JP7127976B2 - 自転車用ドライブユニット - Google Patents

Description

本発明は、自転車用ドライブユニットに関する。

特許文献１に開示される自転車用ドライブユニットは、自転車のフレームに取り付けられるハウジングと、ハウジングに設けられるクランク軸と、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む。

特開２０１４－１９１８１号公報

上記自転車用ドライブユニットでは、モータの回転軸心と、クランク軸の回転軸心とが平行に設けられる。このため、クランク軸の回転軸心に平行な方向において、自転車用ドライブユニットのうちのモータが設けられている部分を小型化することが難しい。

本発明の目的は、クランク軸の回転軸心に平行な方向において、モータが設けられている部分を小型化できる自転車用ドライブユニットを提供することである。

本発明の第１側面に従う自転車用ドライブユニットは、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、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、自転車の推進をアシストするモータと、を含む自転車用ドライブユニットであって、前記モータの回転軸心に平行な方向において、前記クランク軸の回転軸心から前記自転車用ドライブユニットのうちの前記クランク軸の回転軸心から最も遠い部分までの距離が２１０ｍｍ以下である。
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部分のサイズを小型化できる。さらに、モータの回転軸心に平行な方向において、クランク軸の回転軸心から自転車用ドライブユニットの端部までの距離を２１０ｍｍ以下にできる。

前記第１側面に従う第２側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
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。

前記第１または第２側面に従う第３側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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、前記自転車用ドライブユニットのうちの前記クランク軸の回転軸心から最も遠い部分は、前記第２端部を含む。
上記第３側面に従えば、クランク軸の回転軸心から第２端部までの距離を２１０ｍｍ以下にできる。

前記第３側面に従う第４側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの前記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。
上記第４側面に従えば、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。

前記第３または第４側面に従う第５側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第５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。

前記第３～第５側面のいずれか１つに従う第６側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記第２部分は、前記モータの前記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。
上記第６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。

前記第６側面に従う第７側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第７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。

前記第６または第７側面に従う第８側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第８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。

前記第１～第８側面のいずれか１つに従う第９側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第９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。

前記第９側面に従う第１０側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１０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。

前記第１０側面に従う第１１側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１１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。

前記第１～第１１側面のいずれか１つに従う第１２側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１２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。

前記第１２側面に従う第１３側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１３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。

前記第１～第１３側面のいずれか１つに従う第１４側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１４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。

前記第１４側面に従う第１５側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１５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。

前記第１４または第１５側面に従う第１６側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１６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。

前記第１６側面に従う第１７側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１７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。

前記第１４～第１７側面のいずれか１つに従う第１８側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１８側面に従えば、第１ワンウェイクラッチによっての一方向の回転のみを出力部に伝達することができる。

前記第１４～第１８側面のいずれか１つに従う第１９側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第１９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。

前記第１９側面に従う第２０側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第２０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。

前記第１４～第２０側面のいずれか１つに従う第２１側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第２１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をモータに伝達することを抑制できる。

前記第１～第２１側面のいずれか１つに従う第２２側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第２２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。

前記第２２側面に従う第２３側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第２３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。

前記第１～第２３側面のいずれか１つに従う第２４側面の自転車用ドライブユニットにおいて、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。
上記第２４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。

前記第２４側面に従う第２５側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記電気端子は、前記自転車用ドライブユニットのうちの前記クランク軸の回転軸心から最も遠い部分を含む前記ハウジングの端部に設けられる。
上記第２５側面に従えば、第２部分のうちの第１部分とは反対側のハウジング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。

前記第１～第２５側面のいずれか１つに従う第２６側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの回転軸心に平行な方向において、前記クランク軸の回転軸心から前記自転車用ドライブユニットのうちの前記クランク軸の回転軸心から最も遠い部分までの距離は、１９０ｍｍ以下である。
上記第２６側面に従えば、モータの回転軸心に平行な方向において、クランク軸の回転軸心から自転車用ドライブユニットの端部までの距離を１９０ｍｍ以下にできる。

前記第１～第２６側面のいずれか１つに従う第２７側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの回転軸心に平行な方向において、前記自転車用ドライブユニットの最大寸法は、３００ｍｍ以下である。
上記第２７側面に従えば、モータの回転軸心に平行な方向において、自転車用ドライブユニットの寸法を３００ｍｍ以下にできる。

前記第２７側面に従う第２８側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの回転軸心に平行な方向において、前記自転車用ドライブユニットの最大寸法は、２７０ｍｍ以下である。
上記第２８側面に従えば、モータの回転軸心に平行な方向において、自転車用ドライブユニットの寸法を２７０ｍｍ以下にできる。

前記第１～第２８側面のいずれか１つに従う第２９側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの回転軸心と、前記クランク軸の回転軸心とに垂直な方向において、前記自転車用ドライブユニットの最大寸法は、１１０ｍｍ以下である。
上記第２９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に垂直な方向において、自転車用ドライブユニットの寸法を１１０ｍｍ以下にできる。

前記第２９側面に従う第３０側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの回転軸心と、前記クランク軸の回転軸心とに垂直な方向において、前記自転車用ドライブユニットの最大寸法は、８０ｍｍ以下である。
上記第３０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に垂直な方向において、自転車用ドライブユニットの寸法を８０ｍｍ以下にできる。

前記第１～第３０側面のいずれか１つに従う第３１側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの回転軸心に平行な方向における前記自転車用ドライブユニットの最大寸法に対する、前記モータの回転軸心と、前記クランク軸の回転軸心とに垂直な方向における前記自転車用ドライブユニットの最大寸法の比率は、６以下である。
上記第３１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に垂直な方向における最大寸法が、モータの回転軸心に平行な方向における前記自転車用ドライブユニットの最大寸法の６倍よりも大きくなることを抑制できる。

前記第１～第３１側面のいずれか１つに従う第３２側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記クランク軸の回転軸心に平行な方向において、前記ハウジングの最大寸法は、１００ｍｍ以下である。
上記第３２側面に従えば、クランク軸の回転軸心に平行な方向において、ハウジングの寸法を１００ｍｍ以下にできる。

前記第３２側面に従う第３３側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記クランク軸の回転軸心に平行な方向において、前記ハウジングの最大寸法は、８０ｍｍ以下である。
上記第３３側面に従えば、クランク軸の回転軸心に平行な方向において、ハウジングの寸法を８０ｍｍ以下にできる。

前記第１～第３３側面のいずれか１つに従う第３４側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの最大出力は、１０Ｎｍ以上かつ８０Ｎｍ以下である。
上記第３４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。

前記第３４側面に従う第３５側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの最大出力は、１０Ｎｍ以上かつ６０Ｎｍ以下である。
上記第３５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。

前記第３５側面に従う第３６側面の自転車用ドライブユニットにおいて、前記モータの最大出力は、１０Ｎｍ以上かつ４０Ｎｍ以下である。
上記第３６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。

本発明の自転車用ドライブユニットは、クランク軸の回転軸心に平行な方向において、モータが設けられている部分を小型化できる。

実施形態の自転車用ドライブユニットを含む自転車の側面図。 図１の自転車のクランク軸近傍の斜視図。 図２の自転車のクランク軸近傍の右側面図。 図２の自転車のクランク軸近傍の左側面図。 図２の自転車のクランク軸近傍の背面図。 図２の自転車用ドライブユニットの第１の斜視図。 図２の自転車用ドライブユニットの第２の斜視図。 図２の自転車用ドライブユニットの側面図。 図２の自転車用ドライブユニットの正面図。 図２の自転車用ドライブユニットの平面図。 図８のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図。 図２のバッテリの斜視図。 図２のバッテリの底面図。 実施形態の自転車用ドライブユニットの取付方法の第１手順を示す側面図。 実施形態の自転車用ドライブユニットの取付方法の第２手順を示す背面図。 実施形態の自転車用ドライブユニットの取付方法の第３手順を示す背面図。 実施形態の自転車用ドライブユニットの取付方法の第４手順を示す背面図。 実施形態の自転車用ドライブユニットの取付方法の第５手順を示す側面図。 実施形態の自転車用ドライブユニットの取付方法の第６手順を示す側面図。 第１変形例の自転車用ドライブユニットの部分断面図。 第２変形例の自転車のクランク軸近傍の右側面図。 第３変形例の自転車のクランク軸近傍の左側面図。

（実施形態）
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。

図１および図２に示されるとおり、自転車１０は、自転車本体１２、車輪１４、駆動機構１６、および、自転車用コンポーネント５０を含む。
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。

車輪１４は、前輪１８および後輪２０を含む。前輪１８の車軸１８Ａは、フロントフォーク１２Ａの端部に接続される。後輪２０の車軸２０Ａは、フレーム３０のリアエンドに接続される。

駆動機構１６は、クランク２２およびペダル２４を含む。クランク２２は、クランク軸６４およびクランクアーム２２Ａを含む。クランク軸６４は、ドライブユニット６０に含まれている。駆動機構１６は、ペダル２４に加えられた人力駆動力を後輪２０に伝達する。駆動機構１６は、ドライブユニット６０の出力部６８に結合されるフロント回転体２６を含む。フロント回転体２６は、複数のスプロケット２６Ａを含む。駆動機構１６は、例えば、チェーン、ベルト、またはシャフトを介して、クランク２２の回転を後輪２０に結合されるリア回転体２８に伝達するように構成される。リア回転体２８は、スプロケットを含む。リア回転体２８と後輪２０との間には、ワンウェイクラッチ（図示略）が設けられている。ワンウェイクラッチは、リア回転体２８が前転した場合に、後輪２０を前転させるように構成される。リア回転体２８は、複数のリアスプロケットを含んでいてもよい。

フレーム３０は、ドライブユニット６０のハウジング６２の少なくとも一部が挿入される取付部３２（図２参照）を含む。フレーム３０は、ダウンチューブ３０Ａを含む。フレーム３０は、ヘッドチューブ３０Ｂ、トップチューブ３０Ｃ、シートチューブ３０Ｄ、シートステイ３０Ｅ、および、チェーンステイ３０Ｆをさらに含む。

図２に示されるとおり、取付部３２は、少なくとも一部がダウンチューブ３０Ａに設けられる。取付部３２は、第１側壁部３４と、開口部３６と、を含む。図３に示されるとおり、取付部３２は、第２側壁部３８と、接続部４０とをさらに含む。図４に示されるとおり、フレーム３０は、クランク軸６４の軸方向の第１端部６４Ａが通過する貫通孔３４Ａを含む。クランク軸６４の第１端部６４Ａには、外周部にセレーションが形成されている。クランク軸６４の第１端部６４Ａには、クランクアーム２２Ａを着脱可能に取り付けることができる。

図２、図４、および、図５に示される第１側壁部３４は、自転車１０の幅方向と交差する方向に延びる。第１側壁部３４は、自転車１０の幅方向と直交する方向に延びることが好ましい。第１側壁部３４は、クランク軸６４が貫通するように形成される貫通孔３４Ａを含む。取付部３２は、自転車用コンポーネント５０の収容空間３０Ｓおよび開口部３６を含んで形成される。

図２、図３、および、図５に示される第２側壁部３８は、自転車１０の幅方向と交差する方向に延びる。第２側壁部３８は、自転車１０の幅方向と直交する方向に延びることが好ましい。第２側壁部３８は、第１側壁部３４とは自転車１０の幅方向において離れて設けられている。

図２、図４、および、図５に示される接続部４０は、第１側壁部３４および第２側壁部３８を接続する。接続部４０は、第１側壁部３４および第２側壁部３８のそれぞれの上端部に接続される。接続部４０は、円弧状に形成される部分である第１接続部４０Ａを含む。接続部４０は、第１接続部４０Ａの前側端部に接続され、ダウンチューブ３０Ａに含まれる第２接続部４０Ｂをさらに含む。シートチューブ３０Ｄおよびチェーンステイ３０Ｆは、接続部４０に接続されている。第１接続部４０Ａは、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１まわりの周方向に延びる。接続部４０は、シートチューブ３０Ｄおよびチェーンステイ３０Ｆと一体に形成されることが好ましいが、溶接、接着などによってシートチューブ３０Ｄおよびチェーンステイ３０Ｆと接続されていてもよい。接続部４０には、電気ケーブルを挿入可能な孔４０Ｃが設けられる。孔４０Ｃは、シートチューブ３０Ｄとチェーンステイ３０Ｆとの間に設けられる。孔４０Ｃは、接続部４０を貫通するように形成される。第２側壁部３８のうち第１接続部４０Ａに接続される部分は円弧状に形成されている。

図２～図４に示される開口部３６は、ドライブユニット６０のモータ６６（図１１参照）の回転軸心Ｃ２に交差する方向に開口する。開口部３６は、第１開口部分３６Ａおよび第１開口部分３６Ａと繋がっている第２開口部分３６Ｂを含む。第１開口部分３６Ａは、自転車１０の下方および自転車１０の幅方向の少なくとも一方に開口する。本実施形態では、第１開口部分３６Ａは、自転車１０の下方および自転車１０の幅方向の一方に開口する。第２開口部分３６Ｂは、フレーム３０の長手方向に延びる。第２開口部分３６Ｂは、少なくとも一部がダウンチューブ３０Ａに形成され、自転車１０の下方に開口する。開口部３６の開口は、ダウンチューブ３０Ａの下端部に形成される。

第１開口部分３６Ａは、ハウジング６２のうちのクランク軸６４が収容される第１部分８４の少なくとも一部を挿入可能に形成される。第２開口部分３６Ｂは、ハウジング６２のうちのモータ６６が収容される第２部分８６の少なくとも一部を挿入可能に形成される。フレーム３０は、第２部分８６を収容可能な収容空間３０Ｓ（図２参照）を有する。

フレーム３０は、カバー４２をさらに含む。カバー４２は、開口部３６の開口の少なくとも一部を塞ぐ。カバー４２は、第２開口部分３６Ｂの全体、および、第１開口部分３６Ａのうちの自転車１０の下方に開口した部分を塞ぐことが好ましい。カバー４２は、開口部３６およびドライブユニット６０の少なくとも一方に取付可能なフレーム取付部４２Ａを含む。フレーム取付部４２Ａは、例えば、ボルトＢ１が挿入される孔を含む。ボルトＢ１がフレーム取付部４２Ａの孔を介して取付部３２の開口部３６の周辺に設けられるねじ孔にねじ込まれることによって、カバー４２が取付部３２に取り付けられる。

図２に示されるとおり、自転車用コンポーネント５０は、ドライブユニット６０と、バッテリ５２とを含む。自転車用コンポーネント５０は、バッテリ５２を含まない構成としてもよい。ドライブユニット６０と、バッテリ５２とは、互いに連結された状態で、フレーム３０に収容されている。ドライブユニット６０と、バッテリ５２とは、物理的および電気的に連結されていてもよく、ハウジング６２とバッテリ５２とが相互に離間して配置され、電気ケーブルによって電気的に連結されていてもよい。

図６、図７、および、図１１に示されるとおり、ドライブユニット６０は、ハウジング６２と、クランク軸６４と、モータ６６と、を含む。ドライブユニット６０は、出力部６８、減速機７０、第１ワンウェイクラッチ７２、第２ワンウェイクラッチ７４、軸受７６Ａ～７６Ｆ、検出部７８、制御部８０、および、電気端子８２をさらに含むことが好ましい。

ドライブユニット６０は、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚを有する。第１方向Ｘは、クランク軸６４の延びる方向に平行である。クランク軸６４の延びる方向は、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行である。第２方向Ｙは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行である。第２方向Ｙは、第１方向Ｘに交差する。第１方向Ｘおよび第２方向Ｙは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な平面上で相互に直交することが好ましい。第３方向Ｚは、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙと直交する。

図８～図１０を参照して、ドライブユニット６０の寸法について説明する。
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。

モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向において、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１からドライブユニット６０のうちのクランク軸６４の回転軸心Ｃ１から最も遠い部分までの距離ＬＡは、好ましくは、２１０ｍｍ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、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１からドライブユニット６０のうちのクランク軸６４の回転軸心Ｃ１から最も遠い部分までの距離ＬＡは、１９０ｍｍ以下である。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、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１からドライブユニット６０のうちのクランク軸６４の回転軸心Ｃ１から最も遠い部分までの距離ＬＡは、１００ｍｍ以上である。

モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とに垂直な方向において、ドライブユニット６０の最大寸法ＬＺは、好ましくは、１１０ｍｍ以下である。さらに好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とに垂直な方向において、ドライブユニット６０の最大寸法ＬＺは、８０ｍｍ以下である。好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とに垂直な方向におけるドライブユニット６０の最大寸法ＬＺは、５０ｍｍ以上である。モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とに垂直な方向におけるドライブユニット６０の最大寸法ＬＺは、モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とに垂直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。

モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とに垂直な方向におけるドライブユニット６０の最大寸法ＬＺに対する、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の比率は、好ましくは６以下である。さらに好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とに垂直な方向におけるドライブユニット６０の最大寸法ＬＺに対する、最大寸法ＬＹの比率は、１．３以上かつ６以下である。より好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とに垂直な方向におけるドライブユニット６０の最大寸法ＬＺに対する、最大寸法ＬＹの比率は、４以下である。

クランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向において、ハウジング６２の最大寸法ＬＸは、好ましくは１００ｍｍ以下である。さらに好ましくは、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向において、ハウジング６２の最大寸法ＬＸは、８０ｍｍ以下である。好ましくは、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向において、ハウジング６２の最大寸法ＬＸは、７０ｍｍ以上である。

図７および図１１に示されるとおり、ハウジング６２は、クランク軸６４の一部、モータ６６、出力部６８の一部、減速機７０、第１ワンウェイクラッチ７２、第２ワンウェイクラッチ７４、軸受７６Ａ～７６Ｆ、検出部７８、制御部８０、および、電気端子８２の一部を収容する。

図３に示されるとおり、ハウジング６２は、自転車１０のフレーム３０に取り付けられる。ハウジング６２は、フレーム３０に取り付けられる第１取付部８４Ｂを含む。ハウジング６２は、フレーム３０に少なくとも一部が内蔵されるように構成される。図６～図１１に示されるとおり、ハウジング６２は、第１部分８４および第２部分８６を含む。

第１部分８４は、外形が実質的に円柱形状を有する。第１部分８４の外周部には、第１部分８４の径方向外側に突出する１以上の凸部８４Ａが設けられる。凸部８４Ａは、複数設けられることが好ましく、例えば、３つ設けられる。各凸部８４Ａは、フレーム３０に取り付けられる第１取付部８４Ｂを含む。第１取付部８４Ｂは、ドライブユニット６０をフレーム３０に取り付けるためのボルトＢ２（図１１参照）がねじ込まれる雌ねじ部を含む。クランク軸６４の軸方向から見て、各第１取付部８４Ｂのねじ孔の中央を結ぶ線分に囲まれる空間にクランク軸６４の回転軸心Ｃ１が設けられていることが好ましい。

フレーム３０は、第１取付部８４Ｂが取り付けられる第２取付部３２Ａを含む。第２取付部３２Ａは、ボルトＢ２が挿入される孔を含む。第２取付部３２Ａの孔は、クランク軸６４に平行に延びるように形成されている。第２取付部３２Ａは、開口部３６の周辺に設けられる。第１部分８４は、第１側面部８８および第２側面部９０を含む。第１側面部８８は、自転車１０の幅方向の一方の端面を含む。第２側面部９０は、自転車１０の幅方向の他方の端面を含む。第１側面部８８および第２側面部９０は、連結部８９によって接続されている。連結部８９は、第１側面部８８と一体に形成されていることが好ましい。連結部８９は、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１まわりに延びている。連結部８９は、クランク軸６４の径方向において第１側面部８８および第２側面部９０の外周部を接続している。第２側面部９０は、ボルトＢ３によって連結部８９に取り付けられる。ボルトＢ３は、クランク軸６４の径方向において第２側面部９０の外周部に形成される貫通孔を通過して、連結部８９に設けられるねじ孔に結合される。

第１側面部８８には、クランク軸６４の第１端部６４Ａが通過する第１孔８８Ａが形成される。第１側面部８８は、自転車１０の幅方向の外側に突出する筒状部分８８Ｂを含む。第１孔８８Ａは、筒状部分８８Ｂに形成される。筒状部分８８Ｂの外周部には、第３取付部８８Ｃが設けられる。第３取付部８８Ｃには、ドライブユニット６０をフレーム３０に取り付けるための取付部材４４が取り付けられる。第３取付部８８Ｃは、雄ねじ部を含む。取付部材４４は、環状に形成され、内周部に雌ねじ部４４Ａを含む。取付部材４４の雌ねじ部４４Ａは、第３取付部８８Ｃの雄ねじ部に結合可能に構成される。第３取付部８８Ｃは、クランク軸６４の軸方向において第１取付部８４Ｂから離れて設けられている。第２側面部９０には、クランク軸６４の第２端部６４Ｂおよび出力部６８が通過する第２孔９０Ａが形成される。クランク軸６４の第２端部６４Ｂには、外周部にセレーションが形成されている。クランク軸６４の第２端部６４Ｂには、クランクアームが着脱可能に取り付けることができる。

第２部分８６は、モータ６６の回転軸心Ｃ２に沿って延びる。第２部分８６は、モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向において、第１端部８６Ａと第２端部８６Ｂとを有する。第１端部８６Ａは、第１部分８４に接続される。収容部８７Ａのうち第１端部８６Ａと第２端部８６Ｂとの間の部分は、筒形状に形成される。

第２部分８６は、収容部８７Ａと、第１部分８４に接続される接続部分８７Ｂとを備える。接続部分８７Ｂは、第１端部８６Ａに設けられる。接続部分８７Ｂは、収容部８７Ａと一体的に形成される。接続部分８７Ｂと第１部分８４とは、ボルトＢ４によって接続される。第１部分８４と第２部分８６とは着脱可能に連結されることが好ましいが、着脱不能に連結されていてもよい。

第１部分８４のクランク軸６４の延びる方向の最大寸法ＬＸ１は、好ましくは、１００ｍｍ以下である。さらに好ましくは、第１部分８４のクランク軸６４の延びる方向の最大寸法ＬＸ１は、８０ｍｍ以下である。さらに好ましくは、第１部分８４のクランク軸の延びる方向の最大寸法ＬＸ１は、７０ｍｍ以上かつ１００ｍｍ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第１部分８４の最大寸法ＬＹ１は、モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向における第２部分８６の最大寸法ＬＹ２よりも小さい。モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向において、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１から第１部分８４のうちのクランク軸６４の回転軸心Ｃ２から最も遠い部分までの距離ＬＢは、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１から第２部分８６のうちのクランク軸６４の回転軸心Ｃ２から最も遠い部分までの距離ＬＣよりも短い。距離ＬＣは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向において、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１からドライブユニット６０のうちのクランク軸６４の回転軸心Ｃ１から最も遠い部分までの距離ＬＡと実質的に等しい。

クランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向における第１部分８４の最大寸法ＬＸ１は、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向における第２部分８６の最大寸法よりも大きい。

モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向における第２部分８６の最大寸法は、好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向かつクランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向における第２部分８６の最大寸法ＬＺ２と等しい。好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向における第２部分８６の最大寸法ＬＺ２は、７５ｍｍ以下である。さらに好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向における第２部分８６の最大寸法ＬＺ２は、６０ｍｍ以下である。好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向における第２部分８６の最大寸法ＬＺ２は、５０ｍｍ以上である。

モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向における第２部分８６の最小寸法ＬＸ３は、好ましくは、４０ｍｍ以上である。好ましくは、第２部分８６の最小寸法ＬＸ３は、７５ｍｍ以下である。

モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向における収容部８７Ａの最小寸法は、好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向かつクランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向における収容部８７Ａの最小寸法ＬＸ２と等しい。モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向における収容部８７Ａの最小寸法ＬＸ２は、好ましくは４０ｍｍ以上である。好ましくは、モータ収容部８７Ａの最小寸法ＬＸ２は、７５ｍｍ以下である。

第２部分８６は、第１方向Ｘの第１寸法Ｌ２１および第２方向Ｙの第２寸法Ｌ２２が異なるように構成される。第１寸法Ｌ２１は、第２寸法Ｌ２２よりも小さくなるように構成される。第１寸法Ｌ２１に対する第２寸法Ｌ２２の比率は、１よりも大きくかつ１．５以下である。

電気端子８２は、ハウジング６２に設けられる。電気端子８２は、第２部分８６の第２端部８６Ｂに設けられる。電気端子８２は、バッテリ５２と電気的に接続される。電気端子８２は、ドライブユニット６０のうちのクランク軸６４の回転軸心Ｃ１から最も遠い部分を含むハウジング６２の端部に設けられる。ドライブユニット６０のうちのクランク軸６４の回転軸心Ｃ１から最も遠い部分は、第２端部８６Ｂを含む。

クランク軸６４は、ハウジング６２に設けられる。クランク軸６４は、第１部分８４に設けられる。出力部６８は、ハウジング６２に設けられる。出力部６８には、クランク軸６４およびモータ６６のトルクが伝達される。出力部６８は、第１部分８４に設けられる。出力部６８は、クランク軸６４と同軸に設けられる。出力部６８は、少なくとも一部がハウジング６２から露出する。出力部６８は、１または複数のスプロケット２６Ａ（図２参照）を取り付け可能に構成される。１または複数のスプロケット２６Ａの歯数は、３０個以上かつ５５個以下である。出力部６８は、クランク軸６４の外周に設けられる。クランク軸６４の第２端部６４Ｂは、出力部６８を通過する。出力部６８は、実質的に円筒形状を有する。出力部６８の外周部には、セレーションが形成されている。出力部６８には、スプロケット２６Ａを着脱可能に取り付けることができる。出力部６８は、スプロケット２６Ａを出力部６８に固定するための取付部材６９（図２参照）が取付可能に構成されている。出力部６８の内周部には、雌ねじが形成されている。取付部材６９は、環状に形成されている。取付部材６９は、出力部６８の雌ねじに結合可能な雄ねじを有する。出力部６８の外周部に雄ねじが形成され、取付部材６９に雌ねじが形成されて、取付部材６９と出力部６８とが結合されてもよい。

第１部分８４の第１側面部８８に形成される第１孔８８Ａの内周部には、第１軸受７６Ａが設けられる。第１軸受７６Ａは、クランク軸６４をハウジング６２に対して回転可能に支持する。第１部分８４の第２側面部９０に形成される第２孔９０Ａの内周部には、第２軸受７６Ｂが設けられる。第２軸受７６Ｂは、出力部６８をハウジング６２に対して回転可能に支持する。クランク軸６４と出力部６８との間には、支持部材７７が配置される。支持部材７７は、クランク軸６４を出力部６８に対して回転可能に支持する。支持部材７７は、ベアリングまたはスリーブを含む。スリーブは、金属によって形成されていてもよく、樹脂によって形成されていてもよい。

第１ワンウェイクラッチ７２は、ハウジング６２に設けられる。第１ワンウェイクラッチは、ハウジング６２の第１部分８４に設けられる。第１ワンウェイクラッチ７２は、クランク軸６４と出力部６８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７２は、クランク軸６４の外周部と出力部６８の内周部との間に設けられる。出力部６８は、１つの部材によって構成されてもよく、複数の部材によって構成されていてもよい。第１ワンウェイクラッチ７２は、自転車１０を前進させるためにクランク軸６４を第１回転方向に回転させる場合、クランク軸６４の回転を出力部６８に伝達し、クランク軸６４を第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転させる場合、クランク軸６４の回転を出力部６８に伝達しない。第１ワンウェイクラッチ７２は、ローラクラッチによって構成されてもよく、ラチェット式のクラッチによって構成されていてもよい。第１ワンウェイクラッチ７２の内輪体は、クランク軸６４と一体に形成されていてもよい。第１ワンウェイクラッチ７２の外輪体は、出力部６８と一体に形成されていてもよい。第１ワンウェイクラッチ７２は、省略してもよい。この場合、クランク軸６４と出力部６８とは、相対回転不能に固定されて、常に一体的に回転する。

モータ６６は、ハウジング６２に設けられ、自転車１０の推進をアシストする。モータ６６は、第２部分８６に設けられる。モータ６６は、電気モータを含む。モータ６６は、いわゆるブラシレスモータである。モータ６６は、ステータ６６Ａ、ロータ６６Ｂ、および、出力軸６６Ｃを含む。ステータ６６Ａは、第２部分８６の内周部に固定される。ロータ６６Ｂは、ステータ６６Ａの内周部に配置される。ロータ６６Ｂおよび出力軸６６Ｃは、第２部分８６に設けられる第３軸受７６Ｃおよび第４軸受７６Ｄによって第２部分８６に対して回転可能に支持される。

モータ６６は、クランク軸６４の延びる方向に交差する方向に延びる回転軸心Ｃ２を有する。一例では、モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とは、同一平面に含まれる。一例では、モータ６６の回転軸心Ｃ２と、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１とは直交する。

減速機７０は、ハウジング６２に設けられる。減速機７０の少なくとも一部は、第１部分８４および第２部分８６の少なくとも一方に設けられる。減速機７０は、モータ６６に接続される。減速機７０は、第１減速機構９２と、第２減速機構９４と、第１ギア９６と、第２ギア９８とを含む。減速機７０は、モータ６６の回転を減速して出力部６８に伝達する。

第１減速機構９２は、遊星歯車機構を含む。第１減速機構９２は、第１太陽ギア９２Ａ、第１リングギア９２Ｂ、複数の第１遊星ギア９２Ｃ、および、第１キャリア９２Ｄを含む。第１太陽ギア９２Ａは、モータ６６の出力軸６６Ｃの外周部に設けられる。第１太陽ギア９２Ａは、出力軸６６Ｃと一体に形成されてもよく、出力軸６６Ｃと別体に形成されて出力軸６６Ｃに取り付けられてもよい。第１リングギア９２Ｂは、第２部分８６の内周部に設けられる。第１リングギア９２Ｂは、第２部分８６に一体に形成されていてもよく、第２部分８６と別体に形成されていてもよい。複数の第１遊星ギア９２Ｃは、第１太陽ギア９２Ａと第１リングギア９２Ｂとの間に配置される。第１キャリア９２Ｄは、複数の第１遊星ギア９２Ｃを支持し、複数の第１遊星ギア９２Ｃを第１太陽ギア９２Ａまわりに一体的に公転させる。第１キャリア９２Ｄは、第２部分８６の内周部に設けられる第５軸受７６Ｅによって、第２部分８６に対して回転可能に支持される。

第２減速機構９４は、遊星歯車機構を含む。第２減速機構９４は、第２太陽ギア９４Ａ、第２リングギア９４Ｂ、複数の第２遊星ギア９４Ｃ、および、第２キャリア９４Ｄを含む。第２太陽ギア９４Ａは、第１キャリア９２Ｄと接続されて、第１キャリア９２Ｄと一体的に回転する。第２リングギア９４Ｂは、第２部分８６の内周部に設けられる。第２リングギア９４Ｂは、第２部分８６に一体に形成されていてもよく、第２部分８６と別体に形成されていてもよい。複数の第２遊星ギア９４Ｃは、第２太陽ギア９４Ａと第２リングギア９４Ｂとの間に配置される。第２キャリア９４Ｄは、複数の第２遊星ギア９４Ｃを支持し、複数の第２遊星ギア９４Ｃを第２太陽ギア９４Ａまわりに一体的に公転させる。第２キャリア９４Ｄは、第２部分８６の内周部に設けられる第６軸受７６Ｆによって、第２部分８６に対して回転可能に支持される。

第１ギア９６には、モータ６６のトルクが伝達される。第１ギア９６は、モータ６６の回転軸心Ｃ２と平行な第１回転軸心Ｃ３を有する。第２ギア９８は、第１ギア９６と噛み合い、出力部６８にトルクを伝達する。第２ギアは、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１と平行な第２回転軸心Ｃ４を有する。第１ギア９６は、第２減速機構９４の第１ギア９６および第２ギア９８は、かさ歯車を含む。第１ギア９６は、第２キャリア９４Ｄに接続され、第２キャリア９４Ｄと一体的に回転する。第１ギア９６の少なくとも一部は、第１部分８４に設けられる。第１ギア９６の歯数は、第２ギア９８の歯数よりも少ない。第１ギア９６と、第２ギア９８とは、第３減速機構を構成する。第２ギア９８は、出力部６８の外周部に設けられる。第１ギア９６および第２ギア９８は、第１ギア９６の第１回転軸心Ｃ３まわりの回転を、第２ギア９８の第２回転軸心Ｃ４まわりの回転に変換して出力部６８に出力する。

モータ６６の回転は、第１減速機構９２と、第２減速機構９４と、第１ギア９６および第２ギア９８との３段階で減速されて出力部６８に伝達される。減速機７０は、モータ６６の回転を２段階以下、または、４段階以上で減速して出力部６８に伝達してもよい。減速機７０による減速の段階数および減速比は適宜変更することができる。減速機７０の構成も、所望の減速比に応じて適宜変更することができる。

第２ワンウェイクラッチ７４は、ハウジング６２に設けられる。第２ワンウェイクラッチ７４は、ハウジング６２の第１部分８４に設けられる。第２ワンウェイクラッチ７４は、モータ６６と出力部６８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７４は、第２ギア９８の内周部と出力部６８の外周部との間に設けられることが好ましい。クランク軸６４、出力部６８および第２ギア９８は、同軸に設けられている。第２ワンウェイクラッチ７４は、第２ギア９８の第１回転方向への回転速度が出力部６８の第１回転方向への回転速度以上の場合に、第２ギア９８の回転を出力部６８に伝達する。第２ワンウェイクラッチ７４は、第２ギア９８の第１回転方向への回転速度が出力部６８の第１回転方向への回転速度以下の場合に、出力部６８の回転を第２ギア９８に伝達しない。第２ワンウェイクラッチ７４は、ローラクラッチによって構成されることが好ましいが、ラチェット式のクラッチによって構成されていてもよい。

検出部７８は、ハウジング６２に設けられる。検出部７８は、クランク軸６４から入力される人力駆動力を検出する。検出部７８は、例えば、出力部６８のうちの第１ワンウェイクラッチ７２よりも第１動力伝達経路の下流側に設けられる。検出部７８は、例えば、出力部６８のうちの第２ワンウェイクラッチ７４よりも第１動力伝達経路の上流側に設けられる。検出部７８は、歪センサまたは磁歪センサなどを含む。歪センサは、歪ゲージを含む。検出部７８が歪センサを含む場合、歪センサは、出力部６８の外周部に設けられる。検出部７８は、無線または有線の通信部を含んでいてもよい。検出部７８は、クランク軸６４の回転を検出するための回転センサを含んでいてもよい。通信部は、制御部８０と通信可能に構成される。

制御部８０は、ハウジング６２に設けられる。制御部８０は、モータ６６を制御する。制御部８０は、検出部７８の検出結果に応じて、モータ６６を制御する。制御部８０は、例えば人力駆動力とモータ６６によるアシスト力との比率が、所定の比率となるように、モータ６６を制御する。制御部８０は、駆動回路を含む。駆動回路は、インバータ回路を含み、バッテリ５２からモータ６６に供給される電力を制御する。制御部８０は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部８０は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。制御部８０は、さらに記憶部およびタイマを含んでいてもよい。記憶部には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。制御部８０は、第２部分８６に収容されることが好ましい。制御部８０は、モータ６６に隣接して設けられる。制御部８０は、第２部分８６の第２端部８６Ｂに設けられる。制御部８０は、モータ６６の回転軸心Ｃ１の方向において、モータ６６と電気端子８２との間に設けられることが好ましい。制御部８０は、１または複数の回路基板８１を含む。回路基板８１は、その厚み方向が、モータ６６の回転軸心Ｃ１に平行になるように、ハウジング６２に配置されることが好ましい。

制御部８０は、モータ６６の出力トルクが最大出力トルク以下になるようにモータ６６を制御する。一例では、モータ６６の最大出力トルクは、１０Ｎｍ以上かつ８０Ｎｍ以下である。より好ましくは、モータ６６の最大出力トルクは、１０Ｎｍ以上かつ６０Ｎｍ以下である。より好ましくは、モータ６６の最大出力トルクは、１０Ｎｍ以上かつ４０Ｎｍ以下である。制御部８０は、モータ６６の出力が最大出力以下になるようにモータ６６を制御する。一例では、モータ６６の最大出力は、１００ワット以上かつ６００ワット以下である。好ましくは、モータ６６の最大出力は、１００ワット以上かつ４５０ワット以下である。より好ましくは、モータ６６の最大出力は、１００ワット以上かつ３００ワット以下である。

図１２および図１３に示すバッテリ５２は、１または複数のバッテリセルを含む。バッテリセルは、充電池を含む。バッテリ５２は、バッテリセルを収容するバッテリハウジング５２Ａを含む。バッテリハウジング５２Ａは、ハウジング６２の電気端子８２と接続されるバッテリ端子５２Ｂを含む。バッテリ５２は、モータ６６に電力を供給する。

バッテリ５２は、フレーム３０の内部に収容される。バッテリ５２は、フレーム３０のダウンチューブ３０Ａに収容可能な形状を有する。モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向におけるバッテリ５２の最大寸法ＬＢＺは、好ましくは７５ｍｍ以下である。好ましくは、バッテリ５２の最大寸法ＬＢＺは、５０ｍｍ以上である。一例では、モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向におけるバッテリ５２の最大寸法ＬＢＺは、ハウジング６２のモータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向かつクランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向における第２部分８６の最大寸法ＬＺ２（図１０参照）と実質的に等しい。モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向におけるバッテリ５２の最大寸法ＬＢＹは、好ましくは４００ｍｍ以下である。好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向におけるバッテリ５２の最大寸法ＬＢＹは、２９０ｍｍ以下である。好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向におけるバッテリ５２の最大寸法ＬＢＹは、１０ｍｍ以上である。一例では、モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向におけるバッテリ５２の最大寸法ＬＢＹは、ドライブユニット６０のモータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向の最大寸法ＬＹ（図８参照）よりも長い。モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向におけるバッテリ５２の最大寸法ＬＢＹは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に垂直な方向におけるバッテリ５２の最大寸法ＬＢＺよりも長い。好ましくは、モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向における自転車用コンポーネント５０のクランク軸６４の回転軸心Ｃ１からバッテリ５２のクランク軸６４から遠い側の端部までの距離は、５００ｍｍである。一例では、モータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向における自転車用コンポーネント５０のクランク軸６４の回転軸心Ｃ１からバッテリ５２のクランク軸６４から遠い側の端部までの距離は、バッテリ５２の最大寸法ＬＢＹとドライブユニット６０の距離ＬＡとを加算した距離に等しい。

図２に示されるとおり、ハウジング６２の第２部分８６とバッテリ５２とがモータ６６の回転軸心Ｃ２に平行な方向に並び、かつ、バッテリ５２が第２部分８６に着脱可能に連結された状態で、第２部分８６の少なくとも一部とバッテリ５２の少なくとも一部とが、フレーム３０に収容される。

図１４～図１９を参照して、フレーム３０へのドライブユニット６０の取付方法について説明する。なお、図１４～図１９では、フレーム３０からシートチューブ３０Ｄおよびチェーンステイ３０Ｆを省略している。

ドライブユニット６０の取り付け方法は、第１工程と、第２工程とを、含む。ドライブユニット６０の取り付け方法は、第３工程と、第４工程と、をさらに含む。
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。

図１４および図１５に示されるとおり、第１工程では、ドライブユニット６０を自転車１０の下方かつ幅方向の外側から取付部３２の接続部４０に向かって移動させる。このとき、ドライブユニット６０は、自転車１０の幅方向に交差する方向に移動させる。

図１６に示されるとおり、ドライブユニット６０を図１５よりもさらに自転車の幅方向に交差する方向に平行に移動させることによって、クランク軸６４の第１端部６４Ａが貫通孔３４Ａに挿入される。

図１７および図１８に示されるとおり、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１が自転車１０の幅方向と平行になるようにドライブユニット６０を移動させることによって、ドライブユニット６０の第１部分８４が接続部４０に囲まれる空間に配置される。

図１８および図１９に示されるとおり、第２工程では、第１工程の後に、ハウジング６２をクランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な軸線まわりに回転させて、ハウジング６２の第２部分８６をフレーム３０に形成される開口部３６の開口に挿入する。第２工程において、第２部分８６は開口部３６の開口に挿入されて、第２部分８６の少なくとも一部が、収容空間に配置される。第２工程によって、ハウジング６２の第１取付部８４Ｂがフレーム３０の第２取付部３２Ａと対応するように、ドライブユニット６０が取付部３２に配置される。

第３工程では、第２工程の後に、第１取付部８４Ｂを第２取付部３２Ａに取り付ける。第３工程では、図１１に示すボルトＢ２によって、第１取付部８４Ｂを第２取付部３２Ａに取り付ける。第３工程では、図１１に示す取付部材４４を第３取付部８８Ｃに取り付け、取付部材４４とハウジング６２の第１側面部８８の幅方向の端面との間にフレーム３０の取付部３２を挟み込む。ハウジング６２がボルトＢ２および取付部材４４によってフレーム３０の間に挟み込まれて、ハウジング６２がフレーム３０に取り付けられる。

第４工程では、第３工程の後に、ハウジング６２の第２部分８６のうちの開口から露出する部分の少なくとも一部を覆うようにカバー４２（図２参照）を取り付ける。第４工程では、カバー４２をフレーム３０およびドライブユニット６０の少なくとも一方に取り付ける。第４工程では、ボルトＢ１によって、カバー４２をフレーム３０およびドライブユニット６０の少なくとも一方に取り付ける。

一例では、バッテリ５２は、ドライブユニット６０をフレーム３０に取り付ける前にフレーム３０の収容空間３０Ｓに配置しておくことが好ましい。この場合、第３工程の後かつ第４工程の前に、バッテリ５２のバッテリ端子５２Ｂとドライブユニット６０の電気端子８２とを接続する。別の例では、開口部３６の第２開口部分３６Ｂをバッテリ５２が配置される部分まで延長し、バッテリ５２とドライブユニット６０とを接続した状態の自転車用コンポーネント５０に対して第１～第４工程を行ってドライブユニット６０をフレーム３０に取り付ける。

（変形例）
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。

・ドライブユニット６０のフレーム３０への取り付け構造は適宜変更することができる。例えば、図２０に示されるように取付部材４４に代えて一般的なボルトＢ５を用いてドライブユニット６０をフレーム３０に取り付けてもよい。

・図２１に示されるように、カバー４２を面ファスナ４６によってフレーム３０およびドライブユニット６０の少なくとも一方に取り付けることもできる。この場合、第４工程では、面ファスナ４６によって、カバー４２をフレーム３０およびドライブユニット６０の少なくとも一方に取り付ける。

・クランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向における第１部分８４の最大寸法ＬＸ１を、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１に平行な方向における第２部分８６の最大寸法ＬＸ２以下とすることもできる。

・モータ６６の回転軸心Ｃ２を、クランク軸６４の回転軸心Ｃ１に対して傾斜するようにモータ６６をハウジング６２に設けてもよい。また、モータ６６の回転軸心Ｃ２とクランク軸６４の回転軸心Ｃ１とが、同一平面に含まれないようにモータ６６をハウジング６２に設けてもよい。

・図２２に示すように、貫通孔３４Ａは、少なくとも一部が自転車１０の幅方向に交差する方向に開口していてもよい。貫通孔３４Ａは、例えば少なくとも一部が自転車１０の下方に開口する。この場合、第１工程において、ハウジングを自転車１０の幅方向に垂直な方向に移動させてクランク軸６４を貫通孔３４Ａの開口から挿入することができる。

・貫通孔３４Ａは、自転車１０の下方に代えてまたは加えて、自転車１０の前方または後方に開口していてもよい。要するに、ドライブユニット６０の第１部分８４を挿入可能であれば、いずれの形状を適用することもできる。

・開口部３６を、自転車１０の上方に開口するようにしてもよい。
・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。

・ハウジング６２は、フレーム３０の外側に取り付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。

・第１工程では、ドライブユニット６０を自転車１０の幅方向に平行に移動させてもよい。この場合、ハウジングの８４Ａの一部、特に第１取付部８４Ｂが、第２側壁部３８に接触しないように、第２側壁部３８を構成する。例えば、第２側壁部３８には、一部に切り欠きが形成される。

１０…自転車、２６Ａ…スプロケット、３０…フレーム、５２…バッテリ、６０…自転車用ドライブユニット、６２…ハウジング、６４…クランク軸、６４Ａ…第１端部、６４Ｂ…第２端部、６６…モータ、６８…出力部、７０…減速機、７２…第１ワンウェイクラッチ、７４…第２ワンウェイクラッチ、７８…検出部、８０…制御部、８２…電気端子、８４…第１部分、８６…第２部分、９６…第１ギア、９８…第２ギア。

Claims (33)

1. 自転車のフレームのダウンチューブに少なくとも一部が内蔵されるハウジングと、
   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、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、自転車の推進をアシストするモータと、を含む自転車用ドライブユニットであって、
   前記モータの回転軸心に平行な方向において、前記クランク軸の回転軸心から前記自転車用ドライブユニットのうちの前記クランク軸の回転軸心から最も遠い部分までの距離が２１０ｍｍ以下であり、
   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たバッテリと前記モータの回転軸心に平行な方向に並んだ状態で、前記バッテリに接続可能な電気端子を有し、
   前記ハウジングは、第１部分、および、前記モータを制御する制御部が設けられる第２部分を含み、
   前記第２部分は、前記制御部を収容する収容部を含み、
   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部分の前記収容部に設けられ、
   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、
   前記自転車用ドライブユニットのうちの前記クランク軸の回転軸心から最も遠い部分は、前記第２端部を含み、
   前記制御部は、１または複数の回路基板を含み、
   前記１または複数の回路基板は、前記モータの回転軸心に平行な方向において、前記モータと前記電気端子との間に設けられ、厚み方向が前記モータの回転軸心に平行な方向に配置され、
   前記ハウジングが前記クランク軸の回転軸心に平行な軸線まわりに回転させられ、前記ハウジングの前記第２部分が前記フレームに形成される開口部の開口に挿入されることによって、前記ダウンチューブに少なくとも一部が内蔵される、自転車用ドライブユニット。
2. 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、請求項１に記載の自転車用ドライブユニット。
3. 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。
4. 前記第２部分は、前記モータの回転軸心に平行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１～３のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
5. 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。
6. 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。
7. 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１～６のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
8. 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７に記載の自転車用ドライブユニット。
9. 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８に記載の自転車用ドライブユニット。
10. 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１～９のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
11. 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１０に記載の自転車用ドライブユニット。
12. 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１～１１のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
13. 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１２に記載の自転車用ドライブユニット。
14. 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１２または１３に記載の自転車用ドライブユニット。
15. 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１４に記載の自転車用ドライブユニット。
16. 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１２～１５のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
17. 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１２～１６のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
18. 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１７に記載の自転車用ドライブユニット。
19. 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１２～１８のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
20. 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１～１９のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
21. 前記電気端子は、前記モータに電力を供給する前記バッテリと電気的に接続される、請求項１～２０のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
22. 前記電気端子は、前記自転車用ドライブユニットのうちの前記クランク軸の回転軸心から最も遠い部分を含む前記ハウジングの端部に設けられる、請求項２１に記載の自転車用ドライブユニット。
23. 前記モータの回転軸心に平行な方向において、前記クランク軸の回転軸心から前記自転車用ドライブユニットのうちの前記クランク軸の回転軸心から最も遠い部分までの距離は、１９０ｍｍ以下である、請求項１～２２のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
24. 前記モータの回転軸心に平行な方向において、前記自転車用ドライブユニットの最大寸法は、３００ｍｍ以下である、請求項１～２３のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
25. 前記モータの回転軸心に平行な方向において、前記自転車用ドライブユニットの最大寸法は、２７０ｍｍ以下である、請求項２４に記載の自転車用ドライブユニット。
26. 前記モータの回転軸心と、前記クランク軸の回転軸心とに垂直な方向において、前記自転車用ドライブユニットの最大寸法は、１１０ｍｍ以下である、請求項１～２５のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
27. 前記モータの回転軸心と、前記クランク軸の回転軸心とに垂直な方向において、前記自転車用ドライブユニットの最大寸法は、８０ｍｍ以下である、請求項２６に記載の自転車用ドライブユニット。
28. 前記モータの回転軸心と、前記クランク軸の回転軸心とに垂直な方向における前記自転車用ドライブユニットの最大寸法に対する、前記モータの回転軸心に平行な方向における前記自転車用ドライブユニットの最大寸法の比率は、６以下である、請求項１～２７のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
29. 前記クランク軸の回転軸心に平行な方向において、前記ハウジングの最大寸法は、１００ｍｍ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。
30. 前記クランク軸の回転軸心に平行な方向において、前記ハウジングの最大寸法は、８０ｍｍ以下である、請求項２９に記載の自転車用ドライブユニット。
31. 前記モータの最大出力は、１０Ｎｍ以上かつ８０Ｎｍ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。
32. 前記モータの最大出力は、１０Ｎｍ以上かつ６０Ｎｍ以下である、請求項３１に記載の自転車用ドライブユニット。
33. 前記モータの最大出力は、１０Ｎｍ以上かつ４０Ｎｍ以下である、請求項３２に記載の自転車用ドライブユニット。

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