JPH0965609A - 減速機構付きモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 剛性の向上及び軸方向長さの短縮を図ること
のできる減速機構付モータを提供する。 【解決手段】 モータ出力軸１２ａの回転数を減速して
出力する減速機構を備えたモータ１２において、遊星ロ
ーラ式減速機構２５の遊星ローラ５４を上記モータ出力
軸１２ａの外周に転接するよう配設し、該遊星ローラ５
４を支持するキャリア５２の軸部５２ａを上記モータ出
力軸１２ａを延長するように形成し、該キャリア軸部５
２ａの先端を軸受７３を介して軸支するとともに、該キ
ャリア軸部５２ａの軸受７３よりモータ１２側に出力取
出ギヤ２４ｄを装着し、該出力取出ギヤ２４ｄとキャリ
ア軸部５２ａとの間にパウル式ワンウェイクラッチ７１
を介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ出力軸回転
数を減速して出力する減速機構を備えたモータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、乗員の踏力によって走行するため
の人力駆動系と、モータを動力源とする電気駆動系とを
備え、上記踏力に対応した補助駆動力を上記モータから
供給して走行を補助するように構成されたパワーアシス
ト自転車が提案されている。

【０００３】上記パワーアシスト自転車の電気駆動系の
動力源となるモータとして、モータ出力軸回転数を減速
する減速機構を備えたものがある。この種の減速機構と
して、モータ出力軸に遊星ローラ式減速機構の遊星ロー
ラを転接させ、該遊星ローラを支持するキャリアの軸部
（出力軸）内にニードルローラ式ワンウェイクラッチを
介して出力取出軸を挿入し、該出力取出軸の先端部を軸
受を介して軸支するとともに、該軸受のさらに外側に出
力取出ギヤを取り付けた構造のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
減速機構では、出力軸内にニードルローラ式ワンウェイ
クラッチを介在させて出力取出軸を挿入して両軸を結合
する構造であることから、両軸の結合部の剛性が低い問
題があり、また出力取出軸の軸受部のさらに外側に出力
取出ギヤをオーバーハング状に装着する構造であること
からも剛性が低い。

【０００５】また上記モータ出力軸，減速機構の出力
軸，出力取出軸を一列に並べる点、及び軸受の外側に出
力取出ギヤを配設する点から、モータ全体の軸方向長さ
が長くなるという問題がある。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、剛性の向上及び軸方向長さの短縮を図るこ
とのできる減速機構付きモータを提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、モー
タ出力軸の回転数を減速して出力する減速機構を備えた
モータにおいて、遊星ローラ式減速機構の遊星ローラを
上記モータ出力軸の外周に転接するよう配設し、該遊星
ローラを支持するキャリアの軸部を上記モータ出力軸を
延長するように形成し、該キャリア軸部の先端を軸受を
介して軸支するとともに、該キャリア軸部の軸受よりモ
ータ側に出力取出部材を装着し、該出力取出部材とキャ
リア軸部との間にワンウェイクラッチを介在させたこと
を特徴としている。

【０００８】請求項２の発明は、モータ出力軸の回転数
を減速して出力する減速機構を備えたモータにおいて、
モータ出力軸を延長するとともに該延長部の先端部を軸
受を介して軸支し、該モータ出力軸の軸受よりモータ側
に遊星ローラ式減速機構の遊星ローラを転接するよう配
設し、該遊星ローラを支持するキャリアの軸部を上記モ
ータ出力軸を囲む筒状に形成し、該キャリア軸部に出力
取出部材を装着し、該出力取出部材とキャリア軸部との
間にワンウェイクラッチを介在させたことを特徴として
いる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１〜図４は請求項１の発明に係る
第１実施形態によるパワーアシスト自転車の減速機構付
きモータを説明するための図であり、図１はパワーアシ
スト自転車を模式的に示す側面図、図２は駆動装置の構
成を模式的に示す平面図、図３はモータの減速機構部分
の一部断面平面図、図４はパウル式ワンウェイクラッチ
の断面側面図である。

【００１０】図において、１はパワーアシスト自転車、
２は該自転車１のフレームである。このフレーム２は、
前輪３が回転自在に支持されたフロントフォーク４を操
舵自在に支持するヘッドパイプ２ａと、このヘッドパイ
プ２ａから後下がりに延びるダウンチューブ２ｂと、こ
のダウンチューブ２ｂの後部に立設されたシートチュー
ブ２ｃと、上記ダウンチューブ２ｂの後端に接続された
左，右一対のチェーンステー２ｄと、上記シートチュー
ブ２ｃの上部と上記チェーンステー２ｄの後端部とを接
続する左，右一対のシートステー２ｅとを備えている。

【００１１】上記フロントフォーク４の上端部には操向
ハンドル７ａが、上記シートチューブ２ｃの上端部には
サドル７ｂがそれぞれ装着されている。また、上記チェ
ーンステー２ｄとシートステー２ｅとの接続部に後輪８
が回転自在に支持されている。

【００１２】９は上記自転車１の駆動装置であり、該駆
動装置９は、乗員の踏力により後輪８を回転駆動する人
力駆動系９ａと、モータからの補助駆動力により乗員の
踏力を補助する電気駆動系９ｂとを備えている。

【００１３】上記人力駆動系９ａは、ケーシング２３に
より軸支された筒状の合力軸１８内にワンウェイクラッ
チ２８を介在させてクランク軸１３を挿入配置し、該ク
ラク軸１３の両端にクランク１６を介してぺダル１７を
装着し、また上記合力軸１８の右端部にクランクスプロ
ケット１５を固着するとともに、該クランクスプロケッ
ト１５と後輪８のフリーホイールスプロケット２１とを
チェン２０で連結した構造のものである。

【００１４】上記電気駆動系９ｂは、図示しないバッテ
リから給電され、制御ユニットによって制御される減速
機構付きモータ１２と、該モータ１２の出力取出ギヤ２
４ｄの回転を減速して上記合力軸１８に伝達する二段目
の減速機構１９とを備えている。

【００１５】上記減速機構１９は、モータ出力軸及び上
記クランク軸１３と平行に配設された中間軸７０に固定
された大歯車２４ｃ，小歯車２４ｂをそれぞれ上記出力
取出ギヤ２４ｄ，上記合力軸１８に固定された大歯車２
４ａに噛合させた構造を有している。

【００１６】上記減速機構付きモータ１２は、モータ出
力軸１２ａに遊星ローラ式減速機構２５を装着した構造
のものであり、モータケース１２ｂの前端外周に形成さ
れたフランジ部１２ｃがボルト６１により上記ケーシン
グ２３に固定されている。なお、図示していないが、上
記モータ出力軸１２ａは両端部が軸受を介してモータケ
ース１２ｂにより軸支されており、前端側の軸受は上記
フランジ部１２ｃ内付近、つまりモータ出力軸１２ａの
外方突出部に近接して配置されている。

【００１７】上記遊星ローラ式減速速機構２５は、太陽
ローラとして機能する上記モータ１２の出力軸１２ａの
外周に転接するように等角度間隔で４個配設された遊星
ローラ５４と、全ての遊星ローラ５４に外接するように
内径が設定された円筒状の外輪５３とを備えている。な
お、上記出力軸１２ａ，遊星ローラ５４，及び外輪５３
の転接面には、摩擦力を大きくして回転力の伝達性をよ
くするためのトラクショングリスが充填されている。

【００１８】上記外輪５３は、上記遊星ローラ５４の軸
方向の移動を規制するためのガイド板５７，５８を軸方
向両端面に備えており、固定ボルト５９によって上記フ
ランジ部１２ｃの端面に固定されている。なお、７４は
後述するキャリア５２の外周面と上記ガイド板５８との
間をシールするシール部材であり、これは上記トラクシ
ョングリスの外方飛散を防止するためのものである。

【００１９】上記各遊星ローラ５４は円盤状のキャリア
５２に圧入により植設された支持ピン５５によりニード
ル軸受６２を介して回転自在に支持されている。上記キ
ャリア５２のモータ出力軸対向面の軸芯部と上記モータ
出力軸１２ａの先端面との間には両者の相対回転を許容
し、かつ両者の軸方向位置を規制するボール６５が介設
されている。

【００２０】また上記キャリア５２の軸芯部には、上記
モータ出力軸１２ａと同軸をなし、外方に延びるキャリ
ア軸部（出力軸）５２ａが一体形成されており、該キャ
リア軸部５２ａの先端部は軸受７３を介して上記ケーシ
ング２３の支持部２３ａにより軸支されている。

【００２１】そして上記キャリア軸部５２ａの軸受７３
よりモータ側部分に上記出力取出ギヤ２４ｄが介設され
ており、該ギヤ２４ｄとキャリア軸部５２ａの外表面と
の間にパウル式ワンウェイクラッチ７１が介設されてい
る。該ワンウェイクラッチ７１は、上記キャリア軸部５
２ａの外表面に複数の爪片７１ａを起伏自在に配置し、
上記ギヤ２４ｄの内面に上記爪片７１ａの先端が係止し
得る鋸歯状の段部７１ｂを形成し、スプリング７１ｃで
上記各爪片７１ａを起立方向に付勢した構造のものであ
る。上記キャリア軸部５２ａが矢印ａ方向（前進方向）
に回転すると該回転が上記爪片７１ａを介して出力取出
ギヤ２４ｄに伝達される一方、該ギヤ２４ｄが後輪側か
らの回転力により矢印ｂ方向に回転された場合、この回
転はキャリア軸部５２ａ側に伝達されない。

【００２２】次に本実施形態の作用効果を説明する。上
記減速機構付きモータ１２では、モータ出力軸１２ａが
回転すると遊星ローラ５４が該出力軸１２ａの回転と逆
方向に自転するとともに上記外輪５３の内周面上を公転
する。これによりキャリア５２が所定の減速比でもって
回転し、キャリア軸部５２ａの回転がワンウェイクラッ
チ７１を介して出力取出ギヤ２４ｄに伝達され、該ギヤ
２４ｄの回転が各歯車２４ｃ，２４ｂ，２４ａから合力
軸１８を介してクランクスプロケット１５に伝達され
る。

【００２３】このような動作を行う減速機構付きモータ
１２において、モータ出力軸１２の外周に遊星ローラ５
４を転接させ、キャリア５２の軸部５２ａの軸受７３よ
りモータ側に出力取出ギヤ２４ｄを装着したので、例え
ば軸受のさらに外側にギヤを装着した従来構造に比較し
てモータ１２全体の軸方向長さを短くすることができ
る。

【００２４】また上記キャリア軸部５２ａとギヤ２４ｄ
との間にパウル式のワンウェイクラッチ７１を介在させ
たので、例えばニードルローラ式ワンウェイクラッチを
採用した場合に比較して軸方向長さを短縮できる。

【００２５】さらにまたモータ出力軸１２ａに転接する
遊星ローラ５４を支持するキャリア５２の軸部５２ａに
出力取出ギヤ２４ｄを装着したので、従来のキャリア軸
部と出力取出軸とをワンウェイクラッチを介して結合す
る場合のような剛性低下要素が存在しないので、減速機
構装着部の剛性を向上でき、また出力取出ギヤ２４ｄを
軸受の外側にオーバーハング状に取付けるのではなく軸
受の内側に装着したので、この両端支持構造となってい
る点からも剛性を向上できる。さらにまた軸受に隣接す
るようにギヤ２４ｄを配設している点からも剛性を向上
できる。

【００２６】次に、請求項２の発明に係る第２実施形態
による減速機構付きモータを図５，６に基づいて説明す
る。図５は駆動装置の構成を模式的に示す平面図、図６
は減速機構部分の一部断面平面図であり、図２，３と同
一符号は同一又は相当部分を示す。

【００２７】本実施形態のモータ１２では、モータ出力
軸を減速機構の入力軸として機能する軸７７により延長
し、該延長部に二段の遊星ローラ式減速機構７６を配設
し、該機構とモータケース１２ｂのフランジ部１２ｃと
の間に出力取出ギヤ２４ｄを配設している。

【００２８】上記軸７７はこれをモータ出力軸１２ａに
スプライン嵌合した継手筒７８に同じくスプライン嵌合
させることによりモータ出力軸１２ａを延長しており、
該軸７７の先端部は軸受７３によりケーシング２３の支
持部２３ａで軸支されている。なお、モータ出力軸１２
ａ自体を延長して軸７７の代わりとしても勿論かまわな
い。また、７５はモータフランジ１２ｃの端面と出力取
出ギヤ２４ｄとの間に配設された位置決め用スペーサで
ある。

【００２９】そして上記軸７７の軸受７３に隣接する部
分に一段目の遊星ローラ５４が転接しており、該遊星ロ
ーラ５４を支持する一段目のキャリア５２のモータ側に
延びる筒状のキャリア軸部５２ａの外表面に二段目の遊
星ローラ８０が転接しており、該両方のローラ５４，８
０に共通の外輪５３が外接している。なお、この外輪５
３は上記ケーシング２３の支持部２３ｂに固定されてい
る。

【００３０】上記二段目の遊星ローラ８０を支持する二
段目のキャリア８１のモータ側に延びる筒状のキャリア
軸部８１ａに上述のパウル式ワンウェイクラッチ７１を
介在させて出力取出ギヤ２４ｄが装着されている。

【００３１】本実施形態の減速機構付きモータ１２で
は、モータ１２の出力軸１２ａが回転すると、これと共
に入力軸７７が回転して一段目の上記遊星ローラ５４を
自転させるとともに外輪５３の内周面上を公転させる。
これによりキャリア５２が回転して二段目の遊星ローラ
８０を自転させると共に外輪５３の内周面上を公転さ
せ、これにより二段目のキャリア８１が回転して出力取
出ギヤ２４ｄを二段の減速比でもって回転させる。

【００３２】このように動作する本実施形態のモータ１
２において、モータ出力軸１２ａを減速機入力軸７７で
延長するとともに該延長端部を軸支し、該延長部の軸受
よりモータ側に二段の遊星ローラ式減速機構７６を配設
するとともに、該減速機構７６とモータケース１２ｂの
フランジ部１２ｃとの間に出力取出ギヤ２４ｄを配設し
たので、該ギヤ２４ｄを両端支持されたモータ出力軸１
２ａで支持することとなり、かつ該ギヤ２４ｄがモータ
出力軸１２の軸受近傍に位置していることから、該ギヤ
２４ｄの支持剛性が向上する。

【００３３】また減速機入力軸７７の軸受７３よりモー
タ側に出力取出ギヤ２４ｄを配設したので、上記第１実
施形態と同様にモータ全体の軸方向長さを短縮できる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明に係る減速機構付き
モータによれば、モータ出力軸に転接する遊星ローラを
支持するキャリアの軸部に直接出力取出部材を装着した
ので、従来のキャリアの軸部に出力取出軸をワンウェイ
クラッチを介して結合し、該出力取出軸に出力取出部材
を装着したものに比較して剛性を向上でき、また軸受の
内側に出力取出部材を装着した点においても外側にオー
バーハング状に出力取出部材を装着したものに比較して
剛性を向上できる効果がある。

【００３５】また本発明では、キャリア軸部の軸受より
モータ側に出力取出部材を装着するとともに、該出力取
出部材とキャリア軸部との間にワンウェイクラッチを介
在させたので、モータ全体の軸方向長さを短縮できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明に係る第１実施形態によるモー
タを備えたパワーアシスト自転車を模式的に示す側面図
である。

【図２】上記第１実施形態自転車の駆動系の構成を模式
的に示す平面図である。

【図３】上記第１実施形態モータの減速機構部分を示す
一部断面平面図である。

【図４】上記第１実施形態減速機構のワンウェイクラッ
チを示す断面側面図である。

【図５】請求項２の発明に係る第２実施形態モータを備
えた駆動系の模式平面図である。

【図６】上記第２実施形態モータの減速機構部分を示す
一部断面側面図である。

【符号の説明】

１２ モータ １２ａ モータ出力軸 ２４ｄ 出力取出ギヤ（出力取出部材） ２５ 遊星ローラ式減速機構 ５２ キャリア ５２ａ キャリア軸部 ５４ 遊星ローラ ７１ パウル式ワンウェイクラッチ ７３ 軸受

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ出力軸の回転数を減速して出力す
   る減速機構を備えたモータにおいて、遊星ローラ式減速
   機構の遊星ローラを上記モータ出力軸の外周に転接する
   よう配設し、該遊星ローラを支持するキャリアの軸部を
   上記モータ出力軸を延長するように形成し、該キャリア
   軸部の先端を軸受を介して軸支するとともに、該キャリ
   ア軸部の軸受よりモータ側に出力取出部材を装着し、該
   出力取出部材とキャリア軸部との間にワンウェイクラッ
   チを介在させたことを特徴とする減速機構付きモータ。
2. 【請求項２】 モータ出力軸の回転数を減速して出力す
   る減速機構を備えたモータにおいて、モータ出力軸を延
   長するとともに該延長部の先端部を軸受を介して軸支
   し、該モータ出力軸の軸受よりモータ側に遊星ローラ式
   減速機構の遊星ローラを転接するよう配設し、該遊星ロ
   ーラを支持するキャリアの軸部を上記モータ出力軸を囲
   む筒状に形成し、該キャリア軸部に出力取出部材を装着
   し、該出力取出部材とキャリア軸部との間にワンウェイ
   クラッチを介在させたことを特徴とする減速機構付きモ
   ータ。