JP5300830B2 - Bicycle hub with built-in motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自転車用ハブ、特に、自転車の車輪のハブを構成するモータ内蔵自転車用ハブに関する。 The present invention relates to a bicycle hub, and more particularly to a motor-equipped bicycle hub that constitutes a hub of a bicycle wheel.
自転車において、人力による駆動力をモータにより補助するアシスト自転車が従来知られている。アシスト自転車には、モータ内蔵自転車用ハブが設けられているものがある。モータ内蔵自転車用ハブにおいて、ロータを左右一対の転がり軸受で支持されたものが従来知られている（たとえば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, an assist bicycle that assists a human driving force with a motor is known. Some assist bicycles are provided with a motorized bicycle hub. 2. Description of the Related Art Conventionally, a motor-equipped bicycle hub is known in which a rotor is supported by a pair of left and right rolling bearings (see, for example, Patent Document 1).
たとえば組立て性を考慮して、外輪をすきま嵌めでロータに装着する必要がある場合では、外輪のガタツキによる騒音が発生するおそれがある。 For example, in consideration of assembly, when it is necessary to attach the outer ring to the rotor with a clearance fit, noise due to rattling of the outer ring may occur.
本発明の課題は、モータ内蔵自転車用ハブにおいて、軸受の外輪をすきま嵌めでロータに装着しても騒音を抑えることができるようにすることにある。 An object of the present invention is to make it possible to suppress noise even when the outer ring of a bearing is attached to a rotor by a clearance fit in a motor-integrated bicycle hub.
発明１に係るモータ内蔵自転車用ハブは、自転車の車輪のハブを構成するモータ内蔵自転車用ハブである。モータ内蔵自転車用ハブは、ハブ軸と、モータと、第１軸受と、第２軸受と、移動制限部と、押圧部と、スペーサと、を備えている。モータは、ハブ軸回りに回転するロータと、ハブ軸に対して回転不能でありロータの外周側に配置されるステータと、を有する。第１軸受は、第１内輪と第１外輪と第１転動体とを有し、ロータをハブ軸に回転自在に支持するためのものである。第１内輪は、ハブ軸に圧入される。第１外輪は、ロータに装着される。第１転動体は、第１内輪及び第１外輪の間に配置される。第２軸受は、第２内輪と第２外輪と第２転動体とを有し、ハブ軸方向に第１軸受とは間隔を隔てて配置され、ロータをハブ軸に回転自在に支持するためのものである。第２内輪は、ハブ軸に装着される。第２外輪は、ロータに圧入される。第２転動体は、第２内輪及び第２外輪の間に配置される。移動制限部は、第１内輪の、第２軸受から離反する方向の移動を制限する。押圧部は、第１外輪を第２軸受に向けて押圧可能である。スペーサは、第１内輪と第２内輪との間に配置される。第２内輪は、ハブ軸にすきま嵌めで装着され、スペーサを介して第１内輪を押圧して、ハブ軸に固定される。 A motor-integrated bicycle hub according to a first aspect of the present invention is a motor-integrated bicycle hub that constitutes a hub of a bicycle wheel. The motor-integrated bicycle hub includes a hub shaft, a motor, a first bearing, a second bearing, a movement restricting portion, a pressing portion, and a spacer . The motor includes a rotor that rotates about the hub shaft, and a stator that is non-rotatable with respect to the hub shaft and is disposed on the outer peripheral side of the rotor. The first bearing has a first inner ring, a first outer ring, and a first rolling element, and is for rotatably supporting the rotor on the hub shaft. The first inner ring is press-fitted into the hub axle. The first outer ring is attached to the rotor. The first rolling element is disposed between the first inner ring and the first outer ring. The second bearing has a second inner ring, a second outer ring, and a second rolling element, and is disposed at a distance from the first bearing in the hub axis direction, and rotatably supports the rotor on the hub axis. Is. The second inner ring is attached to the hub axle. The second outer ring is press-fitted into the rotor. The second rolling element is disposed between the second inner ring and the second outer ring. The movement restriction unit restricts movement of the first inner ring in a direction away from the second bearing. The pressing portion can press the first outer ring toward the second bearing. The spacer is disposed between the first inner ring and the second inner ring. The second inner ring is attached to the hub shaft by a clearance fit, and is fixed to the hub shaft by pressing the first inner ring through a spacer.
このモータ内蔵自転車用ハブでは、第１外輪は、押圧部により第２軸受に向けて押圧されている。また、第１内輪は、移動制限部により第２軸受から離反する方向の移動が規制されている。これにより、第１外輪をすきま嵌めでロータに装着しても、移動制限部材によって移動が制限される第１内輪に対して、第１外輪だけ第２軸受とは反対側に移動しようとすることを抑制することができる。第１外輪の第２軸受とは反対側への移動を規制することにより第１外輪のガタツキを抑えることができ、軸受の外輪をすきま嵌めでロータに装着しても騒音を抑えることができる。 In this motor-integrated bicycle hub, the first outer ring is pressed toward the second bearing by the pressing portion. Further, the movement of the first inner ring in the direction away from the second bearing is restricted by the movement restricting portion. Thereby, even if the first outer ring is attached to the rotor with a clearance fit, only the first outer ring tries to move to the opposite side of the second bearing with respect to the first inner ring whose movement is restricted by the movement restricting member. Can be suppressed. By restricting the movement of the first outer ring to the opposite side of the second bearing, the play of the first outer ring can be suppressed, and noise can be suppressed even when the outer ring of the bearing is mounted on the rotor by clearance fitting.
発明２に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１に係るモータ内蔵自転車用ハブにおいて、押圧部は、第１外輪を付勢する付勢部材を有する。 A motor-integrated bicycle hub according to a second aspect is the motor-equipped bicycle hub according to the first aspect, wherein the pressing portion includes a biasing member that biases the first outer ring.
この場合には、弾性体及びばね部材等の付勢部材により第１外輪を押圧できるので、安定して第１外輪を押圧できる。 In this case, since the first outer ring can be pressed by the urging member such as the elastic body and the spring member, the first outer ring can be stably pressed.
発明３に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明２に係るモータ内蔵自転車用ハブにおいて、付勢部材は、ばね部材である。 The motor-integrated bicycle hub according to a third aspect is the motor-equipped bicycle hub according to the second aspect, wherein the biasing member is a spring member.
この場合には、コイルばねや皿ばね等のばね部材は、ゴム等の弾性体に比べて長期間にわたり安定して第１外輪を付勢できる。 In this case, a spring member such as a coil spring or a disc spring can urge the first outer ring stably over a long period of time compared to an elastic body such as rubber.
発明４に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から３のいずれかに係るモータ内蔵自転車用ハブにおいて、ロータの回転を減速する減速機構をさらに備える。ロータは、減速機構に連結されている。 A motor-equipped bicycle hub according to a fourth aspect of the present invention is the motor-equipped bicycle hub according to any one of the first to third aspects, further comprising a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the rotor. The rotor is connected to a speed reduction mechanism.
この場合には、モータの回転が減速機構により減速されるので、車輪の回転トルクを大きくすることができる。 In this case, since the rotation of the motor is decelerated by the speed reduction mechanism, the rotational torque of the wheel can be increased.
発明５に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明４に係るモータ内蔵自転車用ハブにおいて、付勢部材は、第１端が減速機構に当接し、第２端が第１外輪に当接する。 A motor-integrated bicycle hub according to a fifth aspect is the motor-equipped bicycle hub according to the fourth aspect, wherein the urging member has a first end in contact with the speed reduction mechanism and a second end in contact with the first outer ring.
この場合には、付勢部材が異なる部材に当接しているため、付勢部材の形状及び配置の自由度が高くなる。また付勢部材を配置するときに、減速機構との間に生じる空間を効率的に利用することができ、付勢部材を配置するために自転車用ハブが大型化することを抑制することができる。 In this case, since the biasing member is in contact with a different member, the shape of the biasing member and the degree of freedom of arrangement are increased. Moreover, when arrange | positioning an urging member, the space produced between a deceleration mechanism can be utilized efficiently, and it can suppress that the hub for bicycles becomes large in order to arrange an urging member. .
発明６に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明５に係るモータ内蔵自転車用ハブにおいて、押圧部は、減速機構に装着された第１位置決め部と、ロータに軸方向移動自在に装着された第２位置決め部と、を有する。第１位置決め部は、付勢部材の第１端側をハブ軸の径方向に位置決めする。第２位置決め部は、付勢部材の第２端側をハブ軸の径方向に位置決めする。 A bicycle hub with a built-in motor according to a sixth aspect of the invention is the bicycle hub with a built-in motor according to the fifth aspect, wherein the pressing portion is a first positioning portion attached to the speed reduction mechanism, and a second attached to the rotor so as to be axially movable. And a positioning part. The first positioning portion positions the first end side of the urging member in the radial direction of the hub shaft. The second positioning portion positions the second end side of the biasing member in the radial direction of the hub shaft.
この場合には、付勢部材のハブ軸の径方向の位置が位置決めされるので、ロータが回転して付勢部材に遠心力が作用しても、付勢部材が付勢方向以外に移動しにくくなり、付勢力が安定する。 In this case, since the position of the urging member in the radial direction of the hub shaft is positioned, even if the rotor rotates and centrifugal force acts on the urging member, the urging member moves in a direction other than the urging direction. It becomes difficult and the urging force is stabilized.
発明７に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明５又は６に係るモータ内蔵自転車用ハブにおいて、減速機構は、ロータに一体回転可能に連結された太陽ギアを有する遊星歯車機構である。付勢部材の第１端は、太陽ギアに当接している。 A bicycle hub with a built-in motor according to a seventh aspect is the bicycle hub with a built-in motor according to the fifth or sixth aspect, wherein the speed reduction mechanism is a planetary gear mechanism having a sun gear coupled to the rotor so as to be integrally rotatable. The first end of the urging member is in contact with the sun gear.
この場合には、付勢部材が一体回転する太陽ギアに当接するので、ロータが回転したときに、付勢部材を第１外輪とともに回転させることが可能となり、付勢部材と第１外輪との擦動を抑制することができる
発明８に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から７のいずれかに係るモータ内蔵自転車用ハブにおいて、移動制限部は、ハブ軸の外周面から突出して形成され、第１内輪に接触可能な突起を有する。
In this case, since the urging member contacts the sun gear that rotates integrally, when the rotor rotates, the urging member can be rotated together with the first outer ring, and the urging member and the first outer ring can be rotated. The bicycle hub with a built-in motor according to the eighth aspect of the present invention is capable of suppressing friction. In the bicycle hub with a built-in motor according to any of the first to seventh aspects, the movement restricting portion is formed to protrude from the outer peripheral surface of the hub shaft. And a protrusion capable of contacting the first inner ring.
この場合には、ハブ軸に突起を設けるだけの簡素な構成で第１内輪の移動を規制できる。 In this case, the movement of the first inner ring can be restricted with a simple configuration in which a protrusion is provided on the hub shaft.
本発明によれば、移動制限部側の第１外輪は、押圧部により第２軸受に向けて押圧されている。また、第１内輪は、移動制限部により第２軸受から離反する方向の移動が規制されている。これにより、第１外輪をすきま嵌めでロータに装着しても、移動制限部材によって移動が制限される第１内輪に対して、第１外輪だけ第２軸受とは反対側に移動しようとすることを抑制することができる。第１外輪の第２軸受とは反対側への移動を規制することによって、第１外輪のガタツキを抑えることができ、軸受の外輪をすきま嵌めでロータに装着しても騒音を抑えることができるようになる。 According to the present invention, the first outer ring on the movement restriction portion side is pressed toward the second bearing by the pressing portion. Further, the movement of the first inner ring in the direction away from the second bearing is restricted by the movement restricting portion. Thereby, even if the first outer ring is attached to the rotor with a clearance fit, only the first outer ring tries to move to the opposite side of the second bearing with respect to the first inner ring whose movement is restricted by the movement restricting member. Can be suppressed. By restricting the movement of the first outer ring to the opposite side of the second bearing, it is possible to suppress rattling of the first outer ring and to suppress noise even if the outer ring of the bearing is fitted to the rotor with a clearance fit. It becomes like this.
図１において、本発明の一実施形態によるモータ内蔵ハブ１０は、人力による駆動をモータにより補助するアシスト自転車に用いられる。
In FIG. 1, a motor built-in
＜モータ内蔵ハブの概略構成＞
モータ内蔵ハブ１０は、自転車の前輪のハブを構成するものである。モータ内蔵ハブ１０は、自転車のフロントフォークの先端の前爪部１０３ａに装着されており、人力による駆動を補助するためのものである。モータ内蔵ハブ１０は、図２に示すように、ハブ軸１５と、モータ１１と、第１軸受６６ａと、第２軸受６６ｂと、スペーサ６７と、移動制限部６８と、押圧部７３と、を備えている。また、モータ内蔵ハブ１０は、モータケース１７と、モータケース１７内に収納された回転伝達機構２５と、をさらに備えている。モータ１１は、ハブ軸１５回りに回転するロータ２１と、ハブ軸１５に対して回転不能でありロータ２１の外周側に配置されるステータ２２と、を有している。第１軸受６６ａは、ロータ２１をハブ軸１５に回転自在に支持するための転がり軸受である。第２軸受６６ｂは、ハブ軸方向に第１軸受６６ａとは間隔を隔てて配置され、ロータ２１をハブ軸１５に回転自在に支持するための転がり軸受である。移動制限部６８は、第１軸受６６ａの第２軸受６６ｂから離反する方向の移動を制限する。押圧部７３は、第１軸受６６ａの後述する第１外輪７１ｂを第２軸受６６ｂに向けて押圧する。
<Schematic configuration of motor built-in hub>
The motor built-in
＜ハブ軸＞
ハブ軸１５は、たとえば、焼き入れが行われていない鋼鉄等の鉄系金属製であり、前爪部１０３ａに両端部が回転不能に装着可能である。ハブ軸１５の両端外周面には、前爪部１０３ａに固定するためのナット部材５０が螺合する左右１対の第１雄ねじ部１５ａ及び第２雄ねじ部１５ｂが形成されている。また、第１雄ねじ部１５ａ及び第２雄ねじ部１５ｂの外周面には、互いに平行な二面を有する第１係止部１５ｃ及び第２係止部１５ｄが形成されている。第２係止部１５ｄのハブ軸方向内方には、モータケース１７の後述する第１ケース部材３２を回転不能に連結するための回転係止部１５ｅが形成されている。第１雄ねじ部１５ａには、ナット部材５０と、第１ロックナット５１と、が螺合している。第２雄ねじ部１５ｂには、ナット部材５０と、第１ケース部材３２をハブ軸１５に固定する第２ロックナット５２と、が螺合している。ナット部材５０の軸方向内方には、第１係止部１５ｃ及び第２係止部１５ｄに各別に回転不能に係合し、かつフロントフォークの装着溝に係合してハブ軸１５を回り止めするための回り止めワッシャ５４がそれぞれ装着されている。
<Hub shaft>
The
また、第１雄ねじ部１５ａのハブ軸方向内方には、モータケース１７の後述する第２ケース部材３４の第２端を回転自在に支持する軸受３１が螺合する第３雄ねじ部１５ｆが形成されている。ハブ軸１５の中間部分は、第１雄ねじ部１５ａ及び第２雄ねじ部１５ｂより大径である。
In addition, a third
ハブ軸１５の第１軸受６６ａの装着部分には、外周面から突出する突起で構成される移動制限部６８が形成されている。移動制限部６８は、この実施形態では、ハブ軸１５と一体形成された環状突起６８ａで構成されている。移動制限部６８は、第１軸受６６ａの後述する第１内輪７１ａに接触して、第１内輪７１ａの第２軸受６６ｂから離反する方向の移動を規制する。
A
＜モータケース＞
図２に示すように、モータケース１７は、ハブ軸１５に回転不能に連結される第１ケース部材３２と、第１ケース部材３２に第１端（図２右端）が、ハブ軸１５に第２端（図２左端）がそれぞれ回転自在に支持される第２ケース部材３４と、を有している。第２ケース部材３４は、たとえばアルミニウム合金によって形成される。
<Motor case>
As shown in FIG. 2, the
第１ケース部材３２は、ハブ軸１５に回転不能に装着されるケース本体３６と、ケース本体３６の外側面に固定されるカバー部材３８と、有している。カバー部材３８とケース本体３６との間には、空間が形成される。ケース本体３６及びカバー部材３８は、たとえばアルミニウム合金によって形成される。
The
ケース本体３６は、ハブ軸１５に回転不能に連結される第１ボス部３６ａと、第１ボス部３６ａと一体形成される円形の隔壁部３６ｂと、隔壁部３６ｂの外周部から第２ケース部材３４に向かって延びる筒状の第１円筒部３６ｃと、を有している。第１ボス部３６ａの内周面には、ハブ軸１５の回転係止部１５ｅに回転不能に連結される非円形の連結孔３６ｄが形成されている。ケース本体３６は、第２ロックナット５２によりハブ軸１５に回転不能に固定される。
The
隔壁部３６ｂの外側面は概ね平坦面である。隔壁部３６ｂの内側面には、モータ１１のステータ２２の位置を調整するための筒部４３ｄが形成されている。筒部４３ｄの径方向外方の隔壁部３６ｂの内側面には、モータ１１のステータ２２をボルト部材３９により固定するための複数（たとえば３つ）のネジ穴４３ｅが周方向に間隔を隔てて形成されている。隔壁部３６ｂの第１円筒部３６ｃと筒部４３ｄの間には、周方向に間隔を隔てて配置された複数（たとえば３つ）の取付部４３ｆが形成されている。
The outer surface of the
第１円筒部３６ｃの外周面には、第２ケース部材３４の第１端を回転自在に支持する、たとえば玉軸受の形態の軸受３０の内輪３０ａが装着されている。第１円筒部３６ｃの先端部外周面には、第１円筒部３６ｃに回転不能に連結される筒状のギア取付部３５が同芯に位置決めして嵌合している。ギア取付部３５は、第１円筒部３６ｃの外周面に嵌合する一端（図２右端）が円筒部分３５ａと、円筒部分３５ａの内周面に一体形成される環状の取付部分３５ｂと、を有している。円筒部分３５ａの他端（図２左端）の内周面には、後述する内歯ギア４８ｂが回転不能に連結されるセレーション部３５ｃを有している。ギア取付部３５は、３つの取付部４３ｆにボルト部材４５により固定されている。
An
カバー部材３８は、図１に示すように、外側面に凹部３２ａ及び膨出部３２ｂを有している。凹部３２ａは、様々な形状のフロントフォークを挿入可能にするために、通常のフロントフォークの先端の形状より僅かに幅広に形成されている。
As shown in FIG. 1, the
図２に示すように、第２ケース部材３４は、通常の自転車用ハブのハブシェルに類似する構造であり、有底筒状部の部材である。第２ケース部材３４は、軸受３１に支持される第２ボス部３４ｂと、第２ボス部３４ｂと一体形成された円板部３４ｃと、円板部３４ｃの外周部からハブ軸方向内方に筒状に延びる第２円筒部３４ｄと、を有している。
As shown in FIG. 2, the
第２ボス部３４ｂの内周面には、ハブ軸１５との間に軸受３１が装着されている。軸受３１は、内輪３１ａがハブ軸１５に形成された第３雄ねじ部１５ｆに螺合して軸方向位置を調整可能である。調整後の内輪３１ａは、第１ロックナット５１により回り止めされる。外輪３１ｂは、第２ボス部３４ｂの内周面に装着されている。
A
第２円筒部３４ｄは、第１円筒部３６ｃの外周側に配置されている。第２円筒部３４ｄの第１端側内周面に軸受３０の外輪３０ｂが装着されている。第２円筒部３４ｄの外周面には、前輪のリムとモータ内蔵ハブ１０とをスポークにより連結するための第１ハブフランジ４０ａ及び第２ハブフランジ４０ｂがハブ軸方向の両端部に間隔を隔て形成されている。
The second
＜モータ＞
モータ１１は、前述したように、ロータ２１と、ロータ２１の外周側にロータ２１と対向して配置されるステータ２２と、を有している。
<Motor>
As described above, the
ロータ２１は、ハブ軸１５に回転自在に支持されている。ロータ２１は、たとえば周方向に複数の磁極を有する磁石２１ａと、磁石２１ａを保持する磁石保持部２１ｂとを有している。磁石保持部２１ｂは、ハブ軸方向に間隔を隔てて配置される第１軸受６６ａ及び第２軸受６６ｂによりハブ軸１５に回転自在に支持されている。
The
ステータ２２は、ロータ２１の外周側に配置されている。ステータ２２は、ケース本体３６の隔壁部３６ｂに固定され、周方向に間隔を隔てて配置される複数（たとえば６つ）のコイル部４６を有している。また、ステータ２２は、コイル部４６を固定するための取付部４９を有している。取付部４９は、ヨークとして機能する。取付部４９は、金属製の筒状部材であり、一端外周面に３つの固定用の凸部４９ａを有している。取付部４９は、芯出し筒部４３ｄの外周面に装着され、内周面が芯出し筒部４３ｄにより芯出される。この実施形態では、凸部４９ａを貫通してネジ穴４３ｅに螺合する３本のボルト部材３９により、取付部４９は、隔壁部３６ｂに固定されている。複数のコイル部４６は、図示しないモータ制御回路によりスイッチングされた交流により順次励磁され、ロータ２１を自転車の進行方向に回転させる。
The stator 22 is disposed on the outer peripheral side of the
＜第１軸受及び第２軸受並びにスペーサ＞
第１軸受６６ａは、図３に示すように、ロータ２１の回転軸線方向の第１端の内周面とハブ軸１５の外周面との間に配置されている。第１軸受６６ａは、ハブ軸１５に装着される第１内輪７１ａと、ロータ２１に装着される第１外輪７１ｂと、第１内輪７１ａ及び第１外輪７１ｂの間に配置される第１転動体７１ｃとを有している。第１内輪７１ａは、前述したように移動制限部６８に接触して配置されている。第１内輪７１ａは、ハブ軸１５の外周面にしまり嵌めで装着されている。したがって、第１内輪７１ａは、ハブ軸１５の外周面に圧入により移動制限部６８に接触して固定されている。また第１内輪７１ａはスペーサ６７、第２内輪７２ｂ、第１ボス部３６ａおよび第２ロックナット５２を含む第１内輪押圧構造によって、移動制限部６８側に押圧されている。第１外輪７１ｂは、ロータ２１の第１端の内周面で磁石保持部２１ｂに凹んで形成された第１軸受収納部２１ｃに第２軸受６６ｂ側への移動が制限された状態で、すきま嵌めで装着されている。第１外輪７１ｂの第２軸受６６ｂ側の側面は、磁石保持部２１ｂの凹部の段差部分に接触してもよく、磁石保持部２１ｂの凹部の段差部分からわずかに離反していてもよい。
<First bearing and second bearing and spacer>
As shown in FIG. 3, the
第２軸受６６ｂは、ロータ２１の磁石保持部２１ｂの回転軸線方向の第２端の内周面とハブ軸１５の外周面との間に配置されている。第２軸受６６ｂは、ハブ軸１５に装着される第２内輪７２ａと、ロータ２１に装着される第２外輪７２ｂと、第２内輪７２ａ及び第２外輪７２ｂの間に配置される第２転動体７２ｃとを有している。第２内輪７２ａは、第１内輪７１ａとスペーサ６７を挟んで配置されている。第２内輪７２ａは、ハブ軸１５の外周面にすきま嵌めで装着されている。しかし、第２内輪７２ａは、スペーサ６７とケース本体３６の第１ボス部３６ａとの間に配置されており、ハブ軸方向に移動できない。
The
ハブ軸１５において、第１内輪と第２内輪との内径が同一の場合には、第２内輪７２ａの第２装着部分１５ｈは、第１内輪７１ａの第１装着部分１５ｇより外径が僅かに小さい。これにより、第２内輪７２ａをすきま嵌めで装着できる。なお、図３では、わかりやすくするために第１装着部分１５ｇと第２装着部分１５ｈの外径の差を実際より大きく描いている。第１内輪の内径が第２内輪との内径よりもわずかに大きい場合には、第２装着部分１５ｈを第１装着部分１５ｇと等しい外形とすることができる。第２外輪７２ｂは、ロータ２１の第２端で磁石保持部２１ｂの内周面に凹んで形成された第２軸受収納部２１ｄにしまり嵌めで装着されている。したがって、第２外輪７２ｂは第２軸受収納部２１ｄに圧入により固定されている。第２外輪７２ｂの第１外輪７１ａ側の側面が、磁石保持部２１ｂの凹部の段差部分に接触し、第２外輪７２ｂは位置決めされる。
In the
なお、ハブ軸１５において、第２装着部分１５ｈと第２雄ネジ部１５ｂが形成された部分との段差１５ｉは、第２軸受６６ｂの第１軸受６６ａとは反対側の端面より第１軸受６６ａ側に位置している。また、第１装着部分１５ｇと第２装着部分１５ｈとの境界部分１５ｊは、第２軸受６６ｂの第１軸受６６ａ側の端面より第１軸受６６ａ側に位置している。
In the
スペーサ６７は、第１内輪７１ａと第２内輪７２ａとの間に配置された金属製の筒状の部材である。スペーサ６７は、ハブ軸１５の外径より大きい内径を有している。スペーサ６７の第１内輪７１ａに接触する部分の外径は、第１外輪７１ｂの内径より小さければよく、スペーサ６７の第２内輪７２ａに接触する部分の外径は、第２外輪７２ｂの内径より小さければよい。この実施形態では、スペーサ６７の外径は、第１内輪７１ａおよび第２内輪７２ａの外径よりも小さい。このスペーサ６７により、すきま嵌めでハブ軸１５に装着された第２軸受６６ｂの第２内輪７２ａの軸方向及び回転方向の移動を抑制している。これを実現するために、第２ロックナット５２が押圧部材として機能し、第２内輪７２ａを第１内輪７１ａ側に押圧する。第２ロックナット５２は、前述したように、ケース本体３６をハブ軸に固定するためのものである。しかし、第２ロックナット５２を締め込むと、第２ロックナット５２がケース本体３６を押圧し、ケース本体３６の第１ボス部３６ａが第２内輪７２ａを押圧する。第２内輪７２ａが押圧されてスペーサ６７に接触すると、スペーサ６７はそれ以上移動できないため、第２内輪７２ａは、第２ロックナット５２により押圧された状態になる。これより、第２内輪７２ａは、ハブ軸方向及び回転方向の移動が規制される。このため、第１内輪７１ａ及び第２内輪７２ａがハブ軸１５に対して滑りにくくなり、ハブ軸１５、第１内輪７１ａ及び第２内輪７２ａが磨耗しにくくなる。ここではケース本体３６が第２内輪７２ａに接触しているが、ケース本体３６と第２内輪７２ａとの間に環状の部材を設け、この環状の部材を介してケース本体３６が第２内輪７２ａを押圧する構成としてもよい。
The
＜回転伝達機構＞
回転伝達機構２５は、図２に示すように、ロータ２１の回転を第２ケース部材３４に減速して伝達する。また、回転伝達機構２５は、回生制動時には、第２ケース部材３４の回転を増速してロータ２１に伝達する。回転伝達機構２５は、遊星歯車機構４８を有している。遊星歯車機構４８は、減速機構の一例である。遊星歯車機構４８は、太陽ギア４８ａと、太陽ギア４８ａの外周側に配置された内歯ギア４８ｂと、太陽ギア４８ａと内歯ギア４８ｂとに噛み合う複数（たとえば３つ）の遊星ギア４８ｃと、を有している。太陽ギア４８ａは、ロータ２１と連結するための連結部分４８ｅを有している。連結部分４８ｅは、たとえば筒状に形成され、太陽ギア４８の歯が形成される部分よりも大きな内径を有する。太陽ギア４８ａは、連結部分４８ｅに装着されたボルト部材５５によりロータ２１の磁石保持部２１ｂに一体回転可能に連結されている。内歯ギア４８ｂはケース本体３６のギア取付部３５に回転不能に連結されている。複数の遊星ギア４８ｃは、キャリア４８ｄによって回転可能に支持されている。各遊星ギア４８ｃは、歯数の異なる２つの第１のギア部５６ａ及び第２のギア部５６ｂを有する。第１のギア部５６ａは、太陽ギア４８ａに噛み合い、第２のギア部５６ｂは、内歯ギア４８ｂに噛み合っている。キャリア４８ｄは、第２ケース部材３４の円板部３４ｃの内側面に固定されている。この遊星歯車機構４８では、ケース本体３６に設けられた内歯ギア４８ｂがハブ軸１５に回転不能に固定されるため、ロータ２１が連結された太陽ギア４８ａの回転が減速して第２ケース部材３４に伝達される。
<Rotation transmission mechanism>
As illustrated in FIG. 2, the
＜押圧部＞
押圧部７３は、図３に示すように、回転軸線方向の第１端が太陽ギア４８ａに当接し、第２端が第１外輪７１ｂに当接する付勢部材７４を有している。また、押圧部７３は、付勢部材７４の第１端側をハブ軸１５の径方向に位置決めする第１位置決め部７５と、付勢部材７４の第２端側をハブ軸１５の径方向に位置決めする第２位置決め部７６と、をさらに有している。付勢部材７４は、ハブ軸１５の外周側に配置され、太陽ギア４８ａと第１外輪７１ｂとの間に圧縮状態で配置されたばね部材としてのコイルばね７４ａを有している。このコイルばね７４ａにより、すきま嵌めされた第１外輪７１ｂのガタツキを抑えることができる。
<Pressing part>
As shown in FIG. 3, the
第１位置決め部７５は、太陽ギア４８ａの連結部分４８ｅの内周側に配置される筒状の部材であり、第１鍔部７５ａと、第１筒部７５ｂとを有する。第１鍔部７５ａは、半径方向に延び、連結部分４８ｅの内周面に当接して設けられている第１鍔部７５ａは、連結部分４８ｅの内周面に固定されていてもよい。第１筒部７５ｂは、第１鍔部７５の内周部からハブ軸の軸線方向に延び、コイルバネ７４ａの内周側に配置されてコイルばね７４ａを径方向に位置決めする。
第２位置決め部７６は、第１位置決め部７５と同様な形状の鍔付き筒状の部材であり、第２鍔部７６ａと第２筒部７６ｂとを有する。第２位置決め部７６は、ロータ２１および連結部材４８ｅの少なくとも一方の内周部に配置される。第２位置決め部７６は、磁石保持部２１ｂの第１軸受収納部２１ｃに、ハブ軸方向移動自在に装着されている。第２鍔部７６ａは、第１外輪７１ｂの端面に当接している。また第２鍔部７６ａは、第１軸受収容部２１ｃによって半径方向の移動が規制されている。第２鍔部７６ａは、第１軸受収容部２１ｃに接触して設けられてもよい。第２筒部７６ｂは、第２鍔部７６の内周部からハブ軸の軸線方向に延び、コイルバネ７４ａの内周側に配置されてコイルばね７４ａを径方向に位置決めする。
The
The
第１位置決め部７５及び第２位置決め部７６により、ロータ２１が回転して付勢部材７４に遠心力が作用しても、付勢部材７４が付勢方向以外に移動しにくくなり、付勢力が安定する。また、コイルばね７４ａを太陽ギア４８ａと磁石保持部２１ｂとの間に装着するときに、第１位置決め部７５及び第２位置決め部７６によってコイルばね７４ａの脱落を防止できるので、コイルばね７４ａの装着が容易になる。
Even if the
＜ロータの組み込み手順＞
ロータ２１をハブ軸１５に組み込む際には、最初に第１軸受６６ａをハブ軸１５の第１装着部分１５ｇに圧入する。圧入の際には、適宜の治具を用いて第１軸受６６ａの第１内輪７１ａが移動制限部６８に接触するまで第１内輪７１ａを押圧する。また、ロータ２１の磁石保持部２１ｂの第２軸受収納部２１ｄに第２軸受６６ｂの第２外輪７２ｂを圧入する。この圧入の際にも、適宜の治具を用いて第２軸受の第２外輪７２ｂが第２軸受収納部２１ｄの壁面に接触するまで第２外輪７２ｂを押圧する。第１軸受６６ａをハブ軸１５に装着し、第２軸受６６ｂをロータ２１に装着すると、ハブ軸１５の外周側にスペーサ６７を第１内輪７１ａに接触するように装着する。この状態で第２軸受６６ｂが装着されたロータ２１をハブ軸１５に装着する。このとき、第１軸受収納部２１ｃに第１軸受６６ａの第１外輪７１ｂを嵌合させ、ハブ軸１５の外周面に第２軸受６６ｂの第２内輪７２ａを嵌合させる。
<Motor installation procedure>
When the
次に、太陽ギア４８ａの筒状連結部分４８ｅ及び磁石保持部２１ｂの第１軸受収納部ｃに第１位置決め部７５及び第２位置決め部７６を各別に装着する。そして、コイルばね７４ａを第１位置決め部７５の第１筒部７５ｂ及び第２位置決め部７６の第２筒部７６ｂの外周側に配置して、太陽ギア４８ａを磁石保持部２１ｂにボルト部材５５により固定する。これにより、コイルばね７４ａが圧縮され、第１外輪７１ｂがコイルばね７４ａにより第２軸受に向けて押圧される。第１外輪７１ｂの第２軸受６６ｂとは反対側への移動を規制することにより第１外輪６６ａのガタツキを抑えることができる。このため、第１軸受６６ａの第１外輪７１ｂをすきま嵌めでロータ２１に装着しても騒音を抑えることができる。
Next, the
そして、ステータ２２が予め装着されたケース本体３６の第１ボス部３６ａをハブ軸１５の回転係止部１５ｅに係合させる。次に、第２ロックナット５２を第２雄ネジ部１５ｂにねじ込んで締め付けることにより、第１ボス部３６ａが第２内輪７２ａを押圧する。押圧された第２内輪７２ａがスペーサ６７に接触した後、さらに第２ロックナット５２を締め込むと、第２内輪７２ａがスペーサ６７と第１ボス部３６ａとの間で第１ボス部３６ａを介して押圧される。これにより、第２内輪７２ａのハブ軸方向及び回転方向の移動が制限される。この結果、ハブ軸１５及び第２内輪７２ａの磨耗を軽減できる。
Then, the first boss portion 36 a of the case
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
<Other embodiments>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
（ａ）前記実施形態では、前輪用のモータ内蔵ハブを開示したが、後輪用のモータ内蔵ハブにも本発明を適用できる。 (A) In the embodiment described above, the motor built-in hub for the front wheels is disclosed, but the present invention can also be applied to a motor built-in hub for the rear wheels.
（ｂ）前記実施形態では、転がり軸受として玉軸受を図示したが、転がり軸受は玉軸受に限定されない。 (B) Although the ball bearing is illustrated as the rolling bearing in the embodiment, the rolling bearing is not limited to the ball bearing.
（ｃ）モータ１１の機械的な構成は、上記構成に限定されない。たとえば前記実施形態では、インナーロータのモータであるが、アウターロータのモータであってもよい。
(C) The mechanical configuration of the
（ｄ）前記実施形態では、移動制限部６８の突起をハブ軸に一体形成された環状突起としたが、本発明はこれに限定されない。突起は、たとえば、ハブ軸と一体でも別体でもよい。また、突起は、外周面から突出して第１内輪の移動を制限できるものであればよく、たとえば放射状に複数設けられていてもよい。しかし、一体形成された環状突起は、機械加工が容易でありコストを低減できる。
(D) In the embodiment described above, the protrusion of the
（ｅ）前記実施形態では、押圧部７３を太陽ギア４８ａと第１外輪７１ｂとの間に配置したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、押圧部７３としては、第１軸受収納部２１ｃの内周面に一端が係止され、他端が第１外輪７１ｂに接触する皿ばね又は波板ばね等のばね部材やゴム等の弾性体を配置してもよい。したがって、ばね部材はコイルばねに限定されず前述した皿ばねや波板ばねでもよい。またタケノコばね等も用いることができる。
(E) In the above embodiment, the
（ｆ）前記実施形態では、押圧部に用いる付勢部材としてばね部材を例示したが、押圧部材は第１外輪７１ｂを第２軸受６６ｂに向けて押圧可能な部材であればどのような形態でもよい。たとえば、第１軸受収納部２１ｃの内周面に雌ネジ部を形成し、雌ネジ部にネジ部材を螺合させて第１外輪７１ｂを押圧してもよい。
(F) In the above embodiment, the spring member is exemplified as the urging member used for the pressing portion. However, the pressing member may be any member as long as it can press the first
１０ モータ内蔵ハブ
１１ モータ
１５ ハブ軸
２１ ロータ
２２ ステータ
４８ 遊星歯車機構
４８ａ 太陽ギア
６６ａ 第１軸受
６６ｂ 第２軸受
６８ 移動制限部
６８ａ 環状突起
７１ａ 第１内輪
７１ｂ 第１外輪
７１ｃ 第１転動体
７２ａ 第２内輪
７２ｂ 第２外輪
７２ｃ 第２転動体
７３ 押圧部
７４ 付勢部材
７４ａ コイルばね
７５ 第１位置決め部
７６ 第２位置決め部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
ハブ軸と、
前記ハブ軸回りに回転するロータと、前記ハブ軸に対して回転不能であり前記ロータの外周側に配置されるステータと、を有するモータと、
前記ハブ軸に圧入される第１内輪と、前記ロータにすきま嵌めで装着される第１外輪と、前記第１内輪及び前記第１外輪の間に配置される第１転動体とを有し、前記ロータを前記ハブ軸に回転自在に支持するための第１軸受と、
前記ハブ軸に装着される第２内輪と、前記ロータに圧入される第２外輪と、前記第２内輪と前記第２外輪との間に配置される第２転動体とを有し、前記ハブ軸方向に前記第１軸受とは間隔を隔てて配置され、前記ロータを前記ハブ軸に回転自在に支持するための第２軸受と、
前記第１内輪の、前記第２軸受から離反する方向の移動を制限する移動制限部と、
前記第１外輪を前記第２軸受に向けて押圧可能な押圧部と、
前記第１内輪と前記第２内輪との間に配置されたスペーサと、を備え、
前記第２内輪は、前記ハブ軸にすきま嵌めで装着され、前記スペーサを介して前記第１内輪を押圧して、前記ハブ軸に固定される、モータ内蔵自転車用ハブ。 A bicycle hub with a built-in motor that constitutes a hub of a bicycle wheel,
A hub axle,
A motor having a rotor that rotates about the hub shaft, and a stator that is non-rotatable with respect to the hub shaft and is disposed on the outer peripheral side of the rotor;
A first inner ring that is press-fitted into the hub shaft, a first outer ring that is fitted to the rotor by a clearance fit, and a first rolling element that is disposed between the first inner ring and the first outer ring, A first bearing for rotatably supporting the rotor on the hub shaft;
And a second inner ring being mounted on the hub shaft, and a second outer ring is press-fitted into the rotor, and a second rolling element disposed between the second inner ring and the front Stories second outer ring, wherein A second bearing which is disposed at a distance from the first bearing in a hub axis direction, and rotatably supports the rotor on the hub axis;
A movement restricting portion for restricting movement of the first inner ring in a direction away from the second bearing;
A pressing portion capable of pressing the first outer ring toward the second bearing;
A spacer disposed between the first inner ring and the second inner ring,
The motor-equipped bicycle hub , wherein the second inner ring is attached to the hub axle by a clearance fit and is fixed to the hub axle by pressing the first inner ring via the spacer .
前記ロータは、前記減速機構に連結されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。 A further reduction mechanism for reducing the rotation of the rotor;
The motor built-in bicycle hub according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotor is connected to the speed reduction mechanism.
前記減速機構に装着され、前記付勢部材の前記第１端側を前記ハブ軸の径方向に位置決めする第１位置決め部と、
前記ロータに軸方向移動自在に装着され、前記付勢部材の前記第２端側を前記ハブ軸の径方向に位置決めする第２位置決め部と、をさらに有する、請求項５に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。 The pressing portion is
A first positioning portion mounted on the speed reduction mechanism and positioning the first end side of the biasing member in a radial direction of the hub shaft;
The bicycle with a built-in motor according to claim 5, further comprising: a second positioning portion that is attached to the rotor so as to be movable in the axial direction and positions the second end side of the biasing member in a radial direction of the hub shaft. For hub.
前記付勢部材の前記第１端は、前記太陽ギアに当接している、請求項５又は６に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。 The speed reduction mechanism is a planetary gear mechanism having a sun gear coupled to the rotor so as to be integrally rotatable,
The bicycle built-in hub according to claim 5 or 6, wherein the first end of the biasing member is in contact with the sun gear.
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