特開 2022-109393 電動アシスト駆動ユニットおよび自転車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022109393

(43)【公開日】2022-07-28

(54)【発明の名称】電動アシスト駆動ユニットおよび自転車

(51)【国際特許分類】

   B62M 6/55 20100101AFI20220721BHJP

   B62J 45/411 20200101ALI20220721BHJP

   B62M 6/45 20100101ALI20220721BHJP

【ＦＩ】

B62M6/55

B62J45/411

B62M6/45

【審査請求】未請求

【請求項の数】23

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021004669

(22)【出願日】2021-01-15

(71)【出願人】

【識別番号】000107147

【氏名又は名称】日本電産シンポ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】岡村 暉久夫

(72)【発明者】

【氏名】井上 仁

(57)【要約】      （修正有）

【課題】製造時の部品の組み付けが容易であり、かつ、小型・軽量化しやすい電動アシスト駆動ユニットを提供することである。
【解決手段】電動アシスト駆動ユニット１は、クランクシャフト１０、ケーシング２０、モータ４０、および減速機５０を備える。ケーシングは、クランクシャフトに第１軸受８１を径方向に介して支持される。モータおよび減速機は、クランクシャフトとケーシングとの間の空間に配置される。モータは、ステータ４１とロータ４３とを有する。ステータは、ケーシングに固定される。ロータは、クランクシャフトに第２軸受８２を径方向に介して支持される。ロータは、クランクシャフトにかかる負荷に応じて回転する。減速機は、ロータの回転を減速させてクランクシャフトへ出力する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

人力による回転をモータの駆動力でアシストする電動アシスト駆動ユニットであって、
人力により中心軸を中心として回転するクランクシャフトと、
前記クランクシャフトに第１軸受を径方向に介して支持されるケーシングと、
前記クランクシャフトと前記ケーシングとの間の空間に配置されるモータおよび減速機と、
を備え、
前記モータは、
前記ケーシングに固定されるステータと、
前記クランクシャフトにかかる負荷に応じて前記ステータに駆動電流を供給する回路基板と、
前記駆動電流により前記ステータから生じる回転磁界により、前記中心軸を中心として回転するロータと、
を有し、
前記減速機は、前記ロータの回転を減速させて前記クランクシャフトへ出力し、
前記ロータは、前記クランクシャフトに第２軸受を径方向に介して支持される、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項2】

請求項１に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記減速機は、
前記ロータに固定された中間回転体と、
前記ケーシングに固定された固定部材と、
前記中心軸を中心として減速後の回転数で回転する出力回転体と、
を有し、
前記中間回転体の回転に伴い、前記固定部材に対して前記出力回転体が、前記中間回転体よりも低い回転数で回転する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項3】

請求項２に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記固定部材は、前記中心軸を中心とする円環状の固定内歯歯車であり、
前記減速機は、前記中心軸を中心とする円環状であり、前記出力回転体とともに回転する可動内歯歯車を有し、
前記固定内歯歯車の歯数と、前記可動内歯歯車の歯数とが、異なり、
前記減速機は、
前記固定内歯歯車および前記可動内歯歯車に噛み合い、前記中間回転体の回転に伴い、前記中心軸の周りを公転する遊星歯車
をさらに有する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項4】

請求項２に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記固定部材は、前記中心軸を中心とする円環状の非回転リングであり、
前記減速機は、前記中心軸を中心とする円環状であり、前記出力回転体とともに回転する可回転リングを有し、
前記可回転リングの内径と、前記非回転リングの内径とが異なり、
前記減速機は、
前記非回転リングおよび前記可回転リングに接触し、前記中間回転体の回転に伴い、前記中心軸の周りを公転する遊星ローラ
をさらに有する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項5】

請求項４に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記非回転リングと前記遊星ローラの当接部において、前記非回転リングおよび前記遊星ローラの少なくともいずれか一方の面が、前記可回転リングから遠ざかるにつれて縮径する傾斜面となっており、
前記可回転リングと前記遊星ローラの当接部において、前記可回転リングおよび前記遊星ローラの少なくともいずれか一方の面が、前記非回転リングから遠ざかるにつれて縮径する傾斜面となっている、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項6】

請求項５に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記減速機は、
前記非回転リングを前記可回転リング側へ向けて軸方向に押圧する押圧機構
をさらに有する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項7】

請求項２に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記固定部材は、前記中心軸を中心とする円環状の固定内歯歯車であり、
前記減速機は、前記中心軸を中心とする円環状であり、前記出力回転体とともに回転する可動内歯歯車を有し、
前記固定内歯歯車の歯数と、前記可動内歯歯車の歯数とが、異なり、
前記中間回転体は、周方向の位置により外径が異なる非円形のカムを含み、
前記減速機は、
前記カムの外周面に押圧されて撓み変形し、周方向の一部分において、前記固定内歯歯車および前記可動内歯歯車と噛み合う環状の外歯歯車
をさらに有する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項8】

請求項１に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記減速機は、
前記ロータに固定され、周方向の位置により外径が異なる非円形のカムを含む中間回転体と、
前記中心軸を中心とする円環状の内歯歯車と、
前記カムの外周面に押圧されて撓み変形し、周方向の一部分において、前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車と、
前記中心軸を中心として減速後の回転数で回転する出力回転体と、
を有し、
前記内歯歯車および前記外歯歯車のいずれか一方が、前記ケーシングに固定され、
前記内歯歯車および前記外歯歯車の他方が、前記出力回転体とともに、前記中間回転体よりも低い回転数で前記中心軸を中心として回転する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項9】

請求項８に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記内歯歯車は、前記ケーシングに固定され、
前記外歯歯車は、
複数の外歯を有する円筒部と、
前記円筒部の軸方向の端部から径方向内側へ向けて拡がる円板部と、
を有し、
前記出力回転体は、前記外歯歯車とともに回転する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項10】

請求項８に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記外歯歯車は、
複数の外歯を有する円筒部と、
前記円筒部の軸方向の端部から径方向外側へ向けて拡がる円板部と、
を有し、
前記円板部は、前記ケーシングに固定され、
前記出力回転体は、前記内歯歯車とともに回転する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項11】

請求項１０に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記内歯歯車は、前記ケーシングにクロスローラベアリングを介して支持される、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項12】

請求項２から請求項１３までのいずれか１項に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記出力回転体と前記クランクシャフトとの間に、前記中心軸を中心とする一方向の回転のみを伝達する一方向クラッチ
をさらに備える、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項13】

請求項１２に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記出力回転体は、前記モータへ向けて軸方向に突出する円筒状のスリーブを有し、
前記一方向クラッチは、径方向において前記スリーブと前記クランクシャフトとの間に位置する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項14】

請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記モータは、前記ステータと前記ロータのマグネットとが軸方向に対向する、アキシャルギャップ型モータである、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項15】

請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記モータは、前記ステータの径方向外側に前記ロータのマグネットが位置する、アウタロータ型モータである、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項16】

請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記モータは、前記ステータの径方向内側に前記ロータのマグネットが位置する、インナロータ型モータである、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項17】

請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記クランクシャフトは、フレームに対して回転可能に支持され、
前記ケーシングは、前記フレームに接触する回り止め部を有し、
前記回り止め部が前記フレームに接触することにより、前記中心軸を中心とする前記ケーシングの回転が停止する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項18】

請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記ケーシングは、フレームに支持され、
前記ケーシングが前記フレームに固定された、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項19】

請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記ケーシングが樹脂製である、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項20】

請求項１から請求項１９までのいずれか１項に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記クランクシャフトのトルクを検出し、検出信号を前記回路基板へ入力するトルクセンサ
をさらに備え、
前記回路基板は、前記検出信号が示す前記トルクが予め設定された閾値以上の場合に、前記ステータへ前記駆動電流を供給する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項21】

請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
ペダルを有する自転車に搭載され、
前記ペダルからの踏力により、前記クランクシャフトが回転する、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項22】

請求項２１に記載の電動アシスト駆動ユニットであって、
前記自転車のチェーンに係合されるスプロケット
をさらに備え、
前記スプロケットは、前記クランクシャフトに固定されている、電動アシスト駆動ユニット。

【請求項23】

請求項２１または請求項２２に記載の電動アシスト駆動ユニットを備えた自転車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動アシスト駆動ユニットおよび自転車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータおよび減速機を有する電動アシスト駆動ユニットを備えた自転車が知られている。電動アシスト駆動ユニットは、自転車が発進する時や上り坂を走行する時などのように、ユーザの負荷が大きいときに、モータを駆動させて、ペダルの回転を補助する。従来の電動アシスト駆動ユニットについては、例えば、特許第６６３７９９７号明細書に記載されている。

【特許文献1】特許第６６３７９９７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

電動アシスト駆動ユニットは、自転車のペダルに接続されるクランクシャフトと、電動アシスト駆動ユニットのケーシングとの間の空間に、モータおよび減速機が収容された構造を有する。しかしながら、従来の電動アシスト駆動ユニットの構造では、モータのロータが、ケーシングに対して支持されていた。これにより、クランクシャフトおよびケーシングに対するモータおよび減速機の組み付け構造が複雑となっていた。また、ケーシングに対してロータを支持する軸受の径が大きいため、電動アシスト駆動ユニットを小型・軽量化することが、困難であった。

【0004】

本発明の目的は、製造時の部品の組み付けが容易であり、かつ、小型・軽量化しやすい電動アシスト駆動ユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本願発明は、人力による回転をモータの駆動力でアシストする電動アシスト駆動ユニットであって、人力により中心軸を中心として回転するクランクシャフトと、前記クランクシャフトに第１軸受を径方向に介して支持されるケーシングと、前記クランクシャフトと前記ケーシングとの間の空間に配置されるモータおよび減速機と、を備え、前記モータは、前記ケーシングに固定されるステータと、前記クランクシャフトにかかる負荷に応じて前記ステータに駆動電流を供給する回路基板と、前記駆動電流により前記ステータから生じる回転磁界により、前記中心軸を中心として回転するロータと、を有し、前記減速機は、前記ロータの回転を減速させて前記クランクシャフトへ出力し、前記ロータは、前記クランクシャフトに第２軸受を径方向に介して支持される。

【発明の効果】

【0006】

本願発明によれば、人力によるクランクシャフトの回転を、モータから発生する駆動力でアシストできる。ケーシングは、クランクシャフトに対して第１軸受を介して支持される。また、モータのロータも、クランクシャフトに対して第２軸受を介して支持される。このため、クランクシャフトを中心として部品を組み付けることができる。したがって、電動アシスト駆動ユニットを容易に製造できる。また、ロータがケーシングに支持される場合と比べて、第２軸受を小型化できる。これにより、電動アシスト駆動ユニットを小型・軽量化することが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、電動アシスト駆動ユニットを備えた自転車の概要図である。

【図2】図２は、電動アシスト駆動ユニットの側面図である。

【図3】図３は、電動アシスト駆動ユニットの縦断面図である。

【図4】図４は、図３中のＡ－Ａ位置から見た電動アシスト駆動ユニットの横断面図である。

【図5】図５は、第１変形例に係る電動アシスト駆動ユニットの縦断面図である。

【図6】図６は、第２変形例に係る電動アシスト駆動ユニットの縦断面図である。

【図7】図７は、第３変形例に係る電動アシスト駆動ユニットの縦断面図である。

【図8】図８は、図７中のＢ－Ｂ位置から見た電動アシスト駆動ユニットの横断面図である。

【図9】図９は、第４変形例に係る電動アシスト駆動ユニットの縦断面図である。

【図10】図１０は、第５変形例に係る電動アシスト駆動ユニットの縦断面図である。

【図11】図１１は、第６変形例に係る電動アシスト駆動ユニットの横断面図である。

【図12】図１２は、第７変形例に係る電動アシスト駆動ユニットの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0009】

＜１．自転車について＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電動アシスト駆動ユニット１を備えた自転車１００の概要図である。図１に示すように、この自転車１００は、前輪１１０、後輪１２０、ペダル１３０、およびローラチェーン１４０を備える。ペダル１３０は、自転車１００の両側面のそれぞれに、配置される。以下では、ペダル１３０が回転する方向のうちの一方を「順方向」とする。ユーザが、ペダル１３０を順方向にこぐと、ペダル１３０の回転運動が、ローラチェーン１４０を介して後輪１２０へ伝達される。これにより後輪１２０が回転し、後輪１２０と前輪１１０の回転により、自転車１００が前方へ進行する。

【0010】

また、この自転車１００は、電動アシスト駆動ユニット１を備える。電動アシスト駆動ユニット１は、自転車１００の両側面に配置されたペダル１３０の間に配置される。また、電動アシスト駆動ユニット１は、ローラチェーン１４０を覆うチェーンカバー１４１の内部に配置される。発進時や上り坂を走行するときなど、ペダル１３０の負荷が大きい場合には、電動アシスト駆動ユニット１が、ペダル１３０に順方向の回転駆動力を供給する。これにより、ユーザがペダル１３０をこぐ力が軽減される。その結果、ユーザは、自転車１００を楽に運転することができる。

【0011】

＜２．電動アシスト駆動ユニットについて＞
続いて、電動アシスト駆動ユニット１の構造について説明する。

【0012】

図２は、電動アシスト駆動ユニット１の側面図である。図３は、電動アシスト駆動ユニット１の縦断面図である。この電動アシスト駆動ユニット１は、人力によるペダル１３０の回転運動を、モータ４０の駆動力でアシストする装置である。図２および図３に示すように、電動アシスト駆動ユニット１は、クランクシャフト１０、ケーシング２０、トルクセンサ３０、モータ４０、減速機５０、一方向クラッチ６０、およびスプロケット７０を備えている。

【0013】

なお、以下では、クランクシャフト１０の中心軸と平行な方向を「軸方向」、中心軸に直交する方向を「径方向」、中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含む。また、上記の「直交する方向」は、略直交する方向も含む。

【0014】

クランクシャフト１０は、中心軸９に沿って延びる円柱状の部材である。クランクシャフト１０の軸方向の両端は、ケーシング２０の外側へ突出する。図２に示すように、クランクシャフト１０は、自転車１００のフレーム１５０に、一対の軸受８０を介して、回転可能に支持される。また、クランクシャフト１０の軸方向の両端には、それぞれ、ペダル１３０が固定される。自転車１００のユーザがペダル１３０をこぐと、その踏力（人力）により、ペダル１３０およびクランクシャフト１０が、中心軸９を中心として回転する。

【0015】

ケーシング２０は、モータ４０および減速機５０を内部に収容する筐体である。図２および図３に示すように、ケーシング２０は、モータケーシング２１、減速機ケーシング２２、および端部カバー２３を有する。端部カバー２３は、モータケーシング２１よりも軸方向一方側に位置する。減速機ケーシング２２は、モータケーシング２１よりも軸方向他方側に位置する。モータケーシング２１、減速機ケーシング２２、および端部カバー２３は、ボルト２４により、互いに固定されている。

【0016】

また、本実施形態のケーシング２０は、仕切板部２７を有する。仕切板部２７は、ケーシング２０の内周面から、径方向内側へ向けて広がる。仕切板部２７は、板状かつ円環状である。モータ４０は、仕切板部２７の軸方向一方側に位置する。減速機５０は、仕切板部２７の軸方向他方側に位置する。

【0017】

クランクシャフト１０とケーシング２０との間には、一対の第１軸受８１が径方向に介在する。ケーシング２０は、この第１軸受８１を介して、クランクシャフト１０に支持される。したがって、ケーシング２０とクランクシャフト１０とは、互いに相対回転可能である。また、図２に示すように、ケーシング２０は、回り止め部２５を有する。回り止め部２５は、ケーシング２０の外周面から、径方向外側へ向けて突出する。自転車１００の走行時には、回り止め部２５が、フレーム１５０に対して周方向に接触する。これにより、中心軸９を中心とするケーシング２０の回転が停止する。

【0018】

このように、本実施形態の構造では、クランクシャフト１０が、ケーシング２０を介することなく、フレーム１５０に直接支持されている。このため、ケーシング２０は、クランクシャフト１０を支持するための強度を有する必要がない。したがって、ケーシング２０に、強度の低い材料を使用できる。例えば、ケーシング２０を樹脂製として、ケーシング２０を軽量化してもよい。ただし、ケーシング２０の材料は、アルミニウム等の金属であってもよい。

【0019】

トルクセンサ３０は、クランクシャフト１０にかかる負荷を検出するセンサである。トルクセンサ３０は、モータケーシング２１の径方向内側の端部に設けられる。トルクセンサ３０は、クランクシャフト１０の歪みを非接触で検出し、その歪み量をトルク値に換算する。トルクセンサ３０は、クランクシャフト１０のトルク値を示す検出信号を、後述する回路基板４２へ入力する。

【0020】

モータ４０は、人力をアシストするための駆動力を発生させる動力源である。モータ４０は、クランクシャフト１０とケーシング２０との間の空間に配置される。モータ４０は、減速機５０の軸方向一方側に位置する。図３に示すように、モータ４０は、ステータ４１、回路基板４２、およびロータ４３を有する。

【0021】

ステータ４１は、モータ４０の固定子である。ステータ４１は、モータケーシング２１に固定される。ステータ４１は、ステータコア４１１と、複数のコイル４１２とを有する。ステータコア４１１は、積層鋼板等の磁性体により形成される。ステータコア４１１は、径方向外側へ向けて突出する複数のティースを有する。複数のティースは、周方向に等間隔に配列されている。コイル４１２は、ティースに巻かれた導線により構成される。

【0022】

回路基板４２は、ステータ４１のコイル４１２に駆動電流を供給するための電気回路が実装された基板である。回路基板４２は、コイル４１２、トルクセンサ３０、および図示を省略したバッテリーと、電気的に接続されている。回路基板４２は、トルクセンサ３０から、クランクシャフト１０のトルクを示す検出信号を取得する。また、回路基板４２に搭載されたメモリには、予め設定されたトルクの閾値が記憶されている。

【0023】

回路基板４２は、トルクセンサ３０から取得した検出信号が示すトルク値が、上記の閾値未満の場合には、コイル４１２に駆動電流を供給しない。回路基板４２は、トルクセンサ３０から取得した検出信号が示すトルク値が、上記の閾値以上になると、バッテリーから供給される電力により、トルク値に応じた駆動電流を生成して、コイル４１２へ供給する。

【0024】

ロータ４３は、モータ４０の回転子である。クランクシャフト１０とロータ４３との間には、第２軸受８２が径方向に介在する。ロータ４３は、この第２軸受８２を介して、クランクシャフト１０に支持される。したがって、ロータ４３は、中心軸９を中心として、クランクシャフト１０とは異なる回転数で、回転可能である。

【0025】

ロータ４３は、ロータヨーク４３１と、ロータヨーク４３１に固定された複数のマグネット４３２とを有する。ロータヨーク４３１は、鉄などの磁性体により形成される。複数のマグネット４３２は、永久磁石である。複数のマグネット４３２は、ステータ４１の径方向外側に位置する。すなわち、本実施形態のモータ４０は、アウタロータ型モータである。複数のマグネット４３２は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に並ぶように、円環状に配列される。ティースの径方向外側の端面と、マグネット４３２の径方向内側の面とは、径方向に僅かな隙間を介して対向する。

【0026】

モータ４０の駆動時には、回路基板４２からステータ４１のコイル４１２に駆動電流が供給される。これにより、ステータコア４１１に回転磁界が生じる。そして、ステータコア４１１と複数のマグネット４３２との間の磁気的吸引力および磁気的反発力により、ステータ４１とロータ４３との間に、周方向のトルクが発生する。その結果、ロータ４３が、中心軸９を中心として回転する。

【0027】

減速機５０は、ロータ４３の回転運動を減速させてクランクシャフト１０へ出力する機構である。図４は、図３中のＡ－Ａ位置から見た電動アシスト駆動ユニット１の横断面図である。図の煩雑化を避けるため、図４では、断面を示すハッチングと、各歯車の歯の図示が省略されている。減速機５０は、クランクシャフト１０とケーシング２０との間の空間に配置される。図３および図４に示すように、減速機５０は、中間回転体５１、複数の遊星歯車５２、固定内歯歯車５３、可動内歯歯車５４、および出力回転体５５を有する。

【0028】

中間回転体５１は、中心軸９を中心とする円環状の部材である。中間回転体５１は、ロータ４３の軸方向他方側に位置する。クランクシャフト１０と中間回転体５１との間には、第３軸受８３が径方向に介在する。中間回転体５１は、この第３軸受８３を介して、クランクシャフト１０に支持される。したがって、中間回転体５１は、中心軸９を中心として、クランクシャフト１０とは異なる回転数で、回転可能である。

【0029】

また、本実施形態のモータ付き減速機１は、オイルシール２８を有する。オイルシール２８は、仕切板部２７の径方向内側の端部と、中間回転体５１の外周面との間に位置する。このようにすれば、減速機５０に使用される潤滑油が、モータ４０側へ侵入することを防止できる。

【0030】

また、ロータ４３と中間回転体５１とは、ボルト５６により互いに固定される。したがって、モータ４０の駆動時には、ロータ４３とともに中間回転体５１が、中心軸９を中心として回転する。上述した第２軸受８２と第３軸受８３とは、軸方向に間隔をあけて配置されている。これにより、ロータ４３および中間回転体５１の、クランクシャフト１０に対する回転姿勢が、安定する。

【0031】

複数の遊星歯車５２は、クランクシャフト１０の径方向外側において、周方向に等間隔に配列されている。図４に示すように、本実施形態の減速機５０は、クランクシャフト１０の周囲に、８つの遊星歯車５２が配置されている。ただし、減速機５０が有する遊星歯車５２の数は、８つには限られない。各遊星歯車５２は、中間回転体５１に固定された遊星軸５１１に支持されている。遊星軸５１１は、軸方向に延びる。また、遊星軸５１１と遊星歯車５２との間には、第４軸受８４が介在する。したがって、遊星歯車５２は、遊星軸５１１を中心として自転することが可能である。また、遊星歯車５２は、中間回転体５１の回転に伴い、中心軸９の周りを公転する。

【0032】

遊星歯車５２は、外周面に、複数の第１外歯５２１と、複数の第２外歯５２２とを有する。複数の第１外歯５２１は、複数の第２外歯５２２よりも、軸方向一方側に位置する。第１外歯５２１の径は、第２外歯５２２の径よりも大きい。遊星歯車５２が有する第１外歯５２１の数と、遊星歯車５２が有する第２外歯５２２の数とは、異なる。

【0033】

固定内歯歯車５３は、中心軸９を中心とする円環状の歯車である。固定内歯歯車５３は、「固定部材」の一例である。固定内歯歯車５３は、ケーシング２０の内周面に、キー５３２を介して固定されている。このため、固定内歯歯車５３は、ケーシング２０に対して相対回転不能である。固定内歯歯車５３は、内周面に複数の第１内歯５３１を有する。遊星歯車５２の第１外歯５２１は、固定内歯歯車５３の第１内歯５３１と噛み合う。

【0034】

可動内歯歯車５４は、中心軸９を中心とする円環状の歯車である。可動内歯歯車５４は、固定内歯歯車５３の軸方向他方側に位置する。また、可動内歯歯車５４の内径は、固定内歯歯車５３の内径よりも小さい。可動内歯歯車５４は、内周面に複数の第２内歯５４１を有する。遊星歯車５２の第２外歯５２２は、可動内歯歯車５４の第２内歯５４１と噛み合う。固定内歯歯車５３が有する第１内歯５３１の数（歯数）と、可動内歯歯車５４が有する第２内歯５４１の数（歯数）とは、異なる。

【0035】

モータ４０が駆動すると、ロータ４３および中間回転体５１が、中心軸９を中心として、減速前の第１回転数で回転する。それに伴い、複数の遊星歯車５２は、中心軸９を中心として周方向に公転する。このとき、各遊星歯車５２の第１外歯５２１と、固定内歯歯車５３の第１内歯５３１とが噛み合うことにより、遊星歯車５２は、遊星軸５１１を中心として自転する。また、各遊星歯車５２の第２外歯５２２と可動内歯歯車５４の第２内歯５４１とが噛み合うため、第１外歯５２１および第１内歯５３１の歯数と、第２外歯５２２および第２内歯５４１の歯数との差によって、固定内歯歯車５３に対して可動内歯歯車５４が、中心軸９を中心として回転する。この可動内歯歯車５４の回転数は、上述した第１回転数よりも低い第２回転数となる。

【0036】

出力回転体５５は、中心軸９を中心とする円環状の部材である。出力回転体５５は、フランジ５５１とスリーブ５５２とを有する。フランジ５５１は、複数の遊星歯車５２の軸方向他方側において、円板状に広がる。スリーブ５５２は、フランジ５５１の径方向内側の端部から、モータ４０側へ向けて、軸方向に突出する。スリーブ５５２は、中心軸９を中心とする円筒状である。スリーブ５５２は、複数の遊星歯車５２の径方向内側に位置する。フランジ５５１の径方向外側の端部と可動内歯歯車５４とは、ボルト５７により互いに固定される。したがって、出力回転体５５は、可動内歯歯車５４とともに、中心軸９を中心として、減速後の第２回転数で回転する。なお、可動内歯歯車５４および出力回転体５５は、単一の部材であってもよい。

【0037】

一方向クラッチ６０は、クランクシャフト１０に対する出力回転体５５の相対回転を、一方向にのみ許容する機構である。一方向クラッチ６０は、径方向において、出力回転体５５のスリーブ５５２と、クランクシャフト１０との間に位置する。すなわち、本実施形態の構造では、出力回転体５５の、モータ４０側へ折り返されたスリーブ５５２の径方向内側に、一方向クラッチ６０が設けられている。これにより、電動アシスト駆動ユニット１を、軸方向に小型化できる。

【0038】

クランクシャフト１０の順方向の回転速度が、出力回転体５５の順方向の回転速度よりも大きい場合には、一方向クラッチ６０は、当該回転を許容する。したがって、自転車１００のユーザは、モータ４０が駆動していないときには、モータ４０の抵抗を受けることなく、ペダル１３０を介してクランクシャフト１０を回転させることができる。

【0039】

ただし、一方向クラッチ６０は、出力回転体５５の順方向の回転速度が、クランクシャフト１０の順方向の回転速度よりも大きくなることを禁止する。したがって、モータ４０が駆動して、出力回転体５５の順方向の回転速度が、クランクシャフト１０の順方向の回転速度に追いつくと、クランクシャフト１０は、出力回転体５５と同じ回転速度で、順方向に回転する。このように、一方向クラッチ６０は、出力回転体５５からクランクシャフト１０に対して、中心軸９を中心とする一方向の回転運動のみを伝達する。

【0040】

スプロケット７０は、クランクシャフト１０の回転をローラチェーン１４０へ伝達するための部品である。スプロケット７０は、中心軸９を中心とする円板状である。スプロケット７０は、ケーシング２０の外側に位置する。また、スプロケット７０は、クランクシャフト１０に固定されている。スプロケット７０は、外周部に複数の外歯７１を有する。スプロケット７０は、これらの外歯７１により、自転車１００のローラチェーン１４０と係合する。ペダル１３０からの踏力またはモータ４０からの駆動力によりクランクシャフト１０が回転すると、スプロケット７０も、中心軸９を中心として回転する。これにより、スプロケット７０と後輪１２０との間で、ローラチェーン１４０が回動する。

【0041】

以上のように、この電動アシスト駆動ユニット１は、クランクシャフト１０の負荷が大きいときに、モータ４０を駆動させて、クランクシャフト１０へ駆動力を供給する。その際、減速機５０は、モータ４０から出力される回転運動を減速させることにより、トルクを増大させて、クランクシャフト１０へ伝達する。これにより、人力によるクランクシャフト１０の回転をアシストできる。

【0042】

特に、本実施形態の構造では、ケーシング２０が、クランクシャフト１０に対して、第１軸受８１を介して支持される。また、モータ４０のロータ４３も、クランクシャフト１０に対して、第２軸受８２を介して支持される。このため、クランクシャフト１０を中心として各部品を組み立てることができる。したがって、電動アシスト駆動ユニット１を容易に製造できる。

【0043】

また、本実施形態の構造では、ロータ４３が、ケーシング２０ではなく、クランクシャフト１０に、第２軸受８２を介して支持される。このようにすれば、ケーシング２０に軸受を介してロータ４３を支持する場合と比べて、小径の第２軸受８２を使用できる。したがって、電動アシスト駆動ユニット１を小型・軽量化しやすい。

【0044】

また、本実施形態の構造では、中間回転体５１も、ケーシング２０ではなく、クランクシャフト１０に、第３軸受８３を介して支持される。このようにすれば、ケーシング２０に軸受を介して中間回転体５１を支持する場合と比べて、小径の第３軸受８３を使用できる。したがって、電動アシスト駆動ユニット１を小型・軽量化しやすい。

【0045】

また、本実施形態の電動アシスト駆動ユニット１は、出力回転体５５とクランクシャフト１０との間に、一方向クラッチ６０を有する。このため、クランクシャフト１０の負荷が閾値未満のときには、モータ４０の抵抗を受けることなく、人力のみでクランクシャフト１０を回転させることができる。また、回路基板４２は、クランクシャフト１０の負荷が閾値以上となった場合にのみ、モータ４０を駆動させる。このため、アシストが不要なときにはモータ４０を停止させて、バッテリーの消費を抑えることができる。

【0046】

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。以下では、種々の変形例について説明する。なお、以下では、上記の実施形態との相違点を中心に説明する。上記の実施形態と同等の部分については、重複説明を省略する。

【0047】

＜３－１．第１変形例＞
図５は、第１変形例に係る電動アシスト駆動ユニット１の縦断面図である。図５の電動アシスト駆動ユニット１は、モータ４０の構造が上記の実施形態と相違する。

【0048】

図５の構造では、モータ４０のステータコア４１１が、径方向内側へ向けて突出する複数のティースを有する。複数のティースは、周方向に等間隔に配列されている。コイル４１２は、ティースに巻かれた導線により構成される。複数のマグネット４３２は、ロータヨーク４３１の外周面に固定される。複数のマグネット４３２は、ステータ４１の径方向内側に位置する。複数のマグネット４３２は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に並ぶように、円環状に配列される。ティースの径方向内側の端面と、マグネット４３２の径方向外側の面とは、径方向に僅かな隙間を介して対向する。

【0049】

このように、電動アシスト駆動ユニット１のモータ４０は、ステータ４１の径方向内側にロータ４３のマグネット４３２が位置する、インナロータ型モータであってもよい。

【0050】

＜３－２．第２変形例＞
図６は、第２変形例に係る電動アシスト駆動ユニット１の縦断面図である。図６の電動アシスト駆動ユニット１は、モータ４０および減速機５０の構造が、上記の実施形態と相違する。

【0051】

図６の構造では、モータ４０のステータ４１が、中心軸９を中心とする略円板状である。ステータ４１は、周方向に配列された複数のコイル（図示省略）を有する。各コイルの磁心は軸方向を向いている。ロータ４３は、第１ロータヨーク４３１ａと第２ロータヨーク４３１ｂと、第１マグネット４３２ａと、第２マグネット４３２ｂとを有する。第１ロータヨーク４３１ａは、ステータ４１の軸方向一方側において、中心軸９を中心として円板状に広がる。第２ロータヨーク４３１ｂは、ステータ４１の軸方向他方側において、中心軸９を中心として円板状に広がる。

【0052】

第１マグネット４３２ａは、第１ロータヨーク４３１ａの軸方向他方側の面に固定されている。第２マグネット４３２ｂは、第２ロータヨーク４３１ｂの軸方向一方側の面に固定されている。第１マグネット４３２ａおよび第２マグネット４３２ｂは、それぞれ、中心軸９を中心とする円環状である。第１マグネット４３２ａの表面は、ステータ４１の軸方向一方側の面と、僅かな隙間を介して軸方向に対向する。第２マグネット４３２ｂの表面は、ステータ４１の軸方向他方側の面と、僅かな隙間を介して軸方向に対向する。第１マグネット４３２ａおよび第２マグネット４３２ｂの表面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。

【0053】

このように、電動アシスト駆動ユニット１のモータ４０は、ステータ４１とロータ４３のマグネット４３２ａ，４３２ｂとが軸方向に対向する、アキシャルギャップ型モータであってもよい。モータ４０をアキシャルギャップ型にすることで、同等の性能を有するアウタロータ型またはインナロータ型のモータを使用する場合と比べて、モータ４０の軸方向の寸法を抑えることができる。

【0054】

特に、本実施形態のモータ４０は、ステータ４１を挟んで配置される２つのマグネット４３２ａ，４３２ｂを有する。これにより、ステータ４１の片側のみにマグネットが配置される場合と比べて、モータ４０から出力されるトルクを増大させることができる。

【0055】

図６の電動アシスト駆動ユニット１の減速機５０は、中間回転体５１、複数の遊星ローラ５２、非回転リング５３、可回転リング５４、および出力回転体５５を有する。

【0056】

複数の遊星ローラ５２は、クランクシャフト１０の径方向外側において、周方向に等間隔に配列されている。各遊星ローラ５２は、中間回転体５１に固定された遊星軸５１１に支持されている。遊星軸５１１は、軸方向に延びる。各遊星ローラ５２は、遊星軸５１１を中心として自転することが可能である。また、遊星ローラ５２は、中間回転体５１の回転に伴い、中心軸９の周りを公転する。

【0057】

遊星ローラ５２は、外周面に、第１傾斜面５２１と第２傾斜面５２２とを有する。第１傾斜面５２１は、第２傾斜面５２２よりも、軸方向一方側に位置する。第１傾斜面５２１は、軸方向一方側へ向かうにつれて縮径する傾斜面である。第２傾斜面５２２は、軸方向他方側へ向かうにつれて縮径する傾斜面である。

【0058】

非回転リング５３は、中心軸９を中心とする円環状の部材である。非回転リング５３は、「固定部材」の一例である。非回転リング５３は、ケーシング２０の内周面に沿って配置されている。非回転リング５３は、ケーシング２０に対して相対回転不能である。非回転リング５３の内周面は、第３傾斜面５３１を含む。第３傾斜面５３１は、軸方向一方側へ向かうにつれて縮径する傾斜面である。

【0059】

減速機５０は、非回転リング５３の軸方向一方側に、押圧機構５８を有する。押圧機構５８は、非回転リング５３を、可回転リング５４側へ向けて、軸方向に押圧する。図６の構造では、押圧機構５８は、軸方向に伸縮可能なばねと、負荷トルクに比例した押圧力を付加する調圧カムとにより構成されている。ただし、ばねおよび調圧カムのいずれか一方が、省略されていてもよい。また、押圧機構５８として、ばね以外の弾性部材が使用されていてもよい。押圧機構５８の押圧力により、非回転リング５３の第３傾斜面５３１は、遊星ローラ５２の第１傾斜面５２１と接触する。

【0060】

出力回転体５５のフランジ５５１と減速機ケーシング２２との軸方向の間隙には、スラスト軸受５９が配置される。スラスト軸受５９は、押圧機構５８の軸方向の押圧力および反力をケーシング２０で支持する。このため、押圧機構５８の押圧力が、上述した傾斜面以外の部品に及ぶことがない。

【0061】

可回転リング５４は、中心軸９を中心とする円環状の部材である。可回転リング５４は、非回転リング５３の軸方向他方側に位置する。可回転リング５４の内周面は、第４傾斜面５４１を含む。第４傾斜面５４１は、軸方向他方側へ向かうにつれて縮径する傾斜面である。遊星ローラ５２の第２傾斜面５２２は、可回転リング５４の第４傾斜面５４１と接触する。非回転リング５３の内径と、可回転リング５４の内径とは、僅かに異なる。

【0062】

モータ４０が駆動すると、ロータ４３および中間回転体５１が、中心軸９を中心として、減速前の第１回転数で回転する。それに伴い、複数の遊星ローラ５２は、中心軸９を中心として周方向に公転する。このとき、各遊星ローラ５２の第１傾斜面５２１と、非回転リング５３の第３傾斜面５とが接触することにより、遊星ローラ５２は、遊星軸５１１を中心として自転する。また、各遊星ローラ５２の第２傾斜面５２２と可回転リング５４の第４傾斜面５４１とが接触するため、第１傾斜面５２１と第３傾斜面５３１の当接部と、第２傾斜面５２２と第４傾斜面５４１の当接部との径差によって、非回転リング５３に対して可回転リング５４が、中心軸９を中心として回転する。この可回転リング５４の回転数は、上述した第１回転数よりも低い第２回転数となる。

【0063】

また、可回転リング５４と出力回転体５５とは、互いに固定される。したがって、出力回転体５５は、可回転リング５４とともに、中心軸９を中心として、減速後の第２回転数で回転する。なお、可回転リング５４および出力回転体５５は、単一の部材であってもよい。

【0064】

なお、図６の例では、遊星ローラ５２の第１傾斜面５２１と、非回転リング５３の第３傾斜面５３１とを、接触させていた。しかしながら、このような傾斜面同士を接触させる構造に限らず、傾斜面と突起を接触させる構造であってもよい。すなわち、遊星ローラ５２と非回転リング５３の当接部において、遊星ローラ５２および非回転リング５３の少なくともいずれか一方の面が、可回転リング５４から遠ざかるにつれて縮径する傾斜面となっていればよい。

【0065】

また、図６の例では、遊星ローラ５２の第２傾斜面５２２と、可回転リング５４の第４傾斜面５４１とを、接触させていた。しかしながら、このような傾斜面同士を接触させる構造に限らず、傾斜面と突起を接触させる構造であってもよい。すなわち、遊星ローラ５２と可回転リング５４の当接部において、遊星ローラ５２および可回転リング５４の少なくともいずれか一方の面が、非回転リング５３から遠ざかるにつれて縮径する傾斜面となっていればよい。

【0066】

＜３－３．第３変形例＞
図７は、第３変形例に係る電動アシスト駆動ユニット１の縦断面図である。図８は、図７中のＢ－Ｂ位置から見た電動アシスト駆動ユニット１の横断面図である。図の煩雑化を避けるため、図８では、断面を示すハッチングが省略されている。図７および図８の電動アシスト駆動ユニット１は、モータ４０および減速機５０の構造が、上記の実施形態と相違する。ただし、モータ４０の構造は、第２変形例と同等であるため、重複説明を省略する。

【0067】

図７および図８の電動アシスト駆動ユニット１の減速機５０は、中間回転体５１、可撓性外歯歯車５２、固定内歯歯車５３、可動内歯歯車５４、および出力回転体５５を有する。

【0068】

本変形例の中間回転体５１は、カム５１２を含む。図８では、軸方向に視たときのカム５１２の外周面の形状が、楕円形である。しかしながら、カム５１２の外周面の形状は、必ずしも楕円形に限るものではない。カム５１２は、周方向の位置により外径（中心軸９からの距離）が異なる、非円形の外周面を有していればよい。

【0069】

可撓性外歯歯車５２は、柔軟に撓み変形可能な薄肉状の歯車である。可撓性外歯歯車５２は、環状であり、カム５１２の径方向外側に位置する。可撓性外歯歯車５２は、外周面に複数の外歯５２３を有する。また、カム５１２の外周面と、可撓性外歯歯車５２との間には、可撓性軸受８５が介在する。可撓性軸受８５は、柔軟に撓み変形可能な軸受である。したがって、カム５１２の回転により、可撓性軸受８５を介して可撓性外歯歯車５２が、径方向に撓む。

【0070】

固定内歯歯車５３は、中心軸９を中心とする円環状の歯車である。固定内歯歯車５３は、「固定部材」の一例である。固定内歯歯車５３は、ケーシング２０の内周面に固定されている。このため、固定内歯歯車５３は、ケーシング２０に対して相対回転不能である。固定内歯歯車５３は、内周面に複数の第１内歯５３１を有する。

【0071】

可動内歯歯車５４は、中心軸９を中心とする円環状の歯車である。可動内歯歯車５４は、固定内歯歯車５３の軸方向他方側に位置する。可動内歯歯車５４は、内周面に複数の第２内歯５４１を有する。固定内歯歯車５３が有する第１内歯５３１の数（歯数）と、可動内歯歯車５４が有する第２内歯５４１の数（歯数）とは、異なる。

【0072】

上述した可撓性軸受８５の内輪は、カム５１２の外周面に接触する。可撓性軸受８５の外輪は、可撓性外歯歯車５２の内周面に接触する。可撓性軸受８５は、カム５１２の外周面に沿った楕円形状に変形する。したがって、可撓性外歯歯車５２も、カム５１２の外周面に沿った楕円形状に変形する。その結果、当該楕円の長軸の両端に相当する２箇所において、可撓性外歯歯車５２の一部の外歯５２３が、可撓性軸受８５を介してカム５１２の外周面に押圧されることによって、固定内歯歯車５３の第１内歯５３１および可動内歯歯車５４の第２内歯５４１と噛み合う。周方向の他の位置においては、外歯５２３は、第１内歯５３１および第２内歯５４１と噛み合わない。

【0073】

モータ４０が駆動すると、ロータ４３および中間回転体５１が、中心軸９を中心として、減速前の第１回転数で回転する。それに伴い、カム５１２も、中心軸９を中心として、第１回転数で回転する。そうすると、可撓性外歯歯車５２の上述した楕円の長軸も、第１回転数で回転する。したがって、可撓性外歯歯車５２の外歯５２３と、固定内歯歯車５３の第１内歯５３１との噛み合い位置も、周方向に第１回転数で移動する。また、可撓性外歯歯車５２の外歯５２３は、可動内歯歯車５４の第２内歯５４１とも噛み合うため、第１内歯５３１と第２内歯５４１の歯数差によって、固定内歯歯車５３に対して可動内歯歯車５４が、中心軸９を中心として回転する。この可動内歯歯車５４の回転数は、上述した第１回転数よりも低い第２回転数となる。

【0074】

可動内歯歯車５４と出力回転体５５とは、ボルト５７により互いに固定される。したがって、出力回転体５５は、可動内歯歯車５４とともに、中心軸９を中心として、減速後の第２回転数で回転する。なお、可動内歯歯車５４および出力回転体５５は、単一の部材であってもよい。

【0075】

＜３－４．第４変形例＞
図９は、第４変形例に係る電動アシスト駆動ユニット１の縦断面図である。図９の電動アシスト駆動ユニット１は、モータ４０および減速機５０の構造が、上記の実施形態と相違する。ただし、モータ４０の構造は、第１変形例と同等であるため、重複説明を省略する。

【0076】

図９の電動アシスト駆動ユニット１の減速機５０は、中間回転体５１、可撓性外歯歯車５２、内歯歯車５３、および出力回転体５５を有する。

【0077】

本変形例の中間回転体５１は、カム５１２を含む。軸方向に視たときのカム５１２の外周面の形状は、楕円形である。しかしながら、カム５１２の外周面の形状は、必ずしも楕円形に限るものではない。カム５１２は、周方向の位置により外径（中心軸９からの距離）が異なる、非円形の外周面を有していればよい。

【0078】

可撓性外歯歯車５２は、柔軟に撓み変形可能な薄肉状の歯車である。可撓性外歯歯車５２は、略カップ状の外形を有する。すなわち、可撓性外歯歯車５２は、円筒部５２４と円板部５２５とを有する。円筒部５２４は、カム５１２の径方向外側に位置する。円板部５２５は、円筒部５２４の軸方向他方側の端部から、径方向内側へ向けて拡がる。

【0079】

円筒部５２４は、外周面に複数の外歯５２３を有する。また、カム５１２の外周面と、円筒部５２４の内周面との間には、可撓性軸受８５が介在する。可撓性軸受８５は、柔軟に撓み変形可能な軸受である。したがって、カム５１２の回転により、可撓性軸受８５を介して可撓性外歯歯車５２の円筒部５２４が、径方向に撓む。

【0080】

内歯歯車５３は、中心軸９を中心とする円環状の歯車である。内歯歯車５３は、ケーシング２０の内周面に固定されている。このため、内歯歯車５３は、ケーシング２０に対して相対回転不能である。内歯歯車５３は、内周面に複数の内歯５３１を有する。可撓性外歯歯車５２が有する外歯５２３の数（歯数）と、内歯歯車５３が有する内歯５３１の数（歯数）とは、異なる。

【0081】

上述した可撓性軸受８５の内輪は、カム５１２の外周面に接触する。可撓性軸受８５の外輪は、可撓性外歯歯車５２の円筒部５２４の内周面に接触する。可撓性軸受８５は、カム５１２の外周面に沿った楕円形状に変形する。したがって、可撓性外歯歯車５２の円筒部５２４も、カム５１２の外周面に沿った楕円形状に変形する。その結果、当該楕円の長軸の両端に相当する２箇所において、可撓性外歯歯車５２の一部の外歯５２３が、可撓性軸受８５を介してカム５１２の外周面に押圧されることによって、内歯歯車５３の内歯５３１と噛み合う。周方向の他の位置においては、外歯５２３は、内歯５３１と噛み合わない。

【0082】

モータ４０が駆動すると、ロータ４３および中間回転体５１が、中心軸９を中心として、減速前の第１回転数で回転する。それに伴い、カム５１２も、中心軸９を中心として、第１回転数で回転する。そうすると、可撓性外歯歯車５２の円筒部５２４の上述した楕円の長軸も、第１回転数で回転する。したがって、可撓性外歯歯車５２の外歯５２３と、内歯歯車５３の内歯５３１との噛み合い位置も、周方向に第１回転数で移動する。また、可撓性外歯歯車５２が有する外歯５２３の数と、内歯歯車５３が有する内歯５３１の数とは、異なる。したがって、当該歯数差によって、内歯歯車５３に対して可撓性外歯歯車５２が、中心軸９を中心として回転する。この可撓性外歯歯車５２の回転数は、上述した第１回転数よりも低い第２回転数となる。

【0083】

可撓性外歯歯車５２と出力回転体５５とは、ボルト５７により互いに固定される。したがって、出力回転体５５は、可撓性外歯歯車５２とともに、中心軸９を中心として、減速後の第２回転数で回転する。なお、可撓性外歯歯車５２および出力回転体５５は、単一の部材であってもよい。

【0084】

＜３－５．第５変形例＞
図１０は、第５変形例に係る電動アシスト駆動ユニット１の縦断面図である。図１０の電動アシスト駆動ユニット１は、減速機５０の構造が、上記の実施形態と相違する。

【0085】

図１０の電動アシスト駆動ユニット１の減速機５０は、中間回転体５１、可撓性外歯歯車５２、内歯歯車５３、および出力回転体５５を有する。

【0086】

本変形例の中間回転体５１は、カム５１２を含む。軸方向に視たときのカム５１２の外周面の形状は、楕円形である。しかしながら、カム５１２の外周面の形状は、必ずしも楕円形に限るものではない。カム５１２は、周方向の位置により外径（中心軸９からの距離）が異なる、非円形の外周面を有していればよい。

【0087】

可撓性外歯歯車５２は、柔軟に撓み変形可能な薄肉状の歯車である。可撓性外歯歯車５２は、略シルクハット状の外形を有する。すなわち、可撓性外歯歯車５２は、円筒部５２４と円板部５２５とを有する。円筒部５２４は、カム５１２の径方向外側に位置する。円板部５２５は、円筒部５２４の軸方向一方側の端部から、径方向外側へ向けて拡がる。円板部５２５の径方向外側の端部は、ケーシング２０に固定される。

【0088】

円筒部５２４は、外周面に複数の外歯５２３を有する。また、カム５１２の外周面と、円筒部５２４の内周面との間には、可撓性軸受８５が介在する。可撓性軸受８５は、柔軟に撓み変形可能な軸受である。したがって、カム５１２の回転により、可撓性軸受８５を介して可撓性外歯歯車５２の円筒部５２４が、径方向に撓む。

【0089】

内歯歯車５３は、中心軸９を中心とする円環状の歯車である。ケーシング２０と内歯歯車５３との間には、クロスローラベアリング８６が径方向に介在する。内歯歯車５３は、このクロスローラベアリング８６を介して、ケーシング２０に支持される。したがって、内歯歯車５３は、中心軸９を中心として回転可能である。内歯歯車５３は、内周面に複数の内歯５３１を有する。可撓性外歯歯車５２が有する外歯５２３の数（歯数）と、内歯歯車５３が有する内歯５３１の数（歯数）とは、異なる。

【0090】

上述した可撓性軸受８５の内輪は、カム５１２の外周面に接触する。可撓性軸受８５の外輪は、可撓性外歯歯車５２の円筒部５２４の内周面に接触する。可撓性軸受８５は、カム５１２の外周面に沿った楕円形状に変形する。したがって、可撓性外歯歯車５２の円筒部５２４も、カム５１２の外周面に沿った楕円形状に変形する。その結果、当該楕円の長軸の両端に相当する２箇所において、可撓性外歯歯車５２の一部の外歯５２３が、可撓性軸受８５を介してカム５１２の外周面に押圧されることによって、内歯歯車５３の内歯５３１と噛み合う。周方向の他の位置においては、外歯５２３は、内歯５３１と噛み合わない。

【0091】

モータ４０が駆動すると、ロータ４３および中間回転体５１が、中心軸９を中心として、減速前の第１回転数で回転する。それに伴い、カム５１２も、中心軸９を中心として、第１回転数で回転する。そうすると、可撓性外歯歯車５２の円筒部５２４の上述した楕円の長軸も、第１回転数で回転する。したがって、可撓性外歯歯車５２の外歯５２３と、内歯歯車５３の内歯５３１との噛み合い位置も、周方向に第１回転数で移動する。また、可撓性外歯歯車５２が有する外歯５２３の数と、内歯歯車５３が有する内歯５３１の数とは、異なる。したがって、当該歯数差によって、可撓性外歯歯車５２に対して内歯歯車５３が、中心軸９を中心として回転する。この内歯歯車５３の回転数は、上述した第１回転数よりも低い第２回転数となる。

【0092】

内歯歯車５３と出力回転体５５とは、ボルト５７により互いに固定される。したがって、出力回転体５５は、内歯歯車５３とともに、中心軸９を中心として、減速後の第２回転数で回転する。なお、可撓性外歯歯車５２および出力回転体５５は、単一の部材であってもよい。

【0093】

上述した第４変形例では、内歯歯車５３をケーシング２０に固定し、その内歯歯車５３に対して、可撓性外歯歯車５２を、減速後の第２回転数で回転させた。これに対し、第５変形例では、可撓性外歯歯車５２をケーシング２０に固定し、その可撓性外歯歯車５２に対して、内歯歯車５３を、減速後の第２回転数で回転させた。このように、減速機５０に可撓性外歯歯車５２を利用する場合、可撓性外歯歯車５２および内歯歯車５３のいずれか一方が、ケーシング２０に固定されていればよい。そして、可撓性外歯歯車５２および内歯歯車５３の他方が、出力回転体５５とともに、第２回転数で回転すればよい。

【0094】

＜３－６．第６変形例＞
図１１は、第６変形例に係る電動アシスト駆動ユニット１の横断面図である。図１１の電動アシスト駆動ユニット１は、モータ４０および減速機５０の構造が、上記の実施形態と相違する。ただし、モータ４０の構造は、上述した第２変形例と同等である。また、減速機５０の構造は、上述した第５変形例と同等である。このように、モータ４０の種類と、減速機５０の種類とは、任意に組み合わせることができる。

【0095】

＜３－７．第７変形例＞
図１２は、第７変形例に係る電動アシスト駆動ユニット１の側面図である。図１２の電動アシスト駆動ユニット１は、自転車１００のフレーム１５０に対する支持構造が、上記の実施形態と相違する。

【0096】

図１２の例では、ケーシング２０が、自転車１００のフレーム１５０に、ボルト２６で固定されている。これにより、ケーシング２０が、フレーム１５０に支持されている。クランクシャフト１０とケーシング２０との間には、上記の実施形態と同様に、第１軸受８１（図３参照）が径方向に介在する。クランクシャフト１０は、この第１軸受８１を介して、ケーシング２０に支持される。本変形例の構造では、ケーシング２０がクランクシャフト１０を支持するため、上記の実施形態よりも、ケーシング２０に強度が必要である。しかしながら、本変形例の構造を採れば、上記の実施形態の軸受８０を省略できる。したがって、電動アシスト駆動ユニット１の構造を簡略化できる。

【0097】

＜３－８．他の変形例＞
上記の実施形態および変形例では、自転車１００に搭載される電動アシスト駆動ユニット１について説明した。しかしながら、本発明の電動アシスト駆動ユニット１は、自転車以外の機器に搭載されるものであってもよい。例えば、アシストスーツや、釣り竿のリールなどにおいて、人力をアシストするために、本発明の電動アシスト駆動ユニットを搭載してもよい。

【0098】

その他、電動アシスト駆動ユニットの細部の形状については、本願の各図に示された形状と異なっていてもよい。また、上記の実施形態または変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0099】

本発明は、電動アシスト駆動ユニットおよび自転車に利用できる。

【符号の説明】

【0100】

１ 電動アシスト駆動ユニット
９ 中心軸
１０ クランクシャフト
２０ ケーシング
２５ 回り止め部
３０ トルクセンサ
４０ モータ
４１ ステータ
４２ 回路基板
４３ ロータ
５０ 減速機
５１ 中間回転体
５２ 遊星歯車，遊星ローラ，可撓性外歯歯車
５３ 内歯歯車，非回転リング，固定内歯歯車
５４ 可回転リング，可動内歯歯車
５５ 出力回転体
５８ 押圧機構
６０ 一方向クラッチ
７０ スプロケット
８１ 第１軸受
８２ 第２軸受
８３ 第３軸受
８４ 第４軸受
８５ 可撓性軸受
８６ クロスローラベアリング
１００ 自転車
１３０ ペダル
１５０ フレーム
５５１ フランジ
５５２ スリーブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】