モータ内蔵自転車用ハブ
【課題】モータ内蔵自転車用ハブにおいて、モータの騒音を軽減する。
【解決手段】モータ内蔵ハブ１０は、自転車の車輪のハブを構成する。モータ内蔵用ハブ１０は、ハブ軸１５と、モータ１１と、隔壁部３６ｂと、少なくとも一つの防音部材１８と、を備えている。モータ１１は、ステータ２２を有する。隔壁部３６ｂは、ステータ２２を装着可能であり、少なくとも一つの配置開口４３ａを有する。少なくとも一つの防音部材１８は、少なくとも一つの配置開口４３ａを塞ぐように隔壁部３６ｂに配置される。
【解決手段】モータ内蔵ハブ１０は、自転車の車輪のハブを構成する。モータ内蔵用ハブ１０は、ハブ軸１５と、モータ１１と、隔壁部３６ｂと、少なくとも一つの防音部材１８と、を備えている。モータ１１は、ステータ２２を有する。隔壁部３６ｂは、ステータ２２を装着可能であり、少なくとも一つの配置開口４３ａを有する。少なくとも一つの防音部材１８は、少なくとも一つの配置開口４３ａを塞ぐように隔壁部３６ｂに配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、車輪にモータが設けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３５５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の構成では、モータ自身の騒音について全く考慮されていない。
【０００５】
本発明の課題は、モータ内蔵自転車用ハブにおいて、モータの騒音を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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自転車用モータ内蔵ハブである。モータ内蔵自転車用ハブは、ハブ軸と、モータと、隔壁部と、少なくとも一つの防音部材と、を備えている。モータは、ステータを有する。隔壁部は、ステータを装着可能であり、少なくとも一つの開口を有する。少なくとも一つの防音部材は、少なくとも一つの開口を塞ぐように隔壁部に配置される。
【０００７】
このモータ内蔵自転車用ハブでは、ステータが隔壁部に装着され、隔壁部の開口が防音部材により塞がれる。このため、隔壁部の内部で発生する騒音が外部に伝わりにくくなり、モータの騒音を軽減することができる。
【０００８】
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、開口には電子部品の一部が挿入される。
【０００９】
この場合には、開口に電子部品の一部が配置されるため、ハブのハブ軸方向の長さを短くすることができる。
【００１０】
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、隔壁部に設けられ、電子部品が実装される回路基板をさらに備える。
【００１１】
この場合には、隔壁部によりモータと回路基板とを異なる空間に配置可能になる。このため、モータの発熱による影響を電子部品が受けにくくなる。
【００１２】
発明４に係る自転車用モータ内蔵ハブは、発明３に係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、回路基板が収納される第１空間と、モータが収納される第２空間とが隔壁部を挟んで形成される、隔壁部を有するモータケースをさらに備える。
【００１３】
この場合には、第１空間と第２空間とを隔壁部により区分けしてモータと回路基板とを配置できる。これにより、音がさらに外部に伝わりにくくなる。
【００１４】
発明５に係る自転車用モータ内蔵ハブは、発明３又は４に係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、回路基板は、モータを駆動する。
【００１５】
この場合には、モータの駆動回路をモータに近接して配置でき、配線作業が容易になる。
【００１６】
発明６に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明４又は５に係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、モータケースは、第１ケース部材と、第２ケース部材と、を有している。第１ケース部材は、隔壁部を有し、ハブ軸に回転不能に連結され、内部に第１空間が形成される。第２ケース部材は、第１ケース部材に第１端が回転自在に支持され、ハブ軸に第２端が回転自在に支持され、内部に第２空間が形成される。
【００１７】
この場合には、ハブ軸に対して回転不能な隔壁部を有する第１ケース部材に第１空間を形成し、ハブ軸に対して回転自在な第２ケース部材に第２空間を形成している。このため、２つの空間を確実に区分けでき、騒音がさらに外部に伝わりにくくなる。
【００１８】
発明７に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明６に係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、第１ケース部材は、ケース本体と、カバー部材と、を有している。ケース本体は、ハブ軸に回転不能に装着され、隔壁部を有する。カバー部材は、ケース本体に固定され、隔壁部との間に第１空間が形成される。
【００１９】
この場合には、第１空間がケース本体と別のカバー部材により覆われるので、回路基板を装着しやすくなる。また、第１空間がカバー部材により覆われるため、騒音がさらに外部に伝わりにくくなる。
【００２０】
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ハブにおいて、開口は、隔壁部に複数形成される。防音部材は、複数の開口を一括して塞ぐ。
【００２１】
この場合には、複数の開口が一括して防音部材により塞がれるので、防音部材の装着が容易である。
【００２２】
発明９に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から８のいずれかに係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、防音部材は、円環状に形成される。
【００２３】
この場合には、防音部材を回転するモータに合わせた形状にすることができるので、防音部材を配置してもモータ内蔵自転車用ハブの大きさに影響を与えない。
【００２４】
発明１０に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から９のいずれかに係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、防音部材は、弾性部材である。
【００２５】
この場合には、防音部材が弾性を有しているので、騒音を外部に伝わりにくくするとともに、振動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ステータが隔壁部に装着され、隔壁部の開口が防音部材により塞がれる。このため、隔壁部の内部で発生する騒音が外部に伝わりにくくなり、モータの騒音を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるモータ内蔵ハブの斜視図。
【図２】モータ内蔵ハブの断面図。
【図３】モータ内蔵ハブの右分解斜視図。
【図４】防音部材とモータとケース本体との右分解斜視図。
【図５】防音部材とモータとケース本体との右分解斜視図。
【図６】回路基板の第１実装面を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜自転車の全体構成＞
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。
【００２９】
＜モータ内蔵ハブ＞
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、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、隔壁部３６ｂを有し、ハブ軸１５に装着されるモータケース１７と、防音部材１８と、を有している。また、モータ内蔵ハブ１０は、図２に示すように、モータケース１７内に収納されたモータ１１と、モータ制御回路１９と、回転伝達機構２５と、を有している。モータ１１は、たとえば３相のブラシレスＤＣモータである。モータ制御回路１９は、モータ制御部の一例である。
【００３０】
＜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。
【００３１】
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第２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。
【００３２】
＜モータケース＞
図２及び図３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）が回転自在に支持され、ハブ軸１５に第２端（図２左端）が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。第１ケース部材３２は、外側面に形成されフロントフォークの先端部を受け入れ可能な凹部３２ａを有している。また、第１ケース部材３２は、凹部３２ａを形成し、ハブ軸方向外方に膨出する膨出部３２ｂを有している。膨出部３２ｂの内部には第１空間３２ｃが形成されている。第２ケース部材３４と第１ケース部材３２とで内部に第２空間３４ａが形成される。
【００３３】
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の外側面に複数本（たとえば、５本）の取付ボルト３７により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、第１空間３２ｃが形成される。ケース本体３６およびカバー部材３８は、たとえばアルミニウム合金によって形成される。
【００３４】
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。
【００３５】
隔壁部３６ｂの外側面（図２において左側の面）は概ね平坦面である。この外側面に、図３に示すように、ハブ軸１５方向外方に突出して形成された複数の取付ボス３６ｅが形成される。取付ボス３６ｅに取付ボルト５３によってモータ制御回路１９が固定されている。
【００３６】
隔壁部３６ｂは、図４に示すように、モータ制御回路１９に実装された後述する第１電気素子４７の少なくとも一部分を配置可能な複数（たとえば４つ）の開口４３ａと、複数の（たとえば２つ）凹部４３ｃと、を有している。開口４３ａは、隔壁部３６ｂを貫通している。凹部４３ｃは、隔壁部３６ｂを貫通していない。また、隔壁部３６ｂには、モータ１１の端子２６を第１空間３２ｃに露出させるための複数（たとえば３つ）の開口４３ｂが形成されている。開口４３ｂは、隔壁部３６ｂを貫通している。
【００３７】
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第１軸受３０の内輪３０ａが装着されている。第１軸受３０の外側には、第１円筒部３６ｃと外輪３０ｂとの間をシールするシール部材３０ｃが配置されている。また、外輪３０ｂと第２ケース部材３４との間には、シール用のＯリング６０が配置されている。さらに第１ボス部３６ａの内周部とハブ軸１５との間には、シール用のＯリング６１が配置されている。これにより、第１ケース部材３２の外側から第２ケース部材３４内の第２空間３４ａに異物が侵入しにくくなる。また、モータ１１で発生する音が外部に伝わりにくくなる。
【００３８】
隔壁部３６ｂの内側面（図２において右側の面）には、図５に示すように、モータ１１の後述するステータ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の径方向外方で、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。
【００３９】
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がロータ２１と同軸となるよう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）に、円筒部分３５ａと、円筒部分３５ａの内周面に一体形成される円環形状の取付部分３５ｂと、を有している。円筒部分３５ａの他端（図２左端）３５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、取付部４３ｆにボルト部材４５により固定されている。
【００４０】
カバー部材３８は、図１及び図３に示すように、外側面に前述した凹部３２ａ及び膨出部３２ｂを有している。カバー部材３８の内側面において、カバー部材３８とケース本体３６との間には、モータ制御回路１９が配置される空間への液体の浸入を抑制するシール部材６２が配置されている。シール部材６２は、カバー部材３８の内側面において、凹部３２ａの外側及び膨出部３２ｂの外周部に配置されている。シール部材６２は、防水性および弾発性を有するゴムなどによって形成される。シール部材６２は、図３に示すように、ケース本体３６の隔壁部３６ｂの外側面に形成されたシール溝３６ｆに装着されている。このシール部材６２は、モータ１１の音を外部に伝わりにくくする機能も有している。
【００４１】
凹部３２ａは、図２及び図４に示すように、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。
【００４２】
隔壁部３６ｂの外側に、ケース本体３６とカバー部材３８とによって形成される第１空間３２ｃは、概ねＵ字形状となっている。第１空間３２ｃには、隔壁部３６ｂに固定されるモータ制御回路１９が配置されている。
【００４３】
凹部３２ａの一方の縁部には、図１に示すように、配線接続部３８ａが径方向外方に突出して形成されている。配線接続部３８ａは、モータ制御回路１９と外部機器とを接続する電力線７０を外部に取り出すために設けられている。配線接続部３８ａは、電力線７０を接続可能なコネクタ４１を有している。なお、この実施形態では、電力線７０は、ＰＬＣ（電力線通信Power Line Communications）により、電源の供給と信号の通信とを行えるように構成されている。配線接続部３８ａの先端に、前記コネクタ４１が設けられている。電力線７０は、たとえば２芯であり、コネクタ４１は、たとえば、２芯の雌コネクタである。
【００４４】
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、第２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の外周部から第１ケース部材３２側に延びる円筒状の第２円筒部３４ｄと、を有している。
【００４５】
第２ボス部３４ｂの内周面には、ハブ軸１５との間に第２軸受３１が装着されている。第２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。第２軸受３１の外側には、第２ボス部３４ｂと内輪３１ａとの間をシールするシール部材３１ｃが配置されている。また、内輪３１ａの内周面とハブ軸１５の外周面との間にはＯリング６５が配置されている。これにより、第２ケース部材３４の第２端側から第２空間３４ａに異物が侵入しにくくなる。
【００４６】
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端側の内周面には、第１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。
【００４７】
第１空間３２ｃと第２空間３４ａとの間に隔壁部３６ｂが設けられているので、ステータ２２が備えるコイル部の熱を隔壁部３６ｂに伝導させて、回路基板への伝導を低減させることができ、制御部によってモータの制御を安定して行うことができる。
【００４８】
＜防音部材＞
防音部材１８は、図２、図４及び図５に示すように、円環状の部材である。防音部材１８は、たとえば弾性体によって形成される。防音部材１８は、隔壁部３６ｂの第１円筒部３６ｃの内周面と、後述するステータ２２の筒状の取付部４９の外周面と、の間に配置されている。防音部材１８は、たとえばニトリルブタジエンゴムによって形成される。防音部材１８は、開口４３ａを塞ぐように隔壁部３６ｂの内側面にその一部が接触して配置されている。防音部材１８は、隔壁部３６ｂの内側面のうち少なくとも開口４３ａの周囲の部分に接触する。ここでは、防音部材１８は、開口４３ａの位置に応じて、第１円筒部３６ｃと円筒部４３ｄとの間に配置されている。防音部材１８は、開口４３ａから隔壁部３６ｂの外に第２空間３４ａで発生する音、すなわちモータの動作音および回転伝達機構２５の動作音が伝わらないようにするために設けられている。
【００４９】
防音部材１８の外周部には、取付部４３ｆを避けるために、取付部４３ｆに対応する位置に凹部１８ａが形成されている。取付部４３ｆは凹部１８ａに配置され、凹部１８ａに接触する。また、防音部材１８には、モータ１１を固定するボルト部材３９の頭部３９ａを避けるように形成され、頭部３９ａが配置される凹部１８ｂが形成されている。防音部材１８はギア取付部３５の取付部分３５ｂにより抜け止めされている。
【００５０】
防音部材１８の取り付ける前の径方向の長さは、第１円筒部３６ｃの内周面とステータ２２の取付部４９の外周面との径方向の距離より長い。これにより、防音部材１８は、径方向において僅かに圧縮した状態で隔壁部３６ｂに装着され、隔壁部３６ｂの開口４３ａが防音部材１８により塞がれる。このため、隔壁部３６ｂの内部で発生する騒音が外部に伝わりにくくなり、モータ１１の騒音を軽減することができる。
【００５１】
＜モータ制御回路＞
モータ制御回路１９は、図３及び図６に示すように、回路基板４２を有している。この回路基板４２が取付ボス３６ｅに固定されている。回路基板４２は、図２に示すように、ハブ軸１５の軸線方向でモータ１１と並んで設けられている。すなわち、回路基板４２は、ハブ軸１５に平行な方向でモータ１１と並んで設けられている。回路基板４２は、隔壁部３６ｂに臨ませて配置される第１実装面４２ａ（図６）と、カバー部材３８に臨ませて配置される第２実装面４２ｂ（図３）と、を有している。第１実装面４２ａには、複数の第１電気素子４７が実装されている。第１電気素子４７は、たとえば、平滑用およびノイズ除去用の複数（たとえば５つ）のコンデンサ４７ａ（電子部品の一例）、およびトランス４７ｂなどを含んでいる。第１実装面４２ａには、第１電気素子４７の他にも他の電気素子が実装されていてもよい。第１電気素子４７は、図３に示すように、開口４３ａ及び凹部４３ｃにその一部分が挿入され、隔壁部３６ｂに空隙を設けて配置されている。第１電気素子４７は、たとえばコンデンサである。
【００５２】
このように開口４３ａ及び凹部４３ｃに電子部品の一部が配置されるため、モータ内蔵ハブ１０のハブ軸方向の長さを短くすることができる。また、隔壁部３６ｂによりモータ１１と回路基板４２とを異なる空間に配置可能になるので、モータ１１の発熱による影響を電子部品が受けにくくなる。
【００５３】
第２実装面４２ｂには、複数の第２電気素子４４が実装される。複数の第２電気素子４４は、図３に示すように、インバータ回路１９ａと電力線通信回路１９ｂとを構成している。インバータ回路１９ａは、電源から供給された直流をスイッチングして交流に変換する。インバータ回路１９ａは、デューティ比を変化させてモータ内蔵ハブ１０の駆動力を変化させるともに、モータ内蔵ハブ１０を発電機として使用するときの回生制動力を変化させる。インバータ回路１９ａは、モータ１１の後述する端子２６に接続されている。これにより、回路基板４２をモータ１１に近接して配置でき、配線作業が容易になる。
【００５４】
インバータ回路１９ａは、複数（たとえば６つ）の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）４４ａ及びその他の電気素子を含んでいる。
【００５５】
＜モータ＞
モータ１１は、図３に示すように、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、複数（たとえば３つ）の端子２６と、を有している。
【００５６】
ロータ２１は、第２空間３４ａ内に配置され、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。
【００５７】
ステータ２２は、第２空間３４ａ内でロータ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１２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、ハブ軸１５方向の一端外周面に固定用の凸部４９ａを有している。取付部４９は、筒部４３ｄの外周面に装着され、内周面が筒部４３ｄによって位置決めされる。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、モータ制御回路１９のインバータ回路１９ａの電界効果トランジスタ４４ａ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。
【００５８】
ステータ２２のコイル部４６は、端子２６の基端部とともに、絶縁性を有する樹脂部材によってモールドされている。端子２６は、コイル部４６に接続されており、開口４３ｂに設けられる。開口４３ｂは樹脂部材により概ね塞がれている。端子２６はハブ軸１５に平行に延びている。端子２６の先端部は、第１空間３２ｃ内に配置されている。端子２６の先端部は、回路基板４２に設けられる端子接続孔４２ｃに挿入され、ハンダ付け等の適宜の接続手段によって回路基板４２に形成される配線に電気的に直接接続されている。
【００５９】
＜回転伝達機構＞
回転伝達機構２５は、ロータ２１の回転を第２ケース部材３４に伝達し、第２ケース部材３４の回転をロータ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、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に固定されている。内歯ギア４８ｂはケース本体３６に設けられている。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、歯数の異なる第１および第２のギア部を有する。第１のギア部は、太陽ギア４８ａに噛み合い、第２のギア部は、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。
【００６０】
＜防音部材の組み込み手順＞
防音部材１８を隔壁部３６ｂに組み込む際には、最初に隔壁部３６ｂにモータ１１のステータ２２をボルト部材３９により固定する。続いて、防音部材１８を筒部４３ｄの外周側に装着する。このとき、取付部４３ｆに凹部１８を合わせて装着する。これにより、隔壁部３６ｂで区画された第１空間３２ｃと第２空間３４ａとを連通する複数の開口４３ａが塞がれる。防音部材１８ａを装着した後に、ギア取付部３５をボルト部材４５により取付部４３ｆに固定する。これにより、防音部材１８は、ギア取付部３５の環状の取付部分３５ｂにより抜け止めされる。
【００６１】
＜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。
【００６２】
（ａ）前記実施形態では、防音部材の材質としてニトリルブタジエンゴムを例示したが、防音部材は、弾性体であればどのような材質でもよい。
【００６３】
（ｂ）前記実施形態では、防音部材で複数の配置開口を一括して閉塞したが、個別に閉塞してもよい。
【００６４】
（ｃ）前記実施形態では、防音部材は開口４３ａには挿入されていないが、防音部材は開口４３ａにその一部が挿入されてもよい。この場合、防音部材のうち開口４３ａに挿入される部分は、開口４３ａよりもわずかに大きく形成しておき、押し込むことによって開口４３ａを完全に塞ぐことができる。
【００６５】
（ｃ）他の実施形態では、防音部材は接着剤、またはねじ部材によって隔壁部３６に固定されてもよい。この場合、接着剤は、耐熱性を有するものが好ましい。
【００６６】
（ｄ）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。
【００６７】
（ｅ）防音部材１８を径方向ではなくハブ軸方向に圧縮して装着してもよい。たとえば、ギア取付部３５の取付部分３５ｂと隔壁部３６ｂの内側面との距離よりも防音部材１８の取り付け前におけるハブ軸方向の長さを長くしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ モータ内蔵ハブ
１１ モータ
１５ ハブ軸
１７ モータケース
１８ 防音部材
１９ モータ制御回路
１９ａ インバータ回路
２２ ステータ
３２ 第１ケース部材
３２ｃ 第１空間
３４ａ 第２空間
３６ｂ 隔壁部
４７ａ コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、車輪にモータが設けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３５５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の構成では、モータ自身の騒音について全く考慮されていない。
【０００５】
本発明の課題は、モータ内蔵自転車用ハブにおいて、モータの騒音を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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自転車用モータ内蔵ハブである。モータ内蔵自転車用ハブは、ハブ軸と、モータと、隔壁部と、少なくとも一つの防音部材と、を備えている。モータは、ステータを有する。隔壁部は、ステータを装着可能であり、少なくとも一つの開口を有する。少なくとも一つの防音部材は、少なくとも一つの開口を塞ぐように隔壁部に配置される。
【０００７】
このモータ内蔵自転車用ハブでは、ステータが隔壁部に装着され、隔壁部の開口が防音部材により塞がれる。このため、隔壁部の内部で発生する騒音が外部に伝わりにくくなり、モータの騒音を軽減することができる。
【０００８】
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、開口には電子部品の一部が挿入される。
【０００９】
この場合には、開口に電子部品の一部が配置されるため、ハブのハブ軸方向の長さを短くすることができる。
【００１０】
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、隔壁部に設けられ、電子部品が実装される回路基板をさらに備える。
【００１１】
この場合には、隔壁部によりモータと回路基板とを異なる空間に配置可能になる。このため、モータの発熱による影響を電子部品が受けにくくなる。
【００１２】
発明４に係る自転車用モータ内蔵ハブは、発明３に係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、回路基板が収納される第１空間と、モータが収納される第２空間とが隔壁部を挟んで形成される、隔壁部を有するモータケースをさらに備える。
【００１３】
この場合には、第１空間と第２空間とを隔壁部により区分けしてモータと回路基板とを配置できる。これにより、音がさらに外部に伝わりにくくなる。
【００１４】
発明５に係る自転車用モータ内蔵ハブは、発明３又は４に係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、回路基板は、モータを駆動する。
【００１５】
この場合には、モータの駆動回路をモータに近接して配置でき、配線作業が容易になる。
【００１６】
発明６に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明４又は５に係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、モータケースは、第１ケース部材と、第２ケース部材と、を有している。第１ケース部材は、隔壁部を有し、ハブ軸に回転不能に連結され、内部に第１空間が形成される。第２ケース部材は、第１ケース部材に第１端が回転自在に支持され、ハブ軸に第２端が回転自在に支持され、内部に第２空間が形成される。
【００１７】
この場合には、ハブ軸に対して回転不能な隔壁部を有する第１ケース部材に第１空間を形成し、ハブ軸に対して回転自在な第２ケース部材に第２空間を形成している。このため、２つの空間を確実に区分けでき、騒音がさらに外部に伝わりにくくなる。
【００１８】
発明７に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明６に係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、第１ケース部材は、ケース本体と、カバー部材と、を有している。ケース本体は、ハブ軸に回転不能に装着され、隔壁部を有する。カバー部材は、ケース本体に固定され、隔壁部との間に第１空間が形成される。
【００１９】
この場合には、第１空間がケース本体と別のカバー部材により覆われるので、回路基板を装着しやすくなる。また、第１空間がカバー部材により覆われるため、騒音がさらに外部に伝わりにくくなる。
【００２０】
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ハブにおいて、開口は、隔壁部に複数形成される。防音部材は、複数の開口を一括して塞ぐ。
【００２１】
この場合には、複数の開口が一括して防音部材により塞がれるので、防音部材の装着が容易である。
【００２２】
発明９に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から８のいずれかに係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、防音部材は、円環状に形成される。
【００２３】
この場合には、防音部材を回転するモータに合わせた形状にすることができるので、防音部材を配置してもモータ内蔵自転車用ハブの大きさに影響を与えない。
【００２４】
発明１０に係るモータ内蔵自転車用ハブは、発明１から９のいずれかに係るモータ内蔵自転車ハブにおいて、防音部材は、弾性部材である。
【００２５】
この場合には、防音部材が弾性を有しているので、騒音を外部に伝わりにくくするとともに、振動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ステータが隔壁部に装着され、隔壁部の開口が防音部材により塞がれる。このため、隔壁部の内部で発生する騒音が外部に伝わりにくくなり、モータの騒音を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるモータ内蔵ハブの斜視図。
【図２】モータ内蔵ハブの断面図。
【図３】モータ内蔵ハブの右分解斜視図。
【図４】防音部材とモータとケース本体との右分解斜視図。
【図５】防音部材とモータとケース本体との右分解斜視図。
【図６】回路基板の第１実装面を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜自転車の全体構成＞
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。
【００２９】
＜モータ内蔵ハブ＞
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、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、隔壁部３６ｂを有し、ハブ軸１５に装着されるモータケース１７と、防音部材１８と、を有している。また、モータ内蔵ハブ１０は、図２に示すように、モータケース１７内に収納されたモータ１１と、モータ制御回路１９と、回転伝達機構２５と、を有している。モータ１１は、たとえば３相のブラシレスＤＣモータである。モータ制御回路１９は、モータ制御部の一例である。
【００３０】
＜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。
【００３１】
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第２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。
【００３２】
＜モータケース＞
図２及び図３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）が回転自在に支持され、ハブ軸１５に第２端（図２左端）が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。第１ケース部材３２は、外側面に形成されフロントフォークの先端部を受け入れ可能な凹部３２ａを有している。また、第１ケース部材３２は、凹部３２ａを形成し、ハブ軸方向外方に膨出する膨出部３２ｂを有している。膨出部３２ｂの内部には第１空間３２ｃが形成されている。第２ケース部材３４と第１ケース部材３２とで内部に第２空間３４ａが形成される。
【００３３】
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の外側面に複数本（たとえば、５本）の取付ボルト３７により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、第１空間３２ｃが形成される。ケース本体３６およびカバー部材３８は、たとえばアルミニウム合金によって形成される。
【００３４】
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。
【００３５】
隔壁部３６ｂの外側面（図２において左側の面）は概ね平坦面である。この外側面に、図３に示すように、ハブ軸１５方向外方に突出して形成された複数の取付ボス３６ｅが形成される。取付ボス３６ｅに取付ボルト５３によってモータ制御回路１９が固定されている。
【００３６】
隔壁部３６ｂは、図４に示すように、モータ制御回路１９に実装された後述する第１電気素子４７の少なくとも一部分を配置可能な複数（たとえば４つ）の開口４３ａと、複数の（たとえば２つ）凹部４３ｃと、を有している。開口４３ａは、隔壁部３６ｂを貫通している。凹部４３ｃは、隔壁部３６ｂを貫通していない。また、隔壁部３６ｂには、モータ１１の端子２６を第１空間３２ｃに露出させるための複数（たとえば３つ）の開口４３ｂが形成されている。開口４３ｂは、隔壁部３６ｂを貫通している。
【００３７】
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第１軸受３０の内輪３０ａが装着されている。第１軸受３０の外側には、第１円筒部３６ｃと外輪３０ｂとの間をシールするシール部材３０ｃが配置されている。また、外輪３０ｂと第２ケース部材３４との間には、シール用のＯリング６０が配置されている。さらに第１ボス部３６ａの内周部とハブ軸１５との間には、シール用のＯリング６１が配置されている。これにより、第１ケース部材３２の外側から第２ケース部材３４内の第２空間３４ａに異物が侵入しにくくなる。また、モータ１１で発生する音が外部に伝わりにくくなる。
【００３８】
隔壁部３６ｂの内側面（図２において右側の面）には、図５に示すように、モータ１１の後述するステータ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の径方向外方で、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。
【００３９】
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がロータ２１と同軸となるよう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）に、円筒部分３５ａと、円筒部分３５ａの内周面に一体形成される円環形状の取付部分３５ｂと、を有している。円筒部分３５ａの他端（図２左端）３５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、取付部４３ｆにボルト部材４５により固定されている。
【００４０】
カバー部材３８は、図１及び図３に示すように、外側面に前述した凹部３２ａ及び膨出部３２ｂを有している。カバー部材３８の内側面において、カバー部材３８とケース本体３６との間には、モータ制御回路１９が配置される空間への液体の浸入を抑制するシール部材６２が配置されている。シール部材６２は、カバー部材３８の内側面において、凹部３２ａの外側及び膨出部３２ｂの外周部に配置されている。シール部材６２は、防水性および弾発性を有するゴムなどによって形成される。シール部材６２は、図３に示すように、ケース本体３６の隔壁部３６ｂの外側面に形成されたシール溝３６ｆに装着されている。このシール部材６２は、モータ１１の音を外部に伝わりにくくする機能も有している。
【００４１】
凹部３２ａは、図２及び図４に示すように、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。
【００４２】
隔壁部３６ｂの外側に、ケース本体３６とカバー部材３８とによって形成される第１空間３２ｃは、概ねＵ字形状となっている。第１空間３２ｃには、隔壁部３６ｂに固定されるモータ制御回路１９が配置されている。
【００４３】
凹部３２ａの一方の縁部には、図１に示すように、配線接続部３８ａが径方向外方に突出して形成されている。配線接続部３８ａは、モータ制御回路１９と外部機器とを接続する電力線７０を外部に取り出すために設けられている。配線接続部３８ａは、電力線７０を接続可能なコネクタ４１を有している。なお、この実施形態では、電力線７０は、ＰＬＣ（電力線通信Power Line Communications）により、電源の供給と信号の通信とを行えるように構成されている。配線接続部３８ａの先端に、前記コネクタ４１が設けられている。電力線７０は、たとえば２芯であり、コネクタ４１は、たとえば、２芯の雌コネクタである。
【００４４】
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、第２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の外周部から第１ケース部材３２側に延びる円筒状の第２円筒部３４ｄと、を有している。
【００４５】
第２ボス部３４ｂの内周面には、ハブ軸１５との間に第２軸受３１が装着されている。第２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。第２軸受３１の外側には、第２ボス部３４ｂと内輪３１ａとの間をシールするシール部材３１ｃが配置されている。また、内輪３１ａの内周面とハブ軸１５の外周面との間にはＯリング６５が配置されている。これにより、第２ケース部材３４の第２端側から第２空間３４ａに異物が侵入しにくくなる。
【００４６】
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端側の内周面には、第１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。
【００４７】
第１空間３２ｃと第２空間３４ａとの間に隔壁部３６ｂが設けられているので、ステータ２２が備えるコイル部の熱を隔壁部３６ｂに伝導させて、回路基板への伝導を低減させることができ、制御部によってモータの制御を安定して行うことができる。
【００４８】
＜防音部材＞
防音部材１８は、図２、図４及び図５に示すように、円環状の部材である。防音部材１８は、たとえば弾性体によって形成される。防音部材１８は、隔壁部３６ｂの第１円筒部３６ｃの内周面と、後述するステータ２２の筒状の取付部４９の外周面と、の間に配置されている。防音部材１８は、たとえばニトリルブタジエンゴムによって形成される。防音部材１８は、開口４３ａを塞ぐように隔壁部３６ｂの内側面にその一部が接触して配置されている。防音部材１８は、隔壁部３６ｂの内側面のうち少なくとも開口４３ａの周囲の部分に接触する。ここでは、防音部材１８は、開口４３ａの位置に応じて、第１円筒部３６ｃと円筒部４３ｄとの間に配置されている。防音部材１８は、開口４３ａから隔壁部３６ｂの外に第２空間３４ａで発生する音、すなわちモータの動作音および回転伝達機構２５の動作音が伝わらないようにするために設けられている。
【００４９】
防音部材１８の外周部には、取付部４３ｆを避けるために、取付部４３ｆに対応する位置に凹部１８ａが形成されている。取付部４３ｆは凹部１８ａに配置され、凹部１８ａに接触する。また、防音部材１８には、モータ１１を固定するボルト部材３９の頭部３９ａを避けるように形成され、頭部３９ａが配置される凹部１８ｂが形成されている。防音部材１８はギア取付部３５の取付部分３５ｂにより抜け止めされている。
【００５０】
防音部材１８の取り付ける前の径方向の長さは、第１円筒部３６ｃの内周面とステータ２２の取付部４９の外周面との径方向の距離より長い。これにより、防音部材１８は、径方向において僅かに圧縮した状態で隔壁部３６ｂに装着され、隔壁部３６ｂの開口４３ａが防音部材１８により塞がれる。このため、隔壁部３６ｂの内部で発生する騒音が外部に伝わりにくくなり、モータ１１の騒音を軽減することができる。
【００５１】
＜モータ制御回路＞
モータ制御回路１９は、図３及び図６に示すように、回路基板４２を有している。この回路基板４２が取付ボス３６ｅに固定されている。回路基板４２は、図２に示すように、ハブ軸１５の軸線方向でモータ１１と並んで設けられている。すなわち、回路基板４２は、ハブ軸１５に平行な方向でモータ１１と並んで設けられている。回路基板４２は、隔壁部３６ｂに臨ませて配置される第１実装面４２ａ（図６）と、カバー部材３８に臨ませて配置される第２実装面４２ｂ（図３）と、を有している。第１実装面４２ａには、複数の第１電気素子４７が実装されている。第１電気素子４７は、たとえば、平滑用およびノイズ除去用の複数（たとえば５つ）のコンデンサ４７ａ（電子部品の一例）、およびトランス４７ｂなどを含んでいる。第１実装面４２ａには、第１電気素子４７の他にも他の電気素子が実装されていてもよい。第１電気素子４７は、図３に示すように、開口４３ａ及び凹部４３ｃにその一部分が挿入され、隔壁部３６ｂに空隙を設けて配置されている。第１電気素子４７は、たとえばコンデンサである。
【００５２】
このように開口４３ａ及び凹部４３ｃに電子部品の一部が配置されるため、モータ内蔵ハブ１０のハブ軸方向の長さを短くすることができる。また、隔壁部３６ｂによりモータ１１と回路基板４２とを異なる空間に配置可能になるので、モータ１１の発熱による影響を電子部品が受けにくくなる。
【００５３】
第２実装面４２ｂには、複数の第２電気素子４４が実装される。複数の第２電気素子４４は、図３に示すように、インバータ回路１９ａと電力線通信回路１９ｂとを構成している。インバータ回路１９ａは、電源から供給された直流をスイッチングして交流に変換する。インバータ回路１９ａは、デューティ比を変化させてモータ内蔵ハブ１０の駆動力を変化させるともに、モータ内蔵ハブ１０を発電機として使用するときの回生制動力を変化させる。インバータ回路１９ａは、モータ１１の後述する端子２６に接続されている。これにより、回路基板４２をモータ１１に近接して配置でき、配線作業が容易になる。
【００５４】
インバータ回路１９ａは、複数（たとえば６つ）の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）４４ａ及びその他の電気素子を含んでいる。
【００５５】
＜モータ＞
モータ１１は、図３に示すように、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、複数（たとえば３つ）の端子２６と、を有している。
【００５６】
ロータ２１は、第２空間３４ａ内に配置され、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。
【００５７】
ステータ２２は、第２空間３４ａ内でロータ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１２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、ハブ軸１５方向の一端外周面に固定用の凸部４９ａを有している。取付部４９は、筒部４３ｄの外周面に装着され、内周面が筒部４３ｄによって位置決めされる。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、モータ制御回路１９のインバータ回路１９ａの電界効果トランジスタ４４ａ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。
【００５８】
ステータ２２のコイル部４６は、端子２６の基端部とともに、絶縁性を有する樹脂部材によってモールドされている。端子２６は、コイル部４６に接続されており、開口４３ｂに設けられる。開口４３ｂは樹脂部材により概ね塞がれている。端子２６はハブ軸１５に平行に延びている。端子２６の先端部は、第１空間３２ｃ内に配置されている。端子２６の先端部は、回路基板４２に設けられる端子接続孔４２ｃに挿入され、ハンダ付け等の適宜の接続手段によって回路基板４２に形成される配線に電気的に直接接続されている。
【００５９】
＜回転伝達機構＞
回転伝達機構２５は、ロータ２１の回転を第２ケース部材３４に伝達し、第２ケース部材３４の回転をロータ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、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に固定されている。内歯ギア４８ｂはケース本体３６に設けられている。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、歯数の異なる第１および第２のギア部を有する。第１のギア部は、太陽ギア４８ａに噛み合い、第２のギア部は、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。
【００６０】
＜防音部材の組み込み手順＞
防音部材１８を隔壁部３６ｂに組み込む際には、最初に隔壁部３６ｂにモータ１１のステータ２２をボルト部材３９により固定する。続いて、防音部材１８を筒部４３ｄの外周側に装着する。このとき、取付部４３ｆに凹部１８を合わせて装着する。これにより、隔壁部３６ｂで区画された第１空間３２ｃと第２空間３４ａとを連通する複数の開口４３ａが塞がれる。防音部材１８ａを装着した後に、ギア取付部３５をボルト部材４５により取付部４３ｆに固定する。これにより、防音部材１８は、ギア取付部３５の環状の取付部分３５ｂにより抜け止めされる。
【００６１】
＜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。
【００６２】
（ａ）前記実施形態では、防音部材の材質としてニトリルブタジエンゴムを例示したが、防音部材は、弾性体であればどのような材質でもよい。
【００６３】
（ｂ）前記実施形態では、防音部材で複数の配置開口を一括して閉塞したが、個別に閉塞してもよい。
【００６４】
（ｃ）前記実施形態では、防音部材は開口４３ａには挿入されていないが、防音部材は開口４３ａにその一部が挿入されてもよい。この場合、防音部材のうち開口４３ａに挿入される部分は、開口４３ａよりもわずかに大きく形成しておき、押し込むことによって開口４３ａを完全に塞ぐことができる。
【００６５】
（ｃ）他の実施形態では、防音部材は接着剤、またはねじ部材によって隔壁部３６に固定されてもよい。この場合、接着剤は、耐熱性を有するものが好ましい。
【００６６】
（ｄ）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。
【００６７】
（ｅ）防音部材１８を径方向ではなくハブ軸方向に圧縮して装着してもよい。たとえば、ギア取付部３５の取付部分３５ｂと隔壁部３６ｂの内側面との距離よりも防音部材１８の取り付け前におけるハブ軸方向の長さを長くしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ モータ内蔵ハブ
１１ モータ
１５ ハブ軸
１７ モータケース
１８ 防音部材
１９ モータ制御回路
１９ａ インバータ回路
２２ ステータ
３２ 第１ケース部材
３２ｃ 第１空間
３４ａ 第２空間
３６ｂ 隔壁部
４７ａ コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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って、
ハブ軸と、
ステータを有するモータと、
前記ステータを装着可能であり、少なくとも一つの開口を有する隔壁部と、
少なくとも一つの前記開口を塞ぐように前記隔壁部に配置される少なくとも一つの防音部材と、
を備えるモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項２】
前記開口には電子部品の一部が挿入される、請求項１に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項３】
前記隔壁部に設けられ、前記電子部品が実装される回路基板をさらに備える、請求項２に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項４】
前記回路基板が収納される第１空間と、前記モータが収納される第２空間とが前記隔壁部を挟んで形成される、前記隔壁部を有するモータケースをさらに備える、請求項３に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項５】
前記回路基板は、モータを駆動する、請求項３又は４に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項６】
前記モータケースは、
前記隔壁部を有し、前記ハブ軸に回転不能に連結され、内部に前記第１空間が形成される第１ケース部材と、
前記第１ケース部材に第１端が回転自在に支持され、前記ハブ軸に第２端が回転自在に支持され、内部に前記第２空間が形成される第２ケース部材と、を有している、請求項４又は５に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項７】
前記第１ケース部材は、
前記ハブ軸に回転不能に装着され、前記隔壁部を有するケース本体と、
前記ケース本体に固定され、前記隔壁部との間に前記第１空間が形成されるカバー部材と、有している、請求項６に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項８】
前記開口は、前記隔壁部に複数形成され、
前記防音部材は、前記複数の開口を一括して塞ぐ、請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項９】
前記防音部材は、円環状に形成される、請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項１０】
前記防音部材は、弾性部材である、請求項１から９のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項１】
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って、
ハブ軸と、
ステータを有するモータと、
前記ステータを装着可能であり、少なくとも一つの開口を有する隔壁部と、
少なくとも一つの前記開口を塞ぐように前記隔壁部に配置される少なくとも一つの防音部材と、
を備えるモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項２】
前記開口には電子部品の一部が挿入される、請求項１に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項３】
前記隔壁部に設けられ、前記電子部品が実装される回路基板をさらに備える、請求項２に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項４】
前記回路基板が収納される第１空間と、前記モータが収納される第２空間とが前記隔壁部を挟んで形成される、前記隔壁部を有するモータケースをさらに備える、請求項３に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項５】
前記回路基板は、モータを駆動する、請求項３又は４に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項６】
前記モータケースは、
前記隔壁部を有し、前記ハブ軸に回転不能に連結され、内部に前記第１空間が形成される第１ケース部材と、
前記第１ケース部材に第１端が回転自在に支持され、前記ハブ軸に第２端が回転自在に支持され、内部に前記第２空間が形成される第２ケース部材と、を有している、請求項４又は５に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項７】
前記第１ケース部材は、
前記ハブ軸に回転不能に装着され、前記隔壁部を有するケース本体と、
前記ケース本体に固定され、前記隔壁部との間に前記第１空間が形成されるカバー部材と、有している、請求項６に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項８】
前記開口は、前記隔壁部に複数形成され、
前記防音部材は、前記複数の開口を一括して塞ぐ、請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項９】
前記防音部材は、円環状に形成される、請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【請求項１０】
前記防音部材は、弾性部材である、請求項１から９のいずれか１項に記載のモータ内蔵自転車用ハブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１３６０７９（Ｐ２０１２−１３６０７９Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８２０１（Ｐ２０１０−２８８２０１）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００２４３９）株式会社シマノ (1,038)
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００２４３９）株式会社シマノ (1,038)
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