第二凸部7122的軸向另一方Db側的端面和周向端面之間配置有曲面或平面的部分。例如,第二缺口部7123可為經所謂R倒角(Round chamfering)的部分,或也可為經所謂C倒角(beveling)的部分。R倒角的情況下,在軸向另一方Db側的端面和周向端面間配置有曲面。從徑向觀看,所述曲面朝軸向另一方Db且沿周向突出,沿徑向延伸。C倒角的情況下,在軸向另一方Db側的端面和周向端面間,將所述角傾斜地切落,配置有與軸向傾斜交叉且沿徑向延伸的平面。
此外,以下有時將第一缺口部6733及第二缺口部7123的至少一者稱為“缺口部84”。
不限定於所述例示,也可將第一缺口部6733及第二缺口部7123的任一者省略。即,第一接觸部673及第二接觸部712的至少一者也可具有配置于軸向端面和周向端面之間的缺口部84。例如,缺口部84在凸部82的頂端部中,配置于軸向端面和周向端面之間。通過配置缺口部84,從而在通過使第一接觸部673及第二接觸部712的至少一者沿軸向移動從而在周向與另一者接觸時,軸向端面和周向端面之間的角不觸碰另一者,因而容易使兩者接觸。例如,在所述凹部81及凸部82的嵌合中,通過在凸部82的頂端配置所述缺口部,從而容易將凸部82配置於凹部81的內部。而且,如後述那樣,在利用粘接劑83將第一接觸部673及第二接觸部712間粘接時,可在缺口部84形成粘接劑83滯留的空間。由此,例如粘接劑83不易從兩者間滲出。
而且,優選為在第二凸部7122(或第二凹部7121)中,其軸向另一方Db側的部分的徑向寬度d2b比軸向其中一方Da側的部分的徑向寬度d2a更窄。即,第二接觸部712的軸向另一方Db側的部分的徑向寬度d2b比第二接觸部712的軸向其中一方Da側的部分的徑向寬度d2a更窄。若如此設定,則第二接觸部712的環狀齒輪67側的徑向寬度d2b比圓盤部711側的徑向寬度d2a更窄。因此,容易在輪轂筒部72(即筒部721)的內側配置第二接觸部712。因此,可對圓盤輪轂71容易地連結輪轂筒部72。但是,所述例示不排除第二接觸部712的環狀齒輪67側的徑向寬度d2b為圓盤部711側的徑向寬度d2a以上的結構。
而且,本實施方式中,在至少一個第一凸部6732中,第一凸部6732的軸向其中一方Da側的端部與第二凹部7121的朝向軸向另一方Db的底面在軸向接觸。但是,不限定於所述例示,也可在至少一個第二凸部7122中,第二凸部7122的軸向另一方Db側的端部與第一凹部6731的朝向軸向其中一方Da的底面在軸向接觸。即,第一接觸部673及第二接觸部712的任一者的軸向端部,與環狀齒輪67及圓盤輪轂71中的具有第一接觸部673及第二接觸部712的另一者的構件在軸向接觸。通過所述那樣的軸向的接觸,可容易地決定相對於環狀齒輪67及圓盤輪轂71中的一者的、另一者的軸向的位置。但是,所述例示不排除在所有第一接觸部673中第一接觸部673與圓盤輪轂71在軸向不接觸的結構,或不排除在所有第二接觸部712中第二接觸部712與環狀齒輪67在軸向不接觸的結構。而且,所述例示也不排除下述結構,即:在至少一個第一凸部6732中,第一凸部6732的軸向其中一方Da側的端部與第二凹部7121的朝向軸向另一方Db的底面在軸向接觸,並且在至少一個第二凸部7122中,第二凸部7122的軸向另一方Db側的端部與第一凹部6731的朝向軸向其中一方Da的底面在軸向接觸。
<2. 車輛100> 本實施方式中,馬達1為所謂輪轂馬達,搭載於車輛100。圖7為搭載馬達1的車輛100的概略圖。圖7的車輛100為電動助力自行車。但是,本實施方式的例示不排除將馬達1搭載於電動助力自行車以外的車輛100的結構。
如圖7所示,車輛100包括馬達1。車輛100中,即便不在馬達1配置將減速裝置6的後述的環狀齒輪67與圓盤輪轂71在軸向連結的連結部,也可將轉子3的旋轉從減速裝置6傳遞至輪轂7。
車輛100還包括車體110、前輪120、後輪130、把手140及電池150。
車體110包含前叉(fork)111及前輪120的車軸112、車軸113。前叉111經由車軸112、車軸113支撐前輪120。車軸112、車軸113的其中一端連接於前輪120的馬達1。車軸112、車軸113的另一端在前叉111的頂端部無法旋轉地受到支撐。
在車體110的前部,安裝有前輪120及把手140。前輪120具有馬達1、多個輻條(spoke)121、輪框(rim)122及輪胎123。輻條121在周向排列,對馬達1支撐輪框122。輪框122為包圍中心軸CX及馬達1的環狀的構件。輻條121的徑向內端部固定於馬達1(詳細而言為凸緣部7221、凸緣部7222)。輻條121的徑向外端部固定於輪框122的徑向內端部。輪胎123安裝於輪框122的徑向外端部。
在車體110的後部,可旋轉地安裝有後輪130。後輪130根據使用者的對踏板114進行踩踏的力而旋轉。
而且,在車體110安裝有電池150。電池150為可充放電的電池,向馬達1供給電力。
車輛100中,根據後輪130的旋轉,前輪120的輪胎123以中心軸CX為中心旋轉。此時產生的繞中心軸CX的力矩經由輪框122及輻條121傳遞至馬達1。所述力矩經由輪轂7、環狀齒輪67、減速裝置6及主軸2傳遞至轉子3,使轉子3繞中心軸CX旋轉。馬達1具有探測主軸2、轉子3、減速裝置6的齒輪65、齒輪66及行星架64等、環狀齒輪67、輪轂7的至少任一個的旋轉的感測器(圖示省略),視需要使轉子3向以中心軸CX為中心的周向其中一方或另一方旋轉。轉子3的力矩附加於用於使車輛100行駛的力矩。即,馬達1視需要輔助車輛100的行駛所需要的力矩。
<3. 其他> 以上,對本發明的實施方式進行了說明。此外,本發明的範圍不限定於所述實施方式。本發明可在不偏離發明主旨的範圍對所述實施方式加以各種變更而實施。而且,所述實施方式中說明的事項可在不產生矛盾的範圍內適當任意組合。 [工業上的可利用性]
本發明例如對於向可旋轉的構件傳遞轉子的旋轉的裝置來說有用。
1:馬達 2:主軸 3:轉子 4:定子 5:定子固持器 6:減速裝置 7:輪轂 31:單向離合器 32:轉子鐵芯 33:磁鐵 41:定子鐵芯 42:絕緣體 43:線圈部 51、611、713、725:軸承固持器 52:支架 53:固持器部 54:基板 61:基座 62:太陽齒輪 63:行星主軸 64:行星架 65:行星齒輪 66:小齒輪 67:環狀齒輪 71:圓盤輪轂 72:輪轂筒部 81:凹部 82:凸部 83:粘接劑 84:缺口部 100:車輛 110:車體 111:前叉 112、113:車軸 114:踏板 120:前輪 121:輻條 122:輪框 123:輪胎 130:後輪 140:把手 150:電池 511、6111、7131、7251:軸承 521:支撐部 612:基座板部 613:基座筒部 671、721:筒部 672、7221、7222:凸緣部 673:第一接觸部 711:圓盤部 712:第二接觸部 714:連結部 723:肋 724:底板 6731:第一凹部 6732:第一凸部 6733:第一缺口部 7121:第二凹部 7122:第二凸部 7123:第二缺口部 CX:中心軸 Da:軸向其中一方 Db:軸向另一方 d1、d2a、d2b:徑向寬度 h1:軸向寬度 W1a、W1b、W2a、W2b:周向寬度
圖1為馬達的剖視圖。 圖2為馬達的外觀圖。 圖3為輪轂及環狀齒輪的分解立體圖。 圖4為圓盤輪轂的軸向另一側的外觀圖。 圖5為圓盤輪轂與環狀齒輪的組裝體的外觀圖。 圖6為表示第一接觸部及第二接觸部的連接結構的圖。 圖7為搭載馬達的車輛的概略圖。
1:馬達
2:主軸
3:轉子
4:定子
5:定子固持器
6:減速裝置
7:輪轂
31:單向離合器
32:轉子鐵芯
33:磁鐵
41:定子鐵芯
42:絕緣體
43:線圈部
51、611、713、725:軸承固持器
52:支架
53:固持器部
54:基板
61:基座
62:太陽齒輪
63:行星主軸
64:行星架
65:行星齒輪
66:小齒輪
67:環狀齒輪
71:圓盤輪轂
72:輪轂筒部
511、6111、7131、7251:軸承
521:支撐部
612:基座板部
613:基座筒部
671、721:筒部
672、7221、7222:凸緣部
673:第一接觸部
711:圓盤部
712:第二接觸部
714:連結部
723:肋
724:底板
CX:中心軸
Da:軸向其中一方
Db:軸向另一方

Claims (14)

  1. 一種馬達,包括:主軸,沿著沿軸向延伸的中心軸延伸;轉子,能夠以所述中心軸為中心與所述主軸一起旋轉;定子,與所述轉子在徑向相向;減速裝置,連接於所述主軸;以及輪轂,能夠以所述中心軸為中心旋轉,所述減速裝置具有:環狀齒輪,包圍所述中心軸,能夠以所述中心軸為中心旋轉,所述環狀齒輪具有第一接觸部,所述輪轂具有包圍所述中心軸的圓盤輪轂,所述圓盤輪轂具有:圓盤部,配置於比所述環狀齒輪更靠軸向其中一方,包圍所述中心軸且沿徑向擴展;以及第二接觸部,配置於所述圓盤部的軸向另一側,能夠與所述第一接觸部在周向接觸,所述環狀齒輪包括:筒部,以所述中心軸為中心的筒狀且沿軸向延伸;以及凸緣部,從所述筒部的徑向外端部向徑向外方擴展且沿周向延伸,所述第一接觸部配置於所述凸緣部的軸向其中一方側的端部,且所述第一接觸部配置於與所述筒部在徑向上重疊的位置。
  2. 如請求項1所述的馬達,其中所述第一接觸部及所述第二接觸部的一者具有在軸向凹陷的凹部,所述第一接觸部及所述第二接觸部的另一者具有在軸向突出而配置於所述凹部的內部的凸部。
  3. 如請求項2所述的馬達,其中所述凹部的最小的周向寬度比所述凸部的最大的周向寬度更寬。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的馬達,其中所述第一接觸部及所述第二接觸部的至少一者具有配置于軸向端面和周向端面之間的缺口部。
  5. 如請求項1至請求項3中任一項所述的馬達,其中所述第一接觸部及所述第二接觸部的至少一者在周向等間隔地配置有多個。
  6. 如請求項1至請求項3中任一項所述的馬達,其中在至少一個所述第一接觸部中,所述第一接觸部的周向的朝向所述第二接觸部側的周向端面的全域與所述第二接觸部接觸。
  7. 如請求項1至請求項3中任一項所述的馬達,其中所述第二接觸部的所述第一接觸部側的周向端面比所述第一接觸部的所述第二接觸部側的周向端面更廣。
  8. 如請求項1至請求項3中任一項所述的馬達,其中所述輪轂還具有:輪轂筒部,包圍所述環狀齒輪及所述第二 接觸部,沿軸向延伸,所述輪轂筒部的軸向其中一個端部連結於所述圓盤部的徑向外端部,所述第二接觸部的軸向另一側的部分的徑向寬度比所述第二接觸部的軸向其中一側的部分的徑向寬度更窄。
  9. 如請求項8所述的馬達,其中所述輪轂筒部具有:肋,在所述輪轂筒部的徑向內端部向徑向內方突出,且沿周向延伸,所述肋配置於比所述環狀齒輪更靠軸向另一方,從軸向觀看,與所述環狀齒輪的徑向外端部重疊。
  10. 如請求項9所述的馬達,其中所述肋為多個,且空開間隙在周向排列。
  11. 如請求項1至請求項3中任一項所述的馬達,其中所述第一接觸部及所述第二接觸部的任一者的軸向端部,與所述環狀齒輪及所述圓盤輪轂中的具有所述第一接觸部及所述第二接觸部中的另一者的構件在軸向接觸。
  12. 如請求項1至請求項3中任一項所述的馬達,其中所述環狀齒輪的材料為樹脂。
  13. 如請求項1至請求項3中任一項所述的馬達,其中在所述第一接觸部及所述第二接觸部間填充有粘接劑。
  14. 一種車輛,包括:如請求項1至請求項13中任一項所述的馬達。
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