JP2016016718A - モータ内蔵ハブ構造及び自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】内歯車を備えた環状体とハブ体との間のズレによる異音の発生を抑制することができるモータ内蔵ハブ構造及び自転車を得る。
【解決手段】モータ内蔵ハブユニット３０は、ハブ軸４２、４４に対して回転可能に設けられたハブ体４６と、ハブ体４６の内部に配置されてハブ体４６を回転させるモータ４８と、ハブ体４６の内部に配置されてモータ４８の回転を減速してハブ体４６に伝達する減速装置８０とを備えている。減速装置８０は、内周側に遊星歯車８８が噛合される内歯車９６Ａを備える環状体９６と、環状体９６をハブ体４６のカバー部９２に締結固定する複数のボルト９８と、を備えている。さらに、ハブ体４６のカバー部９２の面と環状体９６の面とが対向する対向部は、カバー部９２の面と環状体９６の面とが相対的にずれないように接着剤１３０で接合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ内蔵ハブ構造及び自転車に関する。

下記特許文献１には、内部にモータを収容し、モータの回転によって回転駆動されるハブを備えた電動車輪用ハブユニットが開示されている。この電動車輪用ハブユニットでは、ハブが固定用支持軸に回転可能に支持されており、ハブの内部に、モータの回転を減速してハブに伝達する遊星歯車減速機構が設けられている。遊星歯車減速機構は、遊星歯車に噛合される内歯が形成されたリング体を備えており、リング体はハブの内面にネジ止めされている。

特開２００６−９６０５９号公報（例えば、図２参照）

上記特許文献１に記載の電動車輪用ハブユニットでは、リング体は、ハブの側部の内面にボルトのみによって固定されている。このような構成では、例えば、通常駆動状態とブレーキを作動させた回生状態とに切り替わると、リング体の内歯の受けるトルクの方向が変化するため、リング体とハブとの間でズレが生じ、異音が発生する可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、内歯車を備えた環状体とハブ体との間のズレによる異音の発生を抑制することができるモータ内蔵ハブ構造及び自転車を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係るモータ内蔵ハブ構造は、車体に固定されるハブ軸に対して回転可能に設けられたハブ体と、前記ハブ体の内部に設けられ、前記ハブ体を回転させるモータと、前記ハブ体の内部に設けられ、前記モータの回転を減速して前記ハブ体に伝達する減速機構と、前記減速機構に設けられ、内周側に遊星歯車が噛合される内歯車を備えた環状体と、前記環状体を前記ハブ体に締結固定する複数の締結手段と、前記ハブ体の面と前記環状体の面とが対向する対向部に設けられ、前記ハブ体の面と前記環状体の面とが相対的にずれないように接合する接合手段と、を有し、前記接合手段は、前記ハブ体の面と前記環状体の面との間に塗布され、前記ハブ体の面と前記環状体の面とを接合する接着剤である。

請求項１に記載の発明では、車体に固定されるハブ軸に対してハブ体が回転可能に設けられており、ハブ体の内部に設けられた減速機構によって、ハブ体の内部のモータの回転を減速してハブ体に伝達する。減速機構には、内周側に遊星歯車が噛合される内歯車を備えた環状体が設けられており、環状体はハブ体に複数の締結手段で固定されている。さらに、ハブ体の面と環状体の面とが対向する対向部には、ハブ体の面と環状体の面とが相対的にずれないように接合する接合手段が設けられており、接合手段は、ハブ体の面と環状体の面とを接合する接着剤とされている。この構造では、複数の締結手段と接合手段により、環状体とハブ体とが強固に固定されると共に、ハブ体の面と環状体の面との対向部に設けられた接合手段により、ハブ体の面と環状体の面とが相対的にずれることが抑制される。このため、環状体とハブ体との間のズレによる異音の発生を抑制することができる。

また、ハブ体の面と環状体の面とが、これらの間に塗布された接着剤により接合されているため、ハブ体の面と環状体の面とが相対的にずれることを効果的に抑制することができる。さらに、複数の締結手段と接合手段により固定力を分散できるので、小さいサイズの締結手段を用いることができ、モータ内蔵ハブ構造の小型化および軽量化が可能となる。

請求項２に記載の発明は、車体に固定されるハブ軸に対して回転可能に設けられたハブ体と、前記ハブ体の内部に設けられ、前記ハブ体を回転させるモータと、前記ハブ体の内部に設けられ、前記モータの回転を減速して前記ハブ体に伝達する減速機構と、前記減速機構に設けられ、内周側に遊星歯車が噛合される内歯車を備えた環状体と、前記環状体を前記ハブ体に締結固定する複数の締結手段と、前記ハブ体の面と前記環状体の面とが対向する対向部に設けられ、前記ハブ体の面と前記環状体の面とが相対的にずれないように接合する接合手段と、を有し、前記接合手段は、前記ハブ体の面及び前記環状体の面の一方に設けられた係合部に、前記ハブ体の面及び前記環状体の面の他方が係合される構成とされている。

請求項２に記載の発明では、車体に固定されるハブ軸に対してハブ体が回転可能に設けられており、ハブ体の内部に設けられた減速機構によって、ハブ体の内部のモータの回転を減速してハブ体に伝達する。減速機構には、内周側に遊星歯車が噛合される内歯車を備えた環状体が設けられており、環状体はハブ体に複数の締結手段で固定されている。さらに、ハブ体の面と環状体の面とが対向する対向部には、ハブ体の面と環状体の面とが相対的にずれないように接合する接合手段が設けられており、接合手段は、ハブ体の面及び環状体の面の一方に設けられた係合部に、ハブ体の面及び環状体の面の他方が係合される構成とされている。この構造では、複数の締結手段と接合手段により、環状体とハブ体とが強固に固定されると共に、ハブ体の面と環状体の面との対向部に設けられた接合手段により、ハブ体の面と環状体の面とが相対的にずれることが抑制される。このため、環状体とハブ体との間のズレによる異音の発生を抑制することができる。

また、ハブ体の面及び環状体の面の一方に設けられた係合部に、ハブ体の面及び環状体の面の他方が係合されているため、ハブ体の面と環状体の面とが相対的にずれることを効果的に抑制することができる。さらに、複数の締結手段と接合手段により固定力を分散できるので、小さいサイズの締結手段を用いることができ、モータ内蔵ハブ構造の小型化および軽量化が可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のモータ内蔵ハブ構造において、前記環状体の外周面と前記ハブ体の内周面とが前記接着剤により接合されている。

請求項３に記載の発明では、環状体の外周面とハブ体の内周面とが接着剤により接合されており、環状体の外周面とハブ体の内周面とが相対的にずれることをより効果的に抑制することができる。また、環状体の外周面とハブ体の内周面とが接着剤により接合されているため、内歯車を備えた環状体の軸方向の位置決めに影響を与えない。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項３に記載のモータ内蔵ハブ構造において、前記環状体の側面と前記ハブ体の側壁面とが前記接着剤により接合されている。

請求項４に記載の発明では、環状体の側面とハブ体の側壁面とが接着剤により接合されており、環状体の側面とハブ体の側壁面とが相対的にずれることをより効果的に抑制することができる。例えば、環状体がハブ体の側壁面に複数のボルトのみにより固定されている構造では、環状体の側面が波状に変形してハブ体の側壁面を叩く現象が生じる可能性があるが、本構造では、環状体の側面が波状に変形してハブ体の側壁面を叩くことを防止又は抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のモータ内蔵ハブ構造において、前記ハブ体の内周面と前記環状体の外周面とが前記接合手段により接合されており、前記環状体の外周面は、前記環状体の前記複数の締結手段の固定面から前記環状体の軸方向に延びる円筒部により構成されている。

請求項５に記載の発明では、ハブ体の内周面と接合される環状体の外周面は、環状体の複数の締結手段の固定面から環状体の軸方向に延びる円筒部により構成されているため、締結手段の頭部を円筒部の内部に収納できる。このため、環状体をハブ体に固定した状態で、ハブ体の内部のスラスト方向（軸方向）の寸法をよりコンパクト化することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のモータ内蔵ハブ構造において、前記複数の締結手段は、前記環状体の軸方向に配置されている。

請求項６に記載の発明では、複数の締結手段は、環状体の軸方向に配置されており、例えば、環状体の外周面とハブ体の内周面との対向部を接合手段により接合した場合には、締結手段の締結固定部と接合手段の接合部の向きが異なる。このため、環状体をハブ体に固定する際に、スラスト方向（軸方向）とラジアル方向（軸に対して垂直方向）で固定力を得ることができる。

請求項７に記載の発明に係る自転車は、前輪又は後輪に、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のモータ内蔵ハブ構造が設けられている。

請求項７に記載の発明では、自転車の前輪又は後輪に、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のモータ内蔵ハブ構造が設けられているので、複数の締結手段と接合手段により、環状体とハブ体とが強固に固定される。また、ハブ体の面と環状体の面との対向部に設けられた接合手段により、ハブ体の面と環状体の面とが相対的にずれることが抑制される。このため、環状体とハブ体との間のズレによる異音の発生を抑制することができる。

本発明のモータ内蔵ハブ構造及び自転車によれば、内歯車を備えた環状体とハブ体との間のズレによる異音の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態であるモータ内蔵ハブ構造が適用された自転車を示す側面図である。 本発明の第１実施形態であるモータ内蔵ハブ構造を示す、ハブ軸を含む断面図である。 （Ａ）は、図２に示すモータ内蔵ハブ構造に用いられるハブ体のカバー部を示すハブ軸方向からの側面図であり、（Ｂ）は、ハブ体のカバー部を示す断面図（図３（Ｃ）中の３Ｂ−３Ｂ線断面図）であり、また（Ｃ）は、ハブ体のカバー部を示す（Ａ）とは反対側の側面図である。 （Ａ）は、図２に示すモータ内蔵ハブ構造に用いられる環状体をハブ体のカバー部に固定した状態を示す側面図であり、（Ｂ）は環状体を示す側面図である。 本発明の第２実施形態であるモータ内蔵ハブ構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態であるモータ内蔵ハブ構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図において適宜示される矢印ＵＰは自転車上方側を示している。

〔第１実施形態〕
図１には、本発明の第１実施形態であるモータ内蔵ハブ構造が適用された自転車としての電動アシスト自転車１０が側面図にて示されている。

図１に示されるように、電動アシスト自転車１０は、前方側に斜め上下方向に沿って配置されるヘッドパイプ１２と、ヘッドパイプ１２より後方側に斜め上下方向に沿って配置されるシートパイプ１４と、ヘッドパイプ１２とシートパイプ１４とを前後斜め方向に沿って連結するメインパイプ１６と、ヘッドパイプ１２の下部に連結された前ホーク１８の下端部に取り付けられたモータ内蔵ハブユニット３０と、を備えている。モータ内蔵ハブユニット３０は、本実施形態のモータ内蔵ハブ構造Ｓ１（図２参照）が適用されており、前輪２０の中心部に設けられている。

また、電動アシスト自転車１０は、メインパイプ１６の後方側に配置されて後輪２２の中心に向かって延在されるチェーンステー２４と、シートパイプ１４の上端部とチェーンステー２４の後端部とを繋ぐと共に後輪２２を回転可能に支持するバックホーク２６と、を備えている。メインパイプ１６の下端部には、ペダル２８Ａを備えたクランクアーム２８が回転可能に取り付けられている。

さらに、シートパイプ１４の後部には、バッテリー３２とコントローラ３４とが搭載されている。電動アシスト自転車１０には、ペダル２８Ａの踏力が作用する箇所に、ペダル２８Ａの負荷を検出するセンサ（図示省略）が設けられている。コントローラ３４は、ペダル２８Ａの負荷が一定値に達すると、バッテリー３２に接続されたコントローラ３４からモータ内蔵ハブユニット３０のモータ４８（図２参照）に通電するようになっている。

図２に示されるように、モータ内蔵ハブ構造Ｓ１が適用されたモータ内蔵ハブユニット３０は、車体としての前ホーク１８（図１参照）の下端部に固定される左右一対のハブ軸４２、４４と、ハブ軸４２、４４に対して回転可能に設けられたハブ体４６と、ハブ体４６の内部に設けられたモータ４８と、ハブ体４６の内部に配置されてモータ４８を支持するハウジング５０と、を備えている。

モータ４８は、回転可能なロータ５２と、ロータ５２を回転させるステータ５４と、を備えている。ロータ５２は、円形の金属板５２Ａを複数積層して形成されており、円形の金属板５２Ａの中心部には、回転軸５６が貫通されている。本実施形態では、金属板５２Ａの中心部に回転軸５６を圧入することによって、複数の金属板５２Ａが回転軸５６に取り付けられている。複数の金属板５２Ａの外周部には、回転軸５６と平行に複数の永久磁石５８が設けられており、金属板５２Ａの周方向にＳ極とＮ極が配置されている。

ステータ５４は、環状の金属板５４Ａを複数積層して形成されている。ステータ５４は、ハウジング５０に固定されている。ロータ５２は、ステータ５４の内部に、ステータ５４と同心で回転可能に配設されている。より具体的には、ハウジング５０は、左右一対にて構成されており、キャリア６０および支持体６２を備えている。ステータ５４を構成する複数の金属板５４Ａを、ステータ５４の軸方向両側からキャリア６０および支持体６２で挟み、金属板５４Ａの外周部を貫通する複数の締付ボルト６４で締め付けることで、ステータ５４がキャリア６０および支持体６２に固定されている。ステータ５４は、給電用ケーブル６６を介してコントローラ３４（図１参照）に電気的に接続されている。

図２中の幅方向左側に配置されたキャリア６０は、ロータ５２の金属板５２Ａと対向する位置に、内径を拡大させるように切り欠かれた切り欠き部６０Ａを備えている。キャリア６０の切り欠き部６０Ａには、軸受６８の外輪が嵌合されている。図２中の幅方向右側に配置された支持体６２は、ロータ５２の金属板５２Ａと対向する位置に、内径を拡大させるように切り欠かれた切り欠き部６２Ａを備えている。支持体６２の切り欠き部６２Ａには、軸受６９の外輪が嵌合されている。軸受６８、６９によって、ロータ５２の回転軸５６の軸方向の両端が回転可能に支持されている。

本実施形態では、回転軸５６の軸方向両側に、ハブ軸４２とハブ軸４４とが分割して配置されている。ハブ軸４２とハブ軸４４は、回転軸５６と同軸上に配置されている。ハウジング５０は、図２中の幅方向右側のハブ軸４４に取り付けられており、ハウジング５０と一体的に構成された後述するハブ軸支持体８２は、図２中の幅方向左側のハブ軸４２に取り付けられている。

図２中の幅方向左側に配置されたキャリア６０の外側（モータ４８と反対側）には、モータ４８の構成部材であるロータ５２の回転を減速してハブ体４６に伝達する減速機構としての減速装置８０が設けられている。減速装置８０は、ハブ体４６の内部に設けられている。減速装置８０は、キャリア６０（ハウジング５０）と一体的に構成されたハブ軸支持体８２を備えている。本実施形態では、ハブ軸支持体８２は、略円形の縦壁部の外周部から延びた複数（本実施形態では３本）の脚部を備えており、それぞれの脚部の先端側でボルト８４によりキャリア６０に締結固定されている。回転軸５６の軸方向の一端部側は、キャリア６０の外側に延在されている。

減速装置８０は、回転軸５６の軸方向の一端部に形成された太陽歯車８６と、ハブ軸支持体８２に回転可能に支持された複数（本実施形態では３つ）の遊星歯車８８と、を備えている。遊星歯車８８は、軸部８８Ａの軸方向のキャリア６０側に設けられた大歯車８８Ｂと、軸部８８Ａの軸方向のキャリア６０とは反対側に設けられた小歯車８８Ｃと、を備えている。大歯車８８Ｂは、回転軸５６の太陽歯車８６に噛合されている。

ハブ体４６は、モータ４８及び減速装置８０の外周側を囲むと共に、図２中の左側（モータ４８と反対側）が開口された略カップ状の本体部（ハブ体本体部）９０と、本体部９０の開口側を覆うカバー部（ハブ体カバー部）９２と、を備えている。カバー部９２は、複数箇所でボルト９４によって本体部９０に締結固定されている。本体部９０の底面部には、開口９０Ａが形成されており、本体部９０の開口９０Ａの内周部と支持体６２との間に軸受１００が介装されている。支持体６２は、図２中の幅方向右側に配置されたハブ軸４４に取り付けられている。

カバー部９２の中心部には、開口９２Ａが形成されており、開口９２Ａの内周部と図２中の幅方向左側に配置されたハブ軸４２との間に軸受１０２が介装されている。軸受１０２及び軸受１００によって、左右両側のハブ軸４２、４４に対してハブ体４６が回転可能に支持されている。

減速装置８０には、内周側に遊星歯車８８の小歯車８８Ｃが噛合される内歯車９６Ａを備えた環状体９６が設けられている（図４参照）。環状体９６は、カバー部９２の内部の外周部側に、締結手段としての複数のボルト９８により締結固定されている。さらに、環状体９６の外周面とカバー部９２の内周面とが接合手段としての接着剤１３０により接合されている。この環状体９６をカバー部９２に固定する構造については、後に詳述する。

モータ内蔵ハブユニット３０は、ロータ５２（金属板５２Ａ）の軸方向の一方の側面（図２中の右側の側面）に位置するように回転軸５６に取り付けられたプッシュナット１２０を備えている。プッシュナット１２０がロータ５２（金属板５２Ａ）の軸方向の一方の側面に位置することで、回転軸５６に対するロータ５２の軸方向一方側の位置が規制され、ロータ５２（金属板５２Ａ）が回転軸５６の軸方向右側に位置ズレすることが抑制されるようになっている。

図示を省略するが、プッシュナット１２０は、リング部と、リング部から半径方向内側に半径方向と交差する方向に突出した複数の爪部と、を備えている。プッシュナット１２０は、リング部がロータ５２（金属板５２Ａ）の軸方向の一方の側面に位置し、複数の爪部が回転軸５６を保持することで、回転軸５６の軸方向の任意の位置で固定可能な構造とされている。

モータ内蔵ハブユニット３０は、ロータ５２（金属板５２Ａ）の軸方向の他方の側面（図２中の左側の側面）に位置するように回転軸５６に取り付けられたスペーサ１２２を備えている。本実施形態では、軸受６８の外輪がキャリア６０の切り欠き部６０Ａに嵌合されており、この状態で、軸受６８とロータ５２（金属板５２Ａ）の軸方向の他方の側面（図２中の左側の側面）との間にスペーサ１２２が介在されている。スペーサ１２２は、回転軸５６に外挿されるワッシャーとされている。このスペーサ１２２によって、回転軸５６に対するロータ５２の軸方向他方側の位置が規制されると共に、ロータ５２と軸受６８との間のクリアランスが確保されている。

回転軸５６の軸方向の一方の端部（プッシュナット１２０よりも軸方向外側の端部）には、外径が縮小された小径部が形成されており、この小径部に軸受６９が設けられている。回転軸５６は、軸方向両側の軸受６８、６９を介してハウジング５０に回転可能に支持されている。モータ内蔵ハブユニット３０には、回転軸５６の軸方向の他方の端部側（プッシュナット１２０と反対側）に、軸受６８に対する回転軸５６の軸方向の位置を規制するスナップリング１２４が設けられている。本実施形態では、回転軸５６の太陽歯車８６よりも軸方向内側に、周方向に沿って溝部が形成されており、溝部にスナップリング１２４が係合されている。スナップリング１２４は、例えばＣ字状の部材からなり、半径方向に拡径して溝部に嵌め込むことで、溝部に固定されている。このスナップリング１２４によって、軸受６８及びハウジング５０に対する回転軸５６の軸方向の位置ズレが抑制されるようになっている。

ハウジング５０を構成する支持体６２には、一方（図２中の右側）のハブ軸４４の軸部４４Ａが貫通される開口部６２Ｂが形成されており、開口部６２Ｂよりも軸方向内側に隣接する位置には、半径方向外側に窪んだ窪み部６２Ｃが形成されている。ハブ軸４４の軸方向の一端部（回転軸５６と対向する側の端部）には、半径方向外側に突出した突出部４４Ｂが形成されており、突出部４４Ｂが支持体６２の窪み部６２Ｃに係合されている。ハブ軸４４の軸方向の他端部側（突出部４４Ｂと反対側）には、ネジ部４４Ｃが形成されている。

支持体６２よりもハブ軸４４の軸方向外側には、ハブ軸４４に外挿される筒状部１０４が設けられており、支持体６２の側部に筒状部１０４の側部が接触するように配置されている。ハブ軸４４のネジ部４４Ｃには、ハブ軸４４の支持体６２（ハウジング５０）に対する軸方向の位置を規制するナット１２６が螺合されている。ナット１２６が筒状部１０４を介して支持体６２側に締め付けられることで、ハブ軸４４が支持体６２に固定されている。すなわち、ハブ軸４４の突出部４４Ｂが支持体６２の窪み部６２Ｃに係合された状態で、ナット１２６が筒状部１０４を介して支持体６２側に締め付けられることで、ハブ軸４４の支持体６２（ハウジング５０）に対する軸方向の位置ズレが抑制されるようになっている。

また、ハウジング５０と一体的に固定されたハブ軸支持体８２には、他方（図２中の左側）のハブ軸４２の軸部４２Ａが貫通される開口部８２Ａが形成されており、開口部８２Ａよりも軸方向内側に隣接する位置には、半径方向外側に窪んだ窪み部８２Ｂが形成されている。ハブ軸４２の軸方向の一端部（回転軸５６と対向する側の端部）には、半径方向外側に突出した突出部４２Ｂが形成されており、突出部４２Ｂがハブ軸支持体８２の窪み部８２Ｂに係合されている。ハブ軸４２の軸方向の他端部側（突出部４２Ｂと反対側）には、ネジ部４２Ｃが形成されている。

ハブ軸支持体８２よりもハブ軸４２の軸方向外側には、ハブ軸４２に外挿される筒状部１０８が設けられている。ハブ軸４２のネジ部４２Ｃには、ハブ軸４２のハブ軸支持体８２（ハウジング５０）に対する軸方向の位置を規制するナット１２６が螺合されている。ナット１２６が筒状部１０８及び軸受１０２を介してハブ軸支持体８２側に締め付けられることで、ハブ軸４２がハブ軸支持体８２及びハウジング５０に固定されている。すなわち、ハブ軸４２の突出部４２Ｂがハブ軸支持体８２の窪み部８２Ｂに係合された状態で、ナット１２６が筒状部１０８及び軸受１０２を介してハブ軸支持体８２側に締め付けられることで、ハブ軸４２のハブ軸支持体８２及びハウジング５０に対する軸方向の位置ズレが抑制されるようになっている。

ハブ軸４２とハブ軸４４は、電動アシスト自転車１０の前ホーク１８（図１参照）の下端部に固定されている。

ハブ体４６の本体部９０の外周部の幅方向両側には、周方向に沿って周壁部９０Ｂが形成されている。図示を省略するが、周壁部９０Ｂには、電動アシスト自転車１０の前輪２０に設けられたスポーク２１（図１参照）が取り付けられている。

電動アシスト自転車１０（図１参照）は、下り坂などの惰性走行時に前輪２０の回転力を利用して発電、充電を行う回生機能を有しており、制動時に発生した電力をバッテリー３２に充電することで、補助できる距離を伸ばしている。ここで、回生機能とは、駆動回転力として出力している電動機としてのモータ４８（図２参照）に対して、逆に軸回転を入力して発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することをいう。

次に、環状体９６をハブ体４６のカバー部９２に固定する構造について説明する。
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、カバー部９２は、略上下方向に沿って配置されると共に中心部に開口９２Ａが形成された側壁部（縦壁部）９２Ｂと、側壁部９２Ｂの周縁部から本体部９０側（図２参照）に軸方向に沿って延びた円筒部９２Ｃと、を備えている。さらに、側壁部９２Ｂの内側（図２に示す減速装置８０側）には、円筒部９２Ｃの半径方向内側に円筒部９２Ｃとほぼ同心円上に配置された内側円筒部９２Ｄと、円筒部９２Ｃと内側円筒部９２Ｄとを半径方向に繋ぐ複数のリブ９２Ｅとが設けられている。

複数のリブ９２Ｅのうちの一部のリブ９２Ｅには、内側円筒部９２Ｄと隣接する位置にリブ９２Ｅの幅よりも幅が大きい取付部９２Ｆが設けられている。取付部９２Ｆは、略円柱状に形成されている。取付部９２Ｆは、カバー部９２の周方向に沿ってほぼ等間隔に複数（本実施形態では、６個）配置されている。取付部９２Ｆには、ボルト９８の軸部９８Ｂが螺合されるネジ孔９３がハブ体４６の軸方向に沿って形成されている（図２参照）。円筒部９２Ｃは、リブ９２Ｅおよび取付部９２Ｆよりも軸方向の本体部９０側（図２参照）に突出している。また、カバー部９２には、側壁部９２Ｂの外周部から半径方向外側に突出した複数（本実施形態では、３つ）の突出片９２Ｇを備えている。突出片９２Ｇには、本体部９０と締結固定されるボルト９４が挿通される貫通孔９５が形成されている（図２参照）。

図４（Ｂ）に示されるように、環状体９６は、カバー部９２の複数のリブ９２Ｅ（図３（Ｃ）参照）と対向する位置に配置される側壁部（縦壁部）９６Ｂと、側壁部９６Ｂの周縁部から本体部９０側（図２参照）に軸方向に沿って延びた円筒部９６Ｃと、を備えている。さらに、環状体９６は、側壁部９６Ｂの内周部から本体部９０側（図２参照）に軸方向に沿って延びると共に円筒部９６Ｃとほぼ同心円上に配置された内側円筒部９６Ｄと、円筒部９６Ｃと内側円筒部９６Ｄとを半径方向に繋ぐ複数のリブ９６Ｅと、を備えている。環状体９６は、内側円筒部９６Ｄの内周部に内歯車９６Ａが形成されている。

複数のリブ９６Ｅのうちの一部のリブ９６Ｅの中間部（内側円筒部９６Ｄに近い位置）には、リブ９６Ｅの幅よりも幅が大きい略円柱状の取付部９６Ｆが設けられている。取付部９６Ｆは、環状体９６の周方向に沿ってほぼ等間隔に複数（本実施形態では、６個）配置されている。取付部９６Ｆには、ボルト９８の軸部９８Ｂが挿通される貫通孔９７がハブ体４６の軸方向に沿って形成されている（図２参照）。円筒部９６Ｃは、リブ９６Ｅおよび取付部９６Ｆよりも軸方向の本体部９０側に突出している。環状体９６の複数の貫通孔９７は、カバー部９２の複数のネジ孔９３と軸方向の位置が合うように設けられている。

図４（Ａ）に示されるように、環状体９６の円筒部９６Ｃの外径は、カバー部９２の円筒部９２Ｃの内径よりも若干小さく形成されており、環状体９６の円筒部９６Ｃがカバー部９２の円筒部９２Ｃの内側に嵌まり込んでいる。この状態で、環状体９６の円筒部９６Ｃとカバー部９２の円筒部９２Ｃとの対向部である円筒部９６Ｃの外周面と円筒部９２Ｃの内周面とが、接着剤（接合手段）１３０により接合されている（図２参照）。本実施形態では、カバー部９２の円筒部９２Ｃの内周面のほぼ全面に接着剤１３０を塗布した状態で、環状体９６の円筒部９６Ｃをカバー部９２の円筒部９２Ｃの内側に嵌め込んでいる。これにより、円筒部９６Ｃの外周面と円筒部９２Ｃの内周面とが、接着剤１３０により周方向にほぼ連続して接合されている。

また、ボルト（締結手段）９８の軸部９８Ｂを環状体９６の貫通孔９７に挿通させ、カバー部９２のネジ孔９３に螺合させることで、環状体９６の側壁部９６Ｂが複数のボルト９８によりカバー部９２の側壁部９２Ｂに締結固定されている。複数のボルト９８は、環状体９６の軸方向に配置されている（図２参照）。

図２に示されるように、カバー部９２の内周面と接合される環状体９６の外周面は、環状体９６のボルト９８の固定面から環状体９６の軸方向に延びた円筒部９６Ｃにより構成されている。これにより、環状体９６が複数のボルト９８によりカバー部９２に締結固定された状態で、複数のボルト９８の頭部９８Ａが円筒部９６Ｃの内部に収納されている。

次に、本実施形態のモータ内蔵ハブ構造Ｓ１が適用されたモータ内蔵ハブユニット３０の作用並びに効果について説明する。

図１に示されるように、電動アシスト自転車１０のペダル２８Ａの踏込みに一定値以上の負荷が作用すると、コントローラ３４は、バッテリー３２から給電用ケーブル６６を通じてモータ４８のステータ５４に通電する（図２参照）。これによって、ロータ５２が回転する。ロータ５２の回転によって、回転軸５６の軸方向一端部に設けられた太陽歯車８６が回転し、太陽歯車８６に噛合された遊星歯車８８が定位置で回転する。遊星歯車８８の回転は、環状体９６の内歯車９６Ａを介してハブ体４６に減速して伝達され、電動アシスト自転車１０の前輪２０を回転駆動する。このようなモータ内蔵ハブユニット３０では、ロータ５２の電動回転によって、ペダル２８Ａの踏込み力を軽くして電動アシスト自転車１０を走行させることができる。

一般的に、回生機能を有するモータ内蔵ハブユニットでは、通常駆動時の状態と、下り坂などの惰性走行時に車輪の回転力を利用した回生状態とに切り替わると、環状体の内歯車の受けるトルクの方向が変化する。例えば、環状体がハブ体の側壁部に複数のボルトのみによって固定されている構造では、環状体の内歯車の受けるトルクの方向が変化することにより、環状体とハブ体との間でズレが生じる。つまり、環状体の外周面とハブ体の内周面との間の動摩擦や他の構成部品との接触が発生し、そのときに異音が発生する可能性がある。

本実施形態のモータ内蔵ハブユニット３０では、図２及び図４に示されるように、環状体９６の側壁部９６Ｂが、複数（本実施形態では６本）のボルト９８によりハブ体４６を構成するカバー部９２の側壁部９２Ｂに締結固定されている。これと共に、モータ内蔵ハブユニット３０では、環状体９６の円筒部９６Ｃがカバー部９２の円筒部９２Ｃの内側に嵌まり込んだ状態で、環状体９６の円筒部９６Ｃの外周面とカバー部９２の円筒部９２Ｃの内周面とが、接着剤１３０により接合されている。このようなモータ内蔵ハブユニット３０では、複数のボルト９８と接着剤１３０により、環状体９６とカバー部９２（ハブ体４６）とが強固に固定されると共に、接着剤１３０により、円筒部９６Ｃの外周面と円筒部９２Ｃの内周面とが相対的にずれることを抑制することができる。このため、環状体９６とカバー部９２との間のズレによる異音の発生を抑制することができる。

また、モータ内蔵ハブユニット３０では、複数のボルト９８による締結固定部と接着剤１３０のよる接合部により固定力を分散できるので、小さいサイズのボルト９８を用いることができ、モータ内蔵ハブユニット３０の小型化および軽量化が可能となる。

また、モータ内蔵ハブユニット３０では、環状体９６の円筒部９６Ｃの外周面とカバー部９２の円筒部９２Ｃの内周面とが、接着剤１３０により接合されているため、内歯車９６Ａを備えた環状体９６の軸方向の位置決めに影響を与えない。このため、環状体９６をカバー部９２に容易に組み付けることができる。

また、モータ内蔵ハブユニット３０では、カバー部９２の内周面と接着される環状体９６の外周面は、環状体９６の複数のボルト９８の固定面から環状体９６の軸方向に延びた円筒部９６Ｃにより構成されている。これにより、複数のボルト９８の頭部９８Ａを円筒部９６Ｃの内部に収納できる。このため、環状体９６を複数のボルト９８によりカバー部９２に固定した状態で、カバー部９２の内側のスラスト方向（軸方向）の寸法をよりコンパクト化することができる。

さらに、図２及び図４に示されるように、複数のボルト９８により環状体９６の側壁部９６Ｂとカバー部９２の側壁部９２Ｂとが締結固定された状態で、複数のボルト９８は、環状体９６の軸方向に配置されている。このため、環状体９６をカバー部９２に固定する際に、複数のボルト９８による締結固定部と接着剤１３０による接合部の向きが異なり、スラスト方向（軸方向）とラジアル方向（軸に対して垂直方向）で固定力を得ることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態であるモータ内蔵ハブ構造について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図５に示されるように、本実施形態のモータ内蔵ハブ構造Ｓ２が適用されたモータ内蔵ハブユニット１５０では、ハブ体４６を構成するカバー部１５２は、側壁部９２Ｂにおける環状体９６と対向する内側面（側壁面）１５２Ａが略平面状に形成されている。また、環状体９６の側壁部９６Ｂの外側面（内側面１５２Ａと対向する面）も略平面状に形成されている。環状体９６の側壁部９６Ｂは、複数（本実施形態では６本）のボルト９８によりカバー部１５２の側壁部９２Ｂに締結固定されている。さらに、環状体９６の円筒部９６Ｃの外周面とカバー部１５２の円筒部９２Ｃの内周面とが、接合手段としての接着剤１５４により接合されると共に、環状体９６の側壁部９６Ｂの外側面（側面）とカバー部１５２の側壁部９２Ｂの内側面１５２Ａとが、接着剤１５４により接合されている。

このようなモータ内蔵ハブユニット１５０では、複数のボルト９８と接着剤１５４により、環状体９６とカバー部１５２（ハブ体４６）とがより強固に固定されている。また、接着剤１５４により、環状体９６の円筒部９６Ｃの外周面とカバー部１５２の円筒部９２Ｃの内周面とが相対的にずれることが抑制されると共に、環状体９６の側壁部９６Ｂの外側面とカバー部１５２の側壁部９２Ｂの内側面１５２Ａとが相対的にずれることが抑制される。このため、環状体９６とカバー部１５２との間のズレによる異音の発生を抑制することができる。

例えば、環状体がカバー部（ハブ体）の側壁部に複数のボルトのみにより固定されている構造では、環状体の側壁部が波状に変形し、カバー部（ハブ体）の側壁部を叩く現象が発生する可能性がある。これに対し、本実施形態のモータ内蔵ハブユニット１５０では、環状体９６の側壁部９６Ｂの外側面とカバー部１５２の側壁部９２Ｂの内側面１５２Ａとが、接着剤１５４により接合されているため、環状体９６の側壁部９６Ｂの外側面が波状に変形してカバー部１５２の側壁部９２Ｂを叩くことを防止又は抑制することができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態であるモータ内蔵ハブ構造について説明する。なお、第１及び第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図６に示されるように、本実施形態のモータ内蔵ハブ構造Ｓ３が適用されたモータ内蔵ハブユニット１６０では、ハブ体４６を構成するカバー部１６２は、金属製とされている。カバー部１６２の円筒部９２Ｃの内周面には、ローレット加工により軸方向に沿って形成された多数の凹凸からなる接合手段としての係合部１６４を備えている。内歯車９６Ａを備えた環状体１６６は、樹脂製とされている。環状体１６６の円筒部９６Ｃの外径は、カバー部１６２の円筒部９２Ｃ（係合部１６４）の内径よりも若干大きく形成されている。環状体１６６の円筒部９６Ｃの外周面は、カバー部１６２の円筒部９２Ｃの内側に組み付ける前は、ほぼ一様で滑らかな面を有している。環状体１６６の円筒部９６Ｃをカバー部１６２の円筒部９２Ｃの内側に圧入することで、環状体１６６の円筒部９６Ｃの外周面には、カバー部１６２の円筒部９２Ｃの係合部１６４に係合される多数の凹凸が形成される。これにより、カバー部１６２の円筒部９２Ｃの係合部１６４と環状体１６６の円筒部９６Ｃの多数の凹凸とが係合される。

また、モータ内蔵ハブユニット１６０では、環状体１６６の側壁部９６Ｂは、複数（本実施形態では６本）のボルト９８によりカバー部１６２の側壁部９２Ｂに締結固定されている。

このようなモータ内蔵ハブユニット１６０では、複数のボルト９８による締結固定部と、カバー部１６２の円筒部９２Ｃの係合部１６４と環状体１６６の円筒部９６Ｃの外周面との係合による接合部により、環状体１６６とカバー部１６２（ハブ体４６）とがより強固に固定されている。また、カバー部１６２の円筒部９２Ｃの係合部１６４と環状体１６６の円筒部９６Ｃの外周面との係合による接合部により、環状体１６６の円筒部９６Ｃの外周面とカバー部１６２の円筒部９２Ｃの内周面とが相対的にずれることを抑制することができる。このため、環状体９６とカバー部１６２との間のズレによる異音の発生を抑制することができる。

なお、第３実施形態のカバー部１６２の係合部１６４と環状体１６６の外周面とを圧入により係合させる構造に代えて、カバー部の内周面と環状体の外周面とを他の接合手段により係合させてもよい。例えば、環状体の外周面に略Ｖ字状の複数の切り欠き部を設けると共に、カバー部（ハブ体）における環状体の外周面との境界付近に複数の孔部を設け、複数のタッピングネジをそれぞれ孔部にねじ込むことで、タッピングネジを切り欠き部に係合させる構成でもよい。この構成でも、複数のタッピングネジと切り欠き部との係合により、環状体の外周面とカバー部の内周面とが相対的にずれることを抑制することができる。
また、例えば、環状体の外周面に複数の凹状の切り欠き部を設け、カバー部に半径方向に沿って複数のネジを締め付けることで、ネジを切り欠き部にそれぞれ係合させる構成でもよい。この構成でも、複数のネジと切り欠き部との係合により、環状体の外周面とカバー部の内周面とが相対的にずれることを抑制することができる。

さらに、本発明は、ハブ体の面に設けられた係合部に、環状体の面が係合される構成に限定するものではなく、環状体の面に設けられた係合部に、ハブ体の面が係合される構成でもよい。

また、第２実施形態のモータ内蔵ハブユニット１５０では、環状体９６の円筒部９６Ｃとカバー部１５２の円筒部９２Ｃとが接着剤１５４により固定されると共に、環状体９６の側壁部９６Ｂとカバー部１５２の側壁部９２Ｂの内側面１５２Ａとが接着剤１５４により固定されているが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、環状体９６の側壁部９６Ｂとカバー部１５２の側壁部９２Ｂの内側面１５２Ａのみを接着剤１５４により接着する構成でもよい。この構成でも、環状体９６とカバー部１５２の対向面のズレが抑制され、環状体９６とカバー部１５２との間のズレによる異音の発生を抑制することができる。

また、本実施形態のモータ内蔵ハブユニット３０では、回転軸５６と左右両側のハブ軸４２、４４とが軸方向に分割して配置されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。

さらに、本実施形態のモータ内蔵ハブユニット３０は、電動アシスト自転車１０の前輪２０に設けられているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、モータ内蔵ハブユニットを電動アシスト自転車の後輪に設けてもよい。

１０ 電動アシスト自転車（自転車）
１８ 前ホーク（車体）
２０ 前輪
３０ モータ内蔵ハブユニット
４２ ハブ軸
４４ ハブ軸
４６ ハブ体
４８ モータ
８０ 減速装置（減速機構）
８８ 遊星歯車
９２ カバー部（ハブ体）
９２Ｂ 側壁部（側壁面）
９２Ｃ 円筒部（内周面）
９６ 環状体
９６Ａ 内歯車
９６Ｂ 側壁部（側面）
９６Ｃ 円筒部（外周面）
９８ ボルト（締結手段）
１３０ 接着剤（接合手段）
１５０ モータ内蔵ハブユニット
１５２ カバー部（ハブ体）
１５２Ａ 内側面（側壁面）
１５４ 接着剤（接合手段）
１６０ モータ内蔵ハブユニット
１６２ カバー部（ハブ体）
１６４ 係合部（接合手段）
１６６ 環状体
Ｓ１ モータ内蔵ハブ構造
Ｓ２ モータ内蔵ハブ構造
Ｓ３ モータ内蔵ハブ構造

Claims (7)

1. 車体に固定されるハブ軸に対して回転可能に設けられたハブ体と、
   前記ハブ体の内部に設けられ、前記ハブ体を回転させるモータと、
   前記ハブ体の内部に設けられ、前記モータの回転を減速して前記ハブ体に伝達する減速機構と、
   前記減速機構に設けられ、内周側に遊星歯車が噛合される内歯車を備えた環状体と、
   前記環状体を前記ハブ体に締結固定する複数の締結手段と、
   前記ハブ体の面と前記環状体の面とが対向する対向部に設けられ、前記ハブ体の面と前記環状体の面とが相対的にずれないように接合する接合手段と、を有し、
   前記接合手段は、前記ハブ体の面と前記環状体の面との間に塗布され、前記ハブ体の面と前記環状体の面とを接合する接着剤であるモータ内蔵ハブ構造。
2. 車体に固定されるハブ軸に対して回転可能に設けられたハブ体と、
   前記ハブ体の内部に設けられ、前記ハブ体を回転させるモータと、
   前記ハブ体の内部に設けられ、前記モータの回転を減速して前記ハブ体に伝達する減速機構と、
   前記減速機構に設けられ、内周側に遊星歯車が噛合される内歯車を備えた環状体と、
   前記環状体を前記ハブ体に締結固定する複数の締結手段と、
   前記ハブ体の面と前記環状体の面とが対向する対向部に設けられ、前記ハブ体の面と前記環状体の面とが相対的にずれないように接合する接合手段と、を有し、
   前記接合手段は、前記ハブ体の面及び前記環状体の面の一方に設けられた係合部に、前記ハブ体の面及び前記環状体の面の他方が係合される構成とされているモータ内蔵ハブ構造。
3. 前記環状体の外周面と前記ハブ体の内周面とが前記接着剤により接合されている請求項１に記載のモータ内蔵ハブ構造。
4. 前記環状体の側面と前記ハブ体の側壁面とが前記接着剤により接合されている請求項１又は請求項３に記載のモータ内蔵ハブ構造。
5. 前記ハブ体の内周面と前記環状体の外周面とが前記接合手段により接合されており、
   前記環状体の外周面は、前記環状体の前記複数の締結手段の固定面から前記環状体の軸方向に延びる円筒部により構成されている請求項１又は請求項２に記載のモータ内蔵ハブ構造。
6. 前記複数の締結手段は、前記環状体の軸方向に配置されている請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のモータ内蔵ハブ構造。
7. 前輪又は後輪に、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のモータ内蔵ハブ構造が設けられている自転車。