電動自転車の駆動装置および電動自転車
【課題】部品点数を減らすことができ、出力軸の軽量化を促進することが可能な電動自転車の駆動装置を提供する。
【解決手段】出力輪体１９が出力軸２３の一端部に設けられて駆動力伝達体１１に歯合し、出力軸２３の他端部がブッシュ３１に挿入され、出力軸２３は他端部が開放された中空部２９を内部に有し、ブッシュ３１と電動駆動機３の回転駆動軸２２とが歯車機構４０を介して連動連結され、ブッシュ３１は、出力軸２３の他端部が挿入される筒状の本体部３２と、本体部３２に設けられた受け部３３とを有し、且つ、第２の軸受３６によって回転自在に支持され、受け部３３は、一方向４６において出力軸２３の他端部に受けられると共に、他方向４７において第２の軸受３６に受けられる。
【解決手段】出力輪体１９が出力軸２３の一端部に設けられて駆動力伝達体１１に歯合し、出力軸２３の他端部がブッシュ３１に挿入され、出力軸２３は他端部が開放された中空部２９を内部に有し、ブッシュ３１と電動駆動機３の回転駆動軸２２とが歯車機構４０を介して連動連結され、ブッシュ３１は、出力軸２３の他端部が挿入される筒状の本体部３２と、本体部３２に設けられた受け部３３とを有し、且つ、第２の軸受３６によって回転自在に支持され、受け部３３は、一方向４６において出力軸２３の他端部に受けられると共に、他方向４７において第２の軸受３６に受けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏力による人力駆動力に、電動駆動機によって付与される補助駆動力を加えた駆動力で走行する電動自転車の駆動装置および電動自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動自転車としては、例えば図１０，図１１に示すように、人力駆動力としての踏力が加えられるペダル１０１と、ペダル１０１を踏み込むことで回転する前部スプロケット１０２と、後車輪（図示省略）に設けられた後部スプロケット（図示省略）と、前部スプロケット１０２と後部スプロケットとの間に巻回された無端状のチェン１０４と、チェン１０４に補助駆動力を付与する駆動装置１０５とを有するものがある。
【０００３】
駆動装置１０５は、チェン１０４に歯合する出力スプロケット１０６と、この出力スプロケット１０６を回転駆動させるモータ１０７とを有している。出力スプロケット１０６は出力軸１０８の一端部に設けられ、出力軸１０８の他端部は円筒状のブッシュ１０９に挿入されている。出力軸１０８は、ブッシュ１０９に挿入される第１の軸部１１０と、第１の軸部１１０の他端に形成され且つ第１の軸部１１０より小径の第２の軸部１１１とを有している。
【０００４】
出力軸１０８は第１および第２のベアリング１１４，１１５により回転自在に支持されている。このうち、第２のベアリング１１５は、第２の軸部１１１に外嵌され、車体フレーム（図示省略）に固定されたケース１１７内に取り付けられている。
【０００５】
第１の軸部１１０の外周面とブッシュ１０９の内周面との間には一方向クラッチ１１８が設けられている。ブッシュ１０９には出力歯車１１９が外嵌されて一体に取り付けられている。モータ１０７の回転駆動軸１２０の先端部には駆動歯車部１２１が形成され、この駆動歯車部１２１に出力歯車１１９が歯合している。尚、出力歯車１１９と駆動歯車部１２１とにはそれぞれヘリカルギアが用いられている。
【０００６】
また、出力軸１０８には、ブッシュ１０９に作用する他端部から一端部への一方向１２２のスラスト荷重Ｆ１を受ける円環状のスラストワッシャ１２３および止め輪１２４が外嵌されているとともに、上記スラスト荷重Ｆ１とは反対方向である他方向１２５のスラスト荷重Ｆ２を受ける円環状のスラストワッシャ１２６が外嵌されている。
【０００７】
これによると、利用者がペダル１０１に踏力を作用させることにより、前部スプロケット１０２が回転し、チェン１０４が一方向へ回動する。この際、ペダル１０１からの踏力が検出され、この検出された踏力に応じた出力トルクでモータ１０７の回転駆動軸１２０が回転することにより、出力歯車１１９と共にブッシュ１０９が回転し、この回転が一方向クラッチ１１８を介して出力軸１０８に伝えられ、出力軸１０８と共に出力スプロケット１０６が一方向へ回転する。これにより、人力駆動力に補助駆動力を加えた総合駆動力がチェン１０４に付与され、チェン１０４を介して後車輪が回転駆動する。
【０００８】
この際、回転している出力歯車１１９に一方向１２２のスラスト荷重Ｆ１（実線矢印参照）が発生することがあるため、ブッシュ１０９にも一方向１２２のスラスト荷重Ｆ１が作用し、このスラスト荷重Ｆ１はスラストワッシャ１２３および止め輪１２４によって受けられる。
【０００９】
また、下り坂等において、ペダル１０１に踏力を作用させているが、検出された踏力が閾値よりも小さいと、モータ１０７が停止する。この場合、ペダル１０１からの踏力により、前部スプロケット１０２が回転し、チェン１０４が一方向へ回動し、出力スプロケット１０６と共に出力軸１０８が回転するが、この回転は、原則的に、一方向クラッチ１１８により遮断されてブッシュ１０９側に伝達されない。
【００１０】
しかしながら、実際には、出力軸１０８と一方向クラッチ１１８との摩擦によって、出力軸１０８の回転力の一部が一方向クラッチ１１８を介してブッシュ１０９側に伝達されてしまうことがある。この場合、ブッシュ１０９と共に出力歯車１１９と回転駆動軸１２０とが僅かに回転し、出力歯車１１９に他方向１２５のスラスト荷重Ｆ２（点線矢印参照）が発生し、ブッシュ１０９にも他方向１２５のスラスト荷重Ｆ２が作用することがあるが、このスラスト荷重Ｆ２はスラストワッシャ１２６によって受けられる。
【００１１】
また、出力軸１０８の一端部はケース１１７の外部へ露出しているため、出力軸１０８の表面は防錆処理の一種である黒染処理が施されている。この黒染処理とは、出力軸１０８を化成ソーダ水溶液に浸漬し、煮沸して、表面に酸化鉄の薄膜を生成する処理である。
【００１２】
尚、上記のような電動自転車の駆動装置１０５については、例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−３４１７７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら上記の従来形式では、下記のような問題点がある。
一方向１２２のスラスト荷重Ｆ１を受けるスラストワッシャ１２３および止め輪１２４と、他方向１２５のスラスト荷重Ｆ２を受けるスラストワッシャ１２６とが必要であり、このため、駆動装置１０５の部品点数が増える。
【００１５】
また、出力軸１０８の軽量化が困難である。例えば、図１２に示すように、軽量化のために出力軸１０８に中空部１３０を形成することが考えられるが、出力軸１０８の一端部から孔あけ加工を行って、出力軸１０８の一端部が開放された中空部１３０を形成した場合、中空部１３０の開口端がカバー１３１の外部へ露出するため、中空部１３０の奥まで全て黒染処理する必要があり、黒染処理し難い。また、出力スプロケット１０６が回転している際、出力軸１０８の一端部における出力スプロケット１０６の取付部分に、応力が集中する傾向がある。これに対して、出力スプロケット１０６の取付部分における出力軸１０８の肉厚Ｔが薄くなるため、この部分の強度が不足する虞があり、中空部１３０の直径Ｄを大きくすることは困難である。
【００１６】
また、反対に、出力軸１０８の他端部から孔あけ加工を行って、出力軸１０８の他端部が開放された中空部１３０を形成した場合、中空部１３０の直径Ｄを第１の軸部１１０よりも小径の第２の軸部１１１の直径ｄよりさらに小さくしなければならない。このようなことから、中空部１３０の直径Ｄを大きくすることは困難であり、出力軸１０８の軽量化は困難である。
【００１７】
特に、法規等で規定されているアシスト率（人力駆動力に対する補助駆動力の比率）が引上げられた場合、モータ１０７から出力される補助駆動力が増大するので、一方向クラッチ１１８は補助駆動力に対して十分な強度を有していなければならず、このため、大型の一方向クラッチ１１８を使用する必要が生じる。この場合、一方向クラッチ１１８が大型化するのに応じて、出力軸１０８の径も太くなるため、益々、出力軸１０８の軽量化が困難になる。
【００１８】
本発明は、部品点数を減らすことができ、出力軸の軽量化を促進することが可能な電動自転車の駆動装置および電動自転車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本第１発明は、踏力を車輪に伝達して車輪を回転させる駆動力伝達体に歯合する出力輪体と、この出力輪体を回転駆動させて駆動力伝達体に補助駆動力を付与する電動駆動機とを有する電動自転車の駆動装置であって、
出力輪体は出力軸の一端部に設けられ、
出力軸は、一端部を外方へ突出した状態でブッシュに挿入され、且つ、第１の軸受によって回転自在に支持され、
ブッシュ又は出力軸が第２の軸受によって回転自在に支持され、
出力軸は内部に中空部を有し、
出力軸とブッシュとの間に一方向クラッチが設けられ、
ブッシュと電動駆動機の回転駆動軸とが歯車機構を介して連動連結され、
ブッシュは、出力軸が挿入される筒状の本体部と、本体部に設けられた受け部とを有し、
受け部は、出力軸の他端部から一端部への一方向において出力軸に受けられると共に、出力軸の一端部から他端部への他方向において第２の軸受に受けられるものである。
【００２０】
これによると、一方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、一方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して出力軸で受けられる。反対に、他方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、他方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して第２の軸受で受けられる。
【００２１】
これにより、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置の部品点数を減らすことができる。
本第２発明における電動自転車の駆動装置は、ブッシュが第２の軸受によって回転自在に支持され、
ブッシュの受け部は、本体部の他端部を閉じ、且つ、軸心方向において出力軸の他端部と第２の軸受との間にあり、
出力軸の中空部は出力軸の他端部に開放されているものである。
【００２２】
これによると、出力軸の中空部の開口端はブッシュによって覆われているため、中空部の開口端が外部へ露出せず、したがって、中空部内を防錆処理（例えば黒染処理）する必要はなく、出力軸の外側表面のみを防錆処理すればよい。このため、出力軸の防錆処理が容易である。
【００２３】
また、中空部は出力軸の他端部に開放されているため、出力輪体の取付部分における出力軸の肉厚を十分に確保できる。これにより、容易に中空部の径を大きくすることが可能であり、出力軸の軽量化を促進することができる。
【００２４】
本第３発明における電動自転車の駆動装置は、ブッシュの受け部に、軸心方向における外方へ突出する軸部が設けられ、
軸部は本体部より小径であり、
第２の軸受はブッシュの軸部を回転自在に支持しているものである。
【００２５】
これによると、第２の軸受を小型軽量化することができる。
本第４発明における電動自転車の駆動装置は、出力軸は、一端部が第１の軸受によって回転自在に支持されていると共に、他端部が第２の軸受によって回転自在に支持されているものである。
【００２６】
これによると、出力軸は第１および第２の軸受によって回転自在に支持されるので、出力軸の軸心が径方向に振れるのを確実に防止することができる。
本第５発明における電動自転車の駆動装置は、ブッシュは、第２の軸受に外嵌され、第２の軸受によって回転自在に支持されているものである。
【００２７】
本第６発明における電動自転車の駆動装置は、出力軸の他端部から一端部への一方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、一方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して出力軸で受けられ、
出力軸の一端部から他端部への他方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、他方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して第２の軸受で受けられるものである。
【００２８】
これによると、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置の部品点数を減らすことができる。
本第７発明における電動自転車の駆動装置は、出力軸は、第１の軸受が外嵌される第１の出力軸部と、第１の出力軸部よりも大径の第２の出力軸部とを有し、
第２の出力軸部がブッシュの本体部に挿入され、
一方向クラッチは出力軸の第２の出力軸部の外周面とブッシュの本体部の内周面との間に設けられているものである。
【００２９】
これによると、法規の改正等でアシスト率が引上げられ、これに対応して大型の一方向クラッチを使用するために、第２の出力軸部を第１の出力軸部よりも大径にした場合であっても、出力軸の軽量化を促進することができる。
【００３０】
本第８発明は、上記第１発明から第７発明のいずれか１項に記載の駆動装置を備えたことを特徴とする電動自転車である。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように本発明によると、電動自転車の駆動装置の部品点数を減らすことができ、また、出力軸の軽量化を促進することが可能である。特に、法規の改正等でアシスト率が引上げられ、これに対応して、大型の一方向クラッチを使用するために、出力軸の径を太くした場合であっても、出力軸の軽量化を促進することができる。これにより、アシスト率の改正等に十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１における電動自転車の側面図
【図２】同、電動自転車の駆動装置の横断面図
【図３】同、駆動装置の拡大横断面図
【図４】同、駆動装置の出力軸とブッシュと出力歯車との分解断面図
【図５】本発明の実施の形態２における電動自転車の駆動装置の拡大横断面図
【図６】同、駆動装置の出力軸の分解断面図
【図７】同、駆動装置のブッシュの断面図
【図８】本発明の実施の形態３における電動自転車の駆動装置の拡大横断面図
【図９】同、駆動装置のブッシュの断面図
【図１０】従来の電動自転車の駆動装置の横断面図
【図１１】同、駆動装置の拡大横断面図
【図１２】従来の別の駆動装置の拡大横断面図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１では、図１，図２に示すように、１は電動自転車であり、ペダル２を踏み込む踏力による人力駆動力に、モータ３（電動駆動機の一例）によって付与される補助駆動力を加えた駆動力で走行する。電動自転車１は、車体フレーム６と、前車輪（図示省略）と、後車輪８と、ペダル２と、前部スプロケット９と、後部スプロケット１０と、前部および後部スプロケット９，１０間に巻回され且つ踏力を後車輪８に伝達して後車輪８を回転させる無端状のチェン１１（駆動力伝達体の一例）と、チェン１１に補助駆動力を付与する駆動装置１４とを有している。
【００３４】
ペダル２はクランク１５を介してクランク軸１６の両端部に設けられている。クランク軸１６には、一方向クラッチ１７を介して、回転軸１８が外嵌されている。前部スプロケット９は回転軸１８に一体に外嵌されている。
【００３５】
駆動装置１４は、チェン１１に下方から歯合する出力スプロケット１９（出力輪体の一例）と、出力スプロケット１９を回転駆動させるモータ３と、ケース２１とを有している。モータ３は回転駆動軸２２を有している。
【００３６】
図３，図４に示すように、出力スプロケット１９は出力軸２３の一端部に設けられている。出力軸２３は、その軸心２３ａが回転駆動軸２２の軸心２２ａと平行になるように、第１の軸受２５（ベアリング）によって回転自在に支持されている。また、出力軸２３は、第１の軸受２５が外嵌され且つ出力スプロケット１９が設けられた第１の出力軸部２７と、第１の出力軸部２７の他端側に形成され且つ第１の出力軸部２７よりも大径の第２の出力軸部２８とを有し、さらに、他端部が開放された中空部２９を内部に有している。尚、出力軸２３は、熱処理（焼入れ）が施されており、また、外側表面が防錆処理（例えば黒染処理等）されている。
【００３７】
第１の軸受２５は出力軸２３の第１の出力軸部２７と第２の出力軸部２８との段差部に面している。出力軸２３の第２の出力軸部２８はブッシュ３１に挿入されており、第１の出力軸部２７はブッシュ３１から外方へ突出している。ブッシュ３１は、第２の出力軸部２８が挿入される円筒形状の本体部３２と、本体部３２の他端部に設けられた円板形状の受け部３３と、受け部３３に設けられ且つ軸心方向における他端外方へ突出する円形状の軸部３４と、本体部３２の外周面から受け部３３の外周面に縮径する段差部３５とを有している。
【００３８】
尚、本体部３２の他端部は受け部３３によって閉じられている。また、軸部３４は、本体部３２よりも小径であり、且つ、出力軸２３の第１の出力軸部２７よりも小径である。また、段差部３５は全周にわたり形成されている。
【００３９】
ブッシュ３１は、軸部３４に外嵌された第２の軸受３６（ベアリング）によって、回転自在に支持されている。第２の軸受３６は第１の軸受２５よりも小型である。ブッシュ３１の受け部３３は、軸心方向において、出力軸２３の他端部と第２の軸受３６との間に挟まれるようにして設けられ、これにより、出力軸２３の他端部から一端部への一方向４６において出力軸２３の他端部に受けられると共に、出力軸２３の一端部から他端部への他方向４７において第２の軸受３６に受けられる。
【００４０】
出力軸２３の第２の出力軸部２８の外周面とブッシュ３１の本体部３２の内周面との間には、一方向クラッチ３７と、円環形状の複数の含油軸受３８とが設けられている。尚、含油軸受３８は、ラジアル荷重を受けるものであり、軸心方向において一方向クラッチ３７の両側方に配置されている。
【００４１】
ブッシュ３１とモータ３の回転駆動軸２２とは歯車機構４０を介して連動連結されている。歯車機構４０は、ブッシュ３１に外嵌された円環形状の出力歯車４１と、回転駆動軸２２に形成された駆動歯車部４２とを有している。ブッシュ３１は出力歯車４１に圧入されており、ブッシュ３１の本体部３２と出力歯車４１とは、互いに噛み合う複数の凹凸部からなるスプライン嵌合部４３を介して、周方向に係合している。このスプライン嵌合部４３により、出力歯車４１とブッシュ３１とが一体に回転する。
【００４２】
出力歯車４１は、他端部の内周面全周に、径方向における内側へ突出する鍔部４４を有している。鍔部４４は、一方向４６において、ブッシュ３１の段差部３５に係合している。尚、出力歯車４１と駆動歯車部４２とは、互いに歯合しており、それぞれヘリカルギア（ハスバ歯車）からなる。また、ブッシュ３１の材質には例えばアルミ合金等の金属等が用いられ、出力歯車４１の材料には例えば樹脂等が用いられている。
【００４３】
駆動装置１４を構成する各部品のうち、出力軸２３の一端部はケース２１の外方へ突出しており、出力スプロケット１９はケース２１の外部に位置している。また、それ以外の部品はケース２１内に収納されている。また、第１および第２の軸受２５，３６はケース２１内に保持されている。
【００４４】
以下、上記構成における作用を説明する。
図１，図２に示すように、利用者がペダル２に踏力を作用させることにより、クランク軸１６が回転し、この回転が一方向クラッチ１７と回転軸１８とを介して前部スプロケット９に伝わり、前部スプロケット９が回転してチェン１１が一方向へ回動する。
【００４５】
この際、ペダル２からの踏力が検出され、この検出された踏力に応じた出力トルクでモータ３の回転駆動軸２２が回転することにより、出力歯車４１と共にブッシュ３１が回転し、この回転が一方向クラッチ３７を介して出力軸２３に伝えられ、出力軸２３と共に出力スプロケット１９が一方向へ回転する。これにより、人力駆動力に補助駆動力を加えた総合駆動力がチェン１１に付与され、チェン１１と後部スプロケット１０とを介して後車輪８が回転駆動する。
【００４６】
図３に示すように、互いに歯合する出力歯車４１と駆動歯車部４２とがヘリカルギアであるため、モータ３の回転駆動軸２２が回転駆動して出力軸２３が回転している際に発生する騒音が低下する。尚、この際、出力歯車４１に一方向４６のスラスト荷重Ｆ１（実線矢印参照）が発生し、このスラスト荷重Ｆ１は鍔部４４を介してブッシュ３１の段差部３５で受けられるため、ブッシュ３１にもスラスト荷重Ｆ１が作用するが、上記スラスト荷重Ｆ１はブッシュ３１の受け部３３を介して出力軸２３の他端部で受けられる。
【００４７】
また、下り坂等において、ペダル２に踏力を作用させているが、検出された踏力が閾値よりも小さいと、モータ３が停止する。この場合、ペダル２からの踏力により、前部スプロケット９が回転し、チェン１１が一方向へ回動し、出力スプロケット１９と共に出力軸２３が回転するが、この回転は、原則的に、一方向クラッチ３７により遮断されてブッシュ３１側に伝達されない。
【００４８】
しかしながら、実際には、出力軸２３と一方向クラッチ３７との摩擦によって、出力軸２３の回転力の一部が一方向クラッチ３７を介してブッシュ３１側に伝達されてしまうことがある。この場合、ブッシュ３１と共に出力歯車４１と回転駆動軸２２とが僅かに回転し、一方向４６とは反対方向である他方向４７のスラスト荷重Ｆ２（点線矢印参照）が出力歯車４１に発生し、ブッシュ３１にもスラスト荷重Ｆ２が作用することがあるが、このスラスト荷重Ｆ２はブッシュ３１の受け部３３を介して第２の軸受３６で受けられる。
【００４９】
これにより、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重Ｆ１，Ｆ２を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置１４の部品点数を減らすことができる。
また、出力軸２３の中空部２９の開口端はケース２１内においてブッシュ３１により覆われているため、中空部２９の開口端がケース２１の外部へ露出せず、したがって、中空部２９内を防錆処理（例えば黒染処理）する必要はなく、出力軸２３の外側表面のみを防錆処理すればよい。このため、出力軸２３の防錆処理が容易である。
【００５０】
また、中空部２９は出力軸２３の他端部に開放されているため、出力スプロケット１９の取付部分における出力軸２３の肉厚を十分に確保できる。これにより、容易に中空部２９の径を大きくすることが可能であり、出力軸２３の軽量化を促進することができる。
【００５１】
さらに、法規の改正等でアシスト率が引上げられ、これに対応して大型の一方向クラッチ３７を使用するために、出力軸２３の第２の出力軸部２８を第１の出力軸部２７よりも大径にした場合であっても、十分に出力軸２３の軽量化を促進することができる。
【００５２】
（実施の形態２）
先述した実施の形態１では、図３に示すように出力軸２３は第１の軸受２５によって回転自在に支持されているが、実施の形態２では、図５に示すように、出力軸２３は、一端部が第１の軸受２５によって回転自在に支持されていると共に、他端部が第２の軸受３６によって回転自在に支持されている。
【００５３】
出力軸２３は、一端部側に形成された第１の出力軸部２７と、他端部側に形成された第３の出力軸部５１と、これら両出力軸部２７，５１間に形成された第２の出力軸部２８とを有している。第１の出力軸部２７には、第１の軸受２５が外嵌され且つ出力スプロケット１９が設けられている。第２の出力軸部２８は第１の出力軸部２７よりも大径である。また、第３の出力軸部５１は第１の出力軸部２７よりも小径であり、第３の出力軸部５１には第２の軸受３６が外嵌されている。
【００５４】
また、図６に示すように、出力軸２３は、第１および第２の出力軸部２７，２８を有する一方の軸体５２と、第３の出力軸部５１を有する他方の軸体５３とに二分割され、他方の軸体５３は、一方の軸体５２の中空部２９に差し込まれて、一方の軸体５２に圧入若しくはスプライン嵌合等で係合されて一体化されている。尚、中空部２９の他端部は他方の軸体５３によって閉塞されている。
【００５５】
図７に示すように、ブッシュ３１は、第２の出力軸部２８が挿入される円筒形状の本体部３２と、本体部３２の他端部に全周にわたって設けられた受け部３３と、本体部３２の外周面から受け部３３の外周面に縮径する段差部３５とを有している。受け部３３は本体部３２から径方向内向きに突出する円環形状の部材である。
【００５６】
受け部３３は、出力軸２３の第２の出力軸部２８の他端面と第２の軸受３６の外輪との間に挟まれており、一方向４６において第２の出力軸部２８の他端面に受けられると共に、他方向４７において第２の軸受３６の外輪に受けられる。
【００５７】
以下、上記構成における作用を説明する。
出力軸２３は第１および第２の軸受２５，３６によって回転自在に支持されているので、出力軸２３の軸心２３ａが径方向に振れるのを確実に防止することができる。
【００５８】
ブッシュ３１に一方向４６のスラスト荷重Ｆ１が作用すると、上記スラスト荷重Ｆ１はブッシュ３１の受け部３３を介して出力軸２３の第２の出力軸部２８の他端面で受けられる。また、ブッシュ３１に他方向４７のスラスト荷重Ｆ２が作用すると、上記スラスト荷重Ｆ２はブッシュ３１の受け部３３を介して第２の軸受３６の外輪で受けられる。これにより、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重Ｆ１，Ｆ２を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置１４の部品点数を減らすことができる。
【００５９】
また、出力軸２３の一方の軸体５２に形成されている中空部２９の開口端は他方の軸体５３により閉塞されているため、中空部２９の開口端がケース２１の外部へ露出せず、したがって、中空部２９内を防錆処理する必要はなく、出力軸２３の外側表面のみを防錆処理すればよい。このため、出力軸２３の防錆処理が容易である。
【００６０】
また、図６に示すように、一方の軸体５２の中空部２９は一方の軸体５２の他端部に開放されているため、出力スプロケット１９の取付部分における一方の軸体５２の肉厚を十分に確保できる。これにより、容易に中空部２９の径を大きくすることが可能であり、出力軸２３の軽量化を促進することができる。
【００６１】
さらに、法規の改正等でアシスト率が引上げられ、これに対応して大型の一方向クラッチ３７を使用するために、出力軸２３の第２の出力軸部２８を第１の出力軸部２７よりも大径にした場合であっても、十分に出力軸２３の軽量化を促進することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
実施の形態３では、図８に示すように、ブッシュ３１は、第２の軸受３６に外嵌され、第２の軸受３６によって回転自在に支持されている。
【００６３】
図９に示すように、ブッシュ３１は、第２の出力軸部２８が挿入される円筒形状の本体部３２と、本体部３２の他端部内周面に全周にわたって設けられた受け部３３と、本体部３２の外周面に形成された段差部３５とを有している。受け部３３は本体部３２の内周面から径方向内向きに突出する円環形状の部材である。
【００６４】
受け部３３は、出力軸２３の他端面と第２の軸受３６の外輪との間に挟まれており、一方向４６において出力軸２３の他端面に受けられると共に、他方向４７において第２の軸受３６の外輪に受けられる。尚、第２の軸受３６は、ケース２１内に形成された固定軸部５５に外嵌されて保持されている。
【００６５】
以下、上記構成における作用を説明する。
ブッシュ３１に一方向４６のスラスト荷重Ｆ１が作用すると、上記スラスト荷重Ｆ１はブッシュ３１の受け部３３を介して出力軸２３の他端面で受けられる。また、ブッシュ３１に他方向４７のスラスト荷重Ｆ２が作用すると、上記スラスト荷重Ｆ２はブッシュ３１の受け部３３を介して第２の軸受３６の外輪で受けられる。これにより、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重Ｆ１，Ｆ２を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置１４の部品点数を減らすことができる。
【００６６】
上記各実施の形態では、出力歯車４１と駆動歯車部４２とにヘリカルギア（ハスバ歯車）を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、平歯車等であってもよい。
上記各実施の形態では、出力軸２３の第１の出力軸部２７の外径と第２の出力軸部２８の外径とが異なっているが、同径であってもよい。
【００６７】
上記各実施の形態では、ブッシュ３１を出力歯車４１に圧入しているが、ブッシュ３１と出力歯車４１とをインサート成型して一体化してもよい。
上記各実施の形態では、歯車機構４０は出力歯車４１と駆動歯車部４２とを有しているが、出力歯車４１と駆動歯車部４２との間に中間歯車を備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の駆動装置は電動自転車に最適であるが、電動式のオートバイ（自動二輪車）等に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 電動自転車
３ モータ（電動駆動機）
８ 後車輪
１１ チェン（駆動力伝達体）
１４ 駆動装置
１９ 出力スプロケット（出力輪体）
２２ 回転駆動軸
２３ 出力軸
２５，３６ 第１，第２の軸受
２７，２８ 第１，第２の出力軸部
２９ 中空部
３１ ブッシュ
３２ 本体部
３３ 底部
３４ 軸部
３７ 一方向クラッチ
４０ 歯車機構
Ｆ１，Ｆ２ スラスト荷重
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏力による人力駆動力に、電動駆動機によって付与される補助駆動力を加えた駆動力で走行する電動自転車の駆動装置および電動自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動自転車としては、例えば図１０，図１１に示すように、人力駆動力としての踏力が加えられるペダル１０１と、ペダル１０１を踏み込むことで回転する前部スプロケット１０２と、後車輪（図示省略）に設けられた後部スプロケット（図示省略）と、前部スプロケット１０２と後部スプロケットとの間に巻回された無端状のチェン１０４と、チェン１０４に補助駆動力を付与する駆動装置１０５とを有するものがある。
【０００３】
駆動装置１０５は、チェン１０４に歯合する出力スプロケット１０６と、この出力スプロケット１０６を回転駆動させるモータ１０７とを有している。出力スプロケット１０６は出力軸１０８の一端部に設けられ、出力軸１０８の他端部は円筒状のブッシュ１０９に挿入されている。出力軸１０８は、ブッシュ１０９に挿入される第１の軸部１１０と、第１の軸部１１０の他端に形成され且つ第１の軸部１１０より小径の第２の軸部１１１とを有している。
【０００４】
出力軸１０８は第１および第２のベアリング１１４，１１５により回転自在に支持されている。このうち、第２のベアリング１１５は、第２の軸部１１１に外嵌され、車体フレーム（図示省略）に固定されたケース１１７内に取り付けられている。
【０００５】
第１の軸部１１０の外周面とブッシュ１０９の内周面との間には一方向クラッチ１１８が設けられている。ブッシュ１０９には出力歯車１１９が外嵌されて一体に取り付けられている。モータ１０７の回転駆動軸１２０の先端部には駆動歯車部１２１が形成され、この駆動歯車部１２１に出力歯車１１９が歯合している。尚、出力歯車１１９と駆動歯車部１２１とにはそれぞれヘリカルギアが用いられている。
【０００６】
また、出力軸１０８には、ブッシュ１０９に作用する他端部から一端部への一方向１２２のスラスト荷重Ｆ１を受ける円環状のスラストワッシャ１２３および止め輪１２４が外嵌されているとともに、上記スラスト荷重Ｆ１とは反対方向である他方向１２５のスラスト荷重Ｆ２を受ける円環状のスラストワッシャ１２６が外嵌されている。
【０００７】
これによると、利用者がペダル１０１に踏力を作用させることにより、前部スプロケット１０２が回転し、チェン１０４が一方向へ回動する。この際、ペダル１０１からの踏力が検出され、この検出された踏力に応じた出力トルクでモータ１０７の回転駆動軸１２０が回転することにより、出力歯車１１９と共にブッシュ１０９が回転し、この回転が一方向クラッチ１１８を介して出力軸１０８に伝えられ、出力軸１０８と共に出力スプロケット１０６が一方向へ回転する。これにより、人力駆動力に補助駆動力を加えた総合駆動力がチェン１０４に付与され、チェン１０４を介して後車輪が回転駆動する。
【０００８】
この際、回転している出力歯車１１９に一方向１２２のスラスト荷重Ｆ１（実線矢印参照）が発生することがあるため、ブッシュ１０９にも一方向１２２のスラスト荷重Ｆ１が作用し、このスラスト荷重Ｆ１はスラストワッシャ１２３および止め輪１２４によって受けられる。
【０００９】
また、下り坂等において、ペダル１０１に踏力を作用させているが、検出された踏力が閾値よりも小さいと、モータ１０７が停止する。この場合、ペダル１０１からの踏力により、前部スプロケット１０２が回転し、チェン１０４が一方向へ回動し、出力スプロケット１０６と共に出力軸１０８が回転するが、この回転は、原則的に、一方向クラッチ１１８により遮断されてブッシュ１０９側に伝達されない。
【００１０】
しかしながら、実際には、出力軸１０８と一方向クラッチ１１８との摩擦によって、出力軸１０８の回転力の一部が一方向クラッチ１１８を介してブッシュ１０９側に伝達されてしまうことがある。この場合、ブッシュ１０９と共に出力歯車１１９と回転駆動軸１２０とが僅かに回転し、出力歯車１１９に他方向１２５のスラスト荷重Ｆ２（点線矢印参照）が発生し、ブッシュ１０９にも他方向１２５のスラスト荷重Ｆ２が作用することがあるが、このスラスト荷重Ｆ２はスラストワッシャ１２６によって受けられる。
【００１１】
また、出力軸１０８の一端部はケース１１７の外部へ露出しているため、出力軸１０８の表面は防錆処理の一種である黒染処理が施されている。この黒染処理とは、出力軸１０８を化成ソーダ水溶液に浸漬し、煮沸して、表面に酸化鉄の薄膜を生成する処理である。
【００１２】
尚、上記のような電動自転車の駆動装置１０５については、例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−３４１７７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら上記の従来形式では、下記のような問題点がある。
一方向１２２のスラスト荷重Ｆ１を受けるスラストワッシャ１２３および止め輪１２４と、他方向１２５のスラスト荷重Ｆ２を受けるスラストワッシャ１２６とが必要であり、このため、駆動装置１０５の部品点数が増える。
【００１５】
また、出力軸１０８の軽量化が困難である。例えば、図１２に示すように、軽量化のために出力軸１０８に中空部１３０を形成することが考えられるが、出力軸１０８の一端部から孔あけ加工を行って、出力軸１０８の一端部が開放された中空部１３０を形成した場合、中空部１３０の開口端がカバー１３１の外部へ露出するため、中空部１３０の奥まで全て黒染処理する必要があり、黒染処理し難い。また、出力スプロケット１０６が回転している際、出力軸１０８の一端部における出力スプロケット１０６の取付部分に、応力が集中する傾向がある。これに対して、出力スプロケット１０６の取付部分における出力軸１０８の肉厚Ｔが薄くなるため、この部分の強度が不足する虞があり、中空部１３０の直径Ｄを大きくすることは困難である。
【００１６】
また、反対に、出力軸１０８の他端部から孔あけ加工を行って、出力軸１０８の他端部が開放された中空部１３０を形成した場合、中空部１３０の直径Ｄを第１の軸部１１０よりも小径の第２の軸部１１１の直径ｄよりさらに小さくしなければならない。このようなことから、中空部１３０の直径Ｄを大きくすることは困難であり、出力軸１０８の軽量化は困難である。
【００１７】
特に、法規等で規定されているアシスト率（人力駆動力に対する補助駆動力の比率）が引上げられた場合、モータ１０７から出力される補助駆動力が増大するので、一方向クラッチ１１８は補助駆動力に対して十分な強度を有していなければならず、このため、大型の一方向クラッチ１１８を使用する必要が生じる。この場合、一方向クラッチ１１８が大型化するのに応じて、出力軸１０８の径も太くなるため、益々、出力軸１０８の軽量化が困難になる。
【００１８】
本発明は、部品点数を減らすことができ、出力軸の軽量化を促進することが可能な電動自転車の駆動装置および電動自転車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本第１発明は、踏力を車輪に伝達して車輪を回転させる駆動力伝達体に歯合する出力輪体と、この出力輪体を回転駆動させて駆動力伝達体に補助駆動力を付与する電動駆動機とを有する電動自転車の駆動装置であって、
出力輪体は出力軸の一端部に設けられ、
出力軸は、一端部を外方へ突出した状態でブッシュに挿入され、且つ、第１の軸受によって回転自在に支持され、
ブッシュ又は出力軸が第２の軸受によって回転自在に支持され、
出力軸は内部に中空部を有し、
出力軸とブッシュとの間に一方向クラッチが設けられ、
ブッシュと電動駆動機の回転駆動軸とが歯車機構を介して連動連結され、
ブッシュは、出力軸が挿入される筒状の本体部と、本体部に設けられた受け部とを有し、
受け部は、出力軸の他端部から一端部への一方向において出力軸に受けられると共に、出力軸の一端部から他端部への他方向において第２の軸受に受けられるものである。
【００２０】
これによると、一方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、一方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して出力軸で受けられる。反対に、他方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、他方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して第２の軸受で受けられる。
【００２１】
これにより、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置の部品点数を減らすことができる。
本第２発明における電動自転車の駆動装置は、ブッシュが第２の軸受によって回転自在に支持され、
ブッシュの受け部は、本体部の他端部を閉じ、且つ、軸心方向において出力軸の他端部と第２の軸受との間にあり、
出力軸の中空部は出力軸の他端部に開放されているものである。
【００２２】
これによると、出力軸の中空部の開口端はブッシュによって覆われているため、中空部の開口端が外部へ露出せず、したがって、中空部内を防錆処理（例えば黒染処理）する必要はなく、出力軸の外側表面のみを防錆処理すればよい。このため、出力軸の防錆処理が容易である。
【００２３】
また、中空部は出力軸の他端部に開放されているため、出力輪体の取付部分における出力軸の肉厚を十分に確保できる。これにより、容易に中空部の径を大きくすることが可能であり、出力軸の軽量化を促進することができる。
【００２４】
本第３発明における電動自転車の駆動装置は、ブッシュの受け部に、軸心方向における外方へ突出する軸部が設けられ、
軸部は本体部より小径であり、
第２の軸受はブッシュの軸部を回転自在に支持しているものである。
【００２５】
これによると、第２の軸受を小型軽量化することができる。
本第４発明における電動自転車の駆動装置は、出力軸は、一端部が第１の軸受によって回転自在に支持されていると共に、他端部が第２の軸受によって回転自在に支持されているものである。
【００２６】
これによると、出力軸は第１および第２の軸受によって回転自在に支持されるので、出力軸の軸心が径方向に振れるのを確実に防止することができる。
本第５発明における電動自転車の駆動装置は、ブッシュは、第２の軸受に外嵌され、第２の軸受によって回転自在に支持されているものである。
【００２７】
本第６発明における電動自転車の駆動装置は、出力軸の他端部から一端部への一方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、一方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して出力軸で受けられ、
出力軸の一端部から他端部への他方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、他方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して第２の軸受で受けられるものである。
【００２８】
これによると、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置の部品点数を減らすことができる。
本第７発明における電動自転車の駆動装置は、出力軸は、第１の軸受が外嵌される第１の出力軸部と、第１の出力軸部よりも大径の第２の出力軸部とを有し、
第２の出力軸部がブッシュの本体部に挿入され、
一方向クラッチは出力軸の第２の出力軸部の外周面とブッシュの本体部の内周面との間に設けられているものである。
【００２９】
これによると、法規の改正等でアシスト率が引上げられ、これに対応して大型の一方向クラッチを使用するために、第２の出力軸部を第１の出力軸部よりも大径にした場合であっても、出力軸の軽量化を促進することができる。
【００３０】
本第８発明は、上記第１発明から第７発明のいずれか１項に記載の駆動装置を備えたことを特徴とする電動自転車である。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように本発明によると、電動自転車の駆動装置の部品点数を減らすことができ、また、出力軸の軽量化を促進することが可能である。特に、法規の改正等でアシスト率が引上げられ、これに対応して、大型の一方向クラッチを使用するために、出力軸の径を太くした場合であっても、出力軸の軽量化を促進することができる。これにより、アシスト率の改正等に十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１における電動自転車の側面図
【図２】同、電動自転車の駆動装置の横断面図
【図３】同、駆動装置の拡大横断面図
【図４】同、駆動装置の出力軸とブッシュと出力歯車との分解断面図
【図５】本発明の実施の形態２における電動自転車の駆動装置の拡大横断面図
【図６】同、駆動装置の出力軸の分解断面図
【図７】同、駆動装置のブッシュの断面図
【図８】本発明の実施の形態３における電動自転車の駆動装置の拡大横断面図
【図９】同、駆動装置のブッシュの断面図
【図１０】従来の電動自転車の駆動装置の横断面図
【図１１】同、駆動装置の拡大横断面図
【図１２】従来の別の駆動装置の拡大横断面図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１では、図１，図２に示すように、１は電動自転車であり、ペダル２を踏み込む踏力による人力駆動力に、モータ３（電動駆動機の一例）によって付与される補助駆動力を加えた駆動力で走行する。電動自転車１は、車体フレーム６と、前車輪（図示省略）と、後車輪８と、ペダル２と、前部スプロケット９と、後部スプロケット１０と、前部および後部スプロケット９，１０間に巻回され且つ踏力を後車輪８に伝達して後車輪８を回転させる無端状のチェン１１（駆動力伝達体の一例）と、チェン１１に補助駆動力を付与する駆動装置１４とを有している。
【００３４】
ペダル２はクランク１５を介してクランク軸１６の両端部に設けられている。クランク軸１６には、一方向クラッチ１７を介して、回転軸１８が外嵌されている。前部スプロケット９は回転軸１８に一体に外嵌されている。
【００３５】
駆動装置１４は、チェン１１に下方から歯合する出力スプロケット１９（出力輪体の一例）と、出力スプロケット１９を回転駆動させるモータ３と、ケース２１とを有している。モータ３は回転駆動軸２２を有している。
【００３６】
図３，図４に示すように、出力スプロケット１９は出力軸２３の一端部に設けられている。出力軸２３は、その軸心２３ａが回転駆動軸２２の軸心２２ａと平行になるように、第１の軸受２５（ベアリング）によって回転自在に支持されている。また、出力軸２３は、第１の軸受２５が外嵌され且つ出力スプロケット１９が設けられた第１の出力軸部２７と、第１の出力軸部２７の他端側に形成され且つ第１の出力軸部２７よりも大径の第２の出力軸部２８とを有し、さらに、他端部が開放された中空部２９を内部に有している。尚、出力軸２３は、熱処理（焼入れ）が施されており、また、外側表面が防錆処理（例えば黒染処理等）されている。
【００３７】
第１の軸受２５は出力軸２３の第１の出力軸部２７と第２の出力軸部２８との段差部に面している。出力軸２３の第２の出力軸部２８はブッシュ３１に挿入されており、第１の出力軸部２７はブッシュ３１から外方へ突出している。ブッシュ３１は、第２の出力軸部２８が挿入される円筒形状の本体部３２と、本体部３２の他端部に設けられた円板形状の受け部３３と、受け部３３に設けられ且つ軸心方向における他端外方へ突出する円形状の軸部３４と、本体部３２の外周面から受け部３３の外周面に縮径する段差部３５とを有している。
【００３８】
尚、本体部３２の他端部は受け部３３によって閉じられている。また、軸部３４は、本体部３２よりも小径であり、且つ、出力軸２３の第１の出力軸部２７よりも小径である。また、段差部３５は全周にわたり形成されている。
【００３９】
ブッシュ３１は、軸部３４に外嵌された第２の軸受３６（ベアリング）によって、回転自在に支持されている。第２の軸受３６は第１の軸受２５よりも小型である。ブッシュ３１の受け部３３は、軸心方向において、出力軸２３の他端部と第２の軸受３６との間に挟まれるようにして設けられ、これにより、出力軸２３の他端部から一端部への一方向４６において出力軸２３の他端部に受けられると共に、出力軸２３の一端部から他端部への他方向４７において第２の軸受３６に受けられる。
【００４０】
出力軸２３の第２の出力軸部２８の外周面とブッシュ３１の本体部３２の内周面との間には、一方向クラッチ３７と、円環形状の複数の含油軸受３８とが設けられている。尚、含油軸受３８は、ラジアル荷重を受けるものであり、軸心方向において一方向クラッチ３７の両側方に配置されている。
【００４１】
ブッシュ３１とモータ３の回転駆動軸２２とは歯車機構４０を介して連動連結されている。歯車機構４０は、ブッシュ３１に外嵌された円環形状の出力歯車４１と、回転駆動軸２２に形成された駆動歯車部４２とを有している。ブッシュ３１は出力歯車４１に圧入されており、ブッシュ３１の本体部３２と出力歯車４１とは、互いに噛み合う複数の凹凸部からなるスプライン嵌合部４３を介して、周方向に係合している。このスプライン嵌合部４３により、出力歯車４１とブッシュ３１とが一体に回転する。
【００４２】
出力歯車４１は、他端部の内周面全周に、径方向における内側へ突出する鍔部４４を有している。鍔部４４は、一方向４６において、ブッシュ３１の段差部３５に係合している。尚、出力歯車４１と駆動歯車部４２とは、互いに歯合しており、それぞれヘリカルギア（ハスバ歯車）からなる。また、ブッシュ３１の材質には例えばアルミ合金等の金属等が用いられ、出力歯車４１の材料には例えば樹脂等が用いられている。
【００４３】
駆動装置１４を構成する各部品のうち、出力軸２３の一端部はケース２１の外方へ突出しており、出力スプロケット１９はケース２１の外部に位置している。また、それ以外の部品はケース２１内に収納されている。また、第１および第２の軸受２５，３６はケース２１内に保持されている。
【００４４】
以下、上記構成における作用を説明する。
図１，図２に示すように、利用者がペダル２に踏力を作用させることにより、クランク軸１６が回転し、この回転が一方向クラッチ１７と回転軸１８とを介して前部スプロケット９に伝わり、前部スプロケット９が回転してチェン１１が一方向へ回動する。
【００４５】
この際、ペダル２からの踏力が検出され、この検出された踏力に応じた出力トルクでモータ３の回転駆動軸２２が回転することにより、出力歯車４１と共にブッシュ３１が回転し、この回転が一方向クラッチ３７を介して出力軸２３に伝えられ、出力軸２３と共に出力スプロケット１９が一方向へ回転する。これにより、人力駆動力に補助駆動力を加えた総合駆動力がチェン１１に付与され、チェン１１と後部スプロケット１０とを介して後車輪８が回転駆動する。
【００４６】
図３に示すように、互いに歯合する出力歯車４１と駆動歯車部４２とがヘリカルギアであるため、モータ３の回転駆動軸２２が回転駆動して出力軸２３が回転している際に発生する騒音が低下する。尚、この際、出力歯車４１に一方向４６のスラスト荷重Ｆ１（実線矢印参照）が発生し、このスラスト荷重Ｆ１は鍔部４４を介してブッシュ３１の段差部３５で受けられるため、ブッシュ３１にもスラスト荷重Ｆ１が作用するが、上記スラスト荷重Ｆ１はブッシュ３１の受け部３３を介して出力軸２３の他端部で受けられる。
【００４７】
また、下り坂等において、ペダル２に踏力を作用させているが、検出された踏力が閾値よりも小さいと、モータ３が停止する。この場合、ペダル２からの踏力により、前部スプロケット９が回転し、チェン１１が一方向へ回動し、出力スプロケット１９と共に出力軸２３が回転するが、この回転は、原則的に、一方向クラッチ３７により遮断されてブッシュ３１側に伝達されない。
【００４８】
しかしながら、実際には、出力軸２３と一方向クラッチ３７との摩擦によって、出力軸２３の回転力の一部が一方向クラッチ３７を介してブッシュ３１側に伝達されてしまうことがある。この場合、ブッシュ３１と共に出力歯車４１と回転駆動軸２２とが僅かに回転し、一方向４６とは反対方向である他方向４７のスラスト荷重Ｆ２（点線矢印参照）が出力歯車４１に発生し、ブッシュ３１にもスラスト荷重Ｆ２が作用することがあるが、このスラスト荷重Ｆ２はブッシュ３１の受け部３３を介して第２の軸受３６で受けられる。
【００４９】
これにより、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重Ｆ１，Ｆ２を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置１４の部品点数を減らすことができる。
また、出力軸２３の中空部２９の開口端はケース２１内においてブッシュ３１により覆われているため、中空部２９の開口端がケース２１の外部へ露出せず、したがって、中空部２９内を防錆処理（例えば黒染処理）する必要はなく、出力軸２３の外側表面のみを防錆処理すればよい。このため、出力軸２３の防錆処理が容易である。
【００５０】
また、中空部２９は出力軸２３の他端部に開放されているため、出力スプロケット１９の取付部分における出力軸２３の肉厚を十分に確保できる。これにより、容易に中空部２９の径を大きくすることが可能であり、出力軸２３の軽量化を促進することができる。
【００５１】
さらに、法規の改正等でアシスト率が引上げられ、これに対応して大型の一方向クラッチ３７を使用するために、出力軸２３の第２の出力軸部２８を第１の出力軸部２７よりも大径にした場合であっても、十分に出力軸２３の軽量化を促進することができる。
【００５２】
（実施の形態２）
先述した実施の形態１では、図３に示すように出力軸２３は第１の軸受２５によって回転自在に支持されているが、実施の形態２では、図５に示すように、出力軸２３は、一端部が第１の軸受２５によって回転自在に支持されていると共に、他端部が第２の軸受３６によって回転自在に支持されている。
【００５３】
出力軸２３は、一端部側に形成された第１の出力軸部２７と、他端部側に形成された第３の出力軸部５１と、これら両出力軸部２７，５１間に形成された第２の出力軸部２８とを有している。第１の出力軸部２７には、第１の軸受２５が外嵌され且つ出力スプロケット１９が設けられている。第２の出力軸部２８は第１の出力軸部２７よりも大径である。また、第３の出力軸部５１は第１の出力軸部２７よりも小径であり、第３の出力軸部５１には第２の軸受３６が外嵌されている。
【００５４】
また、図６に示すように、出力軸２３は、第１および第２の出力軸部２７，２８を有する一方の軸体５２と、第３の出力軸部５１を有する他方の軸体５３とに二分割され、他方の軸体５３は、一方の軸体５２の中空部２９に差し込まれて、一方の軸体５２に圧入若しくはスプライン嵌合等で係合されて一体化されている。尚、中空部２９の他端部は他方の軸体５３によって閉塞されている。
【００５５】
図７に示すように、ブッシュ３１は、第２の出力軸部２８が挿入される円筒形状の本体部３２と、本体部３２の他端部に全周にわたって設けられた受け部３３と、本体部３２の外周面から受け部３３の外周面に縮径する段差部３５とを有している。受け部３３は本体部３２から径方向内向きに突出する円環形状の部材である。
【００５６】
受け部３３は、出力軸２３の第２の出力軸部２８の他端面と第２の軸受３６の外輪との間に挟まれており、一方向４６において第２の出力軸部２８の他端面に受けられると共に、他方向４７において第２の軸受３６の外輪に受けられる。
【００５７】
以下、上記構成における作用を説明する。
出力軸２３は第１および第２の軸受２５，３６によって回転自在に支持されているので、出力軸２３の軸心２３ａが径方向に振れるのを確実に防止することができる。
【００５８】
ブッシュ３１に一方向４６のスラスト荷重Ｆ１が作用すると、上記スラスト荷重Ｆ１はブッシュ３１の受け部３３を介して出力軸２３の第２の出力軸部２８の他端面で受けられる。また、ブッシュ３１に他方向４７のスラスト荷重Ｆ２が作用すると、上記スラスト荷重Ｆ２はブッシュ３１の受け部３３を介して第２の軸受３６の外輪で受けられる。これにより、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重Ｆ１，Ｆ２を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置１４の部品点数を減らすことができる。
【００５９】
また、出力軸２３の一方の軸体５２に形成されている中空部２９の開口端は他方の軸体５３により閉塞されているため、中空部２９の開口端がケース２１の外部へ露出せず、したがって、中空部２９内を防錆処理する必要はなく、出力軸２３の外側表面のみを防錆処理すればよい。このため、出力軸２３の防錆処理が容易である。
【００６０】
また、図６に示すように、一方の軸体５２の中空部２９は一方の軸体５２の他端部に開放されているため、出力スプロケット１９の取付部分における一方の軸体５２の肉厚を十分に確保できる。これにより、容易に中空部２９の径を大きくすることが可能であり、出力軸２３の軽量化を促進することができる。
【００６１】
さらに、法規の改正等でアシスト率が引上げられ、これに対応して大型の一方向クラッチ３７を使用するために、出力軸２３の第２の出力軸部２８を第１の出力軸部２７よりも大径にした場合であっても、十分に出力軸２３の軽量化を促進することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
実施の形態３では、図８に示すように、ブッシュ３１は、第２の軸受３６に外嵌され、第２の軸受３６によって回転自在に支持されている。
【００６３】
図９に示すように、ブッシュ３１は、第２の出力軸部２８が挿入される円筒形状の本体部３２と、本体部３２の他端部内周面に全周にわたって設けられた受け部３３と、本体部３２の外周面に形成された段差部３５とを有している。受け部３３は本体部３２の内周面から径方向内向きに突出する円環形状の部材である。
【００６４】
受け部３３は、出力軸２３の他端面と第２の軸受３６の外輪との間に挟まれており、一方向４６において出力軸２３の他端面に受けられると共に、他方向４７において第２の軸受３６の外輪に受けられる。尚、第２の軸受３６は、ケース２１内に形成された固定軸部５５に外嵌されて保持されている。
【００６５】
以下、上記構成における作用を説明する。
ブッシュ３１に一方向４６のスラスト荷重Ｆ１が作用すると、上記スラスト荷重Ｆ１はブッシュ３１の受け部３３を介して出力軸２３の他端面で受けられる。また、ブッシュ３１に他方向４７のスラスト荷重Ｆ２が作用すると、上記スラスト荷重Ｆ２はブッシュ３１の受け部３３を介して第２の軸受３６の外輪で受けられる。これにより、スラストワッシャや止め輪等のスラスト荷重Ｆ１，Ｆ２を受けるための専用部品を不要にすることが可能となり、駆動装置１４の部品点数を減らすことができる。
【００６６】
上記各実施の形態では、出力歯車４１と駆動歯車部４２とにヘリカルギア（ハスバ歯車）を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、平歯車等であってもよい。
上記各実施の形態では、出力軸２３の第１の出力軸部２７の外径と第２の出力軸部２８の外径とが異なっているが、同径であってもよい。
【００６７】
上記各実施の形態では、ブッシュ３１を出力歯車４１に圧入しているが、ブッシュ３１と出力歯車４１とをインサート成型して一体化してもよい。
上記各実施の形態では、歯車機構４０は出力歯車４１と駆動歯車部４２とを有しているが、出力歯車４１と駆動歯車部４２との間に中間歯車を備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の駆動装置は電動自転車に最適であるが、電動式のオートバイ（自動二輪車）等に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 電動自転車
３ モータ（電動駆動機）
８ 後車輪
１１ チェン（駆動力伝達体）
１４ 駆動装置
１９ 出力スプロケット（出力輪体）
２２ 回転駆動軸
２３ 出力軸
２５，３６ 第１，第２の軸受
２７，２８ 第１，第２の出力軸部
２９ 中空部
３１ ブッシュ
３２ 本体部
３３ 底部
３４ 軸部
３７ 一方向クラッチ
４０ 歯車機構
Ｆ１，Ｆ２ スラスト荷重
【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏力を車輪に伝達して車輪を回転させる駆動力伝達体に歯合する出力輪体と、この出力輪体を回転駆動させて駆動力伝達体に補助駆動力を付与する電動駆動機とを有する電動自転車の駆動装置であって、
出力輪体は出力軸の一端部に設けられ、
出力軸は、一端部を外方へ突出した状態でブッシュに挿入され、且つ、第１の軸受によって回転自在に支持され、
ブッシュ又は出力軸が第２の軸受によって回転自在に支持され、
出力軸は内部に中空部を有し、
出力軸とブッシュとの間に一方向クラッチが設けられ、
ブッシュと電動駆動機の回転駆動軸とが歯車機構を介して連動連結され、
ブッシュは、出力軸が挿入される筒状の本体部と、本体部に設けられた受け部とを有し、
受け部は、出力軸の他端部から一端部への一方向において出力軸に受けられると共に、出力軸の一端部から他端部への他方向において第２の軸受に受けられることを特徴とする電動自転車の駆動装置。
【請求項２】
ブッシュが第２の軸受によって回転自在に支持され、
ブッシュの受け部は、本体部の他端部を閉じ、且つ、軸心方向において出力軸の他端部と第２の軸受との間にあり、
出力軸の中空部は出力軸の他端部に開放されていることを特徴とする請求項１記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項３】
ブッシュの受け部に、軸心方向における外方へ突出する軸部が設けられ、
軸部は本体部より小径であり、
第２の軸受はブッシュの軸部を回転自在に支持していることを特徴とする請求項２記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項４】
出力軸は、一端部が第１の軸受によって回転自在に支持されていると共に、他端部が第２の軸受によって回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項５】
ブッシュは、第２の軸受に外嵌され、第２の軸受によって回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項６】
出力軸の他端部から一端部への一方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、一方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して出力軸で受けられ、
出力軸の一端部から他端部への他方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、他方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して第２の軸受で受けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項７】
出力軸は、第１の軸受が外嵌される第１の出力軸部と、第１の出力軸部よりも大径の第２の出力軸部とを有し、
第２の出力軸部がブッシュの本体部に挿入され、
一方向クラッチは出力軸の第２の出力軸部の外周面とブッシュの本体部の内周面との間に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項８】
上記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の駆動装置を備えたことを特徴とする電動自転車。
【請求項１】
踏力を車輪に伝達して車輪を回転させる駆動力伝達体に歯合する出力輪体と、この出力輪体を回転駆動させて駆動力伝達体に補助駆動力を付与する電動駆動機とを有する電動自転車の駆動装置であって、
出力輪体は出力軸の一端部に設けられ、
出力軸は、一端部を外方へ突出した状態でブッシュに挿入され、且つ、第１の軸受によって回転自在に支持され、
ブッシュ又は出力軸が第２の軸受によって回転自在に支持され、
出力軸は内部に中空部を有し、
出力軸とブッシュとの間に一方向クラッチが設けられ、
ブッシュと電動駆動機の回転駆動軸とが歯車機構を介して連動連結され、
ブッシュは、出力軸が挿入される筒状の本体部と、本体部に設けられた受け部とを有し、
受け部は、出力軸の他端部から一端部への一方向において出力軸に受けられると共に、出力軸の一端部から他端部への他方向において第２の軸受に受けられることを特徴とする電動自転車の駆動装置。
【請求項２】
ブッシュが第２の軸受によって回転自在に支持され、
ブッシュの受け部は、本体部の他端部を閉じ、且つ、軸心方向において出力軸の他端部と第２の軸受との間にあり、
出力軸の中空部は出力軸の他端部に開放されていることを特徴とする請求項１記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項３】
ブッシュの受け部に、軸心方向における外方へ突出する軸部が設けられ、
軸部は本体部より小径であり、
第２の軸受はブッシュの軸部を回転自在に支持していることを特徴とする請求項２記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項４】
出力軸は、一端部が第１の軸受によって回転自在に支持されていると共に、他端部が第２の軸受によって回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項５】
ブッシュは、第２の軸受に外嵌され、第２の軸受によって回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項６】
出力軸の他端部から一端部への一方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、一方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して出力軸で受けられ、
出力軸の一端部から他端部への他方向のスラスト荷重がブッシュに作用した場合、他方向のスラスト荷重はブッシュの受け部を介して第２の軸受で受けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項７】
出力軸は、第１の軸受が外嵌される第１の出力軸部と、第１の出力軸部よりも大径の第２の出力軸部とを有し、
第２の出力軸部がブッシュの本体部に挿入され、
一方向クラッチは出力軸の第２の出力軸部の外周面とブッシュの本体部の内周面との間に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動自転車の駆動装置。
【請求項８】
上記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の駆動装置を備えたことを特徴とする電動自転車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２５０５８０（Ｐ２０１２−２５０５８０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２９９２（Ｐ２０１１−１２２９９２）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
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