WO2012120800A1

WO2012120800A1 - ステータの固定構造および駆動装置

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Publication number: WO2012120800A1
Application number: PCT/JP2012/001153
Authority: WO
Inventors: 朋成白石; 永田　俊彦; 寿英大谷
Original assignee: ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2012-09-13
Also published as: US20130342074A1; JP5603809B2; EP2685603A1; EP2685603A4; JP2012191713A; TWI448053B; CN103415981A; TW201251279A

Abstract

　駆動装置１は、ステータ１３とハウジング３とスプリングピン１５を備える。ハウジング３は、筒状部１１と板状部２９を含む。筒状部１１は、その内周面２１に形成される第１溝部を有し、ステータ１３を収容する。板状部２９は、筒状部１１の中心軸Ｐと略直交する平板形状を有し、筒状部１１の外周面から張り出している。第１溝部は、筒状部１１と板状部２９とが接合する接合部位Ｂと中心軸Ｐを挟んで向かい合う筒状部１１の周方向Ｑにおける範囲内に配置されている。スプリングピン１５は、第１溝部に圧入され、ステータ１３を筒状部１１の内周面２１に押しつけてステータ１３をハウジング３に固定する。

Description

ステータの固定構造および駆動装置

　この発明は、ステータの固定構造および駆動装置に係り、特に、ステータをハウジングに固定する技術に関する。

　従来、モーターまたは発電機として、ステータと、その内周側に設けられるロータと、これらステータおよびロータを収容するケースとを備えているものが知られている。ステータは、ボルトやねじなどによってケースに固定されている（例えば、特許文献１参照）。固定する手法については、このほかに、接着剤によってステータをケースに接着することも知られている。

特開平６－７０５２３号公報

　しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
　すなわち、ボルト等によってステータをケースに固定する構造では、ステータを固定する際にボルト等を締め付ける作業があるので組み立て時間がかかるという不都合がある。また、ステータにボルト等で固定するための部位を形成するなど、複雑な構造になるという不都合がある。他方、接着剤によって固定する手法であっても、接着剤が硬化する時間を含めると、結局、組み立て時間がかかるという不都合がある。また、作業者の手などに接着剤が付着し易く、作業性が低下し易いという不都合がある。

　この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡素な構造としつつ、短時間でステータを固定することができるステータの固定構造および駆動装置を提供することを目的とする。

　この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
　すなわち、本発明は、ステータと、前記ステータを収容する筒状部であって、その内周面に形成される第１溝部を有する筒状部を含むハウジングと、前記第１溝部に圧入され、前記ステータを前記筒状部の内周面に押しつけて前記ステータをハウジングに固定する固定部材と、を備え、前記ハウジングは、さらに、前記筒状部の中心軸と略直交する平板形状を有し、前記筒状部の外周面から張り出している板状部を含み、前記第１溝部は、前記筒状部と前記板状部とが接合する接合部位と前記中心軸を挟んで向かい合う前記筒状部の周方向における範囲内に配置されているステータの固定構造である。

　［作用・効果］本発明に係るステータの固定構造では、ステータは、内周面に第１溝部が形成された筒状部に収容される。第１溝部には固定部材が圧入される。固定部材はステータの外周面の一部を押す。これにより、固定部材は、ステータ（より厳密には、ステータの外周面のうち、一部とは反対側の部分）を内周面に対して押しつける。ステータと内周面との間には摩擦力が発生し、この摩擦力によってステータは保持される。よって、ステータの位置が筒状部の中心軸方向にずれることを好適に抑制することができる。

　このようなステータの固定構造によれば、ステータを固定するためにボルト等を用いないので、構造を簡素にすることができる。また、ハウジングにステータを固定する作業は、固定部材を第１溝部に圧入するだけであり、作業性が良い。また、ステータを短時間で固定することができる。

　さらに、本発明では、筒状部の外側から張り出している板状部を備えている。よって、筒状部の剛性（強度）は、筒状部の周方向の位置に応じて異なる。すなわち、板状部と接合している筒状部の部分は、その他の筒状部の部分に比べて剛性が高く、荷重を受けても変形しにくい。上述した第１溝部は、筒状部と板状部との接合部位にあたる内周面とは反対側の内周面に配置されている。よって、ステータが押しつけられる内周面の外側（裏側）が接合部位となっている（その背面が接合部位である）。このように、筒状部は比較的に剛性の高い部分でステータの荷重を受け止めるので、筒状部の形状は変形しにくい。よって、ステータの位置が中心軸の径方向にずれることも抑制することができる。

　上述した発明において、前記中心軸の方向における前記接合部位の位置は、前記固定部材と重なった位置であることが好ましい。これによれば、中心軸の方向における接合部位の位置は、ステータから荷重を受ける内周面と重なる。よって、背面が接合部位となっている内周面でステータによる荷重を受け止めることができる。このため、筒状部が変形することを的確に抑制することができる。

　上述した発明において、前記中心軸の方向における前記接合部位の位置は、前記筒状部の上端面より下方であることが好ましい。これによれば、筒状部の変形を好適に抑制することができる。

　上述した発明において、前記筒状部の周方向における前記接合部位の長さは、前記筒状部の全周の４分の１以上であることが好ましい。これによれば、筒状部の剛性を一層高めることができる。また、ステータと内周面との接触面積を大きくすることが可能である。

　上述した発明において、前記固定部材は、柱形状を有し、その軸芯が前記中心軸に対して平行となる状態で前記第１溝部に圧入されることが好ましい。固定部材がステータを押す力が固定部材の中心軸方向の位置によって不均一となることを好適に抑制することができる。

　上述した発明において、前記固定部材は、円柱状であることが好ましい。固定部材がステータを押す向きを、第１溝部から中心軸に向かう径方向に略一致させることができる。

　上述した発明において、前記固定部材は、スリットが形成されたスプリングピンであることが好ましい。スプリングピンは弾性体であるので、ステータおよび／または筒状部の寸法にばらつきがあっても、そのばらつきを吸収し、適切にステータを内周面に押しつけることができる。さらに、スプリングピンによれば、固定部材を小さく実現することができる。この結果、第１溝部を小さくすることができ、筒状部を小型化することができる。

　上述した発明において、前記スプリングピンの軸芯を通る前記中心軸の径方向と、前記軸芯と前記スリットを結ぶ向きとは、略直交することが好ましい。言い換えれば、中心軸方向から見て、軸心を通る中心軸の径方向に対して直交する方向を接線方向とすると、軸心とスリットを結ぶ向きは接線方向と略平行であることが好ましい。スプリングピンが発生する弾性力を的確にステータに作用させることができる。

　上述した発明において、前記固定部材の長さは、前記中心軸方向における前記ステータの長さに比べて短いことが好ましい。これによれば、固定部材がステータから突出することがない。よって、固定部材がステータまたはその他の部材と干渉することを好適に抑制することができる。

　上述した発明において、前記ステータはその外周面に形成された第２溝部を有し、この第２溝部が前記第１溝部と向かい合うように前記ステータは前記筒状部に収容され、前記固定部材は、前記第１溝部および前記第２溝部によって形成される空隙に圧入されることが好ましい。ステータは第２溝部を有しているので、固定部材はステータを的確に押すことができる。よって、ステータを確実にハウジングに固定することができる。また、ステータが中心軸回りの周方向にずれることも一挙に抑制することができる。

　上述した発明において、前記ハウジングに連結され、前記筒状部の開口を閉塞するカバーと、前記ステータの上面と前記カバーの裏面との間に配置され、前記ステータを前記中心軸方向で且つ前記カバーから遠ざかる方向に押さえつける弾性部材と、をさらに備えていることが好ましい。弾性部材はステータを軸方向下向きに押し、ステータの下面を筒状部に押しつける。よって、ステータが中心軸方向に移動することを一層確実に抑制することができる。

　上述した発明において、前記筒状部は、その上端面から径方向外方に突出するように形成され、前記カバーを連結するための複数のボス部を有し、前記第１溝部は、前記ボス部のいずれかの近傍に配置されていることが好ましい。これによれば、第１溝部が形成されている筒状部の部分における強度を、少しでも高めることができる。したがって、第１溝部が形成される筒状部の部分が変形することを好適に抑制することができる。

　上述した発明において、前記ステータの上面は前記筒状部の上端面よりも上方に突出しており、前記カバーの内側には、前記第１溝部の延長上の位置に形成される切欠部を有することが好ましい。ステータの上側の一部分をカバー内に収容するので、小型化を容易に図ることができる。また、カバーの内側には切欠部を有しているので、固定部材を筒状部の上端面から突出するように設けることができる。

　また、本発明は、ロータとこのロータの外周側に設けられるステータとを有し、動力を発生するモーターと、前記モーターを収容する筒状部であって、その内周面に形成される第１溝部を有する筒状部を含むハウジングと、前記第１溝部に圧入され、前記ステータを前記筒状部の内周面に押しつけて前記ステータをハウジングに固定する固定部材と、を備え、前記ハウジングは、さらに、前記筒状部の中心軸と略直交する平板形状を有し、前記筒状部の外周面から張り出している板状部を含み、前記第１溝部は、前記板状部と前記筒状部とが接合する接合部位と前記中心軸を挟んで向かい合う前記筒状部の周方向における範囲内に配置されている駆動装置である。

　［作用・効果］この発明に係る駆動装置によれば、上述したステータの固定構造を採用しているので、ステータの位置が筒状部の中心軸方向にずれること、および、中心軸の径方向にずれることを好適に抑制することができる。また、駆動装置の構造を簡素にすることができる。さらに、ハウジングにステータを固定する作業は、固定部材を第１溝部に圧入するだけであり、作業性が良く、短時間で行うことができる。よって、駆動装置を効率良く組み立てることができる。

上述した発明において、前記駆動装置は自転車に搭載可能であり、前記ハウジングは、さらに前記自転車のクランク軸が挿入されるクランク軸室を有し、前記モーターは、前記クランク軸に連結されるペダルの踏力を補助する動力を発生可能であることが好ましい。自転車の場合、ペダルが地面に最初に接触する場合が多く、クランク軸はこのペダルと連結されている。したがって、自転車に搭載される駆動装置においては、ハウジングが直接的に衝撃を受け、駆動装置の内部はハウジングを介して衝撃を間接的に受ける場合のみならず、クランク軸を通じて駆動装置の内部（クランク室）が直接的に衝撃を受ける場合がある。後者のような場合、ステータに対して中心軸方向の大きな力が働く。しかしながら、本発明に係る駆動装置では、上述したステータの固定構造を採用しているので、ステータの位置が中心軸方向にずれたり、抜けたりすることを好適に抑制することができる。よって、本発明に係る駆動装置によれば、自転車に好適に適用することができる。

　上述した発明において、前記板状部は、クランク軸室を形成するための壁部であることが好ましい。板状部はクランク軸室の壁部を兼ねているので、駆動装置の構造を簡素化することができる。

　本発明に係るステータの固定構造では、ステータは、内周面に第１溝部が形成された筒状部に収容される。第１溝部には固定部材が圧入される。固定部材はステータの外周面の一部を押す。これにより、固定部材は、ステータの反対側の部分を内周面に対して押しつける。ステータと内周面との間には摩擦力が発生し、この摩擦力によってステータは保持される。よって、ステータの位置が筒状部の中心軸方向にずれることを好適に抑制することができる。

　また、筒状部の外側に設けられる板状部を備えている。上述した第１溝部は、筒状部と板状部との接合部位にあたる内周面とは反対側の内周面に配置されている。よって、固定部材は、その外側が板状部によって補強されている内周面の部分にステータを押しつける。このように、筒状部は比較的に剛性の高い部分でステータの荷重を受け止めるので、筒状部の形状は変形しにくい。よって、ステータの位置が中心軸の径方向にずれることも抑制することができる。

　このようなステータの固定構造によれば、構造を簡素にすることができる。また、ハウジングにステータを固定する作業は、固定部材を第１溝部に圧入するだけであり、作業性が良い。また、ステータを短時間で固定することができる。

　また、この発明に係る駆動装置によれば、上述したステータの固定構造を採用しているので、ステータの位置が筒状部の中心軸方向にずれること、および、中心軸の径方向にずれることを好適に抑制することができる。また、駆動装置の構造を簡素にすることができる。さらに、ハウジングにステータを固定する作業は、固定部材を第１溝部に圧入するだけであり、作業性が良く、短時間で行うことができる。よって、駆動装置を効率良く組み立てることができる。

実施例に係る駆動装置の外観図である。駆動装置の要部平面図である。図１のＡ－Ａ矢視断面図である。ハウジングの要部斜視図である。ステータの要部斜視図である。スプリングピンの外観斜視図である。駆動装置の要部分解斜視図である。ステータの固定構造（１）を示す拡大断面図である。カバーの裏面の斜視図である。ステータの固定構造（２）を示す拡大断面図である。屈曲線材の斜視図である。図１２（ａ）は屈曲線材の一部側面図であり、図１２（ｂ）は屈曲線材の平面図である。駆動装置を搭載した自転車の左側面図である。

　以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。本実施例では、自転車に適用される駆動装置を例に採って説明する。図１は、実施例に係る駆動装置の外観図である。

　１．駆動装置の全体構成
　駆動装置１は、ハウジング３とカバー５を備えている。カバー５は、ハウジング３にボルト７で締結されている。駆動装置１には、自転車のクランク軸７１が貫通している。

　図２は駆動装置１の要部平面図である。なお、図２では、上述したカバー５、クランク軸７１の他、ロータ等についても図示を省略している。図示するように、ハウジング３は、略円筒形状の筒状部１１を有している。この筒状部１１にはステータ１３が収容されている。筒状部１１とステータ１３との間にはスプリングピン１５が圧入されている。

　図３を参照する。図３は図１のＡ－Ａ矢視断面図である。図示するように、ステータ１３の内周側には、ロータ１６が設けられている。ロータ１６には回転軸１７が一体に回転可能に連結されている。回転軸１７は、回転可能にハウジング３に支持されている。これらステータ１３、ロータ１６および回転軸１７は、動力を発生するモーター１８を構成している。回転軸１７には、ギアユニット１９等を介して出力軸２０が連動連結されている。出力軸２０は、モーター１８が発生する動力を出力する。

　上述したカバー５は、筒状部１１の上部開口を閉塞する。カバー５は、筒状部１１の上端面２７と接触する。ハウジング３は、互いに分割可能な左ケース３Ｌと右ケース３Ｒとを有している。以下では、左ケース３Ｌと右ケース３Ｒを区別する必要がない場合は、単にハウジング３と記載する。

　以下、各構成について説明する。なお、本実施例の説明では、便宜上、筒状部１１の中心軸Ｐとステータ１３の軸とは略一致するものとして、「中心軸Ｐ」を統一して用いる。さらに、本実施例の説明では、便宜上、中心軸Ｐ方向の両方向のうち、筒状部１１からカバー５側に向かう方向を「中心軸Ｐ方向上向き」または「上方」という。例えば、図３では、図面の上側を「中心軸Ｐ方向上向き」または単に「上方」と呼び、図面の下側を「中心軸Ｐ方向下向き」または単に「下方」と呼ぶ。また、中心軸Ｐ回りの方向を、「周方向Ｑ」と呼ぶ。

　２．ハウジングの構成
　図４は、ハウジング３の要部斜視図である。なお、図４では、左側ケース３Ｌのみを図示し、右側ケース３Ｒの図示を省略している。

　図示するように、筒状部１１は、その内側に内周面２１を有する。内周面２１は、ステータ１３の外径より若干大きな内径を有し、ステータ１３を収容可能である。内周面２１には、筒状部１１の中心軸Ｐと略平行な単一の第１溝部２３が形成されている。第１溝部２３は略半円形状である。なお、図４では、第１溝部２３を図２とは若干異なる位置に示している。

　これら内周面２１および第１溝部２３の下端には、中心軸Ｐの径方向（以下、適宜「径方向」と略記する）内側に張り出すようにフランジ部２４が形成されている。フランジ部２４の内径はステータ１３の外径より小さい。フランジ部２４は、その上面でステータ１３の下面と接触してステータ１３を支持する。

　筒状部１１は、さらにカバー５を連結するための複数（例えば３箇所）のボス部２５を有している。ボス部２５は、筒状部１１の外側から径方向外側に向けて突出（膨出）している（後述する図７においても、ボス部２５の形状が明瞭に表れている）。突出している範囲（すなわち、中心軸Ｐ方向においてボス部２５が形成されている範囲）は、筒状部１１の上端面２７から下部にわたっている。上述した第１溝部２３の周方向Ｑの位置は、ボス部２５のいずれかの近傍に配置されている。　

　ハウジング３は、さらに、筒状部１１の外側から張り出している板状部２９を備えている。板状部２９は、中心軸Ｐと略直交する平板形状を有している。板状部２９は、筒状部１１の外周面と接合している。周方向Ｑにおいて板状部２９が筒状部１１と接合している範囲は、筒状部１１の全周ではなく一部である。筒状部１１の剛性（強度）は、周方向Ｑの位置に応じて異なっている。具体的には、板状部２９と接合している筒状部１１の部分は、その他の部分に比べて剛性が高く、荷重を受けても変形しにくく、たわみにくい。以下では、筒状部１１と板状部２９とが接合する部位を接合部位Ｂと呼び、接合部位Ｂの位置について詳しく説明する。

　中心軸Ｐ方向における接合部位Ｂの位置は、図４に明示されるように、筒状部１１の上端面２７よりも下方である。また、図３に示すように、中心軸Ｐ方向における接合部位Ｂの位置は、スプリングピン１５の下端１５ｂより上方である。換言すれば、中心軸Ｐ方向における接合部位Ｂの位置は、スプリングピン１５と重なるように配置されている。なお、板状部２９は、クランク軸７１が挿入されるクランク軸室７２を形成する壁部を兼ねている。

　また、接合部位Ｂは周方向Ｑの広い範囲にわたって連なっている。具体的には、図２に示すようにように、周方向Ｑにおける接合部位Ｂの長さは、筒状部１１の全周の約３分の１である。換言すれば、接合部位Ｂを、中心軸Ｐを中心とする円弧とみなしたとき、接合部位Ｂの中心角θは約１２０度である。

　なお、ボス部２５は中心軸Ｐと略平行な形状を有しており、この点でボス部２５は板状部２９と異なる。また、ボス部２５の付け根にあたる部位（ボス部２５と筒状部１１本体との接合部位）は、中心軸Ｐ方向に略平行であるのに対し、接合部位Ｂは中心軸Ｐに略直交しており、この点でもボス部２５は板状部２９と異なる。また、ボス部２５が張り出している範囲は、筒状部１１の上端面２７に達しており、この点でもボス部２５は板状部２９と異なる。

　上述した第１溝部２３の周方向Ｑにおける位置は、中心軸Ｐを挟んで接合部位Ｂと向かい合う範囲内に配置されている。この範囲は、具体的には、図２に示す点Ｃ１と点Ｃ２とで囲まれる内周面２１の範囲の意味である。より好ましくは、周方向Ｑにおける接合部位Ｂの中央部分にあたる内周面と向かい合う内周面に、第１溝部２３が配置されている。

　３．ステータの構成
　図３に示すように、ステータ１３は、ステータコア３１と絶縁性ボビン３５とコイル３７とを有する。図５は、ステータの要部斜視図である。図示するように、ステータコア３１の外周面３２には、中心軸Ｐと略平行な第２溝部３３が形成されている。第２溝部３３は、略半円形状である。ステータコア３１は、さらに複数のティース３４を有する。隣り合うティース３４の間にはそれぞれスロットＦが形成されている。第２溝部３３はこのスロットＦの径方向外側に配置されている。

　４．スプリングピンの構成
　図６はスプリングピン１５の外観斜視図である。図示するように、スプリングピン１５は略円柱形状を有し、その軸芯Ｓ方向に平行なスリットＤを有する。スプリングピン１５の上端１５ａおよび下端１５ｂは、面取りされており、それぞれ先細り（テーパー）となっている。スプリングピン１５を軸芯Ｓの径方向内向きに圧縮変形させると、スプリングピン１５は、その軸芯Ｓの径方向外向きの弾性力を発揮する。

　５．ハウジング、ステータおよびスプリングピンによるステータの固定構造（１）
　ここで、本実施例の駆動装置１に用いられる固定構造（１）について詳細に説明する。図７は駆動装置１の要部分解斜視図である。図示するように、まず、第２溝部３３が第１溝部２３と向かい合うように、筒状部１１にステータ１３を取り付ける。これにより、第１溝部２３と第２溝部３３とによって略円形の空隙が形成される。続いて、この空隙にスプリングピン１５を圧入する。

　図８を参照する。図８は、ステータの固定構造（１）を示す拡大断面図である。図示するように、スプリングピン１５は、その軸芯Ｓが中心軸Ｐに対して略平行となり、かつ、圧縮変形した状態に保たれる。なお、スプリングピン１５が圧縮変形すると、スリットＤの幅は狭くなる。ただし、スプリングピン１５が圧縮変形した状態であっても、スリットＤが塞がれない（スプリングピン１５が閉じない）ように設計されている。

　図２を参照する。圧入の際、スプリングピン１５のスリットＤの向きは、ステータ１３の第２溝部３３の位置における接線方向と一致するように調整される。より厳密に言えば、スプリングピン１５の軸芯ＳとスリットＤとを結ぶ径方向をスリット方向Ｔとし（図６を併せて参照）、軸芯Ｓを通る中心軸Ｐの径方向を径方向Ｖとし、さらにこの径方向Ｖと直交する方向を接線方向Ｗとすると（図２を参照）、スリット方向Ｔが接線方向Ｗと略平行となるようにスプリングピン１５が設置されている。換言すれば、スプリングピン１５の軸芯Ｓを通る中心軸Ｐの径方向Ｖと、軸芯Ｓと前記スリットを結ぶ向きＴとは、略直交する。これにより、スプリングピン１５の弾性力をステータ１３に確実に作用させることができる。また、ステータ１３に作用するスプリングピン１５の力の向きを、スプリングピン１５の軸芯Ｓから中心軸Ｐに向かう方向（すなわち、径方向Ｖ）と略一致させることができる。さらに、スプリングピン１５の軸芯Ｓが中心軸Ｐに対して略平行であるので、スプリングピン１５がステータ１３を押す力が中心軸Ｐ方向においてばらつくことを好適に抑制できる。すなわち、スプリングピン１５は、その中心軸Ｐ方向の位置に関わらず略均一な力でステータ１３を押すことができる。

　そして、スプリングピン１５はステータコア３１の第２溝部３３を押し、ステータ１３の反対側の部分を内周面２１に対して押しつける。具体的には、径方向Ｖと内周面２１が交わる点Ｃ３を中心とし、周方向Ｑ両側に広がる範囲で、ステータ１３と内周面２１が面接触する。

　ステータ１３と面接触した内周面２１は、中心軸Ｐの径方向外向きの荷重を受ける。これにより、ステータ１３と内周面２１との間に摩擦力が発生する。この摩擦力によってステータ１３は保持される。すなわち、ステータ１３が中心軸Ｐ方向にずれることが好適に抑制される。

　また、ステータ１３と面接触する内周面２１は、その外側（背面）が接合部位Ｂとなっている。上述したように接合部位Ｂにあたる筒状部１１の部分は、その他の筒状部１１の部分に比べて剛性が高いので、筒状部１１は変形しにくい。よって、ステータ１３が中心軸Ｐの径方向にずれることも好適に抑制される。

　例えば、第１溝部２３の位置を本実施例とは反対側の位置、すなわち、点Ｃ３の位置に変更した比較例と対比する。この比較例では、スプリングピンは、接合部位Ｂから外れた筒状部１１の部分（すなわち、本実施例の第１溝部２３を中心した範囲）に向けてステータ１３を押しつける。上述したとおり、接合部位Ｂから外れた筒状部１１の部分は、接合部位Ｂにあたる筒状部１１の部分に比べて変形し易い。そして、仮に変形すれば、ステータ１３と面接触する内周面２１全体が中心軸Ｐに対して拡径するように変形する。このため、筒状部１１の変形に伴って、ステータ１３の位置は径方向にずれる。このように、本実施例の固定構造（１）は、比較例と比べて、ステータ１３の位置が径方向にずれることを抑制することができる。

　なお、本実施例が採用する固定構造（１）であっても、第１溝部２３は、スプリングピン１５から中心軸Ｐの径方向Ｖ外向きの荷重を受ける。しかし、第１溝部２３が荷重を受ける範囲は、内周面２１がステータ１３から荷重を受ける範囲に比べて小さく、局所的である。すなわち、第１溝部２３から周方向Ｑ両側に外れた内周面２１は、径方向外向きの荷重を受けない。第１溝部２３の両側にあたる筒状部１１の部分は、第１溝部２３に向かって引っ張られるような力を受けるのみである。ただし、この力は、その向きを考慮すれば、内周面２１の径を効果的に拡張、拡大させるように作用しない。したがって、仮に第１溝部２３にあたる筒状部１１の部分が拡径するように変形したとしても、第１溝部２３の両側における内周面２１は拡径しにくく、この結果、ステータ１３も径方向にずれにくい。このように、本実施例が採用する固定構造（１）では、第１溝部２３にあたる筒状部１１が仮に変形しても、ステータ１３の位置が径方向にずれにくい構造となっている。

　固定構造（１）のその他の特徴を説明する。図３を参照する。ステータ１３（ステータコア３１）の上面は、筒状部１１の上端面２７よりも上方に突出している。このように、筒状部１１の深さ（すなわち、上端面２７からフランジ部２４の上面までの寸法）は、中心軸Ｐ方向におけるステータ１３（ステータコア３１）の寸法に比べて短く設定されている。

　スプリングピン１５の上端１５ａは、ステータ１３（ステータコア３１）の上面より上方に突出していない。スプリングピン１５の長さは、中心軸Ｐ方向におけるステータ１３の寸法に比べて短く設定されている。このように、スプリングピン１５はステータ１３から突出していないので、スプリングピン１５がステータ１３またはその他の部材と干渉することを好適に抑制することができる。他方、スプリングピン１５は、筒状部１１の上端面２７に対しては上方に突出している。

　また、本実施例の固定構造では、中心軸Ｐ方向における接合部位Ｂの位置は、スプリングピン１５と重なるように配置されているので、筒状部１１が変形することを的確に抑制することができる。

　また、スプリングピン１５はステータ１３の外周面３２を押すので、中心軸Ｐ方向におけるステータ１３（ステータコア３１）の寸法にばらつきがあっても、その影響を全く受けることなく、ステータ１３を内周面２１に押しつけることができる。

　また、固定部材として弾性変形するスプリングピン１５を用いているので、筒状部１１の内周面２１の内径や第１溝部２３の寸法、または、ステータ１３（ステータコア３１）の外径や第２溝部３３の寸法にばらつきがあっても、そのばらつきを吸収し、適切にステータ１３を内周面２１に押しつけることができる。また、スプリングピン１５は比較的にコンパクトな弾性体であるので、第１溝部２３、第２溝部３３を小さくすることができる。よって、筒状部１１およびステータ１３を小型化することができる。

　また、周方向Ｑにおける接合部位Ｂの長さは、筒状部１１の全周の約３分の１であるので、筒状部の剛性を一層高めることができる。また、ステータ１３と内周面２１との接触面積を大きくすることができる。

　また、ステータ１３は第２溝部３３を有しているので、スプリングピン１５はステータ１３を適切に押すことができる。また、ステータ１３が周方向Ｑにずれることも一挙に抑制することができる。

　６．カバーの構成
　続いて、本実施例の駆動装置１の他の構成について説明する。図９、図１０を参照する。図９は、カバー５の裏面の斜視図であり、図１０は、ステータの固定構造（２）を示す拡大断面図である。カバー５の裏面には、側壁部４１が形成されている。側壁部４１は、中心軸Ｐの周方向Ｑにわたって形成されている。側壁部４１の内径はステータ１３の外径より若干大きい。この側壁部４１内に、筒状部１１から突出するステータ１３（ステータコア３１）が収容される。このように、ステータ１３の上側の一部分をカバー５内に収容するので、駆動装置１の小型化を容易に図ることができる。

　図８および図９に示すように、側壁部４１には、第１溝部２３の延長上の位置に形成される切欠部４３が形成されている。切欠部４３には、筒状部１１の上端面２７から上方に突出するスプリングピン１５が収容される。

　カバー５は、さらに張出部４５を備えている。張出部４５は、側壁部４１の上端から径方向内側に張り出すように設けられている。張出部４５は、中心軸Ｐの径方向内側に向かって中心軸Ｐ方向下向きに傾斜している。この結果、側壁部４１と張出部４５との間には環状の凹部（空間）が形成されている。

　７．屈曲線材の構成
　駆動装置１は、さらにカバー５とステータ１３との間に設けられる屈曲線材５１を備えている。屈曲線材５１は、上述した側壁部４１および張出部４５に止められるとともに、ステータコア３１の上面の周縁部に直接接触している。そして、屈曲線材５１は、ステータ１３に対して中心軸Ｐ方向下向きの弾性力を与える。

　図１１を参照する。図１１は屈曲線材５１の斜視図であり、図１２（ａ）は屈曲線材５１の一部側面図であり、図１２（ｂ）は屈曲線材５１の平面図である。なお、図１１は、圧縮変形していないときの屈曲線材５１を示し、図１２は、カバー５とステータ１３との間に設けられて圧縮変形しているときの屈曲線材５１を示す。

　屈曲線材５１は丸鋼等の単一の線材からなる。屈曲線材５１は、図１２（ａ）に示すように、側面視において中心軸Ｐ方向の上下方向に山部および谷部が交互に連続した山形状となるように、線材が屈曲された複数の屈曲部５３と、線材が直線的に延ばされ、隣り合う屈曲部５３同士を結ぶ複数の直線部５５とを有している。さらに、図１２（ｂ）に示すように、平面視において屈曲線材５１の外形状が各屈曲部５３を頂点とし、かつ、一部が開放されている多角形状（例えば、正二十四角形）となるように、屈曲線材５１は屈曲部５３で屈曲している。この屈曲線材５１は、予め、平面視においてステータ１３の外径よりも大きな外形状となるように成形されている。

　このような屈曲線材５１では、屈曲部５３が中心軸Ｐ方向の上下方向に交互に突出する。そして、屈曲線材５１が中心軸Ｐ方向に圧縮されると、屈曲線材５１は中心軸Ｐ方向に伸張して元の形状に復帰しようとする弾性力を発生する。また、屈曲線材５１がその外形状が小さくなるように中心軸Ｐの径方向内向きに圧縮されると、屈曲線材５１は径方向外向きに広がって元の形状に復帰しようとする弾性力を発生する。

　８．ステータ、カバーおよび屈曲線材によるステータの固定構造（２）
　ここで、本実施例の駆動装置１に用いられるもう一つの固定構造（２）について説明する。図９に示すように、まず、その外形状が小さくなるように屈曲線材５１を圧縮させつつ、カバー５の側壁部４１に沿わせるように取り付ける。屈曲線材５１は径方向外向きの弾性力を発生し、この弾性力によって屈曲線材５１は側壁部４１の周方向にわたって突っ張り、この側壁部４１に止められる。続いて、カバー５をハウジング３に締結する。

　図１０を参照する。カバー５をハウジング３に連結すると、中心軸Ｐ方向下向きに突出した屈曲部５３はステータ１３（ステータコア３１）の周縁部と接触する。また、中心軸Ｐ方向上向きに突出した屈曲部５３は、張出部４５と接触する。そして、屈曲部５３は中心軸Ｐ方向に圧縮された状態で保持される。このため、屈曲線材５１は、ステータ１３に対して中心軸Ｐ方向下向きの弾性力を作用させる。すなわち、屈曲線材５１は、中心軸Ｐ方向で且つカバー５から遠ざかる方向にステータ１３を押す。これにより、ステータ１３の下面はフランジ部２４に押しつけられる。

　このような固定構造（２）によれば、上述した固定構造（１）とあいまって、ステータ１３が中心軸Ｐ方向にずれることを一層確実に抑制することができる。

　また、上述したように、スプリングピン１５はステータ１３（ステータコア３１）の上方に突出していないので、スプリングピン１５が屈曲線材５１と干渉することを好適に抑制することができる。

　９．自転車への適用例
　最後に本実施例の駆動装置１を自転車に適用した例を説明する。図１３は駆動装置１を搭載した自転車６１の左側面図である。自転車６１は、車体フレーム６３と車体フレーム６３に回転可能に支持される前輪６５および後輪６７と、車体フレーム６３に支持され、前輪６５を操舵するハンドル６９とを備えている。

　駆動装置１は、自転車６１の略中央下部において車体フレーム６３に支持されている。駆動装置１は、筒状部１１の中心軸Ｐが略水平となるように設けられている。駆動装置１にはクランク軸７１が略水平に貫通されている。クランク軸７１の両端には、ペダル７３が連結されている。ペダル７３を踏む踏力によってクランク軸７１は回転する。クランク軸７１の回転動力は、チェーン７５を介して後輪６７に伝達される。また、車体フレーム６３には、ステータ１３等で構成されるモーター１８を駆動するためのバッテリー７７が支持されている。

　図３を参照する。クランク軸７１は、駆動装置１のクランク軸室７２に挿入されている。クランク軸室７２には、このほかに、クランク軸７１のトルクを検出するトルクセンサ（図示省略）や、モーター１８を制御するための制御部（図示省略）が設けられている。モーター１８が発生した動力は、出力軸２０に出力される。出力軸２０が出力する回転動力は、上述したチェーン７５を介して後輪６７に伝達可能に構成されている。

　そして、制御部は、トルクセンサの検出結果に基づいてモーター１８を制御する。モーター１８はペダル７３の踏力に応じた動力を発生させる。そして、踏力およびモーター１８が発生する動力は、それぞれクランク軸７１および出力軸２０を介してチェーン７５に伝達される。チェーン７５は、これら踏力および動力を合成し、後輪６７に伝達する。これにより、自転車６１が走行する。

　ここで、自転車６１の場合、地面に最初に接触する部材はペダル７３であることが多い。ペダル７３にはクランク軸７１が連結されている。したがって、一般に、自転車６１に搭載される駆動装置においては、駆動装置の表面（ハウジングの外面）が直接的に衝撃を受ける場合のほか、クランク軸を通じて駆動装置の内部（クランク室）が直接的に衝撃を受ける場合がある。駆動装置の内部に衝撃が直接的に伝わると、ステータに対して中心軸Ｐ方向に一層大きな力が伝わる。しかしながら、本発明に係る駆動装置１では、上述したステータ１３の固定構造（１）または／および（２）を採用しているので、ステータ１３の位置が中心軸Ｐ方向にずれることを好適に抑制することができる。よって、本実施例の駆動装置１によれば、自転車６１に好適に適用することができる。

　この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

　（１）上述した実施例では、固定構造（１）および固定構造（２）の双方を用いていたが、固定構造（２）については省略してもよい。

　（２）上述した実施例では、ステータ１３は第２溝部３３を有していたが、第２溝部３３を省略してもよい。この場合、スプリングピン１５を第１溝部２３のみに圧入するように変更してもよい。このような変形例によっても、スプリングピン１５はステータ１３を内周面２１に対して好適に押しつけることができ、ステータ１３が中心軸Ｐ方向に位置ずれすることを好適に防止することができる。

　（３）上述した実施例では、第１溝部２３および第２溝部３３によって形成される空隙は、略円形であったが、空隙の形状はこれに限られない。たとえば、略矩形や略楕円形の空隙を形成するように変更してもよい。

　（４）上述した実施例では、周方向Ｑにおける接合部位Ｂの長さは、筒状部１１の全周の約３分の１であると説明したが、これに限られず、適宜に変更することができる。例えば、周方向Ｑにおける接合部位Ｂの長さを約３分の１以上に変更してもよいし、約３分の１以下に変更してもよい。あるいは、周方向Ｑにおける接合部位Ｂの長さを４分の１以上に変更してもよい。

　（５）上述した実施例では、板状部２９は、クランク軸室７２の壁部として機能していたが、これに限られない。他の機能を有するように板状部２９を変更してもよい。また、専ら接合部位Ｂを形成して、筒状部１１の剛性を高める機能のみを有するように板状部２９を変更してもよい。

　（６）上述した実施例では、この第２溝部３３はスロットＦの径方向外側に配置されていたが、これに限られず、適宜に選択変更してよい。例えば、ティース３４の径方向外側に配置するように変更してもよい。

　（７）上述した実施例では、固定部材としてスプリングピン１５を例示したが、これに限られない。例えば、弾性を有しない剛体に変更してもよい。具体的には、くさび、テーパーピン、平行ピン等に変更してもよい。また、形状も円柱形状に限られない。たとえば、多角柱などの柱状に変更してもよいし、円錐や角錐等の錐体状に変更してもよい。

　（８）上述した実施例では、自転車６１に適用される駆動装置１に限られず、任意の装置に適用してもよい。この変更に伴って、クランク軸室７２を省略するように変更してもよい。

　（９）上述した実施例では、ステータ１３はモーター１８の要素として例示したが、これに限られない。たとえば、発電機を構成するステータ１３に本発明を適用してもよい。

　（１０）上述した実施例では、弾性部材として屈曲線材５１を例示したが、これに限られない。屈曲線材５１を、各種の弾性体や、ばね等の機械要素に変更してもよい。

　（１１）上述した実施例および上記（１）から（１０）で説明した各変形実施例については、さらに各構成を他の変形実施例の構成に置換または組み合わせるなどして適宜に変更してもよい。

　１　…　駆動装置
　３　…　ハウジング
　５　…　カバー
　１１　…　筒状部
　１３　…　ステータ
　１５　…　スプリングピン（固定部材）
　１６　…　ロータ
　１８　…　モーター
　２１　…　内周面
　２３　…　第１溝部
　２５　…　ボス部
　２７　…　上端面
　２９　…　板状部
　３１　…　ステータコア
　３２　…　外周面
　３３　…　第２溝部
　５１　…　屈曲線材（弾性部材）
　６１　…　自転車
　７１　…　クランク軸
　７２　…　クランク軸室
　７３　…　ペダル
　Ｂ　…　接合部位
　Ｐ　…　中心軸
　Ｑ　…　周方向
　Ｓ　…　軸芯
　Ｔ　…　スリット方向
　Ｖ　…　スプリングピンの軸芯を通る中心軸の径方向
　Ｗ　…　接線方向
　

Claims

　ステータと、
　前記ステータを収容する筒状部であって、その内周面に形成される第１溝部を有する筒状部を含むハウジングと、
　前記第１溝部に圧入され、前記ステータを前記筒状部の内周面に押しつけて前記ステータをハウジングに固定する固定部材と、
　を備え、
　前記ハウジングは、さらに、前記筒状部の中心軸と略直交する平板形状を有し、前記筒状部の外周面から張り出している板状部を含み、
　前記第１溝部は、前記筒状部と前記板状部とが接合する接合部位と前記中心軸を挟んで向かい合う前記筒状部の周方向における範囲内に配置されているステータの固定構造。
　請求項１に記載のステータの固定構造において、
　前記中心軸の方向における前記接合部位の位置は、前記固定部材と重なった位置であるステータの固定構造。
　請求項１または請求項２に記載のステータの固定構造において、
　前記中心軸の方向における前記接合部位の位置は、前記筒状部の上端面より下方であるステータの固定構造。
　請求項１から請求項３のいずれかに記載のステータの固定構造において、
　前記筒状部の周方向における前記接合部位の長さは、前記筒状部の全周の４分の１以上であるステータの固定構造。
　請求項１から請求項４のいずれかに記載のステータの固定構造において、
　前記固定部材は、柱形状を有し、その軸芯が前記中心軸に対して平行となる状態で前記第１溝部に圧入されるステータの固定構造。
　請求項５に記載のステータの固定構造において、
　前記固定部材は、円柱状であるステータの固定構造。
　請求項５または請求項６に記載のステータの固定構造において、
　前記固定部材は、スリットが形成されたスプリングピンであるステータの固定構造。
　請求項７に記載のステータの固定構造において、
　前記スプリングピンの軸芯を通る前記中心軸の径方向と、前記軸芯と前記スリットを結ぶ向きとは、略直交するステータの固定構造。
　請求項１から請求項８のいずれかに記載のステータの固定構造において、
　前記固定部材の長さは、前記中心軸方向における前記ステータの長さに比べて短いステータの固定構造。
　請求項１から請求項９のいずれかに記載のステータの固定構造において、
　前記ステータはその外周面に形成された第２溝部を有し、この第２溝部が前記第１溝部と向かい合うように前記ステータは前記筒状部に収容され、
　前記固定部材は、前記第１溝部および前記第２溝部によって形成される空隙に圧入されるステータの固定構造。
　請求項１から請求項１０のいずれかに記載のステータの固定構造において、
　前記ハウジングに連結され、前記筒状部の開口を閉塞するカバーと、
　前記ステータの上面と前記カバーの裏面との間に配置され、前記ステータを前記中心軸方向で且つ前記カバーから遠ざかる方向に押さえつける弾性部材と、
　をさらに備えているステータの固定構造。
　請求項１１に記載のステータの固定構造において、
　前記筒状部は、その上端面から径方向外方に突出するように形成され、前記カバーを連結するための複数のボス部を有し、
　前記第１溝部は、前記ボス部のいずれかの近傍に配置されているステータの固定構造。
　請求項１１または請求項１２に記載のステータの固定構造において、
　前記ステータの上面は前記筒状部の上端面よりも上方に突出しており、
　前記カバーの内側には、前記第１溝部の延長上の位置に形成される切欠部を有するステータの固定構造。
　ロータとこのロータの外周側に設けられるステータとを有し、動力を発生するモーターと、
　前記モーターを収容する筒状部であって、その内周面に形成される第１溝部を有する筒状部を含むハウジングと、
　前記第１溝部に圧入され、前記ステータを前記筒状部の内周面に押しつけて前記ステータをハウジングに固定する固定部材と、
　を備え、
　前記ハウジングは、さらに、前記筒状部の中心軸と略直交する平板形状を有し、前記筒状部の外周面から張り出している板状部を含み、
　前記第１溝部は、前記板状部と前記筒状部とが接合する接合部位と前記中心軸を挟んで向かい合う前記筒状部の周方向における範囲内に配置されている駆動装置。
　請求項１４に記載の駆動装置において、
　前記駆動装置は自転車に搭載可能であり、
　前記ハウジングは、さらに前記自転車のクランク軸が挿入されるクランク軸室を有し、
　前記モーターは、前記クランク軸に連結されるペダルの踏力を補助する動力を発生可能である駆動装置。
　請求項１５に記載の駆動装置において、
　前記板状部は、クランク軸室を形成するための壁部である駆動装置。