JP7651491B2 - 人力駆動車用のドライブユニット - Google Patents

Description

本発明は、人力駆動車用のドライブユニットの技術に関する。

従来、人力駆動車用のドライブユニットが知られている。例えば、特許文献１に開示されるドライブユニットは、クランク軸と、軸受けを介してクランク軸を回転可能に支持するハウジングとを含む。クランク軸は、ハウジングの貫通孔に挿通される。

特開２０１７－２４７００号公報

ハウジングの貫通孔と回転軸との間には隙間があるため、水、泥、および、塵などの異物がハウジング内に侵入するおそれがある。ハウジング内に異物が侵入すると、クランク軸の回転抵抗が大きくなるなどの様々な不具合が生じる。

本開示の目的は、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる人力駆動車用のドライブユニットを提供することである。

本開示の第１側面に従うドライブユニットは、人力駆動車用のドライブユニットであって、内部空間を形成し、内部空間と外部空間とを接続する貫通孔が形成されるハウジングと、回転中心軸心を有し、内部空間に一部が配置され、貫通孔を介してハウジングの外部空間に突出する回転軸と、内部空間に配置され、電気モータ、および、変速機の少なくとも１つを含む駆動部材と、内部空間、および、貫通孔の少なくとも１つに配置され、回転軸を回転可能に支持する軸受けと、回転軸の回転中心軸心まわりの外周部に設けられ、ハウジングに間隔をあけて配置されるカバー部材と、を備え、カバー部材は、少なくとも一部がハウジングの外部空間に配置され、回転中心軸心の延びる方向から見て、回転軸の回転中心軸心まわりの外周面と、ハウジングのうち貫通孔を定義する内周面と、の間の隙間を覆い、カバー部材は、回転軸に取り付けられる取付部と、取付部から回転中心軸心に関して径方向に延び、環状に形成される壁部と、壁部の径方向の外側端部からハウジングに向かって延び、環状に形成される突起部と、を含み、突起部のうち、回転中心軸心に関して径方向外側の外周面は、回転中心軸心の延びる方向において、ハウジングに近づくにつれて回転軸に近づくように傾斜する第１テーパ面を有し、ハウジングの外表面は、第１テーパ面に対向する第２テーパ面を有する。
第１側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。また第１側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第１テーパ面と第２テーパ面との間から排出し易くできる。

第１側面に従う第２側面のドライブユニットにおいて、ハウジングの外壁部には、突起部の自由端が配置される環状の溝が形成される。
第２側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。

第１、または、第２側面に従う第３側面のドライブユニットにおいて、第１テーパ面は、第２テーパ面と等間隔、または、突起部の自由端から突起部の基端部に向かうにつれて、第２テーパ面との距離が離れるように形成される。
第３側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第１テーパ面と第２テーパ面との間からより排出し易くできる。

第１から第３側面のいずれか一つに従う第４側面のドライブユニットにおいて、突起部の外周面は、第１テーパ面に接続され、回転中心軸心の延びる方向において、ハウジングから遠ざかるにつれて回転軸に近づくように傾斜する第３テーパ面をさらに含む。
第４側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第１テーパ面と第２テーパ面との間から排出し易くできる。

第１から第４側面のいずれか一つに従う第５側面のドライブユニットにおいて、ハウジングの外表面は、第２テーパ面に接続され、回転中心軸心の延びる方向において、突起部の自由端から遠ざかるにつれて回転軸から離間するように傾斜する第４テーパ面をさらに含む。
第５側面のドライブユニットによれば、ハウジングとカバー部材との間に侵入した異物を第１テーパ面と第２テーパ面との間からより排出し易くできる。

本開示の第６側面に従うドライブユニットにおいて、人力駆動車用のドライブユニットであって、内部空間を形成し、内部空間と外部空間とを接続する貫通孔が形成されるハウジングと、回転中心軸心を有し、内部空間に一部が配置され、貫通孔を介してハウジングの外部空間に突出する回転軸と、内部空間に配置され、電気モータ、および、変速機の少なくとも１つを含む駆動部材と、内部空間、および、貫通孔の少なくとも１つに配置され、回転軸を回転可能に支持する軸受けと、回転軸の回転中心軸心まわりの外周部に設けられ、ハウジングに間隔をあけて配置されるカバー部材と、を備え、回転軸は、クランク軸に直接または間接的に接続される出力軸を含み、カバー部材は、出力軸の外周部に設けられ、カバー部材は、少なくとも一部がハウジングの外部空間に配置され、回転中心軸心の延びる方向から見て、回転軸の回転中心軸心まわりの外周面と、ハウジングのうち貫通孔を定義する内周面と、の間の隙間を覆う。
第６側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。

第１から第６側面のいずれか一つに従う第７側面のドライブユニットにおいて、ハウジングに設けられ、軸受けとカバー部材との間において、回転軸に接触するシール部材をさらに含む。
第７側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。

第７側面に従う第８側面のドライブユニットにおいて、シール部材は、シングルリップタイプのシール部材である。
第８側面のドライブユニットによれば、シール部材の回転軸への接触によって発生する回転抵抗の増加を抑制できる。

第１から第８側面のいずれか一つに従う第９側面のドライブユニットにおいて、カバー部材と、ハウジングとによって形成される空隙の少なくとも一部を満たすように配置されるグリスをさらに備える。
第９側面のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入をさらに抑制できる。

第１から第９側面のいずれか一つに従う第１０側面のドライブユニットにおいて、カバー部材は、樹脂材料によって形成される。
第１０側面のドライブユニットによれば、ドライブユニットの重量の増加を抑制できる。

第１から第５側面のいずれか一つに従う第１１側面のドライブユニットにおいて、カバー部材の取付部は、回転軸に向かって突出する少なくとも１つの凸部を有し、回転軸の外周部は、少なくとも１つの凸部の少なくとも一部が係合する少なくとも１つの凹部を有する。
第１１側面のドライブユニットによれば、回転軸に対してカバー部材を容易に取り付けることができる。

第６側面に従う第１２側面のドライブユニットにおいて、クランク軸と、出力軸とは、同軸に配置され、出力軸は、回転中心軸心に関してクランク軸の径方向外側に配置される。
第１２側面のドライブユニットによれば、クランク軸、および、出力軸の配置スペースを縮小できる。

第１２側面に従う第１３側面のドライブユニットにおいて、出力軸は、クランク軸と間隔をあけて設けられ、回転軸は伝達軸をさらに含み、伝達軸はクランク軸の径方向外側に配置され、伝達軸は、出力軸とクランク軸との間に設けられる。
第１３側面のドライブユニットによれば、ハウジングと伝達軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。

第１３側面に従う第１４側面のドライブユニットにおいて、伝達軸に設けられる人力駆動力を検出する検出部をさらに備える。
第１４側面のドライブユニットによれば、伝達軸を用いて人力駆動力を検出できる。

本開示のドライブユニットによれば、ハウジングと回転軸との隙間からの異物の侵入を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るドライブユニットを示す側面図。 図１のＤ５－Ｄ５線に沿う断面図。 図２の部分拡大図。 図３の部分拡大図。

本発明の一実施形態に係る人力駆動車のドライブユニット１の構成が説明される。本発明の一実施形態に係るドライブユニット１の構成の説明には、図１から図３が用いられる。

ドライブユニット１が装着される人力駆動車は、少なくとも１つの車輪を有し、少なくとも人力駆動力によって駆動できる乗り物である。人力駆動車は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、ハンドバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車が有する車輪の数は限定されない。人力駆動車は、例えば１輪車および２輪以上の車輪を有する乗り物を含む。人力駆動車は、人力駆動力のみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車は、人力駆動力だけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するＥ－ｂｉｋｅを含む。Ｅ－ｂｉｋｅは、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。

ドライブユニット１は、内部空間８を形成するハウジング１０を備える。ドライブユニット１は、ハウジング１０の内部空間８に一部が配置される回転軸２０を備える。回転軸２０は、クランク軸２１を含む。クランク軸２１は、実質的に円筒形状を有する。クランク軸２１は、中実に形成されていてもよい。クランク軸２１は、回転中心軸心Ｃ１を有する。クランク軸２１は、ハウジング１０に対して回転中心軸心Ｃ１まわりに回転可能に設けられる。本明細書においては、図２から図４において、クランク軸２１の回転中心軸心Ｃ１が延びる方向を、第１方向Ｘ１とする。

ハウジング１０には、ハウジング１０の内部空間８と外部空間とを接続する貫通孔９が形成される。本実施形態において貫通孔９は、第１方向Ｘ１におけるハウジング１０の第１側壁１０Ａに形成される第１貫通孔１１、および、第１方向Ｘ１におけるハウジング１０の第２側壁１０Ｂに形成される第２貫通孔１２を含む。第１貫通孔１１は、第１方向Ｘ１に延びて、ハウジング１０の内部空間８と、外部空間とを接続するように形成される。第２貫通孔１２は、第１方向Ｘ１に延びて、ハウジング１０の内部空間８と、外部空間とを接続するように形成される。

クランク軸２１は、貫通孔９を介してハウジング１０の外部空間に突出する。第１方向Ｘ１におけるクランク軸２１の第１端部２１Ａが、第１貫通孔１１を介してハウジング１０の外部空間に突出する。第１方向Ｘ１において、クランク軸２１の第１端部２１Ａとは反対に配置される第２端部２１Ｂが、第２貫通孔１２を介してハウジング１０の外部空間に突出する。

回転軸２０は、クランク軸２１に直接または間接的に接続される出力軸２２をさらに含む。出力軸２２は、実質的に円筒形状を有する。出力軸２２と、クランク軸２１とは、同軸に配置される。出力軸２２は、回転中心軸心Ｃ１を有し、ハウジング１０に対して回転中心軸心Ｃ１まわりに回転可能に設けられる。出力軸２２は、回転中心軸心Ｃ１に関してクランク軸２１の径方向外側に配置される。出力軸２２は、クランク軸２１の第２端部２１Ｂ側に設けられる。第１方向Ｘ１における出力軸２２の一部２２Ａは、第２貫通孔１２を介してハウジング１０の外部空間に突出する。

クランク軸２１と後輪とは、駆動機構によって連結される。後輪は、クランク軸２１が回転することによって駆動される。駆動機構は、クランク軸２１に連結される回転部材を含む。回転部材は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含んでいてもよい。クランク軸２１と回転部材とは、一体回転するように連結されてもよく、ワンウェイクラッチ１５を介して連結されていてもよい。ワンウェイクラッチ１５は、例えば、ローラクラッチ、スプラグクラッチ、または、爪ラチェットクラッチ、フェイスチェットクラッチを含む。ワンウェイクラッチ１５は、クランク軸２１が前転した場合に、回転部材を前転させ、クランク軸２１が後転した場合に、クランク軸２１と回転部材との相対回転を許容するように構成される。

ワンウェイクラッチ１５は、人力駆動力の伝達経路において、クランク軸２１と出力軸２２との間に配置される。クランク軸２１と、ワンウェイクラッチ１５との間には、クランク軸２１からワンウェイクラッチ１５に人力駆動力を伝達するように構成される伝達軸１７が設けられてもよい。例えば、伝達軸１７は、中空軸によって形成され、クランク軸２１と同軸に配置される。伝達軸１７には、人力駆動力を検出するための検出部が設けられてもよい。人力駆動力を検出するための検出部は、伝達軸１７の外周側に配置されてもよい。検出部は、ひずみセンサ、または、磁歪センサなどを含む。

ドライブユニット１は、ハウジング１０の内部空間８、および、貫通孔９の少なくとも１つに配置される軸受け３０を備える。軸受け３０は、第１軸受３１、第２軸受３２、および、第３軸受３３を含む。第１軸受３１は、ハウジング１０の内部空間８、第１貫通孔１１、または、ハウジング１０の内部空間８と第１貫通孔１１との両方に配置される。第１軸受３１は、ハウジング１０に対してクランク軸２１を回転可能に支持する。第２軸受３２は、ハウジング１０の内部空間８、第２貫通孔１２、または、ハウジング１０の内部空間８と第２貫通孔１２との両方に配置される。第２軸受３２は、ハウジング１０に対して出力軸２２を回転可能に支持する。第３軸受３３は、出力軸２２の内周部と、クランク軸２１の外周部との間に配置される。出力軸２２は、第３軸受３３を介してクランク軸２１を回転可能に支持する。第１軸受３１、第２軸受３２、および、第３軸受３３は、それぞれ玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。本実施形態において、第１軸受３１、および、第２軸受３２は、ラジアルベアリングによって構成され、第３軸受３３は、ニードルベアリングによって構成される。

ドライブユニット１は、駆動部材４０を備える。駆動部材４０は、ハウジング１０の内部空間８に配置され、電気モータ４１、および、変速機４２の少なくとも１つを含む。本実施形態では、変速機４２は、減速機を含む。駆動部材４０は、電気モータ４１のみを含んでいてもよい。駆動部材４０は、電気モータ４１は含まず、変速機４２のみを含んでいてもよい。駆動部材４０は、例えば欧州特許出願公開第２３７９４０２号明細書に記載されるような、変速機のみを含んでいてもよい。駆動部材４０は、例えば米国特許出願公開第２０１６／００４０７６３号明細書、国際公開第２０１６／０６２４３６号、および、国際公開第２０１７／０８０７２６号に記載されるような、電気モータ、減速機、および、変速機を含んでいてもよい。電気モータ４１、および、変速機４２の構成は、特に限定されない。

電気モータ４１は、人力駆動車に推進力を付与するように構成される。電気モータ４１は、例えば出力軸２２を介して人力駆動車の後輪に回転力を伝達するように構成される。電気モータ４１は、出力軸４１Ａを含む。出力軸４１Ａは、一対の第４軸受３４を介してハウジング１０に対して回転可能にハウジング１０に支持される。第４軸受３４は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。電気モータ４１は、ハウジング１０に設けられる。電気モータ４１は、ハウジング１０の内部空間８に配置される。

電気モータ４１とクランク軸２１との間の動力伝達経路には、好ましくは、ワンウェイクラッチ１６が設けられる。ワンウェイクラッチ１６は、クランク軸２１を人力駆動車が前進する方向に回転させた場合にクランク軸２１の回転力の電気モータ４１への伝達を抑制するように形成される。ワンウェイクラッチ１６は、ローラクラッチ、爪ラチェット式クラッチ、および、スプラグ式クラッチのいずれか１つを含む。

変速機４２は、電気モータ４１の出力軸４１Ａに連結され、電気モータ４１の回転速度を減少させる。電気モータ４１の回転力は、変速機４２に伝達される。変速機４２に伝達された回転力は、出力軸２２、および、駆動機構の部材を介して、人力駆動車の後輪に伝達される。変速機４２の種類は特に限定されない。変速機４２は、例えば、相互に噛み合う一対の歯車と、遊星歯車機構と、一対のスプロケットおよびチェーンと、一対のプーリおよびベルトと、の少なくとも１つを含む。

ドライブユニット１は、カバー部材５０を備える。カバー部材５０は、ハウジング１０の内部空間８、第１貫通孔１１、および、第２貫通孔１２の少なくとも１つへの、水、泥、および、塵などの異物の侵入を抑制するように構成される。本実施形態において、カバー部材５０は、例えば、クランク軸２１の第１端部２１Ａの近傍に配置される第１カバー部材５０Ａ、および、クランク軸２１の第２端部２１Ｂの近傍に設けられる第２カバー部材５０Ｂを含む。本実施形態において、第１カバー部材５０Ａの寸法は、第２カバー部材５０Ｂの寸法とは異なるが、第１カバー部材５０Ａ、および、第２カバー部材５０Ｂは、は、クランク軸２１の回転中心軸心Ｃ１に対して垂直な面に対して、実質的に対称な形状を有する。

ドライブユニット１は、ハウジング１０に設けられるシール部材６０をさらに含む。シール部材６０は、例えば、クランク軸２１の第１端部２１Ａの近傍に設けられる第１シール部材６０Ａ、および、クランク軸２１の第２端部２１Ｂの近傍に設けられる第２シール部材６０Ｂを含む。第１シール部材６０Ａは、ハウジング１０の内部空間８、第１貫通孔１１、または、ハウジング１０の内部空間８と第１貫通孔１１との両方に配置される。第１シール部材６０Ａは、クランク軸２１の径方向外側に配置される。第２シール部材６０Ｂは、ハウジング１０の内部空間８、第２貫通孔１２、または、ハウジング１０の内部空間８と第２貫通孔１２との両方に配置される。第２シール部材６０Ｂは、出力軸２２の径方向外側に配置される。

シール部材６０は、シングルリップタイプのシール部材である。シール部材６０は、軸受け３０とカバー部材５０との間において、回転軸２０に接触する。例えば、第１シール部材６０Ａの一部は、第１軸受３１と第１カバー部材５０Ａとの間において、クランク軸２１に接触する。第２シール部材６０Ｂの一部は、第２軸受３２と第２カバー部材５０Ｂとの間において、出力軸２２に接触する。シール部材６０は、樹脂材料によって形成される。樹脂材料は、弾性を有していてもよい。樹脂材料は、例えばＡＢＳ樹脂、合成ゴムなどを含む。シール部材６０は、金属材料によって形成されていてもよい。

本発明の一実施形態に係るドライブユニット１のカバー部材５０の構成が説明される。カバー部材５０の構成の説明には、図３、および、図４が用いられる。第１カバー部材５０Ａと、第２カバー部材５０Ｂとは、第１カバー部材５０Ａがクランク軸２１に取り付けられ、第２カバー部材５０Ｂが出力軸２２に取り付けられる点を除いて、同様の形状であるので、第１カバー部材５０Ａについて説明され、第２カバー部材５０Ｂについての説明は簡略化して説明される。

カバー部材５０は、実質的に円環状に形成される。カバー部材５０は、回転軸２０の回転中心軸心Ｃ１まわりの外周部に設けられる。第１カバー部材５０Ａは、クランク軸２１の回転中心軸心Ｃ１まわりの外周部に設けられる。第２カバー部材５０Ｂは、出力軸２２の回転中心軸心Ｃ１まわりの外周部に設けられる。カバー部材５０は、ハウジング１０に間隔をあけて配置される。好ましくは、カバー部材５０は、樹脂材料によって形成される。カバー部材５０は、金属材料によって形成されてもよい。

カバー部材５０は、少なくとも一部がハウジング１０の外部空間に配置される。本実施形態においては、カバー部材５０の全ての部分がハウジング１０の外部空間に配置される。カバー部材５０は、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向から見て、回転軸２０の回転中心軸心Ｃ１まわりの外周面２１Ｃと、ハウジング１０のうち貫通孔９を定義する内周面１１Ａと、の間の隙間を覆う。第１カバー部材５０Ａは、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向から見て、回転軸２０の回転中心軸心Ｃ１まわりの外周面２１Ｃと、ハウジング１０のうち第１貫通孔１１を定義する内周面１１Ａと、の間の隙間を覆う。第２カバー部材５０Ｂは、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向から見て、出力軸２２の回転中心軸心Ｃ１まわりの外周面２１Ｃと、ハウジング１０のうち第２貫通孔１２を定義する内周面１１Ａと、の間の隙間を覆う。各内周面１１Ａは、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向の両端部に、第１面取り部１１Ｂ、および、第２面取り部１１Ｃを含む。

カバー部材５０は、回転軸２０に取り付けられる取付部５１を含む。第１カバー部材５０Ａの取付部５１は、クランク軸２１に取り付けられる。第１カバー部材５０Ａの取付部５１は、クランク軸２１の外周面２１Ｃの全周に沿うように形成される。第２カバー部材５０Ｂの取付部５１は、出力軸２２の外周面２１Ｃの全周に沿うように形成される。取付部５１は、回転軸２０に向かって突出する少なくとも１つの凸部５１Ａを有する。回転軸２０の外周面２１Ｃは、少なくとも１つの凸部５１Ａの少なくとも一部が係合する少なくとも１つの凹部２１Ｄを有する。第１カバー部材５０Ａの取付部５１の凸部５１Ａは、クランク軸２１に向かって突出する。クランク軸２１の外周面２１Ｃに形成される凹部２１Ｄは、第１カバー部材の凸部５１Ａに係合する。第２カバー部材５０Ｂの取付部５１の凸部５１Ａは、出力軸２２に向かって突出する。

出力軸２２の外周面２１Ｃに形成される凹部２１Ｄは、第２カバー部材５０Ｂの凸部５１Ａに係合する。少なくとも１つの凸部５１Ａは、環状に形成されていてもよく、回転中心軸心Ｃ１まわりに間隔をあけて複数形成されてもよい。少なくとも１つの凹部２１Ｄは、少なくとも１つの凸部５１Ａに相補的な形状を有する。少なくとも１つの凹部２１Ｄは、環状に形成されてもよく、回転中心軸心Ｃ１まわりに間隔をあけて複数形成されてもよい。カバー部材５０は、例えば、取付部５１の凸部５１Ａが回転軸２０の凹部２１Ｄに嵌まり込むことによって、回転軸２０の外周面２１Ｃに固定される。カバー部材５０は、回転軸２０に対して接着により固定されてもよい。カバー部材５０は、回転軸２０と一体的に形成されてもよい。カバー部材５０は、回転軸２０に固定されることによって、回転軸２０と一体的に回転可能である。

カバー部材５０は、取付部５１から回転軸２０の回転中心軸心Ｃ１に関して径方向に延びる壁部５２を含む。壁部５２は、例えば、第１方向Ｘ１における取付部５１の中間部から径方向外側に延びる。壁部５２は、貫通孔９を定義する内周面１１Ａよりも径方向外側まで延びる。壁部５２は、環状に形成される。壁部５２は、例えば、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向から見て、円環状に形成される。

カバー部材５０は、壁部５２の径方向の外側端部からハウジング１０に向かって延びる突起部５３を含む。突起部５３は、例えば、壁部５２の径方向外側端部から、第１方向Ｘ１においてハウジング１０側に延びる。突起部５３は、環状に形成される。突起部５３は、例えば、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向から見て、円環状に形成される。

ハウジング１０の外壁部１３には、突起部５３の自由端５３Ｃが配置される環状の溝１４が形成される。突起部５３の自由端５３Ｃは、例えば、突起部５３のうち、第１方向Ｘ１においてハウジング１０側の端部である。溝１４は、例えば、第１方向Ｘ１において、ハウジング１０の外部表面において、ハウジング１０の外部空間からハウジング１０の内部空間８に向かって凹むように形成される。溝１４は、例えば、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向から見て、回転中心軸心Ｃ１を中心とする円環状に形成される。突起部５３は、溝１４の内壁面１４Ｄに対して間隔をあけて配置される。

ハウジング１０の外壁部１３は、外表面１３Ａを含む。外表面１３Ａは、回転中心軸心Ｃ１に関して溝１４よりも径方向内側に配置される第１外表面１３Ｂ、および、回転中心軸心Ｃ１に関して溝１４よりも径方向外側に配置される第２外表面１３Ｃを含む。第１外表面１３Ｂは、第２外表面１３Ｃに対して段差を有するように形成される。第１外表面１３Ｂは、第１方向Ｘ１において、第２外表面１３Ｃよりも回転軸２０の中央側に凹むように形成される。壁部５２は、ハウジング１０の第１外表面１３Ｂに対して、第１方向Ｘ１に間隔を空けて配置される。回転中心軸心Ｃ１に関して径方向外側から径方向内側に向かう方向から見て、突起部５３は、壁部５２とハウジング１０の第１外表面１３Ｂとの隙間を覆うように形成される。

壁部５２によって、回転軸２０の外周面２１Ｃと、ハウジング１０の貫通孔９の内周面１１Ａと、の間の隙間Ｓが覆われるため、隙間Ｓからの水、泥、および、塵などの異物の侵入を抑制できる。突起部５３と溝１４とによって、カバー部材５０と溝１４との間の隙間が曲がって、ラビリンス構造が形成されるため、異物の侵入をさらに抑制できる。

突起部５３のうち、回転中心軸心Ｃ１に関して径方向外側の外周面は、第１テーパ面５３Ａを有する。第１テーパ面５３Ａは、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向において、ハウジング１０に近づくにつれてクランク軸２１に近づくように傾斜する。第１テーパ面５３Ａは、例えば、溝１４の底面に向かうにつれて、径方向内側に向かうように傾斜する。

突起部５３のうち、回転中心軸心Ｃ１に関して径方向外側の外周面５３Ｅは、第１テーパ面５３Ａに接続される第３テーパ面５３Ｂをさらに含む。第３テーパ面５３Ｂは、例えば、第１方向Ｘ１において、第１テーパ面５３Ａよりもハウジング１０から離反して、第１テーパ面５３Ａに隣接するように形成される。第３テーパ面５３Ｂは、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向において、ハウジング１０から遠ざかるにつれて回転軸２０に近づくように傾斜する。第３テーパ面５３Ｂは、例えば、溝１４の底面に向かうにつれて、回転軸２０の径方向外側に向かうように傾斜する。第１テーパ面５３Ａと第３テーパ面５３Ｂとの交線Ｐを含む平面が、回転中心軸心Ｃ１に対して垂直に延びる方向から見て、第２外表面１３Ｃよりも回転軸２０の中央寄りに配置されるように、第１テーパ面５３Ａと第３テーパ面５３Ｂとは形成される。突起部５３の第１テーパ面５３Ａと第３テーパ面５３Ｂとの交線Ｐがハウジング１０の第２外表面１３Ｃよりも回転軸２０の中央寄りに配置されることによって、回転中心軸心Ｃ１に関して径方向外側から、カバー部材５０とハウジング１０との隙間を介する異物の侵入を抑制できる。

ハウジング１０の外表面１３Ａは、第１テーパ面５３Ａに対向する第２テーパ面１４Ａを有する。第２テーパ面１４Ａは、例えば、溝１４の内壁面１４Ｄのうち、回転中心軸心Ｃ１に関して径方向外側の壁面に形成される。第２テーパ面１４Ａは、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向において、溝１４の底面に近づくにつれて回転軸２０に近づくように傾斜する。第２テーパ面１４Ａは、例えば、第１方向Ｘ１において、回転軸２０の中央に向かうにつれて、回転軸２０の径方向内側に向かうように傾斜する。

第１テーパ面５３Ａは、突起部５３の自由端５３Ｃから突起部５３の基端部５３Ｄに向かう方向において、第２テーパ面１４Ａと等間隔、または、突起部５３の自由端５３Ｃから突起部５３の基端部５３Ｄに向かうにつれて、第２テーパ面１４Ａとの距離が離れるように形成される。回転中心軸心Ｃ１を含む平面において、第１方向Ｘ１に対する第２テーパ面１４Ａの鋭角側の傾斜角度αと、第１方向Ｘ１に対する第１テーパ面５３Ａの鋭角側の傾斜角度βとの関係は、α≧βである。

ハウジング１０の外表面１３Ａは、第２テーパ面１４Ａに接続される第４テーパ面１４Ｂをさらに含む。第４テーパ面１４Ｂは、例えば、溝１４の内壁面１４Ｄのうち、回転中心軸心Ｃ１に関して径方向外側の壁面に形成される。第４テーパ面１４Ｂは、例えば、第１方向Ｘ１において、第２テーパ面１４Ａよりも回転軸２０の中央から離反する位置に配置され、第２テーパ面１４Ａに隣接するように形成される。第４テーパ面１４Ｂは、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向において、突起部５３の自由端５３Ｃから遠ざかるにつれて回転軸２０から離間するように傾斜する。第４テーパ面１４Ｂは、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向において、ハウジング１０の第２外表面１３Ｃに近づくにつれて回転軸２０から離間するように傾斜する。回転中心軸心Ｃ１を含む平面において、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向に対する第４テーパ面１４Ｂの鋭角側の傾斜角度は、回転中心軸心Ｃ１の延びる方向に対する第２テーパ面１４Ａの鋭角側の傾斜角度αよりも大きく形成される。溝１４の内壁面１４Ｄのうち回転中心軸心Ｃ１に関して径方向内側の壁面と、第１外表面１３Ｂとが交わる角部には、第３面取り部１４Ｃが形成される。

突起部５３の第１テーパ面５３Ａ、および、第３テーパ面５３Ｂと、溝１４の第２テーパ面１４Ａ、および、第４テーパ面１４Ｂと、の間の隙間は、溝１４の開口に近づくにつれて広がるように形成されるため、ハウジング１０内に入り込んだ異物を、外部に排出し易くできる。

ドライブユニット１は、カバー部材５０と、ハウジング１０とによって形成される空隙の少なくとも一部を満たすように配置されるグリス７０をさらに備える。グリス７０は、例えば、カバー部材５０と、ハウジング１０の溝１４、および、第１外表面１３Ｂとによって形成される空隙に配置される。グリス７０によって、溝１４とカバー部材５０の突起部５３との間の隙間から、ハウジング１０内に異物が侵入するのを抑制できる。

本実施形態に係るドライブユニット１は、カバー部材５０を備えることによって、ハウジング１０の貫通孔１１，１２の内周面１１Ａと、回転軸２０との隙間から、人力駆動車の走行によって跳ね上げられた水、泥、および、塵などの異物の侵入を抑制できる。ドライブユニット１は、シングルリップタイプのシール部材６０、および、カバー部材５０を備えることによって、回転軸２０の回転抵抗の増加を抑制しつつ、シール性能を確保できる。

（変形例）
実施形態に関する説明は、本発明に従う人力駆動車用のドライブユニットが取り得る形態の例示であり、本発明を制限することを意図していない。例えば、各実施形態におけるドライブユニット１の構成は一例であり、ドライブユニット１は、実施形態において示されない各種装置を含んでいてもよく、実施形態において示す各種装置のうち一部を含まない構成としてもよい。

例えば、実施形態において、カバー部材５０は、クランク軸２１、および、出力軸２２の外周部に設けられるが、クランク軸２１の外周部のみに設けられてもよく、または、出力軸２２の外周部のみに設けられてもよい。シール部材６０は、シングルリップタイプのシール部材に限定されず、例えばダブルリップタイプのシール部材であってもよい。ドライブユニット１は、グリス７０を備えていなくてもよい。

回転軸２０は、クランク軸２１のみを含んでいてもよく、出力軸２２のみを含んでいてもよい。出力軸２２と、クランク軸２１とは、同軸に配置されず、第１方向Ｘ１に交差する方向に離れて配置されてもよい。

ワンウェイクラッチ１５は、省略されてもよい。ワンウェイクラッチ１５が省略される場合、第３軸受３３は省略されてもよく、入力回転軸と出力軸とがワンピース部材として一体に形成されてもよい。

カバー部材５０の形状は、本実施形態の形状に限定されず、例えば、カバー部材５０は突起部５３を含まなくてもよい。突起部５３は、例えば、第１テーパ面５３Ａ、および、第３テーパ面Ａのいずれか１つを含んでもよい。突起部５３は、例えば、第１テーパ面５３Ａ、および、第３テーパ面Ａを含まなくてもよい。

ハウジング１０の形状は、本実施形態の形状に限定されず、例えば、ハウジング１０は溝１４を含まなくてもよい。溝１４は、例えば、第２テーパ面１４Ａ、および、第４テーパ面１４Ｂのいずれか１つを含んでもよい。溝１４は、例えば、第２テーパ面１４Ａ、および、第４テーパ面１４Ｂを含まなくてもよい。

回転中心軸心Ｃ１の径方向におけるカバー部材５０の壁部５２の長さは、例えば、回転中心軸心Ｃ１の径方向における隙間Ｓの長さの２倍以上であり、好ましくは、４倍以上である。第１方向Ｘ１において、カバー部材５０の壁部５２とハウジング１０との最小距離は、例えば、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。カバー部材５０とハウジング１０との最小距離は、例えば、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。グリス７０は、グリス７０へのごみの付着を抑制するため、好ましくは、カバー部材５０の第１テーパ面５３Ａと第３テーパ面５３Ｂとの間には配置されない。

本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。

１…ドライブユニット、８…内部空間、９…貫通孔、１０…ハウジング、１１…第１貫通孔、１１Ａ…内周面、１２…第２貫通孔、１３…外壁部、１３Ａ…外表面、１４…溝、１４Ａ…第２テーパ面、１４Ｂ…第４テーパ面、２０…回転軸、２１…クランク軸、２１Ｃ…外周面、２１Ｄ…凹部、２２…出力軸、３０…軸受け、３１…第１軸受、３２…第２軸受、３３…第３軸受、４０…駆動部材、４１…電気モータ、４２…変速機、５０…カバー部材、５１…取付部、５１Ａ…凸部、５２…壁部、５３…突起部、５３Ａ…第１テーパ面、５３Ｂ…第３テーパ面、５３Ｃ…自由端、５３Ｄ…基端部、５３Ｅ…外周面、６０…シール部材、７０…グリス

Claims (14)

1. 人力駆動車用のドライブユニットであって、
   内部空間を形成し、前記内部空間と外部空間とを接続する貫通孔が形成されるハウジングと、
   回転中心軸心を有し、前記内部空間に一部が配置され、前記貫通孔を介して前記ハウジングの外部空間に突出する回転軸と、
   前記内部空間に配置され、電気モータ、および、変速機の少なくとも１つを含む駆動部材と、
   前記内部空間、および、前記貫通孔の少なくとも１つに配置され、前記回転軸を回転可能に支持する軸受けと、
   前記回転軸の前記回転中心軸心まわりの外周部に設けられ、前記ハウジングに間隔をあけて配置されるカバー部材と、を備え、
   前記カバー部材は、
   少なくとも一部が前記ハウジングの外部空間に配置され、前記回転中心軸心の延びる方向から見て、前記回転軸の前記回転中心軸心まわりの外周面と、前記ハウジングのうち前記貫通孔を定義する内周面と、の間の隙間を覆い、
   前記カバー部材は、
   前記回転軸に取り付けられる取付部と、
   前記取付部から前記回転中心軸心に関して径方向に延び、環状に形成される壁部と、
   前記壁部の前記径方向の外側端部から前記ハウジングに向かって延び、環状に形成される突起部と、を含み、
   前記突起部のうち、前記回転中心軸心に関して径方向外側の外周面は、前記回転中心軸心の延びる方向において、前記ハウジングに近づくにつれて前記回転軸に近づくように傾斜する第１テーパ面を有し、
   前記ハウジングの外表面は、前記第１テーパ面に対向する第２テーパ面を有する、ドライブユニット。
2. 前記ハウジングの外壁部には、前記突起部の自由端が配置される環状の溝が形成される、請求項１に記載のドライブユニット。
3. 前記第１テーパ面は、前記第２テーパ面と等間隔、または、前記突起部の自由端から前記突起部の基端部に向かうにつれて、前記第２テーパ面との距離が離れるように形成される、請求項１、または、２に記載のドライブユニット。
4. 前記突起部の前記外周面は、前記第１テーパ面に接続され、前記回転中心軸心の延びる方向において、前記ハウジングから遠ざかるにつれて前記回転軸に近づくように傾斜する第３テーパ面をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のドライブユニット。
5. 前記ハウジングの前記外表面は、前記第２テーパ面に接続され、前記回転中心軸心の延びる方向において、前記突起部の自由端から遠ざかるにつれて前記回転軸から離間するように傾斜する第４テーパ面をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のドライブユニット。
6. 人力駆動車用のドライブユニットであって、
   内部空間を形成し、前記内部空間と外部空間とを接続する貫通孔が形成されるハウジングと、
   回転中心軸心を有し、前記内部空間に一部が配置され、前記貫通孔を介して前記ハウジングの外部空間に突出する回転軸と、
   前記内部空間に配置され、電気モータ、および、変速機の少なくとも１つを含む駆動部材と、
   前記内部空間、および、前記貫通孔の少なくとも１つに配置され、前記回転軸を回転可能に支持する軸受けと、
   前記回転軸の前記回転中心軸心まわりの外周部に設けられ、前記ハウジングに間隔をあけて配置されるカバー部材と、を備え、
   前記回転軸は、クランク軸に直接または間接的に接続される出力軸を含み、
   前記カバー部材は、前記出力軸の外周部に設けられ、
   前記カバー部材は、少なくとも一部が前記ハウジングの外部空間に配置され、
   前記回転中心軸心の延びる方向から見て、前記回転軸の前記回転中心軸心まわりの外周面と、前記ハウジングのうち前記貫通孔を定義する内周面と、の間の隙間を覆う、
   ドライブユニット。
7. 前記ハウジングに設けられ、前記軸受けと前記カバー部材との間において、前記回転軸に接触するシール部材をさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のドライブユニット。
8. 前記シール部材は、シングルリップタイプのシール部材である、請求項７に記載のドライブユニット。
9. 前記カバー部材と、前記ハウジングとによって形成される空隙の少なくとも一部を満たすように配置されるグリスをさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のドライブユニット。
10. 前記カバー部材は、樹脂材料によって形成される、請求項１から９のいずれか一項に記載のドライブユニット。
11. 前記カバー部材の前記取付部は、前記回転軸に向かって突出する少なくとも１つの凸部を有し、
    前記回転軸の前記外周部は、少なくとも１つの前記凸部の少なくとも一部が係合する少なくとも１つの凹部を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のドライブユニット。
12. 前記クランク軸と、前記出力軸とは、同軸に配置され、
    前記出力軸は、前記回転中心軸心に関して前記クランク軸の径方向外側に配置される、請求項６に記載のドライブユニット。
13. 前記出力軸は、前記クランク軸と間隔をあけて設けられ、
    前記回転軸は伝達軸をさらに含み、前記伝達軸は前記クランク軸の径方向外側に配置され、
    前記伝達軸は、前記出力軸と前記クランク軸との間に設けられる、請求項１２に記載のドライブユニット。
14. 前記伝達軸に設けられる人力駆動力を検出する検出部をさらに備える、請求項１３に記載のドライブユニット。

Images