TW202229094A - 電動輔助驅動單元和自行車 - Google Patents
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Abstract
電動輔助驅動單元包括曲柄軸、外殼、電動機和減速器。外殼在徑向上經由第一軸承支承於曲柄軸。電動機和減速器配置於曲柄軸與外殼之間的空間。電動機具有定子和轉子。定子固定於外殼。轉子在徑向上經由第二軸承支承於曲柄軸。轉子根據施加於曲柄軸的負載旋轉。減速器使轉子的旋轉減速並輸出到曲柄軸。
Description
本發明關於一種電動輔助驅動單元和自行車。
以往,已知包括電動輔助驅動單元的自行車,上述電動輔助驅動單元具有電動機和減速器。電動輔助驅動單元在自行車發動時或上坡行駛時等那樣的對使用者的負載較大的時候,使電動機驅動來輔助踏板的旋轉。以往的電動輔助驅動單元例如記載在日本專利公報特許第6637997號公報中。
電動輔助驅動單元具有如下的結構:在與自行車的踏板連接的曲柄軸與電動輔助驅動單元的外殼之間的空間中收容有電動機和減速器。然而,在以往的電動輔助驅動單元的結構中,電動機的轉子相對於外殼被支承。由此,電動機和減速器相對於曲柄軸和外殼的組裝結構變得複雜。另外,由於相對於外殼支承轉子的軸承的直徑較大,因此難以使電動輔助驅動單元小型、輕量化。
本發明的目的是提供一種在製造時容易組裝部件且易於小型、輕量化的電動輔助驅動單元。
本發明的示例性實施方式是利用電動機的驅動力對由人力實現的旋轉進行輔助的電動輔助驅動單元,其中,包括:曲柄軸,該曲柄軸通過人力以中心軸線為中心旋轉;外殼,該外殼在徑向上經由第一軸承支承於上述曲柄軸;以及電動機和減速器,該電動機和減速器配置於上述曲柄軸與上述外殼之間的空間。上述電動機具有:定子,該定子固定於上述外殼;電路基板,該電路基板根據施加於上述曲柄軸的負載來向上述定子供給驅動電流;以及轉子,該轉子通過由上述驅動電流從上述定子產生的旋轉磁場,以上述中心軸線為中心旋轉。上述減速器使上述轉子的旋轉減速並向上述曲柄軸輸出,上述轉子在徑向上經由第二軸承支承於上述曲柄軸。
本發明的示例性實施方式是一種自行車,其中,包括上述電動輔助驅動單元。
根據本發明的示例性實施方式,能夠容易地製造電動輔助驅動單元。另外,容易使電動輔助驅動單元小型、輕量化。此外,能夠實現包括上述電動輔助驅動單元的自行車。因此,能夠容易地製造裝設於自行車的電動輔助驅動單元。另外,容易使裝設於自行車的電動輔助驅動單元的小型輕量化。
有以下的本發明優選實施方式的詳細說明,參照附圖,可以更清楚地理解本發明的上述及其他特徵、要素、步驟、特點和優點。
以下參照附圖,對本發明的示例性實施方式進行說明。
<1.關於自行車>
圖1是包括本發明一實施方式的電動輔助驅動單元1的自行車100的示意圖。如圖1所示,該自行車100包括前輪110、後輪120、踏板130和滾鏈140。踏板130分別配置於自行車100的兩側面。以下,將踏板130的旋轉方向中的一個方向設為“順方向”。在用戶沿順方向蹬踏板130時,踏板130的旋轉運動經由滾鏈140向後輪120傳遞。由此,後輪120旋轉,通過後輪120和前輪110的旋轉,自行車100向前方行進。
另外,該自行車100包括電動輔助驅動單元1。由此,能夠容易地製造裝設於自行車100的電動輔助驅動單元1。另外,容易使裝設於自行車100的電動輔助驅動單元1的小型輕量化。電動輔助驅動單元1配置於在自行車100的兩側面配置的踏板130之間。此外,電動輔助驅動單元1配置於對滾鏈140進行覆蓋的鏈蓋141的內部。在發動時或上坡行駛時等踏板130的負載較大的情況下,電動輔助驅動單元1向踏板130供給順方向的旋轉驅動力。由此,減輕了用戶蹬踏板130的力。其結果是,用戶能夠輕鬆地駕駛自行車100。
<2.電動輔助驅動單元>
接著,對電動輔助驅動單元1的結構進行說明。
圖2是電動輔助驅動單元1的側視圖。圖3是電動輔助驅動單元1的縱剖視圖。該電動輔助驅動單元1是利用電動機40的驅動力對由人力實現的踏板130的旋轉運動進行輔助的裝置。即,電動輔助驅動單元1利用電動機40的驅動力對由人力實現的旋轉進行輔助。電動輔助驅動單元1包括曲柄軸10、外殼20、電動機40和減速器50。如圖2和圖3所示,電動輔助驅動單元1包括曲柄軸10、外殼20、扭矩感測器30、電動機40、減速器50、單向離合器60和鏈輪70。
另外,以下分別將與曲柄軸10的中心軸線平行的方向稱為“軸向”,將與中心軸線正交的方向稱為“徑向”,將沿著以中心軸線為中心的圓弧的方向稱為“周向”。其中,上述“平行的方向”也包括大致平行的方向。此外,上述“正交的方向”也包括大致正交的方向。
曲柄軸10是沿中心軸線9延伸的圓柱狀的構件。曲柄軸10的軸向的兩端向外殼20的外側突出。曲柄軸10相對於框架150被支承為能旋轉。在本實施方式中,如圖2所示,曲柄軸10經由一對軸承80能旋轉地支承於自行車100的框架150。另外,在曲柄軸10的軸向的兩端分別固定有踏板130。電動輔助驅動單元1裝設於具有踏板130的自行車100,並且曲柄軸10通過來自踏板130的踏力旋轉。更具體而言,在自行車100的用戶蹬踏板130時,踏板130和曲柄軸10通過該踏力(人力)以中心軸線9為中心旋轉。即,曲柄軸10通過人力以中心軸線9為中心旋轉。由此,能夠在自行車100中實現電動輔助機構。
外殼20是將電動機40和減速器50收容在內部的殼體。如圖2和圖3所示,外殼20包括電動機外殼21、減速器外殼22和端部蓋23。端部蓋23位於比電動機外殼21更靠軸向一側的位置。減速器外殼22位於比電動機外殼2121更靠軸向另一側的位置。電動機外殼21、減速器外殼22和端部蓋23通過螺栓24彼此固定。
另外,本實施方式的外殼20具有隔板部27。隔板部27從外殼20的內周面朝向徑向內側擴展。隔板部27呈板狀且圓環狀。電動機40位於隔板部27的軸向一側。減速器50位於隔板部27的軸向另一側。
在曲柄軸10與外殼20之間沿徑向夾設有一對第一軸承81。外殼20經由該第一軸承81支承於曲柄軸10。即,外殼20在徑向上經由第一軸承81支承於曲柄軸10。因此,外殼20和曲柄軸10能夠彼此相對旋轉。另外,如圖2所示,外殼20具有止轉部25。止轉部25從外殼20的外周面朝向徑向外側突出。在自行車100行駛時,止轉部25與框架150沿周向接觸。即,外殼20具有與框架150接觸的止轉部25。由此,以中心軸線9為中心的外殼20的旋轉停止。
這樣,在本實施方式的結構中,曲柄軸10在沒有經由外殼20的情況下直接支承於框架150。因此,不需要外殼20具有用於支承曲柄軸10的強度。因此,外殼20能夠使用強度較低的材料。例如,也可以將外殼20設為樹脂制,以使外殼20輕量化。但是,外殼20的材料也可以是鋁等金屬。
扭矩感測器30是對施加於曲柄軸10的負載進行檢測的感測器。扭矩感測器30設置於電動機外殼21的徑向內側的端部。扭矩感測器30以非接觸的方式對曲柄軸10的歪斜進行檢測,並將該歪斜量轉換為扭矩值。扭矩感測器30將表示曲柄軸10的扭矩值的檢測信號輸入到後述的電路基板42。即,電動輔助驅動單元1具有扭矩感測器30,該扭矩感測器30對曲柄軸10的扭矩進行檢測並將檢測信號輸入到電路基板42。
電動機40是產生用於輔助人力的驅動力的動力源。電動機40配置於曲柄軸10與外殼20之間的空間。電動機40位於減速器50的軸向一側。如圖3所示,電動機40包括定子41、電路基板42和轉子43。
定子41是電動機40的定子。定子41固定於外殼20。在本實施方式中,定子41固定於電動機外殼21。定子41具有定子芯部411和多個線圈412。定子芯部411由層疊鋼板等磁性體形成。定子芯部411具有朝向徑向外側突出的多個極齒。多個極齒沿周向等間隔地排列。線圈412由捲繞於極齒的導線構成。
電路基板42是安裝有用於向定子41的線圈412供給驅動電流的電路的基板。電路基板42與線圈412、扭矩感測器30及省略圖示的電池電連接。電路基板42從扭矩感測器30獲取表示曲柄軸10的扭矩的檢測信號。另外,在裝設於電路基板42的記憶體中存儲有預先設定的扭矩的閾值。
電路基板42在從扭矩感測器30獲取的檢測信號所表示的扭矩值小於上述閾值的情況下,不向線圈412供給驅動電流。電路基板42在檢測信號所表示的扭矩為預先設定的閾值以上的情況下,向定子41供給驅動電流。更詳細而言,在從扭矩感測器30獲取的檢測信號所表示的扭矩值變為上述閾值以上時,電路基板42利用從電池供給的電力生成與扭矩值對應的驅動電流,並供給到線圈412。即,電路基板42根據施加於曲柄軸10的負載來向定子41供給驅動電流。由此,能夠通過電動輔助驅動單元1來控制扭矩。
轉子43是電動機40的轉子。在曲柄軸10與轉子43之間沿徑向夾設有第二軸承82。轉子43經由該第二軸承82支承於曲柄軸10。即,轉子43在徑向上經由第二軸承82支承於曲柄軸10。因此,轉子43能夠以中心軸線9為中心,以與曲柄軸10不同的轉速旋轉。
轉子43具有轉子軛部431和固定於轉子軛部431的多個磁體432。轉子軛部431由鐵等磁性體形成。多個磁體432是永磁體。多個磁體432位於定子41的徑向外側。即,本實施方式的電動機40是外轉子式電動機。多個磁體432以N極和S極沿周向交替排列的方式圓環狀地排列。極齒的徑向外側的端面和磁體432的徑向內側的面沿徑向隔著細微的間隙相對。由於電動機40是外轉子式電動機,因此能夠增大電動機40的慣性矩,並且實現穩定的旋轉。
在驅動電動機40時,驅動電流從電路基板42供給到定子41的線圈412。由此,在定子芯部411中產生旋轉磁場。然後,由於定子芯部411與多個磁體432之間的磁吸引力和磁排斥力,在定子41與轉子43之間產生周向扭矩。其結果是,轉子43以中心軸線9為中心旋轉。即,轉子43通過由驅動電流從定子41產生的旋轉磁場,以中心軸線9為中心旋轉。
減速器50是使轉子43的旋轉運動減速並輸出到曲柄軸10的機構。圖4是從圖3中的A-A位置觀察的電動輔助驅動單元1的橫剖視圖。為了避免圖的繁雜化,在圖4中,省略了表示截面的陰影線和各齒輪的齒的圖示。減速器50配置於曲柄軸10與外殼20之間的空間。減速器50具有中間旋轉體51、固定構件和輸出旋轉體55。在本實施方式中,如圖3和圖4所示,減速器50包括中間旋轉體51、多個行星齒輪52、固定內齒齒輪53、可動內齒齒輪54和輸出旋轉體55。
中間旋轉體51是以中心軸線9為中心的圓環狀的構件。中間旋轉體51位於轉子43的軸向另一側。在曲柄軸10與中間旋轉體51之間沿徑向夾設有第三軸承83。中間旋轉體51經由該第三軸承83支承於曲柄軸10。因此,中間旋轉體51能夠以中心軸線9為中心,以與曲柄軸10不同的轉速旋轉。
另外,本實施方式的電動輔助驅動單元1具有油密封件28。油密封件28位於隔板部27的徑向內側的端部與中間旋轉體51的外周面之間。這樣一來,能夠防止減速器50中使用的潤滑油侵入到電動機40側。
中間旋轉體51固定於轉子43。在本實施方式中,轉子43和中間旋轉體51通過螺栓56彼此固定。因此,在驅動電動機40時,中間旋轉體51與轉子43一起以中心軸線9為中心旋轉。上述第二軸承82和第三軸承83沿軸向空開間隔地配置。由此,轉子43和中間旋轉體51相對於曲柄軸10的旋轉姿勢穩定。
多個行星齒輪52在曲柄軸10的徑向外側沿周向等間隔地排列。如圖4所示,本實施方式的減速器50在曲柄軸10的周圍配置有八個行星齒輪52。但是,減速器50所具有的行星齒輪52的數量不限於八個。各行星齒輪52由固定於中間旋轉體51的行星軸511支承。行星軸511沿軸向延伸。另外,在行星軸511與行星齒輪52之間夾設有第四軸承84。因此,行星齒輪52能夠以行星軸511為中心自轉。另外,行星齒輪52伴隨中間旋轉體51的旋轉而繞中心軸線9公轉。
行星齒輪52在外周面具有多個第一外齒521和多個第二外齒522。多個第一外齒521位於比多個第二外齒522更靠軸向一側的位置。第一外齒521的直徑大於第二外齒522的直徑。行星齒輪52所具有的第一外齒521的數量與行星齒輪52所具有的第二外齒522的數量不同。
固定內齒齒輪53是以中心軸線9為中心的圓環狀的齒輪。固定內齒齒輪53是“固定構件”的一例。固定內齒齒輪53經由鍵532固定於外殼20的內周面。即,固定構件固定於外殼20。因此,固定內齒齒輪53不能相對於外殼20相對旋轉。固定內齒齒輪53在內周面具有多個第一內齒531。行星齒輪52的第一外齒521與固定內齒齒輪53的第一內齒531嚙合。
可動內齒齒輪54是以中心軸線9為中心的圓環狀的齒輪。可動內齒齒輪54位於固定內齒齒輪53的軸向另一側。另外,可動內齒齒輪54的內徑小於固定內齒齒輪53的內徑。可動內齒齒輪54在內周面具有多個第二內齒541。行星齒輪52的第二外齒522與可動內齒齒輪54的第二內齒541嚙合。固定內齒齒輪53所具有的第一內齒531的數量(齒數)與可動內齒齒輪54所具有的第二內齒541的數量(齒數)不同。
在驅動電動機40時,轉子43和中間旋轉體51以中心軸線9為中心,以減速前的第一轉速旋轉。伴隨於此,多個行星齒輪52以中心軸線9為中心沿周向公轉。即,減速器50具有行星齒輪52,該行星齒輪52與固定內齒齒輪53及可動內齒齒輪54嚙合,並且伴隨中間旋轉體51的旋轉而繞中心軸線9公轉。由此,能夠將差動齒輪減速器裝設於電動輔助驅動單元1。此時,由於各行星齒輪52的第一外齒521與固定內齒齒輪53的第一內齒531嚙合,因而行星齒輪52以行星軸511為中心自轉。另外,由於各行星齒輪52的第二外齒522與可動內齒齒輪54的第二內齒541嚙合,因此,通過第一外齒521及第一內齒531的齒數與第二外齒522及第二內齒541的齒數之差,可動內齒齒輪54相對於固定內齒齒輪53以中心軸線9為中心旋轉。該可動內齒齒輪54的轉速為比上述第一轉速低的第二轉速。
輸出旋轉體55是以中心軸線9為中心的圓環狀的構件。輸出旋轉體55具有凸緣551和襯套552。凸緣551在多個行星齒輪52的軸向另一側呈圓板狀地擴展。襯套552從凸緣551的徑向內側的端部朝向電動機40側沿軸向突出。襯套552呈以中心軸線9為中心的圓筒狀。即,輸出旋轉體55具有朝向電動機40沿軸向突出的圓筒狀的襯套552。襯套552位於多個行星齒輪52的徑向內側。凸緣551的徑向外側的端部和可動內齒齒輪54通過螺栓57彼此固定。因此,輸出旋轉體55與可動內齒齒輪54一起以中心軸線9為中心,以減速後的第二轉速旋轉。即,輸出旋轉體55以中心軸線9為中心,以減速後的轉速旋轉。換言之,伴隨中間旋轉體51的旋轉,輸出旋轉體55相對於固定構件以比中間旋轉體51低的轉速旋轉。即,減速器50具有可動內齒齒輪54,該可動內齒齒輪54呈以中心軸線9為中心的圓環狀,並且與輸出旋轉體55一起旋轉。另外,可動內齒齒輪54和輸出旋轉體55也可以是單個構件。
單向離合器60是僅允許輸出旋轉體55相對於曲柄軸10的相對旋轉朝向一個方向的機構。單向離合器60在徑向上位於輸出旋轉體55的襯套552與曲柄軸10之間。即,在本實施方式的結構中,在輸出旋轉體55的向電動機40側折返的襯套552的徑向內側設置有單向離合器60。即,電動輔助驅動單元1還包括單向離合器60,該單向離合器60僅在輸出旋轉體55與曲柄軸10之間傳遞以中心軸線9為中心的單向的旋轉。由此,能夠使電動輔助驅動單元1沿軸向小型化。
在曲柄軸10的順方向的旋轉速度大於輸出旋轉體55的順方向的旋轉速度的情況下,單向離合器60允許該旋轉。因此,在未驅動電動機40時,自行車100的用戶能夠在不會受到電動機40的阻力的情況下經由踏板130使曲柄軸10旋轉。
但是,單向離合器60禁止輸出旋轉體55的順方向的旋轉速度大於曲柄軸10的順方向的旋轉速度。因此,在驅動電動機40且輸出旋轉體55的順方向的旋轉速度追上曲柄軸10的順方向的旋轉速度時,曲柄軸10以與輸出旋轉體55相同的旋轉速度沿順方向旋轉。這樣,單向離合器60僅從輸出旋轉體55向曲柄軸10傳遞以中心軸線9為中心的單向的旋轉運動。
鏈輪70是用於將曲柄軸10的旋轉傳遞到滾鏈140的部件。鏈輪70呈以中心軸線9為中心的圓板狀。鏈輪70位於外殼20的外側。另外,鏈輪70固定於曲柄軸10。鏈輪70在外周部具有多個外齒71。鏈輪70通過上述外齒71與自行車100的滾鏈140卡合。即,電動輔助驅動單元1具有與自行車100的鏈條卡合的鏈輪70。在曲柄軸10通過來自踏板130的踏力或來自電動機40的驅動力旋轉時,鏈輪70也以中心軸線9為中心旋轉。由此,滾鏈140在鏈輪70與後輪120之間轉動。
如上所述,該電動輔助驅動單元1在曲柄軸10的負載較大時,驅動電動機40並向曲柄軸10供給驅動力。此時,減速器50使從電動機40輸出的旋轉運動減速,由此增大扭矩並向曲柄軸10傳遞。由此,能夠對由人力實現的曲柄軸10的旋轉進行輔助。
特別地,在本實施方式的結構中,外殼20經由第一軸承81支承於曲柄軸10。另外,電動機40的轉子43也經由第二軸承82支承於曲柄軸10。因此,能夠以曲柄軸10為中心組裝各部件。因此,能夠容易地製造電動輔助驅動單元1。
另外,在本實施方式的結構中,轉子43經由第二軸承82支承於曲柄軸10,而不是支承於外殼20。這樣一來,與將轉子43經由軸承支承於外殼20的情況相比,能夠使用小徑的第二軸承82。因此,容易使電動輔助驅動單元1小型、輕量化。
另外,在本實施方式的結構中,中間旋轉體51也經由第三軸承83支承於曲柄軸10,而不是支承於外殼20。這樣一來,與將中間旋轉體51經由軸承支承於外殼20的情況相比,能夠使用小徑的第三軸承83。因此,容易使電動輔助驅動單元1小型、輕量化。
另外,本實施方式的電動輔助驅動單元1在輸出旋轉體55與曲柄軸10之間具有單向離合器60。因此,當曲柄軸10的負載小於閾值時,能夠在不會受到電動機40的阻力的情況下僅利用人力使曲柄軸10旋轉。另外,電路基板42僅在曲柄軸10的負載變為閾值以上時驅動電動機40。因此,當不需要輔助時,能夠停止電動機40來抑制電池的消耗。
<3.變形例>
以上,對本發明的一實施方式進行了說明,但是本發明並不限定於上述實施方式。以下,對各種變形例進行說明。另外,以下,以與上述實施方式的不同點為中心進行說明。對於與上述實施方式相同的部分,省略重複說明。
<3-1.第一變形例>
圖5是第一變形例的電動輔助驅動單元1的縱剖視圖。圖5的電動輔助驅動單元1的電動機40的結構與上述實施方式不同。
在圖5的結構中,電動機40的定子芯部411具有朝向徑向內側突出的多個極齒。多個極齒沿周向等間隔地排列。線圈412由捲繞於極齒的導線構成。多個磁體432固定於轉子軛部431的外周面。多個磁體432位於定子41的徑向內側。多個磁體432以N極和S極沿周向交替排列的方式圓環狀地排列。極齒的徑向內側的端面和磁體432的徑向外側的面沿徑向隔著細微的間隙相對。
如上所述,電動輔助驅動單元1的電動機40也可以是轉子43的磁體432位於定子41的徑向內側的內轉子式電動機。由此,能夠在電動輔助驅動單元1中裝設響應性良好的電動機40。
<3-2.第二變形例>
圖6是第二變形例的電動輔助驅動單元1的縱剖視圖。圖6的電動輔助驅動單元1的電動機40及減速器50的結構與上述實施方式不同。
在圖6的結構中,電動機40的定子41呈以中心軸線9為中心的大致圓板狀。定子41具有沿周向排列的多個線圈(省略圖示)。各線圈的磁心朝向軸向。轉子43包括第一轉子軛部431a、第二轉子軛部431b、第一磁體432a和第二磁體432b。第一旋轉軛部431a在定子41的軸向一側以中心軸線9為中心呈圓板狀地擴展。第二旋轉軛部431b在定子41的軸向另一側以中心軸線9為中心呈圓板狀地擴展。
第一磁體432a固定於第一轉子軛部431a的軸向另一側的面。第二磁體432b固定於第二轉子軛部431b的軸向一側的面。第一磁體432a和第二磁體432b分別呈以中心軸線9為中心的圓環狀。第一磁體432a的表面與定子41的軸向一側的面隔著細微的間隙沿軸向相對。第二磁體432b的表面與定子41的軸向另一側的面隔著細微的間隙沿軸向相對。在第一磁體432a和第二磁體432b的表面上,沿周向交替地磁化出N極和S極。
這樣,電動輔助驅動單元1的電動機40也可以是定子41和轉子43的磁體432a、432b沿軸向相對的軸向間隙式電動機。通過將電動機40設為軸向間隙式,與使用具有相同性能的外轉子式或內轉子式的電動機的情況相比,能夠抑制電動機40的軸向尺寸。
特別地,本實施方式的電動機40具有夾著定子41配置的兩個磁體432a、432b。由此,與僅在定子41的單側配置磁體的情況相比,能夠增大從電動機40輸出的扭矩。
圖6的電動輔助驅動單元1的減速器50包括中間旋轉體51、多個行星輥52、非旋轉環53、可旋轉環54和輸出旋轉體55。
多個行星輥52在曲柄軸10的徑向外側沿周向等間隔地排列。各行星輥52由固定於中間旋轉體51的行星軸511支承。行星軸511沿軸向延伸。各行星輥52能夠以行星軸511為中心自轉。另外,行星輥52伴隨中間旋轉體51的旋轉而繞中心軸線9公轉。
行星輥52在外周面具有第一傾斜面521和第二傾斜面522。第一傾斜面521位於比第二傾斜面522更靠軸向一側的位置。第一傾斜面521是直徑隨著朝向軸向一側而縮小的傾斜面。第二傾斜面522是直徑隨著朝向軸向另一側而縮小的傾斜面。
非旋轉環53是以中心軸線9為中心的圓環狀的構件。非旋轉環53是“固定構件”的一例。非旋轉環53沿外殼20的內周面配置。非旋轉環53不能相對於外殼20相對旋轉。非旋轉環53的內周面包括第三傾斜面531。第三傾斜面531是直徑隨著朝向軸向一側而縮小的傾斜面。
減速器50在非旋轉環53的軸向一側具有按壓機構58。按壓機構58朝向可旋轉環54側沿軸向按壓非旋轉環53。在圖6的結構中,按壓機構58由能沿軸向伸縮的彈簧和施加與負載扭矩成比例的按壓力的調壓凸輪構成。但是,也可以省略彈簧和調壓凸輪中的任一個。另外,作為按壓機構58,也可以使用彈簧以外的彈性構件。由於按壓機構58的按壓力,非旋轉環53的第三傾斜面531與行星輥52的第一傾斜面521接觸。
在輸出旋轉體55的凸緣551和減速器外殼22的軸向的間隙中配置有推力軸承59。推力軸承59通過外殼20對按壓機構58的軸向的按壓力和反作用力進行支承。因此,按壓機構58的按壓力不會影響上述傾斜面以外的部件。
可旋轉環54是以中心軸線9為中心的圓環狀的構件。可旋轉環54位於非旋轉環53的軸向另一側。可旋轉環54的內周面包括第四傾斜面541。第四傾斜面541是直徑隨著朝向軸向另一側而縮小的傾斜面。行星輥52的第二傾斜面522與可旋轉環54的第四傾斜面541接觸。非旋轉環53的內徑與可旋轉環54的內徑稍微不同。
在驅動電動機40時,轉子43和中間旋轉體51以中心軸線9為中心,以減速前的第一轉速旋轉。伴隨於此,多個行星輥52以中心軸線9為中心沿周向公轉。即,減速器1還包括行星輥52,該行星輥52與非旋轉環53及可旋轉環54接觸,並且伴隨中間旋轉體51的旋轉而繞中心軸線9公轉。因此,能夠在電動輔助驅動單元1中裝設牽引減速器。此時,由於各行星輥52的第一傾斜面521與非旋轉環53的第三傾斜面531接觸,因而行星輥52以行星軸511為中心自轉。另外,由於各行星輥52的第二傾斜面522與可旋轉環54的第四傾斜面541接觸,因此,通過第一傾斜面521及第三傾斜面531的抵接部與第二傾斜面522及第四傾斜面541的抵接部的直徑差,可旋轉環54相對於非旋轉環53以中心軸線9為中心旋轉。該可旋轉環54的轉速為比上述第一轉速低的第二轉速。
此外,可旋轉環54和輸出旋轉體55彼此固定。因此,輸出旋轉體55與可旋轉環54一起以中心軸線9為中心,以減速後的第二轉速旋轉。即,減速器50具有可旋轉環54,該可旋轉環54呈以中心軸線9為中心的圓環狀,並且與輸出旋轉體55一起旋轉。另外,可旋轉環54和輸出旋轉體55也可以是單個構件。
另外,在圖6的示例中,行星輥52的第一傾斜面521與非旋轉環53的第三傾斜面531接觸。然而,不限於這樣的傾斜面彼此接觸的結構,也可以是傾斜面和突起接觸的結構。即,在行星輥52和非旋轉環53的抵接部中,行星輥52和非旋轉環53中的至少任一方的面是直徑隨著遠離可旋轉環54而縮小的傾斜面即可。
另外,在圖6的示例中,行星輥52的第二傾斜面522與可旋轉環54的第四傾斜面541接觸。然而,不限於這樣的傾斜面彼此接觸的結構,也可以是傾斜面和突起接觸的結構。即,在行星輥52和可旋轉環54的抵接部中,行星輥52和可旋轉環54中的至少任一方的面是直徑隨著遠離非旋轉環53而縮小的傾斜面即可。由此,能夠使可旋轉環54相對於非旋轉環53相對旋轉。
<3-3.第三變形例>
圖7是第三變形例的電動輔助驅動單元1的縱剖視圖。圖8是從圖7中的B-B位置觀察的電動輔助驅動單元1的橫剖視圖。為了避免圖的繁雜化,在圖8中省略了表示截面的陰影線。圖7和圖8的電動輔助驅動單元1的電動機40和減速器50的結構與上述實施方式不同。但是,電動機40的結構與第二變形例相同,因此省略重複說明。
圖7和圖8的電動輔助驅動單元1的減速器50具有中間旋轉體51、撓性外齒齒輪52、固定內齒齒輪53、可動內齒齒輪54和輸出旋轉體55。
本變形例的中間旋轉體51包括凸輪512。在圖8中,沿軸向觀察時的凸輪512的外周面的形狀呈橢圓形。然而,凸輪512的外周面的形狀不一定限於橢圓形。凸輪512具有外徑(距中心軸線9的距離)根據周向的位置而不同的非圓形的外周面即可。即,中間旋轉體51包括外徑根據周向的位置而不同的非圓形的凸輪512。
撓性外齒齒輪52是能夠靈活地撓曲變形的薄壁狀的齒輪。撓性外齒齒輪52呈環狀,並且位於凸輪512的徑向外側。撓性外齒齒輪52在外周面具有多個外齒523。另外,在凸輪512的外周面與撓性外齒齒輪52之間夾設有撓性軸承85。撓性軸承85是能夠靈活地撓曲變形的軸承。因此,通過凸輪512的旋轉,撓性外齒齒輪52經由撓性軸承85沿徑向撓曲。
固定內齒齒輪53是以中心軸線9為中心的圓環狀的齒輪。固定內齒齒輪53是“固定構件”的一例。固定內齒齒輪53固定於外殼20的內周面。因此,固定內齒齒輪53不能相對於外殼20相對旋轉。固定內齒齒輪53在內周面具有多個第一內齒531。
可動內齒齒輪54是以中心軸線9為中心的圓環狀的齒輪。可動內齒齒輪54位於固定內齒齒輪53的軸向另一側。可動內齒齒輪54在內周面具有多個第二內齒541。固定內齒齒輪53所具有的第一內齒531的數量(齒數)與可動內齒齒輪54所具有的第二內齒541的數量(齒數)不同。
上述撓性軸承85的內圈與凸輪512的外周面接觸。撓性軸承85的外圈與撓性外齒齒輪52的內周面接觸。撓性軸承85變形為沿著凸輪512的外周面的橢圓形。因此,撓性外齒齒輪52也變形為沿著凸輪512的外周面的橢圓形。其結果是,在相當於該橢圓的長軸的兩端的兩個部位處,撓性外齒齒輪52的一部分的外齒523經由撓性軸承85被凸輪512的外周面按壓,由此與固定內齒齒輪53的第一內齒531及可動內齒齒輪54的第二內齒541嚙合。在周向的其他位置處,外齒523不與第一內齒531及第二內齒541嚙合。即,減速器50還具有環狀的外齒齒輪,該外齒齒輪被凸輪512的外周面按壓並撓曲變形,並且在周向的一部分中與固定內齒齒輪53及可動內齒齒輪54嚙合。由此,能夠在電動輔助驅動單元1中裝設具有差動式的波動減速機構的減速器50。
在驅動電動機40時,轉子43和中間旋轉體51以中心軸線9為中心,以減速前的第一轉速旋轉。伴隨於此,凸輪512也以中心軸線9為中心,以第一轉速旋轉。於是,撓性外齒齒輪52的上述橢圓的長軸也以第一轉速旋轉。因此,撓性外齒齒輪52的外齒523與固定內齒齒輪53的第一內齒531的嚙合位置也沿周向以第一轉速移動。另外,撓性外齒齒輪52的外齒523也與可動內齒齒輪54的第二內齒541嚙合,因此,通過第一內齒531和第二內齒541的齒數差,可動內齒齒輪54相對於固定內齒齒輪53以中心軸線9為中心旋轉。該可動內齒齒輪54的轉速為比上述第一轉速低的第二轉速。
可動內齒齒輪54和輸出旋轉體55通過螺栓57彼此固定。因此,輸出旋轉體55與可動內齒齒輪54一起以中心軸線9為中心,以減速後的第二轉速旋轉。即,減速器50具有可動內齒齒輪54,該可動內齒齒輪54呈以中心軸線9為中心的圓環狀,並且與輸出旋轉體55一起旋轉。另外,可動內齒齒輪54和輸出旋轉體55也可以是單個構件。
<3-4.第四變形例>
圖9是第四變形例的電動輔助驅動單元1的縱剖視圖。圖9的電動輔助驅動單元1的電動機40和減速器50的結構與上述實施方式不同。但是,電動機40的結構與第一變形例相同,因此省略重複說明。
圖9的電動輔助驅動單元1的減速器50具有中間旋轉體51、撓性外齒齒輪52、內齒齒輪53和輸出旋轉體55。
本變形例的中間旋轉體51包括凸輪512。沿軸向觀察時的凸輪512的外周面的形狀呈橢圓形。然而,凸輪512的外周面的形狀不一定限於橢圓形。凸輪512具有外徑(距中心軸線9的距離)根據周向的位置而不同的非圓形的外周面即可。即,減速器50具有中間旋轉體51,該中間旋轉體51固定於轉子43,並且包括外徑根據周向的位置而不同的非圓形的凸輪512。
撓性外齒齒輪52是能夠靈活地撓曲變形的薄壁狀的齒輪。撓性外齒齒輪52具有大致呈杯狀的外形。即,撓性外齒齒輪52具有圓筒部524和圓板部525。圓筒部524位於凸輪512的徑向外側。圓板部525從圓筒部524的軸向另一側的端部朝向徑向內側擴展。
圓筒部524具有多個外齒523。圓筒部524在外周面具有多個外齒523。另外,在凸輪512的外周面與圓筒部524的內周面之間夾設有撓性軸承85。撓性軸承85是能夠靈活地撓曲變形的軸承。因此,通過凸輪512的旋轉,撓性外齒齒輪52的圓筒部524經由撓性軸承85沿徑向撓曲。
內齒齒輪53是以中心軸線9為中心的圓環狀的齒輪。內齒齒輪53固定於外殼20。更具體而言,內齒齒輪53固定於外殼20的內周面。因此,內齒齒輪53不能相對於外殼20相對旋轉。內齒齒輪53在內周面具有多個內齒531。撓性外齒齒輪52所具有的外齒523的數量(齒數)與內齒齒輪53所具有的內齒531的數量(齒數)不同。
上述撓性軸承85的內圈與凸輪512的外周面接觸。撓性軸承85的外圈與撓性外齒齒輪52的圓筒部524的內周面接觸。撓性軸承85變形為沿著凸輪512的外周面的橢圓形。因此,撓性外齒齒輪52的圓筒部524也變形為沿著凸輪512的外周面的橢圓形。其結果是,在相當於該橢圓的長軸的兩端的兩個部位處,撓性外齒齒輪52的一部分的外齒523經由撓性軸承85被凸輪512的外周面按壓,由此與內齒齒輪53的內齒531嚙合。在周向的其他位置處,外齒523不與內齒531嚙合。即,減速器50具有外齒齒輪,該外齒齒輪被凸輪512的外周面按壓並撓曲變形,並且在周向的一部分中與內齒齒輪53嚙合。
在驅動電動機40時,轉子43和中間旋轉體51以中心軸線9為中心,以減速前的第一轉速旋轉。伴隨於此,凸輪512也以中心軸線9為中心,以第一轉速旋轉。於是,撓性外齒齒輪52的圓筒部524的上述橢圓的長軸也以第一轉速旋轉。因此,撓性外齒齒輪52的外齒523與內齒齒輪53的內齒531的嚙合位置也沿周向以第一轉速移動。另外,撓性外齒齒輪52所具有的外齒523的數量與內齒齒輪53所具有的內齒531的數量不同。因此,通過該齒數差,撓性外齒齒輪52相對於內齒齒輪53以中心軸線9為中心旋轉。該撓性外齒齒輪52的轉速為比上述第一轉速低的第二轉速。
撓性外齒齒輪52和輸出旋轉體55通過螺栓57彼此固定。因此,輸出旋轉體55與外齒齒輪一起旋轉。更具體而言,輸出旋轉體55與撓性外齒齒輪52一起以中心軸線9為中心,以減速後的第二轉速旋轉。另外,撓性外齒齒輪52和輸出旋轉體55也可以是單個構件。由此,能夠在減速器50中實現杯型的外齒齒輪。
<3-5.第五變形例>
圖10是第五變形例的電動輔助驅動單元1的縱剖視圖。圖10的電動輔助驅動單元1的減速器50的結構與上述實施方式不同。
圖10的電動輔助驅動單元1的減速器50具有中間旋轉體51、撓性外齒齒輪52、內齒齒輪53和輸出旋轉體55。
本變形例的中間旋轉體51包括凸輪512。沿軸向觀察時的凸輪512的外周面的形狀呈橢圓形。然而,凸輪512的外周面的形狀不一定限於橢圓形。凸輪512具有外徑(距中心軸線9的距離)根據周向的位置而不同的非圓形的外周面即可。
撓性外齒齒輪52是能夠靈活地撓曲變形的薄壁狀的齒輪。撓性外齒齒輪52具有大致禮帽狀的外形。即,撓性外齒齒輪52具有圓筒部524和圓板部525。圓筒部524位於凸輪512的徑向外側。圓板部525從圓筒部524的軸向一側的端部朝向徑向外側擴展。圓板部525固定於外殼20。更詳細而言,圓板部525的徑向外側的端部固定於外殼20。
圓筒部524具有多個外齒523。更具體而言,圓筒部524在外周面具有多個外齒523。另外,在凸輪512的外周面與圓筒部524的內周面之間夾設有撓性軸承85。撓性軸承85是能夠靈活地撓曲變形的軸承。因此,通過凸輪512的旋轉,撓性外齒齒輪52的圓筒部524經由撓性軸承85沿徑向撓曲。
內齒齒輪53是以中心軸線9為中心的圓環狀的齒輪。在外殼20與內齒齒輪53之間沿徑向夾設有交叉滾子軸承86。內齒齒輪53經由該交叉滾子軸承86支承於外殼20。因此,內齒齒輪53能夠以中心軸線9為中心旋轉。內齒齒輪53在內周面具有多個內齒531。撓性外齒齒輪52所具有的外齒523的數量(齒數)與內齒齒輪53所具有的內齒531的數量(齒數)不同。
上述撓性軸承85的內圈與凸輪512的外周面接觸。撓性軸承85的外圈與撓性外齒齒輪52的圓筒部524的內周面接觸。撓性軸承85變形為沿著凸輪512的外周面的橢圓形。因此,撓性外齒齒輪52的圓筒部524也變形為沿著凸輪512的外周面的橢圓形。其結果是,在相當於該橢圓的長軸的兩端的兩個部位處,撓性外齒齒輪52的一部分的外齒523經由撓性軸承85被凸輪512的外周面按壓,由此與內齒齒輪53的內齒531嚙合。在周向的其他位置處,外齒523不與內齒531嚙合。
在驅動電動機40時,轉子43和中間旋轉體51以中心軸線9為中心,以減速前的第一轉速旋轉。伴隨於此,凸輪512也以中心軸線9為中心,以第一轉速旋轉。於是,撓性外齒齒輪52的圓筒部524的上述橢圓的長軸也以第一轉速旋轉。因此,撓性外齒齒輪52的外齒523與內齒齒輪53的內齒531的嚙合位置也沿周向以第一轉速移動。另外,撓性外齒齒輪52所具有的外齒523的數量與內齒齒輪53所具有的內齒531的數量不同。因此,通過該齒數差,內齒齒輪53相對於撓性外齒齒輪52以中心軸線9為中心旋轉。該內齒齒輪53的轉速為比上述第一轉速低的第二轉速。
減速器50具有輸出旋轉體55,該輸出旋轉體55以中心軸線9為中心,以減速後的轉速旋轉。內齒齒輪53和輸出旋轉體55通過螺栓57彼此固定。因此,輸出旋轉體55與內齒齒輪53一起旋轉。更詳細而言,輸出旋轉體55與內齒齒輪53一起以中心軸線9為中心,以減速後的第二轉速旋轉。另外,撓性外齒齒輪52和輸出旋轉體55也可以是單個構件。由此,能夠在電動輔助驅動單元1中實現波動齒輪機構。
在上述第四變形例中,將內齒齒輪53固定於外殼20,並且使撓性外齒齒輪52相對於該內齒齒輪53以減速後的第二轉速旋轉。與此相對,在第五變形例中,將撓性外齒齒輪52固定於外殼20,並且使內齒齒輪53相對於該撓性外齒齒輪52以減速後的第二轉速旋轉。這樣,在減速器50中利用撓性外齒齒輪52的情況下,撓性外齒齒輪52和內齒齒輪53中的任一方固定於外殼20即可。而且,撓性外齒齒輪52和內齒齒輪53中的另一方與輸出旋轉體55一起以第二轉速旋轉即可。此處,第二轉速為比中間旋轉體51低的轉速。由此,能夠在電動輔助驅動單元1中實現波動齒輪機構。
<3-6.第六變形例>
圖11是第六變形例的電動輔助驅動單元1的橫剖視圖。圖11的電動輔助驅動單元1的電動機40和減速器50的結構與上述實施方式不同。但是,電動機40的結構與上述第二變形例相同。另外,減速器50的結構與上述第五變形例相同。這樣,電動機40的種類和減速器50的種類能夠任意地組合。
<3-7.第七變形例>
圖12是第七變形例的電動輔助驅動單元1的側視圖。圖12的電動輔助驅動單元1相對於自行車100的框架150的支承結構與上述實施方式不同。
在圖12的示例中,外殼20通過螺栓26固定於自行車100的框架150。由此,外殼20固定於框架150,外殼20支承於框架150。與上述實施方式相同地,在曲柄軸10與外殼20之間沿徑向夾設有第一軸承81(參照圖3)。曲柄軸10經由該第一軸承81支承於外殼20。在本變形例的結構中,外殼20支承曲柄軸10,因此,與上述實施方式相比,外殼20需要強度。然而,如果採用本變形例的結構,則能夠省略上述實施方式的軸承80。因此,能夠簡化電動輔助驅動單元1的結構。
<3-8.其他的變形例>
在上述實施方式和變形例中,對裝設於自行車100的電動輔助驅動單元1進行了說明。然而,本發明的電動輔助驅動單元1也可以裝設於自行車以外的設備。例如,在輔助套裝、釣竿的卷盤等中,為了輔助人力,也可以裝設本發明的電動輔助驅動單元。
除此之外,電動輔助驅動單元的細微部分的形狀也可以與本發明的各圖所示的形狀不同。此外,在不產生矛盾的範圍內,也可以將上述實施方式或變形例中出現的各要素適當組合。
本發明例如能夠用於電動輔助驅動單元和自行車。
1:電動輔助驅動單元
9:中心軸線
10:曲柄軸
20:外殼
21:電動機外殼
22:減速器外殼
23:端部蓋
24:螺栓
25:止轉部
26:螺栓
27:隔板部
28:油密封件
30:扭矩感測器
40:電動機
41:定子
411:定子芯部
412:線圈
42:電路基板
43:轉子
431:轉子軛部
431a:第一轉子軛部
431b:第二轉子軛部
432:磁體
432a:第一磁體
432b:第二磁體
50:減速器
51:中間旋轉體
511:行星軸
512:凸輪
52:行星齒輪/撓性外齒齒輪/行星輥
521:第一外齒/第一傾斜面
522:第二外齒/第二傾斜面
523:外齒
524:圓筒部
525:圓板部
53:固定內齒齒輪/內齒齒輪/非旋轉環
531:第一內齒/內齒/第三傾斜面
532:鍵
54:可動內齒齒輪/可旋轉環
541:第二內齒/第四傾斜面
55:輸出旋轉體
551:凸緣
552:襯套
56:螺栓
57:螺栓
58:按壓機構
59:推力軸承
60:單向離合器
70:鏈輪
71:外齒
80:軸承
81:第一軸承
82:第二軸承
83:第三軸承
84:第四軸承
85:撓性軸承
86:交叉滾子軸承
100:自行車
110:前輪
120:後輪
130:踏板
140:滾鏈
141:鏈蓋
150:框架
圖1是包括電動輔助驅動單元的自行車的示意圖。
圖2是電動輔助驅動單元的側視圖。
圖3是電動輔助驅動單元的縱剖視圖。
圖4是從圖3中的A-A位置觀察的電動輔助驅動單元的橫剖視圖。
圖5是第一變形例的電動輔助驅動單元的縱剖視圖。
圖6是第二變形例的電動輔助驅動單元的縱剖視圖。
圖7是第三變形例的電動輔助驅動單元的縱剖視圖。
圖8是從圖7中的B-B位置觀察的電動輔助驅動單元的橫剖視圖。
圖9是第四變形例的電動輔助驅動單元的縱剖視圖。
圖10是第五變形例的電動輔助驅動單元的縱剖視圖。
圖11是第六變形例的電動輔助驅動單元的橫剖視圖。
圖12是第七變形例的電動輔助驅動單元的側視圖。
1:電動輔助驅動單元
9:中心軸線
10:曲柄軸
20:外殼
21:電動機外殼
22:減速器外殼
23:端部蓋
24:螺栓
27:隔板部
28:油密封件
30:扭矩感測器
40:電動機
41:定子
411:定子芯部
412:線圈
42:電路基板
43:轉子
431:轉子軛部
432:磁體
50:減速器
51:中間旋轉體
511:行星軸
52:行星齒輪/撓性外齒齒輪/行星輥
521:第一外齒/第一傾斜面
522:第二外齒/第二傾斜面
53:固定內齒齒輪/內齒齒輪/非旋轉環
531:第一內齒/內齒/第三傾斜面
532:鍵
54:可動內齒齒輪/可旋轉環
541:第二內齒/第四傾斜面
55:輸出旋轉體
551:凸緣
552:襯套
56:螺栓
57:螺栓
60:單向離合器
81:第一軸承
82:第二軸承
83:第三軸承
84:第四軸承
Claims (23)
- 一種電動輔助驅動單元,利用電動機的驅動力對由人力實現的旋轉進行輔助,包括: 曲柄軸,所述曲柄軸通過人力以中心軸線為中心旋轉; 外殼,所述外殼在徑向上經由第一軸承支承於所述曲柄軸;以及 電動機和減速器,所述電動機和減速器配置於所述曲柄軸與所述外殼之間的空間, 所述電動機具有: 定子,所述定子固定於所述外殼; 電路基板,所述電路基板根據施加於所述曲柄軸的負載來向所述定子供給驅動電流;以及 轉子,所述轉子通過由所述驅動電流從所述定子產生的旋轉磁場,以所述中心軸線為中心旋轉, 其特徵在於, 所述減速器使所述轉子的旋轉減速並向所述曲柄軸輸出, 所述轉子在徑向上經由第二軸承支承於所述曲柄軸。
- 如請求項1所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述減速器具有: 中間旋轉體,所述中間旋轉體固定於所述轉子; 固定構件,所述固定構件固定於所述外殼;以及 輸出旋轉體,所述輸出旋轉體以所述中心軸線為中心,以減速後的轉速旋轉, 伴隨所述中間旋轉體的旋轉,所述輸出旋轉體相對於所述固定構件以比所述中間旋轉體低的轉速旋轉。
- 如請求項2所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述固定構件是以所述中心軸線為中心的圓環狀的固定內齒齒輪, 所述減速器具有可動內齒齒輪,所述可動內齒齒輪呈以所述中心軸線為中心的圓環狀,並且與所述輸出旋轉體一起旋轉, 所述固定內齒齒輪的齒數與所述可動內齒齒輪的齒數不同, 所述減速器還具有行星齒輪,所述行星齒輪與所述固定內齒齒輪及所述可動內齒齒輪嚙合,並且伴隨所述中間旋轉體的旋轉而繞所述中心軸線公轉。
- 如請求項2所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述固定構件是以所述中心軸線為中心的圓環狀的非旋轉環, 所述減速器具有可旋轉環,所述可旋轉環呈以所述中心軸線為中心的圓環狀,並且與所述輸出旋轉體一起旋轉, 所述可旋轉環的內徑與所述非旋轉環的內徑不同, 所述減速器還具有行星輥,所述行星輥與所述非旋轉環及所述可旋轉環接觸,並且伴隨所述中間旋轉體的旋轉而繞所述中心軸線公轉。
- 如請求項4所述的電動輔助驅動單元,其中, 在所述非旋轉環和所述行星輥的抵接部中,所述非旋轉環和所述行星輥中的至少任一方的面是直徑隨著遠離所述可旋轉環而縮小的傾斜面, 在所述可旋轉環和所述行星輥的抵接部中,所述可旋轉環和所述行星輥中的至少任一方的面是直徑隨著遠離所述非旋轉環而縮小的傾斜面。
- 如請求項5所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述減速器還具有按壓機構,所述按壓機構朝向所述可旋轉環側沿軸向按壓所述非旋轉環。
- 如請求項2所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述固定構件是以所述中心軸線為中心的圓環狀的固定內齒齒輪, 所述減速器具有可動內齒齒輪,所述可動內齒齒輪呈以所述中心軸線為中心的圓環狀,並且與所述輸出旋轉體一起旋轉, 所述固定內齒齒輪的齒數與所述可動內齒齒輪的齒數不同, 所述中間旋轉體包括外徑根據周向的位置而不同的非圓形的凸輪, 所述減速器還具有環狀的外齒齒輪,所述外齒齒輪被所述凸輪的外周面按壓並撓曲變形,並且在周向的一部分中與所述固定內齒齒輪及所述可動內齒齒輪嚙合。
- 如請求項1所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述減速器具有: 中間旋轉體,所述中間旋轉體固定於所述轉子,並且包括外徑根據周向的位置而不同的非圓形的凸輪; 圓環狀的內齒齒輪,所述內齒齒輪以所述中心軸線為中心; 外齒齒輪,所述外齒齒輪被所述凸輪的外周面按壓並撓曲變形,並且在周向的一部分中與所述內齒齒輪嚙合;以及 輸出旋轉體,所述輸出旋轉體以所述中心軸線為中心,以減速後的轉速旋轉, 所述內齒齒輪和所述外齒齒輪中的任一方固定於所述外殼, 所述內齒齒輪和所述外齒齒輪中的另一方與所述輸出旋轉體一起以比所述中間旋轉體低的轉速,以所述中心軸線為中心旋轉。
- 如請求項8所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述內齒齒輪固定於所述外殼, 所述外齒齒輪具有: 圓筒部,所述圓筒部具有多個外齒;以及 圓板部,所述圓板部從所述圓筒部的軸向的端部朝向徑向內側擴展, 所述輸出旋轉體與所述外齒齒輪一起旋轉。
- 如請求項8所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述外齒齒輪具有: 圓筒部,所述圓筒部具有多個外齒;以及 圓板部,所述圓板部從所述圓筒部的軸向的端部朝向徑向外側擴展, 所述圓板部固定於所述外殼, 所述輸出旋轉體與所述內齒齒輪一起旋轉。
- 如請求項10所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述內齒齒輪經由交叉滾子軸承支承於所述外殼。
- 如請求項2至11中的任一項所述的電動輔助驅動單元, 還包括單向離合器,所述單向離合器僅在所述輸出旋轉體與所述曲柄軸之間傳遞以所述中心軸線為中心的單向的旋轉。
- 如請求項12所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述輸出旋轉體具有朝向所述電動機沿軸向突出的圓筒狀的襯套, 所述單向離合器在徑向上位於所述襯套與所述曲柄軸之間。
- 如請求項1至13中的任一項所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述電動機是所述定子和所述轉子的磁體沿軸向相對的軸向間隙式電動機。
- 如請求項1至13中的任一項所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述電動機是所述轉子的磁體位於所述定子的徑向外側的外轉子式電動機。
- 如請求項1至13中的任一項所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述電動機是所述轉子的磁體位於所述定子的徑向內側的內轉子式電動機。
- 如請求項1至16中的任一項所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述曲柄軸相對於框架被支承為能旋轉, 所述外殼具有與所述框架接觸的止轉部, 通過所述止轉部與所述框架接觸,以所述中心軸線為中心的所述外殼的旋轉停止。
- 如請求項1至16中的任一項所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述外殼支承於框架, 所述外殼固定於所述框架。
- 如請求項1至18中的任一項所述的電動輔助驅動單元,其中, 所述外殼是樹脂制的。
- 如請求項1至19中的任一項所述的電動輔助驅動單元, 還包括扭矩感測器,所述扭矩感測器對所述曲柄軸的扭矩進行檢測並將檢測信號輸入到所述電路基板, 所述電路基板在所述檢測信號所表示的所述扭矩為預先設定的閾值以上的情況下,向所述定子供給所述驅動電流。
- 如請求項1至20中任一項所述的電動輔助驅動單元, 裝設於具有踏板的自行車, 通過來自所述踏板的踏力,所述曲柄軸旋轉。
- 如請求項21所述的電動輔助驅動單元, 還包括鏈輪,所述鏈輪與所述自行車鏈條卡合, 所述鏈輪固定於所述曲柄軸。
- 一種自行車,其特徵在於, 包括請求項1至22中的任一項所述的電動輔助驅動單元。
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