JP6179704B2 - Electric hub device and electric bicycle - Google Patents
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Description
本発明は、電動用ハブ装置、および電動用ハブ装置を備えた電動自転車に関する。 The present invention relates to an electric hub device and an electric bicycle including the electric hub device.
電動自転車の車輪の中心部に設けられる従来の電動用ハブ装置として、例えば図8に示すように、電動自転車のチェーンステーなどのフレーム100に対して固定されて配設される左右一対のハブ軸101,102と、これらのハブ軸101,102に対して回転自在なハブ体103と、このハブ体103の内部に配設されてハブ体103を回転させるモータ104とを有するものがある(例えば、特許文献1等)。なお、図8における105はスポーク、106はモータ104の回転軸、108はモータ104のロータ、109はモータ104のステータで、回転軸106は左右のハブ軸101,102の間に配設されている。また、110はペダルからの踏力(人力駆動力)が伝達されるチェーン、111は外装変速機のフリーホイールである。
As a conventional electric hub device provided at the center of a wheel of an electric bicycle, for example, as shown in FIG. 8, a pair of left and right hub shafts fixedly disposed with respect to a
モータ104のロータ108および回転軸106は、ハブ体103内に設けられた遊星歯車機構などからなる減速機構107を介して、ハブ体103と連動している。ハブ体103は、片側が開口されている略円筒状の胴部材121と、胴部材121の開口側を閉じる円盤状のカバー部材122と、カバー部材122の中央部に形成された貫通孔123およびボス部124と、貫通孔114に挿入されるとともにハブ軸102に対して回転自在な状態で外嵌された筒状の取付部材125などを備えている。
The
フリーホイール111は、ハブ体103の外側方において、ハブ軸102に回転自在に外嵌されている。フリーホイール111は、チェーン110に噛み合う複数枚のスプロケット112を備えた円筒状のアウターボディ113と、アウターボディ113の内部に設けられた筒状のインナーボディ114と、アウターボディ113とインナーボディ114との間に設けられ且つスプロケット112からハブ体103のみに回転駆動力を伝達するワンウェイクラッチ115と、を有している。また、インナーボディ114の片側に太径部126が形成されているとともに、この太径部126の内周部とカバー部材122のボス部124の外周とに、のこぎり歯状の凹凸部を有して互いに噛み合うセレーション部127、128が形成されて係合されている。なお、セレーション部127、128の断面形状はハブ軸102の軸心方向に対して同一とされている(すなわち、直径が一定である)。
The
利用者によって電動自転車が走行される際には、ペダルに作用する踏力(人力駆動力)がチェーン110を介してフリーホイール111に伝達され、また、フリーホイール111の回転がアウターボディ113からワンウェイクラッチ115を介してインナーボディ114に伝達される。さらに、インナーボディ114の回転が、セレーション部127、128を介してカバー部材122に伝達され、これにより、インナーボディ114と取付部材125とカバー部材122と胴部材121とが一体的に回転して、ハブ体103が軸心を中心に回転する。また、ペダルに作用する踏力に応じてモータ104が回転され、このモータ104の回転力が補助駆動力として踏力(人力駆動力)に付加された状態でハブ体103が回転される。
When the user runs the electric bicycle, a pedaling force (human driving force) acting on the pedal is transmitted to the
なお、フリーホイール111などのチェーン110に噛み合うスプロケット112に伝達された駆動力をハブ体103に伝達する構造としては、セレーション部127、128を用いる代わりに、インナーボディ114とハブ体103のカバー部材122とをねじで結合する構造も既に広く実施されている。しかし、ねじで結合する場合には、回転駆動力が雄ねじ部をその軸心に対して直交する方向に作用しながら伝達されるため、雄ねじ部が切断されるおそれがあり、大きな回転駆動力を伝達する機構としては、セレーション部127、128を用いる場合と比較して信頼性が低くなる。
As a structure for transmitting the driving force transmitted to the
ところで、ハブ体103は、軽量化などのために、アルミニウムなどの軽合金材料から形成される場合が多く、インナーボディ114などのチェーン110側からの駆動力をハブ体103に伝達する部品よりも、強度が低い場合が多い。
By the way, the
したがって、例えば、インナーボディ114とハブ体103のカバー部材122とが、図8に示すようにセレーション部127、128を用いて結合されている場合でも、フリーホイール111のインナーボディ114側から大きな駆動力が作用した場合に、カバー部材122のセレーション部128が、強度不足により破壊される恐れがある。このような不具合を防止するためには、セレーション部127、128として軸心方向に長いものを用いることが考えられる。しかしながら、ハブ体103は、左右のフレーム100の間に配設されるため幅寸法が制限される一方で、モータ104や減速機構107などの多くの部品を内蔵している。したがって、セレーション部127、128を軸心方向に大幅に長くするために、電動用ハブ装置の幅寸法を大幅に増加させることは困難である。
Therefore, for example, even when the
本発明は上記課題を解決するもので、セレーション部の軸心方向に対する長さを大幅に増加させることなく、ハブ体に人力駆動力を良好に伝達させることができる電動用ハブ装置を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-described problems, and provides an electric hub device capable of satisfactorily transmitting a manpower driving force to a hub body without significantly increasing the length of the serration portion in the axial direction. It is intended.
上記課題を解決するために、本発明の電動用ハブ装置は、人力駆動力が伝達される人力駆動力伝達輪体と、フレームに対して固定されるハブ軸と、このハブ軸に対して回転自在なハブ体と、このハブ体に配設されてハブ体を回転させるモータとを有する電動用ハブ装置であって、前記人力駆動力伝達輪体からの人力駆動力を前記ハブ体に伝達するセレーション継手が設けられ、前記セレーション継手に、前記駆動力伝達輪体側からの人力駆動力を受ける入力セレーション部と、人力駆動力を前記ハブ体に伝達する出力セレーション部とが一体形成され、前記出力セレーション部の直径が前記入力セレーション部の直径よりも大きく形成され、前記ハブ体に前記出力セレーション部に対応した形状のセレーション部が形成され、前記出力セレーション部からハブ体のセレーション部に作用する単位面積当たりの人力駆動力を、入力セレーション部に作用する単位面積当たりの人力駆動力よりも小さくして、人力駆動力伝達輪体からの人力駆動力を、セレーション継手を介してハブ体に伝達していることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an electric hub device according to the present invention includes a manpower driving force transmission wheel body to which manpower driving force is transmitted, a hub shaft fixed to the frame, and a rotation with respect to the hub shaft. An electric hub device having a free hub body and a motor disposed on the hub body and rotating the hub body, wherein the human power driving force from the human power driving force transmission wheel is transmitted to the hub body. The serration joint is provided, and the serration joint is integrally formed with an input serration portion that receives a manpower driving force from the driving force transmission wheel body side and an output serration portion that transmits the manpower driving force to the hub body, and the output the diameter of the serrated portion is formed larger than the diameter of the input serration portion, serrated portion having a shape corresponding to the output serration portion to the hub body is formed, the output serration The manpower driving force per unit area acting on the serration part of the hub body from the central part is made smaller than the manpower driving force per unit area acting on the input serration part, so that manpower driving from the manpower driving force transmission wheel The force is transmitted to the hub body through the serration joint .
この構成により、人力駆動力伝達輪体からの人力駆動力をセレーション継手を介してハブ体に伝達する際に、出力セレーション部から前記ハブ体のセレーション部に作用する単位面積当たりの人力駆動力を、入力セレーション部に作用する単位面積当たりの人力駆動力よりも小さくできる。これにより、セレーション継手を軸心方向に長くしなくても、前記ハブ体のセレーション部で人力駆動力を良好に受けることができて、前記ハブ体のセレーション部が強度不足により破壊されることを良好に防止できる。 With this configuration, when the human driving force transmitted from the human driving force transmission wheel body is transmitted to the hub body via the serration joint, the human driving force per unit area acting on the serration portion of the hub body from the output serration portion is reduced. Therefore, it can be made smaller than the manpower driving force per unit area acting on the input serration unit. As a result, even if the serration joint is not elongated in the axial direction, the serration portion of the hub body can receive the human driving force well, and the serration portion of the hub body is destroyed due to insufficient strength. It can prevent well.
また、本発明は、前記ハブ体のセレーション部が、前記ハブ体に形成された凹部に形成されていることを特徴とする。この構成により、前記ハブ体から突出させたボス部などにセレーション部を形成した場合と比較して、前記ハブ体の幅を減少させることができる。 Further, the invention is characterized in that the serration portion of the hub body is formed in a recess formed in the hub body. With this configuration, the width of the hub body can be reduced as compared with the case where a serration portion is formed in a boss portion or the like that protrudes from the hub body.
また、本発明は、外装変速機のフリーホイールが設けられ、前記フリーホイールに前記人力駆動力伝達輪体が設けられていることを特徴とする。この構成により、外装変速機のフリーホイールが設けられることによって前記ハブ体の幅を増加させることができない場合にも良好に対応することができる。 Further, the present invention is characterized in that a free wheel of an exterior transmission is provided, and the manpower driving force transmission wheel is provided on the free wheel. With this configuration, it is possible to satisfactorily cope with the case where the width of the hub body cannot be increased by providing the freewheel of the exterior transmission.
また、本発明は、前記セレーション継手の出力セレーション部の直径が、フリーホイールの人力駆動力伝達輪体が取り付けられる筒状体の直径と同等、または前記筒状体の直径よりも大きく形成されていることを特徴とする。この構成により、前記セレーション継手の出力セレーション部の直径が、前記筒状体の直径よりも小さく形成されている場合と比較して、前記ハブ体のセレーション部に作用する単位面積当たりの人力駆動力を小さくできる。これにより、前記ハブ体のセレーション部が強度不足により破壊されることをさらに良好に防止できる。 Further, in the present invention, the diameter of the output serration portion of the serration joint is formed to be equal to or larger than the diameter of the cylindrical body to which the manpower driving force transmission wheel body of the freewheel is attached. It is characterized by being. With this configuration, compared to the case where the diameter of the output serration portion of the serration joint is smaller than the diameter of the cylindrical body, the human power driving force per unit area acting on the serration portion of the hub body Can be reduced. Thereby, the serration part of the hub body can be further prevented from being broken due to insufficient strength.
本発明によれば、人力駆動力伝達輪体からの人力駆動力をハブ体に伝達するセレーション継手に、人力駆動力を受ける入力セレーション部と、人力駆動力を前記ハブ体に伝達する出力セレーション部とを一体形成し、前記出力セレーション部の直径を前記入力セレーション部の直径よりも大きく形成することにより、出力セレーション部から前記ハブ体のセレーション部に作用する単位面積当たりの人力駆動力を、入力セレーション部に作用する単位面積当たりの人力駆動力よりも小さくできる。これにより、セレーション継手を軸心方向に長くしなくても、前記ハブ体のセレーション部で人力駆動力を良好に受けることができて、前記ハブ体として強度が比較的小さいアルミニウム材料などを用いた場合でも、前記ハブ体のセレーション部が強度不足により破壊されることを防止でき、信頼性が向上する。また、セレーション継手を軸心方向に長くしなくても済むため、当該電動用ハブ装置としてコンパクトな状態を維持できる。 According to the present invention, the serration joint that transmits the manpower driving force from the manpower driving force transmission wheel body to the hub body, the input serration portion that receives the manpower driving force, and the output serration portion that transmits the manpower driving force to the hub body. , And the diameter of the output serration portion is larger than the diameter of the input serration portion, so that the human power driving force per unit area acting on the serration portion of the hub body is input from the output serration portion. It can be made smaller than the human driving force per unit area acting on the serration portion. Thus, even if the serration joint is not elongated in the axial direction, the serration portion of the hub body can receive a human driving force well, and the hub body is made of an aluminum material having a relatively low strength. Even in this case, the serration portion of the hub body can be prevented from being broken due to insufficient strength, and the reliability is improved. Moreover, since it is not necessary to lengthen the serration joint in the axial direction, a compact state can be maintained as the electric hub device.
また、前記ハブ体のセレーション部を、前記ハブ体に形成された凹部に形成することにより、前記ハブ体から突出させたボス部などにセレーション部を形成した場合と比較して、前記ハブ体の幅を減少させることができて、当該電動用ハブ装置としてさらにコンパクトな状態を維持できる。 Further, by forming the serration portion of the hub body in a recess formed in the hub body, compared to the case where the serration portion is formed in a boss portion or the like protruding from the hub body, the hub body The width can be reduced, and a more compact state can be maintained as the electric hub device.
また、外装変速機のフリーホイールが設けられているために前記ハブ体の幅を増加させることができない場合にも、上記構成を採用することで、問題を生じることなく良好に対応することができる。また、前記セレーション継手の出力セレーション部の直径を、フリーホイールの人力駆動力伝達輪体が取り付けられる筒状体の直径と同等、または前記筒状体の直径よりも大きく形成することにより、前記ハブ体のセレーション部が強度不足により破壊されることをさらに良好に防止できる。 Further, even when the width of the hub body cannot be increased due to the provision of a free wheel of the exterior transmission, it is possible to cope with the problem without causing a problem by adopting the above configuration. . In addition, by forming the diameter of the output serration portion of the serration joint equal to or larger than the diameter of the cylindrical body to which the freewheeling manpower driving force transmission wheel is attached, the hub It is possible to better prevent the serration portion of the body from being destroyed due to insufficient strength.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1において、1は電動自転車である。電動自転車1は、フレーム2と、フレーム2に設けられた前輪3および後輪4と、人力駆動力(利用者の踏力)が負荷されるペダル5と、人力駆動力を後輪4側に伝達する駆動力伝達索体としてのチェーン6と、人力駆動力をチェーン6に伝達するクランクギヤ7と、ハンドル8と、外装変速機18と、サドル9と、バッテリ13と、ペダル5に作用する人力駆動力を検出する検出装置31と、制御部14などを備えている。フレーム2は、チェーンステー10やバックホーク11などを有し、チェーンステー10の後端には、図2に示すように、二又形状の後づめ12が設けられている。また、図1に示すように、外装変速機18は、リヤディレーラ41と多段のフリーホイール19とを有する。後輪4は、その中心部に配設された電動用ハブ装置20と、この電動用ハブ装置20から後輪4の径方向に放射状に延びる複数本のスポーク15と、スポーク15の外周側端部が取り付けられたリム16と、リム16の外周側に取り付けられたタイヤ17とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, 1 is an electric bicycle. The
図2、図3などに示すように、電動用ハブ装置20は、後づめ12に対して固定される左右一対の固定用のハブ軸21,22と、これらのハブ軸21,22に対して回転自在なハブ体23と、このハブ体23の内部に配設されて、ハブ体23を回転させるモータ24とを有している。
As shown in FIGS. 2, 3, and the like, the
図3〜図5に示すように、モータ24は、モータハウジング32と、モータハウジング32の内部に固定されて樹脂で覆われたステータ33と、ステータ33よりも内周側に回転自在に設けられたロータ34と、ロータ34の中心部に挿通された回転軸35とを備えており、ブラシレスモータとされている。このモータ24は、制御部14によって、検出装置31で検出された踏力に応じて補助駆動力を発生する。なお、制御部14によって、後輪4からの回転力により電力を発生し、バッテリ13に充電する回生動作にも切替え制御されるよう構成してもよい。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
モータ24の回転軸35は両ハブ軸21,22間に位置し、これら各軸21,22,35は同一軸心25上に配設されている。モータハウジング32は、回転軸35の軸心25方向において分割された一方(図3においては左側)のハウジング体36と他方(図3においては右側)のハウジング体37とからなる。ステータ33は両ハウジング体36,37間に挟まれており、両ハウジング体36,37は複数本のねじ38によって連結されている。回転軸35およびロータ34は、ハウジング体36,37の中心部寄り箇所に配設された軸受39、40により回転自在に支持されている。
The rotating
ハブ体23は、ハブ軸21,22の軸心25方向における一端側(図3においては左側)に開口部26を有する略円筒状の胴部材27と、胴部材27の他端部(図3においては右側)を閉じる円盤状のカバー部材28と、カバー部材28の中央部に形成された貫通孔29と、貫通孔29に内に挿入されてカバー部材28と螺合されて結合されるとともにハブ軸22に対して回転自在な状態で外嵌された筒状の取付部材30などを備えている。胴部材27およびカバー部材28は、例えば、アルミニウム合金製とされている。
The
ハブ体23の胴部材27の一端部(図3においては左端部)は、軸受41を介して、一方のハウジング体36に回転自在に支持されている。また、図3、図4に示すように、一方のハブ軸21はそのモータ24内に突入した部分の端部に、径方向外向きに拡がるように(この実施の形態では六角形状に拡がるように)係合部21aが形成されている。そして、この係合部21aがハウジング体36に形成された六角孔形状の係合孔部36aに嵌合されて係合されている。これにより、一方のハウジング体36と一方のハブ軸21とは、軸心25を中心として回転しないように規制された状態で組み付けられている。
One end portion (left end portion in FIG. 3) of the
また、図3、図5に示すように、他方のハブ軸22は、取付部材30に挿入されて、ハブ体23の外部から内部へ突入している。他方のハブ軸22は、そのモータ24内に突入した端部に、径方向外向きに拡がるように(この実施の形態では六角形状に拡がるように)係合部22aが形成されている。そして、この係合部22aが、他方のハウジング体37にねじ52を介して取り付けられた支持枠50に形成された六角孔形状の係合孔部50aに嵌合されて係合されている。これにより、支持枠50と他方のハブ軸22とは、軸心25を中心として回転しないように規制された状態で組み付けられている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
図3、図5に示すように、モータ24の回転軸35とハブ体23とは、ハブ体23内でモータ24に隣接して設けられた減速機構45を介して連動する。減速機構45は、回転軸35の端部に形成された太陽歯車46と、カバー部材28の内側に連結材51を介して取り付けられた円環状の内歯歯車47(円環状歯車の一例)と、太陽歯車46と内歯歯車47とに噛合する回転自在な複数の遊星歯車48とを有している。遊星歯車48の一端部はモータ24の他方のハウジング体37で支持され、遊星歯車48の他端部は他方のハウジング体37に取り付けられた支持枠50で支持されている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
各遊星歯車48は、それぞれ、互いに一体形成された大歯車部48aおよび小径歯車部48bと、これらの大歯車部48aおよび小歯車部48bを回転自在に支持する支持軸部48cとを有している。そして、太陽歯車46に遊星歯車48の大歯車部48aに噛み合い、遊星歯車48の小歯車部48bに内歯歯車47が噛み合うことで、モータ24の回転軸35の回転を、減速して、すなわちトルクを増大させて、ハブ体23に補助駆動力を伝達して、ハブ体23を連動させるよう構成されている。また、カバー部材28と支持枠50との間には、支持枠50からの軸心25に沿う方向への力を受けることが可能なスラスト軸受54が配設されている。
Each
上記したように、後輪4には外装変速機18が取り付けられており、この外装変速装置18は、リヤディレーラ41(図1参照)と多段のフリーホイール19とを有している。図3、図5に示すように、フリーホイール19は、ハブ体23の外側方において、他方のハブ軸22に回転自在に外嵌されている。フリーホイール19は、チェーン6に選択的に噛み合ってチェーン6からの人力駆動力が伝達される人力駆動力伝達輪体としての複数枚のスプロケット60と、これらのスプロケット60を備えた円筒状のアウターボディ61と、アウターボディ61の内部に軸受を介して回転可能に設けられた筒状のインナーボディ62と、アウターボディ61とインナーボディ62との間に設けられ且つスプロケット60からハブ体23のみに回転駆動力を伝達するワンウェイクラッチ63と、を有している。なお、インナーボディ62と取付部材30とは周方向(回転方向)において互いに係合している。また、インナーボディ62やアウターボディ61などはクロムモリブデン鋼などの十分な剛性を有する金属製とされている。
As described above, the
また、図5〜図7に示すように、カバー部材28とインナーボディ62との間に、略のこぎり状の複数の凹凸部からなる一対のセレーション部53a、53bを有して、スプロケット60からの人力駆動力をハブ体23に伝達するセレーション継手53が設けられている。このセレーション継手53は、十分な強度を有する合金製であり、インナーボディ62からの人力駆動力を受ける入力セレーション部53bと、人力駆動力をハブ体23に伝達する出力セレーション部53aとが一体形成されている。そして、出力セレーション部53aの直径が入力セレーション部53bの直径よりも大きく形成されている。なお、この実施の形態では、出力セレーション部53aの直径が、フリーホイール19のスプロケット60が取り付けられる筒状体としてのアウターボディ61の直径(スプロケット60の取付部の直径)よりも大きく形成されているが、出力セレーション部53aの直径をアウターボディ61の直径(スプロケット60の取付部の直径)と同等に形成してもよい。
Further, as shown in FIGS. 5 to 7, a pair of
セレーション継手53は、入力セレーション部53bがインナーボディ62の一端部に形成された太径部62aの内周に形成されたセレーション部62bに嵌め込まれている。また、出力セレーション部53aがカバー部材28の中央部寄り箇所に形成されて、側面部よりモータ24の内部側に窪む凹部28aに形成されたセレーション部28bに嵌め込まれている。そして、インナーボディ62からの力をカバー部材28に良好に伝達するよう構成されている。
The serration joint 53 is fitted into a
また、アウターボディ61の内部には、アウターボディ61を回転自在に支持する軸受体64が設けられている。なお、65は軸受体64に設けられた玉押しをロックするためのロックナットである。
In addition, a bearing
ハブ体23の外周部には、後輪4の各スポーク21の内周側端部が接続されている。両ハブ軸21,22はそれぞれ両チェーンステー10の後づめ12に形成された溝12aに挿入されている。両ハブ軸21,22にそれぞれナット66を螺合することにより、電動用ハブ装置20と共に後輪4が両チェーンステー10間に取り付けられる。
An inner peripheral side end portion of each spoke 21 of the rear wheel 4 is connected to the outer peripheral portion of the
図5に示すように、フリーホイール19が設けられている側のチェーンステー10の後づめ12と、ナット66の間には、他方のハブ軸22が軸心25回りに回転しないように規制する金属製の回り止め部材67が配設されている。この回り止め部材67は、一体形成された係合部としての突部67aが後づめ12の溝12aに嵌合されて、後づめ12に対して、回り止め部材67が軸心25の方向を中心として回らないように係合されている。
As shown in FIG. 5, the
また、図4に示すように、フリーホイール19が設けられていない側のチェーンステー10の後づめ12にも回り止め部材70が接して設けられている。この回り止め部材70にも、後づめ12に形成された被係合部としての溝12aに嵌合して係合する係合部としての突部70aが形成されている。そして、この突部70aが後づめ12の溝12aに嵌合されて、後づめ12に対して、回り止め部材70が軸心25の方向を中心として回らないように係合されている。また、回り止め部材70はねじ72により、ハウジング体36に直接接触した状態で固定されている。
In addition, as shown in FIG. 4, a
上記構成において、利用者が電動自転車1を走行させる際、ペダル7に作用する人力駆動力(踏力)は、検出装置31により検出されると共に、チェーン6を介してフリーホイール19に伝達され、フリーホイール19が回転する。フリーホイール19の回転はアウターボディ61からワンウェイクラッチ63を介してインナーボディ62に伝達され、さらに、セレーション継手53を介してカバー部材28に伝達される。これにより、インナーボディ62と取付部材30とカバー部材28と胴部材27とが一体的に回転し、ハブ体23が軸心25を中心に回転する。
In the above configuration, when the user runs the
また、検出装置31で検出された人力駆動力に応じて制御部14がモータ24の駆動を制御する。この際、ロータ34と共に回転軸35が回転することにより、減速機構45を介してハブ体23が軸心25を中心に減速されて回転する。これにより、後輪4は、ペダル7に作用する人力駆動力とこの人力駆動力に応じて出力されるモータ24の補助駆動力とが合わされて、回転駆動される。
Further, the
また、回生機能を有する場合には、ブレーキ動作や下り坂走行などを検知した際などに、制御部14はモータ24などに回生動作を行わせる。すなわち、後輪4の回転に伴ってハブ体23が回転し、減速機構45を介してモータ24の回転軸35およびロータ34も連動して回転するため、これによりモータ24で発電した電力をバッテリ13に送り出してバッテリ13を充電するなどする。
Further, in the case of having a regenerative function, the
ここで、上記構成においては、フリーホイール19のスプロケット60からの人力駆動力をハブ体23に伝達するセレーション継手53に、人力駆動力を受ける入力セレーション部53bと、人力駆動力をハブ体23に伝達する出力セレーション部53aとを一体形成し、出力セレーション部53aの直径を入力セレーション部53bの直径よりも大きく形成している。これにより、セレーション継手53の出力セレーション部53aからハブ体23(カバー部材28)のセレーション部28bに作用する単位面積当たりの人力駆動力を、セレーション継手53の入力セレーション部53bに作用する単位面積当たりの人力駆動力よりも小さくできる。
Here, in the above configuration, the serration joint 53 that transmits the manpower driving force from the
したがって、セレーション継手53を軸心25方向に長くしなくても、ハブ体23(カバー部材28)のセレーション部28bで人力駆動力を良好に受けることができて、軽量化などのためにハブ体23として、セレーション継手53よりも強度が小さいアルミニウム材料などを用いた場合でも、ハブ体23(カバー部材28)のセレーション部28bが強度不足により破壊されることを防止でき、信頼性が向上する。また、セレーション継手53を軸心25方向に長くしなくても済むため、当該電動用ハブ装置20として幅方向にコンパクトな状態を維持できる。
Therefore, even if the serration joint 53 is not elongated in the direction of the
また、ハブ体23(カバー部材28)のセレーション部28bが、カバー部材28に形成された凹部28aに形成されているので、カバー部材28から側方に突出させたボス部などにセレーション部を形成した場合と比較して、ハブ体23の幅を減少させることができる。したがって、当該電動用ハブ装置20としてさらにコンパクトな状態を維持できる。
Further, since the
また、この実施の形態においては、電動用ハブ装置20に外装変速機18のフリーホイール19が設けられるため、ハブ体23の幅を小さくする(コンパクト化する)ことが、重要となるため、上記構成が特に有効となる。
In this embodiment, since the
また、上記構成においては、セレーション継手53の出力セレーション部53aの直径が、アウターボディ61の直径(スプロケット60の取付部の直径)よりも大きく、または同等に形成されている。したがって、セレーション継手53の出力セレーション部53aの直径が、アウターボディ61の直径よりも小さく形成されている場合と比較して、ハブ体23(カバー部材28)のセレーション部28bに作用する単位面積当たりの人力駆動力を小さくできる。これにより、ハブ体23(カバー部材28)のセレーション部28bが強度不足により破壊されることをさらに良好に防止でき、この結果、電動用ハブ装置20、ひいては電動自転車1の信頼性を一層向上させることができる。
Further, in the above configuration, the diameter of the
なお、上記実施の形態では、外装変速機18が設けられている場合を述べたが、これに限るものではなく、外装変速機18が設けられていないものに対しても、上記のように、セレーション継手53に関する構成を同様に適用することが可能である。また、上記実施の形態では、回生動作も可能な電動自転車1の場合を述べたが、回生動作は行わない電動自転車についても適用できることはもちろんである。また、上記実施の形態では、人力駆動力を駆動力伝達索体としてのチェーンにより人力駆動力伝達輪体としてのスプロケット60に伝達する場合を述べたが、これに限るものではない。例えば、駆動力伝達索体として歯付きベルトを用いて、この歯付きベルトに噛み合う人力駆動力伝達輪体としての歯車を用いてもよい。
In the above embodiment, the case where the
本発明は、電動用ハブ装置を備えた電動自転車に特に適しているが、電動自転車以外の電動車両、例えば電動式の車椅子や、電動二輪車や電気自動車等に適用することも可能である。 The present invention is particularly suitable for an electric bicycle provided with an electric hub device. However, the present invention can also be applied to an electric vehicle other than the electric bicycle, such as an electric wheelchair, an electric motorcycle, an electric vehicle, and the like.
1 電動自転車
2 フレーム
3 前輪(車輪)
4 後輪(車輪)
5 ペダル
6 チェーン
10 チェーンステー
11 バックホーク
12 後づめ
13 バッテリ
14 制御部
19 フリーホイール
20 電動用ハブ装置
21、22 ハブ軸
23 ハブ体
24 モータ
25 軸心
27 胴部材
28 カバー部材
28a 凹部
28b セレーション部
31 検出装置
32 モータハウジング
33 ステータ
34 ロータ
35 回転軸
45 減速機構
53 セレーション継手
53a 出力セレーション部
53b 入力セレーション部
60 スプロケット
61 アウターボディ
62 インナーボディ
62b セレーション部
63 ワンウェイクラッチ
1
4 Rear wheels
5
Claims (5)
前記人力駆動力伝達輪体からの人力駆動力を前記ハブ体に伝達するセレーション継手が設けられ、
前記セレーション継手に、前記駆動力伝達輪体側からの人力駆動力を受ける入力セレーション部と、人力駆動力を前記ハブ体に伝達する出力セレーション部とが一体形成され、
前記出力セレーション部の直径が前記入力セレーション部の直径よりも大きく形成され、
前記ハブ体に前記出力セレーション部に対応した形状のセレーション部が形成され、前記出力セレーション部からハブ体のセレーション部に作用する単位面積当たりの人力駆動力を、入力セレーション部に作用する単位面積当たりの人力駆動力よりも小さくして、人力駆動力伝達輪体からの人力駆動力を、セレーション継手を介してハブ体に伝達していることを特徴とする電動用ハブ装置。 A manpower driving force transmission wheel body to which manpower driving force is transmitted, a hub shaft fixed to the frame, a hub body rotatable with respect to the hub shaft, and a hub body disposed on the hub body. An electric hub device having a motor to be rotated,
A serration joint is provided for transmitting the manpower driving force from the manpower driving force transmission wheel body to the hub body,
The serration joint is integrally formed with an input serration portion that receives a manpower driving force from the driving force transmission wheel body side and an output serration portion that transmits the manpower driving force to the hub body,
The diameter of the output serration part is formed larger than the diameter of the input serration part,
A serration portion having a shape corresponding to the output serration portion is formed on the hub body, and a human-power driving force per unit area acting on the serration portion of the hub body from the output serration portion per unit area acting on the input serration portion. An electric hub device characterized in that the human power driving force from the human power driving force transmission wheel body is transmitted to the hub body via a serration joint .
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