JP2019073123A - 自転車用ドライブユニット - Google Patents
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Abstract
Description
上記第1側面に従えば、モータの回転軸心がクランク軸の延びる方向に交差する方向に延びるため、クランク軸の回転軸心に平行な方向において、モータが設けられる第2部分のサイズを小型化できる。さらに、ハウジングのモータの回転軸心に垂直な方向における第2部分の寸法を75mm以下にできる。
上記第2側面に従えば、フレームの内部を有効活用して、自転車用ドライブユニットとフレームとの外観上の一体感を向上させることができる。
上記第3側面に従えば、モータの回転軸心に垂直な方向における第2部分の寸法が40mm未満になることによって、モータを配置するスペースが小さくなりすぎてしまうことを抑制できる。
上記第4側面に従えば、モータの回転軸心に垂直な平面上で相互に直交する第1方向と第2方向とにおいて、第2部分の寸法を異ならせることができる。
上記第5側面に従えば、クランク軸の延びる方向に平行な方向における第2部分の寸法を、クランク軸の延びる方向に直交する方向における第2部分の寸法よりも小さくすることができる。
上記第6側面に従えば、第2寸法が、第1寸法の1.5倍よりも大きくなることを抑制できる。
上記第7側面に従えば、最大出力トルクが10Nm以上かつ80Nm以下のモータによって自転車の推進を好適にアシストすることができる。
上記第8側面に従えば、最大出力トルクが10Nm以上かつ60Nm以下のモータによって自転車の推進を好適にアシストすることができる。
上記第9側面に従えば、最大出力トルクが10Nm以上かつ40Nmのモータによって自転車の推進を好適にアシストすることができる。
上記第10側面に従えば、最大出力が100ワット以上かつ600ワット以下のモータによって、自転車の推進を好適にアシストすることができる。
上記第11側面に従えば、最大出力が100ワット以上かつ450ワット以下のモータによって、自転車の推進を好適にアシストすることができる。
上記第12側面に従えば、最大出力が100ワット以上かつ300ワット以下のモータによって、自転車の推進を好適にアシストすることができる。
上記第13側面に従えば、モータの回転軸心とクランク軸の回転軸心とがねじれの位置にある場合に比較して、自転車用ドライブユニットの小型化に貢献できる。
上記第14側面に従えば、自転車用ドライブユニットの小型化にさらに貢献できる。
上記第15側面に従えば、出力部によってクランク軸およびモータのトルクを好適に合力できる。
上記第16側面に従えば、出力部と出力部と接続される動力伝達経路の部材とを接続させやすい。
上記第17側面に従えば、クランク軸およびモータのトルクを出力部からスプロケットに伝達できる。
上記第18側面に従えば、30個以上かつ55個以下の歯数を有するスプロケットにクランク軸およびモータのトルクを伝達できる。
上記第19側面に従えば、第1ワンウェイクラッチによってクランク軸の一方向の回転のみを出力部に伝達することができる。
上記第20側面に従えば、第1ワンウェイクラッチをクランク軸に近い位置に配置することができる。
上記第21側面に従えば、減速機によってモータの回転を好適に減速できる。
上記第22側面に従えば、第1ギアと第2ギアとによって回転速度を減速しつつ、回転方向を転換して、モータによって出力部を回転することができる。
上記第23側面に従えば、第2ワンウェイクラッチによってクランク軸および出力部からの回転力がモータに伝達することを抑制できる。
上記第24側面に従えば、第2ワンウェイクラッチをクランク軸に近い位置に配置することができる。
上記第25側面に従えば、制御部とモータのとの間の配線が長くなってしまうことを抑制することができる。
上記第26側面に従えば、検出部を自転車用ドライブユニットと別体で取り付ける必要がない。
上記第27側面に従えば、電気端子によって簡単にバッテリの電力を使用できる。
上記第28側面に従えば、第2部分のうちの第1部分とは反対側の端部側に配置されるバッテリからの電力を供給しやすくすることができる。
上記第29側面に従えば、モータの回転軸心に垂直な方向における第2部分の寸法を60mm以下にできる。
図1〜図19を参照して、実施形態の自転車用ドライブユニット60を含む自転車10について説明する。以下、自転車用ドライブユニット60は、単にドライブユニット60と記載する。自転車10は、ロードバイクであるが、本発明はロードバイク以外の自転車、例えばマウンテンバイクおよびシティバイク等にも適用可能である。自転車10の上下方向とは、自転車10を走行可能な状態で水平面に直立させた状態における上下方向である。自転車10の幅方向は、自転車10を走行可能な状態で水平面に直立させ、自転車10の進行方向を見た状態における左右方向である。
自転車本体12は、自転車用フレーム30、フレーム30に接続されるフロントフォーク12A、および、フロントフォーク12Aにステム12Bを介して着脱可能に接続されるハンドルバー12Cを備えている。以下、自転車用フレーム30は、単にフレーム30と記載する。フロントフォーク12Aは、フレーム30に支持される。
モータ66の回転軸心C2に平行な方向において、ドライブユニット60の最大寸法LYは、好ましくは、300mm以下である。さらに好ましくは、モータ66の回転軸心C2に平行な方向において、ドライブユニット60の最大寸法LYは、270mm以下である。さらに好ましくは、モータ66の回転軸心C2に平行な方向において、ドライブユニット60の最大寸法LYは、150mm以下である。モータ66の回転軸心C2に平行な方向におけるドライブユニット60の最大寸法LYは、モータ66の回転軸心C2に平行な方向におけるハウジング62の最大寸法と実質的に等しい。
第1工程は、ハウジング62の第1部分84を、フレーム30に設けられる第1部分84の取り付け位置に配置する。第1工程では、ドライブユニット60をクランク軸64の延びる方向に移動させる。第1工程では、フレーム30の貫通孔34Aにクランク軸64の第1端部64Aを挿入する。第1工程では、ドライブユニット60を自転車10の幅方向に交差する方向に移動させる。
上記実施形態に関する説明は、本発明に従う自転車用ドライブユニットが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う自転車用ドライブユニットは、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・取付部32は、ダウンチューブ30Aに代えてまたは加えて、チェーンステイ30Fおよびシートチューブ30Dの少なくとも一方に設けられるようにしてもよい。
・出力部68は、プーリを取り付け可能に構成されてもよい。この場合、フロント回転体26およびリア回転体28には、プーリが含まれ、フロント回転体26とリア回転体28とはベルトで接続される。
Claims (29)
- 自転車のフレームに取り付けられるハウジングと、
前記ハウジングに設けられるクランク軸と、
前記ハウジングに設けられ、自転車の推進をアシストするモータと、を含み、
前記ハウジングは、第1部分および第2部分を含み、
前記クランク軸は、前記第1部分に設けられ、
前記モータは、前記第2部分に設けられ、前記クランク軸の延びる方向に交差する方向に延びる回転軸心を有し、
前記モータの回転軸心に垂直な方向における前記第2部分の最大寸法は、75mm以下である、自転車用ドライブユニット。 - 前記ハウジングは、前記フレームに少なくとも一部が内蔵されるように構成される、請求項1に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータの回転軸心に垂直な方向における前記第2部分の最小寸法は、40mm以上である、請求項1または2に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記第2部分は、前記モータの回転軸心に垂直な平面上で相互に直交する第1方向の第1寸法および第2方向の第2寸法が異なるように構成される、請求項3に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記第1方向は、前記クランク軸の延びる方向に平行であり、
前記第1寸法は、前記第2寸法よりも小さくなるように構成される、請求項4に記載の自転車用ドライブユニット。 - 前記第1寸法に対する前記第2寸法の比率は、1よりも大きくかつ1.5以下である、請求項4または5に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータの最大出力トルクは、10Nm以上かつ80Nm以下である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータの最大出力トルクは、10Nm以上かつ60Nm以下である、請求項7に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータの最大出力トルクは、10Nm以上かつ40Nm以下である、請求項8に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータの最大出力は、100ワット以上かつ600ワット以下である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータの最大出力は、100ワット以上かつ450ワット以下である、請求項10に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータの最大出力は、100ワット以上かつ300ワット以下である、請求項11に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータの回転軸心と、前記クランク軸の回転軸心とは、同一平面に含まれる、請求項1〜12のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記モータの回転軸心と、前記クランク軸の回転軸心とは直交する、請求項13に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングに設けられ、前記クランク軸および前記モータのトルクが伝達される出力部をさらに含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記出力部は、前記クランク軸と同軸に設けられ、少なくとも一部が前記ハウジングから露出する、請求項15に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記出力部は、1または複数のスプロケットを取り付け可能に構成される、請求項15または16に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記1または複数のスプロケットの歯数は、30個以上かつ55個以下である、請求項17に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングに設けられ、前記クランク軸と前記出力部との間の第1動力伝達経路に設けられる第1ワンウェイクラッチをさらに含む、請求項15〜18のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記第1ワンウェイクラッチは、前記ハウジングの前記第1部分に設けられる、請求項19に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングに設けられ、前記モータに接続される減速機をさらに含む、請求項15〜20のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記減速機は、前記モータのトルクが伝達される第1ギアと、前記第1ギアと噛み合い、前記出力部にトルクを伝達する第2ギアとを含み、
前記第1ギアは、前記モータの回転軸心と平行な第1回転軸心を有し、
前記第2ギアは、前記クランク軸の回転軸心と平行な第2回転軸心を有する、請求項21に記載の自転車用ドライブユニット。 - 前記ハウジングに設けられ、前記モータと前記出力部との間の第2動力伝達経路に設けられる第2ワンウェイクラッチをさらに含む、請求項15〜22のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記第2ワンウェイクラッチは、前記ハウジングの前記第1部分に設けられる、請求項23に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングに設けられ、前記モータを制御する制御部をさらに含む、請求項1〜24のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングに設けられ、前記クランク軸から入力される人力駆動力を検出する検出部をさらに含み、
前記制御部は、前記検出部の検出結果に応じて、前記モータを制御する、請求項25に記載の自転車用ドライブユニット。 - 前記ハウジングに設けられ、前記モータに電力を供給するバッテリと電気的に接続される電気端子をさらに含む、請求項1〜26のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
- 前記ハウジングの前記第2部分は、前記モータの回転軸心に平行な方向において、第1端部と第2端部とを有し、
前記第1端部は、前記第1部分に接続され、
前記電気端子は、前記第2端部に設けられる、請求項27に記載の自転車用ドライブユニット。 - 前記モータの回転軸心に垂直な方向における前記第2部分の最大寸法は、60mm以下である、請求項1〜28のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
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