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技術 自転車と、自転車の駆動ユニット

出願人 ヤマハ発動機株式会社
発明者 寺田潤史内藤真也藤代雅也菅野信之
出願日 2018年7月30日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2018-142327
公開日 2020年2月6日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-019299
状態 特許登録済
技術分野 車軸懸架装置及びサイドカー 車両の乗手推進、伝動装置
主要キーワード ベルトドライブ機構 補助ハウジング ケーブル開口 左ハウジング 仕切りプレート 右ベアリング 右ハウジング ケーブル通路
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

メンテナンス作業性を向上できる自転車駆動ユニットを提供する。

解決手段

駆動ユニット10は、電動モータ30を有している第1動力系と、ペダルが取り付けられているクランク軸61を有している第2動力系とを有している。第2動力系は、クランク軸61の回転を、第2伝達軸27と、第1伝達軸21とを介して後輪ハブ41に伝える。リアアーム50と第2伝達軸27は、後輪40に対して左方に配置されている。第1伝達軸21はステータ31の内側に配置され、第2伝達軸27とは反対側で後輪ハブ41に連結されている。

概要

背景

特許文献1は、ペダルが取り付けられているクランクと、電動モータとを有し、人力による駆動と電動モータによる駆動とを可能とする自転車を開示している。電動モータは後輪ハブの中に配置され、電動モータのロータと後輪ハブは一体的に回転するように互いに固定されている。また、スプロケット後輪車軸上に配置され、チェーンを介してクランクと連結されている。スプロケットと後輪ハブも一体的に回転するように互いに固定されている。

概要

メンテナンス作業性を向上できる自転車の駆動ユニットを提供する。駆動ユニット10は、電動モータ30を有している第1動力系と、ペダルが取り付けられているクランク軸61を有している第2動力系とを有している。第2動力系は、クランク軸61の回転を、第2伝達軸27と、第1伝達軸21とを介して後輪ハブ41に伝える。リアアーム50と第2伝達軸27は、後輪40に対して左方に配置されている。第1伝達軸21はステータ31の内側に配置され、第2伝達軸27とは反対側で後輪ハブ41に連結されている。

目的

本開示の目的の一つは、人力と電動モータとによる駆動を可能とする自転車及び駆動ユニットにおいて、メンテナンス作業の作業性を向上することにある

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

後輪に設けられている後輪ハブと、リアアームと、ロータステータとを有し前記後輪ハブに収容されている電動モータを含み、前記ロータの回転を前記後輪ハブに伝達する第1動力系と、ペダルが取り付けられているクランク軸を含み、前記クランク軸の回転を前記後輪ハブに伝達する第2動力系と、を有し、前記第2動力系は、径方向における前記ステータの内側に配置されている回転可能な伝達軸と、前記伝達軸と前記クランク軸とを連結する動力伝達機構とを含み、前記クランク軸の回転を前記動力伝達機構と前記伝達軸とを介して前記後輪ハブに伝達し、前記リアアームと前記動力伝達機構は、左右方向における前記後輪の中心に対して右方と左方のうち一方の方向である第1の方向に配置され、前記伝達軸は、前記左右方向における前記後輪の中心に対して、前記第1の方向とは反対方向である第2の方向にある位置で前記後輪ハブと連結されていることを特徴とする駆動ユニット

請求項2

前記リアアームの後部から前記第2の方向に伸びている筒状の支持軸をさらに有し、前記伝達軸は、前記支持軸の径方向における内側に配置され、前記ステータは、前記支持軸の径方向における外側に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の駆動ユニット。

請求項3

前記後輪ハブは、前記第1の方向に位置している第1壁部と、前記第2の方向に位置している第2壁部とを有し、前記伝達軸と前記支持軸は、前記第1壁部に形成されている開口を通過して前記第2の方向に伸び、前記第2壁部に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の駆動ユニット。

請求項4

前記後輪ハブは前記支持軸によって回転可能に支持されていることを特徴とする請求項2に記載の駆動ユニット。

請求項5

前記径方向における前記支持軸の外側に、第1ベアリングが嵌められ、前記後輪ハブは前記第1ベアリングを介して前記支持軸によって回転可能に支持されていることを特徴とする請求項4に記載の駆動ユニット。

請求項6

前記第1ベアリングは前記第1の方向に位置し、第2ベアリングが前記第2の方向に位置し、前記後輪ハブは前記第2ベアリングを介して前記支持軸によって回転可能に支持されていることを特徴とする請求項5に記載の駆動ユニット。

請求項7

前記クランク軸から前記後輪ハブに至る前記動力伝達経路に、前記クランク軸から前記後輪ハブへの回転力の伝達を許容し、前記後輪ハブから前記クランク軸への回転力の伝達を規制する一方向クラッチが配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の駆動ユニット。

請求項8

前記一方向クラッチは前記動力伝達機構よりも下流に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の駆動ユニット。

請求項9

前記一方向クラッチは前記伝達軸と前記後輪ハブとの間に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の駆動ユニット。

請求項10

前記径方向における前記第1ベアリングの内側に、前記ステータに接続している電線が通されていることを特徴とする請求項5に記載の駆動ユニット。

請求項11

前記ステータに接続している電線が通される通路が前記支持軸に形成されていることを特徴とする請求項2乃至6のいずれかに記載の駆動ユニット。

請求項12

前記伝達軸は、その両端部で、回転可能に支持されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の駆動ユニット。

請求項13

前記伝達軸は第1伝達軸であり、前記動力伝達機構は、前記クランク軸から前記第1伝達軸に動力を伝える第2伝達軸を含むことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の駆動ユニット。

請求項14

前記電動モータに電流を供給するモータ駆動装置をさらに備え、前記モータ駆動装置は前記リアアームによって支持されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の駆動ユニット。

請求項15

請求項1乃至14のいずれかに記載の駆動ユニットを有している自転車

技術分野

0001

本発明は、電動モータを有している自転車と、自転車の駆動ユニットに関する。

背景技術

0002

特許文献1は、ペダルが取り付けられているクランクと、電動モータとを有し、人力による駆動と電動モータによる駆動とを可能とする自転車を開示している。電動モータは後輪ハブの中に配置され、電動モータのロータと後輪ハブは一体的に回転するように互いに固定されている。また、スプロケット後輪車軸上に配置され、チェーンを介してクランクと連結されている。スプロケットと後輪ハブも一体的に回転するように互いに固定されている。

先行技術

0003

特開2014−240267号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1の自転車では、後輪の車軸の両端がリアアームによって支持されている。すなわち、後輪の左右にリアアームが配置されている。そのため、電動モータのメンテナンス作業において、リアアームが邪魔となる場合がある。

0005

本開示の目的の一つは、人力と電動モータとによる駆動を可能とする自転車及び駆動ユニットにおいて、メンテナンス作業の作業性を向上することにある。

課題を解決するための手段

0006

(1)本開示で提案する駆動ユニットは、後輪に設けられている後輪ハブと、リアアームと、ロータとステータとを有し前記後輪ハブに収容されている電動モータを含み、前記ロータの回転を前記後輪ハブに伝達する第1動力系と、ペダルが取り付けられているクランク軸を含み、前記クランク軸の回転を前記後輪ハブに伝達する第2動力系と、を有している。前記第2動力系は、径方向における前記ステータの内側に配置されている回転可能な伝達軸と、前記伝達軸と前記クランク軸とを連結する動力伝達機構とを含み、前記クランク軸の回転を前記動力伝達機構と前記伝達軸とを介して前記後輪ハブに伝達する。前記リアアームと前記動力伝達機構は、左右方向における前記後輪の中心に対して右方と左方のうち一方の方向である第1の方向に配置されている。前記伝達軸は、前記左右方向における前記後輪の中心に対して、前記第1の方向とは反対方向である第2の方向にある位置で前記後輪ハブと連結されている。この駆動ユニットによれば、メンテナンス作業者は電動モータ等に容易にアクセスできるようになり、メンテナンス作業性を向上できる。

0007

(2)(1)の駆動ユニットは、前記リアアームの後部から、前記第2の方向に伸びている筒状の支持軸をさらに有してもよい。前記伝達軸は、前記支持軸の径方向における内側に配置されてもよい。前記ステータは、前記支持軸の径方向における外側に固定されてもよい。これによると、簡素な構造でステータを支持できる。

0008

(3)(2)の駆動ユニットにおいて、前記後輪ハブは、前記第1の方向に位置している第1壁部と、前記第2の方向に位置している第2壁部とを有してもよい。前記伝達軸と前記支持軸は、前記第1壁部に形成されている開口を通過して前記第2の方向に伸び、前記第2壁部に連結されている前記伝達軸は、前記第1壁部に形成されている開口を通過して前記第2の方向に伸び、前記第2壁部に連結されてもよい。

0009

(4)(2)の駆動ユニットにおいて、前記後輪ハブは前記支持軸によって回転可能に支持されてもよい。これによると、簡素な構造で後輪ハブを支持できる。

0010

(5)(4)の駆動ユニットにおいて、前記径方向における前記支持軸の外側に、第1ベアリングが嵌められ、前記後輪ハブは前記第1ベアリングを介して前記支持軸によって回転可能に支持されてよい。

0011

(6)(5)の駆動ユニットにおいて、前記第1ベアリングは左右方向における前記後輪の中心に対して前記第1の方向に位置し、第2ベアリングは左右方向における前記後輪の中心に対して前記第2の方向に位置し、前記後輪ハブは前記第2ベアリングを介して前記支持軸によって回転可能に支持されてもよい。

0012

(7)(1)乃至(6)のいずれかの駆動ユニットにおいて、前記クランク軸から前記後輪ハブに至る前記動力伝達経路に、前記クランク軸から前記後輪ハブへの回転力の伝達を許容し、前記後輪ハブから前記クランク軸への回転力の伝達を規制する一方向クラッチが配置されているされてよい。これによれば、電動モータの動力だけで走行するときに、クランク軸が回転することを防ぐことができ、その結果、電動モータの動力の損失を低減できる。

0013

(8)(7)の駆動ユニットにおいて、前記一方向クラッチは前記動力伝達機構よりも下流に配置されてもよい。これによれば、電動モータの動力だけで走行するときに、動力伝達機構が動くことを防ぐことができる。その結果、電動モータの動力の損失を、さらに低減できる。

0014

(9)(7)の駆動ユニットにおいて、前記一方向クラッチは前記伝達軸と前記後輪ハブとの間に配置されてよい。これによれば、電動モータの動力だけで走行するときに、伝達軸が回転することを防ぐことができる。その結果、電動モータの動力の損失を、さらに低減できる。

0015

(10)(5)の駆動ユニットにおいて、前記径方向における前記第1ベアリングの内側に前記ステータに接続している電線が通されてよい。これによれば、電線をリアアームに向けて伸ばすことができ、電線のレイアウトを容易化できる。

0016

(11)(2)乃至(6)のいずれかの駆動ユニットにおいて、前記支持軸に、前記ステータに接続している電線が通される通路が形成されてよい。これによれば、電線をリアアームに向けて伸ばすことができ、電線のレイアウトを容易化できる。

0017

前記伝達軸は、前記支持軸よりも前記第1の方向に突出している部分を含み、前記動力伝達機構は、前記伝達軸の前記部分に連結されてよい。

0018

(12)(1)乃至(11)のいずれかに記載の駆動ユニットにおいて、前記伝達軸は、その両端部で、回転可能に支持されてよい。この構造によると、支持軸にベアリングを設け、このベアリングで伝達軸を支持する構造に比して、伝達軸の撓みを効果的に抑えることができる。

0019

(13)(1)乃至(12)のいずれかに記載の駆動ユニットにおいて、前記伝達軸は第1伝達軸であり、前記動力伝達機構は、前記クランク軸から前記第1伝達軸に動力を伝える第2伝達軸を含んでもよい。これに替えて、前記動力伝達機構は、前記クランク軸から前記伝達軸に動力を伝える伝達チェーンを含んでよい。前記動力伝達機構は、前記リアアームに収容されてよい。

0020

(14)(1)乃至(13)のいずれかの駆動ユニットは、前記電動モータに電流を供給するモータ駆動装置をさらに備え、前記モータ駆動装置は前記リアアームによって支持されてよい。これによると、前記電動モータに電力を供給する電線を短くできる。

0021

(15)本開示で提案する自転車は、(1)乃至(14)のいずれかに記載の駆動ユニットを有している。

図面の簡単な説明

0022

本開示で提案する自転車の一例を示す側面図である。
自転車の構成を示すブロック図である。
自転車の駆動ユニットの斜視図である。
自転車の駆動ユニットの斜視図である。この図では、駆動ユニットから電動モータが取り外されている。また、補助ハウジングが分解されている。
図1に示すV−V線での断面図である。
図5の拡大図である。
図1に示すVII−VII線での断面図である。
図1に示すVIII−VIII線での断面図である。
動力伝達機構としてチェーンを有している駆動ユニットの側面図である。
図9に示すX−X線での断面図である。

実施例

0023

以下において、本開示で提案する自転車と駆動ユニットの例を説明する。本明細書では、一例として、図1等に示す自転車1及び駆動ユニット10を説明する。図1において、Y1及びY2が示す方向をそれぞれ前方及び後方と称し、Z1及びZ2が示す方向をそれぞれ上方及び下方と称する。図5に示すX1及びX2が示す方向をそれぞれ右方及び左方と称し、X1−X2の方向を左右方向又は軸方向と称する。

0024

車両全体
図1に示すように、自転車1は、フロントフォーク3と、フロントフォーク3の下端で支持されている前輪2と、ステアリングシャフトを介してフロントフォーク3に接続されているハンドルバー4とを有している。自転車1は、ハンドルバー4から後方に離れた位置に、シート6を有している。シート6はシートポスト7aの上端で支持されている。

0025

シートポスト7aの下方には、クランク60が配置されている。クランク60は、クランク軸61(図7参照)と、クランク軸61の両端部に取り付けられているクランクアーム62と、クランクアーム62に取り付けられているペダル63とを有している。

0026

車体フレーム7は、シートポスト7aと、ステアリングシャフトを支持しているヘッドパイプ7bと、ヘッドパイプ7bから斜め下方に伸びているダウンフレーム7cとを有している。シートポスト7aの下端とダウンフレーム7cの下端とにはブラケット7dが固定されている。自転車1の駆動ユニット10(図3参照)は、後述するリアアーム50の最前部に位置しクランク60を保持しているフロントハウジング56を有している。フロントハウジング56は、ブラケット7dに連結されている。自転車1は、後述する電動モータ30に供給する電力を蓄えるバッテリ13を有している。バッテリ13は、例えばダウンフレーム7cに取り付けられる。車体フレーム7の構造や、フロントハウジング56の支持構造、バッテリ13の配置などは、ここで説明する例に限られない。

0027

[3つの駆動モード]
図2に示すように、ハンドルバー4の右部には、アクセルグリップ4aが設けられている。アクセルグリップ4aには、その操作量回転位置)を検知するアクセルセンサ4bが設けられる。自転車1は、後輪40と、後輪40に設けられている電動モータ30(図5参照)とを有している。アクセルセンサ4bの出力信号車両制御装置11に入力される。車両制御装置11は、アクセルグリップ4aの操作量に応じた指令値を生成する。モータ駆動装置12は、指令値に応じた電力を電動モータ30に供給する。モータ駆動装置12はインバーターを含み、バッテリ13から得られる直流を、例えば、指令値に応じた周波数交流に変換して、電動モータ30に供給する。このとき、自転車1は、電動モータ30から得られる動力だけで駆動できる。

0028

クランク軸61(図5参照)の回転力は、後述する動力伝達機構を介して後輪40に伝えられる。クランク軸61には、ユーザがペダル63に加える力(踏力)を検知するセンサ64(図5参照)が設けられている(以下では、センサ64を「踏力センサ」と称する。)。踏力センサ64は、例えば、クランク軸61のねじれに応じた信号を出力するセンサ(例えば、磁歪センサ)である。図2に示すように、踏力センサ64の出力信号は、車両制御装置11に入力される。車両制御装置11は、踏力に応じた指令値を生成する。モータ駆動装置12は指令値に応じた電力を電動モータ30に供給し、電動モータ30はその電力によって駆動する。電動モータ30のこの駆動により、ユーザによるペダル63の漕ぎが補助される。また、電動モータ30が駆動しない状態では、クランク軸61から動力伝達機構を介して伝えたれる回転力だけで後輪40は駆動する。

0029

つまり、自転車1は、以下の3つのモードによる駆動を可能としている。
(i)電動モータ30の動力だけでの駆動(電動モード
(ii)電動モータ30の動力とペダル63に加えられる踏力とによる駆動(アシストモード
(iii)ペダル63に加えられる踏力だけでの駆動(人力モード)
自転車1は、ユーザがこのような3つのモードを切り替えるためのスイッチを有してもよい。

0030

なお、本開示で提案する構造は、このように3つのモードが選択可能な自転車だけでなく、例えば、(ii)アシストモードと、(iii)人力モードだけが選択可能な自転車に適用されてもよい。この場合、自転車は、アクセルグリップ4aと、アクセルセンサ4bとを有していなくてもよい。

0031

[駆動ユニット]
以下において、駆動ユニット10の構造について詳説する。駆動ユニット10は2つの動力系を有している。第1動力系は、電動モータ30を含み、電動モータ30が有しているロータ32の回転を後輪40のハブ41に伝達する。第2動力系は、ペダル63が取り付けられているクランク軸61を有し、クランク軸61の回転を後輪40のハブ41に伝達する。

0032

[第1動力系]
図5に示すように、電動モータ30はステータ31とロータ32とを有している。ステータ31は、後輪40の回転中心Ax1を中心として環状に配置される複数の鉄心と、鉄心に巻き付けられているコイルとを有している。ロータ32は、後輪40の回転中心Ax1を中心として環状に配置される複数の磁石を有し、回転中心Ax1を中心として回転可能である。自転車1では、ロータ32はステータ31に対して径方向での外側に位置し、径方向においてステータ31と向き合っている。すなわち、電動モータ30は、ラジアルギャップ型の電動モータである。自転車1の例とは異なり、電動モータ30はアキシャルギャップ型の電動モータであってもよい。つまり、ロータ32とステータ31は軸方向(回転中心Ax1の方向)で対向してもよい。

0033

図5に示すように、後輪40は、タイヤ44が取り付けられているリム43と、ハブ41とを有している。また、後輪40は、ハブ41から径方向に伸びてリム43を支持するスポーク45を有している。ロータ(磁石)32は、後輪ハブ41の内面に固定されており、ロータ32と後輪ハブ41は一体的に回転する。このように後輪ハブ41と電動モータ30との間に減速機構が介在しないので、減速機構による損失がなく、効率的に後輪40を駆動できる。

0034

[第2動力系]
上述したように、駆動ユニット10は、その前部に、ペダル63が取り付けられているクランク軸61を有している。図5に示すように、クランク軸61上には、クランク軸61と一体的に回転するギア65(自転車1の例において傘歯ギア)と、上述した踏力センサ64とが配置されている。クランク軸61の動力(回転)を後輪ハブ41に伝える動力伝達経路(第2動力系)は、その途上に、クランク軸61から後方に離れた位置に配置されている伝達軸21を含んでいる。伝達軸21は後輪40の回転中心Ax1に位置している。後において詳説するように、リアアーム50は、その後部にアーム後部51を有し、伝達軸21はアーム後部51によって支持され、回転可能となっている。

0035

第2動力系はクランク軸61の動力(回転力)を伝達軸21に伝える動力伝達機構を有している。駆動ユニット10の例において、動力伝達機構はシャフトドライブ機構である。すなわち、動力伝達機構は、図5に示すように、クランク軸61上に設けられているギア65と、伝達軸21に設けられているギア26(具体的には、傘歯ギア)と、車体の側面視において車体の前後方向に配置されている伝達軸27とを有している(以下において、伝達軸21を「第1伝達軸」と称し、伝達軸27を「第2伝達軸」と称する。)。第2伝達軸27は、その前端に、クランク軸61上のギア65に係合しているギア27A(具体的には、傘歯ギア)を有している。また、第2伝達軸27は、その後端に、第1伝達軸21上のギア26に係合しているギア27B(具体的には、傘歯ギア)を有している。駆動ユニット10は、動力伝達機構として、チェーンドライブ機構や、ベルトドライブ機構などを有してもよい。すなわち、自転車1は、第2伝達軸27に替えて、チェーンや、ベルトを有してもよい。

0036

第1伝達軸21は後輪ハブ41に連結されている。第1伝達軸21は一方向クラッチ23(図6参照)を介して後輪ハブ41に連結されている。一方向クラッチ23は、第1伝達軸21の回転力を後輪ハブ41に伝える一方で、後輪ハブ41の回転力は第1伝達軸21には伝えない。第1伝達軸21の支持構造や、一方向クラッチ23の配置については、後において詳説する。

0037

[リアアームの後部及び軸ケース
リアアーム50は、後輪40と電動モータ30とに対して右方と左方のうちの一方にだけ配置され、他方には配置されていない。駆動ユニット10の例では、図5に示すように、リアアーム50は後輪40の左方に配置され、右方には配置されていない。このため、メンテナンス作業者は後輪40や電動モータ30へ容易にアクセスできるようになり、メンテナンスの作業性を向上できる。例えば、後輪ハブ41の右壁部41Bを外す作業が、作業者にとって容易となる。自転車1の例とは反対に、リアアーム50は後輪40の右方にだけ配置されてもよい。

0038

クランク軸61の回転を第1伝達軸21に伝える動力伝達機構は、リアアーム50とともに、後輪40と電動モータ30とに対して左方に配置されている。言い換えれば、第2伝達軸27は、後輪40の左右方向での中心C1に対して、リアアーム50と同じ側に配置されている。したがって、動力伝達機構は第1伝達軸21の左部に連結している。ステータ31は、これに対して左方に位置するリアアーム50の後部51(以下では、アーム後部と称する)によって支持され、第1伝達軸21はアーム後部51側から右方に伸び、径方向におけるステータ31の内側に配置されている。そして、第1伝達軸21は、左右方向における電動モータ30の中心C1を挟んで、動力伝達機構やリアアーム50とは反対側(すなわち右側)で、後輪ハブ41に連結されている。言い換えれば、第1伝達軸21は、後輪ハブ41の右壁部41B(図6参照)に連結されている。この構造によって、左方にだけ配置されるリアアーム50による電動モータ30の支持と、クランク軸61から後輪ハブ41への動力伝達の双方が実現可能となっている。

0039

図5に示すように、リアアーム50は、その前部に、クランク60を保持しているフロントハウジング56を有している。フロントハウジング56から後方に伸びている筒状の軸ケース53を有している。第2伝達軸27は軸ケース53に収容され、回転可能となるように軸ケース53内に設けられたベアリングによって保持されている。第2伝達軸27の前端に位置するギア27Aは、フロントハウジング56内に位置している。第2伝達軸27の後端に位置するギア27Bは、後述するアーム後部51のハウジング部51Aに収容されている。

0040

図5に示すように、ハウジング部51Aの位置は後輪40の左右方向での中心C1(車体の左右方向での中心)から左方に離れている。軸ケース53は、ハウジング部51Aから中心C1に向かって、斜め前方に伸びている。そして、軸ケース53の前端は後輪40又は電動モータ30の前方に位置している。

0041

上述したように、自転車1は、動力伝達機構として、チェーンドライブ機構や、ベルトドライブ機構を有してもよい。この場合、リアアーム50は、軸ケース53に替えて、チェーンを収容するケースや、ベルトを収容するケースを有してもよい。さらに他の例では、自転車1は、動力伝達機構を収容するケースを有していなくてもよい。

0042

リアアーム50のアーム後部51は、軸ケース53の後端に接続している(図5参照)。図6に示すように、アーム後部51は、上述したハウジング部51Aを有している。ハウジング部51Aは、軸ケース53の後端に接続している。駆動ユニット10の例では、アーム後部51は、軸ケース53の後端が嵌められる開口を有し且つ軸ケース53の後端に固定されている前カバー51Eを有している。ハウジング部51Aは、例えば螺子などの固定具によって、前カバー51Eに固定されて、ギア27B、26を収容する収容室を構成している。このハウジング部51Aによると、動力伝達機構(具体的には、ギア27B、26)を保護できる。アーム後部51と軸ケース53との連結構造は、自転車1の例に限られず、適宜変更されてよい。

0043

[リアアームに形成される支持軸]
図6に示すように、駆動ユニット10は、電動モータ30と後輪40とを支持する支持軸Bを有している。支持軸Bはアーム後部51から右方に伸びている。支持軸Bは、後輪40及び電動モータ30の回転中心Ax1に沿って配置されている筒状であり、且つ回転不能である。支持軸Bの内側に、クランク軸61の回転力を後輪ハブ41に伝えるための第1伝達軸21が配置されている。支持軸Bはベアリング49A、49Bを介して後輪ハブ41を支持し、後輪40の回転を許容している。ベアリング49A、49Bのレイアウトについては後において詳説する。

0044

駆動ユニット10の例においては、支持軸Bは、互いに固定される2つの部材で構成されている。詳細には、図6に示すように、支持軸Bは軸本体51Bと被接続軸51Cとを有している。軸本体51Bと被接続軸51Cのそれぞれは筒状であり、軸方向で互いに固定されている。言い換えれば、支持軸Bは軸方向において分割可能である。被接続軸51Cの外周面には、電動モータ30のステータ31が固定されている。例えば、ステータ31を構成する鉄心が被接続軸51Cの外周面に溶接又は接着される。したがって、被接続軸51Cは、ステータ31のホルダーとして、機能している。軸本体51Bは、ハウジング部51Aと一体的に形成されている。被接続軸51Cは軸本体51Bに対して右方に位置し、例えば螺子59(図7参照)やボルトなどの固定具によって、軸本体51Bに固定される。自転車1の例では、螺子59は、径方向においてステータ31の内側に位置している。このように支持軸Bを2つの部材で構成することによって、駆動ユニット10の組立を容易化できる。例えば、駆動ユニット10の組立工程において、被接続軸51Cの外周面にステータ31を固定し、その後に、被接続軸51Cを軸本体51Bに螺子59で接続するという作業が可能となる。

0045

なお、支持軸Bの構造は、駆動ユニット10の例に限られない。例えば、支持軸Bの軸本体51Bと被接続軸51Cは一体的に形成されていてもよい。この場合、支持軸Bの外側に、筒状の内周部を有するステータが嵌められ、ステータの内周部が支持軸Bの外周面に固定されてもよい。さらに他の例として、軸本体51Bとハウジング部51Aは、別個に形成されてもよい。そして、軸本体51Bとハウジング部51Aは、螺子などの固定具によって、互いに固定されてもよい。

0046

[後輪ハブ及びその支持構造]
図6に示すように、後輪ハブ41は右壁部41Bと左壁部41Aとを有している。右壁部41Bは、左右方向における後輪40の中心C1(電動モータ30の中心)に対して右方に位置し、電動モータ30の右側面を覆っている。左壁部41Aは、後輪40の中心C1に対して左方に位置し、電動モータ30の左側面を覆っている。また、自転車1では、後輪ハブ41は、右壁部41Bと左壁部41Aとの間に位置する筒状の中央壁部41Cを有している。中央壁部41Cは、電動モータ30の外周面を覆っている。上述したロータ(磁石)32は、中央壁部41Cの内面に固定されている。図7に示すように、右壁部41Bの外周縁は、中央壁部41Cに螺子42やボルトなどの固定具で固定される。同様に、左壁部41Aの外周縁は、中央壁部41Cに螺子42やボルトなどの固定具で固定される。

0047

後輪ハブ41の構造は、自転車1の例に限られない。例えば、後輪ハブ41は2つの部材で構成されてもよい。例えば、左壁部41A(又は右壁部41B)と中央壁部41Cは一体的に形成されていてもよい。

0048

図6に示すように、左壁部41Aには、軸方向に開いている開口41aが形成されている。この開口41aの内側に、上述した支持軸Bと第1伝達軸21とが配置されている。すなわち、支持軸Bと第1伝達軸21は、後輪ハブ41の内部から開口41aを通って後輪ハブ41の外部に出ている。自転車1では、リアアーム50は後輪40の左方にだけ配置されている。そのため、後輪ハブ41の右壁部41Bには、左壁部41Aとは異なり、支持軸Bや第1伝達軸21が通る開口は形成されていない。

0049

後輪ハブ41は、左右方向で離れて配置される左ベアリング49Aと右ベアリング49Bとを介して支持されている。2つのベアリング49A、49Bは、左右方向での後輪40の中心C1を挟んで互いに反対側に位置している。図6に示すように、左ベアリング49Aは、左壁部41Aの開口41aの内周面と、支持軸B(より具体的には、軸本体51B)の外周面との間に配置されている。右ベアリング49Bは、後輪ハブ41の右壁部41Bと、支持軸B(より具体的には、被接続軸51C)の外周面との間に配置されている。詳細には、右壁部41Bの内面には、軸方向(駆動ユニット10の例では、左方)に突出している被支持部41bが形成されている。被支持部41bは、軸方向で見たときに環状である。被支持部41bの内周面と、被接続軸51Cの外周面との間に、右ベアリング49Bが配置されている。

0050

このように、支持軸Bは、ベアリング49A、49Bを介して後輪ハブ41を支持し、後輪ハブ41の回転を許容している。後輪ハブ41を支持する構造は、駆動ユニット10の例に限られない。例えば、駆動ユニット10の例とは反対に、右壁部41Bの被支持部41bが、筒状の支持軸Bの端部の内側に位置してもよい。この場合、右壁部41Bの被支持部41bの外周面と、支持軸Bの内周面との間に、右ベアリング49Bが配置されてもよい。

0051

なお、2つのベアリング49A、49Bのうちリアアーム50に近いベアリングは、他方のベアリングよりも大きな幅を有している。自転車1では、左ベアリング49Aの軸方向での幅は、右ベアリング49Bの幅よりも大きい。これによって、後輪ハブ41の支持構造の耐久性を向上できている。

0052

図6に示すように、左壁部41Aの開口41aの内周面と、支持軸B(より具体的には、軸本体51B)の外周面との間に、シール48が配置されている。シール48はベアリング49Aよりも軸方向における外側(駆動ユニット10の例において左側)に位置している。

0053

図6及び図7に示すように、軸本体51Bは、大径部51fと、大径部51fよりも径が小さい小径部51gとを有している。大径部51fは、径方向における左ベアリング49Aの内側に位置している。自転車1では、この大径部51fに、後述する電気ケーブル33が通されるケーブル通路貫通孔)51aが形成されている(図4及び図7参照)。小径部51gは大径部51fの右方に位置しており、被接続軸51Cは小径部51gに固定されている。ステータ31が固定されている被接続軸51Cは、小径部51gと実質的に同じ径を有している。大径部51fの側面に、左ベアリング49Aの抜けを規制する抜止プレート57が取り付けられている。大径部51fの側面には、さらに、ステータ31に接続する電線の位置を案内するガイドプレート58が取り付けられている。

0054

図6に示すように、支持軸B(詳細には、被接続軸51C)の端部には、径方向に広がるフランジ部51cが形成されている。フランジ部51cは、軸方向における外側(駆動ユニット10の例において右側)への右ベアリング49Bの移動を規制している。駆動ユニット10の組立工程では、例えば、被接続軸51Cの外側に右ベアリング49Bが嵌められ、その後に、ステータ31が被接続軸51Cの外周面に固定される。その後に、被接続軸51Cは、軸本体51Bに螺子59などの固定具によって固定される。右ベアリング49Bの抜けを防止するための構造は、駆動ユニット10の例に限られない。

0055

ブレーキの配置]
自転車1は、後輪40用のブレーキ装置71を有している。図3に示すように、ブレーキ装置71は、例えばディスクブレーキ装置であり、後輪ハブ41と一体的に回転するブレーキディスク72と、キャリパー73とを有している。図6に示すように、ブレーキディスク72は、例えば左壁部41Aに取り付けられる。したがって、径方向におけるブレーキディスク72の内側に、上述した支持軸B及び第1伝達軸21が位置している。なお、キャリパー73はリアアーム50によって支持される。例えば、キャリパー73は、ブラケット53a(図3参照)を介して軸ケース53によって支持される。ブレーキ装置71の構造は、駆動ユニット10の例に限られない。例えば、ブレーキ装置71はドラムブレーキ装置であってもよい。この場合、左壁部41Aにブレーキドラムが取り付けられてもよい。

0056

[伝達軸の支持構造、及び一方向クラッチの配置]
図6に示すように、支持軸Bと第1伝達軸21は、後輪ハブ41の開口41aから左方に出ている。第1伝達軸21は支持軸Bよりもさらに左方に伸びており、支持軸Bよりも左方に位置している部分21a(以下において、連結部と称する)を有している。連結部21aは第2伝達軸27に連結されている。駆動ユニット10の例では、連結部21aはギア26、27Bを介して第2伝達軸27に連結されている。連結部21a上のギア26は、第2伝達軸27のギア27Bよりも、軸方向における外方(より詳細には、左方)に位置している。

0057

上述したように、第1伝達軸21は、第1伝達軸21から後輪ハブ41への動力伝達が可能となるように、後輪40の中心C1を挟んでリアアーム50及び動力伝達機構(自転車1において、第2伝達軸27、及びギア26、27B)とは反対側で、後輪ハブ41に連結されている。言い換えると、第1伝達軸21は、開口41aが形成されている壁部とは反対側の壁部(駆動ユニット10の例では、右壁部41B)に連結されている。

0058

駆動ユニット10の例では、第1伝達軸21から後輪ハブ41への動力伝達を許容し、反対方向への動力伝達を規制する一方向クラッチ23を介して、第1伝達軸21は右壁部41Bに連結している。詳細には、図6に示すように、右壁部41Bの内面に連結部41cが形成されている。連結部41cは、右壁部41Bの内面から軸方向に突出し、軸方向に見たときに環状である。連結部41cは、径方向における支持軸B(詳細には、被接続軸51C)の端部の内側に位置している。第1伝達軸21の端部(右端)は、径方向において連結部41cの内側に位置している。そして、連結部41cの内周面と伝達軸21の外周面との間に、一方向クラッチ23が配置されている。

0059

このように、一方向クラッチ23の位置は、クランク軸61から後輪ハブ41に至る動力伝達経路において、第2伝達軸27よりも下流である。そのため、例えば電動モータ30の動力だけで自転車1が走行するときに、第2伝達軸27の回転が生じない。その結果、電動モータ30の動力が第2伝達軸27の回転により無駄に消費されることを、防ぐことができる。特に自転車1では、一方向クラッチ23の位置は、動力伝達経路において第1伝達軸21よりも下流である。そのため、電動モータ30の動力だけで自転車1が走行するときに、第2伝達軸27の回転だけでなく、第1伝達軸21の回転も生じない。

0060

なお、一方向クラッチ23の位置は、駆動ユニット10の例に限られない。例えば、第1伝達軸21は、軸方向において連結される2つの部材で構成されてもよい。そして、その2つの部材の間に、一方向クラッチ23が配置されてもよい。さらに他の例として、一方向クラッチ23は、第1伝達軸21と第1伝達軸21上のギア26との間や、第2伝達軸27と第2伝達軸27上のギア27Bとの間に配置されてもよい。

0061

上述したように、支持軸Bは回転不能である一方で、支持軸Bの内側に配置されている第1伝達軸21は回転可能である。図6に示すように、第1伝達軸21は、左右方向において離れて位置しているベアリング47A、47Bを介して支持されて、回転可能となっている。駆動ユニット10の例では、ベアリング47A、47Bは、第1伝達軸21の左端と右端とにそれぞれ配置されている。すなわち、第1伝達軸21は、その両端部で、回転可能に支持されている。ベアリング47A、47Bのこの配置によると、第1伝達軸21の支持安定性を向上できる。例えば、ベアリング47A、47Bが第1伝達軸21の中央部に配置され、第1伝達軸21が支持軸部Bによって支持されている構造に比して、第1伝達軸21の撓みを効果的に抑えることができる。

0062

図6に示すように、駆動ユニット10の例では、右側のベアリング47Bは、一方向クラッチ23と同様に、後輪ハブ41の連結部41cの内周面と、第1伝達軸21の外周面との間に配置されている。そのため、連結部41cの内周面と第1伝達軸21の外周面との間のクリアランス(一方向クラッチ23が配置されるクリアランス)を、ベアリング47Bによって高精度に維持できる。駆動ユニット10の例では、ベアリング47Bは、一方向クラッチ23よりも、軸方向における外方(詳細には、右方)に位置している。

0063

図6に示すように、リアアーム50のアーム後部51は、第1伝達軸21に対して軸方向の外方(駆動ユニット10の例において、左方)に位置しハウジング部51Aを閉じる左カバー51Dを有している。左側のベアリング47Aは、左カバー51Dの内側で保持されている。詳細には、左カバー51Dの内面に凹部が形成され、この凹部にベアリング47Aは嵌められている。したがって、ベアリング47Aは、第1伝達軸21上のギア26よりも、軸方向における外方(詳細には、左方)に位置している。このことによって、第1伝達軸21の撓みを抑え、第1伝達軸21上のギア26と、伝達軸27上のギア27Bとの相対位置を高精度に維持できる。

0064

このように、第1伝達軸21の左端は、ベアリング47Aを介してアーム後部51によって支持されている。一方、第1伝達軸21の右端は、ベアリング47Bを介して後輪ハブ41の右壁部41Bによって支持されている。上述したように、後輪ハブ41の右壁部41Bは、リアアーム50の支持軸Bによって支持されているので、第1伝達軸21の右端は支持軸Bによって間接的に支持されている。

0065

第1伝達軸21の支持構造は、駆動ユニット10の例に限られない。例えば、ベアリング47A、47Bのうちの一方又は双方は、支持軸Bの内側に位置してもよい。すなわち、ベアリング47A、47Bのうちの一方又は双方は、支持軸Bの内周面と第1伝達軸21の外周面との間に配置されてもよい。

0066

図6に示すように、支持軸Bの内周面と第1伝達軸21の外周面との間に、クリアランスが設けられている。このため、第1伝達軸21と支持軸Bとの間に摩擦がなく、第1伝達軸21はスムーズに回転できる。第1伝達軸21は、上述したように、支持軸Bよりも左方に位置している連結部21aを有している。この連結部21aは、ハウジング部51Aと左カバー51Dとによって規定される収容室の内側に位置している。この構造によって、外部の水や塵が、支持軸Bの内周面と第1伝達軸21の外周面との間のクリアランスを通して、後輪ハブ41の内部に浸入することを、防ぐことができる。

0067

[電気ケーブル]
図7に示すように、駆動ユニット10は、電気ケーブル33を有している。電気ケーブル33は、ステータ31に接続されている電線や、電動モータ30の回転速度を検知するエンコーダに接続されている電線を含んでいる。後輪ハブ41の内部には、電気ケーブル33の位置を案内する環状のガイドプレート58が配置されており、電気ケーブル33はガイドプレート58と支持軸B(軸本体51B)の小径部51gとの間に位置している。電気ケーブル33は、径方向における左ベアリング49Aの内側を通って、後輪ハブ41の内部から外部に向かって伸びている。これによれば、電線ケーブル33をリアアーム50に向かって伸ばすことができる。そして、電線ケーブル33はリアアーム50に沿って配置され、電気ケーブル33が含む電線の端部は、上述したモータ駆動装置12及び又は車両制御装置11(図2参照)に接続されている。

0068

図7に示すように、支持軸Bに、電気ケーブル33が通されるケーブル通路51aが形成されている。ケーブル通路51aは、後輪ハブ41の内部とハウジング部51Aの内部とを連通させている。すなわち、ケーブル通路51aは、車体の外部ではなく、ハウジング部51Aの内部に通じている。このことによって、外部の水や塵がケーブル通路51aを通って後輪ハブ41の内部に浸入することを、抑えることができる。

0069

図7に示すように、支持軸Bには、支持軸Bを軸方向に貫通する孔が形成されている。この貫通孔がケーブル通路51aとして機能している。上述したように、支持軸Bは、軸方向で互いに接続される軸本体51Bと被接続軸51Cとを有している。軸本体51Bの大径部51fは小径部51gや被接続軸51Cよりも大きな径を有しており、軸本体51Bの右側面は後輪ハブ41の内部で露出している。そして、この右側面にケーブル通路51aが形成さている。ケーブル通路51aは、例えば、第1伝達軸21の上方に位置している。

0070

ケーブル通路51aの構造は、駆動ユニット10の例に限られない。例えば、支持軸B(詳細には、軸本体51Bの大径部51f)の外周面に、溝が形成されてもよい。そして、この溝がケーブル通路51aとして利用されてもよい。この場合でも、電気ケーブル33は、左ベアリング49Aの内側に配置されることとなる。さらに他の例として、軸本体51Bの外周面と左ベアリング49Aとの間に環状の部材(カラー)が配置されてもよい。そして、この環状部材に、ケーブル通路51aとして機能する貫通孔が形成されてもよい。

0071

駆動ユニット10の例では、電気ケーブル33は、ハウジング部51Aを通過した後、図3に示すように、リアアーム50に沿って(より詳細には、軸ケース53に沿って)、前方に伸びている。ハウジング部51Aの前側の壁部(前カバー51E、図3参照)には、この壁部を貫通する孔51e(図7参照)が形成されている。電気ケーブル33はこの貫通孔51eを通ってハウジング部51Aの内部から前方に伸びている。貫通孔51eは、例えば、第2伝達軸27のギア27Bの上方に位置している。

0072

図7に示すように、ハウジング部51Aの内部には、ケーブルガイド52が配置されてもよい。このケーブルガイド52は、ハウジング部51Aの内部において電気ケーブル33の位置を案内する。ケーブルガイド52は、ハウジング部51Aの内部に配置されているギア26、27Bと、電気ケーブル33との干渉を防止するように配置されている。詳細には、ケーブルガイド52はギア26に対して上方且つ右方に位置し、ギア27Bに対して上方に位置している。

0073

[補助ハウジング]
上述したように、駆動ユニット10は、バッテリ13に蓄えられている電力を電動モータ30に供給する、インバーターを含むモータ駆動装置12(図2参照)を有している。駆動ユニット10の例では、モータ駆動装置12はリアアーム50によって支持されている。詳細には、図4及び図5に示すように、リアアーム50は補助ハウジング55を有し、この補助ハウジング55にモータ駆動装置12が収容されている。モータ駆動装置12のこの配置によると、バッテリ13から電動モータ30まで伸びている電力供給用の電線を短くできる。駆動ユニット10の例では、モータ駆動装置12への指令値を算出する車両制御装置11も補助ハウジング55に収容されている。

0074

図5に示すように、駆動ユニット10の例では、補助ハウジング55はクランク軸61と第1伝達軸21との間に位置する。補助ハウジング55は後輪40の前方に位置し、補助ハウジング55の少なくとも一部は、車体の正面視において後輪40と重なる。また、補助ハウジング55はクランク軸61の後方に位置し、補助ハウジング55の少なくとも一部は、車体の正面視においてクランク軸61と重なる。補助ハウジング55のこの配置によると、外部の物が補助ハウジング55に衝突することを防ぐことができる。

0075

図4に示すように、補助ハウジング55は、左右方向で互いに組み合わされる左ハウジング55Aと右ハウジング55Bとを有している。左ハウジング55Aは右方に開いた箱形状を有し、右ハウジング55Bは左方に開いた箱形状を有している。左ハウジング55Aはリアアーム50に取り付けられている。駆動ユニット10の例では、軸ケース53が左ハウジング55Aを前後方向において貫通している。左ハウジング55Aの前側にはフロントハウジング56が配置されており、左ハウジング55Aはフロントハウジング56に固定されている。右ハウジング55Bの内側に、モータ駆動装置12と車両制御装置11とが取り付けられている。右ハウジング55Bの外面には冷却用フィン55aが形成されてもよい。

0076

補助ハウジング55の位置や、補助ハウジング55のリアアーム50への取付構造は、駆動ユニット10の例に限られない。例えば、右ハウジング55Bが軸ケース53に取り付けられ、左ハウジング55Aが右ハウジング55Bに取り付けられてもよい。この場合、左ハウジング55Aに、モータ駆動装置12や車両制御装置11が固定されてもよい。さらに他の例では、補助ハウジング55は、前後方向において互いに組み合わされる2つの部材によって構成されてもよい。さらに他の例では、補助ハウジング55は軸ケース53の外面に取り付けられてもよい。さらに他の例では、電気ケーブル33は軸ケース53の内部に通されてもよい。

0077

図4に示すように、補助ハウジング55は軸ケース53の上方に位置する開口55bを有している(以下では、この開口を「ケーブル開口」と称する)。電気ケーブル33は、このケーブル開口55bを通して補助ハウジング55内に入っている。駆動ユニット10の例では、左ハウジング55Aにケーブル開口55bが形成されており、電気ケーブル33は軸ケース53の上方に位置している。このことによって、電気ケーブル33と後輪40との干渉や、電気ケーブル33と路上にある障害物との干渉を防ぐことができる。電気ケーブル33はケーブル開口55bから補助ハウジング55に入った後に、右方に屈曲し、上述したモータ駆動装置12まで伸びている。補助ハウジング55は、その内部に、電気ケーブル33と軸ケース53との干渉を防ぐためのガイド壁55cを有している。

0078

図4に示すように、補助ハウジング55の前側の壁には貫通孔55dが形成されている。補助ハウジング55は、この貫通孔55dと、フロントハウジング56に形成されている貫通孔56d(図8参照)とを通して、フロントハウジング56の内部に通じている。踏力センサ64に接続されている電線は、この貫通孔55d、56dを通って補助ハウジング55の内部にある車両制御装置11に接続される。

0079

[リアアームの前部の前部]
図4に示すように、リアアーム50は、その前部に、ギア65や踏力センサ64などを収容しているフロントハウジング56を有している。フロントハウジング56はベアリング66A、66Bを介してクランク軸61を支持し、クランク軸61の回転を許容している。クランク軸61の両端部はフロントハウジング56から軸方向に突出している。クランク軸61の両端部にペダル63が固定されている。また、フロントハウジング56は、クランク軸61上に配置されているギア65と、踏力センサ64とを収容している(図5参照)。

0080

フロントハウジング56は、車体フレーム7の最下部に設けられているブラケット7d(図1参照)に取り付けられている。ブラケット7dは、例えば、下方に開いた箱状である。フロントハウジング56はブラケット7dの内側に配置され、ブラケット7dに取り付けられている。図4に示すように、フロントハウジング56は、上方に伸びており且つ前後方向で離れている前連結部56aと後連結部56bとを有している。例えば、連結部56a、56bとブラケット7dとに、固定具8(具体的には、ボルト、図8参照)が左右方向において差し込まれ、連結部56a、56bはブラケット7dに固定される。

0081

フロントハウジング56はダンパーを介してブラケット7dに取り付けられてもよい。自転車1においては、後連結部56b上には、後連結部56bとブラケット7dとによって上下方向で挟まれているダンパー56cが取り付けられている。連結部56bはブラケット7dに対して僅かに上下動可能となるようにブラケット7dに取り付けられている。そのため、リアアーム50は、自転車1が揺れたときに、前連結部56aに差し込まれている固定部(具合的には、ボルト)8を中心として上下動可能であり、ダンパー56cはリアアーム50のその上下動を緩衝する。フロントハウジング56の車体フレーム7への取付構造は、駆動ユニット10の例に限られず、適宜変更されてよい。

0082

[まとめ]
(1)以上説明したように、駆動ユニット10は、後輪40に設けられている後輪ハブ41と、リアアーム50と、第1動力系と第2動力系とを有している。第1動力系は、後輪40の回転中心Ax1を中心として回転可能なロータ32とステータ31とを有し後輪ハブ41に収容されている電動モータ30を含み、ロータ32の回転を後輪ハブ41に伝達する。第2動力系は、ペダル63が取り付けられているクランク軸61を含み、クランク軸61の回転を後輪ハブ41に伝達する。第2動力系は、径方向におけるステータ31の内側に配置されている回転可能な第1伝達軸21と、第1伝達軸21とクランク軸61とを連結する動力伝達機構(自転車1において、第2伝達軸27、及びギア26、27B)とを含み、クランク軸61の回転を動力伝達機構と第1伝達軸21とを介して後輪ハブ41に伝達する。リアアーム50と動力伝達機構は、左右方向における後輪40の中心C1に対して左方に配置され、伝達軸21は、左右方向における後輪40の中心C1に対して、右方ある位置で後輪ハブ41と連結されている。この駆動ユニット10によれば、後輪40に対して左方に配置されるリアアーム50だけで後輪ハブ41を支持できるので、メンテナンス作業者は電動モータ30等に容易にアクセスできるようになり、メンテナンス作業性を向上できる。

0083

(2)駆動ユニット10は、リアアーム50の後部から、右方に伸びている筒状の支持軸Bを有している。第1伝達軸21は、支持軸部の径方向における内側に配置され、ステータ31は、支持軸Bの径方向における外側に固定されている。これによると、簡素な構造でステータ31を支持できる。

0084

(3)後輪ハブ41は、左右方向における後輪40の中心C1に対して左方に位置している左壁部41Aと、左右方向における後輪40の中心C1右方に位置している右壁部41Bとを有している。伝達軸21は、左壁部41Aに形成されている開口41aを通過して後輪ハブ41の内部に入り、右方に伸び、右壁部41Bに連結されている。

0085

(4)後輪ハブ41は支持軸Bによって回転可能に支持されている。これによると、簡素な構造で後輪ハブ41を支持できる。

0086

(5)具体的には、径方向における支持軸Bの外側に、左ベアリング49Aが嵌められ、後輪ハブ41の左壁部41Aは左ベアリング49Aによって回転可能に支持されている。

0087

(6)また、左右方向における電動モータ30の中心C1を挟んで左ベアリング49Aとは反対側に右ベアリング49Bが配置されている。後輪ハブ41の右壁部41Bは、右ベアリング49Bによって回転可能に支持されてよい。

0088

(7)クランク軸61から後輪ハブ41に至る動力伝達経路に、クランク軸61から後輪ハブ41への回転力の伝達を許容し、後輪ハブ41からクランク軸61への回転力の伝達を規制する一方向クラッチ23が配置されている。これによれば、電動モータ30の動力だけで走行するときに、クランク軸61が回転することを防ぐことができる。その結果、電動モータ30の動力の損失を低減できる。

0089

(8)一方向クラッチ23はクランク軸61から第1伝達軸21に動力を伝達する動力伝達機構(65、27、26)よりも下流に配置されている。これによれば、電動モータ30の動力だけで走行するときに、動力伝達機構が動くことを防ぐことができる。その結果、電動モータ30の動力の損失を、さらに低減できる。

0090

(9)一方向クラッチ23は第1伝達軸21と後輪ハブ41との間に配置されている。これによれば、電動モータ30の動力だけで走行するときに、第1伝達軸21が回転することを防ぐことができる。その結果、電動モータ30の動力の損失を、さらに低減できる。

0091

(10)径方向における左ベアリング49Aの内側に、ステータ31に接続している電気ケーブル33が通されている。これによれば、電気ケーブル33をリアアーム50に向かって伸ばすことができる。

0092

(11)支持軸Bには電気ケーブル33が通される通路51aが形成されている。

0093

第1伝達軸21は、支持軸Bよりも左方に突出している部分21a(連結部)を含み、動力伝達機構は、第1伝達軸21の連結部21aに連結されている。

0094

(12)第1伝達軸21は、その両端部で、回転可能に支持されている。具体的には、第1伝達軸21の連結部21aは、ベアリング47Aを介してリアアーム50によって支持され、後輪ハブ41の右壁部41Bは、第1伝達軸21を支持するベアリング47Bを保持している。この構造によると、支持軸Bに第1伝達軸21を支持するベアリングを設ける構造に比して、第1伝達軸21の撓みを効果的に抑えることができる。

0095

(13)動力伝達機構は、クランク軸61から第1伝達軸21に動力を伝える第2伝達軸27を含んでいる。動力伝達機構はリアアーム50に収容されている。

0096

(14)駆動ユニット10は、電動モータ30に電流を供給するモータ駆動装置12を備えている。モータ駆動装置12はリアアーム50によって支持されている。これによると、電動モータ30に電力を供給する電気ケーブル33を短くできる。

0097

[チェーンドライブ機構を有する例]
本開示で提案する駆動ユニット及び自転車は、上述した駆動ユニット10及び自転車1の例に限られない。図9は、クランク軸61から第1伝達軸21に回転力を伝達する動力伝達機構として、チェーンドライブ機構を有している駆動ユニットの例を示す図である。図10図9に示すX−X線での断面図である。

0098

これらの図において、これまで説明した箇所と同一の箇所には、同一の符号を付している。以下では、駆動ユニット110について駆動ユニット10との相違点を中心にして説明する。駆動ユニット110について説明の無い事項は、駆動ユニット10と同じである。

0099

図10に示すように、駆動ユニット110は、動力伝達機構として、クランク軸61上に配置されているスプロケット125と、伝達軸21上に配置されているスプロケット126と、スプロケット125とスプロケット126とに掛け渡される伝達チェーン127とを有している。また、駆動ユニット110は、伝達チェーン127の撓みを抑えるテンション機構129(図9参照)を有してもよい。図5等に示した駆動ユニット10とは異なり、駆動ユニット110においては、リアアーム150と伝達チェーン127は、後輪40の右方に配置されている。支持軸Bは、軸本体51Bと被接続軸51Cとを有している。駆動ユニット110では、軸本体51Bは、被接続軸51Cに対して右方に位置し、被接続軸51Cに固定されている。

0100

リアアーム150は、リアアーム50と同様に、支持軸Bを有しているアーム後部151、踏力センサ64を収容しているフロントハウジング156、及びモータ駆動装置12と車両制御装置11とを収容している補助ハウジング155を有している。また、リアアーム150は、伝達チェーン127を収容しているチェーン収容室Dを有している。チェーン収容室Dの前部と、フロントハウジング56と、補助ハウジング55は、左右方向において連結される3つの部材によって構成されている。すなわち、リアアーム150の前部は、左カバー150A、右カバー150B、及び仕切りプレート150Cを有している。フロントハウジング56と補助ハウジング55は、左カバー150Aと仕切りプレート150Cとによって規定されている。左カバー150Bに、モータ駆動装置12と車両制御装置11とが固定されている。チェーン収容室Dの前部は、右カバー150Bと仕切りプレート150Cとによって規定されている。リアアーム150は、アーム後部151のハウジング部151Aとリアアーム150の前部とを接続し且つチェーン収容室Dを形成する筒状のチェーンケース153を有している。

0101

[その他の例]
駆動ユニット110において、動力伝達機構として、ベルトドライブ機構が利用されてもよい。すなわち、駆動ユニット110は、クランク軸61上に配置されるプーリと、伝達軸21上に配置されるプーリと、これら2つのプーリに掛け渡されるベルトとを有してもよい。

0102

さらに他の例では、自転車は、アシストモードと、人力モードだけを有し、電動モータ30の動力だけで走行する電動モードを有していなくてもよい。この場合、自転車は、アクセルグリップ4aと、アクセルセンサ4bとを有していなくてもよい。

0103

さらに他の例では、後輪ハブ41は左壁部41Aを有していなくてもよい。この場合、中央壁部41Cが左ベアリング49Aによって支持されてもよい。

0104

1自転車、3フロントフォーク、4ハンドルバー、4aアクセルグリップ、4bアクセルセンサ、7車体フレーム、7aシートポスト、7bヘッドパイプ、7cダウンフレーム、7dブラケット、8固定具、B支持軸、Dチェーン収容室、10駆動ユニット、11車両制御装置、12モータ駆動装置、13バッテリ、21伝達軸、21a 連結部、23一方向クラッチ、26ギア(傘歯ギア)、27 伝達軸、27A・27B ギア(傘歯ギア)、30電動モータ、31ステータ、32ロータ、33電気ケーブル、40後輪、41後輪ハブ、41A左壁部、41B右壁部、41C中央壁部、41a 開口、41b 被支持部、41c 連結部、42スポーク、42螺子、43リム、44 タイヤ、47A・47Bベアリング、48シール、49A・49B ベアリング、50リアアーム、51アーム後部、51Aハウジング部、51B 軸本体、51C被接続軸、51D左カバー、51E 前カバー、51aケーブル通路、51cフランジ部、51e貫通孔、51f 大径部、51g小径部、52ケーブルガイド、53軸ケース、53a ブラケット、55補助ハウジング、55A左ハウジング、55B右ハウジング、55aフィン、55bケーブル開口、55cガイド壁、56フロントハウジング、56a 前連結部、56b 後連結部、56cダンパー、57抜止プレート、58ガイドプレート、59 螺子、60クランク、61クランク軸、62クランクアーム、63ペダル、64踏力センサ、65 ギア(傘歯ギア)、71ブレーキ装置、72ブレーキディスク、73キャリパー、110 駆動ユニット、125・126スプロケット、127伝達チェーン、150 リアアーム、150A 左カバー、150B右カバー、150C仕切りプレート、151 アーム後部、151A ハウジング部、153チェーンケース、155 補助ハウジング、156 フロントハウジング。

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