WO2012120801A1 - ステータの固定構造および駆動装置 - Google Patents

Abstract

　駆動装置は、ステータ１３と、ステータ１３を収容する筒状部１１を含むハウジング３と、ハウジング３に連結され、筒状部１１の上部開口を閉塞するカバー５と、線材からなり、ステータ１３の上面とカバー５の裏面との間にステータの軸心方向に圧縮変形した状態で設けられ、ステータ１３を筒状部１１に押しつける屈曲線材５１と、を備えている。屈曲線材５１は、軸心方向から見て一部が開放されている略環形状を有しており、かつ、山部、および、谷部が交互に連続して形成されており、山部はカバー５の裏面と接触し、谷部はステータ１３の上面と接触する。屈曲線材５１の弾性力によって、ステータ１３は軸心方向下向きの力を受ける。ステータ１３は筒状部１１に押しつけられ、ハウジング３に保持される。

Description

ステータの固定構造および駆動装置

　この発明は、ステータの固定構造および駆動装置に係り、特に、ステータをハウジングに固定する技術に関する。

　従来、モーターまたは発電機として、ステータと、その内周側に設けられるロータと、これらステータおよびロータを収容するケースとを備えているものが知られている。ステータは、ボルトやねじなどによってケースに固定されている（例えば、特許文献１参照）。固定する手法については、このほかに、接着剤によってステータをケースに接着することも知られている。

特開平６－７０５２３号公報

　しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
　すなわち、ボルト等によってステータをケースに固定する構造では、ステータを固定する際にボルト等を締め付ける作業があるので組み立て時間がかかるという不都合がある。また、ステータにボルト等で固定するための部位を形成するなど、複雑な構造になるという不都合がある。他方、接着剤によって固定する手法であっても、接着剤が硬化する時間を含めると、結局、組み立て時間がかかるという不都合がある。また、作業者の手などに接着剤が付着し易く、作業性が低下し易いという不都合がある。

　この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡素な構造としつつ、短時間でステータを固定することができるステータの固定構造および駆動装置を提供することを目的とする。

　この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
　すなわち、本発明は、スステータと、前記ステータを収容する筒状部を含むハウジングと、前記ハウジングに連結され、前記筒状部の上部開口を閉塞するカバーと、線材からなり、前記ステータの上面と前記カバーの裏面との間に前記ステータの軸心方向に圧縮変形した状態で設けられ、前記ステータを前記筒状部に押しつける屈曲線材と、を備え、前記屈曲線材は、前記軸心方向から見て一部が開放されている略環形状を有しており、かつ、前記軸心方向の上方に突出するように屈曲した山部、および、前記軸心方向の下方向に突出するように屈曲した谷部が交互に連続して形成されており、前記山部は前記カバーの裏面と接触し、前記谷部は前記ステータの上面と接触するステータの固定構造である。

　［作用・効果］屈曲線材は、線材からなり、軸心方向から見て一部が開放されている略環形状を有している。ここで、略環形状とは、円形や楕円形などの曲線のみで構成される形状のほか、多角形などの直線で構成される形状や、直線と曲線で構成される形状を含む。

　また、屈曲線材は、前記軸心方向の上方に突出するように屈曲した山部、および、前記軸心方向の下方向に突出するように屈曲した谷部が交互に連続して形成されている。なお、本発明では、ステータの軸心方向のうち、ステータからカバーに向かう方向を上方とし、その反対の方向を下方とする。よって、屈曲線材を軸心回りに見ると、屈曲線材は軸心方向に突出する山部および谷部が交互に連続した山形状あるいは波状となる。なお、山部と谷部は、直線的に結ばれていてもよいし、曲線的に結ばれていてもよい。

　このような屈曲線材をステータとカバーとの間に設けると、山部は、カバーの裏面と接触し、谷部はステータの上面と接触する。さらに、屈曲線材は、軸心方向に圧縮変形した状態で設けられる。このため、屈曲線材は、軸心方向に伸張しようとする弾性力を発生する。この弾性力によって、ステータは軸心方向下向きの力を受ける。ステータは筒状部に押しつけられ、ハウジングに保持される。よって、ステータの位置が軸心方向にずれることを好適に抑制することができる。

　また、屈曲線材は弾性変形可能であるので、軸心方向におけるステータやカバーの寸法にばらつきがあっても、そのばらつきを吸収し、適切にステータを筒状部に押しつけることができる。

　そして、このようなステータの固定構造によれば、ステータを固定するためにボルト等を用いないので、構造を簡素にすることができる。また、ハウジングにステータを固定する作業は、ステータとカバーとの間に屈曲線材を設けるだけであり、作業性が良い。また、ステータを短時間で固定することができる。

　なお、軸心方向の一方を上方、軸心方向の他方を下方と規定しているが、軸心方向を鉛直方向等の特定の方向に限定するものではない。すなわち、ステータは任意の向き、姿勢で設置することができ、これに伴って軸心方向も任意の方向とすることができる。

　上述した発明において、前記屈曲線材は、前記軸心方向から見て略多角形状となるように、複数の角部と、隣り合う前記角部同士を結ぶ複数の直線部とを有していることが好ましい。屈曲線材の外形状は、軸心方向視において略多角形状を呈する。角部は、線材が屈曲された部位であり、略多角形状の頂点に相当する。また、直線部は、線材が略直線状に延ばされている部位であり、上記略多角形状の辺に相当する。このような屈曲線材であれば、直線部を有しているので、外形状が曲線のみで構成される場合に比べて、屈曲線材の成形を比較的容易に行うことができる。

　上述した発明において、前記角部はそれぞれ、前記山部または前記谷部に形成されていることが好ましい。たとえば、角部が山部と同じ位置である場合は、その山部の１箇所において、山部に応じた屈曲と角部に応じた屈曲とを合成した向きに線材が屈曲している。また、角部が谷部と同じ位置である場合は、その谷部の１箇所において、谷部に応じた屈曲と角部に応じた屈曲とを合成した向きに線材が屈曲している。全ての角部は山部或いは谷部と一緒に形成されており、角部が山部または谷部を兼ねる。線材が屈曲する部位の数は、角部の数に関係なく、山部および谷部の総数で足りる。よって、屈曲線材の成形を比較的容易に行うことができる。

　上述した発明において、軸心方向から見て、前記屈曲線材の外形状が前記山部および前記谷部を頂点とする略多角形状となるように、前記山部および前記谷部はさらに屈曲しており、かつ、前記屈曲線材は、隣り合う前記山部および前記谷部を結ぶ直線部を有していることが好ましい。山部および谷部は、軸心方向に突出するように屈曲しつつ、軸心方向視で略多角形の頂点となるように屈曲している。このため、屈曲線材の形状は、上下を反転させても基本的に変わらない。たとえば、軸心方向の一方に突出している部位を、山部と扱うこともできるし、谷部と扱うこともできる。よって、屈曲線材を組付ける作業の負担を軽減することができる。

　上述した発明において、前記屈曲線材は、前記軸心方向から見て前記ステータの外径よりも大きくなるように成形され、その外形状が小さくなるように変形した状態で組付けられていることが好ましい。屈曲線材は、軸心方向から見て一部が開放されているので、屈曲線材はその外形状が小さくなるように軸心方向の径方向内向きにも圧縮変形可能である。さらに、屈曲線材は、軸心方向から見てステータの外径よりも大きな略多角形状であるので、その外形状が小さくなるように変形した状態で組付けても、屈曲線材をステータの周縁部などに接触させることが可能である。

　上述した発明において、前記屈曲線材は、円形状の断面を有する線材からなることが好ましい。断面形状が円形の線材であれば、任意の方向に屈曲させることができる。よって、比較的容易に屈曲線材を成形することができる。

　上述した発明において、前記カバーは、その裏面に前記軸心回りの周方向にわたって形成され、前記屈曲線材と接触し、前記屈曲線材が発生する前記軸心の径方向外向きの弾性力を受け止める側壁部と、前記側壁部から前記軸心の径方向内側に張り出すように形成され、前記山部と接触し、前記屈曲線材が発生する前記軸心方向上向きの弾性力を受け止める張出部と、を備えていることが好ましい。これによれば、屈曲線材の径方向外向きの弾性力によって屈曲線材は側壁部の周方向にわたって突っ張り、自ずと側壁部に止められる。よって、屈曲線材をカバーに容易に止めることができる。さらに、軸心方向上向きの弾性力を受け止める張出部が側壁部から張り出しているので、屈曲線材を側壁部に止めた状態で圧縮変形させることができる。よって、カバーをハウジングに連結すれば、一挙に屈曲線材を所定位置で圧縮変形させることができる。このように、非常に効率よく、ステータをハウジングに固定することができる。

　上述した発明において、前記側壁部の内径は、前記ステータの外径より若干大きいことが好ましい。これによれば、側壁部内にステータの上側の一部を収容することが可能である。このように、カバー内にステータの一部分を収容することができるので、小型化を容易に図ることができる。

　上述した発明において、前記張出部は、前記径方向内側に向かって前記軸心方向下向きに傾斜しており、前記張出部と前記側壁部との間には、前記山部を保持可能な凹部が形成されていることが好ましい。屈曲線材が軸心方向上向きに押している張出部は、径方向内側に向かって軸心方向下向きに傾斜している。このような張出部によって、屈曲線材（山部）が径方向内側に移動することを抑制している。すなわち、屈曲線材とカバーとの接触位置が径方向にずれることを好適に抑制することができる。

　上述した発明において、前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻線が巻かれることにより形成されるコイルとを備え、前記屈曲線材は、前記ステータコアの上面と直接接触することが好ましい。ステータコアはコイルに比べて剛性が高い。屈曲線材は剛性の比較的に高いステータコアに直接的に接触しているので、ステータを的確に押すことができる。

　上述した発明において、前記ステータは、さらに前記ステータコアの上面であって前記ステータコアの外周縁よりも内側に設けられ、前記屈曲線材が前記径方向内側に移動することを規制する規制部材を備えていることが好ましい。規制部材を備えているので、屈曲線材とステータとの接触位置が径方向にずれることを好適に抑制することができる。言い換えれば、屈曲線材の谷部がずれることを好適に抑制することができる。

　上述した発明において、前記ステータは、さらに前記ステータコアと前記コイルとの間に設けられ、前記ステータコアを被覆する絶縁性ボビンを備え、前記規制部材は、前記絶縁性ボビンと一体に構成されていることが好ましい。絶縁性ボビンが規制部材を兼ねているので、構造を簡略化することができる。

　また、本発明は、ロータとこのロータの外周側に設けられるステータとを有し、動力を発生するモーターと、前記モーターを収容する筒状部を含むハウジングと、前記ハウジングに連結され、前記筒状部の上部開口を閉塞するカバーと、線材からなり、前記ステータの上面と前記カバーの裏面との間に前記ステータの軸心方向に圧縮変形した状態で設けられ、前記ステータを前記筒状部に押しつける屈曲線材と、を備え、前記屈曲線材は、前記軸心方向から見て一部が開放されている略環形状を有しており、かつ、前記軸心方向の上方に突出するように屈曲した山部、および、前記軸心方向の下方向に突出するように屈曲した谷部が交互に連続して形成されており、前記山部は前記カバーの裏面と接触し、前記谷部は前記ステータの上面と接触する駆動装置である。

　［作用・効果］本発明に係る駆動装置によれば、上述したステータの固定構造を採用しているので、軸心方向におけるステータやカバーの寸法にばらつきがあっても、そのばらつきを吸収して、ステータの位置がステータの軸心方向にずれることを好適に抑制することができる。また、駆動装置の構造を簡素にすることができる。さらに、ハウジングにステータを固定する作業は、屈曲線材をステータとカバーとの間に設けるだけであり、作業性が良く、短時間で行うことができる。よって、駆動装置を効率良く組み立てることができる。

　上述した発明において、前記駆動装置は自転車に搭載可能であり、前記ハウジングは、さらに前記自転車のクランク軸が挿入されるクランク軸室を有し、前記モーターは、前記クランク軸に連結されるペダルの踏力を補助する動力を発生可能であることが好ましい。自転車の場合、ペダルが地面に最初に接触する場合が多く、クランク軸はこのペダルと連結されている。したがって、自転車に搭載される駆動装置においては、ハウジングが直接的に衝撃を受ける場合のみならず、クランク軸を通じて駆動装置の内部（クランク室）が直接的に衝撃を受ける場合がある。後者のような場合、ステータに対して軸心方向に働く力が大きい。しかしながら、本発明に係る駆動装置では、上述したステータの固定構造を採用しているので、ステータの位置が軸心方向にずれたり、抜けたりすることを好適に抑制することができる。よって、本発明に係る駆動装置によれば、自転車に好適に適用することができる。

　本発明に係るステータの固定構造によれば、屈曲線材の山部はカバーの裏面と接触し、屈曲線材の谷部はステータの上面と接触する。さらに、屈曲線材は、軸心方向に圧縮変形した状態で設けられる。このため、屈曲線材は、軸心方向に伸張しようとする弾性力を発生する。この弾性力によって、カバーは軸心方向上向きの力を受け、ステータは軸心方向下向きの力を受ける。ステータは筒状部に押しつけられ、ハウジングに保持される。よって、ステータの位置が軸心方向にずれることを好適に抑制することができる。

　さらに、屈曲線材は弾性変形可能であるので、軸心方向におけるステータやカバーの寸法にばらつきがあっても、そのばらつきを吸収し、適切にステータを筒状部に押しつけることができる。

　そして、このようなステータの固定構造によれば、ステータを固定するためにボルト等を用いないので、構造を簡素にすることができる。また、ハウジングにステータを固定する作業は、屈曲線材をステータとカバーとの間に設けるだけであり、作業性が良い。また、ステータを短時間で固定することができる。

　また、本発明に係る駆動装置によれば、上述したステータの固定構造を採用しているので、軸心方向におけるステータやカバーの寸法にばらつきがあっても、そのばらつきを吸収して、ステータの位置がステータの軸心方向にずれることを好適に抑制することができる。また、駆動装置の構造を簡素にすることができる。さらに、ハウジングにステータを固定する作業は、屈曲線材をステータとカバーとの間に設けるだけであり、作業性が良く、短時間で行うことができる。よって、駆動装置を効率良く組み立てることができる。

実施例に係る駆動装置の外観図である。 駆動装置の要部平面図である。 図１のＡ－Ａ矢視断面図である。 ハウジングの要部斜視図である。 ステータの要部斜視図である。 ステータの固定構造を示す拡大断面図である。 ステータの固定構造を示す拡大断面図である。 駆動装置の要部分解斜視図である。 スプリングピンの外観斜視図である。 カバーの裏面の斜視図である。 屈曲線材の斜視図である。 図１２（ａ）は軸心と直交する方向から見た屈曲線材の一部側面図であり、図１２（ｂ）は軸心方向から見た屈曲線材の平面図である。 駆動装置を搭載した自転車の左側面図である。

　以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。本実施例では、自転車に適用される駆動装置を例に採って説明する。図１は、実施例に係る駆動装置の外観図である。

　１．駆動装置の全体構成
　駆動装置１は、ハウジング３とカバー５を備えている。カバー５は、ハウジング３にボルト７で締結されている。駆動装置１には、自転車のクランク軸７１が貫通している。

　図２は駆動装置１の要部平面図である。なお、図２では、上述したカバー５、クランク軸７１の他、ロータ等についても図示を省略している。図示するように、ハウジング３は、略円筒形状の筒状部１１を有している。この筒状部１１にはステータ１３が収容されている。筒状部１１とステータ１３との間にはスプリングピン１５が圧入されている。

　図３を参照する。図３は図１のＡ－Ａ矢視断面図である。図示するように、ステータ１３の内周側には、ロータ１６が設けられている。ロータ１６には回転軸１７が一体に回転可能に連結されている。回転軸１７は、ハウジング３に回転可能に支持されている。これらステータ１３、ロータ１６および回転軸１７は、動力を発生するモーター１８を構成している。回転軸１７には、ギアユニット１９等を介して出力軸２０が連動連結されている。出力軸２０は、モーター１８が発生する動力を出力する。

　上述したカバー５は、筒状部１１の上部開口を閉塞する。カバー５は、筒状部１１の上端面２７と接触する。カバー５とステータ１３との間には、屈曲線材５１が圧縮変形した状態で設けられている。

　ハウジング３は、互いに分割可能な左ケース３Ｌと右ケース３Ｒとを有している。以下では、左ケース３Ｌと右ケース３Ｒを区別する必要がない場合は、単にハウジング３と記載する。

　以下、各構成について説明する。なお、本実施例の説明では、便宜上、ステータ１３の軸心Ｒと筒状部１１の中心軸とは略一致するものとして、「軸心Ｒ」を統一して用いる。さらに、本実施例の説明では、便宜上、ステータ１３の軸心方向のうち、ステータ１３からカバー５に向かう方向を「軸心Ｒ方向上向き」または「上方」という。また、ステータ１３からカバー５に向かう方向とは反対の方向を、「軸心Ｒ方向下向き」または「下方」という。例えば、図３では、図面の上側を「軸心Ｒ方向上向き」または単に「上方」と呼び、図面の下側を「軸心Ｒ方向下向き」または単に「下方」と呼ぶ。ただし、これは、軸心Ｒ方向を鉛直方向等の特定の方向に限定するものではない。すなわち、ステータ１３は任意の向き、姿勢で設置することができ、これに伴って軸心Ｒ方向も任意の方向をとることができる。また、軸心Ｒ回りの方向を、「周方向Ｑ」と呼ぶ。

　２．ハウジングの構成
　図４は、ハウジング３の要部斜視図である。なお、図４では、左側ケース３Ｌのみを図示し、右側ケース３Ｒの図示を省略している。

　図示するように、筒状部１１は、その内側に内周面２１を有する。内周面２１は、ステータ１３の外径より若干大きな内径を有し、ステータ１３を収容可能である。内周面２１には、単一の第１溝部２３が形成されている。なお、図４では、第１溝部２３を図２とは若干異なる位置に示している。

　これら内周面２１および第１溝部２３の下端には、軸心Ｒの径方向（以下、適宜「径方向」と略記する）内側に張り出すようなフランジ部２４が形成されている。フランジ部２４の内径はステータ１３の外径より小さい。フランジ部２４は、その上面でステータ１３と接触してステータ１３を支持する。

　筒状部１１は、さらにカバー５を連結するための複数（例えば３箇所）のボス部２５を有している。ハウジング３は、さらに、筒状部１１の外周面から張り出している板状部２９を備えている。板状部２９は、クランク軸７１が挿入されるクランク軸室７２を形成する壁部を兼ねている。

　３．ステータの構成
　図３に示すように、ステータ１３は、ステータコア３１と絶縁性ボビン３５とコイル３７とを有する。絶縁性ボビン３５は、ステータコア３１を被覆する。コイル３７は、ステータコア３１に絶縁性ボビン３５の上から巻かれた巻線によって形成される。

　図５は、ステータの要部斜視図である。図示するように、ステータコア３１の外周面３２には、軸心Ｒと略平行な第２溝部３３が形成されている。第２溝部３３は、略半円形状である。ステータコア３１は、さらに複数のティース３４を有する。隣り合うティース３４の間にはそれぞれスロットＦが形成されている。第２溝部３３はこのスロットＦの径方向外側に配置されている。

　図６、図７は、それぞれステータの固定構造を示す拡大断面図である。図示するように、絶縁性ボビン３５は、径方向外側に延びて、ステータコア３１の上面を被覆する鍔部３６を有している。鍔部３６は、ステータコア３１の外径よりもやや小さい。このため、ステータコア３１の上面３８のうち、周縁部３８ａは露出している。

　図８は駆動装置１の要部分解斜視図である。図示するように、ステータ１３は、第２溝部３３が第１溝部２３と向かい合うように、筒状部１１に取り付けられる。これにより、第１溝部２３と第２溝部３３とによって略円形の空隙が形成される。

　４．スプリングピンの構成
　図９はスプリングピン１５の外観斜視図である。図示するように、スプリングピン１５は略円柱形状を有し、その軸芯Ｓ方向に平行なスリットＤを有する。スプリングピン１５の上端１５ａおよび下端１５ｂは、面取りされており、それぞれ先細り（テーパー）となっている。スプリングピン１５を軸芯Ｓの径方向内向きに圧縮変形させると、スプリングピン１５は、その軸芯Ｓの径方向外向きの弾性力を発揮する。

　スプリングピン１５は、図７に示すように、第１溝部２３と第２溝部３３とによって形成された空隙に圧入される。

　図２に示すように、圧入されたスプリングピン１５は、圧縮変形した状態に保たれ、弾性力を発揮する。この弾性力により、スプリングピン１５はステータ１３（ステータコア３１）を押し、ステータ１３の反対側の部分を筒状部１１の内周面２１に対して押しつける。具体的には、スプリングピン１５の軸芯Ｓから軸心Ｒに向かう径方向を径方向Ｖとし、この径方向Ｖと内周面２１が交わる点を点Ｃとすると、点Ｃを中心とし、軸心Ｒの周方向Ｑ両側に広がる範囲で、ステータ１３と内周面２１が面接触する。

　ステータ１３と面接触した内周面２１は、軸心Ｒの径方向外向きの荷重を受ける。これにより、ステータ１３と内周面２１との間に摩擦力が発生する。この摩擦力によってステータ１３は保持される。すなわち、ステータ１３が軸心Ｒ方向にずれることが好適に抑制される。

　５．カバーの構成
　図６、７、および図１０を参照する。図１０は、カバー５の裏面の斜視図である。カバー５の裏面には、側壁部４１が形成されている。側壁部４１は、軸心Ｒの周方向Ｑにわたって形成されている。側壁部４１の内径はステータ１３の外径より若干大きい。この側壁部４１内に、筒状部１１から突出するステータ１３（ステータコア３１）が収容される。このように、ステータ１３の上側の一部分をカバー５内に収容するので、駆動装置１の小型化を容易に図ることができる。

　側壁部４１には切欠部４３が形成されている。切欠部４３は、第１溝部２３の延長上の位置に配置されている。切欠部４３には、図７に示すように、筒状部１１の上端面２７から上方に突出するスプリングピン１５が収容される。このスプリングピン１５の長さは、軸心Ｒ方向におけるステータ１３の寸法に比べて短く設定されている。このため、スプリングピン１５は、ステータ１３（ステータコア３１）の上方には突出しない。

　カバー５は、さらに張出部４５を備えている。張出部４５は、側壁部４１の上端から径方向内側に張り出すように設けられている。張出部４５は、軸心Ｒの径方向内側に向かって軸心Ｒ方向下向きに傾斜している。この結果、側壁部４１と張出部４５との間には環状の凹部（空間）Ｈが形成されている。

　６．屈曲線材の構成
　図１１を参照する。図１１は屈曲線材５１の斜視図である。図１２（ａ）は軸心Ｒと直交する方向から見た屈曲線材５１の一部側面図であり、図１２（ｂ）は軸心Ｒ方向から見た屈曲線材５１の平面図である。なお、図１１は、圧縮変形していないときの屈曲線材５１を示し、図１２は、カバー５とステータ１３との間に設けられて圧縮変形しているときの屈曲線材５１を示す。

　屈曲線材５１は単一（１本）の線材からなる。線材は、断面が円形または略円形であることが好ましい。線材の材質としては、ステンレスなどの金属が好ましい。線材としては、例えば、丸鋼、丸線材、鋼線、丸棒等が例示される。屈曲線材５１は、このような線材を屈曲加工することによって成形される。よって、屈曲線材５１は、基本的に線材が屈曲されている部位、および／または、線材が直線的に延ばされている部位によって構成されている。

　図１２（ａ）を参照する。屈曲線材５１は、軸心Ｒ方向の上方に突出するように屈曲した山部５３ａ、および、軸心Ｒ方向の下方向に突出するように屈曲した谷部５３ｂが交互に連続して形成されている。これにより、軸心Ｒの周方向Ｑ回りに見ると、屈曲線材５１は山形状または波状を呈する。これら山部５３ａおよび谷部５３ｂは略等間隔で配置されていることが好ましい。

　図１２（ｂ）を参照する。山部５３ａおよび谷部５３ｂは、軸心Ｒ方向から見て、屈曲線材５１の外形状が山部５３ａおよび谷部５３ｂを頂点とする略多角形状となるように、さらに屈曲している。図１１および図１２（ｂ）では、山部５３ａを円で囲んで明示し、谷部５３ｂを三角形で囲んで明示している。したがって、本実施例の山部５３ａおよび谷部５３ｂは、この発明における角部にも相当する。

　また、隣り合う山部５３ａおよび谷部５３ｂの間には、直線部５５が形成されている。さらに、屈曲線材５１は、端部５７ａ、５７ｂを有している。したがって、軸心Ｒ方向から見ると、屈曲線材５１は一部が開放されている略多角形状を呈する。図１２（ｂ）は、軸心Ｒ方向視で正二十四角形となるように成形された屈曲線材５１を示している。なお、一部が開放されているので、頂点に相当する山部５３ａおよび谷部５３ｂの総数は２３箇所である。

　屈曲線材５１は、上述した形状を有するため、軸心Ｒ方向に圧縮変形可能である。屈曲線材５１を軸心Ｒ方向に圧縮変形させると、屈曲線材５１は軸心Ｒ方向に伸張して元の形状に復帰しようとする弾性力を発揮する。

　このように、屈曲線材５１の外形状は、全ての山部５３ａおよび谷部５３ｂのみを頂点とする略多角形状であり、山部５３ａおよび谷部５３ｂ以外では頂点を形成していないので、屈曲線材５１の形状は、上下を反転させても基本的に変わらない。したがって、軸心Ｒ方向の一方に突出している部位を、山部５３ａとして扱ってもよいし、谷部５３ｂとして扱ってもよい。よって、屈曲線材５１を組付ける作業の負担を軽減することができる。

　また、屈曲線材５１は、端部５７ａ、５７ｂによって一部が開放されているので、その外形状が小さくなるように軸心Ｒの径方向内向きに圧縮変形可能である。屈曲線材５１を径方向内向きに圧縮変形させると、屈曲線材５１は径方向外向きに広がって元の形状に復帰しようとする弾性力を発生する。

　屈曲線材５１は、予め、軸心Ｒ方向から見てステータ１３の外径より大きな多角形状となるように成形されている。これにより、屈曲線材５１をステータ１３の周縁部３８ａに接触させることができる。本実施例では、屈曲線材５１はさらに、側壁部４１の内径より大きな多角形状となるように予め成形されている。

　７．屈曲線材によるステータの固定構造
　屈曲線材５１によってステータ１３を固定する作業は、以下の通りである。すなわち、図１０に示すように、まず、その外形状が小さくなるように屈曲線材５１を圧縮させつつ、カバー５の側壁部４１に沿わせて設置する。これにより、屈曲線材５１は径方向外向きの弾性力を発生し、この弾性力によって屈曲線材５１は側壁部４１の略全周にわたって突っ張る。そして、屈曲線材５１は自重でカバー５から脱落しない程度に、自ずと側壁部４１に止められる。

　続いて、屈曲線材５１を止めたカバー５をハウジング３に締結する。これにより、図６、図７に示すように、屈曲線材５１（谷部５３ｂ）はそれぞれ、ステータコア３１の周縁部３８ａに接触する。また、屈曲線材５１（山部５３ａ）はそれぞれ、側壁部４１に沿った状態で張出部４５に接触する。そして、屈曲線材５１は軸心Ｒ方向に圧縮変形する。圧縮変形した屈曲線材５１は軸心Ｒ方向に弾性力を発揮する。張出部４５は、屈曲線材５１が発生する軸心Ｒ方向上向きの弾性力を受け止める。また、ステータ１３は、屈曲線材５１が発生する軸心Ｒ方向下向きの弾性力を受ける。より詳しくは、ステータコア３１は、全ての谷部５３ｂから分散して弾性力を受ける。この結果、ステータコア３１の下面が筒状部１１のフランジ部２４に押しつけられ、ステータ１３が軸心Ｒ方向に移動することが抑制される。

　このように、ステータ１３を固定する作業は、屈曲線材５１をカバー５に取り付けて、そのカバー５をハウジング３に連結するだけである。また、カバー５をハウジング３に連結することで、一挙に屈曲線材５１を所定位置で圧縮変形させてステータ１３をハウジング３に固定することができる。よって、非常に効率よく短時間でステータ１３を固定することができる。

　また、屈曲線材５１は弾性変形可能であるので、軸心Ｒ方向におけるステータ１３やカバー５の寸法にばらつきがあっても、そのばらつきを吸収し、適切にステータ１３を筒状部１１に押しつけることができる。

　そして、本駆動装置１によれば、先に説明したスプリングピン１５によるステータ１３の固定と、屈曲線材５１によるステータ１３の固定とがあいまって、一層確実にステータ１３が軸心Ｒ方向にずれることを抑制することができる。

　ここで、屈曲線材５１の両側の端部５７ａ、５７ｂは、上述したように屈曲線材５１が軸心Ｒ方向に圧縮変形したときであっても、山部５３ａおよび谷部５３ｂよりも軸心Ｒ方向に突出しないように設定されている。具体的には、図１２（ａ）に示すように、軸心Ｒ方向における山部５３ａと谷部５３ｂとの間の範囲を範囲Ｇと呼ぶと、軸心Ｒ方向における端部５７ａ、５７ｂの各位置はそれぞれ、範囲Ｇ内に常に収まるように設定されている。例えば、端部５７ａからこの端部５７ａに最も近い山部５３ａ若しくは谷部５３ｂまでの長さは、隣接する山部５３ａと谷部５３ｂの間の直線部５５に比べて短いことが好ましい。さらに好ましくは、その長さは直線部５５の３分の１である。

　このような屈曲線材５１によれば、屈曲線材５１の端部５７ａ、５７ｂは、ステータコア３１の上面３８およびカバー５の張出部４５のいずれとも接触することがない。したがって、屈曲線材５１の軸心Ｒ方向の弾性力が変化してしまうことを回避できる。

　また、屈曲線材５１の端部５７ａ、５７ｂは、上述したように屈曲線材５１が径方向に圧縮変形したときであっても、互いに接触しないように設定されている。したがって、屈曲線材５１の軸心Ｒ方向または／および径方向の弾性力が変化してしまうことを回避できる。ちなみに、端部５７ａ、５７ｂが接触してしまうと、屈曲線材５１の弾性体としての特性（荷重と弾性力との関係）が変わってしまう。

　また、張出部４５は径方向内側に向かって軸心Ｒ方向下向きに傾斜しているので、屈曲線材５１自体がさらに収縮しなければ、径方向内側に移動できない。このような張出部４５によって、屈曲線材５１とカバー５との接触位置が径方向にずれることを好適に抑制できる。言い換えれば、屈曲線材５１の山部５３ａが径方向内側に移動することを好適に抑制できる。

　また、絶縁性ボビン３５の鍔部３６はステータコア３１の外径よりもやや小さいので、ステータコア３１の上面３８（周縁部３８ａ）は露出している。このため、屈曲線材５１は、剛性の比較的に高いステータコア３１の上面３８と直接的に接触することができる。よって、屈曲線材５１は、ステータ１３に対して弾性力を的確に作用させることができ、ステータ１３は弾性力を安定して受け止めることができる。

　また、鍔部３６は、図６に明示されるように、ステータコア３１の外周縁３９の近傍まで延びている。よって、鍔部３６は、屈曲線材５１とステータ１３との接触位置が径方向にずれることを好適に抑制できる。言い換えれば、鍔部３６は、屈曲線材５１の谷部５３ｂがずれることを好適に抑制できる。また、鍔部３６は絶縁性ボビン３５に一体に形成されているので、構造を簡略化することができる。

　また、屈曲線材５１は線材からなっているので、ステータ１３の周縁部３８ａのような幅の狭い環状の領域にも、好適に設置することができる。よって、ステータ１３およびカバー５を小型化することができる。さらに、屈曲線材５１は、線材を屈曲加工することによって成形することができ、プレス型などの型を必要としないので、安価に製造することができる。

　また、屈曲線材５１の外形状は、軸心Ｒ方向視で頂点の数が多い多角形であるので、側壁部４１によって形成される円周面に屈曲線材５１を好適に沿わせることができる。また、屈曲線材５１は谷部５３ｂの数が多いので、１つの谷部５３ｂがステータ１３を押す力を比較的に小さくすることができる。また、ステータ１３に対して弾性力を分散して作用させることができる。

　また、スプリングピン１５はステータ１３の上方に突出していないので、スプリングピン１５が屈曲線材５１と干渉することを好適に抑制することができる。

　また、側壁部４１の内径はステータ１３の外径より若干大きく、この側壁部４１内に、筒状部１１から突出するステータ１３（ステータコア３１）を収容することができる。このように、ステータ１３の上側の一部分をカバー５内に収容するので、駆動装置１の小型化を容易に図ることができる。

　９．自転車への適用例
　次に、本実施例の駆動装置１を自転車に適用した例を説明する。図１３は駆動装置１を搭載した自転車６１の左側面図である。自転車６１は、車体フレーム６３と車体フレーム６３に回転可能に支持される前輪６５および後輪６７と、車体フレーム６３に支持され、前輪６５を操舵するハンドル６９とを備えている。

　駆動装置１は、自転車６１の略中央下部において車体フレーム６３に支持されている。駆動装置１は、軸心Ｒが略水平となるように設けられている。駆動装置１にはクランク軸７１が略水平に貫通されている。クランク軸７１の両端には、ペダル７３が連結されている。ペダル７３を踏む踏力によってクランク軸７１は回転する。クランク軸７１の回転動力は、チェーン７５を介して後輪６７に伝達される。また、車体フレーム６３には、ステータ１３等で構成されるモーター１８を駆動するためのバッテリー７７が支持されている。

　図３を参照する。クランク軸７１は、駆動装置１のクランク軸室７２に挿入されている。クランク軸室７２には、このほかに、クランク軸７１のトルクを検出するトルクセンサ（図示省略）や、モーター１８を制御するための制御部（図示省略）が設けられている。モーター１８が発生した動力は、出力軸２０に出力される。出力軸２０が出力する回転動力は、上述したチェーン７５を介して後輪６７に伝達可能に構成されている。

　そして、制御部は、トルクセンサの検出結果に基づいてモーター１８を制御する。モーター１８はペダル７３の踏力に応じた補助動力を発生させる。そして、踏力およびモーター１８が発生する動力は、それぞれクランク軸７１および出力軸２０を介してチェーン７５に伝達される。チェーン７５は、これら踏力および動力を合成し、後輪６７に伝達する。これにより、自転車６１が走行する。

　ここで、自転車６１の場合、地面に最初に接触する部材はペダル７３であることが多い。ペダル７３にはクランク軸７１が連結されている。したがって、一般に、自転車６１に搭載される駆動装置においては、駆動装置の表面（ハウジングの外面）が直接的に衝撃を受ける場合のほか、クランク軸を通じて駆動装置の内部（クランク室）が直接的に衝撃を受ける場合がある。駆動装置の内部に衝撃が直接的に伝わると、ステータに対して軸心Ｒ方向に大きな力が伝わる。しかしながら、本発明に係る駆動装置１では、上述したステータ１３の固定構造を採用しているので、ステータ１３の位置が軸心Ｒ方向にずれることを好適に抑制することができる。よって、本実施例の駆動装置１によれば、自転車６１に好適に適用することができる。

　この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

　（１）上述した実施例では、屈曲線材５１によるステータ１３の固定と、スプリングピン１５によるステータ１３の固定とを併用したが、これに限られない。すなわち、スプリングピン１５を省略してもよい。

　（２）上述した実施例では、屈曲線材５１の軸心Ｒ方向視の形状として、正二十四角形状を例示したが、これに限られない。すなわち、多角形状の頂点の数は適宜に選択変更することができる。例えば、十二角形状以上であってもよい。また、正多角形状に限られず、それ以外の多角形に変更してもよい。あるいは、円形状や楕円形状等に変更してもよい。

　（３）上述した実施例では、屈曲線材５１は、軸心Ｒ方向から見て、全ての山部５３ａおよび谷部５３ｂのみを頂点とする略多角形状を有していたが、これに限られない。例えば、多角形状の頂点に相当する部位を角部とすると、この角部を、山部５３ａおよび谷部５３ｂと関係なく、山部５３ａおよび谷部５３とは別個に備えるように変更してもよい。言い換えれば、角部を、山部５３ａおよび谷部５３ｂとは異なる位置に形成してもよい。あるいは、山部５３ａおよび谷部５３の一部が角部を兼ねるように変更してもよい。この場合であっても、山部５３ａおよび谷部５３とは別個に設けた角部を含んでいてもよい。

　また、例えば、山部５３ａおよび谷部５３ｂの一方のみが角部を兼ね、他方は角部を兼ねないように変更してもよい。たとえば、各角部をそれぞれ山部５３ａと一緒に形成するとともに、角部を谷部５３ｂと一緒に形成しないように構成してもよい。この場合、屈曲線材５１を軸心Ｒ方向から見たとき、谷部５３ｂは、略多角形状の隣り合う頂点（角部）と頂点（角部）の間（すなわち、多角形状の各辺の略中央）に配置されることになる。

　（４）上述した実施例では、屈曲線材５１は径方向外向きの弾性力を発生可能であったが、これに限られない。すなわち、径方向外向きの弾性力を発生しない屈曲線材に適宜に変更してもよい。

　（５）上述した実施例では、屈曲線材５１は、円形状の断面を有する線材からなると説明したがこれに限られない。たとえば、矩形形状の断面を有する線材からなる屈曲線材に変更してもよい。

　（６）上述した実施例では、屈曲線材５１はカバー５（側壁部４１）に止められていたが、これに限られない。例えば、屈曲線材５１を筒状部１１に止めるように変更してもよい。あるいは、屈曲線材５１をステータ１３に止めるように変更してもよい。

　（７）上述した実施例では、屈曲線材５１がステータ１３と接触する位置は、ステータコア３１の周縁部３８ａであったがこれに限られない。接触位置を、ステータコア３１の別の位置に変更してもよい。また、ステータコア３１以外のステータ１３の要素（例えば、絶縁性ボビン３５やコイル３７など）と接触するように変更してもよい。

　（８）上述した実施例では、張出部４５は傾斜していたが、これに限られない。すなわち、張出部４５は、軸心Ｒの径方向内側に向かって水平に張り出すように変更してもよい。

　（９）上述した実施例では、屈曲線材５１が径方向内側に移動することを規制する鍔部３６が絶縁性ボビン３５と一体に構成されていたが、これに限られない。すなわち、絶縁性ボビン３５とは別個に、屈曲線材５１が径方向内側に移動することを規制する規制部材を備えるように変更してもよい。

　（１０）上述した実施例では、自転車に適用される駆動装置１を説明したが、これに限られず、任意の装置に駆動装置１を適用してもよい。この変更に伴って、クランク軸室７２を省略するように変更してもよい。

　（１１）上述した実施例では、ステータ１３はモーター１８の要素として例示したが、これに限られない。たとえば、発電機を構成するステータ１３に本発明を適用してもよい。

　（１２）上述した実施例および上記（１）から（１１）で説明した各変形実施例については、さらに各構成を他の変形実施例の構成に置換または組み合わせるなどして適宜に変更してもよい。

　１　…　駆動装置
　３　…　ハウジング
　５　…　カバー
　１１　…　筒状部
　１３　…　ステータ
　１５　…　スプリングピン
　１６　…　ロータ
　１８　…　モーター
　２４　…　フランジ部
　３１　…　ステータコア
　３２　…　外周面
　３５　…　絶縁性ボビン
　３６　…　鍔部
　３７　…　コイル
　３８　…　上面
　３８ａ　…　周縁部
　３９　…　外周縁
　４１　…　側壁部
　４５　…　張出部
　５１　…　屈曲線材
　５３ａ　…　山部（角部を兼ねる）
　５３ｂ　…　谷部（角部を兼ねる）
　５５　…　直線部
　５７ａ、５７ｂ　…端部
　６１　…　自転車
　７１　…　クランク軸
　７２　…　クランク軸室
　７３　…　ペダル
　Ｇ　…　範囲
　Ｈ　…　凹部（空間）
　Ｑ　…　周方向
　Ｒ　…　ステータの軸心
　Ｓ　…　スプリングピンの軸芯
　Ｖ　…　スプリングピンの軸芯からステータの軸心に向かう方向

Claims (14)

1. 　ステータと、
   　前記ステータを収容する筒状部を含むハウジングと、
   　前記ハウジングに連結され、前記筒状部の上部開口を閉塞するカバーと、
   　線材からなり、前記ステータの上面と前記カバーの裏面との間に前記ステータの軸心方向に圧縮変形した状態で設けられ、前記ステータを前記筒状部に押しつける屈曲線材と、
   　を備え、
   　前記屈曲線材は、前記軸心方向から見て一部が開放されている略環形状を有しており、かつ、前記軸心方向の上方に突出するように屈曲した山部、および、前記軸心方向の下方向に突出するように屈曲した谷部が交互に連続して形成されており、
   　前記山部は前記カバーの裏面と接触し、
   　前記谷部は前記ステータの上面と接触するステータの固定構造。
2. 　請求項１に記載のステータの固定構造において、
   　前記屈曲線材は、前記軸心方向から見て略多角形状となるように、複数の角部と、隣り合う前記角部同士を結ぶ複数の直線部とを有しているステータの固定構造。　
3. 　請求項２に記載のステータの固定構造において、
   　前記角部はそれぞれ、前記山部または前記谷部に形成されているステータの固定構造。
4. 　請求項１に記載のステータの固定構造において、
   　軸心方向から見て、前記屈曲線材の外形状が前記山部および前記谷部を頂点とする略多角形状となるように、前記山部および前記谷部はさらに屈曲しており、
   　かつ、前記屈曲線材は、隣り合う前記山部および前記谷部を結ぶ直線部を有しているステータの固定構造。
5. 　請求項１から請求項４のいずれかに記載のステータの固定構造において、
   　前記屈曲線材は、前記軸心方向から見て前記ステータの外径よりも大きくなるように成形され、その外形状が小さくなるように変形した状態で組付けられているステータの固定構造。
6. 　請求項１から請求項５のいずれかに記載のステータの固定構造において、
   　前記屈曲線材は、円形状の断面を有する線材からなるステータの固定構造。
7. 　請求項１から請求項６のいずれかに記載のステータの固定構造において、
   　前記カバーは、
   　　その裏面に前記軸心回りの周方向にわたって形成され、前記屈曲線材と接触し、前記屈曲線材が発生する前記軸心の径方向外向きの弾性力を受け止める側壁部と、
   　　前記側壁部から前記軸心の径方向内側に張り出すように形成され、前記山部と接触し、前記屈曲線材が発生する前記軸心方向上向きの弾性力を受け止める張出部と、
   　を備えているステータの固定構造。
8. 　請求項７に記載のステータの固定構造において、
   　前記側壁部の内径は、前記ステータの外径より若干大きいステータの固定構造。
9. 　請求項７または請求項８に記載のステータの固定構造において、
   　前記張出部は、前記径方向内側に向かって前記軸心方向下向きに傾斜しており、
   　前記張出部と前記側壁部との間には、前記山部を保持可能な凹部が形成されているステータの固定構造。
10. 　請求項１から請求項９のいずれかに記載のステータの固定構造において、
    　前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻線が巻かれることにより形成されるコイルとを備え、
    　前記屈曲線材は、前記ステータコアの上面と直接接触するステータの固定構造。
11. 　請求項１０に記載のステータの固定構造において、
    　前記ステータは、さらに前記ステータコアの上面であって前記ステータコアの外周縁よりも内側に設けられ、前記屈曲線材が前記径方向内側に移動することを規制する規制部材を備えているステータの固定構造。
12. 　請求項１０または請求項１１に記載のステータの固定構造において、
    　前記ステータは、さらに前記ステータコアと前記コイルとの間に設けられ、前記ステータコアを被覆する絶縁性ボビンを備え、
    　前記規制部材は、前記絶縁性ボビンと一体に構成されているステータの固定構造。
13. 　ロータとこのロータの外周側に設けられるステータとを有し、動力を発生するモーターと、
    　前記モーターを収容する筒状部を含むハウジングと、
    　前記ハウジングに連結され、前記筒状部の上部開口を閉塞するカバーと、
    　線材からなり、前記ステータの上面と前記カバーの裏面との間に前記ステータの軸心方向に圧縮変形した状態で設けられ、前記ステータを前記筒状部に押しつける屈曲線材と、
    　を備え、
    　前記屈曲線材は、前記軸心方向から見て一部が開放されている略環形状を有しており、かつ、前記軸心方向の上方に突出するように屈曲した山部、および、前記軸心方向の下方向に突出するように屈曲した谷部が交互に連続して形成されており、
    　前記山部は前記カバーの裏面と接触し、
    　前記谷部は前記ステータの上面と接触する駆動装置。
14. 　請求項１３に記載の駆動装置において、
    　前記駆動装置は自転車に搭載可能であり、
    　前記ハウジングは、さらに前記自転車のクランク軸が挿入されるクランク軸室を有し、
    　前記モーターは、前記クランク軸に連結されるペダルの踏力を補助する動力を発生可能である駆動装置。

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