驱动单元以及电动助力自行车的制作方法
【专利摘要】在用于电动助力自行车的驱动单元中，缩小曲轴的轴向上的尺寸。驱动单元(50)被用于电动助力自行车(10)。驱动单元(50)包括电机(60)、第一传递齿轮(84)以及被驱动齿轮(104)。在电机(60)、第一传递齿轮(84)以及被驱动齿轮(104)中，将从曲轴(54)的轴向观察时直径最大的部件设为第一部件(104)，将直径第二大的部件设为第二部件(60)。基板(150)在曲轴(54)的轴向上被配置于第一部件(104)和第二部件(60)之间。
【专利说明】驱动单元以及电动助力自行车
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于电动助力自行车的驱动单元以及具有该驱动单元的电动助力自行车。
【背景技术】
[0002]近年来，提出了通过电机的驱动力辅助骑车者蹬踏板的力(以下称为踏力)的电动助力自行车。电动助力自行车具有用于辅助踏力的驱动单元。驱动单元例如被日本专利文献特开2008-114851号公报公开。
[0003]在上述公报中，驱动单元具备旋转部件。旋转部件旋转自如地被设置在与踏板曲轴相同轴线上。旋转部件连结输入驱动系统和电机驱动系统。与旋转部件比在车身的后方配置电机。电机和旋转部件经由齿轮减速器连结。
【发明内容】
[0004]在上述公报中没有明确记载，在驱动单元内配置电路基板。电路基板如日本专利文献特开2003-219603号公报所述，通过从传递电机的驱动力的路径(驱动力传递路径)分尚配置。
[0005]在将这样的电路基板的配置方法应用于日本专利文献特开2008-114851号公报所述的驱动单元的情况下，电路基板从电机、齿轮减速器以及旋转部件分离开配置。因此，难以缩小从踏板曲轴的轴向观察时的驱动单元的尺寸、踏板曲轴的轴向的驱动单元的尺寸。
[0006]本发明的目的是在被用于电动助力自行车的驱动单元中缩小曲轴的轴向上的尺寸。
[0007]另外，本发明的目的还在于提供具有上述驱动单元的电动助力自行车。
[0008]本发明的驱动单元被用于电动助力自行车，具有曲轴、电机、传递轴以及基板。
[0009]传递轴相对于曲轴的中心轴线平行地延伸。基板具有在与曲轴的中心轴线正交的方向上扩展的实际安装面。
[0010]电机包含转子、输出轴以及输出齿轮。输出轴与转子一起旋转，并与曲轴的中心轴线平行地延伸。输出齿轮被配置于输出轴。
[0011]驱动单元还具有第一传递齿轮、第二传递齿轮以及被驱动齿轮。第一传递齿轮被配置于传递轴，与输出齿轮啮合，并具有比输出齿轮多的齿。第二传递齿轮被配置于传递轴。被驱动齿轮被配置于曲轴，与第二传递齿轮啮合，并具有比第二传递齿轮多的齿。
[0012]在电机、第一传递齿轮以及被驱动齿轮中，将从曲轴的轴向观察时直径最大的部件设为第一部件，将直径第二大的部件设为第二部件。该情况下，基板在曲轴的轴向上被配置于第一部件和第二部件之间。
[0013]根据本发明的驱动单元，能够缩小曲轴的轴向上的驱动单元的尺寸。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是示出基于本发明的实施方式的电动助力自行车的简要结构的右侧视图；
[0015]图2是示出驱动单元的简要结构的纵向截面图；
[0016]图3是示出拆卸了第二壳体部的状态的驱动单元的右侧视图；
[0017]图4是示出输出轴、转子以及轴承的位置关系的截面图；
[0018]图5是将图2的一部分放大示出的纵向截面图；
[0019]图6是示出曲轴的旋转中心、输出轴的旋转中心以及传递轴的旋转中心的位置关系的右侧视图；
[0020]图7是将图2的一部分放大示出的纵向截面图；
[0021]图8是用于说明基板的右侧视图；
[0022]图9是用于说明第一区域的右侧视图；
[0023]图10是用于说明第一区域和第二壳体部的关系的纵向截面图；
[0024]图11是用于说明第二区域以及第三区域的右侧视图；
[0025]图12是示出间隔壁的立体图；
[0026]图13是示出间隔壁的立体图，是示出从与图12不同的方向观察的间隔壁的立体图；
[0027]图14是示出从图3所示的驱动单元拆卸下被驱动齿轮的状态的右侧视图。【具体实施方式】
[0028]以下，参照附图对基于本发明的实施方式的驱动单元以及电动助力自行车进行说明。对图中相同或者相当部分标注相同符号，不再重复对该部件的说明。另外，各图中的构成部件的尺寸并不是忠实地表现实际的构成部件的尺寸以及各构成部件的尺寸比例等。此夕卜，在以下的说明中，前方、后方、左方以及右方表示落座于鞍座18、并且从握车把16的状态的骑车者观察的前方、后方、左方以及右方。
[0029][电动助力自行车的整体构成]
[0030]参照图1对本发明的实施方式涉及的电动助力自行车10进行说明。图1是示出电动助力自行车10的简要结构的右侧视图。
[0031]电动助力自行车10包括车身框架12、前轮14F、后轮14R、车把16、鞍座18以及驱动单元50。
[0032]车身框架12包含头管12A、主框架12B、下框架12C、座框架12D、一对链撑12E、12E、一对座撑12F、12F以及支架12G。
[0033]头管12A被配置在电动助力自行车10的前部，并沿上下方向延伸。柱20被旋转自如地插入到头管12A中。在柱20的上端固定车把16。在柱20的下端固定前叉22。前轮14F被可旋转地安装在前叉22的下端。
[0034]主框架12B被配置在头管12A的后方，并沿前后方向延伸。主框架12B的前端与头管12A的上端部连接。主框架12B的后端与沿上下方向延伸的座框架12D的上端部连接。
[0035]下框架12C被配置在头管12A的后方，并沿前后方向延伸。下框架12C被配置在主框架12B的下方。下框架12C的前端与头管12A连接。下框架12C的后端与座框架12D的下端连接。[0036]在座框架12D中被插入座管24。座管24的上端安装鞍座18。
[0037]一对链撑12E、12E分别沿前后方向延伸。在一对链撑12E、12E之间配置后轮14R。各链撑12E的前端与座框架12D的下端连接。后轮14R可旋转地被安装在各链撑12E的后端。在后轮14R的右侧配置从动链轮26。从动链轮26经由未图示的单向离合器与后轮14R连结。
[0038]一对座撑12F、12F分别沿前后方向延伸。各座撑12F的前端与座框架12D的上端部连接。比后轮14R靠右侧配置的座撑12F的后端与比后轮14R靠右侧配置的链撑12E的后端连接。比后轮14R靠左侧配置的座撑12F的后端与比后轮14R靠左侧配置的链撑12E的后端连接。
[0039]在鞍座18的后方配置车支架28。车支架28被安装于一对座撑12F、12F。在车支架28中配置电池单元30。电池单元30向驱动单元50的电机60(参照图2)供给电力。电池单元30具有电池以及控制部。电池是能够充放电的充电电池。控制部对电池的充放电进行控制，并监视电池的输出电流以及剩余电量等。
[0040]支架12G覆盖下框架12C的后端、座框架D的下端以及各链撑12E的前端。支架12G通过多个紧固金属件(未图示)固定驱动单元50。关于驱动单元50的详细情况在后面叙述。
[0041]在驱动单元50所具有的驱动链轮58以及从动链轮26上缠卷无端状的链条32。
[0042]在驱动单元50具有的曲轴54的轴向一端安装曲轴臂34R的一端部，在轴向另一端安装曲轴臂34L的一端部。曲轴臂34R的另一端部安装踏板36R，曲轴臂34L的另一端部安装踏板36L。
[0043][驱动单元]
[0044]参照图2对驱动单元50进行说明。图2是示出驱动单元50的简要结构的纵向截面图。
[0045]驱动单元50包括壳体52、曲轴54、旋转部件56、驱动链轮58、电机60以及减速机构62。
[0046][壳体]
[0047]壳体52包含第一壳体部52L以及第二壳体部52R。第一壳体部52L以及第二壳体部52R分别由金属材料制成。金属材料例如是铝合金。第一壳体部52L和第二壳体部52R从左右方向被组装，通过多个紧固金属件66被相互固定。壳体52通过多个紧固金属件(未图示)被安装到支架12G。
[0048]对壳体52进行更为具体的说明。第一壳体部52A具有重合面53A。第二壳体部52B具有重合面53B。重合面53A以及重合面53B是分别相对于曲轴54的轴向垂直的面。在第一壳体部52A和第二壳体部52B被组装的状态下,重合面53A和重合面53B重合。即，第一壳体部52A和第二壳体部52B在曲车由54的车由向重合。
[0049][曲轴]
[0050]曲轴54在左右方向上贯穿壳体52而被配置。S卩，曲轴54的中心轴线LI沿左右方向延伸。此外，在从曲轴54的轴向观察的情况下，中心轴线LI与曲轴54的旋转中心Cl—致。
[0051]曲轴54被两个轴承68L、68R支承，可绕曲轴54的中心轴线LI旋转。轴承68L被配置在比旋转部件56靠曲轴54的轴向一端侧(左端侧)，并被固定于第一壳体部52L。轴承68R被配置在比轴承68L靠曲轴54的轴向另一端侧(右端侧)，并被固定于第二壳体部52R。
[0052]曲轴54被配置成贯穿旋转部件56。驱动链轮58被配置于壳体52的外侧、并且比壳体52靠右侧，并与旋转部件56 —起旋转。关于旋转部件56的详细情况将在后面叙述。
[0053][电机]
[0054]电机60被配置于壳体52内。电机60基于从未图不的控制装置输出的控制信号产生用于辅助电动助力自行车10的行驶的驱动力。电机60具有定子70、转子72、输出轴74以及输出齿轮76。
[0055]定子70具有多个卷绕线圈70A的绕线筒70B(在本实施方式中是14个)。在各绕线筒70B中插入铁心70C。定子70被固定于第一壳体部52L。在第一壳体部52L上安装从左侧覆盖电机60的盖77。
[0056]转子72被配置于定子70的内侧。转子72是N极和S极在周向上被交替磁化的永久磁铁。在本实施方式中，N极和S极的数目分别是7个。
[0057]输出轴74被配置成贯穿转子72，并被固定于转子72。即，输出轴74与转子72 —起旋转。
[0058]输出轴74由金属材料制成。金属材料例如是铁。
[0059]输出轴74的中心轴线L2与曲轴54的中心轴线LI平行。S卩，输出轴74相对于曲轴54的中心轴线LI平行地延伸。此外，在从输出轴74的轴向、即曲轴54的轴向观察的情况下，中心轴线L2与输出轴74的旋转中心C2 —致。
[0060]输出轴74被两个轴承78L、78R支承，可绕中心轴线L2旋转。换而言之，输出轴74被一对轴承78L、78R以可绕中心轴线L2旋转的方式支承。轴承78L被配置在与转子72比靠向轴向一端侧(左端侧)，并被固定于盖77。轴承78R被配置在与转子72比靠向轴向另一端侧(右端侧)，并被固定于第二壳体部52R。
[0061]轴承78L被配置于在曲轴54的轴向上与轴承68L不同的位置。这里，所谓的“轴承78L和轴承68L被配置在曲轴54的轴向上不同的位置”是指:在从相对于曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下，轴承78L与轴承68L不重合。轴承78L在曲轴54的轴向上被配置成与轴承68L相比离轴承68R更远。
[0062]轴承78R被配置与在曲轴54的轴向上与轴承68R不同的位置。这里，所说的“轴承78R和轴承68R被配置于在曲轴54的轴向上的不同的位置”是指:在从相对于曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下轴承78R与轴承68R不重合。轴承78R在曲轴54的轴向上被配置于轴承68L和轴承68R之间。轴承78R在曲轴54的轴向上与轴承68L相比被配置在轴承68R的附近。
[0063]参考图2以及图3对输出轴74的旋转中心C2进行说明。图3是示出拆卸了第二壳体部52R的状态的驱动单元50的右侧视图。
[0064]旋转中心C2与曲轴54的旋转中心Cl相比位于前方。旋转中心C2与旋转中心Cl相比位于上方(参照图3)。
[0065]参照图4对输出齿轮76进行说明。图4是示出输出轴74、转子72以及轴承78L、78R的位置关系的纵向截面图。[0066]输出齿轮76是与转子72相比在轴向另一端侧(右端侧)形成于输出轴74。即，输出齿轮76由金属材料制成，并被配置在输出轴74上。
[0067]如图4所示，输出齿轮76与输出轴74的轴向长度的中心CO相比被形成在轴承78R的附近。中心CO与转子72相比位于轴承78R的附近。轴承78R在输出轴74的轴向上被配置成与输出齿轮76相比离转子72更远。S卩，轴承78R在输出轴74的轴向上相对于输出齿轮76被配置在转子72的相反侧。
[0068][电气部件]
[0069]参照图2以及图5对电气部件80进行说明。图5是将图2的一部分放大示出的纵向截面图。
[0070]电气部件80被配置在输出轴74的周围。电气部件80被用于对电机60进行驱动控制。在从曲轴54的轴向观察的情况下，电气部件80的至少一部分与电机60重合。电气部件80包含被检测部80A、多个汇流条80B、基板80C、检测元件80D以及连接器80E。
[0071]被检测部80A被配置在输出轴74的轴向上的、转子72和输出齿轮76之间。被检测部80A呈环形。被检测部80A被插入输出轴74。被检测部80A与输出轴74同轴配置。被检测部80A被固定于输出轴74。即，被检测部80A与输出轴74—起旋转。被检测部80A在从输出轴74的轴向观察的情况下被配置于定子70内侧。
[0072]多个汇流条80B分别被埋入到由绝缘性材料(例如合成树脂)构成的支承部80F。基板80C被支承部80F支承。支承部80F被安装于绕线筒70B。在该状态下，设置于基板80C的检测元件80D在输出轴74的轴向上与被检测部80A对置配置。检测元件80D通过检测伴随被检测部80A的旋转而产生的磁性变化来检测被检测部80A的旋转。利用该结果，控制装置(未图示)控制转子72的旋转。设置于基板80C的连接器80E连接将基板80C与上述控制装置连接的布线(未图示)。
[0073][减速机构]
[0074]参照图2以及图5对减速机构62进行说明。减速机构62包括传递轴82、第一传递齿轮84以及第二传递齿轮86。
[0075]传递轴82被配置在壳体52内。传递轴82的中心轴线L3与曲轴54的中心轴线LI平行。即，传递轴82相对于曲轴54的中心轴线LI平行地延伸。中心轴线L3在从传递轴82的轴向、S卩曲轴54的轴向观察的情况下与传递轴82的旋转中心C3 —致。
[0076]传递轴82通过两个轴承88L、88R而绕中心轴线L3可旋转地被支承。轴承88L被固定于第一壳体部52L。轴承88R被固定于第二壳体部52R。
[0077]在从曲轴54的轴向观察的情况下，轴承88L的至少一部分与定子70重合。传递轴82的旋转中心C3在从曲轴54的轴向观察的情况下与定子70重合。即，在从曲轴54的轴向观察的情况下，传递轴82的旋转中心C3与电机60重合(参照图3)。
[0078]轴承88L被配置于在曲轴54的轴向上与电气部件80相同的位置。这里，所说的“轴承88L和电气部件80被配置于在曲轴54的轴向上相同位置”是指:在从相对于曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下，轴承88L的至少一部分与电气部件80重合。
[0079]在曲轴54的轴向，在轴承88L和电机60之间没有配置电气部件80。S卩，轴承88L和电气部件80被配置于在绕输出轴74的中心轴线L2的周向上不同的位置。换而言之，当从曲轴54的轴向观察时，轴承88L的至少一部分和电气部件80的至少一部分在相互不同的区域与电机60重合。
[0080]轴承88L被配置于在曲轴54的轴向上与轴承78L不同的位置。这里所说的“轴承88L和轴承78L被配置于在曲轴54的轴向上不同的位置”是指:在从相对于曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下轴承88L与轴承78L不重合。轴承88L被配置于在曲轴54的轴向上与轴承78L比在轴承78R的附近。
[0081]轴承88R被配置于在曲轴54的轴向上与轴承78R不同的位置。这里所说的“轴承88R和轴承78R被配置于在曲轴54的轴向上不同的位置”是指:在从相对于曲轴54的中心10轴线LI正交的方向观察的情况下，轴承88R与轴承78R不重合。轴承88R在曲轴54的轴向上被配置成与轴承78R相比离轴承78L更远。
[0082]如图2所示，轴承88L被配置于在曲轴54的轴向上与轴承68L不同的位置。这里所说的“轴承88L和轴承68L被配置于在曲轴54的轴向上不同的位置”是指:在从相对于曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下轴承88L与轴承68L不重合。轴承88L在曲轴54的轴向上被配置于轴承68L和轴承68R之间。轴承88L在曲轴54的轴向上与轴承68R相比被配置于轴承68L的附近。
[0083]如图2所示，轴承88R被配置于在曲轴54的轴向上与轴承68R相同的位置。这里所说的“轴承88R和轴承68R被配置于在曲轴54的轴向上相同的位置”是指:在从相对于曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下，轴承88R的至少一部分与轴承68R重合。
[0084]如图2和图3所示，传递轴82的旋转中心C3与曲轴54的旋转中心Cl比位于前方、并且与输出轴74的旋转中心C2相比位于后方。如图3所示，旋转中心C3与旋转中心Cl相比位于上方，并且与旋转中心C2相比位于上方。
[0085]S卩，如图6所示，通过连结旋转中心Cl和旋转中心C2的第一线段S1、连结旋转中心C2和旋转中心C3的第二线段S2、连结旋转中心C3和旋转中心Cl的第三线段S3形成三角形。第一线段SI比第二线段S2以及第三线段S3长。
[0086]再次参照图2以及图5进行说明。第一传递齿轮84由合成树脂构成。第一传递齿轮84被配置于传递轴82。第一传递齿轮84在传递轴82的轴向上与轴承88L相比被配置于轴承88R的附近。第一传递齿轮84与输出齿轮76啮合。由此，在电机60产生的驱动力从输出齿轮76被传递给第一传递齿轮84。这里,在第一传递齿轮84和传递轴82之间配置单向离合器83。由此，在输出齿轮76向朝前转的方向(正确的方向)旋转的情况下，第一传递齿轮84向朝后转的方向旋转,在输出齿轮76向朝后转的方向(错误的方向)旋转的情况下第一传递齿轮84不旋转。第一传递齿轮84的直径比输出齿轮76的直径大，并具有比输出齿轮76多的齿。即，第一传递齿轮84与输出齿轮76相比被减速。
[0087]第二传递齿轮86由金属材料制成。金属材料例如是铁。第二传递齿轮86被配置于传递轴82。第二传递齿轮86被配置于在传递轴82的轴向上与第一传递齿轮84不同的位置。第二传递齿轮86通过花键嵌合被固定于传递轴82。即，第二传递齿轮86与传递轴82 一起旋转。第二传递齿轮86通过轴承88R而绕传递轴82的中心轴线L3被可旋转地支承。S卩，第二传递齿轮86与第一传递齿轮84相比远离轴承88L。
[0088]第二传递齿轮86被配置于在曲轴54的轴向上与轴承78R相同的位置。这里所说的“第二传递齿轮86和轴承78R被配置于在曲轴54的轴向上相同的位置”是指:在从相对于曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下，第二传递齿轮86的至少一部分与轴承78R重合。
[0089]如图6所示，在从曲轴54的轴向观察的情况下，第二传递齿轮86与第一线段SI不重合
[0090][旋转部件]
[0091]参照图7对旋转部件56进行说明。图7是将图2的一部分放大示出的纵向截面图。
[0092]旋转部件56被配置在与曲轴54同轴上，并与曲轴54 —起旋转。旋转部件56包含连结轴部56A、转矩检测装置56B以及单向离合器56C。
[0093]连结轴部56A被配置于旋转部件56的轴向的一个端部(左端部)，并位于壳体52内(参照图2)。连结轴部56A具有圆筒形状。连结轴部56A被插入曲轴54。连结轴部56A与曲轴54同轴配置。
[0094]在连结轴部56A的轴向一端部的内周面形成锯齿状突起92。锯齿状突起92与形成在曲轴54的外周面的锯齿状突起54A啮合。由此，连结轴部56A与曲轴54连结。其结果是，曲轴54即使向朝前转的方向以及朝后转的方向中的任一个方向旋转，连结轴部56A都与曲轴54 —起旋转。此外，在连结轴部56A的轴向另一端部和曲轴54之间配置滑动轴承 106。
[0095]转矩检测装置56B被配置在壳体52内(参照图2)。转矩检测装置56B检测当骑车者蹬踏板36R、36L(参照图1)时在曲轴54产生的转矩。转矩检测装置56B是磁致伸缩式的转矩传感器。
[0096]转矩检测装置56B包含安装轴部94、线圈96、检测元件98以及屏蔽罩100。安装轴部94被安装在连结轴部56A的外周面，并相对于连结轴部56A进行相对旋转。S卩，安装轴部94不与连结轴部56A —起旋转。线圈96被配置在安装轴部94的外周面。检测元件98通过检测因连结轴部56A的磁致伸缩而产生的线圈96的电压变化来检测在曲轴54上产生的转矩。检测元件98向控制装置(未图示)输入所检测的转矩。控制装置参照检测元件98所输出的转矩来把握骑车者的踩踏的状态，对电机60进行控制。屏蔽罩100防止因外部磁场导致检测元件98的检测精度降低。屏蔽罩100与形成于第一壳体部52L的卡合片(未图示)卡合。S卩，屏蔽罩100不与连结轴部56A—起旋转。
[0097]单向离合器56C与转矩检测装置56B比在驱动链轮58侧与曲轴54同轴配置。单向离合器56C将使曲轴54向朝前转的方向旋转的旋转力传递给驱动链轮58，不将使曲轴54向朝后转的方向旋转的旋转力传递给驱动链轮58。
[0098]单向离合器56C包含驱动部件102和被驱动齿轮104。驱动部件102包含主体部108和筒部110。
[0099]主体部108呈环形。主体部108被插入曲轴54。主体部108与曲轴54同轴配置。
[0100]主体部108的内周面形成锯齿状突起112。锯齿状突起112与形成在连结轴部56A的轴向另一端部的外周面的锯齿状突起114啮合。由此，主体部108、即驱动部件102与连结轴部56A连结。其结果是，连结轴部56A即使向朝前转的方向以及朝后转的方向中的任一个方向旋转，主体部108、即驱动部件102都与连结轴部56A—起旋转。换而言之，即使曲轴54向朝前转的方向以及朝后转的方向中的任一个方向旋转，驱动部件102都与曲轴54一起旋转。[0101]筒部110与主体部108相比在驱动链轮58侧与主体部108同轴配置。筒部110是圆筒状的部件，与曲轴54同轴配置。筒部110被与主体部108 —体地形成。
[0102]被驱动齿轮104包含轴部116。轴部116具有圆筒形状。轴部116被插入曲轴54。轴部116与曲轴54同轴配置，并且与驱动部件102同轴配置。即，被驱动齿轮104与曲轴54同轴配置，并且与驱动部件102同轴配置。
[0103]在轴部116和曲轴54之间配置滑动轴承122、124。由此，被驱动齿轮104能够相对于曲轴54相对旋转。
[0104]轴部116包含从动轴部117以及安装轴部118。从动轴部117与安装轴部118比在驱动部件102侧，并且与安装轴部118同轴配置。从动轴部117被与安装轴部118 —体地形成。
[0105]从动轴部117在与曲轴54的中心轴线LI正交的方向上被配置在筒部110的内侧。在从动轴部117和筒部110之间配置棘轮机构120。其结果是，驱动部件102的前转方向的旋转力被传递给从动轴部117、即被驱动齿轮104，但驱动部件102的后转方向的旋转力不被传递给从动轴部117、即被驱动齿轮104。
[0106]安装轴部118通过第二轴承68R以能够绕曲轴54的中心轴线旋转的方式被支承。安装轴部118具有相对于第二轴承68R而位于与驱动部件102相反侧的部分。该部分被安装驱动链轮58 (参照图2)。
[0107]S卩，单向离合器56C允许将使驱动链轮58绕曲轴54的中心轴线LI向前转方向旋转的旋转力传递给驱动链轮58，但是阻止将使驱动链轮58向后转方向旋转的旋转力传递给驱动链轮58。
[0108]被驱动齿轮104与第二传递齿轮86啮合。被驱动齿轮104的直径比第二传递齿轮86的直径大，并具有比第二传递齿轮86多的齿。即，被驱动齿轮104与第二传递齿轮86比被减速。
[0109]被驱动齿轮104被配置于在曲轴54的轴向上与轴承78R相同的位置。这里所说的“被驱动齿轮104和轴承78R被配置于在曲轴54的轴向上相同的位置”是指:在从相对于曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下，被驱动齿轮104的至少一部分与轴承78R重合。
[0110]被驱动齿轮104由金属材料制成。金属材料例如是铁。
[0111]参照图6对被驱动齿轮104、电机60以及第一传递齿轮84的关系进行说明。
[0112]被驱动齿轮104在从曲轴54的轴向观察的情况下，直径比电机60的直径大，并且直径比第一传递齿轮84的直径大。电机60的直径比第一传递齿轮84的直径大。S卩，在电机60、第一传递齿轮84以及被驱动齿轮104中、从曲轴54的轴向观察时直径最大的部件(第一部件)是被驱动齿轮104。直径第二大的部件(第二部件)是电机60。直径最小的部件(第三部件)是第一传递齿轮。
[0113]被驱动齿轮104的至少一部分在从曲轴54的轴向观察的情况下与电机60重合。第一传递齿轮84的至少一部分在从曲轴54的轴向观察的情况下与被驱动齿轮104和电机60重合的区域126重合。即，第一传递齿轮84的至少一部分在从曲轴54的轴向观察的情况下与被驱动齿轮104和电机60的每个重合。
[0114][旋转检测装置][0115]参照图7对旋转检测装置130进行说明。旋转检测装置130被配置在壳体52内，检测曲轴54的旋转。旋转检测装置130包含作为被检测部的环形磁铁132以及检测环形磁铁132的旋转的检测元件134。
[0116]环形磁铁132具有圆环板形状。环形磁铁132的轴向的端面为磁极形成面。SP，在环形磁铁132中，在轴向的端面绕曲轴54的中心轴线LI交替形成N极和S极。
[0117]环形磁铁132被安装在于支承部件136。支承部件136包括筒部138和圆环部140。
[0118]筒部138沿曲轴54的轴向延伸。筒部138被固定于筒部110的外周面。作为将筒部138固定于筒部110的外周面的方法例如有压入或粘接。
[0119]圆环部140在筒部138的轴向一端与筒部138同轴配置。圆环部140与筒部138一体地被形成。圆环部140包含安装面136A。安装面136A是圆环部140的轴向的端面，是向与曲轴54的中心轴线LI正交的方向扩展的环状面。
[0120]环形磁铁132在曲轴54的轴向上与圆环部140重合。在该状态下，环形磁铁132的轴向的端面与安装面136A被粘接。
[0121]如上所述，筒部138被固定于筒部110的外周面。即，环形磁铁132与旋转部件56
一起旋转。
[0122]检测元件134在曲轴54的轴向上与环形磁铁132的磁极形成面对置配置。检测元件134检测环形磁铁132与旋转部件56 —起旋转。在本实施方式中，检测元件134检测伴随环形磁铁132与旋转部件56 —起旋转而产生的磁场的变化。即，在本实施方式中，旋转检测装置130是磁式的旋转检测传感器。
[0123]环形磁铁132被设置于在旋转部件56中与曲轴54 —起旋转的驱动部件102。因此，通过检测伴随环形磁铁132的旋转而产生的磁场的变化，能够检测曲轴54的旋转。检测元件134将所检测出的曲轴54的旋转输出给控制装置(未图示)。控制装置不仅参照检测元件98所检测出的转矩,还参照检测元件134所检测出的曲轴54的旋转,来掌握骑车者的踩踏的状态，控制电机60。
[0124]检测元件134是单片霍尔芯片(1C)，包括两个检测元件。由此能够检测环形磁铁132的横向磁场和纵向磁场。其结果是，能够判定环形磁铁132正在向前转方向和逆转方向中的哪一个方向旋转。
[0125][基板]
[0126]检测元件134被设置于基板150。基板150是印刷线路板。基板150如图3所示被配置在壳体52内。在基板150上实际安装控制驱动单元50的动作的控制装置(未图示)。此外，基板150上涂布具有防水性的涂层材料。
[0127]参考图2以及图8?图11对基板150进彳丁说明。图8是用于说明基板150的右侧视图。在图8中标注阴影线的部分是基板150。图9是用于说明第一区域154的右侧视图。在图9中标注阴影线的部分是第一区域154。图10是用于说明第一区域154和第二壳体部52R的关系的纵向截面图。图11是用于说明第二区域162以及第三区域164的右侧视图。在图11中标注阴影线的部分是第二区域162以及第三区域164。
[0128]如图2所示，基板150具有实际安装面152。实际安装面152是基板150的厚度方向的一个端面。在实际安装面152上实际安装有用于控制驱动单元50的动作的各种电气部件。实际安装面152在相对于曲轴54的中心轴线LI正交的方向上扩展。
[0129]如图2所示，基板150在曲轴54的轴向上被配置在被驱动齿轮104和电机60之间。这里所说的“基板150被配置于被驱动齿轮104和电机60之间”是指:在当从电机60中的曲轴54的轴向观察时的直径最大的定子70与被驱动齿轮104之间配置基板150。
[0130]如图2所示，基板150沿着第一壳体部52L和第二壳体部52R的重合面53L、53R配置。这里所说的“基板150沿着重合面53L、53R配置”是指:基板150的厚度方向的端面在曲轴54的轴向上与重合面53L、53R —致。
[0131]此外，基板150的厚度方向的端面可以是在曲轴54的轴向上不与重合面53L、53R严密地一致。例如，重合面53L、53R可以处于在曲轴54的轴向上与基板150相同的位置。这里所说的“重合面53L、53R处于在曲轴54的轴向上与基板150相同的位置”是指:在从与曲轴的中心轴线LI正交的方向观察的情况下重合面53L、53R与基板150重合。
[0132]如图2所示，基板150被配置于在曲轴54的轴向上与第一传递齿轮84相同的位置。这里所说的“基板150和第一传递齿轮84被配置于在曲轴54的轴向上相同的位置”是指:在从与曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下，基板150与第一传递齿轮84重合。
[0133]如图8所示，在从曲轴54的轴向观察的情况下，基板150相对于第一线段SI被配置在旋转中心C3的相反侧。
[0134]如图8所示，在从曲轴54的轴向观察的情况下，基板150不与旋转中心Cl以及旋转中心C2重合。
[0135]如图9所示，基板150在从曲轴54的轴向观察的情况下具有与电机60重合的第一区域154。
[0136]如图9所示，在第一区域154配置电气部件156。电气部件156是向电机60供给电力的开关元件。电气部件156被配置于实际安装面152。
[0137]如图9所示，在第一区域154中的、配置电气部件156的区域配置传热板158。传热板158被配置于基板150的背面(在基板152的厚度方向上与实际安装面152相反侧的面)。传热板158具有比对基板150进行涂布的涂层材料高的热传导率。传热板158散发电气部件156产生的热。
[0138]如图10所不,传热板158与第二壳体部52R的内表面相接。换而言之,第一区域154经由传热板158与第二壳体部52R的内表面相接。
[0139]如图10所示，第二壳体部52R在与传热板158重合的区域中具有多个散热翅片160。多个散热翅片160被形成于在第二壳体部52R的外表面中的、在从曲轴54的轴向观察的情况下与传热板158重合的区域。通过具有多个散热翅片160,电气部件156产生的热
容易散出。
[0140]如图11所示，基板150具有在从曲轴54的轴向观察的情况下与被驱动齿轮104重合的第二区域162。
[0141]如图11所示，第二区域162包含在从曲轴54的轴向观察的情况下与环形磁铁132重合的第三区域164。在与第三区域164重合的位置配置检测元件134。
[0142][间隔壁]
[0143]参考图2、图3、图8、图12、图13以及图14对间隔壁170进行说明。图12和图13是示出间隔壁170的立体图。图14与图3相比，被驱动齿轮104被拆卸。
[0144]如图2和图3所示，间隔壁170被配置于壳体52内。如图8和图12?图14所示，间隔壁170具有第一壁部172、第二壁部174、第三壁部176以及第四壁部178。
[0145]如图14所示，第一壁部172向与曲轴54的中心轴线LI正交的方向扩展。如图8和图12?图14所示，在第一壁部172形成通孔180。如图14所示，在通孔180内配置驱动部件102。如图2、图3、图8和图14可知，第一壁部172被配置于在曲轴54的轴向上基板150和被驱动齿轮104之间。这里所说的“第一壁部172被配置于基板150和被驱动齿轮104之间”是指:第一壁部172被配置于基板150与被驱动齿轮104所具有的齿(与第二传递齿轮86啮合的部分)之间。即，形成在基板150与被驱动齿轮104具有的齿(与第二传递齿轮86啮合的部分)之间的空间被第一壁部172隔开。
[0146]如图3和图8所示，第二壁部174在与曲轴54的中心轴线LI正交的方向上扩展。如图3所示，第二壁部174被配置于在曲轴54的轴向与第一壁部172不同的位置。这里所说的“第二壁部174被配置于在曲轴54的轴向上与第一壁部172不同的位置”是指:在从与曲轴的中心轴线LI正交的方向观察的情况下第二壁部174与第一壁部172不重合。
[0147]如图8、图12和图13所示，在第二壁部174形成有两个通孔182、184。在从曲轴54的轴向观察的情况下，通孔182比通孔184大。
[0148]如图8所示，在从曲轴54的轴向观察的情况下，旋转中心C2位于通孔182内。如图2和图8可知，在从曲轴54的轴向观察的情况下，轴承88L位于通孔182内。
[0149]如图8所示，在从曲轴54的轴向观察的情况下，输出轴74位于通孔184内。即，输出轴74穿过通孔184。
[0150]如图8、图12和图13所示，第三壁部176沿第二壁部174的外缘形成。第三壁部176从第二壁部174的厚度方向的一个端面向厚度方向上的一个方向延伸。
[0151]如图8、图12和图13所示，第三壁部176包含第一周壁部186和第二周壁部188。第一周壁部186被形成于通孔182的周围。第二周壁部188被形成于通孔184的周围。第一周壁部186的周向一端与第二周壁部188的周向另一端连接。第一周壁部186的周向另一端与第二周壁部188的周向一端连接。
[0152]如图8所示，在从曲轴54的轴向观察的情况下，在第三壁部176的内侧配置第一传递齿轮84、第二传递齿轮86以及输出齿轮76。
[0153]具体地，第一传递齿轮84被配置于第一周壁部186的内侧。换而言之，如图2所示，第一传递齿轮84被配置于在曲轴54的轴向上与第三壁部176相同的位置。这里所说的“第一传递齿轮84被配置于在曲轴54的轴向上与第三壁部176相同的位置”是指:在从与曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下第一传递齿轮84的至少一部分与第三壁部176重合。
[0154]另外，输出齿轮76被配置于第二周壁部188的内侧。换而言之，如图2所示，输出齿轮76被配置于在曲轴54的轴向上与第三壁部176相同的位置。这里所说的“输出齿轮76被配置于在曲轴54的轴向上与第三壁部176相同的位置”是指:在从与曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下输出齿轮76的至少一部分与第三壁部176重合。
[0155]此外，如图2所示，第二传递齿轮86被配置于在曲轴54的轴向上与第三壁部176不同的位置。这里所说的“第二传递齿轮86被配置于在曲轴54的轴向上与第三壁部176不同的位置”是指:在从与曲轴54的中心轴线LI正交的方向观察的情况下第二传递齿轮86不与第三壁部176重合。
[0156]如图8所示，基板150在与输出轴74的中心轴线L2正交的方向上被配置于第二周壁部188的外侧。即，被形成于基板150和输出齿轮76之间的空间被第二周壁部188隔开。
[0157]如图8、图12和图13所示，第四壁部178在与曲轴54的中心轴线LI正交的方向上扩展。第四壁部178与第一壁部172连接。
[0158]如图8所示，第四壁部178在从曲轴54的轴向观察的情况下与基板150重合。
[0159]在电动助力自行车10中，通过骑车者蹬踏板36L、36R，曲轴54向朝前转的方向旋转。当曲轴54向朝前转的方向旋转时，连结轴部56A向朝前转的方向旋转。当连结轴部56A向朝前转的方向旋转时，驱动部件102向朝前转的方向旋转。当驱动部件102向朝前转的方向旋转时，被驱动齿轮104向朝前转的方向旋转。此外，在驱动部件102向朝后转的方向旋转的情况下、即在曲轴54向朝后转的方向旋转的情况下，驱动部件102相对于被驱动齿轮104进行相对旋转。当被驱动齿轮104向朝前转的方向旋转时，驱动链轮58向朝前转的方向旋转。驱动链轮58的旋转力经由链条32被传递给从动链轮26。
[0160]通过骑车者等踏板36L、36R，在曲轴54上产生转矩。在曲轴54上产生的转矩被转矩检测装置56B检测。当在曲轴54上产生的转矩超过预先确定的基准值的状态继续一定期间以上时，电机60的转子72、即输出轴74向朝前转的方向旋转。当输出轴74向朝前转的方向旋转时，输出齿轮76向朝前转的方向旋转。当输出齿轮76向朝前转的方向旋转时，第一传递齿轮84向朝后转的方向旋转。当第一传递齿轮84向朝后转的方向旋转时，第二传递齿轮86向朝后转的方向旋转。当第二传递齿轮86向朝后转的方向旋转时，被驱动齿轮104向朝前转的方向旋转。当被驱动齿轮104向朝前转的方向旋转时，安装轴部118向朝前转的方向旋转。当安装轴部118向朝前转的方向旋转时，驱动链轮58向朝前转的方向旋转。其结果是，辅助骑车者的踩踏。
[0161]这里，在电动助力自行车10中，旋转检测装置130检测曲轴54的旋转。因此，能够不仅参照在曲轴54产生的转矩也参照曲轴54的旋转来掌握骑车者的踩踏的状态。其结果是，由于能够可靠地掌握骑车者的踩踏状态，因此例如能够容易检测故障，进行更可靠的辅助。
[0162]另外，在电动助力自行车10中具有驱动单元50。驱动单元50具有曲轴54、电机60以及传递轴82。传递轴82相对于曲轴54的中心轴线LI平行地延伸。
[0163]传递轴82相对于曲轴54的中心轴线LI平行地延伸。基板150具有在与曲轴54的中心轴线LI正交的方向上扩展的实际安装面152。
[0164]电机60包含转子72、输出轴74以及输出齿轮76。输出轴74与转子72—起旋转，并相对于曲轴54的中心轴线LI平行地延伸。输出齿轮76被配置于输出轴74。
[0165]驱动单元50还具有第一传递齿轮84、第二传递齿轮86以及被驱动齿轮104。第一传递齿轮84被配置于传递轴82，与输出齿轮76啮合，并具有比输出齿轮76多的齿。第二传递齿轮86被配置于传递轴82。被驱动齿轮104被配置于曲轴54,与第二传递齿轮86啮合，并具有比第二传递齿轮86多的齿。
[0166]将电机60、第一传递齿轮84以及被驱动齿轮104中的、在从曲轴54的轴向观察时的直径最大的部件设为第一部件104，将直径第二大的部件设为第二部件60。该情况下，基板150在曲轴54的轴向上被配置于第一部件104和第二部件60之间。
[0167]在驱动单元50中，基板150被配置于在曲轴54的轴向上在被驱动齿轮104 (第一部件)和电机60(第二部件)之间。因此，能够缩小曲轴54的轴向的驱动单元50的尺寸。
[0168]在驱动单元50中，第一传递齿轮84具有比输出齿轮76多的齿。被驱动齿轮104具有比第二传递齿轮86多的齿。因此，在驱动单元50中，能够确保减速比并缩小曲轴54的轴向的驱动单元50的尺寸。
[0169]在本实施方式中，基板150通过具有防水性的涂层材料被涂层。因此能够确保基板150的防水性。
[0170]另外，在驱动单元50被配置于电动助力自行车10的状态下，基板150的实际安装面152向上下方向扩展。因此，即使在基板150上附着水，水也难以滞留在基板150上。其结果是，基板150的防水性进一步提高。
[0171]在驱动单元50中，基板150具有在从曲轴54的轴向观察的情况下与第一部件104以及第二部件60的至少一部分重合的区域154、162。该情况下，能够缩小从曲轴54的轴向观察时的驱动单元50的尺寸。
[0172]驱动单元50还具有壳体52。壳体52收纳电机60、第一传递齿轮84、被驱动齿轮104以及基板150。区域154的至少一部分与壳体52的内表面相接。
[0173]该情况下，基板150和实际安装在基板150上的电气部件的热容易散出。
[0174]在本实施方式中，壳体50中的基板150相接的部分由金属材料构成。因此，基板150的热容易散出。
[0175]在本实施方式中，基板150经由传热板158与壳体52的内表面相接。因此,进一步容易散出基板150的热。
[0176]在本实施方式中，在壳体50中与基板150相接的部分设置有多个散热翅片160。因此，进一步容易散出基板150的热。
[0177]在驱动单元50中，在区域154配置电气部件156。该情况下，电气部件156产生的热容易散出。
[0178]在驱动单元50中，第一部件104和第二部件60的一者是电机60。区域154是与电机60重合的第一区域154。电气部件156是向电机60供给电力的部件。
[0179]电机60的驱动所需要的电力比用于控制的电力大。因此，电气部件156容易发热。在驱动单元50中，使配置这样的电气部件156的第一区域154与壳体52的内表面接触。因此，能抑制电气部件156的发热。
[0180]在驱动单元50中，在从曲轴54的轴向观察的情况下，基板150相对于连结第一部件104的旋转中心Cl和第二部件60的旋转中心C2的线段SI被配置在与第三部件84的旋转中心C3相反的一侧。该情况下，能够缩小在从曲轴54的轴向观察的情况下的驱动单元50的尺寸。另外，容易确保配置基板150的空间。
[0181]在驱动单元50中，基板150被配置于在曲轴54的轴向上与第三部件84相同的位置。该情况下，能够缩小曲轴54的轴向的驱动单元50的尺寸。
[0182]在驱动单元50中，第一部件104和第二部件60的一者是被驱动齿轮104。区域162是与被驱动齿轮104重合的第二区域162。在第二区域162配置检测曲轴54的旋转的检测元件134。
[0183]该情况下，不需要将用于配置检测元件134的基板以基板150以外的方式单独设置。
[0184]驱动单元50还具有间隔壁170。间隔壁170被配置在输出齿轮76、第一传递齿轮84以及被驱动齿轮104中的至少一个与基板150之间。
[0185]该情况下，油脂和金属粉难以附着在基板150上。
[0186]具体地，在基板150和输出齿轮76之间配置第二周壁部188。因此，能够抑制因配置在输出齿轮76和第一传递齿轮84的啮合部分的油脂伴随输出齿轮76的旋转飞散而附着到基板150上的情况。
[0187]另外，在基板150与被驱动齿轮104所具有的齿(与第二传递齿轮86啮合的部分)之间配置第一壁部172。因此，能够抑制配置在被驱动齿轮104和第二传递齿轮86的B齿合部分的油脂、由于在被驱动齿轮104和第二传递齿轮86的哨合部分重复的金属之间的接触而产生的金属粉伴随被驱动齿轮104的旋转飞散而附着到基板150上的情况。
[0188]驱动单元50还具有单向离合器56C。单向离合器56C被配置于曲轴54。单向离合器56C将使曲轴54向第一方向旋转的旋转力传递给配置于曲轴54的驱动链轮58。单向离合器56C不将使曲轴54向与第一方向相反的方向旋转的旋转力传递给驱动链轮58。单向离合器56C包含被驱动齿轮104。
[0189]在驱动单元50中，被驱动齿轮104包含安装驱动链轮的安装轴部118。
[0190]以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是上述的实施方式只不过是用于实施本发明的例示。因此，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能够适当对上述实施方式进行变形实施。
【权利要求】
1.一种驱动单元，用于电动助力自行车，所述驱动单元包括: 曲轴； 电机； 传递轴，所述传递轴相对于所述曲轴的中心轴线平行地延伸；以及 基板，所述基板具有在与所述曲轴的中心轴线正交的方向上扩展的实际安装面， 所述电机包含: 转子； 输出轴，所述输出轴与所述转子一起旋转，并相对于所述曲轴的中心轴线平行地延伸；以及 输出齿轮，所述输出齿轮被配置于所述输出轴， 所述驱动单元还包括: 第一传递齿轮，所述第一传递齿轮被配置于所述传递轴，与所述输出齿轮啮合，并具有比所述输出齿轮多的齿； 第二传递齿轮，所述第二传递齿轮被配置于所述传递轴；以及被驱动齿轮，所述被驱动齿轮被配置于所述曲轴，与所述第二传递齿轮啮合，并具有比所述第二传递齿轮多的齿， 在将所述电机、所述第一传递齿轮以及所述被驱动齿轮中从所述曲轴的轴向观察时的直径最大的部件设为第一部件、将直径第二大的部件设为第二部件的情况下，所述基板在所述曲轴的轴向上被配置于所述第一部件和所述第二部件之间。
2.如权利要求1所述的驱动单元，其中， 所述基板具有在从所述曲轴的轴向观察的情况下与所述第一部件以及所述第二部件的至少一个重合的区域。
3.如权利要求2所述的驱动单元，其中， 所述驱动单元还包括壳体，所述壳体容纳所述电机、所述第一传递齿轮、所述被驱动齿轮以及所述基板， 所述区域的至少一部分与所述壳体的内表面相接。
4.如权利要求3所述的驱动单元，其中，在所述区域配置电气部件。
5.如权利要求4所述的驱动单元，其中， 所述第一部件以及所述第二部件的一者是所述电机， 所述区域是与所述电机重合的第一区域， 所述电气部件是向所述电机供给电力的部件。
6.如权利要求1至5中任一项所述的驱动单元，其中， 在从所述曲轴的轴向观察的情况下，所述基板相对于连结所述第一部件的旋转中心和所述第二部件的旋转中心的线段被配置于与所述第三部件的旋转中心的相反侧。
7.如权利要求1至6中任一项所述的驱动单元，其中， 所述基板被配置于在所述曲轴的轴向上与所述第三部件相同的位置。
8.如权利要求2所述的驱动单元，其中， 所述第一部件以及所述第二部件的一者是所述被驱动齿轮， 所述区域是与所述被驱动齿轮重合的第二区域，在所述第二区域配置检测所述曲轴的旋转的检测元件。
9.如权利要求1至8中任一项所述的驱动单元，其中， 还具有间隔壁，所述间隔壁被配置于所述输出齿轮、所述第一传递齿轮以及所述被驱动齿轮的至少一个与所述基板之间。
10.如权利要求1至9中任一项所述的驱动单元，其中， 还具有单向离合器，所述单向离合器被配置于所述曲轴，将使所述曲轴向第一方向旋转的旋转力传递给配置于所述曲轴的驱动链轮，而不将使所述曲轴向与所述第一方向相反的方向旋转的旋转力传递给所述驱动链轮， 所述单向离合器包含所述被驱动齿轮。
11.如权利要求10所述的驱动单元，其中， 所述被驱动齿轮包含安装所述驱动链轮的安装轴部。
12.—种电动助力 自行车，具有如权利要求1至11中任一项所述的驱动单元。
【文档编号】B62M6/55GK104010936SQ201380004112
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2012年12月17日
【发明者】石川记尉, 丰田佑一, 松村大祐 申请人:雅马哈发动机株式会社